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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Mehrfachträger-Funksender und ein
Verfahren zur Leistungssteuerung in einem Mehrfachträger-Funksender.
Sie findet insbesondere Anwendung bei einer Leistungsregelung in
einer Basisstation eines zellularen Funknetzwerks.
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In einem zellularen Funknetzwerk
ist ein geografischer Bereich in getrennte Zellen unterteilt. Jede
Zelle weist eine Basisstation zur Kommunikation mit Mobilgeräten oder
dergleichen auf, die sich innerhalb dieser Zelle befinden. Jede
Basisstation weist einen Empfänger
zum Empfang von Signalen aus den Mobilgeräten und einen Sender zum Senden von
Signalen zu den Mobilgeräten
auf. Der Sender kommuniziert mit den Mobilgeräten durch Modulation einer
Trägerwelle.
In einem Zeitunterteilungs-Mehrfachzugriff
(TDMA, time division multiple access) sendet der Sender eine Reihe
von TDMA-Rahmen, wobei jeder Rahmen eine Abfolge von Zeitschlitzen aufweist,
und wobei jedem Zeitschlitz ein getrennter Kommunikationskanal zugewiesen
ist. Beispielsweise beträgt
im GSM die Anzahl der Zeitschlitze pro Rahmen 8. Ein Mobilgerät wird einem
bestimmten Kommunikationskanal zugewiesen, und die Basisstation
sendet zu diesem Mobilgerät
in aufeinanderfolgenden Rahmen durch Senden von Signalbursts, die
einen zugewiesenen Zeitschlitz belegen.
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Jedes Mobilgerät befindet sich in einer unterschiedlichen
Umgebung und einem unterschiedlichen Abstand zu der Basisstation.
Der Leistungspegel des Signalbursts aus der Basisstation, die die Schlitze
in einem TDMA-Rahmen belegen, müssen daher
möglicherweise
von Schlitz zu Schlitz (d. h. von Mobilgerät zu Mobilgerät) oder
von Rahmen zu Rahmen (d. h. mit Änderung
der Umgebung eines Mobilgeräts)
variiert werden. Jeder der Signalbursts wird mit einem vorbestimmten
Sendeleistungspegel gesendet, der im allgemeinen von Schlitz zu
Schlitz variiert. Zusätzlich
wird der Sender zwischen Signalbursts für eine vorbestimmte Zeitdauer
(der Überwachungszeitdauer)
ausgeschaltet, um die einzelnen Kommunikationskanäle zu trennen.
Folglich muss bei der Initiierung eines Bursts die Sendeleistung
von einem niedrigen Wert auf den vorbestimmten Sendepegel für diesen
Kommunikationskanal angehoben werden. Weiterhin muss an dem Ende
des Bursts der Signalpegel von dem vorbestimmten Sendepegel zu einem
niedrigen Pegel verringert werden. Gemäß dem GSM-Standard weisen Überwachungszeitdauern
(Überwachungsperioden)
eine Dauer von 30 μs
auf, betragen Zeitschlitze 577 μs
und beträgt die
Zeit zur Erhöhung
eines Signalbursts auf dessen vorbestimmten Pegel oder zur Verringerung
des Bursts von dem vorbestimmten Pegel etwa 10 μs. Die (linearen) Anstiegs-
und Abfallzeitdauern sind in der Überwachungszeitdauer enthalten,
so dass der verbleibende Abschnitt der Überwachungszeitdauer eine Zeitdauer
mit konstantem niedrigen Pegel ist.
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Zur Erhöhung der Anzahl der Kanäle in einer Zelle
ist es möglich,
eine Anzahl von Einzelträger-Schmalbandsendern
in einer Basisstation zu verwenden, in der jeder Sender mit einer
bestimmten Trägerfrequenz
arbeitet. Die Zuordnung unterschiedlicher Trägerfrequenzen zu unterschiedlichen
Kanälen
wird als Frequenzunterteilungs-Mehrfachzugriff (FDMA,
frequency division mutiple access) bezeichnet. In jedem derartigen
Schmalband, Einzelträger, wird
die Senderleistungssteuerung typischerweise durch Vergleich eines
Abtastwerts einer Ausgangsleistung mit einem Referenzsignal erzielt,
wobei die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von diesem Vergleich
justiert wird.
US 5,334,979 ,
US 5,337,006 ,
US 5,128,629 ,
US 5,603,106 ,
US 5,303,268 ,
US 5,126,688 ,
US 5,182,527 und
EP 0 369 135 beschreiben die Justierung
der Ausgangsleistung durch Variieren des Einzelträgersignals
auf einer Hochfrequenz unter Verwendung von steuerbaren Dämpfern oder Verstärkern mit
variabler Verstärkung.
Die Druckschriften WO 9302505 und
US
5,193,223 führen
die Justierung eines Einzelträgersignals
auf einer Zwischenfrequenz durch. Die Druckschrift
US 5,293,407 beschreibt eine digitale
Justierung des Leistungspegels.
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Ein bevorzugter Ansatz zur Erhöhung der Anzahl
von Kanälen
in einer Zelle ist die Verwendung eines Mehrfachträger-Breitbandsenders
zur Implementierung von parallelen mehrfachen Zugriffen. 1 veranschaulicht einen
Sender, in dem erste, zweite und dritte digitale Signale 2, 4 und 6 jeweils ersten,
zweiten und dritten Modulatoren 10, 12 und 14 zugeführt werden,
um Träger
zu modulieren, die Frequenzen F1, F2 und F3 aufweisen und jeweils erste,
zweite und dritte digitale modulierte Signale 16, 18 und 20 erzeugen.
Jedes der ersten, zweiten und dritten digitalen Signale 2, 4 und 6 ist
ein Strom von gesendeten Datenbits. Jeder Datenbitstrom steuert einen
Modulator zur Erzeugung eines digitalen modulierten Signals, das
selbst aus einem Strom von digitalen Worten zusammengesetzt ist.
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Jedes einzelne der digitalen modulierten
Signale 16, 18 und 20 ist eine digitale
Darstellung eines analogen Trägers,
die jeweils Frequenzen F1, F2 und F3 aufweisen, die durch die entsprechenden
der ersten, zweiten und dritten digitalen Signale 2, 4 und 6 moduliert
worden sind. Die modulierten Signale 16, 18 und 20 werden
einem Addierer 22 zugeführt,
der die Signale zur Erzeugung eines digitalen Mehrfachträgersignals 24 kombiniert.
Das digitale Mehrfachträgersignal 24 wird
einem ersten Zwischenfrequenzblock (IF-Block) 26 zugeführt, der
einen Digital-Analog-Wandler 28, einen Bandpass oder Tiefpassfilter 30 und
einen Verstärker 32 in
Reihe aufweist, um ein analoges Mehrfachträgersignal, ein erstes IF-Signal 34 zu
erzeugen. Dieses Signal ist im Hinblick auf Zeit und Amplitude im
Vergleich zu dem digitalen Mehrfachträgersignal kontinuierlich, das
im Hinblick auf Zeit und Amplitude diskret ist.
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Dieses Signal wird zu dem zweiten
Zwischenfrequenzblock 36 weitergeleitet, der einen Mischer 38,
einen Bandpassfilter 42 und einen Verstärker 44 in Reihe sowie
einen lokalen Oszillator 40 aufweist, um ein zweites Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal) 45 zu
erzeugen. Das zweite Zwischenfrequenzsignal 45 wird einem
Funkfrequenzblock 46 zugeführt, der einen Mischer 48 und
einen Bandpassfilter 52 in Reihe sowie einen lokalen Oszillator 50 aufweist.
Der Ausgang des Funkfrequenzblockes 46, ein Funkfrequenzsignal 53,
gelangt in Reihe durch einen linearen Leistungsverstärker und
einen Bandpassfilter 56 zur Erzeugung eines in der Leistung
verstärkten
Funkfrequenzsignals 57, das dann durch eine Antenne 58 gesendet
wird. Als ein Beispiel weist das Funkfrequenzsignal einen Träger mit
einem Frequenzbereich von 925 bis 960 MHz auf. Die Vielzahl der
Signale (multiplen Signale) werden in digitalem Format kombiniert,
bevor sie analog gewandelt werden. In einem TDMA-System sind die
Schlitze und Rahmen der verschiedenen Träger synchronisiert.
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Der Mehrfachträgersender arbeitet daher parallel
und weist keine getrennten Senderkomponenten für jede Trägerwelle auf, was verringerte
Kosten und Größe von Breitband-Mehrfachträgersender-/empfängern ermöglicht.
