本技術涉及通信領域,具體地,涉及一種信號調制電路、信號發射系統及信號調制方法。
背景技術:
1、功率放大器(power?amplifier,pa)是一種對信號功率進行放大的電子器件。在通信領域中,pa可以廣泛用于對移動通信基站、通信系統等待發射的信息的功率進行放大。
2、隨著第五代(the?5th?generation,5g)移動通信的廣泛使用,對多媒體數據業務提出了更高的要求,移動通信系統進一步向著高速率、低時延、大容量的方向發展。同時為了最大化頻譜利用率,提高通信速率和通信容量,正交頻分復用多載波調制技術和高階正交幅度調制等復雜的多載波傳輸和數字調制技術被廣泛使用,這使得信道中的平均功率增大,射頻功率放大器更接近飽和,其效率提高的同時也使輸出信號的非線性失真加劇,通信質量下降。
3、如何提高pa輸出信號的線性度,提高通信質量,是值得考慮的問題。
技術實現思路
1、本技術提供一種信號調制電路、信號發射系統和信號調制方法,信號調制電路可以分別對輸入信號的相位、幅度和相位拐點等單獨進行調制,輸入信號調制的維度更多,調制后經pa輸出的信號的線性度更優,信號發射系統利用該輸出信號進行通信的質量更高。
2、第一方面,提供了一種信號調制電路,包括:相位調制模塊、幅度調制模塊和驅動放大模塊,相位調制模塊、幅度調制模塊和驅動放大模塊依次級聯,或者,幅度調制模塊、相位調制模塊和驅動放大模塊依次級聯;相位調制模塊用于對輸入信號的相位單獨進行調制,幅度調制模塊用于對輸入信號的幅度單獨進行調制,驅動放大模塊用于將調制后的輸入信號提高功率輸出。
3、在一些場景下,相位調制模塊也可以稱為相位調制電路,幅度調制模塊也可以稱為幅度調制電路,驅動放大模塊也可以稱為驅動放大器。
4、本技術方案中利用相位調制模塊和幅度調制模塊對輸入信號的相位和幅度分別單獨進行調節,也就是說,利用本技術方案提供的信號調制電路對輸入信號進行調制,相位調制與幅度調制是相互解耦的。相對于相位調制與幅度調制關聯的調制方法,本技術方案提供的調制電路擁有更多的調制維度,輸入信號的相位和幅度的可調范圍大,對輸入信號的調制更加精細,調制得到的輸出信號對pa的線性補償效果更好。
5、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,信號調制電路還包括:第一調制模塊和第二調制模塊,第一調制模塊連接于相位調制模塊與幅度調制模塊之間,第二調制模塊連接于幅度調制模塊與驅動放大模塊之間,第一調制模塊用于調制輸入信號的相位拐點,第二調制模塊用于調制輸入信號的相位拐點和幅度拐點;或者,第一調制模塊連接于幅度調制模塊與相位調制模塊之間,第二調制模塊連接于相位調制模塊與驅動放大模塊之間,第一調制模塊用于調制輸入信號的幅度拐點,第二調制模塊用于調制輸入信號的幅度拐點和相位拐點。
6、在一些場景下,第一調制模塊和第二調制模塊均包含可變增益放大器,第一調制模塊可以稱為vga1,第二調制模塊可以稱為vga2。
7、本技術方案中利用第一調制模塊和第二調制模塊進一步對輸入信號的相位拐點和幅度拐點進行調制,對輸入信號的調制過程引入了更多的調制維度,在一定程度上有利于進一步提高pa輸出信號的線性度。
8、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,信號調制電路還包括控制模塊,控制模塊用于控制以下中的一個或多個:相位調制模塊、幅度調制模塊、第一調制模塊或第二調制模塊。
9、在一種可能的實現方式中,控制模塊可以根據應用場景控制多個調制模塊中的一個或多個執行不同的調制方案。
10、在信號調制電路中引入控制模塊來控制執行不同的調制方案,使得該信號調制電路可以適用于更多的應用場景,有利于提高本技術提供的信號調制電路的應用范圍。
11、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,信號調制電路還包括功分模塊,功分模塊與相位調制模塊和控制模塊連接,并用于將輸入信號分成輸入至相位調制模塊的第一子輸入信號以及輸入至控制模塊的第二子輸入信號;或者,功分模塊與幅度調制模塊和控制模塊連接,并用于將輸入信號分成輸入至幅度調制模塊的第一子輸入信號一級輸入至控制模塊的第二子輸入信號。
12、在一種可能的實現方式中,控制模塊可以根據第二子輸入信號和pa耦合信號來控制執行不同的信號調制方案。
