DE102012218948A1

DE102012218948A1 - Methode zur Vorverzerrung von Signalen für nicht-lineare Komponenten in Anwesenheit von Langzeitspeichereffekten

Info

Publication number: DE102012218948A1
Application number: DE102012218948A
Authority: DE
Inventors: Jan Verspecht
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Keysight Technologies Inc
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-06-20
Also published as: JP6010422B2; JP2013115818A; US8914271B2; US20130138416A1

Abstract

Ein Verfahren und ein System (10) zum Vorverzerren von Signalen liefert ein Testsignal, um eine nicht-lineare Komponente (100) zu modellieren. Modellkerne, die einen statischen und einen dynamischen Teil des Modells repräsentieren, werden aus einem Ausgangssignal der nicht-linearen Komponente (100) in Reaktion auf das Testsignal ermittelt. Der dynamische Teil repräsentiert Speichereffekte der nicht-linearen Komponente (100). Die Modellkerne werden dann verwendet, um ein inverses Speichermodell als Komponentenmodell zu berechnen. Es wird ein Eingangssignal unter Anwendung des inversen Speichermodells vorverzerrt.

Description

HINTERGRUND
Mikrowellenleistungsverstärker sind wichtige Komponenten in kabellosen Telekommunikationssystemen. Eine bekannte Problematik bei diesen Verstärkern besteht darin, dass sie das Eingangssignal deutlich verzerren können, das typischer Weise ein Trägersignal mit Modulation ist. Diese Verzerrung ruft Fehler in den Telekommunikationskanälen hervor. Eine Vorgehensweise zur Eliminierung oder Minimierung der Verstärkerverzerrung beinhaltet die Vorverzerrung eines Eingangssignals. Gemäß dieser Vorgehensweise wird ein nicht-linearer Vorverzerrungsoperator P[.] auf ein Eingangssignal angewendet, das durch eine komplexe Einhüllende bzw. Hüllkurve A(t) dargestellt ist. Das Ergebnis ist ein vorverzerrtes Signal P[A(t)]. Das vorverzerrte Signal P[A(t)] wird dem Verstärker zugeführt. P[.] ist ein idealer Vorverzerrungsoperator, wenn das Verstärkerausgangssignal gleich ist einer ideal verstärkten Version von A(t), wenn der Verstärker P[A(t)] als das Eingangssignal empfängt. Der Vorverzerrer verzerrt das Eingangssignal A(t) derart, dass es der nicht-linearen Verzerrung des Verstärkers vollständig entgegenwirkt.
Das Eliminieren der Verstärkerverzerrung ist in vielen praktischen Fällen aufgrund des Vorhandenseins von Langzeitspeichereffekten eine herausfordernde Aufgabe. Langzeitspeichereffekte können einer sich dynamisch ändernden internen Voreinstellung, der Temperatur oder Einfangzuständen zugeschrieben werden. Die Verzerrungseigenschaften eines Verstärkers hängen somit von der Geschichte bzw. Historie des Eingangssignals ab. Dies impliziert, dass der Vorverzerrungsoperator P[.] keine einfache statische Zuordnung sondern ein dynamischer Operator ist, der die Historie des Eingangssignals A(t) berücksichtigt.
Für ein Eingangssignal X(t) kann ein Verstärkerausgangssignal Y(t) mathematisch unter Anwendung eines funktionalen Operators F[.] wie folgt ausgedrückt werden: Y(.) = F[X(.)] (1).
Die Symbolik oder Termonologie, etwa Y(.), X(.) und P[.], wie sie in diversen Weisen durchgängig in dieser Beschreibung verwendet werden, insbesondere die Verwendung von (.) und [.] kennzeichnet eine gattungsgemäße Darstellung eines oder mehrerer Argumente, etwa der Zeit, des Abstands, der Temperatur, etc.. In Gleichung (1), ist der Operator F nicht nur eine Funktion, die X(t) auf Y(t) abbildet, sondern ist vielmehr ein funktionaler Operator, der eine gesamte Sequenz von X(t) auf Y(t) abbildet.
Konventionelle Vorverzerreralgorithmen beruhen auf diskret abgetasteten Versionen eines Eingangssignals X(t), das wie folgt ausgedrückt werden kann: X_n = X(nT_s) (2).
In Gleichung (2) bezeichnet der untere Index ”n” einen abgetasteten Wert bei ”n” mal der Abtastzeit T_s. Vorverzerreralgorithmen beruhen typischer Weise auf einem vorverzerrtem Signal X_PDn, das wie folgt gegeben ist: X_PDn = F(X_n, X_n-1, X_n-2, ..., β₁, β₂, ...) (3).
In Gleichung (3) ist F(.) eine mehrdimensionale Funktion, die durch die Menge der Koeffizienten β₁, ß₂, ... etc. parametrisiert ist. Die Koeffizienten können die Form von Polynomen, neuronalen Netzwerken und Kombinationen und Variationen unterschiedlicher Formate annehmen. Die Koeffizienten können auf der Grundlage einer Testsequenz berechnet werden, wobei ein Testeingangssignal X_T(t) einem Verstärker zugeführt wird und das entsprechende Ausgangssignal Y_T(t) durch Messung ermittelt wird, um die Koeffizienten abzuleiten.
Jedoch ist die Funktion F(.) mit einer Gruppe aus berechneten konstanten Koeffizienten als guter Vorverzerrer lediglich für Eingangssignale geeignet, die die gleichen spektralen und statistischen Eigenschaften wie die Testsequenz besitzen. Ein Vorverzerrer auf der Grundlage des oben angegebenen Vorverzerreralgorithmus wäre daher nur für Eingangssignale wirksam, die zumindest die gleiche Modulationsbandbreite und Amplitudenverteilung wie die Testsequenz aufweisen. Das Leistungsvermögen eines derartigen konventionellen Vorverzerrers nimmt rasch ab, wenn die Eingangssignale nicht die gleiche Modulationsbandbreite und Amplitudenverteilung wie die Testsequenz aufweisen, etwa, wenn die mittlere Leistung des Eingangssignals sich ändert oder wenn das Eingangssignal eine andere Modulationsart besitzt, wobei die Amplitudenverteilung sich deutlich von der Testsequenz unterscheidet. Der zuvor beschriebene konventionelle Vorverzerrer ist für die Amplitudenverteilung und die Bandbreite des Eingangssignals empfindlich.
Zwar kann der Umfang der Funktion F(.) vergrößert werden, aber dadurch würde sich die Anzahl der Koeffizienten erhöhen. Diese Koeffizienten können nicht direkt gemessen werden und müssen stattdessen durch eine Anpassprozedur bzw. Fit-Prozedur bestimmt werden, die sehr schwer auszuführen ist. Alternativ können neue Gruppen aus Koeffizienten kontinuierlich unter Anwendung tatsächlich gemessener Eingangssignalsequenzen und entsprechender Ausgangssignalsequenzen als Testsequenzen berechnet werden. Jedoch würde diese aufwendige Vorgehensweise mit nicht-linearer Rückkopplungsschleife viele digitale und analoge Teile notwenig machen und ist zudem nur unter Schwierigkeiten in effizienter und robuster Weise einzurichten und es ist ferner ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich, um die Genauigkeit beim Reagieren auf eine plötzliche Änderung der Eigenschaften des Eingangssignals zu erreichen.
Es besteht daher ein Bedarf für ein Verfahren zur Vorverzerrung von Signalen für nicht-lineare Komponenten in Anwesenheit von Speichereffekten für einen großen Bereich von Eingangssignalmodulationsbandbreiten und für alle möglichen Eingangssignalamplitudenverteilungen, wobei das Verfahren unempfindlich im Hinblick auf den Eingangssignalleistungspegel oder das Modulationsformat ist, wobei das Verfahren ferner für alle möglichen Spitze-Durchschnitts-Verhältnisse von Eingangssignalen geeignet sein soll, keine Rückkopplung beinhaltet, in der eine ständige Neuberechnung von Vorverzerrerkoeffizienten erforderlich ist, und das unter Anwendung einer Vorgehensweise mit Vorwärtskopplung implementierbar ist.
ÜBERBLICK
In einer repräsentativen Ausführungsform speichert ein materielles bzw. dingliches und damit nicht flüchtiges Computer lesbares Medium ein Programm, das von einem Computer zur Vorverzerrung von Signalen aufführbar ist, wobei das Computer lesbare Medium enthält: ein Erzeugungscodesegment zum Erzeugen eines Testsignals; ein Systemmodellcodesegment zum Erzeugen eines Systemmodells aus einem Eingangssignal in Reaktion auf das Testsignal, wobei das Systemmodell einen dynamischen Teil enthält, der Speichereffekte des Systems kennzeichnet; ein Speichermodellcodesegment zum Erzeugen eines inversen Speichermodells aus dem Systemmodell; und ein Vorverzerrungscodesegment zum Vorverzerren eines Eingangssignals unter Anwendung des inversen Speichermodells.
In einer weiteren repräsentativen Ausführungsform umfasst ein Verfahren: Erzeugen eines Testsignals; Erzeugen eines Systemmodells aus einem Ausgangssignal in Reaktion auf das Testsignal, wobei das Systemmodell einen dynamischen Teil enthält, der Speichereffekte des Systems kennzeichnet; Erzeugen eines inversen Speichermodells aus dem Systemmodell; und Vorverzerren eines Eingangssignals unter Anwendung des inversen Speichermodells.
