-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sender und ein Sendeverfahren,
insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zur Benutzung in einem
Telekommunikationsnetz.
-
Bei
bekannten drahtlosen Telekommunikationsnetzen 2, wie in 1 dargestellt,
ist der Bereich, der vom Netz 2 abgedeckt ist, in mehrere
Zellen 4 aufgeteilt. Jeder Zelle 4 ist eine Basisfunkstation 6 zugeordnet.
Jede Basisstation 6 ist zum Kommunizieren mit Endgeräten angeordnet,
welche sich in der Zelle 8 befinden, die dieser Basisstation 6 zugeordnet
ist. Die Endgeräte 8 können mobile
Endgeräte sein,
die zur Bewegung zwischen den Zellen 4 angeordnet sind.
-
Jede
Basisstation 6 in dem GSM-System (globales Mobilfunksystem)
ist zum Senden von N Frequenzen aus M verfügbaren Frequenzen C1 ... CM
angeordnet, wie in 2a dargestellt. Jede der M Frequenzen
ist verschieden und innerhalb der Bandbreite und Signalen zugeteilt,
die von Basisstationen gesendet werden. Jeder Kanal ist in mehrere sequentielle
Rahmen F unterteilt, von denen einer in 2b gezeigt
ist. Jeder Rahmen F ist in acht Schlitze S0 ... S7 unterteilt. Der
GSM-Standard ist ein Zeit-/Frequenzmultiplexverfahren (F/TDMA),
und dementsprechend werden Signale von den Basisstationen an verschiedene
Basisstationen in verschiedenen Zeitschlitzen gesendet. Anders gesagt überträgt die Basisstation
Signale an verschiedene Basisstationen in verschiedenen Zeitschlitzen
auf derselben Frequenz. N ist gewöhnlich viel geringer als M.
-
Bei
bekannten Basisfunkstationen ist im Allgemeinen ein separater Sendekreis
für jede
verschiedene Frequenz vorgesehen. Zu Veranschaulichungszwecken ist
in 3 eine bekannte Basisfunkstation gezeigt. Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
ist nur das Sendeteil 10 der Basisstation 12 in 3 gezeigt.
-
Das
Sendeteil 10 umfasst N verschiedene Sendungswege 14,
wobei ein Weg für
jede Frequenz vorgesehen ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur die
Anordnung eines Wegs 14 gezeigt, es versteht sich jedoch,
dass jeder Weg 14 dieselbe Struktur aufweist. Jeder Weg 14 umfasst
einen Modulator 16, der das Signal moduliert, das gesendet
werden soll. Das modulierte Signal wird an einen Verstärker 18 geleitet,
der das modulierte Signal verstärkt.
Die Ausgabe des Verstärkers 18 wird
dann von einem Bandpassfilter 20 gefiltert, der ungewünschtes
Rauschen und andere Aussendungen wie innere Störsignale und mischfrequente
Aussendungen beseitigt oder dämpft.
-
Der
Ausgang jedes Sendewegs 14 ist mit dem Eingang eines Kombinators 22 verbunden,
der die Signale von jedem Weg 14 kombiniert, um ein Mehrträgersignal
vorzusehen. Der Ausgang des Kombinators 22 ist mit einer
Antenne 24 verbunden, die das Mehrträgersignal, welches jeden der
N verschiedenen Kanäle
enthält,
an die Endgeräte
in der Zelle sendet, welche von der Basisstation versorgt wird.
-
Es
ist wünschenswert,
die Anzahl von Sendewegen auf einen zu verringern, da dies die verursachten
Kosten erheblich verringern würde.
Wenn jedoch ein einzelner Verstärker
mit einer Anzahl von Kanälen
zur gleichen Zeit benutzt würde,
müsste
der Verstärker
sehr linear sein, um die Leistungsableitung in benachbarte Kanäle zu verhindern.
Eine Leistungsableitung in benachbarte Kanäle ist deswegen unerwünscht, weil
eine Verringerung der Systemkapazität und/oder eine Verringerung
der Signalqualität die
Folge ist. Lineare Verstärker
sind bekannt, aber auch diese Verstärker sind nicht linear, wenn
sie nahe der Spitzenleistung des Verstärkers betrieben sind.
-
Es
wurden mehrere Verfahren zur Gewährleistung
vorgeschlagen, dass Verstärker
linear sind. Es ist beispielsweise aus der Internationalen Patentanmeldung
Nr. WO 97/30521 bekannt, Vorverzerrung bei einem Sender zu benutzen,
um zu versuchen, die Linearität
zu gewährleisten.
Vorverzerrung wird benutzt, um zu versuchen zu gewährleisten, dass
ein Sender linear ist. Verstärker
leiten Nichtlinearität
ein. Mit Vorverzerrung wird ein Signal verzerrt, bevor es in den
Verstärker
eingeleitet wird, der die Verzerrung bewirkt. Die angewendete Vorverzerrung ist
die Umkehrung der Verzerrung, die durch den Verstärker bewirkt
ist. Dadurch ist die Ausgangsleistung des Verstärkers bezüglich des Signals vor der Anwendung
der Vorverzerrung und der Durchleitung des Signals durch den Verstärker linear.
Der Sender, der in diesem Dokument dargestellt ist, ist von der Art,
bei der ein unterschiedlicher Sendeweg für jeden Kanal vorgesehen ist.
