DE102004059985B4

DE102004059985B4 - Radio transmitter with adjustable amplifier units in the baseband and in the high-frequency section of the transmission path

Info

Publication number: DE102004059985B4
Application number: DE102004059985.8A
Authority: DE
Inventors: Gunther Kraut; Ernst Kristan; Günter Märzinger; José Moreira
Original assignee: Intel Deutschland GmbH
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: DE102004059985A1

Abstract

Funksender (400) zum Aussenden von Sendesignalen, mit – einem Sendepfad (400) zur Verarbeitung von auszusendenden Signalen zu Sendesignalen, – einem in dem Sendepfad (400) angeordneten Polarmodulator, in dessen Amplitudenpfad ein Digital/Analog-Wandler (408) angeordnet ist, – einem im Basisbandabschnitt des Sendepfads (400) angeordneten Koordinatentransformator (403) zur Aufspaltung der den Koordinatentransformator (403) speisenden Signale in ihre Polarkoordinaten (A(t), φ(t)), wobei ein Ausgang des Koordinatentransformators (403) den Amplitudenpfad des Polarmodulators speist und ein weiterer Ausgang des Koordinatentransformators (403) den Phasenpfad des Polarmodulators speist, – einem in dem Sendepfad (400) angeordneten ersten Mischer (411) zum Mischen der den ersten Mischer (411) speisenden Signale des Basisbandabschnitts in den Hochfrequenzbereich, – einem in dem Amplitudenpfad des Polarmodulators angeordneten zweiten Mischer (405) zum Mischen der den zweiten Mischer (405) speisenden Signale mit von einem digitalen Ramping-Generator (406) erzeugten Signalen, wobei der digitale Ramping-Generator (406) derart ausgestaltet ist, dass er zu Beginn eines Sendebursts die Ausgangsleistung des Funksenders (400) hochfährt und am Ende eines Sendebursts die Ausgangsleistung des Funksenders (400) herunterfährt, – einer ersten digital programmierbaren Verstärkereinheit (407), die in dem Amplitudenpfad vor dem Digital/Analog-Wandler (408) angeordnet ist, – einer zweiten digital programmierbaren Verstärkereinheit (410), die in dem Amplitudenpfad nach dem Digital/Analog-Wandler (408) angeordnet ist, und – einer dritten digital programmierbaren Verstärkereinheit (412), die im Hochfrequenzabschnitt des Sendepfads (400) angeordnet ist, wobei die dritte Verstärkereinheit (412) eine Grobquantisierung des Ausgangsleistungsbereichs des Funksenders (400) in Schritten von jeweils 6 dB, die zweite Verstärkereinheit (410) eine Feinquantisierung des Ausgangsleistungsbereichs in Schritten von jeweils 1 dB und die erste Verstärkereinheit (407) eine Endauflösung des Ausgangsleistungsbereichs in Schritten von jeweils 1/8 dB vornimmt, ...Radio transmitter (400) for transmitting transmission signals, comprising - a transmission path (400) for processing signals to be transmitted to transmission signals, - a polar modulator arranged in the transmission path (400), in the amplitude path of which a digital / analog converter (408) is arranged, A coordinate transformer (403) arranged in the baseband section of the transmission path (400) for splitting the signals feeding the coordinate transformer (403) into their polar coordinates (A (t), φ (t)), an output of the coordinate transformer (403) representing the amplitude path of the Polar modulator feeds and another output of the coordinate transformer (403) feeds the phase path of the polar modulator, - in the transmission path (400) arranged first mixer (411) for mixing the first mixer (411) feeding signals of the baseband section in the high frequency range, - a in the amplitude path of the polar modulator arranged second mixer (405) for mixing the second mixer (405 ) signals with signals generated by a digital ramping generator (406), wherein the digital ramping generator (406) is designed such that it starts up the output power of the radio transmitter (400) at the beginning of a transmission burst and the output power at the end of a transmission burst the radio transmitter (400), - a first digitally programmable amplifier unit (407), which is arranged in the amplitude path in front of the digital / analog converter (408), - a second digitally programmable amplifier unit (410) in the amplitude path after the Digital / analog converter (408), and a third digitally programmable amplifier unit (412) arranged in the high frequency section of the transmission path (400), the third amplifier unit (412) coarse quantizing the output power range of the radio transmitter (400) in FIG Steps of 6 dB, the second amplifier unit (410) a fine quantization of Ausgangsleistungsb 1 dB in each case and the first amplifier unit (407) carries out a final resolution of the output power range in steps of 1/8 dB in each case, ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Funksender, bei welchem die auszusendenden Signale im Sendepfad mehrere Verstärkereinheiten mit einstellbaren Verstärkungen durchlaufen, bevor sie von dem Funksender als Sendesignale ausgesendet werden.The invention relates to a radio transmitter in which the signals to be transmitted in the transmission path through a plurality of amplifier units with adjustable gains before they are transmitted by the radio transmitter as a transmission signal.

In den meisten Mobilfunkstandards ist eine Einstellbarkeit der Ausgangsleistung des Mobilfunkgeräts vorgeschrieben. Hierbei ordnet die Basisstation in Abhängigkeit von den Empfangsverhältnissen an, mit welchem Pegel das Mobilfunkgerät zu senden hat.In most mobile radio standards, adjustability of the output power of the mobile device is prescribed. Here, the base station, depending on the reception conditions, at which level the mobile device has to send.

Für den GSM EDGE(GSM Enhanced Data Rate for GSM Evolution)-Standard kann auf diese Weise der Ausgangspegel des Mobilfunkgeräts zwischen 5 dBm und 27 dBm im niedrigen Band (GSM850 und GSM900) variieren, während die Werte für den Ausgangspegel im hohen Band (DCS1800 und PCS1900) zwischen 0 dBm und 26 dBm liegen. Damit ergibt sich allein für die Leistungseinstellung im niedrigen Band eine Einstelldynamik von 22 dB und im hohen Band eine Einstelldynamik von 26 dB. Für zukünftige Mobilfunkstandards wie UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) gelten sogar noch höhere Anforderungen.Thus, for the GSM EDGE (GSM Enhanced Data Rate for GSM Evolution) standard, the output level of the mobile can vary between 5 dBm and 27 dBm in the low band (GSM850 and GSM900), while the values for the high band output level (DCS1800 and PCS1900) are between 0 dBm and 26 dBm. This results in a setting dynamics of only 22 dB for the power setting in the low band and an adjustment dynamic of 26 dB in the high band. Future mobile standards such as UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) are even more demanding.

Der Standard GSM EDGE verwendet als Modulationsart eine modifizierte 8PSK-Modulation, die eine dreifach höhere Übertragungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer GMSK-Modulation ermöglicht. Hierbei erfahren die Modulationsdaten im Gegensatz zur GMSK-Modulation nicht nur eine Phasen-, sondern auch eine Amplitudenmodulation, was eine lineare Übertragungskette notwendig macht. Bei Verwendung einer linearen Leistungsendstufe lässt sich dann die Ausgangsleistung des Mobilfunkgeräts durch Veränderung der Ausgangsamplitude des Senderbausteins steuern.The GSM EDGE standard uses a modified 8PSK modulation as modulation type, which allows a threefold higher transmission speed compared to GMSK modulation. In contrast to GMSK modulation, the modulation data not only undergoes phase modulation but also amplitude modulation, which necessitates a linear transmission chain. When using a linear power amplifier, the output power of the mobile device can then be controlled by changing the output amplitude of the transmitter module.

