DE102005060080A1 - Hybrid polar transmitter device for e.g. radio transmission system, has mixer mixing high frequency signals with amplitude signal, and power amplifier amplifying high frequency signals and modulating amplification based on amplitude signal - Google Patents
Hybrid polar transmitter device for e.g. radio transmission system, has mixer mixing high frequency signals with amplitude signal, and power amplifier amplifying high frequency signals and modulating amplification based on amplitude signal Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005060080A1 DE102005060080A1 DE200510060080 DE102005060080A DE102005060080A1 DE 102005060080 A1 DE102005060080 A1 DE 102005060080A1 DE 200510060080 DE200510060080 DE 200510060080 DE 102005060080 A DE102005060080 A DE 102005060080A DE 102005060080 A1 DE102005060080 A1 DE 102005060080A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- amplitude
- frequency signal
- power amplifier
- polar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/361—Modulation using a single or unspecified number of carriers, e.g. with separate stages of phase and amplitude modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C1/00—Amplitude modulation
- H03C1/62—Modulators in which amplitude of carrier component in output is dependent upon strength of modulating signal, e.g. no carrier output when no modulating signal is present
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B1/0483—Transmitters with multiple parallel paths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
Description
Der Erfindung betrifft eine hybride Polar-Sendevorrichtung, die beispielsweise in Mobilfunkgeräten eingesetzt werden kann. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Amplitudenmodulation eines Hochfrequenzsignals in einer Polar-Sendevorrichtung.Of the The invention relates to a hybrid polar transmission device, for example in mobile devices can be used. Furthermore The invention relates to a method for amplitude modulation of a High-frequency signal in a polar transmitter.
Ein vorrangiges Ziel bei der Entwicklung von Hochfrequenz-Sendearchitekturen für Mobilfunkgeräte ist es, einen geringen Energiebedarf bzw. einen hohen Wirkungsgrad der einzelnen Schaltungskomponenten zu erzielen. Dies ermöglicht eine lange Betriebsdauer der Mobilfunkgeräte bei kleinen und leichten Batterien bzw. Akkumulatoren. Für Sender, die zur Modulation ein Phasenmodulationsverfahren einsetzen, stehen hocheffiziente Sender mit hohen Wirkungsgraden zur Verfügung. Ein Grund hierfür ist, dass phasenmodulierte Signale eine konstante Einhüllende aufweisen, sodass einfache, nichtlineare Verstärker mit hohen Wirkungsgraden eingesetzt werden können.One primary objective in the development of high-frequency transmission architectures for mobile phones is it a low energy requirement or high efficiency of the individual To achieve circuit components. This allows a long service life the mobile devices for small and light batteries or accumulators. For stations that for modulation use a phase modulation method stand highly efficient transmitters with high efficiencies available. One reason for this is that phase-modulated signals have a constant envelope, so simple, non-linear amplifiers with high efficiencies can be used.
Um dem beispielsweise durch Internet-Anwendungen gestiegenen Bandbreite-Bedarf im Mobilfunk Rechnung zu tragen, wird u.a. bei den Mobilfunk-Standards EDGE, UMTS und WLAN neben der Phasenmodulation zusätzlich eine Amplitudenmodulation eingesetzt. Die zu übertragende Information wird dabei nicht nur in der Signalphase, sondern auch in der Signalamplitude codiert. Da die Einhüllende eines phasen- und amplitudenmodulierten Signals nicht konstant ist, sind für eine phasen- und amplitudengetreue Signalübertragung lineare Senderkonzepte erforderlich.Around the increased bandwidth demand, for example, due to Internet applications in mobile communications, u.a. at the mobile standards EDGE, UMTS and WLAN in addition to the phase modulation additionally one Amplitude modulation used. The information to be transmitted is not only in the signal phase, but also in the signal amplitude coded. Because the envelope a phase and amplitude modulated signal is not constant, are for a phase and amplitude-faithful signal transmission linear transmitter concepts required.
Sender, deren Modulationsverfahren sowohl einen Phasen- als auch einen Amplitudenanteil enthalten und die insgesamt lineare Übertragungseigenschaften aufweisen sollen, sind häufig als Po lar-Sender ausgestaltet. Bei einem Polar-Sender wird das komplexe Basisbandsignal in eine Polardarstellung transformiert und getrennt nach Amplitude und Phase verarbeitet. Das Phasensignal wird dabei mittels eines Frequenz-Synthesizers in ein moduliertes Hochfrequenzsignal umgesetzt. Anschließend wird das Hochfrequenzsignal mit dem Amplitudensignal moduliert.Transmitter, their modulation method both a phase and an amplitude component contain and have the overall linear transmission properties are supposed to be frequent designed as Po lar transmitter. With a polar transmitter, the complex becomes Baseband signal transformed into a polar representation and separated processed according to amplitude and phase. The phase signal is thereby by means of a frequency synthesizer in a modulated high-frequency signal implemented. Subsequently the high frequency signal is modulated with the amplitude signal.