In einer weiteren repräsentativen Ausführungsform umfasst ein Vorverzerrungssystem: eine Eingangseinrichtung zum Empfangen eines Eingangssignals; eine Verarbeitungseinrichtung, die ausgebildet ist, ein Systemmodell aus einem Ausgangssignal in Reaktion auf ein Testsignal zu erzeugen und ein inverses Speichermodell aus dem Systemmodell zu erzeugen. Das Systemmodell enthält einen dynamischen Teil, der die Speichereffekte eines Systems kennzeichnet. Das Vorverzerrungssystem umfasst ferner einen Vorverzerrer, der ausgebildet ist, an dem Eingangssignal unter Anwendung des inversen Speichermodells eine Vorverzerrung auszuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beispielhaften Ausführungsformen lassen sich am besten mittels der folgenden detaillierten Beschreibung verstehen, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen gelesen wird. Wann immer dies anwendbar und praktikabel ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
1 ist eine vereinfachte Blockansicht, die ein System zum Vorverzerren von Eingangssignalen gemäß einer repräsentativen Ausführungsform zeigt;
2 ist ein Graph, der eine Gruppe aus HF-Signalen mit großer Stufe bzw. HF-Großsignalstufen zeigt, die einer Mikrowellenkomponente 10 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform zugeführt werden;
3 ist ein Graph, der eine Gruppe aus HF-Großsignalstufen-Antwortsignale zeigt, wobei die Signale von der Mikrowellenkomponente 10 in Reaktion auf die Gruppe aus HF-Großstufensignale gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ausgegeben sind;
4 ist eine Blockansicht, die die grundlegenden Prinzipien eines dynamischen Vorverzerrers mit entsprechenden Signalen gemäß einer anschaulichen Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Graph, der die Ergebnisse einer Simulation gemäß einer anschaulichen Ausführungsform zeigt;
6 ist ein Graph, der die Ergebnisse einer weiteren Simulation gemäß einer anschaulichen Ausführungsform zeigt;
7 ist ein Graph, der die Ergebnisse einer weiteren Simulation für eine Breitbandmodulation gemäß einer anschaulichen Ausführungsform zeigt; und
8 ist eine funktionale Blockansicht, in der ein Computersystem 500 zum Ausführen eines Algorithmus zur Steuerung der Funktion des Systems 10, das in 1 gezeigt ist, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung und nicht zur Beschränkung beispielhafte Ausführungsformen, die spezielle Details offen legen, angegeben, um ein gründliches Verständnis einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Lehre bereitzustellen. Jedoch ist es für den Fachmann, der die vorliegende Offenbarung kennt, ersichtlich, dass andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Lehre, die sich von den speziellen hierin offenbarten Details unterscheiden, dennoch innerhalb des Schutzbereichs der angefügten Patentansprüche liegen. Ferner sind Beschreibungen von gut bekannten Vorrichtungen und Verfahren weggelassen, um die Beschreibung der anschaulichen Ausführungsformen nicht zu verdunkeln. Derartige Verfahren und Vorrichtungen liegen klarer Weise innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Lehre.
Wie zuvor beschrieben ist, sind konventionelle Vorverzerrungstechniken empfindlich in Bezug auf die Bandbreite und die Amplitudenverteilung der Modulation in dem Eingangssignal. In den repräsentativen Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben werden, zeichnet sich ein Verstärker dadurch aus, dass das Modell der versteckten Variablen angewendet wird, das in der entsprechenden anhängigen Anmeldung mit der Nummer 12/787,736 beschrieben ist, die am 26. Mai 2010 mit dem Titel ”Verfahren und System zum Charakterisieren, Modellieren und Simulieren von nicht-linearen Langzeitspeichereffekten” eingereicht wurde, wobei diese Anmeldung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist. Das Modell der versteckten Variablen sagt die Verzerrung eines Verstärkers vorher, der Langzeitspeichereffekte zeigt. Aus den Kernen bzw. Kernbereichen des Modells mit den versteckten Variablen, die die Speichereffekte des Verstärkers beschreiben, wird eine inverse Gruppe aus Kernen bzw. Kernbereichen berechnet und auf ein ideales Eingangssignal angewendet, um ein vorverzerrtes Signal zu erzeugen. Das vorverzerrte Signal wird dem Verstärker zugeleitet, der als Ausgangssignal ein im Wesentlichen ideal verstärktes Signal und eine im Wesentlichen nicht verzerrte Version des Eingangssignals liefert. Der inverse Operator eliminiert die Verzerrung, die durch Langzeitspeichereffekte hervorgerufen wird, wesentlich und ist inhärent unsensibel im Hinblick auf die Bandbreite und die Amplitudenverteilung der Modulation in dem Eingangssignal. Solange der Verstärker in seinem Leistungsverhalten nicht abnimmt, ist es ausreichend, die inverse Gruppe aus Kernen bzw. Kernbereichen lediglich einmal zu berechnen.
Die folgende Beschreibung stellt die Herleitung und die Implementierung der dynamischen X-Parameterkerne bzw. Kernbereiche eines Verstärkers, der die Verzerrung des Verstärkers, der Langzeitspeichereffekte besitzt, vorhersagt, und der dynamischen X-Parameterkerne des Vorverzerrers, die zum Erzeugen des vorverzerrten Signals verwendet werden, bereit.
1 ist eine vereinfachte Blockansicht, in der ein System zum Vorverzerren von Eingangssignalen gemäß einer anschaulichen Ausführungsform dargestellt ist. In 1 umfasst ein System 10 eine Eingangseinrichtung 400, die mit einer Verarbeitungseinrichtung 300 verbunden ist, und eine Mikrowellenkomponente 100, die mit der Verarbeitungseinrichtung 300 und einem Signalgenerator 200 verbunden ist. In diesem Beispiel ist die Mikrowellenkomponente 100 ein Leistungsverstärker, der im Folgenden auch einfach als Verstärker bezeichnet wird. Jedoch kann alternativ die Mikrowellenkomponente 100 eine andere Art an Einrichtung sein, etwa Transistoren, Dioden, monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungen (MMICS), Mehrchipmodule (MCM), nicht-lineare elektronische Analogkomponenten oder Schaltungen, und nicht-lineare HF-Systeme, ohne dass man damit vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abweicht.
Der Eingangseinrichtung 400 ist ein zu verstärkendes Eingangssignal zugeleitet. In einer Ausführungsform umfasst die Eingangseinrichtung 400 einen HF-Eingangsbereich und einen Abwärtswandler, und kann ein analoges HF-Signal für die Verarbeitungseinrichtung 300 bereitstellen. Die Verarbeitungseinrichtung 300 kann eine digitale IQ-Demodulation (analog-digital-Wandlung) als eine Eingangsstufe aufweisen, die das HF-Signal in ein digitales Signal für die weitere Verarbeitung umwandelt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Eingangseinrichtung 400 zusätzlich einen A/D-Wandler aufweisen, um direkt ein digitales Signal zu erzeugen und kann das digitale Signal der Verarbeitungseinrichtung 300 zuführen, so dass die digitale IQ-Demodulation in der Verarbeitungseinrichtung 300 nicht erforderlich ist. Wie nachfolgend beschrieben ist, erzeugt die Verarbeitungseinrichtung 300 ein vorverzerrtes Signal und führt dieses der Mikrowellenkomponente 100 zu. In einer Ausführungsform, in der die Mikrowellenkomponente 100 ein Verstärker ist, erzeugt die Mikrowellenkomponente 100 eine im Wesentlichen ideal verstärkte Version des Eingangssignals in Reaktion auf das vorverzerrte Signal und gibt das Signal aus.
Der Signalgenerator 200 ist ausgebildet, ein Testsignal A(t) zu erzeugen und auszugeben, das eine Gruppe aus mehreren HF-Großsignalstufen sein kann, wie in 2 gezeigt ist. Der Signalgenerator 200 kann eine unabhängige externe Mikrowellenquelle oder eine interne Mikrowellenquelle eines Netzwerkanalysators oder eines nicht-linearen Netzwerkanalysators aufweisen, oder er kann in der Lage sein, das Testsignal als Stimulus bereitzustellen.
Ein anfänglicher Schritt besteht darin, die Leistungspegel für den Arbeitsbereich der Mikrowellenkomponente 100 zu definieren. Dadurch wird der Bereich von A(t) festgelegt, das eine wandernde Welle sein kann, die dem Eingang der Mikrowellenkomponente 100 zugeleitet ist. A(t) wird so erzeugt, dass es eine Gruppe aus mehreren HF-Großsignalstufen aufweist, die im Wesentlichen quasi-ideal und rein bei minimalem Rauschen sind. Die Gruppe aus Großsignalstufen ändert sich von einem ersten Anfangsleistungspegel A1 zum Anfangszeitpunkt t = 0 in einen zweiten Leistungspegel A2. Beide Leistungspegel A1 und A2 der Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t), wie sie etwa in 2 gezeigt sind, werden schrittweise über den gesamten Arbeitsbereich der Mikrowellenkomponente 100 geführt und decken einen Bereich möglicher Amplitudenwerte für das Eingangssignal ab. Die Zeitdauer jedes Schrittes bzw. jeder Stufe in der Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t) ist deutlich länger als die Dauer der Langzeitspeichereffekte der Mikrowellenkomponente 100, so dass die Ausgangssignaleinhüllende B(t) der Mikrowellenkomponente 100, die in 3 gezeigt ist, den Gleichgewichtszustand erreicht hat, bevor sich der Amplitudenpegel des Ausgangssignals ändert. Die Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t) kann beispielsweise als eine Gruppe bzw. Menge an Punkten auf einem zweidimensionalen Gitter dargestellt werden.
Die Gruppe aus mehreren HF-Großsignalstufen, die in 2 gezeigt sind, wird von dem Signalgenerator 200 zu der Mikrowellenkomponente 100 in 1 zugeführt. Die Mikrowellenkomponente 100 liefert nachfolgend ein Ausgangssignal B(t), das aus einer einfachen Gruppe aus HF-Großsignalstufenantworten bezüglich der Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t) besteht. Unter Anwendung des Ausgangssignals B(t) werden Modellkerne bzw. Kernbereiche F_CW(.) und G(.) basierend auf einem Verhaltensmodell, das durch Gleichung (4) beschrieben ist, abgeleitet, wie dies nachfolgend erläutert ist.