Eine robuste und aufgrund weitgehender Digitalisierung für die Implementierung sehr effiziente Senderstruktur bedient sich der so genannten Polarmodulation. Diese beruht darauf, dass sich jedes beliebig modulierte Hochfrequenzsignal R(t) in folgender Polarkoordinaten-Form darstellen lässt: R(t) = A(t)·cos(ωt + φ(t)), (1) wobei A(t) die sich zeitlich ändernde Amplitudeninformation, φ(t) die sich zeitlich ändernde Phaseninformation, ω die Kreisfrequenz der Hochfrequenzschwingung und t die Zeit bezeichnen. In der Amplitude A(t) und der Phase φ(t) sind die Nutzinformationen, wie beispielsweise Sprache oder Daten, enthalten.A robust transmitter structure, which is very efficient due to extensive digitization, uses so-called polar modulation. This is based on the fact that any arbitrarily modulated high-frequency signal R (t) can be represented in the following polar coordinate form: R (t) = A (t) * cos (ωt + φ (t)), (1) where A (t) is the time-varying amplitude information, φ (t) the time-varying phase information, ω the angular frequency of the high frequency oscillation, and t the time. The amplitude A (t) and the phase φ (t) contain the payload information, such as voice or data.

Zur senderseitigen Realisierung des Polarmodulationsschemas wird im Transceiverbaustein die Phase φ(t) mittels einer Phasenregelschleife in die Hochfrequenzebene transformiert (entspricht dem Kosinusterm in Gleichung (1)). Anschließend wird in einem Amplitudenmodulator, beispielsweise einem Mischer, die Amplitudeninformation A(t) aufgebracht. Das Ausgangssignal eines derartigen Polarmodulators kann in seiner Höhe mittels eines Verstärkers in geeigneter Weise verändert werden. Dies kann zum einen analog durch eine Steuerspannung geschehen, die von dem Basisbandbaustein an eine VGA (Voltage Gain Amplifier) angelegt wird. Zum anderen kann prinzipiell dieselbe Funktionalität durch Einsatz eines Verstärkers mit einer digital programmierbaren Verstärkung, einer so genannten PGA (Programmable Gain Amplifier), geschaffen werden, wobei die Verstärkung eines programmierbaren Verstärkers durch ein digitales Steuerwort eingestellt wird. Allerdings muss im Fall eines digital programmierbaren Verstärkers die Gesamtarchitektur soweit angepasst werden, dass zu Beginn eines Bursts ein kontinuierliches Herauffahren der Leistung von Null auf den Zielwert und am Ende des Bursts ein ebensolches Herunterfahren gewährleistet wird. Dieses Herauf- und Herunterfahren der Leistung wird in der Fachliteratur im Allgemeinen als ”Power Ramping” bezeichnet.For the transmitter-side realization of the polar modulation scheme, the phase φ (t) in the transceiver module is transformed into the high-frequency plane by means of a phase-locked loop (corresponds to the cosine term in equation (1)). Subsequently, the amplitude information A (t) is applied in an amplitude modulator, for example a mixer. The output signal of such a polar modulator can be changed in height by means of an amplifier in a suitable manner. This can be done analogously by a control voltage which is applied by the baseband module to a VGA (Voltage Gain Amplifier). On the other hand, in principle the same functionality can be created by using an amplifier with a digitally programmable gain, a so-called PGA (Programmable Gain Amplifier), wherein the gain of a programmable amplifier is set by a digital control word. However, in the case of a digitally programmable amplifier, the overall architecture must be tuned to ensure a continuous ramp up of the power from zero to the target value at the beginning of a burst and a like shutdown at the end of the burst. This power up and power down is generally referred to in the literature as "power ramping."

Sowohl bei einer analogen als auch bei einer digitalen Verstärkungseinstellung wird die Ausgangsspannung des Verstärkers einer Leistungsendstufe zugeführt, die das Hochfrequenzsignal auf den gewünschten Pegel an der Antenne verstärkt.For both analog and digital gain adjustment, the output voltage of the amplifier is fed to a power output stage which amplifies the radio frequency signal to the desired level at the antenna.

Ob man einer analog oder einer digital einstellbaren Verstärkerlösung den Vorzug gibt, hängt von den Randbedingungen ab, wie beispielsweise Übertragungsstandard, Technologie, Ansteuerungsmöglichkeiten des Basisbands, geforderter Übertragungsreinheit und Stromaufnahme. Unabhängig von der Wahl des Verstärkers ist zu bedenken, dass sich in einer linearen Kette die Gesamtverstärkungstoleranz des Systems aus den Verstärkungstoleranzen der einzelnen Bausteine in dem Sendepfad zusammensetzt. Diese Verstärkungstoleranzen hängen wiederum von den Temperatur- und Frequenzgängen, der Betriebsspannung und der Alterung ab. Um die geforderte Ausgangsleistung zu erhalten, müssen die Verstärkungstoleranzen der einzelnen Bausteine in dem Sendepfad durch den analog oder digital einstellbaren Verstärker ausgeglichen werden. Hieraus resultiert eine Erweiterung der notwendigen Stehdynamik des Verstärkers weit über den oben genannten Bereich hinaus. So sind beispielsweise für den Standard GSM EDGE im hohen Band mehr als 40 dB erforderlich. Ferner sind insbesondere für die höchsten Ausgangsleistungen recht hohe Anforderungen an die Pegelgenauigkeit von der 3GPP-Spezifikation und den Netzwerkbetreibern vorgeschrieben. Daher darf die Verstärkung aller Bauelemente des Sendepfads über die oben angeführten Parameter nur wenig schwanken oder muss zumindest soweit reproduzierbar sein, dass sie sich mit Software-Mitteln im Basisbandabschnitt des Sendepfads kompensieren lässt.Whether one prefers an analogue or a digitally adjustable amplifier solution depends on the boundary conditions, such as transmission standard, technology, control capabilities of the baseband, required transmission purity and power consumption. Regardless of the choice of amplifier, it should be remembered that in a linear chain the overall gain tolerance of the system is composed of the gain tolerances of the individual components in the transmit path. These amplification tolerances depend in turn on the temperature and frequency responses, the operating voltage and the aging. In order to obtain the required output power, the gain tolerances of the individual components in the transmission path must be compensated by the analog or digitally adjustable amplifier. This results in an extension of the necessary standing dynamics of the amplifier far beyond the above range. For example, more than 40 dB is required for the standard GSM EDGE in the high band. Furthermore, especially for the highest output powers, the level accuracy requirements of the 3GPP specification and the network operators are quite high required. Therefore, the amplification of all components of the transmission path may vary only slightly over the above-mentioned parameters or at least must be reproducible so that they can be compensated by software means in the baseband section of the transmission path.

