Способ и устройство вращения фазы модулированного сигнала

Способ и устройство вращения фазы модулированного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к передаче данных. В частности, изобретение касается способа и устройства для вращения фазы модулированного сигнала.

Уровень техники

Во многих системах связи перед передачей данных на приемное устройство их обрабатывают, модулируют и приводят к требуемым техническим условиям. Обработка данных может включать в себя кодирование с целью сжатия, кодирование с целью обнаружения/исправления ошибок, кодирование для обеспечения ортогональных каналов, расширение для распределения данных по спектру и др. Затем обработанные данные модулируют с помощью одного или нескольких сигналов несущей для создания модулированного сигнала, лучше приспособленного для передачи. Можно использовать различные схемы модуляции, такие как квадратурная фазовая манипуляция (КФМ), КФМ со сдвигом, квадратурная амплитудная модуляция (КАМ), частотная модуляция (ЧМ), амплитудная модуляция (AM) и другие. Обычно модулированный сигнал перед передачей, кроме того, приводят к требуемым техническим условиям (например, буферизируют, усиливают, фильтруют и т.п.).

Обработка сигнала выполняется с помощью ряда схемных элементов в тракте сигнала передачи, при этом некоторые из этих элементов могут вносить искажения в сигнал. Например, нелинейность схемного элемента (к примеру, усилителя, смесителя) может привести к появлению интермодуляционных искажений. Вместе с тем, эти схемные элементы могут вызвать вращение фазы в модулированном сигнале. Обычно эти искажения поддерживаются на допустимом уровне благодаря соответствующей конструкции схемных элементов.

Для улучшения рабочих характеристик и повышения пропускной способности системы в тракт сигнала передачи могут быть включены схемные элементы с избирательным управлением в зависимости от рабочего состояния устройства передачи. Тракт сигнала передачи может включать, например, один или несколько элементов с переменным коэффициентом усиления, причем эти коэффициенты усиления можно регулировать, обеспечивая переменный уровень выходной мощности передачи. Тракт сигнала передачи, кроме того, может включать в себя активные схемные элементы, токи смещения которых можно регулировать для уменьшения энергопотребления при поддержании требуемых рабочих характеристик (например, линейности, полосы пропускания).

Характеристики модулированного сигнала могут изменяться при регулировке настраиваемых схемных элементов в тракте сигнала передачи. В частности, при регулировке схемных элементов может произойти поворот фазы модулированного сигнала. При пошаговой регулировке схемных элементов в модулированном сигнале могут возникнуть фазовые скачки, что может вызвать ухудшение рабочих характеристик. Указанные изменения фазы могут отслеживаться в приемнике. Однако это накладывает ограничение на полосу частот для оценки фазы. Для обеспечения работы с минимальным отношением "сигнал-шум" (ОСШ) желательно использовать узкополосные устройства оценки (то есть, устройства с большой постоянной времени), которые, в свою очередь, не отличаются высоким качеством слежения.

Таким образом, весьма желательно иметь способы, которые смогли бы обеспечить поворот фазы модулированного сигнала для компенсации поворота фазы, вызванного регулировками схемных элементов, связанных с трактом сигнала передачи.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает способы для регулировки вращения фазы модулированного сигнала с целью компенсации поворота фазы, вызванного схемными элементами, связанными с трактом сигнала передачи. В результате поворота фазы модулированного сигнала в противоположном направлении приблизительно на ту же величину, на которую произошел поворот фазы из-за схемных элементов, и приблизительно в течение того же времени, уменьшаются скачки фазы в модулированном сигнале. Компенсация поворота фазы может быть выполнена в разных местах вдоль тракта сигнала передачи. В некоторых вариантах поворот фазы выполняется в цифровом виде путем «поворота» либо данных, либо ПШ (псевдошумовых) последовательностей, используемых для спектрального расширения данных, либо сигналов несущих, используемых для модуляции данных. Компенсацию вращения фазы можно использовать при реализации многих способов модуляции, в том числе МДКР (множественный доступ с кодовым разделением каналов), МДВР (множественный доступ с временным разделением каналов), МДЧР (множественный доступ с частотным разделением каналов) и др., а также для многих форматов модуляции, включая КФМ, КФМ со сдвигом, фазовую манипуляцию (ФМн), КАМ и другие.