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Eine Leistungssteuerung in einem
Mehrfachträgersender
ist beispielsweise aus der EP-A-0 735 731 bekannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Leistungssteuerung in einem
Mehrfachträgerfunksender
bereitzustellen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird
ein Mehrfachträger-Funksender
geschaffen mit einer Kombinationseinrichtung zum Empfang und zur Kombination
einer Vielzahl von Trägern
einschließlich
eines ersten modulierten Trägers
zum Senden auf einem ersten Kanal und eines zweiten modulierten
Trägers
zum Senden auf einem zweiten Kanal, um ein Mehrfachträgersignal
zu erzeugen, und einer Leistungssteuerungseinrichtung, die eine
Leistungssteuerungseinrichtung mit offenem Kreis, die zur individuellen
Variation der Leistung jedes Trägers
aus der Vielzahl der Träger
vor der Kombination eingerichtet ist, und eine Leistungsregelungseinrichtung mit
geschlossenem Kreis aufweist, die zur Variation der Ausgangsleistung
des Senders eingerichtet ist, wobei die Leistungsregelungseinrichtung
mit geschlossenem Kreis zum Betrieb an dem Mehrfachträgersignal
nach der Kombinationseinrichtung konfiguriert ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung wird ein Verfahren einer Leistungskompensation in
einem Mehrfachträger-Funkempfänger geschaffen,
wobei eine Vielzahl von Trägern
zur Erzeugung eines Mehrfachträgersignals
kombiniert werden, die Vielzahl der Träger einen ersten modulierten Träger zum
Senden auf einem ersten Kanal und einen zweiten modulierten Träger zum
Senden auf einem zweiten Kanal aufweist, wobei das Verfahren die Schritte
aufweist:
- (a) Bestimmen des in jedem Träger erforderlichen Sendeleistungspegels,
- (b) Variieren des Leistungspegels jedes Trägers auf den bestimmten Pegeln
unter Verwendung einer Leistungssteuerung mit offenem Kreis,
- (c) Kombinieren der Träger
zur Bildung des Mehrfachträgersignals,
und
- (d) Kompensieren von Änderungen
in dem Leistungspegel des Mehrfachträgersignals unter Verwendung
der Leistungsregelung mit geschlossenem Kreis durch
Erfassen
des Mehrfachträgersignals,
und
Justieren der Leistung des Mehrfachträgersignals in Abhängigkeit
von der Erfassung.
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Vorzugsweise ist gemäß beiden
Ausgestaltungen die Leistungssteuerung mit offenem Kreis (open loop
power control) zur Bewirkung relativ schneller Leistungsvariationen
konfiguriert, und ist die Leistungsregelung (Leistungsregelung mit
geschlossenem Kreis, closed loop power control) zur Bewirkung relativ
langsamer Leistungsvariationen konfiguriert.
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Die Leistungssteuerung ist insbesondere
in einem zellularen Netzwerk wichtig, wenn TDMA implementiert ist.
Die Größe der Zelle
ist durch die maximale Sendeleistung der Basisstation innerhalb
dieser Zelle bestimmt. Es ist daher notwendig, die maximale Sendeleistung
für alle
Sender in einer Zelle zu begrenzen, um das Überlappen benachbarter Zellen und
daraus resultierende Interferenzen zu steuern. Diese Art der Leistungssteuerung
ist nachstehend als statische Leistungssteuerung bezeichnet. Ein
statischer Leistungspegel kann im Zusammenhang mit einer Umplanung
eines Netzwerks geändert
werden. Die Leistungssteuerung ist ebenfalls in TDMA zur Steuerung
des Anstiegs (ramping) eines Burstsignals an dem Beginn und an dem
Ende eines Sendebursts erforderlich. Dies wird als Leistungsanstieg
(power ramping) bezeichnet. Zusätzlich
kann die Dämpfung in
einem Kommunikationskanal zwischen einer Basisstation und einem
mobilen Endgerät
(Mobilgerät) signifikant
in kurzen Zeitdauern sich ändern,
beispielsweise wenn das Mobilgerät
sich hinter ein Hindernis bewegt. Es ist daher wichtig, dass in
jedem Kommunikationskanal, der durch eine Trägerfrequenz und einem Zeitschlitz
definiert ist, der Leistungspegel, auf den die Basisstation zu einem
Mobilgerät
sendet, für
jeden Zeitschlitz geändert
werden kann. Diese Art der Leistungssteuerung ist nachstehend als
dynamische Leistungssteuerung bezeichnet. Die dynamische Leistungssteuerung
bewirkt nicht die Ausgangsleistung während eines Bursts, jedoch
zwischen aufeinanderfolgenden Bursts. Die Differenz zwischen Bursts
kann bis zu 30 dB betragen. Dynamische Leistungssteuerung und Leistungsanhebung
bilden zusammen das, was nachstehend als schnelle Leistungssteuerung
bezeichnet ist. Schließlich
kann aufgrund von Variationen in Temperatur und Alterung die Ausgangsleistung
eines Senders im Verlauf der Zeit variieren, und diese Variation
sollte kompensiert werden, was nachstehend als langsame Leistungssteuerung
bezeichnet ist. Das für
die langsame Leistungssteuerung erforderliche Ansprechverhalten
ist hauptsächlich
durch die Wirkung von Temperaturvariationen in dem Leistungsverstärker bestimmt.
Dies kann eine Kompensation alle paar Sekunden oder Minuten erfordern.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung weisen vorzugsweise eine getrennte schnelle Leistungssteuerung
und langsame Leistungssteuerung auf. Die schnelle Leistungssteuerung
wird vorzugsweise durch Steuerung (in einem offenen Kreis) durch
digitale Multiplikation individuell modulierter Träger mit
digitalen Steuerungssignalen durchgeführt. Das digitale Steuerungssignal
für jeden
Träger kann
schnelle Variationen in dem Sendesignal steuern. In einem TDMA-System kann das digitale
Steuerungssignal für
jeden Träger
und für
jeden Zeitschlitz in jedem Rahmen unterschiedlich sein. Eine statische
Leistungssteuerung kann dadurch erleichtert werden, indem die dynamische
Leistungssteuerung auf die Grenzen des zugehörigen statischen Leistungssteuerungspegel
oder in anderer Weise begrenzt wird. Eine langsame Leistungssteuerung
wird in einer Regelung (geschlossenem Kreis) durchgeführt und
weist Messung des Mehrfachträgersignals auf.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erzeugt die Steuerungseinrichtung vorzugsweise
ein Referenzsignal und eine Leistungskupplung in dem Leistungssteuerungskreis
gekoppelt an das analoge Mehrfachträgersignal an, um ein erfasstes
Signal zu erzeugen. Die Einrichtung mit variabler Verstärkung (variable Verstärkungseinrichtung)
kann auf Variationen in dem erfassten Signal in Bezug auf das Referenzsignal
entsprechen, um die Verstärkung
des analogen Mehrfachträgersignals
zu variieren. Die variable Verstärkungseinrichtung
kann einen Komparator aufweisen, der mit einem variablen Dämpfer oder
einem Verstärker
in dem Pfad des Mehrfachträgersignals verbunden
ist.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung weist der Leistungssteuerungskreis vorzugsweise
die Steuerungseinrichtung und eine Analog-Digital-Wandlungseinrichtung
auf, wobei Leistungskupplung mit dem analogen Mehrfachträgersignal
gekoppelt ist, um ein analoges erfasstes Signal zu erzeugen, das
zu einem digitalen erfassten Signal durch die Analog-Digital-Umwandlungseinrichtung
umgewandelt wird, und der Steuerungseinrichtung bereitgestellt wird,
wobei die Steuerungseinrichtung die Kompensation des analogen Mehrfachträgersignals
in Abhängigkeit
davon steuert.
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Der Leistungssteuerungskreis kann
eine Leistungskompensation des analogen Mehrfachträgersignals im
Ansprechen auf die kombinierten Variationen aller Träger in dem
analogen Mehrfachträgersignal
bewirken. In diesem Beispiel kann die Leistungskompensation des
analogen Mehrfachträgersignals
durch Variieren der modulierten Träger vor Kombination zur Erzeugung
eines digitalen Mehrfachträgersignals
oder durch Variation des digitalen Mehrfachträgersignals nach dessen Erzeugung
bewirkt werden.
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Alternativ dazu kann der Leistungssteuerungskreis
die Leistungskompensation des analogen Mehrfachträgersignals
durch Kompensation jedes der Träger
vor Kombination im Ansprechen auf die einzelnen Variationen der
Träger
in dem analogen Mehrfachträgersignal
bewirken.