Bei bisherigen linearen GSM EDGE-Senderarchitekturen ist der Verstärker in der Regel analog einstellbar und im Hochfrequenzabschnitt des Sendepfads angeordnet. Nachteilig an dieser Lösung ist die hohe Stromaufnahme des VGA-Bausteins, die für eine hohe spektrale Reinheit des Ausgangssignals und für geringes Rauschen notwendig ist. Sofern im Zuge des Übergangs zu modernen, kostengünstigen Lösungen statt der üblicherweise für die Realisierung des Verstärkers verwendeten Bipolartechnologie die CMOS(Complementary Metal-Oxid-Semiconductor Circuits)-Technologie herangezogen wird, so ergeben sich insbesondere bei der Abregelung des Verstärkers erhebliche Linearitätsprobleme, die sich – wenn überhaupt – nur mit großen Ruheströmen bekämpfen lassen. Des Weiteren ist man mit den gegenüber Bipolarlösungen höheren Toleranzen konfrontiert, die einen Abgleich der Ausgangsleistung während der Produktion des Mobilfunkgeräts erschweren.In previous linear GSM EDGE transmitter architectures, the amplifier is generally adjustable analogously and arranged in the high-frequency section of the transmission path. A disadvantage of this solution is the high power consumption of the VGA chip, which is necessary for a high spectral purity of the output signal and low noise. If CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Circuits) technology is used in the course of the transition to modern, cost-effective solutions instead of the commonly used for the realization of the amplifier bipolar technology, resulting in particular in the adjustment of the amplifier considerable linearity problems, which - if at all - only fight with large quiescent currents. Furthermore, one faces the higher tolerances compared to bipolar solutions, which make it difficult to balance the output power during the production of the mobile radio device.

Obwohl dies bislang nach Kenntnis der Anmelderin noch nicht realisiert worden ist, könnte der insbesondere analog einstellbare Verstärker grundsätzlich auch im Basisbandabschnitt des Sendepfads angeordnet werden. Dies würde zu einer Erleichterung bei der Schaltungsentwicklung eines linearen Verstärkerkonzepts und damit zu Ersparnissen bei der Stromaufnahmeführen. Ein großer Nachteil einer derartigen Lösung wäre jedoch das Auftreten von Offsetspannungen im Verstärker und in anderen Schaltungsblöcken, die insbesondere beim Absenken des Nutzpegels durch den Verstärker einen starken Trägerdurchschlag bewirken würden. Im Fall von GSM EDGE würde hierdurch bei Direktmodulatorsystemen die OOS(Origin Offset Suppression)-Anforderung verletzt und im Allgemeinen würde somit die Qualität des Sendesignals herabgesetzt. Bei Polarmodulatorsystemen würde ein Durchschlag des phasenmodulierten Trägers starke Nachbarkanalsverzerrungen hervorrufen. Ein hochgenauer Abgleich derartiger Offsetspannungen ist – wenn überhaupt – nur mit großem Aufwand möglich.Although this has not yet been realized to the knowledge of the applicant, the amplifier, which can be set in an analogue manner, could in principle also be arranged in the baseband section of the transmission path. This would facilitate circuit design of a linear amplifier concept and thus savings in current draw. However, a major drawback of such a solution would be the occurrence of offset voltages in the amplifier and in other circuit blocks which would cause strong carrier breakdown, particularly as the gain is lowered by the amplifier. In the case of GSM EDGE, this would violate the OOS (Origin Offset Suppression) requirement in direct modulator systems, and thus generally degrades the quality of the transmit signal. In polar modulator systems, breakdown of the phase modulated carrier would cause strong adjacent channel distortions. A highly accurate adjustment of such offset voltages is possible - if at all - only with great effort.

Die Druckschrift DE 101 63 466 A1 betrifft eine Sendeanordnung für zeitkontinuierliche Datenübertragung, bei der anstelle der üblicherweise vorgesehenen, automatischen Verstärkungsregelung, die durch wertkontinuierliche Steuersignale angesteuert wird, zumindest ein programmierbarer Verstärker im Basisband oder im Hochfrequenz-Pfad in der Signalverarbeitungskette des zu sendenden Signals vorgesehen ist.The publication DE 101 63 466 A1 relates to a transmission arrangement for continuous-time data transmission, wherein instead of the usually provided, automatic gain control, which is controlled by continuous value control signals, at least one programmable amplifier in the baseband or in the high-frequency path in the signal processing chain of the signal to be transmitted is provided.

Die Druckschrift EP 1 119 902 B1 betrifft allgemein Kommunikationssysteme, die polare Modulationstechniken verwenden, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von linear modulierten Signalen unter Verwendung einer Polarmodulation in Fernstationen in einem zellularen Kommunikationssystem.The publication EP 1 119 902 B1 relates generally to communication systems using polar modulation techniques, in particular to a method and apparatus for generating linearly modulated signals using polar modulation in remote stations in a cellular communication system.

Die Druckschrift US 2003/0206056 A1 betrifft einen Sender und insbesondere einen Polarmodulator in einem Sender.The publication US 2003/0206056 A1 relates to a transmitter and more particularly to a polar modulator in a transmitter.

Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Funksender zu schaffen, bei welchem die durch einen im Basisbandabschnitt des Sendepfads angeordneten Verstärker hervorgerufenen Offsetspannungen leichter beherrschbar werden.The object of the invention is therefore to provide a radio transmitter, in which the offset voltages caused by an amplifier arranged in the base band section of the transmission path are easier to control.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object of the invention is based solved by the features of the main claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Funksender dient zum Aussenden von Sendesignalen. Zu diesem Zweck umfasst der erfindungsgemäße Funksender einen Sendepfad, welcher an seinem Eingang auszusendende Signale bzw. Daten entgegennimmt und diese Signale bzw. Daten derart verarbeitet, dass sie zur Funkübertragung geeignet sind. Die derart verarbeiteten Signale werden anschließend am Ausgang des Sendepfads als Sendesignale ausgesendet.The radio transmitter according to the invention is used for transmitting transmission signals. For this purpose, the radio transmitter according to the invention comprises a transmission path which receives signals or data to be transmitted at its input and processes these signals or data such that they are suitable for radio transmission. The signals processed in this way are then transmitted as transmission signals at the output of the transmission path.

Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Funksender eine erste und eine zweite Verstärkereinheit auf. Die Verstärkungen beider Verstärkereinheiten sind einstellbar. Die Verstärkereinheiten sind beide in dem Sendepfad des erfindungsgemäßen Funkempfängers angeordnet und dienen zur Verstärkung der sie speisenden Signale. Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die erste einstellbare Verstärkereinheit im Basisbandabschnitt des Sendepfads angeordnet ist, während die zweite einstellbare Verstärkereinheit im Hochfrequenzabschnitt des Sendepfads angeordnet ist.Furthermore, the radio transmitter according to the invention has a first and a second amplifier unit. The gains of both amplifier units are adjustable. The amplifier units are both arranged in the transmission path of the radio receiver according to the invention and serve to amplify the signals they feed. An essential idea of the present invention is that the first adjustable amplifier unit is arranged in the baseband section of the transmission path, while the second adjustable amplifier unit is arranged in the high-frequency section of the transmission path.