В одном варианте настоящего изобретения предлагается способ, обеспечивающий поворот фазы модулированного сигнала из тракта сигнала передачи. Согласно этому способу осуществляется прием, по меньшей мере, одного сигнала управления, причем каждый сигнал управления предусмотрен для регулировки конкретной характеристики (например, коэффициента усиления, тока смещения) одного или нескольких схемных элементов (например, усилителя с регулируемым коэффициентом усиления (УРУ), усилителя мощности (УМ)), связанных с трактом сигнала передачи. Схемный элемент (элементы) может быть размещен непосредственно в тракте сигнала передачи, либо может быть оперативно подключен к этому тракту. Затем определяется поворот фазы, соответствующий рабочему состоянию, определенному с помощью, по меньшей мере, одного принятого сигнала управления, после чего осуществляют поворот (вращение) фазы модулированного сигнала на величину, связанную с ранее определенным поворотом фазы или примерно равную этому повороту.

Поворот фазы может быть обеспечен комплексным умножителем и выполнен в цифровой форме. Также, поворот фазы можно выполнить в выделенные моменты времени так, чтобы уменьшить скачки фазы в модулированном сигнале из-за регулировки схемного элемента (элементов). Величина поворота фазы может иметь любую разрешающую способность и точность и быть записана в справочную таблицу.

В некоторых системах МДКР фаза модулированного сигнала поворачивается в результате поворота фаз ПШ последовательностей, используемых для расширения спектра данных. В этих системах осуществляется прием по меньшей мере одного потока данных и пары ПШ последовательностей. Затем производится спектральное расширение полученного потока (потоков) данных ПШ последовательностями. ПШ последовательности могут включать в себя короткие ПШ I и ПШ Q последовательности, которые определены в стандарте IS-95-A.

В другом варианте изобретения предлагается способ, обеспечивающий поворот фазы выходного сигнала из передатчика МДКР. Согласно этому способу осуществляется прием, по меньшей мере, одного потока данных и пары ПШ последовательностей. Затем выполняется спектральное расширение полученного потока (потоков) данных ПШ последовательностями для формирования расширенных данных. Данные с расширенным спектром модулируются для создания модулированного сигнала, который затем приводится к требуемым техническим условиям, по меньшей мере, одним схемным элементом для формирования выходного сигнала. Принимается по меньшей мере один сигнал управления, причем каждый сигнал управления используется для регулировки конкретной характеристики (например, коэффициента усиления, тока смещения) одного или нескольких схемных элементов. Определяется поворот фазы, соответствующий рабочему состоянию, определенному принятым сигналом (сигналами) управления, после чего фазы ПШ последовательностей вращают на величину, связанную с ранее определенным поворотом фазы или примерно равную этому повороту, чтобы обеспечить поворот фазы выходного сигнала.

В другом варианте изобретения предлагается передатчик, содержащий процессор обработки сигналов, который подсоединен к контроллеру и, по меньшей мере, к одному схемному элементу. Процессор обработки сигналов принимает, по меньшей мере, один поток данных и умножает его по меньшей мере на один сигнал несущей для формирования модулированного сигнала. Схемный элемент (элементы) принимает(ют) модулированный сигнал и приводит(ят) его к требуемым техническим условиям для формирования выходного сигнала. По меньшей мере, один сигнал управления подается в схемный элемент (элементы), причем каждый сигнал управления сконфигурирован таким образом, чтобы регулировать конкретную характеристику одного или нескольких схемных элементов. Контроллер принимает сигнал управления и определяет величину поворота фазы, соответствующую рабочему состоянию, определенному принятым(и) сигналом (сигналами) управления. Фаза выходного сигнала поворачивается на величину, связанную с ранее определенным поворотом фазы или примерно равную этому повороту.

Процессор обработки сигналов может включать в себя расширитель, который осуществляет прием и расширение спектра потока (потоков) данных парой ПШ последовательностей для формирования данных с расширенным спектром. В альтернативном варианте либо в дополнение к данному варианту процессор обработки сигналов может включать в себя модулятор, который принимает и модулирует поток (потоки) данных синфазным сигналом несущей и квадратурным сигналом несущей для создания модулированного сигнала. Фаза модулированного сигнала может быть повернута путем поворота фаз ПШ последовательностей, фаз потоков данных, либо фаз сигналов несущей. Контроллер может также содержать справочную таблицу, которая получает сигнал (сигналы) управления и обеспечивает значение поворота фазы, которое соответствует рабочему состоянию, определенному принятым сигналом (сигналами) управления.