Im Hinblick auf die Ableitung des Verhaltensmodells wird die Mikrowellenkomponente 100, die in diesem Beispiel ein Verstärker ist, so betrachtet, als ob diese ein Eingangssignal A(t), d. h., die eintreffende fundamentale Komponente, und ein Ausgangssignal B(t), d. h., das verstärkte Signal, aufweist. Zum Zwecke der Erläuterung können die Signale als komplexe einhüllende Darstellungen eines modulierten Trägersignals betrachtet werden. Es sei angenommen, dass das Eingangsignal als modulierter Träger mit einer festgelegten Frequenz dargestellt werden kann. Das Modell kann als ein sog. Tiefpass äquivalentes Modell gekennzeichnet werden, das lediglich das einhüllende Informationssignal verarbeitet. Die Abhängigkeit zwischen A(t) und B(t) kann in genauer Weise als Gleichung (4) in der folgenden Weise beschrieben werden:
Ein grundlegendes Konzept oder eine Eigenschaft des Verhaltensmodells besteht darin, dass B(t) als die Überlagerung eines statischen Teils, der durch die nicht-lineare Funktion F_CW(.) repräsentiert ist, und eines dynamischen Teils, der durch ein einfaches Integral über die Zeit einer nicht-linearen Funktion G(.) dargestellt ist, beschrieben werden kann. Wie der Fachmann erkennt, kennzeichnen Symbolik oder Terminologie, etwa F_CW(.) oder G(.), wie sie in diverser Weise durchgängig verwendet werden, und insbesondere die Verwendung von (.) eine gattungsgemäße_Darstellung eines oder mehrere Argumente, etwa der Zeit, des Abstands, der Temperatur, etc.. Jede nicht-lineare Funktion F_CW(.) und die integrierte Funktion G(.) sind eine Funktion der momentanen Amplitude des Eingangssignals A(t). Die Abhängigkeit von der Phase des Eingangssignals ist als ein separater multiplikativer Vektor exp(jϕ(A(t))) dargestellt. Um die folgende mathematische Schreibweise zu vereinfachen, sollte das folgende beachtet werden: Φ(t) = exp(jϕ(A(t))).
Wie der Fachmann erkennt, kann diese Phasenabhängigkeit durch das Prinzip der Invarianz der Zeitverzögerung erklärt werden. Der statische Teil verhält sich wie ein klassisches PHD-Modell. Der dynamische Teil ist originell, da dieser die Speichereffekte repräsentiert. Diese sind als der integrale Effekt einer im Allgemeinen nicht-linearen Funktion der momentanen Amplitude des Eingangssignals A(t), der vergangenen Werte des Eingangssignals A(t-u) und der Tatsache beschrieben, vor wie langer Zeit dieser vergangene Wert aufgetreten ist (Variable u). Wie im Folgenden gezeigt ist, kann die Modellgleichung (4) unter Anwendung der Idee versteckter Variablen abgeleitet werden.
Ein Ausgangspunkt für die Herleitung der Modellgleichung (4) ist eine einfache statische PHD-Modellgleichung, die äquivalent ist zu einer einfachen Komprimierung und einer AM-zu-PM-Eigenschaft, wie dies in Gleichung (5) gezeigt ist: B(t) = F(|A(t)|Φ(t) (5).
In Gleichung (5) repräsentiert die Funktion F(.) die Zuordnung der Amplitude des Eingangssignals zu der entsprechenden Ausgangssignalamplitude und -phase, wodurch die Abhängigkeit von der Phase des Eingangssignals als ein separater multiplikativer Vektor dargestellt ist.
Speichereffekte können eingeführt werden unter Verwendung einer oder mehrerer versteckter Variablen. Die Idee besteht darin, dass in einem System mit Speicher bzw. Gedächtnis die Zuordnung bzw. Abbildung von dem Eingangssignal zum Ausgangssignal nicht nur eine Funktion der Eingangssignalamplitude ist, sondern auch eine Funktion einer beliebigen Anzahl N von an sich unbekannten versteckten Variablen h₁(t), h₂(t), ..., h_N(t). Diese Variablen repräsentieren zeitlich variable physikalische Größen innerhalb der Komponente, etwa die Temperatur, Vorspannung oder Strom, Einfangzustände oder dergleichen, die die Zuordnung vom Eingangssignal zum Ausgangssignal beeinflussen. Durch die Einführung der versteckten Variablen wird Gleichung (5) zu Gleichung (6) in der folgenden Weise: B(t) = F(|A(t)|, h₁(t), h₂(t), ..., h_N(t))Φ(t) (6).
Um Gleichung (6) im Zusammenhang eines Ansatzes mit Black-Box- bzw. schwarzer Kasten- Modellierung geeignet zu machen, ist eine Annahme im Hinblick auf die Abhängigkeit zwischen den versteckten Variablen und dem Eingangssignal erforderlich. Obwohl eine a-priori-Information über die Physik der Mikrowellenkomponente zum Auffinden dieser Abhängigkeit ausgenutzt werden könnte, kann die Black-Box-Annahme über die Abhängigkeit zwischen dem Eingangssignal und den versteckten Variablen statt dessen mathematisch ausgedrückt werden, wie dies in Gleichung (7) gezeigt ist:
Wie der Fachmann erkennt, bezeichnet das Symbol ∀ den All-Quantor, der informell gelesen wird als „für jedes” oder „für alle”.
Gleichung (7) drückt aus, dass die i-te versteckte Variable durch eine lineare Filteroperation erzeugt wird, die durch ihre Impulsantwort k_i(.) gekennzeichnet ist, die auf eine nicht-lineare Funktion P_i(.) der Eingangssignalamplitude |A(.)| angewendet ist. Die nicht-lineare Funktion P_i(.) kann als ein Quellenterm interpretiert werden, der beschreibt, wie das Eingangssignal mit der Anregung einer speziellen versteckten Variable in Beziehung steht, und im Allgemeinen ist dies eine nicht-lineare Abhängigkeit. Beispielsweise kann die nicht-lineare Funktion P₁(.) als Leistungsverlust in Abhängigkeit des Eingangssignals betrachtet werden, wobei h₁(.) die Temperatur ist. Die Impulsantwort k_i(.) beschreibt die tatsächliche Dynamik einer versteckten Variablen, wobei k₁(.) beispielsweise die thermische Reaktion beschreiben kann. Ein Spezialfall der obigen Gleichungen mit nur einer versteckten Variable kann in der folgenden Weise angegeben werden
wobei u eine Platzhalter-Integrationsvariable und R ein spezieller Wert ist, der eine Zeitskala oder einen Zeitparameter repräsentiert. In diesem oben angegebenen speziellen Fall steht die Gleichung (7) physikalisch mit der Annahme in Beziehung, dass die quadrierte Amplitude von dem Vorspannungsstrom abhängt, der durch eine lineare Vorspannungsschaltung erster Ordnung fließt, wodurch eine Änderung der Vorspannung hervorgerufen wird, die das PHD-Modell moduliert. Es sollte jedoch beachtet werden, dass andere physikalische Effekte durch Gleichung (7) beschrieben werden können, etwa Einfangeffekte und Selbsterwärmung, wodurch die abgeführte Leistung eine nichtlineare Funktion von A(t) ist und Temperaturänderungen hervorruft, die sich linear mit der abgeführten Leistung verändern, und die das PHD-Modell modulieren. Jedoch sind die nicht-lineare Funktion P_i(.) und die Impulsantwort k_i(.), die das tatsächliche dynamische Verhalten einer versteckten Variable beschreiben, nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern es sollte bedacht werden, dass eine Vielzahl anderer Beispiele mit eingeschlossen sind, wie sich dies für den Fachmann erschließt. D. h., der dynamische Teil des Systemmodells ändert sich in Reaktion auf variierende Betriebsbedingungen des Systems, wozu Temperatur und/oder Vorspannung und/oder Einfangzustände gehören.
Die Verknüpfung mit der Gleichung (4) wird nachfolgend auf der Grundlage der Annahme vorgenommen, dass die Gleichung (7) in Bezug auf die versteckten Variablen h_i(t) linearisiert werden kann. Zur Linearisierung muss ein Arbeitspunkt gewählt werden. Im Folgenden wird die Linearisierung um die Gleichgewichtslösung herum für die versteckten Variablen gewählt, wobei die Lösung der momentanen Amplitude |A(t)| entspricht. Anders ausgerückt, die Linearisierung wird um die Gleichgewichtslösung herum gewählt, die das System annehmen würde, wenn angenommen wird, dass die Eingangsamplitude für alle künftigen Zeitpunkte konstant gehalten wird, wobei die Amplitude gleich der momentanen Eingangsamplitude ist. In dieser Linearisierung wird implizit angenommen, dass Abweichungen der versteckten Variablen in Bezug auf ihre Gleichgewichtslösung stets klein genug sind, um nicht das Linearitätsprinzip zu verletzen. Diese Gleichgewichtslösungen sind eine Funktion der Eingangssignalamplitude und werden im Folgenden durch h_i ^CW(.) bezeichnet. Beispielsweise ist der Wert von h i / CW(X) gleich dem asymptotischen Wert der versteckten Variablen h_i(t), wenn eine konstante Eingangssignalamplitude gleich X angelegt wird. Zu beachten ist, dass das Argument von h₁ ^CW(.) eine Signalamplitude ist, wohingegen das Argument der versteckten Variable h_i(t) die Zeit ist. Die Funktionen h_i ^CW(.) sind durch einfaches Ersetzen von A(t-u) durch ein konstantes X in Gleichung (6) einfach zu berechnen:
Gleichung (6) kann dann wie folgt umgeschrieben werden: B(t) = F(|A(t), W₁P₁(|A(t)|) + Δ₁(t), W₂P₂(|A(t)|) + Δ₂(t), ...).Φ(t) (10), mit ∀i:Δ_i(t) = h_i(t) – W_iP_i(|A(t)|) (11).
