DE10219318B4 - Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands - Google Patents

Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands Download PDF

Info

Publication number
DE10219318B4
DE10219318B4 DE2002119318 DE10219318A DE10219318B4 DE 10219318 B4 DE10219318 B4 DE 10219318B4 DE 2002119318 DE2002119318 DE 2002119318 DE 10219318 A DE10219318 A DE 10219318A DE 10219318 B4 DE10219318 B4 DE 10219318B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
sub
signals
branch
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2002119318
Other languages
English (en)
Other versions
DE10219318A1 (de
Inventor
Björn Dr. Jelonnek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE2002119318 priority Critical patent/DE10219318B4/de
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to CN03809726A priority patent/CN100594703C/zh
Priority to PCT/EP2003/003398 priority patent/WO2003094462A1/de
Priority to AU2003215681A priority patent/AU2003215681A1/en
Priority to EP03747353A priority patent/EP1500241B1/de
Priority to ES03747353T priority patent/ES2247557T3/es
Priority to JP2004502573A priority patent/JP4185047B2/ja
Priority to CA2484952A priority patent/CA2484952C/en
Priority to DE50301505T priority patent/DE50301505D1/de
Priority to US10/512,842 priority patent/US7327804B2/en
Publication of DE10219318A1 publication Critical patent/DE10219318A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10219318B4 publication Critical patent/DE10219318B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614Peak power aspects
    • H04L27/2623Reduction thereof by clipping
    • H04L27/2624Reduction thereof by clipping by soft clipping
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/366Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator
    • H04L27/367Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion

Abstract

Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals (TS) aus n Teilsignalen (BS1, BS2, B53, BS4) eines Basisfrequenzbands,
– bei dem jedes einzelne der n Teilsignale (B51,...,BS4) jeweils einem Hauptzweig (HZ1, HZ2, HZ3, HZ4) als Eingangssignal zugeordnet wird und im jeweiligen Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) das Teilsignal (BS1,...,BS4) amplitudenbegrenzt, gefiltert und in ein zwischenfrequentes Teilsignal (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4) umgewandelt wird, - bei dem die zwischenfrequenten n Teilsignale (ZS1,..., ZS4) zu einem Summensignal (SS) zusammengefasst werden, und
– bei dem das Summensignal (SS) amplitudenbegrenzt und digital-analog-gewandelt in das trägerfrequente Ausgangssignal (TS) umgewandelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
– dass im Basisfrequenzband jedes einzelne der n Teilsignale (BS1,...,BS4) parallel zum Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) jeweils einem Nebenzweig (NZ1, NZ2, NZ3, NZ4) als Eingangssignal zugeordnet wird,
– dass im zugeordneten Nebenzweig (NZ1,...,NZ4) für jedes Teilsignal (BS1,...,BS4) die im entsprechend zugeordneten Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) jeweils zu erwartende Signalüberhöhung des Teilsignals (BS1,...,BS4) als Schätzwert (SW1, SW2, SW3, SW4)...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands, bei dem jedes einzelne der n Teilsignale jeweils einem Hauptzweig als Eingangssignal zugeordnet wird. Im jeweiligen Hauptzweig wird das Teilsignal amplitudenbegrenzt, gefiltert und in ein zwischenfrequentes Teilsignal umgewandelt, wobei die zwischenfrequenten n Teilsignale als Ausgangssignale der Hauptzweige zu einem gemeinsamen Summensignal zusammengefasst werden. Das gemeinsame Summensignal wird amplitudenbegrenzt, digital-analog-gewandelt und in das trägerfrequente Ausgangssignal umgewandelt.
  • Bei Funkkommunikationssystemen, die gemäß dem EDGE- oder dem UMTS-Standard ausgeprägt sind, werden beim sogenannten „Singlecarrier-Ansatz" beispielsweise komplexe Basisband-Teilsignale zur Erzeugung von trägerfrequenten Teilsignalen linear moduliert und überlagert. Dabei weisen die trägerfrequenten Teilsignale keine konstanten Momentanleistungen auf.
  • Beim einzelnen trägerfrequenten Teilsignal treten, bedingt durch die lineare Modulation, maximale Amplitudenwerte bzw. maximale Leistungswerte auf, die wesentlich über dem Leistungsmittelwert des trägerfrequenten Teilsignals liegen. Es ergibt sich ein sogenannter "peak-to-average"-Wert PAR>1.
  • Das trägerfrequente Teilsignal wird einem HF-Ausgangsverstärker zugeführt, dessen Verstärkerkennlinie für eine lineare Verstärkung entsprechende Reserven aufweisen muss, um nichtlineare Verzerrungen beim Verstärker-Ausgangssignal zu vermeiden.
