DE102005001496B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Verstärkung eines amplituden- und phasenmodulierten elektrischen Signals - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verstärkung eines amplituden- und phasenmodulierten elektrischen Signals Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Verstärkung eines amplituden- und phasenmodulierten elektrischen Signals in einem Polar-Loop-Sender, bei dem die Phase und die Amplitude des elektrischen Signals (Umod) getrennt voneinander mittels eines Phasenregelkreises (1, 3) und eines Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) jeweils durch Vergleich mit einem Referenzwert eingestellt oder nachgeregelt werden, wobei der eingangsseitig mit dem elektrischen Signal (Umod) beaufschlagte Phasenregelkreis (1, 3) ein Eingangssignal einer Verstärkereinheit (5, 6) und der ebenfalls eingangsseitig mit dem elektrischen Signal (Umod) beaufschlagte Amplitudenregelkreis (2, 4, 7, 8) eine Steuerspannung (ULDO) der Verstärkereinheit (5, 6) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass der Crest-Faktor des Ausgangssignals der Verstärkereinheit (5, 6) bestimmt und mit einem Sollwert verglichen wird, und
– dass bei einer Abweichung des Crest-Faktors vom Sollwert die Verstärkung des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) in einem die Steuerspannung (ULDO) erzeugenden Vorwärtszweig (2, 4) oder in einem die Referenzwerte der Phase und der Amplitude erzeugenden Rückwärtszweig...

Description

  • Zur Erhöhung der über eine Mobilfunkverbindung zu übertragenen Datenrate kommen neuerdings Modulationsverfahren zur Anwendung, die sowohl die Amplitude als auch die Phasenlage des zu sendenden Signals beeinflussen. Beispiele hierfür sind Varianten des GSM-Standards (global standard for mobile communication), insbesondere EDGE (Enhanced data rate for GSM Evolution). Um Fehler bei der Übertragung eines sowohl amplituden- als auch phasenmodulierten Signals zu vermeiden, sollte die das Signal erzeugende Sendeeinheit und insbesondere deren Leistungsverstärker ein möglichst lineares Verhalten aufweisen. Hochlineare, den Anforderungen genügende Leistungsverstärker sind zwar prinzipiell verfügbar, allerdings komplexer aufgebaut und demzufolge teurer in der Herstellung.
  • Die Linearität eines in modernen Mobilfunksystemen eingesetzten Senders lässt sich durch Anwendung des so genannten Polar-Loop-Konzeptes verbessern. In einem auf diesem Konzept basierenden Polar-Loop-Sender wird die Amplitude getrennt von der Phase mittels zweier Regelkreise (Amplitudenregelkreis/AM-Schleife und Phasenregelkreis/PM-Schleife) dem Trägersignal aufmoduliert (siehe beispielsweise WO 03/005564 oder WO 02/47249 ). Durch die Aufspaltung des amplituden- und phasenmodulierten Signals in eine ausschließlich amplitudenmodulierte und eine ausschließlich phasenmodulierte Komponente erhöht sich die Bandbreite der beiden Einzelsignale. Die Bandbreite der Regelkreise sollte daher möglichst groß gewählt werden, um die linearen Verzerrungen der beiden Einzelsignale infolge der Tiefpasswirkung des jeweiligen Regelkreises zu minimieren. Eine große Bandbreite der AM-Schleife verringert zwar lineare Verzerrungen, erhöht aber gleichzeitig das Rauschen im Empfangsband (RX-Band) einer EDGE-Sende- und Empfangseinheit.
  • Andererseits ändert sich die Bandbreite des AM-Regelkreises bei einer Fehlanpassung des Leistungsverstärkers, während die Bandbreite der PM-Schleife trotz Fehlanpassung üblicherweise konstant bleibt. Zusätzlich sinkt die Sättigungsleistung des Leistungsverstärkers ab. Dies kann dazu führen, dass der Verstärker in den nichtlinearen Bereich der Kennlinie ausgesteuert wird und Intermodulationsprodukte auftreten. Die damit einhergehenden Verzerrungen des Ausgangssignals können dazu führen, dass die Systemanforderungen hinsichtlich spektraler Reinheit des Signals nicht mehr erfüllt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere die durch eine Fehlanpassung des Leistungsverstärkers eines Polar-Loop-Senders erzeugten Störeffekte weitgehend zu unterdrücken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 2 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung.
