DE3319884C1 - Method for compensating for non-linear amplitude and/or phase distortions - Google Patents

Abstract

A method for compensating for non-linear amplitude and/or phase distortions in radio-frequency-end transmission devices of transmission systems for analog or digital transmission signals, particularly for non-linear distortions in microwave transmitters, characterised in that in the transmission system, at least one detection circuit is used which outputs a pulse-code-modulated identification signal which, in coded form, is a linear or non-linear function of the sampled and quantised instantaneous power of the transmission signal passing through the radio-frequency-end transmission devices, that at least one digital convertor is used which converts the pulse-code-modulated identification signal into a pulse-code-modulated correction signal, each code word of the pulse-code-modulated identification signal being associated with a code word of the pulse-code-modulated correction signal, which can be predetermined in accordance with the non-linear transmission characteristics of the radio-frequency-end transmission devices, and that in the transmission system, following the detection circuit, at least one correction circuit is used in which the transmission signal is modulated as linear or non-linear function of the decoded pulse-code-modulated correction signal.

Description

Hochfrequenzseitige Übertragungseinrichtungen von Übertragungssystemen beinhalten auf der Sendeseite Frequenzumsetzer und Sendeverstärker sowie auf der Empfangsseite Empfangsverstärker und Frequenzumsetzer. Diese Übertragungseinrichtungen besitzen die Eigenschaft, daß der Betrag und die Phase des Quotienten aus der komplexen Hüllkurve der Grundwelle ihres Ausgangssignals und der komplexen Hüllkurve ihres Eingangssignals Funktionen des Betrags der komplexen Hüllkurve bzw. der momentanen Leistung ihres Eingangssignals sind. Dabei versteht man unter Grundwelle des Ausgangssignals das Signal, das sich durch Nachschalten eines Bandpasses zur Unterdrückung der Frequenzbänder bei Harmonischen der Mittenfrequenz des Frequenzbandes des Eingangssignals ergibt, was bei hochfrequcnzseitigen Übertragungseinrichtungen im allgemeinen möglich ist, da sich deren Übertragungssignal normalerweise immer über eine Bandbreite kleiner eine Oktave erstreckt. Werden diese Übertragungseinrichtungen zur Übertragung von Signalen mit sich über der Zeit änderndem Betrag der komplexen Hüllkurve eingesetzt, so treten aufgrund der genannten Eigenschaft von der Aussteuerung abhängige nichtlineare Verzerrungen der Amplitude und der Phase des Übertragungssignals ein, was zu einer von der Aussteuerung abhängigen Übertragungsqualität sowie zu einer Änderung des Spektrums des Übertragungssignals führt. Im allgemeinen sinkt die Übertragungsqualität mit zunchmender Aussteuerung und das Spektrum des lZbertragungssignals wird gleichzeitig verbreitert. Um die hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen mit der genannten Eigenschaft bei jeder Aussteuerung bis zur maximalen Ausgangsleistung betreiben zu können, ohne die aus dieser Eigenschaft resultierenden Effekte in Kauf nehmen zu müssen, sind Verfahren anzuwenden, die eine Kompensation der nichtlinearen Amplituden-und Phasenverzerrungen bewirken. Bei hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen, bei denen das bei niedrigen Frequenzen angewandte Verfahren der Gegenkopplung aus Laufzeitgründen ausscheidet, vor allem bei Mikrowellenübertragungseinrichtungen, sind andere Verfahren möglich. High-frequency transmission devices of transmission systems contain frequency converters and amplifiers on the transmission side and on the Receiving side receiving amplifier and frequency converter. These transmission facilities have the property that the amount and the phase of the quotient from the complex Envelope of the fundamental wave of your output signal and the complex envelope of yours Input signal functions of the amount of the complex envelope or the current Power of your input signal. The fundamental wave of the output signal is understood here the signal that results from switching on a bandpass filter to suppress the frequency bands for harmonics of the center frequency of the frequency band of the input signal, what is generally possible with high-frequency transmission equipment, since their transmission signal is usually always smaller over a bandwidth extends an octave. Are these transmission facilities for the transmission of Signals with the amount of the complex envelope changing over time, because of the property mentioned, non-linear ones that are dependent on the modulation occur Distortions in the amplitude and phase of the transmission signal, resulting in a transmission quality dependent on the modulation as well as a change in the Spectrum of the transmission signal leads. in the general decreases Transmission quality with increasing modulation and the spectrum of the transmission signal is widened at the same time. To the high-frequency transmission facilities with the mentioned property at each level up to the maximum output power to be able to operate without having to purchase the effects resulting from this property To have to take, methods are to be used that compensate for the nonlinear Cause amplitude and phase distortions. In the case of transmission equipment on the high-frequency side, in which the negative feedback method used at low frequencies Runtime reasons, especially with microwave transmission equipment, other procedures are possible.

