DE102006001650B4

DE102006001650B4 - Signalverarbeitungseinrichtung, Verwendung der Signalverarbeitungseinrichtung und Verfahren zur Signalverarbeitung

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Publication number: DE102006001650B4
Application number: DE102006001650A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Tracht; Timo Gossmann; Günter Dr. Märzinger
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: US7243037B2; DE102006001650A1; US20060195284A1

Abstract

Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere für einen Sender, umfassend:
– einen Signaleingang mit einem ersten Anschluss (100) und mit einem zweiten Anschluss (101) zur Zuführung eines Signals mit einer ersten Komponente (Ia, I') und einer zweiten Komponente (Qa, Q');
– eine Modulationseinheit (15) mit zwei Anschlüssen (153, 54) und zwei Abgriffen (151, 152), die Modulationseinheit (15) ausgeführt zur Wandlung der an ihren Anschlüssen anliegenden Signalkomponenten in eine einen Amplitudenanteil darstellende dritte Komponente (r) und eine einen Phasenanteil darstellende vierte Komponente (ϕ);
gekennzeichnet durch
– eine Korrektureinrichtung (992) mit einem Stelleingang (999, 999a) zur Zuführung eines Sollsignals (S1, S2), mit einem Signaleingang zur Zuführung einer der ersten, zweiten, dritten oder vierten Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) und mit einem Stellausgang (993), die Korrektureinrichtung (992) ausgeführt zur Abgabe eines von einem Vergleich des Sollsignals mit der am Signaleingang zugeführten Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) abhängigen Stellsignals;...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere für einen Sender nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung der Signalverarbeitungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Signalverarbeitung.
Derartige Signalverarbeitungseinrichtungen sind aus der US 5,598,436 , der US 2004/0208157 A1 oder auch aus der US 2003/0058960 A1 bekannt. Sie zeigen Signalverarbeitungseinrichtungen mit einem Transmitter, der eine digitale Vorverzerrung des auszusendenden Signals durchführt.
Moderne Kommunikationsgeräte enthalten in ihren Sendern häufig eine Basisbandeinheit und eine daran angeschlossene Hochfrequenzeinheit. Die Basisbandeinheit dient zur Aufbereitung der zu übermittelnden Daten. Dazu gehört unter anderem eine Modulation der Daten in Phase und Amplitude auf ein so genanntes Basisbandsignal. Die für die Modulation verwendete Modulationsart ist dabei von dem gewählten mobilen Kommunikationsstandard abhängig. Beispiele für derartige Kommunikationsstandards sind WCDMA/UMTS, GSM, EDGE, Bluetooth, 802.11 und HyperLan.
Das so erzeugte Basisbandsignal enthält dabei eine reelle Komponente I sowie eine Quadraturkomponente Q und wird demnach auch als I/Q-Signal bezeichnet. Die Summe der beiden Komponenten enthält das modulierte Signal. In einem letzten Schritt wird das digitale Basisbandsignal von der Basisbandeinheit über Digital-Analog-Wandler in ein analoges Basisbandsignal gewandelt und am Ausgang der Basisbandeinheit abgegeben. Unter dem Begriff analoges Signal oder analoge Komponente wird im Folgenden ein wert- und zeitkontinuierliches Signal oder Komponente verstanden. Ein digitales Signal beziehungsweise eine digitale Komponente entspricht einem wert- und zeitdiskreten Signal oder Komponente.
Eine an dem Ausgang der Basisbandeinheit angeschlossene Hochfrequenzeinheit summiert die beiden Komponenten I und Q des Basisbandsignals und moduliert sie auf ein Trägersignal mit der gewünschten Ausgangsfrequenz. Das Signal wird in der Hochfrequenzeinheit geeignet verstärkt und dann über eine Antenne abgegeben.
In der Praxis werden die Basisbandeinheit sowie die Hochfrequenzeinheit als integrierte Schaltungen in zwei unterschiedlichen Halbleiterkörpern implementiert und in einem weiteren Schritt miteinander gekoppelt. Dies hat den Vorteil, Basisbandeinheit und Hochfrequenzeinheit getrennt entwickeln zu können, um so unterschiedliche Bedingungen in der Fertigung, Erfordernisse und Betriebsparameter zu berücksichtigen. Zusätzlich können unterschiedliche Fertigungstechniken und auf die Hochfrequenz- und Basisbandsignalverarbeitung optimierte Schaltungstechniken zum Einsatz kommen.
Analoge Schaltkreise, insbesondere an den Schnittstellen zwischen der Basisbandeinheit und der Hochfrequenzeinheit können zu Verzerrungen und Störungen im erzeugten Basisbandsignal führen. Derartige Störungen und Verzerrungen werden als IQ-Signalfehler (”ISE” für ”IQ Signal Error”) bezeichnet. Sie haben einen direkten Einfluss auf die Ausgangsgenauigkeit des Gesamtsystems. Es ist daher notwendig, bereits in der Entwicklung der Schaltungen einen möglichen Signalfehler zu berücksichtigen. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Überdimensionierung einzelner Bauelemente, um die durch die Störungen hervorgerufenen Signalschwankungen zu kompensieren. Eine Vergrößerung erhöht jedoch den Platz- und Stromverbrauch einer Schaltung. Wenn darüber hinaus Basisbandeinheit und Hochfrequenzeinheit unterschiedliche Design-Vorgaben besitzen, könnten die in der Schnittstelle verursachten Ungenauigkeiten des IQ-Signals so stark werden, dass die gewünschten Leistungsparameter des Gesamtsystems nicht mehr eingehalten werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Signalverarbeitungsschaltung insbesondere für einen Sender vorzusehen, die sicherer arbeitet. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für eine Signalverarbeitung vorzusehen, mit der Störungen und Ungenauigkeiten in einem Sendesignal korrigiert werden. Ebenso soll eine Verwendung einer derartigen Signalverarbeitungsschaltung angegeben werden.
Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der nebengeordneten unabhängigen Patentansprüche 1, 14 und 15 gelöst.
Nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst die Signalverarbeitungseinrichtung einen ersten Anschluss sowie einen zweiten Anschluss, die zur Zuführung eines Signals mit einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente ausgeführt sind. Eine Modulationseinheit ist zur Wandlung der Komponenten in einen Amplitudenanteil sowie einen Phasenanteil ausgeführt. Dabei bildet der Amplitudenanteil eine dritte Komponente und der Phasenanteil eine vierte Komponente. Weiterhin ist wenigstens eine Korrektureinrichtung vorgesehen, die einen Stelleingang zur Zuführung eines Sollwertes umfasst. Ein Signaleingang der Korrektureinrichtung ist zur Zuführung einer der ersten, zweiten, dritten oder vierten Komponente ausgebildet. Die Korrektureinrichtung vergleicht den Sollwert mit der am Signaleingang zugeführten einen Komponente und erzeugt daraus abhängig ein Stellsignal. Weiterhin ist ein Multiplizierer vorgesehen, der zur Amplitudenänderung der einen der Komponenten in Abhängigkeit des von der Korrektureinrichtung er zeugten Stellsignals ausgeführt ist. Der Multiplizierer ist dabei an einen der Anschlüsse der Modulationseinheit angeschlossen.
