介绍 极化调制 EDGE 数字信号 ---加上累加相移后的8-PSK信号如图6所示。这累加性的3π/8相移, 可使得整个调制信号在振幅方面变得较为平均之外，也可以避免所谓的过零点(zero crossing)，也就是避免在不同字符间变换时，产生零振幅的可能。例如图7，当字符从 [0,1,1]变到[1,0,1]时，会越过零点，而经过3π/8的相移，就能避免这样的情形。
---EDGE是泛欧移动式无线通信系统的第三代技术(不同于第三代无线通信系统的WCDMA等), 其最主要的优点是提供较高的数据传输率，为GSM/GPRS数据传输率的3倍。 这也可以从EDGE的命名(Enhance Data rates for Global Evolution)中清楚得知, 这个新一代的标准能使手机使用者更加容易地传送影像、网页和一般的数字照片等, 而这些正是因为EDGE支持的数据传输率(data rate) 是GSM/GPRS的3倍的缘故。
---第三代的泛欧移动式无线通信系统必须同时支持不同的调制技术，也就是说GSM/GPRS所采用的0.3 GMSK及EDGE所使用的8-PSK都必须具备。而这样的要求将使得在射频部分要设计出一个低成本且低消耗电流的解决方案变得相对困难; 而EDGE所采用的8-PSK调制又会产生相对于GMSK较高的峰值平均比(Peak to Average Ratio)，这使得EDGE调制对射频功率放大器的线性度要求会变得较高, 从而使得在效率方面的表现会较不理想。为解决这样的难题,我们可以采用极化调制（Polar Modulation）的设计方法来达到高效率及低功耗的要求。极化调制是一种可适用于各种调制的技术(如GMSK/GSM-GPRS, 8-PSK/EDGE, DAMPS, WCDMA等)。因为极化调制可使用饱和模式下的射频电路及功率放大器设计来调制线性但非常数包络(non constant envelop)的调制信号, 因此能降低电流，使效率提高。
---图1所表示的是极化调制的方块图,我们先对方块图做解释, 以方便了解其工作原理。 
---首先将二进制数据(binary data)的数字信息调制成向量(vector)式的I,Q信号, 这些I, Q信号再通过CORDIC运算,将I, Q信号转变成幅度与相位分离的R，j信号, 也就是说我们把一个调制信号分离成两个完全独立的AM(Amplitude Modulation)及PM(Phase Modulation)信号, 然后再将常数包络(constant-envelop)振幅大小不变的PM信号接到功率放大器的基极,将功率放大器驱动到饱和区, 这样就可以使功率放大器工作在非线性的饱和区而有最好的效率, 再将AM信号加入功率放大器的集电极, 则可在功率放大器的输出将原信号合成回来。
---由于原信号分离成AM及PM后分别经由不同的路径到达PA再合成起来, 所以我们必须将PA本身对这两个路径所产生的失真预先计算进来, 因此在R, (之后我们必须分别加上对AM及PM分别的失真校正，称之为AM-AM distortion及AM-PM distortion。 图1所表示的极化调制，一般惯称为前向线性化(feed-forward Linearization)，在这样的设计中，必须特别注意功率放大器的增益失真度及时间延迟的补偿，如此才能在功率放大器的输出极正确地还原信号出来。原来的信号增益失真度主要是跟AM有关，而时间延迟则是与相位有关。 另外也还可以使用另一种反馈环路（feedback loop ）的设计如图2所示。 这个反馈主要是用来补偿因温度变化, 材料老化等所造成的功率变化。
---我们可以归纳一下，之所以使用极化调制主要有以下几个原因。①比较起线性I/Q 调制(linear I/Q modulation)的设计, 极化调制可以降低输出频谱的噪声电平(noise level)及杂散电平（spurious level）。②可降低工作电流, 主要是由于功率放大器工作在高效率的饱和区。③由于极化调制的输出极较不易受到负载(Loading)的影响, 故在射频前端可省去额外的隔离器件(isolator)。④可以将GMSK及8-PSK调制整合到同一个设计中,使用同一组射频线路及功率放大器。
---接着我们说明功率放大器如何将原信号合成作一介绍, 如图3所示。
---首先将一个振幅固定不变的相位调制信号输入功率放大器的基极, 做为输入信号,并且此输入信号必须将功率放大器驱动到饱和区。 再将振幅调制信号输入集电极,由于基极信号使功率放大器工作在开/关状态, 所以在输出极的信号就好象一波形A(t)被((t)取样一样, 如Vrf(t)。
---这样的E类设计使功率放大器工作在开/关状态，也就是高电压时零电流，零电压时高电流，而使功率损耗减到最低，并使得功率放大器的效率非常接近于其工作在饱和区时的效率，而这远比在线性区时高了许多。目前市场上只有RF Micro Device采用这样的设计。
---以上我们已简略描述硬件的架构, 而在实际的硬件设计中,我们必须注意①相位及振幅的带宽直接与锁相回路的设计相关, 也就是说相位及振幅的带宽必须大于符号字符数据率(Symbol data rate)的两倍，振幅带宽通常是1MHz, 而相位带宽通常是2MHz。②相位及振幅在不同路径的时间延迟一致(Alignment), 通常要求相位及振幅的时间差不能大于0.0325个字符, 也就是约100ns。③最后最重要的就是处理相位及振幅在功率放大器上的失真。因此在预失真(pre-distortion)的校正准确度上必须特别注意。
---谈完极化调制的基本架构之后，应当再进一步说明EDGE的信号模型。基本上，完整的EDGE应称之为3/8(相移的8PSK信号，图4所示为其数据字符串被处理成EDGE 格式(format)的流程。
---这里我们假设dk∈{0,1}为数据字符串，其数据速率为fb=812.5kbps，而每3个比特就被组合起来并以格雷码(Gray Code)的编码方式编成8进制的数据字符(Symbol), 称为符号字符。 因为是将3个比特做一个符号所以有8种组合就对应到Cn∈{0,1,2,3,4,5,6,7}，如表1所示，而Cn的数据字符速率则为fs=fb/3=270.833kbps，如此就和GSM的符号字符速率(Symbol rate) 一样, 而可使用与GSM一样的数据带宽。
---接着再使用这8进制的数据去做8-PSK的相位调制而产生 , 即大小为1, 相角分别各为0°，45°，90°， 135°，180°，225°，270°，315°的信号，如图5所示，而每一个被调制后的相移字符再经由3π/8的相移后, 产生最后的累加性的8-PSK，Sn：
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结论
---极化调制并不是什么新的技术, 早在二十世纪三十年代, 就已被普遍地用在调幅(AM)广播发射器的设计中。极化调制可说是相当好用的调制方式, 主要的优点就是可以提高效率,提供较高的稳定性,并且适用各种数字调制如GMSK, 8PSK, DAMPS,WCDMA所产生的I,Q信号, 这样的架构也会产生比正交调制(I,Q Modulator)较高的载噪比 (Carrier to noise ratio)。而在EDGE手机的应用上,除了可以利用到极化调制适用各种调制技术的优点之外, 也因为其极坐标(Polar)的架构, 使EDGE的高峰值平均比在功率放大器端得到最佳化的表现, 不象GSM功率放大器一样不能工作在这样程度的饱和区。目前在市场上采用极化调制且最具代表性的产品就是RF Micro Device的Polaris 2 芯片组。其RF6003就是一个数字CMOS芯片处理GMSK及8-PSK的调制/解调,和CORDIC运算的器件。RF3144则是一个E类的功率放大器以实现极化调制。
