-
Die vorliegende Anmeldung betrifft
eine Signalverarbeitungsvorrichtung.
-
Insbesondere betrifft diese Anmeldung
eine Signalverarbeitungsvorrichtung, in welcher ein Eingangssignal
einer Intermodulationsverzerrung ("intermodulation distortion" – IMD) zwischen
seiner Eingabe und Ausgabe unterzogen wird. Verstärkungsschaltungen,
wie jene, die in Sendern und Empfängern verwendet werden, können eine
Signalverarbeitungsvorrichtung dieser Art darstellen.
-
Zum Beispiel kann ein RF-Leistungsverstärker ("power
amplifier" – PA)
unter gewissen Betriebsbedingungen ein Ausgangssignal liefern, das
eine verzerrte Version des Eingangssignals ist. Das verzerrte Ausgangssignal
kann IMD-Produkte 110, 112 (1) enthalten, die um die
Ausgangskomponenten 114, 116 erscheinen, die dem
Eingangsspektrum 100 entsprechen.
-
Es ist bekannt, eine IMD-Verzerrung
durch Vorverzerren des Eingangssignalspektrums zu einer Signalverarbeitungsvorrichtung,
wie einem nichtlinearen PA, auszugleichen. Eine Form eines Vorverzerrungsgenerators
erzeugt eine Vorverzerrung, die gesteuerte Größen von Versionen höherer Ordnung des
Eingangssignals umfasst, und fügt
diese in das Eingangssignal ein, bevor dieses zu der Signalverarbeitungsvorrichtung
geleitet wird, die eine Verzerrung aufweist. Bei dieser Art von
Vorverzerrer kann die Vorverzerrung zum Beispiel Komponenten dritter Ordnung,
die durch Kubieren des Eingangssignals erzeugt werden, und Komponenten
fünfter
Ordnung enthalten, die durch Bilden des Produktes der Kubikzahl
und Quadratzahl des Eingangssignals erzeugt wird.
-
Die soeben besprochene Art von Vorverzerrer
linearisiert jedoch eine nichtlineare Signalverarbeitungsvorrichtung
nicht ausreichend, die eine ungleiche. IMD an dem Eingangssignal
herbeiführt. 1 zeigt ein Beispiel eines
Ausgangsspektrums eines PA, das eine ungleiche IMD eines Eingangsspektrums
aufweist, umfassend ein Paar beabstandeter Töne gleichen Pegels (die im
Ausgangsspektrum mit 114 und 116 dargestellt sind).
Die IMD-Komponenten 110 und 112 haben verschiedene
Pegel und daher ist ihre Löschung
unter Verwendung des zuvor beschriebenen Vorverzerrungsmechanismus weniger
effektiv.
-
Die meisten (aber nicht alle) quasilinearen (Klasse
A oder AB) RF-Leistungsverstärker
weisen eine gut verlaufende IMD-Eigenschaft
bei schmalen Tonabstandswerten (z. B. einigen wenigen kHz) auf, und
dies kann sich bis zu einigen wenigen Megahertz oder sogar Zehnerwerten
von Megahertz in einigen sorgfältig
konstruierten Verstärkern
fortsetzen. Wenn jedoch das vorangehende Beispiel von zwei Eingangstönen mit
demselben Pegel betrachtet wird, beginnt die Mehrzahl an Verstärkern, ein
unterschiedliches Maß an
Ungleichheit zwischen den IMD-Produkten derselben Ordnung aufzuweisen, wenn
der Abstand der Eingangstöne
vergrößert wird.
-
Es gibt zahlreiche Gründe, warum
die IMD-Produkte ungleich sind, und dazu zählen die AM-AM- und AM-PM-Verzerrungen
innerhalb der Verstärkungsvorrichtung,
die bei verschiedenen Phasen angewendet werden und somit in einem
Gras an Subtraktion des einen oder anderen Produktes (für gewöhnlich begleitet
von einem Grad an Addition zu dem anderen Produkt) resultieren;
eine nicht perfekte Leistungszufuhr- oder Spannungsentkopplung,
die zu Basisband- (Tondifferenz-) Modulationen führt, die an die Signale angelegt
werden – diese
Modulation ist fast immer teilweise mit den IMD-Produkten phasenverschoben
und verursacht somit die teilweise Löschung/Addition, die oben hervorgehoben
wurde; und die Reflexion nicht beendeter harmonischer Verzerrungskomponenten
von z. B. ausgangsverbindenden Netzen, welche die Erzeugung zusätzlicher
(und wieder phasenverschobener) IMD-Produkte im Verstärkerausgang
verursachen.
-
US-A-5424680 offenbart eine Vorverzerrungschaltung,
die das Eingangssignal zu einem Laser bearbeitet. Die Vorverzerrungsschaltung
hat mehrere harmonische Generatoren, die das Eingangssignal parallel
bearbeiten, und jeder harmonische Generator hat ein Vorfilter und
ein Nachfilter. Dieses Filtern verleiht der Vorverzerrung eine Frequenzabhängigkeit.
-
Gemäß einem Aspekt stellt die Erfindung eine
Signalkorrekturvorrichtung zum Linearisieren eines Signalverarbeitungsmittels
durch Ändern
eines Eingangssignals zu dem Verarbeitungsmittel bereit, um einer
ungleichen Intermodulationsverzerrung entgegenzuwirken, die in einem
Ausgangssignal des Verarbeitungsmittels auftritt, wobei die Vorrichtung ein
Verzerrungserzeugungsmittel zur Verarbeitung des Eingangssignals
zur Erzeugung eines ersten Verzerrungssignals für das Einfügen in das Eingangssignal,
und ein Ausgleichsmittel zum Einfügen einer Frequenz-Phasen- und/oder
Amplitudenvariation in das erste Verzerrungssignal umfasst, wobei
das Erzeugungsmittel zwei Pfade umfasst, die so angeordnet sind,
dass sie jeweils im Wesentlichen orthogonale Komponenten des ersten
Verzerrungssignals erzeugen, und ein Kombiniermittel zum Kombinieren der
Komponenten, die von den zwei Pfaden aus gegeben werden, und das
Ausgleichsmittel so angeordnet ist, dass es eine Frequenz-Phasen-
und/oder Amplitudenvariation in Signale einfügt, die auf einem der Pfade
befördert
werden.
-
Die Erfindung besteht auch aus einem
Verfahren zum Linearisieren eines Signalverarbeitungsmittels durch Ändern eines
Eingangssignals zu dem Signalverarbeitungsmittel, um einer ungleichen
Intermodulationsverzerrung entgegenzuwirken, die in dem Ausgangssignal
des Verarbeitungsmittels auftritt, wobei das Verfahren die Schritte
des Erzeugens eines ersten Verzerrungssignals von dem Eingangssignal
zum Einfügen
in das Eingangssignal und des Einfügens einer Frequenz-Phasenund
oder Amplitudenvariation in das erste Verzerrungssignal umfasst, wobei
der Schritt des Erzeugens des ersten Verzerrungssignals zwei Pfade
verwendet, die so angeordnet sind, dass sie jeweils im Wesentlichen
orthogonale Komponenten des ersten Verzerrungssignals erzeugen,
und des Weiteren das Kombinieren der Komponenten, die von den zwei
Pfaden ausgegeben werden, umfasst, und der Ausgleichsschritt das
Einfügen
einer Frequenz-Phasen- und/oder Amplitudenvariation in Signale umfasst,
die auf wenigstens einem der Pfade befördert werden.
-
Durch Einfügen einer Frequenz-Phasen- und/oder
Amplitudenvariation in Quadraturkomponenten eines Signals, das zum
Herbeiführen
einer Vorverzerrung verwendet wird, kann das Signal eingestellt
werden, um so nahe wie möglich
ungleichen IMD-Eigenschaften des Signalverarbeitungsmittels (z.
B. eines Verstärkers)
angepasst zu sein, so dass der Linearisierungseffekt der Vorverzerrung
verstärkt wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
werden mehrere Verzerrungssignale erzeugt, von welchen jedes eine
Komponente anderer Ordnung des Eingangssignals umfasst, und eine
Phasen- und/oder Amplitudenvariation wird in mehrere oder alle eingefügt.
-
Wenn mehrere Komponenten einer Frequenz-Phasen-
und/oder Amplitudenmodulation unterzogen werden, ist es offensichtlich,
dass die Eigenschaften jeder Variation anders sein können.
-
Vorzugsweise führt das Ausgleichsmittel eine
Filterung oder Verzögerung
von Quadraturkomponenten durch.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Filtermittel ein digitales Filter, das durch einen Digitalsignalprozessor
(DSP) implementiert ist, und die Filtereigenschaften sind abhängig von
einem Rückkopplungssignal
angepasst, das von dem Ausgangssignal des Signalverarbeitungsmittels
abgeleitet wird, das die darin vorhandenen IMD-Komponenten anzeigt.
-
Es werden nun gewissen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nur als Beispiel unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Figuren beschrieben, wobei:
-
1 ein
Diagramm eines Zweitontests ist, der ungleiche IMD-Produkte aufweist;
-
2 ein
Diagramm ist, das einen Abschnitt einer Vorverzerrungserzeugungsschaltung
zeigt;
-
3 ein
Diagramm ist, das verschiedene IMD-Verhalten mit unterschiedlichem
Tonabstand zeigt;
-
4 ein
Diagramm eines Teiles einer Vorverzerrungsschaltung ist, die einen
DSP zum Erzeugen einer beliebigen Phasen-Amplituden-Eigenschaft
bezogen auf den Tonabstand enthält;
-
5 ein
Blockdiagramm eines nicht rekursiven adaptiven Filters ist, das
zum Beispiel durch den in 4 dargestellten
DSP implementiert sein kann;
-
6 ein
Blockdiagramm eines rekursiven adaptiven Filters ist, das zum Beispiel
durch den DSP von 4 implementiert
sein kann;
-
7 ein
Blockdiagramm eines adaptiven Filters auf der Basis eines Hilbert
Transformators ist, das zum Beispiel durch den DSP von 4 implementiert sein kann;
-
8 das
Einfügen
einer IMD-Eigenschaftsoptimierung auf der Basis einer Rückkopplung
zeigt;
-
9 die
Modifizierung von 8 zur
Verwendung und einen eingespeisten Pilotton für die DSP-Filtersteuerung zeigt;
-
10 die
Verwendung des DSP zur Ausführung
zusätzlicher
Funktionen in der Vorverzerrungsschaltung zeigt;
-
11 eine
Modifizierung der Vorverzerrungsschaltung von 10 zeigt, in welcher der DSP auch eine
Quadratursplittingfunktion ausführt;
-
12 ein
Diagramm ist, das einen Abschnitt eines Filtersteuermechanismus
zeigt, der mit der Vorverzerrungsschaltung von 10 oder 11 verwendet
werden kann;
-
13 ein
Diagramm ist, das ein Filterspektrum nach Anpassung unter Verwendung
eines einzigen Breitbandfilters zeigt;
-
14 ein
Diagramm ist, das ein beispielhaftes Filterspektrum nach Anpassung
unter Verwendung einer Filterbank zeigt; und
-
15 ein
Diagrammn ist, das eine Vorverzerrung eines RF-Leistungsverstärkers zum Linearisieren seines
Ausgangs zeigt.
-
15 zeigt
eine Schaltung 1500 zum Linearisieren der Antwort eines
nichtlinearen Leistungsverstärkers 1510.
Ein Abschnitt des RF-Eingangs zu dem Verstärker 1510 wird bei
dem Koppler 1512 entfernt und von dem Hauptsignalpfad zu
einer Vorverzerrungsschaltung 1514 gelenkt. Der Ausgang
der Vorverzerrungsschaltung 1514 ist eine verzerrte Version
des Eingangssignals und diese wird von dem Verstärker 1516 verstärkt, bevor
sie bei 1518 wieder mit dem Hauptsignalpfad vereint wird.
Der Hauptsignalpfad enthält
ein Zeitverzögerungselement 1520, das
sicher stellt, dass die Signale, die sich durch die haupt- und Vorverzerrungspfade
bewegen, bei der Kombiniervorrichtung 1518 zusammen treffen.
Der Ausgang von der Kombiniervorrichtung 1518 ist eine vorverzerrte
Version des Eingangssignals, welche der Verzerrung durch den nichtlinearen
Leistungsverstärker 1510 entgegenwirkt,
um seine Ausgangsantwort zu linearisieren. Die Vorverzerrungsschaltung 1514 kann
unter Verwendung eines Rückkopplungssignals
gesteuert werden, das von dem Ausgang des nichtlinearen Leistungsverstärkers 1510 abgeleitet
wird, um eine adaptive Steuerung bereitzustellen, wie in der Folge
besprochen wird.
-
2 zeigt
einen Abschnitt 200 einer Vorverzerrungsschaltung 1514 zum
Entgegenwirken einer ungleichen IMD in dem Ausgang der Signalverarbeitungsvorrichtung,
in diesem Fall eines nichtlinearen RF-Leistungsverstärkers (PA)
(1510, 15).
Der Eingang zu dem PA wird abgegriffen (1512, 15) und der Vorverzerrungsschaltung
bei 210 bereitgestellt. In allgemeinen Worten multipliziert
(oder mischt) die Vorverzerrungsschaltung das Eingangssignal mit
sich selbst, um Verzerrungskomponenten verschiedener Ordnungen bei 212, 214 und 216 zu erzeugen,
die zur Bildung eines Vorverzerrungssignals wieder vereint werden,
das in das Eingangssignal (1518, 15)
vor dem PA eingespeist wird, um seinen Ausgang zu linearisieren.
-
Die dargestellte Vorverzerrungsschaltung
erzeugt Verzerrungskomponenten drei verschiedener Ordnungen: der
dritten, fünften
und siebenten Ordnung, von welchen jede für eine individuelle Steuerung
empfänglich
ist. Wie dem Fachmann klar ist, kann die Vorverzerrungsschaltung
auf einfache Weise erweitert werden, um weitere Verzerrungskomponenten
höherer
Ordnung zu erzeugen.
-
Das Verfahren, durch welches die
einzelner Verzerrungsordnungen erzeugt werden, ist in den früheren Patentanmeldungen
GB 9804835.8 und GB 9804745.9 ausführlich beschrieben. Kurz gesagt,
die Verzerrungskomponente dritter Ordnung wird durch Quadrieren
des Eingangssignals bei Mischer 218, Tiefpassfiltern des
erhaltener. Signals unter Verwendung des Filters 220 und
Zuleiten des erhaltenen Signals zu zwei parallelen Signalpfaden 222 und 224 erzeugt.
In einem dieser Zweige wird das Signal mit dem Eingangssignal zu
dem PA (von 210) gemischt (bei 226), das von dem
phasengleichen Ausgang (I) des Quadratursplitters 228 zugeleitet
wird. In dem anderen Zweig wird das Signal mit dem Quadraturausgang
(Q) des Quadratursplitters 228 gemischt (bei 230).
Die Ausgänge
der Mischer 226 und 230 werden dann jeweils mit
den phasengleichen und Quadratursteuer-(dc)-Signalen bei Mischer 232 beziehungsweise 234 gemischt,
um nach dem Wiedervereinen bei 212 eine Verzerrungskomponente
dritter Ordnung mit den erforderlichen Phasen- und Amplitudeneigenschaften
zu erzeugen, um das Vorverzerrungssignal zu optimieren. Die I- und
Q-dc-Steuersignale, die den Mischern 232 und 234 zugeleitet
werden, werden zum Beispiel durch die Steuerschaltung (nicht dargestellt)
zugeleitet, die eine Rest-IMD im Ausgang des PA überwacht. Als Alternative könnte die
Steuerschaltung Quermodulationskomponenten um ein Pilotsignal überwachen,
wie später
beschrieben wird. Die Steuerschaltung könnte durch einen DSP implementiert
sein.
-
Die Vorverzerrungsschaltung ist auch
zur Erzeugung einer Verzerrungskomponente fünfter Ordnung (bei 214)
angeordnet. Im Prinzip wird dies durch Quadrieren des tiefpassgefilterten
Ausgangs des Quadriermischers 218 unter Verwendung eines Mischers 236 erreicht,
wodurch ein Signal vierter Ordnung erzeugt wird. Dieses Signal vierter
Ordnung wird dann zwischen zwei Signalpfaden (analog den Pfaden 222 und 224,
die zum Erzeugen der Verzerrungskomponente dritter Ordnung verwendet
werden) geteilt, wo das Signal vierter Ordnung mit I- und Q-Versionen
des abgetasteten PA-Ein gangssignals vom Quadratursplitter 228 und
mit I- und Q-dc-Steuersignalen
von der Steuerschaltung gemischt wird.
-
Ebenso wird eine Verzerrungskomponente siebenter
Ordnung beim Mischer 238 erzeugt, indem das Produkt des
quadratischen PA-Eingangs vom Mischer 218 mit dem Ausgang
vierter Ordnung vom Mischer 236 gebildet wird. Das derart
erzeugte Signal sechster Ordnung wird weiter mit I- und Q-Versionen des PA-Eingangssignals
usw. analog der Erzeugung der Verzerrungskomponenten dritter und fünfter Ordnung
gemischt, um die unabhängig
gesteuerte Verzerrungskomponente siebenter Ordnung zu erzeugen.
-
In dieser Vorverzerrungsschaltung
kann eine definierte Eigenschaft einer Phasenverschiebung gegenüber einer
Frequenz- und/oder Amplitudenvariation gegenüber einer Frequenzkennlinie
in einen oder beide der parallelen Signalpfade eingefügt werden,
die zur Erzeugung einer bestimmten Verzerrungskomponente verwendet
werden. Dies ermöglicht,
dass eine variable (aber definierte) IMD-Ungleichheit gegenüber dem
Tonabstand aus einer bestimmten Ordnung der Vorverzerrungsschaltung
resultiert. Diese kann dann so angeordnet werden, dass sie zu der
PA-Verzerrungseigenschaft in dieser Hinsicht passt und somit eine
Breitbandlinearisierung zur Verfügung
stellt.
-
Die oben genannte frequenzvariable
Eigenschaft wird durch ein passives Netz 250 bereitgestellt,
das aus Filterund/oder Zeitverzögerungselementen
besteht, die das Verhalten des Verstärkers mit unterschiedlichem
Tonabstand nachahmen. Um ein einfaches Beispiel zu nennen, kann
das Verhalten der Leistungszufuhrentkopplungsschaltung unter Verwendung
eines gleichen (oder sogar desselben) Netzes nachgeahmt werden,
wenn dies die Hauptursache der IMD-Ungleichheit bei bestimmten Werten des
Tonabstandes ist. Dieses Netz wird in den Basisbandpfad eines der
Kanäle
eingesetzt, der eine Ordnung der Vorverzerrung erzeugt, z. B. in
den tiefpassgefilterten Term zweiter Ordnung der Nichtlinearität dritter
Ordnung bei 240. Dieses Netz 240 führt eine frequenzvariable
Phasen-Amplitudeneigenschaft ein, die zu dem erforderlichen Teiladditions-/Löschprozess
führt,
um die IMD-Ungleichheit zu entfernen. Das Prinzip kann natürlich auf
jede beliebige Ordnung erweitert werden und seine Anwendung bei
der 3., 5. und 7. Ordnung ist bei 240, 242 und 244 dargestellt.
-
Es ist möglich, das in 2 dargestellte System auf zahlreiche
Weisen zu variieren. Zum Beispiel kann der Quadratursplittingprozess 228 von
dem Eingang entfernt und als Teil jeder Nichtlinearitätsordnung
angeordnet werden. Dies würde
die Komplexität
nicht erhöhen,
da es nur den Austausch von phasengleichen Splittern (z. B. 246)
durch Quadratursplitter beinhaltet. (Siehe 11 hinsichtlich der Verwendung von Quadratursplittern.)
-
Die Mischer können auch durch verschiedene
Formen eines analogen Vervielfachers ersetzt werden, ohne die Systemfunktionalität zu verändern, und
ferner müssen
die passiven Filter/Zeitverzögerungsnetze
nicht für
jede Ordnung der IMD-Erzeugung dieselben sein, da sie so angepasst
werden können,
dass sie der beobachteten Eigenschaften jeder IMD-Ordnung für einen
bestimmten Verstärker entsprechen.
-
Ein möglicher Nachteil bei der Vorverzerrungsschaltung
von 2 entsteht aus der
Verwendung passiver analoger Netze bei dem Versuch, bei unterschiedlicher
Eingangston frequenzabständen das
Verhalten der Vorrichtung (in diesem Fall eines PA), die linearisiert
wird, anzupassen. Passive analoge Netze beschränken den Bereich und die Art
von Eigenschaften, die aufgenommen werden können, und auch den Grad der
Präzision,
der durch die Anpassung selbst bereitgestellt wird. Der Eingangsenergiebereich, über den
eine gute Anpassung erhalten werden kann, ist auch begrenzt, da
es nicht leicht ist, passive Netze an variierende Eingangsbedingungen anzupassen.
-
Ein passives, analoges Filternetz
könnte zum
Beispiel zum Ausgleichen der IMD (310, 320) gegenüber dem
Tonfrequenzabstand T, wie in 3a dargestellt,
verwendet werden, die eine stufenlose, kontinuierliche Variation
aufweist. Ein solches Filternetz könnte jedoch nicht zum Ausgleichen einer
IMD (310, 320) geeignet sein, die sich mit dem Tonfrequenzabstand
T in einer unregelmäßigen, diskontinuierlichen
Weise ändert,
wie in 3b dargestellt
ist.
-
Wie in 4 dargestellt,
kann das passive analoge Netz durch einen DSP ersetzt werden, um für einen
Ausgleich einer beliebigen IMD-gegenüber-Tonabstandseigenschaft
zu sorgen. Dieses Diagramm zeigt nur den Abschnitt der Vorverzerrungsschaltung,
der die Verzerrungskomponente dritter Ordnung erzeugt (wie aus einem
Vergleich mit 2 hervorgeht),
aber das Prinzip kann auf die Abschnitte der vorangehenden Verzerrungsschaltung
erweitert werden, welche die Verzerrungskomponenten anderer Ordnung
erzeugt. Der DSP 410 und seine zugehörigen Wandler 412 und 414 sind
zum Abtasten bei mehr als dem Zweifachen der maximalen Bandbreite (Tonabstand)
angeordnet, die das System benötigt, um
Alias-Effekte zu vermeiden. Wenn diese Kriterien erfüllt sind,
kann der DSP 410 auf zahlreiche Weisen arbeiten, um die
erforderliche IMD-gegenüber-Tonabstandeigenschaft
bereitzustellen. Zum Beispiel kann der DSP eine Hilbert-Transformation seines Eingangssignals,
gefolgt von einer Spektrumglättung auf
Amplitudenbasis durchführen
oder stattdessen kann der DSP ein adaptives rekursives oder nicht
rekursives Filter oder eine derartige Filterbank implementieren.
Zusätzlich
könnte
der DSP eine Kombination des oben genannten ausführen. Es ist offensichtlich,
dass die Filtereigenschaft auf DSP-Basis nicht für jede Verzerrungskomponente,
für die
sie verwendet wird, gleich sein muss.
-
Es gibt zahlreiche Architekturen
zum Implementieren adaptiver Digitalfilter, die zur Durchführung der
Verstärkungsund
Phasenanpassungsaufgabe in der Vorverzerrungsschaltung verwendet
werden können. 5 zeigt ein Blockdiagramm
für ein normales,
nicht rekursives adaptives Filter auf FIR-Basis, das allgemein in
Kommunikationssystemen verwendet wird. Die in dem Filter verwendeten Koeffizienten
sind auf der Basis der in dem Ausgang des linearisierten PA erfassten
IMD angepasst.
-
6 zeigt
eine äquivalente
rekursive Version des Filters, die allgemein mit dem adaptiven Kalman-Filter-Algorithmus verwendet
wird. Die Koeffizienten an, bn werden von einer Rest-IMD in der Rückkcpplung
vom PA abgeleitet.
-
7 zeigt
eine Implementierung eines adaptiven Filters unter Verwendung von
zwei Konstantlinearphasenfiltern nur mit Verstärkungsanpassung. Diese Filter
werden in ein Hilbert-Transformations-Nebensystem eingebracht und
können
unter Verwendung von phasengleichen (I) und Quadratur- (Q) Kanalkorrektursignalen
unabhängig
gesteuert werden, die von dem Steuersystem für die Vorverzerrungsschaltung
abgeleitet werden.
-
8 erweitert
die Ausführungsform
von 7 durch die Eingliederung
eines Quadratur-Rückkopplungspfades,
so dass das DSP-Filter adaptiv werden kann, auf der Basis der Korrekturleistung,
die durch die gesamte Vorverzerrungsschaltung erreicht wird. Diese
Anpassung ermöglicht
dem System, seine Leistung bei jedem beliebigen Eingangsenergiepegel,
Tonabstand oder jeder Betriebsfrequenz zu optimieren, und ist somit
eine äußerst vielseitige
Modifizierung. Der Ausgang von dem PA wird bei 810 gedämpft und
unter Verwendung eines Quadraturmodulators demoduliert, um I- und
Q-Korrektursignale bereitzustellen, die eine Analog/Digital-Wandlung
erfahren und dem DSP zugeleitet werden, um die I-Steuer- und Q-Steuersignale
von 7 zu erhalten.
-
Es ist auch möglich, die Korrelation der Kreuzmodulationsprodukte,
die um einen Pilotton erscheinen, als Maß für die Restsystemverzerrung
einer bestimmten Ordnung zu verwenden. Ein Vorverzerrungssteuermechanismus
auf der Basis eines Pilottons ist in GB 9814391.0 offenbart. Im
Prinzip kann ein Pilotton z. B. in den Eingang zu einem PA gespeist
werden, bevor er zu dem PA geleitet wird, und eine Kreuzmodulationsverzerrung
("cross modulation distortion" – CMD)
an dem Pilotsignal von dem Eingangssignal wird als Rückkopplung
in das Steuersystem für
die Vorverzerrungsschaltung verwendet (da die CMD beim Pilot und
die IMD beim Eingang, der verstärkt
wird, Zusammenhang stehen, ist eine Minimierung der CMD gleich einer
Minimierung der IMD). Derselbe DSP könnte zur Bereitstellung der Steuersignale
für jede
Ordnung der Verzerrung verwendet werden (d. h., die dritten I-DC-Steuer-
und dritten Q-DC-Steuersignale, die in 8 dargestellt sind) sowie zur Durchführung der
Filteroperationen, und wäre
imstande, auf den Pegel der übrigen
und gelöschten
IMD zuzugreifen und dadurch die Filterparameter in einer logischen
Reihe zu variieren, um die IMD weiter zu verringern. Dieser Mechanismus hat
den Vorteil, dass nur eine Schmalbandabtastung der (korrelierten)
Rückkopplungssignale
notwendig ist und kein zusätzlicher örtlicher
Oszillator erforderlich ist. Er hat jedoch den möglichen Nachteil, dass nur
ein einziges Gesamtmaß des
IMD-Pegels bereitgestellt wird, das keine separaten Informationen über die
relativen IMD-Pegel und den unterschiedlichen Tonabstand in einem
Mehrfachtonsignal liefert.
-
In einem solchen System, in dem die
Kreuzmodulationsverzerrung an einem Pilotton zum Ableiten der Steuersignale
für die
Vorverzerrungsschaltung verwendet wird, kann der Pilotton mit dem
Quadratur-Abwärtsmischvorgang
verwendet werden, wie in 9 dargestellt.
Die ermöglicht
ein kohärentes Abwärtsmischen
der Kreuzmodulationsprodukte und stellt somit ein Maß des IMD-Pegels
gegenüber
einem Tonabstand in einer Mehrfachtonumgebung bereit. Die Filteranpassung
kann daher direkt auf dieser Information beruhen.
-
Es ist möglich, die oben genannte Methode eine
Stufe weiter auszuweiten und den DSP in den "Basisbandabschnitt"
der Vorverzerrungsschaltung einzufügen, wie in 10 dargestellt ist. Dies ermöglicht die
Verwendung unabhängiger
Filter für
die phasengleichen (I) und Quadratur- (Q-) Kanäle und eine direktere Korrelation
mit den Quadratursteuersignalen, wodurch der Steueralgorithmus einfacher
wird.
-
11 zeigt
eine modifizierte Version der Ausführungsform von 10, in welcher der Quadratursplittingvorgang
auch in dem DSP stattfindet, wodurch der Vorteil einer erhöhten Genauigkeit
für den
Quadratursplittingprozess erhalten wird und somit höhere Werte
einer IMD-Löschung
erreicht werden.
-
12 zeigt
einen möglichen
Algorithmus zur Steuerung der Anpassungseigenschaften eines nicht
rekursiven, adaptiven Filters, das durch einen DSP implementiert
wird. Die Technik wendet die mittlere quadratische Fehlermethode
("Least Mean Squares Error" – LMSE)
an, die allgemein für
Filter im Gebiet der Kommunikation verwendet wird. (Andere mögliche Anpassungsalgorithmen
umfassen "Rekursive kleinste Quadrate" und "Stochastischer Gradient").
Das Filter ermöglicht
eine stufenlose Einstellung der Verstärkungsund Phasenwichtung des
Vorverzerrungskorrektursignals gegenüber dem gewählten Frequenzband, wie in 13 dargestellt. Wenn eine
diskretere Korrektur der Verzerrungskomponenten gegenüber der
Frequenz notwendig ist, kann eine Filterbank verwendet werden, wie
in 14 dargestellt.
-
14 zeigt
ein konzeptuelles Beispiel der angepassten Filterfrequenzabhängigkeit
für einen der
I- oder Q-Kanäle.
Es ist erkennbar, dass verschieden Verstärkungswerte bei verschiedenen
Frequenzen in dem Basisbandsignalspektrum unter Verwendung von "Kamm-"
oder Bandpassfiltern angewendet wurden. Jedes einzelne Filter kann
angepasst werden, um die IMD-Löschung
zu optimieren, wobei die Filter in den I- und Q-Kanälen vollkommen unabhängig voneinander
arbeiten.