In Gleichung (11) repräsentiert die neue Variable Δ_i(t) die Abweichung der versteckten Variable h_i(t) von ihrer Gleichgewichtslösung, die der momentanen Eingangssignalamplitude entspricht. Es wird nun ferner angenommen, dass Gleichung (6) bezüglich dieser Abweichungen vom Gleichgewichtszustand Δ_i(t) linearisiert werden kann. Dies führt zu folgenden Gleichungen (12)–(14):
mit F_CW(|A(t)|) = F(|A(t), W₁P₁(|A(t)|), W₂P₂(|A(t)|), ...) (13)
Die Funktionen D_i(.) repräsentieren die Empfindlichkeit des Ausgangssignals in Bezug auf Änderungen bzw. Schwankungen der i-ten versteckten Variable. Wenn beispielsweise h₁(.) die Temperatur repräsentiert, dann repräsentiert D₁(.), wie empfindlich das Ausgangssignal auf Temperaturänderungen ist. Ferner ist zu bemerken, dass D_i(.) generell eine nicht-lineare Funktion der momentanen Eingangssignalamplitude ist. Es ist leicht möglich, dass beispielsweise das Ausgangssignal äußerst empfindlich auf Temperaturänderungen bei kleinen Eingangssignalen (entsprechend einer temperaturabhängigen Kleinsignalverstärkung) ist, aber bei einem großen Eingangssignal unempfindlich ist, wodurch das Ausgangssignal vollständig gesättigt ist.
Im Aufbau der Gleichung (12) können ein statischer Teil, der durch F_CW(.) repräsentiert ist, und ein dynamischer Teil, der durch die Summierung über den Index „i” der versteckten Variablen repräsentiert ist, unterschieden werden. Der statische Teil, der aus F(.) unter Anwendung der Gleichung (13) hergeleitet werden kann, entspricht einem klassischen statischen PHD-Modell. Zu beachten ist, dass der untere Index „CW” in F_CW(.) verwendet wird, da diese Funktion der Antwort des Verstärkers auf eine Anregung mit kontinuierlicher Einzeltonwelle (CW) entspricht. Die Substitution von h_i(t) in Gleichung (11), unter Verwendung der Gleichung (7) und die nachfolgende Ersetzung von Δ_i(t) in Gleichung (12) unter Verwendung der Gleichung (11) führt zu folgendem Ausdruck:
Unter Verwendung von Gleichung (9) und durch Ändern der Reihenfolge der Summierung und der Integration kann Gleichung (15) wie folgt neu geschrieben werden:
Im Allgemeinen ist weder bekannt, was die versteckten Variablen sind, noch ist bekannt, wie viele vorhanden sind oder wie sie mit dem System in Wechselwirkung treten. Dennoch kann die mehrdimensionale Funktion G(x, y, u) stets wie folgt definiert werden:
was identisch zu Gleichung (4) ist. Somit ist Gleichung (4) mittels eines Ansatzes mit versteckten Variablen definiert.
Gleichung (17) lässt erkennen, dass die mehrdimensionale Funktion G(x, y, u) nicht beliebig ist, da die folgende Abhängigkeit stets gültig ist: ∀x, u:G(x, x, u) = 0 (19).
Diese Eigenschaft ist der Schlüssel bei der experimentellen Bestimmung der Funktion G(.).
Das Verhaltensmodell kann vollständig aus der Messung einer einfachen Gruppe aus HF-Großsignalstufenantworten ermittelt werden, die von dem Verstärker in Reaktion auf eine Gruppe von HF-Großsignalstufen, die dem Verstärker eingespeist werden, ausgegeben werden. Wie zuvor erläutert ist, kann die eingespeiste Gruppe aus HF-Großsignalstufen so ausgewählt sein, dass das Signal sich von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert zur Zeit Null ändert, so dass der gesamte Bereich möglicher Eingangs-HF-Signale für die Mikrowellenkomponente abgedeckt ist. Der Vorgang wird nachfolgend erläutert.
Es sei das Anlegen eines Stufeneingangssignals betrachtet, wobei A(t) = A₁ für t < 0 und wobei A(t) = A₂ für t > = 0 gilt. Die Lösung für eine derartige Großsignalstufenantwort B(t) wird als B_LS(A₁, A₂, t) beschrieben und ist wie folgt gegeben: ∀t < 0:B_LS(A₁, A₂, t) = F_CW(|A₁|)exp(jφ(A₁)) (20), und
Aufgrund der Gleichung (19), kann Gleichung (21) wie folgt umgeschrieben werden:
Wenn auf beiden Seiten der obigen Gleichung die Ableitung nach ”t” genommen wird, ergibt sich:
Als Folge der inhärenten Kausalität der Gleichung (4) muss die Funktion G(x, y, t) lediglich für positive Werte von ”t” definiert werden. Gleichung (24) zieht eine Reihe von Konsequenzen nach sich. Erstens, sie ermöglicht eine naheliegende Messung der Funktion G(x, y, t), die ermittelt wird, indem das Inverse der Ableitung der Stufenantwort genommen wird, wenn mit der Eingangsamplitude ”y” begonnen wird und dann zu der Eingangsamplitude ”x” zum Zeitpunkt 0 umgeschaltet wird. Zweitens, es gibt eine eineindeutige Abbildung zwischen dem Modell und den Stufenantworten. Unter der Voraussetzung, dass alle möglichen Großsignalstufenantworten gemessen werden können, ist ein einfaches nicht-lineares dynamisches Modell, das in der Lage ist, die gemessenen Großsignalstufenantworten zu erzeugen, dasjenige Modell, das durch Gleichung (4) beschrieben ist.
Das Verhaltensmodell, das oben beschrieben ist, wird als ein dynamisches X-Parametermodell bezeichnet. Wie gezeigt, können die Modellkernfunktionen F_CW(.) und G(.) aus einer Gruppe aus Messungen von Großsignalstufenantworten ermittelt werden. Dies kann wie folgt bewerkstelligt werden, wobei B_LS(A₁, A₂, t) gleich dem Ausgangssignal ist, das einer Eingangsstufenänderung von einem Pegel A₁ auf einen Pegel A₂ zum Zeitpunkt 0 entspricht:
Es folgt daher, dass im Zusammenhang dynamischer X-Parameter das Konzept der Vorverzerrung von Signalen für einen Verstärker in den anschaulichen Ausführungsformen in der folgenden Weise betrachtet werden kann. Bei einem Verstärker mit Kernbereichen für ein Verhaltensmodell F_CW(.) und G(.), wie sie durch die Gleichungen (25) und (26) beschrieben sind, kann ein Vorverzerreroperator P[.] so aufgebaut werden, dass für ein beliebiges Signal A(t) der Verstärker als ein Ausgangssignal eine im Wesentlichen ideal verstärkte Version des Signals A(t) in Reaktion auf ein vorverzerrtes Eingangssignal P[A(t)] liefert. Dies kann mathematisch wie folgt ausgedrückt werden:
In Gleichung (27) repräsentiert die Variable α die Verstärkung bzw. den Gewinn. Anders ausgedrückt, eine Kaskade bzw. Hintereinanderschaltung des Operators P[.] und des dynamischen X-Parametermodells verhält sich als ein idealer verzerrungsfreier Verstärker mit der Verstärkung α.
Der Aufbau des dynamischen Vorverzerrers der anschaulichen Ausführungsformen wird nunmehr wie folgt beschrieben. Zunächst ist zu beachten, dass es keine direkte Art gibt, eine exakte Lösung für P[.] auf der Basis der Gleichung (27) zu ermitteln. Da man erkennt, dass P[.] dem inversen Operator eines dynamischen nichtlinearen Operators entspricht, ist auch P[.] ein dynamischer nicht-linearer Operator. Eine praktische Lösung wird ermittelt, indem angenommen wird, dass der inverse Operator P[.] selbst durch ein dynamisches X-Parametermodell angenähert werden kann. Der inverse Operator P[.] kann somit in der folgenden Weise geschrieben werden:
In Gleichung (28) sind F_P(.) und G_P(.) die dynamischen X-Parameterkerne bzw. Kernbereiche, die der Näherung des inversen Operators P[.] entsprechen. Der Aufbau des Vorverzerrers kann so formuliert werden, dass F_P(.) und G_P(.) auf der Grundlage der Kenntnis von F_CW(.), G(.) und α ermittelt werden. Der resultierende Vorverzerrer kann dann als dynamischer Vorverzerrer gekennzeichnet werden.
