[发明专利]一种数字射频脉冲调制方法和调制器

说明书

本申请公开了一种实现数字射频脉冲调制的方法及调制器，包括：对接收K比特数字射频信号进行位宽压缩处理，获得N比特数据Amp；根据Amp值输出脉冲调制信号ETDM1和ETDM2；将脉冲调制信号ETDM1和脉冲调制信号ETDM2分别用开关功放进行功率放大后合并输出。本发明首先通过位宽变换模块对接收数字射频信号进行处理，将K比特数据压缩为N比特，降低了后级所需工作时钟速率，减小了射频频率下调制器实现难度。在此基础上基于面积等效和重心重合原理，将N比特数据映射为相应的脉冲调制信号，在简化调制器硬件实现的同时保证了调制信号性能。进一步，通过生成两路具有反向噪声的脉冲调制信号，经过简单逻辑加合并实现噪声抵消，调制器编码效率得到提升。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术，具体涉及一种实现射频信号脉冲调制的方法和调制 器。

背景技术

作为无线通信系统的重要组成部分，射频功率放大器(简称功放)直接决定了无线通信装备输出信号的质量和工作效率。传统模拟功能(如A类、B类及AB类功放等， 统称模拟功放)可以实现对恒包络调制信号的高效放大。但随着当前无线传输速率需求 的不断提升，高带宽、高峰均比(peak-to averagepower ratio，PAPR)信号得到越来越多的 应用。在处理这些复杂调制信号时，模拟功放为保证放大信号的线性性能，往往通过回 退以保证功放工作在线性区域。因此，功放的线性性能和放大效率相互矛盾，制约了无 线通信装备综合性能的提升。另一方面，当前无线通信业务类型快速增长，新的通信体 制不断涌现。通信终端在减少体积功耗的同时要求兼容更多的频段、标准及功能。这对 通信系统可集成、可配置的能力提出更高的挑战。在上述背景下，射频开关功放技术得 到越来越多的关注。

与传统线性功放通过减小导通角提高效率的方法不同，开关模式功放(SMPA，Switched-Mode Power Amplifier)，如D类、E类功放等，通过驱动晶体管工作于截止/ 饱和状态，使得电压和电流在时域上没有重叠。此时晶体管集电极耗散为零，理论上可 以获得100％效率。

为了实现SMPA的开关工作，前端数字射频调制需要产生脉冲调制信号。产生脉冲信号的经典方式是脉宽调制器(PWM，Pulse-Width Modulator)和Delta-Sigma调制器(DSM，Delta-Sigma Modulator)。其中PWM将信号包络与特定参考信号进行比较来产生调制脉 冲信号，结构简单，适合于模拟域实现。但在数字域实现时，由于数字电路的离散特性， 为了保证其SNR性能系统需要极高的过采样率，从而增加了硬件实现难度。相比PWM，DSM具有内在的噪声整型特性，可以获得更高的带内SNR。但其缺点是需要高的过采 样频率，从而增加了系统硬件实现压力。同时由于DSM内部结构存在大量的反馈结构， 系统最高工作频率受限，因而限制了其在宽带信号中的应用。此外DSM的噪声整形会 产生大量的带外噪声，从而使其编码效率(有用信号占总信号能量的比例)非常低，从而 影响了最终的系统工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字射频脉冲调制方法和调制器，以解决PWM数字域下实现时精度不足和DSM结构复杂、编码效率低的问题，在简化系统硬件实现的同时提 升调制器的带内信噪比和编码效率性能，以实现对开关功放的有效驱动，从而提升调制 器的整体效率。

为了达到本发明的目的，本申请提供一种实现数字射频脉冲调制的方法，所述方法 包括以下步骤：

对接收的K比特数字射频信号进行位宽压缩处理，以获得N比特数据Amp；

根据N比特数据Amp值输出脉冲调制信号ETDM1，ETDM1的极性与N比特数据 Amp幅度极性相一致且位于采样周期中心，其脉冲宽带为：W＝T*Amp_N-2：0/2^N-1；

根据N比特数据Amp值输出脉冲调制信号ETDM2，ETDM2的极性与N比特数据 Amp幅度极性相一致且位于采样周期起始和终止位置，其脉冲宽带为：W′＝T*Amp_N-2：0/2^N；