一种可重构通信发射机及方法技术

本发明专利技术公开了一种可重构通信发射机及方法，其中发射机包括：基带产生电路，用于产生数字基带信号，以及输出不同的数据控制位，以实现不同调制模式的切换；数字移相器，用于接收输入信号，根据数据控制位对输入信号进行相位切换；正交信号生成器，用于接收数字移相器输出的频率信号，并输出IQ两路正交信号；数字功率放大器，包括第一放大器和第二放大器，用于根据数据控制位分别对I路信号和Q进行信号调制，以及放大；输出合成端，用于对第一放大器和第二放大器输出的调制信号进行合成，并输出合成信号。本发明专利技术采用直接调制来实现高速通信，减少对于数模转换器的需求。本发明专利技术可广泛应用于通信技术领域。于通信技术领域。于通信技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构通信发射机及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种可重构通信发射机及方法。

技术介绍

[0002]毫米波通信发射机作为射频前端系统的关键部分，其性能直接决定了整个系统的通信距离，信号质量。在保证输出功率等指标下，怎样提高发射机的通信速率以及通信信息的质量，同时减少功耗，一直都是高速通信发射机的要点和难点。
[0003]在现有的高速通信收发机设计中大都会使用到高精度高速率的数模/模数转换器(DAC/ADC)，但这个部分所带来的功耗甚至达到了瓦级别，这使得整个通信系统的功耗大大提升。另外，传统结构发射机在进行高阶QAM调制时候对功率放大器的线性度及回退功率点的效率要求较高，使得在毫米波波段进行高阶QAM调制变得更加难以实现且低能效。

