Ein WLAN ist ein flexibles Datenkommunikationssystem,
das als Erweiterung zu oder als Alternative für ein drahtgebundenes LAN implementiert
ist. Unter Verwendung einer Hochfrequenz- oder Infrarottechnologie
senden und empfangen WLAN-Systeme Daten drahtlos, wodurch die Drahtverbindungen minimiert
werden können.
WLAN-Systeme kombinieren also Datenaustauschsmöglichkeiten mit Benutzermobilität.
Die meisten WLAN-Systeme verwenden eine
Spreizspektrum-Technik,
d.h. eine Breitband-Hochfrequenztechnik, die für die Verwendung in zuverlässigen und
sicheren Kommunikationssystemen entwickelt wurde. Die Spreizspektrum-Technik sieht einen
Kompromiss zwischen der Bandbreiteneffizienz und den Ansprüchen an
Zuverlässigkeit, Integrität und Sicherheit
vor. Zwei Typen von Spreizspektrum-Hochfrequenzsystemen werden häufig eingesetzt:
das Frequenzsprung- und das Direktsequenzsystem.
Der geltende Standard für WLANs,
die im 2,4 GHz-Spektrum betrieben werden, ist der IEEE 802.11-Standard.
Um Übertragungen
mit höheren Datenraten
zu unterstützen,
wurde der Standard zu dem 802.11b-Standard erweitert, der Datenraten
von 5,5 und 11 MBit/s im 2,4 GHz-Spektrum erlaubt. Diese Erweiterung
ist abwärtskompatibel,
zumindest was die Direktsequenz-Spreizspektrumtechnik betrifft.
Beide Standards nutzen verschiedene digitale Modulationstechniken.
Ein digital moduliertes Signal in
einem WLAN muss verarbeitet werden, um den Einfluss von Störungen zu
kompensieren und die Ausgangsleistung konstant zu halten. Um Leistungsänderungen
in dem digital modulierten Eingangssignal zu kompensieren, ist gewöhnlich eine
automatische Verstärkungssteuerschaltung
in dem Empfänger
vorgesehen. Ein typisches Blockdiagramm einer derartigen automatischem
Verstärkungssteuerschaltung
ist in 1 gezeigt. Die
Einheit von 1 umfasst
einen Verstärker 100 und
eine Rückkopplungsschleife
mit einer Leistungsberechnungseinheit 110 und einer Verstärkungssteuereinheit 120.
Die Leistungsberechnungseinheit 110 berechnet die aktuelle
Leistung des Ausgangssignals des Verstärkers 100, und die
Verstärkungssteuereinheit 120 gibt
ein Verstärkungssteuersignal
an den Verstärker 100 aus.
Die Amplitude oder Leistung eines
digital modulierten Signals kann durch I (Inphase)- und Q (Quadraturphase)-Werte
wiedergegeben werden, wobei die I- und Q-Werte in einem komplexen
Diagramm angezeigt werden können.
Die I-Werte geben den tatsächlichen
Teil und die Q-Werte den virtuellen Teil des Signals wieder. Wenn
die Leistungsberechnungseinheit 110 die Ausgangsleistung
berechnet, muss sie die Quadratwurzel der Summe des quadrierten
I-Werts und des quadrierten Q-Wertes für jedes empfangene Paar von
I- und Q-Werten berechnen.
Die herkömmlichen Techniken zum Berechnen
der Ausgangsleistung umfassen unnötige und komplizierte Berechnungsschritte.
Insbesondere ist die Berechnung der quadrierten I- und Q-Komponenten
sowie die Berechnung der Quadratwurzel unvorteilhaft. Es hat sich
herausgestellt, dass die für
die Berechnung der Leistung verwendeten Schaltungen eine beträchtliche
Komplexität
aufweisen müssen und
deshalb für
die hohen Entwicklungs- und Herstellungskosten verantwortlich sind.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
Es werden ein verbesserter Empfänger, ein IC-Chip
und ein Betriebsverfahren angegeben, welche eine Durchführung der
Leistungsschätzung
in einer einfachen und weniger komplexen Implementierung erlauben.
