DE60027920T2

DE60027920T2 - Linearisierung eines verstärkers

Info

Publication number: DE60027920T2
Application number: DE60027920T
Authority: DE
Inventors: Mahmoud Darvish-Zadeh; Ahmad Merrow Guildford KHANIFAR; William Jenkins
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: EP1236272B1; ATE326077T1; DE60027920D1; US7053709B1; WO2001037424A1; EP1236272A1; GB9926886D0; ES2263503T3; AU1519201A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Linearisierung eines Verstärkers und insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Linearisierung eines Verstärkers zur Verstärkung von Hochfrequenzsignalen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Kommunikationssystem umfaßt Signalisierpunkte oder Knoten wie etwa Benutzerendgeräte, verschiedene Vermittlungsstellen, Router, Koppler, Verbindungsstrecken, Stationen und so weiter und ein passendes Kommunikationsmedium zwischen den Signalisierpunkten. Signalisierpunkte können sich auch in einem Element des Kommunikationssystems befinden, worin die Kommunikation mit dem Element auftreten kann. Das Kommunikationsmedium kann zum Beispiel eine verdrahtete Schnittstelle, eine Funkschnittstelle oder eine optische Schnittstelle umfassen. Die Kommunikation kann durch analoge oder digitale Signale oder eine Kombination davon wie etwa digital modulierte analoge Signale ausgeführt werden.
In verschiedensten Kommunikationsanwendungen wird eine Verstärkung benötigt. Zum Beispiel kann es sein, daß die Hochfrequenzsignale, die in einem Funkkommunikationssystem zwischen Signalisierpunkten übertragen werden, während irgendeines Stadiums der Übertragung und/oder des Empfangs verstärkt werden müssen. Die Signalisierpunkte können zum Beispiel eine sendende Station und eine empfangende Station oder ein Zwischenknoten des Kommunikationssystems sein. Die Verstärkung der Signale wird benötigt, da die Amplitude eines Signals während der Übertragung des Signals zwischen Signalisierpunkten dazu neigt, abgeschwächt zu werden, wodurch die Qualität der Übertragung verringert wird. Außerdem wird dem Signal von anderen Quellen wie auch von der sendenden und der empfangenden und der möglichen Zwischenvorrichtung selbst Rauschen hinzugefügt. Das Kommunikationssystem ist daher mit einem Verstärkungsmittel versehen, um durch Verstärkung des Signals die Abschwächung auszugleichen und das Signal-Rausch-Verhältnis des Signals zu erhöhen.
Verstärker, die dazu bestimmt sind, einen Bereich von Frequenzen abzudecken, sollten über das bezeichnete Frequenzband eine lineare Leistung bereitstellen. Jedweder Verstärker bringt eine lineare, oder AM-PM-(Amplitudenmodulation-Phasenmodulations)-Verzerrung, wobei Amplitudenschwankungen im Eingangssignal unerwünschte Phasenschwankungen im Ausgangssignal verursachen, und eine Intermodulation, oder AM-AM-Verzerrung, die eine Mischung unter den verschiedenen vorhandenen Frequenzkomponenten verursacht, ein. Ein Beispiel von sogenannten Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung und fünfter Ordnung, die bei Frequenzen f1 und f2 um ein einfaches Doppeltonsignal erscheinen, ist durch 1 gezeigt. Obwohl andere Verzerrungskomponenten erzeugt werden, neigen diese dazu, bei Frequenzen erzeugt zu werden, die deutlich höher als die gewünschten Signale sind, was ihre einfache Beseitigung durch Filterung gestattet. Wie veranschaulicht sind die Größen der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung normalerweise größer als jene der Komponenten fünfter Ordnung. Obwohl dies in 1 nicht veranschaulicht ist, können um die Trägersignale auch Komponenten der Verzerrung siebenter Ordnung (oder sogar einer noch höheren ungeraden Ordnung) erscheinen. Doch in den meisten Fällen wird die Verzerrung dritter, und zu einem geringeren Ausmaß, fünfter Ordnung die Nichtlinearität eines Verstärkers beherrschen. Die Nichtlinearität eines Verstärkers wird durch die endliche Ausgangsleistungsbeschränkung und die nichtideale Übertragungsfunktion des Verstärkers verursacht. Daher ist es oft erwünscht, Verstärker mit irgendeiner Art von Linearisierungsschaltsystem zu versehen, um die Verzerrung, die eingebracht wird, zu verringern.