技术实现思路

[0004]为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种可重构通信发射机及方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种可重构通信发射机，包括：
[0007]基带产生电路，用于产生数字基带信号，以及输出不同的数据控制位，以实现不同调制模式的切换；其中，调制模式包括以下模式中的至少一种：QPSK、8PSK、N
‑
APSK、N
‑
QAM，N≥16；
[0008]数字移相器，用于接收输入信号，根据数据控制位对输入信号进行相位切换；
[0009]正交信号生成器，用于接收数字移相器输出的频率信号，并输出IQ两路正交信号；
[0010]数字功率放大器，包括第一放大器和第二放大器，用于根据数据控制位分别对I路信号和Q进行信号调制，以及放大；所述信号调制包括相位调制和/或幅度调制；
[0011]输出合成端，用于对第一放大器和第二放大器输出的调制信号进行合成，并输出合成信号。
[0012]进一步地，所述数字移相器为注入锁定移相器；
[0013]通过改变开关电容的Bn端，实现控制注入锁定移相器的谐振腔LC网络，间接改变注入锁定移相器的自振荡频率，以此在锁定频率的基础上改变注入锁定移相器的输出相位响应。
[0014]进一步地，所述数字功率放大器包括多个宽长比不同的尾电流管，通过改变不同尾电流管的导通情况，以控制数字放大器的输出功率，实现输出幅度的切换。
[0015]进一步地，当可重构高速通信发射机工作在QPSK模式时；
[0016]数字移相器的相位保持不变；数字放大器在数据控制位的控制下进行相位调制，产生BPSK信号，通过第一放大器和第二放大器输出两路BPSK信号，对两路BPSK信号进行合成，获得QPSK调制信息。
[0017]进一步地，当可重构高速通信发射机工作在8PSK模式模式时；
[0018]数字移相器被数据控制位调制，以产生0
°
相位与45
°
相位的切换；
[0019]当调制信号使数字移相器工作在0
°
时，在数据控制位的控制下，数字放大器在IQ两路分别产生的BPSK信号，在合成端得到星座图为QPSK的信号；
[0020]当数字移相器切换到45
°
状态时，数字放大器所产生的BPSK信号被移相45
°
，获得一个旋转45
°
的QPSK信号；
[0021]控制数字移相器在两个状态进行切换，获得8PSK调制信息。
[0022]进一步地，通过数据控制位进一步控制数字放大器上的幅度信息，获得N
‑
APSK调制信息。
[0023]进一步地，当可重构高速通信发射机工作在N
‑
QAM模式模式时；
[0024]数字移相器的相位保持不变；通过数据控制位控制数字放大器的幅度信息和相位信息，以产生m bit的APSK信号，通过第一放大器和第二放大器输出两路m bit的APSK信号，对两路APSK信号进行合成，获得N
‑
QAM调制信息；其中，m≥2，N＝2
m
。
[0025]本专利技术所采用的另一技术方案是：
[0026]一种控制方法，用于控制如上所述的一种可重构通信发射机，包括以下步骤：
[0027]确定调制模式，根据调制模式获取第一数据控制位和第二数据控制位；
[0028]通过第一数据控制位控制数字移相器，以使数字移相器切换不同的相位；
[0029]通过第二数据控制位控制数字功率放大器，以使数字功率放大器产生不同的相位和/或不同的幅度的信号；
[0030]对第一放大器和第二放大器输出的两路信号进行合成，获得最终的调制信号。
[0031]进一步地，所述通过第一数据控制位控制数字移相器，包括：
[0032]根据第一数据控制位改变开关电容的Bn端，改变谐振腔LC网络中电容的电容值，改变数字移相器的自振荡频率，最终改变数字移相器的输出相位响应。
[0033]进一步地，通过以下方式控制放大器切换幅度信息：
[0034]根据第二数据控制位控制不同尾电流管的工作状态，获得不同的尾电流，以实现不同幅度的切换。
[0035]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用直接调制来实现高速通信，减少对于数模转换器的需求，解决了现有高速通信发射机中需要使用到高精度高速率的数模转换器所带来的高功耗问题。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本专利技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本专利技术的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
[0037]图1是本专利技术实施例中16QAM星座图；
[0038]图2是本专利技术实施例中8PSK和16APSK星座图；
[0039]图3是本专利技术实施例中基于星座图旋转合成的可重构高速通信发射机原理图；
[0040]图4是传统发射机原理图；
[0041]图5是本专利技术实施例中注入锁定移相器的示意图；
[0042]图6是本专利技术实施例中数字放大器的示意图；
[0043]图7是本专利技术实施例中QPSK星座图旋转45
°
合成得到8PSK过程示意图；
[0044]图8是本专利技术实施例中4APSK星座图IQ两路合成16QAM过程示意图；
[0045]图9是本专利技术实施例中QPSK星座图旋转45
°
合成以及幅度控制得到16APSK过程示意图；
[0046]图10是本专利技术实施例中8APSK星座图IQ两路合成64QAM过程示意图；
[0047]图11是本专利技术实施例中仿真设计得到的QPSK星座图旋转45
°
合成8PSK结果示意图；
[0048]图12是本专利技术实施例中仿真设计得到的IQ两路4APSK调制合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重构通信发射机，其特征在于，包括：基带产生电路，用于产生数字基带信号，以及输出不同的数据控制位，以实现不同调制模式的切换；其中，调制模式包括以下模式中的至少一种：QPSK、8PSK、N
‑
APSK、N
‑
QAM，N≥16；数字移相器，用于接收输入信号，根据数据控制位对输入信号进行相位切换；正交信号生成器，用于接收数字移相器输出的频率信号，并输出IQ两路正交信号；数字功率放大器，包括第一放大器和第二放大器，用于根据数据控制位分别对I路信号和Q进行信号调制，以及放大；所述信号调制包括相位调制和/或幅度调制；输出合成端，用于对第一放大器和第二放大器输出的调制信号进行合成，并输出合成信号。2.根据权利要求1所述的一种可重构通信发射机，其特征在于，所述数字移相器为注入锁定移相器；通过改变开关电容的控制端，实现控制注入锁定移相器的谐振腔LC网络，间接改变注入锁定移相器的自振荡频率，以此在锁定频率的基础上改变注入锁定移相器的输出相位响应。3.根据权利要求1所述的一种可重构通信发射机，其特征在于，所述数字功率放大器包括多个宽长比不同的尾电流管，通过改变不同尾电流管的导通情况，以控制数字放大器的输出功率，实现输出幅度的切换。4.根据权利要求1所述的一种可重构通信发射机，其特征在于，当可重构高速通信发射机工作在QPSK模式时；数字移相器的相位保持不变；数字放大器在数据控制位的控制下进行相位调制，产生BPSK信号，通过第一放大器和第二放大器输出两路BPSK信号，对两路BPSK信号进行合成，获得QPSK调制信息。5.根据权利要求1所述的一种可重构通信发射机，其特征在于，当可重构高速通信发射机工作在8PSK模式模式时；数字移相器被数据控制位调制，以产生第一相位与第二相位的切换；当调制信号使数字移相器工作在第一相位状态时，在数据控制位的控制下，数字放大器在IQ两路分别产生的BPSK信号，在合成端得到星座图为QPSK的信号；当数...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰光银，吴仪，刘俊宏，李家鑫，王彦杰，薛泉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：