NO313478B1 - Krets for forforvrengning av et signal som overföres over en uline¶r höyfrekvenskanal - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder modulasjonsfremgangsmåter som fører til ikke-konstante omhylningsforløp for høyfrekvente bæresignaler, nærmere bestemt forforvrengning for en ulineær kanal i høyfrekvensområdet.

Hvis man for eksempel i et trådløst kommunikasjonssystem bruker modulasjonsfremgangsmåter som fører til en ikke-konstant omhylning av det høyfrekvente bæresignal vil samtlige signalbehandlingskomponenter etter modulatoren måtte ha en tilstrekkelig linearitet. Dette krav er vanskelig å oppfylle, særlig i kraftforsterkertrinn som må arbeide med god virkningsgrad.

Når man bruker pulsamplitudemodulasjon vil den spektrale tetthet og utnyttelse bli dårligere dersom forsterkerne har betydelig ulinearitet, og grunnen for dette ligger i forsterkerens ulineære utgangskarakteristikk som vil føre til en AM/AM-omvandling (i senderteknikken benevnt "synkron amplitudemodulasjon"), og faseforskyvning mellom et utgangssignal fra en forsterker og dets inngangssignal vil i tillegg frembringe intermodulasjonskomponenter ved det som ofte kalles AM/PM-omvandling. AM/AM og AM/PM bør imidlertid kunne undertrykkes ved hjelp av lineariseringsmetoder. Hvis slike metoder ikke brukes vil den spektrale utnyttelse ved modulasjonsfremgangs-måten som brukes så vel som signal/støyforholdet bli dårligere. I digitale transmisjonssystemer kan dette gi en betydelig økning i feilhyppigheten ("bitfeilraten") ved overføringen av informasjon.

Særlig i transmisjonssystemer som gjør bruk av QPSK-modulasjon (kvaternær faseforskyvningsnøkling) som blant annet innenfor mobiltelefonsystemer er det særlig viktig at den ulineære del av kraftforsterkere også utnyttes. Tar man i betraktning det faktum at den tilgjengelige energi (fra batteriet) er begrenset, blant annet i mobiltelefoner, slik at en større akkumulatorreserve vil gjøre mobiltelefonen betydelig tyngre og dessuten mer kostbar må slutt-trinnet i et slikt apparat arbeide med best mulig virkningsgrad, selv om dette ikke alltid er mulig innenfor det lineære forsterkningsområde. Høyeffektive kraftforsterkere for høyfrekvens foretrekkes derfor for arbeid også i det ulineære område nær metning, og dette gir et problem med håndteringen av ulineære forvrengninger.

Modulasjonsmåter som krever linearisering i tillegg til modulasjon av kategori PAM er i prinsippet alle flerbærermåter (blant annet COFDM for digital kringkasting) og samtlige pulsamplitudemodulasjoner som omfatter, i tillegg til QPSK-modulasjon også modulasjonen QAM. Videre muligheter for bruk av forforvrengning i en ulineær kanal foreligger innenfor mobiltelefonsystemers basisstasjoner hvor en rekke frekvenskanaler tilføres et senderslutt-trinn i parallell.

Det er således et behov for en egnet lineariseringsmåte som bygger på forforvrengning, og denne måte bør brukes over alt hvor man generelt må linearisere en ulineær kanal. Lineariseringen av en slik ulineær kanal må i tillegg tillate at frekvensområde for inngangssignalet til kanalen hvor utjevningen skal foregå, avviker fra frekvensområdet for utgangssignalet fra den ulineære kanal. Lineariseringen må derfor ikke bare være begrenset til rene forsterkertrinn, men det må også være mulig å utføre frekvenstransponering innenfor den ulineære kanal.

Flere måter for å linearisere høyfrekvensslutt-trinn foreligger allerede innenfor teknikkområdet, og de beste måter for slik linearisering kan settes opp i en liste: Når et signal som skal sendes forforvrenges digitalt multipliseres de digi-taliserte signalverdier med passende valgte koeffisienter, og på denne måte utføres forforvrengningen sammen med den digitale generering av modulatorens styresignal.

En annen kjent måte er analog forforvrengning. Denne måte bruker ulineære komponenter, så som Schottky-dioder for å syntetisere en utjevningskarakteristikk som er komplementær med forsterkerens forvrengte karakteristikk.

Den "kartesiske sløyfe" representerer videre en analog negativ tilbakekopling i høyfrekvensslutt-trinnet, for bruk i basisbåndet.

