专利名称：双模式多时隙egprs发射器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及射频(RF)发射器，并且更具体地，涉及双模式RF发射器，如在诸如蜂窝电话的无线话音和/或数据电信终端中存在的那些发射器。
背景在只使用高斯最小频移键控(Gaussian Mean Shift Keying，GMSK)调制的一个现有类型的通用分组无线电系统(GPRS)中，双时隙发射器的发射功率直接从第一时隙的功率电平改为第二时隙的电平(即，在相邻时隙之间无功率斜升降(power ramping))。
然而，在名为增强通用分组无线电业务(EGPRS)的至少一个提议的双时隙系统中，使用GMSK和8-PSK调制，并且在过渡期期间，调制顺序从GMSK改为8-PSK，或反之亦然。然而，此方案会因此要求在至少一个发射时隙包含8-PSK调制时，两个时隙均在EDGE(全球演进的增强数据率)模式中驱动，其特征在于具有固定的功率放大器(PA)增益功率控制。如果在两个时隙中只使用GMSK调制，则发射器会使用可变增益PA在GMSK模式操作。
此方案还会根据具有更高功率电平的时隙设置Iref，并且会使用Iref的常见值在两个时隙期间驱动PA(Iref在EDGE模式设置PA静态电流)。
发明者认识到使用上面概述的方案可遇到若干问题。第一个问题与在GMSK调制下以EDGE模式操作的PA的可用PA输出功率有关。EDGE模式中的GMSK功率当前在PA规范中未定义，并且在GMSK和8PSK调制下以EDGE模式操作PA会使需要指定的PA参数的数量几乎加倍。使用在850/900MHz频带中操作的当前市场上可用的PA，功率等级下降到+29dBm是必需的，但要实现此功率等级，在极端条件下，发射(TX)增益数字衰减器会需要设为几乎其最小值才可获得规范要求的具有安全裕度的+26.5dBm输出功率。此TX增益衰减器设置差还导致在制造期间附加的调节操作。在1800/1900MHz频带中，即使在最小TX增益衰减下还存在实现+30dBm功率等级(容差+/2，极端情况下为+/-2.5)的问题。这可能暗示在1800/1900MHz频带(GMSK)中减少功率的唯一可能解决方案是等级下降到+24dBm。
第二个问题与生产调节操作有关，因为相同的Iref值用于两个时隙时它们会变得更复杂。例如，使用最大Iref值时，所有TX功率电平需要调节，使用中间Iref值时，三分之二的功率电平会必须重新调节，并且三分之一的功率电平会需要调节三次。另外，所有需要的调节表会需要保存在移动台的软件中。
第三个问题与避免TX同相和正交相(I/Q)信号中的不连续以确保在8-PSK与GMSK(且反之亦然)时隙之间的平滑功率过渡有关。
第四个问题由对两个时隙使用相同的Iref值而引起，因为这导致在具有更低TX功率电平的时隙中效率差。
第五个问题由至少一些市场上可用的PA的功率检测器灵敏度而引起。PA功率检测器实际上在+19dBm具有最大Iref时失去灵敏度，这意味着功率控制环的操作在功率电平低于该值时被削弱。
优选实施例概述根据这些讲授内容的目前优选实施例，克服上述和其它问题并实现其它优点。
根据目前优选双模式EGPRS发射器系统实施例，包括发射器模式的所有RF控制根据下一时隙的调制类型，在相邻的TX时隙之间变化。因此，用于每个GMSK(可变增益PA)和8-PSK(固定增益PA)单时隙操作的优化控制可在多时隙操作中使用，而不损害RF性能。这包括全GMSK/EDGE功率和用于两个独立时隙的最佳效率。在两个相邻时隙之间采用输出功率斜升降。
根据目前优选双模式EGPRS发射器实施例，会在单时隙GMSK和单时隙8-PSK发射器中使用的所有RF控制在多时隙传输模式中使用。RF设置在相邻时隙间的保护期期间改变。例如，PA操作模式包括偏压、功率控制方法(固定增益PA到可变增益PA)，并且功率控制环的特征在保护期期间改变以便适用于下一时隙的调制类型。
在此目前优选双模式解决方案中，在多时隙操作期间不会造成损害。也就是说，独立时隙的RF性能与通过完全优化的单时隙操作时可实现的性能相当。
另外，用于常规单时隙发射器的生产调节过程可在多时隙情况中使用，从而消除生产期间执行附加多时隙调节过程的复杂性和附加费用。
在目前优选双模式多时隙操作中，TX功率在相邻时隙之间斜升降以避免在过渡期期间切换PA模式、功率控制环等时的功率瞬变。
公开一种操作双模式多时隙RF发射器的方法，以及一种包括根据该方法操作的控制单元的RF发射器。该方法包括，在第一时隙前，根据第一时隙期间使用的第一调制格式，为RF发射器设置多个控制信号；以及在第一时隙与下一时间上相邻的时隙之间的保护期期间，根据在第二时隙期间使用的第二调制格式，为RF发射器设置多个控制信号，其中，第一调制格式不同于第二调制格式。
附图简要说明结合附图阅读时，这些讲授内容的上述和其它方面在下面优选实施例的详细说明中变得更明显，图中
图1A和图1B，总称为图1，示出根据本发明的多时隙发射器的简化框图，其中，图1A示出GMSK情况下使用可变增益PA的多时隙发射器的配置，并且图1B示出8PSK情况下使用固定增益PA的多时隙发射器的配置；图2是示出图1的多时隙发射器的多时隙操作的基本时序图；图3是示出从GMSK时隙变为8-PSK时隙时多个RF控制信号过渡的更详细时序图；以及图4示出从8-PSK时隙变为GMSK时隙时多个RF控制信号的过渡。
优选实施例的详细说明图1是根据本发明的多时隙发射器(MST)的简化框图，其中，图1A示出GMSK时隙情况下使用可变增益PA 12的多时隙发射器的配置，并且图1B示出8PSK时隙情况下使用以固定增益模式操作的PA12的多时隙发射器的配置。输出功率检测器14将功率检测信号(DET)14A提供到RF块，此处为方便起见而在RF ASIC 16中实施。DET信号14A被施加到误差放大器18的一个输入。RF ASIC 16还包括I/Q调制器部分，实施为具有馈入到数字RF衰减器(TX_gain)22的输出的直接变换混频器20。TX_gain 22的输出输入到ALC RF衰减器24，该衰减器在图1A的实施例中被作为固定增益缓冲放大器操作，并且在图1B的实施例中被作为由ALC信号18A控制的可变RF衰减器操作，而ALC信号从误差放大器18输出，并选择性地通过开关26来施加。在图1A的实施例中，误差放大器输出信号18A称为Vcntrl或Vpc(在图2、图3和图4中示出)，并被施加到PA 12以控制其增益。输入信号包括模式信号1(在图3和图4中示出为Vmode)、要发送的I和Q输入信号(TXI 2和TXQ 3)、被施加到误差放大器18的TXP 4和TXC 5(两者均在图3和图4中示出)，以及对于图1B的固定增益PA 12实施例情况的IREF信号6和TXA信号7(两者均在图3和图4中示出)。TXA 7控制开关26的状态，并在8-PSK模式中功率斜升降期期间断定(assert)为低(参见图3和图4)以合上开关26，从而将误差放大器18的输出施加到ALC RF衰减器24的控制输入。在8-PSK时隙的活动部分期间，TXA 7被驱高以打开开关26，从而避免由闭合功率控制环引起的幅度抵消。TXP 4是用于误差放大器18的使能信号，并且在图3中可视为在GMSK和8-PSK两种时隙期间为活动的，并且在时隙间的保护时间期间取消断定(deassert)(低)。模式信号1在低时将PA 12置于可变增益操作模式，并且在高时将PA 12置于固定增益操作模式(其中，IREF设置PA 12静态电流)。改变TXC(发送控制)信号5，以经图1A的可变增益PA 12模式中的Vpc信号18A或经图1B的固定增益PA 12模式中被施加到ALC RF衰减器24的ALC控制来控制输出功率电平。如图3和图4中可以看到的一样，TXC信号在GMSK时隙与8-PSK时隙之间的保护时间期间斜升降。
优选是在相邻时隙之间的保护期期间更改所有RF控制信号设置。这更改PA 12操作模式，包括偏压、功率控制方法(从固定增益PA 12到可变增益PA 12)和从DET 14到误差放大器18及从误差放大器18分别经Vpc或ALC控制信号到PA 12或ALC RF衰减器24的功率控制环。更改时隙之间的PA模式1确保用于GMSK时隙的全功率操作。
在图1B和图2所示的实施例中，TXA 7信号和Iref 6信号仅用于EDGE时隙(仅用于8-PSK调制情况)，并且Iref 6和模式1均在时隙之间更改。另外，Vpc信号用于GMSK调制，并且ALC控制信号用于8-PSK调制。
注意，在图3和图4中，可使TX I/Q在Iref(和模式)更改期间成为恒定正弦波，以避免会导致输出频谱扩展的功率尖峰。然而，由于输出功率在切换Iref 6和模式1前会斜降，因此，这是不必要的。
在图2标记为1和2的点，第一时隙(GMSK或8-PSK)的下降斜坡斜降到基准电平。在点1，根据下一时隙的要求设置模式1信号和Iref 6信号，并且写入下一时隙的基准电平(TXC，在图3和图4中示出)。假定基准电平电压在点2前有足够的时间稳定(settle)。因此，所有双时隙的升功率斜坡和降功率斜坡(GMSK和8-PSK)以类似于常规单时隙情况的方式操作。
