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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Phasenversatzberechnungsverfahren,
mit dem einem Signal eine gewünschte
Phasenverschiebung verliehen wird, sowie eine Phasenverschiebungs-Schaltung.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Die
Internationale Fernmeldeunion ITU (International Telecommunication
Union) fährt
mit der Entwicklung von IMT200, einem weltweit einheitlichen Mobilkommunikationsstandard
fort. Ein W-CDMA- (Breitband-Codemultiplex-Zugriff) System ist als einer
der IMT2000-konformen Standards anerkannt worden.
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In Übereinstimmung
mit der technischen Spezifizierung von IMT200 (3G TS 25.214 Version 3.1.0
(1999-12) Technical Specification, S. 25 bis S. 32) muss eine CDMA-Kommunikations-Basisstations-Vorrichtung
eine Funktion besitzen, die eine rückgekoppelte Sendediversität (CLTD,
closed loop transmit diversity) für jeden Sendekanal durchführt.
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Die
rückgekoppelte
Sendediversität
für einen physikalischen
Kanal (DPCH: Dedicated Physical Channel) ist eine Technologie zum
Regeln der Phase und der Amplitude eines Sendesignals und zum Senden
des Sendesignals auf Basis einer in den Rückkopplungsinformationen (FBI:
Feedback Information) enthaltenen Nachricht, die von einer Mobilstation
gesendet werden.
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Von
dem Regeln der Phase und der Amplitude eines Sendesignals erwartet
man die Effekte, dass dadurch die Mobilstationsseite befähigt wird, den
Pegel eines Empfangssignals zu verbessern und eindeutig zwischen
Interferenzsignalen von anderen Mobilstationen und dem ursprünglichen
Empfangssignal zu unterscheiden.
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Ein
IMT2000-konformes W-CDMA-Kommunikationssystem erfordert, dass die
Sendephase θ mit
wenigstens 8 Typen von Phasenverschiebung (Phasenversatz) bereitgestellt
wird. Insbesondere bedeutet dies, dass die Sendephase θ mit Phasenverschiebungen
(Phasenversätzen)
von +180°, –135°, –90°, –45°, 0°, +45°, +90° und +135° bereitgestellt
wird.
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Darüber hinaus
schreibt der IMT2000-konforme Standard vor, dass die oben beschriebene Sendephasenregelung
für jeden
Sendekanal durchgeführt
wird, das heißt,
für jede
sich in Kommunikation befindende Mobilstation.
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Wenn
die Amplitude und die Phase eines Sendesignals geregelt werden,
ist es normale Praxis, dass die Phasenregelung nach dem Regulieren
der Signalamplitude durch Multiplizieren eines Amplitudenregulierungskoeffizienten
durchgeführt
wird.
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In
diesem Fall wird durch das Durchführen einer Berechnung für die Amplitudenregulierung
die Anzahl an Bits von Daten erhöht,
wodurch der Rechenaufwand für
die Phasenversatzberechnungen zunimmt.
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Darüber hinaus
besteht ein QPSK- (Quadrature Phase Shift Keying [Quadraturphasenumtastung))
Signal aus zwei Signalen, die zueinander orthogonal sind (I-Signal
[phasengleiches Signal] und Q-Signal [Quadratursignal]), und es
ist erforderlich, die Amplitude und die Phase für jedes Signal zu regulieren.
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Dadurch
werden die Abmessungen der Schaltung einer Regelschaltung zum Regeln
der Amplitude und der Phase (Schaltung zum Abbilden von Signalpunkten
auf gewünschten
Koordinaten einer Phasenebene) weiter vergrößert.
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Darüber hinaus
erfordert das W-CDMA-System gemäß dem IMT2000-Standard,
dass die Phasenregelung für
jeden Sendekanal durchgeführt
wird, wodurch die Abmessungen einer Amplituden-/Phasenregelschaltung
(Signalpunkt-Abbildungsschaltung) vergrößert werden, was unvereinbar
mit der Forderung nach Miniaturisierung der Vorrichtung ist. Des
Weiteren wird ein höherer
Stromverbrauch der Vorrichtung verursacht.
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Zellulartelefone
unterliegenden strengen Anforderungen hinsichtlich einer Miniaturisierung
der Vorrichtung und geringerem Stromverbrauch, und das Vorhandensein
einer solchen ungünstigen
Situation stellt ein beachtliches Problem dabei dar, Zellulartelefone
unter Einhaltung des neuen Standards zu implementieren.
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Die
vorliegende Erfindung wurde implementiert, um solche Probleme zu
lösen,
und es ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, die Abmessungen
einer Schaltung zu reduzieren, die die Amplitude und die Phase eines
Signals regelt, und darüber
hinaus einen geringen Stromverbrauch der Schaltung zu erzielen.
