DE60127191T2

DE60127191T2 - Verfahren zur Feststellung der Verstärkung von verschiedenen Trägern, Funkübertragungseinheiten sowie bestimmte Module für solche Einheiten

Info

Publication number: DE60127191T2
Application number: DE2001627191
Authority: DE
Inventors: Andre Dekker
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: DE60127191D1

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, wobei der Mehrträgersender Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Mitteln zum Modulieren ausgegebenen Signalen und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Signale zur Übertragung umfasst. Die Erfindung betrifft darüber hinaus Funkübertragungseinheiten, Module für solche Funkübertragungseinheiten und ein Funkkommunikationsnetz, das eine solche Funkübertragungseinheit aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, in Funkkommunikationssystemen zellulare Basisstationssender einzusetzen, die Signale mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen ausgeben. Bei solchen Sendern ist es sehr wichtig, die Funkfrequenzverstärkungen und demzufolge die Ausgangsleistungen für jeden Träger genau auf vorbestimmte Pegel regeln zu können.
In herkömmlichen Basisstationssendern, die einen separaten Sender für jeden Träger aufweisen, kann die Funkfrequenzverstärkung für jeden Träger unabhängig von der Verstärkung der übrigen Träger bestimmt werden.
Zur Illustration zeigt 1 ein Blockdiagramm eines solchen herkömmlichen Basisstationssenders auf der Basis von RF-(Funkfrequenz)-IQ-(In-Phase und Quadratur)-Modulatoren. Der Basisstationssender umfasst N Einträger- Sender, von denen der erste und der letzte dargestellt sind. Bezugszeichen von Komponenten oder von Werten der Sender mit einem Index 1 oder N zeigen an, dass sie dem 1. oder N-ten Einträger-Sender zugeordnet sind.
Jeder der N Einträgersender beinhaltet einen Basisbandmodulator 1, dessen Eingang mit Elementen (nicht dargestellt) eines Kommunikationsnetzes verbunden ist, die Datensymbole liefern, und dessen Ausgänge mit zwei Digital-Analog-Wandlern 3, 4 verbunden sind. Die Digital-Analog-Wandler 3, 4 sind mit Eingängen eines RF-Modulators 5 verbunden. Ein zusätzlicher Eingang des RF-Modulators 5 ist mit einem Lokaloszillator (LO) 6 verbunden, während der Ausgang des RF-Modulators 5 mit einem Eingang eines RF-Regelverstärkers 7 verbunden ist. Der Ausgang des RF-Verstärkers 7 ist mit einem Einträger-Leistungsverstärker (SCPA) 8 und der Ausgang des SCPA 8 jedes Einträgersenders ist über eine gemeinsame Summiereinheit 10 mit einer Sendeantenne 11 verbunden. Der Ausgang des SCPA 8 ist ferner mit einem Eingang einer Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 verbunden, die zu dem jeweiligen Einträgersender gehört.
Gleichermaßen ist der Basisbandmodulator 1 über eine Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 mit einem Eingang der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 verbunden. Der Ausgang der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 bildet einen Verstärkungssteuereingang des RF-Verstärkers 7. In der Praxis können noch weitere Aufwärtskonvertierungsstufen und -verstärker sowie Filter einbezogen werden.
Die Basisbandmodulatoren 1 der N Einträgersender empfangen Symbole vom Netzwerk, die über die Sendeantenne 11 über die Luftschnittstelle übertragen werden sollen. Der Basisbandmodulator 1 des jeweiligen Senders erzeugt einen digitalisierten Signalpfad in der komplexen Ebene im IQ-Format und leitet die Signale zu den beiden Digital-Analog-Wandlern (DAC) 3, 4 weiter. Jedes der digitalen IQ-Signale wird von einem der beiden Digital-Analog-Wandler 3, 4 in ein analoges Signal I, Q umgewandelt und dann zum RF-Modulator 5 gespeist. Im RF-Modulator 5 werden beide Signale I, Q auf einen von N Trägern moduliert, der vom Lokaloszillator 6, der dem jeweiligen Einträgersender zugeordnet ist, bestimmt wird. Das Ausgangssignal des RF-Modulators 5 wird dann vom RF-Verstärker 7 mit dem Verstärkungsfaktor verstärkt, der gemäß dem am jeweiligen RF-Verstärker 7 anliegenden Verstärkungsregelsignal GC₁, GC_N eingestellt wurde, und zum SCPA 8 gespeist. Die von den N Einträgersendern ausgegebenen Leistungen werden am Ausgang des SCPA 8 durch die Summiereinheit 10 zur Übertragung durch die Sendeantenne 11 kombiniert.
Die Leistung REF₁, REF_N des Ausgangssignals jedes Basisbandmodulators 1 wird in der assoziierten Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 berechnet und zur jeweiligen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 weitergeleitet. Ebenso wird der Ausgang jedes der SCPAs 8 zusätzlich zur jeweiligen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 gespeist, wo die Ausgangsträgerleistung gemessen und mit der Ausgangsleistung verglichen wird, die von der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 des entsprechenden Einträgersenders bereitgestellt wird. Der Quotient dieser Leistungen bildet die Verstärkung des jeweiligen RF-Pfades G₁, G_N. Wenn die gemessene Verstärkung G₁, G_N auf dem RF-Pfad eines der N Einträger-Sender vom gewünschten Wert abweicht, dann ändert die verantwortliche Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 das Verstärkungsregelsignal GC₁, GC_N, das an den jeweiligen RF-Verstärker 7 für diesen Pfad angelegt wurde, um die Verstärkung G₁, G_N in die Richtung der gewünschten Verstärkung zu lenken.
Ebenso ist eine unabhängige Leistungsregelung der unterschiedlichen Träger in einer anderen, in 2 gezeigten Ausgestaltung eines herkömmlichen Basisstationssenders möglich. Der Basisstationssender entspricht dem von 1, mit der Ausnahme, dass jeder Basisbandmodulator 1 jetzt über einen digitalen Aufwärtskonverter 12 und einen einzelnen Digital-Analog-Wandler 14 mit dem jeweiligen RF-Verstärker 7 verbunden ist. Ein Eingang des digitalen Aufwärtskonverters 12 ist ferner mit einem numerisch gesteuerten Oszillator (NCO) 13 verbunden. Die Komponenten der Einträgersender, die den Komponenten der Einträgersender von 1 entsprechen, erhielten dieselben Bezugszeichen.
Im Gegensatz zu dem Beispiel von 1 erfolgt hier die Konvertierung der digitalen IQ-Signale, die von einem der Basisbandmodulatoren 1 ausgegeben wurde, in ein moduliertes RF-Signal in der digitalen Domäne durch den jeweiligen digitalen Aufwärtskonverter 12, dessen Frequenz vom NCO 13 bestimmt wird, der dem digitalen Aufwärtskonverter 12 zugeordnet ist. Der Ausgang des digitalen Aufwärtskonverters 12 wird dann von dem einen Digital-Analog-Wandler 14 in ein analoges Signal umgewandelt. Digital-Analog-Wandler 14 können derzeit keine Hochqualitätssignale mit GHz-Frequenzen erzeugen. Daher hat die Architektur von 2 in der Praxis wenigstens eine zusätzliche analoge Aufwärtskonvertierungsstufe. Der Einfachheit halber wurde diese jedoch in dem Diagramm nicht dargestellt.
Da die von den Basisbandmodulatoren 1 ausgegebene Leistung und der Ausgang der SCPAs 8 den Ausgängen von Basisbandmodulatoren 1 und SCPAs 8 von 1 entsprechen und zu den Leistungserkennungs- und -regelungseinheiten 9 wie in dem Beispiel von 1 gespeist werden, kann die RF-Verstärkung für jeden Träger unabhängig wie mit Bezug auf 1 beschrieben ermittelt werden. Auch hier werden die Verstärkungsregelsignale GC₁, GC_N wieder von den Leistungserkennungs- und -regelungseinheiten 9 gemäß den ermittelten Verstärkungen G₁, G_N bereitgestellt und an den jeweiligen RF-Verstärker 7 angelegt, um die Verstärkung für jeden Träger auf einen vorbestimmten Wert zu justieren.
Die Basisstation soll die für jeden Träger verwendete Ausgangsleistung genau auf einen vorbestimmten Wert regeln. Bei maximaler Ausgangsleistung verlangen die Standards GSM (Global System for Mobile Communication) und WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) eine Genauigkeit, die besser als ±2 dB pro Träger ist. Um diese Genauigkeit zuverlässig zu erzielen, sollte die Genauigkeit der Leistungsmessung in der Praxis noch besser als ±1 dB sein.
Wenn ein Einträger-Leistungsverstärker für jeden Träger verwendet wird, dann kann diese Genauigkeit z.B. mit einer der oben mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Architekturen erzielt werden, da Zugang zu den separaten Ausgangsleistungen jedes Trägers gegeben ist. Das Kombinieren der Träger erst an den Einträger-Leistungsverstärkerausgängen hat jedoch mehrere Nachteile. Ausgangsleistung geht verloren und die Änderung der Zahl der Träger in einer Basisstation ist sehr aufwändig. Eine zukünftige Basisstation wird daher die Träger bereits vor der Leistungsverstärkung oder noch früher kombinieren. Die Träger werden dann von einem einzigen Mehrträger-Leistungsverstärker leistungsverstärkt. Dies verursacht jedoch Probleme für die Leistungsregelung, da die individuelle Leistung der leistungsverstärkten Träger nicht mehr zugängig ist, sondern nur das von dem einen Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebene Mehrträgersignal. Daher wird eine genaue Schätzung der individuellen Träger-RF-Verstärkungen komplizierter.