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Die Leistungssteuerungseinrichtung
kann einen offenen Kreis (eine Steuerung) zur Bewirkung schneller
Leistungsvariationen und einen geschlossenen Kreis (Regelung) zur
Bewirkung langsamer Leistungsvariationen aufweisen. Die Leistungssteuerungseinrichtung
kann die Vielzahl der Eingangssteuerungssignale empfangen und im
Ansprechen auf jedes aus der Vielzahl der eingegebenen Steuerungssignale
ein Leistungssteuerungssignal zur individuellen Variation der Leistung
jedes der Träger
aus der Vielzahl der Träger
vor der Kombination zur Erzeugung des Mehrfachträgersignals erzeugen. Die Kombinationseinrichtung
kann eine digitale Kombinationseinrichtung sein, die digitale Signale
empfängt und
kombiniert, um ein digitales Mehrfachträgersignal zu erzeugen. Vorzugsweise
wird die Modulation der ersten und zweiten Träger durch erste und zweite digitale
Signale gesteuert. Vorzugsweise ist jedes der Leistungssteuerungssignale
ein digitales Signal.
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Eine Vielzahl von zweiten Kombinationseinrichtungen
kann bereitgestellt werden, wobei jede zur Kombination eines der
modulierten Träger
mit einem der Leistungssteuerungssignale eingerichtet ist. Digital-Analog-Umwandlungseinrichtungen
können
zur Umwandlung des Mehrfachträgersignals
in ein analoges Signal für
die Sendung eingerichtet sein. Jedes Signal aus der Vielzahl der
eingegebenen Steuerungssignale kann einem Kanal zugeordnet werden, und
dessen Variation kann die Variation der Leistungsdämpfung in
dem Kanal angeben. Die Leistungssteuerungseinrichtung kann im Ansprechen
auf die eingegebenen Steuerungssignale betreibbar sein, um die Leistungsdämpfung in
jedem Kanal zu kompensieren. Die Leistungssteuerungseinrichtung kann
weiterhin einen geschlossenen Leistungssteuerungskreis (Leistungsregelung)
aufweisen, der eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung des zu sendenden
Mehrfachträgersignals
und eine Einrichtung aufweisen, die auf die Erfassungseinrichtung
anspricht, um die Leistung des Mehrfachträgersignals im Ansprechen auf
das erfasste Mehrfachträgersignal
zu verändern.
Vorzugsweise kompensiert der geschlossene Leistungssteuerungskreis
langsame Variationen oder Abweichungen (Drifts) in der Leistung
des Mehrfachträgersignals.
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Die Erfassungseinrichtung kann die
Durchschnittsleistung oder die Amplitude des zu sendenden Mehrfachträgersignals
erfassen. Die Erfassungseinrichtung kann eine Diodenerfassungseinrichtung
(Dioden-Detektor) aufweisen. Der geschlossene Leistungssteuerungskreis
kann die Leistungskompensation des Mehrfachträgersignals im Ansprechen auf
die kombinierten Variationen aller Träger in dem Mehrfachträgersignal
bewirken. Die Leistungssteuerungseinrichtung kann ein Referenzsignal,
das analog sein kann, erzeugen und die Erfassungseinrichtung in
den geschlossenen Leistungssteuerungskreis kann an das Mehrfachträgersignal
ankoppeln, um ein erfasstes Signal zu erzeugen, wobei die Leistungssteuerungseinrichtung
auf Variationen in dem erfassten Signal in Bezug auf das Referenzsignal
ansprechen kann, um die Leistung des Mehrfachträgersignals zu ändern. Das
Referenzsignal kann durch die eingegebenen Steuerungssignale gesteuert
werden.
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Der geschlossene Leistungssteuerungskreis kann
einen Komparator aufweisen, der zur Steuerung eines variablen Verstärkers in
dem Weg des Mehrfachträgersignals
verbunden ist, wobei der Komparator das erfasste Signal und das
Referenzsignal als Eingänge
empfängt.
Der geschlossene Leistungssteuerungskreis kann eine Steuerungseinrichtung
aufweisen, wobei die Erfassungseinrichtung an dem Mehrfachträgersignal
gekoppelt ist, um ein erfasstes Signal zu erzeugen, das der Steuerungseinrichtung
bereitgestellt wird, die die Änderung
der Leistung des Mehrfachträgersignals
steuert. Das erfasste Signal kann analog-digital-gewandelt werden. Der
geschlossene Leistungssteuerungskreis kann eine Verstärkungseinrichtung
in dem Weg des Mehrfachträgersignals
aufweisen, wobei die Steuerungseinrichtung ein Kompensationssignal
der Verstärkungseinrichtung
zur Kompensation des Mehrfachträgersignals
bereitstellt. Das Kompensationssignal kann auf die eingegebenen
Steuerungssignale ansprechen.
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Der geschlossene Leistungssteuerungskreis kann
eine Skalierungseinrichtung zur Verstärkung des analogen Mehrfachträgersignals
und eine zweite Digital-Analog-Umwandlungseinrichtung
aufweisen, wobei der Leistungssteuerungskreis der Steuerungseinrichtung
ein Kompensationssignal der Skalierungseinrichtung über die
zweite Digital-Analog-Umwandlungseinrichtung zur Kompensation des
analogen Mehrfachträgersignals
bereitstellt. Die Skalierungseinrichtung kann digital sein. Das
Kompensationssignal kann zur Steuerung der Digital-Analog-Umwandlungseinrichtung
bereitgestellt werden, die zur Erzeugung des analogen Mehrfachträgersignals
eingerichtet ist. Das Kompensationssignal kann zur Steuerung eines
Verstärkers
in dem Weg des analogen Mehrfachträgersignals bereitgestellt werden.
Der Verstärker
kann das analoge Mehrfachträgersignal
nach Umwandlung zu einer Zwischenfrequenz verstärken, oder der variable Verstärker kann das
analoge Mehrfachträgersignal
auf einer Funkfrequenz verstärken.
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Der Leistungssteuerungskreis kann
zur individuellen Kompensation der Vielzahl der Träger vor deren
Kombination zur Erzeugung des Mehrfachträgersignals eingerichtet sein.
Die Steuerungseinrichtung kann zur individuellen Kompensation der
Leistungssteuerungssignale eingerichtet sein. Die Steuerungseinrichtung
kann eine Leistungskompensation des Mehrfachträgersignals durch Kompensation
jedes der Träger
vor Kombination im Ansprechen auf die individuellen Variationen
der Träger
in dem Mehrfachträgersignal
bewirken. Die Leistungssteuerungseinrichtung kann eine Kanalisierungseinrichtung (Channelizer)
zur Bereitstellung eines digitalen erfassten Signals in Bezug auf
jeden Kanal für
die Steuerungseinrichtung aufweisen. Vorzugsweise weist jeder aus
der Vielzahl der Träger
eine unterschiedliche Frequenz auf, und wird in aufeinanderfolgenden
vorbestimmten Zeitdauern der Träger
zu unterschiedlichen Empfängern
gesendet. Die Steuerungseinrichtung kann die Leistung jedes der
Vielzahl der Träger
vor Kombination durch den Ansteigen lassen (ramping up) jedes modulierten
Trägers
auf eine individuell vorbestimmte Amplitude zum Start jeder aufeinanderfolgenden
vorbestimmten Zeitdauer variieren und senkt jeden modulierten Träger am Ende jeder
vorbestimmten Zeitdauer ab (ramping down). Die Leistungssteuerungseinrichtung
kann eine individuelle Variation der Leistung jedes der Träger in Abhängigkeit
von der Frequenz des Trägers
reflektieren. Die statische Leistung kann durch den geschlossenen
Leistungssteuerungskreis gesteuert werden. Die statische Leistung
kann durch die Leistungssteuerungssignale gesteuert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind auf einen Sender-Empfänger anwendbar,
der einen vorstehend beschriebenen Mehrfachträgerfunksender und einen Empfänger aufweist,
wobei die eingegebenen Steuerungssignale auf die durch den Empfänger empfangenen
Signale ansprechen.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
weist vorzugsweise weiterhin den Schritt auf: d) Kompensieren von Änderungen
des Leistungspegels des Mehrfachträgersignals unter Verwendung eines
geschlossenen Leistungssteuerungskreises durch: Erfassen des Mehrfachträgersignals
und Justieren der Leistung des Mehrfachträgersignals in Abhängigkeit
von der Erfassung. In Schritt d) kann der Prozess der Erfassung
des Mehrfachträgersignals die
Erfassung des kombinierten Leistungspegels der Träger in dem
Mehrfachträgersignal
aufweisen. In Schritt d) kann der Prozess der Erfassung des Mehrfachträgersignals
die getrennte Erfassung der Leistungspegel jedes der Träger in dem
Mehrfachträgersignal
aufweisen.