Als Polar-Sender werden sowohl Polar-Transmitter und Polar-Loop-Transmitter als auch Polar-Modulatoren eingesetzt. Jedes dieser Polar-Senderkonzepte weist in der praktischen Umsetzung spezifische Vor- und Nachteile auf, die im Folgenden kurz erläutert werden.When Polar transmitters are both polar transmitters and polar loop transmitters as well as polar modulators used. Each of these polar transmitter concepts has specific advantages and disadvantages in the practical implementation which is briefly explained below become.
Ein Polar-Transmitter ist dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenmodulation erst in der Ausgangsstufe der Leistungsendstufe erfolgt. Ein Polar-Transmitter weist den Vorteil auf, dass er keinen linear betriebenen Leistungsverstärker benötigt und dass er hohe Ausgangsleistungen mit einem guten Wirkungsgrad erzielt. Nachteilig an einem Polar-Transmitter ist, dass die Modulation in der Leistungsendstufe eine Amplituden- und Phasenverzerrung, die auch als AM/AM-Verzerrung (AM: Amplituden-Modulation) bzw. AM/PM-Verzerrung (PM: Phasen-Modulation) bezeichnet wird, verursacht. Zur Kompensation der AM/AM- und AM/PM-Verzerrungen müssen das Amplitudensignal und das Phasensignal jeweils einer Vorverzerrung unterzogen werden. Zu diesem Zweck ist ein sehr genaues Modell des Leistungsverstärkers erforderlich. Ferner müssen die Parameterschwankungen des Leistungsverstärkers entweder sehr klein sein oder für jeden einzelnen Leistungsverstärker in der Fertigung individuell ermittelt werden oder aber modelliert werden. Ein weiterer Nachteil von Polar-Transmittern ist die schlechte Qualität der Modulation bei kleinen Ausgangspegeln. Darüber hinaus bringt die zwingende Auslegung des Leistungsverstärkers auf die maximale Ausgangsleistung große Nachteile beim Betrieb mit niedrigen Ausgangsleistungen mit sich.One Polar transmitter is characterized in that the amplitude modulation takes place only in the output stage of the power output stage. A polar transmitter has the advantage that it does not require a linearly operated power amplifier, and that he achieves high output power with a good efficiency. A disadvantage of a polar transmitter is that the modulation in the power output stage an amplitude and phase distortion, the also as AM / AM distortion (AM: amplitude modulation) or AM / PM distortion (PM: phase modulation) is called caused. For compensation the AM / AM and AM / PM distortions must be the amplitude signal and the phase signal are each subjected to a predistortion. For this purpose, a very accurate model of the power amplifier is required. Furthermore, must the parameter variations of the power amplifier are either very small or for every single power amplifier individually determined in manufacturing or modeled become. Another disadvantage of polar transmitters is the bad quality the modulation at low output levels. In addition, the compelling interpretation brings of the power amplifier on the maximum output power great disadvantages when operating with low output power with it.
Ein Polar-Loop-Transmitter unterscheidet sich von einem Polar-Transmitter durch einen zusätzlichen Rückkopplungspfad. Der Rückkopplungspfad bewirkt eine Linearisierung des nichtlinearen und als Amplitudenmodulator ausgelegten Leistungsverstärkers bezüglich der Sendedaten. Die Nachteile eines Polar-Loop-Transmitters sind der aufwendige Rückkopplungspfad, für den eine relativ große Anzahl von Frequenz-Synthesizern benötigt wird, sowie die vielen genau aufeinander abgestimmten, analogen Signalverarbeitungsblöcke.One Polar Loop Transmitter is different from a Polar Transmitter An additional Feedback path. The feedback path causes a linearization of the nonlinear and as an amplitude modulator designed power amplifier in terms of the transmission data. The disadvantages of a polar loop transmitter are the complicated feedback path, for the a relatively large one Number of frequency synthesizers is needed, as well as the many perfectly matched, analog signal processing blocks.