Mit der Signalverarbeitungseinrichtung wird ein Offset und auch ein statischer Fehler einer der Komponenten korrigiert. Dieser Fehler kann im Amplitudenanteil, aber auch im Phasenanteil der Komponente enthalten sein. Die Korrektur erfolgt in geeigneter Weise durch Vergleich der jeweiligen Komponente mit einem Sollwert, woraus ein entsprechender Korrekturwert erzeugt wird. Der Korrekturwert führt in dem Multiplizierer zu einer Änderung des Amplituden- bzw. Phasenanteils der entsprechenden Komponente.
In einem Aspekt der Erfindung werden dem Signaleingang die erste und die zweite Komponente als analoge Komponenten zugeführt. An den ersten und an den zweiten Anschluss sind weiterhin jeweils ein Analog-Digital-Konverter zur Wandlung der eingangsseitig anliegenden analogen Signale in eine erste beziehungsweise in eine zweite digitale Komponente angeschlossen. Die Ausgänge des ersten und zweiten Analog-Digital-Konverters sind beispielsweise mit der Modulationseinheit verbunden. Die Modulationseinheit kann dabei zur Wandlung der ersten und zweiten digitalen Komponente in eine dritte und eine vierte digitale Komponente ausgeführt sein. Der Korrektureinrichtung können der Sollwert sowie die am Signaleingang zugeführte eine Komponente ebenfalls in digitaler Form zugeführt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Multiplizierer zwischen den Ausgang des ersten und/oder zweiten Analog-Digital-Konverters und dem jeweiligen Eingangsanschluss der Modulationseinheit geschaltet. Der Multiplizierer ist zu ei ner Veränderung eines Amplitudenanteils bzw. eines Phasenanteils der ersten und/oder zweiten digitalen Komponente ausgeführt. In vorteilhafter Weise können so individuelle Fehler, beispielsweise ein Amplituden-Offset sowie ein Amplituden- und Phasenversatz zwischen den beiden Komponenten I und Q ermittelt und korrigiert werden.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Multiplizierer eingangsseitig mit dem Abgriff der Modulationseinheit für die den Amplitudenanteil bildende dritte digitale Komponente gekoppelt. Ein Signaleingang der Korrektureinrichtung ist mit dem Eingang des Multiplizierers verbunden. In dieser Ausführung sind die Korrektureinrichtung und der Multiplizierer somit zu einer Veränderung des Amplitudenanteils der dritten Komponente ausgeführt. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, dass eine bereits existierende Amplitudeninformation des Gesamtsignals in Form der dritten Komponente verwendet werden kann und somit eine Berechnung der Amplitudeninformation innerhalb der Korrektureinrichtung aus der das komplexe digitale Basisbandsignal bildenden ersten und zweiten Komponente entfällt. Dadurch wird der Aufwand einer Fehlerbestimmung und einer anschließenden Korrektur minimiert. Der Platz- und der Stromverbrauch können somit gesenkt werden.
Beide Ausführungsformen ermöglichen die Korrektur eines statischen Amplituden- oder Phasenfehlers, der aufgrund von Bauteilschwankungen innerhalb der analogen Schaltkreiselemente der Basisbandeinheit und der Hochfrequenzeinheit und insbesondere aufgrund von eingekoppelten Störungen an der Schnittstelle zwischen der Basisbandeinheit und der Hochfrequenzeinheit auftritt.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Multiplizierer zu einer Multiplikation einer Amplitude eines eingangsseitig anliegenden digitalen Signals mit einem Faktor ausgeführt, der von dem Stellsignal abgeleitet ist. Damit multipliziert der Multiplizierer den digitalen Wert mit einem Faktor, der sich aus dem Stellsignal der Korrektureinrichtung und damit aus einem Amplitudenfehler bezüglich eines idealen Signals ableitet.
In einer anderen Ausführungsform ist die Korrektureinrichtung zur Division des Sollwertes durch einen aus der ihr zugeführten digitalen Komponente abgeleiteten Faktor ausgeführt. Damit ermittelt die Steuerschaltung eine Abweichung eines Amplituden- bzw. Phasenanteils der einen digitalen Komponente von dem Sollwert. Bevorzugt bildet der aus der Division abgeleitete Faktor einen Stellwert, mit dem der Multiplizierer das eingangsseitig anliegende digitale Signal multipliziert.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss zu der Signalverarbeitungseinrichtung und dem ersten und zweiten Analog-Digital-Konverter jeweils eine Filtereinrichtung geschaltet. Diese dient zur Unterdrückung ungewünschter hochfrequenter analoger Signalanteile, die von den Analog-Digital-Konvertern nicht fehlerfrei gewandelt werden. In einer anderen Ausführungsform ist den Ausgängen der ersten und zweiten Analog-Digital-Konverter jeweils ein digitales Filter mit einer Tiefpass-Charakteristik nachgeschaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese digitalen Filter als Interpolationsfilter ausgeführt. Sie dienen dazu, die Ausgangssignale der Analog-Digital-Konverter, welche mit geringen Abtastraten arbeiten, zu interpolieren, um so Signale zu erzeugen, die für eine Verarbeitung mit höheren Abtastraten geeignet sind.
In einer Ausführung sind die Abgriffe für die dritte und die vierte digitale Komponente mit einem Phasenmodulator gekoppelt. Bevorzugt ist dabei die Signalverarbeitungseinrichtung als eine integrierte Schaltung in einem Halbleiterkörper ausgeführt.
Die Signalverarbeitungsschaltung eignet sich besonders in einer Hochfrequenzeinheit eines Senders für zeitschlitzbasierte Signalübertragung. Ein Vergleich eines Testsignals mit dem Idealwert, sowie die Berechnung des Korrekturwertes können somit während eines Zeitraums erfolgen, an dem keine Signalübertragung durch den Sender vorgesehen ist.
Zur Korrektur eines statischen Fehleranteils innerhalb der beiden analogen Komponenten werden somit die analoge reelle Komponente und die analoge Quadraturkomponente in digitale Komponenten umgewandelt. Weiterhin wird ein Sollwert bereitgestellt und dieser mit wenigstens einer der digitalen Komponenten verglichen. Aus diesem Vergleich wird ein Stellwert erzeugt. Anschließend wird die mit dem Sollwert verglichene digitale Komponente mit dem Stellwert verändert, und so der Fehleranteil bezüglich des Sollwertes korrigiert. Der Vorgang des Vergleichens mit dem Sollwert kann dabei vor der Wandlung der ersten und der zweiten digitalen Komponente in einen Amplitudenanteil und einen Phasenanteil erfolgen.