Eine direkte Lösung des Linearitätsproblems nutzt den Umstand, daß die Nichtlinearität mit dem Ausgangsleistungspegel des Verstärkers zunimmt. Wenn daher der Eingangspegel verringert oder "zurückgesetzt" wird, wird der Verstärker dazu eingerichtet, nur innerhalb seines lineareren Bereichs tätig zu sein. Doch dieser Ansatz wird in den meisten Anwendungen nicht als wünschenswert angesehen, da er dabei versagt, den gesamten Bereich des verfügbaren Ausgangsspannungshubs zu benutzen, und daher nicht leistungswirksam ist.
Es gibt eine Anzahl von eingeführten Linearisierungstechniken, die im Lauf der Jahre vorgeschlagen wurden. Eine der bekanntesten Techniken des Stands der Technik wird als Vorwärts(F/F)linearisierung bezeichnet. Die Gestaltung und der grundlegende Betrieb eines typischen F/F-Schaltsystems sind in 1 gezeigt. In der gezeigten F/F-Anordnung wird ein Eingangssignal, das aus zwei eng beabstandeten Tönen besteht, zuerst durch einen Richtkoppler an einer Stelle vor dem Verstärker abgetastet. Der abgetrennte Anteil des sauberen, unverzerrten Eingangssignals wird durch einen Amplituden-und-Phasenschieberschaltkreis geführt, während das Eingangssignal durch den Hauptverstärker geführt wird. Nach der Verstärkung wird ein weiterer Abtastwert vom verstärkten Signal abgetrennt, wobei dieser weitere Abtastwert auch die verzerrten Komponenten des verstärkten Signals beinhaltet. Die beiden abgetasteten Signale werden in einem Hybridkombinator in der genauen Gegenphase und mit gleichen Amplituden kombiniert, um das ursprüngliche Doppeltonsignal auszulöschen, wodurch ein "Fehler"signal zurückbelassen wird, das aus nur jenen Verzerrungskomponenten besteht, die durch den Verstärker eingebracht wurden. Das Fehlersignal wird dann durch einen Fehlerverstärker verstärkt und anschließend, erneut in der genauen Gegenphase und mit der gleichen Größe, mit dem verzerrten Ausgang des Hauptverstärkers kombiniert, wodurch die fremden Verzerrungskomponenten beseitigt werden und ein sauberes verstärktes Signal zurückbelassen wird.
Vorwärtslinearisierer sind schwer zu verwirklichen, da alle Komponenten mit Hochfrequenz (HF) tätig sind und die Phasen- und Amplitudentoleranzen der beiden Auslöschungsschleifen sehr eng und in Bezug auf Temperaturveränderungen und Alterung anfällig sind. Zur Bekämpfung der oben erwähnten Probleme muß ein verhältnismäßig komplexer Steuermechanismus hinzugefügt werden, um eine annehmbare Leistung aufrechtzuerhalten. Die Vorwärtslinearisierer sind auch sehr eigenwillig, komplex und ineffizient zu betreiben. Aus den obigen Gründen sind Vorwärtslinearisierer verhältnismäßig teuer und können sie daher für manche Anwendungen, die eine Linearisierung benötigen, ungeeignet sein.
Eine andere Linearisierungstechnik des Stands der Technik ist die Vorverzerrung. Bei der Vorverzerrung wird das Eingangssignal vor der Eingabe in den Verstärker absichtlich in einer Weise vorverzerrt, die jener Verzerrung, die das Signal im Verstärker selbst erfahren wird, gegensätzlich ist, was zu einem "saubereren" Signal führt. Es wurde sowohl eine analoge als auch eine digitale Vorverzerrung vorgeschlagen. Die Vorverzerrungssysteme können so aufgebaut sein, daß sie einen Vorverzerrer ohne Rückführung oder einen Vorverzerrer mit Rückführung (d.h. einen adaptiven Vorverzerrer) bilden. Letzterer weist den Vorteil auf, daß er fähig ist, sich an Vorrichtungsveränderungen mit der Temperatur und der Zeit anzupassen.