Изобретение можно расширить, обеспечив регулировку фазы модулированного сигнала для компенсации фазовых сдвигов, вызванных схемными элементами, связанными с трактом сигнала передачи.

Краткое описание чертежей

Признаки, сущность и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции идентифицируют соответствующие элементы на всех чертежах и на которых:

фиг.1 - блок-схема конкретного варианта передатчика, который является составной частью механизма поворота фазы согласно изобретению;

фиг.2 - блок-схема конкретного варианта расширителя;

фиг.3 - блок-схема конкретного варианта модулятора;

фиг.4 - блок-схема конкретного варианта ПШ генератора;

фиг.5 - диаграмма, иллюстрирующая поворот фазы пары квадратурных ПШ последовательностей;

фиг.6 и 7 - блок-схемы двух конкретных вариантов схемы поворота фазы; и

фиг.8А и 8В - блок-схемы двух вариантов реализации поворота фазы.

Подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 представлена блок-схема конкретного варианта передатчика 100, который является составной частью механизма поворота фазы согласно изобретению. В блоке 110 передатчика данные от источника 112 данных разбиваются на кадры данных и подаются в кодер 114. Контроллер 116 может выдать команду на разбиение и пересылку данных из источника 112 данных, а также может подать дополнительные данные и сообщения в кодер 114. Кодер 114 кодирует принятые данные и сообщения в соответствии с определенным форматом кодирования и подает закодированные данные в расширитель 118. Расширитель 118, кроме того, принимает пару псевдошумовых (ПШ) последовательностей от ПШ генератора 120 и выполняет спектральное расширение кодированных сигналов и сообщений ПШ последовательностями для формирования расширенных данных. Данные с расширенным спектром подаются в модулятор (МОД) 122, который модулирует данные сигналом несущей промежуточной частоты (IF_LO) в соответствии с конкретным форматом модуляции (например, КФМ) для создания модулированного сигнала промежуточной частоты (ПЧ). Некоторые из схемных элементов подробно описаны ниже.

Модулированный сигнал ПЧ подается в буфер 130, который буферизирует этот сигнал и подает буферизированный сигнал в смеситель 132. Смеситель 132 принимает также другой сигнал несущей (например, синусоидальный) на радиочастоте (RF_LO) и преобразует буферизированный сигнал с повышением частоты с помощью RF_LO для формирования РЧ (радиочастотного) сигнала. Смеситель 132 может быть реализован с помощью комплексного умножителя. РЧ сигнал подается в усилитель 134 с регулируемым коэффициентом усиления (УРУ), который усиливает сигнал с коэффициентом усиления, определяемым сигналом управления усилением от контроллера 116. Усиленный РЧ сигнал подается в усилитель 136 мощности/возбудитель (УМ/ВЗБ), который обеспечивает требуемый уровень сигнала. Для экономии энергии может быть осуществлена регулировка тока смещения УМ/ВЗБ 136 с помощью сигнала управления смещением от контроллера 116.

Модулированный сигнал от УМ/ВЗБ 136 обычно фильтруется внешним фильтром для устранения зеркальных помех и паразитных сигналов. Затем отфильтрованный сигнал направляется через вентиль и дуплексер и передается через антенну на приемное устройство. Эти элементы на фиг.1 не показаны.

Передатчик 100 может быть спроектирован для реализации различных стандартов множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Например, передатчик 100 может быть спроектирован под стандарты: (1) "TIA/EIA/IS-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"; (2) TIA/EIA/IS-98-A, В и -С "Recommended Minimum Performance Standard for Dual-Mode Spread Spectrum Cellular and PCS Mobile Stations"; (3) "The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission"; и (4) "The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission", которые определены здесь как стандарт IS-95-A, стандарт IS-98, стандарт или предложение IS-2000 и стандарт или предложение WCDMA соответственно. Эти стандарты включены по ссылке.

Передатчик 100, кроме того, может быть сконструирован таким образом, чтобы реализовать различные архитектуры МДКР такие, как описаны в патенте США №4901307 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", в патенте США №5103459 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" и патентной заявке США №08/963386 "METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION", поданной 3 ноября 1997 г. Права на эти патенты и патентные заявки принадлежат правопреемнику настоящего изобретения, а их содержание включено сюда по ссылке. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что данное изобретение можно приспособить к стандартам и архитектурам МДКР, определенным выше, и другим действующим и будущим стандартам и архитектурам МДКР.