Hierbei bezeichnet der Basisbandabschnitt den Abschnitt des Sendepfads, in welchem sich die in diesem Abschnitt bearbeiteten Signale im Basisband befinden. Demgegenüber sind die Signale des Hochfrequenzabschnitts bereits auf die Trägerfrequenz umgesetzt worden, mit welcher die Signale letztlich von dem Funksender ausgesendet werden.Here, the baseband section designates the section of the transmission path in which the signals processed in this section are in baseband. In contrast, the signals of the high-frequency section have already been converted to the carrier frequency with which the signals are ultimately transmitted by the radio transmitter.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Funksender ist die Aufspaltung der aus dem Stand der Technik bekannten Verstärkereinheit in Verstärkereinheiten, die sowohl im Basisband- als auch im Hochfrequenzabschnitt angeordnet sind. Dadurch kann insbesondere der Verstärkungsbereich der ersten einstellbaren Verstärkereinheit im Basisbandbereich stark eingeschränkt werden. Aufgrund dieser Maßnahme werden die oben erwähnten Offsetspannungen leichter beherrschbar, sodass sie durch einen Offsetspannungsabgleich soweit reduziert werden können, dass sie für die Übertragungsqualität unerheblich sind.An advantage of the radio transmitter according to the invention is the splitting of the known from the prior art amplifier unit in amplifier units, which are arranged both in the baseband and in the high frequency section. Thereby In particular, the amplification range of the first adjustable amplifier unit in the baseband range can be severely limited. Due to this measure, the above-mentioned offset voltages are easier to control, so that they can be reduced by an offset voltage balance so far that they are irrelevant to the transmission quality.

In dem Sendepfad ist ein erster Mischer vorgesehen, welcher die Signale des Basisbandabschnitts in Hochfrequenzsignale umsetzt. Bezogen auf die beiden erfindungsgemäßen einstellbaren Verstärkereinheiten bedeutet dies, dass der erste Mischer im Sendepfad zwischen den beiden einstellbaren Verstärkereinheiten angeordnet ist.In the transmission path, a first mixer is provided, which converts the signals of the baseband section into high-frequency signals. Relative to the two adjustable amplifier units according to the invention, this means that the first mixer is arranged in the transmission path between the two adjustable amplifier units.

Obwohl die Verstärkungen der beiden Verstärkereinheiten analog eingestellt werden könnten, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verstärkungen der erfindungsgemäßen Verstärkereinheit digital programmierbar sind. Folglich handelt es sich bei den beiden Verstärkereinheiten in diesem Fall um so genannte PGAs.Although the gains of the two amplifier units could be adjusted analogously, it is particularly advantageous if the gains of the amplifier unit according to the invention are digitally programmable. Consequently, the two amplifier units in this case are so-called PGAs.

Die digitale Programmierbarkeit der beiden Verstärkereinheiten verbessert die Schnittstelle zum Basisbandbaustein, in welchem die digitalen Programmierwörter zur Einstellung der Verstärkungen in der Regel erzeugt werden, da nunmehr nur noch digitale Daten übertragen werden müssen und dies eine höhere Störsicherheit gewährleistet. Im Vergleich zu einer analogen Einstellung der Verstärkungen wird durch die digitale Einstellbarkeit der Verstärkungen ferner die Schnittstelle des Basisbandbausteins vereinfacht, da ein für eine analoge Verstärkungseinstellung notwendiger Digital/Analog-Wandler entfallen kann.The digital programmability of the two amplifier units improves the interface to the baseband module, in which the digital programming words for setting the gains are usually generated because now only digital data must be transmitted and this ensures a higher immunity to interference. Further, as compared to an analogue setting of the gains, the digital adjustability of the gains simplifies the interface of the baseband device since it eliminates the need for a digital to analogue converter necessary for analog gain adjustment.

Des Weiteren sind digital programmierbare Verstärkereinheiten hinsichtlich der Reproduzierbarkeit einer bestimmten Nieder- oder Hochfrequenzspannung bei einer bestimmten Verstärkungseinstellung durch ein digitales Programmierwort analog einstellbaren Verstärkereinheiten überlegen. Außerdem kann insbesondere die im Hochfrequenzabschnitt angeordnete zweite einstellbare Verstärkereinheit in CMOS-Technologie vergleichsweise rausch- und verzerrungsarm realisiert werden.Furthermore, digitally programmable amplifier units are superior in terms of reproducibility of a particular low or high frequency voltage at a given gain setting by a digital programming word analog amplifier units adjustable. In addition, in particular, the arranged in the high-frequency section second adjustable amplifier unit in CMOS technology can be realized comparatively low noise and distortion.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Funksenders umfasst dieser eine Steuereinheit, mittels welcher die Verstärkungen der Verstärkereinheiten eingestellt werden. Insbesondere geschieht dies durch ein digitales Programmierwort. Die Steuereinheit ist vorzugsweise in den Basisbandbaustein des erfindungsgemäßen Funksenders integriert.According to a preferred embodiment of the radio transmitter according to the invention, this comprises a control unit, by means of which the gains of the amplifier units are adjusted. In particular, this is done by a digital programming word. The control unit is preferably integrated in the baseband module of the radio transmitter according to the invention.

Der erfindungsgemäße Funksender sieht einen in dem Sendepfad angeordneten Polarmodulator vor. Dabei ist in den Amplitudenpfad des Polarmodulators die erste einstellbare Verstärkereinheit geschaltet.The radio transmitter according to the invention provides a polar modulator arranged in the transmission path. In this case, the first adjustable amplifier unit is connected in the amplitude path of the polar modulator.

Um die Basisbandsignale in ihre Polarkoordinaten aufzuspalten, ist ein Koordinatentransformator im Basisbandabschnitt des Sendepfads vorgesehen. Ein Ausgang des Koordinatentransformators speist den Amplitudenpfad des Polarmodulators, während ein weiterer Ausgang des Koordinatentransformators den Phasenpfad des Polarmodulators speist.In order to split the baseband signals into their polar coordinates, a coordinate transformer is provided in the baseband section of the transmission path. One output of the coordinate transformer feeds the amplitude path of the polar modulator, while another output of the coordinate transformer feeds the phase path of the polar modulator.

Vorzugsweise speisen den Amplitudenpfad digitale Signale. Diese digitalen Signale durchlaufen zunächst die erste einstellbare Verstärkereinheit. Anschließend werden sie von einem in den Amplitudenpfad geschalteten Digital/Analog-Wandler in analoge Signale umgewandelt. Hinter dem Digital/Analog-Wandler befindet sich in dem Amplitudenpfad vorteilhafterweise eine dritte einstellbare Verstärkereinheit, welche insbesondere digital programmierbar ist. Die beschriebene Verteilung der Verstärkereinheiten im Basisbandbereich auf zwei oder mehr Blöcke bringt Vorteile in Bezug auf den Dynamikbereich und die Komplexität des Sendepfads mit sich.The amplitude path preferably feeds digital signals. These digital signals first pass through the first adjustable amplifier unit. Subsequently, they are converted into analog signals by a digital / analog converter connected in the amplitude path. Behind the digital / analog converter is located in the amplitude path advantageously a third adjustable amplifier unit, which is in particular digitally programmable. The described distribution of the amplifier units in the baseband area to two or more blocks brings advantages with respect to the dynamic range and the complexity of the transmission path.