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Das
Dokument
EP 0 783 210
A2 beschreibt, dass in einem spektrumgespreizten Kommunikationssystem
Sendedaten auf Basis einer QPSK- (Quadraturphasenumtastung) Modulation
mit π/4-Verschiebung
entsprechend von zwei Spreizcodesequenzen moduliert werden. Die
Modulationsschaltung des Senders besteht aus einer ersten Phasenverschiebungseinrichtung
und einer zweiten Phasenverschiebungseinrichtung. Die erste Phasenverschiebung
wird durch eine Zeichenumkehrung durchgeführt. Die verbleibende Phasenverschiebung,
die kleiner als 90° ist,
wird durch die zweite Phasenverschiebungseinrichtung durchgeführt. Das
Dokument macht jedoch keine Ausführungen
zu dem Positionieren einer Amplitudenreguliervorrichtung in einer Technologie
zur Sendeleistungsregelung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Wenn
einem Signal eine Phasenverschiebung verliehen wird, verleit eine
Phasenverssatzschaltung der vorliegenden Erfindung zuerst eine Phasenverschiebung
eines Vielfachen von 90° und anschließend eine
Phasenverschiebung, die kleiner als 90° ist. Die Phasenverschiebung
eines Vielfachen von 90° wird
eigentlich durch Ändern
des Vorzeichens einer mit einem Vorzeichen versehenen binären Zahl
ausgeführt.
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Ein
Modus der Phasenversatzschaltung der vorliegenden Erfindung konzentriert
sich auf die Tatsache, dass ein QPSK-Signal (Quadraturphasenumtastung
unterzogenes Signal) aus Kombinationen von „+1" und „–1" (dargestellt durch eine mit einem Vorzeichen
versehene Zahl) gebildet ist, und wenn der Phasenversatz θ ein Vielfaches
von 90° ist,
führt die
Phasenversatzschaltung lediglich ein Umkehren der Vorzeichen der
Daten durch (das heißt,
die Umkehrung zwischen + und –).
Diese Phasenversatzberechnung durch Umkehrung der Vorzeichen wird
an einem QPSK-Signal vor der Berechnung für eine Amplitudenregulierung
durchgeführt.
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Anschließend wird,
wenn der Phasenversatz θ durch
einen Gesamtwert von Vielfachen von 90° und Werten, die abweichend
von 90° sind,
ausgedrückt
werden kann, der Phasenversatz der Komponente des verbleibenden
Winkels nach dem Subtrahieren der Komponente des Vielfachen von
90° durch eine
Phasenversatzberechnung durchgeführt.
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Diese
Phasenversatzberechnung wird nach der Amplitudenregulierung durch
eine Phasenversatz-Berechnungsschaltung an den Daten durchgeführt. Bevor
eine Amplitudenregulierungsberechnung durchgeführt wird, wird eine Phasenverschiebung
eines Vielfachen von 90° durch
Anwenden eines Umkehrens des Vorzeichens an dem QPSK-Signal und dem anschließenden Verleihen
einer Phasenverschiebung eines Winkels (Rotationswinkel), der kleiner
als 90° ist,
durchgeführt.
Durch diese Konfiguration in zwei Stufen wird es möglich, die
Schaltung zu vereinfachen und den Stromverbrauch der Schaltung zu
reduzieren.
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In
einem Modus der Phasenversatzschaltung der vorliegenden Erfindung
hat die Schaltung, die eine Phasenverschiebung mit einem Rotationswinkel,
der kleiner als 90° ist,
verleiht, eine Funktion des festen Phasenversatzes, die ein vorgegebenes Maß eines
Phasenversatzes verleiht, und die bestimmt, ob einem Eingangssignal
entsprechend einem Steuersignal ein fester Phasenversatz verliehen werden
sollte oder nicht.
