DE60118181T2

DE60118181T2 - Verfahren zur feststelluntg der verstärkung von verschiedenen trägern, funkübertragungseinheit und für solche einheit bestimmtes modul

Info

Publication number: DE60118181T2
Application number: DE60118181T
Authority: DE
Inventors: Andre Dekker
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2006-09-07
Also published as: US20030153285A1; EP1285508B1; ATE321391T1; EP1499035A2; JP2004519182A; CN1196294C; WO2002084935A1; DE60118181T8; US7110727B2; CN1436412A; JP3887316B2; DE60118181D1; US20070004351A1; EP1499035B1; EP1499035A3; ES2258530T3; BR0111736A; EP1285508A1; ES2283922T3

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, wobei der Mehrträgersender Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Modulationsmitteln ausgegebenen Signalen und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Signale zur Übertragung umfasst. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Funkübertragungseinheit, ein Modul für eine solche Funkübertragungseinheit und ein Funkkommunikationsnetz, das eine solche Funkübertragungseinheit aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, in Funkkommunikationssystemen zellulare Basisstationssender einzusetzen, die Signale mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen ausgeben. Bei solchen Sendern ist es sehr wichtig, die Funkfrequenzverstärkungen und demzufolge die Ausgangsleistungen für jeden Träger genau auf vorbestimmte Pegel regeln zu können.
In herkömmlichen Basisstationssendern, die einen separaten Sender für jeden Träger aufweisen, kann die Funkfrequenzverstärkung für jeden Träger unabhängig von der Verstärkung der übrigen Träger bestimmt werden.
Zur Illustration zeigt 1 ein Blockdiagramm eines solchen herkömmlichen Basisstationssenders auf der Basis von RF-(Funkfrequenz)-IQ-(In-Phase und Quadratur)-Modulatoren. Der Basisstationssender umfasst N Einträger-Sender, von denen der erste und der letzte dargestellt sind. Bezugszeichen von Komponenten oder von Werten der Sender mit einem Index 1 oder N zeigen an, dass sie dem 1. oder N-ten Einträger-Sender zugeordnet sind.
Jeder der N Einträgersender beinhaltet einen Basisbandmodulator 1, dessen Eingang mit Elementen (nicht dargestellt) eines Kommunikationsnetzes verbunden ist, die Datensymbole liefern, und dessen Ausgänge mit zwei Digital-Analog-Wandlern 3, 4 verbunden sind. Die Digital-Analog-Wandler 3, 4 sind mit Eingängen eines RF-Modulators 5 verbunden. Ein zusätzlicher Eingang des RF-Modulators 5 ist mit einem Lokaloszillator (LO) 6 verbunden, während der Ausgang des RF-Modulators 5 mit einem Eingang eines RF-Regelverstärkers 7 verbunden ist. Der Ausgang des RF-Verstärkers 7 ist mit einem Einträger-Leistungsverstärker (SCPA) 8 und der Ausgang des SCPA 8 jedes Einträgersenders ist über eine gemeinsame Summiereinheit 10 mit einer Sendeantenne 11 verbunden. Der Ausgang des SCPA 8 ist ferner mit einem Eingang einer Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 verbunden, die zu dem jeweiligen Einträgersender gehört.
Gleichermaßen ist der Basisbandmodulator 1 über eine Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 mit einem Eingang der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9verbunden. Der Ausgang der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 bildet einen Verstärkungssteuereingang des RF-Verstärkers 7. In der Praxis können noch weitere Aufwärtskonvertierungsstufen und -verstärker sowie Filter einbezogen werden.
Die Basisbandmodulatoren 1 der N Einträgersender empfangen Symbole vom Netzwerk, die über die Sendeantenne 11 über die Luftschnittstelle übertragen werden sollen. Der Basisbandmodulator 1 des jeweiligen Senders erzeugt einen digitalisierten Signalpfad in der komplexen Ebene im IQ-Format und leitet die Signale zu den beiden Digital-Analog- Wandlern (DAC) 3, 4 weiter. Jedes der digitalen IQ-Signale wird von einem der beiden Digital-Analog-Wandler 3, 4 in ein analoges Signal I, Q umgewandelt und dann zum RF-Modulator 5 gespeist. Im RF-Modulator 5 werden beide Signale I, Q auf einen von N Trägern moduliert, der vom Lokaloszillator 6, der dem jeweiligen Einträgersender zugeordnet ist, bestimmt wird. Das Ausgangssignal des RF-Modulators 5 wird dann vom RF-Verstärker 7 mit dem Verstärkungsfaktor verstärkt, der gemäß dem am jeweiligen RF-Verstärker 7 anliegenden Verstärkungsregelsignal GC₁, GC_N eingestellt wurde, und zum SCPA 8 gespeist. Die von den N Einträgersendern ausgegebenen Leistungen werden am Ausgang des SCPA 8 durch die Summiereinheit 10 zur Übertragung durch die Sendeantenne 11 kombiniert.
Die Leistung REF₁, REF_N des Ausgangssignals jedes Basisbandmodulators 1 wird in der assoziierten Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 berechnet und zur jeweiligen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 weitergeleitet. Ebenso wird der Ausgang jedes der SCPAs 8 zusätzlich zur jeweiligen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 gespeist, wo die Ausgangsträgerleistung gemessen und mit der Ausgangsleistung verglichen wird, die von der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 des entsprechenden Einträgersenders bereitgestellt wird. Der Quotient dieser Leistungen bildet die Verstärkung des jeweiligen RF-Pfades G₁, G_N. Wenn die gemessene Verstärkung G₁, G_N auf dem RF-Pfad eines der N Einträger-Sender vom gewünschten Wert abweicht, dann ändert die verantwortliche Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 9 das Verstärkungsregelsignal GC₁, GC_N, das an den jeweiligen RF-Verstärker 7 für diesen Pfad angelegt wurde, um die Verstärkung G₁, G_N in die Richtung der gewünschten Verstärkung zu lenken.
Ebenso ist eine unabhängige Leistungsregelung der unterschiedlichen Träger in einer anderen, in 2 gezeigten Ausgestaltung eines herkömmlichen Basisstationssenders möglich. Der Basisstationssender entspricht dem von 1, mit der Ausnahme, dass jeder Basisbandmodulator 1 jetzt über einen digitalen Aufwärtskonverter 12 und einen einzelnen Digital-Analog-Wandler 14 mit dem jeweiligen RF-Verstärker 7 verbunden ist. Ein Eingang des digitalen Aufwärtskonverters 12 ist ferner mit einem numerisch gesteuerten Oszillator (NCO) 13 verbunden. Die Komponenten der Einträgersender, die den Komponenten der Einträgersender von 1 entsprechen, erhielten dieselben Bezugszeichen.