Foroverkopling innebærer videre en varierende måte å legge inn en kunstig forstyrrelse på innenfor reguleringsteknikken, ved at utgangssignalet fra slutt-trinnet får tilføyd en egnet korreksjonsspenning for å kompensere for trinnets egen forvrengning.

Fra patentlitteraturen kjennes WO 93/18581 hvor det beskrives en kartesisk sløyfe hvis parametere innreguleres i samsvar med forskjellige systemparametere som representerer den aktuelle driftstilstand for det aktuelle system. En radiosender som er beskrevet i patentskriftet omfatter en kraftforsterker, et lmeariseringstrinn og en tilbakekopling for å føre et signal tilbake fra en utgang i kraftforsterkeren og til lineariseringstrinnet, for å gi bedre linearitet av utgangssignalet. Lineariseringstrinnet arbeider i basisbåndet, og de IQ-signaler (komplekse signaler som er delt opp i en realdel som tilsvarer en I-komponent [i fase] og en imaginærdel som tilsvarer en Q-komponent [i fasekvadratur]) styres av en lineær styreenhet som er koplet til et direktetilgangslager med en tabell over gitte sløyfelineariseringsparametere. Når IQ-signalene er behandlet på egnet måte av linearisermgstrinnet kan de føres til opptransponering i en blander hvoretter de forsterkes av kraftforsterkeren i slutt-trinnet. Tilbakekoplingen sørger for at en del av utgangssignalet fra denne forsterker nedtransponeres i en andre blander og tilføres lineariseringstrinnet. Følgelig skjer ikke lineariseringen i høyfrekvensområdet, men i basisbåndet, siden signalene som benyttes er IQ-signaler. Videre bruker kretsene som er beskrevet en permanent negativ tilbakekopling i høyfrekvensslutt-trinnet i form av en kartesisk sløyfe.

GB 2 240 893 A beskriver videre en krets for linearisering av amplitude- og faseresponsen hos en forsterker. En omhylningsdetektor følger omhylningsforløpet for et inngangssignal som skal sendes, og detektorens utgang føres til en styrekrets av ulineær type så vel som til en styrekrets for faseforskyvning. Denne siste styrekrets regulerer en faseforskyvningskrets foran en sluttforsterker, slik at det forsterkede høyfrekvenssignal forforvrenges når det gjelder fasen. Styrekretsen av ulineær type mater et inngangssignal inn i en likespenningsomvandler med innstillbar spenning for forspenning til blant annet sluttforsterkeren, slik at forvrengningen i den ulineære forsterker blir kompensert. Amplitudefeilen i forsterkeren kompenseres på denne måte ved å endre forsterkerens arbeidspunkt, men dette må anses å være uheldig siden arbeidspunktet hele tiden må endres under driften, hvorved det også blir vanskeligere å tilpasse forsterkeren til gitte belastninger, siden et endret arbeidspunkt automatisk vil kreve en annen (kompleks) omsetning for tilpasning mellom belastningen og utgangsimpedansen.

US 5 023 937 beskriver en analog forforvrengningskrets for en kraftforsterker som arbeider i sitt ulineære område. Kretsen arbeider med en negativ tilbakekopling som i kontrast til den tilbakekopling som finner sted i den kartesiske sløyfe ikke regulerer direkte-og kvadraturkomponenten av utgangssignalet, men størrelse og fase av utgangssignalet. En omslutningsdetektor registrerer fortløpende signalamplituden før forsterkningen, og dette skjer kontinuerlig ved sammenlikning med kraftforsterkerens utgangssignal. Resultatet av sammenlikningen går til et innstillbart dempeledd som reduserer amplituden av inngangssignalet før det tilføres kraftforsterkeren, i den hensikt å frembringe et utgangssignal som er så lineært som mulig. Faseforvrengningen utføres i en faselåst sløyfe som mottar det signal som skal forsterkes som inngangssignal. En del av forsterkerens utgangssignal føres også inn til denne sløyfe via en blander, en lokaloscillator og en faseforskyvningskrets, og den faselåste sløyfe tilfører et lokaloscillatorsignal til en annen blander som ligger foran kraftforsterkeren, for å forforvrenge signalets fase før forsterkningen. Denne krets arbeider på analog måte og bygger på en i alt vesentlig kontinuerlig tilbakekopling dersom den faselåste sløyfe er lukket.