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In Schritt d) kann der Prozess der
Justierung des Mehrfachträgersignals
nach der Kombination der Vielzahl der Träger bewirkt werden. In Schritt
d) kann der Prozess der Justierung des Mehrfachträgersignals
durch individuelle Variation des Leistungspegels jedes Trägers aus
der Vielzahl der Träger
vor deren Kombination bewirkt werden. Das Verfahren kann weiterhin
den Schritt der Umwandlung des Mehrfachträgersignals von einem digitalen
Signal in ein analoges Signal aufweisen, wobei die Justierung des Mehrfachträgers vor
dem Umwandlungsschritt bewirkt werden kann. Das Verfahren kann weiterhin
den Schritt der Umwandlung des Mehrfachträgersignals von einem digitalen
Signal zu einem analogen Signal aufweisen, wobei die Justierung
des Mehrfachträgersignals
während
oder nach dem Umwandlungsschritt bewirkt wird.
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Der Schritt der Erfassung des Leistungspegels
des Mehrfachträgersignals
kann eine Kopplung an das Mehrfachträgersignal nach dessen Digital-Analog-Umwandlung aufweisen.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt der Heraufwandlung (Upconverting)
des analogen Mehrfachträgersignals
zu einer Zwischenfrequenz aufweisen, wobei die Justierung des Mehrfachträgersignals nach
dem Heraufwandlungsschritt bewirkt wird. Das Verfahren kann weiterhin
den Schritt der Heraufwandlung des analogen Mehrfachträgersignals
auf eine Funkfrequenz aufweisen, wobei die Justierung des Mehrfachträgersignals
nach dem Heraufwandlungsschritt bewirkt wird.
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Der Schritt b) kann eine Kombination
jedes der Leistungssteuerungssignale aus einer Vielzahl von Leistungssteuerungssignale,
die in Schritt a) erzeugt werden, mit einem entsprechenden Trägersignal
aus der Vielzahl der modulierten Trägersignale aufweisen. Der Prozess
der Justierung des Mehrfachträgersignals
kann durch Variation jedes der Leistungssteuerungssignale aus der
Vielzahl der Leistungssteuerungssignale bewirkt werden. In Schritt
b) kann die Variation des Leistungspegels jedes Trägers von
der Frequenz des Trägers
abhängig sein.
In Schritt c) kann die Kombination der Träger auftreten, wenn diese digitale
Signale sendet.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung finden insbesondere Anwendung in zellularen Funkkommunikationsnetzwerken,
die entsprechend dem GSM-Standard
arbeiten.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 einen
Mehrfachträger-Breitbandsender
ohne Leistungssteuerung,
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2a einen
Mehrfachträger-Breitbandsender
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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2b, 2c, 2d und 2e schematische
Darstellungen alternativer Mikroprozessoren, die zur Verwendung
in der Schaltung gemäß 2a geeignet sind,
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3a einen
Breitband-Mehrfachträgersender
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
-
3b einen
Breitband-Mehrfachträgersender
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
-
3c einen
Breitband-Mehrfachträgersender
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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3d, 3e, 3f und 3g schematische
Darstellungen alternativer Mikroprozessoren, die zur Verwendung
in den Schaltungen gemäß den 3a, 3b und 3c geeignet
sind,
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4a einen
Breitband-Mehrfachträgersender-/
-empfänger
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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4b und 4c schematische Darstellungen alternativer
Mikroprozessoren, die zur Verwendung in der Schaltung gemäß 4a geeignet sind,
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5a einen
Breitband-Mehrfachträgersender-/
-empfänger
gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und
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5b und 5c schematische Darstellungen alternativer
Mikroprozessoren, die zur Verwendung in der Schaltung gemäß 5a geeignet sind.
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Nachstehend sind sechs getrennte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Um diese Beschreibungen
zu konkretisieren, sind die Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit einem Sender beschrieben, der entsprechend dem
GSM-Standard arbeitet und somit TDMA verwendet. Es sei jedoch bemerkt,
dass die vorliegende Erfindung auch Anwendung außerhalb dieses besonderen Zusammenhangs
findet, indem die Ausführungsbeispiele
beschrieben sind, und insbesondere Anwendung überall dort finden können, wo
zwei Trägerfrequenzen
zum parallelen Senden verwendet werden, sowie in Frequenzunterteilungs-Mehrfachzugriff
oder einigen Implementierungen von Codeunterteilungs-Mehrfachzugriff (CDMA).
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In der Beschreibung bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche Dinge.
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In dem nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
wird die schnelle Leistungssteuerung unter Verwendung eines offenen
Kreises erzielt, wird die langsame Leistungssteuerung unter Verwendung eines
geschlossenen Kreises erzielt, und wird die statische Leistungssteuerung
durch Enthalten der dynamischen Leistungssteuerung auf besondere Grenzen
oder getrennt bewirkt. In diesem Zusammenhang bezieht sich die schnelle
Leistungssteuerung auf Variationen in der Leistung des gesendeten Signals,
die über
eine Zeitdauer von Sekunden oder weniger auftritt, und weist die
Leistungsanhebung bzw. -absenkung (power ramping) und dynamische Leistungssteuerung
auf. Gemäß den 2a, 3a, 3b, 3c, 4a und 5a weist
der offene Leistungssteuerungskreis eine Steuerungseinrichtung 110,
die typischerweise ein ASIC ist, und eine digitale Kombinierungseinrichtung 100 auf,
die erste, zweite und dritte Multiplizierer 102, 104 und 106 aufweist.
Jeder Multiplizierer skaliert eines der digitalen modulierten Trägersignale 16, 18 und 20.
Die Steuerungssignale 112, 114 und 116 sind
digitale Worte, die die Größe der Ströme digitaler
Worte beeinflussen, die die digitalen modulierten Signale 16, 18 und 20 bilden.
Ein digitales Wort des ersten modulierten Signals 16 wird
mit einem digitalen Wort des ersten Leistungssteuerungssignals 112 in
dem ersten Multiplizierer 102 multipliziert, und das aus
dem Multiplizierer ausgegebene digitale Wort wird einem Addierer 22 zugeführt. Das zweite
modulierte Signal 18 wird gleichermaßen mit dem zweiten Leistungssteuerungssignal 114 in
dem zweiten Multiplizierer 104 multipliziert und der Ausgang
des zweiten Multiplizierers wird dem Addierer 22 bereitgestellt.
Das dritte modulierte Signal 20 wird gleichermaßen mit
dem dritten Leistungssteuerungssignal 116 durch den dritten
Addierer 106 multipliziert, und der Ausgang des Multiplizierers
wird dem Addierer 22 zugeführt. Der Addierer 22 kombiniert seine
Eingänge
zur Erzeugung eines digitalen Mehrfachträgersignals 24.
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Die ersten, zweiten und dritten Eingangssteuerungssignale 113, 115 und 117 variieren
jeweils die Leistung des Trägers,
der den ersten, zweiten und dritten digitalen Signalen 2, 4 und 6 zugeordnet ist.
Bekannte Fluktuationen in der Frequenzantwort des Senders können bei
den Leistungssteuerungssignalen 112, 114 und 116 berücksichtigt
werden, indem ein frequenzabhängiger
Korrekturparameter zu diesen über
die Eingangssteuerungssignale 113, 115 und 117 addiert
wird. Jeder der ersten, zweiten und dritten Eingangssteuerungssignale 113, 115 und 117 kann
von Zeitschlitz zu Zeitschlitz innerhalb eines TDMA-Rahmens variieren.
Folglich werden gemäß den beschriebenen
Ausführungsbeispielen
die dynamische Leistungssteuerung einschließlich der Anhebung bzw. Absenkung
(ramping) in dem digitalen Bereich in Bezug auf jeden Träger bewirkt,
bevor die Träger
zur Erzeugung des digitalen Mehrfachträgersignals 24 kombiniert
werden.
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Die Eingangssteuerungssignale 113, 115 und 117 werden
in Ansprechen auf Anweisungen aus einer zellularen Vermittlung,
einer Basisstationssteuerungseinrichtung oder einer ähnlichen
Einheit durch den Empfänger
erzeugt. Jedes Eingangssteuerungssignal gibt die Dämpfung an,
die in dem Sendekanal auftritt, der durch dieses Steuerungssignal
gesteuert wird. Das Steuerungssignal kann beispielsweise durch Vergleich
der Leistung eines aus einem Mobilgerät an einem Empfänger empfangenen
Signals mit dem erwarteten Leistungspegel abgeleitet werden. Mit
der Variation der Dämpfung
in einem Kommunikationssignal variiert das diesem Kanal zugehörige Eingangssteuerungssignal.
