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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit
dem Aktenzeichen 60/449,848 mit dem Titel „Data Transmission Method,
Base Station and Transmitter" („Datenübertragungsverfahren,
Basisstation und Sender"),
die am 27. Februar 2003 eingereicht wurde.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Datenübertragungsverfahren,
eine Basisstation und einen Sender in einem Telekommunikationssystem.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Leistungsverstärker sind
bei drahtlosen Telekommunikationssystemen erforderlich, um Signale zu
verstärken,
bevor das Signal übertragen
wird, weil ein Funksignal sich auf dem Funkweg abschwächt. Leider
neigen leistungsstarke Hochfrequenzverstärker dazu, nichtlineare Vorrichtungen
zu sein und verursachen daher in vielen Fällen Verzerrungen. Diese Verzerrung
wird zum Beispiel als Intersymbolstörung oder Außerbandleistung
bei benachbarten Frequenzbändern
ausgedrückt.
Das ACLR (Adjacent Carrier Leckage Ratio – Verhältnis von Nachbarkanalleistung
zu Nutzkanalleistung) misst die übertragene
Außerbandleistung
und daher muss es innerhalb bestimmter Grenzen bleiben.
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Gemäß dem Stand
der Technik gibt es mehrere verschiedene Verfahren, um die Nichtlinearität von Leistungsverstärkern zu
kompensieren. Die Kompensation von Nichtlinearitäten von Leistungsverstärkern lässt sich
in drei Hauptkategorien einteilen: Rückkopplung (feedback), Vorwärtskopplung (feedforward)
und Vorverzerrung (predistortion)). Vorverzerrung wird häufig Vorkompensierung (preemphasizing)
genannt.
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Die
Rückkopplungstechnik
wird insbesondere bei Tonverstärkern
verwendet. Die Rückkopplungssteuerung
bei Funkfrequenzen wird jedoch aufgrund der Durchführung einer
Rückkopplungsschaltung
in Echtzeit schwierig. Ein linearisierter Mehrband-Leistungsverstärker wurde
ebenfalls vorgeschlagen. Er verwendet die kartesische Rückkopplung.
Diese Technik ist aufgrund ihres recht schmalen Frequenzbandes nicht
anwendbar bei Breitbandsendern.
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Bei
der Linearisierung von Breitbandanwendungen, wie zum Beispiel WCDMA
(Wideband Code Division Multiple Access), wird die Vorwärtskopplung beim
Stand der Technik am meisten verwendet. Bei einem Verstärker mit
Vorwärtskopplung
wird das Verzerrungs- oder Fehlersignal, das in dem Verstärker erzeugt
wird, durch das Vergleichen der Eingangs- und Ausgangssignale erfasst.
Die erfassten Fehlersignale werden in einen linearen Subverstärker geleitet,
um sie bis auf den gleichen Pegel wie den des Leistungsverstärkers zu
verstärken.
Das verstärkte Fehlersignal
wird dann von dem Ausgang des Leistungsverstärkers subtrahiert. Das Problem
besteht darin, dass die Linearität
des Subverstärkers
hoch sein muss, und dies kann den Gesamtwirkungsgrad verringern.
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Bei
einem Vorverzerrer-Verstärker
fügt ein Vorverzerrer
einem Eingangssignal vorab ein Vorverzerrungssignal hinzu, um die
in Verstärkern
erzeugte Verzerrung aufzuheben. Das Problem besteht darin, dass
die Kompensationsleistung sich verschlechtert, wenn die Verstärkerparameter
von den geplanten Werten abweichen.
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Es
gibt Lösung
nach dem Stand der Technik, um einen Vorverzerrer-Verstärker anzupassen,
wie zum Beispiel
WO 01/08294 .
Das Problem bei den Lösungen
nach dem Stand der Technik liegt jedoch darin, dass die Linearisierung
von verzerrten Signalen unzureichend ist. Vorverzerrungsparameter
werden üblicherweise
in einer Nachschlagtabelle gespeichert, aber bei dieser Methode
wird leicht die Speichergröße erweitert
und ein Quantisierungsgeräusch erzeugt,
weil Parameterwerte sich üblicherweise durch
vorgegebene Schritte voneinander unterscheiden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Zielsetzung der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Methode
zu liefern, um die Verzerrung zu kompensieren, die durch nichtlineare
Vorrichtungen in der Übertragungskette,
wie zum Beispiel Leistungsverstärker,
verursacht wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist ein Datenübertragungsverfahren
zum Kompensieren von Nichtlinearitäten einer Übertragungskette vorgesehen,
wobei das Verfahren Folgendes umfasst: erstes Bilden von mindestens
einem Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich; zweites Bilden
von mindestens einem Parametervektor zur Kompensation im Frequenzbereich;
drittes Bilden von mindestens einem Parametervektor zur Kompensation
im Quadraturmodulator; Bestimmen von mindestens einer Gruppe von
Signaleigenschaften, die die Nichtlinearitäten in einer Übertragungskette formen; viertes
Bilden, aufgrund der mindestens einen Gruppe von Signaleigenschaften,
von mindestens einem Zustandsexpansionsvektor, der Mengen umfasst,
die ein Signal kennzeichnen; das Verändern der Signal kennzeichnenden
Mengen von mindestens einem Zustandsexpansionsvektor mit dem mindestens
einen Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich, mit dem mindestens
einen Parametervektor zur Kompensation im Frequenzbereich und mit
dem mindestens einen Parametervektor zur Kompensation im Quadraturmodulator,
um ein vorverzerrtes Signal zu bilden; fünftes Bilden eines Rückkopplungssignals
aus einem Ausgangssignal einer Übertragungskette;
erstes Anpassen des mindestens einen Parametervektors zur Kompensation im
Zeitbereich anhand eines Restfehlers zwischen einem Sendesignal
und dem Rückkopplungssignal; zweites
Anpassen des mindestens einen Parametervektors zur Kompensation
im Frequenzbereich anhand des Restfehlers zwischen dem Sendesignal und
dem Rückkopplungssignal;
und drittes Anpassen des mindestens einen Parametervektors zur Kompensation
im Quadraturmodulator anhand des Restfehlers zwischen dem Sendesignal
und dem Rückkopplungssignal.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls einen Sender zum Kompensieren von Nichtlinearitäten einer Übertragungskette,
wobei der Sender Folgendes umfasst: erste Bildungsmittel zum Bilden
mindestens eines Parametervektors zur Kompensation im Zeitbereich; zweite
Bildungsmittel zum Bilden mindestens eines Parametervektors zur
Kompensation im Frequenzbereich; dritte Bildungsmittel zum Bilden
mindestens eines Parametervektors zur Kompensation im Quadraturmodulator;
Bestimmungsmittel zum Bestimmen mindestens einer Gruppe von Signaleigenschaften, die
Nichtlinearitäten
in einer Übertragungskette
formen; vierte Bildungsmittel zum Bilden, aufgrund der mindestens
einen Gruppe von Signaleigenschaften, von mindestens einem Zustandsexpansionsvektor, der
Mengen umfasst, die ein Signal kennzeichnen; Veränderungsmittel zum Verändern der
Signal kennzeichnenden Mengen von mindestens einem Zustandsexpansionsvektor
mit dem mindestens einen Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich, mit
dem mindestens einen Parametervektors zur Kompensation im Frequenzbereich
und mit dem mindestens einen Parametervektor zur Kompensation im Quadraturmodulator,
um ein vorverzerrtes Signal zu bilden; fünfte Bildungsmittel zum Bilden
eines Rückkopplungssignals
aus einem Ausgangssignal einer Übertragungskette;
erste Anpassungsmittel zum Anpassen des mindestens einen Parametervektors
zur Kompensation im Zeitbereich aufgrund eines Restfehlers zwischen
einem Sendesignal und dem Rückkopplungssignal;
zweite Anpassungsmittel zum Anpassen des mindestens einen Parametervektors
zur Kompensation im Frequenzbereich aufgrund des Restfehlers zwischen
dem Sendesignal und dem Rückkopplungssignal;
und dritte Anpassungsmittel zum Anpassen des mindestens einen Parametervektors
zur Kompensation im Quadraturmodulator aufgrund des Restfehlers
zwischen dem Sendesignal und dem Rückkopplungssignal.
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Ferner
wird die Linearisierung durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung weiter verbessert, da die Verzerrung im Frequenzbereich,
die üblicherweise
bei analogen Schaltungen auftritt, ebenfalls kompensiert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden soll die Erfindung ausführlicher beschrieben werden
mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen,
bei denen:
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1 ein
vereinfachtes Beispiel eines Telekommunikationssystems gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren von Nichtlinearitäten einer Übertragungskette
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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3A–B ein weiteres
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren von Nichtlinearitäten einer Übertragungskette
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4 ein
Blockdiagramm eines Teils eines Senders gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist; und
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5 ein
Beispiel für
einen Transceiver einer Basisstation gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird Bezug genommen auf 1, auf der ein Beispiel eines
Datenübertragungssystems
gezeigt wird, bei dem die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
angewendet werden können.
In 1 wird die Ausführungsform in einem vereinfachten
Funksystem beschrieben, das zum Beispiel ein CDMA-System (Code Division
Multiple Access – Codemultiplex-Vielfachzugriff)
darstellt. Die Code Division Multiple Access-Technik wird heutzutage zum Beispiel
in Funksystemen verwendet, die mindestens durch die Namen IMT-2000
(International Mobile Telecommunications 2000) und UMTS (Universal
Mobile Telecommunications System) bekannt sind. Die Ausführungsformen
sind jedoch nicht auf diese Systeme, die als Beispiele angeführt sind,
beschränkt, sondern
ein Fachmann kann die Lösung
auf andere Funksysteme, die mit den erforderlichen Eigenschaften
versehen sind, anwenden.
