DE60003954T2

DE60003954T2 - Vorrichtung zur reduzierung von nachbarkanalstörungen durch vorlinearisierung und vorverzerrung

Info

Publication number: DE60003954T2
Application number: DE60003954T
Authority: DE
Inventors: Rainer Perthold; Heinz GERHÄUSER
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: EP1258080B1; DE60003954D1; EP1258080A1; AU2000238065A1; US6621340B1; WO2001063750A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Durchführen einer Vorbehandlung, d. h. einer Vorlinearisierung und einer Vorverzerrung, eines Eingangssignals, das über einen nichtlinearen Verstärker, insbesondere einen Leistungsverstärker, gesendet werden soll, um pegelabhängige Nichtlinearitäten der Verstärkung des Verstärkers kompensieren.
Die vorliegende Erfindung kann zum Durchführen einer Vorbehandlung von Eingangssignalen verwendet werden, die unter Verwendung von Modulationsverfahren gebildet werden und die zu einer nichtkonstanten Einhüllende des Funkfrequenzträgersignals führen. Somit findet die vorliegende Erfindung vorzugsweise Verwendung bei Sendern für digitales Rundsenden, die durch Mehrträgersignale, beispielsweise OFDM-Signale (OFDM = orthogonal frequency division multiplex, optisches Frequenzmultiplexing) gespeist werden. Bei derartigen Signalen bewirkt die Nichtlinearität des Verstärkers unerwünschte Frequenzabschnitte des Signals am Ausgang des Verstärkers. Derartige Frequenzabschnitte stören Nachbarfrequenzkanäle.
Ferner ist die vorliegende Erfindung auf Mobilkommunikationssysteme anwendbar, die beispielsweise CDMA-Signale (CDMA = code division multiple access, Codemultiplexzugriff) verwenden. Ferner kann die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise bei Satelliten-Erdstationen oder Basisstationen von Mobiltelephonsystemen verwendet werden.
Wenn Pulsamplitudenmodulationsverfahren verwendet werden, verschlechtert sich die Frequenzökonomie aufgrund der Nichtlinearität der Verstärker. Der Grund hierfür ist in den nichtlinearen Amplitudenausgabecharakteristika eines Verstärkers zu sehen, was zu einer AM/AM-Mischung führt; die Phasendrift eines Ausgangssignals eines Verstärkers re lativ zu der Phase eines Eingangssignals erzeugt ferner Intermodulationskomponenten, was ebenfalls als AM/PM-Mischung bezeichnet wird. Die AM/AM-Mischung die AM/PM-Mischung müssen jedoch durch geeignete Linearisierungsverfahren verhindert werden. Wird dies nicht getan, verschlechtert sich die Frequenzökonomie des verwendeten Modulationsverfahrens sowie das Signal/Rausch-Verhältnis. Bei digitalen Übertragungssystemen kann dies eine beträchtliche Erhöhung der Bitfehlerrate während der Übertragung bewirken.
Eine Mehrzahl von Verfahren zum Linearisieren von Hochfrequenz-Endstufen, um eine störende Nachbarkanalemission am Ausgang derselben zu verringern, existiert bereits auf dem Gebiet der Technologie. Die bekanntesten Verfahren zum Linearisieren von Hochfrequenz-Endstufen können wie folgt klassifiziert werden.
Wenn ein zu sendendes Signal digital vorverzerrt wird, werden die digital dargestellten Werte des Signals mit geeignetermaßen ausgewählten Koeffizienten multipliziert. Somit wird die Vorverzerrung zusammen mit der digitalen Erzeugung des Steuersignals des Modulators durchgeführt.
Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die analoge Vorverzerrung. Sie verwendet nichtlineare Komponenten, beispielsweise Schottky-Dioden, um eine Ausgleichscharakteristik zu synthetisieren, die zu der Verstärkerverzerrungscharakteristik komplementär ist.
Die "kartesische Schleife" stellt eine analoge negative Rückkopplung der Hochfrequenz-Endstufe dar, die in dem Basisband durchgeführt wird.
Das Vorwärtskoppeln (auf dem Gebiet der Technologie auch als "Vorwärtsregeln" bezeichnet) stellt eine störungsvariable Vorwärtsregelung im Sinne einer Steuertechnologie dar, wobei das Ausgangssignal der Endstufe zu derselben eine ge eignete Korrekturspannung zum Kompensieren der Verzerrung der Endstufe hinzugefügt hat.
In der WO 93/18581 ist eine "kartesische Schleife" beschrieben, deren Parameter gemäß verschiedenen Systemparametern eingestellt sind, die für den aktuellen Betriebszustand des Systems repräsentativ sind. Eine Funksendeeinheit gemäß der besagten WO 93/18581 weist einen Leistungsverstärker, eine Linearisierungseinrichtung und eine Rückkopplungseinrichtung zum Rückkoppeln eines Signals von einem Ausgang des Leistungsverstärkers zu der Linearisierungseinrichtung, um die Linearität des Ausgangssignals zu garantieren, auf. Die Linearisierungseinrichtung arbeitet in dem Basisband, wobei die IQ-Signale durch eine lineare Steuereinrichtung gesteuert werden, die mit einer Direktzugriffstabelle verbunden ist, die vorbestimmte Schleifenlinearisierungsparameter speichert. Wenn die IQ-Signale durch die Linearisierungseinrichtung auf eine geeignete Weise verarbeitet wurden, werden diese verarbeiteten Signale einer Aufwärtsmischung durch einen Aufwärtsmischer unterzogen, wonach sie durch den Leistungsverstärker verstärkt werden. Die Rückkopplungseinrichtung nimmt ein Ausgangssignal des Leistungsverstärkers, unterwirft es einer Abwärtsmischung mittels eines Abwärtsmischers und führt das abwärts gemischte Signal der Linearisierungseinrichtung zu.
In der GB 2240893 A ist eine Schaltung zum Linearisieren der Amplitudenantwort und der Phasenantwort eines Verstärkers offenbart. Eine Einhüllende-Erfassungsschaltung erfaßt die Einhüllende eines zu sendenden Eingangssignals, wobei das Ausgangssignal der Einhüllende-Erfassungsschaltung in eine Steuerschaltung nichtlinearen Typs sowie in eine Phasenverschiebungssteuerschaltung eingegeben wird. Die Phasenverschiebungssteuerschaltung steuert einen Phasenverschieber, der dem Leistungsverstärker vorausgeht, zum Vorverzerren des Hochfrequenzsignals bezüglich seiner Phase. Die Steuerschaltung des nichtlinearen Typs führt ein Eingangssignal einem Variable-Spannung-Gleichspannungswandler zu, der die Vorspannungsspannungsparameter, d. h. den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers, auf eine geeignete Weise einstellt, um die Verzerrung des nichtlinearen Verstärkers zu kompensieren. Der Amplitudenfehler des Verstärkers wird somit dadurch durch Einstellen des Arbeitspunktes des Verstärkers kompensiert, was eine Vorgehensweise ist, die insofern nachteilig ist, als die Arbeitspunktparameter des Verstärkers ständig verändert werden müssen, und dies kann es noch schwieriger machen, den Verstärker an eine Last anzupassen, da ein veränderter Arbeitspunkt normalerweise automatisch ein anderes (komplexes) Transformationsverhältnis des Ausgangswiderstands erfordert.
In der US-Patentschrift Nr. 5,023,937 ist eine analoge Vorverzerrungsschaltung für einen Leistungsverstärker dargestellt, der in der nichtlinearen Region betrieben wird. Diese Vorverzerrung arbeitet mittels einer Gegenkopplungsschleife, bei der im Gegensatz zu der kartesischen Schleife nicht die IQ-Komponenten des Ausgangssignals gesteuert werden, sondern der Betrag und die Phase des Ausgangssignals. Ein Einhüllende-Detektor erfaßt die Amplitude des zu verstärkenden Signals, wobei die Amplitude bezüglich ihrer Rückkopplung kontinuierlich mit der Einhüllenden des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers verglichen wird und wobei das Vergleichsergebnis an ein variables Dämpfungsglied angelegt wird, das das Eingangssignal vor dem Leistungsverstärker auf geeignete Weise dämpft, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das so linear wie möglich ist. Die Phasenvorverzerrung wird mittels einer Phasenregelschleife durchgeführt, die das zu verstärkende Signal als Eingangssignal empfängt. Ein Teil des Ausgangssignals des Verstärkers wird ferner mittels eines Mischers, eines lokalen Oszillators und einer Phasenverschiebungsschaltung in die Phasenregelschleife eingegeben, wobei die Phasenregelschleife ein Lokaler-Oszillator-Signal für einen Mischer liefert, der dem Leistungsverstärker vorausgeht, um die Phase des zu verstärkenden Signals auf geeignete Weise vorzuverzerren. Diese Schaltung arbeitet auf vollständig ana loge Weise und beruht auf einer im wesentlichen kontinuierlichen Rückkopplung, falls die Phasenregelschleife verriegelt ist.