Også US 4 465 980 beskriver en analog forforvrengningskrets. En detektor registrerer et signals omhylningsforløp før forsterkning og tilfører dette signal til en felteffekttransistor med to portelektroder. Signalet som skal forsterkes går til den andre av portene. Det høyfrekvente inngangssignal forforvrenges passende ved å regulere arbeidspunktet for transistoren på egnet måte for å kompensere for den ulineære forsterkning i en etterfølgende forsterker som er koplet til uttakselektroden (drain) på transistoren via et tilpasningsnettverk.

DE 33 12 030 Al beskriver en forsterker med forforvrengningskompensasjon og som bruker forforvrengningskomponenter som er frembrakt av et kraftforsterkende element, tilsvarende forsterkerelementet, for å oppnå en effektiv linearisering for i alt vesentlig å redusere alle intermodulasjonsforvrengningsprodukter. Videre kan det være anordnet en ytterligere tilbakekoplingskrets for å oppnå en videre reduksjon av ulineariteter.

GB 8 723 874 beskriver en linearitetskorreksjonskrets som arbeider i mellomfrekvensområdet for å innføre en egnet forhåndsforvrengning i amplitudeomhyl-ningen av et signal, for å kompensere ulineariteter i et etterfølgende effektforsterkertrinn. I en gruppe parallelle strømkilder som hver er innrettet for å kunne innstilles i respons på en forforvrengning over sitt respektive amplitudeområde, mater inn en strøm som er tilstrekkelig for innføring av en passende differensialspenning ved utgangen. I denne krets finner faseforforvrengning åpenbart ikke sted.

EP 0 658 975 Al beskriver et forforvrengningssystem for basisbåndet, for adaptiv linearisering av kraftforsterkere og en radiosender som gjør bruk av et slikt forforvrengningssystem. Det hele går ut på at to feiltabeller, det vil si en for amplituden og en for fasen blir oppdatert for å gi riktig korreksjon av avtastingsverdier i basisbåndet. Innholdet i tabellene fås ved å samle opp en egnet veid forskjell mellom avtastingsverdier som føres til forforvrengningsenheten og en demodulert tilbakekoplingsverdi. Det følger av dette, tilsvarende patentskriftet WO 93/18581 at forforvrengningen slik den er beskrevet ikke utføres i høyfrekvensområdet, men på digital måte i basisbåndet, og dette innebærer at man må ha aksess til den digitale signalprosessering i basisbåndet.

En digital forforvrengning av den type som er beskrevet i patentskriftet ovenfor og dessuten i WO 93/18581 gjør det nødvendig med en adgang til modulasjonssig-nalet før dette omvandles fra digital form og til en analog spenning slik at man må utføre digitale beregninger for korreksjon av bærebølgeamplituden og den tilsvarende fase. Denne adgang foreligger ikke i mange tilfeller siden lineariseringen bare er mulig innenfor lukkede system som hører til kraftforsterkeren.

Analog forforvrengning av et høyfrekvenssignal innebærer det problem at en egnet karakteristikk må settes sammen (syntetiseres) av ulineære komponenter som selv er underlagt avtastingsspredning, temperaturawik, elding etc. Den siste faktor kan gi økning av ulineariteten.

Den "kartesiske sløyfe", det vil si en høyfrekvent negativ tilbakekopling reagerer meget følsomt på parameterfluktuasjoner. Som følge av den store forsterkning kan hele forsterkerkjeden fa tendens til å gå i selvsving dersom tilbakekoplingsparametrene ikke er fastlagt meget nøye. I tillegg ødelegges støyresponsen for slutt-trinnet av den negative tilbakekopling, siden denne på sin side innfører ukorrelert støy i foreterkertrinnet.

Metoden med foroverkopling krever en presis bestemmelse av signal-utbredelsestidene i slutt-trinnet. Linearitetskravene som må oppfylles av korreksjonssignalet er strenge, og dette gjør det nødvendig med anvendelse av høykvalitets og kostbare kraftforsterkere når man skal bruke kretser som utfører en linearisering i samsvar med en slik foroverkoplingsmetode.

EP 0 608 697 Al beskriver en modulasjonsmåte og en tilhørende krets for høyfrekvenssignaler. Grunnkonseptet er at lavfrekvente modulasjonssignaler som moduleres på enn høyfrekvent bærebølge ved hjelp av en kompleks IQ-modulasjon blir forforvrengt i lavfrekvensområdet på slik måte at toleransene i høyfrekvenskomponentene i modulatoren, det vil si komponentene i hybridkretsen for 0° (I-delen) og 90° (Q-delen) og blanderne, hvilke toleranser gir ubalanser mellom I- og Q-delen, underlegges kompensasjon. Forforvrengningen av de lavfrekvente modulasjonssignaler sikrer at man blant annet ved enkeltsidebåndsmodulasjon far tilstrekkelig undertrykking av både bærebølgen og de uønskede sidebånd.

I artikkelen "Fast Adaptive Polynominal I og Q Predistorter with Global Optimisation", av Ghaderis M. et al., i tidsskriftet EEE Proceedings: Communications, vol. 143, nr. 2, 1. april 1996, side 78-86 og som de uavhengige patentkrav ifølge oppfinnelsen er avgrenset overfor, beskrives en linearisering for en høyfrekvensforsterker hvor forforvrengning er lagt inn på mellomfrekvensnivå. Omhylningen av et mellomfrekvenssignal blir registrert og kvantisert for digital behandling, og en oppslagstabell for forsterkerfunksjonene adresseres i den digitale del. En analog implementering foretrekkes for å gjøre kretsene enklere. Forsterkerfunksjonene representerer de inverse ulineariteter av den høyfrekvente kraftforsterker hvis ulineariteter tilnærmes ved hjelp av polynomfunksjoner. En IQ-modulator frembringer forforvrengning av lavfrekvenssignalet, og IQ-modulasjonssignalene vil være avhengige av forsterkerfunksjonene og lavfrekvenssignalets omhylning.

Med bakgrunn i denne sendeteknikk er det likevel et mål for oppfinnelsen å videreutvikle teknikken og frembringe en krets for forforvrengning av et signal som skal overføres via en etterfølgende ulineær kanal eller overføringsstrekning, og en fremgangsmåte for slik forforvrengning for å oppnå en optimal kompensasjon på en fleksibel og pålitelig måte, av den forvrengning som oppstår i den ulineære kanal.

Dette mål nås i og med patentkravene, særlig krav 1 for kretsen og krav 14 for fremgangsmåten.

Hovedproblemet med forforvrengning er at man må finne en ulineær karakteristikk som skal tjene som basis for korreksjon, og denne karakteristikk må kunne tilpasses med tilstrekkelig nøyaktighet og ved hjelp av lineære komponenter. Siden det er vanskelig å simulere en ulineær karakteristikk, slik det allerede er omtalt og for eksempel ved hjelp av Schottky-dioder, går oppfinnelsen en annen vei ved å bruke tabellmidler som inneholder forforvrengningskoefFisienter som vil være avhengige av både amplituden av inngangssignalet så vel som av egenskaper i den ulineære kanal, idet denne kanal kan være i form av en forsterker eller en gruppering med flere komponenter, for eksempel en forsterker og en blander. For forvrengningen utføres ved å multiplisere inngangssignalet med de komplekse forforvrengningskoefFisienter, idet disse representerer komplekse tall med sin realdel tilsvarende et signals I-komponent (faseriktig eller med faseawik 0°) og en imaginærdel som tilsvarer et signals Q-komponent (kvadraturkomponenten med 90° forskjøvet fase).

I et ekvivalent lavpassområde kan således et komplekst utgangssignal y(t) derfor frembringes av et komplekst inngangssignal v(t) i henhold til følgende likning:

I denne likning representerer A(|v(t)|) den komplekse forsterkning som trengs for å korrigere AM/AM- og AM/PM-omvandlingen i den ulineære overføringsstrekning eller kanal. Denne ulineære funksjon vil i alt vesentlig være avhengig av amplituden av inngangssignalet v(t). Oppgaven som skal løses er nå å linearisere denne komplekse funksjon A på egnet måte slik at man kan få en gunstig forforvrengning av inngangssignalet v(t). Løsningen ligger i seksjonsvis linearisering av den komplekse forsterkning, idet man tilveiebringer en kompleks forforvrengningskoeffisient for hver av inngangsignalets amplitudeverdier innenfor en viss gradering. Det følger at den ulineære forvrengning A er seksjonsvis linearisert, og derved blir amplitudeoppløsningen, det vil si antallet linearise-ringer innenfor et bestemt amplitudeområde, avhengig av både behovet så vel som av den tilgjengelige lagringskapasitet i tabellmidlene. Følgelig vil den seksjonsvise linearisering av forvrengningen A, det vil si et stort antall komplekse forforvrengningskoeffisienter, tillate en praktisk anvendelse av fremgangsmåten, hvorved forforvrengning kan utføres direkte i høy frekvensområdet.