Die Tatsache, dass es eine eineindeutige Beziehung zwischen den Großsignalstufenantworten und dem dynamischen X-Parameterkern gibt, kann ausgenutzt werden, um F_P(.) und G_P(.) zu berechnen. Dies wird wie folgt bewerkstelligt. Zunächst werden die sog. inversen Großsignalstufenantworten, die als A_INV(B₁, B₂, t) beschrieben werden, berechnet, wobei A_INV(B₁, B₂, t) als dasjenige spezielle Eingangssignal definiert ist, das zu einer idealen Stufe am Ausgang des Verstärkers führt, das sich zwischen den Amplitudenpegeln B₁ und B₂ ändert und eine Phase von Null besitzt. Die Details der Berechnung der inversen Großsignalstufenantwort A_INV(B₁, B₂, t) werden später beschrieben. Diese inversen Großsignalstufenantworten A_INV(B₁, B₂, t) entsprechen, bis auf den Verstärkungsfaktor α, den Großsignalstufenantworten des dynamischen Vorverzerrers. Anders ausgedrückt, die Modellkerne des dynamischen Vorverzerrers können wie folgt beschrieben werden:
Die obige Auswahl für F_P(.) und G_P(.) kann als richtig demonstriert werden, indem einfach die Großsignalstufenantworten einer Kaskade des dynamischen X-Parametermodells 20 mit Kernen F_P(.) und G_P(.) und des ursprünglichen dynamischen X-Parametermodells 30 mit Kernen F_CW(.) und G(.) berechnet werden, wie in 4 gezeigt ist. D. h., eine ideale Stufe, die sich von einem Pegel A₁ zu einem Pegel A₂ zur Zeit Null ändert, kann auf den Eingang des dynamischen X-Parametermodells 20, das die Modellkerne F_P(.) und G_P(.) aufweist, angewendet werden. Durch den Aufbau ist das Signal am Ausgang des dynamischen X-Parametermodells 20 gleich A_INV(αA₁, αA₂, t). Dieses Vorverzerrerausgangssignal kann dann als das Eingangssignal für das ursprüngliche dynamische X-Parametermodell 30 verwendet werden. Durch die Definition von A_INV(.) ist das Ausgangssignal des ursprünglichen dynamischen X-Parametermodells 30 gleich einer idealen Stufe, die sich von einem Pegel αA₁ auf einen Pegel αA₂ zur Zeit Null ändert. Anders ausgedrückt, bei Anregung durch Großsignalstufen verhält sich die Kaskade des Vorverzerrermodells mit Kernen F_P(.) und G_P(.) und des dynamischen X-Parametermodells 30 mit Kernen F_CW(.) und G(.) wie ein ideales speicherloses bzw. gedächtnisloses Verstärkersystem mit einer Verstärkung α. Es wird dann einfach angenommen, dass das Vorverzerrersystem mit den Modellkernen F_P(.) und G_P(.) sich ebenfalls wie ein guter Vorverzerrer für beliebige modulierte Signale verhält.
Im Folgenden wird nun die Berechnung der oben angegebenen inversen Großsignalstufenantworten beschrieben. Wie zuvor erläutert ist, können die dynamischen X-Parameterkerne F_P(.) und G_P(.) des dynamischen Vorverzerrers der anschaulichen Ausführungsformen für ein Verstärkersystem mit dynamischen X-Parameterkernen F_CW(.) und G(.) einfach aus A_INV(B₁, B₂, t) durch die Anwendung der Gleichungen (29) und (30) abgeleitet werden. Die Berechnung der inversen Großsignalstufenantwort A_INV (B₁, B₂, t) kann aus der Kenntnis von F_CW(.) und G(.) realisiert werden. Dies kann auf der Grundlage der Gleichung (4) erreicht werden, indem ausgedrückt wird, dass das Eingangssignal B(t) gleich einer idealen Stufe ist, die sich von einem Amplitudenpegel B₁ in einen Amplitudenpegel B₂ zur Zeit Null (mit Phase Null) ändert. Für t < 0 ist die Lösung trivial, da angenommen werden kann, dass das System sich in einem Schema mit kontinuierlicher Welle (CW) befindet, und somit ergibt sich ∀t < 0:A_INV(B1, B₂, t) = F –1 / CW(B₁) (31).
Dabei wird angenommen, dass die Funktion F_CW(.) invertierbar ist. Im Grenzwall für t gegen ∞ kann man auch annehmen, dass das System in einem CW-Status ist und somit ergibt sich
Für t > 0 gibt es keine andere Möglichkeit als die Integralgleichung (4) zu lösen, wobei B(t) gleich einer idealen Stufe ist, die sich von einem Pegel B₁ zu einem Pegel B₂ zum Zeitpunkt Null ändert. Bei einem gewissen vorgegebenen Wert für B₁ und B₂ ist der Wert von A_INV(B₁, B₂, t) gleich der zeitabhängigen Funktion X(t), die wiederum Lösung des folgenden Ausdrucks ist:
Um Gleichung (33) zu lösen, wird zunächst die Amplitude X (t) durch Lösen der folgenden Gleichung berechnet:
Die Phase von X (t) ist einfach gegeben durch
Eine praktische Möglichkeit zur Lösung der Gleichung (34) besteht darin, die unbekannte Funktion X(t) durch eine diskrete Zeitreihe darzustellen und den Integraloperator durch eine diskrete Summe anzunähern. Es kann begonnen werden, indem eine Abtastzeit T_s ausgewählt wird. Damit der Algorithmus genau bleibt, muss T_s deutlich kleiner sein als die Zeitkonstante, die mit den schnellsten Langzeitspeicherwirkungen verknüpft ist. Unter Verwendung von X_i, um X(iT_s) zu schreiben, kann Gleichung (34) approximiert werden durch
Da ∀X:G(X, X, t) = 0 (37), kann Gleichung (34) geschrieben werden als:
Unter Berücksichtigung von Gleichung (31) ist zu beachten, dass ∀i < 0:X_i = F –1 / CW(B₁) (39).
|X₀| kann somit ermittelt werden, indem die nicht-lineare Gleichung gelöst wird:
Die Phase von X₀ kann gegeben sein durch:
Die Werte von |X₁|, |X₂|, |X₃|, ... können dann ermittelt werden, indem nacheinander die folgenden Ausdrücke gelöst werden:
für ”i” gleich 1, 2, ...etc.. Die Phasen können somit ausgedrückt werden durch:
Bedeutsam ist, dass die Berechnung von X_i lediglich die Kenntnis von X_k-Komponenten mit einem Index ”k” kleiner als ”i” erfordert. Dies impliziert, dass zu jedem Zeitpunkt der Algorithmus lediglich eine nicht-lineare Gleichung einer einzelnen Unbekannten lösen muss. Es gibt keine Kopplung zwischen den Unbekannten. In der Praxis besteht die größte Herausforderung nicht darin, eine Lösung zu finden, sondern rührt aus der Tatsache her, dass der Algorithmus für viele Werte von ”i” sowie für mehrere Werte von B₁ und B₂ wiederholt werden muss. Die Entkopplung der Variablen impliziert jedoch, dass das Problem sich gut mit paralleler Verarbeitung lösen lässt.
Für einen Verstärker mit einem speziellen Arbeitsbereich kann die Art und Weise, in der ein dynamischer Vorverzerreralgorithmus für eine spezielle Trägerfrequenz aufgebaut werden kann, wie folgt zusammengefasst werden.
Schritt 1: Messen der Antwort des Verstärkers in Bezug auf einen vollständigen Satz an Großsignalstufen. Eine einzelne derartige Messung wird als eine Großsignalstufenantwortmessung bezeichnet. Dies wird bewerkstelligt, indem ein Signal mit der Trägerfrequenz angelegt wird, das sich zum Zeitpunkt Null von einem Amplitudenpegel A₁ in einen unterschiedlichen Eingangspegel A₂ ändert. Die entsprechende komplexe Basisbanddarstellung des Ausgangssignals wird als B_LS(A₁, A₂, t) geschrieben. Dieses Experiment wird für viele unterschiedliche kombinierte Werte von A₁ und A₂ derart wiederholt, dass der gesamte Arbeitsbereich des Verstärkers abgedeckt wird.
Schritt 2: Sobald B_LS(A₁, A₂, t) bekannt ist, werden Gleichung (25) und (26) verwendet, um die zwei dynamischen X-Parameterkerne des Verstärkers zu berechnen, d. h., den statischen Teil F_CW(.) und den dynamischen Teil G(.). Dies ist ergibt ein dynamisches X-Parametermodell für den Verstärker.
Schritt 3: Sobald F_CW(.) und G(.) bekannt sind, werden diese verwendet, um die inverse Großsignalstufenantwortfunktion A_INV(B₁, B₂, t) zu berechnen, wie dies zuvor beschrieben ist.
Schritt 4: Sobald A_INV(B₁, B₂, t) bekannt ist, werden Gleichung (29) und (30) verwendet, um die dynamischen X-Parameterkerne des Vorverzerrers zu berechnen, d. h., den statischen Teil F_P(.) und den dynamischen Teil G_P(.). Die endgültige Verstärkung, die im Prinzip willkürlich gewählt werden kann, ist α.
Schritt 5: Für ein beliebiges Eingangssignal A(t) kann das entsprechende dynamisch vorverzerrte Signal A_P(t) wie folgt berechnet werden:
Wenn der Verstärker unter Anwendung des Eingangssignals A_P(t) angeregt wird, ist das Ausgangssignal B(t) sehr ähnlich zu dem ideal verstärkten Signal, d. h., αA(t).
Es sei wieder auf 1 verwiesen; die Mikrowellenkomponente 100 liefert nachfolgend ein Ausgangssignal B(t), das aus einer einfachen Gruppe aus HF-Großsignalstufenantworten in Bezug auf die Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t) besteht. Die entsprechende komplexe Basisbanddarstellung des Ausgangssignals wird als B_LS(A₁, A₂, t) geschrieben. Die Verarbeitungseinrichtung 300 misst das entsprechende Ausgangshüllsignal B(t), das aus der Gruppe aus HF-Großsignalstufenantworten besteht, die von der Mikrowellenkomponente 100 in Reaktion auf die Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t) erzeugt wurden. Unter Anwendung der Gleichung (25) und (26) auf die gemessenen Großsignalstufenantworten B_LS(A₁, A₂, t) berechnet die Verarbeitungseinrichtung 300 die dynamischen X-Parameterkerne der Mikrowellenkomponente 100, d. h., den statischen Teil F_CW(.) und den dynamischen Teil G(.). Der statische Teil F_CW(.) und der dynamische Teil G(.) können als das Systemmodell der Mikrowellenkomponente 100 gezeichnet werden. Die Verarbeitungseinrichtung 300 kann eine beliebige Komponente oder Hardware umfassen, die ausgebildet oder programmiert ist, um eine derartige Berechnung auszuführen. Wie in 3 gezeigt ist, entsprechen beispielsweise die Gleichgewichtswerte von B(t) nach der Einschwingzeit den Werten des statischen Teils, der durch F_CW(A₂) und F_CW(A,) repräsentiert ist. Die negativen Zeitableitungen –dB/dt von B(t) entsprechen dem dynamischen Teil, der als die Werte von G(A₂, A₁, t) und G(A₁, A₂, t) repräsentiert ist. Die Wiederholung dieser Messung für einen gesamten Bereich von A₁ und A₂ für die mehreren HF-Großssignalstufenantworten liefert eine vollständige Kenntnis der Modellkerne F_CW(.) und G(.), die durch Gleichung (4) beschrieben sind. Die Werte von F_CW(A₂) und F_CW(A₁), wie sie durch die Verarbeitungseinrichtung 300 errechnet sind, und die negativen Zeitableitungen von G(A₂, A₁, t) und G(A₁, A₂, t), wie sie von der Verarbeitungseinrichtung 300 bestimmt werden, können in Tabellenform gesammelt werden. Daher wird eine direkte Zuordnung zwischen den Messwerten und den Parametern des Modells gemäß anschaulichen Ausführungsformen realisiert. Diese Zuordnung kann als ein dreidimensionales Modell für den dynamischen Teil gekennzeichnet werden, wodurch jeder Wert von G(.) mit zwei Eingangsamplituden und einem Zeitpunkt in Beziehung steht.