В вариант передатчика, показанный на фиг.1, могут быть внесены различные изменения. Например, обработка цифровых сигналов может включать в себя дополнительные или другие этапы, а также меньшее число этапов, чем показано на фиг.1. Например, обработка сигнала может включать в себя повторение символов, «перфорирование» символов, перемежение и т.д., что известно специалистам в данной области техники. Также в тракте сигнала передачи может быть предусмотрено меньшее количество либо дополнительное количество каскадов фильтрации, буферизации, смешивания и усиления. Кроме того, эти элементы могут быть скомпонованы в разных конфигурациях. В конкретном варианте блок 110 передатчика реализуется в одной интегральной схеме, а остальные схемные элементы реализуются в другой интегральной схеме, хотя можно использовать другое количество интегральных схем и/или дискретных элементов.

Как показано на фиг.1, иногда бывает выгодно, либо необходимо, регулировать ряд характеристик некоторых схемных элементов, связанных с трактом сигнала передачи. Например, может быть предусмотрен один или несколько элементов с регулируемым коэффициентом усиления (например, УРУ 134), что позволяет регулировать уровень выходной мощности передатчика. Регулировка коэффициента усиления может понадобиться, например, для поддержания определенного уровня рабочих характеристики (например, частоты появления ошибочных битов) в приемном устройстве при уменьшении взаимных помех с другими блоками в системе. Вдобавок, некоторые схемные элементы в тракте сигнала передачи (например, УМ/ВЗБ 136) могут иметь токи смещения, которые регулируют с целью экономии энергопотребления и продления срока службы. Пример усилителя с регулируемым током смещения описан в патентной заявке США № 09/034979 "AMPLIFIER WITH ADJUSTABLE BIAS CURRENT", права на которую принадлежат правопреемнику настоящего изобретения и содержание которой включено по ссылке. Большой ток смещения обычно используется при передаче с высоким уровнем выходной мощности, а маленький ток смещения используют в других случаях для экономии электроэнергии.

Регулировка схемного элемента оказывает влияние на требуемую характеристику схемы (например, коэффициент усиления, ток смещения), но может также повлиять и на другие характеристики обрабатываемого сигнала. Например, регулировка коэффициента усиления УРУ 134 влияет на ожидаемый уровень сигнала, но также воздействует и на фазу модулированного сигнала, что может оказаться нежелательным либо неприемлемым. Аналогично, ожидается, что регулировка тока смещения УМ/ВЗБ 136 повлияет на характеристику возбуждения схемы, а также на фазу модулированного сигнала. Фаза модулированного сигнала изменяется, или поворачивается, сигналами управления, используемыми для регулировки схемных элементов, связанных с трактом сигнала передачи.

Согласно изобретению фазу модулированного сигнала поворачивают с целью компенсации поворота фазы, вызванного регулировками схемных элементов. Например, если при настройке элемента с переменным коэффициентом усиления с одного установленного значения коэффициента усиления на другое произошло изменение (поворот) фазы, то фазу модулированного сигнала поворачивают примерно на такую же величину, но в противоположном направлении, и приблизительно в момент регулировки схемы. Таким путем уменьшают скачки фазы в модулированном сигнале, что может обеспечить более высокое качество демодуляции и лучшее отслеживание сигнала в приемном устройстве.

Компенсация поворота фазы может быть выполнена в любой точке вдоль тракта сигнала передачи. В конкретном варианте осуществления поворот фазы выполняется в цифровой форме с целью упрощения реализации и обеспечения согласованных рабочих характеристик. Для ясности конкретная реализация поворота фазы согласно изобретению описывается ниже для конкретной конструкции передатчика.