  • Mit Hilfe der Erfindung lassen sich die Anforderungen hinsichtlich des notwendigen Back-off's des Leistungsverstärkers eines Polar-Loop-Senders erheblich reduzieren. Damit einher geht die Verbesserung des Wirkungsgrades des Leistungsverstärkers, was die maximale Betriebszeit des mit einem solchen Sender ausgestatteten Mobiltelefons entsprechend verlängert. Aufgrund der geringeren Verlustleistung des Leistungsverstärkers steigt dessen Temperatur während des Betriebes zudem deutlich weniger an. Darüber hinaus gewährleistet die adaptive Anpassung der Bandbreite des AM-Regelkreises ein optimales Rauschverhalten (als Folge der geringen Bandbreite des AM-Regelkreises) und bei Fehlanpassung ein möglichst lineares Verhalten der gesamten Sendeeinrichtung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: den Crest-Faktor, die lineare Ausgangsleistung und die Ausgangsleistung der Verstärkereinheit eines Polar-loop-Senders in Abhängigkeit von der Eingangsleistung;
  • 2: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Polar-Loop Senders;
  • Wie eingangs bereits erwähnt, sinkt die Sättigungsleistung der Verstärkereinheit eines Polar-Loop-Senders infolge einer Fehlanpassung ab. Dadurch reduziert sich der Back-Off, was zu nichtlinearen Verzerrungen führt, wenn die Einhüllende in den nichtlinearen Bereich der Verstärkerkennlinie ausgesteuert wird. Da der Zustand der Fehlanpassung in bekannten Sendern nicht detektiert wird und zudem die Änderung der Kennlinie als Folge einer Fehlanpassung unbekannt ist, wird vorgeschlagen, eine Fehlanpassung bzw. die dadurch bewirkte Kompression der Verstärkerkennlinie durch Auswertung des als Crest-Faktor bezeichnete „Peak-to-Average"-Verhältnisses des demodulierten HF-Ausgangssignals nachzuweisen und die damit einher gehenden Störeffekte zu kompensieren.
  • Mathematisch gesehen ist das Ausgangssignal y(t) der Verstärkereinheit eine nichtlineare Abbildung des der Verstärkereinheit zugeführten Eingangssignals x(t). Durch die nichtlineare Transformation werden die statistischen Eigenschaften des Eingangssignals x(t) und damit auch der Crest-Faktor CF verändert. Die Übertragungsfunktion der Verstärkereinheit sei durch folgende, einfache Polynomdarstellung beschrieben, wobei die Größen a bzw. c Konstanten und s(t) die komplexe Einhüllende bezeichnen: y(t) = ax(t) – cx3 (t)mit x(t) = Re{s(t)ejωt}, (Re{}: = Operator für Realteil);
  • Die komplexe Einhüllende s(t) hängt hierbei gemäß der Beziehung s2(t) = I2(t) + Q2(t)von den beiden Basisbandsignalen I(t) und Q(t) ab. Der Crest-Faktor CFx des Eingangssignals x(t) ist definiert als
    Figure 00040001
    mit σ2x (t) = E(x2(t)) (E{}:= Operator des Erwartungswerts).
  • Berechnet man den Crest-Faktor CFy des Ausgangsignals y(t) infolge der nichtlinearen Transformation, so erhält man:
    Figure 00040002
    mit
  • Figure 00040003
  • Unter den genannten Voraussetzungen (Näherungsweise Darstellung der Übertragungsfunktion der Verstärkereinheit durch ein einfaches Polynom und nicht, wie erforderlich, durch eine Volterra-Reihe!) hängt der Crest-Faktor nur vom Verhältnis c/a ab, welches wiederum ein Maß für den 1dB-Kompressionspunkt der Verstärkerkennlinie ist. In 1 sind der Crest-Faktor CFy und die Ausgangsleistung der Verstärkereinheit in Abhängigkeit von der Eingangsleistung für die Parameterwerte a = 3, c = 0,3 und CFx = 3,5 dB dargestellt.