Im Gegensatz zu dem Beispiel von 1 erfolgt hier die Konvertierung der digitalen IQ-Signale, die von einem der Basisbandmodulatoren 1 ausgegeben wurde, in ein moduliertes RF-Signal in der digitalen Domäne durch den jeweiligen digitalen Aufwärtskonverter 12, dessen Frequenz vom NCO 13 bestimmt wird, der dem digitalen Aufwärtskonverter 12 zugeordnet ist. Der Ausgang des digitalen Aufwärtskonverters 12 wird dann von dem einen Digital-Analog-Wandler 14 in ein analoges Signal umgewandelt. Digital-Analog-Wandler 14 können derzeit keine Hochqualitätssignale mit GHz-Frequenzen erzeugen. Daher hat die Architekur von 2 in der Praxis wenigstens eine zusätzliche analoge Aufwärtskonvertierungsstufe. Der Einfachheit halber wurde diese jedoch in dem Diagramm nicht dargestellt.
Da die von den Basisbandmodulatoren 1 ausgegebene Leistung und der Ausgang der SCPAs 8 den Ausgängen von Basisbandmodulatoren 1 und SCPAs 8 von 1 entsprechen und zu den Leistungserkennungs- und -regelungseinheiten 9 wie in dem Beispiel von 1 gespeist werden, kann die RF-Verstärkung für jeden Träger unabhängig wie mit Bezug auf 1 beschrieben ermittelt werden. Auch hier werden die Verstärkungsregelsignale GC₁, GC_N wieder von den Leistungserkennungs- und -regelungseinheiten 9 gemäß den ermittelten Verstärkungen G₁, G_N bereitgestellt und an den jeweiligen RF-Verstärker 7 angelegt, um die Verstärkung für jeden Träger auf einen vorbestimmten Wert zu justieren.
Die Basisstation soll die für jeden Träger verwendete Ausgangsleistung genau auf einen vorbestimmten Wert regeln. Bei maximaler Ausgangsleistung verlangen die Standards GSM (Global System for Mobile Communication) und WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) eine Genauigkeit, die besser als ±2 dB pro Träger ist. Um diese Genauigkeit zuverlässig zu erzielen, sollte die Genauigkeit der Leistungsmessung in der Praxis noch besser als ±1 dB sein.
Wenn ein Einträger-Leistungsverstärker für jeden Träger verwendet wird, dann kann diese Genauigkeit z.B. mit einer der oben mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Architekturen erzielt werden, da Zugang zu den separaten Ausgangsleistungen jedes Trägers gegeben ist. Das Kombinieren der Träger erst an den Einträger-Leistungsverstärkerausgängen hat jedoch mehrere Nachteile. Ausgangsleistung geht verloren und die Änderung der Zahl der Träger in einer Basisstation ist sehr aufwändig. Eine zukünftige Basisstation wird daher die Träger bereits vor der Leistungsverstärkung oder noch früher kombinieren. Die Träger werden dann von einem einzigen Mehrträger-Leistungsverstärker leistungsverstärkt. Dies verursacht jedoch Probleme für die Leistungsregelung, da die individuelle Leistung der leistungsverstärkten Träger nicht mehr zugängig ist, sondern nur das von dem einen Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebene Mehrträgersignalausgang. Daher wird eine genaue Schätzung der individuellen Träger-RF-Verstärkungen komplizierter.
In einem bekannten Ansatz wird einfach davon ausgegangen, dass die RF-Verstärkung für alle Träger gleich ist. Demgemäß wird die Gesamtausgangsleistung gemessen und durch die Summe der Ausgangsleistungen der Basisbandmodulatoren dividiert. Dieser Quotient bildet die Gesamtverstärkung. Wenn die gemessene Verstärkung von dem gewünschten Wert abweicht, dann werden die Verstärkungsregelsignale für jeden RF-Verstärker gleichermaßen geändert, um die Verstärkung auf den richtigen Wert einzustellen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es keine Möglichkeit gibt zu gewährleisten, dass die RF-Verstärkungen für die unterschiedlichen Träger tatsächlich gleich sind und für alle Werte des gemeinsamen Verstärkungsregelsignals, unter allen Umweltbedingungen und während der gesamten Lebensdauer der Basisstation gleich bleiben. Die Beziehung der Verstärkungen zueinander kann nur während der Installation der Basisstation und, nach der Inbetriebnahme, durch einen Prüfbesuch vor Ort verifiziert werden.
In einem alternativen Ansatz wurde vorgeschlagen, einen Kanalisierer zu verwenden, um die einzelnen Träger am Ausgang des einzelnen Mehrträger-Leistungsverstärkers voneinander zu trennen. Die Leistungen der getrennten Träger können dann gemessen und mit den Leistungen der Basisbandsignale verglichen werden. Durch Dividieren des jeweiligen Wertepaares für einen Träger wird die Verstärkung für die individuellen Träger gefunden. Wenn eine der Verstärkungen von der vorbestimmten Verstärkung für diesen Träger abweicht, dann kann die Verstärkung individuell durch ein entsprechendes Verstärkungsregelsignal eingestellt werden. Der Nachteil dieser Methode ist, dass ein Kanalisierer benötigt wird. Die benötigte Selektivität ist derart, dass ihre Implementation auf einer Zwischenfrequenz oder auf dem Basisband erfolgen muss. Daher werden ein oder zwei Abwärtskonvertierungsstufen benötigt, was die Komplexität erhöht und den Messwert unzuverlässiger macht. In der Praxis erfordert die Leistungsmessschaltung darüber hinaus eine automatische Kalibrierungsschaltung, um ihre Genauigkeit zu bewahren. Dies macht die Leistungsregelung recht kostspielig und platzaufwändig. Außerdem müssen, falls Frequenzsprungsender wie z.B. im GSM verwendet werden, auch die Kanalisierer für Frequenzsprung geeignet sein, was die Konstruktion noch komplexer macht.
M. Johansson, T. Mattsson und M. Faulkner stellen in dem Dokument „Linearization of Multi-Carrier Power Amplifiers", Proceedings of the Vehicular Technology Conference, New York, IEEE, US, 18. Mai 1993–20. Mai 1993, Bd. CONF. 43, auf den Seiten 684 bis 687 ein Mehrträgersystem vor, bei dem mehrere Träger von einem dedizierten Modulator moduliert werden, in dem die modulierten Signale von einem Kombinierer summiert werden und in dem das summierte Signal von einem Leistungsverstärker verstärkt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Funkübertragungseinheit, ein Modul für eine Funkübertragungseinheit und ein Funkkommunikationsnetzwerk bereitzustellen, das eine solche Funkübertragungseinheit aufweist, die eine einfache Ermittlung von separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems ermöglichen.
Diese Aufgabe wird einerseits mit einem Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems gelöst, wobei der Mehrträgersender Folgendes umfasst:
Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von den Modulationsmitteln ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, wobei

– die Leistung der vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger für wenigstens so viele unterschiedliche Sätze von Leistungen von auf die unterschiedlichen Träger modulierten Signalen ermittelt wird, wie es Träger gibt; und wobei
– die Funkfrequenzverstärkung zwischen dem Eingang der Signale zu den Modulationsmitteln und dem Ausgang des Mehrträger-Leistungsverstärkers für jeden Träger durch mathematisches Auswerten der Sätze von Leistungen der für die Modulation verwendeten Signale und der entsprechenden Leistungen der vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger ermittelt wird.

