CN1139854A - 在无线通信中用于发送断续信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种易于用简单的结构抑制寄生频率扩散的发射机。发射电路和载波信号发生电路的开/关操作是由按预定定时上升并按预定定时下降的第一控制信号来控制的，而调制器的开/关操作是由第二控制信号控制的，该第二控制信号按照与第一控制信号的上升定时相同或滞后的定时平缓地上升，并按照与第一控制信号的下降定时相同或提前的定时平缓地下降，因而很难产生类似于脉冲调制时的那种载波信号fc泄漏现象。

Description

在无线通信中用于发送断续信号的方法和装置

本发明涉及发射机和无线电话，特别是涉及数字无绳电话。

迄今为止已知的通话装置的无线电电路是由TDD/FDMA(时分双工/频分多址联接)系统或TDD/TDMA(时分双工/时分多址联接)系统来连接的。

例如，作为TDD/FDMA系统的一种典型的数字无绳电话，这种数字无绳电话被称为CT-2，由ETSI(欧洲电信标准学会)对其发布的技术标准是公知的。

在这种数字无绳电话中，使用的频带(864.15-868.05[MHz]按照每100[KHz]被分割成许多通信信道，并且通过在单个通信信道上短暂交替地转换发射和接收的方式来执行通信。例如，当发射/接收数据是话音数据时，每隔1[ms]交替地转换发射和接收。在这种情况下，为了避免发射和接收的冲突，按照标准在发射和接收之间预设了3.5[bit]的防护频带。

在这种数字无绳电话中，采用了基于CCITT(国际电话电报咨询委员会)的ADPCM(自适应差分脉码调制)作为话音编码模式，并且采用限带的移频调制(典型的实例有GMSK(高斯滤波最小移频键控))作为数据调制模式。

数字无绳电话由例如图1的电路构成。如图1所示，在发射时，数字无绳电话1用调制器2对例如话音数据构成的发射数据S1执行GMSK调制，把所得的调制信号S2输出到混频器3。混频器3采用在本地振荡器4中产生的预定频率的本地信号S3对调制信号S2执行频率变换(上变换)，并把所得的中频信号S4通过带通滤波器(BPF)5输出到混频器6。混频器6采用在本地振荡器7中产生的预定频率的本地信号S5把中频信号S4的频率变换到通信信道的频率，然后通过前置放大器8和开关(SW)9从天线10上输出所得的发射信号S6。

另一方面，在接收时，数字无绳电话1把天线10接收到的接收信号S7通过开关9和前置放大器11输入到混频器12。混频器12利用本地振荡器7产生的本地信号S5对接收信号S7执行频率变换(下变换)，然后经带通滤波器(BPF)13把所得的中频信号S8输出到混频器14。混频器14利用本地振荡器4产生的本地信号S3变换中频信号S8的频率，并把所得的调制信号S9输出到解调器15。解调器15对GMSK调制的调制信号S9解调，获得由话音数据构成的接收数据S10。

在数字无绳电话1中，为了按上述方式交替执行发射和接收，利用预定的控制信号，调制器2，混频器3，6，以及前置放大器8按照相同的定时执行各自的开/关操作(即脉冲式操作)。

按照这种连接方式，调制器2通常是由正交调制器来实现的，它包括用于产生载波fc的载波发生电路，用于记载波fc移相90°的移相器，用于产生对应发射数据的I信号的Q信号的I/Q信号发生电路，用I信号调制载波fc的混频器，用Q信号调制载波fc的混频器，及一个加法器等等。在如此构成的调制器2中，如果按上述方式执行脉冲式操作，就利用预定的控制信号执行载波发生电路，混频器和加法器的开/关操作。

还有，在调制器2中，由于调制器2中混频器的不平衡，载波fc泄漏的范围是-20到-30[dBc]。这主要取决于I/Q信号发生电路的DC偏置的漂移，如果把电路集成在一个集成电路中(制成一个IC)，就可以避免这种问题。

当载波fc以这样的方式发生泄漏时，如果按相同的定时使调制器2以及位于调制器2后级的混频器3，6，前置放大器8等等执行脉冲式操作，就会象载波fc经过了脉冲调制那样在载波fc的两侧产生脉冲噪声，这就有可能扩散出寄生频率，因而不符合技术标准。

作为解决此问题的一种方法，可以用可变电阻调节调制器2的混频器上的DC偏置的平衡。然而，这种调节是极为精细的，因而很费时间，由此造成的缺点是生产线的工作效率会下降。