13、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,控制模塊還用于控制輸入信號的輸入功率。
14、利用控制模塊來控制輸入信號的輸入功率,相當于提供了又一個控制信號調制過程的因素,在一定程度上有利于簡化后續信號幅度和信號相位的調制過程,有利于提高pa輸出信號的線性度。
15、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,相位調制模塊包括第一晶體管、第一電感與第二電感,第一電感與第二電感耦合,第一電感的兩端分別與第一晶體管的發射極和集電極連接,第二電感的兩端分別與相位調制模塊的輸入端口與輸出端口連接;第一晶體管的基極與相位調制模塊的控制端口連接。
16、在一種可能的實現方式中,控制模塊可以通過第一晶體管的開合產生非線性特征,該非線性特征用于調節輸入信號的相位。
17、本技術方案中提供的相位調制模塊的結構簡單,信號控制流程簡短,控制效率高,有利于提高利用本技術提供的信號調制電路進行信號調制的效率。
18、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,幅度調制模塊包括第二晶體管、第三晶體管和第三電感,第二晶體管的基極與幅度調制模塊的輸入端口連接,第二晶體管的發射極接地;第三晶體管的基極與幅度調制模塊的輸出端口連接,第三晶體管的發射極接地;第三電感的兩端分別與第二晶體管的集電極和第三晶體管的集電極連接。
19、在一種可能的實現方式中,控制模塊可以控制第二晶體管和第三晶體管的增益大小,從而控制幅度調制模塊引起的非線性分量的幅度。
20、本技術方案中提供的幅度調制模塊的結構簡單,信號控制流程簡短,控制效率高,有利于提高利用本技術提供的信號調制電路進行信號調制的效率。
21、第二方面,提供了一種信號發射系統,包括:相位調制模塊、幅度調制模塊、驅動放大模塊和功率放大器,相位調制模塊、幅度調制模塊和驅動放大模塊依次級聯,或者,幅度調制模塊、相位調制模塊和驅動放大模塊依次級聯;相位調制模塊用于對輸入信號的相位單獨進行調制,幅度調制模塊用于對輸入信號的幅度單獨進行調制,驅動放大模塊用于將調制后的輸入信號提高功率輸出至功率放大器;功率放大器用于發射信號。
22、本技術方案中利用相位調制模塊和幅度調制模塊對輸入信號的相位和幅度分別單獨進行調節,也就是說,利用本技術方案提供的信號調制電路對輸入信號進行調制,相位調制與幅度調制是相互解耦的。相對于相位調制與幅度調制關聯的調制方法,本技術方案提供的調制電路擁有更多的調制維度,對輸入信號的調制更加精細,調制得到的輸出信號對pa的線性補償效果更好。
23、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,信號發射系統還包括:第一調制模塊和第二調制模塊,第一調制模塊連接于相位調制模塊與幅度調制模塊之間,第二調制模塊連接于幅度調制模塊與驅動放大模塊之間,第一調制模塊用于調制輸入信號的相位拐點第二調制模塊用于調制輸入信號的相位拐點和幅度拐點;或者,第一調制模塊連接于幅度調制模塊與相位調制模塊之間,第二調制模塊連接于相位調制模塊與驅動放大模塊之間,第一調制模塊用于調制輸入信號的幅度拐點,第二調制模塊用于調制輸入信號的幅度拐點和相位拐點。
24、本技術方案中利用第一調制模塊和第二調制模塊進一步對輸入信號的相位拐點和幅度拐點進行調制,對輸入信號的調制過程引入了更多的調制維度,在一定程度上有利于進一步提高pa輸出信號的線性度。
25、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,信號發射系統還包括功分模塊和控制模塊,功分模塊與相位調制模塊和控制模塊連接,并用于將輸入信號分成輸入至相位調制模塊的第一子輸入信號以及輸入至控制模塊的第二子輸入信號,或者,功分模塊與幅度調制模塊和控制模塊連接,并用于將輸入信號分成輸入至幅度調制模塊的第一子輸入信號一級輸入至控制模塊的第二子輸入信號;控制模塊用于:根據反饋信號和第二子輸入信號控制以下中的一種或多種:相位調制模塊、幅度調制模塊、第一調制模塊或第二調制模塊;其中,反饋信號由功率放大器的發射信號耦合得到。