In einem bekannten Ansatz wird einfach davon ausgegangen, dass die RF-Verstärkung für alle Träger gleich ist. Demgemäß wird die Gesamtausgangsleistung gemessen und durch die Summe der Ausgangsleistungen der Basisbandmodulatoren dividiert. Dieser Quotient bildet die Gesamtverstärkung. Wenn die gemessene Verstärkung von dem gewünschten Wert abweicht, dann werden die Verstärkungsregelsignale für jeden RF-Verstärker gleichermaßen geändert, um die Verstärkung auf den richtigen Wert einzustellen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es keine Möglichkeit gibt zu gewährleisten, dass die RF-Verstärkungen für die unterschiedlichen Träger tatsächlich gleich sind und für alle Werte des gemeinsamen Verstärkungsregelsignals, unter allen Umweltbedingungen und während der gesamten Lebensdauer der Basisstation gleich bleiben. Die Beziehung der Verstärkungen zueinander kann nur während der Installation der Basisstation und, nach der Inbetriebnahme, durch einen Prüfbesuch vor Ort verifiziert werden.
In einem alternativen Ansatz wurde vorgeschlagen, einen Kanalisierer zu verwenden, um die einzelnen Träger am Ausgang des einzelnen Mehrträger-Leistungsverstärkers voneinander zu trennen. Die Leistungen der getrennten Träger können dann gemessen und mit den Leistungen der Basisbandsignale verglichen werden. Durch Dividieren des jeweiligen Wertepaares für einen Träger wird die Verstärkung für die individuellen Träger gefunden. Wenn eine der Verstärkungen von der vorbestimmten Verstärkung für diesen Träger abweicht, dann kann die Verstärkung individuell durch ein entsprechendes Verstärkungsregelsignal eingestellt werden. Der Nachteil dieser Methode ist, dass ein Kanalisierer benötigt wird. Die benötigte Selektivität ist derart, dass ihre Implementation auf einer Zwischenfrequenz oder auf dem Basisband erfolgen muss. Daher werden ein oder zwei Abwärtskonvertierungsstufen benötigt, was die Komplexität erhöht und den Messwert unzuverlässiger macht. In der Praxis erfordert die Leistungsmessschaltung darüber hinaus eine automatische Kalibrierungsschaltung, um ihre Genauigkeit zu bewahren. Dies macht die Leistungsregelung recht kostspielig und platzaufwändig. Außerdem müssen, falls Frequenzsprungsender wie z.B. im GSM verwendet werden, auch die Kanalisierer für Frequenzsprung geeignet sein, was die Konstruktion noch komplexer macht.
Die Druckschrift WO 01/05111 A1 stellt einen Mehrträgersender dar, bei dem jedes einer Anzahl von N Basisbandfrequenzdatensignale an den entsprechenden Modulator weitergeleitet wird. Die modulierten Basisbandsignale werden dann zu digitalen Leistungssteuerungsmodulen weitergeleitet. Eine Funksteuerungseinheit stellt einzeln die Verstärkung jedes digitalen Leistungssteuerungsmodul ein, so dass die gesamte Ausgangsleistung dem gesamten Skalenbereich eines DAC gleich ist. Die von den digitalen Leistungssteuerungsmodulen erzeugten Signale werden zu Multiplizierern weitergeleitet, wo die Signale zu einer entsprechenden Trägerfrequenz hochkonvertiert werden. Die hochkonvertierten Signale werden dann durch ein Addierwerk summiert. Das sich ergebende Mehrfrequenzsignal wird von dem DAC von einem digitalen zu einem analogen Signal umgewandelt. Das analoge Signal wird zu einem analogen Leistungssteuerungsmodul weitergeleitet, welches von einer analogen Leistungssteuerungstabelle, die in der Funksteuerungseinheit gespeichert ist, gesteuert wird. Die Funksteuerungseinheit kennt den erforderlichen Leistungspegel jedes Trägers am Ausgang des Senders. Auf diesen Werten und auf dem vorher programmierten gesamten Skalenbereich des DAC basierend berechnet die Funksteuerungseinheit den Trägerleistungspegel am DAC-Eingang und ferner den Umfang der von dem analogen Leistungssteuerungsmodul verlangten Verstärkung und die Verstärkung der digitalen Leistungssteuerungsmodule. Es gestattet jedoch nicht, die aktuell existierenden separaten Funkfrequenzverstärkungen für die verschiedenen Träger zu bestimmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Funkübertragungseinheit, ein Modul für eine Funkübertragungseinheit und ein Funkkommunikationsnetzwerk bereitzustellen, das eine solche Funkübertragungseinheit aufweist, die eine einfache Ermittlung von separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer ersten Alternative der Erfindung einerseits mit einem Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems gelöst, wobei der Mehrträgersender Folgendes umfasst:
Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Mitteln zum Modulieren ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, wobei

die Leistung der vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger für wenigstens so viele unterschiedliche Sätze von Leistungen von auf die unterschiedlichen Träger modulierten Signalen ermittelt wird, wie es Träger gibt; und wobei
die Funkfrequenzverstärkung zwischen dem Eingang der Signale zu den Mitteln zum Modulieren und dem Ausgang des Mehrträger-Leistungsverstärkers für jeden Träger durch mathematisches Auswerten der Sätze von Leistungen der für die Modulation verwendeten Signale und der entsprechenden Leistungen der vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger ermittelt wird.

Für eine Variation dieses Verfahrens der ersten Alternative der Erfindung umfasst der Mehrträgersender für jeden Träger einen Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung von digitalen modulierten Trägern in analoge modulierte Träger, bevor sie zu den Mitteln zum Summieren der modulierten Träger gespeist werden. Ein solcher Wandler kann ebenso in dem Mehrträger für das erste dargestellte Verfahren umfasst werden. Aber bei dieser Variation wird die Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, für wenigsten so viele verschiedene Sätze von Leistungen von Signalen, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, bestimmt, wie es Träger gibt. Die Funkfrequenzverstärkung zwischen dem Eingang des Digital-Analog-Wandlers und dem Ausgang des Mehrträger-Leistungsverstärker wird dann für jeden Träger bestimmt, indem die Sätze der Leistungen der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, und die entsprechenden Leistungen der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben werden, mathematisch evaluiert werden.
Andererseits wird bei der ersten Alternative der Erfindung die Aufgabe mit einer Funkübertragungseinheit für ein Funkkommunikationsnetzwerk mit einem Mehrträger-Sender gelöst, der Folgendes umfasst: Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Mitteln zum Modulieren ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, und mit Leistungserkennungs- und -regelmitteln, die als Eingang wenigstens so viele Sätze von Leistungen von zum Modulieren der Träger benutzten Signalen empfangen, wie es Träger gibt, die von den Mitteln zum Modulieren bereitgestellt werden, und für jeden Satz die entsprechende Leistung der vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger, wobei die Leistungserkennungs- und -regelmittel geeignet sind, aus den empfangenen Leistungen die Funkfrequenzverstärkung in dem Mehrträger-Sender für jeden Träger mathematisch zu ermitteln.
Bei einer Variation der Funkübertragungseinheit, die der Variation des Verfahrens entspricht, umfasst der Mehrträgersender der Funkübertragungseinheit zusätzlich Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung aller modulierten Träger, die digitale modulierte Träger sind, in analoge modulierte Träger, die Mittel zum Summieren der von den Digital-Analog-Wandlern ausgegebenen analogen modulierten Trägern. Solche Digital-Analog-Wandler können ebenso in der zuerst vorgeschlagenen Funkübertragungseinheit umfasst werden. Im Gegensatz zu der zuerst vorgeschlagenen Funkübertragungseinheit empfangen die Leistungserkennungs- und regelungsmittel bei der Variation als Eingang wenigstens so viele Sätze von Leistungen von Signalen, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, wie es Träger gibt, und für jeden Satz die entsprechende Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträgerleistungsverstärker ausgegeben werden. Wie bei der zuerst dargestellten Funkübertragungseinheit sind die Leistungserkennungs- und regelungsmittel angepasst, um aus den empfangenen Leistungen die Funkfrequenzverstärkung in dem Mehrträgersender für jeden Träger mathematisch zu bestimmen.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei der ersten Alternative ferner mit einem Modul für eine Funkübertragungseinheit in einem Funkkommunikationssystem gelöst, das die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit für eine Funkübertragungseinheit in einer der vorgestellten Variationen umfasst.
