专利名称：当在调制模式之间转换时突变的避免的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调制器系统，其包括根据第一调制模式调制输入信号的第一调制器和根据第二调制模式调制输入信号的第二调制器的；一种发射机，其包括这种调制系统；一种调制器；一种方法；一种处理器程序产品。
例如，这种发射机是移动无线通信终端、基站以及工作在支持增强型通用分组无线服务(EGPRS)或通用移动通信系统(UMTS)的全球移动通信系统(GSM)中的网络节点。
背景技术：
从Philips Semiconductor Nuremberg，Germany的Peter Bode和Alexander Lampe以及Philips Semiconductor Zürich，Switserland的Markus Helfenstein撰写的文章“Combined GMSK and 8PSK Modulatorfor GSM and EDGE”中可以获悉一种现有技术的调制器系统，本文在图5中披露了第一调制器(调制模式八相移键控或8PSK)，在图6中披露了第二调制器(调制模式高斯最小移位键控或GMSK)。在调制模式改变期间，调制系统的输出信号可能会出现突变现象(discontinuity)，这会增大相邻信道干扰。为了避免这种相邻信道干扰，在调制模式改变期间，降低用于放大该输出信号的功率放大器。这种降低是调制系统在调制模式变化期间通过信号整形而产生零输出信号来实现的。
由于导致了功率放大器的降低，现有的调制器系统是有缺陷的。这限制了功率放大器的可能使用场合。一些功率放大器可以不降低，然而在其输出中需要一个始终非零的信号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调制器系统，它在调制模式变化期间在其输出信号中具有相对较小的突变，且所述输出信号未降低。
本发明的其他目的在于提供一种包括所述调制器系统的发射机，所述调制器系统在调制模式变化期间在其输出信号中具有相对较小的突变，且所述输出信号未降低；提供一种调制器、一种方法以及一种处理器程序产品，它们在调制模式变化期间在输出信号中均具有相对较小突变且所述输出信号未降低。
根据本发明的调制器系统包括根据第一调制模式调制输入信号的第一调制器和根据第二调制模式调制输入信号的第二调制器，所述调制器系统包括补偿器，其用于将至少一个调制器信号与至少一个波形相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号的至少一个信号参数。
通过提供具有所述补偿器的调制器系统，所述补偿器针对突变而补偿调制器系统的输出信号的一个或多个信号参数，可以在相对较大程度上减小由调制模式变化所产生的这些突变。例如，调制信号与波形的相乘和/或相加的组合，使得至少一个调制信号得以改变，从而可以在很大程度上平滑根据第一调制模式调制的第一调制信号和根据第二调制模式调制的第二调制信号之间的突变。通常，这将在所谓的保护间隔之间完成，保护间隔位于分别处在一端的一些数据符号和(三个)尾部符号以及分别在另一端的(三个)尾部符号和一些数据符号之间。当然，保护间隔也可以位于处在一端的一些数据符号和处在另一端的一些数据符号之间。
根据本发明的调制器系统的第一实施例是由还包括至少一个脉冲整形器来进行定义的，所述补偿器位于所述脉冲整形器之后。通过将所述补偿器设置在所述调制器的一个或多个脉冲整形器之后，不需要对这些调制器本身进行修正。
根据本发明的调制器系统的第二实施例是由包括乘法器的补偿器来进行定义的，所述乘法器用于将形式为至少一个脉冲整形调制信号的调制器信号与形式为复数值波形的波形相乘，所述至少一个信号参数包括幅度和相位。通过提供位于一个或多个具有乘法器的脉冲整形器之后的补偿器，通过一个乘法器接收复数值波形而平滑至少一个脉冲整形调制信号的幅度和相位的突变。
根据本发明的调制器系统的第三实施例是由还包括至少一个脉冲整形器来进行定义的，所述补偿器位于所述脉冲整形器之前。通过将所述补偿器设置在所述调制器的一个或多个脉冲整形器之前，可以将所述补偿器集成到所述调制器中。通常，所述补偿器的第一部分将被集成到第一调制器中，所述补偿器的第二部分将被集成到第二调制器中。