Aus den berechneten Modellkernen F_CW(.) und G(.) berechnet die in 1 gezeigte Verarbeitungseinrichtung 300 sodann die inverse Großsignalstufenantwortfunktion A_INW(B₁, B₂, t), wie dies zuvor beschrieben ist. Die Verarbeitungseinrichtung 300 verwendet dann Gleichung (29) und (30), um die dynamischen X-Parameterkerne der Vorverzerrung zu berechnen, d. h., den statischen Teil F_P(.) und den dynamischen Teil G_P(.). Der statische Teil F_P(.) und der dynamische Teil G_P(.) können als das inverse Speichermodell gekennzeichnet werden, das dem Systemmodell der Mikrowellenkomponente 100 entspricht. Die Verarbeitungseinrichtung 300 berechnet nachfolgend das entsprechende dynamisch vorverzerrte Signal A_P(t) für ein Eingangssignal A(t), das von der Eingangseinrichtung 400 bereitgestellt wird, wobei Gleichung (44) verwendet wird. Das vorverzerrte Signal A_P(t) wird dann der Mikrowellenkomponente 100 zugeleitet oder mit dieser verbunden, die nachfolgend ein verstärktes Signal αA(t) ausgibt, das eine im Wesentlichen nicht verzerrte Version des Eingangssignal A(t) ist. In den anschaulichen Ausführungsformen kann das Eingangssignal A(t) eines aus diversen komplexen, beliebig modulierten Signaltypen sein, etwa Codedivision mit Mehrfachzugriff (CDMA), WCDMA, CDMA 2000, Langtermentwicklung (LTE) und Zeitspreizungsmodulation (TSM), und das Signal kann Stufen, Pulse, Zwei-Ton-Anregungen, kontinuierliche Wellen und rauschartige Modulationen beispielsweise repräsentieren.
Obwohl in 1 der Signalgenerator 200 und die Verarbeitungseinrichtung 300 separat gezeigt sind, können sie zusammen als Komponenten eines nicht-linearen Vektornetzwerkanalysators (NVNA) von Agilent Technologie mit X-Parameter-Technologie (Agilent PNA-X) und gepulsten Optionen mit Einhüllender beispielsweise eingerichtet sein, oder als ein beliebiger Analysator, eine Komponente, oder eine Hardware, die ausgebildet oder programmiert ist, um ein Testsignal in der zuvor beschriebenen Weise bereitzustellen und um die entsprechenden Berechnungen auszuführen. Der Agilent PNA-X ist kommerziell von Agilent Technologies, Inc., Santa Clara, CA, erhältlich. Im Falle des Agilent PNA-X erzeugen die beiden Synthesizer darin in Verbindung mit dem internen Pulsmodulator die Gruppe aus HF-Großsignalstufen A(t), die der Mikrowellenkomponente 100 eingespeist werden.
Es wird nunmehr eine weitere anschauliche Ausführungsform beschrieben, in der ein vereinfachter Vorverzerrer für den Fall einer Breitbandmodulation gestaltet ist. Im Falle von Breitband modulierten Signalen kann, wenn die Statistik der Modulationsamplitude stationär ist, das dynamische X-Parametermodell vereinfacht werden. In der Praxis kann diese Annahme häufig gemacht werden, insbesondere bei modernen Kommunikationsformaten, etwa beispielsweise Langtermevolution (LTE). Ein derartiges vereinfachtes Modell kann als ein Breitband-X-Parametermodell bezeichnet werden. Der gleiche Grundgedanke, der zur Vereinfachung der dynamischen X-Parameter angewendet wird, kann auch benutzt werden, um einen vereinfachten Vorverzerrer zu gestalten, der als ein Breitbandvorverzerrer bezeichnet werden kann.
Für einen Verstärker, der durch einen Breitband-X-Parameterkern K(.) gekennzeichnet ist, würde sich implizit ergeben, dass das ausgegebene Hüllkurvensignal Y(t) des Verstärkers mit dem Eingangssignal X(t) in der folgenden Weise in Beziehung steht:
In Gleichung (45) repräsentiert p(.) die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Eingangssignalamplitude. Der Wert des zweidimensionalen Kerns K(.) ist relativ einfach zu bestimmen, indem eine Gruppe aus gepulsten Experimenten durchgeführt wird. Eine Großsignalstufe, die sich von einer Amplitude A₁ in eine Amplitude A₂ zum Zeitpunkt Null ändert, kann an dem Verstärker angelegt werden. Der Wert des Ausgangssignals unmittelbar nach dem Umschalten (entsprechend einer Zeit gleich einem infinitesimalen positiven ε) würde gleich sein zu K(A₂, A₁). Insbesondere wenn das Eingangssignal X(t) gleich ist zu der oben angegebenen Großsignalstufe, ergibt sich Y(t) in der folgenden Weise:
In Gleichung (46) ist δ(.) gleich einer Dirac-Delta-Distribution. Wichtig ist, dass der Kern K(.), wie er in Gleichung (45) verwendet wird, eine komplexe Zahl als erstes Argument besitzt. Die Kernfunktion bzw. Kernel-Funktion, wie sie durch das Stufenexperiment abgeleitet wird, ist jedoch nur für ein positives reales erstes Argument bestimmt. Der gemessene Kern K(.) wird einfach in Richtung auf ein komplexes erstes Argument erweitert, indem die Charakteristik von K(.) verwendet wird wie folgt: K(X(t), y) = K(|X(t)|, y)e^jφ(X(t)) (47).
Auf der Grundlage dieses Grundgedankens wird der Breitbandvorverzerrer aufgebaut.
Der Vorverzerrer selbst kann als ein Breitband-X-Parametermodell wie folgt beschrieben werden:
Folglich muss bei Kenntnis des zweidimensionalen Kerns K(.) der zweidimensionale Breitbandvorverzerrerkern K_PD(.) so bestimmt werden, dass die Kaskade bzw. Hintereinanderschaltung der beiden sich wie ein nahezu idealer Verstärker mit einer Verstärkung α verhält. Anders ausgedrückt, beim Anlegen einer Groß signaleingangsstufe, die sich von Amplitude A₁ zur Amplitude A₂ ändert, muss sich das Ausgangssignal des kaskadierten Systems von einem Amplitudenpegel αA₁ zu einem Amplitudenpegel αA₂ zumindest unmittelbar nach dem Anlegen der Stufe (während einer infinitesimalen Zeit ε) ändern. Die resultierende Amplitude unmittelbar nach der Stufe des kaskadierten Systems kann mathematisch wie folgt berechnet werden: Y(ε) = K(K_PD(A₂, A₁), K_PD(A₁, A₁)) (49).
Für den Breitbandvorverzerrer gilt: Y(ε) = αA₂ (50), und es ist auch bekannt, dass K_PD(A₁ + A₁) = F –1 / CW(A₁) (51), da dies einfach einem statischen Vorverzerrer entspricht. Einsetzen der Gleichung (50) und (51) in Gleichung (49) ergibt einen zweidimensionalen Breitbandvorverzerrerkern K_PD(.) wie folgt: K(K_PD(A₂, A₁),|F –1 / CW(αA₁)|) –αA₂ = 0 (52).
Das Lösen der Gleichung (52) für einen vollständigen Bereich von Amplitudenwerten A₁ und A₂ ergibt die vollständige Kenntnis des zweidimensionalen Breitbandvorverzerrerkerns K_PD(.). Zu beachten ist, dass lediglich die Kenntnis des zweidimensionalen Kerns K(.) erforderlich ist, um die Berechnungen wie folgt auszuführen F_CW(A₁) = K(A₁, A₁) (53).
Das Verfahren zum Vorverzerren von Signalen unter Anwendung des dynamischen X-Parametermodells mit Kernen F_P(.) und G_P(.) wie in den anschaulichen Ausführungsformen ist experimentell bestätigt worden, wie dies nachfolgend beschrieben ist. Die dynamische Vorverzerrertechnik wurde auf einen Verstärker mit Gehäuse, insbesondere auf eine Minischaltung ZFL-11AD+ angewendet. Ein dynamisches X-Parametermodell wurde für diesen Verstärker bei einer Trägerfrequenz von 1750 MHz ermittelt, und das entsprechende dynamische X-Parametermodell wurde experimentell unter Anwendung unterschiedlicher Arten von Signalen, etwa Großsignalstufen, Zwei-Ton-Signalen und komplexen modulierten Signalen (cdma2000, WCDMA) überprüft. Die Kerne bzw. Kernbereiche des entsprechenden dynamischen Vorverzerrers werden nachfolgend in der zuvor beschrienen Weise berechnet. Der Vorverzerrer wurde dann im ADS 2009 implementiert, d. h., in einem kommerziell erhältlichen harmonischen Balance-Simulator. Um das Leistungsverhalten des dynamischen Vorverzerrers zu prüfen, wurden mehrere Simulationen unter Anwendung des dynamischen Vorverzerrers ausgeführt, der mit einem dynamischen X-Parametermodell des Verstärkers in Kaskade bzw. in Reihe geschaltet war. Die Ergebnisse zweier derartiger Simulationen sind in den 5 und 6 gezeigt.