Die Verfahren, die Funkübertragungseinheiten und die Module der ersten Alternative der Erfindung gehen von der Idee aus, dass die Gesamtleistung der von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger mathematisch mit den Leistungen von vorbestimmten Signalen in den Einträgereinheiten als variable, aber bekannte Koeffizienten und der Gesamt-RF-Verstärkung für jeden Träger als unbekannte Werte beschrieben werden kann. Die vorbestimmten Signale können entweder Signale sein, die in die Mittel zum Modulieren der unterschiedlichen Träger eingegeben werden, oder Signale, die in die in den Einträgereinheiten enthaltenen Digital-Analog-Wandler eingegeben werden. Die Leistungen der Signale in den Einträgereinheiten können leicht ermittelt werden und jede Variation dieser Leistungen führt zu einer entsprechenden Variation der Gesamtausgangsleistung. Eine Mehrzahl von Sätzen von unterschiedlichen Leistungen der in die Mittel zum Modulieren bzw. in die Digital-Analog-Wandler eingegebenen Signale und die entsprechende Gesamtausgangsleistung ergeben eine Mehrzahl von Gleichungen, die mathematisch gelöst werden können, falls wenigstens genauso viele Sätze geliefert werden wie Träger vorhanden sind. Die vorgeschlagenen Verfahren, Funkübertragungseinheiten und Module gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ermöglichen somit die Ermittlung von Verstärkungen der einzelnen Träger ohne die Verwendung eines Kanalisierers, aber trotzdem genau. Die Vermeidung von Kanalisierern bedeutet, dass die Implementation einfacher sein kann und dass es weniger Probleme bei Frequenzsprung gibt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird, ebenso bei einer zweiten Alternative der Erfindung gelöst, durch ein Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, wobei der Mehrträgersender Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Mitteln zum Modulieren ausgegebenen modulierten Trägern und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung umfasst, wobei die Leistung der modulierten Träger, die in die Mittel zum Summieren eingegeben werden, für jeden Träger separat bestimmt wird, und wobei die Verteilung der Leistungen der modulierten Träger, die in die Mittel zum Summieren eingegeben werden, evaluiert wird, um den Beitrag der unterschiedlichen Träger zu der Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, zur Bestimmung der Funkfrequenzverstärkungen für die unterschiedlichen Träger, zu bestimmen.
Bei der zweiten Alternative der Erfindung wird die erfindungsgemäße Aufgabe ebenso gelöst, durch eine entsprechende Funkübertragungseinheit für ein Funkkommunikationsnetzwerk mit einem Mehrträgersender der Folgendes umfasst: Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Mitteln zum Modulieren ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, und mit Verstärkungsberechnungs- und -regelmitteln, die als Eingabewerte die Gesamtleistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, die Leistungen der modulierten Träger, die von den Mitteln zum Modulieren zu den Mitteln zum Summieren gespeist werden, und die Leistungen der Signale, die zum Modulieren der Träger benutzt werden, empfangen, wobei die Verstärkungs- und -regelmittel dazu geeignet sind, die Verteilung der Leistungen der modulierten Träger, die in die Mittel zum Summieren eingegeben werden, zu evaluieren zum Bestimmen des Beitrages der unterschiedlichen Träger auf die Gesamtleistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, zur Bestimmung der Funkfrequenzverstärkungen für die unterschiedlichen Träger.
Bei einer Variation der Funkübertragungseinheit für die zweite Alternative der Erfindung umfasst der Mehrträgersender der Funkübertragungseinheit außerdem Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung aller modulierten Träger, die digitale modulierte Träger sind, in analoge modulierte Träger, die Mittel zum Summieren der analogen modulierten Träger, die von den Digital-Analog-Wandlern ausgegeben werden. Solche Digital-Analog-Wandler können ebenso in der zuerst dargestellten Funkübertragungseinheit und in der Funkübertragungseinheit, die für das vorliegende Verfahren der zweiten Alternative der Erfindung benutzt wird, umfasst sein. Die Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel empfangen in der Variation als Eingabewerte die Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, für jeden Träger separat die Leistung der modulierten Träger, die von den Digital-Analog-Wandlern zu den Mitteln zum Summieren gespeist wird, und die Leistungen der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden. Die Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel sind dann dazu geeignet, die Verteilung der Leistungen der Signale, die in die Mittel zum Summieren eingegeben werden, über die unterschiedlichen Träger zu evaluieren zur Bestimmung des Beitrages der unterschiedlichen Träger auf die Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, zur Bestimmung der Funkfrequenzverstärkungen für die unterschiedlichen Träger Entsprechend diesen Variationen der Funkübertragungseinheit kann die Verstärkung in dem zuletzt dargestellten Verfahren basierend auf der Leistung der Signale, die zum Modulieren des jeweiligen Trägers benutzt werden, oder basierend auf den Signalen, die in den jeweiligen Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, bestimmt werden.
Schließlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe für die zweite Alternative der Erfindung mit einem entsprechenden Modul für solche Funkübertragungseinheiten gelöst, die solche Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel und/oder Mittel zum für jeden Träger separaten Ermitteln der Leistungen der modulierten Träger, die zu den Mitteln zum Summieren gespeist werden, umfassen.
Das Verfahren, die Funkübertragungseinheiten und die Module gemäß der zweiten Alternative der Erfindung basieren auf dem Umstand, dass Mehrträger-Leistungsverstärker dazu neigen, vom Entwurf her eine sehr genaue Verstärkung zu haben.
Die Eingangsleistungen zu einem Mehrträger-Leistungsverstärker sind ziemlich gering, typischerweise weniger als 10 dBm QMW (Quadratischer Mittelwert). Im Falle, dass ein Sender nicht auf maximaler Leistungsstufe sendet, kann die Leistung sogar in bedeutender Weise geringer sein, z.B. 0 bis –10 dBm. RF-Detektoren, die bei dieser Art von niedrigen Eingangslevels arbeiten, sind nicht besonders genau und temperaturstabil. Daher ist es schwierig, bei dem Eingang eines Mehrträger-Leistungsverstärkers eine genaue Trägerleistungsmessung durchzuführen. Im Prinzip würde es möglich sein, höhere Eingangssignale zu dem Mehrträger-Leistungsverstärker zu erzeugen, dies verlangt aber z.B. im Falle von WCDMA extreme Linearität von der Verstärker-Vorstufe. Das bedeutet, dass es nicht empfehlenswert ist, nur die gemessenen Eingangsleistungen zu dem Mehrträger-Leistungsverstärker, die mit den jeweiligen Verstärkungen in dem Mehrträger-Leistungsverstärker für jeden Träger multipliziert werden, zur Berechnung der gesamten Ausgangsleistung für jeden Träger zu benutzen.
Gemäß der an zweiter Stelle vorgeschlagenen Alternative der Erfindung werden dagegen die Leistungen der Einzelträger vor dem Summieren der modulierten Träger zu einem Mehrträgersignal bestimmt, jedoch nur im Verhältnis untereinander verwendet. Auch wenn es nicht möglich ist, die Leistungen der modulierten Träger, die in den Mehrträger-Leistungsverstärker eingegeben werden, genau zu bestimmen, ist es möglich, die Leistungen gegenseitig genau zu verfolgen. Dies macht es möglich, die relativen Stärken der einzelnen Trägerleistungen bei dem Ausgang des Teils mit niedriger Leistung des Mehrträgersenders zu vergleichen. Die bestimmten relativen Stärken können dann dazu benutzt werden, die für die summierten Träger bestimmte Gesamtleistung oder Gesamtverstärkung zu den einzelnen Trägern zu verteilen. Die Verstärkungen für die unterschiedlichen Träger in dem Mehrträger-Leistungsverstärker können für diese Verteilung berücksichtigt werden. Dadurch kann ein genauer individueller Verstärkungswert für jeden Träger erlangt werden.
Die an zweiter Stelle vorgeschlagene Alternative der Erfindung hat einige Vorteile verglichen mit der ersten vorgeschlagenen Alternative. Es besteht keine Notwendigkeit, ein Gleichungssystem zu lösen und die Verstärkungsinformationen können unmittelbar nach einer einzigen Messung erhalten werden, so dass keine Notwendigkeit besteht, auf eine Reihe von Messungen zu warten. Möglicherweise wird sogar weniger Genauigkeit bei der Messung des Mehrträgersignals benötigt. Schließlich ist die zweite Alternative der Erfindung auch für festgelegte Trägerleistungen geeignet. Der Vorteil der ersten vorgeschlagenen Alternative liegt dagegen darin, dass weniger RF-Leistungsdetektoren benötigt werden. Darüber hinaus muss bei der zweiten Alternative das Frequenzverhalten des MCPA, außer einer Konstante, in zuverlässiger Weise von vornherein bekannt sein.
Beide Alternativen gemäß der Erfindung verwenden mathematische Auswertungen von bestimmten Leistungen, um eine einfache und genaue Ermittlung der individuellen RF- Verstärkung von unterschiedlichen Trägern in einer Mehrträger-Funkübertragungseinheit zu ermöglichen.
Es muss beachtet werden, dass bei der jeweiligen Variation der beiden Alternativen, bei denen die Verstärkung basierend auf der Leistung der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, bestimmt wird, der Ausdruck „Eingabe in die Digital-Analog-Wandler" sich nicht notwendigerweise auf eine unmittelbare Eingabe zu diesen Wandlern bezieht. Vielmehr kann die Eingabe zu jeder Komponente der unterschiedlichen einzelnen Trägereinheiten diese Eingabe zu den Digital-Analog-Wandlern darstellen, zu deren Eingang die Träger gespeist werden, während sie bereits moduliert sind, sich aber immer noch in der digitalen Domäne befinden.
Die Funkübertragungseinheiten der Erfindung können insbesondere Basisstationen sein, können aber gleichermaßen auch andere Übertragungseinheiten sein, die Mehrträgersignale zur Übertragung verwenden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch mit einem Funkkommunikationsnetzwerk gelöst, das eine erfindungsgemäße Funkübertragungseinheit einer der zwei Alternativen der Erfindung umfasst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In den meisten Funkübertragungseinheiten kann die Leistung der zur RF-Modulation bereitgestellten Signale in Zeitschlitzen variiert werden, um die übertragene Leistung an die Erfordernisse des Mobilgeräts anzupassen. Spezieller, in TDMA-Systemen kann die Leistung jedes Trägers in Zeitschlitzen variiert werden. In CDMA-Systemen dagegen kann die Leistung der Benutzercodes in benutzerspezifischen Zeitschlitzen variiert werden, wobei die Zeitschlitze unterschiedlicher Benutzer nicht miteinander synchronisiert sind und jeder Träger eine Mehrzahl von Benutzern bedient. Demzufolge können die Zeitschlitze in der Trägerleistung eines CDMA-Signals nicht mehr erkannt werden. Die Möglichkeit des Variierens der Übertragungsleistung reduziert Interferenzen innerhalb des Netzwerks und mit anderen Netzwerken.
Es wird für die in einem TDMA-System eingesetzte erste Alternative der Erfindung vorgeschlagen, dass die Leistung der in die Mittel zum Modulieren oder in die Digital-Analog-Wandler eingegebenen Signale der Leistung von Signalen von einem Trägerzeitschlitz entspricht, insbesondere dem Durchschnitt der Leistung von einem Trägerzeitschlitz. Dies bedeutet, dass benutzte Messzeitschlitze vorteilhafterweise mit den Trägerzeitschlitzen synchronisiert werden. Aber auch in TDMA-Systemen braucht ein Zeitschlitz zur Messung nicht unbedingt mit einem Zeitschlitz zur Leistungsregelung zusammenzufallen. Die einzige Forderung für die Messzeitschlitze ist, dass sie lang genug sein müssen, um eine ausreichend genaue Leistungsmessung und eine Milderung der Effekte von möglichen geringfügigen Fehlausrichtungen zwischen den Schlitzen für die Leistung von in die Mittel zum Modulieren eingegebenen Signalen und den Schlitzen für die Leistung des RF-Ausgangssignals des Mehrträger-Leistungsverstärkers zu erlauben.
Da die Leistung in einem CDMA-System zufallsmäßig zu variieren scheint, besteht keine Notwendigkeit für eine Synchronisation in einem solchen System, obwohl die Messungen vorzugsweise auch in Zeitschlitzen durchgeführt werden.
Die Leistungswerte von mehreren Messzeitschlitzen können bei der ersten Alternative mit beiden Systemen in Registern gespeichert und als Eingang in einen mathematischen Algorithmus verwendet werden.
Einerseits können die Variationen von Leistung, die bei regulärem Verkehr verwendet werden, bei der ersten vorgeschlagenen Alternative zum Bilden von kontinuierlichen Leistungssätzen und zum kontinuierlichen Ermitteln der Funkfrequenzverstärkung auf der Basis dieser Sätze verwendet werden. Andererseits kann die Leistung der Signale absichtlich variiert werden, besonders in Zeiten mit geringem Verkehr. Im letzteren Fall sollten die RF-Verstärkungen so stabil sein, dass sie sich im Laufe einer Zeitspanne von mehreren Stunden nicht erheblich ändern. In ruhigen Stunden können die Trägerleistungen z.B. auf die folgenden Weisen manipuliert werden: In einem CDMA-System ist es möglich, die Leistung eines Trägers durch Hinzufügen von Dummy-Verkehrskanälen vorübergehend zu erhöhen. In einem TDMA-System kann der Verkehr auf eine solche Weise organisiert werden, dass alle Träger nacheinander leere Zeitschlitze haben. Auf diese Weise wird eine Variation zwischen null (oder minimaler) Leistung und typischer Betriebsleistung erzeugt. Im GSM-System stellt der BCCH-Träger ein Problem dar, da alle seine Zeitschlitze die gleiche Leistung haben sollen. Wenn die Sender jedoch Frequenzsprungfähigkeit haben, dann kann der BCCH-Träger auf einen anderen RF-Pfad umgeleitet werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, null oder minimale Sendeleistung in dem Sender zu arrangieren, der normalerweise den BCCH sendet.
Um die Verstärkungen von N unterschiedlichen Trägern zu ermitteln, reichen bei der ersten Alternative der Erfindung im Prinzip N lineare Gleichungen mit den N Verstärkungen als N Unbekannte in jeder Gleichung aus. In der Praxis, besonders dann, wenn die Trägerleistungen zufallsmäßig gemäß den Erfordernissen des Funknetzes variieren, gibt es jedoch keine Garantie dafür, dass das Gleichungssystem gut konditioniert ist. Auch die gemessene Ausgangsleistung kann Fehler enthalten, obwohl dies nicht zu großen Fehlern in den errechneten RF-Verstärkungen zu führen braucht. In einer bevorzugten Ausgestaltung der ersten Alternative der Erfindung werden daher mehr als N Sätze ermittelt und eine Maximum-Likelihood-Methode wird angewendet, um die Verstärkungen zu ermitteln, die am besten zu den Gleichungen passen.
Bei der zweiten Alternative der Erfindung wird die Messung der Leistungen der einzelnen Träger bevor sie summiert werden am besten durch ein oder mehrere dedizierte aktive Komponenten durchgeführt. Wenn jeder Träger von seiner/n eigenen Komponente/n verarbeitet wird, sollten die Komponenten für die unterschiedlichen Träger aufeinander abgestimmt werden. Zu diesem Zweck können entsprechende Komponenten z.B. dem gleichen Bereich des gleichen Dies (Halbleiterplättchen) entspringen, so dass sie die gleichen elektrischen Eigenschaften haben, und sie sollten sich in einen engen Wärmekontakt befinden, um eine zuverlässige Genauigkeit in dem Verhältnis der bestimmten Leistungen zueinander sicherzustellen. Die wenigstens eine dedizierte aktive Komponente kann insbesondere eine einzelne integrierte RF-Schaltung sein. Jedoch können auch andere aktive Komponenten, wie zum Beispiel Dioden, zur Ausführung eines Detektors verwendet werden. Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind Mittel zur Erfassung der Leistung von allen Trägern in einer einzigen funkfrequenzintegrierten Schaltung ausgeführt.
Bei der zweiten Alternative der Erfindung kann die Verstärkung für die unterschiedlichen Träger bestimmt werden, indem zunächst die Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungverstärker ausgegeben wird, auf die unterschiedlichen Träger verteilt wird, gemäß dem Verhältnis der Leistungen der unterschiedlichen Träger zueinander, die in den Mehrträger-Leistungsverstärker eingegeben wurden. Die individuellen Verstärkungen können dann bestimmt werden, indem der bestimmte Anteil der Ausgangsleistung, der einem Träger jeweils zugewiesen wird, durch die Leistung des jeweiligen Signals, das in die Mittel zum Modulieren dieses Trägers eingegeben wurde, oder das in den Digital-Analog-Wandler dieser Trägereinheit eingegeben wurde, dividiert wird. Es sollte berücksichtigt werden, dass die Verstärkung des MCPA für die unterschiedlichen Träger unterschiedlich sein kann.
Bei beiden Alternativen der Erfindung kann der zum Ermitteln der RF-Verstärkungen der unterschiedlichen Träger verwendete Algorithmus auf mehrere Weisen weiter verfeinert werden. Zum Beispiel kann das Ausgangssignal eines RF-Leistungsdetektors, der zum Erfassen der Leistung verwendet wird, die vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, eine die Detektorcharakteristik bildende nichtlineare Funktion der realen Ausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers sein. Diese Detektorcharakteristik kann um einen Betriebspunkt herum linearisiert werden, um den Gleichungssatz wieder linear zu machen. Die Linearisierung kann zwar im Detektor selbst stattfinden, sie erfolgt aber vorzugsweise in numerischen Algorithmen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der beiden Alternativen der Erfindung, in der die Funkfrequenzverstärkungen der unterschiedlichen Träger auf der Basis von Signalen ermittelt werden, die zum Modulieren der Träger verwendet werden, werden von einem Basisbandmodulator erzeugte Basisbandsignale als zum Modulieren verwendete Signale an die Mittel zum Modulieren der Träger angelegt. In diesem Fall können die Basisbandleistungen numerisch innerhalb des Basisbandmodulators oder von einem separaten Prozessor berechnet werden, der an dem digitalen Basisbandausgang des Basisbandmodulators tätig ist.
Wenn die Funkfrequenzverstärkung der unterschiedlichen Träger bei einer der zwei Alternativen der Erfindung basierend auf der Leistung der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, bestimmt wird, muss die jeweilige Leistung nicht notwendigerweise am Eingang des jeweiligen Digital-Analog-Wandlers gemessen werden. Bei NCO-Modulator-Architekturen, wie die unter Bezugnahme auf die 2 beschriebene Architektur, ist es möglich, die Leistungen der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler eingegeben werden, im Innern der digitalen Aufwärtskonverter, die den Digital-Analog-Wandlern vorhergehen, oder am Ausgang von solchen digitalen Aufwärtskonvertern zu messen. Die Leistung eines Signals, das in einen Digital-Analog-Wandler eingegeben wird, kann ebenso als die Leistung eines komplexen Modulationssignals multipliziert mit einem Multiplikationsfaktor am Ausgang eines solchen digitalen Aufwärtskonverters berechnet werden.
Die Messung der Ausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers kann bei beiden Alternativen der Erfindung von einer integrierten RF-Schaltung durchgeführt werden, aber dies führt nicht unbedingt zu sehr genauen Messwerten. Stattdessen wird das vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebene Funkfrequenzsignal vorzugsweise zuerst abwärtskonvertiert. Das abwärtskonvertierte Signal wird dann in die digitale Domäne umgewandelt, in der die Leistung ermittelt wird. Die meisten MCPAs weisen bereits einen Abwärtskonvertierungs- und ADC-Block zum Überwachen und Regeln der Linearisierungsleistung auf. Dieser Block kann vorteilhafterweise als Basis zum Hinzufügen einer digitalen Effektivwerterkennung zum MCPA verwendet werden, die zum Erfassen der Leistung des vom Mehrträger-Leistungsausgang ausgegebenen Signals verwendet werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der beiden Alternativen der Erfindung wird die RF-Verstärkungsschätzung in Software implementiert. Zusätzlich kann die Verstärkungsregelung und, in der ersten Alternative, die Speicherung von Messwerten softwaremäßig implementiert werden.
Bei beiden Alternativen der Erfindung werden die ermittelten RF-Verstärkungen vorzugsweise mit vorbestimmten Verstärkungswerten für jeden Träger verglichen, so dass die Verstärkung für jeden Träger entsprechend justiert werden kann.
Die Funkübertragungseinheiten der beiden Alternativen können mit verschiedenen Basisstationsarchitekturen verwendet werden. So können die Mittel zum Modulieren beispielsweise mit separaten RF-IQ-Modulations- oder NCO-Modulationspfaden für jeden Träger, wie jeweils mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wird, vom Ausgang des Basisbandmodulators zum Ausgang des RF-Verstärkers realisiert werden, wobei die Signale zum Modulieren der Träger wie mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben von einem Basisbandmodulator bereitgestellt werden. Bei beiden Alternativen können zusätzliche Komponenten zwischen den Mitteln zum Modulieren, den Mitteln zum Summieren und den Leistungserkennungs- und -regelmitteln oder den Verstärkungsschätz- und -regelmitteln angeordnet werden.
Eines der vorgeschlagenen Verfahren kann mit dem im Hintergrund der Erfindung Erwähnten kombiniert werden, bei dem die Verstärkung immer gleich für alle Träger justiert wird. Während des normalen Betriebs funktioniert die Leistungsregelung in der genannten konventionellen Weise wie oben beschrieben. Wie bereits erwähnt, hat diese Leistungsregelung den Nachteil, dass sie auf der Gleichheit der einzelnen RF-Verstärkungen beruht, die nicht garantiert werden kann. Daher werden zu bestimmten Zeiten, vorzugsweise bei geringem Verkehr, die Trägerverstärkungen mit einem der erfindungsgemäßen Verfahren mit nur geringem Fehler ermittelt. Diese Verstärkungen werden verwendet um zu prüfen, ob die RF-Verstärkungen für die einzelnen Träger noch gleich sind. Ist dies nicht der Fall, dann können einige automatische und individuelle Einstellungen an den Verstärkungen der Träger vorgenommen werden.
Die erfindungsgemäßen Verfahren, die Funkübertragungseinheiten und die Module können insbesondere, aber nicht ausschließlich, mit GSM und WCDMA eingesetzt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Basisstationssenders auf der Basis von RF-IQ-Modulation;
2 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation;
3 ein Blockdiagramm eines für die erste Alternative der Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von RF-IQ-Modulation;
4 ein Blockdiagramm eines für die erste Alternative der Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation;
5 das erste Verfahren gemäß der Erfindung, das in einem Basisstationssender von 4 oder 5 zur Anwendung kommt;
6 ein Blockdiagramm eines Teils eines alternativen für die erste Alternative der Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation.
7 ein Blockdiagramm eines für die zweite Alternative der Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation; und
8 eine schematische Darstellung mit Einzelheiten der Detektions- und Summiereinheit des Basisstationssenders der 7.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die 1 und 2 wurden bereits mit Bezug auf den Hintergrund der Erfindung beschrieben.
Die 3 und 4 zeigen jeweils ein Blockdiagramm einer anderen Ausgestaltung von Mehrträger-Basisstationssendern, in denen die erste Alternative der Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann.
3 ist ein Mehrträger-Basisstationssender auf der Basis einer RF-IQ-Modulation, wie der in 1 gezeigte herkömmliche Basisstationssender. Er umfasst gleichermaßen für jeden von N Trägern einen Basisbandmodulator 1, der über zwei Digital-Analog-Wandler 3, 4 und einen RF-Modulator 5 mit einem Regelfunkverstärker 7 verbunden ist. Jeder Basisbandmodulator 1 ist ferner mit einer Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und jeder RF-Modulator 5 mit einem Lokaloszillator (LO) 6 verbunden. Im Gegensatz zu 1, ist der Ausgang jedes RF-Verstärkers 7 jedoch nicht mit einem dedizierten SCPA, sondern über eine Summiereinheit 10 mit einem einzigen Mehrträger-Leistungsverstärker (MCPA) 15 verbunden. Der Ausgang des MCPA 15 ist mit einer Sendeantenne 11 und mit einer gemeinsamen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 verbunden. Weitere Eingänge der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 sind mit den Ausgängen der Basisband-Leistungserkennungseinheiten 2 und ihre Ausgänge sind mit den Verstärkungsregeleingängen der RF-Verstärker 7 verbunden.
4 ist ein Mehrträger-Basisstationssender auf der Basis von NCO-Modulation wie der in 2 gezeigte herkömmliche Basisstationssender. Er umfasst ebenso für jeden von N Trägern einen Basisbandmodulator 1, der über einen digitalen Aufwärtskonverter 12 und einen Digital-Analog-Wandler 14 mit einem RF-Verstärker 7 verbunden ist. Jeder Basisbandmodulator 1 ist außerdem mit einer Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und jeder digitale Aufwärtskonverter 12 mit einem NCO 13 verbunden. Im Gegensatz zu 2 und ebenso wie 3, ist der Ausgang jedes RF-Verstärkers 7 über eine Summiereinheit 10 mit einem gemeinsamen MCPA 15 verbunden. Der Ausgang des MCPA 15 ist mit der Sendeantenne 11 und mit einer gemeinsamen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 verbunden. Weitere Eingänge und Ausgänge der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 sind mit den Basisband-Leistungserkennungseinheiten 2 bzw. den RF-Verstärkern 7 wie im Basisstationssender von 3 verbunden.
In den Mehrträger-Basisstationssendern der 3 und 4 werden in die Basisbandmodulatoren 1 gespeiste Symbole wie mit Bezug auf die 1 bzw. 2 beschrieben verarbeitet, bis sie die RF-Verstärker 7 verlassen. In beiden Beispielen werden die Ausgangssignale der RF-Verstärker 7 dann in der Summiereinheit 10 summiert und als Mehrträgersignal zum MCPA 15 gespeist, der das empfangene Signal verstärkt.
Die am Ausgang des MCPA 15 angeordnete Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 empfängt als Eingang die vom MCPA 15 ausgegebene Gesamtleistung und die Ausgangsleistungen der digitalen Basisbandmodulatoren 1 über die Basisband-Leistungserkennungseinheit 2. Zu diesem Zweck wird das summierte RF-Signal einerseits nach der Leistungsverstärkung zur Sendeantenne 11 zur Übertragung weitergeleitet und andererseits abwärtskonvertiert und im MCPA 15 in die digitale Domäne umgewandelt, um eine digitale Effektivwerterfassung der Ausgangsleistung zu ermöglichen. Alternativ könnte es einen RF-Detektor oder einen Abwärtskonvertierungspfad und eine Digitalisierung außerhalb des MCPA geben. Jede Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 bildet einen Prozessor, der am digitalen Basisbandausgang des Basisbandmodulators 1 tätig ist, mit dem er verbunden ist, und berechnet die Basisbandleistungen numerisch, um der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 den Leistungswert liefern zu können, der vom jeweiligen Basisbandmodulator 1 ausgegeben wird. Gemäß dem ersten Verfahren der Erfindung kann die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 das Verstärkungsregelsignal GC₁ bis GC_N für jeden Träger individuell auf der Basis dieser Leistungsinformation einstellen, wie nachfolgend mit Bezug auf 5 erläutert wird.
5 illustriert das Grundprinzip der Verarbeitung in der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 gemäß dem ersten Verfahren der Erfindung, das für einen in 3 oder 4 dargestellten Mehrträger-Basisstationssender angewendet wird.
Ein Effektivwertleistungsdetektor 20 ist einerseits mit dem Ausgang des MCPA 15 des eingesetzten Basisstationssenders und andererseits über einen Abtaster 21 mit einem ersten Register 22 verbunden. Ebenso ist der Ausgang jeder Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 des Basisstationssenders über einen dedizierten Abtaster 23 mit einem weiteren dedizierten Register 24 verbunden, das Speicherkapazität für eine Mehrzahl von Werten bietet. Jedes Register 22, 24 hat für jeden gespeicherten Wert einen separaten Ausgang zu einem Gerät 25, das Matrixgleichungen lösen kann. Das Gerät 25 hat N Ausgänge, die jeweils über ein separates Summierelement 26 mit einem separaten Steuergerät 27 verbunden sind. Jedes Summierelement 26 hat einen weiteren Eingang, an den ein vorbestimmter Verstärkungswert angelegt wird. Der Ausgang jedes Steuergeräts 26 ist mit dem Verstärkungsregeleingang eines der RF-Verstärker 7 verbunden. Obwohl als Hardware-Blockdiagramm dargestellt, wird der größte Teil der Implementation vorteilhafterweise in Software in der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 realisiert.
Symbole, die vom Basisstationssender über die Luftschnittstelle übertragen werden sollen, werden zu den Basisbandmodulatoren 1 gespeist. Die Ausgangsleistungen der Basisbandmodulatoren 1 werden in mehreren Messzeitschlitzen variiert, wobei der jeweilige Effektivwertleistungswert REF₁ bis REF_N in der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 ermittelt und zum jeweiligen Abtaster 23 der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 weitergeleitet wird. Jeder Abtaster 23 mittelt die empfangene Basisbandleistung über einen Messzeitschlitz und leitet einen gemittelten Leistungswert pro Messzeitschlitz zum angeschlossenen Basisbandregister 24 weiter, bis die Werte für N Messzeitschlitze für den jeweiligen Träger gespeichert sind. So wird für jeden Messzeitschlitz ein Satz von Basisbandleistungswerten REF₁ bis REF_N über die N Basisbandregister 24 verteilt gespeichert.
Die von den Basisbandmodulatoren 1 ausgegebenen Signale werden außerdem entweder von Digital-Analog-Wandlern 3, 4 und dem RF-Modulator 5 oder von dem digitalen Aufwärtskonverter 12 und dem Digital-Analog-Wandler 14 verarbeitet, je nach dem verwendeten Basisstationssender, und in beiden Fällen vom RF-Verstärker 7, der Summiereinheit 10 und dem MCPA 15, wie oben beschrieben.
Der Effektivwert der Leistung der vom MCPA 15 ausgegebenen Signale wird vom Leistungsdetektor 20 erfasst und zum zugeordneten Abtaster 21 weitergeleitet. Der Abtaster 21 mittelt die empfangene Leistung über einen Messzeitschlitz und speichert im Register 22 einen gemittelten MCPA 15 Ausgangsleistungswert für jeden Messzeitschlitz, für den ein Satz von gemittelten Basisbandleistungswerten in den Basisbandleistungsregistern 24 gespeichert wird. Wenn wenigstens N Sätze von Basisbandleistungswerten und die entsprechenden MCPA 15 Ausgangsleistungswerte in den Registern 24, 22 gespeichert sind, dann werden die Inhalte der Register 22, 24 zum Gerät 25 gespeist, das ein System von N Gleichungen mit N Unbekannten lösen kann. Falls der Basisstationssender in einem TDMA-System verwendet wird, werden die Messzeitschlitze vorteilhafterweise mit den Trägerzeitschlitzen synchronisiert.
Jede Leistung P₀ ^<m> eines RF-Signals, das vom MCPA 15 während eines bestimmten Messzeitschlitzes m ausgegeben wird, ist die Summe der verstärkten Basisbandreferenzleistungen während dieses Zeitschlitzes, ausgedrückt durch die folgende Gleichung: P0 <m> = REF1 <m>·G1 + REF2 <m>·G2 + ... + REFN <m>·GN,wobei REF₁ ^<m> die Leistung des i^ten (i = 1 ... N) von N Trägern am Ausgang des Basisbandmodulators ist, gemittelt über den Messzeitschlitz m, und G_i (i = 1 ... N) die zu schätzende RF-Leistungsverstärkung für den i^ten Träger ist. Bei N Sätzen von Basisbandleistungen und N entsprechenden in den Registern gespeicherten MCPA-Ausgangsleistungen wird ein System von N Gleichungen mit N Unbekannten erhalten, aus denen die unbekannte RF-Verstärkung G_i für jeden Träger berechnet werden kann. Das Gerät 25, das Matrixgleichungen lösen kann, wird zum Lösen dieses Gleichungssystems verwendet und gibt als Lösung des Gleichungssystems eine geschätzte Verstärkung G_i des Funkfrequenzpfades für jeden Träger aus.
Die geschätzte Verstärkung G_i wird mit einer vorbestimmten Verstärkung für jeden Träger von einem dedizierten Summierelement 26 verglichen, in dem die geschätzte Verstärkung G_i von der vorbestimmten Verstärkung subtrahiert wird. Die resultierende Differenz wird von einem Steuergerät 27, das mit dem jeweiligen Summierelement 26 verbunden ist, zum entsprechenden Regeln der Verstärkung für den jeweiligen Träger durch Justieren des Verstärkungsregelsignals GC_i (i = 1 bis N) verwendet, das in den Verstärkungsregeleingang des jeweiligen RF-Verstärkers 7 gespeist wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der beschriebene Vorgang regelmäßig angewendet, um die Verstärkung für jeden Träger genau einzustellen. Dazwischen wird die Gesamtverstärkung einfach durch Dividieren der Gesamtausgangsleistung durch die Summe der Eingangsleistungen ermittelt. Die Gesamtverstärkung wird mit einer gewünschten Gesamtverstärkung verglichen und die Differenz benutzt, um die Verstärkung aller RF-Verstärker 7 gleichermaßen zu ändern, wie als eine aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit beschrieben wurde. Das Einstellen der Verstärkung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt in Zeiten mit geringem Verkehr durch systematisches Variieren der Trägerleistungen. Wenn Dummy-Codekanäle hinzugefügt werden, während der die Trägerleistungen auf eine solche Weise variiert werden, dass die Matrixgleichung gut konditioniert wird, können die individuellen RF-Verstärkungen mit nur geringem Fehler gelöst werden, während gleichzeitig die Datenübertragung nicht beeinflusst wird.
In einer Variation der Ausgestaltung von 4 wird nicht die Leistung der Basisbandsignale in die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 gespeist, sondern stattdessen die Leistung der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler 14 eingegeben werden. Die Leistung dieser Signale kann entweder bereits im digitalen Aufwärtskonverter 12 oder an seinem Ausgang ermittelt werden. Die Ermittlung der RF-Verstärkungen der unterschiedlichen Träger entspricht der Ermittlung, die mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben wurde. In diesem Fall enthält die ermittelte Verstärkung jedoch nicht die Verstärkung im digitalen Aufwärtskonverter 12.
6 illustriert eine weitere Variation eines solchen Mehrträger-Basisstationssenders, der als GSM-Mehrträger-Basisstationssender eingesetzt werden kann, während die vorherigen Ausgestaltungen insbesondere für WCDMA verwendet werden können. Der Mehrträger- Basisstationssender entspricht dem Sender von 4, mit Ausnahme von Modifikationen im jeweiligen Teil zwischen der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und dem Digital-Analog-Wandler 14 in jeder Einträgereinheit. Daher wird nur dieser Teil gezeigt, und nur für den ersten Träger.
In der veranschaulichten Einträgereinheit werden zwei Multiplizierer 40, 41 zwischen dem digitalen Aufwärtskonverter 12 und dem Digital-Analog-Wandler 14 angeordnet, wobei die beiden Letzteren auch in 4 vorhanden sind. Der Ausgang der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 ist ferner mit einem Eingang eines dritten Multiplizierers 42 verbunden. Ferner ist eine gemeinsame Quelle eines Leistungsregelungspegelsignals mit einem Eingang des zweiten Multiplizierers 41 und einem Eingang des dritten Multiplizierers 42 verbunden, was in 6 durch einen Doppelpfeil zwischen dem zweiten und dem dritten Multiplizierer 41, 42 angedeutet ist.
Beim Betrieb multipliziert der erste Multiplizierer 40 den Ausgang des digitalen Aufwärtskonverters 12 mit einem Rampenprofilsignal 43. Das Rampenprofil dient zum Trennen der Zeitschlitze des modulierten Trägersignals voneinander. Das resultierende Signal wird dann an einen Eingang des zweiten Multiplizierers 41 angelegt. Das Leistungsregelungspegelsignal, das innerhalb eines Zeitschlitzes konstant ist und das der benötigten Senderausgangsleistung in jedem individuellen Zeitschlitz entspricht, wird als zweites Eingangssignal an den zweiten Multiplizierer 41 angelegt. Demgemäß multipliziert der zweite Multiplizierer 41 das rampenprofilierte und modulierte Trägersignal, das vom ersten Multiplizierer 40 empfangen wurde, mit dem empfangenen Leistungsregelungspegel und leitet das Ergebnis zum Digital-Analog-Wandler 14 weiter. Der dritte Multiplizierer 42 empfängt andererseits als erstes Eingangssignal die Ausgangsleistung des digitalen Basisbandmodulators 1 über die Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und als zweites Eingangssignal auch das Leistungsregelungspegelsignal. Der dritte Multiplizierer 42 multipliziert beide empfangenen Signale und gibt als Ergebnis eine Referenzleistung REF1 aus.
Unter der Annahme, dass die Verstärkung des digitalen Aufwärtskonverters multipliziert mit dem Spitzenwert des Rampenprofils eins ist, d.h. die Verstärkung des digitalen Aufwärtskonverters wird durch den Spitzenwert des Rampenprofils in der Multiplikation kompensiert, ist die vom dritten Multiplizierer 42 ausgegebene Leistung REF₁ gleich der in den Digitial-Analog-Wandler 14 eingegebenen Leistung. Die Leistung REF₁ und die entsprechenden Leistungen für die anderen Träger werden dann in die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 gespeist, wo sie zum Ermitteln der RF-Verstärkung für die unterschiedlichen Träger verwendet werden, wie mit Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben wurde.
Die 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausgestaltung eines Mehrträger-Basisstationssender auf der Basis von NCO-Modulation, der gemäß der zweiten Alternative der Erfindung benutzt werden kann.
Der Basisstationssender umfasst ebenso wie der in der 4 ein separates Senderteil für jeden von N Trägern. Jedes dieser separaten Senderteile umfasst einen Basisbandmodulator 1, einen digitalen Aufwärtskonverter 12, einen Digital-Analog-Wandler 14 und einen RF-Verstärker 7. Wiederum wird die Architektur in der Praxis mehr Aufwärtskonvertierungsstufen, Verstärker, Filter, usw. haben. Die Ausgänge der RF-Verstärker 7 sind über eine Ermittlungs- und Summiereinheit 17 und ein MCPA 15 mit einer Sendeantenne 11 verbunden. Weitere Ausgänge der Ermittlungs- und Summiereinheit 17 sind mit Eingängen einer Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 verbunden. Zusätzlich ist der Ausgang des MCPA 15 über einen Effektivwertleistungsdetektor 19 mit einem Eingang der Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 verbunden. Schließlich ist ein digitaler Ausgang jedes Basisbandmodulators 1 über eine Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 mit einem Eingang der Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 verbunden. Jeder der N Ausgänge der Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 ist mit dem Verstärkungsregeleingang eines der RF-Verstärker 7 der N separaten Senderteile verbunden.
Die 8 zeigt die Ermittlungs- und Summiereinheit 17 der 7 detaillierter. Die Ermittlungs- und Summiereinheit 17 umfasst eine Reihe von Detektoren 30 in einer einzelnen integrierten Schaltung. Die Benutzung einer einzelnen integrierten Schaltung für die Detektoren 30 ist jedoch nur eine bevorzugte Implementation. Als eine Alternative würde es ebenso möglich sein, separate Schaltungen für jeden Detektor zu verwenden. Der Eingang jedes Detektors 30 ist mit dem Ausgang eines der RF-Verstärker 7 verbunden. Die Ausgänge der Detektoren 30 sind mit Eingängen der Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 verbunden. Zusätzlich umfasst die Ermittlungs- und Summiereinheit 17 ein Summierelement 31, über das der Ausgang jedes RF-Verstärkers 7 mit dem Eingang des MCPA 15 verbunden ist. Die Reihe der Detektoren 30 der Ermittlungs- und Summiereinheit 17 könnte überall positioniert werden, aber zur Minimierung der Verkabelung in dem Sender werden die Detektoren dort positioniert, wo die Einzelträgersignale sowieso zusammengebracht werden, d.h. in der Nähe des Summierelements 31 beim Eingang des MCPA 15.
Die Verarbeitung der Symbole, die von dem Basisstationssender zu übertragen sind, in den Basisbandmodulatoren 1, den digitalen Aufwärtskonvertern 12, den Digital-Analog-Wandlern 14 und den RF-Verstärkern 7 entspricht der Verarbeitung, die unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben wurde.
Im Gegensatz zu der Architektur in der 4 werden die individuellen Trägerleistungen jedoch in der Ermittlungs- und Summiereinheit 17 separat ermittelt, bevor die modulierten Träger von dem Summierelement 31 summiert werden. Die N Detektoren 30, von denen jeder zur Ermittlung der Leistung P₁–P_N eines der N Träger benutzt wird, sind genau aufeinander abgestimmt, um in der Lage zu sein, die Leistung jedes Trägers im Verhältnis zu der Leistung der anderen Träger genau zu verfolgen. Die ermittelten Leistungen P₁–P_N werden zu der Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 gespeist und das summierte Mehrträgersignal wird zur Leistungsverstärkung zu dem MCPA 15 weitergeleitet.
Das Mehrträgersignal, das von dem MCPA 15 ausgegeben wird, wird einerseits zur Übertragung zu der Sendeantenne 11 weitergeleitet.
Andererseits wird die Leistung P₀ des Mehrträgersignals von dem Effektivwertleistungsdetektor 19 bestimmt. Die ermittelte Leistung P₀ wird in die Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 eingegeben.
Darüber hinaus werden die Leistungen REF₁–REF_N der Basisbandsignale, die von den N Basisbandmodulatoren 1 ausgegeben werden, in der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 bestimmt, und in die Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 eingegeben.
Die Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 umfasst einen mathematischen Algorithmus zur Schätzung der individuellen RF-Verstärkungen der unterschiedlichen Träger aus den unterschiedlichen empfangenen Leistungswerten P₀, P₁–P_N, REF₁–REF_N. Alle Leistungen werden über den gleichen Messzeitschlitz gemittelt, bevor sie von dem Algorithmus benutzt werden.
Weil die gemessenen Leistungen P₁–P_N, die von den Detektoren 30 bestimmt wurden, nur einen multiplikativen Fehler haben, der für jeden Träger gleich ist, haben ihre Verhältnisse zueinander keinen Fehler. Bei willkürlichem Bezug der ermittelten Leistungen der Einzelträgersignale auf die Leistung P₁ des ersten Trägers werden die normalisierten Ausgangsleistungen des Trägers bestimmt durch:
wobei P_i (i = 1 ... N) die Leistung des i^ten Träger ist, der von dem jeweiligen Detektor 30 bestimmt wird, REF_i (i = 1 ... N) die Leistung des Signals ist, das von dem i^ten Basisbandmodulator 1 für die Modulation des i^ten Trägers ausgegeben wird, und G_i (i = 1 ... N) die RF-Verstärkung des i^ten Trägers bis zur Summierung ist. Ausgehend von der obigen Gleichung sind die mit der RF-Verstärkung G₁ des ersten Trägers normalisierten Verstärkungen bis zur Summierung:
Darüber hinaus ist die Mehrträger-Ausgangsleistung in einem vorgegebenen Messzeitschlitz P₀ die Summe der verstärkten Basisbandleistungen und bestimmt durch die Gleichung: P0 = REF1·G1·G01 + REF2·G2·G02 + ... + REFN·GN·G0N
Die gesamte Verstärkung für den i^ten Träger in dieser Gleichung wird durch G_i·G_0i (i = 1 ... N) bestimmt, wobei G_0i die RF-Leistungsverstärkung für den i^ten Träger in dem Summierelement 31 der Ermittlungs- und Summiereinheit 17 und in dem MCPA 15 ist. Von den Werten des G_0i wird angenommen, dass sie von vornherein bekannt sind, abgesehen von einem unbekannten gemeinsamen Faktor. Die zuletzt genannte Gleichung kann wie folgt umgeschrieben werden:
Wie oben gezeigt werden die Quotienten G_i/G₁ mühelos von den gemessenen Einzelträger-RF-Leistungen P_i und den Basisbandleistungen REF_i hergeleitet. Von den Quotienten G_0i/G₀₁ wird angenommen, dass sie von vornherein von dem Frequenzverhalten des MCPA 15 bekannt sind. Daher kann G₁·G₀₁, was die Verstärkung des ersten RF-Pfades darstellt, der von dem ersten Träger verwendet wird, ohne weiteres von der obigen Gleichung ausgehend gelöst werden. Die Verstärkung G_i·G_0i des i^ten RF-Pfades kann von der Verstärkung des ersten Pfades ausgehend berechnet werden, da die Verstärkungsquotienten bekannt sind. Wenn die RF-Verstärkungen von den Werten abweichen, die für die Verstärkungen vorherbestimmt wurden, justiert die Verstärkungsberechnungs- und Regelungseinheit 18 die Verstärkungssteuerungssignale GC_i (i = 1 ... N), die in die RF-Verstärker 7 eingegeben werden, um die geschätzten Verstärkungen den gewünschten Verstärkungen anzunähern.
Der Basisstationssender der 7 basiert auf NCO-Modulation, was ebenso für diese Ausgestaltung der zweiten Alternative der Erfindung gemäß der 6 variiert werden könnte. Das zweite erfindungsgemäße Verfahren kann darüber hinaus gleichermaßen für einen Basisstationssender verwendet werden, der auf RF-IQ-Modulation basiert, wie in der 3 gezeigt.
Die beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung gehen zwar alle von einem herkömmlichen Basisstationssender auf der Basis einer RF-IQ-Modulation oder von einem herkömmlichen Basisstationssender auf der Basis von NCO-Modulation aus, aber die Merkmale der Erfindung können mit jeder beliebigen erdenklichen Basisstationsarchitektur kombiniert werden. Ebenso können, wenn von einem Basisstationssender auf der Basis von RF-IQ-Modulation oder von NCO-Modulation ausgegangen wird, verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu überschreiten.

Claims

Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, das Summieren der modulierten Träger, das Verstärken der summierten Träger mittels eines Mehrträger-Leistungsverstärker (15) zur Übertragung, das Bestimmen der Leistung (P₁–P_N) der modulierten Träger, separat für jeden Träger, vor dem Summieren, und die Evaluierung der Verteilung der bestimmten Leistungen (P₁–P_N) der modulierten Träger, um den Beitrag der unterschiedlichen Träger zu der Gesamtleistung (P₀) der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegeben werden, zur Bestimmung der Funkfrequenzverstärkungen (G₁G₀₁–G_NG_ON) für die unterschiedlichen Träger, zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Funkfrequenzverstärkungen (G₁G₀₁–G_NG_ON) für die unterschiedlichen Träger durch das Dividieren des Beitrags des jeweiligen Trägers zu der Gesamtleistung durch die Leistung des für das Modulieren des jeweiligen Trägers benutzten Signals bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Mehrträgersender einen Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung der modulierten Träger in die analoge Domäne, bevor sie summiert werden, umfasst, und wobei die Funkfrequenzverstärkungen (G₁G₀₁–G_NG_ON) für die unterschiedlichen Träger durch das Dividieren des Beitrags des jeweiligen Trägers zu der Gesamtleistung durch die Leistung des in den Digital-Analog-Wandler (14) eingegebenen Signals, der für den jeweiligen Träger eingesetzt wird, bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Charakteristik eines für die Bestimmung der Ausgangsleistung (P₀) des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) benutzten Detektors um einen Betriebspunkt herum linearisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ausgangsleistung (P₀) des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) bestimmt wird durch das Abwärtskonvertieren des vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen Funkfrequenzsignals und durch dessen Umwandlung in die digitale Domäne, in der die Leistung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Mittel zum Abwärtskonvertieren und ein Analog-Digital-Wandler-Block, die zum Überwachen und Regeln der Linearisierungsleistung in dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) integriert sind, zum Erfassen der Leistung (P₀) des Signals, das vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegeben wird, benutzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches ferner das Regeln der Funkfrequenzverstärkungen der unterschiedlichen Träger durch ein Vergleichen der bestimmten Funkfrequenzverstärkungen (G₁–G_N) mit vorherbestimmten Verstärkungswerten für jeden Träger und durch ein für jeden Träger entsprechendes Justieren der Funkfrequenzverstärkungen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches ferner das Regeln der Funkfrequenzverstärkungen der unterschiedlichen Träger umfasst, wobei die Verstärkungen (G₁–G_N) der unterschiedlichen Träger gelegentlich nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bestimmt und für individuelle Anpassungen der Verstärkungen der unterschiedlichen Träger verwendet werden, wohingegen während der restlichen Zeit eine Gesamtverstärkung bestimmt wird, indem die Leistung der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegeben werden, durch die Summe der Leistungen eines einzigen Satzes von Leistungen dividiert wird, wobei die Verstärkung jedes Trägers für alle Träger entsprechend der bestimmten Gesamtverstärkung gleichermaßen angepasst wird.
Funkübertragungseinheit für ein Funkkommunikationsnetzwerk mit – einem Mehrträgersender, der Folgendes umfasst: Mittel (7, 12–14) zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel (17) zum Summieren der von den Mitteln (7, 12–14) zum Modulieren ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker (15) zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, und mit – Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel (18), die als Eingabewerte die Leistung (P₀) der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegeben werden, und für jeden Träger separat die Leistung (P₁–P_N) der modulierten Träger, die von den Mitteln (7, 12–14) zum Modulieren zu den Mitteln (17) zum Summieren gespeist wird, empfangen, wobei die Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel (18) dazu geeignet sind, die Verteilung der Leistungen der Signale, die in die Mittel (17) zum Summieren eingegeben werden, über die unterschiedlichen Träger auszuwerten, zur Bestimmung des Beitrages der unterschiedlichen Träger auf die Leistung (P₀) der summierten Träger, die von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegeben werden, zur Bestimmung der Funkfrequenzverstärkungen (G₁G₀₁–G_NG_ON) für die unterschiedlichen Träger.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 9, wobei die Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel (18) als zusätzliche Eingabewerte die Leistungen (REF₁–REF_N) der für das Modulieren der unterschiedlichen Träger verwendeten Signale empfangen.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 10, wobei die Signale, die in die Mittel zum Modulieren eingegeben werden, von einem separaten Basisbandmodulator für jeden Träger geliefert werden, der digitale In-Phasen- und digitale Quadratur-Komponenten ausgibt, die den empfangenen Datensymbolen entsprechen, und der verbunden ist mit Mitteln zur Basisbandleistungserfassung, die die Leistung der Ausgangssignale an die Leistungserfassungs- und Regelungsmittel liefern, wobei die Mittel zum Modulieren für jeden Träger zwei Digital-Analog-Wandler, zur Umwandlung der digitalen In-Phasen- und Quadratur-Komponenten, die von dem Basisbandmodulator für den jeweiligen Träger empfangen werden, in analoge In-Phasen- und Quadratur-Komponenten, einen Funkfrequenzmodulator zum Modulieren eines Trägers, der von einem Lokaloszillator empfangen wird, mit den Komponenten, die von den Digital-Analog-Wandlern ausgegeben werden, und einen Funkfrequenzverstärker, dessen Verstärkung für wenigstens einen Träger über die Mittel zum Schätzen und zur Regelung der Verstärkung geregelt werden kann, zur Verstärkung des modulierten Trägers, umfassen.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 10, wobei die Signale, die in die Mittel zum Modulieren eingegeben werden, von einem separaten Basisbandmodulator (1) für jeden Träger geliefert werden, der digitale In-Phasen- und digitale Quadratur-Komponenten ausgibt, die den empfangenen Datensymbolen entsprechen, und der verbunden ist mit Mitteln zur Basisbandleistungserfassung (2), die die Leistung (REF₁–REF_N) der Ausgangssignale an die Mittel zum Schätzen und zur Regelung der Verstärkung (18) liefern, wobei die Mittel zum Modulieren von Trägern für jeden Träger wenigstens einen digitalen Aufwärtskonverter (12), verbunden mit einem numerisch gesteuerten Oszillator (13), zur Aufwärtskonvertierung der Komponenten, die von dem Basisbandmodulator (1) für den jeweiligen Träger geliefert werden, zu der Frequenz des jeweiligen Trägers, der von dem numerisch gesteuerten Oszillator (13) ausgegeben wird, einen Digital-Analog-Wandler (14) zur Umwandlung des Ausgangs des Aufwärtskonverters (12) in ein analoges Signal, und einen Funkfrequenzverstärker (7), dessen Verstärkung für wenigstens einen Träger über die Mittel zum Schätzen und zur Regelung der Verstärkung (18) geregelt werden kann, zur Verstärkung des Signals, das von dem Digital-Analog-Wandler (14) ausgegeben wird, umfassen.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 9, wobei die Mittel (12, 13) zum Modulieren angeordnet sind, um die wenigsten zwei unterschiedlichen Träger mit Modulationssignalen in der digitalen Domäne zu modulieren, wobei der Mehrträgersender ferner Digital-Analog-Wandler (14) zur Umwandlung jedes der digitalen modulierten Träger in analoge modulierte Träger umfasst, und wobei die Mittel (10) zum Summieren angeordnet sind, um die analogen modulierten Träger, die von den Digital-Analog-Wandlern (14) ausgegeben werden, zu summieren.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 13, wobei die Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel (18) als zusätzliche Eingabewerte die Leistungen der Signale, die den Digital-Analog-Wandlern (14) eingegeben werden, empfangen.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 14, welche Mittel (17, 30) zur Erfassung der Leistung (P₁–P_N) der modulierten Träger, die zu den Mitteln (17, 31) zum Summieren gespeist werden, umfasst, wobei die besagten Mittel (17, 30) zur Erfassung der Leistung (P₁–P_N) als ein Funkfrequenz-Integrierter Schaltkreis ausgeführt sind.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 14, welche Mittel (17, 30) zur Erfassung der Leistung (P₁–P_N) der modulierten Träger, die zu den Mitteln (17, 31) zum Summieren gespeist werden, umfasst, wobei die besagten Mittel (17, 30) zur Erfassung der Leistung (P₁–P_N) wenigstens eine spezielle funkfrequenzaktive Komponente für jeden Träger einschließen, wobei die entsprechenden speziellen aktiven Komponenten, die für unterschiedliche Träger verwendet werden, abgestimmte Komponenten sind.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei Mittel zum Abwärtskonvertieren und ein Analog-Digital-Wandler-Block zum Überwachen und Regeln der Linearisierungsleistung in einem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) integriert sind, und wobei die besagten Mittel zum Abwärtskonvertieren und der besagte Analog-Digital-Wandler-Block zum Erfassen der Leistung (P₀) der summierten Träger, die durch den Mehrträger-Leistungsverstärker (15) verstärkt werden, benutzt werden.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei die Schätzung der Funkfrequenzverstärkung in einer Software implementiert ist.
Modul für eine Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, welches Verstärkungsberechnungs- und -regelmittel (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 18 umfasst.
Modul für eine Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, welches Mittel (17, 30) zur für jeden Träger separaten Erfassung der Leistung der modulierten Träger, die zu den Mitteln (17, 31) zum Summieren gespeist wird, nach einem der Ansprüche 9 bis 18 umfasst.
Funkkommunikationsnetzwerk, das eine Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 18 umfasst.