Andererseits wird die Aufgabe mit einer Funkübertragungseinheit für ein Funkkommunikationsnetzwerk mit einem Mehrträger-Sender gelöst, der Folgendes umfasst:
Mittel zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel zum Summieren der von dem Modulationsmittel ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, und mit Leistungserkennungs- und -regelmitteln, die als Eingang wenigstens so viele Sätze von Leistungen von zum Modulieren der Träger benutzten Signalen empfangen, wie es Träger gibt, die von dem Modulationsmittel bereitgestellt werden, und für jeden Satz die entsprechende Leistung der vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger, wobei die Leistungserkennungs- und -regelmittel geeignet sind, aus den empfangenen Leistungen die Funkfrequenzverstärkung in dem Mehrträger-Sender für jeden Träger mathematisch zu ermitteln.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner mit einem Modul für eine Funkübertragungseinheit in einem Funkkommunikationssystem gelöst, das die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit für eine Funkübertragungseinheit in einer der vorgestellten Variationen umfasst.
Das Verfahren, die Funkübertragungseinheit und das Modul der Erfindung gehen von der Idee aus, dass die Gesamtleistung der von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger mathematisch mit den Leistungen von vorbestimmten Signalen in den Einträgereinheiten als variable, aber bekannte Koeffizienten und der Gesamt-RF-Verstärkung für jeden Träger als unbekannte Werte beschrieben werden kann. Die vorbestimmten Signale können entweder Signale sein, die in die Mittel zum Modulieren der unterschiedlichen Träger eingegeben werden, oder Signale, die in in den Einträgereinheiten enthaltene Digital-Analog-Wandlern eingegeben werden. Die Leistungen der Signale in den Einträgereinheiten können leicht ermittelt werden und jede Variation dieser Leistungen führt zu einer entsprechenden Variation der Gesamtausgangsleistung. Eine Mehrzahl von Sätzen von unterschiedlichen Leistungen der in die Modulationsmittel bzw. in die Digital-Analog-Wandler eingegebenen Signale und die entsprechende Gesamtausgangsleistung ergeben eine Mehrzahl von Gleichungen, die mathematisch gelöst werden können, falls wenigstens genauso viele Sätze geliefert werden wie Träger vorhanden sind. Das vorgeschlagene Verfahren, Funkübertragungseinheit und Modul gemäß der Erfindung ermöglichen somit die Ermittlung von Verstärkungen der einzelnen Träger ohne die Verwendung eines Kanalisierers, aber trotzdem genau. Die Vermeidung von Kanalisierern bedeutet, dass die Implementation einfacher sein kann und dass es weniger Frequenzsprungprobleme gibt.
Die Erfindung verwendet mathematische Auswertungen von bestimmten Leistungen, um eine einfache und genaue Ermittlung der individuellen RF-Verstärkung von unterschiedlichen Trägern in einer Mehrträger-Funkübertragungseinheit zu ermöglichen.
Die Funkübertragungseinheiten der Erfindung können insbesondere Basisstationen sein, können aber gleichermaßen auch andere Übertragungseinheiten sein, die Mehrträgersignale zur Übertragung verwenden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch mit einem Funkkommunikationsnetzwerk gelöst, das eine erfindungsgemäße Funkübertragungseinheit umfasst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In den meisten Funkübertragungseinheiten kann die Leistung der zur RF-Modulation bereitgestellten Signale in Zeitschlitzen variiert werden, um die übertragene Leistung an die Erfordernisse des Mobilgeräts anzupassen. Spezieller, in TDMA-Systemen kann die Leistung jedes Trägers in Zeitschlitzen variiert werden. In CDMA-Systemen dagegen kann die Leistung der Benutzercodes in benutzerspezifischen Zeitschlitzen variiert werden, wobei die Zeitschlitze unterschiedlicher Benutzer nicht miteinander synchronisiert werden und jeder Träger eine Mehrzahl von Benutzern bedient. Demzufolge können die Zeitschlitze in der Trägerleistung eines CDMA-Signals nicht mehr erkannt werden. Die Möglichkeit des Variierens der Übertragungsleistung reduziert Interferenzen innerhalb des Netzwerks und mit anderen Netzwerken.
Es wird für die in einem TDMA-System eingesetzte Erfindung vorgeschlagen, dass die Leistung der in die Modulationsmittel oder in die Digital-Analog-Wandler eingegebenen Signale der Leistung von Signalen von einem Trägerzeitschlitz entspricht, insbesondere dem Durchschnitt der Leistung von einem Trägerzeitschlitz. Dies bedeutet, dass benutzte Messzeitschlitze vorteilhafterweise mit den Trägerzeitschlitzen synchronisiert werden. Aber auch in TDMA-Systemen braucht ein Zeitschlitz zur Messung nicht unbedingt mit einem Zeitschlitz zur Leistungsregelung zusammenzufallen. Die einzige Forderung für die Messzeitschlitze ist, dass sie lang genug sein müssen, um eine ausreichend genaue Leistungsmessung und eine Milderung der Effekte von möglichen geringfügigen Fehlausrichtungen zwischen den Schlitzen für die Leistung von in das Modulationsmittel eingegebenen Signalen und den Schlitzen für die Leistung des RF-Ausgangssignals des Mehrträger-Leistungsverstärkers zuzulassen.
Da die Leistung in einem CDMA-System zufallsmäßig zu variieren scheint, besteht keine Notwendigkeit für eine Synchronisation in einem solchen System, obwohl die Messungen vorzugsweise auch in Zeitschlitzen durchgeführt werden.
Die Leistungswerte von mehreren Messzeitschlitzen können in Registern gespeichert und als Eingang in einen mathematischen Algorithmus verwendet werden.
Einerseits können die Variationen von Leistung, die bei regulärem Verkehr verwendet werden, zum Bilden von kontinuierlichen Leistungssätzen und zum kontinuierlichen Ermitteln der Funkfrequenzverstärkung auf der Basis dieser Sätze verwendet werden. Andererseits kann die Leistung der Signale absichtlich variiert werden, besonders in Zeiten mit geringem Verkehr. Im letzteren Fall sollten die RF-Verstärkungen so stabil sein, dass sie sich im Laufe einer Zeitspanne von mehreren Stunden nicht erheblich ändern. In ruhigen Stunden können die Trägerleistungen z.B. auf die folgenden Weisen manipuliert werden: In einem CDMA-System ist es möglich, die Leistung eines Trägers durch Hinzufügen von Dummy-Verkehrskanälen vorübergehend zu erhöhen. In einem TDMA-System kann der Verkehr auf eine solche Weise organisiert werden, dass alle Träger nacheinander leere Zeitschlitze haben. Auf diese Weise wird eine Variation zwischen null (oder minimaler) Leistung und typischer Betriebsleistung erzeugt. Im GSM-System stellt der BCCH-Träger ein Problem dar, da alle seine Zeitschlitze die gleiche Leistung haben sollen. Wenn die Sender jedoch Frequenzsprungfähigkeit haben, dann kann der BCCH-Träger auf einen anderen RF-Pfad umgeleitet werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, null oder minimale Sendeleistung in dem Sender zu arrangieren, der normalerweise den BCCH sendet.
Um die Verstärkungen von N unterschiedlichen Trägern zu ermitteln, reichen im Prinzip N lineare Gleichungen mit den N Verstärkungen als N Unbekannte in jeder Gleichung aus. In der Praxis, besonders dann, wenn die Trägerleistungen zufallsmäßig gemäß den Erfordernissen des Funknetzes variieren, gibt es jedoch keine Garantie dafür, dass das Gleichungssystem gut konditioniert ist. Auch die gemessene Ausgangsleistung kann Fehler enthalten, obwohl dies nicht zu großen Fehlern in den errechneten RF-Verstärkungen zu führen braucht. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden daher mehr als N Sätze ermittelt und eine Maximum-Likelihood-Methode wird angewendet, um die Verstärkungen zu ermitteln, die am besten zu den Gleichungen passen.
Der zum Ermitteln der RF-Verstärkungen der unterschiedlichen Träger verwendete Algorithmus kann auf mehrere Weisen weiter verfeinert werden. Zum Beispiel kann das Ausgangssignal eines RF-Leistungsdetektors, der zum Erfassen der Leistung verwendet wird, die vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, eine die Detektorcharakteristik bildende nichtlineare Funktion der realen Ausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers sein. Diese Detektorcharakteristik kann um einen Betriebspunkt herum linearisiert werden, um den Gleichungssatz wieder linear zu machen. Die Linearisierung kann zwar im Detektor selbst stattfinden, sie erfolgt aber vorzugsweise in numerischen Algorithmen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, in der die Funkfrequenzverstärkungen der unterschiedlichen Träger auf der Basis von Signalen ermittelt werden, die zum Modulieren der Träger verwendet werden, werden von einem Basisbandmodulator erzeugte Basisbandsignale als zum Modulieren verwendete Signale an die Mittel zum Modulieren der Träger angelegt. In diesem Fall können die Basisbandleistungen numerisch innerhalb des Basisbandmodulators oder mit einem separaten Prozessor berechnet werden, der an dem digitalen Basisbandausgang des Basisbandmodulators tätig ist.
Die Messung der Ausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers kann von einer integrierten RF-Schaltung durchgeführt werden, aber dies führt nicht unbedingt zu sehr genauen Messwerten. Stattdessen wird das vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebene Funkfrequenzsignal vorzugsweise zuerst abwärtskonvertiert. Das abwärtskonvertierte Signal wird dann in die digitale Domäne umgewandelt, in der die Leistung ermittelt wird. Die meisten MCPAs weisen bereits einen Abwärtskonvertierungs- und ADC-Block zum Überwachen und Regeln der Liniearisierungsleistung auf. Dieser Block kann vorteilhafterweise als Basis zum Hinzufügen einer digitalen Effektivwerterkennung zum MCPA verwendet werden, die zum Erfassen der Leistung des vom Mehrträger-Leistungsausgang ausgegebenen Signals verwendet werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die RF-Verstärkungsschätzung in Software ausgeführt. Zusätzlich kann die Verstärkungsregelung und, in der ersten Alternative, die Speicherung von Messwerten softwaremäßig implementiert werden.
Die ermittelten RF-Verstärkungen werden vorzugsweise mit vorbestimmten Verstärkungswerten für jeden Träger verglichen, so dass die Verstärkung für jeden Träger entsprechend justiert werden kann.
Die Funkübertragungseinheit kann mit verschiedenen Basisstationsarchitekturen verwendet werden. So können die Modulationsmittel beispielsweise mit separaten RF-IQ-Modulations- oder NCO-Modulationspfaden für jeden Träger, wie jeweils mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wird, vom Ausgang des Basisbandmodulators zum Ausgang des RF-Verstärkers realisiert werden, wobei die Signale zum Modulieren der Träger wie mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben von einem Basisbandmodulator bereitgestellt werden. Zusätzliche Komponenten können zwischen den Modulations-, den Summier- und den Leistungserkennungs- und -regelmitteln oder den Verstärkungsschätz- und -regelmitteln angeordnet werden.
Das vorgeschlagene Verfahren kann mit dem im Hintergrund der Erfindung Erwähnten kombiniert werden, bei dem die Verstärkung immer gleichermaßen für alle Träger justiert wird. Während des normalen Betriebs funktioniert die Leistungsregelung in der genannten konventionellen Weise wie oben beschrieben. Wie bereits erwähnt, hat diese Leistungsregelung den Nachteil, dass sie auf der Gleichheit der einzelnen RF-Verstärkungen beruht, die nicht garantiert werden kann. Daher werden zu bestimmten Zeiten, vorzugsweise bei geringem Verkehr, die Trägerverstärkungen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit nur geringem Fehler ermittelt. Diese Verstärkungen werden verwendet um zu prüfen, ob die RF-Verstärkungen für die einzelnen Träger noch gleich sind. Ist dies nicht der Fall, dann können einige automatische und individuelle Einstellungen an den Verstärkungen der Träger vorgenommen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren, Funkübertragungseinheit und Modul können insbesondere, aber nicht ausschließlich, mit GSM und WCDMA eingesetzt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Basisstationssenders auf der Basis von RF-IQ-Modulation;
2 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation;
3 ein Blockdiagramm eines für die Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von RF-IQ-Modulation;
4 ein Blockdiagramm eines für die Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation;
5 das erste Verfahren gemäß der Erfindung, das in einem Basisstationssender von 4 oder 5 zur Anwendung kommt; und
6 ein Blockdiagramm eines Teils eines alternativen für die Erfindung eingesetzten Mehrträger-Basisstationssenders auf der Basis von NCO-Modulation.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die 1 und 2 wurden bereits mit Bezug auf den Hintergrund der Erfindung beschrieben.
Die 3 und 4 zeigen jeweils ein Blockdiagramm einer anderen Ausgestaltung von Mehrträger-Basisstationssendern, in denen die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann.
3 ist ein Mehrträger-Basisstationssender auf der Basis einer RF-IQ-Modulation, wie der in 1 gezeigte herkömmliche Basisstationssender. Er umfasst gleichermaßen für jeden von N Trägern einen Basisbandmodulator 1, der über zwei Digital-Analog-Wandler 3, 4 und einen RF-Modulator 5 mit einem Regelfunkverstärker 7 verbunden ist. Jeder Basisbandmodulator 1 ist ferner mit einer Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und jeder RF-Modulator 5 mit einem Lokaloszillator (LO) 6verbunden. Im Gegensatz zu 1, ist der Ausgang jedes RF-Verstärkers 7 jedoch nicht mit einem dedizierten SCPA, sondern über eine Summiereinheit 10 mit einem einzigen Mehrträger-Leistungsverstärker (MCPA) 15 verbunden. Der Ausgang des MCPA 15 ist mit einer Sendeantenne 11 und mit einer gemeinsamen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 verbunden. Weitere Eingänge der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 sind mit den Ausgängen der Basisband-Leistungserkennungseinheiten 2 und ihre Ausgänge sind mit den Verstärkungsregeleingängen der RF-Verstärker 7 verbunden.