Bei einem Polar-Modulator erfolgt im Unterschied zu den Polar-Transmittern die Amplitudenmodulation nicht in dem Leistungsverstärker, sondern in einem dem Leistungsverstärker vorgeschalteten Mischer. Dieses Konzept bietet den Vorteil, dass die Modulation auch bei niedrigsten Ausgangspegeln hochgenau durchgeführt werden kann und dass sie unempfindlich gegenüber Schwankungen der Analog-Parameter ist. Nachteilig an dem Polar-Modulator-Konzept ist, dass der Leistungsverstärker linear betrieben werden muss und daher einen schlechten Wirkungsgrad aufweist. Des Weiteren sind hohe Ausgangsleistungen im linearen Betrieb nur schwer zu realisieren. Um hohe Ausgangspegel zu erreichen, muss ein zusätzlicher programmierbarer Verstärker (programmable gain amplifier; PGA) oder ein zusätzlicher steuerbarer Verstärker (variable gain amplifier; VGA) mit höchsten Rauschanforderungen im Signalpfad vorgesehen sein. Ferner ist die linear betriebene Endstufe eines Polar-Modulator-Senders empfindlich gegenüber Fehlanpassungen seitens der Antenne.at a polar modulator takes place in contrast to the polar transmitters the Amplitude modulation not in the power amplifier, but in a power amplifier upstream mixer. This concept offers the advantage that the modulation can be performed with high accuracy even at lowest output levels can and that they are insensitive to variations in analog parameters is. A disadvantage of the polar modulator concept is that the power amplifier must be operated linearly and therefore a poor efficiency having. Furthermore, high output powers are in the linear Operation difficult to realize. To achieve high output levels, must an additional one programmable amplifier (programmable gain amplifier; PGA) or an additional controllable amplifier (variable gain amplifier; VGA) with highest Rauschen requests be provided in the signal path. Furthermore, the linearly operated output stage of a polar modulator transmitter sensitive to mismatches from the antenna.
Beispiele
für Polar-Transmitter,
Polar-Loop-Transmitter und Polar-Modulatoren sind in den
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Polar-Sendevorrichtung zu schaffen, welche die Vorteile eines Polar-Transmitters bzw. eines Polar-Loop-Transmitters mit denen eines Polar-Modulators vereint. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zur Amplitudenmodulation eines Hochfrequenzsignals in einer Polar-Sendevorrichtung angegeben werden.The The object of the present invention is a polar transmission device to create the advantages of a polar transmitter or a polar loop transmitter united with those of a polar modulator. Furthermore, a corresponding Method for amplitude modulation of a high frequency signal in a polar transmitter can be specified.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The The invention is based task by the Characteristics of the independent claims 1 and 15 solved. Advantageous embodiments and further developments of the invention are in the subclaims specified.
Die erfindungsgemäße für ein Funkübertragungssystem ausgelegte Polar-Sendevorrichtung dient dazu, die in einem Basisbandsignal enthaltenen Daten in ein hochfrequentes, für die Funkübertragung bestimmtes Ausgangssignal zu codieren. Das Basisbandsignal wird von einer Polarkoordinaten-Transformationseinheit entgegengenommen und in Polarkoordinaten, d.h. in ein Amplituden- bzw. Betragssignal und ein Phasensignal, umgesetzt. Aus dem Phasensignal oder einem von dem Phasensignal abhängigen Signal wird von einem Frequenz-Synthesizer ein Hochfrequenzsignal generiert. Eine Modulationseinheit führt eine Amplitudenmodulation des Hochfrequenzsignals durch, indem sie das Hochfrequenzsignal mit dem Amplitudensignal oder einem von dem Amplitudensignal abhängigen Signal moduliert. An dem Ausgang der Modulationseinheit wird das modulierte Hochfrequenzsignal als Ausgangssignal ausgegeben.The according to the invention for a radio transmission system designed for polar transmission device, which serves in a baseband signal contained data in a high-frequency, intended for radio transmission output signal to code. The baseband signal is from a polar coordinate transformation unit taken and in polar coordinates, i. in an amplitude or magnitude signal and a phase signal, implemented. From the phase signal or a dependent on the phase signal Signal becomes a high-frequency signal from a frequency synthesizer generated. A modulation unit performs an amplitude modulation of the high frequency signal by passing the high frequency signal with the amplitude signal or a signal dependent on the amplitude signal modulated. At the output of the modulation unit is the modulated High frequency signal output as output signal.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Amplitudenmodulation auf zwei unterschiedliche Arten erfolgen kann. Wahlweise wird das Hochfrequenzsignal entweder mittels eines Mischers oder mittels eines Leistungsverstärkers, welcher in der Fachliteratur gelegentlich auch als Power-Amplifier bezeichnet wird, moduliert. Der Mischer führt die Amplitudenmodulation durch, indem er das Hochfrequenzsignal mit dem Amplitudensignal oder dem davon abhängigen Signal mischt. Sofern die Amplitudenmodulation von dem Leistungsverstärker vorgenommen wird, wird das Hochfrequenzsignal verstärkt und gleichzeitig wird die Verstärkung des Leistungsverstärkers in Abhängigkeit von dem Amplitudensignal oder des davon abhängigen Signals moduliert.One essential idea of the invention is that the amplitude modulation can be done in two different ways. Optionally, that will High frequency signal either by means of a mixer or by means a power amplifier, which occasionally referred to in the literature as a power amplifier is modulated. The mixer leads the amplitude modulation by passing the high frequency signal mixes with the amplitude signal or the signal dependent thereon. Provided the amplitude modulation is made by the power amplifier is amplifies the high frequency signal and at the same time the reinforcement of the power amplifier in dependence of the amplitude signal or the signal dependent thereon is modulated.