Der erfindungsgemäße Funksender beinhaltet vorteilhafterweise eine ”Power Ramping”-Funktionalität. Diese Funktionalität wird dadurch realisiert, dass ein digitaler Ramping-Generator einen im Amplitudenpfad angeordneten zweiten Mischer speist, sodass der zweite Mischer die Amplitudensignale mit den von dem digitalen Ramping-Generator erhaltenen Signalen mischen kann. Der digitale Ramping-Generator erzeugt derartige Signale, dass zu Beginn eines Sendebursts die Ausgangsleistung des erfindungsgemäßen Funksenders hochgefahren wird und am Ende eines Sendebursts die Ausgangsleistung des Funksenders heruntergefahren wird. Eine ”Power Ramping”-Funktionalität ist insbesondere beim Betrieb des erfindungsgemäßen Funksenders mit digital programmierbaren Verstärkereinheiten im Sendepfad notwendig.The radio transmitter according to the invention advantageously includes a "power ramping" functionality. This functionality is realized in that a digital ramping generator feeds a second mixer arranged in the amplitude path, so that the second mixer can mix the amplitude signals with the signals obtained from the digital ramping generator. The digital ramp generator generates such signals that at the beginning of a transmission burst, the output power of the radio transmitter according to the invention is started up and at the end of a transmission burst, the output power of the radio transmitter is shut down. A "power ramping" functionality is necessary in particular during operation of the radio transmitter according to the invention with digitally programmable amplifier units in the transmission path.

Der Amplitudenmodulator des Polarmodulators und die zweite einstellbare Verstärkereinheit müssen nicht notwendigerweise als separate Bauelemente realisiert werden. Diese beiden Bauelemente können vorteilhafterweise durch einen dritten Mischer mit einer digital programmierbaren Verstärkung ersetzt werden. Ferner kann in den dritten Mischer eine lineare Leistungsendstufe mit einbezogen werden.The amplitude modulator of the polar modulator and the second adjustable amplifier unit need not necessarily be realized as separate components. These two components can advantageously be replaced by a third mixer with a digitally programmable gain. Furthermore, a linear power output stage can be included in the third mixer.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Funksender bewirkt die zweite einstellbare Verstärkereinheit eine Grobquantisierung der Ausgangsleistung des erfindungsgemäßen Funksenders und die erste einstellbare Verstärkereinheit bewirkt eine Feinquantisierung der Ausgangsleistung des erfindungsgemäßen Funksenders. Aufgrund dieser Maßnahme ergibt sich ein stark eingeschränkter Verstärkungsbereich im Basisbandabschnitt. Dadurch werden die weiter oben angesprochenen Offsetspannungen noch leichter beherrschbar.According to the radio transmitter according to the invention, the second adjustable amplifier unit effects a coarse quantization of the output power of the radio transmitter according to the invention and the first adjustable amplifier unit causes a fine quantization of the output power of the radio transmitter according to the invention. Due to this measure results in a severely limited gain range in the baseband section. As a result, the above-mentioned offset voltages are even easier to control.

Um den Anforderung des Standards GSM EDGE zu genügen, weist der Sendepfad vorteilhafterweise eine lineare Übertragungscharakteristik auf. Des Weiteren kann im Hochfrequenzabschnitt des Sendepfads eine lineare Leistungsendstufe vorgesehen sein.In order to meet the requirement of the standard GSM EDGE, the transmission path advantageously has a linear transmission characteristic. Furthermore, a linear power output stage can be provided in the high-frequency section of the transmission path.

Die erste einstellbare Verstärkereinheit und/oder die zweite einstellbare Verstärkereinheit werden bevorzugt in CMOS-Technologie realisiert.The first adjustable amplifier unit and / or the second adjustable amplifier unit are preferably realized in CMOS technology.

Der erfindungsgemäße Funksender kann zur Signalübertragung gemäß dem GSM-Standard und insbesondere gemäß dem GSM EDGE-Standard ausgelegt sein.The radio transmitter according to the invention can be designed for signal transmission in accordance with the GSM standard and in particular according to the GSM EDGE standard.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the drawings. In these show:

1 ein Blockschaltbild eines Sendepfads 1 mit einem Polarmodulator in einem Mobilfunkgerät gemäß dem Stand der Technik; 1 a block diagram of a transmission path 1 with a polar modulator in a mobile device according to the prior art;

2 ein Blockschaltbild eines Sendepfads 10 mit einem Direktmodulator in einem Mobilfunkgerät gemäß dem Stand der Technik; 2 a block diagram of a transmission path 10 with a direct modulator in a mobile device according to the prior art;

3 ein Blockschaltbild eines Sendepfads 100 in einem Mobilfunkgerät; 3 a block diagram of a transmission path 100 in a mobile device;

4 ein Blockschaltbild eines Sendepfads 200 in einem Mobilfunkgerät; 4 a block diagram of a transmission path 200 in a mobile device;

5 ein Blockschaltbild eines Sendepfads 300 in einem Mobilfunkgerät; und 5 a block diagram of a transmission path 300 in a mobile device; and

6 ein Blockschaltbild eines Sendepfads 400 in einem Mobilfunkgerät als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Funksenders. 6 a block diagram of a transmission path 400 in a mobile device as an embodiment of the radio transmitter according to the invention.

In 1 ist das Blockschaltbild des Sendepfads 1 eines herkömmlichen Funksenders gezeigt. In dem Sendepfad 1 sind hintereinander ein Basisbandbaustein 2 und ein Transceiverbaustein 3 angeordnet. Der Transceiverbaustein 3 enthält vorliegend einen Polarmodulator.In 1 is the block diagram of the transmission path 1 a conventional radio transmitter shown. In the transmission path 1 are in succession a baseband module 2 and a transceiver module 3 arranged. The transceiver module 3 In this case contains a polar modulator.

Von dem Basisbandbaustein 2 werden I- und Q-Signale I(t) bzw. Q(t) erzeugt und an einen in dem Transceiverbaustein 3 angeordneten Koordinatentransformator 4 übergeben. Der Koordinatentransformator 4 erzeugt aus den Signalen I(t) und Q(t) die Polarkoordinaten A(t) und φ(t), wobei A(t) die Amplitude und φ(t) die Phase bezeichnen. Die Phase φ(t) speist eine Phasenregelschleife (Phase-Locked Loop; PLL) 5. Die Phasenregelschleife 5 transformiert die Phase φ(t) in den Hochfrequenzbereich. Demnach gibt die Phasenregelschleife 5 ausgangsseitig ein Signal φ(t) + ωt aus, wobei ω für die Kreisfrequenz der Hochfrequenzschwingung und t für die Zeit stehen. Auf dieses Ausgangssignal der Phasenregelschleife 5 wird mittels eines Mischers 6 die Amplitude A(t) aufgebracht. Hieraus ergibt sich das oben durch Gleichung (1) beschriebene Hochfrequenzsignal R(t).From the baseband module 2 I and Q signals I (t) and Q (t) are generated and sent to one in the transceiver module 3 arranged coordinate transformer 4 to hand over. The coordinate transformer 4 generates from the signals I (t) and Q (t) the polar coordinates A (t) and φ (t), where A (t) denotes the amplitude and φ (t) the phase. Phase φ (t) feeds a phase-locked loop (PLL) 5 , The phase locked loop 5 transforms the phase φ (t) in the high frequency range. Thus, the phase locked loop gives 5 On the output side, a signal φ (t) + ωt, where ω stand for the angular frequency of the high-frequency oscillation and t for the time. On this output signal of the phase locked loop 5 is done by means of a mixer 6 the amplitude A (t) applied. This results in the high-frequency signal R (t) described above by equation (1).