Die bekannten Verfahren arbeiten nach den Prinzipien der Signalvorverzerrung oder der Autokompensation. Dabei wird im allgemeinen nur eine Kompensation der aufgrund der nichtlinearen Amplituden- und Phasenkennlinie der hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtung entstehenden lntermodulationsprodukte in einem begrenzten Bereich der mittieren Leistung des die hochfrequenzseitige Übertragungseinrichtung durchlaufenden Übertragungssignals erreicht, wobei sich die meisten Verfahren auf eine Kompensation der durch die nichtlineare Amplitudenkennlinie entstehenden lntermodulationsprodukte beschränken, und es wird im allgemeinen keine Kompensation der nichtlinearen Verzerrungen des Übertragungssignals bei jeder momentanen Leistung des Übertragungssignals oder, was dem gleichbedeutend ist, keine Kompensation der lntermodulationsprodukte unabhängig von der mittleren Leistung des Übertragungssignals erreicht. The known methods work according to the principles of signal predistortion or auto compensation. In general, only a compensation of the due the non-linear amplitude and phase characteristics of the high-frequency transmission device resulting intermodulation products in a limited area of the center Power of the transmission signal passing through the high-frequency transmission device achieved, whereby most of the methods rely on a compensation of the nonlinear Limiting the intermodulation products arising from the amplitude characteristic, and it will generally no compensation for the non-linear distortions of the transmission signal at any instantaneous power of the transmission signal or what is equivalent is, no compensation of the intermodulation products independent of the mean The power of the transmission signal has been reached.

Um Letzteres zu erreichen, müssen für die Kompensation Schaltungen verwendet werden, die im gesamten Bereich der momentanen Leistung des Übertragungssignals von der Amplituden- und der Phasenkennlinie der hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtung vorgegebene nichtlineare Übertragungsfunktionen besitzen, d. h. Schaltungen, die bei jeder momentanen Leistung des Übertragungssignals ganz bestimmte Änderungen dessen Amplitude und dessen Phase in der Niederfrequenzebene oder in der Zwischenfrequenzebene oder in der Hochfrequenzebene bewirken. Eine Kompensation sowohl der nichtlinearen Amplituden- als auch der nichtlinearen Phasenverzerrungen im gesamten Bereich der momentanen Leistung des Übertragungssignals ist z. B. zur optimalen Minimierung der Bitfehlerrate in Übertragungssystemen zur Übertragung von digitalen Signalen mit Modulationsverfahren, bei denen eine Änderung des Betrags der komplexen Hüllkurve des Übertragungssignals erfolgt, meistens hybride Verfahren wie 16-QAM, die mehr und mehr Übertragungssysteme mit analoger Übertragung ablösen, zwingend notwendig. In order to achieve the latter, circuits must be used for the compensation are used in the entire range of the instantaneous power of the transmission signal of the amplitude and phase characteristics of the high-frequency transmission device have predetermined non-linear transfer functions, d. H. Circuits that very specific changes for each momentary power of the transmission signal its amplitude and its phase in the low frequency level or in the intermediate frequency level or in the high frequency level. A compensation for both the non-linear Amplitude as well as non-linear phase distortions in the entire range of instantaneous power of the transmission signal is z. B. for optimal minimization the bit error rate in transmission systems for the transmission of digital signals with modulation methods in which a change in the amount of the complex envelope curve of the transmission signal takes place, mostly hybrid methods such as 16-QAM, which is more and replace more transmission systems with analog transmission, absolutely necessary.