26、本技術方案中,控制模塊可以通過原始輸入信號和功率放大器發射信號的差別確定控制信號,不同的原始輸出信號、不同的發射信號,控制模塊可以產生不同的控制信號。本技術方案的實施有利于實現控制模塊根據應用場景自適應確定信號調制方案,有利于使得信號發射系統在不同的應用場景下都能夠產生線性度較高的發射信號。
27、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,控制模塊具體用于:根據反饋信號和第二子輸入信號生成一個或多個控制信號;向以下中的一種或多種發送控制信號:相位調制模塊、幅度調制模塊、第一調制模塊或第二調制模塊。
28、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,控制模塊包括對齊子模塊和信號生成子模塊,對齊子模塊用于將第二子輸入信號與反饋信號的相位和/或幅度對齊,并輸出對齊后的信號至信號生成子模塊,信號生成子模塊用于根據對齊后的信號生成控制信號。
29、在一種可能的實現方式中,對齊子模塊用于輸出兩路對齊與歸一化的信號;
30、在一種可能的實現方式中,信號生成子模塊包括高速差分運算電路、峰值檢波器電路、分段電路和可控積分電路,其中,高速差分運算電路用于將對齊子模塊輸出兩路信號之間的誤差放大,輸出放大后的誤差信號;峰值檢波電路用于根據放大后的誤差信號確定放大后的誤差信號的包絡。分段電路用于對誤差信號的包絡進行分段表示,提高誤差表示精度。可控積分電路可以用于對分段信號積分得到輸出控制電壓信號。
31、以下技術方案的中詳細解釋和有益效果可以參考第一方面至第三方面中的相關說明,為了簡潔,此處不作贅述。
32、第三方面,提供了一種信號調制方法,包括:接收前饋信號和反饋信號,反饋信號由功率放大器的發射信號耦合得到,前饋信號為輸入信號的一部分;根據前饋信號與反饋信號生成控制信號,控制信號包括第一子控制信號和/或第二子控制信號,第一子控制信號用于控制對輸入信號的相位單獨進行調制,第二子控制信號用于控制對輸入信號的幅度單獨進行調制;根據控制信號調制輸入信號。
33、結合第三方面,在第三方面的某些實現方式中,控制信號還包括第三子控制信號和/或第四子控制信號,第三子控制信號用于控制對輸入信號的相位拐點或幅度拐點進行調制,第四子控制信號用于控制對輸入信號的相位拐點和幅度拐點進行調制。
34、結合第三方面,在第三方面的某些實現方式中,控制信號還包括第五子控制信號,第五子控制信號用于控制輸入信號的功率。
35、第四方面,提供了一種信號調制裝置,該信號調制裝置包括通信模塊和處理模塊,該通信模塊用于接收前饋信號和反饋信號,反饋信號由功率放大器的發射信號耦合得到,前饋信號為輸入信號的一部分;該處理模塊用于:根據前饋信號與反饋信號生成控制信號,控制信號包括第一子控制信號和/或第二子控制信號,第一子控制信號用于控制對輸入信號的相位單獨進行調制,第二子控制信號用于控制對輸入信號的幅度單獨進行調制;根據控制信號調制輸入信號。
36、結合第四方面,在第四方面的某些實現方式中,該控制信號還包括第三子控制信號和/或第四子控制信號,第三子控制信號用于控制對輸入信號的相位拐點或幅度拐點進行調制,第四子控制信號用于控制對輸入信號的相位拐點和幅度拐點進行調制。
37、結合第四方面,在第四方面的某些實現方式中,該控制信號還包括第五子控制信號,第五子控制信號用于控制輸入信號的功率。
38、第五方面,提供了一種電子設備,該電子設備包括處理器和存儲器,該存儲器用于存儲程序指令,該處理器用于:用于接收前饋信號和反饋信號,反饋信號由功率放大器的發射信號耦合得到,前饋信號為輸入信號的一部分;根據前饋信號與反饋信號生成控制信號,控制信號包括第一子控制信號和/或第二子控制信號,第一子控制信號用于控制對輸入信號的相位單獨進行調制,第二子控制信號用于控制對輸入信號的幅度單獨進行調制;根據控制信號調制輸入信號。
39、結合第五方面,在第五方面的某些實現方式中,該控制信號還包括第三子控制信號和/或第四子控制信號,第三子控制信號用于控制對輸入信號的相位拐點或幅度拐點進行調制,第四子控制信號用于控制對輸入信號的相位拐點和幅度拐點進行調制。
40、結合第五方面,在第五方面的某些實現方式中,該控制信號還包括第五子控制信號,第五子控制信號用于控制輸入信號的功率。
41、第六方面,提供了一種芯片,包括處理器,用于讀取存儲器中存儲的指令,當該處理器執行該指令時,使得芯片實現第三方面及其任意可能的實現方式中的方法。