In einer Ausführungsform ist ein Empfänger zum
Empfangen eines digital modulierten Signals in einem Kommunikationssystem
vorgesehen. Der Empfänger
umfasst eine Signaleingangseinheit, die dafür ausgebildet ist, wenigstens
einen Inphase- und wenigstens einen Quadraturphase-Wert des empfangenen
Signals zu bestimmen. Der Empfänger
umfasst weiterhin einen Signalerzeuger, der verbunden ist, um die
Inphase- und Quadraturphase-Werte zu empfangen und wenigstens einen
modifizierten Inphase-Wert und wenigstens einen modifizierten Quadraturphase-Wert
eines gedrehten Phasenkonstellationssystems zu erzeugen. Der Empfänger umfasst weiterhin
eine Signalverarbeitungseinheit, die dafür ausgebildet ist, das empfangene
Signal in Abhängigkeit
von den Inphase- und Quadraturphase-Werten sowie den modifizierten
Inphase- und Quadraturphase-Werten zu verarbeiten. Der Signalerzeuger
ist ein passives Impedanznetz.
In einer weiteren Ausführungsform
kann ein IC-Chip zum Verarbeiten eines digital modulierten Signals,
das in einem Kommunikationssystem empfangen wird, angegeben werden.
Der IC-Chip umfasst eine
Signaleingangsschaltung, die dafür
ausgebildet ist, wenigstens einen Inphase- und wenigstens einen Quadraturphase-Wert
des empfangenen digital modulierten Signals zu bestimmen. Der IC-Chip
umfast weiterhin eine Signalerzeugerschaltung, die dafür ausgebildet
ist, wenigstens einen modifizierten Inphase-Wert und wenigstens
einen modifizierten Quadraturphase-Wert eines gedrehten Phasenkonstellationssystems
zu erzeugen, sowie eine Signalverarbeitungsschaltung, die dafür ausgebildet
ist, das empfangene Signal abhängig
von den Inphase- und Quadraturphase-Werten sowie den modifizierten
Inphase- und Quadraturphase-Werten zu verarbeiten. Die Signalerzeugerschaltung
ist ein integriertes passives Impedanznetz.
In einer weiteren Ausführungsform
ist ein Verfahren zum Betreiben eines Empfängers in einem Kommunikationssystem
angegeben. Das Verfahren umfasst das Bestimmen von wenigstens einem
Inphase- und wenigstens einem Quadraturphase-Wert eines empfangenen
digital modulierten Signals, das Erzeugen von wenigstens einem modifizierten
Inphase-Wert und wenigstens einem modifizierten Quadraturphase-Wert
eines gedrehten Phasenkonstellationssystems sowie das Verarbeiten
des empfangenen Signals in Abhängigkeit
von den Inphase- und Quadraturphase-Werten sowie den modifizierten
Inphase- und Quadraturphase-Werten. Die Erzeugung der modifizierten
Werte wird mittels eines passiven Impedanznetz vorgenommen.
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sind Bestandteil
der Beschreibung und dienen dazu, die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung zu verdeutlichen. Die Zeichnungen schränken die Erfindung nicht auf
die gezeigten und beschriebenen Beispiele von Ausführungsformen
ein. Weitere Merkmale und Vorteile werden durch die folgende ausführlichere
Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
verdeutlicht.