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1 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm, das die wichtigsten Netzwerkelemente
des Funksystems und die Schnittstellen zwischen ihnen beschreibt.
Die Struktur und Funktion der Netwerkelemente werden nicht ausführlich beschrieben,
da sie allgemein bekannt sind.
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Die
Hauptteile des Funksystems sind ein Kernnetz (CN – core network) 100,
ein Funkzugangsnetz 130 und Teilnehmergeräte (UE – user equipment) 170.
Der Begriff UTRAN ist eine Abkürzung von
UMTS Terrestrial Radio Access Network, d. h. das Funkzugangsnetz
gehört
zu der dritten Generation und wird durch WCDMA (wideband code division multiple
access) realisiert. Allgemein lässt
sich das Funksystem auch wie folgt definieren: Das Funksystem besteht
aus einem Benutzerendgerät,
das auch Teilnehmerendgerät
oder Mobilstation genannt wird, und aus einem Netzwerkteil, das
die feste Infrastruktur des Funksystems umfasst, d. h. ein Kernnetz,
ein Funkzugangsnetz und ein Basisstationssystem.
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Eine
Funkvermittlungsstelle (MSC – mobile service
switching center) 102 ist das Zentrum der leitungsvermittelten
Seite des Kernnetzes 100. Die Funkvermittlungsstelle 102 wird
verwendet, um als Verbindungen des Funkzugangsnetzes 130 zu
dienen. Die Aufgaben der Funkvermittlungsstelle 102 umfassen üblicherweise
die Vermittlung, den Funkruf, die Standorterfassung der Benutzerendgeräte, die
Steuerung des Handovers, die Sammlung der Teilnehmergebühreninformationen, die
Verwaltung der Parameter zur Datenverschlüsselung, die Verwaltung der
Frequenzzuweisung und die Echokompensierung.
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Die
Anzahl der Funkvermittlungsstellen 102 kann schwanken.
Ein Betreiber eines kleinen Netzwerks kann zum Beispiel nur eine
Funkvermittlungsstelle 102 aufweisen, während große Kernnetze 100 mehrere
aufweisen können. 1 zeigt
eine weitere Funkvermittlungsstelle 106, aber ihre Verbindungen mit
anderen Netzwerkelementen sind nicht veranschaulicht, damit 1 ausreichend
deutlich bleibt.
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Große Kernnetze 100 können eine
getrennte Netzübergangs-Funkvermittlungsstelle
(GMSC – Gateway
mobile service switching center) 110 aufweisen, die für leitungsvermittelte
Verbindungen zwischen dem Kernnetz 100 und externen Netzen 180 verantwortlich
ist. Die Netzübergangs-Funkvermittlungsstelle 110 befindet
sich zwischen den Funkvermittlungsstellen 102, 106 und
den externen Netzen 180. Das externe Netz 180 kann
zum Beispiel ein öffentliches
landgestütztes
Mobilfunknetz PLMN oder ein öffentliches
leitungsvermitteltes Telefonnetz PSTN sein.
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Das
Kernnetz 100 weist üblicherweise
auch noch andere Teile auf, wie zum Beispiel ein Heimatregister
(HLR – home
location register), das ein permanentes Teilnehmerregister aufweist,
falls das Funksystem GPRS unterstützt, eine Paketdatenprotokoll(PDP – packet
data protocol)-Adresse und ein Besucherregister (VLR – visitor
location register), das Informationen über das Roaming der Benutzerendgeräte 170 im
Bereich der Funkvermittlungsstelle 102 aufweist. Nicht
alle Teile des Kernnetzes sind in 1 dargestellt,
damit es deutlich bleibt.
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Ein
Serving GPRS Support Node (SGSN) 118 ist das Zentrum der
paketvermittelten Seite des Kernnetzes 100. Eine der Hauptaufgaben
des Serving GPRS Support Nodes 118 besteht darin, Pakete mit
der das Benutzerendgerät 170 unterstützenden paketvermittelten Übertragung
durch Verwendung des Funkzugangsnetzes 130 zu senden und
zu empfangen. Der Serving GPRS Support Node 118 weist Benutzerinformationen
und Standortinformationen über
das Benutzerendgerät 170 auf.
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Ein
Gateway GPRS Support Node (GGSN) 120 auf der paketvermittelten
Seite entspricht der Netzübergangs-Funkvermittlungsstelle 110 der
leitungsvermittelten Seite, mit der Ausnahme, dass der Gateway GPRS
Support Node 120 in der Lage sein muss, den abgehenden
Verkehr von dem Kernnetz 100 zu externen Netzen 182 zu
leiten, während
die Netzübergangs-Funkvermittlungsstelle 110 nur
den ankommenden Verkehr leitet. Bei dem Beispiel sind die externen
Netze 182 durch das Internet dargestellt, über welches
ein beträchtlicher
Teil des drahtlosen Telefonverkehrs in Zukunft übertragen werden kann.
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Das
Funkzugangsnetz 130 besteht aus Funknetzsubsystemen 140, 150.
Jedes Funknetzsubsystem 140, 150 besteht aus Radio
Network Controllern (RNC) 146, 156 und Nodes B 142, 144, 152, 154.
Der Begriff „Node
B" steht für eine „Basisstation".
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Der
Radio Network Controller 146, 156 ist üblicherweise
zum Beispiel für
folgende Aufgaben zuständig:
Verwaltung der Funkressourcen der Basistransceiverstation oder Node
B 142, 144, 152, 154, interzellulares
Handover, Messung von Zeitverzögerungen
auf der Aufwärtsstrecke,
Realisierung der Betriebs- und Management-Schnittstelle, und Verwaltung
der Leistungsregelung.
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Der
Radio Network Controller 146, 156 weist mindestens
einen Transceiver auf. Ein Radio Network Controller 146, 156 kann
eine Zelle oder mehrere segmentierte Zellen versorgen. Der Zellendurchmesser
kann von einigen Metern bis zu vielen Kilometern schwanken. Es wird
häufig
angenommen, dass der Radio Network Controller 146, 156 auch
einen Transcoder aufweist, um die Umwandlung zwischen dem Sprachkodierungsformat,
das im Funksystem verwendet wird, und dem Sprachkodierungsformat,
das bei dem öffentlichen
leitungsvermittelten Telefonsystem verwendet wird, durchzuführen. In
der Praxis befindet sich der Transcoder jedoch üblicherweise in der Funkvermittlungsstelle 102.
Der Radio Network Controller 146, 156 ist üblicherweise
zum Beispiel für
folgende Aufgaben zuständig:
Messungen auf der Aufwärtsstrecke,
Kanalkodierung, Verschlüsselung
und Verwürfelungskodierung.
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Das
Benutzerendgerät 170 besteht
aus zwei Teilen: der mobilen Einheit (ME – mobile equipment) 172 und
einem UMTS-Teilnehmer-Identifizierungsmodul (USIM – UMTS subscriber
identity module) 174. Das Benutzerendgerät 170 weist
mindestens einen Transceiver zum Herstellen einer Funkverbindung
mit dem Funkzugangsnetz 130 auf. Das Benutzerendgerät 170 kann
mindestens zwei verschiedene Teilnehmer-Identifizierungsmodule aufweisen. Außerdem weist
das Teilnehmerendgerät 170 eine Antenne,
eine Benutzerschnittstelle und eine Batterie auf. Heutzutage stehen
verschiedene Arten von Benutzerendgeräten 170 zur Verfügung, zum
Beispiel Endgeräte,
die in einem Auto installiert sind, und tragbare Endgeräte. Die
Benutzerendgeräte 170 weisen auch
Eigenschaften auf, die denen eines Personal Computers oder eines
tragbaren Rechners ähneln.
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USIM 174 enthält Informationen über den Benutzer
und insbesondere Informationen über
Datensicherheit, zum Beispiel einen Verschlüsselungsalgorithmus.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Schnittstellen, die in dem
Funktelekommunikationssystem enthalten sind, durch die Hardwareimplementierung
und den verwendeten Standard bestimmt werden, wodurch die Schnittstellen
des Systems sich von den in 1 gezeigten
unterscheiden können.
Bei UMTS sind die wichtigsten Schnittstellen die Iu-Schnittstelle
zwischen dem Kernnetz und dem Funkzugangsnetz, die in die IuCs(CS
= leitungsvermittelt)-Schnittstelle der leitungsvermittelten Seite und
der IuPs(PS = paketvermittelt)-Schnittstelle der paketvermittelten
Seite unterteilt ist, und die Uu-Schnittstelle
zwischen dem Funkzugangsnetz und dem Benutzerendgerät. Die Schnittstelle
legt fest, welche Art von Nachrichten verschiedene Netzelemente
verwenden können,
um miteinander zu kommunizieren. Das Ziel der Standardisierung von Schnittstellen
besteht darin, den Betrieb zwischen Netzelementen verschiedener
Hersteller zu ermöglichen.
In der Praxis sind jedoch einige der Schnittstellen herstellerspezifisch.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform
eines Verfahrens, um eine digitale Vorverzerrung oder Preemphasis
gemäß der Erfindung durchzuführen. Ein
Ziel des Verfahrens besteht darin, die Nichtlinearitäten einer Übertragungskette
zu kompensieren. Kurz beschrieben erfolgt die Linearisierung üblicherweise
durch das Hinzufügen
eines Vorverzerrungssignals zu einem modulierten Basisbandsignal,
wodurch eine Breitbandverzerrung am Ausgang der nichtlinearen Vorrichtung
kompensiert wird. Das Verfahren ist besonders geeignet, um Nichtlinearitäten von
Signalen, die durch Leistungsverstärker in Sendern verursacht
werden, zu kompensieren.