Die erfindungsgemäße Polar-Sendevorrichtung stellt einen Hybrid eines Polar-Modulators und eines Polar-(Loop)-Transmitters dar. Je nach Gegebenheit kann das jeweils vorteilhaftere Modulatorkonzept ausgewählt werden. Damit vereint die Erfindung die Vorteile der beiden Modulatorkonzepte. Der schaltungstechnische Mehraufwand, der mit der Kombination der beiden Sender-Architekturen verbunden ist, ist relativ gering und wird bei weitem von den Vorteilen, welche die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Polar-Sendevorrichtung mit sich bringt, übertroffen.The Polar transmitting device according to the invention represents a hybrid of a polar modulator and a polar (loop) transmitter Depending on the circumstances, the respectively more advantageous modulator concept selected become. Thus, the invention combines the advantages of the two Modulator concepts. The circuit overhead, combined with the combination of connected to both transmitter architectures is relatively low and is far from the advantages of the embodiment of the invention the polar transmitter, surpassed.
Als Kriterium für die Auswahl eines der beiden Modulatorkonzepte wird vorzugsweise der Leistungspegel der Ausgangssignale herangezogen. Eine Steuereinheit wählt anhand der Ausgangsleistung die Modulationsart aus und steuert die Modulatoreinheit in entsprechender Weise.When Criterion for the selection of one of the two modulator concepts is preferred the power level of the output signals used. A control unit chooses by the output power the modulation type and controls the modulator unit in a similar way.
Vorteilhafterweise führt bei einem Leistungspegel der Ausgangssignale oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts der Leistungsverstärker die Amplitudenmodulation der Hochfrequenzsignale durch, während bei Leistungspegeln, die kleiner als der Schwellwert sind, der Mischer die Hochfrequenzsignale moduliert. Der Schwellwert, unterhalb dessen der Leistungsverstärker alle Anforderungen an einen Polar-Modulator erfüllen muss, kann beispielsweise durch Messungen ermittelt werden.advantageously, leads a power level of the output signals above a predetermined Threshold of the power amplifier the amplitude modulation of the high-frequency signals through, while at Power levels that are less than the threshold, the mixer modulates the high frequency signals. The threshold below which the power amplifier can meet all the requirements of a polar modulator, for example, by Measurements are determined.
Die vorstehend beschriebene Maßnahme ermöglicht es, die Vorteile, die das Polar-Transmitter-Konzept bei hohen Ausgangsleistungen mit sich bringt, zu nutzen und bei niedrigen Ausgangsleistungen auf das in dieser Situation vorteilhaftere Polar-Modulator-Konzept zurückzugreifen.The measure described above allows it, the benefits that the polar transmitter concept has at high output powers brings with it, and at low output levels to resort to the more advantageous in this situation polar modulator concept.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Mischer und der Leistungsverstärker hinter dem Ausgang des Frequenz-Synthesizers, an welchem das Hochfrequenzsignal ausgegeben wird, seriell angeordnet. Sofern der Leistungsverstärker das Hochfrequenzsignal moduliert, wird der Mischer transparent geschaltet, d.h. das Hochfrequenzsignal wird beim Durchlaufen des Mischers nicht verändert. Sofern der Mischer das Hochfrequenzsignal moduliert, führt der Leistungsverstärker keine Modulation durch. Beispielsweise kann zu diesem Zweck eine konstante Spannung an den Modulationseingang des Leistungsverstärkers angelegt werden. Nichtsdestotrotz wird in diesem Fall der Leistungsverstärker zur Verstärkung der von dem Mischer modulierten Hochfrequenzsignale genutzt. Es muss keine zusätzliche Leistungsendstufe für den Betrieb der Polar-Sendevorrichtung als Polar-Modulator vorgesehen sein.According to a preferred embodiment of the invention, the mixer and the power amplifier are arranged in series behind the output of the frequency synthesizer, at which the high-frequency signal is output. If the power amplifier modulates the high frequency signal, the mixer is switched transparent, ie the high frequency signal is not changed when passing through the mixer. If the mixer modulates the high frequency signal, the power amplifier will not perform modulation. For example, a constant voltage may be applied to the modulation input of the power amplifier for this purpose. Nevertheless, in this case, the power amplifier is used to amplify the mixer-modulated high-frequency signals. There is no need for an additional power output stage for operating the polar transmitter as a polar modu be provided lator.