Vorverzerrungs-Linearisierer sind dazu tätig, den Hochfrequenzträger selbst vorzuverzerren, und leiden daher an vielen der Nachteile von F/F-Linearisierern. Die analogen Vorverzerrungs-Linearisierer sind nur über einen verhältnismäßig kleinen Leistungsbereich tätig. Die gegenwärtigen digitalen Vorverzerrungs-Linearisierer setzen einen komplexen Aufbau ein und sind schwierig und teuer zu verwirklichen. Trotz der Komplexität haben sogar die digitalen Vorverzerrungs-Linearisierer nur eine begrenzte Verzerrungsverbesserung gezeigt.
Beispiele für kubische Vorverzerrer zur Linearisierung eines Verstärkers können in den Dokumenten EP-A-0 751 614 und GB-A-2 335 813 gefunden werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sich mit einem oder mehreren der obigen Probleme zu befassen.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Linearisierung eines Verstärkers bereitgestellt, wobei der Verstärker zur Verstärkung von Signalen bereitgestellt ist, wobei das Verfahren das Kombinieren eines Linearisierungssignals mit einem Eingangssignal zum Bilden eines modifizierten Eingangssignals zur Verstärkung durch den Verstärker umfaßt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Erzeugen eines Linearisierungssignals, das im Wesentlichen den Niederfrequenzkomponenten des Quadrats des Eingangssignals entspricht, durch Quadrieren des Eingangssignals oder der Basisbandwellenform des Eingangssignals; und weiteres Verarbeiten des Linearisierungssignals durch Regulieren seiner Amplitude, so daß die Amplitude der Komponenten dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers erzeugt wird, der Amplitude der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal gleich ist, und Anwenden einer Phasenverschiebung auf das Linearisierungssignal, so daß die Phase der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers erzeugt werden, der Phase der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal entgegengesetzt ist.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Schaltsystem bereit, das einen Verstärker, der mit einem Eingang zum Empfangen eines Signals versehen ist; ein Verarbeitungsmittel zum Erzeugen eines Linearisierungssignals und zum Verarbeiten des Linearisierungssignals; und ein Kombiniermittel zum Kombinieren des Linearisierungssignals mit dem Eingangssignal, um ein modifiziertes Eingangssignal zu bilden, das zur Verstärkung an den Eingang des Verstärkers angelegt werden soll, umfaßt, wobei das Schaltsystem dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verarbeitungsmittel dazu eingerichtet ist, durch Quadrieren des Eingangssignals oder der Basisbandwellenform des Eingangssignals für den Verstärker ein solches Linearisierungssignal zu erzeugen, das im Wesentlichen Niederfrequenzkomponenten des Quadrats des Eingangssignals entspricht, die Amplitude des Linearisierungssignals zu regulieren, so daß die Amplitude der Komponenten dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers erzeugt wird, der Amplitude der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal gleich ist, und eine Phasenverschieben auf das Linearisierungssignal anzuwenden, so daß die Phase der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers erzeugt werden, der Phase der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal entgegengesetzt ist.
Die Intermodulationsverzerrung am Ausgang des Verstärkers kann durch die Hinzufügung des Linearisierungssignals zum Eingangssignal verringert werden. Die Basisbandwellenform des Eingangssignals kann erhalten werden, bevor das Eingangssignal moduliert und/oder aufwärtsumgewandelt wird. Zumindest ein Teil des Erzeugens und/oder Verarbeitens des Linearisierungssignals kann durch digitale Signalverarbeitung erreicht werden. Während des Vorgangs kann zumindest eine Analog-Digital- oder umgekehrte Umwandlung von Signalen vollbracht werden. Die Signale, die im Signalprozessor verarbeitet werden sollen, und das erzeugte Linearisierungssignal können Zwischenfrequenzsignale sein. Die Basisbandwellenform des Eingangssignals kann abgetastet werden. Während des Vorgangs kann eine Kopie der Basisbandwellenform des Eingangssignals verarbeitet werden.
Der Signalprozessor kann mit Rückkopplungsinformationen vom Ausgang des Verstärkers versehen werden. Das Verarbeiten des Linearisierungssignals kann ein Bearbeiten des Linearisierungssignals auf Basis der Rückkopplungsinformationen umfassen. Durch Anwenden einer Faltung auf die zeitveränderliche Wellenform des Linearisierungssignals kann eine Amplituden- und eine Phasenkorrektur vollbracht werden. Die Erzeugung des Linearisierungssignals kann dynamisch gesteuert sein.
Das Eingangssignal kann aus zwei oder mehr modulierten Trägersignalen bestehen. Der Vorgang kann das Quadrieren von zwei oder mehr Basisbandwellenformen und das Verwenden von Informationen, die mit den gegenseitigen Beziehungen zwischen den Trägern verbunden sind, umfassen. Die Informationen, die die gegenseitigen Beziehungen betreffen, umfassen Trägerbeabstandungen zwischen dem einen oder den mehreren Trägern.
Die Ausführungsformen der Erfindung können eine leistungsfähige Verwendung des Verstärkungsbereichs eines Verstärkers ermöglichen, während sie die Intermodulation und die Verzerrung, die im Signal, das vom Verstärker ausgegeben wird, vorhanden sind, verringern. Die Ausführungsformen können einen Verstärkungsschaltkreis mit Linearisierungsfunktionalität ermöglichen, der weniger komplex als jener von F/F-Linearisieren ist. Die Ausführungsformen können die Verwendung eines Linearisierungsschaltsystems ermöglichen, das bei wesentlich niedrigeren Frequenzen als den in F/F-Linearisierern verwendeten tätig ist. Die Bestandteile des Linearisierungsschaltsystems können auch digital verwirklicht werden. Sobald eine Ausführungsform gestaltet wurde, kann die Ausführungsform daher genau nachgebildet werden. Das nach den Ausführungsformen der Erfindung gestaltete Linearisierungsschaltsystem kann auch im Wesentlichen gegen Temperaturveränderungen und den Lauf der Zeit immun sein wie auch von kleiner Größe und geringem Leistungsverbrauch sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei
1 ein Blockdiagramm eines Schaltsystems eines linearisierten Verstärkers nach dem Stand der Technik ist;
2 ein Kommunikationssystem zeigt, in dem Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das den Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Blockdiagramm eines Schaltsystems nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Blockdiagramm eines Schaltsystems nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 und 8 weitere Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen;
9 bis 11 Versuchsergebnisse zeigen, die für die Ausführungsform von 3 erhalten wurden;
12 ein Blockdiagramm eines Verstärkerschaltsystems ist, das zum Simulieren der Ausführungsform von 5 verwendet wurde; und
13 und 14 die Ergebnisse zeigen, die durch die Anordnung von 12 erhalten wurden.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Zuerst wird auf 2 Bezug genommen werden, die ein System veranschaulicht, in dem Ausführungsformen der Erfindung eingesetzt werden können. Das als Beispiel dienende System ist ein zellulares Mobilfunkkommunikationssystem, das mehreren Mobilstationen MS1, MS2, MS3 gestattet, über jeweilige Kanäle CH1, CH2, CH3 mit einer Basis(transceiver)station BTS in einer gemeinsamen Zelle zu kommunizieren. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann sich die Mobilstation auch von einer Zelle zu einer anderen Zelle bewegen. Die Funkkommunikation zwischen einer sendenden Station und einer empfangenden Station kann auf jede beliebige passende Weise ausgeführt werden und kann auf jedem beliebigen Kommunikationsstandard beruhen. Daher wird die Funkverbindungsstrecke hier nicht ausführlicher beschrieben werden. Beispiele für zellulare Kommunikationssysteme beinhalten, jedoch ohne Beschränkung darauf, Standards wie etwa AMPS (amerikanisches Mobiltelefonsystem), DAMPS (digitales AMPS), GSM (globales System für mobile Kommunikation) oder verschiedene Systeme auf GSM-Basis (wie etwa GPRS: allgemeines Paketfunksystem), CDMA (Codemultiplexzugriff) oder den vorgeschlagenen WCDMA (Breitband-CDMA), UMTS (universelles Mobil-Kommunikationssystem), IS-95 oder IMT 2000 (internationale Mobil-Telekommunikation 2000).
Eine Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung (IMD3) in einem Verstärker kann durch Abändern des Eingangssignals durch Hinzufügen eines sorgfältig gestalteten Linearisierungssignals, das durch passende Mittel wie etwa einen Signalverarbeitungsschaltkreis oder eine Datenverarbeitungsvorrichtung aus Informationen erzeugt wurde, die vom Signal erhalten wurden, welches in den Verstärker eingegeben werden soll, deutlich verringert werden. Die Schritte für eine Ausführungsform für die Linearisierung sind durch das Ablaufdiagramm von 3 veranschaulicht. Beim Verfahren wird ein Linearisierungssignal, das im Wesentlichen den Niederfrequenzkomponenten des Signals entspricht, das erhalten würde, wenn das Eingangssignal quadriert würde, vorzugsweise in einem Signalprozessor erzeugt und verarbeitet. Das erzeugte Linearisierungssignal ist vorzugsweise im Wesentlichen mit dem Niederfrequenzanteil des Quadrats des Eingangs identisch, braucht aber nicht durch tatsächliches Quadrieren des Eingangssignals oder einer Kopie oder Abtastung des Eingangssignals gebildet werden. Das erzeugte Linearisierungssignal kann durch Bearbeiten der Komponenten auf eine passende Weise weiterverarbeitet werden, wie nachstehend erklärt werden wird. Das erzeugte Linearisierungssignal wird anschließend mit dem Eingangssignal kombiniert, um ein abgeändertes Eingangssignal für den Verstärker, d.h., ein Signal, das das ursprüngliche Signal und das dem Niederfrequenzanteil des Quadrats des Eingangssignals entsprechende bearbeitete Signal enthält, zu bilden. Das abgeänderte Eingangssignal wird dann in den Verstärker geführt und verstärkt. Da die eingespeisten Niederfrequenzkomponenten mit dem ursprünglichen Eingangssignal und dem Verstärker zusammenwirken werden, um die durch den Verstärker erzeugte Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung auszulöschen, kann die Verzerrung am Verstärkerausgang verringert werden. Das Folgende wird sowohl die Funktionalität dieser Technik als auch einige mögliche Ausführungsformen zur Ausführung der Verarbeitung der Eingangssignalinformationen zur Erzeugung des Linearisierungssignals ausführlicher umreißen.
4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm für die Verstärkung von Mehrton-Dauerstrich(CW)-Signalen 1 durch einen Verstärker 4, während die oben besprochenen Grundsätze eingesetzt werden. Der Block 5 stellt einen Generator für eine beliebige Wellenform (AWG) zur Ausgabe des Niederfrequenz-Linearisierungssignals 10 dar. Die vier benachbarten HF-Signale t1 bis t4 weisen untereinander jeweils eine Beabstandung S1 bis S3 auf. Die Töne in dieser Ausführungsform sind Dauerstrichwellen mit einer periodischen Wellenform (z.B. Prüfsignale, die eine Sinuswellenform aufweisen und keine Informationen tragen). Daher wird der Niederfrequenzanteil des Quadrats der Eingangs-CW-Wellen ebenfalls eine periodische Wellenform sein, die aus 6 Differenzfrequenzkomponenten zweiter Ordnung bei den Frequenzen S1 bis S6 besteht. Sobald das periodische Linearisierungssignal 10 für eine bestimmte Kombination von Trägerbeabstandungen und Leistungspegeln bestimmt wurde, kann es daher ohne Regulierungen fortlaufend vom AWG 5 ausgegeben werden. In einer einfachen Ausführung wird die inhärente Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers selbst verwendet, um das Quadrat des Eingangssignals zu erzeugen. In diesem Fall reicht es, eine Periode des periodischen Niederfrequenzanteils der Verzerrungskomponenten zweiter Ordnung am Ausgang des Verstärkers 4 digital abzutasten, bevor der Abtastwert auf eine sorgfältig gesteuerte Weise verarbeitet und in den Eingang zurück eingespeist wird. Das periodische Linearisierungs-Niederfrequenzsignal kann z.B. durch das Einsetzen von Faltungs- oder Fourier-Transformationstechniken bearbeitet werden, wie später in dieser Beschreibung unter Bezugnahme auf 6 bzw. 7 erklärt werden wird. Es wurde auch eine Anordnung, die nach den obigen Grundsätzen für Mehrton-CW-Eingangssignale aufgebaut wurde, geprüft, und die Prüfergebnisse werden nachstehend unter Bezug auf 8 bis 10 besprochen werden.
Die vorgeschlagene Linearisierungstechnik wird nun unter Bezugnahme auf einen einzelnen Träger, der vor der Verstärkung einer Modulation unterzogen wurde, besprochen werden. Danach wird unter Bezugnahme auf 5 eine bevorzugte Ausführungsform ausführlicher besprochen werden. Beispiele der Einzelträgeranwendungen beinhalten Handapparate und Mobilstationen. Es versteht sich, daß die nachstehend beschriebene Ausführungsform auch eingesetzt werden kann, um die Betriebsleistungsfähigkeit von Verstärkern in anderen Anwendungen zu verbessern.
Die Analyse beginnt durch Darstellen der nichtlinearen Eingangs/Ausgangs-Eigenschaften (der "Übertragungsfunktion") eines Verstärkers durch eine einfache Leistungsserie dritter Ordnung der häufig eingesetzten Form. y(t) = ax(t) + bx2(t) + cx3(t) (1)wobei y(t) das zeitveränderliche Ausgangssignal darstellt, x(t) das zeitveränderliche Eingangssignal ist, und a, b und c die Koeffizienten erster, zweiter bzw. dritter Ordnung der Übertragungsfunktion sind.
Für die folgende, als Beispiel dienende Verarbeitung wird ein digital moduliertes Trägersignal (in 5 durch 7 dargestellt) im Frequenzbereich als ein Träger dargestellt, der durch ein Basisbandspektrum (in 5 durch 1 bezeichnet) ergänzt wird: x(t) ⇒ X(jω) = B(jω) ⊗ 1/2[δ(ω – ω0) + δ(ω + ω0)] (2)wobei B(jω) das Basisband darstellt, ω die unabhängige Variable der Winkelfrequenz ist, ω₀ die Trägerfrequenz ist, an der das modulierte HF-Signal zentriert ist, 1/2[δ(ω + ω₀) + δ(ω – ω₀)] eine einzelne sinusförmige Frequenzkomponente bei der Frequenz wo bezeichnet, und "⊗" eine Faltung der Ausdrücke bezeichnet.
Der Ausdruck zweiter Ordnung, x²(t), der nichtlinearen Übertragungsfunktion erzeugt aus dem gezeigten obigen Eingangssignal die folgenden neuen Ausgangssignalkomponenten: x2(t) ⇒ X(jω) ⊗ X(jω) = B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ 1/4[δ(ω – 2ω0) + δ(ω + 2ω0) + 2δ(ω)] (3)
Der Ausdruck dritter Ordnung der Übertragungsfunktion, x³(t), erzeugt die folgenden neuen Ausgangssignalkomponenten: x3(t) ⇒ X(jω) ⊗ X(jω) ⊗ X(jω) = B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ 1/8[δ(ω – 3ω0) + δ(ω – 3ω0) + 3δ(ω – ω0) + 3δ(ω + ω0)] = B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ 1/8[δ(ω – 3ω0) + δ(ω + 3ω0)] + B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ 3/8[δ(ω – ω0) + δ(ω + ω0)] (4)
Die Verzerrung dritter Ordnung, die um das Trägersignal auftritt, ist im Obigen durch die unterstrichenen Ausdrücke in der Erweiterung dritter Ordnung (4) bezeichnet.
Das aus dem Niederfrequenzanteil des Quadrats des Eingangssignals bestehende Linearisierungssignal, das zusammen mit dem Träger in den Verstärker eingegeben wird, um die Verzerrung dritter Ordnung zu verringern, kann im Frequenzbereich als I(jω) = αe–jθ[B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ δ(ω)] (5)dargestellt werden,
wobei αe^–jθ = der gesamte Amplituden- und Phasenverschiebungsausdruck ist, der durch das Einspeisungssignal-Verarbeitungsmittel bestimmt wird.