  • Wie man anhand der 1 ohne weiteres erkennt, ist die in dBm gemessene Abweichung der Ausgangsleistung von einer linearen Referenzausgangsleistung umso größer, je kleiner der in 4 dB gemessene Crest-Faktor CFy wird. Ist ein Grenzwert SW, z. B. SW = 1.8 dB, vorgegeben, soll der Wert des Crest-Faktors CFy dann nicht kleiner als dem Wert des vorgegebenen Grenzwerts SW sein. Der Wert des Crest-Faktors CFy kann somit als Maß für die Kompression der Verstärkerkennlinie dienen, wobei dessen Abweichung von einem den Zustand „Kennlinie nicht komprimiert" repräsentierenden Vergleichswert von der absoluten Ausgangsleistung unabhängig ist. Der Crest-Faktor CFy wird vielmehr durch die „Krümmung" der Kennlinie bei der momentanen mittleren Ausgangsleistung der Verstärkereinheit bestimmt.
  • Die 2 zeigt den Aufbau eines Polar-Loop Senders gemäß der Erfindung. In diesem Sender wird das zu verstärkende, sowohl amplituden- als auch phasenmodulierte Eingangssignal Umod in einen amplitudenmodulierten Anteil und in einen phasenmodulierten Anteil aufgespalten und diese Signalanteile in getrennten Regelkreisen weiterverarbeitet. Mathematisch betrachtet entspricht der amplitudenmodulierte Anteil hierbei dem Betrag der komplexen Einhüllenden (siehe oben), der phasenmodulierte Anteil hingegen der Phase der komplexen Einhüllenden. Für beide Signalanteile existieren getrennte Regelkreise, wobei der Amplitudenregelkreis (AM-Schleife) aus einem Amplitudenkomparator 2, einem Zwischenverstärker 4 und einem Batteriespannungsmodulator (LDO 6) besteht und der Phasenregelkreis (PM-Schleife) einen Phasenkomparator 1 und einen das Eingangssignal x(t) des Leistungsverstärkers 5 erzeugenden, spannungsgesteuerten Oszillator 3 umfasst. Eingangsseitig sind der Phasenkomparator 1 und der Amplitudenkomparator 2 jeweils sowohl mit dem Eingangssignal Umod als Referenz/Sollwert als auch mit dem mittels eines Kopplers abgegriffenen, gegebenenfalls auf eine Zwischen- oder Basisbandfrequenz heruntergemischten (Mischer 8) und anschließend verstärkten (Zwischenverstärker-Variable Gain Amplifier 7) Ausgangssignal Uout des Leistungsverstärkers 5 als Vergleichswert beaufschlagt. Das Ausgangsignal des Phasenkomparators 1 regelt den phasenmodulierten Anteil des Ausgang signals Uout mittels des spannungsgesteuerten Oszillators 3 auf den durch das Eingangssignal Umod vorgegeben Sollwert nach.
  • In dem dargestellten Polar-loop Sender erfolgt die Erzeugung der Amplitudenmodulation durch Variation der Versorgungsspannung UD des Leistungsverstärkers 5. Der Amplitudenkomparator 2 beeinflusst über den steuerbaren Batteriespannungsmodulator 6 (Steuerspannung ULDO) die Versorgungsspannung UD = f(ULDO, UBatt) des Leistungsverstärkers 5 und damit die Hüllkurve des der Antenne 11 zugeführten Ausgangssignals Uout derart, dass die Amplitude der Hüllkurve des Ausgangssignals Uout ein fehlerfreies Abbild der Amplitude des an einem der beiden Eingänge des Amplitudenkomparators 2 anliegenden Eingangsignals Umod ist. Dabei wird UD mit Hilfe des Spannungsmodulators 6 aus einer Batteriespannung UBatt erzeugt.