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Ein
Leistungsverstärker
weist drei Hauptanforderungen auf: hohe Ausgangsleistung, hoher
Wirkungsgrad und geringe Verzerrung. Die Planung eines Leistungsverstärkers ist üblicherweise
ein Kompromiss zwischen diesen Anforderungen. Ein nichtlinearer
Hochleistungsverstärker
verzerrt sowohl die Amplitude als auch die Phase eines Signals.
Nichtlinearität
verursacht ebenfalls Intermodulationsverzerrungen und Spectral Regrowth
(Spektrumsaufweitung durch Intermodulation). Diese verursachen Nachbarkanalstörungen,
aufgrund derer sich die Netzleistung verschlechtert. Eine Übertragungskette, die
einen Leistungsverstärker
aufweist, bezieht auch nichtlineare Frequenzübertragungsfunktionen ein. Andererseits
weist ein linearer Verstärker
eine niedrige Leistung auf, die zu geringerer Zuverlässigkeit,
erhöhten
Kosten und einer Steigerung bei der Wärmeerzeugung führt.
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Linearisierung
ist üblicherweise
erforderlich, um die Nachbarkanalleistung (ACP – adjacent channel leakage
power) auf einem vorgegebenen Pegel, der von einer Systemspezifikation
festgelegt wird, zu halten. Das Verfahren wird insbesondere angewandt, wenn
hohe Übertragungsleistungen
benötigt
werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass Signalwerte bei dem Verfahren vorzugsweise
in einem Polarkoordinatensystem dargestellt werden, weil es üblicherweise
genauere Ergebnisse liefert. Es ermöglicht ebenfalls, dass die
Erfindung Signale im tatsächlichen
Format statt komplexe Werte verarbeiten kann.
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Das
Verfahren beginnt in Block 200. In Block 202 wird
mindestens ein Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich gebildet.
Ein Parametervektor kann ein oder mehrere Untervektoren aufweisen, von
denen jeder mit einer spezifischen Signalkennlinie verbunden ist,
die mit der Nichtlinearität
eines Leistungsverstärkers
in Beziehung steht.
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Ein
Parametervektor (Funktion) bestimmt durch die Angabe seiner Koeffizienten
ein Polynom, eine Spline oder eine andere Funktion. Bei dieser Anwendung
bedeutet Vektor auch einen matrixartigen Vektor. Eine Spline lässt sich
als eine Funktion kennzeichnen, die auf jedem Subintervall einer
vorgegebenen Gruppe in ihrem Bereich ein Polynom ist. Eine Spline
ist an den Rändern
der Subintervalle ebenfalls glatt. Ein Parametervektor zur Kompensation
im Zeitbereich wird für
Vorverzerrung im Zeitbereich verwendet.
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Durch
Funktionen (oder Vektoren) lassen sich die komplizierten Auswirkungen,
die durch Nichtlinearität
verursacht werden, üblicherweise
besser darstellen als durch Verwendung einzelner Werte, hauptsächlich,
weil die Größe eines
Speichers (nach dem Stand der Technik werden Nachschlagtabellen
verwendet) aus Gründen
der Anwendbarkeit begrenzt sein muss. Üblicherweise sind mehrere Vektoren
erforderlich, weil die Verwendung verschiedener Vektoren ein genaueres
Ergebnis liefert. Die Anzahl der ausgewählten Vektoren sowie die Vektoren
selbst hängen
von den besonderen Funkbedingungen des Systems und natürlich von
der gewünschten
Genauigkeit der Kompensation ab. Folgende vier Funktionen werden üblicherweise
verwendet: gedächtnislose,
dynamische, gewichtete dynamische integrale und dynamische Vorverzerrungsfunktion
mit Wechselwirkung. Der Unterschied zwischen diesen Funktionen lässt sich
wie folgt erklären. Die
gedächtnislose
Vorverzerrungsfunktion verwendet abgetastete Amplitudenwerte. Die
dynamische Vorverzerrungsfunktion verwendet auch vorherige Amplitudenwerte
und kann daher die Richtung zukünftiger
Veränderungen
besser vorhersagen. Die Integralvorverzerrungsfunktion verwendet
eine längere Prüfdauer als
die dynamische Vorverzerrungsfunktion. Durch das Verwenden einer
längeren
Prüfdauer können Veränderungen
aufgrund von Temperaturschwankungen bei einem Verhalten einer nichtlinearen
Vorrichtung aufgespürt
werden. Die dynamische Vorverzerrungsfunktion mit Wechselwirkung
verwendet gedächtnislose,
dynamische und integrale Funktionen. Üblicherweise multipliziert
sie Werte, die durch diese Funktionen festgelegt sind. Anders gesagt
wird die Wechselwirkungsfunktion durch das Verknüpfen der Ausgaben anderer Blöcke auf
geeignete Art und Weise gebildet.
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In
Block 204 wird mindestens ein Parametervektor (oder Funktion)
im Frequenzbereich gebildet. Theoretisch können Beeinträchtigungen,
die durch Nichtlinearität
verursacht werden, beseitigt werden, indem das Gegenteil der Übertragungsfunktion
von Nichtlinearitäten
auf das Übertragungssignal
angelegt wird. In der Praxis treten jedoch immer zusätzlich zu
Fehlern im Zeitbereich Fehler im Frequenzbereich auf, und daher
ist auch eine Vorverzerrung im Frequenzbereich erforderlich. Der
Parametervektor zur Frequenzkompensation wird vorzugsweise dadurch gebildet,
dass die Sende- und Rückkopplungssignale analysiert
werden und das Rückfiltern
aufgrund der Ergebnisse angepasst wird.
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In
Block 206 wird mindestens ein Parametervektor zur Kompensation
im Quadraturmodulator gebildet. Bei der AQM-(Analog Quadrature Modulator – Analoger
Quadraturmodulator) und auch bei der AQDeMod-(Analog Quadrature
DeModulator – Analoger Quadraturdemodulator)Kompensation
werden tatsächliche
und imaginäre
Teile des Komplexsignals angepasst, um den Fehler, der durch Quadraturmodulation
oder Quadraturdemodulation verursacht wird, auf ein Mindestmaß zu beschränken. Diese Kompensation
erfolgt üblicherweise
dadurch, dass vorgegebenen Mustern eines I-(in-phase – gleichphasig)
und Q-(Quadratur)modulierten Signals ein Korrekturterm hinzugefügt wird.
Dieser Korrekturterm wird üblicherweise
von den aktuellen I- und Q-Mustern abgeleitet, indem auch Verlaufsinformationen verwendet
werden. Die Korrekturterme werden üblicherweise aus einer vorgegebenen
Funktion, deren Argumente aktuelle und vergangene I- und Q-Muster (AQM-Zustandsexpandervektoren)
sind, und aus vorher festgelegten AQM-Kompensationsparametern berechnet.
Bei einer typischen Realisierung hängt die Funktion der aktuellen
und vergangenen I- und Q-Muster und vorher festgelegten AQM-Kompensationsparameter
linear von den Vorverzerrerkoeffizienten und den Elementen der AQM-Zustandsexpandervektoren
ab. Es gibt viele andere Möglichkeiten
für die
Berechnung der Korrekturterme. Es ist zum Beispiel möglich, eine
komplexere Struktur zu verwenden, bei der der Korrekturterm nicht
linear, sondern auf kompliziertere Art und Weise von den Parametern
abhängt.
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Der
AQM-Zustandsexpandervektor weist als Komponenten verschiedene Funktionen
von I und Q und deren vorherige Werte auf. Typische AQM-Zustandsexpanderkomponenten
sind Erzeugnisse mit niedriger I- und Q-Leistung und ihre vorherigen
Werte sowie einige hinzugefügte
Funktionen vorheriger Werte, wie zum Beispiel das Integral der Amplitude des
Quadrats der Signalabtastwerte über
eine bestimmte Zeit. Es ist möglich,
dass sowohl die gleichphasige Komponente als auch die Quadraturkomponente
einen eigenen AQM-Zustandsexpandervektor aufweisen. Üblicherweise
ist eine Komponente des AQM-Zustandsexpanders
konstant. Dieser Term wird für
die Kompensation des DC-Offset (DC = direct current – Gleichstrom)
verwendet.
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Die
AQM-Kompensationsparameter lassen sich herausfinden, indem ein Algorithmus
verwendet wird, der ein vorgegebenes Optimierungskriterium, das
auf dem Rückkopplungs- und dem Ursprungssignal
basiert, maximiert. Das Optimierungskriterium besteht üblicherweise
darin, dass das Minus der mittleren quadratischen Abweichung zwischen
dem Ursprungs- und einem oder mehreren Rückkopplungssignalen maximiert
wird. Wird ein lineares Modell verwendet, können LMS-(least means square)
oder RLS-(recursive least squares) Algorithmen nach dem Stand der
Technik bei der Anpassung verwendet werden. Bei der AQM-Anpassung
kann ein geringer Frequenzversatz der Rückkopplungskette hinzugefügt werden,
um lineare Fehler zwischen dem Modulator und dem Demodulator auszusondern.