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Durch
die Verwendung der Phasenversatzschaltung der vorliegenden Erfindung
ist es möglich, auf
einfache Weise eine CDMA-Kommunikations-Basisstations-Vorrichtung
zu konstruieren, die mit dem IMT2000-Standard konform ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben genannten sowie weitere Aufgaben und Leistungsmerkmale der
Erfindung werden im folgenden Verlauf anhand der folgenden Beschreibung offensichtlich,
wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet
wird, in denen ein Beispiel auf exemplarische Weise dargestellt
ist, und in denen;
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1 ein
Blockdiagramm ist, das ein Konfigurationsbeispiel einer Phasenversatzschaltung
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2A ist
ein Blockdiagramm, das ein spezifisches Konfigurationsbeispiel der
Phasenversatzschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2B ist
eine Ansicht, die eine Vorzeichenumkehrungsoperation einer Vorzeichenumkehrschaltung
darstellt;
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3A ist
eine Ansicht, die typische Koordinatenpunkte in einer IQ-Phasenebene
eines QPSK-Signals darstellt;
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3B ist
eine Ansicht, die ein Verfahren des Verleihens einer Phasenverschiebung
in der IQ-Phasenebene eines QPSK-Signals darstellt;
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4A ist
ein Blockdiagramm, das ein weiteres Konfigurationsbeispiel der Phasenverschiebungsschaltung
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4B ist
ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer herkömmlichen
Phasenverschiebungsschaltung ohne Verwendung der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer CDMA-Kommunikation-Basisstations-Vorrichtung
darstellt, auf die vorliegende Erfindung angewendet wird;
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6A ist
eine Zeichnung, die eine Konfiguration eines von einer Mobilstation
gesendeten Abwärtsstrecken-Steuerungskanals
darstellt;
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6B ist
eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen einem Amplitudenregulierungs-Wichtungsfaktor
und dem Amplitudenwert darstellt;
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6C ist
eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen einem Amplitudenregulierungs-Wichtungsfaktor
und einer Rotationsphase darstellt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das ein spezifisches Konfigurationsbeispiel der
in 5 dargestellten Phasenberechnungsschaltung darstellt;
und
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8 ist
ein Ablaufplan, der eine Verfahrensweise der Sendediversität in der
CDMA-Kommunikations-Basisstations-Vorrichtung
darstellt, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Ausführungsform 1)
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Phasenversatzschaltung
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Die
in 1 dargestellte Phasenversatzschaltung 200 enthält eine
Vorzeichenumkehrschaltung 210, um einem Eingangssignal
(mit Vorzeichen versehenes binäres
Datenbit) eine Phasenverschiebung eines Vielfachen von 90° zu verleihen,
und eine Phasenverschiebungs-Berechnungsschaltung 220, um
eine Phasenverschiebung mit einem Winkel (Rotationswinkel), der
kleiner als 90° ist,
zu verleihen.
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So
sei beispielsweise angenommen, dass ein Maß an Versatz der Phase eines
QPSK-Signals durch
eine Summe eines Vielfachen von 90° und einem anderen Wert (Rotationswinkel,
der kleiner als 90° ist)
ausgedrückt
wird.
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Das
heißt,
es sei angenommen, dass das Maß an
Phasenversatz θ durch
die untenstehende Gleichung (1) ausgedrückt wird: θ = 90a + b(a = 0, 1, 2, 3 ...,
0 < b < 90) (1)
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In
dieser Ausführungsform
wird die Phasenversatzverarbeitung der Komponente eines Vielfachen
von 90° des
Maßes
des Versatzes zuerst durch eine Vorzeichenumkehrung durchgeführt.
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Das
heißt,
eine Phasenverschiebung eines Vielfachen von 90° kann, so wie dies in 3A dargestellt
ist, durch Ersetzen von „+" und „–" an den Koordinaten
der jeweiligen Punkte auf der I-Achse und der Q-Achse in der IQ-Phasenebene
durchgeführt werden.
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Das
heißt,
um die Phase von Punkt A (Koordinaten (1, 1)) in 3A zu
Punkt B zu verschieben (Koordinaten (1, –1), kann das Vorzeichen der
Q-Koordinate von Punkt A von „+" auf „–" umgekehrt werden.
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Auf
gleiche Weise kann, um Punkt A (Koordinaten (1, 1)) zu Punkt C (Koordinaten –1, 1))
zu verschieben, das Vorzeichen der I-Koordinate von Punkt A von „+" auf „–" umgekehrt werden.
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Auf
gleiche Weise können,
um den Punkt A (Koordinaten (1, 1)) zu Punkt D (Koordinaten (–1, –1)) zu
verschieben, die Vorzeichen der I-Koordinate und der Q-Koordinate
von „+" auf „–" umgekehrt werden. Auf
diesen Punkt fokussierend, führt
die in 1 dargestellte Schaltung Signalverarbeitung durch,
indem sie dem Eingangssignal eine Phasenverschiebung eines Vielfachen
von 90° durch
die in der Vorzeichenumkehrschaltung 210 durchgeführte Vorzeichenumkehrverarbeitung
verleiht.
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Anschließend wird
eine Phasenverschiebungsberechnung an der verbleibenden Phasenversatzkomponente
durchgeführt,
die durch Subtrahieren der Komponente eines Vielfachen von 90° (Phasenverschiebung,
die kleiner als 90° ist)
durch die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 220 erhalten wird.
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So
sei beispielsweise ein Fall betrachtet, in dem Punkt A, so wie in 3B dargestellt,
zu Punkt E verschoben wird.
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In
diesem Fall wird Punkt A durch eine Vorzeichenumkehrung zu Punkt
C verschieben (Phasenverschiebung von –180°), und anschließend wird eine
Phasenverschiebung von +45° durchgeführt, um
Punkt C zu Punkt E zu verschieben.
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Auf
diese Weise kehrt die in 1 dargestellte Vorzeichenumkehrschaltung 210 (Phasenverschiebungsschaltung
eines Vielfachen von 90°)
das Vorzeichen der ursprünglichen
Daten um, um dem I-Signal und dem Q-Signal einen Phasenversatz eines
Vielfachen von 90° zu
verleihen.
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Anschließend führt eine
Phasenversatz-Berechnungsschaltung 220 eine Berechnung
einer Phasenverschiebung von +45° durch,
um Punkt C zu Punkt E zu verschiebe, was in 3B dargestellt
ist.
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In Übereinstimmung
mit solch einem Verfahren kann für
ein Maß an
Versatz θ mit
den unterschiedlichen Variablen a und b in der obenstehenden Gleichung
(1) die Signalverarbeitung auf einfache Weise durch Vorzeichenumkehrung
und eine Phasenversatzberechnung mit einem gemeinsamen Rotationswinkel
(Berechnung eines festen Phasenversatzes) durchgeführt werden.
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Darüber hinaus
wird für
den verbleibenden Rotationswinkel nach Entfernen der Komponente
eines Vielfachen von 90° abschließend eine
Phasenversatzberechnung durchgeführt,
und aus diesem Grund beträgt
das erforderliche Maß der
Phasenverschiebung weniger als 90°,
was in einer einfachen Berechnung resultiert. Das heißt, die
Signalverarbeitung kann durch lediglich eine verkürzte Berechnung, die
die Konfiguration der Schaltung für die Phasenverschiebungsberechnungen
vereinfacht, durchgeführt
werden.
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(Ausführungsform 2)
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2A ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer spezifischen Konfiguration
der in 1 dargestellten Phasenversatzschaltung darstellt.
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Die
Vorzeichenumkehrschaltung 210, die eine Phasenverschiebung
eines Vielfachen von 90° berechnet,
enthält
eine Vorzeichenumkehrungs-Matrix 212. Diese Vorzeichenumkehrungs-Matrix 212 führt eine
Vorzeichenumkehrung, wie in 2B dargestellt,
an einem QPSK-Signal durch, das eingegeben wurde, um eine Phasenverschiebung
eines Vielfachen von 90° durchzuführen.
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Darüber hinaus
enthält
die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 220, die eine Phasenverschiebung
mit einem Rotationswinkel durchführt, der
kleiner als 90° ist,
die Phasenverschiebungseinrichtungen 222a und 222b,
die eine Phasenverschiebung von 45° durchführen, sowie die Auswähleinrichtungen 224a und 224b.
Die Auswähleinrichtungen 224a und 224b wählen entweder
ein Signal aus, das einer Phasenverschiebungsverarbeitung unterzogen wird,
oder ein Signal, das keiner Phasenverschiebungsverarbeitung unterzogen
wird.
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Die
Operationen der Vorzeichenumkehrungs-Matrix 212 und der
Auswähleinrichtungen 224a und 224b werden
durch ein Steuersignal von außen
gesteuert.
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Die
in 2A dargestellte Schaltung kann auf einfache Weise
verschiedene Verschiebungsberechnungen durchführen, so wie dies in 3B dargestellt
ist. Dies wird auf ausführliche
Weise anhand der folgenden Ausführungsformen
erläutert.
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(Ausführungsform 3)
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4A ist
ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer Phasenverschiebungsschaltung darstellt.
Während
die oben beschriebene Ausführungsform
lediglich die Phase eines Signals reguliert, reguliert die Phasenverschiebungsschaltung
dieser Ausführungsform
sowohl die Phase als auch die Amplitude eines Signals.
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Der
Vorzeichenumkehrschaltung 401 werden die QPSK-Signale SCI
und SCQ über
die Signaleingangsanschlüsse 400a und 400b zugeführt. Hierbei
ist SCI ein Signal einer phasengleichen („in-phase") Komponente (I-Komponente), und SCQ
ist ein Signal einer Quadraturkomponente (Q-Komponente).
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Die
Vorzeichenumkehrschaltung 401 führt eine Phasenverschiebung
mit einem Rotationswinkel eines Vielfachen von 90° durch.
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Die
Vorzeichenumkehrschaltung 401 gibt die phasengleiche Komponente
SRI und die Quadraturkomponente SRQ, die Zwischenergebnisse der
Phasenverschiebungsberechnung sind, an die Amplituden-Multipliziereinrichtung 402 aus.
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Die
Amplituden-Multipliziereinrichtung 402 multipliziert die
zwei Signale SRI und SRQ mit einem Amplitudenkoeffizienten und reguliert
die Signalamplituden.
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Die
Amplituden-Multipliziereinrichtung 402 gibt die zwei Signale
AI und AQ aus, deren Amplituden reguliert worden sind.
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Die
zwei Signale AI und AQ werden in die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 403 eingegeben,
und die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 403 führt die
Phasenversatzberechnungen mit einem Rotationswinkel durch, der größer als
0° und kleiner als
90° ist,
an den Signalen AI und AQ durch.
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Die
Phasenversatz-Berechnungsschaltung 403 gibt die Signale
RI und RQ von den Signalausgangsanschlüssen 404 aus.
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Auf
diese Weise weist die Phasenversatzvorrichtung dieser Ausführungsform
Vorteile dahingehend auf, dass ein Phasenversatz von θ, von dem
lediglich dessen Komponente eines Vielfachen von 90° unterschiedlich
ist, durch bloßes Ändern der
Verarbeitung in der Vorzeichenumkehrschaltung 401 durchgeführt werden
kann, und dass andere Versatzberechnungen ebenfalls auf eine Berechnung
von 90° oder
weniger begrenzt werden kann.
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4B zeigt
eine Konfiguration (herkömmliches
Beispiel), in der ein gewünschter
Phasenversatz durch eine bloße
Phasenversatz-Berechnungsschaltung 407 ohne Verwendung
der vorliegenden Erfindung verliehen wird.
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Der
Inhalt der Phasenversatzberechnung, bei der lediglich die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 407 angewendet
wird, lautet wie folgt: RI
= AIcosθ +
AQsinθ,
RQ = AIcosθ – AQsinθ (2)wobei AI
und AQ die Eingangssignale der I-Komponente und der Q-Komponente
des QPSK-Signals, und RI und RQ die Ausgangssignale sind.
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In
dem Fall, in dem die Berechnung in Gleichung (2) unter Verwendung
der in 4A dargestellten vorliegenden
Erfindung durchgeführt
wird, wird die durch die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 403 auszuführende Gleichung
für die
Berechnung wie unter Gleichung (3) dargestellt, vereinfacht: RI = (AI + AQ)cosθ, RQ = (AI – AQ)cosθ (3)
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Wenn
darüber
hinaus der durchzuführende Phasenversatz θ ein Vielfaches
von 45° ist,
wird die durch die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 403 auszuführende Gleichung
für die
Berechnung wie unter Gleichung (4) dargestellt, vereinfacht: RI = AIcos, RQ = AQcos(90 – θ) (4)
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Dementsprechend
kann durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung eine Phasenberechnung
vereinfacht werden, und demzufolge kann auch die Schaltungskonfiguration
vereinfacht und der Stromverbrauch der Schaltung reduziert werden.
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(Ausführungsform 4)
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration einer CDMA-Basisstations-Vorrichtung in Übereinstimmung
mit Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Die
Basisstations-Vorrichtung 10 kann rückgekoppelte Sendediversität für jeden
Sendekanal durchführen.
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In 5 führt die
Multiplexschaltung 20 Multiplexing eines dedizierten physikalischen
Steuerkanals (DPCCH – Dedicated
Physical Control Channel) und eines dedizierten physikalischen Datenkanals (DPDCH – Dedicated
Physical Data Channel) durch. Die Spreizcode-Multipliziereinrichtung 30 multipliziert einen
Spreizcode.
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Nach
dem Multiplizieren des Spreizcodes wird das Signal in ein Signal
für die
Antenne 48 und in ein Signal für die Antenne 49 aufgeteilt.
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Die
Signalpunkt-Abbildungsschaltung 40 multipliziert die jeweiligen
aufgeteilten Signale mit den Wichtungsfaktoren (W1, W2) und reguliert
ihre Phasen und Amplituden. Auf diese Weise werden die Signalpunkte
auf den gewünschten
Koordinaten der IQ-Phasenebene
abgebildet.
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Diese
Phasen und Amplituden werden durch Multiplizieren der jeweiligen
Antennensignale durch die Wichtungsfaktoren W1 und W2 reguliert,
die von dem Übertragungs-Steuerungsabschnitt 18 ausgegeben
werden. Die Wichtungsfaktoren werden unter Verwendung der Berechnungsschaltungen 41 und 42 multipliziert.
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Der Übertragungs-Steuerungsabschnitt 18 enthält einen
FBI- [Rückkopplungsinformationen] Nachricht-Analyseabschnitt 46 und
eine Erzeugungseinrichtung für
Wichtungsfaktoren 45.