第二种方法是对位于调制器2后级的电路采用倾斜升/降(即逐渐地上升/下降)。然而，要实现这种方法，就需要装备专用的控制电路，并且采用不同于脉冲式操作控制信号的控制信号来控制调制器2，因此，这种结构必然是很复杂的。

针对上述问题，本发明的目的是提供一种发射机，它易于用简单的结构抑制寄生频率的扩散。

本发明的上述及其他目的是由这样一种发射机来实现的，它包括载波信号发生电路，用于产生预定频率的载波信号fc，调制器，用于用对应于发射数据的第一和第二信号调制载波信号fc，发射电路，用于发射由调制器输出的调制信号，以及控制电路，用于控制载波信号发生电路，调制器以及发射电路的开/关操作；其中的控制电路利用按预定的定时上升和下降的第一控制信号控制发射电路和载波信号发生电路的开/关操作，并且利用第二控制信号控制调制器的开/关操作，第二控制信号按照与第一控制信号的上升定时相同或滞后的定时平缓地上升，并且按照与第一控制信号的下降定时相同或提前的定时平缓地下降。

发射电路和载波信号发生电路的开/关操作是由按照预定定时上升和下降的第一控制信号CNT2控制的，而调制器的开/关操作由第二控制信号来控制，该第二控制信号按照与第一控制信号的上升定时相同或滞后的定时平缓地上升，并且按照与第一控制信号的下降定时相同或提前的定时平缓地下降，从而就能平缓地执行制器的开操作和关操作，因此就很难产生类似于脉冲调制方式下的那种载波信号fc泄漏现象，这样就能抑制寄生频率的扩散。

根据以下结合附图所做的详细说明可以进一步看清本发明的特征，原理以及用途。附图中相同的部件用相同的标号或符号来表示。

在附图中：

图1示出了惯用的数字无绳电话的结构框图；

图2示出了本发明一个实施例的数字无绳电话的结构框图；

图3示出了数字无绳电话中的调制器的结构框图；

图4A至4D是用于控制开/关操作的控制信号的波形示意图；

图5表示混频器的连接结构图；

图6表示加法器的连接结构图；以及

图7表示前置放大器的连接结构图。

以下结合附图说明本发明的最佳实施例。(1)第一实施例

在图2中，与图1对应的部分采用相同的标号，标号20表示采用了本发明的CT-2系统数字无绳电话的整体。由帧控制器21输出的话音数据构成的发射数据S1被输入调制器22并且经过GMSK调制，然后，采用以往利用混频器3，6构成的双变频系统将其频率变换到通信信道的频率，此后再作为发射信号S6从天线10发射。

另一方面，在接收时，由天线10接收到的接收信号S7被以往利用混频器12，14构成的那种双变频系统执行频率变换，然后作为调制信号S9被输入解调器15。解调器15对经过GMSK调制的调制信号S9解调，并且把提得的接收数据S10输出到帧控制器21，数据S10是由例如话音数据构成的。

帧控制器21对话音数据等等构成的发射/接收数据S1和S10进行帧管理，并且对涉及无线电路连接的各种控制数据进行管理。此外，帧控制器21还产生两个不同的控制信号CNT1和CNT2，并且使用这些控制信号CNT1和CNT2控制发射系统(调制器22，混频器3，6以前置放大器8)电路的开/关操作。在这种情况下，调制器22的开/关操作是由控制信号CNT1和CNT2控制的，而混频器3，6以前置放大器8的开/关操作则是由控制信号CNT2控制的。

如图3所示，调制器22由一个正交调制器构成。在这种情况下，I信号发生器电路23产生I信号S20，它对应发射数据S1并且经限带被限制在预定频带内，并且把I信号S20输出到混频器24。Q信号发生电路25产生Q信号S21，它对应发射信号S1并且经限带被限制在预定频带内，并把Q信号S21输出到混频器26。

载波发生电路27的开/关操作是由控制信号CNT2控制的，并且当控制信号CNT2变为“H”电平时，载波发生电路27就工作并产生载波fc。这一载波fc被输入混频器24，并在利用移相器28将共相位移动90°之后再输入到混频器26。