-
Es
wird außerdem
auf die folgenden Dokumente Bezug genommen: Linearization of Multi-Carrier
Power Amplifiers von Johannson, Mattsson und Faulkner (IEEE 1993);
Linearisation of RF multicarrier amplifiers using Cartesian Feedback
von Johansson und Sundstrom (Electronics Letters, 7. Juli 1994);
und Linearization of Wideband RF Power Amplifiers von Johansson
und Faulkner. Diese Dokumente offenbaren einen Sender, der kartesische Rückkopplung
zur Korrektur der Nichtlinearität
des Verstärkers
benutzt. Ein Signal vom Ausgang des Leistungsverstärkers wird
rückgekoppelt
und demoduliert. Das demodulierte Signal wird zum Vorsehen eines Fehlersignals
von dem Eingangssignal subtrahiert. Das Fehlersignal wird zum Betreiben
des Modulators und des Verstärkers
benutzt. Die Rückkopplung
wird im analogen Bereich ausgeführt.
In diesen Dokumenten ist ein separates, kartesisches Rückkopplungsmodul
für jeden
Kanal vorgesehen. Es versteht sich, dass kartesische Rückkopplung
naturgemäß eine Schmalbandlinearisierungstechnik
ist.
-
Die
europäische
Patentanmeldung Nr.
EP 0891041
A1 beschreibt einen Sender für mehrere Träger eines
Breitbandsendespektrums, der einen Breitbandleistungsverstärker enthält, welcher
die Träger
zum Verstärken
eines Eingangssignals zu einem leistungsfähigeren Ausgangssignal umfasst. Mithilfe
einer Entkopplungsvorrichtung wird ein Messsignal aus dem Ausgangssignal
ausgebildet. Der Sender umfasst ferner eine Anpassungseinheit zum
Vergleichen der Eingangssignale mit den Messsignalen und nachfolgendem
Ausbilden eines Korrektursignals. Eine Vorverzerrung des Eingangssignals
ist in einer Vorverzerrungseinheit in dem Sender ausgeführt, die
den Sollwertauswahlen des Korrektursignals entspricht.
-
Es
ist ein Ziel von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, einen Sender bereitzustellen, der nur
einen einzelnen Sendeweg aufweisen kann und die Probleme löst oder
zumindest mindert, die durch einen nichtlinearen Verstärker bewirkt
sind.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrfrequenzträgersender
vorgesehen, umfassend Eingangsmittel zum Empfangen mehrerer, verschiedener
digitaler Signale, die gesendet werden sollen, wobei die Signale
auf verschiedenen Trägerfrequenzen
gesendet werden sollen; wobei der Sender gekennzeichnet ist durch
digitale Modulatoren zum Modulieren der verschiedenen digitalen
Signale auf den entsprechenden Frequenzen; Digital-/Analogwandlermittel
zum Umwandeln eines zusammengesetzten digitalen Signals, das die
verschiedenen digitalen Signale auf den entsprechenden Trägerfrequenzen
umfasst, in analoge Form, wobei ein zusammengesetztes analoges Signal
erzeugt ist; Verstärkermittel
zum Empfangen eines zusammengesetzten digitalen Signals, das die
verschiedenen digitalen Signale auf den entsprechenden Trägerfrequenzen
umfasst, und Verstärken
des zusammengesetzten analogen Signals; und Vorverzerrungsmittel
zum Vorverzerren der mehreren digitalen Signale während oder
nach der Modulation der verschiedenen digitalen Signale durch den
digitalen Modulator und vor der Verstärkung des zusammengesetzten
digitalen Signals durch das Verstärkungsmittel, wobei die Vorverzerrung,
die durch das Vorverzerrungsmittel versehen ist, anschließend abhängig vom
Unterschied zwischen den Eingangssignalen und der Ausgangsleistung
an dem Verstärkermittel verändert ist.
-
Dementsprechend
stellen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung einen Mehrträgersender bereit, der imstande
ist, die Nichtlinearitätsprobleme
durch Benutzung von Vorverzerrung zu bewältigen. Die Vorverzerrung kann
einfacher implementiert sein als das Rückkopplungsverfahren, das im
Stand der Technik besprochen ist.
-
Die
Eingangsmittel sind vorzugsweise zum separaten Empfangen jedes der
verschiedenen Signale angeordnet. Kombinierungsmittel sind vorzugsweise
zwischen den Eingangsmitteln und dem Verstärkermittel zum Kombinieren
der mehreren verschiedenen Signale zum Vorsehen eines zusammengesetzten
Signals bereitgestellt. Dieses kann die zusammengesetzte Signaleingabe
in das Verstärkermittel
sein oder ein zusammengesetztes Signal auf einer niedrigeren Zwischenfrequenz.
In letzterem Falle würde
dieses zusammengesetzte Signal auf einer niedrigeren Frequenz aufwärts gewandelt,
um die zusammengesetzte Signaleingabe in das Verstärkermittel
vorzusehen.
-
Vorzugsweise
sind die Vorverzerrungsmittel zum individuellen Vorverzerren jedes
der verschiedenen Signale angeordnet, bevor die mehreren verschiedenen
Signale von dem Kombinator kombiniert werden. Dies weist den Vorteil
auf, dass es leicht zu gewährleisten
ist, dass verschiedene Vorverzerrungskoeffizienten, die für die jeweilige
Trägerfrequenz
geeignet sind, auf jedes der Signale Anwendung finden, die sich
auf den jeweiligen, verschiedenen Trägerfrequenzen befinden.