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Es
ist ebenfalls möglich,
die AQDeMod(Analog Quadrature De-Modulator)-Kompensation durchzuführen. Grundsätzlich können AQDeMod
und AQM durch Verwendung desselben Verfahrens kompensiert werden,
aber die Kompensation wird üblicherweise
in verschiedenen Anpassungsrunden durchgeführt: zunächst die AQM-Kompensation und
dann die AQDeMod unter Verwendung des Restfehlers. Bei der AQDeMod-Anpassung kann ein
geringer Frequenzversatz der Rückkopplungskette
hinzugefügt werden,
um lineare Fehler zwischen dem Modulator und dem Demodulator auszusondern.
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Bei
einer Ausführungsform
des Verfahrens wird die AQM(Analog Quadratore Modulator – analoger
Quadraturmodulator)- und die AQDeMod(Analog Quadrature Demodulator – Analoger
Quadraturdemodulator)-Kompensation nicht durchgeführt.
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In
Block 208 wird mindestens eine Gruppe von Signaleigenschaften,
die die Nichtlinearitäten
in einer Übertragungskette
formen, festgelegt. Üblicherweise
weisen einige der Eigenschaften des in der Erfindung verwendeten
Signals die Amplitude, Phase oder Frequenz auf. In vielen Fällen ist
eine Gruppe von Signaleigenschaften genug, aber manchmal können mehrere
Gruppen erforderlich sein, um ein genaueres Ergebnis zu liefern.
Die Nichtlinearitäten
der Übertragungskette
werden geformt, um die Parameter zum Bilden eines Zustandsexpansionsvektors
in Block 210 festzulegen.
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In
Block 210 wird mindestens ein Zustandsexpansionsvektor
gebildet, basierend auf mindestens einer Gruppe von Signaleigenschaften.
Ein Zustandsexpansionsvektor besteht aus Mengen, die Nichtlinearitäten in Abhängigkeit
von ausgewählten Signaleigenschaften
kennzeichnen. Ein Zustandsexpansionsvektor kann zum Beispiel aus
einer vorgegebenen Anzahl verschiedener Stärken von Amplitudenwerten bestehen,
die in einem Vektor angeordnet sind. Ein weiteres Beispiel ist,
dass ein Zustandsexpansionsvektor aus einer vorgegebenen Anzahl
von Leistungen der Zeitableitung der Amplitude besteht. Ein weiteres
Beispiel ist, dass ein Zustandsexpansionsvektor aus Amplitudenwerten
gebildet ist, die auf verschiedene Arten verarbeitet werden: durch
Differenzieren, Integrieren, usw. Es ist auch möglich, Amplitudenwerte, die
auf verschiedene Arten verarbeitet wurden, zu verknüpfen. Daher
kann ein Zustandsexpansionsvektor aus einem oder mehreren Amplitudenwerten
bestehen, einem oder mehreren abgeleiteten Amplitudenwerten, einem
oder mehreren integrierten Amplitudenwerten und/oder verknüpften Werten,
die Cross-Terme genannt werden können.
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Die
Anzahl der erforderlichen Arten von Termen bei den Zustandsexpansionsvektoren
schwankt: Manchmal kann ein gutes Ergebnis erzielt werden, indem
nur eine Art von Term (zum Beispiel Amplitude) verwendet wird, aber
bei kompliziertere Situationen können
mehr Arten von Termen erforderlich sein. Die Länge eines Zustandsexpansionsvektors
hängt von
den Anforderungen an die Vorverzerrung ab. In anderen Worten, die
Anzahl der Terme hängt
von der erforderlichen Qualität
der Vorverzerrung ab. Manchmal kann ein gutes Ergebnis erzielt werden,
indem ein kurzer Vektor verwendet wird, aber bei komplizierteren
Situationen kann die Länge
eines Vektors erhöht
werden.
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Aufgrund
einer Frequenz, Bandbreite, Leistung oder einer anderen Variablen
einer Übertragungskette
ist es möglich,
verschiedene Einstellungen innerhalb eines Zustandsexpanders zu
verwenden und verschiedene Gruppen von Kompensationsparametern sowohl
für die
Vorverzerrung im Zeit- und Frequenzbereich
als auch für
die AQM-Kompensation auszuwählen.
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In
Block 212 werden Signal kennzeichnende Mengen mit mindestens
einem Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich, mit mindestens
einem Parametervektor zur Kompensation im Frequenzbereich und mindestens
einem Parametervektor zur AQM-Kompensation verändert, um ein vorverzerrtes Signal
zu bilden. Eine Veränderung
im Zeitbereich erfolgt üblicherweise
dadurch, dass vorgegebene, Signal kennzeichnende Mengen von einem
oder mehreren Zustandsexpansionsvektoren mit ausgewählten Parametern
von einem oder mehreren Parametervektoren zur Kompensation im Zeitbereich
multipliziert werden. Die multiplizierten Mengen sind üblicherweise
die Amplituden- und/oder Phasenparameter. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Vorverzerrung im Zeitbereich in einem
Polarkoordinatensystem. Nach der Kompensation im Zeitbereich werden
kompensierte Parameter verknüpft,
um einen Wert pro Parameter zu erhalten, zum Beispiel einen Phasenwert
und einen Amplitudenwert pro Ursprungsdatenwert.
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Die
Kompensation im Frequenzbereich erfolgt vorzugsweise durch das Filtern
eines im Zeitbereich vorverzerrten Signalwertes. Die Struktur des Kompensationsfilters
weist üblicherweise
einen oder mehrere Filter oder Filterbänke zum Kompensieren der Nichtlinearitäten eines
Frequenzganges auf. Diese Verzerrung wird durch einen Filter kompensiert. Der
Frequenzgang, der ein Spiegelbild sein soll, wird mit einer Übertragungskette
verglichen. Der Zweck besteht darin, den Frequenzgang einer Übertragungskette
zu linearisieren. Grundsätzlich
kann der Frequenzgang der Übertragungskette
durch das Bilden eines Umkehrfilters durch Vergleichen des Fehlers
zwischen dem Sende- und dem Rückkopplungssignal
ausgeglichen werden. Ein Zustandsexpander steuert üblicherweise
das Verhalten und die Eigenschaften der Vorverzerrung im Frequenzbereich.
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Ist
keine Kompensation im Frequenzbereich erforderlich, können die
Filteranzapfkoeffizienten auf den Wert 1 gesetzt werden.
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Die
AQM-Kompensation erfolgt üblicherweise
durch das Multiplizieren vorgegebener, Signal kennzeichnender Mengen
von einem oder mehreren AQM-Zustandsexpansionsvektoren mit ausgewählten Parametern
von einem oder mehreren Parametervektoren zur AQM-Kompensation.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die AQM-Kompensation in einem kartesischen
Koordinatensystem.
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In
Block 214 bildet ein Rückkopplungssignal ein
Ausgangssignal der Übertragungskette.
Dies erfolgt üblicherweise
durch das Verwenden einer Rückkopplungskette,
die aus einem Analog-Digital-Wandler und anderen erforderlichen
Funktionen besteht. Das Rückkopplungssignal
wird für
die Anpassung in Block 216, 218 und 220 benötigt.
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In
Block 216 werden ein oder mehrere Parametervektoren zur
Kompensation im Zeitbereich anhand des Restfehlers zwischen dem
Sende- und dem Rückkopplungssignal
angepasst. Zu diesem Zweck werden die Signalwerte vorzugsweise rückgekoppelt. Signalwerte
eines Rückkopplungssignals
und die Signalwerte der Ursprungsdaten werden verglichen, und anhand
des Ergebnisses werden die Parametervektoren zur Kompensation durch
das Verändern
von Koeffizienten angepasst. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Anpassung durch die Verwendung eines Polarkoordinatensystems.
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In
Block 218 werden ein oder mehrere Parametervektoren zur
Kompensation im Frequenzbereich anhand des Restfehlers zwischen
dem Sende- und dem Rückkopplungssignal
angepasst. Zu diesem werden die Signalwerte vorzugsweise rückgekoppelt,
um die Kompensationsfilterstruktur anzupassen. Signalwerte nach
einem Leistungsverstärker und
die Signalwerte der Ursprungsdaten werden verglichen, und anhand
des Ergebnisses werden die Filteranzapfkoeffizienten bestimmt, um
den Filter anzugleichen, um die Verzerrung im Frequenzbereich besser
zu kompensieren.
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In
Block 220 werden ein oder mehrere Parametervektoren zur
Kompensation im Quadraturmodulator anhand des Restfehlers zwischen
dem Sende- und dem Rückkopplungssignal
angepasst. Zu diesem werden die Signalwerte vorzugsweise rückgekoppelt,
um die Kompensationsparameter anzupassen. Signalwerte nach einem
Leistungsverstärker und
die Signalwerte der Ursprungsdaten werden verglichen, und anhand
des Ergebnisses werden die Parametervektoren zur AQM-Kompensation
bestimmt, um die AQM-Kompensation
anzugleichen, um die AQM-Verzerrung besser zu kompensieren.
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Das
Verfahren endet in Block 222. Der Pfeil 224 veranschaulicht,
dass das Verfahren sich wiederholen kann.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
eines Verfahrens zur Realisierung digitaler Vorverzerrung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
des Verfahrens wird mehr Filterung verwendet. Die zweite Filterung
wird eingesetzt, um frequenzabhängige
Nichtlinearitäten
zu kompensieren, die in einer Abwärtsmischungskette entstehen.
Es ist auch möglich,
die Filterstruktur mit einem oder mehreren Filtern oder Filterbänken, je
nach System, auszuführen.
Dies erfolgt vorzugsweise durch das Vergleichen der Signalwerte
eines Rückkopplungssignals
mit den Signalwerten der ursprünglichen
Daten und durch das Bestimmen der Filteranzapfkoeffizienten anhand
des Ergebnisses.
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Das
Verfahren beginnt in Block 300. In Block 302 wird
mindestens ein Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich gebildet.