  • Ein derartiger Verstärker wird durch die Reserve-Anforderung sehr komplex im Aufbau und weist einen erhöhten Leistungsverbrauch auf. Zusätzlich ergeben sich Verringerungen beim Gesamtwirkungsgrad des Übertragungssystems.
  • Beim sogenannten Multicarrier-Ansatz werden mehrere Basisband-Teilsignale mit sich unterscheidenden Trägerfrequenzen moduliert in einen Zwischenfrequenzbereich überführt. Dort werden die zwischenfrequenten Teilsignale kohärent zu einem Summensignal zusammengefasst. Das Summensignal wird in ein trägerfrequentes Ausgangssignal überführt und gelangt an den HF-Ausgangsverstärker. Auch hier treten beim trägerfrequenten Ausgangssignal maximale Amplitudenwerte bzw. maximale Leistungswerte auf, die wesentlich über dem Leistungs-Mittelwert des trägerfrequenten Ausgangssignals liegen. Wieder müssen beim HF-Ausgangsverstärker entsprechende Reserven vorhanden sein.
  • Sowohl beim Singlecarrier- als auch beim Multicarrier-Ansatz werden bei den Teilsignalen zur Amplitudenbegrenzung einerseits im Basisband und andererseits im Zwischenfrequenzbereich sogenannte "Clipping-Verfahren" angewendet.
  • Bei den in Basisband angewendeten Clipping-Verfahren wird das Teilsignal in seinem Frequenzband stark verzerrt. Mit Hilfe sogenannter "root-raised-cosine"-Filtern (RRC-Filter) werden zur Reduzierung von Störungen in Nachbarfrequenzbändern die durch Clipping verursachten Verzerrungen sowie das Teilsignal selbst spektral begrenzt.
  • Die RRC-Filter bilden zusätzlich lineare Kombinationen aus vergangenen und gegenwärtigen Zustandswerten des Teilsignals, da mit Hilfe der RRC-Filter eine Interpolation des Teilsignals erfolgt. Dadurch wird der maximale Amplitudenwert des durch die Clipping-Verfahren in der Amplitude begrenzten Teilsignals wiederum deutlich erhöht.
  • Bei Clipping-Verfahren im Zwischenfrequenzbereich werden die maximalen Amplitudenwerte nicht erhöht, jedoch werden starke Störungen in benachbarten Frequenzbändern erzeugt.
  • Sowohl im Basisfrequenzband als auch im Zwischenfrequenzband kommen alternativ zwei Clipping-Verfahren zur Anwendung. Beim leicht realisierbaren "Rechteck-Clipping" werden sowohl Inphasekomponente als auch Quadraturkomponente des Teilsignals unabhängig voneinander in der Amplitude begrenzt.
  • Beim "zirkularen Clipping" überschreitet ein aus dem komplexen Teilsignal gebildeter Betrag einen vorbestimmten Maximalwert nicht.
  • Aus US 6,282,184 B1 ist eine Anordnung mit einer gemeinsamen Digitalisierungsrate für eine Anzahl so genannter „Air Interfaces" bekannt. Ein Sender verfügt über eine Mehrzahl so genannter "Baseband DSP". Jedem einzelnen "Baseband DSP" ist jeweils eine so genannte "Channelizer Bank" mit individuellem Funkübertragungsverfahren (CDMA, TDMA, GSM) zugeordnet. Die "Channelizer Banks" für GSM, TDMA und CDMA sind ausgangsseitig derart verbunden, dass ein GSM-Sendesignal der GSM-"Channelizer Bank" einem Eingang der TDMA-"Channelizer Bank" zugeführt wird. Ein TDMA-Sendesignal der TDMA-"Channelizer Bank" wird wiederum einem Eingang der CDMA-"Channelizer Bank" zugeführt. Dessen Ausgangssignal gelangt über einen D/A-Wandler und einem "Wideband-Transmitter" zur Abstrahlung.
  • Aus „Power Amplifiers and Transmitters for RF and Microwave", von Raab et al., IEEE Transactions on Mircrowave Theory and Techniques, Vol. 50, No. 3, March 2002, Seiten 814 bis 826, sind Verstärkerarchitekturen mit Vorverzerrung bekannt.