Ferner stellt die US-Patentschrift Nr. 4,465,980 eine analoge Vorverzerrungsschaltung dar. Ein Detektor erfaßt die Einhüllende eines zu verstärkenden Signals und legt dieses Signal an einen Feldeffekttransistor mit zwei Gateanschlüssen ("Dual-Gate-FET") an. Das zu verstärkende Signal wird an das andere Gate des Dual-Gate-FET angelegt. Das Hochfrequenz-Eingangssignal wird auf geeignete Weise vorverzerrt, indem der Arbeitspunkt dieses Dual-Gate-FET auf geeignete Weise gesteuert wird, um die nichtlineare Verstärkung eines über ein passendes Netzwerk mit dem Drain-Anschluß des Dual-Gate-FET verbundenen Leistungsverstärkers zu kompensieren.
In der DE 3312030 A1 ist ein Verstärker mit einer Vorverzerrungskompensation offenbart, der Vorverzerrungskomponenten verwendet, die durch ein Leistungsverstärkungselement, das ähnlich dem Verstärkungselement ist, erzeugt wurden, um eine effektive Linearisierung zum beträchtlichen Verringern aller Intermodulationsverzerrungsprodukte zu erreichen. Ferner kann eine zusätzliche Rückkopplungsschaltung vorgesehen sein, um eine weitere Verringerung von Nichtlinearitäten zu erzielen.
In der GB 8723874 ist eine Linearitätskorrekturschaltung offenbart, die in einer Zwischenfrequenzregion arbeitet, um in einer Amplituden-Einhüllenden eine geeignete Vorverzerrung zum Kompensieren der Nichtlinearität der Leistungsverstärkerstufen einzubringen. Ein Array aus parallelen Stromquellen, von denen jede angepaßt ist, um ansprechend auf eine Vorverzerrung über ein entsprechendes Amplitudenband eingestellt zu werden, führt einen Strom zu, der zum Einbringen einer geeigneten Differenzspannung an dem Ausgang ausreichend ist. Bei dieser Schaltung findet offenbar keine Phasenvorverzerrung statt.
Die EP 0 658 975 A1 bezieht sich auf ein Basisbandvorverzerrungssystem für die adaptive Linearisierung von Leistungsverstärkern und auf einen Funksender, der das Vorverzerrungssystem verwendet. Dadurch werden zwei Fehlertabellen, nämlich eine für die Amplitude und eine für die Phase, aktualisiert, wobei der Inhalt der Tabellen zum Korrigieren der Basisbandabtastwerte verwendet wird. Der Inhalt der Tabellen wird dadurch erhalten, daß eine geeignete gewichtete Differenz zwischen Abtastwerten, die in die Vorverzerrungseinheit eingegeben werden, und ein demodulierter Rückkopplungswert akkumuliert werden.
In der EP 0 608 697 A1 sind ein Modulationsverfahren und eine Modulationsschaltung für Hochfrequenzsignale offenbart. Im Falle dieses Modulationsverfahrens und dieser Modulationsschaltung werden die LF-Modulationssignale (LF = low frequency, niedrige Frequenz), die mittels einer komplexen IQ-Modulation auf einem Hochfrequenz-Träger moduliert werden, in der LF-Region derart vorverzerrt, daß Toleranzen der HF-Komponenten des Modulators, d. h. des 0°-bis-90°-Hybrids und der Mischer, die Ungleichgewichte zwischen dem I- und dem Q-Zweig bewirken, kompensiert werden. Die Vorverzerrung der LF-Modulationssignale garantiert, daß z. B. im Fall einer Einseitenbandmodulation der Träger und das unerwünschte Seitenband ausreichend unterdrückt werden.
Die technische Veröffentlichung IEE Proceedings: Communications, Vol. 143, Nr. 2, 1. April 1996, S. 78–86, Ghaderis M. u.a., "Fast Adaptive Polynominal I and Q Pre-distorter with Global Optimization", in Bezug auf die die unabhängigen Patentansprüche eingeschränkt wurden, offenbart eine Linearisierungsstruktur für einen Hochfrequenzverstärker, wobei die Vorverzerrung auf der Zwischenfrequenz implementiert ist. Zu diesem Zweck wird die Einhüllende eines Zwischenfrequenzsignals erfaßt und im Fall einer digitalen Implementierung quantisiert. Ferner wird eine Nachschlagetabelle zum Implementieren von Verstärkungsfunktionen adres siert, wobei jedoch eine analoge Implementierung bevorzugt wird, um die Dinge einfacher zu gestalten. Diese Verstärkungsfunktionen stellen die inversen Nichtlinearitäten des Hochfrequenz-Leistungsverstärkers dar, dessen Nichtlinearitäten mittels polynomer Funktionen eine Annäherung erfahren. Ein IQ-Modulator bewirkt eine Vorverzerrung des LF-Signals, wobei die IQ-Modulationssignale von den Verstärkungsfunktionen und der Einhüllenden des ZF-Signals abhängen.
Die DE 19 631 388 A1 bezieht sich auf ein Hochfrequenz-Vorverzerrungssystem für einen nichtlinearen Kanal, bei dem die Einhüllende eines Signals, das über einen nichtlinearen Kanal gesendet werden soll, erfaßt wird und bei dem Quantisierte-Einhüllende-Werte erzeugt werden. In einer Tabelle werden komplexe Vorverzerrungskoeffizienten gespeichert, die von den Quantisierte-Einhüllende-Werten und von der Übertragungsfunktion des nichtlinearen Kanals, der im voraus bestimmt wird, abhängen. Ein IQ-Modulator ist zum Modulieren des zu sendenden Signals unter Verwendung der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, bevor das Signal über den nichtlinearen Kanal gesendet wird, vorgesehen.
Die Modulation wird derart durchgeführt, daß die durch den nichtlinearen Kanal eingebrachte Verzerrung im wesentlichen nach Betrag und Phase kompensiert wird. Das obige System, das eine Vorverzerrung im Hochfrequenzbereich verwendet, liefert selten eine angemessene Kompensierung, und zwar aufgrund von Störungssignalabschnitten in Kanälen, die zu dem verwendbaren Kanal unmittelbar benachbart sind. Somit werden hohe Anforderungen an das Bandpaßfilter gestellt, das mit dem Ausgang des nichtlinearen Kanals, d. h. des nichtlinearen Leistungsverstärkers, verbunden ist.
In der US 5,049,832 ist ein System für eine Verstärkerlinearisierung durch eine adaptive Vorverzerrung beschrieben. Gemäß der US-Patentschrift 5,049,832 werden quadrierte Betragswerte eines komplexen Basisbandsignals abgeleitet. Auf der Basis der quadrierten Betragswerte wird auf eine Nachschlagetabelle zugegriffen. Jeder Tabelleneintrag der Nachschlagetabelle entspricht einem quadrierten Betragswert. Die Tabelleneinträge für jeweilige quadrierte Betragswerte sind eingestellt, um eine Vorverzerrung für das Eingangssignal zu liefern, die pegelabhängige Nichtlinearitäten der Verstärkung des Verstärkers kompensiert. Für jegliche Eingangsleistung wird der optimale Wert der komplexen Verstärkung der Vorverzerrung, d. h. die Tabelleneinträge, durch ein Gleichsetzen der zusammengesetzten Nichtlinearität des Vorverzerrers/Leistungsverstärkers mit einer nominellen konstanten Amplitudenverstärkung des Leistungsverstärkers bestimmt. Das komplexe Basisbandsignal wird durch die Tabelleneinträge vorverzerrt, und das vorverzerrte Eingangssignal wird an den Leistungsverstärker angelegt. Das vorverzerrte Eingangssignal wird unter Verwendung einer komplexen Multiplikation des komplexen Eingangssignals mit den komplexen Tabelleneinträgen erhalten. Das in der US-5,049,832 beschriebene System weist den Nachteil auf, daß die Linearisierungsverstärkung, d. h. die Verringerung einer unerwünschten Störemission in den zu dem Nutzkanal unmittelbar benachbarten Kanälen, stark abnimmt, wenn der Scheitelfaktor des HF-Signals die Rücksetzung des Dynamikbereichs des Verstärkers, d. h. die Reserve des Dynamikbereichs des Verstärkers, überschreitet. Der Scheitelfaktor von OFDM-Signalen überschreitet normalerweise die Rücksetzung des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers, der bei der Ausgangsstufe eines digitalen Rundfunksenders verwendet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum weiteren Verringern einer Störemission in Kanälen, die zu einem Nutzkanal einer Hochfrequenz-Endstufe benachbart sind, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung durch ein Vorlinearisieren und ein Vorverzerren eines Eingangssignals, das über einen Leistungsverstärker gesendet werden soll, der eine nichtlineare Übertragungscharakteristik und einen begrenzten Dynamikbereich aufweist, wobei die Schaltung folgende Merkmale aufweist:
eine Vorlinearisierungssignalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Vorlinearisierungssignals, das einen Signalabschnitt des Eingangssignals, der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers überschreitet, wiedergibt;
ein Element zum Erweitern des Vorlinearisierungssignals entlang der Zeitachse, um ein erweitertes Vorlinearisierungssignal zu erzeugen, das eine erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals, der die Begrenzung überschreitet, wiedergibt;
ein Element zum Kombinieren des erweiterten Vorlinearisierungssignals und des Eingangssignals, derart, daß die erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals, der die Begrenzung überschreitet, von dem Eingangssignal subtrahiert wird, um ein vorlinearisiertes Signal zu erzeugen;
eine Vorverzerrungseinheit zum Vorverzerren des vorlinearisierten Signals unter Verwendung von komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, die von der Leistung des Eingangssignals oder der Leistung des vorlinearisierten Signals und der im voraus bestimmten nichtlinearen Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers abhängen, derart, daß die durch die nichtlineare Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers eingebrachte Verzerrung nach Betrag und Phase im wesentlichen kompensiert ist.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Verringern einer Nachbarkanalstörung durch ein Vorlinearisieren und ein Vorverzerren eines über einen Leistungsverstärker, der eine nichtlineare Übertragungscharakteristik und einen begrenzten Dynamikbereich aufweist, zu sendenden Eingangssignals, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Erzeugen eines Vorlinearisierungssignals, das einen Signalabschnitt des Eingangssignals, der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers überschreitet, wiedergibt;
Erweitern des Vorlinearisierungssignals entlang der Zeitachse, um ein erweitertes Vorlinearisierungssignal zu erzeugen, das eine erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals, der die Begrenzung überschreitet, wiedergibt;
Kombinieren des erweiterten Vorlinearisierungssignals und des Eingangssignals, derart, daß die erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals, der die Begrenzung überschreitet, von dem Eingangssignal subtrahiert wird, um ein vorlinearisiertes Signal zu erzeugen;
Vorverzerren des vorlinearisierten Signals unter Verwendung von komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, die von der Leistung des Eingangssignals oder der Leistung des vorlinearisierten Signals und der im voraus bestimmten nichtlinearen Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers abhängen, derart, daß die durch die nichtlineare Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers eingebrachte Verzerrung nach Betrag und Phase im wesentlichen kompensiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorverzerrungseinheit, die vorzugsweise einen Schätzer, eine Tabelle, die komplexe Vorverzerrungskoeffizienten enthält, und einen Vorverzerrer aufweist, zusammen mit einer Vorlinearisierungseinheit, die ein zeitdispersives Element (zum Erzeugen eines Vorlinearisierungssignals, das in der Richtung der Zeitachse erweitert ist) verwendet, eingesetzt, um eine Vorbehandlung eines Signals, das über einen Leistungsverstärker einer HF-Ausgangsstufe gesendet werden soll, durchzuführen. Die Vorverzerrungseinheit ist nicht in der Lage, eine Störemission in zu dem Nutzkanal benachbarten Kanälen zu handhaben, aufgrund eines Abschneidens von Signalabschnitten des Eingangssignals, die den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers überschreiten, durch den Leistungsverstärker. Um eine derartige oben erwähnte Störemission zu verringern, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die zeitdispersive Linearisierungseinrichtung zum Erzeugen des vorlinearisierten Signals vorgesehen.
Die Erfinder erkannten, daß es nicht ausreichend ist, ein vorlinearisiertes Signal durch Beschränken des Eingangssignals auf eine obere Begrenzung, die einer Grenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers entspricht, zu erzeugen, da ein bloßes Abschneiden von einzelnen Abschnitten, die die obere Begrenzung überschreiten, scharfe Flanken in dem Eingangssignal erzeugen würde, derart, daß eine Nachbarkanal-Störemission in dem Ausgang des Leistungsverstärkers nicht auf zufriedenstellende Weise erhalten werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit ein Element zum Erweitern des Vorlinearisierungssignals vorgesehen, das denjenigen Signalabschnitt des Eingangssignals wiedergibt, der die Begrenzung überschreitet. Ein derartiges Element ist vorzugsweise ein Bandpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter. Durch Erweitern des Vorlinearisierungssignals, das von dem Eingangssignal entlang der Zeitachse subtrahiert werden soll, werden Störsignalabschnitte in dem Frequenzspektrum des Ausgangs des Leistungsverstärkers, das zu dem Nutzkanal benachbart ist, in einen Spektralbereich verschoben, der von dem Frequenzbereich des Nutzsignals, d. h. dem Nutzkanal, beabstandet ist.
Bezüglich einer Vorlinearisierung unter Verwendung eines zeitdispersiven Elements wird auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 19927952.7-35 verwiesen, die auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung zurückgeht.
Die DE 199 27 952.7 bezieht sich auf ein System zum Durchführen einer Vorlinearisierung eines Eingangssignals, das über einen Leistungsverstärker einer HF-Ausgangsstufe gesendet werden soll, wobei ein Schätzer ein Fehlersignal erzeugt, indem er einen durch die Nichtlinearität des Leistungsverstärkers bewirkten Fehler schätzt. Das Fehlersignal wird in der Richtung der Zeitachse erweitert, um ein Korrektursignal zu erzeugen. Das Korrektursignal wird von dem zu sendenden Signal subtrahiert. Durch Erweitern des Fehlersignals in der Richtung der Zeitachse wird der auf die Nichtlinearität des Leistungsverstärkers zurückzuführende Störsignalabschnitt von dem Nutzfrequenzbereich in dem Frequenzspektrum des Ausgangssignals des nichtlinearen Leistungsverstärkers weg verschoben. Man hat jedoch festgestellt, daß eine derartige Vorlinearisierung unter Verwendung eines zeitdispersiven Elements, d. h. eines Elements, das ein Signal in die Richtung der Zeitachse erweitert, keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert, wenn das Eingangssignal eines Verstärkers, das hohe Phasenverzerrungen aufweist, beispielsweise Wanderfeldröhren, vorlinearisiert werden sollte. In einem solchen Fall ist die Linearisierungsverstärkung der Linearisierungseinrichtung, die ein zeitdispersives Element verwendet, beträchtlich verringert.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf einer Kombination einer Vorverzerrungseinheit wie sie beispielsweise in der US-5,049,832 beschrieben wurde, und einer Vorlinearisierungseinheit, die ein zeitdispersives Element verwendet. Die Kombination von Leistungsverstärker und Vorverzerrungseinheit stellt einen sogenannten "weichen Begrenzer" dar, d. h. einen Verstärker, der eine konstante Verstärkung bis zu der Grenze des Dynamikbereichs und eine harte Begrenzung über die Obergrenze des Dynamikbereichs hinaus aufweist. Somit stellen der bei der erfindungsgemäßen Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung verwendete Begrenzer und das Kombinationselement zum Erzeugen des Vorlinearisierungssignals, das einen Signalabschnitt des Eingangssignals wiedergibt, der die Begrenzung überschreitet, einen Schät zer zum Erzeugen eines Fehlersignals dar, das eine Schätzung des Fehlers ist, der durch den Leistungsverstärker erzeugt wurde, nachdem Nichtlinearitäten in dem Dynamikbereich desselben durch die Vorverzerrungseinheit adressiert wurden.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist der Begrenzer der erfindungsgemäßen Schaltung einen Schätzer zum Bestimmen eines Schätzsignals auf der Basis der Leistung des Eingangssignals, eine Tabelle zum Speicher reeller Koeffizienten, wobei die reellen Koeffizienten von dem Schätzsignal und der Obergrenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers abhängen, und ein Element zum Anlegen der reellen Koeffizienten an das Eingangssignal, derart, daß das begrenzte Eingangssignal erzeugt wird, auf. Somit imitiert der Begrenzer das Verhalten des Leistungsverstärkers insofern, als er das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers auf der Basis des Eingangssignals und reeller Koeffizienten, die in einer Tabelle gespeichert sind, schätzt. Die reellen Koeffizienten in dem Dynamikbereich des Leistungsverstärkers sind Konstanten über null und betragen vorzugsweise eins. Über den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers hinaus werden die reellen Koeffizienten derart eingestellt, daß der Betrag der Ausgabe des Elements zum Anlegen des reellen Koeffizienten an das Eingangssignal, vorzugsweise ein Multiplizierer, ungeachtet des Eingangssignals bei einem konstanten Wert gehalten wird.
Es ist nicht nötig, in der Tabelle des Begrenzers reelle Koeffizienten und imaginäre Koeffizienten aufzuweisen, da Phasenverzerrungen durch die Vorverzerrungseinheit und nicht durch die Vorlinearisierungseinheit adressiert werden.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Vorlinearisierungseinheit, d. h. die Einheit zum Erzeugen eines vorlinearisierten Signals unter Verwendung eines zeitdispersiven Elements, und die Vorverzerrungseinheit in Reihe geschaltet, wobei der Ausgang der Vorlinearisierungseinheit mit dem Eingang der Vorverzerrungseinheit verbunden ist.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Vorlinearisierungseinheit und die Vorverzerrungseinheit "verschachtelt", wobei die Vorlinearisierungseinheit und die Vorverzerrungseinheit dasselbe Eingangssignal verwenden, derart, daß derselbe Schätzer durch die Vorverzerrungseinheit und durch die Vorlinearisierungseinheit gemeinsam verwendet werden kann. Das zweite Ausführungsbeispiel akzeptiert eine Annäherung mit einem zugehörigen Fehler. Es liefert jedoch eine zufriedenstellende Verringerung der Nachbarkanalstörung unter Verwendung einer zeitdispersiven Linearisierungseinheit auch im Falle von hochgradig nichtlinearen Verstärkern. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, im Gegensatz zu zwei Schätzern im Fall einer einfachen Reihenschaltung, ein einziger Schätzer benötigt. Deshalb werden vier Multiplizierer eingespart, wenn eine Einrichtung zum Ableiten der Summe von Quadraten des Absolutwerts der realen und der imaginären Teile des Eingangssignals als Schätzer verwendet wird. Somit liefert das zweite Ausführungsbeispiel im Vergleich zu einer einfachen Reihenverbindung der Vorlinearisierungseinheit und der Vorverzerrungseinheit eine kostengünstige Lösung.
Die erfindungsgemäße Schaltung zum Verringern von Nachbarkanalstörung ist vorzugsweise insofern adaptiv, als eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Koeffizienten in den Tabellen der Vorverzerrungseinheit und/oder der Vorlinearisierungseinheit anzupassen, um Änderungen der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers zu berücksichtigen. Derartige Änderungen der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers können beispielsweise aufgrund eines Alterns, aufgrund von Temperaturänderungen usw. stattfinden.
Wie oben erwähnt wurde, ist das zeitdispersive Element vorzugsweise ein zeitdispersives Bandpaßfilter oder Tiefpaßfilter, das kurze Störimpulse zu längeren Störpulsen umformt, um eine Erweiterung des Vorlinearisierungssignals in der Richtung der Zeitachse zu bewirken. Filterkoeffizienten des Bandpaßfilters bzw. des Tiefpaßfilters werden vorzugsweise auf der Basis der Übertragungscharakteristik des nichtlinearen Leistungsverstärkers bestimmt. Zu diesem Zweck kann die Spektralleistung des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers gemessen werden, und die Leistung in dem zu dem Nutzkanal benachbarten Kanälen kann als Kriterium zum Optimieren der Filterkoeffizienten verwendet werden. Für eine derartige Optimierung können bekannte Algorithmen verwendet werden, beispielsweise der Simplex-Algorithmus. Es sollte klar sein, daß neben dem Bandpaßfilter und dem Tiefpaßfilter, die oben erwähnt wurden, jegliches zeitdispersive Element, das eine Erweiterung des geschätzten Vorlinearisierungssignals bewirkt, verwendet werden kann.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung nützlich für eine Vorbehandlung von Signalen, die einer Mehrträgermodulation unterworfen wurden. Jedoch kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit anderen Signalen, die hohe Scheitelfaktoren aufweisen, beispielsweise CDMA-Signalen, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise an einem digitalen Eingangssignal in der Basisbandregion durchgeführt. Jedoch können die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch auf analoge Eingangssignale in Form von komplexen Einhüllenden angewandt werden. Überdies gelten die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch für analoge Signale in der HF-Region. Somit soll der hierin verwendete Begriff "Signal" die oben erwähnten Signaltypen umfassen, bei denen eine entsprechende Anpassung der Verfahren und Vorrichtungen, die unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, für Fachleute offensichtlich ist.
Somit liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren, die eine verbesserte Verringerung einer Nachbarkanalstörung auch im Fall von HF-Signalen ermöglichen, die einen Scheitelfaktor aufweisen, der die Rücksetzung des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers überschreitet, und auch im Fall von Leistungsverstärkern ermöglichen, die hohe Phasenverzerrungen, beispielsweise Wanderfeldröhren, aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Störsignalabschnitte am Ausgang des Leistungsverstärkers so niedrig wie möglich. Ferner sind Störsignalabschnitte in dem Ausgangssignal des Leistungsverstärkers von Kanälen, die zu dem Nutzkanal benachbart sind, hin zu Kanälen verschoben, die von dem Nutzkanal beabstandet sind.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschreiben. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung;
2 und 3 Graphen, die Signalverläufe veranschaulichen, die in der Vorlinearisierungseinheit der erfindungsgemäßen Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung auftreten;
4 ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung;
5 Leistungsspektra am Ausgang eines Leistungsverstärkers; und
6 eine schematische Ansicht einer alternativen Vorverzerrungseinheit, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf ein komplexes digitales Eingangssignal beschrieben, das über einen Digital-Analog-Wandler und einen Aufwärtsmischer an einen Leistungsverstärker angelegt wird.
Eine Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung durch Vorlinearisieren und Vorverzerren eines Eingangssignals gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 1 zusammen mit einem Aufwärtsmischer 2 und einem Leistungsverstärker 4 einer HF-Ausgangsstufe gezeigt. Man beachte, daß der Aufwärtsmischer 2 einen Digital-Analog-Wandler aufweist, für den Fall, daß ein digitales Eingangssignal an denselben angelegt wird.
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemäße Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung eine Vorlinearisierungseinheit 10 und eine Vorverzerrungseinheit 12 auf. Die Vorlinearisierungseinheit 10 und die Vorverzerrungseinheit 12 sind in Reihe geschaltet, wobei der Eingang der Vorverzerrungseinheit mit dem Ausgang der Vorlinearisierungseinheit verbunden ist.
Bevor die Vorlinearisierungseinheit 10 ausführlich beschrieben wird, wird auf die Vorverzerrungseinheit 12 Bezug genommen. Im Prinzip funktioniert die Vorverzerrungseinheit 12 wie eine Vorverzerrungseinheit des Standes der Technik, wie sie beispielsweise in der US-5,049,832 beschrieben ist. Bei der Vorverzerrungseinheit 12 wird ein komplexes Ausgangssignal S8 aus einem komplexen Eingangssignal S6 erzeugt, das das Ausgangssignal der Vorlinearisierungseinheit 10 ist. Das Ausgangssignal S8 wird gemäß der folgenden Gleichung erzeugt: S8(k) = S6(k)·A(|S6(k)|2)
Bei dieser Gleichung stellt A(|S6(k)|²) die komplexe Korrekturfunktion dar, die an das Signal S6(k) angelegt werden muß, um die AM/AM- und AM/PM-Mischung des nichtlinearen Kanals zu kompensieren. k ist ein laufender Index, der entsprechende Abtastzeiten angibt. Diese nichtlineare Funktion hängt im wesentlichen von der Amplitude des Eingangssignals S6(k) ab. Die durch die Vorverzerrungseinheit 12 zu lösende Aufgabe besteht darin, diese komplexe Funktion A auf eine geeignete Weise an das Signal S6(k) anzulegen, um in der Lage zu sein, das Signal S6(k) auf geeignete Weise vorzuverzerren. Eine derartige Vorverzerrung ist in der Technik bekannt und beispielsweise in der US-5,049,832 beschrieben.
Die Vorverzerrungseinheit 12 weist einen Schätzer 20 zum Bestimmen eines Schätzsignals S7 auf der Basis der Leistung des in die Vorverzerrungseinheit 12 eingegebenen Signals S6 auf. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der Schätzer 20 eine Einrichtung zum Ableiten der Summe von Quadraten des Betrags der realen und imaginären Teile des Signals S6, d. h. des quadrierten Betrags desselben. Auf der Basis des Schätzsignals S7 wird auf eine Nachschlagetabelle 22 zugegriffen. In der Nachschlagetabelle 22 sind komplexe Vorverzerrungskoeffizienten gespeichert, die die oben erwähnte komplexe Funktion A darstellen. Die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten hängen von der Amplitude des Eingangssignals sowie von den Eigenschaften des nichtlinearen Leistungsverstärkers 4 ab. Die Vorverzerrungskoeffizienten sind komplexe Zahlen, die einen realen Teil, d. h. eine I-Komponente, und einen imaginären Teil, d. h. eine Q-Komponente, aufweisen. Die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, die dem durch den Schätzer 20 bestimmten Schätzsignal S7 zugeordnet sind, werden verwendet, um die Vorverzerrung des Signals S6 durchzuführen, indem dieses Signal in einem komplexen Multiplizierer 24 mit den komplexen Vorverzerrungskoeffizienten multipliziert wird. Der komplexe Multiplizierer 24 weist vier Multipli zierer auf, um die komplexe Multiplikation durchzuführen. Das durch den Multiplizierer 24 ausgegebene Signal S8 wird an die Kombination des Aufwärtsmischers 2 und Leistungsverstärkers 4, dessen Nichtlinearitäten durch die erfindungsgemäße Schaltung zum Vorlinearisieren und Vorverzerren eines Eingangssignals kompensiert werden, angelegt.
Die Vorverzerrungskoeffizienten, die in der Nachschlagetabelleneinrichtung 22 gespeichert sind und durch den Schätzer 20 auf geeignete Weise adressiert werden, müssen nicht konstant in Echtzeit bestimmt werden, werden jedoch vorzugsweise digital berechnet, bevor die Schaltung in Betrieb genommen wird, oder auch zu spezifischen Kalibrierungszeiten. Die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten werden aus der Übertragungscharakteristik des nichtlinearen Kanals, d. h. des Leistungsverstärkers, bestimmt. Das Verhalten des Leistungsverstärkers kann durch den Quotienten des verzerrten Ausgangssignals und des Eingangssignals nach Betrag und Phase charakterisiert werden. Auf der Basis der Übertragungsfunktion des Leistungsverstärkers können dann geschätzte Werte für die AM/AM- und die AM/PM-Charakteristik des nichtlinearen Leistungsverstärkers berechnet werden. Die jeweiligen Vorverzerrungskoeffizienten werden dann auf der Basis der gemessenen Werte bestimmt und dementsprechend in der Nachschlagetabelleneinrichtung gespeichert.
Vorzugsweise liefern die in der Nachschlagetabelle gespeicherten komplexen Vorverzerrungskoeffizienten eine abschnittweise Linearisierung der komplexen Verstärkung, wobei jeder Eingangssignalleistung in einer gewissen Abstufung ein komplexer Vorverzerrungskoeffizient zugeordnet ist. Somit wird die nichtlineare Verstärkung A abschnittweise linearisiert, wobei die Auflösung, d. h. die Anzahl von Linearisierungen in einem spezifischen Leistungsbereich, von den Anforderungen sowie von der verfügbaren Speicherkapazität der Nachschlagetabelleneinrichtung abhängt.
Alternativ können die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten wie folgt bestimmt werden. Die Nichtlinearität eines Verstärkers kann anhand folgender Schritte geschätzt werden:
Aufzeichnen des Eingangssignals und des Ausgangssignals des Verstärkers, Kompensieren von Zeitverzögerungen und Phasenverschiebungen zwischen den Signalen am Eingang und am Ausgang des Verstärkers, Zuordnen aller Abtastwerte der Eingangssignale zu Abtastwerten des Ausgangssignals, Mitteln jeweiliger Eingangs- und Ausgangswerte, um eine AM/AM-Charakteristik und eine AM/PM-Charakteristik zu liefern, die eine Anzahl von jeweiligen Prüfpunkten, beispielsweise 128, aufweisen, Bewerten der Zuverlässigkeit der Prüfpunkte unter Verwendung von Standardabweichungen von Beträgen und Phasen, Auswählen von Prüfpunkten, die ausreichend zuverlässig sind, und Interpolieren der als ausreichend zuverlässig bewerteten Prüfpunkte, um die AM/AM- und die AM/PM-Charakteristika zu erzeugen. Somit wird eine nichtlineare Charakteristik eines Verstärkers geschätzt, wobei Einflüsse von Meßfehlern auf das Ergebnis der Schätzung verringert werden können. Zum Bestimmen der Vorverzerrungskoeffizienten für die Vorverzerrungseinheit aus der Schätzung der nichtlinearen Charakteristik des Leistungsverstärkers kann die erforderliche inverse Funktion ohne weiteres vor der Interpolation der AM/AM-Charakteristik und der AM/PM-Charakteristik erhalten werden, indem die Koordinaten der Prüfpunkte ausgetauscht werden, d. h. indem Eingangs- und Ausgangswerte ausgetauscht werden.
Die Vorverzerrungseinheit 12 liefert eine Vorverzerrung des Eingangssignals unter Verwendung der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, derart, daß die durch den nichtlinearen Leistungsverstärker in den Dynamikbereich desselben eingebrachte Verzerrung gemäß Betrag und Phase im wesentlichen kompensiert wird. Jedoch ist die Vorverzerrungseinheit 12 nicht in der Lage, eine unerwünschte Störemission (d. h. Störsignalabschnitte) in den Nachbarkanälen zu reduzieren, wenn der Scheitelfaktor des Eingangssignals den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers, d. h. die "Rücksetzung" desselben, überschreitet. Somit geht die Vorlinearisierungseinheit 10 gemäß der vorliegenden Erfindung der Vorverzerrungseinheit 12 voraus.
Die Vorlinearisierungseinheit 10 empfängt ein Eingangssignal S1, das an einen Schätzer 26 angelegt wird, der ein Schätzsignal S2 auf der Basis der Leistung des Eingangssignals S1 erzeugt. Vorzugsweise weist der Schätzer 26 eine Einrichtung zum Ableiten der Summe von Quadraten des Betrags der realen und imaginären Teile des Eingangssignals S1, d. h. |I² + Q²|, auf. Je nach dem Schätzsignal S2 wird auf eine Nachschlagetabelle 28 zugegriffen. In der Nachschlagetabelle 28 sind reale Koeffizienten gespeichert, die von dem Schätzsignal S2 und der Obergrenze des Dynamikbereich des Leistungsverstärkers abhängen. In dem Dynamikbereich des Leistungsverstärkers sind die in der Tabelle 28 gespeicherten realen Koeffizienten Konstanten über null und betragen vorzugsweise eins. Unterschiede bezüglich eines der Werte der Koeffizienten in dem Dynamikbereich des Leistungsverstärkers müssen durch andere Elemente in der Ausgangsstufe des HF-Senders, beispielsweise des Aufwärtsmischers 2, herausskaliert werden. Über den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers hinaus werden die realen Koeffizienten so gewählt, daß der Betrag des durch eine Multiplikationseinheit 30 ausgegebenen Signals bei einem konstanten Wert bleibt. Die Multiplikationseinheit 30 ist vorgesehen, um den einem jeweiligen Schätzsignal S2 zugeordneten realen Koeffizienten mit dem komplexen Eingangssignal S1 zu multiplizieren. Somit besteht die Multiplikationseinheit aus zwei Multiplizierern.
Die Kombination des Schätzers 26, der Nachschlagetabelle 28 und des Multiplizierers 30 stellt einen komplexen Begrenzer dar, der ein Signal S3 bildet, dessen Leistung auf die Obergrenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers 4 beschränkt ist. Die obere Begrenzung des Begrenzers wird durch die realen Koeffizienten der Nachschlagetabelle 28 geliefert. Wiederum können die realen Koeffizienten der Nachschlagetabelle 28 aus der Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers 4 bestimmt werden. Somit liefern der Schätzer 26, die Tabelle 28 und die Multiplikationseinheit 30 eine Schätzung des Ausgangssignals, das durch den Leistungsverstärker ausgegeben würde, wenn er mit einem Eingangssignal gespeist würde, das einer Vorverzerrung durch die Vorverzerrungseinheit 12 unterworfen ist. Der Leistungsverstärker 4 und die Vorverzerrungseinheit 12 bilden zusammen einen weichen Begrenzer, d. h. einen Verstärker, der in dem Dynamikbereich desselben eine konstante Verstärkung und über den Dynamikbereich desselben hinaus eine harte Begrenzung aufweist. Somit bilden der Schätzer 26, die Tabelle 28 und die Multiplikationseinheit 30 zusammen einen Begrenzer, um das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 4, der mit einem vorverzerrten Eingangssignal gespeist wird, zu imitieren.
Das Ausgangssignal S3 der Multiplikationseinheit 30 imitiert das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 9, wenn ein Signal, das einer Vorverzerrung durch die Vorverzerrungseinheit 12 unterworfen wurde, an den Leistungsverstärker 4 angelegt wird. Das heißt, daß die Koeffizienten der Nachschlagtabelle 28 aus der Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers bestimmt werden können, während eine Vorverzerrung durch die Vorverzerrungseinheit 12 durchgeführt wird.
Das Signal S3, das ein begrenztes Eingangssignal darstellt, wird unter Verwendung einer Kombinationseinrichtung 32 mit dem Eingangssignal S1 kombiniert. Die Kombinationseinrichtung 32 kann entweder ein Addierer oder ein Subtrahierer sein, je nach den entsprechenden Vorzeichen der Signale bzw. der in der Nachschlagetabelle 28 gespeicherten Koeffizienten. In beiden Fällen gibt das Ausgangssignal S4 der Kombinationseinrichtung 32, das als ein Vorlinearisierungssignal bezeichnet werden kann, einen Signalabschnitt des Eingangssignals S1 wieder, der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers 4 überschreitet.
Das Vorlinearisierungssignal S4 wird an ein zeitdispersives Element 34, d.h. ein Element zum Erweitern des Signals S4 in der Richtung der Zeitachse, angelegt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfaßt das zeitdispersive Element 34 ein Bandpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter. Somit wird ein erweitertes Vorlinearisierungssignal S5 erzeugt. Das erweiterte Vorlinearisierungssignal S5 wird unter Verwendung einer weiteren Kombinationseinrichtung 36 mit dem Eingangssignal S1 kombiniert, um das Ausgangssignal S6 der Vorlinearisierungseinheit 10 zu erzeugen, das an den Eingang der Vorverzerrungseinheit 12 angelegt wird. Wiederum kann die Kombinationseinrichtung 36 ein Addierer oder ein Subtrahierer sein, je nach den entsprechenden Vorzeichen der Signale. In beiden Fällen wird von dem Eingangssignal S1 unter Verwendung der Kombinationseinrichtung 36 eine erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals, der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers überschreitet, subtrahiert. Der Ausgang S6 der Kombinationseinrichtung 36 ist der Eingang in die Vorverzerrungseinheit 12.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Vorlinearisierungseinheit 10 beschrieben. In 2 ist ein Zeitdiagramm gezeigt, das den Signalverlauf der Einhüllenden U eines typischen Mehrträgersignals, das das Eingangssignal S1 darstellt, veranschaulicht. Die Kennzeichnung der Abszisse, der Zeitachse, bezieht sich auf Abtastwerte. Die Kennzeichnung der Ordinate bezieht sich auf die Amplitude |U| des Eingangssignals S1. An diesem Punkt sei angemerkt, daß es keinerlei Unterschied macht, ob die Amplitude oder der quadrierte Betrag des Eingangssignals in der Richtung der Ordinate aufgezeichnet wird, da sowohl die Amplitude als auch der quadrierte Betrag Maße für die Leistung des Eingangssignals sind. Ferner zeigt 2 den Signalverlauf des Signals S4, das das Vorlinearisierungssignal darstellt, d.h. den Signalabschnitt des Eingangssignals S1, der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers überschreitet.
3, deren Ordinate im Vergleich zu 2 einen anderen Maßstab verwendet, zeigt das Vorlinearisierungssignal S4 und das erweiterte Vorlinearisierungssignal S5, das durch die Erweiterung des Vorlinearisierungssignals S4 in der Richtung der Zeitachse unter Verwendung des zeitdispersiven Elements 34 erzeugt wurde. Das erweiterte Vorlinearisierungssignal S5 wird von dem Eingangssignal S1 subtrahiert. Die Verwendung des erweiterten Vorlinearisierungssignals, um das Eingangssignal S1 vorzulinearisieren, führt zu einer Verschiebung einer Störemission in dem Ausgangssignal des Leistungsverstärkers weg von den Kanälen, die zu dem Nutzkanal benachbart sind, und hin zu entfernteren Kanälen.
Die reine Begrenzung des Eingangssignals auf den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers würde aufgrund einer Nachbarkanal-Störemission aufgrund der komplexen Beschaffenheit des Eingangssignals und der Signalflanken, die dadurch erzeugt werden, daß das Eingangssignal kaum auf den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers begrenzt wird, nicht zu einer angemessenen Verringerung von Störsignalabschnitten führen. Somit ist das zeitdispersive Element 34 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Vorlinearisierungseinheit 10 vorgesehen.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das zeitdispersive Element 34 ein Bandpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter. Die Filterkoeffizienten sowohl des Bandpaßfilters als auch des Tiefpaßfilters können aus der Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers im voraus ermittelt werden, indem die Spektralleistung des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers gemessen wird und indem die Leistung in den zu dem Nutzkanal benachbarten Kanälen als Kriterium zum Optimieren der Filterkoeffizienten verwendet wird. Für eine derartige Optimierung können bekannte Algorithmen, beispielsweise ein Simplex-Algorithmus, verwendet werden. Wie bei den realen Koeffizienten der Nachschlagetabelle 28 werden die Filterkoeffizienten des zeitdispersiven Filters 34 vorzugsweise bestimmt, während eine Vorverzerrung unter Verwendung der Vorverzerrungseinheit 12 durchgeführt wird.
Die realen Koeffizienten der Tabelle 28 werden vorzugsweise bestimmt, während die Vorlinearisierungseinrichtung inaktiv ist. Desgleichen werden die Filterkoeffizienten des zeitdispersiven Filters 34 vorzugsweise bestimmt, während die Vorlinearisierungseinheit 10 inaktiv ist, oder während zumindest das zeitdispersive Filter inaktiv ist. Somit kann eine Umgehung des zeitdispersiven Filters 34 geliefert werden.
Wie bereits erwähnt wurde, werden die in Tabelle 22 gespeicherten Vorverzerrungskoeffizienten, die in Tabelle 28 gespeicherten Koeffizienten und die Filterkoeffizienten des zeitdispersiven Filters 34 bestimmt, wenn die Schaltung nicht in Betrieb ist, beispielsweise wenn die Schaltung hergestellt oder in Betrieb genommen wird. Um in der Lage zu sein, zu gewissen Zeitpunkten während des Betriebs der erfindungsgemäßen Schaltung eine Feineinstellung durchzuführen, kann optional eine Anpaßeinrichtung 40 vorgesehen sein, die das Eingangssignal S1 und das Ausgangssignal S9 des Leistungsverstärkers vergleicht, um herauszufinden, ob zwischen diesen beiden Signalen eine lineare Beziehung, beispielsweise eine einfache Verstärkung, existiert. Falls eine derartige lineare Beziehung nicht existiert, weist dies darauf hin, daß sich die Umgebungsbedingungen geändert haben und daß die Koeffizienten in den Tabellen 22 und 28 und/oder die Filterkoeffizienten des zeitdispersiven Filters 34, das vorzugsweise ein digitales Filter ist, somit nicht mehr auf optimale Weise eingestellt sind. Bei einem Neukalibrierungsschritt modifiziert die Anpaßeinrichtung auf geeignete Weise die Koeffizienten und/oder Filterkoeffizienten, um derartige veränderte Umgebungsbedingungen, die auf ein Altern des Leistungsverstärkers, auf Temperaturänderungen, auf Variationen der Versorgungsspannung, auf Kanalumschaltungen, auf veränderte Arbeitspunkte und der gleichen zurückzuführen sind, zu kompensieren. Zu diesem Zweck befindet sich die Anpaßeinrichtung 40 in Kommunikation mit der Eingangsleitung, die das Eingangssignal S1 führt, dem Ausgang des Leistungsverstärkers 4, den Nachschlagetabellen 22 und 28 und dem zeitdispersiven Element 34.
Um vorbestimmte Verzögerungszeiten der Vorlinearisierungseinheit und der Vorverzerrungseinheit zu berücksichtigen, können in dem Signalweg des Eingangssignals S1 über die Kombinationseinrichtung 36 und den Vorverzerrer 24 zu dem Aufwärtsmischer 2 entsprechende Verzögerungselemente vorgesehen sein. Die Verzögerungszeit der Vorlinearisierung oder der Vorverzerrung gemäß der vorliegenden Erfindung wird von Anfang an bestimmt und hängt von keinerlei Parametern ab, da die Vorverzerrung vorzugsweise durch einen externen Takt synchronisiert wird. Daher kann die Verzögerungszeit auf einfache und wertvolle Weise kompensiert werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung durch Vorlinearisieren und Vorverzerren eines Eingangssignals, das über einen Leistungsverstärker gesendet werden soll, ist in 4 gezeigt. Komponenten, die in 1 und 4 identisch sind, sind mit identischen Bezugszeichen versehen. In Verbindung mit 4 sind im folgenden lediglich Unterschiede zwischen den in 1 und 4 gezeigten Schaltungen beschrieben.
Wie aus 4 ersichtlich ist, wird lediglich ein Schätzer 26 verwendet, um ein Schätzsignal auf der Basis der Leistung des Eingangssignals S1 zu erzeugen. Das Schätzsignal wird verwendet, um sowohl auf eine Nachschlagetabelle 28' für reale Koeffizienten als auch auf eine Tabelle 22' für komplexe Koeffizienten zuzugreifen. Die Nachschlagetabelle 28' für reale Koeffizienten wird bei der Vorlinearisierungseinheit der 4 verwendet, die aus den Elementen 26, 28', 30, 32, 34 und 36 gebildet ist. Die Nachschlagetabelle 22' für komplexe Koeffizienten wird in der in 4 gezeigten Vorverzerrungseinheit verwendet, die aus den Elementen 26, 22' und 24 gebildet ist. Somit stellt das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel eine "verschachtelte" Version der Vorlinearisierungseinheit 10 und der Vorverzerrungseinheit 12, die in 1 gezeigt sind, dar.
Gemäß dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird in Abhängigkeit von einem Schätzsignal, das auf der Leistung des Eingangssignals S1 beruht, statt in Abhängigkeit von einem Schätzsignal, das auf der Leistung des vorlinearisierten Signals S6 beruht, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1, auf die Nachschlagetabelle 22' zugegriffen. Diese Annäherung verringert die durch die Vorverzerrungseinheit erreichte Linearisierungsverstärkung. Jedoch wird sogar ein hochgradig nicht-linearer Leistungsverstärker 4 immer noch auf angemessene Weise linearisiert, indem die Wirkung der Vorlinearisierungseinheit, die das zeitdispersive Element aufweist, zusätzlich genutzt wird.
Unter Verwendung der obigen Annäherung wird im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Schaltung, bei der zwei Schätzer 20 und 26 vorgesehen sind, lediglich ein Schätzer benötigt. Falls eine Einheit zum Bilden des quadrierten Betrags des komplexen Eingangssignals verwendet wird, werden aufgrund des Ersparnisses eines zweiten Schätzers vier Multiplizierer eingespart.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Koeffizienten der Nachschlagetabellen 22 und 22' derart gewählt werden, daß ein Übersteuern des Leistungsverstärkers auf der Eingangsseite begrenzt werden kann, um Schäden und eine Überlast zu vermeiden.
5 zeigt drei Frequenzspektren an dem Ausgang einer Wanderfeldröhre. Das Frequenzspektrum 100 wird bei einem Eingangssignal, das keinerlei Vorlinearisierung oder Vorverzerrung unterworfen wurde, erhalten. Das Frequenzspek trum 200 wird mit einem Eingangssignal erhalten, das einer Vorverzerrung unter Verwendung einer Vorverzerrungseinheit 12 unterworfen wurde. Schließlich wurde das Frequenzspektrum 300 unter Verwendung eines Eingangssignals erhalten, das unter Verwendung der in 4 gezeigten erfindungsgemäßen Schaltung vorlinearisiert und vorverzerrt wurde. Wie aus 5 ersichtlich ist, wird die Störemission in den zu dem Nutzkanal 50 benachbarten Kanälen verringert, wenn die erfindungsgemäße Schaltung verwendet wird, im Vergleich zu dem Frequenzspektrum 200 bei Verwendung lediglich einer Vorverzerrung.
6 zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen Vorverzerrungseinheit, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und die eine Verwendung einer Nachschlagetabelle ermöglicht, die eine verringerte Größe aufweist, zum Speichern komplexer Vorverzerrungskoeffizienten. Für den realen Teil, A_R, der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten gilt die folgende Beziehung: (1 – a) < AR < (1 + a).
Für den imaginären Teil, A_I, der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten gilt die folgende Gleichung: –b< AI < b.
Somit akzeptiert A_R Werte in einem zu Eins benachbarten Bereich, wohingegen A_I Werte in einem zu Null benachbarten Bereich akzeptiert. Angesichts der obigen Beziehungen erkannten die Erfinder, daß in dem Fall, in dem A_R – K und nicht A_R in der Nachschlagetabelle gespeichert ist, wobei K eine Konstante mit 0 < K < 2 ist, eine Nachschlagetabelle mit einer verringerten Wortlänge verwendet werden kann. Aufgrund der oben erwähnten Bandbreite von Werten des realen Koeffizienten A_R wird das beste Ergebnis erzielt, wenn die Konstante K auf Eins eingestellt wird. Jedoch kann eine Verringerung der Wortlänge erreicht werden, solange K größer als 0 und nicht größer als 2 gewählt wird.
Somit wird B_R = A_R – K als die realen Vorverzerrungskoeffizienten in der Nachschlagetabelle gespeichert.
Diese Modifizierung des gespeicherten realen Koeffizienten muß in dem Vorverzerrer, der mit dem Eingangssignal und der Nachschlagetabelle gekoppelt ist, kompensiert werden. Somit muß die durch die Vorverzerrungseinheit durchgeführte Vorverzerrung die folgende Gleichung erfüllen: S8(k) = (Re{S6(k)} + jIm{S6(k)})·(1 + BR(n) + jAI(n)),wobei n = f(S6(k)).
Eine Vorverzerrungseinheit zum Erhalten einer Vorverzerrung gemäß der obigen Definition ist in 6 gezeigt. Ein komplexes Eingangssignal S6(k), beispielsweise ein OFDM-Signal, ist ein komplexes digitales Signal, das bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel einen laufenden Index k aufweist. Gemäß der in 6 gezeigten Vorverzerrungseinheit wird das Eingangssignal S6(k) zum Bestimmen eines Schätzsignals auf der Basis der Leistung des Eingangssignals S6(k) an einen Schätzer 110 angelegt.
Der Schätzer 110 ist mit einer Nachschlagetabelle 120 verbunden, bei der komplexe Vorverzerrungskoeffizienten B_R(f(S6(k))) und A_I (f(S6(k))) gespeichert sind. Wie oben erläutert wurde, wird der Koeffizient B_R aus dem realen Vorverzerrungskoeffizienten A_R, der bei Vorverzerrern des Standes der Technik verwendet wird, erhalten, indem K gemäß B_R = A_R – K subtrahiert wird. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Konstante K auf Eins eingestellt.
Auf die Nachschlagetabelle 120 wird auf der Basis des durch den Schätzer 110 bestimmten Schätzsignals 122 zugegriffen, um die Vorverzerrungskoeffizienten B_R und A_I an einen Vorverzerrer 24 anzulegen. Ferner wird das Eingangssignal S6(k) an den Vorverzerrer 24 angelegt. In der Vorverzerrungseinheit wird eine Vorverzerrung gemäß S8(k) = (Re{S6(k)} + jIm{S6(k)})·(1 + BR(n) + jAI(n)),wobei n = f(S6(k)), durchgeführt, um ein vorverzerrtes Signal S8(k) zu erzeugen, das an die Ausgangsstufe, d.h. den Leistungsverstärker, angelegt werden soll. Zu diesem Zweck weist die Vorverzerrungseinheit eine Multiplikationseinheit 126 und einen Umgehungsweg 128 zum Umgehen der Multiplikationseinheit 126 auf, wobei der Umgehungsweg 128 vorgesehen ist, um das Eingangssignal S6(k) mit der Konstante K zu multiplizieren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Konstante K auf Eins eingestellt, und somit ist die Umgehung 128 eine einzelne/einzige Brücke zwischen dem Eingang der Multiplikationseinheit 126 und dem Ausgang derselben. Eine Kombinationseinheit 130 ist vorgesehen, um den Ausgang der Multiplikationseinheit 126 und den Ausgang des Umgehungswegs 128 zu kombinieren. Somit wird das vorverzerrte Eingangssignal S8(k) gemäß der oben erwähnten Gleichung erhalten.
Obwohl oben bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bezüglich komplexer digitaler Eingangssignale beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung auch bei analogen Eingangssignalen verwendbar. In einem solchen Fall kann eine Quantisierungseinrichtung verwendet werden, die Quantisierte-Einhüllende-Werte bildet, wobei die Werte in Abhängigkeit von der Einhüllenden des Eingangssignals, die durch einen Einhüllende-Detektor erfaßt wird, gebildet werden. Ein geeigneter Teil des Eingangssignals, der zum Erfassen der Einhüllenden erforderlich ist, kann auf eine Weise, die Fachleuten bekannt ist, z.B. mittels eines Richtkopplers, von dem Hauptsignalweg genommen werden. Fer ner können Digital-Analog-Wandler und IQ-Modulatoren vorgesehen sein, um die jeweiligen Koeffizienten an die jeweiligen analogen Signale anzulegen.

Claims

Eine Schaltung zum Verringern einer Nachbarkanalstörung durch ein Vorlinearisieren und ein Vorverzerren eines Eingangssignals (S1), das über einen Leistungsverstärker (4) gesendet werden soll, der eine nichtlineare Übertragungscharakteristik und einen begrenzten Dynamikbereich aufweist, wobei die Schaltung folgende Merkmale aufweist: eine Vorlinearisierungssignalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Vorlinearisierungssignals (S4), das einen Signalabschnitt des Eingangssignals (S1), der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers (4) überschreitet, wiedergibt; ein Element (34) zum Erweitern des Vorlinearisierungssignals (S4) entlang der Zeitachse, um ein erweitertes Vorlinearisierungssignal (S5) zu erzeugen, das eine erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals (S1), der die Begrenzung überschreitet, wiedergibt; ein Element (36) zum Kombinieren des erweiterten Vorlinearisierungssignals (S5) und des Eingangssignals (S1), derart, daß die erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals (S1), der die Begrenzung überschreitet, von dem Eingangssignal (S1) subtrahiert wird, um ein vorlinearisiertes Signal (S6) zu erzeugen; eine Vorverzerrungseinheit zum Vorverzerren des vorlinearisierten Signals (S6) unter Verwendung von komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, die von der Leistung des Eingangssignals (S1) oder der Leistung des vorlinearisierten Signals (S6) und der im voraus bestimmten nichtlinearen Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers abhängen, derart, daß die durch die nichtlineare Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers (4) eingebrachte Verzerrung nach Betrag und Phase im wesentlichen kompensiert ist.
Eine Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Vorlinearisierungssignalerzeugungseinheit folgende Merkmale aufweist: einen Begrenzer (26, 28, 30; 28'), der eine obere Begrenzung zum Erzeugen eines begrenzten Eingangssignals (S3) auf der Basis des Eingangssignals (S1) aufweist, wobei die obere Begrenzung des Begrenzers der Obergrenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers entspricht; und ein Element (32) zum Kombinieren des begrenzten Eingangssignals (S3) und des Eingangssignals (S1), um das Vorlinearisierungssignal (S4) zu erzeugen.
Eine Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Vorverzerrungseinheit folgende Merkmale aufweist: einen Schätzer (20) zum Bestimmen eines Schätzsignals (S7) auf der Basis der Leistung des vorlinearisierten Signals (S6); eine Tabelle (22) zum Speichern der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, wobei die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten von der Leistung des vorlinearisierten Signals (S6) und der Nichtlinearität des Leistungsverstärkers abhängen; und einen Vorverzerrer (24) zum Anlegen der komplexen Vor verzerrungskoeffizienten an das vorlinearisierte Signal (S6).
Eine Schaltung gemäß Anspruch 2, bei der die Vorverzerrungseinheit folgende Merkmale aufweist: einen Schätzer (26) zum Bestimmen eines Schätzsignals (S2) auf der Basis der Leistung des Eingangssignals (S1); eine Tabelle (22') zum Speichern der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, wobei die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten von der Leistung des Eingangssignals (S1) und der Nichtlinearität des Leistungsverstärkers abhängen; und einen Vorverzerrer (24) zum Anlegen der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten an das vorlinearisierte Signal (S6).
Eine Schaltung gemäß Anspruch 2 oder 4, bei der der Begrenzer (26, 28, 30; 28') folgende Merkmale aufweist: einen Schätzer (26) zum Bestimmen eines Schätzsignals (S2) auf der Basis der Leistung des Eingangssignals (S1); eine Tabelle (28) zum Speichern reeller Koeffizienten, wobei die reellen Koeffizienten von der Leistung des Eingangssignals (S1) und der Obergrenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers (4) abhängen; und ein Element (30) zum Anlegen der reellen Koeffizienten an das Eingangssignal (S1), derart, daß das begrenzte Eingangssignal (S3) erzeugt wird.
Eine Schaltung gemäß Anspruch 5 unter Rückbezug auf Anspruch 4, bei der ein Schätzer (26) zum Bestimmen eines Schätzsignals (S2) auf der Basis der Leistung des Eingangssignals (S1) durch die Vorlinearisierungssignalerzeugungseinheit und die Vorverzerrungseinheit gemeinsam verwendet wird.
Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der der jeweilige Schätzer (20, 26) eine Einrichtung zum Ableiten der Summe von Quadraten der Größe der reellen und imaginären Teile des jeweiligen Signals umfaßt.
Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der der Vorverzerrer (24) einen komplexen Multiplizierer zum Multiplizieren der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten mit dem vorlinearisierten Signal umfaßt.
Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Element (34) zum Erweitern des Vorlinearisierungssignals (S4) entlang der Zeitachse ein Bandpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter ist.
Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, die ferner einen Adapter zum Anpassen der Koeffizienten der Tabelle oder der Tabellen (22, 28; 22', 28'), um Änderungen der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers (4) zu berücksichtigen, umfaßt.
Eine Schaltung gemäß Anspruch 9, bei der Filterkoeffizienten des Bandpaßfilters oder des Tiefpaßfilters auf der Basis der Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers (4) im voraus bestimmt werden.
Eine Schaltung gemäß Anspruch 11, die ferner einen Adapter (40) zum Anpassen der Koeffizienten der Tabelle oder der Tabellen (22, 28; 22', 28') und/oder der Filterkoeffizienten des Bandpaßfilters oder des Tief paßfilters, um Änderungen der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers zu berücksichtigen, umfaßt.
Ein Verfahren zum Verringern einer Nachbarkanalstörung durch ein Vorlinearisieren und ein Vorverzerren eines über einen Leistungsverstärker (4), der eine nichtlineare Übertragungscharakteristik und einen begrenzten Dynamikbereich aufweist, zu sendenden Eingangssignals (S1), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erzeugen eines Vorlinearisierungssignals (S4), das einen Signalabschnitt des Eingangssignals (S1), der den Dynamikbereich des Leistungsverstärkers (4) überschreitet, wiedergibt; Erweitern des Vorlinearisierungssignals (S4) entlang der Zeitachse, um ein erweitertes Vorlinearisierungssignal (S5) zu erzeugen, das eine erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals (S1), der die Begrenzung überschreitet, wiedergibt; Kombinieren des erweiterten Vorlinearisierungssignals (S5) und des Eingangssignals (S1), derart, daß die erweiterte Version des Signalabschnitts des Eingangssignals, der die Begrenzung überschreitet, von dem Eingangssignal (S1) subtrahiert wird, um ein vorlinearisiertes Signal (S6) zu erzeugen; Vorverzerren des vorlinearisierten Signals (S6) unter Verwendung von komplexen Vorverzerrungskoeffizienten, die von der Leistung des Eingangssignals (S1) oder der Leistung des vorlinearisierten Signals (S6) und der im voraus bestimmten nichtlinearen Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers (4) abhängen, derart, daß die durch die nichtlineare Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers (4) eingebrachte Verzer rung nach Betrag und Phase im wesentlichen kompensiert wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem der Schritt des Erzeugens des Vorlinearisierungssignals (S4) folgende Schritte umfaßt: Erzeugen eines begrenzten Eingangssignals (S3) auf der Basis des Eingangssignals durch ein Begrenzen des Eingangssignals (S1) auf eine obere Begrenzung, wobei die obere Begrenzung der Obergrenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers (4) entspricht; und Kombinieren des begrenzten Eingangssignals (S3) und des Eingangssignals (S1), um das Vorlinearisierungssignal (S4) zu erzeugen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem der Schritt des Vorverzerrens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen eines Schätzsignals (S7) auf der Basis der Leistung des vorlinearisierten Signals (S6); Zugreifen, auf der Basis des Schätzsignals (S7), auf eine Tabelle (22), die die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten speichert, wobei die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten von der Leistung des vorlinearisierten Signals (S6) und der nichtlinearen Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers (4) abhängen; und Anlegen der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten an das vorlinearisierte Signal (S6).
Ein Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Schritt des Vorverzerrens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen eines Schätzsignals (S2) auf der Basis der Leistung des Eingangssignals (S1); Zugreifen, auf der Basis des Schätzsignals (S2), auf eine Tabelle (22'), die die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten speichert, wobei die komplexen Vorverzerrungskoeffizienten von der Leistung des Eingangssignals (S1) und der nichtlinearen Übertragungscharakteristik des Leistungsverstärkers (4) abhängen; und Anlegen der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten an das vorlinearisierte Signal (S6).
Ein Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 16, bei dem der Schritt des Erzeugens des begrenzten Eingangssignals (S3) folgende Schritte umfaßt: Bestimmen eines Schätzsignals (S2) auf der Basis der Leistung des Eingangssignals (S1); Zugreifen, auf der Basis des Schätzsignals (S2), auf in einer Tabelle (28) gespeicherte reelle Koeffizienten, wobei die reellen Koeffizienten von der Leistung des Eingangssignals (S1) und der Obergrenze des Dynamikbereichs des Leistungsverstärkers (4) abhängen; und Anlegen der reellen Koeffizienten an das Eingangssignal (S1), um das begrenzte Eingangssignal (S3) zu erzeugen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 17 unter Rückbezug auf Anspruch 16, bei dem ein Schätzer (26) zum Bestimmen eines Schätzsignals (S2) auf der Basis der Leistung des Eingangssignals (S1) für den Schritt des Erzeugens des begrenzten Eingangssignals (S3) und für den Schritt des Vorverzerrens gemeinsam verwendet wird.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem die jeweiligen Schritte des Bestimmens eines Schätzsignals (S2, S7) die Schritte des Ableitens der Summe von Quadraten des absoluten Wertes des reellen und des imaginären Teils des jeweiligen Signals umfassen.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem der Schritt des Vorverzerrens den Schritt des komplexen Multiplizierens der komplexen Vorverzerrungskoeffizienten mit dem vorlinearisierten Signal (S6) umfaßt.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem der Schritt des Erzeugens des erweiterten Vorlinearisierungssignals (S5) den Schritt des Leitens des Vorlinearisierungssignals (S4) durch ein Bandpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter umfaßt.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21, das ferner den Schritt des Anpassens der Koeffizienten der Tabelle oder der Tabellen (22, 28; 22', 28'), um Änderungen der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers zu berücksichtigen, umfaßt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner den Schritt des Bestimmens von Filterkoeffizienten des Bandpaßfilters oder des Tiefpaßfilters auf der Basis der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers (4) umfaßt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 23, das ferner den Schritt des Anpassens der Koeffizienten der Tabelle oder der Tabellen (22, 28; 22', 28') und/oder der Filterkoeffizienten des Bandpaßfilters oder des Tiefpaßfilters, um Änderungen der Übertragungscharakteristika des Leistungsverstärkers (4) zu berücksichtigen, umfaßt.