  • Der Linearbereich des Leistungsverstärkers 5 ist durch einen linearen Zusammenhang zwischen Ausgangssignal Uout und der Steuerspannung ULDO gekennzeichnet. Dieser lineare Zusammenhang ist gegeben, solange die Steuerspannung UD hinreichend weit von der Batteriespannung UBatt entfernt ist. Nähert sich die Steuerspannung UD der Batteriespannung UBatt, so wird die Transferkennlinie (Uout in Abhängigkeit von ULDO) des Leistungsverstärkers 5 aufgrund von Sättigungseffekten im LDO 6 komprimiert. Dadurch sinkt die Steilheit der Transferkennlinie. Dies führt in dem AM-Schleife zu einer Reduktion der Regelbandbreite. Die Reduktion der Bandbreite führt neben dem verschlechterten Führungsverhalten der Regelung zu weiteren Effekten, die typisch für einen Polar-Loop Sender sind und das Spektrum des modulierten Sendesignals signifikant beeinflussen.
  • Durch die Aufspaltung des sowohl phasen- als auch amplitudenmodulierten Eingangsignals Umod in einen amplitudemodulierten und einen phasenmodulierten Anteil erhöht sich die Bandbreite der einzelnen Signalanteile. Die Bandbreite der Regelkreise (AM-Schleife und PM-Schleife) muss daher so gewählt werden, dass die linearen Verzerrungen der beiden Teilsignale infolge der Tiefpasswirkung des jeweiligen Regelkreises minimal sind. Wird beispielsweise das Amplitudenspektrum auf Grund einer zu geringen Bandbreite des AM-Regelkreises zu stark gefiltert führt dies zu einem verbreiterten Spektrum des Ausgangsignals Uout. Wird nun das Phasen- oder das Amplitudenspektrum linear verzerrt (d. h. Unterdrückung der höherfrequenten Anteile des Amplitudenspektrums), so verschlechtert sich im Gesamtspektrum die Auslöschung der höherfrequenten Signalanteile, wodurch das Gesamtspektrum breiter wird. Daraus lässt sich die Forderung ableiten, die Bandbreite der Regelkreise möglichst groß zu wählen. Dies führt, wie oben bereits erläutert, allerdings zu einem erhöhten Rauschpegel im Empfangsband (RX-Band)
  • Die Bandbreite der Regelkreise soll, unabhängig von der gewünschten Ausgangsleistung und den sonstigen Umgebungsbedingungen möglichst konstant bleiben. Mit dem Zwischenverstärker 4 (Variable Gain Amplifier) im Vorwärtszweig kann die Open-Loop Gain (Schleifenverstärkung) des Senders geändert werden. Dieser Zwischenverstärker 4 hat bei hinreichend großer Gesamtverstärkung der AM-Schleife keinen Einfluss auf die Ausgangsleistung. Der zweite Zwischenverstärker 7 (Variable Gain Amplifier) im Rückführungszweig geht ebenfalls in die Gesamtverstärkung mit ein, beeinflusst aber direkt die Ausgangsleistung Uout. Je größer die Verstärkung der Rückführung (Mischer 8, Verstärker 7), desto kleiner die mittlere Ausgangsleistung.
  • Wie oben bereits erläutert wird die Transferkennlinie komprimiert, wenn das Ausgangssignal ULDO des Zwischenverstärkers 4 sich der Batteriespannung UBatt nähert. Tritt dies ein, sinkt die Steilheit der Transferkennlinie und damit auch die Open-Loop Verstärkung, was wiederum eine Reduktion der Bandbreite des AM-Regelkreises bedeutet. Da die GSM-Systemanforderungen die Sättigungsleistung eines EDGE-Senders und damit auch des Leistungsverstärkers 5 festlegen, wird letzterer mit genügender „Back-Off" betrieben. Dieser Back-Off Betrieb garantiert ein ausreichend lineares Verhalten der Verstärkers bis zur möglichen Maximalleistung.