  • Aus WO 01/99293 A2 ist ein Verfahren zur Reduzierung einer Spitzenleistung in einem so genannten "multiple carrier communications systems" bekannt. Dabei werden Eingangssymbole gefiltert, um eine Reduzierung von individuellen Trägerbandbreiten zu erreichen. Nachfolgend werden die einzelnen Eingangssymbole einer so genannten "multiple carrier peak reduction unit" zugeführt, die die Symbole derart umformt, dass ein Ausgangssignal einen vorgegebenen Leistungsspitzenwert nicht überschreitet. Mit Hilfe der "multiple carrier peak reduction unit" werden Auswirkungen einzelner Kanalfilter vorhergesagt und entsprechend korrigierte Symbole gebildet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, digitale komplexe Teilsignale derart in ihren Amplitudenwerten zu begrenzen, dass sie einem Verstärker mit geringen Verstärkungsreserven zuführbar sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Durch die erfindungsgemäß erfolgende Bestimmung der zu erwartenden Signalüberhöhungen innerhalb des Basisbands und durch die Bildung von Steuerinformationen zur Beeinflussung des Basisband-Clippings werden Amplitudenüberhöhungen beim Basis band-Teilsignal vermieden und Störungen des trägerfrequenten Sendesignals verringert.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird bei einem gleichen "error-vector-magnitude"-Wert EVM eine Verringerung des "peak-to-average-ratio"-Werts PAR beim Teilsignal erzielt.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Bildung eines trägerfrequenten UMTS-Sendesignals aus mehreren Teilsignalen gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Bildung eines trägerfrequenten UMTS-Sendesignals aus mehreren Teilsignalen gemäß der Erfindung,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel zur Bildung von in 2 dargestellten Informationssignalen,
  • 4 einen Frequenzgang eines RRC-Filters,
  • 5 bis 9 Signalfolgen von in 3 dargestellten Teilfiltern,
  • 10 ein weiteres vereinfachtes Blockschaltbild zur Bildung eines trägerfrequenten UMTS-Sendesignals aus einem Teilsignal gemäß der Erfindung,
  • 11 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Bildung eines in 10 dargestellten Informationssignals, und
  • 12 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Bildung des in 10 dargestellten Informationssignals.
  • 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Bildung eines trägerfrequenten UMTS-Sendesignals TS aus mehreren digi talen Teilsignalen BS1, BS2, BS3 und BS4, gemäß dem Stand der Technik.
  • Bei einer hier dargestellten "Multicarrier-Anordnung" werden die Teilsignale BS1 bis BS4 in jeweils verschiedene zwischenfrequente Teilsignale ZS1, ZS2, ZS3 und ZS4 transformiert und zu einem gemeinsamen Summensignal SS zusammengefasst. Dieses gemeinsame Summensignal SS wird in das trägerfrequente UMTS-Sendesignal TS transformiert.
  • Die Teilsignale BS1, BS2, BS3 und BS4 eines Basisfrequenzbandes sind jeweils einem Hauptzweig HZ1, HZ2, HZ3 und HZ4 zugeordnet.
  • Ein erstes Teilsignal BS1 gelangt an einen ersten Hauptzweig HZ1, wird durch eine dort angeordnete Baugruppe BBC in seiner Amplitude begrenzt, mit Hilfe eines Root-Raised-Cosine Filters RRC gefiltert, mit Hilfe einer Interpolationsstufe IP interpoliert und mit Hilfe eines ersten Mischers M1 in ein erstes zwischenfrequentes Teilsignal ZS1 umgewandelt.
  • Vergleichbar dazu werden die Teilsignale BS2 bis BS4 mit Hilfe der Hauptzweige HZ2 bis HZ4 in weitere zwischenfrequente Teilsignale ZS2 bis ZS4 transformiert, wobei die zwischenfrequenten Teilsignale ZS1 bis ZS4 verschiedene Trägerfrequenzen aufweisen.
  • Die zwischenfrequenten Teilsignale ZS1 bis ZS4 gelangen an eine Summationseinrichtung und werden dort zu einem gemeinsamen Summensignal SS zusammengefasst. Das Summensignal SS wird wiederum mit Hilfe einer Baugruppe IPZ interpoliert, mit Hilfe einer Einrichtung ZFC amplitudenbegrenzt und in ein analoges Signal umgewandelt und wird abschließend mit Hilfe eines Modulators MS in das trägerfrequente UMTS-Sendesignal TS umgewandelt.
  • Die oben beschriebenen Nachteile der Amplitudenbegrenzung im Basisband (Baseband-Clipping, BBC) sowie im Zwischenfrequenzbereich (ZFC) gelten entsprechend.
  • 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Bildung eines trägerfrequenten UMTS-Sendesignals TS aus mehreren digitalen Teilsignalen BS1, BS2, BS3 und BS4, gemäß der Erfindung.
  • Vergleichend mit 1 gelangen die einzelnen Teilsignale BS1 bis BS4 als Eingangssignale sowohl an jeweils einen Hauptzweig HZ1, HZ2, HZ3 und HZ4 als auch jeweils an einen Nebenzweig NZ1, NZ2, NZ3 und NZ4.
