多模数字调制

### 多模数字调制关键技术解析 #### 一、引言与背景 随着无线通信技术的飞速发展，对高可重构性、高度集成且低功耗的发射器架构的需求日益增长。为了满足这一需求，研究人员正在探索各种创新的技术路径。本文主要探讨了两种不同的发射器概念：一种是在传统直上变频发射器基础上增加了数字前端的设计；另一种是极化发射器（Polar Transmitter, PT）。这两种发射器均采用高度灵活和通用的数字架构，并能支持多种通信标准，包括长期演进（Long Term Evolution, LTE）、通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System, UMTS）、CDMA2000以及全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications, GSM）。 #### 二、关键技术点分析 ##### 1. 直接上变频发射器与数字前端的结合 传统的直接上变频发射器在设计上较为简单，但在处理射频失真方面存在局限性。通过增加数字前端，可以在数字域内实现对射频失真的有效补偿，如直流（Direct Current, DC）失衡、I/Q增益不平衡等。数字前端可以采用各种数字信号处理算法来改善发射信号的质量，提高系统的整体性能。 ##### 2. 极化发射器（Polar Transmitter, PT） 极化发射器是一种新型发射器架构，其核心在于利用数字预失真技术来改善线性度和效率。PT通常使用一个高度可重构的全数字锁相环（All Digital Phase Locked Loop, ADPLL）作为相位调制器，从而实现对信号的精确控制。这种设计使得PT能够适应多种通信模式的要求，同时保持较低的功耗。 ##### 3. 全数字锁相环（ADPLL） ADPLL是实现上述两种发射器架构的关键技术之一。相比于传统的模拟锁相环，ADPLL具有更高的集成度和更低的功耗。在直接上变频发射器中，ADPLL用于射频合成；而在PT中，则被用作相位调制器。此外，文章还提到了基于130纳米互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）工艺技术实现的ADPLL测量结果，这进一步证明了ADPLL在实际应用中的可行性和优势。 #### 三、数字补偿技术的应用 数字补偿技术在多模数字调制中扮演着至关重要的角色。通过这些技术，可以有效地解决由于硬件限制导致的各种射频失真问题。例如： - **DC失衡**：在直接上变频过程中，由于混频器或放大器的非理想特性，可能会引入直流分量，从而影响信号质量。数字补偿技术可以通过检测和消除这些直流分量来改善信号质量。 - **I/Q增益不平衡**：在正交调制过程中，I通道和Q通道之间可能存在增益差异，导致信号失真。通过数字预失真或其他校正方法，可以显著减少这种不平衡带来的负面影响。 - **数字预失真**：这是一种主动的技术手段，通过对发射信号进行预先的失真处理，使得在经过非线性放大器之后的信号仍然能够保持良好的线性度。这对于提高发射器的整体效率和性能至关重要。 #### 四、结论与展望 本文讨论了多模数字调制中的关键技术和设计理念，特别是直接上变频发射器与数字前端的结合以及极化发射器的使用。通过采用高度可重构的ADPLL和其他先进的数字信号处理技术，不仅可以提高发射器的性能，还能实现对多种通信标准的支持。随着未来无线通信技术的发展，这些技术将继续发挥重要作用，并可能成为下一代无线通信系统的核心组成部分。