Nach der Polarmodulation wird das erhaltene Signal einem Verstärker (VGA) 7 zugeführt, dessen Verstärkung analog durch eine Steuerspannung eingestellt wird. Die Steuerspannung wird von dem Basisbandbaustein 2 erzeugt. Anschließend wird das derart verstärkte Hochfrequenzsignal von einer linearen Leistungsendstufe (Power Amplifier) 8 auf den gewünschten Pegel verstärkt und von einer Antenne 9 ausgestrahlt.After polar modulation, the received signal is amplified (VGA) 7 supplied, whose gain is set analogously by a control voltage. The control voltage is from the baseband module 2 generated. Subsequently, the thus amplified high frequency signal from a linear power amplifier (Power Amplifier) 8th amplified to the desired level and from an antenna 9 broadcast.

In 2 ist das Blockschaltbild des Sendepfads 10 eines weiteren Funksenders gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Der Sendepfad 10 umfasst genauso wie der in 1 gezeigte Sendepfad 1 einen Basisbandbaustein 11 und einen Transceiverbaustein 12. Der Transceiverbaustein 12 enthält einen Direktmodulator 13 anstelle des in 1 vorgesehenen Polarmodulators. Das zur Umsetzung der Basisbandsignale in das Hochfrequenzband benötigte Lokaloszillatorsignal wird von einem Lokaloszillator 14 bereitgestellt. Dem Transceiverbaustein 10 ist ein Verstärker (VGA) 15 nachgeschaltet, dessen Verstärkung analog durch eine von dem Basisbandbaustein 11 erzeugte Steuerspannung eingestellt wird. Genauso wie in 1 sind hinter den Verstärker 15 eine lineare Leistungsendstufe (Power Amplifier) 16 und eine Antenne 17 geschaltet.In 2 is the block diagram of the transmission path 10 a further radio transmitter according to the prior art shown. The transmission path 10 just like the one in 1 shown transmission path 1 a baseband module 11 and a transceiver module 12 , The transceiver module 12 contains a direct modulator 13 instead of in 1 provided polar modulator. The local oscillator signal needed to convert the baseband signals into the high frequency band is provided by a local oscillator 14 provided. The transceiver module 10 is an amplifier (VGA) 15 whose gain is analogous to that of the baseband module 11 generated control voltage is set. Like in 1 are behind the amplifier 15 a linear power amplifier 16 and an antenna 17 connected.

Der analog einstellbare Verstärker 15 ist im Stand der Technik in Bipolartechnologie realisiert. Die Probleme, welche eine Implementierung des Verstärkers 15 in CMOS-Technologie mit sich brächte, wurden oben bereits diskutiert. Ebenfalls wurden oben bereits die Probleme diskutiert, die mit einer Anordnung des Verstärkers 15 im Basisbandabschnitt des Sendepfads 10 verbunden wären.The analog adjustable amplifier 15 is realized in bipolar technology in the prior art. The problems which an implementation of the amplifier 15 in CMOS technology, have already been discussed above. Also discussed above are the problems with an amplifier arrangement 15 in the baseband section of the transmission path 10 would be connected.

In 3 ist ein Blockschaltbild eines Sendepfads 100 in einem Mobilfunkgerät dargestellt.In 3 is a block diagram of a transmit path 100 shown in a mobile device.

In dem Sendepfad 100 ist hinter einem Basisbandbaustein 101 ein programmierbarer Verstärker (PGA) 102 angeordnet, welcher sich ebenfalls im Basisbandabschnitt befindet. Dem programmierbaren Verstärker 102 ist ein Mischer 103 zum Mischen der Signale in den Hochfrequenzbereich nachgeschaltet. Im Hochfrequenzabschnitt befindet sich ein weiterer programmierbarer Verstärker (PGA) 104. Die von dem programmierbaren Verstärker 104 verstärkten Signale durchlaufen noch eine lineare Leistungsendstufe (Power Amplifier) 105, bevor sie von einer Antenne 106 ausgestrahlt werden.In the transmission path 100 is behind a baseband module 101 a programmable amplifier (PGA) 102 arranged, which is also located in the baseband section. The programmable amplifier 102 is a mixer 103 for mixing the signals in the high frequency range downstream. In the high frequency section is another programmable amplifier (PGA) 104 , The of the programmable amplifier 104 amplified signals still go through a linear power amplifier (Power Amplifier) 105 before coming from an antenna 106 be broadcast.

Die Verstärkungen der beiden programmierbaren Verstärker 102 und 104 werden mittels eines digitalen Programmierworts 107 eingestellt.The gains of the two programmable amplifiers 102 and 104 be using a digital programming word 107 set.

In 4 ist das Blockschaltbild eines Sendepfads 200 dargestellt, welcher im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Sendepfad 100 einen Polarmodulator aufweist.In 4 is the block diagram of a transmit path 200 represented, which in contrast to the in 3 shown transmission path 100 having a polar modulator.

Der Polarmodulator des Sendepfads 200 entspricht in weiten Teilen dem in 1 gezeigten herkömmlichen Polarmodulator. Von einem Basisbandbaustein 201 werden Signale in Polarkoordinaten ausgegeben, d. h. es werden Amplitudensignale A(t) und Phasesignale φ(t) ausgegeben. Die Phase φ(t) speist eine Phasenregelschleife 202. Die Phasenregelschleife 202 transformiert die Phase φ(t) in den Hochfrequenzbereich und erzeugt ein Signal φ(t) + ωt, wobei ω für die Kreisfrequenz der Hochfrequenzschwingung und t für die Zeit stehen. Im Unterschied zu herkömmlichen Polarmodulatoren wird die Amplitude A(t), bevor sie mittels eines als Amplitudenmodulator ausgebildeten Mischers 203 auf das Ausgangssignal der Phasenregelschleife 202 aufgebracht wird, von einem programmierbaren Verstärker (PGA) 204 verstärkt. In dem vorliegenden Beispiel wird folglich die basisbandseitige einstellbare Verstärkung der Signale im Amplitudenpfad des Polarmodulators durchgeführt.The polar modulator of the transmission path 200 corresponds in many parts to the in 1 shown conventional polar modulator. From a baseband module 201 Signals are output in polar coordinates, ie, amplitude signals A (t) and phase signals φ (t) are output. The phase φ (t) feeds a phase locked loop 202 , The phase locked loop 202 transforms the phase φ (t) in the high frequency range and generates a signal φ (t) + ωt, where ω stand for the angular frequency of the high frequency oscillation and t for the time. In contrast to conventional polar modulators, the amplitude A (t), before it by means of a designed as an amplitude modulator mixer 203 to the output signal of the phase locked loop 202 is applied by a programmable amplifier (PGA) 204 strengthened. In the present example, therefore, the baseband-side adjustable amplification of the signals in the amplitude path of the polar modulator is performed.

Die Ausgangssignale des Mischers 203 durchlaufen genauso wie in 3 einen weiteren programmierbaren Verstärker (PGA) 205 sowie eine lineare Leistungsendstufe (Power Amplifier) 206. Anschließend werden die derart erhaltenen Sendesignale von einer Antenne 207 ausgestrahlt.The output signals of the mixer 203 go through as well as in 3 another programmable amplifier (PGA) 205 as well as a linear Power Amplifier 206 , Subsequently, the transmission signals thus obtained from an antenna 207 broadcast.

Die Verstärkungen der beiden programmierbaren Verstärker 204 und 205 werden mittels eines digitalen Programmierworts 208 eingestellt.The gains of the two programmable amplifiers 204 and 205 be using a digital programming word 208 set.