  • Trotz des zuvor erwähnten Back-off Betriebes können aber bei einer Fehlanpassung des Senderverstärkers ungewünschte Effekte auftreten. Eine Fehlanpassung kann durch Impedanzänderungen, beispielsweise durch eine Änderung des Abstandes zwischen der Antenne des Mobiltelefons und dem Kopf des Benutzers, hervorgerufen werden. Eine solche Fehlanpassung bewirkt, dass sich die Steilheit der Transferkennlinie im linearen Bereich und damit auch die Bandbreite des AM-Regelkreises ändern. Zusätzlich sinkt die Sättigungsleistung des Senderverstärkers ab. Durch das Absinken der Sättigungsleistung reduzieren sich der Back-Off und damit der Abstand zum nichtlinearen Bereich der Transferkennlinie. Wird die Transferkennlinie infolge der AM-Modulation in den nicht-linearen Bereich ausgesteuert, treten Intermodulationsprodukte auf. Diese Intermodulationsprodukte werden von der AM-Schleife ausgeregelt, sofern die Bandbreite der AM-Regelung hinreichend groß ist. Da letzteres aber nicht immer vorausgesetzt werden kann, wird vorgeschlagen, den Crest-Faktors CFy des Verstärkerausgangssignals Uout bzw. y(t) als Maß für die Kompression des Verstärkereingangsignals x(t) heranzuziehen und die Bandbreite des Polar-Loop-Senders, entsprechend der Abweichung des gemessenen Crest-Faktors CFy von einem Vergleichswert, anzupassen.
  • Der Crest-Faktors CFy kann beispielsweise durch inkohärente Demodulation des Verstärkerausgangssignals Uout bzw. y(t) mit Hilfe der in der WO 03/096548 A2 beschriebenen Vorrichtung gemessen werden. Wie in 2 dargestellt, besteht diese Vorrichtung aus einem mit dem Ausgangssignal des Kopplers beaufschlagten, die Momentanleistung bzw. die Durchschnittsleistung (RMS-Leistung) messenden Hüllkurvendemodulator (HDK) 14, einem Pegelumsetzer (LS) 13, einem Analog-Digitalwandler (ADC) 12 sowie einer der Berechnung des Crest-Faktors CFy dienenden digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 9.
  • Unterschreitet der gemessene Crest-Faktor CFy einen eine zu große Kompression festlegenden Schwellenwert, so wird die Verstärkung im Vorwärtszweig der AM-Regelschleife erhöht. Der erforderliche Vergleich des Crest-Faktors CFy mit dem Schwellenwert wird in dem der Signalverarbeitungseinrichtung 9 nachgeordneten Mittel 10 ausgeführt, dessen erster Ausgang mit dem Steuereingang des Zwischenverstärkers 4 und dessen zweiter Ausgang mit dem Steuereingang des Zwischenverstärkers 7 verbunden ist. Durch die Erhöhung der Vorwärtsverstärkung ändert sich lediglich die Bandbreite der AM-Regelschleife, nicht hingegen die Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers 5. Wird die Erhöhung der Verstärkung (und damit der Bandbreite) entsprechend der Abweichung des gemessenen Crest-Faktors CFy vom Schwellenwert gewählt, so kann die AM-Regelschleife nichtlineare Verzerrungen der Verstärkereinheit 5 ausregeln.
  • Bei einer zu starken Kompression der Kennlinie muss man auch die Bandbreite der AM-Regelschleife sehr stark vergrößern, um auch die Intermodulationsprodukte höherer Ordnung mit zu erfassen. Dies kann allerdings die Stabilität des Systems beeinträchtigen. Um solche Stabilitätsprobleme zu vermeiden, wird, wie bereits vorgeschlagen, zunächst die Bandbreite der AM-Regelschleife durch Ansteuerung des Zwischenverstärkers 4 erhöht. Reicht die max. Erhöhung AM-Bandbreite bzw. der Vorwärtsverstärkung nicht aus, um den dann gemessenen Crest-Faktor CFy unter dem Schwellenwert zu halten, empfiehlt es sich, die Verstärkung im Rückwärtszweig des Senders durch Ansteuerung des Zwischenverstärkers 7 zu erhöhen, so dass der Back-off, bei unveränderter Ausgangsleistung, zunimmt und nichtlineare Verzerrungen reduziert werden. Gleichzeitig muss natürlich die Verstärkung im Vorwärtszweig entsprechend angepasst werden, damit die Bandbreite der AM-Regelschleife nicht weiter zunimmt.