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Wie
dies in 6A dargestellt ist, enthält ein Abwärtsstrecken-Steuerkanal,
der von den Mobilstationen (R1 bis Rn) an dem anderen Kommunikationsende übertragen
wird, Daten- und Steuersignale (einschließlich Pilotsignal, TFCI- (transport
format combination indicator) Signal, FBI- (Feedback Information) Signal,
TPC- (Transmit Power Control) Signal).
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Der
FBI-Nachricht-Analyseabschnitt 46 analysiert eine in dem
FBI-Signal enthaltene Nachricht und führt das Analyseergebnis der
Erzeugungseinrichtung für
Wichtungsfaktoren 45 zu.
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Die
Erzeugungseinrichtung für
Wichtungsfaktoren 45 erzeugt die Wichtungsfaktoren W1 und W2,
die zum Regulieren der Phase und der Amplitude eines Sendesignals
erforderlich sind, und führt
die Wichtungsfaktoren W1 und W2 den Berechnungsschaltungen 41 beziehungsweise 42 zu.
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Die
in 5 dargestellten Sendekanal-Einrichtungsschaltungen 43 und 44 richten
die Sendekanäle
durch Hinzufügen
von Pilotsignalen zu den Sendesignalen der jeweiligen Antennen ein.
Die Sendekanäle
werden von den Antennen 48 und 49 über die HF-Schaltung 47 übertragen.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer spezifischen Konfiguration
einer in 5 dargestellten Phasenversatz-Berechnungsschaltung 41 (42)
illustriert. Die Phasenversatz-Berechnungsschaltungen 41 und 42 besitzen
eine identische Konfiguration. Die Konfiguration der Phasenversatz-Berechnungsschaltung 41 wird
im Folgenden erläutert.
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Das
Sendesignal wird durch den Signalverteiler 50 mit Hilfe
eines Spreizcodes in ein I- (phasengleiches)
und ein Q- (Quadratur) Signal aufgeteilt (QPSK: Quadraturphasenumtastung).
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In
der Figur wird das I-Signal als SCI bezeichnet, und das Q-Signal
wird als SCQ bezeichnet. Diese SCI- und SCQ-Signale werden mit dem
Wichtungsfaktor W2 multipliziert, und die Phase und die Amplitude
des Signals werden reguliert.
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Die
Phase wird durch die Vorzeichenumkehrschaltung (Phasenversatzschaltung
für ein
Vielfaches von 90°)
60 und die Phasenversatz-Berechnungsschaltung 62 reguliert.
Im Gegensatz dazu wird die Amplitude durch die Amplituden-Reguliereinrichtung 61 reguliert.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Durchführen eines gewünschten
Phasenversatzes beschrieben.
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Der
Wichtungsfaktor W2 enthält
ein Steuerbit zum Regulieren der Amplitude und ein Steuerbit zum
Regulieren der Phase.
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Wie
dies in 6B dargestellt ist, bedeuten die
Werte „0" und „1" der Steuerbits zum
Regulieren der Amplitude das Vergrößern der Amplitude um jeweils „0,2 mal" und um „0,8 mal".
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Wie
dies in 6C dargestellt ist, ist es möglich, durch
Kombinieren von „1" und „0" der Steuerbits (3
Bits) zum Regulieren der Phase θ Typen
von Phasenverschiebung von +180°, –135°, –90°, –45°, 0°, +45°, +90° und +135° auszudrücken.
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Hierbei
sollte beachtet werden, dass alle Phasenverschiebungen durch Kombinationen
aus Phasenverschiebungen von Vielfachen von 90° (einschließlich keiner Phasenverschiebung)
und Phasenverschiebungen von +45° ausgedrückt werden können.
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Das
heißt,
+180 = (180 + 0), –135
= (–180
+ 45), –90
= (–90
+ 0), –45
= (–90
+ 45), 45 = (0 + 45), 90 = (90 + 0), +135 = (90 + 45). Dementsprechend können sämtliche
Phasenversätze
durch Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Phasenversätze von
Vielfachen von 90° (oder
keiner Phasenverschiebung) und Phasenversätzen von +45° (3A, 3B)
ausgedrückt
werden.
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Darüber hinaus
können
die Phasenversätze von
Vielfachen von 90° durch
Ersetzen von „+" und „–" der Koordinaten
der Punkte auf der I-Achse und auf der Q-Achse in der IQ-Phasenebene, so wie
dies in 3A dargestellt ist, durchgeführt werden.
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Das
heißt,
um die Phase von Punkt A (Koordinaten (1, 1)) in 3A zu
Punkt B (Koordinaten (1, –1))
zu verschieben, kann das Vorzeichen der Q-Koordinate von Punkt A
von „+" auf „–" umgekehrt werden.