Aus der DE-AS 2547 242 ist eine Entzerreranordnung bekannt. Bei dieser Anordnung sind mindestens drei Entzerrerglieder in den Signalweg geschaltet, von denen das erste das ihm zugeführte, mit Phasen- und Amplitudenmodulationsstörungen behaftete frequenzmodulierte Signal in eine Amplitudenmodulation, das mittlere Entzerrerglied die Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation umwandelt, und das letzte Entzerrerglied diese Phasenmodulation kompensiert, deren Restamplitudenmodulation in einem nachfolgenden Begrenzer begrenzt wird, wodurch das Signal so umgewandelt wird, daß Laufzeitverzerrungen bzw. eine Schräglage ausgeglichen werden. Diese Anordnung ist zur Minderung von lntermodulationsstörungen auf- grund von linearen Verzerrungen bei der Übertragung frcquenzmodulierter Signale in Richtfunksystemen geeignet. From DE-AS 2547 242 an equalizer arrangement is known. At this Arrangement, at least three equalizer elements are connected in the signal path, from which the first the one supplied to him, with phase and amplitude modulation disturbances affected frequency-modulated signal into an amplitude modulation, the middle equalizer converts the amplitude modulation into a phase modulation, and the last equalizer element this phase modulation compensates for its residual amplitude modulation in a subsequent one Limiter is limited, whereby the signal is converted so that delay time distortion or an inclined position can be compensated. This arrangement is to mitigate intermodulation disorders due to linear distortion during transmission Frequency-modulated signals suitable in radio relay systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. nichtlineare Amplituden- und/oder Phasenverzerrungen in hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen von Übertragungssystemen für analoge oder digitale Übertragungssignale im gesamten Aussteuerbereich bis zur maximalen Ausgangsleistung der hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen zu kompensieren, d. h. tatsächlich eine Kompensation der nichtlinearen Amplituden- und/oder Phasenverzerrungen, die das Übertragungssignal in den hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen erfährt, für alle momentanen Leistungen des Übertragungssignals zu erreichen und nicht etwa nur eine Kompensation der aufgrund der nichtlinearen Übertragungseinrichtungen entstehenden Intermodulationsprodukte in einem begrenzten Aussteuerbereich vorzunehmen. Dabei soll die angestrebte Kompensation durch ein Verfahren ermöglicht werden, bei dem die Schaltungen, mit denen die für die Kompensation notwendigen definierten nichtlinearen Operationen durchgeführt werden, möglichst universell einsetzbar sind, d. h. Schaltungen, die so gestaltet sind, daß sie ahne Änderung ihres Aufbaus, sondern nur durch einfache Einstellung, bei der Kompensation von nichtlinearen Verzerrungen von verschiedenen hochfrequenzseitigen Ü bertragungseinrichtungen Anwendung finden können, und dies unabhängig davon, ob die Kompensation letztlich in der Niederfrequenzebene oder in der Zwischenfrequenzebene oder in der Hochfrequenzebene vorgenommen werden soll. Außerdem soll die Einstellung dieser Schaltungen auf optimale Kompensation je nach Ausgestaltung manuell oder automatisch oder adaptiv möglich sein. The invention is based on the object. non-linear amplitude and / or phase distortions in high-frequency transmission equipment from Transmission systems for analog or digital transmission signals in the entire dynamic range up to the maximum output power of the high-frequency transmission equipment to compensate, d. H. actually a compensation of the non-linear amplitude and / or phase distortions that the transmission signal in the high-frequency side Transmission facilities learns for all instantaneous powers of the transmission signal to achieve and not just a compensation due to the non-linear Intermodulation products are produced in a limited way by transmission facilities Make the dynamic range. The desired compensation should be achieved by a Method are made possible in which the circuits with which the compensation necessary defined non-linear operations are carried out, if possible are universally applicable, d. H. Circuits that are designed to sense Change their structure, but only by simple adjustment, in the case of compensation of non-linear distortion from various high-frequency transmission devices Can apply, regardless of whether the compensation is ultimately in the low frequency level or in the intermediate frequency level or in the high frequency level should be made. In addition, the setting of these circuits should be optimal Compensation possible manually or automatically or adaptively, depending on the design be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Refinements of the invention are characterized in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe, sowie die ihr zugrunde liegenden Überlegungen sollen im folgenden erläutert werden. Die hochfrequenzseitige Ubertragungseinrichtung, deren nichtlineare Amplituden- und Phasenverzerrungen kompensiert werden sollen, ändert die momentane Amplitude und die momentane Phase des sie durchlaufenden Übertragungssignals als Funktion der momentanen Leistung des Übertragungssignals, d. h. einer bestimmten momentanen Leistung kann eine bestimmte Änderung der momentanen Amplitude und der momentanen Phase zugeordnet werden. Die unerwünschten Änderungen können kompensicrt werden, wenn im Übertragungssystem in der Niederfrequenzebene oder in der Zwischenfrequenzebene oder in der Hochfrequenzebene die momentane Amplitude und die momentane Phase des Übertragungssignals in genau definierter Weise als Funktion der momentanen Leistung des Übertragungssignals geändert werden, d. h. einer bestimmten momentanen Leistung muß eine bestimmte Änderung der momentanen Amplitude und der momentanen Phase in entgegengesetzter Richtung zugeordnet werden. Soll die Kompensation bei allen vorkommenden momentanen Leistungen erfolgen, so müssen für alle diese Leistungen die richtigen Zuordnungen erfolgen. Für die Kompensation benötigt man also vor allem Schaltungen, die Kenntnis über diese Zuordnungen besitzen, und die, wenn sie von Erkennungsschaltungen Aufschluß darüber erhalten, welche Leistung das Übertragungssignal in diesem Moment besitzt, in diesem Moment über die ihnen bekannten Zuordnungen die Änderung der Amplitude und der Phase des Übertragungssignals in der Niederfrequenzebene oder in der Zwischenfrequenzebene oder in der Hochfrequenzebene in die Wege leitet. Schaltungen, die dies für alle momentanen Leistungen des Übertragungssignals exakt bewerkstelligen können sind praktisch nicht realisierbar. Es genügt jedoch vollkommen, den vorkommenden Leistungsbereich in eine genügend große Anzahl von Unterleistungsbereichen zu unterteilen, zu quantisieren. Dann sind