Forforvrengning med seksjonsvis konstante forforvrengningskoeffisienter er fordelaktig særlig i tilfeller hvor aksess til en digital representasjon av signalet (i basisbåndet) ikke er mulig. Videre er forforvrengningsmetoden ifølge oppfinnelsen ufølsom overfor parameterfluktuasjoner siden samtlige slike kan kompenseres for ved innstilling av koeffisientene på egnet måte.

Støyresponsen i den ulineære kanal er ikke vesentlig forverret ved bruk av oppfinnelsens konsept siden ingen ukorrelert støy innføres i signalveien, i kontrast til negativ høyfrekvenstilbakekopling. En videre fordel ligger i at den ulineære kanal er ufølsom overfor tilbakekoplingsoscillasjoner, siden det ikke foreligger noen direkte tilbakekoplingssløyfe, og dette er bedre når man sammenlikner med forforvrengnings-metoder som bruker tilbakekopling.

Et punkt av vesentlig betydning når det gjelder forforvrengningsmetoden ifølge oppfinnelsen er at man oppnår en presis og effektiv bestemmelse av koeffisientene i tabellmidlene. Disse koeffisienter behøver egentlig ikke fastlegges i sanntid, men det vil være tilstrekkelig å beregne dem digitalt, det vil si før kretsen settes i arbeid eller ved bestemte kalibreringstidspunkter.

Forsinkelsestiden for forforvrengningen ifølge oppfinnelsens konsept bestemmes på forhånd og vil i det hele tatt ikke være avhengig av parametere for kretsene, siden forforvrengningen blir synkronisert av en ekstern taktgiver (klokke). Følgelig kan forsinkelsen kompenseres for på enkel og pålitelig måte.

I det følgende skal foretrukne utførelser av oppfinnelsen forklares i nærmere detalj, og det vises i den anledning til tegningene, hvor fig. 1 viser et blokkskjema over en forforvrengningskrets ifølge oppfinnelsen, i en første utførelse, mens fig. 2 viser en tilsvarende krets i en andre utførelse.

Som det fremgår av fig. 1 tilføres et inngangssignal v(t) til forforvrengningskretsen 10 og må passere et forsinkelsesledd 12 for å ankomme til en evalueringskrets 14 for kompleks evaluering av inngangssignalet, på basis av komplekse forforvrengningskoeffisienter som ligger lagret i en tabellkrets 16 (tidligere benevnt "tabellmidler"). Evalueringskretsen 14 kan for eksempel være innrettet for kompleks multiplikasjon av inngangssignalet v(t) med de enkelte koeffisienter, og i denne form er kretsen en IQ-modulator.

Evalueringskretsen 14 mottar koeffisientene fra tabellkretsen 16, og hvilke koeffisienter den mottar avhenger av den momentane amplitude av inngangssignalet v(t) og av den etterfølgende ulineære kanals 18 overføringsfunksjon. Den aktuelle koeffisients realdel legges inn i evalueringskretsen 14 via den viste I-kanal 20a (faseriktig overføring), mens imaginærdelen av koeffisienten (tilsvarende en bestemt inngangsamplitude) tilføres via den viste Q-kanal 20b (i kvadraturfase) til kretsen 14.

Tabellkretsen 16 adresseres av en kvantiseringskrets 22 som etablerer kvantiserte omhylningsverdier på grunnlag av inngangssignalets v(t) amplitudeomhyl-ningsforløp, idet dette registreres av en omhylningsdetektor 24. En passende del av inngangssignalet, nemlig en del som trengs for å registrere omhylningen, kan tas fra hovedsig-nalveien på velkjent måte, for eksempel ved hjelp av en retningskopler, idet hovedsig-nalveien i dette tilfelle består i forbindelsen fra forvrengningskretsens 10 inngang og til dens utgang som på fig. 1 og 2 fører ut utgangssignalet y(t).