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Auf
gleiche Weise kann, um Punkt A (Koordinaten (1, 1)) zu Punkt C (Koordinaten
(–1, 1))
zu verschieben, das Vorzeichen der I-Koordinate von Punkt A von „+" auf „–" umgekehrt werden.
Auf gleiche Weise können,
um Punkt A (Koordinaten (1, 1)) zu Punkt D (Koordinaten (–1, –1)) zu
verschieben, die Vorzeichen der I-Koordinate und der Q-Koordinate von Punkt
A von „+" auf „–" umgekehrt werden.
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Auf
diesen Punkt fokussierend, führt
die vorliegende Erfindung Phasenverschiebungen von Vielfachen von
90° durch
Umkehren des Vorzeichens von Daten, deren Phase verschoben werden
soll, durch.
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Im
Anschluss an die Phasenverschiebung eines Vielfachen von 90° durch Vorzeichenumkehrung wird
ein Phasenversatz von +45° berechnet.
So sei beispielsweise ein Fall betrachtet, in dem Punkt A, so wie
in 3B dargestellt, zu Punkt E verschoben wird. In
diesem Fall wird Punkt A durch eine Vorzeichenumkehrung (Phasenverschiebung
von –180°) zu Punkt
C verschoben, und anschließend
wird eine Phasenverschiebung von +45° durchgeführt, um Punkt C zu Punkt E
zu verschieben.
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Ausgehend
von diesen Überlegungen
kehrt die in der in 7 dargestellten Signal-Abbildungsschaltung 40 enthaltene
Vorzeichenumkehrschaltung (Phasenversatzschaltung für Vielfache
von 90°)
das Vorzeichen der ursprünglichen
Daten um, um zuerst dem I-Signal und dem Q-Signal einen Phasenversatz eines
Vielfachen von 90° zu
verleihen. In 7 werden das mit Versätzen von
Vielfachen von 90° versehene
I-Signal und das mit Versätzen
von Vielfachen von 90° versehene
Q-Signal jeweils als SRI und SRQ bezeichnet.
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Anschließend reguliert
die Amplitudenregulierschaltung 61 die Amplitude. Die Berechnung
zum Regulieren der Amplitude wird durch eine Berechnung unter Verwendung
des 2er-Komplements durchgeführt.
Durch das Durchführen
einer Berechnung unter Verwendung eines 2er-Komplements wird die
Gesamtanzahl von Bits des Signals erhöht. Das heißt, die Anzahl der Bits der
Signale AI und AQ, deren Amplituden durch die Amplitudenregulierschaltung 61 reguliert
worden sind, ist größer als
die Anzahl von Bits der Signale SRI und SRQ, die mit den Versätzen von
Vielfachen von 90° versehenen
worden sind.
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Anschließend wählt der
Phasenversatzabschnitt 62 aus, ob ein Phasenversatz von
+45° verliehen
werden sollte oder nicht, und steuert diesen Vorgang.
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Der
Phasenversatzabschnitt 62 enthält die Schalter SW1 und SW2,
sowie Einrichtungen für 45°-Phasenverschiebungen 64 und 64.
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Wenn
ein Phasenversatz von +45° verliehen wird,
werden die Schalter SW1 und SW2 auf die a-Seite eingestellt, und
wenn kein Versatz verliehen wird, werden die Schalter SW1 und SW2
auf die b-Seite eingestellt. Da es lediglich erforderlich ist, eine
Phasenverschiebungseinrichtung mit einem festen Maß der Phasenverschiebung
bereitzustellen und durch ein Steuersignal auszuwählen, ob
die Phasenverschiebungseinrichtung verwendet wird oder nicht, ist
die Konfiguration der Schaltung einfach und die Steuerung der Phasenversatzes
wird ebenfalls vereinfacht.
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Die
Multipliziereinrichtungen 51 und 52 multiplizieren
das von dem Phasenversatzabschnitt 62 ausgegebene I- und
Q-Signal mit Trägern,
deren Phase um 90° verschoben wird,
und die Addiereinrichtung 53 kombiniert diese zwei Signale
zu einem Sendesignal, und das Sendesignal wird von der Antenne 48 zu
der Mobilstation ausgegeben.
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Die
vorliegende Erfindung kehrt das Vorzeichen eines ursprünglichen
Signals um, verleiht einen Phasenversatz eines Vielfachen von 90° und schaltet anschließend den
Phasenversatz von +45° AN/AUS.