Schaltungen realisierbar, denen die Kenntnis über die dieser eingeschränkten Anzahl von Leistungen entsprechenden Zuordnungen exakt beigebracht werden können. Diese Schaltungen, auch Prozessoren genannt, werden mit Digitalschaltungen, z. B. mit adressierbaren Speichern für digitale Signale, bei denen eine Zuordnung zwischen den gespeicherten Daten und den zugehörigen Adressen gegeben ist, realisiert, wobei die oben erwähnte wertdiskrete Signalverarbeitung zur wert- und zeitdiskreten Signalverarbeitung ausgeweitet wird. Dabei ist zu beachten, daß die zeitdiskrete Verarbeitung bei Einhaltung des Abtasttheorems keine Abstriche an die Verarbeitungsqualität mit sich bringt, während bei der wertdiskreten Verarbeitung die mit abnehmender Anzahl der Quantisierungsstufen zunehmenden Quantisierungsverzerrungen in Betracht gezogen werden müssen. Um den digital realisierten Prozessoren Aufschluß darüber zu geben, welche Leistung das Übertragungssignal gerade besitzt, werden Erkennungsschaltungen eingesetzt, die an die Prozessoren PCM-Kennsignale abgeben, die in codierter Form lineare oder nichtlineare Funktionen der abgetasteten und quantisierten momentanen Leistung des Übertragungssignals sind. Nichtlineare Funktionen sind möglich, da auch diese in den Prozessoren mit-berücksichtigt werden können. Bei der oben beispielhaft angeführten Realisierung der Prozessoren mit adressierbaren Speichern für digitale Signale werden diesen Speichern die PCM-Kennsignale als Adreßsignale zugeführt. Die unter den Adressen gespeicherten Daten, die entsprechend den gewünschten oder besser notwendigen Zuordnungen, die zu einer optimalen Kompensation der nichtlinearen Amplituden- und Phasenverzerrungen der hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtung führen, ausgewählt wurden, werden den angelegten Adressen entsprechend ausgelesen und bilden die Ausgangssignale der Prozessoren, die PCM-Korrektursignale. Diese werden dann an Korrekturschaltungen abgegeben, die das Übertragungssignal in der Niederfrequenzebene oder der Zwischenfrequenzebene oder in der Hochfrequenzebene als lineare oder nichtlineare Funktionen der decodierten PCM-Korrektursignale ändern. Auch hier sind wieder nichtlineare Funktionen möglich, da auch diese in den Prozessoren mit berücksichtigt werden können. The solution to the problem according to the invention, as well as the one on which it is based Considerations are to be explained in the following. The high-frequency transmission device, whose non-linear amplitude and phase distortions are to be compensated, changes the instantaneous amplitude and the instantaneous phase of the transmission signal passing through it as a function of the instantaneous power of the transmission signal, d. H. a certain instantaneous power can have a certain change in the instantaneous amplitude and the be assigned to the current phase. The undesired changes can be compensated if in the transmission system in the low frequency level or in the intermediate frequency level or the instantaneous amplitude and the instantaneous phase of the high frequency level Transmission signal in a precisely defined way as a function of the instantaneous power of the transmission signal are changed, d. H. a certain momentary power must have a certain change in the instantaneous amplitude and the instantaneous phase in in the opposite direction. Should the compensation be for all occurring If there are current services, the correct ones must be used for all of these services Assignments are made. For the compensation you need above all circuits, have the knowledge of these mappings, and who if they are from detection circuits Get information about the power of the transmission signal at that moment owns, at this moment about the assignments known to you Change in the amplitude and phase of the transmission signal in the low frequency level or initiates in the intermediate frequency level or in the high frequency level. Circuits that do this exactly for all instantaneous powers of the transmission signal are practically impossible to achieve. However, it is perfectly sufficient the occurring power range into a sufficiently large number of sub-power ranges to subdivide, to quantize. Then circuits can be realized, which the knowledge via the assignments corresponding to this limited number of services can be taught exactly. These circuits, also called processors, are with digital circuits, e.g. B. with addressable memories for digital signals, in which an assignment between the stored data and the associated addresses is given, with the above-mentioned discrete-value signal processing is expanded for discrete-value and time-discrete signal processing. It should be noted, that the time-discrete processing does not compromise when adhering to the sampling theorem in terms of processing quality, while discrete processing the quantization distortion that increases with the decreasing number of quantization levels must be considered. To the digitally realized processors information about what power the transmission signal currently has Detection circuits are used that send PCM identification signals to the processors, the, in coded form, linear or non-linear functions of the scanned and are quantized instantaneous power of the transmission signal. Nonlinear functions are possible because these can also be taken into account in the processors. In the case of the implementation of the processors with addressable ones as exemplified above These memories store the PCM identification signals as address signals for digital signals fed. The data stored under the addresses that correspond to the desired or better necessary assignments that lead to an optimal compensation of the non-linear Amplitude and phase distortion of the high-frequency transmission device lead, have been selected, are read out according to the created addresses and form the output signals of the processors, the PCM correction signals. These are then sent to correction circuits, which the transmission signal in the Low frequency level or the intermediate frequency level or in the high frequency level as linear or non-linear functions of the decoded PCM correction signals. Here, too, non-linear functions are possible, since these are also in the processors can also be taken into account.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Mikrowellensender, F i g. 2 einen QAM-Modulator, Fig. 3 einen QAM-Modulator mit Schaltungsanordnung zur Kompensation der nichtlinearen Amplituden-und Phasenverzerrungen des Mikrowellensenders. An embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below. It shows F i g. 1 a microwave transmitter, F i g. 2 shows a QAM modulator, FIG. 3 shows a QAM modulator with a circuit arrangement to compensate for the non-linear amplitude and phase distortions of the microwave transmitter.

Es wird eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der nichtlinearen Amplituden- und Phasenverzerrungen eines Mikrowellensenders 1, der in einem Übertragungssystem zur Übertragung eines Quadratur-Amplituden-modulierten (QAM) Signals, z. B. eines 16-QAM- Signals, eingesetzt wird, vorgestellt. A circuit arrangement is used to compensate for the non-linear Amplitude and phase distortion of a microwave transmitter 1 in a transmission system for the transmission of a quadrature amplitude modulated (QAM) signal, e.g. B. one 16-QAM- Signal that is used is presented.

Der Mikrowellensender 1 besteht im wesentlichen aus einem Frequenzumsetzer 2, der das angelieferte QAM-Signal 7 aus der Zwischenfrequenzebene in die Hochfrequenzebene umsetzt, einem Bandpaß 3, der die unerwünschten Mischprodukte unterdrückt, einem den Frequenzumsetzer 2 steuernden Umsetzoszillator 4 und einem Wanderfeldröhrenleistungsverstärker 5 mit nachgeschaltetem Bandpaß 6. The microwave transmitter 1 essentially consists of a frequency converter 2, the supplied QAM signal 7 from the intermediate frequency level to the high frequency level converts, a bandpass filter 3, which suppresses the undesired mixed products, a the conversion oscillator 4 controlling the frequency converter 2 and a traveling wave tube power amplifier 5 with downstream bandpass filter 6.

Das QAM-Zwischenfrequenzsignal 7 wird in einem QAM-Modulator 8 aufbereitet. Dieser besteht aus einem Kodierer 9, der aus dem zu übertragenden Datenstrom 10 zwei getastete Basisbandsignale 11 und 12 bildet, zwei Tiefpässen 13 und 14, die die Impulsformung der Normal- und der Quadraturkomponente des QAM-Signals im Basisband vornehmen, zwei Produktmodulatoren 15 und 16, in denen die Normalkomponente 17 und die Quadraturkomponente 18 der von einem Trägergenerator 19 gelieferten Trägerschwingung 20 mit den gefilterten Basisbandsignalen 21 und 22 in der Amplitude moduliert werden, sowie aus einem Summierer 23, in dem die amplitudenmodulierten Komponenten 24 und 25 der Trägerschwingung 20 zum Summensignal 26 zusammengefaßt werden, sowie aus einem Tiefpaß 27 zur Unlerdrückung unerwünschter Mischprodukte und einem nachgeschalteten Zwischenfrequenzverstärker 28. The QAM intermediate frequency signal 7 is processed in a QAM modulator 8. This consists of an encoder 9, which is composed of the data stream 10 to be transmitted two keyed baseband signals 11 and 12 forms, two low-pass filters 13 and 14, the the pulse shaping of the normal and quadrature components of the QAM signal in the baseband make two product modulators 15 and 16, in which the normal component 17 and the quadrature component 18 of the carrier oscillation supplied by a carrier generator 19 20 are amplitude modulated with the filtered baseband signals 21 and 22, and from a summer 23 in which the amplitude-modulated components 24 and 25 of the carrier wave 20 are combined to form the sum signal 26, as well as from a low-pass filter 27 for suppressing undesired mixed products and a downstream one Intermediate frequency amplifier 28.

Die Schaltungsanordnung zur Kompensation der nichtlinearen Amplituden- und Phasenverzerrungen des Mikrowellensenders 1 ist in den QAM-Modulator 8 eingesetzt. Sie besteht aus einer Erkennungsschaltung 29, die ein PCM-Kennsignal 30 abgibt, das in codierter Form eine Funktion der abgetasteten und quantisierten momentanen Leistung des den Mikrowellensender 1 durchlaufenden QAM-Signals ist, dem Prozessor 31, der aus dem von der Erkennungsschaltung 29 abgebenden PCM-Kennsignal 30 zwei PCM-Korrektursignale 32 und 33 ableitet, die in codierter Form Funktionen der abgetasteten und quantisierten momentanen Leistung des den Mikrowellensender 1 durchlaufenden QAM-Signals sowie der nichtlinearen Übertragungsfunktion des Mikrowellensenders 1 sind, sowie aus einer Amplitudenkorreklurschaltung 34, mit der die beiden gefilterten Basisbandsignale 21 und 22 glcichartig als Funktion des vom Prozessor 31 abgegebenen decodierten PCM-Korrektursignals 32 verstärkt oder gedämpft werden können, wodurch die Amplitude des den Mikrowellensender 1 durchlaufenden QAM-Signals als Funktion des decodierten PCM- Korrektursignals 32 geändert wird, sowie aus einer Phasenkorrekturschaltung 35, mit der die Phase der vom Trägergenerator 19 gelieferten Trägerschwingung 20 und damit auch die momentane Phase des den Mikrowellensender 1 durchlaufenden QAM Signals als Funktion des vom Prozessor 31 gelieferten decodierten PCM-Korrektursignals 33 geändert werden kann. The circuit arrangement for the compensation of the non-linear amplitude and phase distortion of the microwave transmitter 1 is inserted into the QAM modulator 8. It consists of a detection circuit 29 which emits a PCM identification signal 30, that in coded form is a function of the sampled and quantized instantaneous Power of the microwave transmitter 1 passing through QAM signal, the processor 31, the two from the PCM identification signal 30 emitted by the detection circuit 29 PCM correction signals 32 and 33 derives which, in coded form, functions of the scanned and quantized instantaneous power of the microwave transmitter 1 passing through QAM signal and the non-linear transfer function of the microwave transmitter 1, as well as from an amplitude correction circuit 34, with which the two filtered Baseband signals 21 and 22 in the same way as a function of the output from processor 31 decoded PCM correction signal 32 can be amplified or attenuated, whereby the amplitude of the QAM signal passing through the microwave transmitter 1 as a function of the decoded PCM correction signal 32 is changed, and from a phase correction circuit 35, with which the phase of the carrier oscillation 20 and thus also the current phase of the QAM passing through the microwave transmitter 1 Signal as a function of the decoded PCM correction signal supplied by processor 31 33 can be changed.

