專利名稱：發射器以及信號傳送方法
技術領域：
本發明有關于一種信號傳送方法，特別是有關于一種使用上述信號傳送方法的發射器，以減緩頻譜增生(spectral re-growth)。
背景技術：
在現有的通訊系統中，由于發射器路徑的非線性特性，使得頻譜增生可能出現在發射器內功率放大器的輸出信號上。當發射器的要求輸出功率增加，頻譜增生會變為更加嚴重。頻譜增生的出現導致在輸出上的頻譜違反了發射器的規格要求。由于頻譜增生的問題，使得發射器的傳送品質可能因此而不合格。 因此，期望提出一種解決方式，其能減緩在發射器的輸出上的頻譜增生。

發明內容
有鑒于此，本發明提供一發射器以及信號傳送方法，用以解決上述發射器的頻譜增生的問題。本發明提供一種發射器，其包括塑形單元以及數模轉換器。塑形單元對一數字信號進行數字塑形。數模轉換器將塑形后的數字信號轉換為一模擬信號。塑形單元藉由減少數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量，以降低發生在數模轉換器之后模擬信號的頻譜增生。在一些實施例中，塑形單元包括濾波器。此濾波器藉由其頻率響應來減少數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量。該數字信號系以正交分頻復用(orthogonalfrequency division multiplexing, OFDM)或互補石馬鍵控(complementary code keying,CCK)來調變的信號。在另一些實施例中，塑形單元包括基帶源。在逆向快速傅立葉轉換(inverse fastFourier transform, iFFT)操作之前,基帶源調整在帶內部分中數字信號的復數子載波的權重，以減少數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量。數字信號系由基帶源以正交分頻復用(OFDM)來調變的信號。本發明另提供一種信號傳送方法。此信號傳送方法包括藉由減少數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量來對數字信號進行數字塑形；以及將塑形后的數字信號轉換為模擬信號。此信號傳送方法藉由數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量，以降低發生在塑形后的數字信號轉換為模擬信號之后模擬信號的頻譜增生。上述的發射器以及信號傳送方法，能夠減緩在發射器的輸出上的頻譜增生。


圖I為根據本發明一實施例的發射器的結構示意圖；圖2為在具有數字塑形操作下由功率放大器所放大的模擬信號的頻譜以及在不具有任何數字塑形操作下由功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖3為根據圖I的發射器，在分別具有數字塑形操作下與不具有數字塑形操作下濾波器的頻率響應的示意圖；圖4A為當數字信號是以互補碼鍵控來調變的信號時，在不具有任何數字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖；圖4B為根據圖I的發射器，當數字信號是以CCK來調變的信號時，在具有由塑形單元所執行的數字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖；圖5為根據本發明另一實施例的發射器的結構示意圖；圖6為根據圖5的發射器，在數字信號的頻譜中帶內部分，數字信號的子載波的權重調整不意圖；圖7A為在不具有任何數字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖； 圖7B為根據圖5的發射器，在具有由塑形單元所執行的數字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。在本發明說明書中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。本領域的技術人員應可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書并不以名稱的差異來作為區別組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。圖I為根據本發明一實施例的發射器的結構示意圖。參閱圖1，發射器I包括基帶源 10、塑形(shaping)單元 11、數字預失真(digital pre-distortion,DPD)單元 12、數模轉換器(digital-to-analog converter,DAC) 13、混頻器14、以及功率放大器15,以執行信號傳送方法?；鶐г?0提供一數字信號S10。塑形單元11接收數字信號SlO且對數字信號SlO進行數字塑形。在此實施例中，塑形單元11藉由減少數字信號SlO的頻譜中頻內(in-band)部分的邊緣的能量，來對數字信號SlO進行塑形。DTO單元12對塑形后的數字信號執行一數字線性補償。數模轉換器(DAC) 13將已由DH)單元12利用數字線性補償處理后的塑形后的數字信號，轉換為一模擬信號S13。混頻器14接收模擬信號S13，并對模擬信號S13進行上變頻(up-conversion)。換句話說，混頻器14對模擬信號S13執行上變頻操作。功率放大器15接收且放大已由混頻器14進行上變頻的模擬信號S13。發射器I則將放大后的模擬信號S13傳送至一對應接收器(未顯不)。圖2為在具有上述數字塑形操作和不具有任何數字塑形操作下由功率放大器15所放大的信號的頻譜的示意圖。在圖2中，標號“21”表示在具有由塑形單元11所執行的數字塑形操作下，由功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜。標號“20 “表示在不具有任何數字塑形操作下，由功率放大器15所放大的一模擬信號的頻譜。換句話說，數字信號Sio的頻譜中頻內部分的邊緣的能量不會由塑形單元11來減少。參閱圖2，由于功率放大器15的非線性特性，使得在頻譜20的右側橫向部分具有頻譜增生R20。圖2的頻譜部分P20對應數字信號SlO的頻譜中頻內部分。參閱圖2，隨著數字信號SlO的頻譜中帶內部分的邊緣的能量減少，在頻譜21的部分P20的邊緣上的能量小于在頻譜20的部分P20的邊緣上的能量，如圓形標示區域R22所指示。相應的，由功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜增生R21減弱。因此，在具有數字塑形操作下的頻譜增生R21有利地小于不具有任何數字塑形操作下的頻譜增生R20，例如比頻譜增生R20小5dB。在此實施例中，塑形單元11包括濾波器110，且由濾波器110來對數字信號SlO進行數字塑形。濾波器110可藉由其頻率響應來減少數字信號SlO的頻譜中頻內部分的邊緣的能量。為了達到數字塑形操作，濾波器110的參數必須特別地被設定或調整，以使得減少數字信號Sio的頻譜中頻內部分的邊緣的能量減少。在此實施例中，于濾波器110的制造期間內，為了數字塑形操作，濾波器110的參數可被設定或調整，且在制造之后這些參數則固定不變。或者，濾波器110的參數可在發射器I正在操作的時候被設定或調整。圖3為 根據圖I的發射器，在分別具有數字塑形操作下濾波器110的頻率響應30以及在不具任何數字塑形操作下濾波器110的頻率響應31的示意圖。濾波器110的頻率響應31是在濾波器Iio的參數不為了數字塑形操作而設定或調整時所獲得的。參閱圖3，在具有數字塑形操作下濾波器110的整體振幅響應低于不具任何數字塑形操作下濾波器110的整體振幅響應。在此實施例中，濾波器110以數字濾波器來實現，例如貝索(Bessel)低通濾波器、有限脈沖響應(finite impulse response, FIR)濾波器、或無限脈沖響應(infinite impulseresponse, HR)濾波器。其參數可以為了數字塑形操作而被設定或調整的任何數字濾波器都可作為本案的濾波器110。根據圖1-3的實施例所述的信號傳送方法，塑形單元11藉由濾波器110的頻率響應來減少數字信號SlO的頻譜中頻內部分的邊緣的能量。因此，發生在DAC 13之后的模擬信號S13的頻譜增生得到減緩。功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜可符合發射器I的規格所指定的標準，以使得發射器I的傳送品質可獲得提升。在一些實施例中，基帶源10所提供的數字信號SlO可能是由基帶源10以正交分頻復用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)或互補碼鍵控(complementary code keying,CCK)來調變的信號。