Die Ergebnisse einer ersten Simulation, wobei ein Signal mit WCDMA-artigen Eigenschaften (5 MHz Modulationsbandbreite und ähnlicher Amplitudenverteilung) an den dynamischen Vorverzerrer mit kaskadiertem dynamischen X-Parametermodell des Verstärkers angelegt wurde, sind in 5 gezeigt. Die Ergebnisse einer zweiten Simulation, wobei ein Signal mit der gleichen Amplitudenverteilung wie in 5 aber mit einer stark reduzierten Modulationsbandbreite (lediglich 60 kHz Modulationsbandbreite) an den dynamischen Vorverzerrer mit kaskadiertem dynamischen X-Parametermodell des Verstärkers angelegt wurde, sind in 6 gezeigt. In den 5 und 6 sind Kurven gezeigt, die das Eingangssignal + 10 dB, das Vorverzerrerausgangssignal + 10 dB und das Verstäkerausgangssignal repräsentieren. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Vorverzerrer im Wesentlichen die erneute spektrale Zunahme verhindert, wie sie ansonsten erwartet würde. Insbesondere wurde der Vorverzerrer vollständig auf der Grundlage von Großsignalstufenmessungen berechnet, die Signale sind, die sich wesentlich von den Signalen unterscheiden, die an den dynamischen Vorverstärker, der mit einem dynamischen X-Parametermodell des Verstärkers kaskadiert ist, während der experimentellen Prüfung angelegt wurden. Dies bestätigt die Robustheit dieser Vorgehensweise.
Eine experimentelle Bestätigung eines vereinfachten Vorverzerrers, der für Breitbandmodulation der weiteren anschaulichen Ausführungsformen gestaltet war, wurde an einem 25W GaN MMIC-Verstärker von CREE ausgeführt. Es wurde zunächst ein Breitband-X-Parametermodell bei einer Trägerfrequenz von 2 GHz experimentell für diese Komponente unter Anwendung gepulster Messungen extrahiert bzw. ermittelt. Dieses Breitband-X-Parametermodell wurde unter Anwendung von LTE- und WCDMA-Eingangssignalen bestätigt. Der extrahierte Breitband-X-Parameterkern wurde dann verwendet, um den Kern für den Breitbandvorverzerrer zu berechnen. Um das Leistungsvermögen des Breitbandvorverzerrers zu prüfen, wurden mehrere Simulationen des Breitbandverzerrers, der mit dem Breitband-X-Parametermodell des Verstärkers kaskadiert war, ausgeführt. Die Ergebnisse dieser weiteren Simulation sind in 7 gezeigt. In 7 sind Kurven gezeigt, die das LTE-Eingangssignal bei Verstärkung mit Verstärkungsfaktor α, das simulierte Verstärkerausgangssignal unter Anwendung des Breitband-(WB)Vorverzerrers der anschaulichen Ausführungsformen und das simulierte Verstärkerausgangssignal unter Anwendung des kontinuierlichen (CW)Vorverzerrers der anschaulichen Ausführungsformen repräsentieren. Wie in 7 gezeigt ist, sind die Kurven, die das LTE-Eingangssignal, wenn es mit Verstärkung α verstärkt ist, und das simulierte Verstärkerausgangssignal unter Anwendung des Breitbandvorverzerrers repräsentieren, im Wesentlichen identisch, wodurch die Robustheit des vereinfachten Breitbandansatzes gezeigt ist.
8 ist eine funktionelle Blockansicht, in der ein Computersystem 500 zum Ausführen eines Algorithmus gezeigt ist, um die Arbeitsweise des Systems 10 aus 1 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform zu steuern. Das Computersystem 500 kann eine beliebige Art an Computerverarbeitungseinrichtung sein, etwa ein PC, der in der Lage ist, die diversen Schritte des Programmiersprachenübersetzungsprozesses auszuführen. In diversen Ausführungsformen ist das Computersystem 500 in einem Signalgenerator 200 oder einer Verarbeitungseinrichtung 300 enthalten, und/oder in einer separaten Steuerung oder einer anderen Verarbeitungseinrichtung (nicht gezeigt), oder das System kann auf eine oder mehrere dieser Einrichtungen aufgeteilt sein.
In der gezeigten anschaulichen Ausführungsform enthält das Computersystem 500 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 571, einen Speicher 572, einen Bus 579 und Schnittstellen 575–577. Der Speicher 572 umfasst zumindest einen nicht-flüchtigen Nur-Lese-Speicher (ROM) 573 und einen flüchtigen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 574, obwohl zu beachten ist, dass der Speicher 572 mittels einer beliebigen Anzahl, Art und Kombination von ROM und RAM-Einrichtungen und internen und externen Speichern eingerichtet werden kann. Der Speicher 572 kann Tabellen und/oder andere Funktionen zum Implementieren von Zuordnungen enthalten. In diversen Ausführungsformen umfasst der Speicher 572 eine beliebige Anzahl, Art und Kombination von dinglichen bzw. nicht-flüchtigen Computer lesbaren, etwa ein Laufwerk, eine Kompaktdiskette (beispielsweise CD-R/CD/RW), einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), einen elektrisch löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), eine digitale Videodiskette (DVD), ein Laufwerk mit universellem seriellen Bus (USB), eine Diskette, ein Diskettenlaufwerk und dergleichen. Ferner kann der Speicher 572 Programmbefehle und Ergebnisse von Berechnungen, die von der CPU 571 ausgeführt werden, enthalten.
Die CPU 571 ist ausgebildet, einen oder mehrere Softwarealgorithmen auszuführen, wozu die Steuerung des Systems 10 gemäß den diversen hierin beschriebenen Ausführungsformen gehört, beispielsweise kann dies in Verbindung mit dem Speicher 572 erfolgen. Die CPU 571 kann ihren eigenen Speicher enthalten (beispielsweise einen nicht-flüchtigen Speicher), um ausführbaren Softwarecode zu speichern, der es der CPU ermöglicht, diverse Funktionen auszuführen. Alternativ kann der ausführbare Code in zugewiesenen Speicherstellen innerhalb des Speichers 572 abgelegt sein. Die CPU 571 kann ein Betriebssystem, etwa das Betriebssystem Windows^®, das von Microsoft Corporation verfügbar ist, oder ein Unix-Betriebssystem (beispielsweise Solaris^TM, das von Sun Microsystems, Inc., verfügbar ist), und dergleichen ausführen.
In einer Ausführungsform kann ein Anwender und/oder andere Computer mit dem Computersystem 500 in Wechselwirkung treten unter Anwendung von einem oder mehreren Eingangseinrichtungen 585, wobei dies über die I/O-Schnittstellen 575 erfolgt. Die eine oder die mehreren Eingangseinrichtungen 585 können eine beliebige Art an Eingangseinrichtung, beispielsweise eine Tastatur, eine Zeigerkugel, eine Maus, ein berührungsempfindliches Feld oder eine berührungsempfindliche Anzeige und dergleichen umfassen. Ferner kann das Computersystem 500 Information auf einer Anzeige 586 über eine Anzeigeschnittstelle 576 darstellen, die beispielsweise eine beliebige Art von graphischer Anwenderschnittstelle (GUI) umfasst.
Das Computersystem 500 kann ferner eine Steuerschnittstelle 577 zur Kommunikation mit diversen Komponenten des Systems 10 aufweisen. Beispielsweise ist in diversen Ausführungsformen das Computersystem 500 in der Lage, mit der Mikrowellenkomponente 100 in Verbindung zu treten, um die Gruppe aus HF-Großsignalstufenantworten zu empfangen, mit dem Signalgenerator 200 zu kommunizieren, um das Testsignal für die Mikrowellenkomponente 100 zu definieren, und/oder mit der Verarbeitungseinrichtung 300 in Verbindung zu treten, um das Eingangssignal bereitzustellen, wie dies zuvor erläutert ist, wobei dies über ein verdrahtetes oder kabelloses LAN, beispielsweise als Netzwerk 587 bezeichnet, erfolgen kann. Die Steuerschnittstelle 577 umfasst beispielsweise einen Sender/Empfänger (nicht gezeigt) mit einem Empfänger und einem Sender, die kabellos über ein Datennetzwerk mittels eines Antennensystems (nicht gezeigt) gemäß einem geeigneten Standardprotokoll kommunizieren. Es ist jedoch zu beachten, dass die Steuerschnittstelle 577 auch eine andere Art an Schnittstelle beinhalten kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die diversen ”Teile”, die im System 10 gezeigt sind, können physikalisch unter Anwendung eines Software gesteuerten Mikroprozessors, von fest verdrahteten Logikschaltungen oder einer Kombination davon eingerichtet werden. In einer Ausführungsform kann das Computersystem 500 die Funktion des Signalgenerators 200 und/oder der Verarbeitungseinrichtung 300 ausführen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Computersystem 500 die Mikrowellenkomponente 100 und den dynamischen Vorverzerrer modellieren oder eine virtuelle Darstellung davon bereitstellen zusätzlich zum Ausführen der Funktion des Signalgenerators 200 und/oder der Verarbeitungseinrichtung 300. In dieser weiteren Ausführungsform kann das Computersystem 500 auch die Gruppe aus HF-Großsignalstufen, die wiederum selbst simuliert sein können, für die virtuelle Darstellung der Mikrowellenkomponente 100 bereitstellen, wodurch die virtuelle Darstellung der Mikrowellenkomponente 100 daraufhin die HF-Großsignalstufenantwort für die Berechnung der dynamischen X-Parameterkerne des Vorverzerrers bereitstellen kann. Das Computersystem 500 kann somit ausgebildet sein, die gesamten Funktionen oder einen Teil davon des Systems 10 unter Anwendung von Programmbefehlen auszuführen, die als Codesegment in einer beliebigen Anzahl, Art und Kombination der oben angegebenen dinglichen Computer lesbaren Speichermedien oder nicht-dinglichen Computer lesbaren Medien gespeichert sind. Das System 10 kann somit virtuell eingerichtet sein.