1 ist
ein typisches Blockdiagramm einer herkömmlichen automatischen Verstärkungssteuerschleife
zum Steuern der Verstärkung
eines Verstärkers,
2 ist
ein Blockdiagramm einer Leistungsschätzeinheit gemäß einer
Ausführungsform und
zeigt den Signalfluss zwischen den verschiedenen Einheiten,
3 ist
ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Durchführen der Leistungsschätzung gemäß einer
Ausführungsform
zeigt,
4 zeigt
ein Phasenkonstellationssystem, wobei die I- und Q-Werte einen Phasenkonstellationspunkt
des empfangenen Signals wiedergeben, während die IX- und QX-Werte
den um 45° gedrehten
Phasenkonstellationspunkt wiedergeben,
5 ist
ein Blockdiagramm einer Leistungsschätzeinheit gemäß einer
anderen Ausführungsform,
die ein Widerstandsnetz implementiert,
6 ist
ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Durchführen der Leistungsschätzung unter Verwendung
des Widerstandsnetzes von 5 darstellt,
7 zeigt
ein anderes Phasenkonstellationssystem,
8 stellt
die Realisierung der Leistungsschätzeinheit durch elektronische
Bauelemente in elektronischen Schaltungen gemäß einer Ausführungsform
dar,
9 zeigt
das Widerstandsnetz von 5 mit
seinen Ein- und Ausgangsanschlüssen,
10 zeigt
die Konstellation des gedrehten Phasenkonstellationssystems in Bezug
auf das ursprüngliche
Phasenkonstellationssystem,
11 zeigt
die Funktion der Abweichung des Maximalwertes von dem tatsächlichen
Wert in Abhängigkeit
vom Signalphasenwinkel,
12 zeigt
ein BPSK-moduliertes I-Signal, das in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergegeben ist,
13 zeigt
ein BPSK-moduliertes Q-Signal, das in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergegeben ist,
14 zeigt
das IX-Signal, das in der Zeitdomäne für einen Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen
0° und 36° wiedergegeben
ist,
15 zeigt
das QX-Signal, das in der Zeitdomäne für einen Teilsatz von Phasenverschiebungen
zwischen 0° und
36° wiedergegeben
ist,
16 zeigt
eine Überlappung
der absoluten Werte des Q-Signals,
I-Signals, QX-Signals und IX-Signals, die in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergegeben sind,
17 zeigt
die Hülle
des Maximums aller absoluten Werte des Q-Signals, des I-Signals,
des QX-Signals und des IX-Signals,
die in der Phasendomäne
wiedergegeben sind,
18 zeigt
ein BPSK-moduoliertes I-Signal, das in der Zeitdomäne für Phasenverschiebungen
zwischen 0° und
360° wiedergegeben
ist,
19 zeigt
ein BPSK-moduliertes Q-Signal, das in der Zeitdomäne für Phasenverschiebungen
zwischen 0° und
360° wiedergegeben
ist,
20 zeigt
das IX-Signal, das in der Zeitdomäne für Phasenverschiebungen zwischen
0° und 360° wiedergegeben
ist, 21 zeigt das QX-Signal, das
in der Zeitdomäne
für Phasenverschiebungen zwischen
0° und 360° wiedergegeben
ist, 22 zeigt eine Überlappung
der absoluten Werte des Q-Signals,
des I-Signals, des QX-Signals und des IX-Signals, die in der Zeitdomäne für Phasenverschiebungen
zwischen 0° und
360° wiedergegeben sind,
23 zeigt
die Hülle
des Maximums aller absoluten Werte des Q-Signals, I-Signals, QX-Signals
und IX-Signals, die in der Phasendomäne für die Phase wiedergeben sind,
24 zeigt
ein QPSK-moduliertes I-Signal, das in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergeben ist,
25 zeigt
ein QPSK-moduliertes Q-Signal, das in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergeben ist,
26 zeigt
ein QPSK-moduliertes IX-Signal, das in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergeben ist, und
27 zeigt
ein QPSK-moduliertes QX-Signal, das in der Zeitdomäne für einen
Teilsatz von Phasenverschiebungen zwischen 0° und 36° wiedergeben ist.
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden beispielhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben,
wobei identische Elemente und Aufbauten durch gleiche Bezugszeichen
angegeben werden.