Ein Polar-Modulator weist in der Regel in seinem Sendepfad neben dem Mischer und dem Leistungsverstärker noch einen zusätzlichen Verstärker zum Einstellen des Sendepegels auf. In entsprechender Weise ist bei der erfindungsgemäßen Polar-Sendevorrichtung vorzugsweise ein Verstärker mit variabler Verstärkung mit dem Mischer und dem Leistungsverstärker in Reihe geschaltet. Bei dem Betrieb der Polar-Sendevorrichtung als Polar-Modulator wird dieser Verstärker zur Einstellung des Sendepegels genutzt, wohingegen er beim Betrieb der Polar-Sendevorrichtung als Polar-(Loop)-Transmitter nicht benötigt wird und seine Verstärkung dementsprechend reduziert werden kann. Als Verstärker kann entweder ein programmierbarer Ver stärker (PGA) oder ein steuerbarer Verstärker (VGA) eingesetzt werden.One Polar modulator usually has in its transmit path next to the Mixer and the power amplifier one more extra Amplifier to Setting the transmission level. In a similar way is at the polar transmitting device according to the invention preferably an amplifier with variable gain connected in series with the mixer and the power amplifier. at the operation of the polar transmitter as a polar modulator, this amplifier is the Setting the transmission level used, whereas he in operation the polar transmitter as a polar (loop) transmitter is not needed and its gain accordingly can be reduced. As an amplifier can either a programmable amplifier (PGA) or a controllable one amplifier (VGA) are used.
Da der Mischer und der Verstärker nur bei niedrigen Leistungspegeln eingesetzt werden und ferner jeweils nur einen Teil der Pegeldynamik abdecken müssen, müssen sie nur geringen Anforderungen genügen und lassen sich schaltungstechnisch gut implementieren. Darüber hinaus ist die von dem Mischer und dem Verstärker beanspruchte Chipfläche aufgrund der reduzierten Dynamik relativ klein. Dies sind wichtige Vorteile der vorliegenden Erfindung.There the mixer and the amplifier only be used at low power levels and further respectively only need to cover part of the level dynamics, they have only minor requirements suffice and can be implemented well in terms of circuitry. Furthermore is due to the chip area occupied by the mixer and the amplifier the reduced dynamics relatively small. These are important benefits of the present invention.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Schalteinheit vor, welche bei einer Modulation mittels des Leistungsverstärkers das Amplitudensignal oder das davon abhängige Signal in einen Modulationseingang des Leistungsverstärkers einspeist und welche im Fall einer Modulation mittels des Mischers das Amplitudensignal oder das davon abhängige Signal in einen Eingang des Mischers einspeist. Vorteilhafterweise wird die Schalteinheit von der Steuereinheit gesteuert. Die Schalteinheit ermöglicht ein Umschalten zwischen den beiden Modulationsarten.A preferred embodiment of the invention provides a switching unit which, in a modulation by means of the power amplifier, the Amplitude signal or the dependent signal in a modulation input of the power amplifier feeds and which, in the case of a modulation by means of the mixer, the amplitude signal or dependent on it Feeds signal into an input of the mixer. advantageously, the switching unit is controlled by the control unit. The switching unit allows a switch between the two types of modulation.
Bei einem Betrieb der erfindungsgemäßen Polar-Sendevorrichtung als Polar-Modulator wird der Leistungsverstärker linear betrieben. Demgegenüber wird der Leistungsverstärker bei einem Betrieb der Polar-Sendevorrichtung als Polar-(Loop)-Transmitter bevorzugt in einem Schaltmodus (switched mode) betrieben. Im Schaltmodus wird im Hochfrequenztakt der Endstufentransistor möglichst vollständig ein- und ausgeschaltet. Diese Betriebsart ist besonders geeignet, um hohe Hochfrequenzleistungen bei einem hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Die Modulation kann dabei z.B. durch Variation der Versorgungsspannung des Endstufentransistors erfolgen.at an operation of the polar transmission device according to the invention As a polar modulator, the power amplifier is operated linearly. In contrast, will the power amplifier in an operation of the polar transmitting device as a polar (loop) transmitter preferred operated in a switched mode. In switching mode is in the high frequency clock of the output stage transistor as completely as possible and switched off. This mode is particularly suitable for high High frequency performance at a high efficiency to achieve. The modulation can be e.g. by variation of the supply voltage of the output stage transistor.
Die verschiedenen Betriebsarten des Leistungsverstärkers sowie das Umschalten zwischen den Betriebsarten des Leistungsverstärkers werden in einfacher Weise dadurch realisiert, dass der Leistungsverstärker bei der Herstellung für den Schaltmodus optimiert wird. Dies bewirkt, dass der Leistungsverstärker bei hohen Eingangspegeln im Schaltmodus operiert. Sobald der Eingangspegel jedoch klein genug ist, wird der Leistungsverstärker automatisch linear. Folglich operiert der Leistungsverstärker automatisch in der jeweils benötigten Betriebsart.The different modes of the power amplifier and switching between the modes of the power amplifier are in a simple manner realized by the fact that the power amplifier in the production for the switching mode is optimized. This causes the power amplifier to come on operated at high input levels in switching mode. Once the input level however small enough, the power amplifier automatically becomes linear. consequently the power amplifier operates automatically in each required Mode.
Das von dem Frequenz-Synthesizer erzeugte Hochfrequenzsignal wird vorzugsweise mit dem Phasensignal oder dem davon abhängigen Signal durch eine Phasenmodulation moduliert.The The radio frequency signal generated by the frequency synthesizer is preferred with the phase signal or the signal dependent therefrom by a phase modulation modulated.
Der Mischer ist vorteilhafterweise als Gilbert-Mischer ausgeführt.Of the Mixer is advantageously designed as a Gilbert mixer.
Die erfindungsgemäße Polar-Sendevorrichtung ist vorzugsweise als Hybrid-Sendevorrichtung ausgestaltet, die einen Polar-Modulator mit einem Polar-Transmitter oder einen Polar-Modulator mit einem Polar-Loop-Transmitter kombiniert. Sofern die Polar-Sendevorrichtung bei hohen Ausgangsleistungen in ihrer Funktion einem Polar-Transmitter entspricht, sind vorzugsweise ein Amplitudenvorverzerrer bzw. ein Phasenvorverzerrer in den Signalpfad des Amplituden- bzw. des Phasensignals geschaltet. Die Vorverzerrer dienen zur Kompensation der durch die Modulation mit dem Leistungsverstärker hervorgerufenen Amplituden- bzw. Phasenverzerrungen.The Polar transmitting device according to the invention is preferably designed as a hybrid transmission device, the one Polar modulator with a polar transmitter or a polar modulator with a polar loop transmitter combined. Provided the polar transmitting device at high output power in function corresponds to a polar transmitter are preferred an amplitude predistorter or a phase predistorter in the signal path of the Amplitude and the phase signal switched. The predistorter are used to compensate for the caused by the modulation with the power amplifier Amplitude or phase distortions.
Da der Amplitudenvorverzerrer und der Phasenvorverzerrer bei einer Modulation mittels des Mischers nicht benötigt werden, sind sie bei niedrigen Ausgangsleistungen deaktiviert. Der Amplitudenvorverzerrer und der Phasenvorverzerrer sind in der Regel in Digitaltechnik implementiert und lassen sie sich einfach deaktivieren.There the amplitude predistorter and the phase predistorter in one Modulation by means of the mixer are not needed, they are at low output powers disabled. The amplitude predistorter and the phase predistorter are usually implemented in digital technology and let them just deactivate.