Die Erkennungsschaltung 29 besteht aus zwei A/D-Wandlern 36 und 37, in denen die gefilterten Basisbandsignale 21 und 22 abgetastet, quantisiert und codiert, also in PCM-Signale umgewandelt werden, oder einfach ausgedrückt, digitalisiert werden, zwei Festwertspeichern (ROM) 38 und 39, in denen die digitalen Ausgangssignale 40 und 41 der A/D-Wandler 36 und 37 digital quadriert werden, dadurch, daß die digitalen Ausgangssignale 40 und 41 der A/D-Wandler 36 und 37 an die Feslwertspeicher 38 und 39 als Adreßsignale angelegt werden und dadurch, daß unter den einzelnen Adressen der Speicher als Daten das digitale Quadrat der Adressen abgespeichert ist und den angelegten Adressen entsprechend ausgelesen wird, sowie aus einem Addierer 42, in dem die Ausgangssignale 43 und 44 der Festwertspeicher 38 und 39 digital addiert werden. The detection circuit 29 consists of two A / D converters 36 and 37, in which the filtered baseband signals 21 and 22 are sampled, quantized and encoded, i.e. converted into PCM signals, or, to put it simply, digitized are, two read-only memories (ROM) 38 and 39, in which the digital output signals 40 and 41 of the A / D converters 36 and 37 are digitally squared by the fact that the digital Output signals 40 and 41 of the A / D converters 36 and 37 to the fixed value memories 38 and 39 are applied as address signals and by the fact that under the individual addresses the memory as data the digital square the addresses are saved and is read out according to the applied addresses, as well as from an adder 42, in which the output signals 43 and 44 of the read-only memories 38 and 39 are digital can be added.

Das PCM-Ausgangssignal des Addierers 42 stellt das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung 29, das PCM-Kennsignal 30, dar, und ist in codierter Form die Summe der Quadrate der abgetasteten und quantisierten gefilterten Basisbandsignale 21 und 22 und damit in codierter Form proportional zur abgetasteten und quantisierten momentanen Leistung des den Mikrowellensender 1 bei nichterfolgender Kompensation der Amplitudenverzerrungen durchlaufenden QAM-Signals.The PCM output of adder 42 provides the output of the detection circuit 29, the PCM identification signal 30, and is in coded form the sum of the squares of the sampled and quantized filtered baseband signals 21 and 22 and thus in coded form proportional to the sampled and quantized instantaneous power of the microwave transmitter 1 if the compensation is not successful of the amplitude distortions passing through the QAM signal.

Der Prozessor 31 besteht aus zwei Schreib-Lese-Speichern (RAM) 45 und 46, an die das von der Erkennungsschaltung 29 abgegebene PCM-Kennsignal 30 als Adreßsignal angelegt wird, und deren Ausgangssignale, die sich durch Auslesen der den angelegten Adressen entsprechenden Daten der Speicher ergeben, die Ausgangssignale des Prozessors 31, die PCM-Korrektursignale 32 und 33 darstellen, sowie aus einer Schreib-Steuerung 47, über die während des Betriebs die in den Schreib-Lese-Speichern 45 und 46 unter den einzelnen Adressen abzuspeichernden Daten ermittelt und abgespeichert werden, die zu einer optimalen Kompensation der nichtlinearen Amplituden- und Phasenverzerrungen des Mikrowellensenders 1 führen, wobei diese Ermittlung und Abspeicherung manuell oder automatisch gesteuert von einem Mikroprozessor oder adaptiv, gesteuert durch einen Mikroprozessor erfolgen kann. Im Schreib-Lese-Speicher 45 werden die Daten abgespeichert, die zu einer optimalen Kompensation der nichtlinearen Amplitudenverzerrungen führen und im Schreib-Lese-Speicher 46 diejenigen Daten, die zu einer optimalen Kompensation der nichtlinearen Phasenverzerrungen führen. The processor 31 consists of two read-write memories (RAM) 45 and 46, to which the PCM identification signal 30 output from the detection circuit 29 as Address signal is applied, and its output signals, which are obtained by reading out the The memory data corresponding to the applied addresses result in the output signals of the processor 31, the PCM correction signals 32 and 33 represent, as well as from a Write control 47, via which, during operation, the read / write memories 45 and 46 determined and stored data to be saved under the individual addresses which lead to an optimal compensation of the non-linear amplitude and phase distortions of the microwave transmitter 1 lead, this determination and storage manually or automatically controlled by a microprocessor, or adaptively, controlled by a microprocessor can be done. In the read / write memory 45, the data stored, which leads to an optimal compensation of the non-linear amplitude distortions lead and in the read / write memory 46 those data that result in an optimal Compensation of the non-linear phase distortions lead.