Im Folgenden wird auf die Zeichnungen
und insbesondere auf 2 Bezug
genommen, die eine Leistungsschätzeinheit
gemäß einer
Ausführungsform
zeigt. Eine Antenne empfängt
ein digital moduliertes Signal, und das empfangene Signal wird jeweils durch
eine I-Wert-Bestimmungseinheit 200 und eine Q-Wert-Bestimmungseinheit 210 in
seine I- und Q-Komponenten zerlegt. Die I- und Q-Werte geben jeweils
den tatsächlichen
und den virtuellen Teil der Leistung des empfangenen digital modulierten
Signals wieder.
Eine Berechnungseinheit 220 bestimmt
einen IX-Wert, indem sie die Differenz des I-Wertes und des Q-Wertes
berechnet und das Ergebnis durch einen Faktor von 2 teilt: IX = I – Q/2
Die Berechnungseinheit 220 bestimmt
weiterhin einen QX-Wert,
indem sie die Summe des I-Wertes und des Q-Wertes berechnet und
das Ergebnis durch einen Faktor von 2 teilt: QX – I + Q/2
Die IX- und QX-Werte werden dann
in eine Gewichtungseinheit 230 eingegeben. Die Gewichtungseinheit 230 multipliziert
den IX-Wert und den QX-Wert mit einem Faktor gleich der Quadratwurzel von
zwei, d.h. √2. Die gewichteten IX- und
QX-Werte geben einen Punkt eines Phasenkonstellationssystems wieder,
das um 45° gedreht
ist.
Die gewichteten IX- und QX-Werte
und die ursprünglich
empfangenen I- und Q-Werte werden in eine Absolutwert-Bestimmungseinheit 240 eingegeben,
um die absoluten Werte für
jeden der I-, Q-, IX- und QX-Werte zu bestimmen. Die Absolutwert-Bestimmungseinheit 240 wird
mit einem Spitzendetektor 250 verbunden, der das Maximum
aller absoluten Werte identifiziert, die in den Spitzendetektor 250 eingegeben
werden. Der jetzt verfügbare
Spitzenwert wird in eine Leistungsberechnungseinheit 260 eingegeben,
um eine Leistungsschätzung
des empfangenen Signals zu berechnen. Die Leistungsschätzung kann
zur Steuerung der Verstärkung
eines nachfolgenden Verstärkers
verwendet werden, um Eingangsleistungsänderungen zu kompensieren und
die Ausgangsleistung konstant zu halten.
Das in 3 gezeigte
Flussdiagramm stellt ein Verfahren zur Leistungsschätzung gemäß einer Erfindung
dar. In dem ersten Schritt 310 werden dei I- und Q-Werte gleichzeitig
gemessen. Der nächste Schritt
320 sieht die Berechnung der IX- und QX-Werte,
d.h. die Erstellung eines neuen komplexen Signals innerhalb eines
um 45° gedrehten
Konstellationssystems vor.
Der Leistungsschätzprozess umfasst in dem folgenden
Schritt die Gewichtung 330 der IX- und QX-Werte durch das
Multiplizieren der Werte mit einem Faktor gleich der Quadratwurzel
von zwei (√2).
Die I- und Q-Werte und die gewichteten
IX- und QX-Werte sind jetzt verfügbar,
um in Schritt 340 gleichgerichtet zu werden. Die gleichgerichteten Werte
I, Q, IX und QX werden dann in einem Maximumbestimmungsschritt 350 verarbeitet,
um einen Maximalwert der gleichgerichteten Werte zu bestimmen und
den Maximalwert für
den Leistungsberechnungsschritt 360 bereitzustellen. Dieser
Schritt 360 berechnet eine Leistungsschätzung, die verwendet werden
kann, um die Verstärkung
eines nachfolgenden Verstärkers
zu steuern.
Am Ende des Leistungsschätzprozesses kann
der gesamte Prozess zurückkehren,
um die Leistungsschätzung
mit den neu gemessenen I- und Q-Werten zu wiederholen.