在优选实施例中，两个相邻时隙之间的时间为34.13微秒(对应于9.25个符号，未包括尾部比特)。对于两个时隙之间的定时，TXC斜升/降时间大约为12微秒，并且在图2的点1与点2之间的时间大约为10微秒。
另外参照图3，如在常规单时隙情况中一样来执行第一时隙的准备。也就是说，TXC 5先升到基准电平，紧接着是TXC 5斜升。此后类似于单时隙情况来操作RF控制，直至第一时隙的下降斜坡。第一时隙(在此示例中为GMSK时隙)的下降斜坡斜降到其基准电平。此时，PA模式1更改为EDGE，TXP 4被取消断定(转为低)，并且写入下一时隙的基准电平(TXC)。注意在图1B(8-PSK)操作中，Vpc设为2.8V(如果PA 12需要)，并且ALC电压控制功率电平。
在保护期期间发出三个命令到RF ASIC 16(如在未示出的RFASIC串行总线接口上)。这些命令用于控制Vpc、更改功率控制环、关闭缓冲模式和使用数字衰减器24来设置恰当的TX增益。另外，Vpc在EDGE模式中设为2.8V。在保护期期间发出这些命令后，TXP4升高，根据下一时隙的需要来调整Iref 6，并且开始下一时隙的TXC斜坡中的上升。
在第二时隙结束时，Iref设为某一值，如5mA，以确保在天线开关打开(由Vant控制)后的PA 12稳定性。在天线开关控制信号打开天线开关后，关闭其它PA 12控制电压(VTXP、Vpc)。
参照图4，如图3中的情况一样，可以如在常规单时隙情况中一样来执行第一时隙的准备。在断定Vant控制信号以确保PA 12稳定性前，Iref 6升高到某个预定值，如5mA。TXC 5随后先升高到基准电平，接着是TXC斜升。控制信号操作随后类似于单EDGE(8-PSK)时隙情况，直至第一时隙的下降斜坡。第一时隙的下降斜坡斜降到基准电平，PA 12模式更改为GMSK，TXP 4被取消断定，并且写入下一时隙的基准电平(TXC 5)。在保护期期间，Iref 6在短时间内设为预定电平(例如，5mA)以避免RF功率中的尖峰。TXP 4随后升高，并且TXC 5斜升以开始下一时隙。
如图1A和图1B中所示，提供控制单元100用于如上所述和图2、图3与图4中所示，更改各种控制信号的状态。控制单元100可利用状态机逻辑、利用已编程的微控制单元或通过任何适合的装置来实施。
应注意的是，在由不同供应商提供的PA 12之间，控制逻辑可不同。例如，一个常规PA在EDGE模式中不需要2.8V的Vpc电压，并且Iref逻辑具有与附图所示相反的意义。因此，图3和图4中所示的特定信号电平和过渡是示范性的，因为本领域的技术人员将认识到可能需要根据选择用于给定应用的PA 12的类型而进行修改。此外，本发明不限于只供8-PSK和GMSK调制格式使用，而且不可视为受限于图3和图4中所示的特定时序关系、定时值和信号电平。
因此，虽然在本发明的某些目前优选实施例的上下文中示出和描述了本发明，但预期本领域的技术人员在由本发明的上述说明指导时可得出这些实施例的各种修改。然而，所有此类修改仍将在本
权利要求
1.一种操作双模式多时隙RF发射器的方法，包括在第一时隙前，根据所述第一时隙期间使用的第一调制格式，为所述RF发射器设置多个控制信号；以及在所述第一时隙与下一时间上相邻的时隙之间的保护期期间，根据在所述第二时隙期间使用的第二调制格式，为所述RF发射器设置所述多个控制信号，其中，所述第一调制格式不同于所述第二调制格式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个控制信号之一耦合到RF衰减器，所述RF衰减器具有耦合到功率放大器的输入的输出。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个控制信号之一设置功率放大器静态电流。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个控制信号至少之一控制功率放大器增益。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个控制信号之一设置功率放大器操作模式。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述操作模式是可变增益功率放大器和固定增益功率放大器之一。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述调制格式之一使用可变增益功率放大器操作，以及所述调制格式另外之一使用固定增益功率放大器操作，其中，所述多个控制信号之一设置所述功率放大器增益，并且在所述保护期期间斜升降。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述调制格式之一为8-PSK，以及所述调制格式另外之一为GMSK。