Die Amplitudenkorrekturschaltung 34 besteht aus einem D/A-Wandler 48, in dem das vom Prozessor 31 abgegebene PCM-Korrektursignal 32 analogisiert wird, und zwei identischen Analogmultiplizierern 49 und 50, in denen die gefilterten und über die Laufzeitausgleichglieder 51 und 52 verzögerten Basisbandsignale 53 und 54 mit dem analogen Ausgangssignal 55 des D/A-Wandlers 48 multipliziert werden. The amplitude correction circuit 34 consists of a D / A converter 48, in which the PCM correction signal 32 emitted by processor 31 is analogized, and two identical analog multipliers 49 and 50 in which the filtered and Baseband signals 53 and 53 delayed via the delay compensation elements 51 and 52 54 can be multiplied by the analog output signal 55 of the D / A converter 48.

Die Phasenkorrekturschaltung 35 besteht aus einem D/A-Wandler 56, in dem das vom Prozessor 31 abgegebene PCM-Korrektursignal 33 analogisiert wird und einem Phasenmodulator 57, mit dem die vom Trägergenerator 19 gelieferte Trägerschwingung 20 mit dem Ausgangssignal 58 des D/A-Wandlers 56 in der Phase moduliert wird. The phase correction circuit 35 consists of a D / A converter 56, in which the PCM correction signal 33 emitted by the processor 31 is analogized and a phase modulator 57, with which the carrier oscillation supplied by the carrier generator 19 20 is modulated in phase with the output signal 58 of the D / A converter 56.