由基帶源10以OFDM或CCK來執行的調變僅是一個例子。然而，根據系統需求，基帶源10可以其他的通訊調變方式來對數字信號SlO進行調變，例如WCDMA、LTE等等。圖4A為當基帶源10以CCK來調變數字信號SlO時，在不具有任何數字塑形操作下，功率放大器15所放大的一模擬信號的頻譜的示意圖。圖4B為當基帶源10以CCK來調變數字信號SlO時，在具有數字塑形操作下，功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜的示意圖。圖4A與圖4B中所顯示的頻譜邊界B40由發射器I的規格所指定的標準所定義。圖4A與圖4B中所顯示的部分P40對應數字信號SlO的頻譜中的帶內部分。在圖4A中，標號“40”表示在不具有任何數字塑形操作下，功率放大器15所放大的模擬信號的頻譜。換句話說，數字信號SlO的頻譜中帶內部分的邊緣的能量沒有由于塑形單元11而減少。在頻譜40的右側橫向部分，由于功率放大器15的非線性特性，功率放大器15所放大的模擬信號具有頻譜增生R40。頻譜增生R40導致頻譜40超過頻譜邊界MO。在圖4B中，標號“41”表示在具有塑形單元11所執行的數字塑形操作下，由功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜。參閱圖4A與圖4B，隨著數字信號SlO的頻譜中帶內部分的邊緣的能量減少，在頻譜41的部分P40的邊緣上的能量降低。因此，由放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜增生R41減少。藉由比較頻譜40與頻譜41，表示出在頻譜41的部分P40的邊緣上的能量少于在頻譜40的部分P40的邊緣上的能量。具有數字塑形操作的頻譜增生R41有利地低于不具有任何數字塑形操作的頻譜增生R40。在一實施例中，頻譜41不會超過頻譜邊界B40。圖5為根據本發明另一實施例的發射器的結構示意圖。如圖5所示，發射器5包括塑形單兀 50、濾波器 5KDF1D 單兀 52、數模轉換器(digital-to-analog converter, DAC) 53、混頻器54、以及功率放大器55，以執行信號傳送方法，塑形單元50對數字信號S50執行數字塑形。在此實施例中，塑形單元50藉由減少數字信號S50的頻譜中帶內部分的邊緣的能量來對數字信號S50進行塑形。濾波器51接收來自塑形單元50的塑形后的數字信號，且對該經塑形后的數字信號進行濾波操作。DH)單元52對塑形后的數字信號執行一數字線性補償。數模轉換器(DAC)53將已由DH)單元22利用數字線性補償來處理的塑形后的數字信號，轉換為一模擬信號S53。混合器54接收模擬信號S53,并對模擬信號S53進行上變頻(up-conversion)。換句話說，混頻器54對模擬信號S53執行上變頻操作。功率放大器55接收且放大已由混頻器54進行上變頻的模擬信號S53。發射器5則將放大后的模擬信號S53傳送至一對應接收器(未顯不)。在此實施例中，塑形單元50包括基帶源500，且藉由基帶源500對數字信號S40進行數字塑形?；鶐г?00可執行逆向快速傅立葉轉換(inverse fast Fourier transform,iFFT)操作。此外，在此實施例中，數字信號S50是由基帶源500以正交分頻復用(OFDM)來調變的信號，且數字信號S50包括多個子載波。舉例來說，在數字信號S50的頻譜中帶內部分具有52個子載波。圖6為根據圖5的發射器，在數字信號的頻譜中帶內部分，數字信號的子載波的權重調整示意圖。如圖6所示，為了實現數字塑形操作，基帶源500調整在帶內部分中數字信號的52個子載波的權重(weighting)，以使得數為信號S50的頻譜中帶內部分的邊緣的能量減少。在帶內部分中數字信號S50的52個子載波的調整后權重仍介于權重邊界B60與B61之間，其中，權重邊界B60與B61系由發射器5的規格所指定的標準屬定義。在一些實施例中，在帶內部分中數字信號S50的52個子載波的權重調整可在iFFT操作之前執行。圖7A為在不具有任何數字塑形操作下，功率放大器55所放大的一模擬信號的頻譜的示意圖。圖7B為在具有數字塑形操作下，功率放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜。圖7A與圖7B中所顯示的頻譜邊界B70由發射器5的規格所指定的標準所定義。圖7A與圖7B中所顯示的部分P70對應數字信號S50的頻譜中帶內部分。在圖7A中，標號“70”表示在不具有任何數字塑形操作下，功率放大器55所放大的模擬信號的頻譜。換句話說，在帶內部分中數字信號S50的52個子載波的權重沒有通過塑形單元50的基帶源500來調整，且數字信號S50的頻譜中帶內部分的邊緣的能量沒有減少。在頻譜70的右側橫向部分，由于功率放大器55的非線性特性，功率放大器15所放大的模擬信號具有頻譜增生R70，且頻譜增生R70超過頻譜邊界B70。在圖7B中，標號“71”表示在具有塑形單元50所執行的數字塑形操作下，由功率放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜。參閱圖7A與7B，隨著數字信號S50的頻譜中帶內部分的邊緣的能量減少，在頻譜71的部分P70的邊緣上的能量降低。因此，由放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜增生R71減少。藉由比較頻譜70與頻譜71，表示出在頻譜71的部分P70的邊緣上的能量少于在頻譜70的部分P70的邊緣上的能量。具有數字塑形操作的頻譜增生R71有利地低于不具有任何數字塑形操作的頻譜增生R70。在較佳的實施例中，頻譜71不會超過頻譜邊界B70。根據在圖5-7的實施例中所敘述的信號傳送方法，塑形單元50系藉由基帶源500對頻內部分中數字信號S50的子載波的權重的調整，來減少數字信號S50的頻譜中頻內部分的邊緣的能量。因此，發生在DAC 53之后的模擬信號S53的頻譜增生得到減緩。功率放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜可符合發射器5的規格所指定的標準，以使得發射器5的傳送品質是可接受的。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明的范圍，任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種發射器，其特征在于，包括 一塑形單元，對一數字信號進行數字塑形；以及 一數模轉換器，用以將塑形后的該數字信號轉換為一模擬信號； 其中，該塑形單元用以減少該數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量，以降低發生在該數模轉換器之后該模擬信號的頻譜增生。
2.如權利要求I所述的發射器，其特征在于，該塑形單元包括一濾波器，用以藉由該濾波器的頻率響應來減少該數字信號的頻譜中該帶內部分的邊緣的能量。
3.如權利要求2所述的發射器，其特征在于，該濾波器為貝索低通濾波器、有限脈沖響應濾波器或無限脈沖響應濾波器。
4.如權利要求2所述的發射器，其特征在于，更包括一基帶源，用以提供該數字信號至該塑形單元。
5.如權利要求2所述的發射器，其特征在于，該數字信號為以正交分頻復用或互補碼鍵控來調變得到的信號。
6.如權利要求I所述的發射器，其特征在于，更包括一數字預失真單元，用以對塑形后的該數字信號執行一數字線性補償程序。
7.如權利要求I所述的發射器，其特征在于，該塑形單元包括一基帶源，用以調整在該帶內部分中該數字信號的多個子載波的權重，以減少該數字信號的頻譜中該帶內部分的邊緣的能量。
8.如權利要求7所述的發射器，其特征在于，在逆向快速傅立葉轉換操作之前，該基帶源調整在該帶內部分中該數字信號的該子載波的權重。
9.如權利要求7所述的發射器，其特征在于，更包括一濾波器，用以接收來自該基帶源的塑形后的該數字信號，且對塑形后的該數字信號執行濾波操作。
10.如權利要求7所述的發射器，其特征在于，該數字信號為由該基帶源以正交分頻復用來調變得到的信號。
11.一種信號傳送方法,其特征在于,包括應用于如權利要求1-10任一項所述的發射器中。
全文摘要
本發明提供一種發射器以及信號傳送方法。其中發射器包括塑形單元以及數模轉換器。塑形單元對一數字信號進行數字塑形。數模轉換器將塑形后的數字信號轉換為一模擬信號。塑形單元減少數字信號的頻譜中帶內部分的邊緣的能量，以降低發生在數模轉換器之后模擬信號的頻譜增生。本發明能夠減緩在發射器的輸出上的頻譜增生。
文檔編號H04L27/26GK102882658SQ201210007560
公開日2013年1月16日 申請日期2012年1月11日 優先權日2011年7月12日
發明者陳國豪, 盧彥碩 申請人:聯發科技股份有限公司