На фиг.2 показана блок-схема конкретного варианта осуществления расширителя 118. Расширитель 118 представляет собой комплексный умножитель, который принимает "комплексные" данные на входе (представленные в виде I_DATA+jQ_DATA) и "комплексную" ПШ последовательность (представленную в виде PN_I+jPN_Q), умножает введенные комплексные данные на комплексную ПШ последовательность и выдает "комплексные" выходные данные (представленные в виде I_OUT+jQ_OUT). В действительности, I_DATA и Q_DATA - это просто два входных потока данных, a PN_I и PN Q - просто две ПШ последовательности. Последовательности PN_I и PN_Q представляют собой сигналы с расширенным спектром, которые создаются из двух ПШ кодов, определяемых конкретным стандартом МДКР или реализуемой системой. Сигналы I_DATA и Q_DATA спектрально расширяются путем умножения на последовательности PN_I и PN_Q, а результирующие произведения перекрестно суммируют для создания выходных данных I_OUT и Q_OUT с расширенным спектром.

Как показано на фиг.2, расширитель 118 принимает I_DATA и Q_DATA, а также последовательности PN_I и PN_Q. I_DATA подается на умножители 210а и 210с, а Q_DATA - на умножители 210b и 210d. Аналогично, последовательность PN_I подается на умножители 210а и 210d, а последовательность PN_Q подается на умножители 210b и 210с. Каждый умножитель 210 умножает, или спектрально расширяет, принятые входные данные на принятую ПШ последовательность, формируя соответствующие выходные данные с расширенным спектром. Выходные сигналы умножителей 210а и 210b подаются на сумматор 212а, который вычитает выходной сигнал умножителя 210b из выходного сигнала умножителя 210а для формирования данных I_OUT с расширенным спектром. Аналогично, выходные сигналы множителей 210с и 210d подаются на сумматор 212b, который объединяет эти выходные сигналы, формируя данные Q_OUT с расширенным спектром. Функция, реализуемая расширителем 118, и выходные данные с расширенным спектром могут быть представлены следующим образом:

Расширитель 118 эффективно модулирует потоки данных I_DATA и Q_DATA последовательностями PN_I и PN_Q посредством операции комплексного умножения.

На фиг.3 показана блок-схема конкретного варианта модулятора 122. Данные I_OUT и Q_OUT с расширенным спектром подаются на соответствующие фильтры 314а и 314b, которые осуществляют фильтрацию этих данных. Фильтры 314 могут также осуществлять выборку принятых данных с запасом по частоте дискретизации, выполняя фильтрацию с заполнением нулями, либо фильтрацию нижних частот, известную специалистам в данной области техники. Обработанные данные подаются из фильтров 314а и 314b в соответствующие цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 316а и 316b, которые преобразуют эти данные в аналоговые сигналы I и Q. Эти аналоговые сигналы подаются в фильтры нижних частот 318а и 318b, которые подавляют сигналы зеркальных боковых полос частот на частотах, кратных (например, 1х, 2х, 3х ...) частоте преобразования ЦАП 316. Кроме того, фильтры 314 или 318 могут выполнять коррекцию sinx/x, известную специалистам в данной области техники. Отфильтрованные I и Q сигналы подаются в соответствующие умножители 320а и 320b, которые также принимают соответствующие синфазный (I_LO) и квадратурный (Q_LO) сигналы несущей, формируемые из IF_LO. Каждый умножитель 320 модулирует данные соответствующим сигналом несущей, создавая модулированную составляющую. Модулированные I и Q составляющие подаются в сумматор 322, который объединяет эти компоненты, формируя модулированный сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Умножители 320 и сумматор 322 выполняют квадратурную модуляцию I и Q сигналов синфазным и квадратурным сигналами несущей.

В некоторых конструкциях передатчика квадратурная модуляция выполняется в цифровой форме. В таких конструкциях I и Q данные из соответствующих фильтров 314а и 314b модулируются цифровым способом синфазным и квадратурным сигналами несущей. Затем цифровые I и Q модулированные компоненты объединяются, по возможности фильтруются и подаются в ЦАП, который создает модулированный сигнал ПЧ.

На фиг.4 показана блок-схема конкретного варианта ПШ генератора 120, разработанного для формирования PN_I и PN_Q последовательностей. В конкретном варианте данные, подлежащие передаче, расширяются длинным ПШ кодом и короткими ПШ кодами. Длинный ПШ код скремблирует данные так, что приемное устройство (например, базовая станция) имеет возможность идентифицировать конкретное передающее устройство (например, конкретную мобильную станцию). Короткие ПШ коды обеспечивают спектральное расширение данных по всей полосе частот, доступной системе. Как показано на фиг.4, длинная ПШ последовательность создается генератором 432 длинных кодов на основе длинного ПШ кода и подается на умножители 436а и 436b. Генератор 434 коротких кодов формирует пару коротких ПШ последовательностей на основе пары коротких ПШ кодов, которые также подаются на умножители 436а и 436b. Длинный и короткие ПШ коды могут представлять собой коды, определенные в каком-либо стандарте МДКР (например, в стандарте IS-95-A).

Каждый умножитель 436 перемножает принятые длинную и короткие ПШ последовательности, формируя соответствующую выходную ПШ последовательность. Последовательность IPN и последовательность QPN от соответствующих умножителей 436а и 436b подаются в схему поворота фазы 438, которая поворачивает фазу этих последовательностей в соответствии с сигналом управления CTRL. Последовательности с повернутой фазой PN_I и PN_Q используются для расширения спектра данных. Схема 430 синхронизации/управления обеспечивает ПШ генераторы 432 и 434 сигналом синхронизации так, что запуск ПШ последовательностей может быть начат в определенный момент времени.

Вновь обратимся к фиг.2 и 3, где показано, что сначала I_DATA и Q_DATA спектрально расширяются последовательностями PN_I и PN_Q, а затем модулируются сигналами I_LO и Q_LO. Поворот фазы, согласно изобретению, может быть выполнен на любом из этих этапов либо на обоих. Поворот фазы на этапе расширения спектра (то есть посредством умножителей 210) может быть выполнен путем поворота фаз ПШ последовательностей или фаз данных, как описано ниже. Поворот фазы на этапе модуляции можно выполнить путем поворота фаз сигналов несущей I_LO и Q_LO.

На фиг.5 показана диаграмма, иллюстрирующая поворот фазы квадратурных ПШ последовательностей. Последовательности IPN и QPN (то есть входные сигналы схемы поворота фазы 438) показаны в виде векторов по горизонтальной и вертикальной осям соответственно. Последовательности PN_I и PN_Q (то есть выходные сигналы схемы поворота фазы 438) показаны в виде векторов пунктиром. Разность фаз между выходными ПШ последовательностями (например, PN_Q) и входными ПШ последовательностями (например, последовательность PN_Q) представляют собой поворот фазы θ_ROT. Последовательности PN_I и PN_Q можно вычислить следующим образом:

Далее описывается конкретная реализация изобретения для передатчика 100, показанного на фиг.1, в котором предусмотрены два сигнала управления CTRL[1:0]. Один сигнал управления (например, CTRL1) регулирует коэффициент усиления УРУ 134, а другой сигнал управления (например, CTRL0) регулирует ток смещения УМ/ВЗБ 136. Каждый набор определенных значений управления CTRL[1:0] определяет конкретное рабочее состояние передатчика. Например, значения управления CTRL[1:0]=00 могут определять рабочее состояние с низким коэффициентом усиления и низким током смещения, значения управления 01 могут определять рабочее состояние с низким коэффициентом усиления и большим током смещения, значения управления 10 могут определять рабочее состояние с высоким коэффициентом усиления и малым током смещения, а значения управления 11 могут определять рабочее состояние с высоким коэффициентом усиления и большим током смещения. Каждое рабочее состояние может быть связано с определенным поворотом фазы модулированного сигнала. Одно из рабочих состояний определено как базовое состояние, имеющее нулевой поворот фазы. Каждое из остальных состояний связано с определенным поворотом фазы относительно базового состояния. Например, рабочие состояния CTRL[1:0]=00, 01, 10 и 11 могут быть связаны с поворотами фазы 0, π/2, π и 3π/2 соответственно.

При регулировке, или настройке, передатчика в новое рабочее состояние определяется поворот фазы, связанный с новым рабочим состоянием. Затем фазы ПШ последовательностей поворачивают на полученное значение поворота фазы, чтобы скомпенсировать поворот фазы из-за схемных элементов, которые работают в новом рабочем состоянии. ПШ последовательности поворачивают приблизительно в то же время, когда выполняется регулировка схемного элемента (элементов). Благодаря повороту фаз ПШ последовательностей примерно на ту же величину, но в противоположном направлении, и приблизительно в то же время уменьшаются скачки фазы в модулированном сигнале.

Каждое рабочее состояние, идентифицируемое сигналами управления CTRL[1:0], связано с одним из четырех возможных значений поворота фазы. В простейшем варианте предусмотрено четыре значения поворота фазы 0, π/2, π и 3π/2, которые идентифицируются сигналами PHASE[1:0]. В этом варианте последовательности PN_I и PN_Q с повернутой фазой могут быть получены из входных ПШ последовательностей IPN и QPN, как показано в таблице 1.

Таблица 1
Фаза [1:0]	Поворот фазы	PN_I	PNQ
0	0	0	IPN	QPN
0	1	π/2	-QPN	IPN
1	0	π	-IPN	-QPN
1	1	3π/2	QPN	-IPN

При выборе нового рабочего состояния, идентифицируемого сигналами управления CTRL[1:0], определяют поворот фазы, связанный с этим новым рабочим состоянием. Отображение рабочих состояний в значения поворота фазы может быть обеспечено с помощью справочной таблицы (СПТ), комбинаторной логики, либо с использованием других вариантов. Затем выполняется требуемая настройка PN_I и PN_Q последовательностей на величину, определяемую сигналами PHASE[1:0] для обеспечения требуемого поворота фазы.

На фиг.6 представлена блок-схема конкретного варианта схемы поворота фазы 438а, которая выполняет повороты фазы, показанные в Таблице 1. В этом варианте каждое рабочее состояние связано с одним из четырех возможных значений поворота фазы. Сигналы управления CTRL[1:0] идентифицируют конкретное рабочее состояние, а сигналы PHASE[1:0] идентифицируют конкретно значение поворота фазы. Сигналы управления CTRL[1:0] подаются в регистр 642, тактирование которого выполняется тактовым сигналом CLK. Записанные в регистре 642 значения подаются из него в справочную таблицу 644, которая обеспечивает значение поворота фазы, связанное с конкретным рабочим состоянием, определенным полученными сигналами управления CTRL[1:0]. Значение поворота фазы обеспечивается сигналами PHASE[1:0].

Как показано в Таблице 1, последовательности PN_I и PN_Q равны последовательностям IPN и QPN, соответственно, для нулевого поворота фазы. Для поворотов фазы π/2 и 3π/2 IPN и QPN меняются местами. Последовательность IPN инвертируется для поворотов фазы π и 3π/2, а последовательность QPN инвертируется для поворотов фазы π/2 и π. Для реализации этих соотношений используются логические элементы "исключающее ИЛИ" 646 и мультиплексоры (МУЛ) 648.

Как показано на фиг.6, сигнал PHASE1 подается на один вход логического элемента 646а «исключающее ИЛИ», а последовательность IPN подается на второй вход логического элемента 646а «исключающее ИЛИ». Логический элемент 646а «исключающее ИЛИ» инвертирует последовательность IPN, когда поворот фазы составляет π или 3π/2. Выходной сигнал логического элемента 646а «исключающее ИЛИ» подается на вход "0" МУЛ 548а и на вход "1" МУЛ 648b.

Сигналы PHASE[1:0] подаются на входы логического элемента 646b «исключающее ИЛИ». При повороте фазы π/2 или π логический элемент 646b «исключающее ИЛИ» формирует логический сигнал высокого уровня, который используется для инвертирования последовательности QPN. Выходной сигнал логического элемента 646b «исключающее ИЛИ» подается на один вход логического элемента 646с «исключающее ИЛИ», а последовательность QPN подается на второй вход логического элемента 646с «исключающее ИЛИ». Логический элемент 646с «исключающее ИЛИ» инвертирует последовательность QPN, когда поворот фазы составляет π/2 или π. Выходной сигнал логического элемента 646с «исключающее ИЛИ» подается на вход "1" МУЛ 648а и вход "0" МУЛ 648b. Сигнал PHASE0 подается на вход выбора (S) МУЛ 648а и МУЛ 648b, чтобы поменять местами ПШ последовательности, когда поворот фазы составляет π/2 или 3π/2.

Регистр 642 также принимает сигнал разрешения EN, который разрешает обновление содержимого регистра в выделенные моменты времени. Сигнал разрешения EN может быть использован для согласования поворота фазы ПШ последовательностей с регулировкой схемных элементов, связанных с трактом сигнала передачи. Таким образом, когда фаза модулированного сигнала вращается из-за регулировки схемных элементов, выполняют соответствующую компенсацию поворота фазы в модулированном сигнале, чтобы по возможности устранить поворот фазы из-за схемных элементов. Для возвращения регистра в исходное состояние может быть использован сигнал сброса RESET, который можно установить (к примеру, равным логической единице), когда, например, установлен программный бит сброса либо когда активизирована аппаратная линия сброса.

В простом варианте, показанном на фиг.6, предусмотрено два сигнала управления CTRL[1:0], причем каждый сигнал управления управляет одним схемным элементом и имеет значение, равное "0" или "1". Обычно тракт сигнала передачи может включать в себя любое количество регулируемых схемных элементов. Кроме того, каждый схемный элемент можно настраивать, устанавливая одно из любого количества состояний. Например, возможно потребуется регулировка коэффициента усиления УРУ с разрешающей способностью четыре бита и тока смещения схемного элемента с разрешающей способностью восемь бит. Каждая конкретная установка схемных элементов соответствует конкретному рабочему состоянию тракта передачи сигнала. Хотя каждое рабочее состояние может быть связано с определенным поворотом фазы модулированного сигнала, возможно потребуется скомпенсировать поворот фазы только для поднабора возможных рабочих состояний. В приведенном выше примере, хотя ток смещения схемного элемента можно регулировать с разрешающей способностью восемь бит, возможно потребуется компенсация поворота фазы для восьми рабочих состояний, определяемых тремя старшими битами сигнала управления для этого схемного элемента.

Обычно каждый сигнал управления можно использовать для регулировки определенной характеристики одного или нескольких схемных элементов. Например, возможно потребуется регулировка коэффициентов усиления двух УПУ в тракте передачи сигнала с использованием одного общего сигнала управления. Для упрощения задачи М сигналов управления для М или более схемных элементов, для которых потребуется компенсация поворота фазы, объединены в цепочки из N бит, где M≤N.

На фиг.7 представлена блок-схема конкретного варианта осуществления схемы 438b поворота фазы, которая может быть использована для формирования любого количества значений поворота фазы. N бит сигналов управления CTRL[N-1:0] подаются в регистр 742, который тактируется тактовым сигналом CLK. Значение, зафиксированное в регистре, подается в справочную таблицу 744, которая обеспечивает значение поворота фазы, связанное с рабочим состоянием, определяемым полученными сигналами управления.

В одном варианте осуществления в справочной таблице 744 хранится L значений поворота фазы. Каждое рабочее состояние, определяемое полученными сигналами управления CTRL[N-1:0], связано с одним из L значений поворота фазы. В этом варианте осуществления разрешающая способность для каждого значения поворота фазы, хранящегося в справочной таблице 744, составляет Р бит, причем каждое значение определяет конкретный поворот фазы в диапазоне от 0 до 2π.

Значение поворота фазы θ_F, соответствующее рабочему состоянию, определенному полученными сигналами управления, подается из СПТ 744 в комплексный умножитель 746, который также принимает последовательности IPN и QPN. Умножитель 746 умножает полученные ПШ последовательности на значения соответственно синуса и косинуса принятого значения поворота фазы θ_F в соответствии с уравнениями (4) и (5) для формирования ПШ последовательностей с повернутой фазой. Значение поворота фазы θ_F в уравнениях (4) и (5) заменяется значением поворота фазы θ_ROT. Умножитель 746 образует из входных последовательностей IPN и QPN выходные последовательности PN_I и PN_Q, имеющие поворот фазы в диапазоне от 0 до 2π.

Комплексный умножитель 746 может быть реализован с помощью логических схем, справочной таблицы, либо других схем. Комплексный умножитель 746 может также быть объединен со справочной таблицей 744. Каждая из последовательностей IPN и QPN обычно имеет разрешающую способность один бит. Каждая из ПШ последовательностей на выходе умножителя 746 может иметь разрешающую способность К бит. Для реализации комплексного умножителя 746 можно использовать справочную таблицу, имеющую 2K·2^P+2 бит. Поскольку выходные ПШ последовательности имеют синусоидальный характер, справочную таблицу можно упростить, запоминая один квадрант синусоиды и получая три других квадранта на основе запомненного квадранта.

На фиг.7 показан также механизм согласования сигналов управления, подаваемых на схемные элементы, который обеспечивает уменьшение скачков фазы в модулированном сигнале при регулировке схемного элемента (элементов). Сигналы управления CTRL[N-1:0] подаются на