功率放大器和信号处理方法

专利名称：功率放大器和信号处理方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种功率放大器和信号处理方法。
背景技术：
移动通信中，传统的发射机通常是超外差、零中频等结构，一般均采用I/Q正交调 制方法产生所需的中频或基带信号，该信号再经上变频后发射出去。由于基带信号的峰值 比较大，为满足发射机线性度指标，需牺牲效率使功率放大器工作于高功耗状态，因此传统 发射机线性度与工作效率的矛盾不可忽视。用于射频信号发射的功率放大器，通常采用极化调制(Polar Modulation)技术， 可同时满足高线性度和高效率指标，较好的解决上述矛盾。参见图1，功率放大器包括脉冲 调制器101、幅度功率放大器102、低通滤波器103和载波调制功率放大器104。工作原理 为，基带信号首先被转换成向量形式，即分离成幅度信号和相位信号，幅度信号经过脉冲调 制器101后，送入幅度功率放大器102放大，再经低通滤波器103滤波后送入载波调制功率 放大器104 ；相位信号经直接上变频后作为载波信号，送入载波调制功率放大器104，载波 调制功率放大器104将幅度、相位信号经漏极调制得到重新合成的信号，并发射出去，完成 信号的线性调制发射。在实施本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在由于存在载波泄漏等现 象，使得ACPR(邻信道功率比)等线性度指标恶化，导致信号失真等问题。

发明内容
本发明实施例提供一种功率放大器和信号处理方法，以解决现有的射频信号发射 机中的功率放大器，由载波泄漏引起线性度指标恶化，导致信号失真的问题。一方面，提供了一种功率放大器，包括脉冲调制器、电平调整器和幅度功率放大 器，所述电平调整器用于接收所述脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，将 所述信号经量化处理后输出至所述幅度功率放大器；所述经量化处理后的信号为将所述脉 冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整电平值得到的信号；所述调整电平值 为所述幅度功率放大器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数；所述幅度功率放大器用于将从所述电平调整器接收到的信号进行放大处理。另一方面，提供了一种信号处理方法，包括接收脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，将所述信号经量化处理后输出 至所述幅度功率放大器进行放大；所述经量化处理后的信号为将所述脉冲调制器中量化器 预设的高电平和低电平分别减去调整电平值得到的信号；所述调整电平值为所述幅度功率 放大器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数。本发明实施例提供的一种功率放大器和信号处理方法，能够消除幅度功率放大器 对脉冲信号进行放大时所产生的饱和电平，可以避免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度功率放大器饱和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等 线性指标，减少信号的失真。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为现有功率放大器结构框图；图2为现有数据功率放大器中幅度功率放大器信号放大示意图；图3为本发明实施例提供的一种功率放大器结构框图；图4为本发明实施例提供的另一种功率放大器结构框图；图5为本发明实施例提供的再一种功率放大器结构框图；图6为本发明实施例提供的一种信号处理方法流程图；图7为本发明实施例提供的另一种信号处理方法流程图；图8为本发明实施例提供的再一种信号处理方法流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。结合参见图1和图2，功率放大器发射射频信号时，先将基带信号分离成幅度信 号和相位信号，其中幅度信号经脉冲调制器(也称为Δ Σ调制器)101调制为Ibit量 化电平的脉冲信号A(t)；由于幅度功率放大器102存在一个饱和电平Vsat，信号A(t)经 过幅度功率放大器102放大后，由于受到功放管饱和电平Vsat的影响，输出信号中多出 一部分直流成分，即输出信号为0A(t)+Vsat，β为幅度功率放大器102的电平放大倍 数；脉冲信号0A(t)+Vsat经过低通滤波器103滤波处理后，形成连续变化的幅度信号 βΑ' (t)和一个直流成分，S卩βΑ' (t)+Vsat，信号βΑ' (t)+Vsat送入漏级调制功率放 大器104，与相位信号一9进行漏级调制，将幅度信号和相位信号重新合成，此过程可以表 示为幅度信号β A' (t)+Vsat与相位信号e^的乘积，即漏级调制功率放大器的输出信号为 βΑ'( ) e^+Vme^可见，信号Vsate^便是导致功率放大器线性度恶化的载波泄漏信号，该 载波泄漏信号大大影响了功率放大器的ACPR等线性度指标，从而导致功率放大器的输出 信号失真的问题。针对上述问题，本发明实施例提供一种功率放大器和信号处理方法，以解决现有 功率放大器中，由幅度功率放大器102饱和电平引起线性度指标恶化，导致信号失真的问 题。本发明实施例通过增加对脉冲调制器调制的脉冲信号电平值进行电平预调整，即使得输入上述幅度功率放大器102的信号由A (t)转变为A (t)-Vsat/β。信号A (t)-Vsat/β经过 幅度功率放大器102放大后，得到的信号便为β (A (t)-Vsat/β)+Vsat，S卩β (A (t)，从而避免 了由于幅度功率放大器102饱和电平导致的载波泄漏现象，消除了饱和电平这个多余直流 成分引起的信号失真。参见图3，本发明实施例提供一种功率放大器，包括脉冲调制器301、电平调整器302、幅度功率放大器303。实际应用中，本发明实施例提供的功率放大器中还可以包括现有功率放大器中的 其它相关功能模块，比如低通滤波器304和载波调制功率放大器305。其中，所述电平调整器302用于接收所述脉冲调制器301中至少经过积分器处 理后的信号，将该信号经量化处理后输出至幅度功率放大器303 ；其中，经量化处理后的信 号为将所述脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整电平值得到的信号；所 述调整电平值为幅度功率放大器303的饱和电平值除以幅度功率放大器303的电平放大倍 数。可以理解的是，经量化处理后的信号的高、低电平值分别为将所述脉冲调制器中 量化器预设的高、低电平值减去调整电平值，其中，若量化器具有多级门限，量化器预设的 高、低电平值也可以对应相应的门限值，即量化器也可以有多级预设的高、低电平值，本发 明实施例以对应一个门限值预设的高、低电平值为例，进行描述。所述幅度功率放大器303用于将接收到的信号进行放大处理。在所述幅度功率放大器303进行放大处理后，还可以将放大处理后的信号输出至 所述低通滤波器304。所述低通滤波器304用于将接收到的信号进行滤波处理，输出至所述载波调制 功率放大器305。所述载波调制功率放大器305用于将所述低通滤波器304输入的信号与载波信 号进行载波调制，并发送出去。在实际应用中，利用电平调整器302实现电平调整的方式可以有多种，其中一种 方式可以是，电平调整器302可以设置在脉冲调制器301中进行电平调整，再将调整后的信 号输出至幅度功率放大器303，具体的，脉冲调制器301的加法器接收的信号，经积分器处 理后，再经电平调整器302处理后，输出至幅度功率放大器303。另一种方式还可以是，电平 调整器302连于脉冲调制器301与幅度功率放大器303之间，脉冲调制器301处理后的信 号，经电平调整器302进行电平调整处理后，输出至幅度功率放大器303。当然，实际应用中 还可以有其他实现方式，本发明实施例对此并不限制。可见，本发明实施例提供的功率放大器，将脉冲调制器中至少经过积分器处理后 的信号，经过量化处理后的信号，为将所述脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减 去调整电平值得到的信号，由于调整电平值为幅度功率放大器的饱和电平值除以其电平放 大倍数，因此能够消除幅度功率放大器对脉冲信号进行放大时所产生的饱和电平，可以避 免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度功率放大器饱和电平引起的载波泄漏现 象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线性指标，减少信号的失真。参见图4，为本发明实施例提供的另一种功率放大器，用于发射射频信号的发射机 中，包括
脉冲调制器401、电平调整器402、幅度功率放大器403。实际应用中，本发明实施例提供的功率放大器中还可以包括现有功率放大器中的 其它相关功能模块，比如低通滤波器404和载波调制功率放大器405。其中，所述脉冲调制器401用于将输入的信号调制为脉冲信号，包括加法器 4011、积分器4012、量化器4013以及反馈增益模块4014。本发明实施例中，电平调整器402包括电平调整模块4021和量化模块4022，其中， 所述量化模块4022连接于所述量化器4013与所述幅度功率放大器403之间，加法器4011 经积分器4012与量化器4013相连，且量化器4013经电平调整器402中的量化模块4022 与幅度功率放大器403连接，所述反馈增益模块4014置于所述量化器4013和所述加法器 4011之间，将所述量化器4013输出的信号引入所述加法器4011内。相应的，所述电平调整模块4021用于将脉冲调制器401中量化器4013预设的高 电平值减去调整电平值得到第一调整值，及将脉冲调制器401中量化器4013预设的低电平 值减去调整电平值得到第二调整值；其中，调整电平值具体为所述幅度功率放大器403的 饱和电平值除以所述幅度功率放大器403的电平放大倍数。所述量化模块4022用于接收所述脉冲调制器401中经过量化器4013处理后的 信号，判断该信号与预设的门限之间的关系，如果其幅度大于所述门限，则输出幅度为所述 第一调整值的信号至所述幅度功率放大器403;如果其幅度小于所述门限，则输出幅度为 所述第二调整值的信号至所述幅度功率放大器403。可以理解的是，预设的门限可以介于脉 冲调制器401中量化器4013预设的高电平值与低电平值之间。本发明实施例中，量化模块4022也可以采用量化器来实现，由于脉冲调制器401 中有一个量化器4013，则这里也可以称实现量化模块4022的量化器为辅量化器。所述幅度功率放大器403用于将接收到的信号进行放大处理。所述幅度功率放大器403还可以与所述低通滤波器404相连，用于将进行放大处 理后的信号输出至所述低通滤波器404 ；所述低通滤波器404用于将接收到的信号进行滤波处理，输出至所述载波调制 功率放大器405 ；所述载波调制功率放大器405用于将所述低通滤波器404输入的信号与载波信 号进行载波调制，并发送出去。本发明实施例中，所述预设的门限可以是脉冲调制器401中量化器4013预设的高 电平值与低电平值之和的二分之一。实际应用中，也可以将预设的门限设置为介于脉冲调 制器401中量化器4013预设的高电平值与低电平值之间其他的数值，本发明实施例对此并 不做限制。上述所述幅度功率放大器403和所述载波调制功率放大器405可以为开关类功率 放大器。本发明实施例中，设定幅度功率放大器403的饱和电平值为Vsat，幅度功率放大器 403的电平放大倍数为β，则调整电平值为Vsat/i3 ；设定脉冲调制器401中量化器4013预 设的高电平值为a、脉冲调制器401中量化器4013预设的低电平值为b，则可以设定门限为 上述高电平值a和预设低电平值b之和的二分之一，即(a+b)/2。电平调整模块4021用于将上述高电平值a减去调整电平值Vsat/β得到第一调整值a_Vsat/ β，及将上述低电平值b减去调整电平值Vsat/ β得到第二调整值b_Vsat/ β。量化模块4022用于接收所述脉冲调制器401中经过积分器及量化器4013处理后 的信号，判断该信号的幅度与预设的门限(a+b)/2之间的关系，如果其幅度大于所述门限 (a+b)/2，则输出幅度为所述第一调整值a_Vsat/i3的信号至所述幅度功率放大器403 ；如果 其幅度小于所述门限(a+b)/2，则输出幅度为所述第二调整值b_Vsat/i3的信号至所述幅度 功率放大器403。本发明实施例的一个应用场景，将基带信号首先转换成向量形式，即分离成幅度 信号和相位信号，其中，相位信号经直接上变频后作为载波信号，送入载波调制功率放大器 405。将上述幅度信号输入脉冲调制器401，经脉冲调制器401的积分器4012处理后 的信号传输至量化器4013，量化器4013判断经积分器处理的信号幅度与预设的门限之间 的关系，当幅度大于该门限时，输出幅度为量化器4013预设高电平值的信号至电平调整 器402;当幅度小于该门限时，输出幅度为量化器4013预设低电平值的信号至电平调整器 402。电平调整器402中的量化模块4022接收到量化器4013输出的脉冲信号后，判 断该信号幅度与预设的门限之间的关系，当幅度大于该门限时，输出幅度为电平调整模块 4021得到的第一调整值的信号至幅度功率放大器403 ；当幅度小于该门限时，电平调整模 块4021输出幅度为电平调整模块4021得到的第二调整值的信号至幅度功率放大器403。 其中，电平调整模块4021用于将脉冲调制器401中量化器4013预设的高电平值减去调整 电平值得到第一调整值，及将脉冲调制器401中量化器4013预设的低电平值减去调整电平 值得到第二调整值。幅度功率放大器403将接收的信号进行放大处理，再经低通滤波器404滤波后，输 出至载波调制功率放大器405 ；载波调制功率放大器405将经低通滤波器处理后的幅度信号，与作为载波信号的 相位信号进行载波调制，即将幅度信号、相位信号经漏极调制重新合成，并发射出去，完成 信号的线性调制发射。可见，本发明实施例提供的功率放大器，将脉冲调制器中经积分器及量化器处理 后的信号，再经电平调整器处理后得到的信号输出至幅度功率放大器进行放大处理，由于 经电平调整器处理后的信号为将脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整 电平值得到的信号，则相应的，幅度功率放大器输出信号的高、低电平值分别为β (a-Vsat/ β)+Vsat和β (b-Vsat/^)+Vsat,BP β a和β b，因此，能够消除幅度功率放大器对脉冲信号进 行放大时所产生的饱和电平，可以避免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度功 率放大器饱和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线性指标，减 少信号的失真。参见图5，为本发明实施例提供的再一种功率放大器，用于发射射频信号，包括脉冲调制器501、电平调整器502、幅度功率放大器503。实际应用中，本发明实施例提供的功率放大器中还可以包括现有功率放大器中的 其它相关功能模块，比如低通滤波器504和载波调制功率放大器505。其中，电平调整器502包括电平调整模块5021和量化模块，需要说明的是，本发明实施例中，所述电平调整器502中的量化模块与所述量化器5013为同一量化实体。所述脉冲调制器501用于将输入的信号调制为脉冲信号，包括加法器5011、积分 器5012、量化器5013以及反馈增益模块5014。其中，加法器5011经积分器5012与量化模 块(即量化器501 相连，所述量化模块(即量化器501 与所述幅度功率放大器503相 连，所述反馈增益模块5014置于所述量化模块(即量化器501 和所述加法器5011之间， 将所述量化模块(即量化器501 输出的信号引入所述加法器5011内。且所述电平调整 模块与所述量化模块相连接。可以理解的是，在本发明实施例中，电平调整模块的物理位置也可以置于脉冲调 制器中。相应的，所述电平调整模块5021用于将量化模块(即量化器5013)的预设高电 平值减去调整电平值得到第一调整值，及将量化模块(即量化器5013)的预设低电平值减 去调整电平值得到第二调整值。量化模块(即量化器501 用于接收所述脉冲调制器501中经过积分器5012处 理后的信号，判断该信号的幅度与预设的门限之间的关系，如果其幅度大于所述门限，则输 出幅度为所述第一调整值的信号至所述幅度功率放大器503 ；如果其幅度小于所述门限， 则输出幅度为所述第二调整值的信号至所述幅度功率放大器503。优选的，为了使脉冲调制器501工作的更加精准，所述量化模块(即量化器5013) 还可以包括反馈增益系数调整单元，用于在接收到的经过积分器处理后的信号的幅度大于 预设门限时，设置脉冲调制器501中的反馈增益模块5014的反馈增益系数为所述第一调整 值的倒数；如果接收到的经过积分器处理后的信号的幅度小于预设门限时，设置脉冲调制 器501中的反馈增益模块5014的反馈增益系数为所述第二调整值的倒数。上述调整电平值为所述幅度功率放大器503的饱和电平值除以所述幅度功率放 大器503的电平放大倍数。所述幅度功率放大器503用于将接收到的信号进行放大处理并输出。本实施例中的功率放大器还可以包括低通滤波器504和载波调制功率放大器 505 ；所述幅度功率放大器503与低通滤波器504相连，还用于将进行放大处理后的信 号输出至低通滤波器504;所述低通滤波器504用于将接收到的信号进行滤波处理，输出至所述载波调制 功率放大器505 ；所述载波调制功率放大器505用于将所述低通滤波器504输入的信号与载波信 号进行载波调制，并发送出去。本发明实施例中，所述预设门限可以是脉冲调制器501中量化器5013预设的高电 平值与低电平值之和的二分之一。实际应用中，也可以将预设的门限设置为介于脉冲调制 器501中量化器5013预设的高电平值与低电平值之间其他的数值，本发明实施例对此并不 做限制。上述所述幅度功率放大器503和所述载波调制功率放大器505可以为开关类功率 放大器。本发明实施例的一个举例，设定幅度功率放大器503的饱和电平值为Vsat，幅度功率放大器503的电平放大倍数为β，则调整电平值为Vsat/β ；设定脉冲调制器501中量化 器5013的预设高电平值为a、脉冲调制器501中量化器5013的预设低电平值为b，则可以 设定门限为上述高电平值a和上述低电平值b之和的二分之一，即(a+b)/2。电平调整模块5021用于将上述高电平值a减去调整电平值Vsat/β得到第一调整 值a_Vsat/ β，及将上述低电平值b减去调整电平值Vsat/ β得到第二调整值b_Vsat/ β。量化模块即量化器5013用于接收所述脉冲调制器501中经过积分器处理后的 信号，判断该信号的幅度与预设的门限(a+bV2之间的关系，如果其幅度大于所述门限 (a+b)/2，则输出幅度为所述第一调整值a_Vsat/i3的信号至所述幅度功率放大器503，并且 设置脉冲调制器501中反馈增益模块5014的反馈增益系数为所述第一调整值的倒数即1/ (a-Vsat/i3)；如果其幅度小于所述门限(a+b)/2，则输出幅度为所述第二调整值b_Vsat/i3 的信号至所述幅度功率放大器503，并且设置脉冲调制器501中反馈增益模块5014的反馈 增益系数为所述第二调整值的倒数即l/(b-Vsat/i3)。本发明实施例的一个应用场景，将基带信号首先转换成向量形式，即分离成幅度 信号和相位信号，其中，相位信号经直接上变频后作为载波信号，送入载波调制功率放大器 505。将上述幅度信号输入脉冲调制器501，经脉冲调制器501的积分器5012处理后的 信号传输至量化模块即量化器5013，量化模块即量化器5013判断经积分器处理的幅度信 号幅度与预设的门限之间的关系，当幅度大于该门限时，输出幅度为电平调整模块5021得 到的第一调整值，并且设置脉冲调制器中反馈增益模块5014的反馈增益系数为所述第一 调整值的倒数；当幅度小于该门限时，电平调整模块5021输出幅度为电平调整模块4021得 到的第二调整值的信号至幅度功率放大器503，并且设置脉冲调制器中反馈增益模块5014 的反馈增益系数为所述第二调整值的倒数。其中，电平调整模块5021用于将脉冲调制器 501中量化器5013预设的高电平值减去调整电平值得到第一调整值，及将脉冲调制器501 中量化器5013预设的低电平值减去调整电平值得到第二调整值.幅度功率放大器503将接收的信号进行放大处理，再经低通滤波器504滤波后，输 出至载波调制功率放大器505 ；载波调制功率放大器505将经低通滤波器处理后的幅度信号，与作为载波信号的 相位信号进行载波调制，即将幅度信号、相位信号经漏极调制重新合成，并发送出去，完成 信号的线性调制发送。可见，本发明实施例提供的功率放大器，将脉冲调制器中经积分器处理后的信号， 再经电平调整器处理后得到的信号输出至幅度功率放大器进行放大处理，由于经电平调整 器处理后的信号为将脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整电平值得到 的信号，则相应的，幅度功率放大器输出信号的高、低电平值分别为β (a_Vsat/i3)+Vsat和 β (b_Vsat/i3)+Vsat，即β a和β b，因此，能够消除幅度功率放大器对脉冲信号进行放大时所 产生的饱和电平，可以避免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度功率放大器饱 和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线性指标，减少信号的失 直
ο参见图6，本发明实施例提供一种信号处理方法，包括如下步骤S601 接收脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号。
S602 将所述信号经量化处理后输出至所述幅度功率放大器进行放大；所述经量 化处理后的信号为将所述脉冲调制器中量化器预设的高电平和低电平分别减去调整电平 值得到的信号；所述调整电平值为所述幅度功率放大器的饱和电平值除以所述幅度功率放 大器的电平放大倍数。需要说明的是，本发明实施例中，其执行主体可以是电平调整器，实际应用中，执 行主体还可以是其他功能实体，此处不做限制。可见，本发明实施例提供的信号处理方法，能够消除幅度功率放大器对脉冲信号 进行放大时所产生的饱和电平，可以避免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度 功率放大器饱和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线性指标， 减少信号的失真。参见图7，本发明实施例提供的另一种信号处理方法，包括如下步骤S701 接收脉冲调制器中经过积分器及量化器量化处理后的信号。需要说明的是，量化处理中可以设置一个或多个门限值，对应每个门限值可以分 别设置与其对应的高电平值和低电平值，若接收的信号其幅度大于最接近的某个门限值， 输出电平值为与该门限值相对应的高电平值的信号，若接收的信号其幅度小于最接近的某 个门限值，输出电平值为与该门限值相对应的低电平值的信号。也就是说，经过量化器处理 后的信号，有可能是方波，也有可能是阶梯形波，等等。S702:判断经量化器量化处理后的信号幅度与预设的门限之间的关系，如果其幅 度大于所述门限，则执行步骤S703，否则执行步骤S704。本发明实施例中，在脉冲调制器中的量化器后级还设置有量化设备，并在该量化 设备的配合下，实现电平调整，其中经过脉冲调制器的量化器量化处理后的信号，在脉冲调 制器的量化器的后级量化设备的配合下进行电平调整的步骤可以具体参见本步骤和步骤 S703 与 S704。S703 将脉冲调制器中量化器的预设高电平值减去调整电平值得到第一调整值， 输出幅度为第一调整值的信号至幅度功率放大器，执行步骤S705。所述调整电平值为所述 幅度功率放大器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数。S704:将脉冲调制器中量化器的预设低电平值减去调整电平值得到第二调整值， 输出幅度为第二调整值的信号至幅度功率放大器。所述调整电平值为所述幅度功率放大器 的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数。S705 幅度功率放大器将接收到的信号进行放大处理。实际应用中，本发明实施例提供的信号处理方法中还可以包括现有功率放大器信 号处理中的其它相关步骤，比如S706 低通滤波器将从低通滤波器接收到的信号滤波处 理后，输出至载波调制功率放大器。S707 载波调制功率放大器将低通滤波器滤波处理后的信号，与载波信号进行载 波调制，并发射出去。优选的，所述预先设定的门限为所述高电平与所述低电平值之和的二分之一。本发明实施例中，可以设定幅度功率放大器的饱和电平值为Vsat，幅度功率放大器 的电平放大倍数为β，则调整电平值为Vsat/β ；脉冲调制器中量化器的预设高电平值为a、 脉冲调制器中量化器的预设低电平值为b，则可以设定脉冲调制器中量化器的门限为脉冲调制器中量化器的预设高电平值和预设低电平值之和的二分之一，即(a+b)/2。实际应用 中，也可以将预设的门限设置为介于脉冲调制器中量化器预设的高电平值与低电平值之间 其他的数值，本发明实施例对此并不做限制。则将上述高电平值a减去调整电平值Vsat/β得到第一调整值a-Vsat/i3，将上述预 设低电平值b减去调整电平值Vsat/ β得到第二调整值b-vsat/ β。接收脉冲调制器中经过量化器处理后的信号，判断该信号与预设的门限(a+b)/2 之间的关系，如果其幅度大于所述门限(a+b)/2，则输出幅度为所述第一调整值a_Vsat/i3 的信号至所述幅度功率放大器；如果其幅度小于所述门限(a+b)/2，则输出幅度为所述第 二调整值b_Vsat/i3的信号至所述幅度功率放大器。本发明实施例的一个应用场景，将基带信号首先转换成向量形式，即分离成幅度 信号和相位信号，其中，相位信号经直接上变频后作为载波信号，送入载波调制功率放大 器；将上述幅度信号输入脉冲调制器，经脉冲调制器的积分器处理后的信号传输至脉 冲调制器中的量化器，该量化器判断经积分器处理的信号幅度与预设的门限之间的关系， 当其幅度大于该门限时，输出幅度为量化器的预设高电平值的信号；当其幅度小于该门限 时，输出幅度为量化器的预设低电平值的信号。接收到量化器输出的脉冲信号后，对其进行电平调整，具体包括判断该信号与预 设的门限之间的关系，当其幅度大于该门限时，输出幅度为第一调整值的信号至幅度功率 放大器；当其幅度小于该门限时，输出幅度为第二调整值的信号至幅度功率放大器。其中， 第一调整值为将脉冲调制器中量化器预设的高电平值减去调整电平值得到的；第二调整值 为将脉冲调制器中量化器预设的低电平值减去调整电平值得到的。幅度功率放大器将接收的信号进行放大处理，再经低通滤波器滤波后，输出至载 波调制功率放大器；载波调制功率放大器将经低通滤波器处理后的幅度信号，与作为载波信号的相位 信号进行载波调制，即将幅度信号、相位信号经漏极调制重新合成，并发送出去，完成信号 的线性调制发射。可见，本发明实施例提供的信号处理方法，将脉冲调制器中经积分器及量化器处 理后的信号，再经电平调整器处理后得到的信号输出至幅度功率放大器进行放大处理， 由于经电平调整器处理后的信号为将脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减 去调整电平值得到的信号，则相应的，幅度功率放大器的输出信号的高、低电平值分别为 β (a_Vsat/i3)+Vsat和β (b_Vsat/i3)+Vsat，即β a和β b，因此，能够消除幅度功率放大器对脉 冲信号进行放大时所产生的饱和电平，可以避免现有用于射频信号发射的功率放大器中， 由幅度功率放大器饱和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线 性指标，减少信号的失真。参见图8，本发明实施例提供的再一种信号处理方法，包括如下步骤S801 接收脉冲调制器中经过积分器处理后的信号。S802:判断上述经积分器处理后的信号与预设门限之间的关系，如果其幅度大于 所述门限，则执行步骤S803，否则执行步骤S804。需要说明的是，通常量化器中会设置有一个或多个门限值，而每个门限值会分别设置与其对应的高电平值和低电平值，当接收的信号其幅度大于某个门限值时，会输出电 平值为与该门限值相对应的高电平值的信号，当接收的信号其幅度小于某个门限值时，则 会输出电平值为与该门限值相对应的低电平值的信号。也就是说，经过量化器处理后的信 号，有可能是方波，也有可能是梯形波，等等。S803:将脉冲调制器中量化器的预设高电平值减去调整电平值得到第一调整值， 输出幅度为第一调整值的信号至幅度功率放大器，执行步骤S805。所述调整电平值为所述 幅度功率放大器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数。S804:将脉冲调制器中量化器的预设低电平值减去调整电平值得到第二调整值， 输出电平值为第二调整值的信号至幅度功率放大器。所述调整电平值为所述幅度功率放大 器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数。S805 幅度功率放大器将接收到的信号进行放大处理。实际应用中，本发明实施例提供的信号处理方法中还可以包括现有功率放大器信 号调制中的其它相关步骤，比如S806 低通滤波器将从幅度功率放大器接收到的信号滤 波处理后，输出至载波调制功率放大器。S807 载波调制功率放大器将低通滤波器滤波处理后的信号，与载波信号进行载 波调制，并发射出去。优选的，为了使脉冲调制器工作的更加精准，上述步骤S803还包括设置脉冲调制 器中反馈增益模块的反馈增益系数为所述第一调整值的倒数；上述步骤S804还包括设置 脉冲调制器中反馈增益模块的反馈增益系数为所述第二调整值的倒数。本发明实施例中，所述预设的门限可以是脉冲调制器中量化器预设的高电平值与 低电平值之和的二分之一。实际应用中，也可以将脉冲调制器中量化器的预设门限设置为 介于脉冲调制器中量化器的预设高电平值与低电平值之间其他的数值，本发明实施例对此 并不做限制。本发明实施例的一个应用场景，将基带信号首先转换成向量形式，即分离成幅度 信号和相位信号，其中，相位信号经直接上变频后作为载波信号，送入载波调制功率放大 器；将上述幅度信号输入脉冲调制器，经脉冲调制器的积分器处理后的信号传输至脉 冲调制器中的量化器，量化器判断经积分器处理的信号幅度与预设门限之间的关系，当其 幅度大于该门限时，将量化器的预设高电平值减去调整电平值得到第一调整值，输出幅度 为第一调整值的信号至幅度功率放大器，并且设置脉冲调制器中反馈增益模块的反馈增益 系数为所述第一调整值的倒数；当其幅度小于该门限时，将量化器的预设低电平值减去调 整电平值得到第二调整值，输出幅度为第二调整值的信号至幅度功率放大器，并且设置脉 冲调制器中反馈增益模块的反馈增益系数为所述第二调整值的倒数。幅度功率放大器将接收的信号进行放大处理，再经低通滤波器滤波后，输出至载 波调制功率放大器；载波调制功率放大器将经低通滤波器处理后的幅度信号，与作为载波信号的相位 信号进行载波调制，即将幅度信号、相位信号经漏极调制重新合成，并发射出去，完成信号 的线性调制发射。可见，本发明实施例提供的信号处理方法，将脉冲调制器中经积分器处理后的信号，再经电平调整器处理后得到的信号输出至幅度功率放大器进行放大处理，由于经电平 调整器处理后的信号为将脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整电平值得 到的信号，则相应的，幅度功率放大器的输出信号的高、低电平值分别为β (a-Vsat/i3)+Vsat 和β (b_Vsat/i3)+Vsat，S卩和β b，因此，能够消除幅度功率放大器对脉冲信号进行放大 时所产生的饱和电平，可以避免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度功率放大 器饱和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线性指标，减少信号 的失真。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......，，限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以 通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中， 该程序在执行时，包括若干指令用以执行本发明各个实施例所述的方法。这里所述的存储 介质，如ROM/RAM、磁碟、光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围 内。
权利要求
1.一种功率放大器，其特征在于，包括脉冲调制器、电平调整器和幅度功率放大器，所述电平调整器用于接收所述脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，将所述信号经量化处理后输出至所述幅度功率放大器；所述经量化处理后的信号为将所述脉冲调 制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整电平值得到的信号；所述调整电平值为所 述幅度功率放大器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数；所述幅度功率放大器用于将从所述电平调整器接收到的信号进行放大处理后输出。
2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述电平调整器包括电平调整模 块和量化模块，所述电平调整模块与所述量化模块相连接；所述电平调整模块用于将所述高电平值减去调整电平值得到第一调整值，及将所述 低电平值减去调整电平值得到第二调整值；所述量化模块用于接收所述脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，判断所述 信号与预设的门限之间的关系，如果幅度大于所述门限，输出幅度为所述第一调整值的信 号至所述幅度功率放大器；如果幅度小于所述门限，则输出幅度为所述第二调整值的信号 至所述幅度功率放大器。
3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述脉冲调制器包括加法器、积 分器、量化器以及反馈增益模块；所述电平调整器中的量化模块连接于所述脉冲调制器中的所述量化器与所述幅度功 率放大器之间；所述加法器经所述积分器与所述量化器相连，且所述量化器经所述电平调整器中的 量化模块与所述幅度功率放大器连接，所述反馈增益模块置于所述量化器和所述加法器之 间，将所述量化器输出的信号引入所述加法器内。
4.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述脉冲调制器包括加法器、积分器、量化器以及反馈增益模块；其中所述电平调整器中的量化模块与所述 量化器为同一量化实体；所述加法器经所述积分器与所述量化模块相连，所述量化模块与所述幅度功率放大器 相连，所述反馈增益模块置于所述量化模块和所述加法器之间，将所述量化模块输出的信 号引入所述加法器内。
5.根据权利要求3或4所述的功率放大器，其特征在于，所述量化模块还包括反馈增益 系数调整单元，用于在接收到经过积分器处理后的信号其幅度大于所述门限时，设置所述 脉冲调制器中的所述反馈增益模块的反馈增益系数为所述第一调整值的倒数；在接收到经 过积分器处理后的信号的幅度小于所述门限时，设置所述脉冲调制器中的所述反馈增益模 块的反馈增益系数为所述第二调整值的倒数。
6.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述预设的门限为所述高电平与 所述低电平之和的二分之一。
7.一种信号处理方法，其特征在于，包括接收脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，将所述信号经量化处理后输出至所 述幅度功率放大器进行放大；所述经量化处理后的信号为将所述脉冲调制器中量化器预设 的高电平和低电平分别减去调整电平值得到的信号；所述调整电平值为所述幅度功率放大 器的饱和电平值除以所述幅度功率放大器的电平放大倍数。
8.根据权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，所述接收脉冲调制器中至少经 过积分器处理后的信号，将所述信号经量化处理后输出至所述幅度功率放大器具体包括接收脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，判断所述信号与预设的门限之间的 关系，如果幅度大于所述门限，输出幅度为第一调整值的信号至所述幅度功率放大器；如果 幅度小于所述门限，输出幅度为所述第二调整值的信号至所述幅度功率放大器；所述第一 调整值为将所述高电平值减去所述调整电平值得到的；所述第二调整值为将所述低电平值 减去所述调整电平值得到的。
9.根据权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，所述接收脉冲调制器中至少经 过积分器处理后的信号具体为接收脉冲调制器中经过积分器处理后并经过量化器量化处 理后的信号。
10.根据权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，所述接收脉冲调制器中至少经 过积分器处理后的信号具体为接收经过脉冲调制器中积分器处理后的信号。
11.根据权利要求10所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括如果经过脉冲调制器中积分器处理后的信号的幅度大于所述门限时，还包括设置脉冲 调制器中反馈增益模块的反馈增益系数为所述第一调整值的倒数；如果经过脉冲调制器中积分器处理后的信号的幅度小于所述门限时，还包括设置脉冲 调制器中反馈增益模块的反馈增益系数为所述第二调整值的倒数。
全文摘要
本发明实施例公开了一种功率放大器和信号处理方法，涉及移动通信领域。所述功率放大器包括脉冲调制器、电平调整器、幅度功率放大器。本发明实施例还提供了一种信号处理方法。将脉冲调制器中至少经过积分器处理后的信号，经过量化处理后的信号，为将所述脉冲调制器中量化器预设的高、低电平值分别减去调整电平值得到的信号，由于调整电平值为幅度功率放大器的饱和电平值除以其电平放大倍数，因此消除幅度功率放大器所产生的饱和电平，避免现有用于射频信号发射的功率放大器中，由幅度功率放大器饱和电平引起的载波泄漏现象，从而大大提高功率放大器的ACPR等线性指标，减少信号的失真。
文档编号H03F1/32GK102118132SQ20091021697
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者何松柏, 张希坤, 殷为民, 游飞, 焦留彦, 胡世飞, 韦前华 申请人:华为技术有限公司