  • Somit ist beispielsweise dem ersten Teilsignal BS1 der erste Hauptzweig HZ1 und ein erstes Nebenzweig NZ1 zuordenbar. Mit Hilfe des ersten Nebenzweiges NZ1 werden die im zugeordneten Hauptzweig HZ1 durch die Amplitudenbegrenzung zu erwartenden Signalüberhöhungen des zwischenfrequenten Teilsignals ZS1 als Schätzwert SW1 ermittelt, der als Ausgangssignal des Nebenzweigs NZ1 an einen gemeinsamen Kombinierer COMB gelangt.
  • Die zu erwartende Signalüberhöhung im Hauptzweig HZ1 wird im Nebenzweig NZ1 mit Hilfe einer Baugruppe APRRC1 ermittelt. Vorteilhafterweise erfolgt zusätzlich eine Interpolation (IP).
  • Vergleichend dazu werden für die Teilsignale BS2 bis BS4 entsprechende Schätzwerte SW2, SW3 und SW4 für die zu erwartenden Signalüberhöhungen in den Hauptzweigen HZ2, HZ3 und HZ4 ermittelt, wobei diese Schätzwerte SW2 bis SW4 ebenfalls an den gemeinsamen Kombinierer COMB gelangen.
  • Der gemeinsame Kombinierer COMB bildet für jedes einzelne Teilsignal BS1 bis BS4 jeweils ein spezielles Informationssignal IS1, IS2, IS3 bzw. IS4, das zur Steuerung der Amplitudenbegrenzung im jeweiligen Hauptzweig HZ1 bis HZ4 verwendet wird.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Bildung von in 2 dargestellten Informationssignalen IS1, IS2, IS3 und IS4.
  • Jedes einzelne der vier Teilsignale BS1 bis BS4 des Basisfrequenzbands gelangt als Eingangssignal an ein Polyphasenfilter PPF1, PPF2, PPF3 bzw. PPF4. Ein erstes Polyphasenfilter PPF1 beinhaltet dabei vier parallel zueinander angeordnete Teilfilter TF11, TF12, TF13 und TF14. Ein zweites Polyphasenfilter PPF2 beinhaltet vier parallel zueinander angeordnete Teilfilter TF21, TF22, TF23 und TF24. Für die Polyphasenfilter PPF3 bzw. PPF4 gilt entsprechendes.
  • Das erste Teilsignal BS1 gelangt beispielsweise an das erstes Polyphasenfilter PPF1, bzw. an dessen vier Teilfilter TF11 bis TF14. Ein erstes Teilfilter TF11 bildet aus dem ersten Eingangssignal BS1 eine erste Signalfolge KR11 mit einem entsprechend dem RRC-Filter des Hauptzweigs HZ1 verlaufenden Amplitudenfrequenzgang und um eine feste Zeitdifferenz gegenüber den Abtastzeitpunkten vom ersten Teilsignal BS1 versetzten Abtastwerten.
  • Entsprechend werden Signalfolgen KR12, KR13 bzw. KR14 mit Hilfe der Teilfilter TF12, TF13 bzw. TF14 des ersten Polyphasenfilters PPF1 gebildet, wobei die Signalfolgen KR11 bis KR14 des ersten Polyphasenfilters PPF1 den in 2 dargestellten Schätzwert SW1 repräsentieren.
  • Gleiches gilt für die Teilsignale BS2 bis BS3, die an entsprechende Polyphasenfilter PPF2 bis PPF4 gelangen, wobei für die Teilsignale BS2 bis BS4 wieder Signalfolgen KR21, KR22, ..., KR44 gebildet werden.
  • Mit n=1,2,3,4 werden die jeweils ersten Signalfolgen KRn1 der Polyphasenfilter PPF1 bis PPF4 betragsmäßig zu einer ersten Betragssumme B1 zusammengefasst. Damit wird für die oben angesprochenen Abtastzeitpunkte die maximal möglichen Werte des interpolierten, modulierten Summensignals SS abgeschätzt.
  • Gleiches erfolgt für andere Zeitdifferenzen mit den zweiten, dritten bzw. vierten Signalfolgen KRn2, KRn3 bzw. KRn4, die betragsmäßig zur jeweiligen Betragssumme B2, B3 bzw. B4 zusammengefasst werden. Aufgrund der Zeitdifferenzen bei den einzelnen Teilfiltern TFn1 bis TFn4 beeinflusst ein zu einem bestimmten festen Zeitpunkt auftretender Signalwert – beispielsweise bei BS1 – mehrere Werte des Summensignals SS. Mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Anordnung wird der maximale Wert dieser beeinflussten mehreren Werte ermittelt.
  • Stellvertretend für die Betragssummen B1 bis B4 betrachtet gelangt zur Ermittlung des Maximalwerts die erste Betragssumme B1 einerseits direkt und andererseits mit Hilfe von mehreren Zeitgliedern z–1 jeweils zeitverzögert an eine erste Maximalwertbildungseinrichtung MWB1, mit deren Hilfe ein erster Maximalwert MW1 gebildet wird. Dieser Maximalwert enthält eine Information über eine maximal auftretende Amplitude beim Summensignal SS bei einer bestimmten Zeitverzögerung.