Dadurch werden die digitale reelle Komponente und die digitale Quadraturkomponente mit ihrem jeweiligen Idealwert verglichen und ein Amplituden- oder Phasenfehler kompensiert. Ein derartiger Vergleich vor der Wandlung in den Amplituden- und den Phasenanteil ermöglicht eine individuelle Korrektur der jeweiligen digitalen Komponente, um so auch einen Amplituden versatz zwischen den beiden digitalen Komponenten zu kompensieren. In einer anderen Ausführungsform wird der Sollwert mit der den Amplitudenanteil darstellenden dritten digitalen Komponente verglichen und daraus das Stellwert erzeugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird aus der dem Sollwert zu vergleichenden Komponente ein Durchschnittswert ermittelt. Der Sollwert wird dann durch den Durchschnittswert dividiert.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail erläutert. So zeigen:
1A ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
1B ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 einen Ausschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
4 einen Ausschnitt des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
5 ein Ausführungsbeispiel der Korrektureinrichtung,
6 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
7 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungseinrichtung. Über Signaleingänge 100, 101 wird der Schaltung ein Signal zugeführt, das aus einer ersten reellen Komponente Ia sowie einer zweiten Quadraturkomponente Qa gebildet ist.
Zu übertragenden Daten sind innerhalb der beiden Komponenten Ia und Qa gemäß einer Modulationsart als Folge von sogenannten Symbolen kodiert. Beispiele für Modulationsarten sind FSK (frequency shift keying), PSK (phase shift keying), QPSK (quadratur phase shift keying), QAM (quadratur amplitude modulation), OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), FSS (frequency spread spectrum) sowie Kombinationen hieraus unter spezielle Ausführungen dieser Modulationen wie MSK (minimum shift keying), GMSK (gauss minimum shift keying) oder DQPSK (differentiell quadratur phase shift keying).
Es kann nötig sein, die Signalkomponenten in der Signalverarbeitungseinrichtung einer korrigierenden Bearbeitung zu unterziehen. Beispielsweise könnte eine Vorverzerrung des zugeführten Signals für später im Sendepfad auftretende Verzerrungen durchgeführt werden. Ferner können die Signalkomponenten auch bei der Zuführung bereits mit Fehlern belastet sein, worauf später noch genauer eingegangen wird.
Dafür sind in der Schaltung Korrektureinheiten 992 und 992b und Multiplizierer 163 und 163b vorgesehen. In dem Beispiel wird die erste Komponente Ia sowohl dem Multiplizierer 163 als auch der Korrektureinheit 992 zugeführt. In der Korrek tureinheit 992 wird in Abhängigkeit eines Vergleichs der zugeführten Komponente mit einem Sollwert am Eingang 999 der Korrektureinheit 992 ein Stellsignal erzeugt und am Stellausgang 993 abgegeben. Das Stellsignal wird dem Multiplizierer 163 zugeführt und dort mit der ersten Komponente Ia multipliziert. In gleicher Weise ist auch der zweite Signalpfad für die Quadraturkomponente Qa aufgebaut.
Der Ausgang des Multiplizierers 163 ist mit einem Anschluss 153 einer Modulationseinheit 15 zum Zuführen der korrigierten ersten Komponente verbunden. An einem zweiten Anschluss 154 wird der Modulationseinheit 15 die zweite korrigierte Komponente aus dem Multiplizierer 163b zugeführt. Die korrigierten Komponenten werden dort in eine einen Amplitudenanteil darstellende Komponente r und in eine einen Phasenanteil darstellende Komponente ϕ gewandelt und diese zur weiteren Verarbeitung an den Abgriffen 151, 152 abgegeben.
1B zeigt eine zweite Ausführungsform der Signalverarbeitungseinrichtung 1 gemäß der Erfindung, die in einem Halbleiterkörper implementiert ist. Wirkungs- bzw. funktionsgleiche Bauelemente tragen die gleichen Bezugszeichen. Die Schaltung ist für eine Gegentaktsignalverarbeitung ausgebildet. Auf seiner Oberfläche umfasst der Halbleiterkörper mehrere Anschlusskontakte 100, 101, die zur Zuführung der analogen Basisbandsignale ausgeführt sind. Die analogen Basisbandsignale werden von einer Basisbandeinheit 2 bereitgestellt. Diese ist in einem zweiten Halbleiterkörper als eine integrierte Schaltung ausgebildet.
In der dargestellten Ausführungsform enthält die Basisbandeinheit 2 Digital-Analog-Wandler 21, 22, welche das 2- Komponenten umfassende digitale Basisbandsignal in ein analoges Basisbandsignal wandeln. Beide Komponenten werden über zwei Tiefpassfilter 23 und 24 gefiltert und an den Ausgängen 200, 201 bereitgestellt.
Das analoge Basisbandsignal umfasst eine erste reelle Komponente Ia sowie eine zweite Quadraturkomponente Qa und wird auch als I/Q-Signal bezeichnet.
In der Praxis erzeugt jede analoge Signalverarbeitung, also beispielsweise der Wandlungsprozess in analoge Komponenten Ia, Qa in der Basisbandsignaleinheit 2, aber auch die Verbindung zwischen der Basisbandsignaleinheit 2 und der Hochfrequenzeinheit 1 Unterschiede aufgrund lithographischer Prozesse und Bauteilstreuungen. Diese Unterschiede führen zu einem Amplitudenversatz zwischen den beiden Komponenten Ia, Qa, einem Phasenversatz sowie einem Gleichspannungs-Offset auf einem der Komponenten. Die Unterschiede, welche die weitere Verarbeitung stören können, werden auch als Impairment bezeichnet.
Die Impairments erzeugen zusätzliche Signalanteile in den Komponenten und damit im Ausgangssignal, die im schlimmsten Fall zu Datenübertragungsfehlern führen. Darüber hinaus werden die spektralen Eigenschaften des Ausgangssignals verändert. Dies führt in herkömmlichen Hochfrequenzeinheiten zu einem höheren Stromverbrauch und zu zusätzlich benötigten Maßnahmen für eine Unterdrückung der ungewünschten Signalanteile.
In der erfindungsgemäßen Hochfrequenzeinheit ist dafür eine Korrektureinheit vorgesehen. Dazu sind die Anschlüsse 100 und 101 auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers mit den Eingän gen eines Pegelumsetzers 11 verbunden. Dieser dient zum Abgleich der Eingangspegel der Komponenten Ia und Qa für eine spätere Signalverarbeitung.