Die diversen ”Teile”, die in dem Computersystem 500 gezeigt sind, können physikalisch unter Anwendung eines Software gesteuerten Mikroprozessors, durch fest verdrahtete Logikschaltungen oder eine Kombination davon physikalisch eingerichtet sein. Obwohl ferner die Teile funktionell in dem Computersystem 500 zu Erläuterungszwecken aufgeteilt sind, können sie in diverser Weise in beliebiger physikalischer Anordnung kombiniert sein.
Wie der Fachmann erkennt, führt das System 10 eine Vorverzerrung an einem Eingangssignal aus und gibt reagierend darauf eine im Wesentlichen nicht verzerrte Version des Eingangssignals aus. Das System 10 kann ferner verwendet werden, andere diverse Frequenzphänomene, etwa beispielsweise nicht-lineare optische Phänomene und nicht-lineare mechanische Erscheinungen einschließlich Schall, Vibration, Schockwellen und Verzerrungen, durch Vorverzerren zu behandeln. Mittels der vorliegenden Offenbarung kann der Fachmann diese Anwendungen einrichten, und bleibt dabei im Schutzbereich der angefügten Patentansprüche.
Wie sich ferner für den Fachmann ergibt, stellen diverse anschauliche Ausführungsformen ein Verfahren zum Vorverzerren von Signalen für die Mikrowellenkomponente 100 bereit. In anschaulichen Ausführungsformen ist die Mikrowellenkomponente 100 ein Verstärker. Jedoch ist dies lediglich anschaulich und es ist auch die Verwendung anderer Mikrowellenkomponenten und Systeme mit eingeschlossen. Die Mikrowellenkomponente kann andere Komponenten umfassen, etwa Transistoren, Dioden, monolithische integrierte Mikrowellenschaltungen (MMICS), Mehrchipmodule (MCM), nicht-lineare elektronische Analogkomponenten oder Schaltungen und nicht-lineare HF-Systeme, ohne damit vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Eingangssignale, die für die Vorverzerrung bereit gestellt werden, können willkürlich modulierte Signale umfassen, etwa einfache Zwei-Ton-Anregungen, gepulste Anregungen und komplexere modulierte HF-Anregungen, oder standardmäßige digital modulierte Breitbandformate für Kommunikationssignale, etwa Weitbereichscodedivisions-Mehrfachzugriff (WCDMA), Langtermevolutions-(LTE-)Signale und weltweite Interaktion für Mikrowellenzugriff (WIMAX), um einige Beispiele zu nennen.
Die diversen Komponenten, Materialien, Strukturen und Parameter sind hier nur zur Anschauung und beispielhaft mit eingeschlossen und sind nicht im beschränkenden Sinne zu verstehen. Unter Berücksichtigung der vorliegenden Offenbarung kann der Fachmann die vorliegende Lehre zur Bestimmung eigener Anwendungen und benötigter Komponenten, Materialien, Strukturen und Anlagen verwenden, um diese Anwendungen umzusetzen, wobei er dennoch im Schutzbereich der angefügten Patentansprüche bleibt.
Daher sollte die Erfindung nicht auf die speziellen anschaulichen Ausführungsformen, die zuvor detailliert beschrieben sind, eingeschränkt erachtet werden.
Obwohl beispielhafte Ausführungsformen hierin offenbart sind, erkennt der Fachmann, dass viele Änderungen, die im Einklang mit der vorliegenden Lehre sind, möglich sind und diese innerhalb des Schutzbereichs der angefügten Patentansprüche liegen. Die Erfindung ist daher lediglich durch den Schutzbereich der angefügten Patentansprüche festgelegt.

Claims

Materielles Computer lesbares Medium (572), das ein von einem Computer (571) zum Vorverzerren von Signalen ausführbares Programm speichert, wobei das Computer lesbare Medium umfasst: ein Erzeugungscodesegment zum Erzeugen eines Testsignals; ein Systemmodellcodesegment zum Erzeugen eines Systemmodells aus einem Ausgangssignal in Reaktion auf das Testsignal, wobei das Systemmodell einen dynamischen Teil, der Speichereffekte des Systems (100) kennzeichnet, enthält; ein Speichermodellcodesegment zum Erzeugen eines inversen Speichermodells aus dem Systemmodell; und ein Vorverzerrungscodesegment zum Vorverzerren eines Eingangssignals unter Anwendung des inversen Speichermodells.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Anwendungscodesegment zum Anwenden des vorverzerrten Signals auf das System (100) zur Erzeugung eines Signals, das im Wesentlichen eine nicht-verzerrte Version des Eingangssignals ist.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 2, wobei das System (100) einen Verstärker umfasst, der ein verstärktes Signal erzeugt, das im Wesentlichen eine nicht-verzerrte Version des Eingangssignals ist.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 1, wobei das inverse Speichermodell unempfindlich auf Änderungen in der Modulationsbandbreite und der Amplitudenverteilung des Eingangssignals ist.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 1, wobei das Testsignal eine Gruppe aus Großsignalstufen umfasst.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 5, wobei das Ausgangssignal Großsignalstufenantworten umfasst.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 5, wobei die Gruppe aus Großsignalstufen sich zu einem Anfangszeitpunkt von einem ersten Wert in einen zweiten Wert ändert und einen Bereich an möglichen Eingangssignalamplitudenwerten abdeckt.
Computer lesbares Medium (572) gemäß Anspruch 1, wobei der dynamische Teil des Systemmodells sich in Reaktion auf variierende Betriebsbedingungen des Systems (100) einschließlich der Temperatur und/oder der Vorspannung und/oder von Einfangzuständen ändert.
Verfahren mit: Erzeugen eines Testsignals; Erzeugen eines Systemmodells aus einem Eingangssignal in Reaktion auf das Testsignal, wobei das Systemmodell einen dynamischen Teil enthält, der Speichereffekte des Systems (100) kennzeichnet; Erzeugen eines inversen Speichermodells aus dem Systemmodell; und Vorverzerren eines Eingangssignals unter Anwendung des inversen Speichermodells.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst: Zuführen des vorverzerrten Signals zu dem System (100) zur Erzeugung eines Signals, das im Wesentlichen eine nicht-verzerrte Version des Eingangssignals ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das System (100) einen Verstärker umfasst, der ein verstärktes Signal erzeugt, das im Wesentlichen eine nicht-verzerrte Version des Eingangssignals ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das inverse Modell unempfindlich ist für Änderungen in der Modulationsbandbreite und der Amplitudenverteilung des Eingangssignals.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Testsignal eine Gruppe aus Großsignalstufen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ausgangssignal Großsignalstufenantworten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Gruppe aus Großsignalstufen sich zu einem Anfangszeitpunkt von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert ändert und einen Bereich möglicher Eingangssignalamplitudenwerte abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Erzeugen eines Systemmodells und das Erzeugen eines inversen Speichermodells durch Software eingerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Erzeugen eines Systemmodells und das Erzeugen eines inversen Speichermodells durch Hardware eingerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der dynamische Teil des Systemmodells sich in Reaktion auf eine Änderung von Betriebsbedingungen des Systems (100) einschließlich der Temperatur und/oder der Vorspannung und/oder von Einfangszuständen ändert.
Vorverzerrungssystem (10) mit: einer Eingangseinrichtung (400) zum Empfangen eines Eingangssignals; einer Verarbeitungseinrichtung (300), die ausgebildet ist, ein Systemmodell aus einem Ausgangssignal in Reaktion auf ein Testsignal zu erzeugen und ein inverses Speichermodell aus dem Systemmodell zu erzeugen, wobei das Systemmodell einen dynamischen Teil enthält, der die Speicherwirkungen eines Systems (100) kennzeichnet; und einem Vorverzerrer (300), der ausgebildet ist, an dem Eingangssignal unter Anwendung des inversen Speichermodells eine Vorverzerrung auszuführen.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 19, wobei das System (100) eine im Wesentlichen nicht-verzerrte Version des Eingangssignals in Reaktion auf das vorverzerrte Signal ausgibt.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 20, wobei das System (100) einen Verstärker umfasst, der ein verstärktes Signal erzeugt, das im Wesentlichen eine nicht-verzerrte Version des Eingangssignals ist.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 19, wobei das inverse Speichermodell unempfindlich ist für Änderungen in der Modulationsbandbreite und der Amplitudenverteilung des Eingangssignals.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 19, wobei das Testsignal eine Gruppe aus Großssignalstufen umfasst, die von einem Signalgenerator (200) bereitgestellt sind.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 23, wobei das Systemmodell inverse Großssignalstufenantworten enthält und die Verarbeitungseinrichtung (300) das inverse Speichermodell aus den inversen Großsignalstufenantworten erzeugt.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 23, wobei die Gruppe aus Großsignalstufen sich zu einem Anfangszeitpunkt von einem ersten Wert in einen zweiten Wert ändert und einen Bereich möglicher Eingangsignalamplitudenwerte abdeckt.
Vorverzerrungssystem (10) nach Anspruch 19, wobei der dynamische Teil des Systemmodells sich in Reaktion auf variierende Betriebsbedingungen des Systems (100) ändert, wozu Temperatur und/oder Vorspannung und/oder Einfangzustände gehören.