DE60033820T2

DE60033820T2 - Parallelverstärkerarchitektur mit digitalen phasenregelungstechniken

Info

Publication number: DE60033820T2
Application number: DE60033820T
Authority: DE
Inventors: Peter D. Carlsbad HEIDMANN; Joseph P. Carlsbad BURKE
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: EP1201027A1; EP1201027B1; BR0012562A; US6799020B1; KR100875866B1; WO2001006643A1; ATE356466T1; DK1201027T3; KR20020056873A; HK1052589A1; ES2282128T3; CN1218477C; CN1409894A; DE60033820D1; KR100833832B1; KR20070024684A; JP2003527771A; AU6353800A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verstärkung von drahtlosen Hochfrequenzsignalen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern von Signalphase und Amplitude derart, dass die Ausgabe von mehreren Verstärkern effizient kombiniert werden kann.
II. Beschreibung des relevanten Hintergrunds
In dem Gebiet von drahtlosen Sendern werden häufig mehrere Verstärker parallel verbunden, und verwendet, um ein einziges Signal zu verstärken. Ein Sender, welcher mehrere Verstärker verwendet, welche parallel verbunden sind, wird ein Parallelverstärkersender genannt, mit einem einzigen Signal, und führt eine Parallelverstärkerarchitektur oder -design aus. Die Ausgaben der Parallelverstärker in einem Sender werden vor der Übertragung durch eine oder mehrere Antennen kombiniert.
Die Parallelverstärkerarchitektur erlaubt die Benutzung von kleineren, billigeren Verstärkern. Bei dem Versagen von einem seiner mehreren Verstärker wird ein Parallelverstärkersender keinen vollständigen Dienstausfall erleiden, sondern wird stattdessen nur eine Verringerung in der Ausgangsleistung zeigen. In einem Einverstärkerdesign wird das Versagen von einem einzigen Verstärker einen Dienstausfall für den gesamten Sender verursachen. Aus diesem Grund kann ein einziger Verstärker in einem Sender als ein einziger Punkt von Versagen betrachtet werden.
Leider ist die effiziente Kombination der Ausgabe von mehreren parallelen Verstärkern nicht trivial. Verstärker variieren in der Amplitude und Phasencharakteristika derart, dass das gleiche Signal, welches in mehrere Verstärker eingegeben wird, im Allgemeinen zu einem etwas unterschiedlichen Ausgangssignal von jedem Verstärker führen wird. Wenn die Ausgangssignale von parallelen Verstärkern nicht fast in Phase sind, können sie nicht effizient in das stärkste kombinierte Ausgangssignal kombiniert werden. In dem schlimmsten Fall würden Verstärkerausgaben, welche 180 Grad außer Phase sind, miteinander interferieren, was zu minimaler kombinierter Ausgangsleistung führt.
Mehrere Einrichtungen zum Kombinieren von mehreren verstärkten Signalen sind im Stand der Technik bekannt, und beinhalten In-Phase Kombinierer wie Wilkinsonkombinierer, und Quadraturphasekombinierer, wie Lange-Koppler. Ein Wilkinsonkombinierer hat zwei Eingänge und einen einzigen Ausgang, wobei der Ausgang im Allgemeinen die Summe der Eingabesignale repräsentiert. Ein Lange-Koppler hat auch zwei Eingänge, wobei einer 90 Grad vor der Kombination rotiert wird. Zusätzlich gibt ein Lange-Koppler ein Phasendifferenzsignal aus, welches verwendet werden kann, um die Phasendifferenz zwischen den beiden Eingabesignalen zu bestimmen.
In einem Sender, welcher mehrere parallele Verstärker verwendet, muß jeder Verstärker typischerweise fabrikseitig eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die Phasencharakteristika der Verstärker innerhalb eines nominalen Bereichs voneinander sind. Um eine derartige fabrikseitige Einstellung zu ermöglichen, werden Verstärker mit Phasenabstimmschaltkreisen wie Potentiometern und Varaktoren ausgebildet, welche beide im Stand der Technik bekannt sind. Solche fabrikseitige Einstellschritte müssen durch qualifizierte Fabriktechniker durchgeführt werden, und sind zeitraubend und teuer. Es würde deshalb wünschenswert sein, dazu in der Lage zu sein, solche fabrikseitigen Einstellschritte zu eliminieren.
Auch nach dem Einstellen von Verstärkern in der Fabrik, werden zusätzliche Maßnahmen benötigt, um das Kombinieren von Signalen von parallelen Verstärkern zu erlauben. Phasencharakteristika variieren mit der Temperatur von jedem individuellen Verstärker, wie auch über die Zeit, weil jeder Verstärker altert. Um solche Verstärkerphasenvariationen abzuschwächen, wur den Verfahren entwickelt, um Phaseneinstellung in Echtzeit von parallelen Verstärkern durchzuführen.
Um Phaseneinstellung in Echtzeit von parallelen Verstärkern durchzuführen, müssen einige Untersätze von Verstärkern mit Mitteln ausgestattet sein, um die Phase der Ausgabe zu verändern. Dies wird typischerweise durch Einfügen eines spannungsgesteuerten Phasenverschiebers zwischen der Signalquelle und dem Verstärkerausgang durchgeführt. Die analoge Steuerungsspannung, welche verwendet wird, um den Phasenverschieber zu steuern, wird durch Messung der Signale abgeleitet, welche zu einem Kombinierer geliefert werden. In einer Ausführung unter Verwendung eines Lange-Kopplers kann das Phasendifferenzsignal des Lange-Kopplers in einer Steuerungsschleife verwendet werden, um die Steuerungsspannung des Phasenversetzers einzustellen.
Probleme verbleiben mit diesem Verfahren des Ausrichtens von parallelen Verstärkern. Phasenversetzer, wie die Typen, welche Varaktoren verwenden, haben nichtlineare Antworten, welche Signalverzerrung in die Phasen versetzte Ausgabe einfügen. Solche Verzerrung kann inakzeptabel in dem Senden eines Hochfrequenzsignals sein. Wenn das Sendesignal hochfrequent ist, dann sind sehr feine Einstellungen in der Phase notwendig, um destruktive Interferenz zu verhindern. Es kann sein, dass die Auflösung eines Phasenversetzers nicht fein genug ist, um in Hochfrequenzparallelverstärkern verwendet zu werden. Zusätzlich werden die Schaltkreise, welche verwendet werden, um Steuerungsspannungen für den Phasenversetzer zu erzeugen, Variation mit Zeit und Temperatur ausgesetzt sein. Das Berücksichtigen von Zeit- und Temperaturvariation verkompliziert ferner die Ausführung des Steuerungsschleifenschaltkreises, welcher die Phasenversetzersteuerungsspannung liefert.
Zusätzlich gibt es immer noch einen Bedarf zum Durchführen von Einstellung von Verstärkern in der Fabrik, auch wenn dies nur ist, um die Phasenausgabe nahe genug zu bringen, um korrektes Funktionieren der Phasenversetz ersteuerungsschleife zu erlauben. Es kann möglich sein, den Bedarf für Fabrikeinstellung zu eliminieren, und zwar durch Verwendung von Präzisionskomponenten in der Konstruktion des Verstärkers, aber die Verwendung von solchen Komponenten würde sich zu den Materialkosten des Verstärkers addieren.
In existierenden Ausführungen unter Verwendung von In-Phase Kombinierern werden Phasendetektorschaltkreise zusammen addiert, um die Phasendifferenz zwischen den Eingängen des Kombinierers zu messen. Die Phasendetektorschaltkreise erzeugen Phasendifferenzsignalspannungen, welche zu Steuerungsschleifenschaltkreisen geliefert werden, welche analoge Steuerungsspannungen zu spannungsgesteuerten Phasenversetzern liefern. Jedes Fehlen von Kalibrierung in den Phasendetektorschaltkreisen oder Phasenverzerrung, welche nach dem Phasendetektor auftritt, beeinträchtigt die kombinierte Ausgabe der parallelen Verstärker. Weil die Phasendetektoren, Phasenversetzer und Steuerungsschleifenschaltkreise analog sind, sind sie Veränderungen in den Charakteristika mit Temperatur und Alter ausgesetzt. US 4584541 und US 5886573 offenbaren Outfacing Verstärker.
In einer parallelen Verstärkerarchitektur, welche mehr als zwei Verstärker verwendet, können mehrere Kombinierer kaskadiert sein, um das schlussendliche kombinierte Ausgangssignal zu bilden. Bei jeder Schicht von einer solchen Kombiniererkaskade kann jedoch zusätzliche Phasenvariation eingefügt werden, welche die Effektivität von Phasenmessungen bei den individuellen Verstärkerausgaben beeinträchtigt.
Eine parallele Verstärkerarchitektur ist gewünscht, welche effizient die Ausgabe von mehreren parallelen Verstärkern kombiniert. Zusätzlich ist es wünschenswert, dass eine solche Ausführung keine Hochpräzisionskomponenten benötigt, und keine fabrikseitige Einstellung benötigt. Ferner ist es wünschenswert, dass eine solche Ausführung immun ist gegenüber Veränderungen im Schaltkreisverhalten mit der Temperatur und über die Zeit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung löst die oben beschriebenen Probleme durch Verwendung von digitalen Techniken zum Einstellen der Phase von Quellensignalen, wenn sie generiert werden. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden direkte digitale Synthesizer verwendet, um phasengesteuerte Heraufkonvertierermischsignale mit sehr feiner Phasenauflösung zu erzeugen. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden digitale Signalverarbeitungstechniken verwendet, um lineares Filtern von Signalen in der digitalen Domäne durchzuführen, wodurch Gruppenverzögerung feinfühlig eingestellt werden kann, um genaues Phasenversetzen von Verstärkereingabesignalen zu erzeugen. Die Phase des Eingabesignals, welches zu jedem Verstärker geliefert wird, wird in Echtzeit durch ein Steuerungsmodul eingestellt, welches Verstärkereingabesingale einstellt, um die Leistung zu maximieren, welche bei der Ausgabe des Kombinierers oder des Kombinierernetzwerks gemessen wird.
Weil Leistungsmessungen verwendet werden, um die Eingabesignalphase von jedem Verstärker zu optimieren, kann die vorliegende Erfindung entweder In-Phase Kombinierer wie Wilkinsonkombinierer, Quadratur-Phase Kombinierer wie Lange-Koppler, oder andere Typen von Signalkombinierern, wie geeignet, verwenden.
Zusätzlich werden die Ausgangsamplituden von jedem der parallelen Verstärker gemessen und in Echtzeit ausgeglichen. Zusätzlich zum Verlängern der durchschnittlichen MTBF der Verstärker, verringert das Ausgleichen der Ausgaben von parallelen Verstärkern, welche ähnliche Performancespezifikationen haben, die Chancen des Übersteuerns von irgendeinem dieser.
Die vorliegende Erfindung kann in jedem System verwendet werden, welches digitale Manipulation der Sendesignale erlaubt, welche als Eingabe zu parallelen Verstärkern verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden von der detaillierten Beschreibung, welche unten stehend gegeben wird, wenn sie zusammen mit den Zeichnungen genommen wird, wobei gleiche Bezugszeichen Korrespondierendes durchgängig identifizieren, und wobei Folgendes gilt:
1a ist ein Blockdiagramm einer Parallelverstärkerarchitektur, welche Phasensteuerung vor der digital-zu-analog Konvertierung des Signals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
1b ist ein Blockdiagramm einer Parallelverstärkerarchitektur, welche Phasensteuerung nach digital-zu-analog Konvertierung des Signals gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung anwendet.
2 ist ein Blockdiagramm eines zweistufigen Heraufkonvertierers gemäß zusätzlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
3 ist ein stark abstrahiertes Flussdiagramm eines Vorgangs zum Optimieren der Eingaben von allen Verstärkern in einem Parallelverstärkersender gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang zum Optimieren der Eingabe eines einzigen Verstärkers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert ausführt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1a und 1b zeigen Parallelsenderarchitekturen, welche gemäß separaten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung konfiguriert sind. Der Unterschied zwischen den zwei Architekturen ist, ob Phasensteuerung mit einem digitalen oder analogen Signal durchgeführt wird (bevor oder nach digital-zu-analog Konvertierung). Die Senderarchitekturen sind mit mehreren parallelen Hochleistungsverstärkern (HPA's = high power amplifiers) 112 gezeigt. Obwohl sie mit drei parallelen HPA Signalpfaden gezeigt sind, sind die Architekturen gleich nützlich in einem Sender, welcher irgendeine Anzahl von parallelen Verstärkern größer als eins hat.
In dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel wird jedes Signal auf eine Zwischenfrequenz (IF = intermediate frequency) in einem digitalen Mischer 102 heraufkonvertiert, und zwar unter Verwendung eines gemischten Signals, welches durch phasengesteuerte digitale Oszillatoren 104 generiert wird, als direkte digitale Synthesizer (DDS's = direct digital synthesizers) gezeigt. Das resultierende IF Signal wird dann in den digitalen Verstärkungsblock 106 gesendet, welche die Verstärkung des IF Signals steuert, welches zu einem digital-zu-analog Konvertierer (DAC = digital to analog converter) 108 geliefert wird. Der DAC 108 gibt ein analoges Signal aus, welches dann zu einem analogen Heraufkonvertierer 110 geliefert wird. Der analoge Heraufkonvertierer 110 heraufkonvertiert das analoge IF Signal, wodurch ein Funkfrequenz (RF = radio frequency) Signal erzeugt wird, welches zu einem Hochleistungsverstärker (HPA) 112 geliefert wird.
Die Ausgabe des HPA 112 wird zu einem Kombinierermodul 120 geliefert, wo alle verstärkten Signale kombiniert werden, um das endgültige Signal zu bilden, welches zu der Antenne 122 geliefert wird. Der Fachmann wird erkennen, dass das Kombiniermodul 120 In-Phase Kombinierer wie Wilkinsonkombinierer, Quadratur-Phase Kombinierer wie Lange-Koppler oder andere Signalkombiniertechniken ohne Abweichung von der vorliegenden Erfindung verwenden könnte. Zusätzlich können weitere Verarbeitungsmodule zwischen das Kombiniermodul 120 und die Antenne 122 ohne Abweichung von der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden.
Das Steuerungsmodul 116 empfängt Signalleistungsmessinformation von Leistungsmessern 114, welche mit der Ausgabe von jedem Hochleistungsverstärker (HPA) 114 verbunden sind, und von einem Leistungsmesser 118, welcher mit dem Ausgang des Kombiniermoduls 120 verbunden ist. Das Steuerungsmodul 116 verwendet die Leistungsmessinformation von der Kombination von Leistungsmessern, um digitale Phasensteuerungssignale für DDS's 104 und digitale Verstärkungssteuerungssignale für digitale Verstärkungsblöcke 106 zu generieren. Das Steuerungsmodul 116 variiert die Steuerungssignale, welche zu DDS's 104 gesendet werden, um das Verhältnis von Leistung, welche bei dem Leistungsmesser 118 gemessen wird, gegenüber der Summe von Leistungswerten, welche an den Leistungsmessern 114 gemessen werden, zu maximieren. Zusätzlich variiert das Steuerungsmodul 116 die Steuerungssignale, welche zu digitalen Verstärkungsblöcken 106 gesendet werden, und zwar derart, dass die Leistungswerte, welche bei Leistungsmessern 114 gemessen werden, ungefähr gleich zueinander sind. In einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Lange-Kopplern werden die Phasendifferenzausgaben der Lange-Koppler zu dem Steuerungsmodul 116 zur Verwendung in der Generation von Phasensteuerungssignalen geliefert.
In dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel bilden der Satz von Komponenten einschließlich des digitalen Mischers 102a, des digitalen Oszillators 104a, des digitalen Verstärkungsblocks 106a, des DAC 108a, des analogen Heraufkonvertierers 110a, des HPA 112a und des Leistungsmessers 114a ein Signalsendeuntersystem 126. Jede Anzahl von Signalsendeuntersystemen kann in einem Parallelverstärkersender ohne Abweichung von der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel verwenden digitale Verstärkungsblöcke 106 digitale Signalverarbeitung, um spektrale Formung, Entzerrung, oder Preemphasis bzw. Vorbetonung des Signals durchzuführen, um bekannte Irregularitäten in den Frequenzcharakteristika von jedem HPA 112 zu kompensieren. Durch Anwendung von unterschiedlichen Beträgen von Verstärkung in den verschiedenen Frequenzkomponenten ihrer Eingabesignale, führt diese Verarbeitung zu effizienterer Leistungsspektraldichte bei dem Ausgang von jedem HPA 112.
In einem anderen Ausführungsbeispiel beinhalten digitale Verstärkungsblöcke 106 lineare digitale Filter, welche die lineare Steigung der Frequenz-zu-Phase Antwort variieren, um einheitliche Gruppenverzögerung oder Phasenversatz zu erzeugen. Durch Verwendung von solchen digitalen Signalverarbeitungstechniken kann der digitale Verstärkungsblock 106 sowohl die Phasensteuerung wie auch die Verstärkungssteuerung des HPA 112 Eingangssignals steuern, wodurch die Phasensteuerung bei DDS 104 vermieden wird.
Digitale Verstärkungsblöcke 106 können unter Verwendung von feldprogrammierbaren Gatearrays (FPGA = field programmable gate array), programmierbaren logischen Einrichtungen (PLD = programmable logic devices), digitalen Signalprozessoren (DSP = digital signal processors), anwendungsspezifischem integrierten Schaltkreis (ASIC = application specific integrated circuit), oder anderer Einrichtung, welche dazu in der Lage ist, die benötigte Signalverarbeitung ansprechend auf Signale von einem Steuerelement wie einem Steuermodul 116 durchzuführen, implementiert sein. Der Fachmann wird erkennen, dass dies nicht die Implementierung des Steuerungsmoduls 112 innerhalb von einem der digitalen Verstärkungsblöcke 106 ausschließt. Der Fachmann wird ebenfalls erkennen, dass der digitale Verstärkungsblock 106 auch vor dem Mischer 102 angeordnet sein kann, und zwar zwischen dem phasengesteuerten Oszillator 104 und dem Mischer 102, oder sogar in den phasengesteuerten Oszillator 104 eingebaut sein kann, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
1b zeigt eine Senderarchitektur, welche gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Eingangssignal für den parallelen Verstärker von digital auf analog durch den digital-zu-analog Konverter 150 vor der Neraufkonvertierung in analogen Mischern 152 konvertiert. Die Mischsignale für die analogen Mischer 152 werden durch phasengesteuerte digitale Oszillatoren 104 erzeugt, welche als direkte digitale Synthesizer (DDS's) implementiert gezeigt sind, und werden in analoge Signale konvertiert, und zwar durch digi tal-zu-analog Konvertierer (DAC) 156, vor dem Mischen. Die Kombination eines DDS, welcher mit einem DAC verbunden ist, kann auch als ein „analoger DDS" bezeichnet werden. Die Ausgabe von jedem analogen Mischer 152 wird zu einem optionalen analogen Verstärkungsblock 158 geliefert, welcher die Verstärkung des heraufkonvertierten Signals variiert, bevor das Signal in dem HPA 112 verstärkt wird. Sowohl die phasengesteuerten digitalen Oszillatoren 104 wie auch die analogen Verstärkungsblöcke 158 werden mit dem Steuerungsmodul 116 verbunden, und empfangen Verstärkung und Phasensteuerungssignale von dem Steuerungsmodul 116.
Der Grad der Phasenverschiebung, welche durch jeden DDS 104 vorgesehen wird, und der Grad von Verstärkungsveränderung, welcher bei jedem analogen Verstärkungsblock 158 eingefügt wird, wird durch das Steuerungsmodul 116 gesteuert. In diesem Ausführungsbeispiel variiert das Steuerungsmodul 116 die digitalen Phasensteuerungssignale, welche zu den DDS's 152 gesendet werden derart, dass das Verhältnis von Leistung, welche bei dem Leistungsmesser 118 gemessen wird, gegenüber der Summe von Leistungswerten, welche bei Leistungsmessung 114 gemessen werden, maximiert wird. Zusätzlich variiert das Steuerungsmodul 116 Steuerungssignale, welche zu analogen Verstärkungsblöcken 158 gesendet werden, und zwar derart, dass die Leistungswerte, welche bei den Leistungsmessern 114 gemessen werden, ungefähr gleich zueinander sind. Die Steuerungssignale, welche durch das Steuerungsmodul 116 zu analogen Verstärkungsblöcken 158 gesendet werden, können entweder digital oder analog sein, wie durch die analoge Verstärkungsblockimplementierungen benötigt, von welchen viele im Stand der Technik gut bekannt sind.
In dem in 1b gezeigten alternativen Ausführungsbeispiel bilden der Satz von Komponenten einschließlich des analogen Mischers 152a, des digitalen Oszillators 104a, des DAC 156a, des analogen Verstärkungsblocks 158a, des HPA 112a und des Leistungsmessers 114a das Signalsendeuntersystem 126. Wie bei dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel kann jede Anzahl von gleichen Signalsendeuntersystemen in einem Parallelver stärkersender verwendet werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Steuerungsmodul 116 Zugriff auf eine Speichereinrichtung, wie ein dynamischer, nicht flüchtiger, oder Batterie gepufterter Speicher mit wahlfreiem Zugriff. In diesem Ausführungsbeispiel sind Werte der anfänglichen Phase und der Verstärkung in der Speichereinrichtung fabrikseitig gespeichert, und können während des Betriebs in dem Feld aktualisiert werden. Diese Werte von anfänglicher Phase und Verstärkung werden konfiguriert und abgefragt, zu geeigneten Zeiten, um die Optimierung zu beschleunigen. Zum Beispiel werden beim Einschalten eines Parallelverstärkersenders die phasengesteuerten Oszillatoren und Verstärkungsblöcke auf Werte initialisiert, welche aus dem Speicher erhalten wurden, und die Optimierung fährt von diesen Initialisierungswerten aus fort. Bei der nachfolgenden Stabilisierung dieser Parameter können die neuen Werte für die Parameter im Speicher aktualisiert werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Verstärker 112, und optional der Kombinierer 120, mit eingebauten Temperaturmesseinrichtungen ausgebildet, wie Thermistoren, Thermokopplern, oder digitalen Thermometern. In einem solchen Ausführungsbeispiel ist eine Tabelle von Initialisierungsparametern korrespondierend zu spezifischen Temperaturwerten der Verstärker und des Kombinierers in der Speichereinrichtung gespeichert, und wird später von dieser erhalten. Wenn sich die Temperatur von jedem Verstärker 112 verändert, werden diese Parameter verwendet, um die Spektrumformcharakteristika von jedem digitalen Verstärkungsblock 106 zu verändern. Die Tabelle von Phasen- und Verstärkungseinstellungen mit der Temperatur kann in der Speichereinrichtung aktualisiert werden, um die Veränderungen in den Verstärkercharakteristika über die Zeit zu kompensieren.
In einem Ausführungsbeispiel, in welchem der Kombinierer 120 Quadratur-Phase Kombinierer, wie Lange-Koppler, enthält, welche Phasendifferenzausgangssignale liefern, können diese Phasendifferenzausgangssignale durch den Signalpfad 124 zu dem Steuerungsmodul 116 zur Verwendung in der Optimierung der Phase des Eingangssignals von jedem Verstärker 112 geliefert werden. Wenn der Kombinierer 120 eine Kaskade von Lange-Kopplern mit Dualeingang ist, wird die Phase von Signalen von den parallelen Verstärkern 112 derart eingestellt, dass jeder Lange-Koppler mit zwei Eingangssignalen beliefert wird, welche 90 Grad miteinander außer Phase sind.
2 zeigt eine Heraufkonvertiererstruktur gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem Ausbilden der Heraufkonvertierervorrichtung in einem Sendersystem werden mehrere Stufen der Heraufkonversion häufig durch den Frequenzplan für ein solches Design benötigt.
In einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines DDS zum Erzeugen von phasengesteuerten Mischsignalen innerhalb des Heraufkonvertierers 110 wird ein Phasensteuerungssignal von dem Steuerungsmodul 116 zu dem Heraufkonvertierer 110 anstatt des DDS 104 gesendet. In einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel werden das DDS 104 und der Mischer 102 vollständig vermieden, und die Heraufkonvertierung des Basisbandsignals wird vollständig durch den Heraufkonvertierer 110 durchgeführt.
In einem Parallelverstärkersender unter Verwendung des mehrstufigen Heraufkonvertierers 110, welcher in Fig. 102 gezeigt ist, wird ein Zwischenfrequenz (IF) Mischsignal zu einem analogen Mischer 202 durch den lokalen Oszillator (LO = local oscillator) 204 geliefert. Ein Funkfrequenz (RF) Mischsignal wird zu dem analogen Mischer 208 durch den lokalen Oszillator 210 geliefert. Frequenzkomponenten außerhalb des Bandes werden durch den Bandpassfilter 206 entfernt, welcher eine Mittenfrequenz gleich zu der Frequenz des lokalen Oszillators 204 hat. Einer der beiden oder beide lokale Oszillatoren 204 und 208 können als ein phasengesteuerter analoger DDS implementiert sein, welcher durch das Steuerungsmodul 116 gesteuert wird. Das Erlauben von Phasensteuerung bei dem Heraufkonvertierer 110 macht es unnötig, die Phase von digitalen Oszillatoren 204 zu steuern.
Abhängig von dem Frequenzplan und der Phasenauflösung, welche durch das System benötigt wird, können Kompromisse zwischen der Frequenz, der Phasenvariationsauflösung, und der Komplexität des DDS relevante Betrachtungen in dem Design des Senders sein. Wenn Phasensteuerung bei dem Zwischenfrequenz DDS 104 implementiert ist, wird jede Phaseneinstellung, welche bei dem Mischer 102 eingefügt wird, durch den Heraufkonvertierer 110 verstärkt werden. Somit würde ein phasengesteuerter DDS 104 eine sehr feine Phasenauflösung haben müssen, was erfordert, dass das DDS 104 einen großen Betrag von Speicher hat. Obwohl weniger Phasenauflösung benötigt werden würde bei einer höheren Frequenz, wie bei dem RF lokalen Oszillator 208, wird ein breiterer Bereich von Phasenversatzen normalerweise benötigt, um Unterscheide in den Parallelverstärkersignalpfaden zu kompensieren.
3 ist ein stark abstrahiertes Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Optimieren von Parallelverstärkereingaben gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Der Start 301 des Prozesses kann beim Einschalten des Senders auftreten oder zu jeder geeigneten Zeit danach. Bei Schritt 302 werden die Eingangssignalphase, Verstärkung oder beide für Verstärker eins bis n in einem Parallelverstärkersender eingestellt.
Zuerst wird das Eingangssignal für den Verstärker #1 eingestellt in Schritt 302a, um die Kombiniereffizienz zu maximieren. Dann wird das Eingangssignal für den Verstärker #2 bei 302b eingestellt, um die Kombiniereffizienz zu maximieren. Der Prozess fährt durch jeden der n Parallelverstärker fort. Nachdem das Eingangssignal für den n-ten Verstärker bei 302n optimiert wurde, wird der Prozess wiederholt, je nach Eignung, und zwar wiederum startend mit der Optimierung des ersten Verstärkers 302a.
Mit der temporären Auswahl von einem Verstärker, dessen Eingang eingestellt werden soll, werden n–1 Verstärker verbleiben, deren Eingangsphasen und Verstärkungen konstant sein werden. Die Ausgaben dieser (n–1) Ver stärker, wenn sie kombiniert werden, werden ein Summensignal bilden, welches eine einzige Amplitude und eine Phase hat. Der Schritt des Optimierens von einem Verstärker richtet die Phase dieses Verstärkers mit der Phase des Summensignals der anderen (n–1) Verstärker aus. Beim Durchführen von jedem Durchgang in den Schritten 302a–n durch alle n Verstärker verbessert sich die Ausrichtung der Verstärkerausgaben in dem Kombinierer, bis sie durch die Auflösung des Leistungsmessers, welcher verwendet wird, limitiert wird. Die Schritte 302a–n werden kontinuierlich durchgeführt, wie benötigt, um Sendervariationen mit Zeit und Temperatur zu kompensieren.
Der Fachmann wird erkennen, dass viele Variationen dieses Prozesses ohne Abweichung von der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können. Zum Beispiel könnte die Anordnung der Schritte 302a–n basierend auf Zufallsauswahl bei jedem Durchgang durch die Schleife eingestellt werden, oder kann auf dem Betrag von Einstellungen, welche während des vorhergehenden Durchgangs durchgeführt wurden, basieren.
4 ist ein Flussdiagramm, welches detaillierter einen Prozess zum Optimieren des Eingangs eines Signalverstärkers 302 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Der Prozess des Optimierens des Eingangssignals eines einzigen Verstärkers startet bei 401 und fährt fort zu dem nächsten Verstärker 420 nachdem das Signal mit der Summe von allen anderen Verstärkersignalen ausgerichtet wurde.
Der erste Schritt im Optimieren des Eingangssignals für einen einzigen Verstärker beginnt mit dem Messen der Leistungsausgabe durch jeden der parallelen Verstärker, wie auch der Leistungsausgabe durch den Kombinierer 402.
Nach dem Aufzeichnen dieser Leistungspegel als eine Basislinie wird die Phase des Eingangssignals für den ausgewählten Verstärker um einen vorbestimmten positiven Phasenwert 404 versetzt.
Messschritte 406a können alle oder einen ausgewählten Untersatz der Leistungsmessungen in Schritt 402 wiederholen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel, in welchem die vorhergehenden Leistungspegel für individuelle Verstärkerausgaben als halbwegs stabil angenommen werden, besteht der Untersatz von Leistungsmessungen, welche bei Schritt 406a durchgeführt werden, aus der Messung der Leistungsausgabe durch den Kombinierer. In einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel besteht der Untersatz aus dem Messen der Kombiniererleistungsausgabe und der Ausgabe der Verstärker, dessen Eingabe eingestellt wird.
Nachdem die Phaseneinstellung 404 vollständig ist, und die resultierenden Leistungspegel eingestellt oder gemessen sind, wird die Kombiniereffizienz bei 408a evaluiert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kombiniereffizienz gemäß Gleichung (1) evaluiert. Andere Gleichungen können während der Evaluierung der Kombiniereffizienz 408a ohne Abweichung von der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Leistungswerte, welche bei den Leistungsmessern 114 gemessen werden, werden zusammen addiert, um eine Eingangsleistungssumme zu bilden. Die Leistung, welche an der Ausgabe des Kombinierers 120 durch den Leistungsmesser 118 gemessen wird, wird dann durch die Eingangsleistungssumme dividiert, um die Kombiniereffizienz zu geben. Das Dividieren der Ausgangsleistung durch die Eingangsleistung des Kombinierers macht die Kombiniereffizienzmessung weniger anfällig gegenüber Fluktuationen in der Signalwellenform, welche verstärkt wird.
Bei dem Entscheidungsschritt 408a wird die Veränderung in der Kombiniereffizienz, welche aus der Phaseneinstellung 404 resultiert, ausgewertet. Wenn die Kombiniereffizienz sich erhöht, werden die Schritte 404, 406a und 408a wiederholt, und werden wiederholt, bis die Erhöhung der Phase des Signals nicht länger zu einer messbaren Erhöhung in der Kombiniereffizienz führt. Wenn eine dieser Phaseneinstellungen 404 zu einer Verringerung in der Kombiniereffizienz führt, wird die letzte Phaseneinstellung zurück gestellt (rückgängig gemacht) bei 410. Schritt 410 stellt die Eingangssignalphase wieder auf ihren Zustand vor der letzten Phaseneinstellung her.
Bei dem Entscheidungsschritt 414 werden die Effekte der sich erhöhenden Signalphase ausgewertet, um zu erkennen, ob abfallende Signalphase notwendig ist. Wenn die Schritte 404 bis 410 zu einer bleibenden Phasenerhöhung geführt haben, werden die Schritte des Ausprobierens einer Verringerung in der Phase (Schritte 412 bis 418) übersprungen. Mit anderen Worten, wenn mehr als ein Phasenanstieg gemacht wurde, oder wenn die Schritte 404, 406 und 408 zu einem Phasenanstieg geführt haben, welcher nicht durch Schritt 410 rückgängig gemacht wird, dann ist es nicht notwendig, auszuwerten, ob das Verringern der Phase des Eingangssignals die Kombiniereffizienz verbessern wird. In diesem Fall fährt das vorliegende Verfahren von dem Schritt 414 zu Schritt 420 fort.
Wenn es jedoch immer noch fraglich ist, ob eine Phasenverringerung die Kombiniereffizienz verbessern würde, wird die Phase des Eingangssignals zu dem ausgewählten Verstärker um einen vorbestimmten negativen Phasenwert 404 versetzt.
Aus den gleichen Gründen wie mit dem Messschritt 406a kann der Messschritt 406b eine Wiederholung von allen oder einem ausgewähltem Untersatz der Leistungsmessungen in Schritt 402 sein. Die Leistungsmessungen, welche durch den vorhergehenden Schritt 406a erhalten wurden, werden als eine Basislinie im Evaluieren einer Veränderung in der Kombiniereffizienz 408b verwendet. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Evaluierung der Kombiniereffizienz in 408b gemäß Gleichung (1) durchgeführt. Wie bei Schritt 408a können andere Gleichungen während der Evaluierung bzw. Auswertung der Kombiniereffizienz 408b verwendet werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bei dem Entscheidungsschritt 408b wird die Veränderung in der Kombiniereffizienz, welche aus der Phaseneinstellung 414 resultiert, evaluiert. Wenn die Kombiniereffizienz sich erhöht, werden die Schritte 412, 406b und 408b wiederholt, und werden wiederholt, bis die Erhöhung der Phase des Signals nicht länger zu einer messbaren Erhöhung der Kombiniereffizienz führt. Wenn eine dieser Phaseneinstellungen 412 die Kombiniereffizienz verringert, wird die jüngste Phaseneinstellung rückgängig gemacht (umgekehrt). Schritt 410 stellt die Eingangssignalphase zu ihrem Zustand vor der jüngsten Phaseneinstellung wieder her.
Nach dem Schritt 418 wird die Optimierung des Eingangssignals 302 des ausgewählten Verstärkers 420 abschlossen, und die Optimierung fährt typischerweise zu dem Eingangssignal des nächsten Verstärkers fort.
Mehrere Variationen des beschriebenen Prozesses werden auch durch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung antizipiert. Es ist oft wünschenswert, einen konstanten Ausgangsleistungspegel, welcher an dem Ausgang des Kombinierers gemessen wird, während der Optimierung der Verstärkereingabe aufrecht zu erhalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet der Prozess 302 das Ausbalancieren der Ausgaben der Verstärker nach jeder Phaseneinstellung 404 oder 412. Entweder die parallelen Verstärker oder die jeweiligen Eingangssignale werden nach jeder Phaseneinstellung derart eingestellt, dass die an dem Ausgang des Kombinierers gemessene Leistung ungefähr die gleiche bleibt, während den Phaseneinstellungen des Verstärkereingangssignals. Die Verstärkungen werden auch derart eingestellt, dass die Leistungspegel, welche bei jedem Verstärkerausgang gemessen werden, ungefähr gleich zueinander sind. Solch eine Einstellung kann als ein Teil des Leistungsmessungsschritts 406 durchgeführt werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Phasenerhöhungen, welche in den Schritten 404 und 412 verwendet werden, gemäß dem Grad von Zufriedenheit in vorhergehenden Optimierungen variiert. Wenn zum Beispiel der Sender eben eingeschaltet wurde, oder die Temperatur der parallelen Verstärker sich nicht stabilisiert hat, könnten größere Erhöhungen ausprobiert werden, um schnell die Phase des ausgewählten Verstärkers in einen groben Bereich des Summensignals der anderen Verstärker zu bringen. Wenn mehrere solche Grobeinstellungen verwendet wurden, um Schritt 410 zu erreichen, könnte die Verarbeitung mit Schritt 404 unter Verwendung einer kleineren Phasenerhöhung fortfahren. Ähnlich, wenn mehrere Grobeinstellungen unmittelbar vor dem Erreichen von Schritt 418 waren, könnte die Verarbeitung mit Schritt 412 unter Verwendung einer kleineren Phasenerhöhung fortfahren.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Steuerungsmodul 116 Zugriff auf einen Speicher, welcher Initialisierungsparameter enthält. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet der Startschritt 401 die Abfrage der Initialisierungsphasen- und Verstärkungsparameter und die Verwendung dieser Werte zum Konfigurieren des Senders vor dem Messen der Leistungspegel 402. In einem Sender, welcher ferner Temperatursensoren beinhaltet, und in welchem die Initialisierungsparameter in einer Tabelle gemäß Temperatur gespeichert sind, werden die Initialisierungswerte, welche in 401 verwendet werden, gemäß den anfänglichen Temperaturmessungen ausgewählt. Die Verarbeitung bei dem fortführenden Schritt 420 beinhaltet das Aktualisieren von Initialisierungsparametern, sofern geeignet.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird gegeben, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auszuführen oder zu benutzen. Die verschiedenen Modifikationen zu diesen Ausführungsbeispielen werden dem Fachmann unmittelbar offensichtlich sein, und die generischen Prinzipien, welcher hierin definiert wurden, können auf andere Ausführungsbeispiele ohne Anwendung der erfinderischen Fähigkeit angewandt werden Somit ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele einzuschränken, sondern nur auf den Umfang 24244 der Ansprüche.

Claims

Ein Parallelverstärkersender bzw. Sender mit parallelem Verstärker, der Folgendes aufweist: ein erstes Signalsendeuntersystem (126) zum Erzeugen eines ersten phasengesteuerten verstärkten Signals mit einer ersten Phase basierend auf einem ersten Digitalphasensteuersignal; mindestens ein zusätzliches Signalsendeuntersystem, das ein zusätzliches phasengesteuertes verstärktes Signal erzeugt; Kombinierungsmittel (120) zum Kombinieren der phasengesteuerten verstärkten Signale, um ein kombiniertes verstärktes Signal zu erzeugen; und Kombinierungsleistungsmessmittel (118) betriebsmäßig verbunden mit dem Kombinierungsmittel zum Messen der Leistung des kombinierten verstärkten Signals und zum Erzeugen einer kombinierten Leistungsmessung; und ein Steuermodul (116) betriebsmäßig verbunden mit den Kombinierungs- bzw. Kombiniererleistungsmessungsmitteln und mit jedem der Signalsendeuntersysteme, und zwar zum Empfangen der Kombinierungsleistungsmessung von den Kombinierungsleistungsmessungsmitteln und zum Empfangen einer Untersystemleistungsmessung (114a, 114b) basierend auf einem jeden der phasengesteuerten verstärkten Signale erzeugt von jedem der Signalsendeuntersysteme, und zum Anpassen des ersten digitalen Phasensteuersignals basierend auf den Werten der Kombinierungsleistungsmessung und der Untersystemleistungsmessungen.
Eine Vorrichtung zum Aufwärtskonvertieren und Verstärken eines Signals, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: den Parallelverstärkersender nach Anspruch 1, wobei: das erste und mindestens ein zusätzliches Signalsendeuntersystem betriebsmäßig verbunden sind, mit den Kombinierungsmitteln und jedes Signalsendeuntersystem weiterhin Folgendes aufweist: einen Mischer (102a, 102b) zum Mischen eines Signals mit einem phasengesteuerten Mischsignal zum Erzeugen eines aufwärtskonvertierten Signals; ein Verstärker (112a, 112b) operativ verbunden mit dem Mischer und den Kombinierungsmitteln zum Verstärken des aufwärtskonvertierten Signals und Erzeugen eines verstärkten Signals der Vielzahl von verstärkten Signalen; ein Untersystemleistungsmessungsmittel (114a, 114b) betriebsmäßig verbunden mit dem Verstärker zum Messen der Leistung des einen verstärkten Signals und zum Erzeugen einer Untersystemleistungsmessung; und Mittel (104a, 104b) zum Generieren des phasengesteuerten Mischsignals, betriebsmäßig gekoppelt mit dem Mischer, wobei die Phase des phasengesteuerten Mischsignals auf einem Digitalphasensteuersignal basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Mischer einen Digitalmischer aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Mischer einen Analogmischer aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, die weiterhin Folgendes aufweist: ein Digital-zu-Analog-Wandler, betriebsmäßig verbunden mit dem Analogmischer und den Mitteln zum Generieren und zwar zum Empfangen eines phasengesteuerten Digitalsignals und zum Erzeugen des phasengesteuerten Analogmischsignals.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Mittel zum Generieren ein Direktdigitalsynthesizer sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Kombinierungsmittel Wilkinson-Kombinierer aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Steuermodul betriebsmäßig verbunden ist mit den Kombinierungsleistungsmessungsmitteln, mit jedem der Untersystemleistungsmessungsmitteln, und mit jedem der Mittel zum Generieren, und zwar zum Generieren eines jeden der Digitalphasensteuersignale basierend auf den Werten der Kombinierungsleistungsmessung und der Untersystemleistungsmessungen gemessen in Beziehung zu Anpassungen des Digitalphasensteuersignals.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Kombinierungseffizienz geformt wird durch Hinzufügen der Untersystemleistungsmessung eines jeden der Signalsendeuntersysteme und Teilen der Kombinierungsleistungsmessung durch die resultierende Summe.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die weiterhin einen Speicher, betriebsmäßig verbunden mit dem Steuermodul, aufweist, und zwar zum Vorsehen der Phaseninitialisierungswerte des Digitalphasensteuersignals für jedes der Signalsendeuntersysteme.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Kombinierungsmittel Lange-Koppler aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Lange-Koppler betriebsmäßig das Steuermodul koppeln und Signalphaseninformation an das Steuermodul vorsehen, und wobei das Digitalphasensteuersignal für jedes der Signalsendeuntersysteme auf der Signalphaseninformation basiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein jedes der mindestens 2 Signalsendeuntersysteme weiterhin ein Verstärkungsmodul aufweist, das zwischen dem Mischer und dem Verstärker angeordnet ist, und betriebsmäßig verbunden ist mit dem Steuermodul, und zwar zum Anle gen einer Verstärkung auf das aufwärtskonvertierte Signal basierend auf einem Verstärkungssteuersignal vorgesehen durch das Steuermodul, und wobei das Steuermodul das Verstärkungssteuersignal anpasst, so dass die Untersystemleistungsmessungen der mindestens zwei Signalsendeuntersysteme ungefähr gleich zueinander sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Mischer einen Digitalmischer aufweist, wobei das Verstärkungsmodul ein digitales Verstärkungsmodul aufweist, angeordnet zwischen dem Digitalmischer und dem Verstärker.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Mischer einen Analogmischer aufweist, das Verstärkungsmodul ein analoges Verstärkermodul aufweist, angeordnet zwischen dem Analogmischer und dem Verstärker.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Steuermodul das Verstärkungssteuersignal anpasst, so dass die Untersystemleistungsmessung ungefähr gleich ist zu der Untersystemleistungsmessung erzeugt von jedem anderen der mindestens zwei Signalsendeuntersysteme.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Digitalverstärkungsmodul eine Spektralformung (spectrum shaping) des aufwärtskonvertierten Signals ausführt, und zwar basierend auf einem Spektrumsformungssteuersignal vorgesehen von dem Steuermodul.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei ein jedes der mindestens zwei Signalsendeuntersysteme weiterhin Temperaturmessmittel aufweisen, betriebsmäßig verbunden mit dem Verstärker und dem Steuermodul zum Messen der Temperatur des Verstärkers und zum Vorsehen einer Verstärkertemperaturmessung an das Steuermodul, wobei das Spektrumsformungssteuersignal auf der Verstärkertemperaturmessung basiert wird.
Eine Vorrichtung zum Aufinrärtskonvertieren und Verstärken eines Signals, die den Parallelverstärkersender gemäß Anspruch 1 aufweist, wobei: das erste und mindestens eine zusätzliche Signalsendeuntersystem betriebsmäßig verbunden sind mit den Kombinierungsmitteln und jedes Signalsendeuntersystem weiterhin Folgendes aufweist: ein Verstärker zum Verstärken eines phasengesteuerten Signals und Erzeugen eines verstärkten Signals der Vielzahl von verstärkten Signalen; ein Untersystemleistungsmessungsmittel zum Messen der Leistung des einen verstärkten Signals und Erzeugen einer Untersystemleistungsmessung; und ein linearer Digitalfilter betriebsmäßig verbunden mit dem Verstärker, und zwar um ein Signal einer gesteuerten Gruppenverzögerung auszusetzen, um das phasengesteuerte Signal zu erzeugen, wobei die gesteuerte Gruppenverzögerung auf einem Digitalphasensteuersignal basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Kombinierungsmittel Wilkinson-Kombinierer aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, die weiterhin ein Steuermodul aufweist betriebsmäßig verbunden mit den Kombinierungsleistungsmessungsmitteln, mit jedem der Untersystemleistungsmessungsmitteln und jedem der linearen Digitalfilter, und zwar zum Generieren eines jeden der Digitalphasensteuersignale basierend auf den Werten der Kombinierungsleistungsmessung und der Untersystemleistungsmessungen gemessen in Beziehung zu Anpassungen des Digitalphasensteuersignals.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Kombinierungs- bzw. Kombinierermittel einen Lange-Koppler aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Lange-Koppler betriebsmäßig gekoppelt sind an das Steuermodul und Signalphaseninformation an das Steuermodul vorsehen, und wobei die Digitalphasensteuersignale auf der Signalphaseninformation basieren.
Ein Prozess bzw. Verfahren zum Verstärken eines Signals, wobei der Prozess Folgendes aufweist: Erzeugen, in einem ersten Signalsendeuntersystem, eines ersten phasengesteuerten verstärkten Signals mit einer ersten Phase basierend auf einem ersten Digitalphasensteuersignal; Erzeugen, in mindestens einem ersten zusätzlichen Signalsendeuntersystem eines zusätzlichen phasengesteuerten verstärkten Signals; Kombinieren der phasengesteuerten verstärkten Signale, um ein kombiniertes verstärktes Signal zu erzeugen; Vorsehen einer Untersystemleistungsmessung basierend auf einem jeden der phasengesteuerten verstärkten Signale erzeugt von einem jeden der Signalsendeuntersysteme; Messen der Leistung des kombinierten verstärkten Signals und Erzeugen einer Kombinierungsleistungsmessung; und Anpassen des ersten Digitalphasensteuersignals basierend auf den Werten der kombinierten Leistungsmessung und der Untersystemleistungsmessungen.
Prozess nach Anspruch 24, wobei einer jeder der Schritte des Erzeugens Folgendes aufweist: Mischen eines Signals mit einem digitalphasengesteuerten Mischsignal bzw. einem Mischsignal mit digitaler Phasensteuerung, um ein aufwärtskonvertiertes Signal zu erzeugen; Verstärken des aufwärtskonvertierten Signals, um ein verstärktes Signal der Vielzahl von verstärkten Signalen zu erzeugen; und Messen der Leistung des einen verstärkten Signals zum Erzeugen der jeweiligen Untersystemleistungsmessung.
Prozess nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Anpassens Folgendes aufweist: Generieren des digitalphasengesteuerten Mischsignals gemäß einem Digitalphasensteuersignal; Generieren einer Kombinierungseffizienzmessung basierend auf der Untersystemleistungsmessung generiert von einem jedem der mindestens zwei verstärkten Signale und der Kombinierungsleistungsmessung; und Anpassen des Digitalphasensteuersignals basierend auf der Kombinierungseffizienzmessung.
Prozess nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Generierens der Kombinierungseffizienzmessung das Teilen der Kombinierungsleistungsmessung durch die Summe der Untersystemleistungsmessungen aufweist.
Prozess nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Mischens ein analoges Mischen ist, und wobei der Schritt des Generierens des digitalphasengesteuerten Mischsignals weiterhin folgende Schritte aufweist: Verwenden eines Direkt-Digital-Synthesizers zum Generieren eines digitalen Mischsignals mit einer Phase, die auf dem Digitalphasensteuersignal basiert; und Ausführen einer Digital-zu-Analog-Umwandlung des digitalen Mischsignals, um das phasengesteuerte Mischsignal zu erzeugen.
Prozess nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Mischens ein digitales Mischen ist, und wobei der Schritt des Generierens des digitalphasengesteuerten Mischsignals weiterhin den Schritt des Verwendens eines Direktdigitalsynthesizers aufweist, um ein Digitalmischsignal mit einer Phase basierend auf dem Digitalphasensteuersignal zu generieren.
Prozess nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Mischens eines Signals mit einem digital-phasengesteuerten Mischsignal weiterhin den Schritt des Anlegens bzw. des Anwendens einer Verstärkung an das Signal basierend auf den Untersystemleistungsmessungen gemessen von einem jeden der mindestens zwei verstärkten Signale aufweist.
Prozess nach Anspruch 24, wobei ein jeder der Schritte des Erzeugens weiterhin Folgendes aufweist: Ausführen einer Lineardigitalfilterung eines Signals, um eine Gruppenverzögerung äquivalent zu einer Phasenverschiebung des Signals zu erzeugen, und zwar um ein phasengesteuertes Signal zu erzeugen, und wobei das Filtern angepasst ist bzw. eingestellt wird, so dass der Betrag der Phasenverschiebung auf einem Digitalphasensteuersignal basiert; Generieren einer Kombinierungseffizienzmessung basierend auf der Untersystemleistungsmessung generiert von einem jeden der mindestens zwei verstärkten Signale und der Kombinierungsleistungsmessung; und Anpassen des Digitalphasensteuersignals basierend auf der Kombinierungseffizienzmessung.
Prozess nach Anspruch 24, der weiterhin folgende Schritte aufweist: a) Generieren des ersten Digitalphasensteuersignals; b) Verwenden eines ersten phasengesteuerten Oszillators, um ein erstes phasengesteuertes Mischsignal basierend auf dem ersten Digitalphasensteuersignal zu generieren; c) Mischen des ersten phasengesteuerten Mischsignals mit einem ersten Eingabesignal, um ein erstes hochkonvertiertes Signal zu erzeugen; d) Verstärken des ersten aufwärtskonvertierten Signals, um das erste phasengesteuerte verstärkte Signal zu erzeugen; e) Generieren eines zweiten aufwärtskonvertieren Signals; f) Verstärken des zweiten aufwärtskonvertierten Signals, um das zweite phasengesteuerte verstärkte Signal zu erzeugen; wobei der Schritt des Anpassens die folgenden Schritte aufweist: g) Generieren eines ersten Leistungskombinierungseffizienzsignals basierend auf dem ersten Leistungsmessungssignal, dem zweiten Leistungsmessungssignal und dem kombinierten Leistungsmessungssignal; h) Addieren eines Versatzes zu dem ersten digitalphasengesteuerten Signal, um eine Modifikation des ersten phasengesteuerten Mischsignals zu bewirken; i) hiernach Generieren eines zweiten Leistungskombinierungseffizienzsignals; und j) wenn das zweite Leistungskombinierungseffizienzsignal geringer als das erste Leistungskombinierungseffizienzsignal ist Subtrahieren des Versatzes von dem ersten Digitalphasensteuersignal.
Prozess nach Anspruch 32, wobei das erste Kombinierungseffizienzsignal generiert wird durch Teilen des kombinierten Leistungsmesssignals durch die Summe des ersten Leistungsmesssignals und des zweiten Leistungsmesssignals.
Prozess nach Anspruch 32, wobei der Schritt i) folgende Unterschritte aufweist: i.1) Generieren eines Satzes von modifizierten Messsignalen; und i.2) Generieren des zweiten Leistungskombinierungseffizienzsignals basierend auf dem Satz von modifizierten Messsignalen.
Prozess nach Anspruch 34, wobei der Satz von modifizierten Signalen ein modifiziertes kombiniertes Leistungsmesssignal erzeugt durch die Messung der Leistung des kombinierten verstärkten Signals aufweist.
Prozess nach Anspruch 35, wobei das zweite Leistungskombinierungseffizienzsignal generiert wird durch Teilen des modifizierten kombinierten Leistungsmessungssignals durch die Summe des ersten Leistungsmesssignals und das zweite Leistungsmesssignal.
Prozess nach Anspruch 35, wobei der Satz von modifizierten Signalen weiterhin ein modifiziertes erstes Leistungsmesssignal erzeugt durch Messung der Leistung des ersten verstärkten Signals aufweist.
Prozess nach Anspruch 37, wobei der Satz von modifizierten Signalen weiterhin ein modifiziertes zweites Leistungsmessungssignal aufweist, erzeugt durch das Messen der Leistung des zweiten verstärkten Signals.
Prozess nach Anspruch 38, wobei das zweite Leistungskombinierungseffizienzsignals generiert wird durch Teilen des modifizierten kombinierten Leistungsmessungssignals durch die Summe des modifizierten ersten Leistungsmessungssignals und des modifizierten zweiten Leistungsmessungssignals.
Prozess nach Anspruch 32, wobei das erste Eingabesignal und das erste phasengesteuerte Mischsignal Digitalsignale sind, und wobei der Schritt des Mischens des ersten phasengesteuerten Signals weiterhin folgende Unterschritte aufweist: c.1) Ausführen eines ersten digitalen Mischens durch Multiplizieren des ersten Eingabesignals mit dem ersten phasengesteuerten Mischsignal um ein erstes digitales aufwärtskonvertiertes Signal zu erzeugen; und c.2) Ausführen der ersten Digital-zu-Analog-Umwandlung des ersten digital hochkonvertierten Signals, um ein erstes hochkonvertiertes Signal zu erzeugen.
Prozess nach Anspruch 40, wobei der Unterschritt des Generierens eines zweiten hochkonvertierten bzw. aufwärtskonvertierten Signals weiterhin folgende Unterschritte aufweist: e.1) Verwenden eines Direktdigitalsynthesizers, um ein zweites Digitalmischsignal zu generieren; e.2) Ausführen eines zweiten Digitalmischens durch Multiplizieren eines zweiten digitalen Input-Signals mit dem zweiten Digitalmischsignal, um ein zweites digitales hochkonvertiertes Signal zu erzeugen; und e.3) Ausführen einer zweiten Digital-zu-Analog-Umwandlung des zweiten digitalen hochkonvertierten Signals, um das zweite hochkonvertierte Signal zu erzeugen.
Prozess nach Anspruch 41, der weiterhin den Schritt des Anwendens bzw. Anlegens einer ersten Digitalverstärkung an das erste digital aufwärtskonvertierte Signal vorsieht vor dem Ausführen der ersten Digital-zu-Analog-Umwandlung und weiterhin den Schritt des Anlegens einer zweiten Digitalverstärkung an das zweite digital hochkonvertierte Signal vor dem Ausführen der zweiten Digital-zu-Analog-Umwandlung aufweist.
Prozess nach Anspruch 42, der weiterhin den Schritt des Generierens der ersten Digitalverstärkung und der zweiten Digitalverstärkung basierend auf dem ersten Leistungsmessungssignal, dem zweiten Leistungsmessungssignal und dem kombinierten Leistungsmessungssignal aufweist.
Prozess nach Anspruch 32, wobei das erste Eingabesignal und das erste phasengesteuerte Mischsignal Analogsignale sind, und wobei der Schritt des Mischens des ersten phasengesteuerten Signals weiterhin ein analoges Mischen ist.
Prozess nach Anspruch 32, wobei der Unterschritt des Generierens eines zweiten hochkonvertierten Signals weiterhin folgende Unterschritte aufweist: e.1) Verwenden eines Direktdigitalsynthesizers, um ein zweites Analog-Mischsignal zu generieren; und e.2) Ausführen einer zweiten Analog-Mischung durch Multiplizieren eines zweiten Analog-Input-Signals mit dem zweiten Analog-Mischsignal, um ein zweites analoges aufwärtskonvertiertes Signal zu erzeugen.
Prozess nach Anspruch 45, der weiterhin den Schritt des Anlegens einer ersten Analogverstärkung an das erste hochkonvertierte Signal vor dem Schritt des Verstärkens des ersten hochkonvertierten Signals aufweist, und weiterhin den Schritt des Anlegens einer zweiten analogen Verstärkung an das zweite hochkonvertierte Signal vor dem Schritt des Verstärkens des zweiten hochkonvertierten Signals aufweist.
Prozess nach Anspruch 46, der weiterhin den Schritt des Anpassens der ersten Analogverstärkung aufweist, so dass das erste Leistungsmessungssignal ungefähr gleich ist zu dem zweiten Leistungsmessungssignal.