Som allerede nevnt beregnes forforvrengningskoeffisientene ifølge oppfinnelsen, og som ligger lagret i tabellkretsen 16 og adresseres på egnet måte av kvantiseringskretsen 22, når forforvrengningskretsen 10 ikke arbeider, eventuelt før den er satt i produksjon. For å kunne utføre en finregulering på bestemte tidspunkter under driften av kretsen 10 kan man ha en komparator/prosessor 26 for å sammenlikne inn- og utgangssignalet for å finne ut om det foreligger et lineært forhold mellom dem, så som en enkel forsterkning. Hvis de ikke har noe innbyrdes helt lineært forhold indikerer dette at omgivelsesforholdene kan ha endret seg og at de koeffisienter som ble brukt ved korreksjonen ikke lenger er optimalt valgt. I et rekalibreringstrinn kan derfor komparator/prosessoren 26 gå inn i tabellkretsen 16 og hente ut modifiserte eller andre forforvrengningskoeffisienter i samsvar med de nye betingelser.

Under driften likerettes som nevnt en del av inngangssignalet v(t), og dette gjøres så lineært som mulig i den illustrerte omhylningsdetektor 24 som for eksempel kan være en diodelikeretter. Omhylningen av inngangssignalets amplitude blir på denne måte registrert fortløpende og ført til kvantiseringskretsen 22 for å danne kvantisert inndelte omhylningsverdier på basis av deteksjonen. Disse verdier brukes for adressering av tabellkretsen 16 som inneholder de komplekse koeffisienter, gjerne i kartesisk representasjon. I respons på adresseringen av tabellkretsen videreføres koeffisientene som tilsvarer en bestemt amplitude for omhylningen, til evalueringskretsen 14 via kanalene 20a og 20b, henholdsvis tilsvarende real- og imaginærdelen av det komplekse tall koeffisienten utgjør. Evalueringskretsen 14 arbeider på denne måte som en kompleks IQ-modulator og kan brukes for å modulere enn forforvrengningskomponent til inngangssignalet v(t) for derved å gi et lineært forsterket utgangssignal y(t) etter den ulineære kanal 18. Lineariteten av likeretteren (detektoren 24) er for øvrig ikke så absolutt, så lenge oppførselen/egenskapene er kjent. Mangel på linearitet kan kompenseres for på egnet måte ved å velge eller modifisere koeffisientene i tabellkretsen. Eventuelle mindre ulineariteter i multiplikatoren i kretsen 14 kan automatisk kompenseres for ved såkalt adaptiv utjevning, idet slik prosessering utføres i komparator/prosessoren 26. Koeffisientene modifiseres tilsvarende.

Signalveien via detektoren 24, kvantiseringskretsen 22 og tabellkretsen 16 så vel som innjusteringen av de komplekse koeffisienter kan utføres med liten forsinkelse, nemlig bare i størrelsesordenen 100 ns eller mindre (< 0,1 us). Om nødvendig kan denne forsinkelse også kompenseres for i forsinkelsesleddet 12 foran evalueringskretsen.

Når den ulineære kanal 18 utjevnes kan dens parametere fastlegges ved overføringsfunksjonen, det vil si forholdet mellom det noe forvrengte utgangssignal y(t) og inngangssignalet v(t), både når det gjelder amplitude og fase. Overføringsfunksjonen kan opptas i høyfrekvensområdet, og en tidligere frekvenstransponering til basisbåndet eller til en mellomfrekvens vil imidlertid også være mulig. På basis av kanalens overførings-funksjon kan estimerte verdier etableres for de forvrengningsfaktorer som tidligere er omtalt og er kalt AM/AM henholdsvis AM/PM. De respektive forforvrengningskoeffisienter bestemmes deretter på basis av de målte verdier og legges til lager i tabellkretsen 16.

Fig. 2 viser en andre utførelse av forforvrengningskretsen 10, og de samme komponenter går delvis igjen og har da samme henvisningstall som på fig. 1. Her skal bare de nye komponenter og funksjoner omtales, og ellers vises til omtalen av fig. 1.