Die Ausgänge des Pegelumsetzers 11 sind mit den Eingängen zweiter Tiefpassfilter 12 und 12a verbunden. Im vorliegenden Ausführungsfall sind diese als Butterworth-Filter dritter Ordnung mit einer Tiefpasscharakteristik und einer Grenzfrequenz von 500 kHz ausgebildet. Die hierbei verwendeten Tiefpassfilter 12 und 12a sind auf den jeweiligen Kommunikationsstandard abgestimmt, für den die Hochfrequenzeinrichtung vorgesehen ist. Die Bandbreite der analogen Komponenten Ia und Qa wird dabei berücksichtigt.
Die Ausgänge der Tiefpassfilter 12 und 12a sind mit Analog-Digital-Konverter 13 und 13a verbunden. Der Analog-Digital-Konverter 13 wandelt die erste analoge Komponente Ia in eine digitale Komponente I'. Der zweite Analog-Digital-Konverter 13a erzeugt eine zweite digitale Komponente Q' aus der analogen Komponente Qa. Ausgangsseitig sind die beiden Analog-Digital-Konverter 13 und 13a mit den Eingängen zweier Tiefpassfilter 14 und 14a verbunden. Die Tiefpassfilter unterdrücken die bei der Digitalisierung durch die beiden Analog-Digital-Konverter 13 und 13a entstandenen höherfrequenten Anteile der Komponenten I' und Q'.
Die Ausgänge der Interpolationsfilter 14 und 14a sind an die Kompensationseinrichtungen 16 und 16a angeschlossen. Die Kompensationseinrichtung 16 umfasst einen Stelleingang 166, die Kompensationseinrichtung 16a den Stelleingang 166a. An diesen ist jeweils ein Sollsignal zuführbar, welches den Idealwert einer Amplitude der digitalen Komponente I' und Q' darstellt.
Die beiden Korrektureinrichtungen 16 und 16a vergleichen den Amplitudenanteil des eingangsseitig anliegenden digitalen Signals mit dem Sollwert und erzeugen daraus einen Stellwert. Mit Hilfe dieses Stellwerts wird der Amplitudenanteil der entsprechenden digitalen Komponente I' bzw. Q' verändert. Der Sollwert entspricht dabei dem idealen Amplitudenanteil ohne die durch die analogen Schaltkreise hervorgerufenen Verzerrung und die Störungen an der Schnittstelle zwischen Basisbandeinheit 2 und Hochfrequenzeinheit. Beispielsweise wird der Idealwert von der Basisbandeinheit erzeugt. Er kann aber auch in einem Speicher vorgegeben sein. Durch das erzeugte Stellsignal wird der Amplitudenanteil der digitalen Komponente I', Q' so verändert, dass der in der digitalen Komponente noch vorhandene Offset bzw. Amplitudenversatz korrigiert wird.
Die Ausgänge der Korrektureinrichtungen 16 und 16a sind an zwei Interpolationsfilter 14b und 14c angeschlossen. Die Ausgänge dieser beiden Filter sind mit den Eingangsanschlüssen 153, 154 einer Modulationseinheit 15 verbunden. Die Filter dienen dazu, dass von den Analog-Digital-Konverter kommende digitale Signal mit einer ersten Rate auf eine zweite höhere Abtastrate umzusetzen. Die ist zweckmäßig, da die Korrektureinrichtung und die vorgeschalteten Tiefpassfilter mit möglichst geringer Abtastfrequenz arbeiten, um Strom zu sparen. Andererseits benötigt die Modulationseinheit 15 höhere Abtastraten. Die Filter 14b und 14c interpolieren daher das korrigierte Signal und erzeugen zusätzliche Zwischenwerte. Beispielsweise wird die Abtastrate durch die Interpolationsfilter um den Faktor 16 erhöht.
Die Modulationseinheit 15 erzeugt aus den jeweiligen nunmehr vorliegenden korrigierten digitalen Komponenten I'' und Q'' einen Gesamtamplitudenanteil r sowie einen Phasenanteil ϕ. Der Amplitudenanteil r wird am Ausgang 152 der Modulationseinheit 15 als digitale dritte Komponente abgegeben. Der Phasenanteil 0 am Ausgang 151 der Modulationseinheit 15 stellt die vierte digitale Komponente dar. Die dritte und vierte digitale Komponente r, ϕ lassen sich nun in weiteren Schaltkreisen, beispielsweise in einem angeschlossenen Phasenmodulator, weiter verarbeiten und auf die Trägerfrequenz modulieren. Der Phasenanteil ϕ am Ausgang 151 moduliert dabei die Phase des Trägersignals. Der Amplitudenanteil r am Ausgang 152 dient zur Einstellung der Amplitude des phasenmodulierten Ausgangssignals.
In dieser Ausgestaltung erfolgt demnach eine Korrektur eines durch die analogen Schaltkreiselemente der Basisbandeinheit 2 und der Hochfrequenzeinheit 1 hervorgerufenen Offsets bzw. einer Verzerrung durch die Korrektureinrichtungen 16 und 16a für die jeweiligen digitalen Komponenten I' und Q'. Dadurch lässt sich ein individueller Fehler auf einem der beiden Komponenten korrigieren, der beispielsweise durch Bauteilschwankungen in den analogen Schaltkreiselementen hervorgerufen wird, korrigieren beziehungsweise kompensieren. Ebenfalls wird ein Amplituden- und Phasenversatz zwischen den beiden digitalen Komponenten I' und Q' ermittelt und korrigiert.
2 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochfrequenzschaltung. Gleiche Bezugszeichen bedeuten auch hier wirkungs- bzw. funktionsgleiche Bauelemente. In dieser Ausführungsform sind die Ausgänge der beiden Interpolationsfilter 14 und 14a direkt mit den Anschlüssen 153 und 154 der Modulationseinheit 15 verbunden. Die Modulationseinheit erzeugt auch hier aus dem jeweiligen Phasenanteil und Amplitudenanteil der digitalen Komponenten I' und Q' einen Gesamtphasenanteil ϕ, der am Ausgangsabgriff 151 der Modulationseinheit 15 bereitgestellt wird. Der Ausgang 152 der Modulationseinheit 15 ist nun an die Kompensations- und Korrektureinheit 99 angeschlossen. Sie enthält einen Stelleingang 999a, dem das Sollsignal zuführbar ist.
Das Sollsignal stellt einen Wert des gesamten Amplitudenanteils r ohne Berücksichtigung eines durch Bauteilstreuungen und die Schnittstelle verursachten Offset bzw. Versatzes zwischen den einzelnen Komponenten dar. Die mit dem Sollsignal veränderte dritte Komponente R' wird am Ausgang 152a abgegeben. Auch hier ist das Sollsignal der Idealwert des Gesamtamplitudenanteils von der Basisbandeinheit bereitgestellt. Durch eine Bereitstellung des Sollsignals durch die Basisbandeinheit lassen sich auch zu übertragende Daten als Testdaten für den Vergleich mit den Idealwerten heranziehen, da die Basisbandeinheit Kenntnis über Idealwert der zu übertragenden Daten besitzt.