  • Weitere Maximalwerte MW2, MW3 bzw. MW4 werden entsprechend aus den Betragssummen B2, B3 bzw. B4 gebildet. Die Maximalwerte MW1 bis MW4 werden einer gemeinsamen Maximalwertvergleicherstufe MWVS zugeführt und beinhalten Informationen über die maximal auftretenden Amplituden bei weiteren Zeitverzögerungen.
  • Mit Hilfe der Maximalwertvergleicherstufe MWVS wird ein aus den Maximalwerten MW1 bis MW4 gebildeter gemeinsamer Maximalwert GMW berechnet, der somit Informationen über den maximal auftretenden Wert des Summensignals SS beinhaltet, an dem das jeweilige Teilsignal BS1, BS2, BS3 bzw. BS4 beteiligt ist. Der gemeinsame Maximalwert GMW wird mit einem systembedingt vorgegebenen "Clippingwert" c verglichen und so für jeden einzelnen Hauptzweig HZ1 bis HZ4, basierend auf dem Vergleich, das entsprechende Informationssignal IS1 bis IS4 gebildet, das jeweils zur Steuerung der Amplitudenbegrenzung dem entsprechenden Hauptzweig zugeführt wird.
  • Dabei gilt (hier mit 1≤x≤4):
    Figure 00100001
    mit c als vorgegebenen Clippingwert.
  • Dabei wird beispielsweise ein gemeinsamer Clippingwert c für alle Teilsignale BS1 bis BS4 verwendet. Oder aber es wird für jedes Teilsignal ein spezifischer Clippingwert cx verwendet, also ein Clippingwert c1 für das Teilsignal BS1, ein Clippingwert c2 für das Teilsignal BS2, usw.
  • Im vorliegenden Beispiel sei c=c1=c2=c3=c4.
  • Beispielhaft ist hier der Hauptzweig HZ1 gezeigt, bei dem einerseits das erste Informationssignal IS1 an die Baugruppe BBC zur Amplitudenbegrenzung und andererseits über ein Laufzeitglied de1 das erste Teilsignal BS1 laufzeitverzögert angeschaltet ist.
  • Die Steuerung der Amplitudenbegrenzung erfolgt mit Hilfe eines Multiplikators MUL, dem das Informationssignal IS1 als vorgegebener Clippingwert c1 bzw. als Maximalwert GMW zur Multiplikation mit dem ersten Teilsignal BS1 zugeführt wird. Ein vom Multiplikator MUL gebildetes Multiplikator-Ausgangssignal gelangt zur weiteren Verarbeitung.
  • 4 zeigt einen Frequenzgang eines RRC-Filters (Cosinus-Roll-Off-Filter).
  • Dabei ist auf der X-Achse eine Frequenzabweichung von einer Mittenfrequenz in MHz angegeben, während auf der Y-Achse zugehörige Dämpfungswerte in dB angegeben sind.
  • 5 bis 9 zeigen Signalfolgen von in 3 dargestellten Teilfiltern.
  • 5 zeigt eine Signalfolge des in 4 dargestellten Frequenzganges bei einer Interpolation um einen Faktor n=4.
  • Auf der X-Achse ist eine Zeit t in einem Zeitraster von T=1/3,84MHz unterteilt aufgetragen, auf der Y-Achse sind zugehörige Koeffizienten als Datenwerte der Signalfolge aufgetragen.
  • Bei einer Interpolation um einen Faktor 4 werden jeweils drei "0"-Werte zwischen Nutzdaten eingefügt, was zu einer periodischen Wiederholung des jeweiligen Nutzsignalspektrums im Frequenzbereich führt. Durch die eingefügten „0"-Werte treten bei einer direkten Bildung einer Faltungssumme Multiplikationen mit einem Ergebnis „0" auf, die somit nicht explizit durchgeführt werden müssen. Bei genauer Betrachtung erhält man nun vier Teilfilter, die jeweils im Abtasttakt der Teilsignale BS1 bis BS4 arbeiten und zusammen ein RRC-Filter ergeben.
  • 6, 7, 8 und 9 zeigen, vergleichend mit 6, an der Y-Achse abzulesende Koeffizienten als Datenwerte von Signalfolgen der vier Teilfilter.
  • 10 zeigt ein weiteres vereinfachtes Blockschaltbild zur Bildung eines trägerfrequenten UMTS-Sendesignals TS aus einem Teilsignal BS1, gemäß der Erfindung.