Til forskjell fra den første krets er det nå lagt inn en første blander 30 for nedtransponering, så vel som en andre blander 32, også for nedtransponering. Ut fra begge blandere tilføres to signaler til komparator/prosessoren 26, og disse signaler kan for eksempel være I- og Q-delen av den signalfraksjon som tas fra henholdsvis inngangs- og utgangssignalet. I dette tilfelle kan komparator/prosessoren 26 være en digital prosessor. Mellom tabellkretsen 16 og evalueringskretsen 14 er det videre i denne utførelse innskutt en kombinasjon av kretser, med en digital/analog-omvandler 34a, 34b, og et lavpassfilter 36a, 36b i hver kanal 20a, 20b. Lavpassfiltreringen av signalene i I- og Q-kanalen tjener til effektiv undertrykking av overføring i nabokanaler. Kvantiseringskretsen 22 kan for eksempel også være en analog/digital-omvandler og taktstyres synkront med omvandlerne 34a og 34b, men fasefremskutt i forhold til disse, idet en pulsforsinkelseskrets 40 er innskutt som vist. Forsinkelsen i denne krets og tidsforsinkelsen i tabellkretsen 16 er valgt slik at transittforsinkelsen for kvantiseringskretsen 22 og tabellkretsen 6 er mindre enn tidsforsinkelsen i pulsforsinkelseskretsen 40. Bestemmelsen av den ulineære kanals 18 AM/AM og AM/PM finner sted via inngangssignalet v(t) som demoduleres i den første blander 30 og via utgangssignalet y(t) som demoduleres i den andre blander 32, idet den ulineære kanal i denne utførelse er et forsterkende slutt-trinn.

Denne andre utførelse av oppfinnelsens forforvrengningskrets kan linearisere blant annet et slutt-trinn i en hovedsender eller i en sender for digital kringkasting for å holde sideutstråling i nabokanalene under spesifiserte grenser og samtidig oppnå en god virkningsgrad i det slutt-trinn som den ulineære kanal i dette tilfelle utgjør.

Avvik fra de utførelser som er beskrevet kan også dekkes av oppfinnelsen, for eksempel er det mulig å legge inn forforvrengningen i en enkelt krets ved A/D-omvandling i kvantiseringskretsen 22, i tabellkretsens 16 koeffisienttabell så vel som ved D/A-omvandlingen i omvandlerne 34a og 34b, og en slik separat krets kan være utformet som en integrertkretsbrikke. Det kan også være aktuelt å utelate omvandlerne 34a og 34b slik det er gjort i den første utførelse, og kretsintegrasjonen tillater at forforvrengningen kan utføres rett og slett ved en kvantisering og en etterfølgende allokering av et analogt utgangssignal som fremdeles vil være avhengig av det analoge inngangssignal, men bare i mindre grad, slik at den nødvendige oppløsning for koeffisientene kan reduseres. Integrertkretsen har i dette tilfelle programmerbare strømkilder hvis verdier kan innstilles adaptivt. Fordelene med en slik utførelse er raskere prosesshastighet og mindre effektforbruk i forforvrengningskretsen 10.

I den andre utførelse er det også mulig å kalibrere omhylningsdetektoren 24 før kretsen er levert eller i henhold til bestemte kalibreringsintervaller. Inngangssignalet i detektoren 24 er tilgjengelig via den første blander 30, mens utgangssignalet foreligger som den kvantiserte adressering av tabellkretsen 16. Det er derfor også mulig, om nødvendig, å lese inn de kvantiserte utgangsverdier fra detektoren 24 i komparator/prosessoren 26 og fastlegge omhylningsdetektorens karakteristikk når kretsen 10 ikke er i drift, ved sammenlikning mellom de to signaler på henholdsvis inn- og utgangen. Dette kan utnyttes fordelaktig for korreksjon av de koeffisienter som ligger lagret i tabellkretsen 16.

I de fleste lineære kanaler, for eksempel kraftforsterkere, senderslutt-trinn og liknende kan den fasefeil som oppstår holdes innenfor en kvadrant, det vil si mellom 0 og 90°. I slike tilfeller vil det i stedet være tilstrekkelig for å bruke en kompleks IQ-modulator som i prinsippet er en firekvadrants multiplikator, å bruke en krets som danner en 7t/2 hybrid, et dempeledd for hver av kanalene I og Q og en etterfølgende 0° kombinasjonskrets. I sammenlikning med den komplekse (passive) IQ-multiplikator har en slik evalueringskrets fordelen av å ha bedre linearitet.

Claims (14)

1. Krets (10) for forforvrengning av et signal (v) som skal overføres via en ulineær kanal (18), og hvor kretsen omfatter: en omhylningsdetektor (24) for å detektere signalets (v) omhylning, en kvantiseringskrets (22) for å danne kvantiserte omhylningsverdier på basis av den detekterte omhylning, en tabellkrets (16) for å lagre komplekse forforvrengningskoeffisienter, og en evalueringskrets (14) som er skilt fra kanalen (18) og brukes for kompleks forforvrengning av signalet (v) ved hjelp av koeffisientene på slik måte at den forvrengning som dannes i kanalen (18) i alt vesentlig blir forhåndskorrigert både med hensyn til amplitude og fase, karakterisert ved at: koeffisientene i tabellkretsen (16) er avhengige av en seksjonsvis linearisering av den forvrengning som på forhånd er registrert for den ulineære kanal (18), slik at hver seksjon tilordnes en av koeffisientene, og at den koeffisient som overføres fra tabellkretsen (16) til evalueringskretsen (14) er den som er tilordnet seksjonen hvis kvantiserte omhylningsverdi er overført til tabellkretsen (16).

2. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved at den ulineære kanal (18) er i form av en kraftforsterker.

3. Krets ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kvantiseringskretsen (22) er en analog/digital-omvandler.

4. Krets ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at omhylningsdetektoren (24) er en diodelikeretterkrets.

5. Krets ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at evalueringskretsen (14) er en IQ-modulator.

6. Krets ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at evalueringskretsen (14) omfatter en sammenstilling med en ull hybrid, to dempeledd koplet i parallell og en 0° kombinasjonskrets.

7. Krets ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at kvantiseringskretsen (22) og tabellkretsen (16) er utført i fellesskap i en enkelt integrert kretsbrikke på slik måte at programmerbare kilder i brikken ligger under kommando i respons på de kvantiserte omhylningsverdier slik at analoge IQ-signaler tilføres evalueringskretsen (14).

8. Krets ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at det er anordnet digital/analog-omvandlere (34a, 34b) for henholdsvis I- og Q-signalet, og lavpassfiltere (36a, 36b) for samme signaler, mellom tabellkretsen (16) og evalueringskretsen (14).

9. Krets ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at evalueringskretsen (14) er koplet bak et forsinkelsesledd (12) i signalveien for å forhåndskorrigere tidsforsinkelse som innføres i signalveien fra kvantiseringskretsen (22) og til evalueringskretsen (14).

10. Krets ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det er anordnet en komparator/prosessor (26) for sammenlikning mellom det signal (v) som skal overføres via den ulineære kanal (18), og et utgangssignal (y) fra denne kanal, for å innstille forforvrengningskoeffisientene i tabellkretsen (16) i samsvar med resultatet av sammenlikningen og ved gitte tidspunkter.

11. Krets ifølge krav 10, karakterisert ved en første nedtranspon-eringsblander (30) for transponering av signalet (v) som skal overføres via den ulineære kanal (18) til et basisbånd, og en andre nedtransponerende blander (32) for likeledes nedtransponering av utgangssignalet (y) fra kanalen (18) til basisbåndet, og at komparator/prosessoren (26) er en digital signalprosessor.

12. Krets ifølge ett av de foregående krav 8-11, karakterisert ved at kvantiseringskretsen (22) og omvandlerne (34a, 34b) for henholdsvis I- og Q-kanalen (20a, 20b) taktstyres av en og samme taktgiver via en taktlinje (38), mens taktsignalene for disse omvandlerne er forskjøvet i forhold til taktsignalet for kvantiseringskretsen (22) ved at det er innskutt en pulsforsinkelseskrets (40) for å kompensere for tidsforsinkelsen som innføres av tabellkretsen (16).

13. Krets ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at omhylningsdetektoren (24) er kalibrert ved å legge inn de kvantiserte omhylningsverdier og selve omhylningen i komparator/prosessoren (26), idet detektorens (24) karakteristikk blir bestemt for å korrigere forforvrengningskoeffisientene i tabellkretsen (16) ved de gitte tidspunkter.

14. Fremgangsmåte for å forforvrenge et signal (v) som skal overføres via en ulineær kanal (18), omfattende følgende trinn: deteksjon av signalets omhylning, etablering av kvantiserte omhylningsverdier på basis av den detekterte omhylning, lagring av komplekse forforvrengningskoeffisienter i tabellform, og kompleks forforvrengning av signalet (v) som skal sendes via den ulineære kanal (18), ved hjelp av koeffisientene og på slik måte at forvrengning som dannes i kanalen (18) korrigeres på forhånd både med hensyn til amplitude og fase, karakterisert ved at de komplekse forforvrengningskoeffisienter som er lagret i tabellform er avhengige av en seksjonsvis linearisering av den ulineære kanal (18) og slik at hver sektor tilordnes en gitt koeffisient, og at den koeffisient som brukes i det komplekse forforvrengningstrinn er den koeffisient som er tilordnet den seksjon som har en bestemt kvantisert omhylningsverdi.