根据本发明的调制器系统的第四实施例是由包括至少一个乘法器的补偿器来进行定义的，所述乘法器用于将形式为至少一个调制信号的调制器信号与所述波形相乘，所述至少一个信号参数包括幅度。通过提供位于具有至少一个但通常是两个乘法器的一个或多个脉冲整形器之前的所述补偿器，通过一个或两个乘法器接收波形而平滑至少一个调制信号的幅度的突变。该波形可以是复数值波形的形式，但是其可能包括实数值波形，但不仅仅限于此。
根据本发明的调制器系统的第五实施例是由包括至少一个乘法器的每一调制器来进行定义的，所述乘法器用于将映射输入信号与复数值信号相乘，所述补偿器包括至少一个乘法器，用于将形式为复数值信号的调制器信号与形式为复数值相位偏移量的波形相乘，所述至少一个信号参数包括相位。通过提供位于具有至少一个但通常是三个附加乘法器的一个或多个脉冲整形器之前的所述补偿器，其中一个附加乘法器是用于第一调制器中的一个现有技术乘法器，其中两个乘法器是用于第二调制器中的两个现有技术乘法器，因此表明第二调制器基于两个分支调制模式，从而可以平滑至少一个调制信号的相位的突变。另外，对于每一调制模式，通常不同相位偏移量需要乘以复数值信号。
根据本发明的调制器系统的第六实施例是由第一调制模式为相移键控调制模式和第二调制模式为高斯最小移位键控调制模式来进行定义的。
根据本发明的发射机包括调制器系统，该调制器系统包括根据第一调制模式调制输入信号的第一调制器和根据第二调制模式调制输入信号的第二调制器，所述调制器系统包括补偿器，该补偿器用于将至少一个调制器信号与至少一个波形相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号的至少一个信号参数，所述发射机还包括用于放大输出信号的功率放大器。当然，该输出信号可以是根据调制器系统或其衍生版本(例如其数字化版本)而生成的输出信号。
根据本发明的调制器根据调制模式调制输入信号，该调制器包括补偿器，该补偿器将至少一个调制器信号与至少一个波形相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号的至少一个信号参数。该调制器要么具有改变其调制模式的能力，要么与另一调制器组合起来使用。
根据本发明的方法用于根据第一调制模式调制输入信号和根据第二调制模式调制输入信号，该方法包括下列步骤将至少一个调制器信号与至少一个波形相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号的至少一个信号参数。
根据本发明的处理器程序产品用于根据第一调制模式调制输入信号和根据第二调制模式调制输入信号，该处理器程序产品包括下列功能将至少一个调制器信号与至少一个波形相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号的至少一个信号参数。
根据本发明的发射机、根据本发明的调制器、根据本发明的方法以及根据本发明的处理器程序产品的实施例对应于根据本发明调制器系统的实施例。
本发明基于这样一种认识应避免调制器系统的输出信号的降低，并且基于这样一种基本思想可以通过改变突变之前的该信号的至少最后一部分和/或突变之后的该信号的至少第一部分而平滑信号的幅度和/或相位的突变。
本发明提供了一种调制器系统，其在调制模式变化期间在其输出信号中具有相对较小突变，且所述输出信号未降低，从而解决了上述问题，并且，本发明的优点在于，甚至可以将该调制器系统与功率放大器相组合，该功率放大器不降低，并且在其输出处需要一个始终非零信号。
通过下面详细描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见。
在附图中图1以框图形式示出了根据本发明的包括第一类补偿器的调制器系统；图2以框图形式示出了根据本发明的包括第二类和第三类补偿器的调制器系统；图3的上方图(现有技术)示出了在没有补偿情况下产生的输出信号的绝对值，下方图(发明)示出了在脉冲整形之前通过补偿而产生的输出信号的绝对值；以及图4以框图形式示出了根据本发明的发射机。
具体实施例方式
图1所示的根据本发明的调制器系统1包括第一八相相移键控(8PSK)调制器2以及具有第一调制部分3(第一分支)和第二调制部分4(第二分支)的第二高斯最小移位键控(GMSK)调制器3、4。将输入信号A提供给第一复用器5的输入端，通过第一复用器5的第一输出端将其提供给调制器2的输入端，通过第一复用器5的第二输出端将其提供给调制部分3、4的输入端。在调制器2中，将输入信号A提供给串-并转换器6，然后，通过映射器7进行映射，此后，将映射信号通过乘法器8与信号B相乘，以及将所产生的调制信号提供给第二复用器9的第一输入端。将第二复用器9的输出信号提供给上采样器10，然后，通过脉冲整形器11(有限冲激响应(FIR)滤波器)进行脉冲整形，其后，将第一脉冲整形信号通过加法器12加到来自调制部分4的第二脉冲整形信号上。