4 stellt
ein Phasenkonstellationssystem dar, in dem die I- und Q-Werte die
Position des empfangenen Signalpunktes definieren. Wie aus 2 deutlich wird, werden
die gewichteten IX- und QX-Werte durch die Berechnungseinheit 220 und
die Gewichtungseinheit 230 bestimmt. Die gewichteten IX- und QX-Werte definieren
die Position des empfangenen Signalspunkts, die um 45° gedreht
ist.
Wie weiter oben genannt, kann eine
Leistungsberechnung in einer automatischen Verstärkungssteuerschleife durchgeführt werden.
Dazu kann der Empfänger
ein passives Impedanznetz verwenden.
5 zeigt
ein Blockdiagramm der Leistungsschätzeinheit gemäß einer
anderen Ausführungsform.
Wiederum empfängt
eine Antenne ein digital moduliertes Signal,
und das empfangene Signal wird jeweils durch eine I-Wert-Bestimmungseinheit 200 und
eine Q-Wert-Bestimmungseinheit 210 in seine I- und Q-Komponenten aufgeteilt.
Die I- und Q-Werte in dem komplexen Diagramm werden weiter unten
ausführlicher
erläutert.
Die I- und Q-Werte sind Eingangssignale
für einen
Signalerzeuger 500. Der Signalerzeuger 500 erzeugt
einen IN- und einen
IP-Wert sowie einen QN- und einen QP-Wert. Der IN-Wert wird um 180° relativ zu
der Phase des IP-Wertes phasenverschoben. Der QN-Wert wird um 180° relativ
zu der Phase des QP-Wertes phasenverschoben. Die erzeugten IN- und
IP-Werte geben den negativen oder positiven ursprünglich empfangenen
I-Wert wieder, und die erzeugten QN- und QP-Werte geben den negativen oder
positiven ursprünglich
empfangenen Q-Wert wieder. Der Signalerzeuger ist mit einem Widerstandsnetz 510 verbunden,
und die erzeugten Werte IN, IP, QN und QP werden in das Widerstandsnetz eingegeben.
Das Widerstandsnetz 510 umfasst
eine Vielzahl von Widerständen,
die verbunden sind, um die Eingangssignale um einen vorbestimmten
Dämpfungsfaktor
abwärtszuskalieren
und die abwärtsskalierten
Signale QN71, QP71, IN71 und Ip71 auszugeben. Die Widerstände sind
weiterhin verbunden, um die Ausgangssignale IXN, IXP, QXN und QXP
vorzusehen. Das Widerstandsnetz wird weiter unten ausführlicher
erläutert.
Alle Ausgangssignale des Widerstandsnetzes 510 werden
in eine Absolutwert-Bestimmungseinheit 520 eingegeben.
Die Absolutwert-Bestimmungseinheit 520 bestimmt die absoluten
Werte für jeden
Eingangswert. Die Absolutwert-Bestimmungseinheit 520 ist
mit einem Spitzendetektor 530 verbunden, der das Maximum
der absoluten Werte bestimmt, die aus der Absolutwert-Bestimmungseinheit 520 ausgegeben
werden. Der identifizierte Maximalwert wird nun in die Leistungsberechnungseinheit 260 eingegeben.
Die Leistungsberechnungseinheit 260 berechnet eine Leistungsschätzung, die
verwendet werden kann, um eine Verstärkung eines nachfolgenden Verstärkers zu
steuern.
Der durch die Vorrichtung von 5 durchgeführte Leistungsschätzprozess
wird im Folgenden mit Bezug auf 6 erläutert. In
dem Flussdiagramm werden die I- und Q-Werte gleichzeitig in Schritt
300 gemessen. In Schritt 600 werden die Werte IN, IP, QN und QP
unter Verwendung der gemessenen I- und Q-Werte erzeugt. Wie oben genannt,
wird der IN-Wert um 180° relativ
zu der Phase des IP-Wertes phasenverschoben und wird der QN-Wert
um 180° relativ
zu der Phase des QP-Wertes phasenverschoben.
Wie in 6 gezeigt,
unterteilt sich der Leistungsschätzprozess
dann in Schritt 610 zum Abwärtsskalieren
der Werte sowie in Schritt 620 zum Berechnen der gedrehten Werte.
Beide Schritte des Leistungsschätzprozesses
können
gleichzeitig unter Verwendung der zuvor erzeugten Werte IN, IP,
QN und QP durchgeführt
werden.
Der Schritt 610 skaliert die Eingangswerte um
einen Faktor gleich dem Kehrwert der Quadratwurzel von 2 nach unten
und gibt die nach unten skalierten Werte IN71, IP71, QN71 und QP71
an die Gleichrichtungseinheit 520 aus. In Schritt 620 werden
die Werte IXN, IXP, QXN und QXP berechnet, die ebenfalls zu der
Gleichrichtungseinheit 620 ausgegeben werden.
Der Gleichrichtschritt 630 bestimmt
den absoluten Wert für
jeden zuvor bestimmten Wert, wobei dann in Schritt 640 das Maximum
aller gleichgerichteten Werte identifiziert wird. Der identifizierte
Maximalwert wird nun in dem Leistungsberechnungsschritt 360 verwendet,
um eine Leistungsschätzung zu
berechnen, die dann verwendet werden kann, um die Verstärkung eines
nachfolgenden Verstärkers
zu steuern.
Wiederum kann der Leistungsschätzprozess zurückschreiten,
um den gesamten Prozess unter Verwendung eines Widerstandsnetzes
mit neu gemessenen I- und Q-Werten zu wiederholen.
Wie zuvor genannt, können die
I- und Q-Werte in einem Phasenkonstellationssystem angezeigt werden. 7 zeigt ein Phasenkonstellationssystem,
in dem die I- und Q-Werte einen Phasenkonstellationspunkt eines
empfangenen Signals definieren. Die Abwärtsskalierung des Phasenkonstellationspunktes
des empfangenen Signals um einen Faktor gleich dem Kehrwert der
Quadratwurzel von zwei (1/√2) sieht einen abwärtsskalierten
Signalpunkt vor, der auf der gestrichelten Kreislinie positioniert
ist. Die gestrichelte Kreislinie gibt eine Stufe eines Phasenkonstellationssystems
an, das um den Faktor gleich dem Kehrwert der Quadratwurzel von zwei
geschrumpft ist.
Der abwärtsskalierte Signalpunkt gibt
das aufeinander bezogene Paar der Ausgangssignale IN71, IP71, QN71
und QP71 des Widerstandsnetzes 510 von 5 wieder. Wenn außerdem das Widerstandsnetz 510 betrieben
wird, wird ein Signalpunkt in dem geschrumpften Phasenkonstellationssystem erzeugt,
der um 45° gedreht
ist. Die Position des gedrehten Signals in dem Phasenkonstellationssystem wird
durch die IX- und QX-Werte definiert. Der gedrehte Signalpunkt gibt
das aufeinander bezogene Paar der Widerstandsnetz-Ausgangssignale
IXN, IXP, QXN und QXP wieder.
8 zeigt
die elektronischen Bauelemente, die verwendet werden können, um
den Leistungsschätzprozess
auszuführen.
Die dargestellten Widerstände 840 sind
verbunden, um die Modifiziertwert-Berechnungseinheit 220 zu
bilden, wobei die Widerstände
der vorliegenden Ausführungsform
alle die gleichen Widerstandswerte aufweisen.
Vier Spitzendetektoren 800 bis 830 sind
in der Schaltung von 8 implementiert,
um das Maximum des entsprechenden Signals zu identifizieren. Jeder
Spitzendetektor ist verbunden, um ein rückzusetzendes Löschsignal
zu empfangen. Weiterhin sind vier elektronische Schalter 850 bis 880 vorgesehen, um
die Ausgangssignale zu den Ausgangsanschlüssen zu schalten, sodass sie
als Dioden fungieren.
Die Funktion des Widerstandsnetzes
wird im Folgenden ausführlicher
mit Bezug auf 9 erläutert. Der
Signalerzeuger 500 ist mit dem Widerstandsnetz 510 verbunden
und gibt die Werte IN, IP, QN und QP an entsprechende Eingangsanschlüsse des
Widerstandsnetzes 510 aus. Zwischen den Eingangsanschlüssen IN
und IP und zwischen den Ausgangsanschlüssen QN und QP ist ein Widerstandsteiler
vorgesehen, um die abwärtsskalierten
Werte zu erzeugen. Weiterhin umfasst das Widerstandsnetz eine Vielzahl
von Widerständen,
die jeweils den gleichen Widerstandswert aufweisen, um die gedrehten Signalpunktwerte
zu erzeugen.
Die Ausgangsanschlüsse IN71
und IP71 geben die I-Eingangssignale aus, die durch einen ersten
Widerstandsteiler abwärtsskaliert
werden, der zwischen den IN- und
IP-Eingangsanschlüssen
verbunden ist. Die Ausgangsanschlüsse QN71 und QP71 geben die
Q-Eingangssignale aus, die durch einen zweiten Widerstandsteiler
abwärtsskaliert
werden, der zwischen den QN- und QP-Eingangsanschlüssen verbunden
ist. Der Abwärtsskalierfaktor für IN71,
IP71, QN71 und QP71 ist der Kehrwert der Quadratwurzel von zwei.
Auf diese Weise sieht die Abwärtsskalierung
eine Verschiebung des empfangenen Signalpunktes in dem Phasenkonstellationssystem
nach unten zu der gestrichelten Kreislinie von 7 vor.
Wie weiterhin in 9 gezeigt, sind die Widerstände verbunden,
um sowohl die Werte IN71, IP71, QN71 und QP71 als auch die Werte
IXN, IXP, QXN und QXP auszugeben. Wie aus den vorstehenden Formeln
deutlich wird, geben IXN und IXP eine Differenz der aufeinander
bezogenen Widerstandsnetz-Eingangssignale
wieder und geben QXN und QXP die Summe der Widerstandsnetz-Eingangssigale
wieder.
Durch das Bestimmen der Summe und
der Differenz mittels eines Widerstandsnetzes 510 wird sowohl
eine Amplitudenreduktion um einen Faktor gleich dem Kehrwert der
Quadratwurzel von zwei als auch eine Drehung um 45° in dem Phasenkonstellationssystem
bewirkt. Der resultierende Signalpunkt ist also auf der gestrichelten
Kreislinie von 7 zusätzlich zu
dem Signalpunkt positioniert, der durch das Abwärtsskalieren der Eingangssignale
mithilfe der Widerstandsteiler erzeugt wird.
Zusammenfassend gesagt, gibt das
Widerstandsnetz 510 die Ausgangssignale IN71, IP71, QN71
und QP71 sowie die Ausgangssignale IXN, IXP, QXN und QXP aus. In
dem Leistungsschätzprozess
werden dann die Ausgangssignale des Widerstandsnetzes 510 gleichgerichtet
und wird das Maximum der gleichgerichteten Signale in die Leistungsberechnungseinheit 260 eingegeben,
um eine Leistungsschätzung
zu berechnen.
10 zeigt
auf schematische Weise die Konstellation der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse, die über Widerstände miteinander
verbunden sind.
11 zeigt
die Abweichung des Maximalwertes in Abhängigkeit von dem Signalphasenwinkel. Die
Funktion der Abweichung hat eine periodische Form und hat weist
ein lokales Maximum bei dem Signalphasenwinkel von 22,5° auf. Die
Abweichungsfunktion weist Maxima auf, die in Schritten von 45° wiederkehren.
Im Folgenden werden Beispiele von
Signalwellenformen erläutert,
um den Betrieb der Leistungsschätzeinheit
gemäß einer
der Ausführungsformen
im Detail darzulegen. Dazu wird auf 12 bis 27 Bezug genommen.
12 bis 15 zeigen die BPSK-modulierten Signale
I, Q, IX und QX in der Zeitdomäne
für einen Teilsatz
der Phasenverschiebungswinkel zwischen 0° und 36°. Die Phasenverschiebungen beeinflussen die
Amplitude des Signals, wobei die Richtung der Amplitudenvariation
des Signals durch einen Pfeil angegeben wird.
Das Diagramm in 16 zeigt eine Überlappung der gleichgerichteten
Signale I, Q, IX und QX für
einen Teilsatz der Phasenverschiebungswinkel zwischen 0° und 36°.
17 zeigt
die Hülle
des Spitzenwertes in Abhängigkeit
von der Phase, die einen maximalen Spitzenwert bei der 0°-Phase und eine maximale
Abweichung bei 22.5° aufweist.
Die Kurve von 17 kann
als Entsprechung zu dem am weitesten links vorgesehenen Teil der
Kurve von 11 aufgefasst werden.
18 bis 21 stellen die Signale I,
Q, IX und QX in der Zeitdomäne
für einen
Phasenverschiebungswinkel zwischen 0° und 360° dar. Die Phasenverschiebungen
beeinflussen die Amplitude des Signals, und jede aufgetragene Funktion
gibt einen entsprechenden Phasenverschiebungswinkel wieder.
22 zeigt
eine Überlappung
der gleichgerichteten Signals I, Q, IX und QX, die für einen
Phasenverschiebungswinkel zwischen 0° und 360° gezeigt sind.
23 zeigt
die Hülle
des Maximums der gleichgerichteten Signale I, Q, IX und QX in Abhängigkeit
von der Phase zwischen 0° und
360°. Der
aufgetragene Maximalwert weist eine periodische Form auf, wobei
das Maximum bei 0° liegt
und in Schritten von 45° wiederkehrt.
24 bis 27 entsprechen den 12 bis 15, zeigen jedoch QPSK-modulierte Signale
I, Q, IX und QX in der Zeitdomäne
für einen
Teilsatz der Phasenverschiebungswinkel zwischen 0° und 36°.
Aus der vorstehenden Beschreibung
wird deutlich, dass alle beschriebenen Ausführungsformen eine Technik mit
hoher Präzision,
hoher Genauigkeit und hoher Dichte angeben, die insbesondere in einer
automatischen Verstärkungssteuerschleife
verwendet werden kann und die Gesamteffizienz verbessert.
Die Anordnungen können den Vorteil bieten, dass
sie einen Prozess wie den Leistungsschätzprozess erlauben, wobei keine
Auflösung
von komplizierten Formeln mehr erforderlich ist.
Weiterhin können die Anordnungen Vorteile bieten,
weil ein Widerstandsnetz für
die Spannungsskalierung der Signale verwendet wird. Dies erlaubt eine
Bewertung der Leistung eines digital modulierten Signals, ohne dass
ein aktiver Verstärker
mit einer Verstärkung
gleich der Quadratwurzel von zwei verwendet wird. Die Beseitigung
von aktiven Elementen in den Schaltungen reduziert den Stromverbrauch.
Weiterhin wird die Herstellung vereinfacht, wodurch
die oben beschriebenen Ausführungsformen
die Herstellungskosten herabsetzen.
Die vorliegende Erfindung wurde mit
Bezug auf bestimmte physikalische Ausführungsformen erläutert, wobei
dem Fachmann jedoch deutlich sein sollte, dass verschiedene Modifikationen,
Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung gemäß der oben
gelehrten Techniken und anhand der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können, ohne
dass dadurch der Erfindungsumfang der vorliegenden Erfindung verlassen
wird. Außerdem wurden
diejenigen Aspekte, die dem Fachmann vertraut sein sollten, hier
nicht eigens beschrieben, um die Erfindung nicht durch unnötige Details
zu verundeutlichen. Es ist weiterhin zu beachten, dass die Erfindung
nicht auf die dargestellten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern lediglich durch den Umfang der beigefügten Ansprüche eingeschränkt wird.