  • Da die Erhöhung der Bandbreite aus Stabilitätsgründen nicht unkritisch ist, wird weiterhin alternativ/zusätzlich vorgeschlagen, die Charakteristik der AM-Regelschleife durch Anderungen in einem Schleifenfilter zu beeinflussen. Ein derartiger Schleifenfilter kann in den Phasenkomparator 1 integriert oder eingebaut werden. So kann beispielsweise die Charakteristik durch Zu- oder Ausschalten einzelner Filterelemente verändert werden. Die Auswahl des Schleifenfilters hängt dabei vom Crest-Faktor ab. Hierdurch lässt sich bei hohen Bandbreiten (und hoher Vorwärtsverstärkung) beispielsweise die Phasenreserve erhöhen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Verstärkung eines amplituden- und phasenmodulierten elektrischen Signals in einem Polar-Loop-Sender, bei dem die Phase und die Amplitude des elektrischen Signals (Umod) getrennt voneinander mittels eines Phasenregelkreises (1, 3) und eines Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) jeweils durch Vergleich mit einem Referenzwert eingestellt oder nachgeregelt werden, wobei der eingangsseitig mit dem elektrischen Signal (Umod) beaufschlagte Phasenregelkreis (1, 3) ein Eingangssignal einer Verstärkereinheit (5, 6) und der ebenfalls eingangsseitig mit dem elektrischen Signal (Umod) beaufschlagte Amplitudenregelkreis (2, 4, 7, 8) eine Steuerspannung (ULDO) der Verstärkereinheit (5, 6) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, – dass der Crest-Faktor des Ausgangssignals der Verstärkereinheit (5, 6) bestimmt und mit einem Sollwert verglichen wird, und – dass bei einer Abweichung des Crest-Faktors vom Sollwert die Verstärkung des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) in einem die Steuerspannung (ULDO) erzeugenden Vorwärtszweig (2, 4) oder in einem die Referenzwerte der Phase und der Amplitude erzeugenden Rückwärtszweig (7, 8) geändert wird.
  2. Verfahren zur Verstärkung eines amplituden- und phasenmodulierten elektrischen Signals in einem Polar-Loop-Sender, bei dem die Phase und die Amplitude des elektrischen Signals (Umod) getrennt voneinander mittels eines Phasenregelkreises (1, 3) und eines Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) jeweils durch Vergleich mit einem Referenzwert eingestellt oder nachgeregelt werden, wobei der eingangsseitig mit dem elektrischen Signal (Umod) beaufschlagte Phasenregelkreis (1, 3) ein Eingangssignal einer Verstärkereinheit (5, 6) und der ebenfalls eingangsseitig mit dem elektrischen Signal (Umod) beaufschlagte Amplitudenregelkreis (2, 4, 7, 8) eine Steuerspannung (ULDO) der Verstärkereinheit (5, 6) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Crest-Faktor des Ausgangssignals der Verstärkereinheit (5, 6) bestimmt und mit einem Sollwert verglichen wird, – die Bandbreite des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) durch Änderung der Verstärkung eines ersten Verstärkers (4) in einem das Steuersignal (ULDO) erzeugenden Vorwärtszweig (2, 4) des Amplitudenregelkreises geändert wird und – die Verstärkung des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) durch Ansteuerung eines zweiten Verstärkers (7) in einem die Referenzwerte der Phase und der Amplitude erzeugenden Rückwärtszweig (7, 8) des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) geändert wird.
