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Diese
Erfindung betrifft Verfahren zum Erzeugen eines verstärkten Signals
mit reduzierter Verzerrung und Verstärker-Verzerrungsreduktionssysteme.
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Ein
idealer Leistungsverstärker
verstärkt
ein Eingangsignal ohne Veränderung
der Wellenform. Der ideale Leistungsverstärker wird deshalb dadurch gekennzeichnet,
das er eine Übertragungsfunktion (Eingangssignal
gegenüber
Ausgangssignal) aufweist, welche linear ohne Übertragungsfunktionsunstetigkeiten
ist. In der Praxis weist ein Leistungsverstärker jedoch eine Übertragungsfunktion
mit nichtlinearen und „linearen" Bereichen auf. Um
zu erreichen, dass der Leistungsverstärker dem linearen Betrieb so
nahe wie möglich
kommt, wird der Leistungsverstärker
für einen
gegebenen Bereich von möglichen
Eingangssignalamplituden so ausgelegt, dass er in seinem linearen
Bereich arbeitet. Weist das Eingangssignal eine Amplitude auf, die
den Leistungsverstärker
veranlasst, außerhalb
des linearen Bereichs zu arbeiten, dann bringt der Leistungsverstärker nichtlineare
Komponenten oder eine Verzerrung in das Signal hinein. Wenn das
Eingangssignal Spitzenamplituden hat, welche den Verstärker veranlassen
zu komprimieren, zu sättigen
(keine nennenswerte Zunahme der Ausgangsamplitude bei einer Zunahme
der Eingangsamplitude) oder abzuschalten (keine nennenswerte Abnahme
der Ausgangsamplitude bei einer Abnahme der Eingangsamplitude), dann
erzeugt der Verstärker
ein Ausgangssignal, das in nichtlinearer Weise abgeschnitten oder
verzerrt ist.
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In
Funkkommunikationssystemen wird die Zusatzleistungsverstärkung von
Signalen eingesetzt, um die Leistung des zu übertragenden Signals, z.B. von
Trägersignal(en)
mit darauf modulierten Informationen, zu erhöhen. Die Verzerrung des Eingangssignals
führt zu
einer Leistungserzeugung in angrenzenden Kanälen oder Frequenzen, so dass
Signale in den benachbarten Kanälen
oder Frequenzen verfälscht
oder gestört
werden, was üblicherweise
als spektrale Leistungsumverteilung oder Nachbarkanalleistung (ACP)
bezeichnet wird. Die Erzeugung einer Nachbarkanalleistung ist in
Funkkommunikationssystemen von besonderer Bedeutung, wo die verstärkten Signale
in benachbarten Kanälen
oder Frequenzbändern
liegen. Zellulare Funkkommunikationssysteme umfassen eine Anzahl
von Basisstationen, die geographisch verteilt sind, um Übermittlung und
Empfang von Kommunikationssignalen zu und von Funkeinheiten zu unterstützen, die
in dem geographischen Bereich mobil oder unbeweglich sein können. Jede
Basisstation bearbeitet Sprach- und/oder Datenkommunikationen über einen
bestimmten Bereich, der als eine Zelle bezeichnet wird, und der
gesamte Versorgungsbereich für
ein zellulares System ist definiert durch den Verbund aller Zellen
für alle
Zellorte, in denen sich die Versorgungsbereiche für alle Zellorte
im Nahbereich in einem bestimmten Grade überlappen, um (wenn möglich) ein zusammenhängendes
Versorgungsgebiet innerhalb der äußeren Grenzen
des Versorgungsbereiches des Systems zu gewährleisten.
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In
einem zellularen Funkkommunikationssystem übermitteln eine Basisstation
und eine Funkeinheit über
eine Vorwärtsverbindung
und eine Rückverbindung
Sprache und/oder Daten, wobei die Vorwärtsverbindung die Kommunikationssignale
von der Basisstation zur Funkeinheit überträgt und die Rückverbindung
die Kommunikationssignale von der Funkeinheit zur Basisstation überträgt. Es gibt
viele verschiedene Entwürfe,
um zu bestimmen, wie Funkeinheiten und Basisstationen in zellularen
Kommunikationssystemen kommunizieren. Mehrfachnutzer-Funkkommunikationssysteme,
wie z.B. Codeteilungs-Mehrfachzugriff
(CDMA), Zeitteilungs-Mehrfachzugriff (TDMA), Global System for Mobile
Communication (GSM) und Orthogonalfrequenzteilungsmultiplex (OFDM) vereinigen
mehrere Sprach- und/oder Datenverkehrskanäle in einem einzelnen oder
in mehreren Trägern.
Ein linearer Verstärker sollte
in der Lage sein, schnell zu reagieren, um Leistungsänderungen
und stoßartige
Datenverkehrsschwankungen unter Einschwingbedingungen im Bereich
von Mikrosekunden und Millisekunden zu übertragen, wobei eine angemessene
Fehlerunterdrückung
zu gewährleisten
ist. Deshalb gibt es einen Bedarf, Techniken zu erfinden, welche
die durch den Verstärker
erzeugte Verzerrung weitgehend beseitigen oder beträchtlich
reduzieren können.
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Die
Vorwärtseingabekorrektur
wird in modernen Verstärkern
routinemäßig eingesetzt,
um die Linearität
des Verstärkers
mit verschiedenen Eingabemustern zu verbessern. Das Wesen der Vorwärtseingabekorrektur
besteht in einer Bearbeitung der Verzerrung, wie z.B. der Intermodulations-(IMD)-Komponenten,
die durch den Verstärker
erzeugt werden, so dass am Endsummationspunkt die Verzerrung ausgelöscht wird.
Wegen der Unvorhersagbarkeit des eingegebenen HF-Trägermusters
wie auch des Ortes der resultierenden Verzerrung wird eine bekannte Frequenzkomponente,
d.h. ein Pilotsignal, in den Hauptsignalpfad mit der Verzerrung,
die durch den Verstärkungsprozess
erzeugt wurde, eingespeist. In den Vorwärtseingabeverstärkern minimiert
die Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktionsschaltung
das Pilotsignal zusammen mit der Verzerrung. Dadurch dass die Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktionsschaltung
dafür ausgelegt
ist, das Pilotsignal zu erfassen und auszulöschen, kann auch die Verzerrung als
solche beseitigt werden.
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Das
Pilotsignal ist ein elektrisches Signal, das mindestens eine Frequenzkomponente
umfasst, die in oder nahe dem Betriebsfrequenzband des elektrischen
Schaltkreises liegt. Eine ausführlichere Beschreibung
des Pilotsignals ist in 1 dargestellt, welche den Frequenzgang
eines Hochfrequenz-(HF)-Verstärkers einschließlich der
Lage des Pilotsignals zeigt. Das Pilotsignal kann nahe der unteren
Kante des Betriebsbandes (z.B. Pilot 1) liegen, oder es
kann umgestimmt werden, dass es nahe der oberen Kante des Betriebsbandes
liegt (z.B. Pilot 2). Der Pilot ist in einem spektralen
Abstand Δf
von einer Kante des Betriebsbandes angeordnet, dessen Mittenfrequenz
f0 ist. Die elektrischen Kenngrößen (z.B. Amplitude,
Phasengang, Spektralgehalt) des Pilotsignals sind bekannt. Obwohl
das Pilotsignal so dargestellt ist, als hätte es ein oder zwei Spektralanteile, sollte
beachtet werden, dass das Pilotsignal so abgeglichen werden kann,
dass es mehr Spektralanteile enthält oder über das Spektrum hinweg gespreizt sein
kann. Das Pilotsignal wird jeweils als eine Spektralkomponente erfasst,
und das Pilotsignal mit ausgedehntem Spektrum wird entspreizt und
als eine einzelne Amplitude für
das Spektrum nachgewiesen.
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Die
Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktionsschaltung
reduziert gewöhnlich
die durch den HF-Verstärker
erzeugte Verzerrung, indem sie das Pilotsignal auf den HF-Verstärker anwendet
und Anpassungen ausführt,
die auf den Informationen beruhen, die aus dem angelegten Pilotsignal
erhalten wurden. 2 legt eine Vorwärtseingabe-Korrekturschaltung 10 und
ihre Verwendung von Informationen offen, die aus dem Pilotsignal
erhalten wurden, um die durch den HF-Verstärker 12 erzeugte Verzerrung
zu reduzieren. Ein Eingabesignal, das zum Beispiel mindestens ein
Trägersignal
mit darauf modulierten Informationen enthält, wird einem Aufteiler 14 zugeführt. Der
Aufteiler 14 bildet das Eingabesignal auf einem Hauptsignalpfad 16 und
einem Vorwärtseingabepfad 18 nach.
Der Aufteiler 14 ist ein Teil einer Trägerlöschschleife, die als Schleife
#1 bezeichnet wird, welche außer
dem Aufteiler 14 einen Verstärkungs- und Phasenschaltkreis 20,
einen Koppler 22, den HF-Verstärker 12, einen Verzögerungsschaltkreis 24 und Koppler 26 und 28 enthält. Das
Signal auf dem Hauptpfad 16 wird dem Verstärkungs- und
Phasenschaltkreis 20 zugeführt. Die Ausgabe des Verstärkungs-
und Phasenschaltkreises 20 und das Pilotsignal werden dem
Koppler 22 zugeführt. Gewöhnlich ist
die Amplitude des Pilotsignals viel kleiner (z.B. 30 dB kleiner)
als die Amplitude des Eingangssignals, so dass sie die Arbeit des
Verstärkers 12 nicht
stört.
Die Ausgabe des Kopplers 22 wird dem Verstärker 12 zugeführt, dessen
Ausgabe das verstärkte
Eingabesignal, das verstärkte
Pilotsignal und Verzerrungssignale umfasst, die durch den Verstärker 12 erzeugt
wurden.
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Ein
Teil der Ausgabedaten des Verstärkers 12 wird
aus dem Koppler 26 erhalten und wird beim Koppler 28 über einen
Kopplungspfad 30 mit einer verzögerten Version des Eingabesignals
auf dem Vorwärtseingabepfad 18 verknüpft, um
das Pilotsignal mit Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 abzutrennen.