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Bei
dem Versuch, eine Phasenverschiebung an einem Signal nach der Amplitudenregulierung
in einem Durchgang durchzuführen,
sind, wenn dieses Verfahren nicht verwendet wird, 8 Typen von Koeffizienten
erforderlich, die an den Daten zu multiplizieren sind, deren Anzahl
von Bits sich durch eine Amplitudenregulierung (Signal mit einer
großen
Bitbreite) erhöht
hat, wodurch die Berechnungen verkompliziert und die Abmessungen
der Schaltung vergrößert werden.
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Dadurch
würden
insbesondere die Abmessungen eines IMT2000-konformen Systems vergrößert werden,
dem wiederum vorgeschrieben ist, die Phasenversätze für einen jeden Sendekanal zu
regulieren (für
jede Mobilstation an dem anderen Kommunikationsende), was eine beachtliche
Last hinsichtlich des Stromverbrauchs darstellen würde.
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In Übereinstimmung
mit dieser Ausführungsform
ist es möglich,
einen Phasenversatz lediglich durch eine einfache Datenverarbeitung
zu verleihen, in der eine Vorzeichenumkehrung durchgeführt wird und
eine Berechnung eines festen Phasenversatzes von +45° EIN/AUS
geschaltet wird. Aus diesem Grund ist es möglich, Signalpunkte mit extrem
kleinen Abmessungen der Schaltung abzubilden und darüber hinaus
den Stromverbrauch drastisch zu reduzieren.
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8 zeigt
eine Verfahrensweise für
Sendediversität
in der in den 5 und 7 dargestellten Basisstation.
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Zuerst
wird eine von dem anderen Kommunikationsende gesendete FBI- (Rückkopplungsinformationen)
Nachricht analysiert (Schritt 100). Anschließend werden
auf Basis des Analyseergebnisses die Wichtungsfaktoren erzeugt (Schritt 110).
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Anschließend werden
die Vorzeichen auf Basis der Wichtungsfaktoren umgekehrt, um Phasenversätze von
Vielfachen von 90° bereitzustellen (Schritt 120).
Anschließend
wird auf Basis der Wichtungsfaktoren die Amplitude reguliert (Schritt 130).
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Anschließend wird
auf Basis der Wichtungsfaktoren ein Phasenversatz des Teils, der
Vielfache von 90° entfernt,
berechnet (Schritt 140). Anschließend wird ein Sendekanal eingerichtet
(Schritt 150) und von der Antenne übertragen (Schritt 160).
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Wie
dies oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung mit
einer vereinfachten Konfiguration eine rückgekoppelte Sendediversität implementieren,
die für
eine CDMA-Kommunikation gemäß des IMT2000-Standards
von größter Wichtigkeit ist.
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Insbesondere
muss eine Basisstationsvorrichtung gemäß des IMT2000-Standards dazu
in der Lage sein, eine Sendediversität für jeden Sendekanal durchzuführen, und
dementsprechend ist der Effekt des Reduzierens der Schaltungsabmessungen der
vorliegenden Erfindung extrem groß, und die vorliegende Erfindung
erweist sich hinsichtlich der Anforderungen zur Einhaltung geringer
Kosten, hoher Leistungsrate, geringem Stromverbrauch und einem hohen
Integrationsgrad als ziemlich effektiv.
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Das
heißt,
die vorliegende Erfindung kann Phasenversätze θ von Vielfachen von 90° durch eine bloße Vorzeichenumkehrung
durchführen.
Darüber kann
die Signalverarbeitung durch Durchführen der Vorzeichenumkehrungsverarbeitung
vor dem Multiplizieren eines Amplitudenkoeffizienten in einer Phase durchgeführt werden,
in der die Anzahl der Signalbits immer noch klein ist. Dadurch können die
Abmessungen der Schaltung reduziert und der Stromverbrauch gesenkt
werden.
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Darüber hinaus
führt in
dem Fall, in dem eine Menge an Phasenverschiebung θ durch eine
Summe eines Vielfachen von 90° und
anderen Werten ausgedrückt
wird, eine Vorzeichenumkehrschaltung einen Phasenversatz für eine Komponente
eines Vielfachen von 90° von θ durch,
während
eine Phasenversatzberechnung nach der Multiplikation mit einem Amplitudenkoeffizienten
einen Phasenversatz für
die verbleibende Komponente, die die Komponente des Vielfachen von
90° von θ entfernt,
durchführt,
wodurch es möglich
wird, dass unter Verwendung einer gemeinsamen Schaltung eine Phasenversatzberechnung
der verbleibenden Komponente, die die Komponente des Vielfachen
von 90° von θ entfernt, durchgeführt wird,
was sich als vorteilhaft hinsichtlich des Designs einer integrierten
Schaltung erweist.
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Dadurch
können
die Abmessungen einer Schaltung, die einem Signal einen Phasenversatz verleiht,
reduziert und der Stromverbrauch gesenkt werden.