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Die statische Leistungssteuerung
wird durch Begrenzung der dynamischen Leistungssteuerung auf besondere
Grenzen oder getrennt durchgeführt.
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Die langsame Leistungssteuerung wird
unter Verwendung eines Rückkopplungskreises 130 durchgeführt. Der
langsame Leistungssteuerungskreis kompensiert Drifts (Verschiebungen)
oder langsame Variationen in dem Leistungspegel des Ausgangssignals
des Senders. In diesem Zusammenhang treten langsame Variationen
typischerweise über
eine Zeitdauer von Minuten oder mehr auf. Die langsame Leistungssteuerung
wird gemäß den nachstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
in unterschiedlicher Weise implementiert. Die langsame Leistungssteuerung
kompensiert Variationen aufgrund von beispielsweise Temperatur oder
Alterung in den Komponenten des Ausgangswegs des Senders, beispielsweise
eines ersten Zwischenfrequenzblocks 26, eines zweiten Zwischenfrequenzblocks 36 und
eines Funkfrequenzblocks 46. Dieser Prozess bringt eine
Erfassung der Leistung des Mehrfachträgersignals mit sich. Eine derartige
Erfassung wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise so spät wie möglich in
dem Sendeweg, d. h. auf der Hochfrequenz durchgeführt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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2a veranschaulicht
ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die langsame Leistungssteuerung wird unter Verwendung des geschlossenen
Leistungssteuerungskreises 130 (Leistungsregelkreis 130)
bewirkt. Der Mikroprozessor 110 erzeugt ein digitales Referenzsignal 132,
das durch einen Digital-Analog-Wandler 134 und ein Tiefpassfilter 136 gelangt,
um als ersten Eingang einem Komparator 138 zugeführt zu werden.
Eine Leistungskupplungseinrichtung 120 tastet das Funkfrequenz-Mehrfachträgersignal 53 ab
und führt
ein abgetastetes Signal über
eine Leistungserfassungseinrichtung 122 einer Durchschnittsbildungseinrichtung 126 zu,
die das erfasste Leistungssignal 124 erzeugt. Die Durchschnittsbildungseinrichtung 126 glättet Fluktuationen in
den Mehrfachträgersignalen
aufgrund von Vektorsummierung der fasenmodulierten Signale auf unterschiedlichen
Frequenzen. Eine geeignete Durchschnittsbildungszeitdauer in GSM
kann 50 μs
betragen. Das erfasste Leistungssignal 124 skaliert mit
der Sendeleistung des Mehrfachträgersignals 53 und wird
als zweiter Eingang dem Komparator 138 zugeführt. Der
Komparator 138 führt
ein Steuerungssignal 142 einem variablen Dämpfer 144 in
dem Weg des Funkfrequenzsignals 53 noch oberhalb der Leistungskopplungseinrichtung 120 zu.
Der variable Dämpfer 144 wird
durch den Komparator 138 gesteuert, um das erfasste Leistungssignal 124 im
wesentlichen gleich zu den aus dem digitalen Referenzsignal 132 abgeleiteten
analogen Referenzsignal zu halten. Obwohl ein variabler Dämpfer 144 veranschaulicht
ist, könnte
dieser durch einen Verstärker
mit variabler Verstärkung
ersetzt werden. Die Position des variablen Dämpfers oder des Verstärkers mit
variabler Verstärkung
kann ebenfalls justiert werden. Sie sollte oberhalb der Diodenerfassungseinrichtung 120 sein,
sie könnte
jedoch auch in dem Weg des ersten Zwischenfrequenz-Mehrfachträgersignals 34 oder
alternativ in dem Weg des zweiten Zwischenfrequenz-Mehrfachträgersignals 45 platziert
sein.
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Der Mikroprozessor 110 kann
ebenfalls ein Zeitverlaufssteuerungssignal 140 erzeugen,
das in 2a als eine gestrichelte
Linie veranschaulicht ist. Bei Aktivierung deaktiviert dieses Zeitverlaufssteuerungssignal 140 den
Komparator 138.
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Gemäß einer ersten Implementierung
wird das Zeitverlaufssteuerungssignal 140 nicht verwendet
und ist der langsame Steuerungskreis kontinuierlich aktiv. Das digitale
Referenzsignal 132 muss deshalb die Zeitvarianz der Ausgangsleistung
des Mehrfachträgersignals
berücksichtigen.
Insbesondere sollte während
der Überwachungsperioden
(guard periods) der Träger
die Ausgangsleistung des Beitrags, den ein Träger zu dem Mehrfachträgersignal macht,
angenähert
Null sein, es sollte dann zu dem Beginn eines Zeitschlitzes (linear)
ansteigen, über die
Dauer des Zeitschlitzes beibehalten werden und dann an dem Ende
des Zeitschlitzes (linear) absinken. Das digitale Referenzsignal 132 variiert
mit der Zeit, um diese Zeitvarianz der Trägerkomponenten des Mehrfachträgersignals
zu berücksichtigen.
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Gemäß einer zweiten Implementierung
ist der geschlossene Steuerungskreis nur dann in Betrieb, wenn jeder
der Träger,
die zur Bildung des Mehrfachträgersignals
kombiniert sind, bereits auf ihre vorbestimmten Sendepegeln während eines Zeitschlitzes
angehoben worden sind. Das Signal 140 steuert den Komparator 138 während der Überwachungsperioden,
um ihn dadurch zu deaktivieren. In diesem Beispiel weist das digitale
Referenzsignal einen festen Wert für jeden Zeitschlitz auf. Das
Zeitverlaufssteuerungssignal 140 deaktiviert den Komparator 138 während der Überwachungsperioden und
während
das Mehrfachträgersignal 24 angehoben
wird und abgesenkt wird. Es ist ebenfalls vorteilhaft, die Durchschnittswerte
während
der Überwachungsperiode
zu Null zu machen, um die Energie aus dem vorhergehenden Schlitz
zu entfernen.
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Gemäß einer dritten Implementierung
ist der geschlossene Steuerungskreis lediglich am Ende eines Zeitschlitzes
in Betrieb. In diesem Beispiel wird das digitale Referenzsignal 132 in
der Mitte der Überwachungsperiode
auf einen festen Wert eingestellt. In dieser Implementierung ist
es möglich,
einen Schrittdämpfer
(step attentuator) anstelle eines kontinuierlich variablen zu verwenden.
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Gemäß einer vierten Implementierung
ist die Durchschnittsbildungseinrichtung 126 durch eine Spitzenhalteschaltung
ersetzt, die während
der Überwachungsperiode
zurückgesetzt
wird. Das Referenzsignal 132 gibt den wünschenswerten Spitzenleistungswert
wieder. Der Vergleich des gegenwärtigen Spitzenleistungswerts
und des Referenzspitzenleistungswerts wird am Ende des Zeitschlitzes
ausgeführt,
und die Ausgangsleistung für
den nächsten Zeitschlitz
wird durch den Vergleicher in der Mitte der Überwachungsperiode eingestellt.
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2b veranschaulicht
schematisch einen Mikroprozessor 110, der zur Verwendung
in der ersten Implementierung geeignet ist. Der Mikroprozessor 110 weist
eine Steuerungsschaltung 150 auf, die erste, zweite und
dritte Rampenerzeugungseinrichtungen (Anhebungs- oder Anstiegs- bzw. Absenkungs-
oder Abfallerzeugungseinrichtungen) 152, 154 und 156,
eine Durchschnittsbildungseinrichtung 158 und einen Addierer 164 aufweist.
Die ersten, zweiten und dritten Eingangssteuerungssignale 113, 115 und 117 werden
jeweils den ersten, zweiten und dritten Rampenerzeugungseinrichtungen 152, 154 und 156 zugeführt, die
im Ansprechen dazu erste, zweite und dritte Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116 erzeugen,
die gleichzeitig aus dem Mikroprozessor 110 ausgegeben
werden und dem Addierer 164 zugeführt werden. Die Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116 werden
durch den Addierer 164 kombiniert und zu der Durchschnittsbildungseinrichtung 158 ausgegeben,
die einen Durchschnitt des Ausgangs des Addierers 164 zur
Erzeugung des digitalen Referenzsignals 132 bildet. Gemäß dieser
Implementierung wird die Leistungsdurchschnittsbildung über einen
Teil oder dem gesamten Zeitschlitz durchgeführt und berücksichtigt das digitale Referenzsignal 132 die
Rampenkomponente (Anhebungs- bzw. Absenkungskomponente) innerhalb
der ersten, zweiten und dritten Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116.
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Die durch die Durchschnittsbildungseinrichtung 158 durchgeführte Durchschnittsbildung
kann alternativ durch drei Durchschnittsbildungseinrichtungen bereitgestellt
werden. Eine Durchschnittsbildungseinrichtung ist mit dem Ausgang
jeder Rampenerzeugungseinrichtung verbunden, so dass ein Durchschnitt
jedes Ausgangs jeder Rampenerzeugungseinrichtung 158, 160 und 162 durchgeführt wird,
bevor diese durch den Addierer 164 addiert werden. Die
Durchschnittsbildungsfunktion kann ebenfalls in den Komparator 138 integriert
werden. In einem GSM-System kann die Durchschnittsbildung typischerweise über eine
Zeitdauer von 50 μs
auftreten. Die Durchschnittsbildungszeiten und -verzögerungen
in den Eingängen
für den
Komparator 138 sollten gleich gemacht werden.
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2c veranschaulicht
schematisch den Mikroprozessor 110, der zur Ausführung der
zweiten, dritten und vierten Implementierungen geeignet ist, in denen
das digitale Referenzsignal 132 das Anheben bzw. Absenken
der Trägersignale
nicht berücksichtigt,
sondern lediglich den vorbestimmten Leistungspegel berücksichtigt,
mit dem die Trägersignale
gesendet werden. Der Mikroprozessor 110 weist eine Steuerungsschaltung 170 auf,
die erste, zweite und dritte Register 172, 174 und 176,
erste, zweite und dritte Rampensteuerungseinrichtungen (Anhebungs- bzw.
Absenkungssteuerungseinrichtungen) 178, 180 und 182,
einen Addierer 184 sowie eine Zeitgebersteuerungseinrichtung 186 aufweist.
Die ersten, zweiten und dritten Register empfangen jeweils die ersten,
zweiten und dritten Eingangssteuerungssignale. In der vierten Implementierung
ist der Addierer 184 zur Ausgabe des Spitzenleistungswerts
angepasst.
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Die ersten, zweiten und dritten Rampensteuerungseinrichtungen 178, 180 und 182 steuern
jeweils das Anheben und Absenken der ersten, zweiten und dritten
digitalen modulierten Signale 16, 18 und 20 auf
und von ihren vorbestimmten Leistungspegeln. Das erste Eingangssteuerungssignal 113 wird
sequentiell durch das erste Register 172 und die erste
Rampensteuerungseinrichtung 178 geleitet, um das erste
Leistungssteuerungssignal 112 zu erzeugen. Gleichermaßen werden
die zweiten und dritten Eingangssteuerungssignale 115 und 117 durch
ihre jeweiligen zweiten und dritten Register 174 und 176 sowie
Rampensteuerungseinrichtungen 180 und 182 zur
Erzeugung der zweiten und dritten Leistungssteuerungssignale 114 und 116 geführt. Die
Ausgänge
aus den ersten, zweiten und dritten Registern werden in dem Addierer 184 zur
Erzeugung des digitalen Referenzsignals 132 kombiniert.
Der Addierer 184 ist zum Hereinbringen einer vorbestimmten
Verzögerung
angepasst, so dass das erfasste Signal und das Referenzsignal des
geschlossenen Kreises 130 synchronisiert sind. Das digitale
Referenzsignal 132 kann verzögert werden, falls erforderlich,
um Verzögerungen
in dem Kreis 130 zu berücksichtigen.
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Die Zeitverlaufssteuerungseinrichtung 186 erzeugt
ein Zeitverlaufssteuerungssignal 140. Dieses Signal deaktiviert
den Komparator 138 während
der Überwachungsperioden
einschließlich
der Perioden des Anhebens und Absenkens.
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Die digitalen Verarbeitungserfordernisse
für den
Mikroprozessor 110 sind gering.
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Unter Bezugnahme auf 2d wird gemäß einer Variation der vorstehend
beschriebenen ersten Implementierung die statische Leistungssteuerung nicht
durch Beibehaltung der dynamischen Leistungssteuerung zwischen festen
Grenzen erzielt. Unter Bezugnahme auf 2d stellt
eine statische Leistungssteuerungseinrichtung 166 ein digitales
Signal einem Multiplizierer 168 bereit, der den Ausgang
aus dem Addierer 164 empfängt und das digitale Referenzsignal 132 erzeugt.
Die statische Leistungssteuerungseinrichtung 166 steuert
dadurch die statische Leistung über
das digitale Referenzsignal 132.
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Gemäß einer Variation der zweiten,
dritten und vierten Implementierung wird die statische Leistungssteuerung
nicht durch Begrenzung der dynamischen Leistungssteuerung zwischen
bestimmten Grenzen erzielt, sondern ist getrennt implementiert. Gemäß 2e stellt eine statische
Leistungssteuerungseinrichtung 166 ein Signal einem Multiplizierer 168 bereit.
Der Multiplizierer 168 empfängt ebenfalls den Ausgang aus
dem Addierer 184 zur Erzeugung des digitalen Referenzsignals 132.
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Die statische Steuerungseinrichtung 166 steuert
daher die statische Leistung des Senders über das digitale Referenzsignal 132.
Gemäß der vierten
Implementierung ist der Addierer 184 zur Ausgabe des Spitzenleistungswerts
angepasst.
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Zweite, dritte und vierte
Ausführungsbeispiele
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3a veranschaulicht
ein zweites Ausführungsbeispiel.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel weist
der langsame Steuerungskreis den Mikroprozessor 110 auf,
der eine Kompensation des digitalen Mehrfachträgersignals bewirkt. Das erfasste
Leistungssignal 124, das durch die Leistungskopplungseinrichtung 120,
die Leistungserfassungseinrichtung 122 und die Durchschnittsbildungseinrichtung 126 erzeugt
wird, wird durch einen Tiefpassfilter 204 und einen Analog-Digital-Wandler 206 zur
Erzeugung eines digitalen erfassten Signals 208 hindurchgeleitet, das
dem Mikroprozessor 110 zugeführt wird. Der Leistungssteuerungskreis
ist durch den Mikroprozessor 110 vervollständigt, der
ein digitales Kompensationssignal 210 einem Multiplizierer 212 in
dem Weg des digitalen Mehrfachträgersignals 24 bereitstellt. Der
Multiplizierer 212 skaliert das digitale Mehrfachträgersignal 24 unter
Verwendung des digitalen Kompensationssignals 210 zur Erzeugung
eines kompensierten digitalen Mehrfachträgersignals, das dem ersten
Zwischenfrequenzblock (IF-Block) 26 zugeführt wird
und dann wie vorstehend beschrieben verarbeitet wird. Somit wird
kein variabler Funkfrequenz- oder Zwischenfrequenzdämpfer oder
-verstärker
benötigt.
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3b veranschaulicht
ein drittes Ausführungsbeispiel,
das sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel
dahingehend unterscheidet, dass der Multiplizierer 212 nicht
vorhanden ist und das von dem Mikroprozessor 110 erzeugte
digitale Kompensationssignal 210 durch einen Digital-Analog-Wandler 214 in
ein analoges Kompensationssignal 216 umgewandelt wird,
das wiederum dem ersten Zwischenfrequenzblock 26 zugeführt wird.
Das analoge Kompensationssignal 216 steuert die Referenzspannung
des Digital-Analog-Wandlers 28 innerhalb des ersten Zwischenfrequenzblocks 26.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
bewirkt der Mikroprozessor 110 die langsame Leistungssteuerung
durch Variieren des Mehrfachträgersignals
bei dessen Digital-Analog-Wandlung.
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3c veranschaulicht
ein viertes Ausführungsbeispiel,
das sich von dem dritten Ausführungsbeispiel
dahingehend unterscheidet, dass das analoge Kompensationssignal 216 einem
variablen Dämpfer 144 in
dem Weg des Funkfrequenz-Mehrfachträgersignals 53 vorgesehen
ist. Der variable Dämpfer 144 kann
durch einen variablen Verstärker
ersetzt werden. Der variable Dämpfer
oder der variable Verstärker
kann in dem Weg des analogen Mehrfachträgersignals 34 auf
der ersten oder zweiten Zwischenfrequenz oder der Funkfrequenz platziert
werden.
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3d veranschaulicht
schematisch einen Mikroprozessor 110, der zur Verwendung
in der Schaltung gemäß den 3a, 3b oder 3c gemäß einer
ersten Implementierung geeignet ist. Ein getrenntes digitales Kompensationssignal 210 wird
für jeden Zeitschlitz
und für
die gesamte Dauer jedes Zeitschlitzes erzeugt. Das digitale Kompensationssignal berücksichtigt
die Anhebung und die Absenkung der Träger, die zur Bildung des Mehrfachträgersignals 24 kombiniert
werden. Der Mikroprozessor 110 weist eine wie in Bezug
auf 2b beschriebene
Schaltung 150 sowie einen Subtrahierer 218 auf.
Die Steuerungsschaltung 150 erzeugt erste, zweite und dritte Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116.
Der Ausgang der Durchschnittsbildungseinrichtung 158 innerhalb
der Steuerungsschaltung 150 wird dem Subtrahierer 218 zugeführt, der
das digitale erfasste Signal 208 von dem Ausgang der Durchschnittsbildungseinrichtung 158 subtrahiert,
um das digitale Kompensationssignal 210 zu erzeugen.
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3e veranschaulicht
schematisch einen Mikroprozessor 110, der zur Verwendung
in den Schaltungen gemäß den 3a, 3b und 3c gemäß einer
zweiten Implementierung verwendbar ist. Das digitale Kompensationssignal 210 berücksichtigt nicht
die Anhebung und die Absenkung der Träger, die zur Bildung des Mehrfachträgersignals 24 kombiniert
werden. Der Mikroprozessor 110 weist eine wie in 2c veranschaulichte Steuerungsschaltung 170 und
einen Addierer 184 auf. Die Steuerungsschaltung 170 erzeugt
erste, zweite und dritte Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116.
Der Ausgang des Addierers 184 innerhalb der Steuerungsschaltung 170 wird
dem Subtrahierer 220 zugeführt, der außerdem das digitale erfasste
Signal 208 empfängt.
Der Subtrahierer 220 subtrahiert das digitale erfasste
Signal 208 von dem Ausgang des Addierers 184,
um das digitale Kompensationssignal 210 zu erzeugen. Der
Leistungskreis 130 wird während der Überwachungsperioden durch eine
Zeitverlaufssteuerungseinrichtung 186 deaktiviert, die
den Subtrahierer 220 unter Verwendung eines Signals 140 deaktiviert,
wodurch eine Leistungssteuerung während der Überwachungsperioden verhindert
wird.
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Dritte und vierte Implementierungen,
die ähnlich
zu denjenigen sind, die in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel
beschrieben worden sind, können
mit der in 3e gezeigten
Anordnung erzielt werden. Es sei bemerkt, dass der Addierer 184 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel ähnlich zu demjenigen
ist, der in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben
worden ist.
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Gemäß einer Variation der unter
Bezugnahme auf 3d beschriebenen
ersten Implementierung wird die statische Leistungssteuerung nicht durch
Beibehaltung der dynamischen Leistungssteuerung zwischen festen
Grenzen erzielt. Gemäß 3f stellt gemäß der Variation
eine statische Leistungssteuerungseinrichtung 166 ein digitales
Signal einen Multiplizierer 168 bereit, der als dessen
Eingang den Ausgang aus dem Addierer 164 empfängt und
seinen Ausgang dem Subtrahierer 218 zuführt. Die statische Leistungssteuerungseinrichtung 166 steuert
dadurch die statische Leistung über
das digitale Kompensationssignal 210.
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Gemäß einer Variation der zweiten,
dritten oder vierten Implementierung, die vorstehend unter Bezugnahme
auf 3e beschrieben worden
ist, wird die statische Leistungssteuerung nicht durch Begrenzung
der dynamischen Leistungssteuerung zwischen festen Grenzen erzielt.
Gemäß 3g stellt gemäß der Variation
eine statische Leistungssteuerungseinrichtung 166 ein digitales
Signal den Multiplizierer 168 bereit, der als dessen Eingang
den Ausgang aus dem Addierer 184 empfängt und seinen Ausgang einem
Subtrahierer 220 zuführt.
Die statische Leistungssteuerungseinrichtung 166 steuert
dadurch die statische Leistung über
das digitale Kompensationssignal 210.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
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4a veranschaulicht
ein fünftes
Ausführungsbeispiel,
gemäß dem der
langsame Steuerungskreis den Mikroprozessor 110 aufweist,
der eine Kompensation des Mehrfachträgersignals 53 durch
individuelle Steuerung von Leistungspegeln der Träger durchführt, bevor
diese zur Erzeugung des digitalen Mehrfachträgersignals 24 kombiniert werden.
Das digitale erfasste Signal 208 wird erzeugt und dem Mikroprozessor 110 zugeführt, wie
es vorstehend in Bezug auf 3a, 3b und 3c beschrieben worden ist. Der Leistungssteuerungskreis
wird durch erste, zweite und dritte Leistungssteuerungssignale 112,
114 und 116 vervollständigt, die
der digitalen Kombinierungseinrichtung 100 durch den Mikroprozessor 110 zugeführt werden.
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4b veranschaulicht
schematisch den Mikroprozessor 110, der zur Verwendung
in der Schaltung gemäß 4a geeignet ist. Der Mikroprozessor 110 weist
eine Steuerungsschaltung 150 und einen Subtrahierer 218 auf,
die wie in Bezug auf 3d beschrieben
verbunden sind. Zusätzlich
weist der erste, zweite und dritte Addierer 220, 224 und 226 auf,
die die Ausgänge
der ersten, zweiten und dritten Rampenerzeugungseinrichtungen 152, 154 und 156 innerhalb
der Steuerungsschaltung 150 mit dem digitalen Kompensationssignal 210 kombinieren,
das durch den Addierer 218 erzeugt wird, um jeweils die ersten,
zweiten und dritten Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116 zu
erzeugen. Dieser Mikroprozessor 110 ist zur Verwendung
geeignet, wenn das digitale Kompensationssignal 210 für einen
Teil oder die gesamte Dauer jedes Zeitschlitzes erzeugt wird und
berücksichtigt
die Anhebung und die Absenkung der Träger, die zur Bildung des Mehrfachträgersignals 24 kombiniert
werden.
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4c veranschaulicht
schematisch einen Mikroprozessor 110, der zur Verwendung
in der Schaltung gemäß 4a geeignet ist. Der Mikroprozessor 110 weist
eine Schaltung 150 und einen Subtrahierer 220 auf,
die wie vorstehend in Bezug auf 3e beschrieben
verbunden sind. Er weist zusätzlich
erste, zweite und dritte Summierer 228, 230 und 232 auf,
die die Ausgänge
der ersten, zweiten und dritten Rampensteuerungseinrichtungen 178, 180 und 182 mit
dem digitalen Kompensationssignal 210 kombinieren, das
durch den Subtrahierer 220 erzeugt wird, um jeweils die
ersten, zweiten und dritten Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116 zu
erzeugen. Das in diesem Mikroprozessor 110 erzeugte digitale
Kompensationssignal 210 berücksichtigt nicht die Anhebung
und Absenkung der Träger,
die zur Bildung des Mehrfachträgersignals 24 kombiniert werden.
Der Mikroprozessor beeinträchtigt
nicht die Leistungssteuerung während
der Überwachungsperioden.
Das Signal 140 aus der Zeitverlaufssteuerungseinrichtung 186 deaktiviert
den Subtrahierer 220 während
dieser Perioden.
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Somit sind keine variablen Funkfrequenz- oder
Zwischenfrequenzdämpfer
oder -verstärker
erforderlich.
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Das fünfte Ausführungsbeispiel kann die vier unterschiedlichen
Implementierungen aufweisen, die in Bezug auf die früheren Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind. Dementsprechend wird der Addierer 184 in ähnlicher
Weise wie vorstehend in Bezug auf die früheren Ausführungsbeispiele beschrieben
arbeiten.
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Sechstes Ausführungsbeispiel
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5a veranschaulicht
ein sechstes Ausführungsbeispiel.
Die langsame Leistungssteuerung wird unter Verwendung des geschlossenen
Leistungssteuerungskreises 130 erzielt. Eine Leistungskopplungseinrichtung 120 tastet
ein Funkfrequenz-Mehrfachträgersignal 53 ab,
um ein erfasstes Signal 240 zu erzeugen, das einem Mischer 242 zugeführt wird,
der mit einem lokalen Oszillator 244 verbunden ist. Der
Ausgang des Mischers 242 wird durch ein Bandpass- oder Tiefpassfilter 246 geführt und
dann durch einen Analog-Digital-Wandler 248 in ein digitales
erfasstes Signal 250 umgewandelt. Das digitale erfasste
Signal 250 wird einer Kanalisierungseinheit (channalizer
unit) 252 zugeführt,
die erste, zweite und dritte Ausgangssignale 254, 256 und 258 erzeugt,
die dem Mikroprozessor 110 zugeführt werden. Die Kanalisierungseinheit 252 bestimmt
die Beiträge
zu dem digitalen erfassten Signal 250 eines F1-Trägers, eines
F2-Trägers
und eines F3-Trägers.
Die ersten, zweiten und dritten Ausgangssignale 254, 256 und 258 sind
jeweils proportional zu den Beiträgen, die durch die F1-, F2-
und F3-Träger
gemacht werden. Die Kanalisierungseinheit, der die Frequenzwerte
F1, F2 und F3 zugeführt werden,
kann die ersten, zweiten und dritten Ausgangssignale durch Durchführung von
schnellen Fourier-Transformationen
(FFT), bei der es sich um eine im Stand der Technik bekannte Prozedur
handelt, oder durch ein anderes Verfahren erzeugen. Der langsame
Steuerungskreis ist durch den Mikroprozessor 110 vervollständigt, der
die ersten, zweiten und dritten Steuerungssignale 112, 114 und 116 der digitalen
Kombinierungseinrichtung 100 zuführt.
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5b veranschaulicht
schematisch einen Mikroprozessor 110, der zur Verwendung
in der Schaltung gemäß 5a geeignet ist. Der Mikroprozessor 110 weist
erste, zweite und dritte Durchschnittsbildungseinrichtungen 152, 154 und 156,
erste, zweite und dritte Rampenerzeugungseinrichtungen (Anhebungs-
bzw. Absenkungserzeugungseinrichtungen) 158, 160 und 162 sowie
erste, zweite und dritte Addierer 222, 224 und 226 auf,
die vorstehend in Bezug auf die 4b und 2b beschrieben worden sind.
Der Mikroprozessor 110 weist zusätzlich erste, zweite und dritte
Verzögerungsschaltungen 260, 262 und 264,
erste, zweite und dritte Subtrahierer 272, 274 und 276 sowie
dritte, vierte und fünfte
Durchschnittsbildungseinrichtungen 266, 268 und 270 auf.
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Die erste Rampenerzeugungseinrichtung 152 führt ihren
Ausgang dem ersten Addierer 222 und über die erste Verzögerungsschaltung 260 der ersten
Durchschnittsbildungseinrichtung 158 zu. Das erste Ausgangssignal 254 aus
der Kanalisierungseinheit 252 wird der vierten Durchschnittsbildungseinrichtung 266 zugeführt. Die
Ausgänge
der ersten und vierten Durchschnittsbildungseinrichtungen werden
dem ersten Subtrahierer 272 zugeführt, der den Ausgang der vierten
Durchschnittsbildungseinrichtung 266 von dem Ausgang der
ersten Durchschnittsbildungseinrichtung 158 subtrahiert
und seinen Ausgang dem ersten Addierer 222 zuführt. Der
erste Addierer 222 addiert dessen zwei Eingänge zur
Erzeugung des ersten Leistungssteuerungssignals 112.
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Die zweite Rampenerzeugungseinrichtung 154,
die Verzögerungsschaltung 262,
die Durchschnittsbildungseinrichtung 160, der Addierer 224, der
Subtrahierer 274 und die fünfte Durchschnittsbildungseinrichtung 268 arbeiten
in ähnlicher
Weise zusammen, um das zweite Leistungssteuerungssignal zu erzeugen.
Gleichermaßen
sind die dritte Rampenerzeugungseinrichtung 156, die Verzögerungsschaltung 264,
die Durchschnittsbildungseinrichtung 162, der Subtrahierer 276,
der Addierer 226 und die sechste Durchschnittsbildungseinrichtung 270 in ähnlicher
Weise kombiniert, um das dritte Leistungssteuerungssignal 116 zu
erzeugen. Die ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltungen 260, 262 und 264 kompensieren
die in die ersten, zweiten und dritten Ausgangssignale 254, 256 und 258 durch
den Rückkopplungsweg
einschließlich
der Kanalisierungseinheit 262 eingeführten Verzögerungen. In diesem Mikroprozessor 110 kompensieren
die Verzögerungsschaltungen 260, 262 und 264 die
Verzögerungen
zwischen der Kopplungseinrichtung 120 und den Eingängen 254, 256 sowie 258.
Dies weist das Mischen (Herabumwandlung), Verarbeitung, Filterung,
Analog-Digital-Umwandlung
und Kanaltrennung auf. In Abhängigkeit
von den Verzögerungen
in dem Rückkopplungsweg
und dem Sendeweg können
die Verzögerungsschaltungen 260, 262 und 264 optional
sein, wobei die Durchschnittsbildungseinrichtungen 158, 160, 162, 266, 268 und 270 einen Durchschnitt über einen
Teil oder jeweils den gesamten Zeitschlitz bilden. Die durch den
langsamen Steuerungskreis bewirkte Kompensation berücksichtigt daher
die Anhebung und die Absenkung der Träger. Die Durchschnittsbildungsperioden
müssen
gleich für
beide Eingänge
in die Addierer 272, 274 und 276 sein.
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5c veranschaulicht
schematisch einen Mikroprozessor 110, der vorzugsweise
in der Schaltung gemäß 5a verwendet wird. Der Mikroprozessor 110 weist
erste, zweite und dritte Register 172, 174 und 176,
erste, zweite und dritte Rampenerzeugungseinrichtungen 178, 180 und 182,
erste, zweite und dritte Addierer 228, 230 und 232 (die
vorstehend unter Bezugnahme auf 4c beschrieben worden
sind), erste, zweite und dritte Verzögerungsschaltungen 260, 262 und 264,
erste, zweite und dritte Subtrahierer 272, 274 und 276 sowie
vierte, fünfte und
sechste Durchschnittsbildungseinrichtungen 266, 268 und 270 auf
(die vorstehend unter Bezugnahme auf 5b beschrieben
worden sind).
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Die Ausgänge der ersten, zweiten und
dritten Rampenerzeugungseinrichtungen 178, 180 und 182 werden
jeweils den ersten, zweiten und dritten Addierern 228, 230 und 232 zugeführt. Die
Ausgänge
der ersten, zweiten und dritten Register 172, 174 und 176 werden
jeweils über
die ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltungen 260, 262 und 264 den
ersten, zweiten und dritten Subtrahierern 272, 274 und 276 zugeführt. Die
ersten, zweiten und dritten Ausgangssignale aus der Kanalisierungseinheit 252 werden
jeweils als Eingänge
den ersten, zweiten und dritten Subtrahierern 272, 274 und 276 über die
vierten, fünften
und sechsten Durchschnittsbildungseinrichtungen 266, 268 und 270 zugeführt, damit
diese von dem anderen Eingang subtrahiert werden, der jeweiligen
Subtrahierern zugeführt
wird.
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Die Ausgänge der ersten, zweiten und
dritten Subtrahierer 272, 274 und 276 werden
jeweils den ersten, zweiten und dritten Addierern 228, 230 und 232 zugeführt, die
jeweils die ersten, zweiten und dritten Leistungssteuerungssignale 112, 114 und 116 erzeugen.
Dieser Mikroprozessor 110 berücksichtigt nicht die Anhebung
bzw. Absenkung der Träger
bei der Durchführung
seiner langsamen Leistungssteuerung unter Verwendung des Leistungssteuerungskreises 130.
Die vierten, fünften
und sechsten Durchschnittsbildungseinrichtungen 266, 268 und 270 bilden
lediglich Durchschnitte der ersten, zweiten und dritten Ausgangssignale
für die
Kanalisierungseinheit für
diejenigen Perioden, während
denen die Träger zur
Bildung des Mehrfachträgersignals
kombiniert werden, und behalten ihre vorbestimmte Pegel bei, die
durch die ersten, zweiten und dritten Steuerungseinrichtungen 172, 174 und 176 gesteuert
werden. Die Leistungserfassung unter Verwendung des Kreises 130 wird
während
der Überwachungsperioden gesteuert
(gated), um die Anhebung bzw. Absenkung der Signale zu verhindern,
was die Leistungssteuerung nachteilig beeinträchtigen würde. Eine (nicht gezeigte)
Zeitverlaufssteuerungseinrichtung 186 deaktiviert die Addierer 272, 274 und 276 während der Überwachungsperioden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist kein variabler Funkfrequenz- oder Zwischenfrequenzdämpfer oder
-verstärker
erforderlich. Zusätzlich kann
eine Rückkopplungssteuerung
(Regelung) jedes einzelnen Trägers
zur automatischen Kompensation von Variationen in der Senderfrequenzantwort verwendet
werden.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung können
in einer Basisstation oder einem Mobilgerät eines zellularen Netzwerks
oder in jedem anderen geeigneten Sender eingebaut werden.