In 5 ist eine Modifikation des in 4 gezeigten Sendepfads 200 dargestellt. Der Sendepfad 300 entspricht mit einem Basisbandbaustein 301, einer Phasenregelschleife 302 und einem im Amplitudenpfad des Polarmodulators angeordneten programmierbaren Verstärker (PGA) 303 insoweit dem Sendepfad 200. Beim Sendepfad 300 wurden jedoch der Mischer, der im Hochfrequenzabschnitt angeordnete programmierbare Verstärker (PGA) und die lineare Leistungsendstufe (Power Amplifier) durch einen einzigen Baustein 304 ersetzt, welcher sämtliche Funktionalitäten der drei genannten Bausteine aufweist. Folglich stellt der Baustein 304 einen Mischer mit digital programmierbarer Verstärkung sowie eine lineare Leistungsendstufe dar. Genauso wie in 4 werden die Verstärkungen des programmierbaren Verstärkers 303 und des Bausteins 304 mittels eines digitalen Programmierworts 306 eingestellt.In 5 is a modification of the in 4 shown transmission paths 200 shown. The transmission path 300 corresponds to a baseband module 301 , a phase locked loop 302 and a programmable amplifier (PGA) arranged in the amplitude path of the polar modulator 303 insofar the transmission path 200 , At the transmission path 300 However, the mixer, the high frequency section programmable amplifier (PGA) and the linear power amplifier (Power Amplifier) have been implemented by a single device 304 replaced, which has all the functionalities of the three blocks mentioned. Consequently, the building block 304 a mixer with digitally programmable gain and a linear power output stage. Just as in 4 become the gains of the programmable amplifier 303 and the building block 304 by means of a digital programming word 306 set.

In 6 ist als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Funksenders eine weitere Modifikation des in 4 gezeigten Sendepfads 200 dargestellt. In dem in 6 gezeigten Sendepfad 400 sind hintereinander ein Basisbandbaustein 401 und ein Transceiverbaustein 402 angeordnet.In 6 is an embodiment of the radio transmitter according to the invention a further modification of the in 4 shown transmission paths 200 shown. In the in 6 shown transmission path 400 are in succession a baseband module 401 and a transceiver module 402 arranged.

Von dem Basisbandbaustein 401 werden I- und Q-Signale I(t) bzw. Q(t) erzeugt und an einen den Eingang des Transceiverbausteins 402 bildenden Koordinatentransformator 403 weitergeleitet. Der Koordinatentransformator 403 erzeugt aus den Signalen I(t) und Q(t) als Polarkoordinaten die Amplitude A(t) und die Phase φ(t). Die Phase φ(t) speist eine Phasenregelschleife 404 zur Transformation in den Hochfrequenzbereich.From the baseband module 401 I and Q signals I (t) and Q (t) are generated and to one the input of the transceiver module 402 forming coordinate transformer 403 forwarded. The coordinate transformer 403 generates the amplitude A (t) and the phase φ (t) from the signals I (t) and Q (t) as polar coordinates. The phase φ (t) feeds a phase locked loop 404 for transformation into the high frequency range.

Die von dem Koordinatentransformator 403 ausgegebene Amplitude A(t) wird im Amplitudenpfad des Polarmodulators zunächst mittels eines Mischers 405 mit Signalen, die von einem digitalen Ramping-Generator 406 erzeugt wurden, gemischt. Aufgrund dieser Maßnahme kann zu Beginn eines Bursts die Ausgangsleistung des Mobilfunkgeräts von Null auf den Zielwert kontinuierlich hochgefahren werden und am Ende des Bursts wieder heruntergefahren werden.The from the coordinate transformer 403 output amplitude A (t) is in the amplitude path of the polar modulator first by means of a mixer 405 with signals coming from a digital ramping generator 406 were generated, mixed. Due to this measure, at the beginning of a burst, the output power of the mobile device can be ramped from zero to the target value continuously and shut down again at the end of the burst.

Dem Mischer 405 ist ein programmierbarer Verstärker (PGA) 407 nachgeschaltet, welcher sich noch in dem digitalen Teil des Amplitudenpfads befindet. Zur Umsetzung der digitalen Amplitudensignale in analoge Amplitudensignale dient ein Digital/Analog-Wandler 408, dem ein Filter 409 nachgeschaltet ist. Hinter dem Filter 409 befindet sich ein weiterer programmierbarer Verstärker (PGA) 410, welcher sich folglich im analogen Teil des Amplitudenpfads befindet.The mixer 405 is a programmable amplifier (PGA) 407 downstream, which is still in the digital part of the amplitude path. To convert the digital amplitude signals into analog amplitude signals is a digital / analog converter 408 which a filter 409 is downstream. Behind the filter 409 there is another programmable amplifier (PGA) 410 which is thus located in the analog part of the amplitude path.

Mittels eines als Amplitudenmodulator ausgebildeten Mischers 411 wird auf das Ausgangssignal der Phasenregelschleife 404 das von dem programmierbaren Verstärker 410 ausgegebene Amplitudensignal aufgebracht. Die dadurch erhaltenen Signale werden nacheinander einem programmierbaren Verstärker (PGA) 412 sowie einer linearen Leistungsendstufe (Power Amplifier) 413 zugeführt und anschließend von einer Antenne 414 ausgestrahlt.By means of a mixer designed as an amplitude modulator 411 is applied to the output signal of the phase locked loop 404 that of the programmable amplifier 410 applied amplitude signal applied. The resulting signals are successively a programmable amplifier (PGA) 412 as well as a linear Power Amplifier 413 fed and then from an antenna 414 broadcast.

Die Verstärkungseinstellungen der programmierbaren Verstärker 407, 410 und 412 erfolgen mittels eines digitalen Programmierworts 415.The gain settings of the programmable amplifiers 407 . 410 and 412 done by means of a digital programming word 415 ,

Im Folgenden werden die Funktionen der programmierbaren Verstärker 407, 410 und 412 erläutert.The following are the functions of programmable amplifiers 407 . 410 and 412 explained.

Der im Hochfrequenzabschnitt des Sendepfads 400 angeordnete programmierbare Verstärker 412 sorgt für die Grobquantisierung des Ausgangsleistungsbereichs von 42 dB in Schritten von jeweils 6 dB. Von den im Basisbandabschnitt befindlichen programmierbaren Verstärkern 407 und 410 stellt der im analogen Teil des Amplitudenpfads angeordnete programmierbare Verstärker 410 eine Feinquantisierung in Schritten von jeweils 1 dB bereit, während der im digitalen Teil des Amplitudenpfads angeordnete programmierbare Verstärker 407 für die Endauflösung von 1/8 dB zuständig ist.The in the high frequency section of the transmission path 400 arranged programmable amplifiers 412 provides for the coarse quantization of the output power range of 42 dB in 6 dB increments. Of the programmable amplifiers in the baseband section 407 and 410 represents the programmable amplifier arranged in the analog part of the amplitude path 410 a fine quantization in increments of 1 dB each while the programmable amplifier located in the digital part of the amplitude path 407 is responsible for the final resolution of 1/8 dB.

Die im Basisbandabschnitt befindlichen programmierbaren Verstärker 407 und 410 sind ferner zuständig für den Ausgleich der unvermeidlichen Verstärkungstoleranzen der Einzelschritte des im Hochfrequenzabschnitt angeordneten programmierbaren Verstärkers 412. So kann jeder Schritt des programmierbaren Verstärkers 412 beispielsweise um ±1 dB schwanken, was durch die beiden programmierbaren Verstärker 407 und 410 im Basisbandabschnitt kompensiert werden muss.The programmable amplifiers in the baseband section 407 and 410 are also responsible for balancing the unavoidable amplification tolerances of the individual steps of the programmable amplifier arranged in the high frequency section 412 , So every step of the programmable amplifier 412 for example, fluctuate by ± 1 dB, due to the two programmable amplifiers 407 and 410 must be compensated in the baseband section.

Da der programmierbare Verstärker 410 im Niederfrequenzbereich arbeitet, sind ohne größere Probleme geringe Toleranzen von weniger als ±0,5 dB möglich, welche letztlich die Gesamttoleranz der Ausgangsleistung des Mobilfunkgeräts festlegen. Eine derartige Genauigkeit ist insbesondere für hohe Ausgangsleistungen durch die 3GPP-Spezifikation und die Netzwerkbetreiber gefordert.Because the programmable amplifier 410 works in the low frequency range, small tolerances of less than ± 0.5 dB are possible without major problems, which ultimately determine the overall tolerance of the output power of the mobile device. Such accuracy is particularly required for high output powers by the 3GPP specification and network operators.

Durch die Verwendung eines stark eingeschränkten Verstärkungsbereichs im Basisbandabschnitt des Sendepfads 400 sind auch die oben erwähnten Offsetspannungen beherrschbar, welche durch einen Offsetspannungsabgleich so weit reduziert werden können, dass sie für die Übertragungsqualität unerheblich sind.By using a severely limited gain range in the baseband portion of the transmit path 400 are also the above-mentioned offset voltages manageable, which can be reduced so far by an offset voltage balance that they are irrelevant to the transmission quality.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels ergibt sich bei dem Abgleich der Ausgangsleistung, wie er während der Produktion des Mobilfunkgeräts durchgeführt werden muss. Aufgrund der Erfindung muss nämlich nur die Ausgangsleistung bei jedem Schritt des im Hochfrequenzabschnitt angeordneten programmierbaren Verstärkers 412 vermessen werden. Anschließend kann jede gewünschte Ausgangsleistung zumindest auf die Genauigkeit des programmierbaren Verstärkers 410, also z. B. auf ±0,5 dB, eingestellt werden. Ein solches Vorgehen verursacht gegenüber den sonst bei der Verwendung von programmierbaren Verstärkern notwendigen Sukzessiv-Approximations-Algorithmen einen geringeren Aufwand.Another advantage of the present embodiment results in the adjustment of the output power, as it must be performed during the production of the mobile device. Namely, due to the invention, only the output power needs to be at every step of the programmable amplifier arranged in the high frequency section 412 be measured. Subsequently, any desired output power may be at least related to the accuracy of the programmable amplifier 410 , ie z. B. to ± 0.5 dB. Such a procedure causes less effort than the successive approximation algorithms otherwise required when using programmable amplifiers.

Bei den vorstehend erläuterten und in den 3 bis 6 dargestellten Beispielen werden die digitalen Programmierwörter zur Einstellung der Verstärkungen der programmierbaren Verstärker von einer in den 3 bis 6 nicht dargestellten Steuereinheit erzeugt. Diese Steuereinheit kann sich beispielsweise in dem jeweiligen Basisbandbaustein befinden.In the above and in the 3 to 6 In the examples shown, the digital programming words are used to set the gains of the programmable amplifiers from one to the other 3 to 6 generated not shown control unit. This control unit can be located, for example, in the respective baseband module.

Ferner wurde bei der Beschreibung der 3 bis 6 stets von den Sendepfaden 100, 200, 300 und 400 gesprochen. Dies ist so zu verstehen, dass mit den Sendepfaden jeweils der zugehörige Funksender assoziiert wird. Dies ist insofern gerechtfertigt, als es bei der vorliegenden Erfindung in erster Linie auf die Bauelemente des Sendepfads des zugehörigen Funksenders ankommt.Furthermore, in the description of the 3 to 6 always from the transmission path 100 . 200 . 300 and 400 spoken. This is to be understood as meaning that the respective radio transmitter is associated with the transmission paths. This is justified insofar as it depends in the present invention primarily on the components of the transmission path of the associated radio transmitter.

Claims

Radio transmitter ( 400 ) for transmitting transmission signals, with - a transmission path ( 400 ) for processing signals to be transmitted to transmit signals, - one in the transmission path ( 400 ) arranged polar modulator, in the amplitude path of a digital / analog converter ( 408 ), one in the baseband section of the transmission path ( 400 ) arranged coordinate transformer ( 403 ) for the splitting of the coordinate transformer ( 403 ) in their polar coordinates (A (t), φ (t)), wherein an output of the coordinate transformer ( 403 ) feeds the amplitude path of the polar modulator and another output of the coordinate transformer ( 403 ) feeds the phase path of the polar modulator, one in the transmission path ( 400 ) arranged first mixer ( 411 ) for mixing the first mixer ( 411 ) feeding signals of the baseband section in the high frequency range, - a arranged in the amplitude path of the polar modulator second mixer ( 405 ) for mixing the second mixer ( 405 ) feeding signals from a digital ramping generator ( 406 ) generated signals, wherein the digital ramping generator ( 406 ) is designed such that it at the beginning of a transmission burst, the output power of the radio transmitter ( 400 ) and at the end of a send burst the output power of the radio transmitter ( 400 ), - a first digitally programmable amplifier unit ( 407 ) located in the amplitude path in front of the digital-to-analog converter ( 408 ), - a second digitally programmable amplifier unit ( 410 ), which are in the amplitude path after the digital / analog converter ( 408 ), and - a third digitally programmable amplifier unit ( 412 ) in the high frequency section of the transmission path ( 400 ), wherein the third amplifier unit ( 412 ) a coarse quantization of the Output power range of the radio transmitter ( 400 ) in increments of 6 dB each, the second amplifier unit ( 410 ) a fine quantization of the output power range in steps of 1 dB and the first amplifier unit ( 407 ) performs a final resolution of the output power range in steps of 1/8 dB each, - wherein the first amplifier unit ( 407 ), the second amplifier unit ( 410 ) and the third amplifier unit ( 412 ) by a common digital programming word ( 415 ), so that amplification tolerances of the individual steps of the third amplifier unit ( 412 ) through the first amplifier unit ( 407 ) and the second amplifier unit ( 410 ) are compensated.

Radio transmitter ( 400 ) according to claim 1, characterized by - a control unit for setting and in particular for programming the gains of the adjustable amplifier units ( 407 . 410 . 412 ).

Radio transmitter ( 400 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that - the transmission path ( 400 ) has a linear transmission characteristic, and / or - that a linear power output stage ( 413 ) in the high-frequency section of the transmission path ( 400 ) is arranged.

Radio transmitter ( 400 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that - the first and second adjustable amplifier units ( 407 . 410 ) and / or the third adjustable amplifier unit ( 412 ) are realized in CMOS technology.

Radio transmitter ( 400 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that - the radio transmitter ( 400 ) is designed for signal transmission according to the GSM standard.

Radio transmitter ( 400 ) according to claim 5, characterized in that - the radio transmitter ( 400 ) is designed according to the GSM EDGE standard.