CN100344166C - 一种调制解调方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种适用于包络消除和恢复技术中的调制解调方法以及实现该方法的装置，适用于包络消除和恢复技术中，包括以下步骤：对输入信号进行差分运算，获得增量信号；将增量信号经过脉冲宽度调制，获得一个三电平信号；将所述三电平信号放大，得到的信号经过积分运算，获得解调，恢复得到信号。本发明能够提高调制解调信号的线性度，降低器件要求和实现难度。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及移动通信领域中的调制解调技术领域。
技术背景
包络消除和恢复(Envelope Elimination and Restore，EE&R)技术是一种射频高效率线性化技术，可用于射频放大器或完整的线性发射机。采用EE&R技术和开关放大器实现一种高效率、低成本的宽带线性功放的方案，是目前通信业界研究的热点，能使基站/终端设备使用线性性能要求不高的高频功率器件就能够满足宽带功放线性度指标要求，从而大幅度地降低基站设备的成本。
所谓EE&R技术，是指把信号先变换到极坐标系，分解为幅度和相位两部分。分别对幅度和相位放大，然后合并恢复成原来的信号的过程。EE&R功放的原理如图1所示。
首先，输入信号分解为幅度和相位两部分信号。幅度支路信号经过调制、放大，相位信号经过调相称为带相位信息的射频载波信号，幅度与载波在主功放合成为射频输出信号。
其中，幅度支路的幅度调制有多种方法。EE&R中常用的是脉冲宽度调制(Pulse Wide Modulation，PWM)方法和增量(Delta)调制方法，这两种调制技术各有其特点。
增量(Delta)调制技术的主要思想是应用差值量化的概念，原理如图2所示。对输入信号前后样点进行差分运算，如果增量为正，则编码+1，如果增量为负，则编码-1。解调是只需对信号累加积分即可。这是一种2电平编码，实现简单。但为保证性能，抽样速率必须很高。这里量化阶矩D是固定的，因而又称为线性增量调制。
如图3所示，线性增量调制的D不变，因而当采样速率不够高时，不能较精确地反映信号地变化。当信号变化很快时，解调后获得地预测信号可能跟不上原信号的变化，造成过载。另外，信号幅度下降时，量化信噪比下降。因此固定量化阶地线性增量调制性能较差。
PWM是指利用调制信号的采样值控制脉冲载波的宽度随之线性变化，而脉冲幅度保持恒定。简单点说，是以一定的频率输出占空比与输入信号成线性关系的连续脉冲，将信号幅度信息转换为脉冲宽度信息。
图4为PWM调制的图例及参数示意图。
PWM调制需要两个输入参数：脉冲频率和脉冲占空比。其中，脉冲频率类似于抽样频率，影响整个PWM通道的带宽；脉冲占空比，其精度类似抽样后的量化误差。
PWM调制是一种非线性调制方式，会产生丰富的高次谐波分量，基带部分信号也会有一定程度失真。为提高PWM调制和解调的线性度，需要很高的采样速率。即使这样，数字功放中常常采用的低通滤波方法恢复被调制信号，其线性度仍不够理想。
发明内容
本发明的目的就是提出一种适用于包络消除和恢复技术中的调制解调方法以及实现该方法的装置，能够提高调制解调信号的线性度，降低器件要求和实现难度。
一种调制解调方法，适用于包络消除和恢复技术(Envelope Elimination andRestore，EE&R)中，包括以下步骤：
a、对输入信号x(t)进行差分运算，获得增量信号d(t)；
b、将增量信号d(t)经过脉冲宽度调制(Pulse Wide Modulation，PWM)，获得一个三电平信号y(t)；
c、将所述三电平信号y(t)放大，得到信号y′(t)；
d、信号y′(t)经过积分运算，获得解调，恢复得到信号x′(t)。
步骤a进一步包括将输入信号x(t)分成两路相同信号，其中一路信号经过延时处理得到信号x(t-τ)，信号x(t)与信号x(t-τ)相减，获得增量信号d(t)。
一种实现上述调制解调方法的装置，包括一个延时模块、一个减法器、一个PWM调制器、一个放大器、一个积分器，所述延时模块对输入信号x(t)分出的一路信号做延时处理，所述减法器将输入信号x(t)和延时信号x(t-τ)相减后发送给所述PWM调制器，调制后的信号经所述放大器放大，发送给所述积分器，获得解调。
所述放大器可以由两个开关类放大器组成。
本发明结合增量调制和PWM调制的优点，避免了增量调制量化阶数相等带来的过载和信噪比降低的问题，又克服了PWM调制的非线性。靠一个积分器就能恢复原信号，达到良好的线性度。
附图说明
图1是EE&R数字功放原理示意图；
图2是增量调制原理示意图；
图3是增量调制过载示意图；
图4是PWM信号波形示意图；
图5是本发明调制解调结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图5所示，是本发明实用的调制解调结构示意图，从图中可以看出，该装置包括一个延时模块、一个减法器、一个PWM调制器、一个放大器、一个积分器，依次顺序链接。其中该放大器可以由两个开关类放大器组成。
本实施方式结合增量调制和PWM调制，先对信号求差分，输出的增量通过PWM调制，即为调制信号，需对信号解调，通过一个积分器恢复信号即可。如图5所示。
输入信号x(t)经延时模块501延时为x(t-τ)，信号x(t)与信号x(t-τ)经减法器502求差，得到增量d(t)。然后将d(t)信号经过PWM调制器503调制，获得一个+1，0，-1的三电平信号y(t)，y(t)信号可以经过放大器504放大处理，得到y′(t)，y′(t)经过积分器505，就获得解调，恢复得到x′(t)信号。
需要指出的是，这里的PWM调制与前面介绍的二电平PWM调制不同，除了脉冲宽度反映信号幅度之外，还有正、负符号反映原信号的极性，因此为+1，0，-1的三电平信号。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1、一种调制解调方法，适用于包络消除和恢复技术中，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、对输入信号x(t)进行差分运算，获得增量信号d(t)；
b、将增量信号d(t)经过脉冲宽度调制，获得一个三电平信号y(t)；
c、将所述三电平信号y(t)放大，得到信号y′(t)；
d、信号y′(t)经过积分运算，获得解调，恢复得到信号x′(t)。
2、如权利要求1所述的调制解调方法，其特征在于，步骤a进一步包括将输入信号x(t)分成两路相同信号，其中一路信号经过延时处理得到信号x(t-τ)，信号x(t)与信号x(t-τ)相减，获得增量信号d(t)。
3、一种实现权利要求1所述调制解调方法的装置，其特征在于，该装置包括一个延时模块、一个减法器、一个PWM调制器、一个放大器、一个积分器，所述延时模块对输入信号x(t)分出的一路信号做延时处理，所述减法器将输入信号x(t)和延时信号x(t-τ)相减后发送给所述PWM调制器，调制后的信号经所述放大器放大，发送给所述积分器，获得解调。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述放大器由两个开关类放大器组成。
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