在调制部分3中，将输入信号A提供给映射器14，其后，将映射信号通过乘法器15与信号C相乘，并且将所产生的调制信号提供给第二复用器9的第二输入端。在调制部分4中，将输入信号A提供给有限状态机(FSM)16，然后，通过映射器17进行映射，其后，将映射信号通过乘法器18与信号D相乘，并且将所产生的调制信号提供给第三复用器19的第一输入端。将第三复用器19的一个输入信号提供给上取样器20，然后，通过脉冲整形器21(有限冲激响应(FIR)滤波器)进行脉冲整形，其后，将该第二脉冲整形信号提供给上述加法器12。将相加的第一和第二脉冲整形信号与复数值波形E相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输入信号F的至少一个信号参数如幅度或相位，下面还将对此进行说明。
第一调制器2根据第一调制模式8PSK，调制输入信号A。另外，控制第一复用器5，以使输入信号提供给调制器2而不是调制器3、4。将输入信号A进行串-并转换，然后进行映射，然后将其与信号B相乘，例如信号B等于expj(3πk/8)。控制第二复用器9，以对所产生的调制信号进行上取样和脉冲整形。在没有使用乘法器13的现有技术情况下，如果该调制器系统1是8PSK模式，经过上取样和脉冲整形的调制信号形成调制系统1的输出信号F。另外，控制第三复用器19，以使接收零信号的该第三复用器19的第二输入端与该第三复用器的输出端相耦合。
第二调制器3、4根据第二调制模式GMSK，调制输入信号A。另外，控制第一复用器5，以使输入信号提供给调制器3、4而不是调制器2。在调制部分3中，将输入信号A进行映射，然后与信号C相乘，例如信号C等于expj(πk/2)。在调制部分4中，输入信号A由FSM 16进行处理，然后将其进行映射，然后将其与信号D相乘，例如信号D等于expj(π[k-1]/2)。控制第二复用器9和第三复用器19，从而，可以对所产生的调制信号进行上采样和脉冲整形。在没有使用乘法器13的现有技术情况下，经过上取样和脉冲整形的调制信号形成调制器系统1的输出信号F。
因此，通过控制复用器5、9和19，可以选择调制模式。当调制模式变化时，调制系统1的输出信号F中可能会出现突变现象，这会增大相邻信道干扰。为了避免增大相邻信道干扰，通过引入乘法器13(第一类补偿器)可以避免这些突变。例如，在以下情况时，即，在包括八个符号的保护间隔之间，四个GMSK符号来自加法器12并且被提供给乘法器13以及四个8PSK符号来自加法器12并且被提供给乘法器13，例如幅度等于1、1、1、1、0.7、0.7、0.7和0.7。为了避免幅度突变，可以将复数值波形E的八个采样的幅度选择为1、0.96、0.91、0.86、1.14、1.09、1.03和1。然后，乘法器13的输出信号的幅度等于1、0.96、0.91、0.86、0.8、0.76、0.72和0.7。这样，幅度平稳地从1减小到0.7，并且已经避免了输出信号F中的任何幅度突变。同样，通过提供具有适当选择相位的复数值波形的八个采样，可以避免输出信号F中的任何相位突变。
除以下方面之外，根据本发明如图2所示的调制器系统1对应于根据本发明如图1所示的调制器系统1。现在已引入的乘法器25、26(第二类补偿器)替代了乘法器13且分别位于复用器9、19和上采样器10、20之间，其分别用于将复用器9、19的输出信号分别乘以波形S、T，以及已引入的乘法器22、23、24(第三类补偿器)分别与乘法器8、15、18相耦合，其分别用于将信号B、C、D分别乘以复数值相位偏移量X、Y、Z。
复用器9(mux 9)和19(mux 19)在从GMSK到8PSK的转换期间的可能设定如下
带有符号的第一列表示最后三个数据符号，第二列表示三个尾部符号，第三列表示八个保护符号，第四列表示三个尾部符号，以及，第五列表示最初三个数据符号。