  3. Vorrichtung zur Verstärkung eines amplituden- und phasenmodulierten elektrischen Signals, mit einem ausgangsseitig mit einer Verstärkereinheit (5, 6) verbundenen Phasenregelkreis (1, 3) und einem ausgangsseitig mit einem Steuereingang der Verstärkereinheit (5, 6) verbundenen Amplitudenregelkreis (2, 4, 7, 8), wobei erste Eingänge des Phasenregelkreises (1, 3) und des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) jeweils mit dem elektrischen Signal (Umod) und zweite Eingänge des Phasenregelkreises (1, 3) und des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) jeweils mit einem ausgekoppelten Ausgangssignal (Uout) der Verstärkereinheit (5, 6) beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung erste Mittel (9) zur Ausrechnung des Crest-Faktors aus dem Ausgangssignal der Verstärkereinheit (5, 6) und zweite Mittel (10) zum Vergleich des Crest-Faktors mit einem Sollwert und zur Änderung der Bandbreite oder der Verstärkung des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) in Abhängigkeit von der Abweichung des Crest-Faktors vom Sollwert aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Verstärker (7), der eingangseitig mittelbar oder unmittelbar mit einer der Verstärkereinheit (5, 6) nachgeschalteten Kopplereinheit und ausgangsseitig jeweils mit den zweiten Eingängen des Phasenregelkreises (1, 3) und des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) verbunden ist, wobei an einem Steuereingang des zweiten Verstärkers (7) ein zweites Ausgangssignal der zweiten Mittel (10) zur Änderung der Verstärkung des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) anliegt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen ersten Verstärker (4), der eingangseitig mit einem Amplitudenkomparator (2) des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) und ausgangsseitig mit der Verstärkereinheit (5, 6) verbunden ist, wobei an einem Steuereingang des ersten Verstärkers (4) ein erstes Ausgangssignal der zweiten Mittel (10) zur Änderung der Verstärkung des Amplitudenregelkreises (2, 4, 7, 8) anliegt.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008084850A1 (ja) * 2007-01-12 2008-07-17 Panasonic Corporation ポーラ変調送信装置及び送信パワー制御方法
CN105119631B (zh) * 2015-07-17 2018-01-05 西安空间无线电技术研究所 一种基于频谱检测的扩频接收机多址干扰抑制方法
US10985951B2 (en) 2019-03-15 2021-04-20 The Research Foundation for the State University Integrating Volterra series model and deep neural networks to equalize nonlinear power amplifiers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002047249A2 (en) * 2000-12-09 2002-06-13 Roke Manor Research Limited A polar loop amplifier arrangement
WO2003005564A2 (de) * 2001-07-03 2003-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur regelung der verstärkung eines hochfrequenten signals
WO2003096548A2 (de) * 2002-05-14 2003-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum erzeugen eines sendesignals

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6043707A (en) * 1999-01-07 2000-03-28 Motorola, Inc. Method and apparatus for operating a radio-frequency power amplifier as a variable-class linear amplifier
US6166598A (en) * 1999-07-22 2000-12-26 Motorola, Inc. Power amplifying circuit with supply adjust to control adjacent and alternate channel power
GB2370435A (en) * 2000-12-22 2002-06-26 Nokia Mobile Phones Ltd A polar loop transmitter for a mobile phone
US7301397B2 (en) * 2002-12-18 2007-11-27 Powerwave Technologies, Inc. Enhanced efficiency feed forward power amplifier with delay mismatched error cancellation loop
DE10260291A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-01 Siemens Ag Elektronische Schaltung zur Informantionsübertragung
DE10320177B3 (de) * 2003-05-06 2004-06-17 Siemens Ag HF-Schaltungsanordnung zur Modulation eines HF-Trägersignals

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002047249A2 (en) * 2000-12-09 2002-06-13 Roke Manor Research Limited A polar loop amplifier arrangement
WO2003005564A2 (de) * 2001-07-03 2003-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur regelung der verstärkung eines hochfrequenten signals
WO2003096548A2 (de) * 2002-05-14 2003-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum erzeugen eines sendesignals

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