4 zeigt eine nähere Ausgestaltungsform der Signalverarbeitungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2. Die erfindungsgemäße Signalverarbeitung 1 ist hier für die Eintaktsignalverarbeitung ausgeführt. Damit umfassen die Eingänge 100 und 101 jeweils einen Anschluss auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers. Die Eingänge 100 und 101 sind mit einem Tiefpassfilter 12, 12a verbunden, deren Ausgänge an die Analog-Digital-Konverter 13 bzw. 13a angeschlossen sind. Die digitalen Komponenten I' und Q', die durch die Analog-Digital-Wandlung der analogen Komponenten I und Q gewonnen werden, werden durch die digitalen Filter 14 und 14a unterdrückt und an die Eingänge der Modulationsschaltung 15 geführt. Der Ausgang 151 für die vierte Komponente unter den Phasenanteil ϕ ist an einen Stelleingang eines Phasenregel kreises 90 angeschlossen. Der Phasenregelkreis 90 ist als Zweipunktmodulator ausgeführt und umfasst einen Signalausgang 901, an dem das phasenmodulierte Trägersignal abgreifbar ist. Ein Referenzsignal für die Trägersignalerzeugung wird dabei der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungseinrichtung an dem Eingang 902 dem Phasenregelkreis 90 zugeführt.
Der Ausgang 152 für die dritte Komponente mit dem digitalen Amplitudenanteil r ist an eine Verzögerungsschaltung 991 angeschlossen. Die Verzögerungsschaltung 991 verzögert den Amplitudenanteil r um einen einstellbaren Zeitraum. Der Zeitraum ist so bemessen, dass Amplituden- und Phasenanteil immer synchron zueinander sind und hier kein oder nur ein geringer zeitlicher Versatz zwischen den beiden Anteilen auftritt. Zusätzlich dient er dazu, der Steuereinrichtung 992 ausreichend Zeit für die Ermittlung und die Erzeugung des notwendigen Stellsignals zu geben.
Dazu ist die Steuereinrichtung 992 eingangsseitig mit dem Ausgang 152 der Modulationseinheit 15 verbunden. Sie umfasst einen Sollwerteingang 994 zur Zuführung des Sollwertsignals. Die Steuereinrichtung 992 vergleicht den idealen Sollwert mit dem Durchschnittswert des Amplitudenanteils r und erzeugt daraus einen Faktor, der in Form eines Stellsignals am Ausgang 993 abgegeben wird. Der Ausgang 993 ist mit einem entsprechenden Stelleingang eines Multiplizierers 993 verbunden. Dieser multipliziert den durch das Stellsignal gegebenen Faktor mit dem verzögerten Amplitudenanteil R und kompensiert so einen eventuell in den analogen Komponenten I und Q vorhandenen Offset. Der Multiplikator 93 enthält außerdem Stelleingänge für die Zuführung von Leistungskontrollsignalen PGC mit denen der Pegel des Amplitudenanteils und damit der Pegel des Gesamtsignals zur Bestimmung der Ausgangsleistung festgelegt wird.
Dieser Eingang dient auch zur Zuführung von Signalen für eine ”Power Ramping” Funktion. Eine ”Power Ramping” Funktion erlaubt, bei zeitschlitzbasierten Übertragungsverfahren den Einschaltvorgang bzw. Ausschaltvorgang des zu übertragenden Signals zu steuern. Vor der eigentlichen Nutzdatenübertragung wird das Trägersignal auf einen gewünschten Ausgangpegel verstärkt. Eine ”Power Ramping” Funktion wird von paketorientierten bzw. zeitschlitzbasierten Kommunikationsstandards verwendet. Beispiele hierfür sind unter anderem GSM und EDGE, WCDMA/TDD, 802.11, HyperLan und Bluetooth und andere nach TDMA-Verfahren (Time-Divisional Multiplex Access) arbeitende Mobilfunksysteme.
Der Ausgang der Multiplikationsschaltung 93 ist mit einem Mischer 91 verbunden. Dieser setzt den nunmehr geänderten und mit dem Faktor sowie Leistungskontrollsignal beaufschlagten Amplitudenanteil r' auf das phasenmodulierte Signal um und gibt dieses am Ausgang 92 der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsschaltung aus.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsschaltung für eine Eintaktsignalverarbeitung, die zur Kompensation eines Offsets und eines Versatzes zwischen den digitalen Komponenten I' und Q' noch vor der Modulation in Phase- und Amplitudenanteil ausgeführt ist. Dazu sind die Eingänge für die analogen Komponenten I und Q mit einem Pegelumsetzer 11 verbunden. Die in der 3 dargestellte Ausführungsform zeigt aus Übersichtsgründen nur den Signalpfad für die analoge bzw. digitale Komponente Ia, I'.
In gleicher Weise ist auch der zweite Signalpfad für die Quadraturkomponente Q, Q' aufgebaut.
Der Ausgang des Pegelumsetzers 11 ist über einen Filter 12 mit dem Eingang des Analog-Digital-Konverters 13 verbunden. In einem dem Ausgang des Analog-Digital-Konverters 13 nachgeschalteten Schaltungsblock 131 wird das nicht vorzeichenbehaftete digitale Signal der Komponente I' in ein vorzeichenbehaftetes digitales Signal I' gewandelt. Bevorzugt erfolgt dies durch eine geeignete Transformation. Die nunmehr vorzeichenbehaftete digitale Komponente I' wird in einem Filter 14 gefiltert. Der Ausgang des Filters 14 ist einerseits mit der Multiplikationsschaltung 163 verbunden und andererseits mit einer Schaltung 161. Diese dient zur Ermittlung und zur Durchschnittsbildung der eingangsseitig anliegenden digitalen Komponente I'. Der Durchschnittswert der digitalen Komponente I' wird einer weiteren Schaltung 162 zugeführt, welche den am Eingang 999 anliegenden Sollwert durch den Durchschnittswert teilt.
Das Ergebnis dieser Division bildet einen Faktor, mit dem digitale Komponente I' multipliziert wird, um so den idealen Wert zu erhalten. Am Ausgang 993 wird dieser Faktor abgegeben und an dem Eingang der Multiplikationsschaltung 163 zugeführt. Ausgangsseitig ist die Multiplikationsschaltung 163 mit einem weiteren Filter 14b verbunden. Der Ausgang des Filters 14b ist mit dem Eingangsanschluss der Modulationsschaltung 15 gekoppelt.
5 zeigt eine genauere Ausführungsform der Korrektureinrichtung 992 mit den beiden Hauptelementen 161 und 162, wie sie in den Ausführungen gemäß 1, 2, 3 und 4 vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltungsform ist die Korrektureinrich tung 992 zur Verarbeitung von Sollwertsignalen verschiedener Kommunikationsstandard ausgeführt. Je nach Kommunikationsstandard gibt es ein Optimum für eine Korrektur des Offsets bzw. des Amplitudenversatzes zwischen den analogen Komponenten. Die Schaltung 162 enthält daher die Elemente 970, 971 und 980, die eine Multiplexeinheit umfassen, und abhängig von einem am Steuereingang 981 zugeführten Stellsignal CS einen der beiden Sollwerte S1 bzw. S2 auf den Ausgang 982 legen. Das Stellsignal CS gibt dabei den verwendeten Mobilfunkstandard und damit die verwendete Modulationsart und den verwendeten Modulationstyp an.
Im Einzelnen wird das 16 Bit lange digitale Sollsignal S1 bzw. S2 auf eine Länge von 24 Bit erweitert. Dies wird durchgeführt, indem 8 Bits an die 16 Bit umfassende Sollwert durch die Schaltelemente 970 und 971 als LSB-Bits angehängt werden. Somit enthalten die ersten 16 Bits des von den Einheiten 970 und 971 abgegebenen Wortes den entsprechenden Sollwert S1 bzw. S2, die übrigen 8 Bits den Wert 0. Die Multiplexeinheit 980 gibt an ihrem Ausgang 982 abhängig von dem Stellsignal am Stelleingang 981 einen der beiden nun erweiterten Sollwerte ab. Dieser wird dem Element 941 zur Division als Divisor zugeführt.
Der am Eingang Div anliegende Dividend wird aus dem Durchschnittswert des Amplitudenanteils der jeweiligen Komponente bestimmt. Dazu wird der Amplitudenanteil am Eingang 164 in den Elementen 950, 951 und 960 verarbeitet. Im Einzelnen entfernt das Element 950 das Vorzeichen aus dem digitalen Wert und führt das nunmehr vorzeichenlose 24 Bit umfassende Datenwort dem Durchschnittsbildner 951 zu. Dieser erzeugt aus beispielsweise 128 Einzelwerten einen Durchschnittswert, welcher in der Einheit 960 nochmals aufbereitet und als Divisor dem Element 941 zugeführt wird.
Die Schaltung 94' führt von einem Startsignal Start1 eine Division des Sollwertes am Eingang durch den Durchschnittswert der Amplitudenkomponente am Eingang Div durch. Ausgangsseitig ist das Element 941 mit einer Korrekturschaltung 942 verbunden, die das Signal aufbereitet und als Multiplikationsfaktor am Ausgang 993 bereitstellt. Zusätzlich dient die Einheit 942 als Speicher, der den Multiplikationsfaktor bis zur nächsten Durchführung einer Bestimmung eines neuen Multiplikationswertes speichert. Dadurch kann auch auf dynamische Veränderungen in den analogen Schaltkreiselementen der Basisbandeinheit und der Hochfrequenzeinheit beispielsweise durch Temperaturschwankungen reagiert werden.
Die hier dargestellten Ausführungsformen der Signalverarbeitungsschaltung eignen sich besonders bevorzugt für zeitschlitzbasierte bzw. paketorientierte Datenübertragungsverfahren. Derartige Verfahren werden beispielsweise im Mobil funkstandard Bluetooth, GSM, EDGE, WCDMA/TDD, 802.11 und HyperLan verwendet. Beispielsweise wird ein Korrekturfaktor vor einem datenübertragenden Zeitschlitz ermittelt, indem eine Testsequenz aus bekannten Daten in der Basisbandeinheit verarbeitet und von ihr abgegeben wird. Die Hochfrequenzeinheit wandelt die analogen bekannten Signale in digitale Signale um und vergleicht sie wie dargestellt mit den Sollwerten. Daraus ist der Korrekturfaktor bestimmbar, der für die nächste Datenübertragung im nächsten Zeitschlitz benutzt wird. In einer anderen Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Signalverarbeitungseinrichtung für zeitkontinuierliche Datenübertragungsverfahren verwendet. Beispiel hierfür ist WCDMA/FDD, das von dem Kommunikationsstandard UMTS verwendet wird. Dabei wird parallel während eines Sendevorgangs ein Durchschnittswert aus dem Amplitudenanteil der digitalen Komponenten I, Q bzw. R ermittelt und daraus der Korrekturfaktor erzeugt.
6 verdeutlicht den Verfahrensablauf für eine Signalverarbeitung und insbesondere eine Korrektur einer durch die analogen Schaltelementen der Basisbandeinheit bzw. der Hochfrequenzeinheit verursachten Ungenauigkeit oder Störung. Das in 6 dargestellte Ablaufdiagramm des Verfahrens benützt eine zeitschlitzbasierte Datenübertragung. Eine Korrektur eines Offsets wird daher zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitschlitzen durchgeführt, in denen Daten übertragen werden. In Schritt 1 wird eine Testsequenz vorbereitet, deren idealen I- und Q-Werte bekannt sind. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine PRBS-Sequenz bestimmter Länge (PRBS: Pseudo-Random Bit Sequence). Diese Sequenz aus einer Folge von Bits wird in Schritt S2 verarbeitet und daraus eine reelle Komponente I und eine Quadraturkomponente Q erzeugt. Während der Verarbeitung werden die Bits der Testsequenz in Symbole kodiert und die Symbole gemäß eines voreingestellten Modulationsverfahrens in Phase und Amplitude der reellen bzw. der Quadraturkomponente kodiert.
Die vorliegenden digitalen Werte in Form der digitalen Komponente I und Q werden in einem Schritt S3 in analoge Komponente I und Q gewandelt. Während dieses Schrittes und der darauf folgenden Verarbeitung beispielsweise durch eine Filterung werden Störungen zu dem bislang idealen Signal addiert, wodurch sich beispielsweise der Offset bzw. ein Versatz zwischen den beiden analogen Komponenten I und Q ergibt.
In Schritt S4 werden nun diese fehlerhaften Komponenten I und Q wieder in digitale Komponente I' und Q' gewandelt. Anschließend wird in Schritt S5 die Amplitude der I- und der Q-Komponente ermittelt und diese in Schritt S6 mit dem Idealwert verglichen. Eine Messung in Schritt S5 sowie der Vergleich in Schritt S6 können beispielsweise über eine Durchschnittsbildung über mehrere Werte hinweg erfolgen. Dieser Durchschnittswert wird anschließend mit dem Sollwert geeignet verarbeitet. In einer Ausführungsform wird der Idealwert in Schritt S6 durch den ermittelten Durchschnittswert im Schritt S5 dividiert und das Ergebnis dieser Division ermittelt.
Wenn dieses Ergebnis in Schritt S7 kleiner ist als ein vorgesehener Grenzwert, so kann das Verfahren in Schritt S8 beendet werden. Wenn das Ergebnis des Vergleichswertes in Schritt S6, welches letzten Endes die Impairments und damit die Verzerrungen gegenüber dem Idealwert kennzeichnen, hingegen größer ist als der Grenzwert, so wird das Verfahren in Schritt S9 fortgesetzt.
Eine alternative Ausgestaltungsform ist durch den gestrichelten Weg angedeutet, der direkt von dem Schritt S6 zu dem Schritt S9 führt. Dabei entfällt der Vergleich mit einem Grenzwert. Dies hat den Vorteil, dass die Zeit, die für einen Vergleich notwendig ist, eingespart wird. Bei einer Realisierung des Verfahrens in einer Schaltung werden auch die für den Vergleich notwendigen Schaltelemente eingespart.
In Schritt S9 wird der notwendige Multiplikationsfaktor berechnet und in einem Speicher abgelegt. In Schritt S10 werden nun zu übertragende Nutzsignaldaten mit diesem gespeicherten Korrekturwert multipliziert und dadurch ein Offset bzw. eine Verzerrung korrigiert. Im anschließenden Schritt S11 werden die nunmehr korrigierten digitalen Komponenten I' und Q' in den Amplitudenanteil r und den Phasenanteil ϕ gewandelt. Der Phasen- und der Amplitudenanteil werden in Schritt S12 zu einer Polarmodulation eines Signals verwendet. Das modulierte Signal wird über eine Antenne abgestrahlt.
In dem gemäß 6 vorgestellten Verfahren wird eine Korrektur eines Offsets, eines Versatzes zwischen den beiden Komponenten I und Q mit den digitalen Komponenten I' und Q' durchgeführt. Dazu ist jeweils ein Sollwert für die Komponente I bzw. Q notwendig. Diese wird im Vorfeld aus den zu übertragenden Daten und Annahme idealer Bedingungen errechnet.
Eine alternative Ausgestaltungsform des Verfahrens zeigt 7. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine kontinuierliche Korrektur der zu sendenden Daten vorgenommen. Dabei werden in Schritt S1a außer den zu sendenden Daten Sollwerte erzeugt, die den Idealfall des Amplitudenanteils darstellen. Die zu übertragenden Daten werden in Schritt S2 innerhalb des Basisbandes verarbeitet, und auf die Komponenten I bzw. Q moduliert. Anschließend werden sie in Schritt S3 in analoge Komponente I und Q gewandelt. Auch dies führt in der Praxis zu einem Impairment aufgrund von Bauteiltoleranzen analoger Schaltkreiselemente.
In Schritt S4 werden die nunmehr veränderten analogen Komponenten I und Q mit den Nutzdaten in digitale Komponente I' und Q' zurückgewandelt. Anschließend werden sie gefiltert, um höherfrequente Anteile zu unterdrücken.
In Schritt S11a werden aus den digitalen Komponenten I' und Q' der Amplitudenanteil r und der Phasenanteil ϕ ermittelt. Aus dem Amplitudenanteil r wird in Schritt S5 ein Durch schnittswert errechnet und Schritt S7 überprüft, ob dieser kleiner als ein Grenzwert ist. Ist dies der Fall, kann in Schritt S8 eine Phasen- und Amplitudenmodulation mit den vorliegenden Komponenten r und ϕ vorgenommen werden und die entsprechenden Nutzsignale werden gesendet.
Andernfalls wird in Schritt S9 ein Korrekturfaktor errechnet, mit dem der Amplitudenanteil r korrigiert wird. Dies erfolgt durch Multiplikation des Korrekturfaktors mit dem digitalen Amplitudenanteil r in Schritt S9a. Gleichzeitig wird in diesem Schritt der Korrekturwert für spätere Korrekturen gespeichert. Anschließend werden mit dem Phasenanteil und dem veränderten Amplitudenanteil eine Polarmodulation eines Trägersignals durchgeführt.
In regelmäßigen Abständen wird bei einer Datenübertragung das Verfahren wiederholt, um dynamische Effekte beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen. Bei Systemen, die mit zeitschlitzbasierten Übertragungen arbeiten, ist dies besonders einfach, das Verfahren zwischen zwei Nutzdatenübertragungen vorzunehmen.
Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens können in den verschiedenen Schritten kombiniert werden. Beispielsweise ist es durchaus möglich, bei kontinuierlichen Datenübertragungsverfahren die digitalen Komponenten I' und Q' mit ihren jeweiligen Idealwerten zu vergleichen und daraus einen Korrekturfaktor zu bestimmen. In gleicher Weise wird eine Messung und eine Korrektur für zeitschlitzbasierte Datenübertragungsverfahren sowohl wie in 6 dargestellt mit den digitalen Komponenten I und Q als auch mit einem Amplitudenanteil r oder einem Phasenanteil ϕ durchgeführt.
Das hier dargestellte Verfahren ermöglicht eine Basisbandsignalverarbeitung und eine spätere Korrektur möglicher Impairments aufgrund analoger Schaltkreise innerhalb des I/Q-Signalpfades ohne eine Vorverzerrung innerhalb der Basisbandsignalverarbeitung vorzunehmen. Dadurch wird es möglich, eine Basisbandsignaleinheit und die Hochfrequenzeinheit in zwei unterschiedlichen Halbleiterkörpern als integrierte Schaltkreise zu implementieren und diese unabhängig voneinander zu optimieren. Die Bestimmung eines Korrekturfaktors erfolgt besonders einfach über eine Division eines vorgegebenen Sollwertes mit dem Durchschnittswert der jeweiligen Komponente. Dabei kann der Sollwert von außen durch externe Steuersignal vorgegeben werden oder bereits innerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung gespeichert sein. Die hier dargestellten Elemente der Ausführungsbeispiele der Signalverarbeitungsschaltung können kombiniert werden. Insbesondere ist eine Korrektur nicht wie dargestellt nur auf einen Amplitudenanteil der einzelnen Komponenten beschränkt. Ebenso kann ein Phasenkorrekturwert ermittelt and anschließend die entsprechende Komponente mit dem Korrekturwert beaufschlagt werden.

1: Signalverarbeitungseinrichtung, Hochfrequenzeinrichtung
2: Basisbandeinheit
11: Pegelumsetzer
12, 12a: Filter
13, 13a: Analog-Digital-Wandler
14, 14a: Interpolationsfilter
14b, 14c: Interpolationsfilter
15: Modulationseinheit
16, 16a: Korrektureinrichtung
21, 22: Digital-Analog-Wandler
23, 24: Tiefpassfilter
100, 101: Eingangsanschlüsse
200, 201: Ausgangsabgriffe
153, 154: Eingangsanschlüsse
152, 151: Ausgangsabgriffe
99: Korrektureinrichtung
991: Verzögerungsschaltung
93: Multiplizierer
992, 992b: Korrektureinrichtung
999, 999b: Steuereingang
993, 993b: Stellausgang
90: Phasenregelkreis
901: Signalausgang
91: Mischer
92: Signalausgang
163, 163b: Multiplizierer
951: Durchschnittsbildner
941: Divisionseinheit
S1, S2: Sollwerte
I, Ia, Q, Qa: Komponenten
I', Q': digitale Komponenten
I'', Q'': digitale Komponenten
r: Amplitudenanteil
ϕ: Phasenanteil

Claims

Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere für einen Sender, umfassend: – einen Signaleingang mit einem ersten Anschluss (100) und mit einem zweiten Anschluss (101) zur Zuführung eines Signals mit einer ersten Komponente (Ia, I') und einer zweiten Komponente (Qa, Q'); – eine Modulationseinheit (15) mit zwei Anschlüssen (153, 54) und zwei Abgriffen (151, 152), die Modulationseinheit (15) ausgeführt zur Wandlung der an ihren Anschlüssen anliegenden Signalkomponenten in eine einen Amplitudenanteil darstellende dritte Komponente (r) und eine einen Phasenanteil darstellende vierte Komponente (ϕ); gekennzeichnet durch – eine Korrektureinrichtung (992) mit einem Stelleingang (999, 999a) zur Zuführung eines Sollsignals (S1, S2), mit einem Signaleingang zur Zuführung einer der ersten, zweiten, dritten oder vierten Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) und mit einem Stellausgang (993), die Korrektureinrichtung (992) ausgeführt zur Abgabe eines von einem Vergleich des Sollsignals mit der am Signaleingang zugeführten Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) abhängigen Stellsignals; einen Multiplizierer (93, 163) mit einem Stelleingang, der an den Stellausgang (993) angeschlossen ist, der Multiplizierer (93) ausgeführt zur Änderung einer Amplitude und/oder Phase der zugeführten der Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) in Abhängigkeit des am Stelleingang zugeführten Stellsignals.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Komponente (Ia, I', Qa, Q') als analoge Komponenten gebildet sind.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung weiterhin einen ersten und einen zweiten Analog-Digital-Konverter (13, 13a) umfasst, wobei der erste Analog-Digital-Konverter (13) eingangsseitig mit dem ersten Anschluss (100) und der zweite Analog-Digital-Konverter (13a) eingangsseitig mit dem zweiten Anschluss (101) gekoppelt ist und die Analog-Digital-Konverter (13, 13a) ausgeführt sind zur Wandlung der ersten und der zweiten Komponente (Ia, Qa) in eine erste und eine zweite digitale Komponente (I', Q').
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Multiplizierer (93) mit einem Signaleingang an den Abgriff (152) der Modulationseinheit (15) für die dritte Komponente (r) angeschlossen und der Signaleingang der Korrektureinrichtung (993) mit dem Abgriff (152) der Modulationseinheit (15) verbunden ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei der Multiplizierer (163) zwischen einen der zwei Analog-Digital-Konverter (13, 13a) und einen der zwei Anschlüsse der Modulationseinheit (153, 154) geschaltet und der Signaleingang der Korrektureinrichtung (992) mit einem Signaleingang des Multiplizierers (163) verbunden ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Multiplizierer (93, 163) zur Multiplikation einer Amplitude eines eingangsseitig anliegenden digitalen Signals mit einem Faktor ausgeführt ist, der von einem eingangsseitig zugeführten Stellsignal abgeleitet ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Korrektureinrichtung (992) zur Division des Sollwertes durch einen aus der einen Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) abgeleiteten Faktor ausgeführt ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Korrektureinrichtung (992) zur Bildung eines Durchschnittwertes aus der einen Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ) ausgeführt ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei zwischen ersten und zweiten Anschluss (100, 101) der Signalverarbeitungseinrichtung und ersten und zweiten Analog-Digital-Konverter (13, 13a) jeweils eine Filtereinrichtung (12, 12a) geschaltet ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei den Ausgängen des ersten und zweiten Analog-Digital-Konverters (13, 13a) jeweils ein digitales Filter (14, 14a) mit einer Tiefpasscharakteristik nachgeschaltet ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Abgriffe (152, 151 ) der Modulationseinrichtung (15) für die dritte und die vierte Komponente (r, ϕ) mit einem Polarmodulator (90, 91) gekoppelt sind.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Abgriff (151) der Modulationseinrichtung (15) für die vierte Komponente (ϕ) mit einem Phasenmodulator (90) gekoppelt ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung als eine integrierte Schaltung in einem Halbleiterkörper ausgebildet ist.
Verwendung der Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem Sender für eine zeitschlitzbasierte Signalübertragung.
Verfahren zur Signalverarbeitung, umfassend die Schritte: a) Zuführen eines Signals mit einer ersten Komponente (Ia, I') und einer zweiten Komponente (Qa, Q'); b) Wandeln der ersten Komponente und der zweiten Komponente in eine einen Amplitudenanteil darstellende dritte Komponente (r) und einen Phasenanteil darstellende vierte Komponente (Φ); c) Bereitstellen eines Sollwertes (S1, S2); d) Vergleichen des Sollwertes (S1, S2) mit wenigstens einer der ersten, zweiten und dritten Komponente (Ia, I', Qa, Q', r); e) Erzeugen eines Stellsignals aus dem Vergleich; f) Verändern der im Schritt des Vergleichens mit dem Sollwert verglichenen Komponente mit dem Stellsignal.
Verfahren nach Anspruch 15, – bei dem im Schritt a) ein analoges Signal mit einer ersten analogen Komponente (Ia) und einer zweiten analogen Komponente (Qa) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, – bei dem nach dem Schritt a) die erste analoge Komponente (Ia) in eine erste digitale Komponente (I') und die zweite analoge Komponente (Qa) in eine zweite digitale Komponente (Q') gewandelt wird; – bei dem im Schritt b) die erste und die zweite digitale Komponente in digitale dritte und vierte Komponenten gewandelt werden; – bei dem die wenigstens eine Komponente in den Schritten d) und f) eine digitale Komponente ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Schritte des Vergleichens des Sollwertes mit der ersten und/oder zweiten Komponente sowie die Schritte e) und f) vor dem Schritt b) ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Schritt des Vergleichen des Sollwertes mit der dritten Komponente sowie die Schritte e) und f) nach dem Schritt b) ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der Schritt d) die Schritte umfasst: – Ableiten eines digitalen Wertes aus der ersten, zweiten, dritten oder vierten Komponente (Ia, I', Qa, Q', r, ϕ), wobei der Wert als ein Durchschnitt der Komponente gebildet ist; – Dividieren des Sollwertes (S1, S2) durch den digitalen Wert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei der Schritt f) den Schritt umfasst: – Multiplizieren der verglichenen Komponente mit dem Stellsignal.