Die Wandlung in den A/D-Wandlern 36 und 37 der Erkennungsschaltung 29 und in den D/A-Wandlern 48 und 56 der Amplitudenkorrekturschaltung 34 und der Phasenkorrekturschaltung 35 hat mit einem Takt zu erfolgen, dessen Frequenz entsprechend dem Abtasttheorem mindestens doppelt so hoch ist, wie die Bandbreite der Ausgangssignale 55 und 58 der D/A-Wandler 48 und 56, wenn Verfälschungen dieser Signale ausgeschlossen werden sollen. Die übrigen digitalen Bausteine sind ebenfalls entsprechend dieser Taktfrequenz auszuwählen. Die Analogmultiplizierer 49 und 50 der Amplitudenkorrekturschaltung 34 und der Phasenmodulator 57 der Phasenkorrekturschaltung 35 sind so auszuwählen, daß sie in der Lage sind, die Bandbreite der Ausgangssignale 55 und 58 der D/A-Wandler 48 und 56 zu verarbeiten. Es ist weiterhin zu beachten, daß die Länge der in der Schaltungsanordnung verarbeiteten PCM-Worte Aus- wirkung auf die Genauigkeit der Kompensation hat, d. h. je feiner der vorkommende Leistungsbereich quantisiert wird, desto genauer die Kompensation. Die Verarbeitung von 6-Bit-Worten ist jedoch im allgemeinen mehr als ausreichend. Die Basisbandsignale 21 und 22 müssen mit den Laufzeitausgleichgliedern 51 und 52 exakt um die Laufzeit der Erkennungsschaltung 29, des Prozessors 31 und der D/A-Wandler 48 und 56 der Amplitudenkorrekturschaltung 34 und der Phasenkorrekturschaltung 35 verzögert werden. The conversion in the A / D converters 36 and 37 of the detection circuit 29 and in the D / A converters 48 and 56 of the amplitude correction circuit 34 and the Phase correction circuit 35 has to be done with a clock, the frequency of which is accordingly the sampling theorem is at least twice as high as the bandwidth of the output signals 55 and 58 of the D / A converters 48 and 56, if corruption of these signals is excluded should be. The other digital modules are also corresponding to this Select clock frequency. The analog multipliers 49 and 50 of the amplitude correction circuit 34 and the phase modulator 57 of the phase correction circuit 35 are to be selected so that that they are able to use the bandwidth of the output signals 55 and 58 of the D / A converter 48 and 56 to process. It should also be noted that the length of the Circuit arrangement processed PCM words effect on the accuracy of the Has compensation, d. H. the finer the occurring power range is quantized, the more accurate the compensation. However, processing of 6-bit words is in the generally more than adequate. The baseband signals 21 and 22 must match the Transit time compensators 51 and 52 exactly to the transit time of the detection circuit 29, the processor 31 and the D / A converters 48 and 56 of the amplitude correction circuit 34 and the phase correction circuit 35 are delayed.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Kompensation von nichtlinearen Amplituden- und/oder Phasenverzerrungen in hochfrequenzseitigen Übertragungscinrichtungen von Übertragungssystemen für analoge oder digitale Übertragungssignale, insbesondere von nichtlinearen Verzerrungen in Mikrowellensendern, g e -kennzeichnet durch folgende Merkmale: a) im Übertragungssystem wird mindestens eine Erkennungsschaltung eingesetzt, die ein pulscodemoduliertes Kennsignal abgibt, das in codierter Form eine lineare oder nichtlineare Funktion der abgetasteten und quantisierten momentanen Leistung des die hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen durchlaufenden Übertragungssignals ist, b) es wird mindestens ein digitaler Umsetzer eingesetzt, der das pulscodemodulierte Kennsignal in ein pulscodemoduliertes Korrektursignal umsetzt, c) bei der Umsetzung wird jedem Codewort des pulscodemodulierten Kennsignals ein entsprechend den nichtlinearen Übertragungskennlinien der hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen vorbestimmbares Codewort des pulscodemodulierten Korrektursignals zugeordnet, d) im Übertragungssystem wird, der Erkennungsschaltung nachfolgend mindestens eine Korrekturschaltung eingesetzt, in der das Übertragungssignal als lineare oder nichtlineare Funktion des decodierten pulscodemodulierten Korrektursignals moduliert wird. Claims: 1. Method for compensation of non-linear Amplitude and / or phase distortions in high-frequency transmission devices of transmission systems for analog or digital transmission signals, in particular of non-linear distortion in microwave transmitters, characterized by the following Features: a) at least one detection circuit is used in the transmission system, which emits a pulse-code-modulated identification signal which, in coded form, is a linear or non-linear function of the sampled and quantized instantaneous power of the transmission signal passing through the high-frequency transmission devices is, b) at least one digital converter is used which modulates the pulse code Converts identification signal into a pulse code modulated correction signal, c) during the implementation each code word of the pulse code modulated identification signal is a corresponding to the non-linear Transmission characteristics of the transmission devices on the high-frequency side can be predetermined Code word assigned to the pulse code modulated correction signal, d) in the transmission system is used, the detection circuit is followed by at least one correction circuit, in which the transmission signal as a linear or non-linear function of the decoded pulse code modulated correction signal is modulated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung in der Niederfrequenzebene und/oder der Zwischenfrequenzebene und/oder der Hochfrequenzebene des Übertragungssystems eingesetzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the correction circuit in the low frequency level and / or the intermediate frequency level and / or the high frequency level of the transmission system is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsschaltung in der Niederfrequenzebene und/oder der Zwischenfrequenzebene und/oder der Hochfrequenzebene des Übertragungssystems eingesetzt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the detection circuit in the low frequency level and / or the intermediate frequency level and / or the high frequency level of the transmission system is used. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung als Amplitudenmodulator ausgebildet ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the correction circuit is designed as an amplitude modulator. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung als Phasenmodulator ausgebildet ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the correction circuit is designed as a phase modulator. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß a) der digitale Umsetzer als adressierbarer Speicher ausgebildet ist, b) der Speicher als Adreßsignal das pulscodemodulierte Kennsignal erhält, c) der Speicher unter einzelnen Adreßworten gespeicherte Datenworte ausliest, d) die vom Speicher ausgelesenen Datenworte das pulscodemodulierte Korrektursignal bilden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that a) the digital converter is designed as an addressable memory, b) the The memory receives the pulse code modulated identification signal as the address signal, c) the memory reads out data words stored under individual address words, d) those from the memory read out data words form the pulse code modulated correction signal. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der adressierbare Speicher als Fest- wertspeicher (ROM, PROM) ausgebildet ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the addressable Storage as fixed value memory (ROM, PROM) is formed. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß a) der adressierbare Speicher als Schreib-Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) ausgebildet ist, b) ein Meßempfänger die Signale vor und hinter der Reihenschaltung aus Korrekturschaltung und hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen miteinander vergleicht, c) der Meßempfänger aufgrund des Vergleichs ein Fehlersignal abgibt, d) das Fehlersignal einem Mikroprozessor zugeführt wird, e) ein Datensender eingesetzt wird, der zum Abgeben einstellbarer pulscodemodulierter Datenworte geeignet ist, f) der Mikroprozessor über ein Programm die Elemente der einstellbaren pulscodemodulierten Datenworte entsprechend dem Fehlersignal verstellt, g) die einstellbaren pulscodemodulierten Datenworte in den Schreib-Lese-Speicher eingeschrieben werden, h) das Verstellen und das Einschreiben für alle Adressen des Schreib- Lese-Speichers solange durchgeführt wird, bis das Fehlersignal bei optimaler Kompensation der nichtlinearen Verzerrungen der hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen minimiert ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that a) the addressable memory designed as read-write memory with random access (RAM) is, b) a measuring receiver the signals upstream and downstream of the series connection of correction circuit and high-frequency transmission devices compares with one another, c) the Measurement receiver emits an error signal based on the comparison, d) the error signal a microprocessor is supplied, e) a data transmitter is used, which is used for Output of adjustable pulse code modulated data words is suitable, f) the microprocessor the elements of the adjustable pulse code modulated data words via a program adjusted according to the error signal, g) the adjustable pulse code modulated Data words are written into the read / write memory, h) the adjustment and the writing is carried out for all addresses of the read-write memory for so long until the error signal with optimal compensation of the non-linear distortions the transmission facilities on the high-frequency side is minimized. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von nichtlinearen Amplituden- und/oder Phasenverzerrungen in hochfrequenzseitigen Übertragungseinrichtungen von Übertragungssystemen für analoge oder digitale Übertragungssignale, insbesondere von nichtlinearen Verzerrungen in Mikrowellensendern. The invention relates to a method for compensating non-linear Amplitude and / or phase distortion in high-frequency transmission equipment of transmission systems for analog or digital transmission signals, in particular of non-linear distortion in microwave transmitters.