4 ist ein Mehrträger-Basisstationssender auf der Basis von NCO-Modulation wie der in 2 gezeigte herkömmliche Basisstationssender. Er umfasst ebenso für jeden von N Trägern einen Basisbandmodulator 1, der über einen digitalen Aufwärtskonverter 12 und einen Digital-Analog-Wandler 14 mit einem RF-Verstärker 7 verbunden ist. Jeder Basisbandmodulator 1 ist außerdem mit einer Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und jeder digitale Aufwärtskonverter 12 mit einem NCO 13 verbunden. Im Gegensatz zu 2 und ebenso wie 3, ist der Ausgang jedes RF-Verstärkers 7 über eine Summiereinheit 10 mit einem gemeinsamen MCPA 15 verbunden. Der Ausgang des MCPA 15 ist mit der Sendeantenne 11 und mit einer gemeinsamen Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 verbunden. Weitere Eingänge und Ausgänge der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 sind mit den Basisband-Leistungserkennungseinheiten 2 und den RF-Verstärkern 7 jeweils wie im Basisstationssender von 3 verbunden.
In den Mehrträger-Basisstationssendern der 3 und 4 werden in die Basisbandmodulatoren 1 gespeiste Symbole jeweils wie mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben verarbeitet, bis sie die RF-Verstärker 7 verlassen. In beiden Beispielen werden die Ausgangssignale der RF-Verstärker 7 dann in der Summiereinheit 10 summiert und als Mehrträgersignal zum MCPA 15 gespeist, der das empfangene Signal verstärkt.
Die am Ausgang des MCPA 15 angeordnete Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 empfängt als Eingang die vom MCPA 15 ausgegebene Gesamtleistung und die Ausgangsleistungen der digitalen Basisbandmodulatoren 1 über die Basisband-Leistungserkennungseinheit 2. Zu diesem Zweck wird das summierte RF-Signal einerseits nach der Leistungsverstärkung zur Sendeantenne 11 zur Übertragung weitergeleitet und andererseits abwärtskonvertiert und im MCPA 15 in die digitale Domäne umgewandelt, um eine digitale Effektivwerterfassung der Ausgangsleistung zu ermöglichen. Alternativ könnte es einen RF-Detektor oder einen Abwärtskonvertierungspfad und eine Digitalisierung außerhalb des MCPA geben. Jede Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 bildet einen Prozessor, der am digitalen Basisbandausgang des Basisbandmodulators 1 tätig ist, mit dem er verbunden ist, und berechnet die Basisbandleistungen numerisch, um der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 den Leistungswert liefern zu können, der vom jeweiligen Basisbandmodulator 1 ausgegeben wird. Gemäß dem ersten Verfahren der Erfindung kann die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 das Verstärkungsregelsignal GC₁ bis GC_N für jeden Träger individuell auf der Basis dieser Leistungsinformation einstellen, wie nachfolgend mit Bezug auf 5 erläutert wird.
5 illustriert das Grundprinzip der Verarbeitung in der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 gemäß dem ersten Verfahren der Erfindung, das für einen in 3 oder 4 dargestellten Mehrträger-Basisstationssender angewendet wird.
Ein Effektivwertleistungsdetektor 20 ist einerseits mit dem Ausgang des MCPA 15 des eingesetzten Basisstationssenders und andererseits über einen Abtaster 21 mit einem ersten Register 22 verbunden. Ebenso ist der Ausgang jeder Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 des Basisstationssenders über einen dedizierten Abtaster 23 mit einem weiteren dedizierten Register 24 verbunden, das Speicherkapazität für eine Mehrzahl von Werten bietet. Jedes Register 22, 24 hat für jeden gespeicherten Wert einen separaten Ausgang zu einem Gerät 25, das Matrixgleichungen lösen kann. Das Gerät 25 hat N Ausgänge, die jeweils über ein separates Summierelement 26 mit einem separaten Steuergerät 27 verbunden sind. Jedes Summierelement 26 hat einen weiteren Eingang, an den ein vorbestimmter Verstärkungswert angelegt wird. Der Ausgang jedes Steuergeräts 26 ist mit dem Verstärkungsregeleingang eines der RF-Verstärker 7 verbunden. Obwohl als Hardware-Blockdiagramm dargestellt, wird der größte Teil der Implementation vorteilhafterweise in Software in der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 realisiert.
Symbole, die vom Basisstationssender über die Luftschnittstelle übertragen werden sollen, werden zu den Basisbandmodulatoren 1 gespeist. Die Ausgangsleistungen der Basisbandmodulatoren 1 werden in mehreren Messzeitschlitzen variiert, wobei der jeweilige Effektivwertleistungswert REF₁ bis REF_N in der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 ermittelt und zum jeweiligen Abtaster 23 der Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 weitergeleitet wird. Jeder Abtaster 23 mittelt die empfangene Basisbandleistung über einen Messzeitschlitz und leitet einen gemittelten Leistungswert pro Messzeitschlitz zum angeschlossenen Basisbandregister 24 weiter, bis die Werte für N Messzeitschlitze für den jeweiligen Träger gespeichert sind. So wird für jeden Messzeitschlitz ein Satz von Basisbandleistungswerten REF₁ bis REF_N über die N Basisbandregister 24 verteilt gespeichert.
Die von den Basisbandmodulatoren 1 ausgegebenen Signale werden außerdem entweder von Digital-Analog-Wandlern 3, 4 und dem RF-Modulator 5 oder von dem digitalen Aufwärtskonverter 12 und dem Digital-Analog-Wandler 14 verarbeitet, je nach dem verwendeten Basisstationssender, und in beiden Fällen vom RF-Verstärker 7, der Summiereinheit 10 und dem MCPA 15, wie oben beschrieben.
Der Effektivwert der Leistung der vom MCPA 15 ausgegebenen Signale wird vom Leistungsdetektor 20 erfasst und zum assoziierten Abtaster 21 weitergeleitet. Der Abtaster 21 mittelt die empfangene Leistung über einen Messzeitschlitz und speichert in Register 22 einen gemittelten MCPA 15 Ausgangsleistungswert für jeden Messzeitschlitz, für den ein Satz von gemittelten Basisbandleistungswerten in den Basisbandleistungsregistern 24 gespeichert wird. Wenn wenigstens N Sätze von Basisbandleistungswerten und die entsprechenden MCPR 15 Ausgangsleistungswerte in den Registern 24, 22 gespeichert sind, dann werden die Inhalte der Register 22, 24 zum Gerät 25 gespeist, das ein System von N Gleichungen mit N Unbekannten lösen kann. Falls der Basisstationssender in einem TDMA-System verwendet wird, werden die Messzeitschlitze vorteilhafterweise mit den Trägerzeitschlitzen synchronisiert.
Jede Leistung P₀ ^<m> eines RF-Signals, das vom MCPR 15 während eines bestimmten Messzeitschlitzes m ausgegeben wird, ist die Summe der verstärkten Basisbandreferenzleistungen während dieses Zeitschlitzes, ausgedrückt durch die folgende Gleichung: P0 <m> = REF1 <m>·G1 + REF2 <m>·G2 + ... + REFN <m>·GN,wobei REF₁ ^<m> die Leistung des i^ten (i = 1 ... N) von N Trägern ist, gemittelt über den Messzeitschlitz m am Ausgang des Basisbandmodulators, und G_i (i = 1 ... N) die zu schätzende RF-Leistungsverstärkung für den i^ten Träger ist. Bei N Sätzen von Basisbandleistungen und N entsprechenden in den Registern gespeicherten MCPA-Ausgangsleistungen wird ein System von N Gleichungen mit N Unbekannten erhalten, aus denen die unbekannte RF-Verstärkung G_i für jeden Träger berechnet werden kann. Das Gerät 25, das Matrixgleichungen lösen kann, wird zum Lösen dieses Gleichungssystems verwendet und gibt als Lösung des Gleichungssystems eine geschätzte Verstärkung G_i des Funkfrequenzpfades für jeden Träger aus.
Die geschätzte Verstärkung G_i wird mit einer vorbestimmten Verstärkung für jeden Träger von einem dedizierten Summierelement 26 verglichen, in dem die geschätzte Verstärkung G_i von der vorbestimmten Verstärkung subtrahiert wird. Die resultierende Differenz wird von einem Steuergerät 27, das mit dem jeweiligen Summierelement 26 verbunden ist, zum Regeln der Verstärkung für den jeweiligen Träger durch Justieren des Verstärkungsregelsignals GC_i (i = 1 bis N) verwendet, das demgemäß in den Verstärkungsregeleingang des jeweiligen RF-Verstärkers 7 gespeist wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der beschriebene Vorgang regelmäßig angewendet, um die Verstärkung für jeden Träger genau einzustellen. Dazwischen wird die Gesamtverstärkung einfach durch Dividieren der Gesamtausgangsleistung durch die Summe der Eingangsleistungen ermittelt. Die Gesamtverstärkung wird mit einer gewünschten Gesamtverstärkung verglichen und die Differenz benutzt, um die Verstärkung aller RF-Verstärker 7 gleichermaßen zu ändern, wie als eine aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit beschrieben wurde. Das Einstellen der Verstärkung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt in Zeiten mit geringem Verkehr durch systematisches Variieren der Trägerleistungen. Wenn Dummy-Codekanäle hinzugefügt werden, während der die Trägerleistungen auf eine solche Weise variiert werden, dass die Matrixgleichung gut konditioniert wird, können die individuellen RF-Verstärkungen mit nur geringem Fehler gelöst werden, während gleichzeitig die Datenübertragung nicht beeinflusst wird.
In einer Variation der Ausgestaltung von 4 wird nicht die Leistung der Basisbandsignale in die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 gespeist, sondern stattdessen die Leistung der Signale, die in die Digital-Analog-Wandler 14 eingegeben werden. Die Leistung dieser Signale kann entweder bereits im digitalen Aufwärtskonverter 12 oder an seinem Ausgang ermittelt werden. Die Ermittlung der RF-Verstärkungen der unterschiedlichen Träger entspricht der Ermittlung, die mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben wurde. In diesem Fall enthält die ermittelte Verstärkung jedoch nicht die Verstärkung im digitalen Aufwärtskonverter 12.
6 illustriert eine weitere Variation eines solchen Mehrträger-Basisstationssenders, der als GSM-Mehrträger-Basisstationssender eingesetzt werden kann, während die vorherigen Ausgestaltungen insbesondere für WCDMA verwendet werden können. Der Mehrträger-Basisstationssender entspricht dem Sender von 4, mit Ausnahme von Modifikationen im jeweiligen Teil zwischen der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und dem Digital-Analog-Wandler 14 in jeder Einträgereinheit. Daher wird nur dieser Teil gezeigt, und nur für den ersten Träger.
In der veranschaulichten Einträgereinheit werden zwei Multiplizierer 40, 41 zwischen dem digitalen Aufwärtskonverter 12 und dem Digital-Analog-Wandler 14 angeordnet, wobei der Letztere auch in 4 vorhanden ist. Der Ausgang der Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 ist ferner mit einem Eingang eines dritten Multiplizierers 42 verbunden. Ferner ist eine gemeinsame Quelle eines Leistungsregelungspegelsignals mit einem Eingang des zweiten Multiplizierers 41 und einem Eingang des dritten Multiplizierers 42 verbunden, was in 6 durch einen Doppelpfeil zwischen dem zweiten und dem dritten Multiplizierer 41, 42 angedeutet ist.
Beim Betrieb multipliziert der erste Multiplizierer 40 den Ausgang des digitalen Aufwärtskonverters 12 mit einem Rampenprofilsignal 43. Das Rampenprofil dient zum Trennen der Zeitschlitze des modulierten Trägersignals voneinander. Das resultierende Signal wird dann an einen Eingang des zweiten Multiplizierers 41 angelegt. Das Leistungsregelungspegelsignal, das innerhalb eines Zeitschlitzes konstant ist und das der benötigten Senderausgangsleistung in jedem individuellen Zeitschlitz entspricht, wird als zweites Eingangssignal an den zweiten Multiplizierer 41 angelegt. Demgemäß multipliziert der zweite Multiplizierer 41 das rampenprofilierte und modulierte Trägersignal, das vom ersten Multiplizierer 40 empfangen wurde, mit dem empfangenen Leistungsregelungspegel und leitet das Ergebnis zum Digital-Analog-Wandler 14 weiter. Der dritte Multiplizierer 42 empfängt andererseits als erstes Eingangssignal die Ausgangsleistung des digitalen Basisbandmodulators 1 über die Basisband-Leistungserkennungseinheit 2 und als zweites Eingangssignal auch das Leistungsregelungspegelsignal. Der dritte Multiplizierer 42 multipliziert beide empfangenen Signale und gibt als Ergebnis eine Referenzleistung REF1 aus.
Unter der Annahme, dass die Verstärkung des digitalen Aufwärtskonverters multipliziert mit dem Spitzenwert des Rampenprofils eins ist, d.h. die Verstärkung des digitalen Aufwärtskonverters wird durch um den Spitzenwert des Rampenprofils in der Multiplikation kompensiert, ist die vom dritten Multiplizierer 42 ausgegebene Leistung REF₁ gleich der in den Digitial-Analog-Wandler 14 eingegebenen Leistung. Die Leistung REF₁ und die entsprechenden Leistungen für die anderen Träger werden dann in die Leistungserkennungs- und -regelungseinheit 16 gespeist, wo sie zum Ermitteln der RF-Verstärkung für die unterschiedlichen Träger verwendet werden, wie mit Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben wurde.
Die beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung gehen zwar alle von einem herkömmlichen Basisstationssender auf der Basis einer RF-IQ-Modulation oder von einem herkömmlichen Basisstationssender auf der Basis von NCO-Modulation aus, aber die Merkmale der Erfindung können mit jeder beliebigen erdenklichen Basisstationsarchitektur kombiniert werden. Ebenso können, wenn von einem Basisstationssender auf der Basis von RF-IQ-Modulation oder von NCO-Modulation ausgegangen wird, im Rahmen der beiliegenden Ansprüche verschiedene Änderungen vorgenommen werden.

Claims

Verfahren zum Ermitteln der separaten Funkfrequenzverstärkungen für unterschiedliche Träger in einem Mehrträgersender einer Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, wobei der Mehrträgersender Folgendes umfasst: Mittel (3–7; 12–14) zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel (10) zum Summieren der von den Modulationsmitteln (3–7; 12–14) ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker (15) zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leistung der vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger für wenigstens so viele unterschiedliche Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) von Modulationssignalen ermittelt wird, wie es Träger gibt; und wobei – die Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) zwischen dem Eingang der genannten Modulationssignale zu den Modulationsmitteln (3–7; 12–14) und dem Ausgang des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) für jeden Träger durch mathematisches Auswerten der Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) der Modulationssignale und der entsprechenden Leistungen der vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Basis für eine mathematische Ermittlung der Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) jedes Trägers für jeden Satz eine Gleichung
gebildet wird, wobei <m> die Nummer des jeweiligen Satzes, P₀ die dem jeweiligen Satz entsprechende Leistung der summierten Träger, die vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, N die Gesamtzahl der Träger, REF_i die Leistung des im jeweiligen Satz zum Modulieren des i^ten Trägers verwendeten Signals und G_i die Funkfrequenzverstärkung ist, die für den i^ten Träger ermittelt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: – die genannten Mittel (12, 13) zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen die genannten Träger in der digitalen Domäne modulieren; – die Leistung der genannten digitalen modulierten Träger mit einem jeweiligen Leistungsregelungspegel multipliziert wird; – Digital-Analog-Wandler (14) jedes der leistungsjustierten digitalen modulierten Träger in analoge modulierte Träger umwandeln; – die genannten Summiermittel (10) die von den Digital-Analog-Wandlern (14) ausgegebenen analogen modulierten Träger summieren; und – jede Leistung in den genannten Sätzen von Leistungen vor der Verwendung in der genannten mathematischen Auswertung mit dem Leistungsregelungspegel multipliziert wird, der auf einen jeweiligen digitalen modulierten Träger angewendet wird, der mit einem Modulationssignal moduliert wurde, mit dem die jeweilige Leistung in den genannten Sätzen von Leistungen assoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Basis für die mathematische Ermittlung der Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) jedes Trägers für jeden Satz eine Gleichung
gebildet wird, wobei <m> die Nummer des jeweiligen Satzes, P₀ die dem jeweiligen Satz entsprechende Leistung der summierten Träger, die vom Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegeben wird, N die Gesamtzahl der Träger, REF_i die Leistung des im jeweiligen Satz zum Modulieren des i^ten Trägers verwendeten Signals nach der Multiplikation mit einem jeweiligen Leistungsregelungspegel und G_i die Funkfrequenzverstärkung ist, die für den i^ten Träger ermittelt werden soll.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zum Ermitteln der Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) der Träger verwendeten Leistungen der Leistung von Signalen entsprechen, die über einen Messzeitschlitz gemittelt wurden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signale von regulärem Verkehr, bei dem die Leistungen der Signale gemäß den Übertragungsanforderungen variiert werden, zum Erhalten der Signalleistungen verwendet werden, die zum Ermitteln der Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) der Träger ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem dedizierte Signale mit absichtlich variierten Leistungen zum Erhalten der Leistungen von Signalen verwendet werden, die zum Ermitteln der Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) der Träger ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem mehr Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) und die entsprechenden Leistungen der summierten Träger ermittelt werden, als Träger vom Modulationsmittel bereitgestellt werden, wobei für die mathematische Auswertung eine lineare Gleichung für jeden Satz von Leistungen (REF₁–REF_N) und die entsprechende Leistung der summierten Träger mit den Verstärkungen (G₁–G_N) als unbekannte Werte aufgestellt wird, und wobei eine Maximum-Likelihood-Methode zum Ermitteln der Verstärkungen verwendet wird, die am besten zu den Gleichungen passen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Charakteristik eines Detektors (20) zum Ermitteln der Ausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) um einen Betriebspunkt herum linearisiert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Ausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) durch Abwärtskonvertieren des von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen Funkfrequenzsignals und durch Konvertieren desselben in die digitale Domäne ermittelt wird, in der die Leistung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem Mittel zum Abwärtskonvertieren und ein in den Mehrträger-Leistungsverstärker (15) integrierter Analog-Digital-Wandlerblock zum Überwachen und Regeln der Linearisierungsleistung zum Erfassen der Leistung des von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen Signals verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das ferner das Regeln der Funkfrequenzverstärkungen der unterschiedlichen Träger durch Vergleichen der ermittelten Funkfrequenzverstärkungen (G₁–G_N) mit vorbestimmten Verstärkungswerten für jeden Träger und durch entsprechendes Justieren der Funkfrequenzverstärkungen für jeden Träger umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das ferner das Regeln der Funkfrequenzverstärkungen der unterschiedlichen Träger umfasst, wobei gelegentlich die Verstärkungen (G₁–G_N) der unterschiedlichen Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ermittelt und für individuelle Justierungen der Verstärkungen der unterschiedlichen Träger verwendet werden, wohingegen während der übrigen Zeit eine Gesamtverstärkung durch Dividieren der Leistung der von dem Mehrträger-Leistungsverstärker ausgegebenen summierten Träger durch die Summe der Leistungen eines einzelnen Leistungssatzes ermittelt wird, wobei die Verstärkung der Träger für alle Träger gleich gemäß der ermittelten Gesamtverstärkung justiert wird.
Funkübertragungseinheit für ein Funkkommunikationsnetz, wobei die Funkübertragungseinheit einen Mehrträgersender beinhaltet, wobei der genannte Mehrträgersender Folgendes umfasst: Mittel (3–7; 12–14) zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel (10) zum Summieren der von den Modulationsmitteln ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger- Leistungsverstärker (15) zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung, wobei die genannte Funkübertragungseinheit gekennzeichnet ist durch Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16), die als Eingang wenigstens so viele Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) von Modulationssignalen empfangen, wie es Träger gibt, die von den Modulationsmitteln (3–7; 12–14) bereitgestellt werden, und für jeden Satz die entsprechende Leistung der vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger, wobei die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) geeignet sind, für jeden Träger die Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) zwischen dem Eingang der genannten Modulationssignale zu den Modulationsmitteln (3–7; 12–14) und dem Ausgang des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) durch mathematisches Auswerten der Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) der Modulationssignale und der entsprechenden Leistungen der von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger zu ermitteln.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 14, wobei die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) Register (24, 22) aufweisen zum Speichern der Leistungen jedes Satzes von Leistungen (REF₁–REF_N) der Signale zum Modulieren der Träger und der entsprechenden Gesamtausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) zum Ermitteln der Funkfrequenzverstärkungen (G₁–G_N).
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) ein Gerät (25) umfassen, das zum Lösen von Matrixgleichungen geeignet ist, um die Funkfrequenzverstärkungen (G₁–G_N) mathematisch zu ermitteln, das als Eingang die Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) der zum Modulieren der Träger verwendeten Signale und die entsprechenden Leistungen der vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger empfängt und das eine geschätzte Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) für jeden Träger ausgibt.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die in die Modulationsmittel eingegebenen Signale von einem separaten Basisbandmodulator (1) für jeden Träger erzeugt werden, der digitale In-Phase und digitale Quadraturkomponenten ausgibt, die empfangenen Datensymbolen entsprechen, und der mit Mitteln zur Basisband-Leistungserkennung (2) verbunden ist, die die Leistung (REF₁–REF_N) der Ausgangssignale den Leistungserkennungs- und -regelungsmitteln 16 bereitstellen, wobei die Modulationsmittel Folgendes umfasst: für jeden Träger zwei Digital-Analog-Wandler (3, 4) zum Umwandeln von digitalen In-Phase und Quadraturkomponenten, die vom Basisbandmodulator (1) für den jeweiligen Träger empfangen wurden, in analoge In-Phase und Quadraturkomponenten (I, Q), einen Funkfrequenzmodulator (5) zum Modulieren eines von einem Lokaloszillator (6) empfangenen Trägers mit den Komponenten (I, Q), die von den Digital-Analog-Wandlern (3, 4) ausgegeben wurden, und einen Funkfrequenzverstärker (7), dessen Verstärkungsfaktor für wenigstens einen Träger von den Leistungserkennungs- und -regelungsmitteln (16) geregelt werden kann.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die in die Modulationsmittel eingegebenen Signale von einem separaten Basisbandmodulator (1) für jeden Träger bereitgestellt werden, der digitale In-Phase und digitale Quadraturkomponenten ausgibt, die empfangenen Datensymbolen entsprechen, und der mit Mitteln zur Basisbandleistungserkennung (2) verbunden ist, die die Leistung (REF₁–REF_N) der Ausgangssignale den Leistungserkennungs- und -regelungsmitteln (16) bereitstellen, wobei die Mittel zum Modulieren von Trägern Folgendes umfassen: für jeden Träger wenigstens einen digitalen Aufwärtskonverter (12), der mit einem numerisch gesteuerten Oszillator (13) verbunden ist, zum Aufwärtskonvertieren der vom Basisbandmodulator (1) für den jeweiligen Träger ausgegebenen Komponenten auf die Frequenz des jeweiligen Trägers, der von dem numerischen Oszillator 13 bereitgestellt wird, einen Digital-Analog-Wandler (14) zum Umwandeln des Ausgangs des Aufwärtskonverters (12) in ein analoges Signal, und einen Funkfrequenzverstärker (7), dessen Verstärkungsfaktor für wenigstens einen Träger von den Leistungserkennungs- und -regelungsmitteln (16) geregelt werden kann, zum Verstärken des vom Digital-Analog-Wandler (14) ausgegebenen Signals.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 14, wobei die Mittel (12, 13) zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen dazu ausgebildet sind, die Träger in der digitalen Domäne zu modulieren, wobei die Funkübertragungseinheit ferner Folgendes umfasst: – erste Multiplizierer (41), dazu ausgebildet, die Leistung von digitalen modulierten Trägern, die von den Modulationsmitteln (12, 13) ausgegeben wurden, mit einem jeweiligen Leistungsregelungspegel zu multiplizieren; – Digital-Analog-Wandler (14), dazu ausgebildet, jeden der leistungsjustierten digitalen modulierten Träger, die von den ersten Multiplizierern (41) ausgegeben werden, in analoge modulierte Träger zu konvertieren, wobei das Mittel (10) zum Summieren dazu ausgebildet ist, von den Digital-Analog-Wandlern (14) ausgegebene analoge modulierte Träger zu summieren; und – zweite Multiplizierer (42), dazu ausgebildet, jede Leistung in den Sätzen von Leistungen vor dem Verwenden der Leistung durch die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel in der mathematischen Auswertung mit dem Leistungsregelpegel zu multiplizieren, der vom ersten Multiplizierer (41) auf einen jeweiligen digitalen modulierten Träger angewendet wird, der mit einem modulierten Signal moduliert wurde, mit dem die jeweilige Leistung in den Sätzen von Leistungen assoziiert ist.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 19, wobei die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) Register (24, 22) umfassen zum Speichern der multiplizierten Leistungen jedes Satzes von Leistungen (REF₁–REF_N) der Signale, die zum Modulieren der Träger verwendet werden, und der entsprechenden Gesamtausgangsleistung des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15), die zum Ermitteln der Funkfrequenzverstärkungen (G₁–G_N) verwendet wird.
Funkübertragungseinheit nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) ein Gerät (25) umfassen, das zum Lösen von Matrixgleichungen geeignet ist, um die Funkfrequenzverstärkungen (G₁–G_N) mathematisch zu ermitteln, das als Eingang die multiplizierten Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) der zum Modulieren der Träger verwendeten Signale und die entsprechenden Leistungen der vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger empfängt, und das eine geschätzte Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) für jeden Träger ausgibt.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei ein Speichern von gemessenen Leistungen und der Funkfrequenzverstärkungsschätzung in Software implementiert ist.
Funkübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei Mittel zur Abwärtskonvertierung und ein Analog-Digital-Wandlungsbiock in den Mehrträger-Leistungsverstärker (15) integriert sind, um die Linearisierungsleistung zu überwachen und zu regeln, und wobei die genannten Mittel zum Abwärtskonvertieren und der genannte Analog-Digital-Wandlungsblock zum Erfassen der Leistung der von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) verstärkten summierten Träger verwendet werden.
Modul für eine Funkübertragungseinheit eines Funkkommunikationssystems, wobei die Funkübertragungseinheit einen Mehrträgersender beinhaltet, wobei der genannte Mehrträgersender Mittel (3–7; 12–14) zum Modulieren von wenigstens zwei unterschiedlichen Trägern mit Modulationssignalen, Mittel (10) zum Summieren der von den Modulationsmitteln ausgegebenen modulierten Träger und einen Mehrträger-Leistungsverstärker (15) zum Verstärken der summierten Träger zur Übertragung umfasst, wobei das genannte Modul durch Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) gekennzeichnet ist, die als Eingang wenigstens so viele Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) von Modulationssignalen empfangen, wie Träger von den Modulationsmitteln (3–7; 12–14) bereitgestellt werden, und für jeden Satz die entsprechende Leistung der von dem Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger, wobei die Leistungserkennungs- und -regelungsmittel (16) geeignet sind zum Ermitteln der Funkfrequenzverstärkung (G₁–G_N) für jeden Träger zwischen dem Eingang der genannten Modulationssignale zu den Modulationsmitteln (3–7; 12–14) und dem Ausgang des Mehrträger-Leistungsverstärkers (15) durch mathematisches Auswerten der Sätze von Leistungen (REF₁–REF_N) der Modulationssignale und der entsprechenden Leistungen der vom Mehrträger-Leistungsverstärker (15) ausgegebenen summierten Träger.
Funkkommunikationsnetz, das eine Funkübertragungseinheit gemäß einem der Ansprüche 14 bis 23 umfasst.