混频器24用I信号S20乘载波fc，并把所得的调制信号S22输出到加法器29。类似地，混频器26用Q信号S21乘以已移相90°的载波fc，并将所得的调制信号S23输出到加法器29。这样，利用加法器29把调制信号S22和S23相加，就获得了经过GMSK调制的调制信号S2。调制信号S2经过前置放大器30和截止频率已被设定在预定频率的低通滤波器(LPF)31被输出到在设置在后级的混频器3(图2)。

在这种情况下，混频器24，26，加法器29，以及前置放大器30的开/关操作是由不同于控制信号CNT2的控制信号CNT1控制的，并且当控制信号CNT1变为“H”电平时被接通。

根据防保频带的标准，在定时管理的基础上产生的控制信号CNT1和CNT2的波形如图4A至4D所示。具体地说，控制信号CNT2在一定范围内上升，该范围从领先Q言号S21上升点2.25比特的时间点t1延伸到Q信号S21上升点的时间点t4，并且在一定范围内下降，该范围从Q信号S21下降点的时间点t5延伸到该下降时间点t5之后2.25比特的时间点t8。按照这种连接方式，在本例的情况下，由于对Q信号S21的倾斜升/降是按照1比特的量来执行的，控制信号CNT2实际上是在时间点t2之前上升，并在时间点t7之后下降。

另一方面，控制信号CNT1在一定范围内上升，该范围从领先Q信号S21上升点的时间点t42.25比特的时间点t1延伸到时间点t3，时间点t3比Q信号S21上升点的时间点t4领先0.5比特。另外，控制信号CNT1在一定范围内下降，该范围从Q信号S21下降点的时间点t5之后0.5比特的时间点t6一直延伸到时间点t8，时间点t8比Q信号S21下降点的时间点t5延迟2.25比特。在这种连接方式下，1比特相当于大约13.89[μs]。

在本例的情况下，如图4A至4D中所示，控制信号CNT1平缓地上升和下降。此外，控制信号CNT1的上升定时迟于控制信号CNT2的上升定时，而控制信号CNT1的下降定时早于控制信号CNT2的下降定时。控制这种连接方式，在帧控制器21中利用一个数—模转换电路来产生控制信号CNT1的倾斜部分。

利用控制信号CNT2控制载波发生电路27的操作，同时利用在控制信号CNT2上升之后平缓上升并在控制信号CNT2下降之前平缓下降的控制信号CNT1来控制混频器24，26，加法器29，以及前置放大器30的操作。按照这种结构，混频器24，26，加法器29以及前置放大器30平缓地延迟上升，并且平缓地提前下降。换句话说，混频器24，26，加法器29以及前置放大器30执行一种倾斜上升/操作(ramp-up/operation)。由于这一原因，类似于脉冲调制那样的载波fc泄漏现象就很难产生，从而就可以抑制以往所产生的那种脉冲噪声，这样就易于抑制寄生频率的扩散。

利用这种方式来抑制寄生频率的扩散，就不必使用以往的复杂调节方式，此外，与过去那种用单独设置的专用控制电路去控制发射系统的情况相比，结构可以得到简化。如果按这种方式抑制寄生频率的扩散，若想把调制器22及其外围电路集成到一个IC上，集成的工艺会更加容易。

按照上述结构，载波发生电路27的开/关操作是由控制信号CNT2执行的，而混频器24，26，加法器29，以及前置放大器30的开/关操作是由控制信号CNT1执行的，控制信号CNT1在控制信号CNT2上升之后平缓地上升，并在控制信号CNT2下降之前平缓地下降，从而可以抑制以往所产生的那种脉冲噪声。因此更容易抑制寄生频率的扩散。(2)第二实施例

在第二实施例中所述的情况是，控制信号CNT1的倾斜部分是按照一个时间点数来产生的，时间常数取决于一个电阻和一个电容。

如图5所示，混频器24(或26)主要包括用于构成差分输入级的两组差分对(Q1和Q2；以及Q3和Q4)，连接在差分对的下级作为信号输入级的晶体管Q5和Q6，以及连接在再下一级，构成一个电流源的晶体管Q7和Q8。在混频器24(或26)中，I信号(或Q信号)被输入到信号输入级，而载波fc被输入到差分输入级，然后，用载波fc乘以I信号(或Q信号)所得的结果从输出端输出。

在晶体管Q9的基极上设置了一个由电阻R6和电容C1构成的偏置控制电路33，用于为差分输入级提供DC偏置。向偏置控制电路33输入一个矩形控制信号CNT1′，它具有帧控制器21输出的控制信号CNT1所规定的上升和下降定时。偏置控制电路33利用由电阻R6和电容C1确定的时间常数来延缓控制信号CNT1′的上升和下降，由此产生如图4所示的控制信号CNT1，然后把控制信号CNT1输出到晶体管Q9的基极，由此来控制混频器24(或26)的DC偏置。

在这种情况下，控制信号CNT2被输入到晶体管Q7和Q8的基极，并且混频器24(或26)的开/关操作是由控制信号CNT2来控制的。然而，如上所述，由于其DC偏置是由控制信号CNT1′控制的，混频器24(或26)实际上是按照控制信号CNT1而动作的，并且按照与第一实施例相同的方式执行倾斜的上升/下降操作。

如图6所示，加法器29主要包括构成差分输入级的差分对(Q20和Q22)，连接在下级构成一个电流源的晶体管Q21和Q23，以及构成输出级的晶体管Q24和Q25。在这一加法器29中，混频器24，26的输出被输入到差分输入级，混频器24，26的输出的相加结果从输出端被输出。

在晶体管Q26的基极上设有由电阻R17和电容C2构成的偏置控制电路34，用于为差分输入级提供DC偏置。象混频器24(或26)的情况一样，向这一偏置控制电路34输入控制信号CNT1′。偏置控制电路34利用由电阻R17和电容C2确定的时间常数来延缓控制信号CNT1′的上升和下降，从而产生图4所示的控制信号CNT1，然后把控制信号CNT1输出到晶体管26的基极，并且控制加法器29的DC偏置。

在这种情况下，控制信号CNT2也输入到晶体管Q21、23和Q25的基极，并且由控制信号CNT2控制加法器29的开/关操作。然而，如上所述，由于DC偏置是由控制信号CNT1′来控制的，加法器29实际上是按照控制信号CNT1动作的，并且按照与第一实施例相同的方式执行倾斜的上升/下降操作。

如图7所示，前置放大器30主要包括构成差分输入级的差分对(Q30和Q31)，连接在下级构成一个电流源的晶体管Q34，以及构成输出级的晶体管Q32，Q33，Q35及Q36，它们具有差分放大器的结构。在这一前置放大器30中，加法器29的输出被输入到差分输入级，而放大的信号从输出端被输出。

在晶体管Q37的基极上设有由电阻R27和电容C3构成的偏置控制电路35，用于为差分输入级提供DC偏置。在这一偏置控制电路35上象混频器24(或26)一样输入相同的控制信号CNT1′。偏置控制电路35利用由电阻R27和电容C3所确定的时间常数来延缓控制信号CNT1′的上升和下降，从而产生图4所示的控制信号CNT1，再把控制信号CNT1输出到晶体管Q37的基极，并且控制前置放大器30的DC偏置。

在这种情况下，控制信号CNT2也输入到晶体管Q34至Q36的基极，并且前置放大器30按照控制信号CNT2执行开/关操作。然而，如上所述，由于DC偏置是由控制信号CNT1′来控制的，前置放大器30实际上是按照控制信号CNT1来动作的，并且按照与第一实施例相同的方式执行倾斜的上升/下降操作。

按照上述结构，控制信号CNT1的倾斜部分是利用由电阻和电容所确定的时间常数来产生的，从而可以进一步简化其结构。特别是适合把帧控制器21和调制器22统一装入一个IC的情况。(3)其他实施例

上述的实施例所涉及的情况是，设在调制器22后级的发射系统电路是由控制信号CNT2控制的。然而本发明并不仅限于此，若是把调制器22，帧控制器21，以及设在调制器22后级的发射系统电路都集成在一个IC中，就可以用控制信号CNT1控制设在调制器22的后级的发射系统电路。在这种情况下可以进一步抑制寄生频率的扩散。

另外，在上述实施例中，调制器22包含的混频器24，26，加法器29，以及前置放大器30都是由控制信号CNT1控制的。然而本发明并不仅限于此，但是，混频器24，26，加法器29以及前置放大器30中的任何一个都可以由控制信号CNT2来控制。

此外，在上述实施例涉及的情况下，混频器24，26，加法器29，以及前置放大器30都是由晶体管构成的。但是本发明并不仅限于此，混频器，加法器及前置放大器可以由例如FET(场效应晶体管)等元件构成。

再有，在上述实施例所涉及的情况下，控制信号CNT1的上升滞后于控制信号CNT2，而下降则早于控制信号CNT2。然而本发明并不仅限于此，如果控制信号CNT1是平缓地上升和下降的，就可以采用与控制信号CNT2相同的定时。