-
Alternativ
kann das Vorverzerrungsmittel zum Vorverzerren des zusammengesetzten
Signals nach der Kombination der mehreren Signale durch den Kombinator
angeordnet sein.
-
Es
kann ein Rückkopplungsweg
zwischen dem Verstärkungsmittel
und dem Vorverzerrungsmittel angeordnet sein. Vorzugsweise ist das
Vorverzerrungsmittel zum Vergleichen der Ausgangsleistung von dem
Verstärkungsmittel
von dem Rückkopplungsweg
mit den Signalen, die von dem Empfangsmittel empfangen sind, und
bei Bedarf zum Vorsehen von zumindest einem neuen Vorverzerrungswert,
der auf zumindest ein folgendes Signal angewendet werden soll, das
von dem Empfangsmittel empfangen ist, angeordnet. Auf diese Weise
kann sich das Vorverzerrungsmittel an Änderungen der Betriebsbedingungen
des Verstärkermittels
anpassen.
-
Vorzugsweise
sind Mittel zum Trennen der Ausgangsleistung des Verstärkermittels
in die mehreren, verschiedenen Signale in dem Rückkopplungsweg vorgesehen.
Das Vorverzerrungsmittel ist vorzugsweise zum Vergleichen von jedem
der getrennten Signale mit dem entsprechenden Signal, das von dem
Eingangsmittel empfangen ist, und zum Bestimmen, ob der zumindest
eine Vorverzerrungswert geändert
werden muss, angeordnet.
-
Alternativ
ist das Vorverzerrungsmittel zum Vergleichen des zusammengesetzten
Signals aus dem Verstärkermittel
mit mehreren, verschiedenen Signalen angeordnet, um bei Bedarf den
zumindest einen, neuen Vorverzerrungswert vorzusehen.
-
Die
Vorverzerrungsmittel sind vorzugsweise zum Vorsehen mehrerer Vorverzerrungskoeffizienten angeordnet,
wobei zumindest ein Vorverzerrungskoeffizient für jede Mehrträgerfrequenz
vorgesehen ist. Verschiedene Vorverzerrungskoeffizienten sind vorzugsweise
für jede
Mehrträgerfrequenz
vorgesehen, ungeachtet der Art und Weise, auf die die Vorverzerrung
in der Praxis erzielt ist.
-
Vorzugsweise
berücksichtigen
die Vorverzerrungskoeffizienten für jede Mehrträgerfrequenz Kennzeichen
anderer der Mehrträgerfrequenzen. Diese
Kennzeichen können
eines oder mehrere der folgenden beinhalten: Frequenz; und vom Verstärkermittel
bewirkte Verzerrung.
-
Das
Verstärkermittel
ist vorzugsweise ein nichtlinearer Verstärker. Das Vorverzerrungsmittel
ist vorzugsweise zum Ausgleichen der Nichtlinearität der Phase
und/oder Amplitude der Ausgangsleistung des Verstärkers angeordnet.
-
Ein
Digital-/Analogwandler kann zum Umwandeln der mehreren Signale in
analoge Form vorgesehen sein, bevor die Signale durch das Verstärkermittel
verstärkt
werden.
-
Der
Sender ist vorzugsweise in eine Basisstation oder alternativ in
eine Mobilstation eingegliedert.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrträgerfrequenzsendeverfahren
vorgesehen, folgende Schritte umfassend: Empfangen mehrerer, verschiedener
digitaler Signale, die gesendet werden sollen, wobei die verschiedenen
Signale auf verschiedenen Trägerfrequenzen gesendet
werden sollen; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Modulieren
der verschiedenen digitalen Signale auf den entsprechenden Frequenzen;
Kombinieren der mehreren, verschiedenen digitalen Signale zum Vorsehen
eines zusammengesetzten digitalen Signals, das die verschiedenen
Signale auf den entsprechenden Trägerfrequenzen umfasst, und
Umwandeln des zusammengesetzten digitalen Signals in analoge Form,
wodurch ein zusammengesetztes analoges Signal erzeugt wird; Verstärken des
analogen zusammengesetzten Signals, wobei das Verfahren ferner folgende
Schritte umfasst: Vorverzerren der mehreren, verschiedenen digitalen Signale
vor der Verstärkung
des zusammengesetzten analogen Signals durch das Verstärkermittel während oder
nach dem Modulationsschritt und Verändern der Vorverzerrung, die
auf anschließende
digitale Signale Anwendung findet, abhängig vom Unterschied zwischen
den verschiedenen Signalen und dem verstärkten Signal.
-
Zu
einem besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und ihrer Umsetzung in die Praxis wird
nun als Beispiel auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
-
Es
zeigen:
-
1 ein
typisches, drahtloses Kommunikationsnetz;
-
2a die
M verfügbaren
Frequenzen zum Senden an Endgeräte
durch Basisstationen;
-
2b die
Struktur eines Rahmens;
-
3 das
Sendeteil einer bekannten Basisstation;
-
4 das
Sendeteil einer ersten Basisstation, die die vorliegende Erfindung
verkörpert;
-
5 das
Sendeteil einer zweiten Basisstation, die die vorliegende Erfindung
verkörpert;
-
6 das
Sendeteil einer dritten Basisstation, die die vorliegende Erfindung
verkörpert;
-
7 in
detaillierterer Form einen Vorverzerrer, der in der ersten und zweiten
Ausführungsform benutzt
sein kann;
-
8 in
detaillierterer Form einen zweiten Vorverzerrer, der in der ersten
und zweiten Ausführungsform
benutzt sein kann;
-
9 in
detaillierterer Form einen dritten Vorverzerrer, der in der dritten
Ausführungsform
benutzt sein kann; und
-
10 einen
Kanalisierer.