Das Eingabesignal auf dem Vorwärtseingabepfad 18 ist
durch einen Verzögerungsschaltkreis 24 ausreichend
verzögert,
so dass ein solches Signal die gleiche Verzögerung erfährt, wie das Signal, das über den
Pfad 30 am Koppler 28 eintrifft. Das resultierende
Fehlersignal enthält
die durch den Verstärker 12 erzeugte
Verzerrung zusammen mit irgendeinem Anteil des Trägersignals,
das am Ausgang des Kopplers 28 übrigbleibt, sowie das Pilotsignal.
Das Ausmaß der
Trägerauslöschung in
der Trägerlöschschleife
hängt ab
von der richtigen Verstärkungs-
und Phasenabstimmung zwischen den beiden Pfaden vom Aufteiler 14 zum
Koppler 28.
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Der
Verstärkungs-
und Phasenschaltkreis 20 passt die Phase und die Verstärkung des
Eingangssignals entsprechend den Steuersignalen auf den Steuerpfaden 32 und 33 so
an, dass das am Koppler 28 über den Pfad 30 eintreffende
Signal im Wesentlichen reziprok (mit derselben Amplitude aber um
180° phasenverschoben)
zum verzögerten
Eingangssignal am Koppler 28 ist. Die Verstärkungs-
und Phasen-Steuersignale, die in den Kontrollpfaden 32 und 33 des
Verstärkungs-
und Phasenschaltkreises 20 auftreten, werden aus dem Signal
am Ausgang des Kopplers 28 in einer wohlbekannten Weise
durch Abtasten der Ausgabe des Kopplers 28 mit einem Koppler 34 und
unter Verwendung der Signalerfassungs- und Steuerschaltung 35 abgeleitet.
Im Allgemeinen erfasst die Signalerfassungs- und Steuerschaltung 35 ein
Fehlersignal für
die Trägerlöschschleife.
Das Fehlersignal verkörpert
die Amplitude des Signals am Punkt A, und die Signalerfassungs-
und Steuerschaltung 35 unternimmt es, die Amplitude des(r) Trägersignals(e)
zu reduzieren, indem sie Verstärkungs-
und/oder Phasen-Steuersignale
bereitstellt.
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In
dieser Ausführungsform
enthält
die Signalerfassungs- und
Steuerschaltung 35 einen Detektor 36, wie z.B.
einen Log-Detektor, der ein Signal erzeugt, das die Amplitude des
Signals am Punkt A verkörpert.
Ein Filter 38 filtert die Ausgabe des Log-Detektors, um
ein Amplitudensignal vom Gleichstromtyp zu erzeugen, das die Amplitude
des(r) Trägersignal(e)
verkörpert.
Das Amplitudensignal wird einem Nullabgleichschaltkreis 40 zugeführt. In
Antwort auf das Amplitudensignal stellt der Nullabgleichschaltkreis 40 Steuersignale
auf den Steuerpfaden 32 und 34 bereit, um die
relative Verstärkung
und/oder Phase zwischen den verknüpften Signalen am Koppler 28 anzupassen
und das(die) Trägersignal(e)
zu reduzieren. Wird(werden) das(die) Trägersignal(e) minimiert, dann
löschen
die Trägersignale,
die am Koppler 28 verknüpft
wurden, einander weitgehend aus, wobei sie am Ausgang des Kopplers 28 das
Pilotsignal mit der durch den Verstärker 12 erzeugten
Verzerrung übriglassen.
Die Schleife #1 ist somit eine Trägerlöschschleife, welche zum Abtrennen
des Pilotsignals mit der durch den Verstärker 12 erzeugten Verzerrung
auf dem Vorwärtseingabepfad 18 dient.
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Eine
Verzerrungsreduktionsschleife oder Schleife #2 versucht unter Verwendung
des Signals am Ausgang des Kopplers 28, das Pilotsignal
auf dem Hauptsignalpfad 16 zu reduzieren, wodurch die durch
den Verstärker 12 erzeugte
Verzerrung reduziert wird. Das Pilotsignal mit Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 wird
einem Verstärkungs- und
Phasenschaltkreis 42 zugeführt. Die Ausgabe des Verstärkungs-
und Phasenschaltkreises 42 wird einem Verstärker 44 zugeführt, dessen
Ausgabe dem Koppler 46 zugeleitet wird. Der Koppler 46 verknüpft das
verstärkte
Pilotsignal einschließlich
Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 mit
den Signalen vom Verstärker 12 auf
dem Hauptsignalpfad 16 (Trägersignal(e), Pilotsignal mit
Verzerrung). Ein Verzögerungsschaltkreis 40 auf
dem Hauptsignalpfad 16 verzögert die Signale vom Ausgang
des Verstärkers 12 auf
dem Hauptsignalpfad 16, so dass sie nahezu die gleiche
Verzögerung
erfahren wie die entsprechenden Signale aus dem Ausgang des Verstärkers 12,
welche über
den Kopplungspfad 30 durch den Koppler 28 zum
Koppler 46 laufen.
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Ein
Koppler 48 stellt einen Signalrepräsentanten des Signals am Ausgang
des Kopplers 46 auf einen Piloterfassungspfad 50 bereit.
Da die Frequenz, Amplitude und andere elektrische Kenngrößen des
Pilotsignals bekannt sind, kann die Piloterfassungs- und Steuerschaltung 52 die
Amplitude des verbleibenden Anteils des Pilotsignals aus dem Signal
auf dem Piloterfassungspfad 50 erfassen. Die Piloterfassungs- und Steuerschaltung 52 bestimmt
die Amplitude des Pilotsignals, und in Antwort auf die Amplitude
des verbleibenden Pilotsignals liefert die Piloterfassungs- und Steuerschaltung 52 dem
Phasen- und Verstärkungsschaltkreis 42 Steuersignale. Im
Allgemeinen wird die Piloterfassungs- und Steuerschaltung 52 das
Pilotsignal erfassen und diese Informationen nutzen, um Steuersignale
auf die Pfade 66 und 68 zu geben, um den Verstärkungs-
und Phasenschaltkreis 42 zu veranlassen, Verstärkung und
Phase des Pilotsignals auf dem Vorwärtseingabepfad 18 so
anzupassen, dass sowohl das Pilotsignal auf dem Hauptpfad 16 als
auch die Verzerrung weitgehend reziprok (gleich in der Amplitude,
aber um 180° phasenverschoben)
zum Pilotsignal und zur Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 am
Koppler 46 sind. Die entsprechenden Pilotsignale und Verzerrung
löschen
einander am Koppler 46 aus, wobei sie das(die) Trägersignal(e)
am Ausgang des Systems übriglassen.
Deshalb ist die Schleife #2 eine Verzerrungsreduktionsschleife,
welche versucht, das Pilotsignal auszulöschen, um die durch den Verstärker 12 erzeugte
Verzerrung weitgehend auszulöschen.
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In
dieser Ausführungsform
enthält
die Piloterfassungs- und
Steuerschaltung 52 eine Pilotempfangsschaltung 54,
welche einen Mischer 56 enthält, um am Fehlersignal auf
dem Pilotnachweispfad 52 eine Frequenzumsetzung auf eine
niedrigere Frequenz vorzunehmen, und ein Filter 58, um
das Erfassen des Pilotsignals durch einen Signaldetektor 60 bei
der bekannten Frequenz für
das Pilotsignal zu erleichtern. Der Detektor 60, wie z.B.
ein Log-Detektor erzeugt ein Signal, das die Amplitude des Signals
am Ausgang des Kopplers 46 verkörpert. Ein Filter 62 filtert
die Ausgabe des Detektors 60, um ein Amplitudensignal vom
Gleichstromtyp zu erzeugen, das die Amplitude des verbleibenden
Pilotsignals verkörpert. Das
Amplitudensignal wird einem Nullabgleichschaltkreis 64 zugeführt. In
Antwort auf das Amplitudensignal stellt der Nullabgleichschaltkreis 64 dem
Phasen- und Verstärkungsschaltkreis 42 Steuersignale
auf den Steuerpfaden 66 und 68 bereit. Die Steuersignale
sind zum Anpassen der relativen Verstärkung und Phase zwischen den
Signalen, die am Koppler 46 verknüpft werden, vorgesehen und
reduzieren das Amplitudensignal, wodurch das verbleibende Pilotsignal
reduziert wird. Der Grad der Auslöschung des Pilotsignals zeigt
den Grad der Verzerrungsauslöschung
an. Wenn die Amplitude des Pilotsignals minimiert wird, dann löschen die
Pilotsignale und Verzerrung, die am Koppler 46 verknüpft werden,
einander am Ausgang des Kopplers 46 weitgehend aus.
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Wegen
des Auslöschens
des Pilots und der relativen Amplitude des Pilotsignals mit Bezug
auf die Amplitude des Ausgangssignals ist die Amplitude des Pilotsignals
in einem Vorwärtseingabe-Verstärkerverzerrungsreduktionssystem
auf Pilotbasis am Ausgang des Verzerrungsreduktionssystems meist relativ
klein. Somit wird es schwierig, das Pilotsignal am Ausgang des Systems
zu erfassen. Um das Erfassen des Pilotsignals am Ausgang des Verzerrungsreduktionssystems
zu verbessern, wurden Entwürfe
entwickelt, das Pilotsignal an einer geeigneten Stelle zu erzeugen
sowie Erfassung und Steuerung zu verbessern. Durch solche Entwürfe werden
die Kosten der Systeme erhöht.
Entwürfe
für eine
Pilot freie Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktion
wurden entwickelt, um das Pilotsignal abzuschaffen, wodurch die
Notwendigkeit für
die Piloterzeugungs-, Nachweis- und
Steuerschaltung entfällt.
Die Pilot freien Vorwärtseingabereduktionssysteme
weisen jedoch kein bekanntes Pilotsignal auf, welches einfacher
am Ausgang des Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktionssystem
erfasst werden kann, um sich verändernde
Betriebsbedingungen auszugleichen.