  • Es wird eine sogenannte "Single-Carrier-Anordnung" betrachtet. Wieder gelangt ein Teilsignal BS1 einerseits an den Hauptzweig HZ1 und andererseits an den Nebenzweig NZ1 als Eingangssignal.
  • Innerhalb des Hauptzweiges HZ1 wird das Teilsignal BS1 amplitudenbegrenzt (BBC), gefiltert (RRC) und interpoliert (IP). Vergleichend mit 2 wird im Nebenzweig NZ1 eine zu erwartende Signalüberhöhung im Hauptzweig mit Hilfe einer Baugruppe APRRCI geschätzt und ein Informationssignal IS1 gebildet, das zur Steuerung der Amplitudenbegrenzung an den Hauptzweig HZ1 gelangt.
  • Die hier gezeigte „Single-Carrier-Anordnung" wird „Multi-Carrier"-fähig, wenn das Teilsignal BS1 aus mehreren Signalen S11, S12, S13, ..., S1k (hier nicht gezeigt) durch Modulation und Kombination hervorgeht und das RRC-Filter entsprechend der bei der Modulation verwendeten Frequenzen entsprechende Nutzsignalbänder ungedämpft und alle weiteren Teilsignalbänder gedämpft passieren lässt.
  • 11 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zur Bildung des in 10 dargestellten Informationssignals IS1.
  • Am Teilsignal BS1 wird zuerst im Basisfrequenzband ein zirkulares Clipping-Verfahren angewendet – hier als Einrichtung CIRC dargestellt. Das zirkulare Clipping-Verfahren ist hier optional, jedoch besonders vorteilhaft, da Überhöhungen des Teilsignals BS1 im normalen Abtastzeitraster unterdrückt werden.
  • Danach gelangt es an ein Polyphasenfilter PPF, bestehend aus vier Teilfiltern TF11, TF12, TF13 bzw. TF14 zur Bildung von Signalfolgen KR11 bis KR14. Diese gelangen, vergleichend mit 3, einerseits direkt und andererseits mit Hilfe mehrerer Zeitglieder z–1 jeweils zeitlich verzögert an Maximalwertbildungseinrichtungen MWB1 bis MWB4, deren Maximalwerte MW1 bis MW4 wieder an eine Maximalwertvergleichsstufe MWVS gelangen. Wieder wird nach dem oben beschriebenen Verfahren ein Informationssignal IS1 gebildet, das zur Steuerung der Amplitudenbegrenzung dem Hauptzweig HZ1 zugeführt wird.
  • 12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zur Bildung des in 10 dargestellten Informationssignals IS1.
  • In dieser hinsichtlich des Implementierungsaufwands optimierten Variante gelangt das erste Teilsignal BS1 nach einem zirkularen Clipping-Verfahren (CIRC) über eine Interpolationseinrichtung IP an eine Maximalwerteinrichtung MW. Die Interpolationseinrichtung IP ist als Halbbandfilter mit einem In terpolationsfaktor 2 ausgelegt und stellt damit nur eine grobe Näherung des RRC-Filterfrequenzganges dar.
  • Bei einer derartigen Wahl entartet das erste Teilfilter TF11 aus 11 zu einer einfachen Zeitverzögerung, wodurch die Signalfolge KR11 aufgrund des vorhergehenden zirkularen Clipping-Verfahrens eine vorgegebene Clippingschwelle c nicht überschreitet. Überschreitungen der Clippingschwelle c können also nur noch durch die Signalfolge KR12 des zweiten Teilfilters TF12 auftreten – hier als Interpolationseinrichtung IP gekennzeichnet. In diesem Fall muss das Teilsignal BS1 im der Einrichtung BBC weiter reduziert werden. Diese Reduzierung erfolgt beispielsweise, indem bei der Maximalwerteinrichtung MW ein Betragskehrwert der Signalfolge KR12 gebildet und dieser mit der Clippingschwelle c multipliziert wird.
  • Man erhält nun einen Skalierungsfaktor IS1, mit dem das Teilsignal BS1 skaliert werden muss, um es betragsmäßig auf den Wert der Clippingschwelle c zu normieren.
  • Wie bereits beschrieben, ist auch hier der Signalwert des Teilsignals BS1 an mehreren Werten der Signalfolge KR12 beteiligt. Mit der nun durchgeführten Minimumbildung wird ein kleinster Skalierungsfaktor IS1 derart bestimmt, dass auch ein größter Wert der Signalfolge KR12 betragsmäßig maximal auf den Wert der Clippingschwelle c normiert wird.