Sofern die erfindungsgemäße Polar-Sendevorrichtung bei hohen Ausgangsleistungen einen Polar-Loop-Transmitter nachbildet, muss ein Rückkopplungspfad vorgesehen sein, der von dem Ausgangssignal gespeist wird und der durch Heruntermischen des Ausgangssignals auf eine Zwischenfrequenz ein Zwischenfrequenz-Signal erzeugt. Eine Amplitudenvergleichseinheit vergleicht die Amplitude des von der Polarkoordinaten-Transformationseinheit erzeugten Amplitudensignals mit der Amplitude des Zwischenfrequenz-Signals. Ferner führt eine Phasenvergleichseinheit einen Phasenvergleich des von der Polarkoordinaten-Transformationseinheit erzeugten Phasensignals mit dem Zwischenfrequenz-Signal durch.Provided the polar transmitting device according to the invention at high output power simulates a polar loop transmitter, must be a feedback path be provided, which is fed by the output signal and the by downmixing the output signal to an intermediate frequency an intermediate frequency signal generated. An amplitude comparison unit compares the amplitude of the amplitude signal generated by the polar coordinate transformation unit with the amplitude of the intermediate frequency signal. Furthermore leads a Phase comparison unit a phase comparison of the polar coordinate transformation unit generated phase signal with the intermediate frequency signal by.
Die Amplitudensignale werden beispielsweise mit Hilfe von Diodengleichrichtern gewonnen, während die Phasensignale zum Beispiel mit Hilfe von Begrenzern erzeugt werden. Begrenzer werden in der Fachliteratur auch als Limiter bezeichnet.The amplitude signals are obtained, for example, with the aid of diode rectifiers, while the phase signals, for example with the aid of be generated by limiters. Limiters are also referred to as limiters in the specialist literature.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Amplitudenmodulation eines Hochfrequenzsignals wird in einer Polar-Sendevorrichtung eines Funkübertragungssystem eingesetzt und weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
- (a) Transformieren eines Basisbandsignals in ein Amplitudensignal und ein Phasensignal;
- (b) Erzeugen eines Hochfrequenzsignals in Abhängigkeit von dem Phasensignal oder einem davon abhängigen Signal; und
- (c) Erzeugen eines Ausgangssignals durch eine Amplitudenmodulation des Hochfrequenzsignals mit dem Amplitudensignal oder einem davon abhängigen Signal.
- (a) transforming a baseband signal into an amplitude signal and a phase signal;
- (b) generating a radio frequency signal in response to the phase signal or a signal dependent thereon; and
- (C) generating an output signal by an amplitude modulation of the high-frequency signal with the amplitude signal or a signal dependent thereon.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Modulation des Hochfrequenzsignals im Verfahrensschritt (c) wahlweise entweder dadurch, dass das Hochfrequenzsignal mit dem Amplitudensignal oder dem davon abhängigen Signal gemischt wird, oder da durch, dass das Hochfrequenzsignal mittels eines Leistungsverstärkers verstärkt wird und die Verstärkung in Abhängigkeit von dem Amplitudensignal oder dem davon abhängigen Signal moduliert wird.According to the method of the invention the modulation of the high frequency signal in step (c) either by the fact that the high-frequency signal with the Amplitude signal or the signal dependent therefrom is mixed, or because by that the high frequency signal is amplified by means of a power amplifier and the reinforcement dependent on is modulated by the amplitude signal or the signal dependent thereon.
Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert genauso wie die erfindungsgemäße Polar-Sendevorrichtung das Modulationsverfahren eines Polar-Modulators mit dem Modulationsverfahren eines Polar-(Loop)-Transmitters und macht sich die jeweiligen Vorteile zunutze.The inventive method combined as well as the inventive polar transmitting device that Modulation method of a polar modulator with the modulation method a polar (loop) transmitter and takes advantage of each advantage.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:The Invention will now be described by way of example with reference to FIG closer to the drawings explained. In these show:
Ein
beispielsweise auf einer PLL (phase-locked loop) basierender Aufwärtswandler
Da
durch die Modulation in dem Leistungsverstärker
Zum
Zuführen
eines Ramping-Signals c und zur Steuerung der Signalleistung ist
in den Signalpfad des digitalen Amplitudensignals A(t) ein Mischer
In
Das
Ausgangssignal wird des Weiteren mit einem hinter dem Ausgang des
Leistungsverstärkers
Der
Polar-Loop-Transmitter
In
Der
wesentliche Unterschied des Polar-Modulators
In
Im
Unterschied zu dem Polar-Transmitter
Ferner
enthält
die Polar-Sendeschaltung
Die
Funktionsweise der Polar-Sendeschaltung
Im
Ergebnis wird die Polar-Sendeschaltung
Bei
hohen Ausgangspegeln, die über
dem vorgegebenen Schwellwert liegen, werden die Schalterstellungen
der Schalteinheiten
In
Im
Unterschied zu dem Polar-Loop-Transmitter
Die
Polar-Sendeschaltung
Die
Funktionsweise der Polar-Sendeschaltung
Bei
kleinen Ausgangspegeln wird die Polar-Sendeschaltung
Bei
hohen Ausgangspegeln, die über
dem vorgegebenen Schwellwert liegen, werden die Schalterstellungen
der Schalteinheiten
Die
Leistungsverstärker
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510060080 DE102005060080A1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Hybrid polar transmitter device for e.g. radio transmission system, has mixer mixing high frequency signals with amplitude signal, and power amplifier amplifying high frequency signals and modulating amplification based on amplitude signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510060080 DE102005060080A1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Hybrid polar transmitter device for e.g. radio transmission system, has mixer mixing high frequency signals with amplitude signal, and power amplifier amplifying high frequency signals and modulating amplification based on amplitude signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005060080A1 true DE102005060080A1 (en) | 2007-06-28 |
Family
ID=38108652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510060080 Withdrawn DE102005060080A1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Hybrid polar transmitter device for e.g. radio transmission system, has mixer mixing high frequency signals with amplitude signal, and power amplifier amplifying high frequency signals and modulating amplification based on amplitude signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005060080A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015073670A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | Qualcomm Incorporated | Pre-distortion in a wireless transmitter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030058959A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-03-27 | Caly Networks. | Combined digital adaptive pre-distorter and pre-equalizer system for modems in link hopping radio networks |
DE10259356A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | transmitting stage |
US20050245214A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transmitting apparatus and radio communication apparatus |
-
2005
- 2005-12-15 DE DE200510060080 patent/DE102005060080A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030058959A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-03-27 | Caly Networks. | Combined digital adaptive pre-distorter and pre-equalizer system for modems in link hopping radio networks |
DE10259356A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | transmitting stage |
US20050245214A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transmitting apparatus and radio communication apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015073670A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | Qualcomm Incorporated | Pre-distortion in a wireless transmitter |
US9397711B2 (en) | 2013-11-18 | 2016-07-19 | Qualcomm Incorporated | Pre-distortion in a wireless transmitter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69736469T2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR TRANSMITTERS | |
EP1211801B1 (en) | Polar Loop Transmitter | |
DE102009022321B4 (en) | A strategy for using the envelope information within a closed loop power control system | |
DE4480702C2 (en) | Power amplifier with an amplitude modulation control device and an associated phase modulation device | |
DE19882705C2 (en) | Adaptive split band modulator | |
DE102005013880B3 (en) | Signals predistortion method, involves selecting table from set of two tables based on determined operating condition, and selecting pre distortion coefficient from selected table based on performance word and component | |
DE602005000437T2 (en) | Power control for power amplifiers | |
DE102009043444B4 (en) | Modulation and transmission of high bandwidth signals | |
EP1568143B1 (en) | Transmission stage comprising phases and an amplitude regulating loop | |
DE102004047684A1 (en) | Transmission device for movable-type communication apparatus, has electric power control unit outputting respective controls signals, to input unit of predistortion unit, so as to switch predistortion unit between two operating states | |
DE102009030694A1 (en) | Power-efficient transceiver with high dynamic range | |
DE102013020902A1 (en) | Envelope detector and method for detecting an envelope of a signal to be amplified by a power amplifier | |
DE69911412T2 (en) | A PRE-DISTORTER | |
EP2862271A2 (en) | Amplifier assembly | |
DE102005008372B4 (en) | Controllable amplifier and its use | |
DE102009029422B4 (en) | Transmitter with hybrid power control | |
DE3433901C2 (en) | ||
DE60301338T2 (en) | AMPLIFIER CIRCUITS AND THEIR USE IN HIGH FREQUENCY TRANSMITTERS | |
DE102006001650B4 (en) | Signal processing device, use of the signal processing device and method for signal processing | |
DE102005060080A1 (en) | Hybrid polar transmitter device for e.g. radio transmission system, has mixer mixing high frequency signals with amplitude signal, and power amplifier amplifying high frequency signals and modulating amplification based on amplitude signal | |
DE102005032060A1 (en) | Transmission arrangement, transceiver with the transmission arrangement and method for signal processing | |
DE102006004227B4 (en) | Amplifier arrangement with variable amplification factor | |
DE102004040278B4 (en) | Polar modulator for mobile radio and method for polar modulation of a signal | |
DE102005050148B4 (en) | Transmitting unit for a mobile device, use of a transmitting unit in a transmitting / receiving unit in a mobile device, and method for signal processing in a transmitting unit for a mobile device | |
DE102008049666B4 (en) | Digital modulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |