专利名称：避免用于数字传输中的am发射机的干扰辐射的方法
技术领域：
本发明涉及广播发射机的领域，随着数字化的推进将该发射机从模拟幅度调制(AM)转换为数字调制。
在该文中，本发明是要使现今常用的发射机类型，特征为RF输入(射频)以及音频输入的非线性AM发射机继续能使用。其原因如下AM发射机内部工作于开关模式，并由此具有比线性发射机好3倍的效率，这些线性发射机通常以另外的方式用于数字传输，例如用于DAB(数字音频广播)以及DVB(数字视频广播)。这使得节省了操作成本。
如果在初期阶段不用大的投资投入，那么更容易使广播方确信从模拟转换为数字。
AM广播数字化可看作为长期保持其中运用的这些频率范围和技术的仅有机会。为了实施的目的，创建了“全球数字式无线电(Digital RadioMondiale)”联盟，见1999年43期“Rundfunktechnische Mitteilungen”[Broadcasting Newsletter]第1版第29-35页。
数字调制非线性AM发射机的使用需要发射机的特定工作模式。有两个部分信号(I和Q)产生调制数字信号，它们相互正交。I信号(同相)被调制成具有频率Ft(载频)的余弦振荡。Q信号(正交)被调制成具有同一频率Ft的正弦振荡。两个调制振荡之和产生复调制数据信号(余弦0-180度，正弦-90-+90度)。由滤波器对已调制的I/Q信号整形以使它准确具有带有期望带宽的规定曲线形状。
对于非线性的操作，需要以这样的方式转换调制I/Q信号，即要从两个信号产生幅度信号(A信号)和相位调制载波信号(RF-P)，它们适用于AM发射机的合适控制。随后，在AM发射机的输出，再一次产生具有较高功率的已调制I/Q信号。
已调制的I/Q信号对应笛卡尔表示。将笛卡尔表示转换为具有幅度和相位的极坐标表示。此时，得到幅度信号(A信号)以在音频输入端控制AM发射机。从初始产生的相位信号(P信号)产生相位调制射频(RF-P信号)。有利地，还可通过P信号直接得到RF-P信号而无需中间步骤。此时，得到控制AM发射机所需的信号幅度信号(A信号)相位调制RF信号(RF-P信号)把A信号馈送到AM发射机的调制器输入(音频输入)，并且RF-P信号用于发射机的HF类控制。在发射机的输出级中，按乘性组合两个信号A和RF-P，形成高频数字输出信号。
由于所需的调节过程，A信号和RF-P信号得到比数字信号初始具有的大得多的带宽并希望它在发射机输出端再一次具有该带宽。
以前的调制器通常无法提供增加的带宽(发射机AM模式下的3-5倍的带宽)因为它们不是为此设计的。当仅使用“以前的”的发射机在调制器部分中可用的有限带宽时，就导致了相当多的频带外发射和寄生发射。这些具有这样的性质它们在频谱中只具有非常小的梯度，并由此干扰许多相邻信道。
这样，幅度分支(A分支)中以及RF分支中的频带限制会导致寄生发射，其关于数据信道频谱的肩距不会或只是很不适合地满足ITU的需要。
本发明的目的是为了消除由于AM发射机的幅度分支中以及RF分支中的频带限制引起的非线性失真，以满足数字信号发射中ITU的限制。
特别是A分支中以及RF分支中的频带限制会引起以下传输误差A分支中的幅度响应不是恒定的而是随着频率增加而减少，A分支中的相位响应不是线性的，由此传播时间不是恒定的，RF分支的幅度响应和延迟时间特性不是恒定的，A分支和RF分支的信号传播时间不同(延迟)。
在数字解调器中需要将幅度分支和RF分支之间的不同的信号传播时间差调节到小于1微秒的值。然而，只是在幅度分支以及RF分支中的传播时间随频率上是恒定时该调节才有效。然而，与随着频率增加而减少的幅度响应相联系或相关，两分支中的频带限制会引起相位的非线性话，即非恒定的传播时间。
由于RF分支中带宽由谐振电路的频率极限确定，特别是在驱动器级，就可能通过谐振电路品质的适当选择来调节如此大的带宽，以使之后仍旧会产生的带外和寄生发射对于由其它影响产生的是可以忽略的。
对于幅度分支，希望通过用逆传输函数对幅度信号施加预均衡，来修正幅度响应和延迟时间特性的频带限制以及产生的失真，由此实现对非恒定幅度响应和延迟时间特性的最优补偿。
将逆传输函数的形状限制在0-20KHz频率范围内。该值由以下实际情况确定，在A分支中所需带宽是音频频带的约3-5倍或是4.5KHz(长波或中波)或5KHz(短波)的数字I/Q信号带宽的约3-5倍，并且由于对该范围的限制，不会引起不稳定性。发送信道(两个或四个相邻信道)在发射机端成束情况下，对于带宽所提及的数值会根据成束因子而增加。
为了应用该方法，要求用测量技术确定A分支幅度响应和延迟时间特性的曲线形状并以存储形式可供使用。随后，传输函数的绝对值和相位的数字值由数值内插确定，相位的形状由传播时间的测量形状上的积分确定。对于幅度和相位的测量形状的脉冲响应由傅立叶逆变换确定。以此方式，脉冲响应产生了幅度信号预均衡滤波器的系数，这样就实现了A分支的非线性的补偿。
用于预均衡的网络可以是具有FIR结构(有限脉冲响应)的滤波器，其中信号可以从延迟元件链各级的每一级下游抽出，以根据期望的脉冲响应对所抽出的信号进行加权及合计。
具有幅度、相位或传播时间逆形状的网络可串联于发射机幅度分支的上游。
由于发射机的天线匹配会反作用于A分支的幅度响应、相位响应以及延迟时间特性，根据匹配条件会产生不同的形状。因此，建议测量通常匹配条件的这些形状并存储结果。这使得可选择补偿的合适形状，例如在天线匹配阻抗与天气有关的变化的情况。对于此的选择标准由至少发射机中现存的以及可能需要修正并适用于该目的的天线匹配的测量设备所提供。以这种方式中，该补偿理想地适合于实际发射机的操作条件。通过对所存储曲线形状的修正，还可很容易地控制所实现的肩距的优化。
通过利用逆传输函数的预均衡对非恒定幅度响应和延迟时间特性的补偿也可用于RF分支。
直到幅度分支和RF分支具有恒定的传播时间，就可使用延迟具有较小传播时间的信号这种简单方法来补偿两个分支之间的传播时间差。
权利要求
1.一种在用于数字传输的AM发射机中避免寄生发射的方法，其中将用于控制AM发射机的数字调制转换为幅度信号和相位调制的RF信号，其特征在于在幅度分支中，由于对幅度响应和延迟时间特性施加具有逆形状的预均衡而补偿了非线性失真，为此，在幅度分支中测量幅度响应和延迟时间特性并存储它们，从所测量的幅度响应和延迟时间特性的形状通过傅立叶逆变换确定逆传输函数，对逆传输函数选定均衡网络，该均衡网络串行连接于幅度分支的上游，在RF分支中，通过对质量的适当选择调节谐振电路的带宽，以使对于幅度响应和延迟时间特性实现线性形状，以及，对数字调制器中通过延迟具有较小传播时间的信号来补偿幅度分支和RF分支之间的传播时间差。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于将用于均衡网路的逆传输函数限制在数字I/Q信号带宽的3-5倍的频率范围内，以避免发射机的不稳定性和过驱动。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于在电抗性的天线匹配的不同条件下测量和存储幅度分支的幅度响应和延迟时间特性，以使预均衡可最佳地适合于与天气有关的阻抗变化的情况。
4.一种在用于数字传输的AM发射机中避免寄生发射的方法，其中将用于控制AM发射机的数字调制转换为幅度信号和相位调制的RF信号，其中通过利用逆传输函数对预均衡的幅度响应和延迟时间特性中非线性失真补偿也可应用于RF分支。
全文摘要
在使用AM发射机的数字传输中，由于幅度分支以及RF分支中的频带限制而产生非线性失真，从而导致不需要的寄生发射。为了满足ITU的需要，需要实现幅度分支以及RF分支中的幅度响应、相位响应和延迟时间特性的恒定形状并补偿两个分支之间的传播时间差。在RF分支中，通过适当选择谐振电路的品质实现所需带宽。对于幅度分支，施加利用逆传输函数的预均衡以补偿非线性。为应用该方法，需要利用测量技术确定幅度响应和延迟时间特性并存储它们。通过对测量值的傅立叶逆变换确定均衡网络的传输函数。该网络串行连接于幅度分支的上游。只要幅度分支和RF分支的传播时间恒定，就可通过延迟具有较小传播时间的信号来补偿数字调制器中传播时间差。通过利用逆传输函数的预均衡对非线性的补偿也可用于RF分支。
文档编号H04L27/18GK1596508SQ02802198
公开日2005年3月16日 申请日期2002年4月10日 优先权日2001年6月27日
发明者D·鲁多夫 申请人:德国电信股份有限公司