Ein Parametervektor kann aus einem oder mehreren Untervektoren bestehen,
von denen jeder mit einer spezifischen Signalkennlinie verbunden
ist, die die Nichtlinearität
eines Leistungsverstärkers
verursacht. Bei dieser Anwendung bedeutet Vektor auch matrixartige
Vektoren.
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Ein
Parametervektor (Funktion) bestimmt durch die Angabe seiner Koeffizienten
ein Polynom, eine Spline oder eine andere Funktion. Eine Spline lässt sich
als eine Funktion kennzeichnen, die auf jedem Subintervall einer
vorgegebenen Gruppe in ihrem Bereich ein Polynom ist. Eine Spline
ist an den Rändern
der Subintervalle ebenfalls glatt. Ein Parametervektor zur Kompensation
im Zeitbereich wird für
Vorverzerrung im Zeitbereich verwendet.
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Durch
Funktionen (oder Vektoren) lassen sich die komplizierten Auswirkungen,
die durch Nichtlinearität
verursacht werden, üblicherweise
besser darstellen als durch Verwendung einzelner Werte, hauptsächlich,
weil die Größe eines
Speichers (nach dem Stand der Technik werden Nachschlagtabellen
verwendet) aus Gründen
der Anwendbarkeit begrenzt sein muss. Üblicherweise sind mehrere Vektoren
erforderlich, weil die Verwendung verschiedener Vektoren ein genaueres
Ergebnis liefert. Die Anzahl der ausgewählten Vektoren sowie die Vektoren
selbst hängen
von den besonderen Funkbedingungen des Systems und natürlich von
der gewünschten Genauigkeit
der Kompensation ab. Folgende vier Funktionen werden üblicherweise
verwendet: gedächtnislose,
dynamische, gewichtete dynamische integrale und dynamische Vorverzerrungsfunktion
mit Wechselwirkung. Der Unterschied zwischen diesen Funktionen lässt sich
wie folgt erklären. Die
gedächtnislose
Vorverzerrungsfunktion verwendet abgetastete Amplitudenwerte. Die
dynamische Vorverzerrungsfunktion verwendet auch vorherige Amplitudenwerte
und kann daher die Richtung zukünftiger
Veränderungen
besser vorhersagen. Die Integralvorverzerrungsfunktion verwendet
eine längere Prüfdauer als
die dynamische Vorverzerrungsfunktion. Durch das Verwenden einer
längeren
Prüfdauer können Veränderungen
aufgrund von Temperaturschwankungen bei einem Verhalten einer nichtlinearen
Vorrichtung aufgespürt
werden. Die dynamische Vorverzerrungsfunktion mit Wechselwirkung
verwendet gedächtnislose,
dynamische und integrale Funktionen. Üblicherweise multipliziert
sie Werte, die durch diese Funktionen festgelegt sind. Anders gesagt
wird die Wechselwirkungsfunktion durch das Verknüpfen der Ausgaben anderer Blöcke auf
geeignete Art und Weise gebildet.
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In
Block 304 wird mindestens ein Parametervektor (oder Funktion)
im Frequenzbereich gebildet. Theoretisch können Beeinträchtigungen,
die durch Nichtlinearität
verursacht werden, beseitigt werden, indem das Gegenteil der Übertragungsfunktion
von Nichtlinearitäten
auf das Übertragungssignal
angelegt wird. In der Praxis treten jedoch immer zusätzlich zu
Fehlern im Zeitbereich Fehler im Frequenzbereich auf, und daher
ist auch eine Vorverzerrung im Frequenzbereich erforderlich. Der
Parametervektor zur Frequenzkompensation wird vorzugsweise dadurch gebildet,
dass die Frequenzgänge
bestimmter Signale analysiert werden und die Umkehrfilterung aufgrund
der Ergebnisse angepasst wird.
-
In
Block 306 wird mindestens ein Parametervektor zur Kompensation
im Quadraturmodulator gebildet. Bei der AQM-(Analog Quadrature Modulator – Analoger
Quadraturmodulator) und auch bei der AQDeMod-(Analog Quadrature
DeModulator – Analoger Quadraturdemodulator)Kompensation
werden tatsächliche
und imaginäre
Teile des Komplexsignals angepasst, um den Fehler, der durch Quadraturmodulation
oder Quadraturdemodulation verursacht wird, auf ein Mindestmaß zu beschränken. Diese Kompensation
erfolgt üblicherweise
dadurch, dass vorgegebenen Mustern eines I-(in-phase – gleichphasig)
und Q-(Quadratur)modulierten Signals ein Korrekturterm hinzugefügt wird.
Dieser Korrekturterm wird üblicherweise
von den aktuellen I- und Q-Mustern abgeleitet, indem auch Verlaufsinformationen verwendet
werden. Die Korrekturterme werden üblicherweise aus einer vorgegebenen
Funktion, deren Argumente aktuelle und vergangene I- und Q-Muster (AQM-Zustandsexpandervektoren)
sind, und aus vorher festgelegten AQM-Kompensationsparametern berechnet.
Bei einer typischen Realisierung hängt die Funktion der aktuellen
und vergangenen I- und Q-Muster und vorher festgelegten AQM-Kompensationsparameter
linear von den Vorverzerrerkoeffizienten und den Elementen der AQM-Zustandsexpandervektoren
ab. Es gibt viele andere Möglichkeiten
für die
Berechnung der Korrekturterme. Es ist zum Beispiel möglich, eine
komplexere Struktur zu verwenden, bei der der Korrekturterm nicht
linear, sondern auf kompliziertere Art und Weise von den Parametern
abhängt.
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Der
AQM-Zustandsexpandervektor weist als Komponenten verschiedene Funktionen
von I und Q und deren vorherige Werte auf. Typische AQM-Zustandsexpanderkomponenten
sind Erzeugnisse mit niedriger I- und Q-Leistung und ihre vorherigen
Werte sowie einige hinzugefügte
Funktionen vorheriger Werte, wie zum Beispiel das Integral der Amplitude des
Quadrats der Signalabtastwerte über
eine bestimmte Zeit. Es ist möglich,
dass sowohl die gleichphasige Komponente als auch die Quadraturkomponente
einen eigenen AQM-Zustandsexpandervektor aufweisen. Üblicherweise
ist eine Komponente des AQM-Zustandsexpanders
konstant. Dieser Term wird für
die Kompensation des DC-Offset (DC = direct current – Gleichstrom)
verwendet.
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Die
AQM-Kompensationsparameter lassen sich herausfinden, indem ein Algorithmus
verwendet wird, der ein vorgegebenes Optimierungskriterium, das
auf dem Rückkopplungs- und dem Ursprungssignal
basiert, maximiert. Das Optimierungskriterium besteht üblicherweise
darin, dass das Minus der mittleren quadratischen Abweichung zwischen
dem Ursprungs- und einem oder mehreren Rückkopplungssignalen maximiert
wird. Wird ein lineares Modell verwendet, können LMS-(least means square)
oder RLS-(recursive least squares)Algorithmen nach dem Stand der
Technik bei der Anpassung verwendet werden. Bei der AQM-Anpassung
kann ein geringer Frequenzversatz der Rückkopplungskette hinzugefügt werden,
um lineare Fehler zwischen dem Modulator und dem Demodulator auszusondern.
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Es
ist ebenfalls möglich,
die AQDeMod(Analog Quadrature De-Modulator)-Kompensation durchzuführen. Grundsätzlich können AQDeMod
und AQM durch Verwendung desselben Verfahrens kompensiert werden,
aber die Kompensation wird üblicherweise
in verschiedenen Anpassungsrunden durchgeführt: zunächst die AQM-Kompensation und
dann die AQDeMod unter Verwendung des Restfehlers. Bei der AQDeMod-Anpassung kann ein
geringer Frequenzversatz der Rückkopplungskette
hinzugefügt werden,
um lineare Fehler zwischen dem Modulator und dem Demodulator auszusondern.
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Bei
einer Ausführungsform
des Verfahrens wird die AQM(Analog Quadratore Modulator – analoger
Quadraturmodulator)- und die AQDeMod(Analog Quadrature Demodulator – Analoger
Quadraturdemodulator)-Kompensation nicht durchgeführt.
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In
Block 308 wird mindestens eine Gruppe von Signaleigenschaften,
die die Nichtlinearitäten
in einer Übertragungskette
formen, festgelegt. Üblicherweise
weisen die Eigenschaften des verwendeten Signals die Amplitude,
Phase oder Frequenz auf. In vielen Fällen ist eine Gruppe von Signaleigenschaften
genug, aber manchmal können
mehrere Gruppen erforderlich sein, um ein genaueres Ergebnis zu
liefern. Die Nichtlinearitäten
der Übertragungskette
werden geformt, um die Parameter zum Bilden eines Zustandsexpansionsvektors
in Block 310 festzulegen.
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In
Block 310 wird mindestens ein Zustandsexpansionsvektor
gebildet, basierend auf mindestens einer Gruppe von Signaleigenschaften.
Ein Zustandsexpansionsvektor besteht aus Mengen, die Nichtlinearitäten in Abhängigkeit
von ausgewählten Signaleigenschaften
kennzeichnen. Ein Zustandsexpansionsvektor kann zum Beispiel aus
einer vorgegebenen Anzahl verschiedener Stärken von Amplitudenwerten bestehen,
die in einem Vektor angeordnet sind. Ein weiteres Beispiel ist,
dass ein Zustandsexpansionsvektor aus einer vorgegebenen Anzahl
von Leistungen der Zeitableitung der Amplitude besteht. Ein weiteres
Beispiel ist, dass ein Zustandsexpansionsvektor aus Amplitudenwerten
gebildet ist, die auf verschiedene Arten verarbeitet werden: durch
Differenzieren, Integrieren, usw. Es ist auch möglich, Amplitudenwerte, die
auf verschiedene Arten verarbeitet wurden, zu verknüpfen. Daher
kann ein Zustandsexpansionsvektor aus einem oder mehreren Amplitudenwerten
bestehen, einem oder mehreren abgeleiteten Amplitudenwerten, einem
oder mehreren integrierten Amplitudenwerten und/oder verknüpften Werten,
die Cross-Terme genannt werden können.
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Die
Anzahl der erforderlichen Arten von Termen bei den Zustandsexpansionsvektoren
schwankt: Manchmal kann ein gutes Ergebnis erzielt werden, indem
nur eine Art von Term (zum Beispiel Amplitude) verwendet wird, aber
bei komplizierteren Situationen können mehr Arten von Termen
erforderlich sein. Die Länge
eines Zustandsexpansionsvektors hängt von den Anforderungen an
die Vorverzerrung ab. In anderen Worten, die Anzahl der Terme hängt von
der erforderlichen Qualität
der Vorverzerrung ab. Manchmal kann ein gutes Ergebnis erzielt werden, indem
ein kurzer Vektor verwendet wird, aber bei komplizierteren Situationen
kann die Länge
eines Vektors erhöht
werden.
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Aufgrund
einer Frequenz, Bandbreite, Leistung oder einer anderen Variablen
einer Übertragungskette
ist es möglich,
verschiedene Einstellungen innerhalb eines Zustandsexpanders zu
verwenden und verschiedene Gruppen von Kompensationsparametern sowohl
für die
Vorverzerrung im Zeit- und Frequenzbereich
als auch für
die AQM-Kompensation auszuwählen.
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In
Block 312 werden Signal kennzeichnende Mengen mit mindestens
einem Parametervektor zur Kompensation im Zeitbereich, mit mindestens
einem Parametervektor zur Kompensation im Frequenzbereich und mindestens
einem Parametervektor zur AQM-Kompensation verändert, um ein vorverzerrtes Signal
zu bilden. Eine Veränderung
im Zeitbereich erfolgt üblicherweise
dadurch, dass vorgegebene, Signal kennzeichnende Mengen von einem
oder mehreren Zustandsexpansionsvektoren mit ausgewählten Parametern
von einem oder mehreren Parametervektoren zur Kompensation im Zeitbereich
multipliziert werden. Die multiplizierten Mengen sind üblicherweise
die Amplituden- und/oder Phasenparameter. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Vorverzerrung im Zeitbereich in einem
Polarkoordinatensystem. Nach der Kompensation im Zeitbereich werden
kompensierte Parameter verknüpft,
um einen Wert pro Parameter zu erhalten, zum Beispiel einen Phasenwert
und einen Amplitudenwert pro Ursprungsdatenwert.
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Die
Kompensation im Frequenzbereich erfolgt vorzugsweise durch das Filtern
eines im Zeitbereich vorverzerrten Signalwertes. Die Struktur des Kompensationsfilters
weist üblicherweise
einen oder mehrere Filter oder Filterbänke zum Kompensieren der Nichtlinearitäten eines
Frequenzganges auf. Diese Verzerrung wird durch einen Filter kompensiert. Der
Frequenzgang, der ein Spiegelbild sein soll, wird mit einer Übertragungskette
verglichen. Der Zweck besteht darin, den Frequenzgang einer Übertragungskette
zu linearisieren. Grundsätzlich
kann der Frequenzgang der Übertragungskette
durch das Bilden eines Umkehrfilters durch Vergleichen des Fehlers
zwischen dem Sende- und dem Rückkopplungssignal
ausgeglichen werden. Ein Zustandsexpander steuert üblicherweise
das Verhalten und die Eigenschaften der Vorverzerrung im Frequenzbereich.
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Die
AQM-Kompensation erfolgt üblicherweise
durch das Multiplizieren vorgegebener, Signal kennzeichnender Mengen
von einem oder mehreren AQM-Zustandsexpansionsvektoren mit ausgewählten Parametern
von einem oder mehreren Parametervektoren zur AQM-Kompensation.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die AQM-Kompensation in einem kartesischen
Koordinatensystem.
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In
Block 314 wird ein Rückkopplungssignal des
Ausgangssignals der Übertragungskette
gebildet. Das linearisierte Ausgangssignal der Übertragungskette wird rückgekoppelt,
um Vorverzerrungsfunktionen im Zeit- und Frequenzbereich anzupassen.
Die Anpassung richtet sich auf die Zeit-, Frequenz-, Amplituden-
und/oder Phasenvarianzeigenschaften einer Übertragungskette. Ein Rückkopplungssignal
wird in der Praxis vorzugsweise wie folgt erzeugt: ein linearisiertes
RF-Ausgangssignal wird einem Abwärtsmischungsteil
zugeführt,
um ein Zwischenfrequenzsignal zu erhalten. Dieses Zwischenfrequenzsignal
wird dann einem Analog-Digital-Wandler (ADC – analog to digital converter)
zugeführt,
wo es abgetastet und in ein digitales Signal umgewandelt wird, an
dem die Demodulation (zum Beispiel IQ-Demodulation) erfolgt. Dieses üblicherweise komplexe
digitale Signal wird dann Anpassungsroutinen zugeführt, bei
denen das komplexe digitale Rückkopplungssignal
mit dem entsprechenden ursprünglichen
komplexen Eingangssignal verglichen wird.
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In
Block 316 wird das Rückkopplungssignal gefiltert,
um die Nichtlinearitäten
eines Frequenzganges, die in einer Abwärtsmischungskette verursacht werden,
auf ein Mindestmaß zu
senken. Dies erfolgt, um die Anpassung sowohl der Parametervektoren zur
Kompensation im Zeitbereich als auch die Parametervektoren zur Kompensation
im Frequenzbereich zu verbessern.
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In
Block 318 werden ein oder mehrere Parametervektoren zur
Kompensation im Zeitbereich angepasst. Zu diesem Zweck werden Signalwerte
vorzugsweise rückgekoppelt.
Signalwerte nach der Abwärtsmischung
und die entsprechenden Signalwerte mit den Ursprungsdaten werden
verglichen. Die Vorverzerrungsfunktion wird durch das Verändern eines Parametervektors
anhand des Vergleichs angepasst.
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In
Block 320 werden ein oder mehrere Parametervektoren zur
Kompensation im Frequenzbereich anhand des Restfehlers zwischen
dem Sende- und dem Rückkopplungssignal
angepasst. Zu diesem Zweck werden Signalwerte vorzugsweise rückgekoppelt,
um die Kompensationsfilterstruktur anzupassen. Signalwerte nach
der Abwärtsmischung
und die entsprechenden Signalwerte mit den Ursprungsdaten werden
verglichen. Anhand des Ergebnisses werden die Filteranzapfkoeffizienten
bestimmt, um den Filter anzugleichen, um die Verzerrung im Frequenzbereich
besser zu kompensieren.
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In
Block 322 werden ein oder mehrere Parametervektoren zur
Kompensation im Quadraturmodulator anhand des Restfehlers zwischen
dem Sende- und dem Rückkopplungssignal
angepasst. Zu diesem Zweck werden die Signalwerte vorzugsweise rückgekoppelt,
um die Kompensationsfilterstruktur anzupassen. Signalwerte nach
einem Leistungsverstärker
und die Signalwerte der Ursprungsdaten werden verglichen, und anhand
des Ergebnisses werden die Parametervektoren zur AQM-Kompensation
bestimmt, um die AQM- Kompensation
anzugleichen, um die AQM-Verzerrung besser zu kompensieren.
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In
Block 324 werden die Koeffizienten des Rückkopplungsfilters
in ähnlicher
Weise wie die Vektoranpassung zur Kompensation im Frequenzbereich angepasst.
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Das
Verfahren endet in Block 326. Der Pfeil 328 veranschaulicht,
dass es sich wiederholen kann.
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4 veranschaulicht
ein Blockdiagramm eines Teils eines Senders gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. 4 zeigt hauptsächlich die
Teile eines Senders, mit denen das oben beschriebene Vorverzerrungs-(oder
Vorkompensierungs)verfahren realisiert werden kann. Es ist für einen
Fachmann offensichtlich, dass die Senderstruktur von der in 4 dargestellten
Struktur abweichen kann. Block 400 ist eine Schaltmatrix,
die zum Beispiel die Sendeleistung, die Frequenz oder die Bandbreite
zum Auswählen
der geeigneten Vorverzerrungsvektoren und/oder -koeffizienten, zum
Beispiel für
verschiedene Leistungsstufen, Frequenzen oder Bandbreiten, überprüft. Die
verschiedenen Vektorgruppen sind in 4 durch
die Zahlen 404, 422, 406, 424, 428, 430 gekennzeichnet.
Die Anzahl der Gruppen kann schwanken.
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Block 402 ist
ein Zustandsexpander, der ein Signal zwecks geeigneter Vorverzerrung
verarbeitet. Ein Zustandsexpansionsvektor besteht aus Mengen, die
Nichtlinearitäten
in Abhängigkeit
von ausgewählten
Signaleigenschaften kennzeichnen. Ein Zustandsexpansionsvektor besteht
zum Beispiel aus einer vorgegebenen Anzahl verschiedener Stärken von
Amplitudenwerten, die in einem Vektor angeordnet sind. Ein weiteres
Beispiel ist, dass ein Zustandsexpansionsvektor aus einer vorgegebenen Anzahl
von verschiedenen Stärken
einer Amplitude besteht, die durch eine vorgegebene Anzahl von Abtastwerten
verzögert
wird. Ein weiteres Beispiel ist, dass ein Zustandsexpansionsvektor
aus Amplitudenwerten gebildet ist, die auf verschiedene Arten verarbeitet
werden: durch Differenzieren, Integrieren, usw. Es ist auch möglich, Amplitudenwerte,
die auf verschiedene Arten verarbeitet wurden, zu verknüpfen. Daher
kann ein Zustandsexpansionsvektor aus einem oder mehreren Stärken von
Amplitudenwerten bestehen, einem oder mehreren Stärken der
Ableitung eines Amplitudenwertes, einem oder mehreren integrierten
Amplitudenwerten und/oder verknüpften Werten,
die Cross-Terme genannt werden können.
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Ein
Zustandsexpander kann aus Filtern und Einheiten bestehen, die eine
vorgegebene Anzahl von Werten für
jeden Eingabewert erzeugen, zum Beispiel einen Amplitudenwert. Ein
Zustandsexpander kann einen Signalwert auf eine vorgegebene Anzahl
von Werten erweitern. Falls die Struktur Filter aufweist, handelt
es sich üblicherweise
entweder um Finite Impulse Response(FIR – mit endlicher Impulsantwort)-
oder um Infinite Impulse Response(IIR – mit unendlicher Impulsantwort)-Filter.
Der Ausgang eines Zustandsexpanders ist ein Vektor, der die erforderliche
Anzahl von Werten aufweist, die ein zu verzerrendes Signal kennzeichnen.
-
Die
Anzahl der erforderlichen Zustandsexpansionsvektoren schwankt: Manchmal
kann ein gutes Ergebnis erzielt werden, wenn nur ein Vektor verwendet
wird, aber bei komplizierteren Situation können mehrere Vektoren erforderlich
sein. Die Länge eines
Zustandsexpansionsvektors hängt
von den Anforderungen an die Vorverzerrung ab. In anderen Worten,
die Anzahl der Terme hängt
von der erforderlichen Qualität
der Vorverzerrung ab. Manchmal kann ein gutes Ergebnis erzielt werden,
wenn ein kurzer Vektor verwendet wird, aber bei komplizierteren
Situationen kann die Länge
eines Vektors erhöht
werden.
-
Es
ist auch möglich,
verschiedene Zustandsexpansionsvektoren für verschiedene Übertragungsfrequenzen,
-leistungen, -bandbreiten und/oder andere Variablen von Übertragungsketten zu
verwenden, wie in Vorrichtung 426 in 4 dargestellt.
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Die
Blöcke 404, 422 stellen
Vorverzerrungsblöcke
im Zeitbereich für
verschiedene Übertragungsleistungspegel, Übertragungsbandbreiten, Übertragungsfrequenzen
oder andere Eigenschaften einer Übertragungskette
dar.
-
Die
Vorverzerrung im Zeitbereich erfolgt unter Verwendung eines oder
mehrerer Vektoren zur Kompensation im Zeitbereich. Bei dieser Anwendung kann
der Begriff „Vektor" auch matrixartige
Vektoren umfassen. Ein Vektor kann auch die Koeffizienten eines
Polynoms oder einer Spline darstellen. Vektoren zur Kompensation
im Zeitbereich sind oben ausführlicher
erklärt.
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Die
Blöcke 406, 426 stellen
jeweils Vorverzerrungsblöcke
im Frequenzbereich für
verschiedene Übertragungsleistungspegel, Übertragungsbandbreiten, Übertragungsfrequenzen
oder andere Eigenschaften einer Übertragungskette
dar. Die Vorverzerrung im Frequenzbereich erfolgt unter Verwendung eines
oder mehrerer Parametervektoren zur Kompensation im Frequenzbereich.
Vektoren im Frequenzbereich kompensieren Nichtlinearitäten eines Frequenzganges
einer Übertragungskette.
Die Vorverzerrung im Frequenzbereich kann als ein Filter realisiert
werden, wobei der Frequenzgang ein Spiegelbild im Vergleich mit
der Übertragungskette
sein soll. Ein Zustandsexpander steuert üblicherweise das Verhalten
und die Eigenschaften der Vorverzerrung im Frequenzbereich. In diesem
Fall sind Parameter des Kompensationsvektors Anzapfkoeffizienten,
und die Länge
des Vektors wird durch die Länge des
Filters bestimmt. Vektoren zur Kompensation im Frequenzbereich sind
oben ausführlicher
erklärt.
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Block 408 führt eine
Digital-Analog-(D/A)Umsetzung durch. Die D/A-Umsetzung ist im Stand
der Technik bekannt und wird daher hier nicht ausführlicher
erklärt.
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Block 410 führt die
analogen Funktionen eines Senders aus, wie zum Beispiel Auf- und
Abwärtsmischungen
und Leistungsverstärkung.
Diese Funktionen sind im Stand der der Technik bekannt und werden
daher nicht ausführlicher
erklärt.
Ein Beispiel für
Auf- und Abwärtsmischungen
ist der analoge Quadraturmodulator und Demodulator.
-
Ein
analoger Quadraturmodulator weist üblicherweise zwei Mischer und
eine Summierschaltung auf, um Mischerausgänge zu verknüpfen. Die Mischereingänge sind
Informationen tragende gleichphasige (I) und Quadratur(Q)-Signale
eines Basisbands und ein Kosinusteil eines lokalen Oszillatorsignals,
das mit dem gleichphasigen Eingangssignal gemischt wird, und ein
Sinusteil eines lokalen Oszillatorsignals, das mit dem Quadratureingang
gemischt wird. Verglichen mit Quadraturmodulatoren arbeiten Quadraturdemodulatoren
in umgekehrter Art und Weise. Analoge Quadraturmodulatoren sowie
Demodulatoren weisen verschiedene Mängel auf, die die Qualität des übertragenen
Spektrums und der Linearität
im Zeitbereich beeinträchtigen.
Ferner können
diese Beeinträchtigungen
die Vorteile von linearisierenden Vorverzerrern verringern oder
sogar beseitigen, und daher besteht Bedarf nach Kompensation. Deshalb
wird die Kompensation durchgeführt.
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Als
nächstes
wird der Rückkopplungsteil
des Senders erklärt.
Der Hauptzweck der Rückkopplungskette
besteht darin, Informationen zum anpassen der Vorverzerrungsvektoren
zu bieten. Dies erfolgt, weil die Verzerrung sich in Abhängigkeit
von der Zeit verändert.
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Block 412 ist
ein Analog-Digital(A/D)-Wandler. Die A/D-Umsetzung ist im Stand
der Technik bekannt und wird daher hier nicht ausführlicher
erklärt.
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Block 414 ist
ein adaptiver Filter oder eine Filterbank. Besteht in dem Rückkopplungspfad
eine starke Verstärkung
und Phasenwelligkeit, kann auch ein zusätzlicher Kompensationsfilter
am Ausgang einer Abwärtsmischungskette
vor den Anpassungsroutinen eingesetzt werden. Die Realisierungsstruktur ähnelt der,
die bei der Vorverzerrung im Frequenzbereich verwendet wird.
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Block 416 ist
ein Datensynchronisierungsblock, der Abtastwerte von Ursprungsdaten
synchronisiert, um Rückkopplungsabtastwerte
zu korrigieren, um die Kompensationsvektoren anzupassen und auch
zum Anpassen von Filtern, falls erforderlich. Es sollte angemerkt
werden, dass das rückkoppelnde Verarbeiten
eines Signals Zeit erfordert, und daher können die Abtastwerte des Ursprungssignals
wie die Rückkopplungssignalwerte
verzögert
sein.
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Die
Struktur des zweiten Zustandsexpanders 420 ähnelt dem
ersten Zustandexpander 402. Dieser Vektor des Zustandsexpanders
besteht aus Signal kennzeichnenden Mengen, die dem ersten Zustandsexpander,
der bei der Vorverzerrung verwendet wird, entsprechen oder ähneln. Durch
das Analysieren des Restfehlers bei dem Rückkopplungssignal gegenüber diesem
Vektor des Zustandsexpanders ist es möglich, den oder die Parametervektoren
zur Kompensation im Zeitbereich zwecks besserer Leistung einzustellen.
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Block 418 ist
ein Anpassungsblock, der die Vorverzerrungsblöcke im Zeitbereich 404, 422,
die Vorverzerrungsblöcke
im Frequenzbereich 406, 424, und die AQM-Kompensationsblöcke 428, 430 anpasst,
falls erforderlich. Außerdem
wird der Rückkopplungskompensationsfilter 414 in
diesem Block angepasst. Diese Anpassung ist aufgrund der Zeitvarianzeigenschaften
von nichtlinearen Vorrichtungen erforderlich. Die Anpassung erfolgt
schrittweise durch das Einstellen der Koeffizienten der Kompensationsvektoren
oder der Anzapfkoeffizienten der Filter, um die bestmögliche Entsprechung
für die Übertragungsfunktion
der Übertragungskette
zu finden. Dies erfolgt durch das Durchführen einer Anpassung, die den
Restfehler zwischen dem Ursprungs- und dem Rückkopplungssignal abschätzt, und
dann durch das Berechnen der benötigten
Veränderung bei
den Koeffizienten, um den betreffenden Fehler zu beseitigen. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform wird
der Restfehler getrennt für
Phase und Amplitude berechnet, wenn es zu einer Anpassung von Parametervektoren
zur Kompensation im Zeitbereich kommt. Für den Parametervektor zur Kompensation im
Frequenzbereich, den Rückkopplungskompensationsfilter
und den Parametervektor zur AQM-Kompensation wird der Restfehler
vorzugsweise in einer kartesischen Koordinate berechnet.
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Der
Anpassungsprozess des Parametervektors zur Kompensation im Zeitbereich
senkt die mittlere quadratische Abweichung üblicherweise auf ein Mindestmaß. Es gibt
mehrere Verfahren, um die mittlere quadratische Abweichung im Stand
der Technik auf ein Mindestmaß zu
senken. Diese Verfahren werden hier nicht ausführlicher erklärt. Nur
um ein paar Beispiel zu nennen: LMMSE (linear minimum mean square),
MMSE (minimum mean square error) oder Kalman-Filterung. Es können auch
andere geeignete Verfahren verwendet werden.
-
Eine
Aufgabe der Anpassung der Vektoren zur Kompensation im Frequenzbereich
besteht darin, den Frequenzgang der Übertragungskette zu linearisieren.
Die gleichen Verfahren, die bei der Anpassung im Zeitbereich verwendet
werden, können
für die
Anpassung im Frequenzbereich verwendet werden.
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Die
AQM-Kompensationsparameter lassen sich herausfinden, indem ein Algorithmus
verwendet wird, der ein vorgegebenes Optimierungskriterium, das
auf dem Rückkopplungs- und dem Ursprungssignal
basiert, maximiert. Das Optimierungskriterium besteht üblicherweise
darin, dass das Minus der mittleren quadratischen Abweichung zwischen
dem Ursprungs- und einem oder mehreren Rückkopplungssignalen maximiert
wird. Wird ein lineares Modell verwendet, können im Stand der Technik bekannte LMS-(least
means square) oder RLS-(recursive
least squares)Algorithmen bei der Anpassung verwendet werden.
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Die
Blöcke 428, 430 stellen
die Kompensation im Quadraturmodulator (AQM = Analoger Quadraturmodulator)
für verschiedene Übertragungsleistungspegel, Übertragungsbandbreiten, Übertragungsfrequenzen
oder andere Eigenschaften einer Übertragungskette
dar. Die Kompensation im Quadraturmodulator erfolgt unter Verwendung
eines oder mehrerer Kompensationsvektoren. Bei dieser Anwendung
kann der Begriff „Vektor" auch matrixartige Vektoren
umfassen. Die AQM-Kompensation
ist oben ausführlicher
erklärt.
-
Es
ist ebenfalls möglich,
die AQDeMod(Analog Quadrature DeModulator)-Kompensation durchzuführen, Block 432.
Grundsätzlich
können
AQDeMod und AQM durch Verwendung des gleichen Verfahrens kompensiert
werden, aber die Anpassung der Kompensation wird üblicherweise
in verschiedenen Anpassungsrunden durchgeführt: zunächst die AQM-Kompensation und
dann die AQDeMod unter Verwendung des Restfehlers. Bei der AQDeMod- und
der AQM-Anpassung kann ein geringer Frequenzversatz der Rückkopplung
hinzugefügt
werden, um lineare Fehler zwischen dem Modulator und dem Demodulator
auszusondern.
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Bei
einer Ausführungsform
des Verfahrens wird die AQM(Analog Quadratore Modulator – analoger
Quadraturmodulator)- und die AQDeMod(Analog Quadrature Demodulator – Analoger
Quadraturdemodulator)-Kompensation nicht durchgeführt.
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In 5 ist
ein Blockdiagramm dargestellt, um einen Transceiver zu veranschaulichen,
auf den die vorgenannten Verfahren angewandt werden können. Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass ein Transceiver auch andere
Teile als die in 5 gezeigten aufweisen kann.
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Der
Verarbeitungsblock für
digitale Signale 500 stellt die Teile eines Transceivers
dar, die erforderlich sind, um die Benutzersprache oder -daten in einem
Sender zu erzeugen. Ein Signal oder eine Informationskette, die
aus Symbolen besteht, d. h. einem oder mehr Bits, wird in dem Sender
auf verschiedene Arten verarbeitet. Die Signalverarbeitung, zu der
zum Beispiel das Kodieren/Dekodieren und die Verschlüsselung/Entschlüsselung
gehören,
wird üblicherweise
in einem digitalen Signalprozessor (DSP) durchgeführt. Erfolgt
die Übertragung
in dem System in Rahmen, die aus Zeitschlitzen bestehen, werden
die Rahmen üblicherweise
gebildet und Symbole werden in dem DSP verschachtelt. Der Zweck der
Signalkodierung und – verschachtelung
besteht darin zu gewährleisten,
dass die übertragenen
Informationen in dem Empfänger
wiederhergestellt werden können,
auch wenn nicht alle Informationsbits empfangen werden können. Der
Block zur digitalen Signalverarbeitung (DSP) besteht aus einem Empfänger und
einem Sender. Alternativ können
getrennte DSP-Blöcke
sowohl für
den Empfänger
als auch für
den Sender vorgesehen werden.
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Bei
einem Sender in Block 502 wird das Datensignal durch ein
gewünschtes
Modulationsverfahren moduliert. Modulationsverfahren sind im Stand der
Technik bekannt und werden daher hier nicht ausführlicher erklärt. In dem
in 5 gezeigten Beispiel setzt der Datenmodulator 502 ein
Modulationsverfahren ein, bei dem das Signal in gleichphasige (I) und
Quadratur(Q)-Komponenten aufgeteilt wird. Ein Beispiel für ein derartiges
Modulationsverfahren ist die Quadraturphasenumtastung(QPSK – quadrature Phase
shift keying) und Abwandlungen davon, wie zum Beispiel das Offset-QPSK-Verfahren.
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Da
das System aus 5 ein Breitbandsystem ist, wird
das Signal zum Beispiel durch Multiplizieren mit einem langen pseudozufälligen Code
gespreizt. Ein Beispiel für
ein derartiges Breitbandsystem ist das UMTS. Die Spreizung erfolgt
in Block 504. Falls das System ein Schmalbandsystem ist,
kann der Spreizblock nicht erforderlich sein.
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Die
Modulation, die in Block 506 erfolgt, betrifft Mehrbandsysteme,
zum Beispiel, bei denen verschiedene Träger auf dem Frequenzbereich
auf eine Weise, die auf die Erfindung anwendbar ist, angeordnet
sind. Es ist daher möglich,
einen Sender mit mehreren Trägern
vorzusehen. Die Modulation in Block 506 kann unter Verwendung
einer im Stand der Technik bekannten Art und Weise durchgeführt werden.
In 5 ist um der Klarheit willen nur ein Träger dargestellt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Vorverzerrung und/oder Anpassung in einem
getrennten DSP-Vorverzerrungsblock 508. Die Rückkopplungskette,
die für
die Anpassung erforderlich ist, ist um der Deutlichkeit willen nicht
in 5 dargestellt.
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Ein
Signal wird in Block 510 von einer digitalen in eine analoge
Form umgewandelt. RF-Teile 512 mischen das Signal aufwärts auf
eine gewählte Übertragungsfrequenz,
entweder direkt oder durch ein erstes Umwandeln des Signals auf
eine Zwischenfrequenz, wonach das Signal verstärkt und gefiltert wird, falls
erforderlich. Die Antenne 514 kann entweder eine einzelne
Antenne oder eine Gruppenantenne sein, die aus mehreren Antennenelementen
besteht. Falls sowohl der Sender als auch der Empfänger die gleiche
Antenne benutzen, wird ein Duplexfilter 516 benötigt, um
das zu übertragende
Signal von dem zu empfangenden Signal zu trennen.
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In
einem Empfänger
wird ein empfangenes Signal abwärts
gemischt, was ein umgekehrter Vorgang der Aufwärtsmischung in Block 518 ist.
Dann wird das Signal wird in Block 520 von einer analogen in
eine digitale Form umgewandelt.
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Dann
wird das Signal in Block 522 demoduliert. Die Demodulation,
die in Block 522 erfolgt, betrifft Mehrbandsysteme, zum
Beispiel, bei denen verschiedene Träger in dem Frequenzbereich
auf eine Weise, die auf das gegenwärtig verwendete System anwendbar
ist, getrennt werden müssen.
Die Demodulation in Block 522 kann unter Verwendung einer im
Stand der Technik bekannten Art und Weise durchgeführt werden.
In 5 ist um der Klarheit willen nur ein Träger dargestellt.
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Ist
das System ein Breitbandsystem, ist das empfangene Signal ein Breitbandsignal,
dass zur weiteren Verarbeitung möglicherweise
in ein Schmalbandsignal übertragen
werden muss. Das Signal wird entspreizt, zum Beispiel, indem es
mit demselben langen Pseudozufallscode multipliziert wird, der in
dem Spreizprozess verwendet wurde. Die Entspreizung erfolgt in Block 524.
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Als
nächstes
wird das Signal in Block 526 demoduliert. Diese Demodulation
wird manchmal Datendemodulation genannt. Demodulationsverfahren sind
ebenfalls im Stand der Technik bekannt und werden daher hier nicht
ausführlicher
erklärt.
Eine Aufgabe der Demodulation besteht darin, die in dem Sender erfolgte
Modulation zu beseitigen.
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Die
offenbarten Funktionen der beschriebenen Ausführungsformen des Datenübertragungsverfahrens
können vorteilhafterweise
mit Hilfe von Software ausgeführt
werden, die sich üblicherweise
in dem digitalen Signalprozessor befindet. Die Lösung zur Durchführung kann
zum Beispiel auch eine ASIC(Application Specific Integrated Circuit)-Komponente
sein. Eine Mischform dieser verschiedenen Ausführungsformen ist ebenfalls
möglich.