例如，复数值相位偏移量X等于expj[8PSK]＝expj[arg(g[k])+πk/2+GMSK-arg(p[k+1])-3π(k+1)/8+Δ]，因此表示将最后若干个GMSK符号和最初若干个8PSK符号分别以符号间隔k和k+1提供给复用器9、19，其中，GMSK表示先前的GMSK调制脉冲的相位偏移量，Δ表示定义最后一个GMSK符号和第一个8PSK符号之间相差的相角。如果保护间隔中所有的G[k]、P[k]都等于“1”，那么，例如对于Δ的一个适当的选择是3π/8。在该选择下，以符号间隔k提供给复用器的GMSK符号就好像是以符号间隔k+1传给复用器的8PSK符号的先前8PSK“1”。当从GMSK转换到8PSK时，更新相位偏移量8PSK，以及，在8PSK调制突发期间，相位偏移量8PSK保持不变。
复用器9(mux 9)和19(mux 19)在从8PSK到GMSK的转换期间的可能设定如下
带有符号的第一列表示最后三个数据符号，第二列表示三个尾部符号，第三列表示八个保护符号，第四列表示三个尾部符号，以及，第五列表示最初三个数据符号。
例如，复数值相位偏移量Y、Z等于expj[GMSK]＝expj[arg(p[k])+3πk/8+8PSK-arg(g[k+1])-π(k+1)/2+Δ]，因此表示将最后若干个8PSK符号和最初若干个GMSK符号分别以符号间隔k和k+1提供给复用器9、19，其中，8PSK表示先前的8PSK调制突发的相位偏移量，以及，Δ表示定义最后一个8PSK符号和第一个GMSK符号之间相差的相角。如果保护间隔中所有的P[k]、G[k]都等于“1”，那么，例如对于Δ的一个适当选择是3π/8。在该选择下，以符号间隔k提供给复用器的8PSK符号就好像是以符号间隔k+1传给复用器的GMSK符号的先前GMSK“1”。当从8PSK转换到GMSK时，更新相位偏移量GMSK，以及，在GMSK调制突发期间，相位偏移量GMSK保持不变。
图3在上方图(现有技术)中示出了在数模转换之后在未补偿情况下产生的输出信号F的绝对值，在下方图(发明)中示出了在数模转换之后在脉冲整形之前通过补偿而产生的输出信号F的绝对值，该补偿是通过将形式为复数值信号B、C、D的调制器信号与形式为复数值相位偏移量X、Y、Z相乘而进行的。从8PSK到GMSK的调制模式转换发生在符号间隔56和57之间，在保护间隔(53-60)中选择的所有符号P(k)、G(k)均具有值“1”。
当要求GMSK和8PSK具有相等峰值时，波形S、T的采样对于8PSK应该是“1”，而对于GMSK应该大约是“1.5”，当要求其具有相等均方根值时，这些采样均应该是“1”。
如图2所示的调制器系统1计算相位偏移量Y、Z以及用其旋转GMSK脉冲整形滤波器输入符号，计算相位偏移量X以及用其旋转8PSK脉冲整形滤波器输入符号，计算幅度波形S、T以及用其乘以GMSK/8PSK脉冲整形滤波器输入符号。
如图1和2所示的调制器系统1可以将相邻信道干扰最小化，提高由输出信号F控制的相位和/或幅度回路的稳定性，不需要降低和降低计算，并且是很简单的，从而可以在调制模式之间进行快速转换，以及对于GMSK和8PSK，当在相等均方根值和峰值之间自由转换时，可以使幅度平滑化。
如图4所示的发射机30包括输入级31，其用于对调制器系统1产生输入信号A，以及包括例如数模转换器32，其用于将输出信号F转换为数字信号，以及包括例如功率放大器33，其用于放大数字化输出信号。
可以用诸如4PSK或16PSK之类的其他调制模式代替8PSK，也可以选择其它调制器系统结构。如果不将expj(a)和expj(b)相乘，也可以执行a和b的相加，反之亦然expj(a)·expj(b)＝expj(a+b)。
复数值波形包括实数值波形、虚数值波形或两者的组合。
应当指出的是，上述实施例用于说明、而非限制本发明，并且，在不脱离所附权利要求的保护范围的前提下，本领域技术人员能够设计出多种其它的实施例。在权利要求中，不应当将圆括号中的任何标记解释为限制该项权利要求。使用动词“包括”及其变形并不排除权利要求所记录的部件或步骤之外存在其他部件或步骤。部件前面的冠词“一个”并不排除存在多个这样的部件。本发明可通过包括多个不同部件的硬件来实现，也可以通过合适编程的计算机来实现。相互不同的从属权利要求中记录的特定手段并不表示这些手段的组合不具有优势。
权利要求
1.调制器系统(1)，包括第一调制器(2)和第二调制器(3，4)，所述第一调制器(2)根据第一调制模式调制输入信号(A)，所述第二调制器(3，4)根据第二调制模式调制所述输入信号(A)，所述调制器系统(1)包括补偿器(13，22-26)，用于将至少一个调制器信号与至少一个波形(E，S，T，X，Y，Z)相组合，从而针对调制模式改变所产生的突变而补偿输出信号(F)的至少一个信号参数。
2.根据权利要求1所述的调制器系统(1)，还包括至少一个脉冲整形器(11，21)，所述补偿器(13)位于所述脉冲整形器(11，21)之后。
3.根据权利要求2所述的调制器系统(1)，其中，所述补偿器(13)包括乘法器(13)，用于将形式为至少一个脉冲整形调制信号的所述调制器信号与形式为复数值波形(E)的所述波形(E)相乘，所述至少一个信号参数包括幅度和相位。
4.根据权利要求1所述的调制器系统(1)，还包括至少一个脉冲整形器(11，21)，所述补偿器(22-26)位于所述脉冲整形器(11，21)之前。
5.根据权利要求4所述的调制器系统(1)，其中，所述补偿器(25，26)包括至少一个乘法器(25，26)，用于将形式为至少一个调制信号的所述调制器信号与所述波形(S，T)相乘，所述至少一个信号参数包括幅度。
6.根据权利要求4所述的调制器系统(1)，其中，每个调制器(2，3，4)包括至少一个乘法器(8，15，18)，用于将映射的输入信号与复数值信号(B，C，D)相乘，所述补偿器(22-24)包括至少一个乘法器(22-24)，用于将形式为复数值信号(B，C，D)的所述调制器信号与形式为复数值相位偏移量(X，Y，Z)的所述波形(X，Y，Z)相乘，所述至少一个信号参数包括相位。
7.根据权利要求1所述的调制器系统(1)，其中，所述第一调制模式是相移键控调制模式，以及，所述第二调制模式是高斯最小移位键控调制模式。
8.发射机(30)，包括调制器系统(1)，所述调制器系统(1)包括第一调制器(2)和第二调制器(3，4)，所述第一调制器(2)根据第一调制模式调制输入信号(A)，所述第二调制器(3，4)根据第二调制模式调制所述输入信号(A)，所述调制器系统(1)包括补偿器(13，22-26)，用于将至少一个调制器信号与至少一个波形(E，S，T，X，Y，Z)相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号(F)的至少一个信号参数，所述发射机(30)还包括用于放大所述输出信号(F)的功率放大器(33)。
9.调制器(2，3，4)，用于根据调制模式调制输入信号(A)，所述调制器(2，3，4)包括补偿器(13，22-26)，用于将至少一个调制器信号与至少一个波形(E，S，T，X，Y，Z)相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号(F)的至少一个信号参数。
10.调制方法，用于根据第一调制模式调制输入信号(A)和根据第二调制模式调制输入信号(A)，所述方法包括下列步骤将至少一个调制器信号与至少一个波形(E，S，T，X，Y，Z)相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号(F)的至少一个信号参数。
11.处理器程序产品，用于根据第一调制模式调制输入信号(A)和根据第二调制模式调制输入信号(A)，所述处理器程序产品包括下列功能将至少一个调制器信号与至少一个波形(E，S，T，X，Y，Z)相组合，从而针对调制模式变化所产生的突变而补偿输出信号(F)的至少一个信号参数。
全文摘要
当在模式之间转换时，包括调制器(2，3，4)的调制器系统(1)会产生突变，所述调制器(2，3，4)根据不同的调制模式(8PSK，GMSK)调制输入信号(A)。通过提供具有补偿器(13，22－26)的调制器系统(1)，可以最大程度地减小由于调制模式变化所产生的这些突变，所述补偿器(13，22－26)针对突变而补偿所述调制器系统(1)的输出信号(F)的幅度/相位。这可以在脉冲整形器(11，21)之前/之后完成。所述补偿器(13，22－26)包括乘法器，所述乘法器用于将脉冲整形过的调制信号与复数值波形(E)相乘，或用于将调制信号与波形(S，T)相乘，或用于将复数值信号(B，C，D)与复数值相位偏移量(X，Y，Z)相乘，所述复数值信号(B，C，D)将与映射输入信号相乘。因此，不再需要降低位于调制器系统(1)之后的输出信号(F)和/或功率放大器(33)。
文档编号H04L27/00GK1890932SQ200480035908
公开日2007年1月3日 申请日期2004年11月24日 优先权日2003年12月4日
发明者亚历山大·兰珀, 赖纳·迪奇 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司