-
Es
wird nun auf 4 Bezug genommen, die eine erste
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist insbesondere das Sendeteil 102 der
Basisstation 100 gezeigt. Die Basisstation 100 ist ein
zellulares System der in 1 gezeigten Art.
-
Das
Sendeteil 102 der Basisstation 100 umfasst N Kanalkodiereinrichtungen 104,
wobei N die Anzahl von verschiedenen Frequenzen ist, auf denen die
Basisstation 100 Signale sendet. Jede Kanalkodiereinrichtung 104 empfängt die
Daten, die auf der bestimmten Frequenz gesendet werden sollen, die der
gegebenen Kanalkodiereinrichtung 104 zugeordnet ist. Die
Daten sind in einer geeigneten Form zum Senden angeordnet. Dies
kann Digitalisieren der Daten, Kodieren der Daten, Verschachteln
der Daten und/oder jeglichen anderen Schritt beinhalten, dessen
Ausführung
erforderlich ist. Wie im Vorstehenden bemerkt ist jeder Kanal nach
dem Modulator auf einer anderen Frequenz. Die Signale, die von den
Kanalkodiereinrichtungen 104 ausgegeben sind, sind in digitaler
Form und auf einer Basisbandfrequenz. Das Kodieren, Verschachteln
usw. wird an den digitalen Basisbandsignalen ausgeführt.
-
Die
Ausgangsleistung jeder Kanalkodiereinrichtung 104 wird
einem jeweiligen digitalen Modulator 106 zugeführt. Jeder
digitale Modulator 106 empfängt außerdem zwei Ausgangsleistungen
von dem adaptiven Vorverzerrer 108. Die erste Ausgangsleistung
von dem adaptiven Vorverzerrer 108 sieht einen oder mehrere
Amplitudenkoeffizienten vor, die zum Vorverzerren des Signals benutzt
sind, das durch den digitalen Modulator ausgegeben ist, um die Nichtlinearität eines
Verstärkers 122 bezüglich der
Amplitude auszugleichen. Die zweite Ausgangsleistung, die von dem
Vorverzerrer 108 ausgegeben ist, sieht einen oder mehrere
Phasenkoeffizienten vor, die zum Vorverzerren des Signals benutzt
sind, das von dem Modulator 106 ausgegeben ist, um von
dem Verstärker 122 vorgesehene
Phasenverzerrung auszugleichen. Der Verstärker 122 wird unten
detaillierter beschrieben.
-
Die
digitalen Modulatoren 106 sind zum Modulieren der Ausgangsleistung
der jeweiligen Kanalkodiereinrichtungen 104 gemäß dem Modulationsverfahren
angeordnet, das von dem Telekommunikationssystems genutzt ist, von
dem die Basisstation 100 ein Teil bildet. Im Falle des
GSM-Standards führen die
Modulatoren 106 GMSK-Modulation (Gaussian minimum shift
keying) aus. Allgemein gesagt übernehmen
die Modulatoren 106 die Basisbandeingabe aus der jeweiligen
Kanalkodiereinrichtung 104, leiten die Eingabe durch einen
Impulsformungsfilter und mischen das Signal mit einem Trägersignal
auf einer Zwischenfrequenz, die höher als die Basisbandfrequenz,
jedoch niedriger als die Frequenz ist, auf der die Signale gesendet
werden, um dadurch eine modulierte Ausgangsleistung bereitzustellen. Die
Vorverzerrung zum Ausgleichen der Phasen- und Amplitudenverzerrung,
die durch den Verstärker 122 eingeleitet
ist, kann zur selben Zeit stattfinden. Die Vorverzerrung kann während oder
vorzugsweise nach der Ausführung
der Modulation durch den Modulator 106 erfolgen.
-
Die
Ausgangsleistung von jedem der digitalen Modulatoren 106 wird
in einen Signalkombinator 110 und den adaptiven Vorverzerrer 108 eingegeben. Der
Kombinator 110 kombiniert die Ausgangsleistungen aller
Modulatoren 106, um eine einzelne Ausgangsleistung vorzusehen.
Diese Ausgangsleistung enthält
die Signale für
jede der Frequenzen. Es versteht sich, dass die Ausgangsleistung
des Kombinators einen einzelnen Strom von Digitalwörtern vorsieht,
der die Amplitude des zusammengesetzten Signals in jedem Abtastungsmoment
darstellt. Die Ausgangsleistung des Kombinators 110 wird
einem Digital-/Analogwandler 112 zugeführt, der das digitale Breitbandsignal,
das vom Kombinator ausgegeben ist, in ein analoges Signal umwandelt.