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Eine
Einschränkung
beim Betrieb der Vorwärtseingabe-Verstärkerverzerrungsreduktionssysteme
betrifft die Fähigkeit
des Vorwärtseingabe-Verstärkerverzerrungsreduktionssystems, über einen weiten
Frequenzbereich zu arbeiten. Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktionssysteme erfordern
enge Betriebstoleranzen, zum Beispiel können typische Vorwärtseingabe-Korrektursysteme
einen flachen Frequenzgang (Amplitudenabweichung über das Betriebsfrequenzband
hinweg) von + oder –0,1
dB und eine Phasenlinearität
(Phasenabweichung im Betriebsfrequenzband) von + oder –1 Grad
erfordern, um eine ausreichende und konsistente Leistung über das
Frequenzband hinweg zu erreichen. Im Allgemeinen kann mit einer
Phasendifferenz von 179 bis 181 Grad und einer Amplitudendifferenz
von + oder –0,1
dB zwischen den Verknüpfungssignalen
eine Auslöschung
von 30 dB erreicht werden, und eine Phasendifferenz von 175–185 Grad
und eine Amplitudendifferenz von 2 dB kann eine Auslöschung von nahezu
20 dB liefern. Zur Verbesserung der Phasen- und Amplitudenflachheit über der
Frequenz wurden Entzerrer im Haupt- und Vorwärtseingabepfad des Vorwärtseingabeverstärkers eingesetzt.
Solche Entzerrer werden gewöhnlich
in eine Einstellung gebracht, welche für einen gegebenen Satz von HF-Trägern und
eine gegebene Temperatur die gewünschte
Leistung ergibt, und bleiben dann fixiert. Haben sich jedoch die
Temperatur oder die HF-Träger,
welche den Verstärker
betreffen, verändert,
dann verschlechtert sich die Effektivität des Entzerrers. Es wurden
abstimmbare Entzerrer realisiert, die breitbandige Leistungsdetektoren
als den Sensor für
die Anpassung verwenden. Die breitbandige Verbundleistung wird in
der Vorwärtseingabeverstärkerarchitektur überwacht,
und der Entzerrer wird angepasst, um den erfassten Verbundleistungspegel
zu minimieren. Da der erfasste Leistungspegel oder die Amplitude über einem
breiten Frequenzband liegt, kann dieses Verfahren zu ungleichförmigen Anpassungen über die
Frequenz hinweg führen,
weil ein steiler Frequenzgang die gleiche Messung ergeben könnte wie ein
flacher. Demzufolge können
die Verstärkerverzerrungsreduktionssysteme
bei Veränderung
der Betriebsbedingungen anfällig
gegenüber
Veränderungen
des Amplituden- und/oder Phasenganges in der Verstärkerarchitektur
sein, insbesondere gegenüber Veränderungen
des Amplituden- und/oder Phasenganges über dem Betriebsfrequenzband.
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In
EP-A-0 675 594 wird ein erstes Pilotsignal einem Eingabesignal überlagert,
um das Signal als ein erstes Signal und ein zweites Signal zwei
Bestimmungsorten zuzuleiten. Das erste Signal wird zu dessen Verstärkung über einen
Entzerrer einem Hauptverstärker
zugeführt,
so dass ein zweites Pilotsignal mit dem verstärkten Signal gemischt wird,
um ein Hauptverstärkungssignal
zu erhalten. Zwischen dem zweiten Signal und dem Hauptverstärkungssignal wird
eine Subtraktion ausgeführt,
um ein Verzerrungssignal zu extrahieren, das über einen Entzerrer einem Hilfsverstärker zuzuführen ist,
um so ein Hilfsverstärkungssignal
zu erzeugen. Zwischen dem Haupt- und dem Hilfsverstärkungssignal
wird eine Subtraktion ausgeführt,
um ein Differenzsignal zu erhalten. Die Pilotsignale werden entsprechend
den Differenz- und Ausgangssignalen erfasst. Die Entzerrer werden
gesteuert, um die Pilotsignale auf einen Minimalwert zu setzen.
Folglich wird ein linearer Verstärker
erreicht, mit dem ein stabiles Verstärkungssignal mit reduzierter
Verzerrung in einem breiten Band erhalten wird.
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In
EP-A-0 998 028 enthalten ein Vorwärtseingabeverstärker und
ein Verstärkungsverfahren,
das den Vorwärtseingabeverstärker verwendet,
einen Entzerrer, der in Reihe mit einem Hauptverstärker und/oder
einem Korrekturverstärker
des Vorwärtseingabeverstärkers angeordnet
ist, um einen nicht flachen Frequenzgang des Hauptverstärkers und/oder Korrekturverstärkers zu
kompensieren. Der Entzerrer kann ein spannungsgeregelter Entzerrer
sein, der elektronisch gesteuert anpassbar ist, um veränderlichen
Schaltkreisbedingungen Rechnung zu tragen, oder es kann ein Entzerrer
mit Festparametern sein. Diese Entzerrer werden wahlweise entsprechend
Bedarf und gewünschter
Leistung verwendet. Der Vorwärtseingabeverstärker und
das Verfahren führen
die Entzerrungsfunktion und die Linearisierungsfunktion des Vorwärtseingabeverstärkers getrennt
aus, um einen kostengünstigen
und effizienten Vorwärtseingabeverstärker sowie
ein Verstärkungsverfahren
bereitzustellen.
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US-A-5,489,875
legt einen Vorwärtseingabeverstärkerschaltkreis
zum Verstärken
eines Eingangssignals offen, um eine verstärkte Nachbildung davon herzustellen.
Ein erster Aufteiler teilt das Eingangssignal in einen ersten und
zweiten Signallöschzweig
auf. Der erste Signallöschzweig
enthält
einen Verstärker
und einen ersten „Verzögerungs-,
Verstärkungs-
und Phasenanpasser" (DGPA),
der in Reihe zwischen einem ersten Ausgang des ersten Aufteilers
und dem Verstärker
angeordnet ist, und einen zweiten Aufteiler, der in Reihe mit dem
Ausgang des Verstärkers
angeordnet ist, um das verstärkte
Ausgangssignal in einen ersten und zweiten Verzerrungslöschzweig
aufzuteilen. Der zweite Signallöschzweig
enthält
eine erste Verzögerungsleitung,
die in Reihe zwischen einem zweiten Ausgang des ersten Aufteilers
und einem ersten Eingang eines ersten Kombinators geschaltet ist.
Der zweite Aufteiler weist einen ersten Ausgang auf, der an einen
zweiten Eingang des ersten Kombinators gekoppelt ist. Der erste Verzerrungslöschzweig
enthält
eine zweite Verzögerungsleitung,
die in Reihe zwischen einem zweiten Ausgang des zweiten Aufteilers
und einem ersten Eingang eines zweiten Kombinators geschaltet ist. Der
zweite Verzerrungslöschzweig
enthält
einen dritten Aufteiler, der in Reihe zwischen dem ersten Kombinator
und einem zweiten DGPA geschaltet ist, sowie einen Hilfsverstärker, der
in Reihe zwischen dem zweiten DGPA und einem zweiten Eingang des
zweiten Kombinators geschaltet ist. Eine erste Steuereinheit ist
zwischen einem Ausgang des dritten Aufteilers und dem ersten DGPA
geschaltet, um den ersten DGPA an Veränderungen der Signale am Ausgang des
dritten Aufteilers und an Veränderungen
der Signale anzupassen, die durch den ersten DGPA ausgegeben werden.
Eine zweiter Steuereinheit ist zwischen einem Ausgang eines vierten
Aufteilers und dem zweiten DGPA geschaltet, um den zweiten DGPA
an Veränderungen
in den Signalen am Ausgang des vierten Aufteilers und an Veränderungen
in den Signalen anzupassen, die durch den zweiten DGPA ausgegeben
werden. Der vierte Aufteiler ist geschaltet, um die Ausgabe des
zweiten Kombinators zu empfangen, und er stellt an seinem Ausgang die
verstärkte
Nachbildung bereit.
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DE-A-197
20 019 legt einen linearen Leistungsverstärker und ein Verfahren zum
Beseitigen der Intermodulationsverzerrung mit einem Vorverzerrungssystem
und einem Vorwärtseingabesystem
offen. Der lineare Leistungsverstärker, der einen Hauptleistungsverstärker aufweist,
enthält:
ein Vorverzerrungssystem, um ein erstes Mal das Intermodulationssignal,
das bei Verstärkung
eines HF-Signals
in dem Hauptleistungsverstärker
erzeugt wurde, zu unterdrücken,
indem eine zum HF-Eingangssignal gehörende Oberwelle und durch Ankoppeln
des HF-Signals an die Oberwelle ein Vorverzerrungssignal erzeugt
wird; ein Vorwärtseingabesystem,
um ein zweites Mal das Intermodulationssignal durch Auslöschen des
HF-Eingangssignals
und der Ausgabe aus dem Hauptleistungsverstärker, Extrahieren einer Intermodulationssignalverzerrung,
Korrektursignalverstärken
der extrahierten Intermodulationssignalverzerrung und Koppeln des
verstärkten
Intermodulationssignals mit der Ausgabe des Hauptsignalverstärkers zu
unterdrücken.
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Gemäß einer
Ausgestaltung dieser Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt,
wie es in Anspruch 1 beansprucht wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung dieser Erfindung wird ein Verstärkerverzerrungsreduktionssystem
bereitgestellt, wie es in Anspruch 8 beansprucht wird.
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Ein
Verstärkerverzerrungsreduktionssystem erfasst
eine Anzahl von zeitlich zusammengehörigen Amplituden in einem Betriebsfrequenzband.
In Reaktion auf mindestens eine aus der Anzahl von Amplituden können Anpassungen
an Komponenten in dem Betriebsfrequenzband ausgeführt werden,
die das Verstärkerverzerrungsreduktionssystem
in die Lage versetzen, sich an verändernde Betriebsbedingungen
anzupassen. Zum Beispiel kann die Bearbeitungsschaltung Zeitabtastungen
verwenden, um eine Frequenzspektrumdarstellung des Betriebsfrequenzbandes
zu erzeugen. Die Bearbeitungsschaltung kann einen Analog-Digital(A/D)-Wandler enthalten, welcher über das
Betriebsfrequenzband die Hochfrequenz(HF)-Signale abtastet und in
digitale Abtastwerte umwandelt. Ein Digitalempfänger formt die digitalen Abtastwerte
um, um eine Digitalbereich-Frequenzspektrumdarstellung des Betriebsfrequenzbandes
zu erzeugen, wobei zum Beispiel eine Fourier-Transformation verwendet
wird. Die Frequenzspektrumdarstellung kann eine Anzahl von Amplituden
in dem Betriebsfrequenzband sein, welche zeitlich zusammengehören, wie
z.B. eine Anzahl von Amplituden über
der Frequenz, die das Frequenzspektrum zu einem gegebenen Zeitpunkt
verkörpern. Als
Antwort auf die Frequenzspektrumdarstellung liefert der Digitalempfänger Anpassungen
für Komponenten
im Betriebsfrequenzband, um die Leistungsfähigkeit des Amplitudenverzerrungsreduktionssystems
zu verbessern. In einer Vorwärtseingabeausführungsform
können
die Ausgabe der Trägerlöschschleife überwacht
und Entzerreranpassungen ausgeführt
werden, um die Amplitude des(r) Trägersignal(e) über dem
Betriebsfrequenzband gleichmäßig zu reduzieren.
Die Ausgabe der IMD-Löschschleife kann überwacht
und Entzerreranpassungen können vorgesehen
werden, um die IMD-Komponenten über dem
Betriebsfrequenzband gleichmäßig zu reduzieren.
Somit kann die Bearbeitungsschaltung die zeitlich zusammengehörenden Amplituden über dem Frequenzband überwachen
und eine verbesserte Leistungsfähigkeit über dem
Frequenzband bereitstellen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Andere
Ausgestaltungen und Vorzüge
der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich beim Durchlesen der
folgenden ausführlichen
Beschreibung und mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen:
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1 eine
beispielhafte Frequenzgangkurve eines HF-Verstärkers zeigt, welche die Frequenz
darstellt, in welcher der Verstärker
arbeitet;
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2 ein
Blockdiagramm eines Vorwärtseingabe-Verzerrungsreduktionssystems
ist, das für HF-Verstärker verwendet
wird; und
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3 ein
Vorwärtseingabe-Verstärkerverzerrungsreduktionssystem
als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Eine
veranschaulichende Ausführungsform eines
Verstärkerverzerrungsreduktionssystems
und eines Verfahrens wird nachfolgend in einer Vorwärtseingabeanordnung
beschrieben. 3 zeigt ein allgemeines Blockdiagramm
einer Vorwärtseingabeverstärkerarchitektur 80,
in der gleiche Bezugsziffern die gleichen Komponenten wie in 2 kennzeichnen. Die
Bearbeitungsschaltung 82 in der Vorwärtseingabeverstärkerarchitektur
empfängt
analoge HF-Signale vom Ausgang der Trägerlöschschleife 84 am
Ausgang des Kopplers 28 auf dem Vorwärtseingabepfad 18 und/oder
vom Ausgang der Verzerrungslöschschleife 86 am
Ausgang des Kopplers 46 auf dem Hauptsignalpfad 16.
Die Bearbeitungsschaltung 82 enthält einen Analog- Digital(A/D)-Wandler 88,
der die analogen Signale entsprechend einer Abtastfrequenz digitalisiert,
welche eine Bandbreite aufweist, welche mehr als das Doppelte des
Betriebsfrequenzbandes ist (d.h. mehr als die Nyquist-Abtastfrequenz für das Betriebsfrequenzband).
Die digitalen Abtastwerte werden einem Digitalempfänger 90 bereitgestellt,
der an den digitalen Abtastwerten eine schnelle Fourier-Transformation
(FFT) 92 ausführt,
um eine digitale Frequenzspektrumdarstellung des HF-Betriebsfrequenzbandes
zu erzeugen. Die digitale Frequenzspektrumdarstellung liefert eine
Momentaufnahme des Spektrums des Betriebsfrequenzbandes, in welcher
eine Anzahl von zeitlich zusammengehörigen Amplituden im Betriebsfrequenzband
bestimmt wird. Die Anzahl von Amplituden über das Frequenzband hinweg
gehören
zeitlich zusammen, weil sie die Amplituden darstellen, die zu demselben
Zeitpunkt oder etwa zur gleichen Zeit oder Zeitspanne auftreten.
Die Amplituden können
zum Beispiel Durchschnittsamplituden sein, die aus den digitalen
Abtastwerten der Betriebsbandbreite bestimmt werden, welche in der
gleichen Zeitspanne bearbeitet wurden, wobei zum Beispiel eine Fourier-Transformation verwendet
wurde, um das momentane Betriebsfrequenzspektrum darzustellen.
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Der
Digitalempfänger 90 kann
ein digitaler Breitbandempfänger
sein, welcher das momentane Betriebsfrequenzband oder einen Anteil
davon erfassen kann. Das Betriebsfrequenzband kann der Frequenzbereich
oder ein Anteil davon sein, in den HF-Träger, Verzerrungskomponente(n)
und/oder Pilotsignal(e) eingefügt
oder positioniert werden können
oder sind. Das Betriebsfrequenzband kann der maximale Frequenzabstand
zwischen HF-Trägern sein.
Wird ein breiter HF-Träger
verwendet, dann kann eine Anzahl von zeitlich zusammengehörigen Amplituden über den
Träger
hinweg erfasst werden. Die Steuerschaltung 94 liefert Steuersignale,
um Verstärkungs-,
Phasen- und/oder Entzerreranpassungen auf dem Hauptpfad 16 und/oder
dem Vorwärtseingabepfad 18 zu
erzeugen, um die Arbeit des Verstärkerverzerrungsreduktionssystems
wie in der digitalen Darstellung des Betriebsfrequenzbandes angegeben
zu verbessern, indem mindestens eine aus der Anzahl der zeitlich
zusammengehörigen
Amplituden im Frequenzspektrum verwendet wird. Somit kann sich das
Verstärkerverzerrungsreduktionssystem 80 an
wechselnde Betriebsbedingungen, wie z.B. sich verändernde
Eingangssignal(e), Temperatur und/oder Komponentenleistungsfähigkeit
anpassen, indem in Reaktion auf mindestens eine Amplitude der Frequenzspektrumdarstellung
Verstärkungs-, Phasen- und/oder Entzerreranpassungen
der Signale im Betriebsfrequenzband auf dem Hauptpfad 16 und/oder
dem Vorwärtseingabepfad 18 ausgeführt werden.
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Wenn
die Bearbeitungsschaltung 82 die Ausgabe der Trägerlöschschleife 86 erfasst,
dann kann die Steuerschaltung 94 einem Entzerrer 96 Entzerrer-Steuersignale bereitstellen,
um den Amplituden- und/oder
Phasengang der Trägerlöschschleife 84 über der
Frequenz auf Basis von oder unter Verwendung von einer Anzahl von
Amplituden in der Darstellung des Frequenzspektrums des Betriebsfrequenzbandes
anzupassen. Zum Beispiel kann die Bearbeitungsschaltung 82 Entzerreranpassungen
bereitstellen, um die Trägeramplituden
gleichmäßig über dem Frequenzspektrum
zu reduzieren, wie es sich in der digitalen Darstellung des Frequenzspektrums
widerspiegelt. Zusätzlich
kann die Steuerschaltung 94 den Verstärkungs- und/oder Phasenanpassern 98 Verstärkungs-
und/oder Phasen-Steuersignale
bereitstellen, um die gewünschte
Reaktion in dem Digitalfrequenzbereich auf Basis mindestens einer
der Trägeramplituden
im Digitalfrequenzspektrum zu erreichen. Zum Beispiel kann die Bearbeitungsschaltung 82 dem
Anpasser 98 Verstärkungs- und/oder Phasenanpassungen
bereitstellen, um mindestens eine Trägeramplitude aus der Anzahl
von Amplituden zu reduzieren.
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Wenn
die Bearbeitungsschaltung 82 die Ausgabe der IMD- oder Verzerrungslöschschleife 86 erfasst,
dann kann die Steuerschaltung 94 einem Entzerrer 100 Entzerrer-Steuersignale bereitstellen,
um den Amplituden- und/oder
Phasengang der Verzerrungslöschschleife 86 über der
Frequenz auf Basis von oder unter Verwendung von einer Anzahl von Amplituden
in der Darstellung des Frequenzspektrums des Betriebsfrequenzbandes
anzupassen. Zum Beispiel kann die Bearbeitungsschaltung 82 Entzerreranpassungen
bereitstellen, um die Verzerrungsamplituden über dem Frequenzspektrum gleichmäßig zu reduzieren.
Zusätzlich
kann die Steuerschaltung 94 den Verstärkungs- und/oder Phasenanpassern 100 Verstärkungs-
und/oder Phasen-Steuersignale
bereitstellen, um die gewünschte
Reaktion in dem Digitalfrequenzbereich auf Basis oder unter Verwendung
von mindestens einer aus der Anzahl von Amplituden in der Darstellung
des Frequenzspektrums des Betriebsfrequenzbandes zu erreichen. Zum Beispiel
kann die Bearbeitungsschaltung 82 dem Anpasser 100 Verstärkungs-
und/oder Phasenanpassungen bereitstellen, um mindestens eine Verzerrungsamplitude
aus der Anzahl von Amplituden zu reduzieren. Dementsprechend kann
die Bearbeitungsschaltung 82 eine adaptive oder dynamische Regelung
bereitstellen, die kontinuierlich, periodisch oder getriggert sein
kann, weil die Verstärkungs-, Phasen-
und/oder Entzerreranpassungen in den Trägerlösch- und/oder Verzerrungslöschschleifen
unter unterschiedlichen oder veränderlichen
Betriebsbedingungen, wie z.B. veränderlichen oder unterschiedlichen
HF-Trägerbedingungen,
Komponentenarbeitsvorgängen
und Temperaturbereichen, während
des eigentlichen Betriebes der Verstärker 12 und 44 bereitgestellt
werden können.
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In
der Ausführungsform
von 3 empfängt die
Vorwärtseingabeanordnung 80 das
zu verstärkende
Signal, wie z.B. Trägersignale
mit darauf modulierten Informationen. In Abhängigkeit von der Ausführungsform
liefert ein Koppler 104 eine Abtastung des HF-Eingangssignals,
das durch die Bearbeitungsschaltung 82 digitalisiert werden
kann, und es kann eine digitale Darstellung des HF-Eingangsspektrums
erhalten werden. Zum Beispiel kann eine digitale Darstellung des
HF-Spektrums erhalten
werden, um die Trägersignale
zu identifizieren, so dass die Trägerfrequenzen beim Erfassen
der Trägersignale bereits
bekannt sein können,
wenn die Trägerauslöschung in
der Trägerlöschschleife 86 ausgeführt wird,
und sie kann übergangen
werden, wenn eine Verzerrung festgestellt wird, um die IMD-Löschschleife 86 anzupassen.
Es können
auch Anzahl und Beschaffenheit der Trägersignale, wie z.B. TDMA (30-kHz-Träger), Global
System for Mobile Communications (GSM) (200-kHz-Träger), CDMA (1,28-MHz-Träger), Breitband-CDMA
(5-MHz-Träger),
Universal Mobile Communication Systems (UMTS) (3,84-MHz-Träger), bestimmt
werden.
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In
bestimmten Ausführungsformen
liefert der Koppler 104 eine Nachbildung des analogen HF-Eingangssignals
auf einen Eingabeerfassungspfad 106 an einen HF-Schalter 108,
der dieselbe Bearbeitungsschaltung 82 befähigt, die
Signale auf unterschiedlichen Erfassungspfaden 116 und 122 zu
erfassen. Das HF-Eingangssignal wird einem Blockwandler 110 bereitgestellt,
der auf das passende Frequenzspektrum, zum Beispiel einen Frequenzblock oder
eine Bandbreite von 20 MHz, abgestimmt ist, wobei ein abstimmbarer
lokaler Oszillator 112 verwendet wird. Der Blockwandler 110 führt eine
Frequenzwandlung der 20-MHz-Signalbandbreite
aus, zum Beispiel wandelt er die Signalbandbreite nach unten. Die
frequenzgewandelte 20-MHz-Bandbreite wird
durch den A/D-Wandler 88 digitalisiert, und die digitalen
Abtastwerte der 20-MHz-Signalbandbreite werden
dem Digitalempfänger 90 zur
Verfügung
gestellt, welcher einen Datenpufferspeicher DPRAM enthalten könnte, der
mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) mit Speicher und/oder
Flash- Speicher verbunden
ist. Der Digitalempfänger 90 berechnet
an den digitalen Abtastwerten eine Folge schneller Fourier-Transformationen
(FFT) und führt
eine Mittelung über
eine bestimmte Zeitspanne aus, um eine digitale Darstellung des
gemittelten Eingangssignalspektrums zu erhalten. Es wird angenommen,
dass das Träger-zu-IMD-Leistungsmerkmal
des Eingangssignals für
Mehrträgerfrequenz-GSM
größer als
70 dBc ist und die spektrale Leistungsumverteilung um mindestens
10 dB besser ist als die Gesamtanforderungen an die Basisstation
für CDMA.
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Aktive
HF-Trägersignale
werden durch den Digitalempfänger 90 gekennzeichnet,
indem ein Amplitudengrenzwert(e) festgelegt wird. Im aktiven Spektrum
liegende Frequenzen, die über
diesem festgelegten Grenzwert liegen, werden als aktive HF-Träger gekennzeichnet.
Die FFT-Frequenzintervalle können
einfach auf spezifische HF-Kanalnummern abgebildet werden. Die ausgeführte FFT
ist nominal auf eine 30-kHz-Auflösungsbandbreite
eingestellt, was bedeutet, dass jedes Frequenzintervall eine Amplitude
für 30-kHz-Bänder über das
Frequenzspektrum hinweg enthält.
Es wird angenommen, dass der Minimalabstand zwischen den TDMA-Trägern 270
kHz beträgt.
Durch den Prozessor werden aufeinander folgende Frequenzintervalle,
die annähernd
die gleiche Amplitude in der Leistung aufweisen, aufgespürt. Eine
Folge von ungefähr
7 (200 kHz/30 kHz) aufeinander folgenden Intervallen, die ähnliche
Leistungspegel aufweisen, bilden einen GSM-HF-Träger. Eine Folge von ungefähr 41 (1,25 MHz/30
kHz) aufeinander folgenden Intervallen, die ähnliche Leistungspegel aufweisen,
bilden einen IS-95-CDMA-Träger. Dieses
Konzept kann erweitert werden, um andere Luftschnittstellen, wie
z.B. UMTS, zu umfassen.
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Ein
alternatives Verfahren zur Bestimmung von Trägertyp und -standorten und
eines, das minimale Bearbeitungsberechnungen berücksichtigt, umfasst einen Bus 114,
der mit dem Digitalempfänger 90 und
einer (nicht dargestellten) Basisstations-Steuereinheit verbunden
ist, welche die Frequenzzuweisungen, zum Beispiel für alle Basisstationsradios,
aufweist oder erhalten kann. Die Basisstations-Steuereinheit kann
die Aktivträgerinformationen
dem Digitalempfänger 90 über den
Bus 114 zusenden. Eine (nicht dargestellte) Busschnittstelle
könnte
diese Trägerinformationen
dem Digitalempfänger 90 zur
Bearbeitung übermitteln.
Dieses Verfahren würde
die Bearbeitungsalgorithmen vereinfachen und möglicherweise die Schleifenabstimmzeit
vom Kaltstart aus verbessern.
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Am
Eingang des Verstärkerverzerrungsreduktionssystems 10 bildet
ein Aufteiler oder Koppler 14 das analoge Eingangssignal,
welches das(die) verknüpfte(n)
HF-Aktivträgersignal(e)
im Betriebsfrequenzband einschließen kann, auf einem Hauptsignalpfad 16 und
einem Vorwärtseingabepfad 18 nach. Das
Signal auf dem Hauptsignalpfad 16 wird dem Entzerrer 96 zugeleitet,
welcher über
ein bestimmtes Betriebsfrequenzband einen Amplituden- und/oder Phasengang
liefert, der durch die Steuersignale aus dem Digitalempfänger 90 verändert werden
kann. Der Entzerrer 96 wird eingesetzt, um beliebige Phasen-
und/oder Amplituden-Nichtlinearitäten des Verstärkers 12 über dem
Betriebsfrequenzband zu kompensieren. Das Signal wird einem Phasen-
und/oder Verstärkungsschaltkreis 98 bereitgestellt,
und die Ausgabe des Phasen- und/oder Verstärkungsschaltkreises 98 wird
dem Verstärker 12 zugeleitet,
dessen Ausgabe das verstärkte
Signal umfasst, welches Verzerrungssignale oder -komponenten, wie
z.B. IMD-Komponenten,
enthält,
die durch den Verstärker 12 erzeugt
wurden. Eine Nachbildung der Ausgabe des Verstärkers 12 wird auf
einen Kopplungspfad 30 platziert und mit einer verzögerten Version
des Signals auf dem Vorwärtseingabepfad 18 am
Koppler 28 verknüpft,
um eine Nachbildung der Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 als
die Ausgabe der Trägerlöschschleife 84 abzutrennen.
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Das
Verzerrungssignal oder Komponenten aus der Trägerlöschschleife 84 bilden
die Eingabe der Verzerrungs- oder IMD-Löschschleife 86. Das
Signal auf dem Vorwärtseingabepfad 18 wird
einem Entzerrer 100 zugeleitet, welcher über ein
Betriebsfrequenzband einen Amplituden- und/oder Phasengang bereitstellt,
der durch die Steuersignale aus dem Steuerschaltkreis 94 verändert werden
kann. Der Entzerrer 100 wird eingesetzt, um beliebige Phasen-
und/oder Amplituden-Nichtlinearitäten des
Verstärkers 44 über das
Betriebsfrequenzband auszugleichen. Das Verzerrungssignal auf dem
Vorwärtseingabepfad 18 wird
einem Verstärkungs-
und/oder Phasenschaltkreis 102 zugeleitet, um die Amplitude und/oder
Phase der Verzerrung anzupassen. Die Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 wird
mit dem verstärkten
Signal und der Verzerrung auf dem Hauptsignalpfad 16 am
Koppler 46 als die Ausgabe zur IMD- oder Verzerrungslöschschleife 86 verknüpft, um
das verstärkte
Signal mit reduzierter Verzerrung auszugeben.
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Die
Bearbeitungsschaltung 82 kann am Ausgang der Trägerlöschschleife 84 und/oder
vom Ausgang der IMD-Löschschleife 86 Abtastungen
oder Nachbildungen des Signals empfangen, welches ein beliebiges(e)
Trägersignal(e)
und Verzerrungskomponenten enthalten kann, und sie kann das sich
ergebende Analogsignal in eine digitale Darstellung des Betriebsfrequenzbandes
umwandeln, zum Beispiel das gesamte Betriebsfrequenzband des Verstärkers 12 und/oder
des Verstärkers 44 oder
mindestens einen Anteil davon, wie z.B. mindestens ein Trägersignal
und IMD-Komponenten, die das Signal ausmachen. In Reaktion auf das
Frequenzspektrum am Ausgang der Trägerlöschschleife 84 kann
die Steuerschaltung 94 den Verstärkungs- und/oder Phasenanpassern 98 Verstärkungs-
und/oder Phasenanpassungs-Steuersignale bereitstellen, um zum Beispiel mindestens
eine Trägeramplitude über das
Frequenzspektrum hinweg am Ausgang zur Trägerlöschschleife 84 bereitzustellen.
Die Bearbeitungsschaltung 82 kann dem Entzerrer 96 Entzerreranpassungssignale
bereitstellen, um den Verstärkungs- und/oder
Phasengang auf dem Hauptsignalpfad 16 über dem Betriebsfrequenzband
anzupassen, wie es in der digitalen Darstellung des Betriebsfrequenzbandes
widergespiegelt wird, um zum Beispiel eine Anzahl von Trägeramplituden
gleichmäßig über das Frequenzspektrum
hinweg zu reduzieren. In Reaktion auf das Frequenzspektrum am Ausgang
der Verzerrungslöschschleife 86 kann
die Steuerschaltung 94 den Verstärkungs- und/oder Phasenanpassern 102 Verstärkungs-
und/oder Phasenanpassungs-Steuersignale bereitstellen, um zum Beispiel mindestens
eine Verzerrungsamplitude über
das Frequenzspektrum hinweg am Ausgang der Trägerlöschschleife 84 zu
reduzieren. Die Bearbeitungsschaltung 82 kann dem Entzerrer 100 Entzerreranpassungssignale
bereitstellen, um den Verstärkungs- und/oder
Phasengang auf dem Hauptsignalpfad 16 über dem Betriebsfrequenzband
anzupassen, wie es in der digitalen Darstellung des Betriebsfrequenzbandes
widergespiegelt wird, um zum Beispiel eine Anzahl von Verzerrungsamplituden
gleichmäßig über das
Frequenzspektrum hinweg zu reduzieren.
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In
der in 3 dargestellten Ausführungsform kann ein HF-Schalter 108 verwendet
werden, um zwischen einem Trägerlösch-Erfassungspunkt am
Ausgang zur Trägerlöschschleife 84 nach
dem Koppler 28 und einem Verzerrungslösch-Erfassungspunkt am Ausgang
zur Verzerrungslösch-
oder -reduktionsschleife 86 nach dem Koppler 46 hin
und her zu schalten. Am Trägerlösch-Erfassungspunkt liefert ein
Koppler 115 eine Nachbildung des Signals auf dem Vorwärtseingabepfad 18 auf
einen Trägerlösch-Erfassungspfad 116 zum
HF-Schalter 108.
Der HF-Schalter 108 kann das Signal auf dem Trägerlösch-Erfassungspfad 116 der
Blockwandlerstufe 110 bereitstellen, um zum Beispiel die
Bandbreite auf dem Trägerlösch-Erfassungspfad 116 des
Betriebsfrequenzbandes für
die Digitalumwandlung der Betriebsbandbreite durch den A/D-Wandler 88 der
Bearbeitungsschaltung 82 auf einen niedrigeren Frequenzbereich
herunter zu wandeln.
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Der
A/D-Wandler 88 erzeugt digitale Abtastwerte der Betriebsbandbreite
auf dem Trägerlöschpfad 116 zum
Digitalempfänger 90,
der einen FFT-Prozess an den digitalen Abtastwerten vom A/D-Wandler 88 ausführt. Der
FFT-Prozess erzeugt eine digitale Darstellung der Betriebsbandbreite,
in welcher der Digitalempfänger 90 die
kanalisierten Daten überwachen
kann, in denen die zu den Trägersignalen
und/oder IMD-Komponenten gehörenden Daten
an denselben Relativlagen in der digitalen Bandbreite oder Spektrumdarstellung
liegen wie in der Betriebsbandbreite aus dem Koppler 112.
Da die Trägersignallagen
entweder auf Basis der Abtastung des Eingangssignals oder wie durch
den Bus 114 bereitgestellt festgelegt sind, weisen in dieser
Ausführungsform
die Frequenzintervalle, welche dem(n) aktiven Trägersignal(en) zugeordnet werden
können, die
Amplitudeninformationen auf, welche durch den Digitalempfänger 90 überwacht
werden. Alternativ kann der Digitalempfänger 90 die Amplituden über das
Betriebsbandbreite hinweg überwachen
und an diesem Punkt eine Entscheidung treffen, welche Amplituden
zu dem(n) Trägersignal(en)
und/oder der IMD oder zu den Verzerrungskomponenten gehören.
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Der
Digitalempfänger 90 kann
die Digitalbereichdarstellung der Betriebsbandbreite am Ausgang der
Trägerlöschschleife 84 überwachen
und Verstärkungs-,
Phasen- und/oder Entzerreranpassungen bereitstellen, um einen gewünschten
Spektralgang zu erreichen, der in der Digitalbereichdarstellung
angezeigt ist. Zum Beispiel kann der Digitalempfänger 90 in Reaktion
auf die Amplitude(n) des(r) aktiven Trägersignals(e) in den Frequenzintervallen
dem Verstärkungs-
und/oder Phasenanpasser 102 Verstärkungs- und/oder Phasen-Steuersignale bereitstellen,
um die Amplitude(n) des(r) Trägersignals(e) in
der Spektrumdarstellung zu reduzieren. Die Steuersignale werden
bereitgestellt, um die relative Verstärkung und/oder Phase zwischen
den Trägersignalen
im Betriebsfrequenzband, die am Koppler 28 verknüpft werden,
anzupassen, um die Auslöschung des(r)
Trägersignals(e)
zu verbessern, wie es in der Spektrumdarstellung angezeigt ist.
Der Digitalempfänger 90 als
solcher passt die relative Phase und/oder Amplitude zwischen den
Trägerkomponenten
der Signale aus dem Hauptsignalpfad 16 und dem Kopplungspfad 30 so
an, dass sich die Trägerkomponenten
am Ausgang zum Koppler 28 mit einer Phasendifferenz von
etwa 180 Grad und gleichen Amplituden vereinigen.
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Der(die)
Entzerrer 96 kann(können)
sich an veränderliche
Betriebsbedingungen anpassen, indem der Verstärkungs- und/oder Phasengang
des(r) Entzerrer 96 über
das Betriebsfrequenzband angepasst wird, wobei über das Betriebsfrequenzband eine
Anzahl von Amplituden verwendet wird, die zeitlich zusammengehören. Zum
Beispiel kann(können) der(die)
Entzerrer uneingeschränkt
anpassungsfähig an
die Signalumgebung sein, und Aktualisierungen an dem(n) Entzerrer(n) 96 können kontinuierlich
oder periodisch oder getriggert ausgeführt werden, wobei die Anzahl
von Amplituden verwendet wird, die im Betriebsfrequenzband zeitlich
zusammengehören. Der
Digitalempfänger 90 kann
eine Anzahl zeitlich zusammengehörender
Amplituden innerhalb des Betriebsfrequenzbandes messen, aus denen
eine Angabe zur Phasen- und/oder Amplitudenflachheit des Verstärkers 12 über die
Betriebsbandbreite hinweg bestimmt werden kann. Wenn zum Beispiel
viele Trägersignale
aktiv sind und gleichmäßig über die
Frequenz verteilt sind, dann kann die Trägerauslöschung der Schleife 84 über die
Frequenz hinweg berechnet werden. Ist die Leistungsfähigkeit über die Frequenz
hinweg nicht angemessen, liegt sie zum Beispiel außerhalb
einer Leistungsvorschrift, dann wird(werden) der(die) Entzerrer 96 angepasst,
um einen anderen Amplituden- und/oder Phasengang über der
Frequenz auf dem Hauptsignalpfad 16 zu liefern, um die
Leistungsfähigkeit
zu verbessern. Zum Beispiel könnte(n)
das(die) Trägersignal(e) gleichmäßig auf
den niedrigsten zulässigen
Pegel reduziert werden, um die Leistungsvorschrift zu erfüllen, so
z.B. auf einen Träger-zur-Verzerrung-Pegel von
60 dBc für
TDMA.
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Gibt
es keine oder sehr wenige aktive Signale, dann kann der Digitalempfänger 90 den(die)
Entzerrer 96 noch unter Verwendung eines Prüftons (von Prüftönen), z.B.
eines Pilotsignals, anpassen, der in den HF-Eingang eingegeben wird.
Der(die) Prüfton(töne) kann(können) an
einen Pegel angepasst werden, der ähnlich zu einem normalen Träger, z.B. einem
TDMA-Träger,
ist, oder er kann von diesem Pegel, zum Beispiel bei etwa 41 dBm,
um 15 dB in dem TDMA-Beispiel nach unten angepasst werden. Durch
Eingabe des(r) Prüftons(töne) in den
HF-Eingang, indem zum Beispiel ein Koppler 117 am Eingang
verwendet wird, kann die Leistungsfähigkeit der Trägerlöschschleife
charakterisiert werden. Der Prüfton
kann zum Beispiel eine veränderliche
(abstimmbare) Frequenzquelle oder ein Pilotsignalgenerator 118 sein,
und dadurch, dass die Quelle die Betriebsbandbreite, zum Beispiel
das 20-MHz-Betriebsband, durchläuft
und der Frequenzgang unter Verwendung der Bearbeitungsschaltung 82 gemessen
wird, kann die Trägerauslöschung unabhängig vom
Datenverkehr der Basisstation überwacht
werden. Der Pilot könnte
auch ein Breitbandsignal sein. Ähnlich
zum Fall der aktiven HF-Träger
ermöglicht
der gekoppelte Prüfton
dem Digitalempfänger 90 ein
Anpassen der Amplitude, Phase und/oder des Entzerrers über das Frequenzband
hinweg.
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In
dieser Ausführungsform
kann der Digitalempfänger 90 durch
Verwenden der Amplituden des(r) Trägersignals(e), der Prüftöne und/oder
der IMD-Komponente(n) über
die Frequenz hinweg Entzerreranpassungen bereitstellen, welche den
Amplituden- und/oder Phasengang des Entzerrers 96 über das
Betriebsfrequenzband hinweg in Reaktion auf ein veränderliches
Frequenzspektrum infolge sich verändernder Betriebsbedingungen ändern. Das Verstärkerverzerrungsreduktionssystem 80 kann sich
als solches an sich verändernde
Betriebsbedingungen, wie z.B. veränderliche oder unterschiedliche Gegebenheiten
des(r) aktiven HF-Träger,
Informationssignal(e), Temperatur und/oder Komponentenleistungsfähigkeit,
anpassen. Der Digitalempfänger 90 kann
den Amplituden- und/oder Phasengang des Entzerrers 96 anpassen,
bis ein gewünschter
Amplituden- und/oder Phasengang für die Trägerlöschschleife 84 über das
Betriebsfrequenzband hinweg erreicht ist, wie es in der Digitalbereich-Spektrumdarstellung
der Ausgabe der Trägerlöschschleife 84 widergespiegelt
wird. Zum Beispiel kann der Digitalempfänger 90 den Amplituden-
und/oder Phasengang des Entzerrers 96 anpassen, um das(die)
Trägersignal(e)
gleichmäßig über die
Frequenz zu reduzieren, wie es in der Digitalbereichspektrum- oder Bandbreitendarstellung
widergespiegelt wird.
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Das
oben beschriebene Verstärkerverzerrungsreduktionssystem
weist eine Tendenz zur Verringerung der Leistungsanforderungen an
den Korrektursignalverstärker 44 auf,
da die Gesamtleistung, die dem Korrektursignalverstärker 44 zugeführt wird, wegen
der verbesserten Trägerauslöschung reduziert
ist und die Leistungspegel des(r) Trägersignal(e) gleichmäßig über der
Frequenz reduziert sind. Zusätzlich
zu den Verstärkungs- und/oder Phasen-Entzerreranpassungen über der
Frequenz kann der Entzerrer 96 einen programmierbaren Schaltkreis
zur Verzögerungsanpassung über der
Frequenz enthalten, der geringfügige
Verzögerungsvariationen über der
Frequenz im Verstärker 12 ausgleichen
kann. Diese Verzögerungsvariationen
können
in einer (nicht dargestellten) Aufteiler/Kombinator-Anordnung und
in (nicht dargestellten) Parallelverstärkerstufen, die den Verstärker 12 ausbilden,
offensichtlich werden. Die Absolutverzögerung könnte vom Eingang des Aufteilers
durch die Parallelverstärkerstufen
zum Kombinatorausgang hin variieren, wenn eine unterschiedliche
Anzahl von Parallelverstärkerstufen,
zum Beispiel 4, 8 oder 16 Parallelverstärkerstufen, verwendet wird.
Diese Verzögerungsvariationen über die
unterschiedlichen Konfigurationen hinweg könnten Phasenfehler hervorrufen,
die zu einer schlechten Trägerauslöschung bei
einigen Frequenzen führen.
Um die verschiedenen absoluten Verzögerungen auszugleichen, programmiert
der Digitalempfänger 90 den
Verzögerungsentzerrer
(der als ein Teil des Entzerrers 96 dargestellt ist, aber
in Reihe mit dem Entzerrer 96 dargestellt werden könnte), um eine
verbesserte Trägerauslöschung zu
erreichen. Wie bei den anderen Anpassungen wird die absolute Verzögerung nicht
direkt gemessen. Was durch den Digitalempfänger 90 erfasst wird,
ist die Anzahl von Amplituden über
dem Betriebsfrequenzband, welche die Stärke der Trägerauslöschung über die Frequenz hinweg anzeigt.
Auf Basis dieser Messung wird der Verzögerungsentzerrer angepasst.
Der Verzögerungsentzerrer
kann ähnlich
zu anderen Entzerrern sein. In einer Ausführungsform ist der Verzögerungsentzerrer
eine variable Verzögerung,
in dem Verzögerungselemente
mit jeweiligen Verzögerungen
in Reihe sind und im Hauptsignalpfad 16 ein- und ausgeschaltet
werden können,
um die Verzögerung
auf dem Hauptsignalpfad 16 zu verändern, zum Beispiel ist er
ein Zwei-Bit-Verzögerungsanpasser
mit zwei Verzögerungselementen.
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An
dem Verzerrungslösch-Erfassungspunkt liefert
ein Koppler 120 eine Nachbildung des Signals, welches das(die)
Trägersignal(e)
und Verzerrungskomponenten enthalten kann, auf dem Hauptsignalpfad 16 auf
einen IMD- oder Verzerrungsreduktions-Erfassungspfad 122 zum
HF-Schalter 108. Der HF-Schalter 108 kann das
Signal auf dem Verzerrungsreduktions-Erfassungspfad 122 der
Blockwandlerstufe 110 bereitstellen, um zum Beispiel die Bandbreite
auf dem Verzerrungsreduktions-Erfassungspfad 122 des
Betriebsfrequenzbandes für
die Digitalumwandlung der Betriebsbandbreite durch den A/D-Wandler 88 der
Bearbeitungsschaltung 82 auf einen niedrigeren Frequenzbereich
herunter zu wandeln. Der A/D-Wandler 88 erzeugt digitale
Abtastwerte der Betriebsbandbreite auf dem Verzerrungsreduktions-Erfassungspfad 122 zum
Digitalempfänger 90,
der einen FFT-Prozess an den digitalen Abtastwerten vom A/D-Wandler 88 ausführt. Der FFT-Prozess
erzeugt eine digitale Darstellung der Betriebsbandbreite, in welcher
der Digitalempfänger 90 die
kanalisierten Daten überwachen
kann, in denen die zu den Trägersignalen
und/oder IMD-Komponenten gehörenden
Daten an denselben Relativlagen in der digitalen Bandbreitendarstellung
liegen wie in der Betriebsbandbreite aus dem Koppler 120. In
dieser Ausführungsform
können
die Verzerrungslagen bereits durch Überwachen der Trägerlöschschleife 84 für die Trägerauslöschung bestimmt
worden sein, Frequenzintervalle, welche der Verzerrung zugeordnet
werden können,
weisen die Amplitudeninformationen auf, welche durch den Digitalempfänger 90 überwacht
werden. Alternativ kann der Digitalempfänger 90 die Amplituden über die
Betriebsbandbreite hinweg überwachen
und an diesem Punkt eine Entscheidung treffen, welche Amplituden
zu den Verzerrungskomponenten gehören.
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Der
Digitalempfänger 90 kann
die Digitalbereichdarstellung der Betriebsbandbreite am Ausgang der
Verzerrungsreduktionsschleife 86 überwachen und Verstärkungs-,
Phasen- und/oder Entzerreranpassungen bereitstellen, um einen gewünschten Spektralgang
zu erreichen, der in der Digitalbereichdarstellung angezeigt ist.
Zum Beispiel kann in dieser Ausführungsform
der Digitalempfänger 90 die
Frequenzintervalle, die mit der Verzerrung verknüpft sind, als die Messparameter
für das
Anpassen der Verzerrungslöschschleife 86 überwachen.
In Reaktion auf die Amplitude(n) der IMD oder Verzerrungskomponente(n)
in den Frequenzintervallen kann die Steuerschaltung 94 des
Digitalempfängers 90 dem Verstärkungs-
und/oder Phasenanpasser 102 Verstärkungs- und/oder Phasen-Steuersignale
bereitstellen, um die Amplitude(n) der Verzerrungskomponente(n)
in der Frequenzspektrumdarstellung zu reduzieren. Die Steuersignale
werden bereitgestellt, um die relative Verstärkung und/oder Phase zwischen
den Verzerrungskomponenten im Betriebsfrequenzband anzupassen, die
am Koppler 46 verknüpft
werden, um die Verzerrung auf dem Hauptsignalpfad 16 zu
reduzieren. Wenn die Amplitude der Verzerrung minimiert ist, wie
es in der Frequenzspektrumdarstellung angezeigt ist, dann löschen die
Verzerrung auf dem Vorwärtseingabepfad 18 und
dem Hauptsignalpfad 16 einander weitgehend am Ausgang des
Kopplers 46 aus. Der Digitalempfänger 90 als solcher
kann auf Basis eines sich verändernden Frequenzspektrums
Anpassungen vornehmen, um sich während
des Betriebes an sich verändernde
Betriebsbedingungen anzupassen, indem er die relative Phase und/oder
Verstärkung
zwischen den Verzerrungskomponenten im Betriebsfrequenzband aus dem
Hauptsignalpfad 16 und dem Vorwärtseingabepfad 18 anpasst.
Die relativen Phasen- und/oder Verstärkungsanpassungen werden so
ausgeführt,
dass sich die Verstärkungskomponenten
am Ausgang zum Koppler 46 mit einer Phasendifferenz von
etwa 180 Grad und gleichen Amplituden verbinden.
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Der(die)
Entzerrer 100 kann(können)
sich an veränderliche
Betriebsbedingungen anpassen, indem der Verstärkungs- und/oder Phasengang
des(r) Entzerrer 100 über
das Betriebsfrequenzband angepasst wird, wobei eine Anzahl von Amplituden über das
Betriebsfrequenzband verwendet wird, die zeitlich zusammengehören. Zum
Beispiel kann(können) der(die)
Entzerrer 96 und/oder 100 uneingeschränkt anpassungsfähig zur
Signalumgebung sein, und Aktualisierungen an dem(n) Entzerrer(n) 96 und/oder 100 können kontinuierlich
oder periodisch oder getriggert ausgeführt werden, wobei die Anzahl
von Amplituden im Betriebsfrequenzband verwendet wird, die zeitlich
zusammengehören.
Der Digitalempfänger 90 kann
die Verzerrung über
der Frequenz messen. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Amplituden über die
Betriebsbandbreite hinweg gemessen werden, aus denen eine Angabe über die
Phasen- und/oder Amplitudenflachheit der Verstärker 12 oder 44 über die
Betriebsbandbreite hinweg bestimmt werden kann. Ist die Leistungsfähigkeit
nicht angemessen, dann kann der Verstärkungs-/Phasengang über dem Betriebsfrequenzband
der Entzerrer 96 oder 100 angepasst werden, um
die gewünschte
Spektrumdarstellung zu erreichen. Zum Beispiel sollte die Verzerrung
gleichmäßig über das
Betriebsfrequenzband hinweg auf einen Pegel reduziert werden, der
die Leistungsanforderungen erfüllt.
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Zusätzlich zu
den Verstärkungs-
und/oder Phasen-Entzerreranpassungen über der
Frequenz kann der Entzerrer 100 einen programmierbaren Schaltkreis
zur Verzögerungsanpassung über der Frequenz
enthalten, der geringfügige
Verzögerungsvariationen über der
Frequenz, zum Beispiel im Verstärker 44,
ausgleichen kann. Diese Verzögerungsvariationen
könnten
Phasenfehler erzeugen, die eine schlechte Verzerrungsreduktion bei
einigen Frequenzen zur Folge hat. Um die verschiedenen absoluten Verzögerungen
auszugleichen, programmiert der Digitalempfänger 90 den Verzögerungsentzerrer
(der als ein Teil des Entzerrers 100 dargestellt ist, aber
in Reihe mit dem Entzerrer 100 dargestellt werden könnte), um
eine verbesserte Verzerrungsreduktion zu erreichen. Wie bei den
anderen Anpassungen wird die absolute Verzögerung nicht direkt gemessen.
Was durch den Digitalempfänger 90 gemessen wird,
ist die Anzahl von Amplituden über
dem Betriebsfrequenzband, welche die Stärke der Verzerrungsreduktion über die
Frequenz hinweg anzeigen. Auf Basis dieser Messung wird der Verzögerungsentzerrer
angepasst. Der Verzögerungsentzerrer
kann ähnlich
zu anderen Entzerrern sein. In einer Ausführungsform ist der Verzögerungsentzerrer
eine variable Verzögerung,
in dem Verzögerungselemente
mit jeweiligen Verzögerungen
in Reihe sind und im Hauptsignalpfad 18 ein- und ausgeschaltet
werden können,
um die Verzögerung
auf dem Hauptsignalpfad 18 zu verändern, zum Beispiel ist er
ein Zwei-Bit-Verzögerungsanpasser
mit zwei Verzögerungselementen.
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Für die Pfadausstattungen
und die Bearbeitungsschaltung 82 ist ein ausreichender
Aussteuerbereich vorgesehen, um die Spektrumausgabe des Verstärkerverzerrungsreduktionssystems
zu messen. Die Verarbeitungsschaltung 82 kann einen ausreichenden
verzögerungsfreien
Aussteuerbereich aufweisen, um sowohl das Signal als auch die Verzerrung
zu messen, und sie kann einen ausreichenden Bereich aufweisen, um
genaue Messungen der Verzerrung selbst nach der Reduktion der Verzerrung zu
erhalten, zum Beispiel ein Digitalempfänger, der für einen Bereich von 5 dB Verzerrung(IMD)-Rausch-Abstand
leistungsfähig
ist, wenn 60 dBc Träger-Verzerrung(IMD)-Abstand
erreicht werden. Indem die Ausgabe des Verstärkers 12 direkt gemessen
wird und eine Analyse des Frequenzspektrums während des Betriebes ausgeführt werden
kann, lässt
sich der tatsächliche
Verzerrungsleistungsumfang aus Trägersignal(en) zur Verzerrung(IMD)
zum Rauschen quantifizieren.
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Ist
eine Feinabstimmung der Verzerrungsreduktionsschleife 86 nötig, dann
kann die Empfindlichkeit der Bearbeitungsschaltung 82 durch
Inbetriebnahme einer Detektorträgerlöschschleife 130 verbessert
werden. Ein Koppler 132 auf dem Vorwärtseingabepfad 18 vor
dem Koppler 28 koppelt eine Probe eines „sauberen" oder nichtverzerrten
Signals ab oder stellt sie bereit, wie z.B. das(die) Trägersignal(e)
auf einen Detektorträgerlöschpfad 134.
Das Signal wird durch eine Verzögerung 136 um
den passenden Wert verzögert,
der zur Signalverzögerung
am Ausgang des Verzerrungsreduktionssystems passt. Das geschaltete
HF-Eingangsteil ist konfiguriert, dass es eine Verknüpfung sowohl
des Ausgangssignals der Verzerrungslöschschleife 86 als
auch der Ausgabe der Detektorträgerlöschschleife 130 an
einem Koppler 138 ermöglicht,
um die Amplitude des(r) Trägersignals(e)
zu reduzieren, wenn der Digitalempfänger 90 die Verzerrungslöschschleife 86 überwacht.
Die Amplitude und Phase des(r) Trägersignals(e) auf dem Detektorträgerlöschpfad 134 wird
angepasst, bis die Träger
hinter dem Ausgang des Kopplers 138 minimiert sind. Sobald
sie minimiert sind, kann eine (nicht dargestellte) hochverstärkende Vorverstärkerstufe
in den HF-Pfad am Eingangsteil des Blockwandlers 110 geschaltet
werden, wodurch die Verzerrungserfassung und die Empfindlichkeit
des Digitalempfängers 90 verbessert
werden. Das Ergebnis ist ein verbesserter Verzerrung-Rausch-Abstand, wie z.B.
etwa 20 dB, bei einer Messung der Verstärkerverzerrung, wenn zum Beispiel
die IMD-Löschschleife 86 nahe
dem Pegel 60 dBc des Träger-Verzerrung-Abstandes
abgestimmt ist.
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Stellt
der Digitalempfänger 90 fest,
dass die Abstimmung der IMD-Löschschleife 86 durch
unmittelbares Messen der IMD-Komponenten ein Problem darstellt,
dann kann eine pilotgestützte
Abstimmung aktiviert werden. Zum Beispiel kann ein Schalter 140 verwendet
werden, um das(die) Pilotsignal(e) einem Koppler 142 zuzuleiten,
welcher das Pilotsignal vor dem Verstärker 12 in den Hauptsignalpfad 16 eingibt. Das
Abstimmen der IMD-Löschschleife 86 kann
weniger robust werden, wenn für
die Basisstation eine Stromab-Leistungssteuerung aktiviert wird.
Das würde
zu größeren Veränderungen
der HF-Trägerleistung
und somit größeren Schwankungen
bei den Verzerrungsmessungen führen.
Der Digitalempfänger 90 bestimmt,
ob die Leistungssteuerung aktiviert ist und ob die Standardabweichung
der IMD-Messungen zu groß ist.
Ist dies der Fall, dann wird die pilotgestützte Abstimmung aktiviert.
In dieser Ausführungsform
wird ein Dauerstrich-(CW)-Pilot in den Koppler 142 auf
dem Hauptsignalpfad 16 bei einer Frequenz eingespeist,
die nicht durch Träger
besetzt ist. Der Pegel des Pilotsignals ist derart, dass er mit einem
absoluten IMD-Pegel vergleichbar ist. Die IMD-Löschschleife 86 würde dann
mit Hinblick auf das Frequenzintervall, das dem(n) Pilotsignal(en)
zugeordnet ist, abgestimmt werden. Die Schleife würde durch
die IMD-Löschschleife 86 wie
zuvor abgestimmt sein, um die Amplitude des Pilotsignals zu reduzieren.
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Dementsprechend
kann der Digitalempfänger 90 unter
Verwendung der Amplituden der IMD-Komponente(n) und/oder des(r)
Pilotsignals(e) Entzerreranpassungen bereitstellen, welche den Amplituden-
und/oder Phasengang des Entzerrers 100 über das Betriebsfrequenzband
hinweg verändern. Der
Digitalempfänger 90 kann
den Amplituden- und/oder Phasengang des Entzerrers 100 anpassen, bis
ein gewünschter
Amplituden- und/oder Phasengang für die Verzerrungslöschschleife 86 erreicht
ist, wie es widergespiegelt wird in der(n) Amplitude(n) der IMD-Komponente(n) und/oder
des(r) Pilotsignals(e) über
das Betriebsfrequenzband hinweg in der Digitalbereich-Bandbreitendarstellung
der Ausgabe aus der Verzerrungsreduktionsschleife 86. Zum
Beispiel kann der Digitalempfänger 90 den
Amplituden- und/oder Phasengang des Entzerrers 100 anpassen, um
die IMD, Pilotsignal(e) oder Verzerrung gleichmäßig über die Frequenz zu reduzieren,
wie es in der Digitalbereich-Bandbreitendarstellung
widergespiegelt wird. Zusätzlich
kann der Digitalempfänger 90 die Verzerrungsreduktionsschleife 86 bei
unterschiedlichen HF-Träger-
und Verstärkerzuständen anpassungsfähig abstimmen,
um ein einheitlicheres Leistungsvermögen über das Betriebsfrequenzband
hinweg zu erhalten.
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Zusätzlich zur
oben beschriebenen Ausführungsform
sind alternative Konfigurationen des Verstärkerverzerrungsreduktionssystems
möglich,
in denen Komponenten weggelassen oder hinzugefügt werden und/oder Abänderungen
oder Teile des beschriebenen Systems verwendet werden. Zum Beispiel
sind die obigen Ausführungsformen
in einer Vorwärtseingabeausführung beschrieben,
es sind jedoch andere Ausführungsformen
möglich,
welche Relativverstärkungs-
und/oder Phasen- und/oder Entzerreranpassungen
bereitstellen, wobei ein Breitbandempfänger verwendet wird, welcher
Amplitudenmessungen bei unterschiedlichen Frequenzen über ein
Betriebsfrequenzband hinweg liefert. Zum Beispiel könnten Ausführungsformen
zum Anpassen an sich verändernde
Bedingungen während
des Betriebes einer Vorverzerrungsarchitektur verwendet werden,
wo die Verstärkungs-
und/oder Phasenanpassungen zum Betriebsfrequenzband vor der Verstärkung auf
Basis mindestens einer Amplitude aus der Anzahl von Amplituden im
Betriebsfrequenzband nach der Verstärkung und vor der Übertragung
ausgeführt
werden. In einem Band eines persönlichen Kommunikationssystems
(PCS) im Bereich von 1930–1990
MHz kann der Digitalempfänger 90 Messungen
bei unterschiedlichen Frequenzen über ein 20 MHz-Teilband liefern,
das als der momentane Frequenzbereich, wo HF-Träger platziert werden können, oder
als der maximale Frequenzabstand zwischen HF- Trägern
festgelegt werden kann. In Abhängigkeit
von der Anwendung erreicht die Trägerlöschschleife 84 gewöhnlich etwa
12–32
dB Trägerauslöschung (vorzugsweise
mehr als 20 dB), und die IMD-Löschschleife 86 erreicht
gewöhnlich
etwa 12–32
dB Verzerrungsauslöschung über dem
Betriebsfrequenzband (vorzugsweise mehr als 20 dB).
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In
Abhängigkeit
von der Anwendung kann die Relativverstärkung- und/oder Phasenschaltung und/oder
Entzerrerschaltung in unterschiedlichen Lagen und/oder Pfaden im
Vorwärtseingabeverstärker und
anderen Verzerrungsreduktionsanordnungen positioniert werden. Zum
Beispiel könnte
der Verstärkungs-
und oder Phasenanpassungsschaltkreis 98 auf dem Pfad 18 vor
dem Koppler 28 angeordnet werden, der Verstärkungs- und/oder Phasenanpasser 102 könnte auf
dem Pfad 16 nach dem Koppler 26 angeordnet werden,
oder die Verstärkungs-
und Phasenanpassungsschaltung 96 und 98 könnte an beiden
Orten angebracht werden. Die Amplitude der Signale kann auf verschiedenen
Wegen gemessen oder dargestellt werden, so z.B. als Spannung, Strom,
Energie, Leistung oder Intensität;
die Amplitude der Signale bezieht sich in dieser Beschreibung jedoch
allgemein auf den Leistungspegel, obwohl sich die Amplitude im analogen
Zeitbereich auf den Spannungspegel beziehen kann.
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Ferner
wurde das Verzerrungsreduktionssystem so beschrieben, dass die Bearbeitungsschaltung
speziell unter Einsatz eine A/D-Wandlers betrieben wird, es sollte
jedoch selbstverständlich
sein, dass das Verstärkerverzerrungsreduktionssystem und
Teile davon mit einem Einsatz von spezifischen integrierten Schaltkreisen,
softwaregesteuerten Prozessschaltungen, Firmware, programmierbaren
Logikbausteinen, Hardware und anderen Anordnungen von diskreten
Komponenten verwirklicht werden kann, wie es für einen Durchschnittsfachmann
verständlich
ist, der aus dieser Offenlegung Nutzen zieht. Was beschrieben wurde,
ist lediglich eine Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung.
Fachleute werden schnell erkennen, dass diese und verschiedene andere
Modifikationen, Anordnungen und Verfahren zur vorliegenden Erfindung
ausgeführt werden
können,
ohne den hier veranschaulichten und beschriebenen beispielhaften
Anwendungen strikt zu folgen und ohne den Geltungsbereich der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.