此外，在上述实施例所涉及的情况下，发射系统和接收系统是用双变频模式构成的。然而本发明并不仅限于此，发射系统和接收系统都可以用单变频模式构成。

进一步而言，在上述实施例中讨论的仅是CT-2系统的数字无绳电话。然而本发明并不仅限于此，它也可以用于以其他系统为基础的数字无线电话，例如可用于在欧洲广泛使用的GSM(GroupSpecval Mobile)系统。

按照本发明的上述说明，发射电路和载波信号发生电路的开/关操作是由第一控制信号控制的，该控制信号按照预定的定时上升，并按照预定的定时下降，而调制器的开/关操作则是由第二控制信号控制的，第二控制信号按照与第一控制信号的上升定时相同或滞后的定时平缓地上升，并且按照与第一控制信号的下降定时相同或提前的定时平缓地下降，从而使调制器能平缓地执行其开/关操作，这样就易于抑制寄生频率的扩散。由此就可以利用简单的结构来构成一个发射机，并且可以抑制寄生频率的扩散。

尽管以上是以特殊实施例的方式来描述本发明的，熟悉本领域的人员显然可以对此做出各种修改和变更，因此，附加的权利要求书概括了属于本发明的意图和范围之内的所有此类变更和修改。

Claims (6)

1.一种发射机，包括：用于产生预定频率的载波信号的载波信号发生电路，调制器，采用对应发射数据的第一和第二信号来调制载波信号，发射电路，用于发射由上述调制器输出的调制信号，以及控制电路，用于控制上述载波信号发生电路，上述调制器，以及上述发射电路的开/关操作，其中：

上述的控制电路利用按预定定时上升并按预定定时下降的第一控制信号控制上述发射电路和上述载波信号发生电路的开/关操作；并且

利用第二控制信号控制上述调制器的开/关操作，该第二控制信号按照与上述第一控制信号的上升定时相同或滞后的定时平缓地上升，并按照与上述第一控制信号的下降定时相同或提前的定时平缓地下降。

2.按照权利要求1的发射机，其特征是：

上述调制器由一个正交调制器构成，上述正交调制器包括第一混频器，用于把上述载波信号与上述第一信号相乘，第二混频器，用于把经过90°相移量的上述载波信号与上述第二信号相乘，一个加法器用于把上述第一混频器的相乘结果与上述第二混频器的相乘结果相加，以及一个放大器用于放大上述加法器相加后的结果；并且

上述第一混频器，上述第二混频器，上述加法器及上述放大器中的至少一个是由上述第二控制信号控制的。

3.按照权利要求2的发射机，其特征是，上述第一混频器，上述第二混频器，上述加法器及上述放大器的直流偏置是由上述第二控制信号控制的。

4.一种TDMA双向无线电通信的发射机，设有用于断续地发射RF信号的发射装置以及用于断续地接收RF信号的接收装置，上述发射机包括用于产生预定频率载波信号的载波信号发生电路，调制器，采用对应发射数据的第一和第二信号调制上述载波信号，发射电路，用于发射由上述调制器输出的调制信号，以及控制电路，用于控制上述载波信号发生电路，上述调制器，及上述发射电路的开/关操作，其中：

上述的控制电路利用按预定定时上升并按预定定时下降的第一控制信号控制上述发射电路和上述载波信号发生电路的开/关操作；并且

利用第二控制信号控制上述调制器的开/关操作，该第二控制信号按照与上述第一控制信号的上升定时相同或滞后的定时平缓地上升，并按照与上述第一控制信号的下降定时相同或提前的定时平缓地下降。

5.按照权利要求4的发射机，其特征是：

上述调制器由一个正交调制器构成，上述正交调制器包括第一混频器，用于把上述载波信号与上述第一信号相乘，第二混频器，用于把经过90°相移量的上述载波信号与上述第二信号相乘，一个加法器用于把上述第一混频器的相乘结果与上述第二混频器的相乘结果相加，以及一个放大器用于放大上述加法器相加后的结果；并且

上述第一混频器，上述第二混频器，上述加法器及上述放大器中的至少一个是由上述第二控制信号控制的。

6.按照权利要求5的发射机，其特征是，上述第一混频器，上述第二混频器，上述加法器及上述放大器的直流偏置是由上述第二控制信号控制的。

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