  • Um eine Anhebung von Signalamplituden beim Teilsignal BS1 zu vermeiden, wird der Skalierungsfaktor IS1 auf einen Wert von „1" betragsmäßig begrenzt.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals (TS) aus n Teilsignalen (BS1, BS2, B53, BS4) eines Basisfrequenzbands, – bei dem jedes einzelne der n Teilsignale (B51,...,BS4) jeweils einem Hauptzweig (HZ1, HZ2, HZ3, HZ4) als Eingangssignal zugeordnet wird und im jeweiligen Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) das Teilsignal (BS1,...,BS4) amplitudenbegrenzt, gefiltert und in ein zwischenfrequentes Teilsignal (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4) umgewandelt wird, - bei dem die zwischenfrequenten n Teilsignale (ZS1,..., ZS4) zu einem Summensignal (SS) zusammengefasst werden, und – bei dem das Summensignal (SS) amplitudenbegrenzt und digital-analog-gewandelt in das trägerfrequente Ausgangssignal (TS) umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass im Basisfrequenzband jedes einzelne der n Teilsignale (BS1,...,BS4) parallel zum Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) jeweils einem Nebenzweig (NZ1, NZ2, NZ3, NZ4) als Eingangssignal zugeordnet wird, – dass im zugeordneten Nebenzweig (NZ1,...,NZ4) für jedes Teilsignal (BS1,...,BS4) die im entsprechend zugeordneten Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) jeweils zu erwartende Signalüberhöhung des Teilsignals (BS1,...,BS4) als Schätzwert (SW1, SW2, SW3, SW4) ermittelt wird, – dass aus den n Schätzwerten (SW1,...,SW4) der n Nebenzweige (NZ1,...,NZ4) für jeden Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) je ein Informationssignal (IS1, IS2, IS3, IS4) gebildet wird, und – dass in jedem Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) das jeweils zugeordnete Informationssignal (IS1,...,IS4) mit dem zeitlich verzögerten Teilsignal (BS1,...,BS4) zur Amplitudenbegrenzung multipliziert wird, um ein amplitudenbegrenztes, verzerrungsarmes, trägerfrequentes Ausgangssignal (TS) zu bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptzweig (HZ1,...,HZ4) das zugeordnete Teilsignal (BS1,...,BS4) einem Root-Raised-Cosine-Filter (RRC) zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit 1≤i≤n im i-ten Nebenzweig (NZ1,...NZ4) zur Ermittlung des i-ten Schätzwerts (SW1,...,SW4) das dem i-ten Nebenzweig zugeordnete i-te Teilsignal (BS1,...,BS4) entsprechend der Zahl aller n Teilsignale mehrfach gefiltert (TFi1, TFi2, TFi3, TFi4) wird und aus den sich aus allen Filterungen sich ergebenden maximalen Werten eine Signalfolge (KRi1, KRi2, KRi3, KRi4) gebildet wird, die den Schätzwert (SWi) des i-ten Nebenzweigs (NZ1,...,NZ4) bildet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei den n Nebenzweigen (NZ1,...,NZ4) die Signalfolgen (KRi1,...,KRi4) von jeweils zur Filterung verwendeter i-ter Teilfilter (TFi1,...,TFi4) betragsmäßig zu einer i-ten Betragssumme (BS1, BS2, BS3, BS4) addiert werden und aus der i-ten Betragssumme (BS1,...,BS4) ein i-ter Maximalwert (MW1, MW2, MW3, MW4) gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den m Maximalwerten (MW1,...,MW4) ein gemeinsamer Maximalwert (GMW) gebildet und mit einem vorgegebenen Clippingwert (c) verglichen wird und anhand dieses Vergleichs den Hauptzweigen (HZ1,...,HZ4) zuordenbare Informationssignale (IS1,...,IS4) gebildet werden.
DE2002119318 2002-04-30 2002-04-30 Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands Expired - Fee Related DE10219318B4 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002119318 DE10219318B4 (de) 2002-04-30 2002-04-30 Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands
DE50301505T DE50301505D1 (de) 2002-04-30 2003-04-01 Verfahren zur amplitudenbegrenzung eines trägerfrequenten ausgangssignals
AU2003215681A AU2003215681A1 (en) 2002-04-30 2003-04-01 Method for limiting amplitude of a carrier frequency output signal
EP03747353A EP1500241B1 (de) 2002-04-30 2003-04-01 Verfahren zur amplitudenbegrenzung eines trägerfrequenten ausgangssignals
ES03747353T ES2247557T3 (es) 2002-04-30 2003-04-01 Procedimiento para la limitacion de una señal de salida de frecuencia portadora.
JP2004502573A JP4185047B2 (ja) 2002-04-30 2003-04-01 搬送周波数出力信号の振幅を制限する方法
CN03809726A CN100594703C (zh) 2002-04-30 2003-04-01 载频输出信号的限幅方法
PCT/EP2003/003398 WO2003094462A1 (de) 2002-04-30 2003-04-01 Verfahren zur amplitudenbegrenzung eines trägerfrequenten ausgangssignals
US10/512,842 US7327804B2 (en) 2002-04-30 2003-04-01 Method for limiting amplitude of a carrier frequency output signal
CA2484952A CA2484952C (en) 2002-04-30 2003-04-01 Method for limiting amplitude of a carrier frequency output signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002119318 DE10219318B4 (de) 2002-04-30 2002-04-30 Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10219318A1 DE10219318A1 (de) 2003-11-20
DE10219318B4 true DE10219318B4 (de) 2005-04-14

Family

ID=29264919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002119318 Expired - Fee Related DE10219318B4 (de) 2002-04-30 2002-04-30 Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10219318B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1924044A1 (de) 2006-11-16 2008-05-21 Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Signals um das PAR in einem Mehrträgersystem zu reduzieren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6282184B1 (en) * 1997-12-22 2001-08-28 Nortel Networks Limited Common digitizing rate for multiple air interfaces for generic cell sites in cellular radio
WO2001099293A2 (en) * 2000-06-20 2001-12-27 Powerwave Technologies, Inc. System and method for peak power reduction in multiple carrier communications systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6282184B1 (en) * 1997-12-22 2001-08-28 Nortel Networks Limited Common digitizing rate for multiple air interfaces for generic cell sites in cellular radio
WO2001099293A2 (en) * 2000-06-20 2001-12-27 Powerwave Technologies, Inc. System and method for peak power reduction in multiple carrier communications systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAAB, Frederick H. u.a.: Power Amplifiers and Transmitters for RF and Microwave. IN: IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 50, No. 3, March 2002, S. 814-826 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10219318A1 (de) 2003-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005038122B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Vorverzerrung eines Basisband-Eingangssignals
DE602005003103T2 (de) Reduktion von spitzen- zu mittlerer leistung für die fm-ofdm-übertragung
DE60306629T2 (de) Erweiterter Dynamikbereich für Digital-Analog-Wandlung
DE102005006162B3 (de) Sende-/Empfangseinrichtung mit einem eine einstellbare Vorverzerrung aufweisenden Polar-Modulator
EP0080014B1 (de) Digitaler Demodulator frequenzmodulierter Signale
DE102004023480B4 (de) Digitale Vorverzerrung zur Linearisierung von Leistungsverstärkern mit Asymmetrie-Eigenschaften
DE10392344T5 (de) Frequenzabhängige Amplitudenvorverzerrung zum Abschwächen von Störemissionen in Übertragungsnetzen
DE102016110733A1 (de) Vorrichtungen und Verfahren für eine adaptive Scheitelfaktor-Reduktion bei der dynamischen Vorverzerrung
DE10320420B4 (de) Anordnung und Verfahren zur digitalen Vorverzerrung eines komplexen Basisband-Eingangssignals
EP1264458B1 (de) Digitaler i/q-modulator mit vorverzerrung
DE102005025676B4 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Systems für eine Repräsentation eines elektrischen Netzwerks und Verwendung des Verfahrens
DE19720019A1 (de) Linearer Leistungsverstärker und Verfahren zu seinem Betrieb
DE60037375T2 (de) Filter zum Begrenzen des Übertragungsbandes für CDMA Übertragung
DE102011082036B4 (de) Übertragen eines Signals von einem Leistungsverstärker
DE10320917A1 (de) Verfahren und Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung
WO2003026240A2 (de) Verfahren zum übertragen von daten durch mehrträger-modulation
DE60035036T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur spitzenbegrenzung in einem modulator
DE3044582C2 (de) Digitaler Verstärker, insbesondere zur Verwendung in einer digitalen Fernsprech-Teilnehmerschaltung
EP1060602B1 (de) Verfahren zur spitzenwertreduktion bei einträger-modulierten oder mehrträger-modulierten, digitalen sendesignalen
EP1500241B1 (de) Verfahren zur amplitudenbegrenzung eines trägerfrequenten ausgangssignals
DE10219318B4 (de) Verfahren zur Bildung eines trägerfrequenten Ausgangssignals aus n Teilsignalen eines Basisfrequenzbands
EP1776754B1 (de) Verfahren und anordnung zur linearisierung einer leistungsverstärkerkennlinie
DE602004011117T2 (de) Spitzenwertverringerung für ofdm mittels begrenzung und geänderter konstellationen
EP1924044A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Signals um das PAR in einem Mehrträgersystem zu reduzieren
EP1359718A1 (de) Verfahren zur Amplitudenbegrenzung eines trägerfrequenten Ausgangssignals

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: NOKIA SIEMENS NETWORKS GMBH & CO.KG, 81541 MUE, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: NOKIA SOLUTIONS AND NETWORKS GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: NOKIA SIEMENS NETWORKS GMBH & CO. KG, 81541 MUENCHEN, DE

Effective date: 20140731

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee