DE19933545A1

DE19933545A1 - Arrangement for linearizing an amplifier circuit

Info

Publication number: DE19933545A1
Application number: DE1999133545
Authority: DE
Inventors: Norbert Loechel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-02-08
Also published as: WO2001006641A1

Abstract

Erfindungsgemäß weist die Anordnung zur Linearisierung der Verstärkerschaltung eine Schätzeinrichtung zum Ermitteln einer Leistung eines Eingangssignals und zum Ansteuern eines Vorverzerrungsgliedes auf. Das Vorverzerrungsglied bewirkt eine Linearisierung einer Verstärkungskennlinie eines Leistungsverstärkers in Abhängigkeit von einer aktuellen Temperatur des Leistungsverstärkers.According to the invention, the arrangement for linearizing the amplifier circuit has an estimation device for determining a power of an input signal and for driving a predistortion element. The predistortion element effects a linearization of a gain characteristic of a power amplifier as a function of a current temperature of the power amplifier.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Linearisierung ei ner Verstärkerschaltung, wie sie insbesondere in einer Sende einrichtung einer Funkstation eines Funk-Kommunikationssy stems eingesetzt wird.The invention relates to an arrangement for linearization egg ner amplifier circuit, as in particular in a broadcast establishment of a radio station of a radio communication system stems is used.

Zur Linearisierung von Verstärkerschaltungen, insbesondere bei einem Einsatz dieser Schaltungen in Sendepfaden von Funk stationen bzw. Basisstationen eines Funk-Kommunikationssy stems, wie beispielsweise dem bekannten GSM-Mobilfunksystems (Global System for Mobile Communications), werden verschie denste Verfahren und Anordnungen eingesetzt. Unter anderem ist aus der deutschen Patentschrift DE 197 36 660 ein Verfahren zur Linearisierung bekannt, bei der ein verstärktes Ausgangs signal mit einem Eingangssignal verglichen und ein jeweiliges Stellglied für eine Vorverzerrung der Amplitude und Phase des Eingangssignals vor der Verstärkung durch den Leistungsver stärker angesteuert wird, um hierdurch eine Linearisierung der Verstärkerkennlinie zu erzielen. Die Linearisierung der Verstärkungskennlinie ist insbesondere bei Leistungsverstär kern für eine hohe Ausgangsleistung von Bedeutung, um einer seits den Verstärker mit einem optimalen Wirkungsgrad zu be treiben und somit die Wärmeentwicklung in dem meist geschlos senen Gehäuse der Funkstation zu begrenzen, und andererseits eine gesicherte Signalübertragung über die Funkschnittstelle zu gewährleisten, da eine Verzerrung der Sendesignale nach teilig zu einer fehlerbehafteten Signalübertragung, insbeson dere bei komplexen Modulationsverfahren, führen kann.For the linearization of amplifier circuits, in particular when using these circuits in radio transmission paths stations or base stations of a radio communication system stems, such as the well-known GSM mobile radio system (Global System for Mobile Communications), are different the most used procedures and arrangements. Amongst other things is a process from the German patent DE 197 36 660 known for linearization, in which an amplified output signal compared with an input signal and a respective one Actuator for predistortion of the amplitude and phase of the Input signal before amplification by the power ver is driven more strongly in order to achieve linearization to achieve the amplifier characteristic. The linearization of the Gain characteristic is particularly for power amplifiers core of high output power is important to a hand the amplifier with an optimal efficiency drive and thus the heat development in the mostly closed limit its housing of the radio station, and on the other hand secure signal transmission via the radio interface to ensure, since a distortion of the transmission signals after partly to a faulty signal transmission, in particular which can lead to complex modulation methods.

Die bekannten Verfahren zur Linearisierung der Verstärkungs kennlinie berücksichtigen jedoch nicht den Effekt, daß ein Eingangssignal mit einer nicht konstanten Einhüllenden zu ei ner Variation der Sperrschichttemperatur des Leistungsver stärkers und somit zu einer Veränderung der Verstärkungskenn linie führt. Das GMSK-modulierten Eingangssignal (GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying) eines Trägers, wie es in dem genannten GSM-Mobilfunksystem verwendet wird und für das das oben beschriebene Verfahren entwickelt wurde, weist bei spielsweise eine konstante Einhüllende auf. Werden jedoch mehrere Eingangssignale summiert und beispielsweise einem breitbandigen Leistungsverstärker zugeführt, so weist das Summensignal der Träger keine konstante Einhüllende auf. Das Summensignal kann je nach einem Trägerabstand beispielsweise eine Schwebungsfrequenz zwischen einigen 100 kHz bis zu eini gen MHz aufweisen. Die gleiche Eigenschaft einer nicht kon stanten Einhüllenden weisen auch die Signale eines CDMA-Über tragungsverfahrens auf (CDMA - Code Division Multiple Access).The known methods for linearizing the gain However, the characteristic does not take into account the effect that a Input signal with a non-constant envelope to egg ner variation of the junction temperature of the power supply stronger and thus to a change in the gain characteristic line leads. The GMSK-modulated input signal (GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying) of a carrier, as in the called GSM mobile radio system is used and for which the The method described above was developed for example, a constant envelope. However summed several input signals and for example one supplied broadband power amplifier, so that Sum signal of the carrier does not have a constant envelope. The Sum signal can, for example, depending on a carrier spacing a beat frequency between a few 100 kHz up to one gen MHz. The same property of a non-con constant envelopes also show the signals of a CDMA transfer (CDMA - Code Division Multiple Access).

Eine Möglichkeit, die Veränderung der Betriebstemperatur des Leistungsverstärkers für eine Linearisierung der Verstär kungskennlinie zu berücksichtigen, ist beispielsweise ein Ab griff der Temperatur an dem Kühlkörper des Leistungsverstär kers. Da die Veränderung der Temperatur des Kühlkörpers be dingt durch dessen große Masse jedoch nur sehr langsam der momentanen Temperatur des Leistungsverstärkers folgt, ist diese Realisierung vor allem bei einer hochfrequenten Schwe bung der Einhüllenden zu träge.One way of changing the operating temperature of the Power amplifier for linearization of the ampl a characteristic is to be taken into account, for example grabbed the temperature on the heat sink of the power amplifier kers. As the change in the temperature of the heat sink be due to its large mass, however, the current temperature of the power amplifier follows this realization especially with a high-frequency welding exercise of the envelopes too sluggish.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung an zugeben, die eine effiziente Linearisierung einer Verstärker kennlinie bei einer nicht konstanten Einhüllenden des Ein gangssignals unter Berücksichtigung der Temperatur des Lei stungsverstärkers ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und durch die Funkstation gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. The invention has for its object an arrangement admit the efficient linearization of an amplifier characteristic curve for a non-constant envelope of the on output signal taking into account the temperature of the Lei power amplifier enables. This task is accomplished by the Method and by the radio station according to the characteristics of the independent claim 1 solved. Further training of the Invention can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß weist die Anordnung zur Linearisierung der Verstärkerschaltung eine Schätzeinrichtung zum Ermitteln ei ner Leistung des Eingangssignals und zum Ansteuern eines Vor verzerrungsgliedes auf. Das Vorverzerrungsglied bewirkt eine Linearisierung der Verstärkungskennlinie des Leistungsver stärkers in Abhängigkeit von einer aktuellen Temperatur des Leistungsverstärkers.According to the invention, the arrangement for linearizing the Amplifier circuit an estimator for determining egg ner power of the input signal and for driving a Vor distortion element. The predistortion element causes one Linearization of the gain characteristic of the power ver stronger depending on a current temperature of the Power amplifier.

Die erfindungsgemäße Schätzung der Leistung des Eingangs signals ermöglicht eine genaue Abschätzung der durch das Ein gangssignal bewirkten aktuellen Temperatur des Leistungsver stärkers, so daß die Vorverzerrung den temperaturabhängigen Veränderungen der Verstärkungskennlinie angepaßt und eine hohe Linearität bei der Verstärkung des Eingangssignals er zielt werden kann. Das Vorverzerrungsglied bewirkt dabei bei spielsweise eine Vorverzerrung der Amplitude und/oder der Phase des Eingangssignals, so daß das Eingangssignal der Nichtlinearität der Verstärkungskennlinie des Leistungsver stärkers entgegengerichtet ist. Die Vorverzerrung erfolgt entsprechend weiteren Weiterbildungen abhängig von der Anord nung des Vorverzerrungsgliedes in dem Verstärkungspfad in ei nem digitalen Basisband oder in einem höherfrequenten Aus gangsspektrum.The inventive estimation of the input power signals enables an accurate estimate of the through the output signal caused current temperature of the power supply stronger, so that the predistortion is temperature-dependent Adjusted changes in the gain characteristic and a high linearity in the amplification of the input signal can be aimed. The predistortion element causes for example a predistortion of the amplitude and / or the Phase of the input signal so that the input signal of the Nonlinearity of the gain characteristic of the power ver is more strongly opposed. The predistortion takes place corresponding further training depending on the arrangement voltage of the predistortion element in the gain path in egg digital baseband or in a higher frequency range gear spectrum.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung führt die Schätzeinrichtung eine Mittelwertbildung der Lei stung des Eingangssignals über eine bestimmte Zeitkonstante durch, wobei die Zeitkonstante gemäß einer hierauf basieren den Weiterbildung einer thermischen Zeitkonstante des Lei stungsverstärkers entspricht.According to a development of the arrangement according to the invention the estimator performs averaging of the lei the input signal over a certain time constant through, the time constant being based on one of them the development of a thermal time constant of the Lei power amplifier corresponds.

Als Zeitkonstante wird die thermische Zeitkonstante des Lei stungsverstärkers gewählt, da hierdurch eine genaue Abschät zung des Temperaturverhaltens des Leistungsverstärkers und somit der Veränderung der Verstärkungskennlinie erzielt wer den kann. Die thermische Zeitkonstante charakterisiert die Trägheit des Leistungsverstärkers, mit der er auf ein verän derte Leistung des Eingangssignals thermisch reagiert.The thermal time constant of the Lei is used as the time constant power amplifier selected, as this gives an accurate estimate temperature behavior of the power amplifier and thus the change in the gain characteristic is achieved that can. The thermal time constant characterizes the Inertia of the power amplifier with which it changes derte power of the input signal reacts thermally.

Gemäß weiterer Weiterbildungen der Erfindung ist die Schätz einrichtung als ein Quadrierer mit einem nachgeschalteten Tiefpaß verwirklicht. Der Tiefpaß kann dabei beispielsweise als ein bekanntes analoges RC-Glied oder mittels eines FIR- Filters verwirklicht sein. Der Quadrierer ermittelt die Lei stung des Eingangssignals und der Tiefpaß bewirkt eine an schließende Filterung der im Vergleich zu dem Eingangssignal niederfrequenten Schwebung des Eingangssignals.According to further developments of the invention, the estimate is device as a square with a downstream Low pass realized. The low pass can, for example as a known analog RC link or by means of a FIR Filters can be realized. The squarer determines the lei The input signal and the low-pass filter cause one closing filtering of the compared to the input signal low frequency beat of the input signal.

Parallel zu der Schätzeinrichtung ist gemäß einer weiteren Weiterbildung ein Verzögerungsglied angeordnet, das eine Ver zögerung des Eingangssignals entsprechend der Laufzeit der Schätzeinrichtung durchführt. Hierdurch wird vorteilhaft si chergestellt, daß das Eingangssignal erst nach der Auswahl der geeigneten Vorverzerrungskennlinie an dem Vorverzerrungs glied anliegt.According to another, parallel to the estimating device Training arranged a delay element that a Ver delay of the input signal according to the running time of the Carries out estimation. This is advantageous si made that the input signal only after the selection the suitable predistortion characteristic on the predistortion limb is present.

Gemäß zweier alternativer Weiterbildungen sind mehrere Vor verzerrungskennlinien in dem Vorverzerrungsglied bzw. in ei ner gesonderten Speichereinrichtung gespeichert, wobei die Schätzeinrichtung eine jeweils geeignete Vorverzerrungskenn linie abhängig von der ermittelten Leistung auswählt, oder das Vorverzerrungsglied ist mehrfach in dem Verstärkungspfad vorgesehen und weist jeweils eine Vorverzerrungskennlinie auf, wobei die Schätzeinrichtung wiederum ein jeweils geeig netes Vorverzerrungsglied auswählt. Die Vorverzerrungskennli nien charakterisieren eine jeweilige Abhängigkeit der Nicht linearität der Verstärkungskennlinie von der Verlustleistung in einem zugehörigen Temperaturbereich des Leistungsverstär kers, wobei die Vorverzerrungskennlinien beispielsweise für mehrere diskrete Temperaturbereiche definiert werden. Die Speichereinrichtung kann dabei beispielsweise als eigenstän dige Einrichtung mit der Schätzeinrichtung verbunden oder in der Schätzeinrichtung selbst verwirklicht sein.According to two alternative developments, several are distortion characteristics in the predistortion element or in egg ner separate storage device, the Estimator a suitable predistortion characteristic line depending on the determined performance, or the predistortion element is multiple in the gain path provided and each has a predistortion characteristic on, the estimating device in turn suitable selected pre-distortion element. The predistortion characteristic nien characterize a respective dependency of the non linearity of the gain characteristic from the power loss in an associated temperature range of the power amplifier kers, the predistortion characteristics for example for several discrete temperature ranges can be defined. The Storage device can, for example, stand alone device connected to the estimator or in the treasury itself.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist das Vorverzerrungsglied als ein adaptives Vorverzerrungsglied verwirklicht. Dieses ermöglicht vorteilhaft eine gestufte Veränderung der Vorverzerrungskennlinie entsprechend den be schriebenen diskreten Temperaturbereichen, oder eine stufen lose Veränderung der Vorverzerrungskennlinie, ohne das die Linearität der Verstärkungskennlinie durch eine diskrete Ab stufung negativ beeinflußt wird.According to a further embodiment of the invention Predistortion element as an adaptive predistortion element realized. This advantageously enables a tiered Change of the predistortion characteristic according to the be written discrete temperature ranges, or a step loose change of the predistortion characteristic without the Linearity of the gain characteristic through a discrete Ab gradation is negatively affected.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung vergleicht eine Adaptati onseinrichtung das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers mit dem Eingangssignal und paßt die aktuell ausgewählte Vor verzerrungskennlinie abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs adaptiv an. Hierdurch kann die Linearisierung für den aktuel len Betriebsfall, d. h. die von der Verlustleistung abhängige Temperatur, gezielt optimiert werden, indem gegebenenfalls Veränderungen an der ausgewählten Vorverzerrungskennlinie vorgenommen werden, um eine optimale Linearität der Verstär kungskennlinie zu erzielen. Mit einer solchen Adaption können in einfacher Weise Veränderungen des Verhaltens des Lei stungsverstärkers, beispielsweise aufgrund von Alterungser scheinungen, ausgeglichen werden.According to a further development, an Adaptati compares onseinrichtung the output signal of the power amplifier with the input signal and fits the currently selected pre distortion characteristic depending on the result of the comparison adaptive to. This allows the linearization for the current len operating case, d. H. the one that depends on the power loss Temperature, can be optimized by, if necessary Changes to the selected predistortion characteristic to ensure optimal linearity of the amplifier to achieve characteristic curve. With such an adaptation in a simple way changes in the behavior of the Lei power amplifier, for example due to aging appearances to be balanced.

Eine Anpassung der aktuell ausgewählten Vorverzerrungskennli nie kann entsprechend einer weiteren Weiterbildung bei einem Abgleich, beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Verstär kerschaltung, oder permanent bzw. periodisch während des Be triebs des Leistungsverstärkers durchgeführt werden. An adjustment of the currently selected predistortion characteristic according to a further training with a Adjustment, for example when commissioning the amplifier kerschaltung, or permanently or periodically during loading Drive of the power amplifier are performed.

Die erfindungsgemäße Anordnung wird gemäß Weiterbildungen der Erfindung besonders vorteilhaft in Sendeeinrichtungen von Funkstationen eines Funk-Kommunikationssystems mit einem breitbandigen Leistungsverstärker eingesetzt. Hierbei kann die Anordnung sowohl für eine kontinuierliche Signalübertra gung, wie sie beispielsweise bei einem CDMA-Übertragungsver fahren auftritt, als auch für eine beispielsweise in mehrere Zeitschlitze getrennte diskontinuierliche Signalübertragung, wie sie bei einem TDMA-Übertragungsverfahren (TDMA - Time Di vision Multiple Access) auftritt, eingesetzt werden.The arrangement according to the invention is according to further developments of Invention particularly advantageous in transmission equipment from Radio stations of a radio communication system with one broadband power amplifier used. This can the arrangement for both continuous signal transmission supply, as is the case with a CDMA transmission ver driving occurs, as well as for one in several Time slots separate discontinuous signal transmission, as in a TDMA transmission method (TDMA - Time Di vision multiple access) occurs.

Die Erfindung wird nun anhand von zeichnerischen Darstellun gen näher erläutert. Dabei zeigenThe invention will now be described with reference to drawings gene explained in more detail. Show

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten möglichen Realisie rung der Anordnung zur Linearisierung, und Fig. 1 is a block diagram of a first possible Realisie tion of the arrangement for linearization, and

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten möglichen Realisie rung der Anordnung zur Linearisierung mit einer adap tiven Anpassung der aktuellen Vorverzerrungskennli nie. Fig. 2 is a block diagram of a second possible Realisie tion of the arrangement for linearization with an adaptive adaptation of the current predistortion characteristic never.

Das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt einen Teil eines Sende pfads, wie er beispielsweise in einer Sendeeinrichtung einer Basisstation eines Funk-Kommunikationssystems verwirklicht wird. Der verwendete Leistungsverstärker PA ist breitbandig ausgelegt, so daß parallel beispielsweise mehrere Trägerfre quenzen eines schmalbandigen Funk-Kommunikationssystems, wie beispielsweise dem erwähnten GSM-Mobilfunksystem mit einem Frequenzband eines Trägers von 200 kHz, oder ein breitbandi ger Träger mit beispielsweise 5 MHz eines breitbandigen Funk- Kommunikationssystems, wie beispielsweise einem auf einem CDMA-Übertragungsverfahren basierenden Mobilfunksystem, ver stärkt werden können. Für die folgende Beschreibung wird an genommen, daß sich das digitale Eingangssignal in aus einer Vielzahl von schmalbandigen digitalen Eingangssignalen in1, in2, . . . zusammensetzt, die in einem Summationsglied SUM zu dem Eingangssignal in summiert werden. Das Eingangssignal in weist durch die Summierung keine konstante Einhüllende mehr auf, da bedingt durch die Überlagerung der Signale eine Schwebung entsteht.The block diagram of FIG. 1 shows part of a transmission path, as is implemented, for example, in a transmission device of a base station of a radio communication system. The power amplifier PA used is designed to be broadband, so that, in parallel, for example, several carrier frequencies of a narrowband radio communication system, such as the GSM mobile radio system mentioned with a frequency band of a carrier of 200 kHz, or a broadband carrier with, for example, 5 MHz of a broadband radio Communication system, such as a mobile radio system based on a CDMA transmission method, can be strengthened. For the following description it is assumed that the digital input signal consists of a plurality of narrowband digital input signals in1, in2,. , , composed, which are summed in a summation element SUM to the input signal in. As a result of the summation, the input signal in no longer has a constant envelope, since the signals are superimposed due to a beat.

Das Eingangssignal in wird einer Verzögerungseinrichtung DEL zugeführt und anschließend in einer Aufwärtskonvertierein richtung UC in ein höherfrequentes Sendesignal konvertiert. Die Aufwärtskonvertiereinrichtung UC ist beispielsweise ein bekannter Mischer, der eine Mischung des Basisbandsignals mit einem mittels eines Oszillators generierten Hochfrequenzsig nal mischt. Die Ausgangsfrequenz des Signals entspricht dem Sendespektrum für die Übertragung über die Funkschnittstelle mittels einer Antenneneinrichtung A. Die beschriebene Linea risierung kann jedoch unter Weglassen der Aufwärtskonvertie rung auch direkt bei der Ausgangsfrequenz erfolgen.The input signal in is a delay device DEL fed and then in an up-conversion direction UC converted into a higher-frequency transmission signal. The up converter UC is, for example, a Known mixer that mixes the baseband signal with a high-frequency signal generated by means of an oscillator nal mixes. The output frequency of the signal corresponds to that Transmission spectrum for transmission via the radio interface by means of an antenna device A. The described linea Rization can, however, omit the upconversion tion also take place directly at the output frequency.

Der Aufwärtskonvertiereinrichtung UC ist in dem Beispiel der Fig. 1 ein Vorverzerrungsglied PD nachgeschaltet, das eine Vorverzerrung des hochfrequenten Signals nach Amplitude und/oder Phase entsprechend einer bestimmten Vorverzerrungs kennlinie cc vor der Verstärkung des Signals durch den nach geschalteten Leistungsverstärker PA durchführt. Das Vorver zerrungsglied PD ist in dem Beispiel mehrfach realisiert, wo bei die Vorverzerrungsglieder PD eine jeweils unterschiedli che Vorverzerrungskennlinie cc für unterschiedliche Tempera turbereiche des Leistungsverstärkers PA aufweisen.The up-converter UC is connected in the example of FIG. 1 a predistortion element PD, which performs a predistortion of the high-frequency signal according to amplitude and / or phase according to a specific predistortion characteristic curve cc before the amplification of the signal by the downstream power amplifier PA. The predistortion element PD is implemented several times in the example, where the predistortion elements PD each have a different predistortion characteristic curve cc for different temperature ranges of the power amplifier PA.

Eine geeignete Vorverzerrungskennlinie cc bzw. das entspre chende Vorverzerrungsglied PD wird von einer Schätzeinrich tung ES ausgewählt. Die parallel zu dem beschriebenen Sende pfad mit dem Verzögerungsglied DEL und der Aufwärtskonver tiereinrichtung UC geschaltete Schätzeinrichtung ES ermittelt eine Leistung des Eingangssignals in. Sie führt hierbei eine Mittelwertbildung über eine bestimmte Zeitkonstante t durch, die vorteilhaft der thermischen Zeitkonstante des Leistungs verstärkers PA entspricht. Ausgehend von der ermittelten Lei stung des Eingangssignals in kann auf die zu erwartende Be triebstemperatur des Leistungsverstärkers PA bei der Verstär kung des Eingangssignals in rückgeschlossen werden. Da sich, wie einleitend beschrieben, die Verstärkungskennlinie des Leistungsverstärkers PA mit der Betriebstemperatur verändert, wählt die Schätzeinrichtung ES diejenige Vorverzerrungskenn linie cc bzw. das entsprechende Vorverzerrungsglied PD aus, die eine optimale Linearität der Verstärkungskennlinie ermög licht. Der Schätzeinrichtung ES muß hierzu bekannt sein, wie die Temperatur des Leistungsverstärkers PA von der Leistung der Schwebung abhängt, und welche Vorverzerrungskennlinie cc für welchen Temperaturbereich bzw. für welche Leistung eine größtmögliche Linearität gewährleistet.A suitable predistortion characteristic curve cc or that The predistortion element PD is used by an estimator tung ES selected. The parallel to the broadcast described path with the delay element DEL and the up-converter animal facility UC switched estimator ES determined a power of the input signal Averaging over a certain time constant t by the beneficial of the thermal time constant of the power amplifier PA corresponds. Based on the determined lei The input signal can be adjusted to the expected loading operating temperature of the power amplifier PA at the amplifier tion of the input signal can be inferred. That I, as described in the introduction, the gain characteristic of the Power amplifier PA changes with the operating temperature, the estimator ES selects that predistortion characteristic line cc or the corresponding predistortion element PD, which enables optimal linearity of the gain characteristic light. The estimating device ES must be known how the temperature of the power amplifier PA from the power the beat depends, and what predistortion curve cc for which temperature range or for which output a ensures the greatest possible linearity.

Die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds DEL wird derart di mensioniert, daß das Eingangssignal in erst an dem Vorverzer rungsglied PD anliegt, wenn von der Schätzeinrichtung ES nach der Mittelwertbildung über die Zeitkonstante t eine geeignete Vorverzerrungskennlinie cc bzw. ein geeignetes Vorverzer rungsglied PD ausgewählt wurde.The time constant of the delay element DEL becomes di dimensioned that the input signal in at the Vorverzer tion element PD is present when from the estimator ES to the averaging over the time constant t is a suitable one Predistortion characteristic curve cc or a suitable predistortion tion member PD was selected.

In der Fig. 2 ist eine alternative Realisierung der erfin dungsgemäßen Anordnung offenbart, wobei eine Kombination der beiden Ausführungsbeispiele sowie geringfügige Änderungen in dem Aufbau der Anordnung ebenfalls in den Schutzbereich der Erfindung fallen.In FIG. 2, an alternative implementation of the OF INVENTION arrangement is disclosed to the invention, wherein a combination of the two embodiments as well as minor changes fall in the construction of the device also in the scope of the invention.

Das digitale Eingangssignal in wird in dem Ausführungsbei spiel der Fig. 2 in einer Modulatoreinrichtung MOD durch eine Modulation mehrerer Eingangssignale in1, in2 gebildet, wie sie beispielsweise bei einem CDMA-Übertragungsverfahren auf treten können. Die Vorverzerrung des digitalen Eingangs signals in erfolgt in einem dem Digital-Analog-Wandler DAC vorgeschalteten Vorverzerrungsglied PD, das beispielsweise als ein adaptives Vorverzerrungsglied verwirklicht ist. Die Vorverzerrung des Eingangssignals in erfolgt demnach im digi talen Basisband vor der Aufwärtskonvertierung in das eigent liche analoge Sendespektrum, welches durch den Leistungsver stärker PA verstärkt wird. Vorteilhaft kann das Vorverzer rungsglied PD durch diese Anordnung relativ schmalbandig di mensioniert und in einer einfachen technischen Realisierung verwirklicht werden. Das dem Vorverzerrungsglied PD vorge schaltete Verzögerungsglied DEL weist eine Zeitkonstante auf, die der durch die Zeitkonstante t bedingte Verzögerungszeit für die Mittelwertbildung in der Schätzeinrichtung ES ent spricht, auf.In the exemplary embodiment in FIG. 2, the digital input signal in is formed in a modulator device MOD by modulating a plurality of input signals in1, in2, as can occur, for example, in a CDMA transmission method. The predistortion of the digital input signal in takes place in a predistortion element PD which is connected upstream of the digital-to-analog converter DAC and is implemented, for example, as an adaptive predistortion element. The predistortion of the input signal in accordingly takes place in the digital baseband before the upconversion into the actual transmission spectrum, which is amplified by the power amplifier PA. Advantageously, the pre-distortion member PD can be dimensioned relatively narrow-band by this arrangement and can be implemented in a simple technical implementation. The upstream of the predistortion element PD delay element DEL has a time constant which corresponds to the delay time caused by the time constant t for averaging in the estimation device ES.

Die Schätzeinrichtung ES ist mit einer Speichereinrichtung M verbunden, in der für diskrete Temperaturbereiche des Lei stungsverstärkers PA jeweils eine Vorverzerrungskennlinie cc gespeichert ist. Abhängig von der ermittelten Leistung der Schwebung des Eingangssignals in wählt die Schätzeinrichtung ES eine geeignete Vorverzerrungskennlinie cc aus und über trägt deren charakteristischen Werte zu dem Vorverzerrungs glied PD. Das Vorverzerrungsglied PD übernimmt die jeweils anliegende Vorverzerrungskennlinie cc und führt eine entspre chende Vorverzerrung des Eingangssignals in durch. Die Spei chereinrichtung M kann in gleicher Weise in der Schätzein richtung ES oder in dem Vorverzerrungsglied PD verwirklicht sein.The estimation device ES is equipped with a storage device M connected in the Lei for discrete temperature ranges power amplifier PA each have a predistortion characteristic curve cc is saved. Depending on the performance of the Beat the input signal in selects the estimator ES a suitable predistortion characteristic curve cc out and over contributes their characteristic values to the predistortion limb PD. The predistortion element PD takes care of each adjacent pre-distortion characteristic curve cc and leads to a corresponding pre-distortion of the input signal. The Spei chereinrichtung M can in the same way in the treasure direction ES or realized in the predistortion element PD his.

Zusätzlich wird in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 das ver stärkte Ausgangssignal out des Leistungsverstärkers PA mit dem Eingangssignal in in einer Adaptationseinrichtung ADP verglichen, und abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs die Charakteristik der jeweils aktuell ausgewählten Vorverzer rungskennlinie cc adaptiv angepaßt. Durch den Vergleich kann die Linearität des Ausgangssignals out mit einer sehr hohen Genauigkeit bestimmt werden. Entspricht die Linearität nicht den gewünschten Vorgaben, so führt die Adaptationseinrichtung ADP eine Veränderung der von der Schätzeinrichtung ES ausge wählten Vorverzerrungskennlinie cc durch, wobei die derart veränderte Vorverzerrungskennlinie cc in der Speichereinrich tung M gespeichert und zu dem Vorverzerrungsglied PD übertra gen wird. In einer nicht dargestellten alternativen Ausfüh rungsform kann die Adaptationseinrichtung ADP beispielsweise auch eine direkte Veränderung der Vorverzerrungskennlinie cc in dem Vorverzerrungsglied PD vornehmen, wodurch vorteilhaft die Zeit für die Anpassung der aktuellen Vorverzerrungskennli nie cc verringert wird. Für den beispielhaften Fall, daß die Vorverzerrungskennlinien cc jeweils einem diskreten Tempera turbereich des Leistungsverstärkers PA zugeordnet sind, kann die Adaptationseinrichtung ADP den hierdurch entstehenden Fehler vorteilhaft ausgleichen.In addition, in the embodiment of FIG. 2, the amplified output signal out of the power amplifier PA is compared with the input signal in an adaptation device ADP, and, depending on the result of the comparison, the characteristic of the currently selected predistortion characteristic curve cc is adapted adaptively. The linearity of the output signal out can be determined with a very high accuracy by the comparison. If the linearity does not correspond to the desired specifications, the adaptation device ADP changes the predistortion characteristic curve cc selected by the estimation device ES, the predistortion characteristic curve cc thus changed being stored in the memory device M and being transmitted to the predistortion element PD. In an alternative embodiment, which is not shown, the adaptation device ADP can, for example, also make a direct change in the predistortion characteristic curve cc in the predistortion element PD, as a result of which the time for the adaptation of the current predistortion characteristic is never reduced cc. For the exemplary case in which the predistortion characteristic curves cc are each assigned to a discrete temperature range of the power amplifier PA, the adaptation device ADP can advantageously compensate for the errors that result.

Die Adaptationseinrichtung ADP kann neben einer permanenten oder periodischen adaptiven Korrektur der jeweils aktuellen Vorverzerrungskennlinie cc auch für eine Charakterisierung der gesamten Vorverzerrungskennlinien cc verwendet werden. Dieses kann beispielsweise bei einem Abgleich der Verstärker schaltung bei der Inbetriebnahme oder während des Betriebs erfolgen, wenn Eingangssignale in mit unterschiedlichen Lei stungen angelegt werden und eine jeweilige Veränderung der Charakteristik der Vorverzerrungskennlinie cc hinsichtlich einer größtmöglichen Linearität der Verstärkungskennlinie ad aptiv durchgeführt und die vollständig charakterisierte Vor verzerrungskennlinie cc in der Speichereinrichtung M gespei chert wird.The ADP adaptation device can be in addition to a permanent one or periodic adaptive correction of the current one Predistortion characteristic curve cc also for characterization of the total predistortion characteristics cc can be used. This can be the case, for example, when comparing the amplifiers circuit during commissioning or during operation occur when input signals in with different Lei are created and a respective change of the Characteristic of the predistortion characteristic curve cc with regard to the greatest possible linearity of the gain characteristic ad carried out aptively and the fully characterized pre distortion characteristic cc stored in the memory device M. is saved.

Claims

1. Arrangement for the linearization of an amplifier circuit which has a power amplifier (PA) for amplifying an input signal (in) with a non-constant envelope in a more powerful output signal (out), characterized by an estimation device (ES) for determining a power of the input signal ( in), and for driving a predistortion element (PD) for linearizing a gain characteristic (cc) of the power amplifier (PA) as a function of a current temperature of the power amplifier (PA).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the power amplifier (PA) as a broadband power amplifier is designed.

3. Arrangement according to a preceding claim, characterized in that the estimation device (ES) averages the lei performance over a certain time constant (t).

4. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the time constant (t) for averaging a thermi corresponds to the time constant of the power amplifier (PA).

5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the estimator (ES) as a square to the mean education is implemented with a downstream low-pass filter.

6. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that that the low-pass filter is implemented using an FIR filter.

7. Arrangement according to a preceding claim, characterized in that a delay element parallel to the estimator (ES) (DEL) is switched, which delays the input signals (in) corresponding to the time constant (t) of the estimate facility (ES).

8. Arrangement according to a preceding claim, characterized in that several predistortion characteristics (cc) in the predistortion member (PD) or stored in a memory device (M) are, and the estimation device (ES) a suitable one Predistortion curve (cc) is selected.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the predistortion element (PD) is provided several times and each Weil has a predistortion characteristic (cc), and the Estimation device (ES) a suitable predistortion member (PD) selects.

10. Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the predistortion element (PD) as an adaptive predistortion is realized.

11. Arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that an adaptation device (ADP) the output signal (out) of Power amplifier (PA) with the input signal (in) ver resembles and an adaptive adaptation of the currently selected Predistortion curve (cc) performed.

12. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the currently selected predistortion characteristic (cc) during a comparison or during the operation of the service amplifier (PA) is adjusted.

13. Arrangement according to a preceding claim, characterized in that the digital input signal (in) by means of a in the ver Gain path arranged digital-to-analog converter (DAC) in an analog signal is converted.

14. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the analog signal by means of a digital-to-analog converter (DAC) downstream up converter (UC) in a higher frequency signal is converted.

15. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the predistortion element (PD) behind the up-converter Tiereinrichtung (UC) is arranged, the predistortion takes place in a high-frequency output spectrum.

16. Arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the predistortion element (PD) before the digital-to-analog converter (DAC) is arranged, the predistortion in a digi tal baseband or in a digital intermediate frequency follows.

17. Arrangement according to a preceding claim, characterized in that the input signal (in) by means of a summation element (SUM) from several individual input signals (in1, in2,...) is formed by a respective modulator (MOD) for Will be provided.

18. Arrangement according to any preceding claim in a transmitter of a radio station of a radio commu nication system is realized.