-
Die
Ausgangsleistung des Digital-/Analogwandlers 112 wird in
einen ersten Bandpassfilter 114 eingegeben, der vom Digital-/Analogwandler 112 erzeugte
Signalkomponenten beseitigt, welche außerhalb des Zwischenfrequenzbands
liegen. Die Ausgangsleistung des ersten Bandpassfilters 114 wird
in einen ersten Mischer 116 eingegeben. Der erste Mischer 116 empfängt außerdem eine
Eingabe aus einem ersten lokalen Oszillator 118. Die Ausgangsleistung
des ersten Bandpassfilters 114 wird somit durch den Mischer 116 mit
der Ausgangsleistung des ersten lokalen Oszillators 118 gemischt,
um eine Ausgangsleistung vorzusehen, die die N Signale enthält, die
jedes auf der Funkfrequenz liegen, auf der das Signal gesendet werden
soll. Jedes der N Signale ist somit auf einer anderen Funkfrequenz.
Die Frequenz des ersten lokalen Oszillators 118 ist somit zum
Ermöglichen
ausgewählt,
dass die Zwischenfrequenzsignale durch den Mischer 116 auf
die erforderlichen Funkfrequenzen aufwärts gewandelt werden.
-
Die
Ausgangsleistung des ersten Mischers 116 wird in einen
zweiten Bandpassfilter 120 eingegeben, der jegliche Signalkomponenten
beseitigt, die durch den ersten Mischer 116 eingeleitet
sind und die außerhalb
des Funkfrequenzbands der Signale liegen, die gesendet werden sollen.
-
Die
Ausgangsleistung des zweiten Bandpassfilters 120 wird in
den Leistungsverstärker 122 eingegeben,
der die empfangene Eingabe verstärkt. Die
Ausgangsleistung des Verstärkers 122 wird
in einen dritten Bandpassfilter 124 eingegeben, der zum Herausfiltern
jeglicher Signalkomponenten angeordnet ist, die durch den Verstärker 122 eingeleitet
sind und außerhalb
des Funkfrequenzbands der Signale liegen, die gesendet werden sollen.
Die Ausgangsleistung des dritten Bandpassfilters 124 wird
an eine Antenne 126 weitergeleitet, die die Signale an
die Endgeräte
in der Zelle sendet, die der Basisstation zugeordnet ist.
-
Zwischen
dem Verstärker 122 und
dem dritten Bandpassfilter 124 ist ein Koppler 128 angeordnet,
der zum Abtasten eines kleinen Teils der Signale angeordnet ist,
die gesendet werden. Anders gesagt ermöglicht es der Koppler 128,
dass ein kleiner Anteil der Signale, die gesendet werden sollen,
abgetastet wird. Der Koppler 128 gibt einen analogen Abtastwert des
Ausgangssignals aus, der typischerweise unter der Leistung der Eingabe
in den dritten Bandpassfilter 124 liegt.
-
Die
Ausgangsleistung des Kopplers 128 wird in einen zweiten
Mischer 132 eingegeben, der ein Signal von einem zweiten
lokalen Oszillator 134 empfängt. Die Signale, die von dem
Koppler 128 empfangen werden, liegen auf dem Funkfrequenzband.
Das Signal von dem zweiten lokalen Oszillator 134 ist auf einer
derartigen Frequenz, dass die Ausgangsleistung des zweiten Mischers 132,
wenn die Signale von dem Koppler 128 mit Signalen von dem
lokalen Oszillator 134 gemischt sind, aus den Signalen
besteht, die gesendet wurden, jedoch auf den Zwischenfrequenzen.
Die Zwischenfrequenzen, die vom zweiten Mischer 132 ausgegeben
werden, können
dieselben wie die Zwischenfrequenzen sein, die in den ersten Mischer 116 eingegeben
werden, müssen
dies jedoch nicht notwendigerweise sein. Dementsprechend kann die
Frequenz der Signale, die von dem ersten und zweiten Oszillator 118 und 134 vorgesehen
sind, dieselbe sein. In diesem Falle kann ein einzelner Oszillator
bereitgestellt sein.
-
Die
Ausgangsleistung des zweiten Mischers 132 wird in einen
vierten Bandpassfilter 136 eingegeben, der jegliche Signalkomponenten
herausfiltert, die durch den zweiten Mischer 132 eingeleitet
sind und außerhalb
des Zwischenfrequenzbands liegen. Die Ausgangsleistung des vierten
Bandpassfilters 136 wird in einen Analog/Digitalwandler 138 eingegeben,
der zum Umwandeln der analogen Signale in digitale Form angeordnet
ist.
-
Die
digitalen Signale werden von dem Analog/Digitalwandler 138 an
einen Kanalisierer 140 ausgegeben. Der Kanalisierer 140 unterteilt
die Signale in N verschiedene Frequenzen, entsprechend den Frequenzen,
auf denen die Signale gesendet wurden. Der Kanalisierer 140 ist
imstande, die N Signale zu unterscheiden, da sie alle auf verschiedenen Frequenzen
sind. Der Kanalisierer 140 stellt N Ausgangsleistungen
bereit, eine für
jede der Frequenzen. Jede der N Ausgangsleistungen, die vom Kanalisierer 140 vorgesehen
sind, wird in den adaptiven Vorverzerrer 108 eingegeben.
Der Kanalisierer 140 kann auf jegliche geeignete Weise
bereitgestellt sein, einschließlich
eines digitalen Abwärtswandlerfelds und
schneller Fourier-Transformationsschaltungen.
-
Der
adaptive Vorverzerrer 108 empfängt somit für jeden Kanal eine Version
des Signals vor dem Durchlaufen des Kombinators 110 und
nachfolgender Elemente des Sendeteils 102 der Basisstation 100 (von
dem jeweiligen digitalen Modulator) und eine Version des Signals
nach dem Durchlaufen des Sendeteils 102 (von dem Kanalisierer 140).
Der Vorverzerrer 108 vergleicht somit ähnliche Versionen desselben
Signals, wobei beispielsweise beide Signale auf denselben Frequenzen
moduliert sind. Der adaptive Vorverzerrer 108 ist zum Vergleichen
dieser Signale angeordnet. Wenn die Koeffizienten, die der Vorverzerrer 108 an
den gegebenen digitalen Modulator ausgibt, gut sind, dann sollte
das Signal, das gesendet wird, dasselbe sein wie das jeweilige Signal, das
in den Kombinator 110 eingegeben wird. Idealerweise sollten
die einzigen Unterschiede in der Skalierung der Signale liegen.
Wenn die Signale voneinander abweichen, ist der Vorverzerrer 108 zum
Berechnen neuer Vorverzerrungskoeffizienten angeordnet, die die
Ergebnisse des Vergleichs berücksichtigen.
-
Somit
vergleicht der Vorverzerrer 108 für jede Frequenz das Signal,
das gesendet wurde, mit dem Signal, das von dem jeweiligen digitalen
Modulator 106 ausgegeben wurde. Für jede Frequenz wird bestimmt,
ob die laufenden Vorverzerrungskoeffizienten annehmbar sind, und
wenn nicht, werden neue Koeffizienten zur Benutzung für diesen
Kanal berechnet. Eine Vorverzerrung wird daher individuell für jede Frequenz
vor der Signalkombinierung ausgeführt. Die Vorverzerrungskoeffizienten
für jede
Frequenz werden auf Grundlage von Rückkopplung von den entsprechenden
Frequenzen wie gesendet bestimmt. Die Vorverzerrungskoeffizienten
sind zum Ausgleichen von Nichtlinearität bezüglich Amplituden- und außerdem Phasenverzerrung
angeordnet. Die Phase und Amplitude der Signale des digitalen Modulators 106 werden
diesen Koeffizienten entsprechend verändert. Wie diese Koeffizienten
benutzt werden, hängt
vom Modulationsverfahren ab. Im einfachsten Fall könnten die
Koeffizienten zum Signal addiert oder als Multiplikatoren benutzt
sein.
-
Es
ist eine Mikrosteuerung 142 vorgesehen, die den Vorverzerrer 108,
den Kombinator 110, den Kanalisierer 140 und den
ersten und zweiten lokalen Oszillator 118 und 134 Steuersignale
zuführt.
Die Mikrosteuerung 142 ist zum Steuern der Frequenz der Signale
angeordnet, die durch den Oszillator 118 und 134.
erzeugt sind.
-
Die
Ausführungsform
von 4 weist den Vorteil auf, dass jeder der individuellen
Kanäle
in den adaptiven Vorverzerrer auf der Eingangsseite eingegeben wird
und die individuellen Kanäle
von einem Kanalisierer auf der Ausgangsseite empfangen werden. Dadurch
basieren die Vorverzerrungskoeffizienten, die von dem adaptiven
Vorverzerrer berechnet sind, auf allen der Träger. Dies gestattet das Erzielen eines
optimalen Betriebsverhaltens, da die gesamte Information zur Verfügung steht.
-
Der
Kombinator 110 erfordert Information zur Frequenz, wenn
eine umgekehrte schnelle Fourier-Transformationskombinierungstechnik
erforderlich ist. Der Algorithmus, der von dem adaptiven Vorverzerrer 108 ausgeführt wird,
kann außerdem,
wie im Vorstehenden besprochen, Frequenzinformation beim Berechnen
der Vorverzerrungskoeffizienten nutzen.
-
Es
wird nun auf 7 Bezug genommen, die einen
ersten Vorverzerrer zeigt, der in der Anordnung von 4 benutzt
sein kann. Der Vorverzerrer 106a umfasst n Subtrahierglieder 202,
die jeweils eine jeweilige der Ausgangsleistungen von den digitalen Modulatoren 106 empfangen.
Jedes Subtrahierglied empfängt
außerdem
eine Eingabe aus dem Kanalisierer 140. Jedes Subtrahierglied 202 empfängt die Ausgangsleistung
von dem Modulator 106, die einem gegebenen Benutzer entspricht,
und die Ausgangsleistung aus dem Kanalisierer 140, die
ebenfalls diesem Benutzer entspricht. Das Subtrahierglied 202 subtrahiert
eine der Ausgangsleistungen von der anderen, um dadurch die Differenz
zwischen diesen Signalen zu bestimmen. Die Ausgangsleistung jeden Subtrahierglieds 202 bildet
somit ein Differenzsignal, das in einen Adaptationsalgorithmusblock 204 eingegeben
wird, der bei Bedarf auf Grundlage der von dem Subtrahierglied 202 empfangenen
Eingabe neue Amplituden- und Phasenvorverzerrungskoeffizienten berechnet.
Diese Amplituden- und Phasenkoeffizienten werden an eine Verweistabelle 200 ausgegeben,
wo sie gespeichert werden. Die Werte aus der Verweistabelle 200 werden,
wie in 4 gezeigt, an die jeweiligen digitalen Modulatoren 106 ausgegeben.
Der Adaptationsalgorithmusblock 204 kann außerdem eine
Eingabe von der Mikrosteuerung 142 empfangen, die Information
bezüglich
der Frequenz der Signale vorsieht. Diese Information kann von dem
Adaptationsalgorithmusblock 204 zum Berechnen der Amplituden-
und Phasenvorverzerrungskoeffizienten benutzt sein.
-
Es
wird nun auf 5 Bezug genommen, die eine zweite
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in 5 gezeigte
Ausführungsform ähnelt der
in 4 gezeigten Ausführungsform, und dementsprechend
werden nur die Unterschiede zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform
beschrieben.
-
Der
adaptive Vorverzerrer 108 weist im Gegensatz zur ersten
Ausführungsform
keine Ausgangsleistungen auf, die mit den digitalen Modulatoren 106 verbunden
sind. Die Ausgangsleistung des Kombinators 110 ist mit
der Eingabe des Vorverzerrers 108 verbunden. Die Ausgangsleistung
des Vorverzerrers 108 ist mit der Eingabe des Digital/Analogwandlers
verbunden. Der Vorverzerrer 108 vorverzerrt somit die Mehrträgerausgangsleistung
des Kombinators 110 und gibt ein vorverzerrtes Mehrträgersignal
aus. Der Rückkopplungsweg
ist in der ersten und zweiten Ausführungsform derselbe, und dementsprechend
arbeitet der Vorverzerrer 108 auf ähnliche Weise wie jener, der
in der ersten Ausführungsform
gezeigt ist. Es wird jedoch keine Phasenkorrektur angewendet, und
die Amplitudenkorrektur ist für
alle Frequenzen dieselbe. Diese Lösung ist einfach, könnte jedoch
nicht in allen Fällen
die erforderliche Leistung versehen.
-
Es
wird nun auf 8 Bezug genommen, die einen
zweiten Vorverzerrer 108b zeigt, der in der zweiten Ausführungsform
benutzt sein kann, die in 5 gezeigt
ist. Dieser zweite Vorverzerrer 108b umfasst n Subtrahierglieder 208,
die jeweils eine Ausgangsleistung von einem jeweiligen der digitalen Modulatoren
empfängt.
Jedes Subtrahierglied 208 empfängt außerdem eine jeweilige Eingabe
aus dem Kanalisierer 140, wie in der ersten Ausführungsform. Jedes
Subtrahierglied 208 empfängt somit zwei modulierte Signale.
Die zwei Signale, die von jedem Subtrahierglied 208 empfangen
werden, werden voneinander subtrahiert, um ein Differenzsignal zu
erzeugen. Das ausgegebene Differenzsignal wird in den Adaptationsalgorithmusblock 204 eingegeben, der
derselbe wie bezüglich
des ersten Vorverzerrers von 7 besprochen
ist. Wie bei dem ersten Vorverzerrer von 7 empfängt der
Adaptationsalgorithmusblock 204 außerdem eine Eingabe aus der Mikrosteuerung 142 mit
Information, die die Frequenz betrifft. Der Adaptationsalgorithmusblock 204 sieht
in seiner Ausgangsleistung Amplitudenkoeffizienten vor, die an die
Verweistabelle 200 ausgegeben werden. Unähnlich der
Ausführungsform,
die in 7 gezeigt ist, empfängt die Verweistabelle das Mehrträgersignal
von dem Kombinator 110, der eine Adresse in der Verweistabelle
definiert. Dementsprechend wird das Mehrträgersignal gemäß den Amplitudenwerten
aus der Verweistabelle modifiziert und an den Digital-/Analogwandler 112 ausgegeben.
-
Es
wird nun auf 10 Bezug genommen, die eine
mögliche
Bauweise des Kanalisierers 140 zeigt. Der Kanalisierer
umfasst n Blöcke 220,
wobei ein Block für
jede Frequenz vorgesehen ist. Jeder Block des Kanalisierers 140 umfasst
einen Eingang zum Empfangen der Ausgangsleistung des Analog-/Digitalwandlers 138 und
eines Frequenzsteuersignals von der Mikrosteuerung 142.
Die Ausgangsleistung von dem Analog-/Digitalwandler 138 wird
in einen ersten und zweiten Multiplikator 222 und 224 eingegeben.
Der erste Multiplikator 222 erzeugt die I- oder Inbandkomponente
des Eingangssignals, während
der zweite Multiplikator 224 die Q- oder Quadraturphasenkomponente
des Eingangssignals erzeugt. Jeder der Multiplikatoren 222 und 224 empfängt eine Frequenz
von dem numerisch gesteuerten Oszillator 226. Die Frequenz
des Oszillators 226 ist durch die Frequenzsteuereingabe
gesteuert. Die Ausgangsleistung des Oszillators 226 ist
direkt mit einem der Multiplikatoren 222 verbunden, während die
Ausgangsleistung für
die zweiten Multiplikatoren 224 mit einem Phasenschieber 228 verbunden
ist, der die Phase des Ausgangssignals aus dem Oszillator 226 um
90° verschiebt.
Das phasenverschobene Ausgangssignal des Oszillators 226 wird
in die zweiten Multiplikatoren 224 eingegeben.
-
Die
Ausgangsleistung der ersten und zweiten Multiplikatoren 222 und 224 werden
mit Filtern 230 und 232 verbunden, die zum Herausfiltern
von Signalkomponenten angeordnet sind, welche durch die jeweiligen
Multiplikatoren sowie andere Träger
innerhalb des Mehrträgersignals
eingeleitet sind.
-
Jedes
Element 220 sieht somit zwei Ausgangsleistungen, eine für die I-Komponente
und eine für
die Q-Komponente, für
jede Frequenz vor.
-
Die
von der Mikrosteuerung 142 bereitgestellte Frequenzinformation
wird von dem Vorverzerrer 108 in der dritten Ausführungsform
zum Rekonstruieren des zusammengesetzten Signals unter Benutzung
jeglichen geeigneten Verfahrens benutzt. Die Verfahren erfordern
Frequenzinformation. Ein Beispiel ist die umgekehrte schnelle Fourier-Transformationstechnik,
die eine spektrale Darstellung des in dem Zeitbereich abgetasteten
Signals erzeugt.
-
Es
wird nun auf 6 Bezug genommen, die eine dritte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie bei der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden nur die Unterschiede zwischen
der ersten und dritten Ausführungsform
besprochen.
-
Der
Kanalisierer 140 von 4 wurde
aus der Ausführungsform
von 6 ausgelassen. Die Ausgangsleistung des Analog-/Digitalwandlers 138 ist
somit direkt mit dem Eingang des Vorverzerrers 108 verbunden.
Da Information nur zu dem zusammengesetzten Signal verfügbar ist,
ist der Vorverzerrer zum Erzeugen eines Bezugs angeordnet.
-
Es
wird nun auf 9 Bezug genommen, die eine dritte
Ausführungsform
eines Vorverzerrers zeigt, der in der Ausführungsform von 6 benutzt sein
kann. Der dritte Vorverzerrer 108c empfängt die Ausgangsleistungen
von den digitalen Modulatoren 106. Die Ausgangsleistung
von jedem der digitalen Modulatoren 106 wird in einen Kombinator 212 eingegeben,
der die Ausgangsleistungen der Modulatoren 200 zum Vorsehen
eines einzelnen Signals kombiniert, das in ein einzelnes Subtrahierglied 214 eingegeben
wird. Das einzelne Subtrahierglied 214 empfängt außerdem die
Ausgangsleistung des Analog/Digitalwandlers 138. Das einzelne
Subtrahierglied 214 stellt ein Differenzsignal als Ergebnis
des Subtrahierens einer der Ausgangsleistungen aus dem Kombinator 212 und
dem Analog-/Digitalwandler von der anderen bereit. Dieses Differenzsignal wird
in einen Adaptationsalgorithmusblock 216 eingegeben, der
bei Bedarf neue Amplituden- und Phasenvorzerrungskoeffizienten berechnet.
Wie bei den ersten zwei Vorverzerrern empfängt der Adaptationsalgorithmusblock 216 eine
Eingabe von der Mikrosteuerung 146 mit Information, die
die Frequenz betrifft. Diese Information wird außerdem in den Kombinator 212 eingegeben.
Die neuen Werte werden in der Verweistabelle 200 gespeichert.
-
In
den vorher beschriebenen Ausführungsformen
wird die Ausgangsleistung aus den digitalen Modulatoren in den adaptiven
Vorverzerrer eingegeben. In einer alternativen Ausführungsform
kann stattdessen die Ausgangsleistung der Kanalkodiereinrichtungen
an den adaptiven Vorverzerrer ausgegeben werden. Unter diesen Umständen könnte es für den Kanalisierer
erforderlich zu sein, die Signale zu demodulieren, so dass der adaptive
Vorverzerrer Gleiches mit Gleichem vergleicht.
-
Die
Ausführungsformen,
die die Vorverzerrungskoeffizienten für jeden Träger berechnen, können so
modifiziert sein, dass die Frequenz, Verzerrung usw. auf den anderen
Trägern
berücksichtigt
ist.
-
In
den Ausführungsformen,
bei denen das zusammengesetzte Signal vorverzerrt wird, besteht die
Kombinatorausgangsleistung aus Amplitudenwörtern, wobei die Korrektur
durch Anpassen der Größenordnung
der Wörter
erfolgt. Die Korrektur kann daher von der bestimmten Kombinatorausgangsleistung
abhängen.
Dies kann durch Indizieren einer Verweistabelle mit dem Kombinatorausgangsleistungswort
und Ausgeben der jeweiligen Inhalte an den Digital-/Analogwandler
erfolgen.
-
In
den im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist nur ein Satz von Zwischenfrequenzen benutzt. Es kann jedoch
in alternativen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein weiteres Stadium geben, in dem die
Frequenzen des Signals auf einem ersten Satz von Zwischenfrequenzen
zu einem zweiten Satz von Zwischenfrequenzen aufwärts gewandelt sind,
die größer als
der erste Satz von Zwischenfrequenzen, aber geringer als die Funkfrequenz
sind.
-
Obgleich
die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit dem GSM-Standard
beschrieben wurde, versteht es sich, dass Ausführungsformen auf jegliches
andere TDMA-System, jegliches System, das Spread-Spectrum-Techniken nutzt, wie CDMA-Verfahren,
FDMA-Verfahren oder
Mischformen jeglicher dieser Verfahren anwendbar sind. GSM beispielsweise
ist eine FDMA-/TDMA-Mischform.
-
Es
versteht sich, dass Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung, obgleich die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Basisfunkstation
beschrieben wurde, außerdem
auf Mobilstationen und Endgeräte anwendbar
sind, die zum Kommunizieren mit der Basisstation angeordnet sind.
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
mit jeglichem geeigneten Sender benutzt sein, der Signale auf mehr
als einer Frequenz zur selben Zeit sowohl in drahtlosen als auch
verdrahteten Umgebungen sendet.