9.一种双模式多时隙RF发射器，包括可编程功率放大器；以及将控制信号输出到所述可编程功率放大器的多时隙控制单元，在第一时隙前，所述控制单元操作用于根据所述第一时隙期间使用的第一调制格式，为所述RF发射器设置多个控制信号，以及在所述第一时隙与下一时间上相邻的时隙之间的保护期期间，所述控制单元操作用于根据在所述第二时隙期间使用的第二调制格式，为所述RF发射器设置所述多个控制信号，其中，所述第一调制格式不同于所述第二调制格式。
10.如权利要求9所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述多个控制信号之一耦合到RF衰减器，所述RF衰减器具有耦合到所述功率放大器的输入的输出。
11.如权利要求9所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述多个控制信号之一设置功率放大器静态电流。
12.如权利要求9所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述多个控制信号至少之一控制所述功率放大器的增益。
13.如权利要求9所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述多个控制信号之一设置功率放大器操作模式。
14.如权利要求13所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述操作模式是可变增益和固定增益之一。
15.如权利要求9所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述调制格式之一使用可变增益模式的功率放大器操作，以及所述调制格式另外之一使用固定增益模式的功率放大器操作，其中，所述多个控制信号之一设置所述功率放大器增益模式，并且在所述保护期期间由所述控制单元斜升降。
16.如权利要求9所述的双模式多时隙RF发射器，其特征在于所述调制格式之一为8-PSK，以及所述调制格式另外之一为GMSK。
17.一种操作双模式EDGE RF发射器的方法，包括在第一时隙前，根据第一时隙期间使用的第一调制格式，为所述RF发射器设置多个控制信号；以及在所述第一时隙与下一时间上相邻的时隙之间的保护期期间，根据在所述第二时隙期间使用的第二调制格式，为所述RF发射器设置所述多个控制信号，其中所述调制格式之一为使用固定增益模式功率放大器的8-PSK，以及所述调制格式另外之一为使用可变增益模式功率放大器的GMSK，所述多个控制信号之一设置所述功率放大器增益，并且在所述保护期期间斜升降，以及所述多个控制信号的另一信号设置所述功率放大器静态电流。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述多个控制信号之一耦合到RF衰减器，所述RF衰减器具有耦合到所述功率放大器的输入的输出。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于在所述保护期期间在基准电平与控制电平之间斜升降所述设置所述功率放大器增益的控制信号。
全文摘要
公开一种操作双模式多时隙RF发射器的方法，以及一种包括根据该方法操作的控制单元(100)和功率放大器(12)的RF发射器。该方法包括，在第一时隙前，根据第一时隙期间使用的第一调制格式，为RF发射器设置多个控制信号(1、2、3、4、5和6)；以及在第一时隙与下一时间上相邻的时隙之间的保护期期间，根据在第二时隙期间使用的第二调制格式，为RF发射器设置多个控制信号，其中，第一调制格式不同于第二调制格式。功率放大器(12)具有分别用于这两种调制格式的固定增益模式和可变增益模式。
文档编号H04B1/40GK1875594SQ200480032082
公开日2006年12月6日 申请日期2004年9月1日 优先权日2003年9月4日
发明者J·韦里宁, A·H·劳哈拉, S·穆尔托亚维 申请人:诺基亚有限公司