Wenn das obige "Einspeisungs"signal untersucht wird, ist erkennbar, das es aus der Frequenzbereichs-Faltung des Basisbandspektrums mit sich selbst besteht. Das Äquivalent der Faltung im Zeitbereich ist die Multiplikation, weshalb das Einspeisungssignal einfach durch Quadrieren des Basisbandwellenform im Zeitbereich und Anwenden einer vorgeschriebenen Amplituden- und Phasenverschiebung gebildet werden kann. Daher ist es zur Erzeugung dieses Linearisierungssignals nicht nötig, das gesamte HF-Eingangssignal zu quadrieren, sondern genügt es, nur das Basisbandsignal zu quadrieren. Wenn das Einspeisungssignal zur ursprünglichen modulierten Träger hinzugefügt wird, der an der Frequenz wo zentriert ist, werden das Eingangssignal und die am Ausgang des Verstärkers erzeugten Komponenten entsprechend verändert: X'(jω) = X(jω) + I(jω) = B(jω) ⊗ 1/2[δ(ω – ω0) + δ(ω + ω0)] + αejθ[B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ δ(ω)] (6)
Komponenten der Verzerrung zweiter Ordnung: X'(jω) ⊗ X'(jω) = 2B(jω) ⊗ B(jω) ⊗ 1/4[δ(ω – 2ω0) + δ(ω + 2ω0) + 2(ω) + αe–jθB(jω) ⊗ Β(jω) ⊗ B(jω) ⊗ [δ(ω – ω0) + δ(ω + ω0)] (7)
Es gibt nun neue Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung, die durch den Ausdruck zweiter Ordnung der nichtlinearen Übertragungsfunktion, wie er in der obigen Gleichung (7) unterstrichen ist, erzeugt wurden.
Wenn der unterstrichene Ausdruck zweiter Ordnung in Gleichung (7) mit der unterstrichenen Verzerrung dritter Ordnung um den Träger in der Gleichung dritter Ordnung (4) verglichen wird, ist ersichtlich, daß die Verstärkernichtlinearität zweiter Ordnung (7) nun neue Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung um den Träger erzeugt, die mit Ausnahme eines zusätzlichen Amplituden- und Phasenverschiebungsausdruck αe^–jθ mit den bereits durch den Ausdruck dritter Ordnung (4) erzeugten identisch sind. Somit wird eine Verzerrungsauslöschung auftreten, wenn die Amplitude α so gewählt wird, daß die beiden Sätze von unterstrichenen Komponenten in Gleichung (4) und (7) gleich sind, und die Phasenverschiebung θ so gewählt wird, daß die Phasen dieser Komponenten entgegengesetzt sind.
Nun wird auf 5 Bezug genommen werden, die ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Ausführungsform kann, zum Beispiel, in der Basistransceiverstation BTS und/oder der Mobilstation MS von 2 ausgeführt sein. Ein fest zugeordneter Schaltkreis 5 eines digitalen Signalprozessors (DSP), der in 5 gezeigt ist, kann verwendet werden, um das benötigte Linearisierungssignal aus der Basisbandwellenform zu erzeugen, die anschließend den HF-Träger modulieren wird, um das Eingangssignal zu bilden. Der Verarbeitungsschaltkreis 5 wird das Linearisierungssignal 10 durch Quadrieren der Basisbandwellenform und Anwenden einer gesamten Phasen- und Amplitudenregulierung darauf erzeugen. Dies kann unter der Steuerung durch eine Steuereinheit 21 bewirkt werden. Das Blockdiagramm veranschaulicht eine Basisbandwellenform 1, die auf ein Trägersignal moduliert wird, um in einen Verstärker 4 eingegeben zu werden. Der Verstärker kann jede beliebige Art von Verstärker sein, wie etwa ein Hochfrequenz-Leistungsverstärker (HF-PA) oder ein Kleinsignal-Verstärker. Das Basisbandsignal kann jedes beliebige Signal sein, das für die Übertragungszwecke verwendet werden kann, wie etwa ein digitales Signal oder ein analoges Signal.
Bevor das Basisbandsignal in den Verstärker eingegeben wird, kann irgendeine Vorverarbeitung oder Vorbehandlung des Signals durchgeführt werden. Zum Beispiel muß das Basisbandsignal (d.h. die Informationen, die getragen werden sollen), in der Frequenz aufwärts übersetzt werden, um ihm unter anderem zu ermöglichen, durch die Luft übertragen zu werden, und eine Interferenz mit anderen Übertragungen zu verhindern. In 5 ist wird die Aufwärtsübersetzung mit einem Aufwärtsumwandler 12 durchgeführt, der dazu eingerichtet ist, Zwischenfrequenz(ZF)signale auf eine bekannte Weise in Hochfrequenz(HF)signale umzuwandeln. Die Informationssignale können alle beliebigen Signale sein, die Informationen tragen, wie etwa Wellenformen, die zum Beispiel Audio-, visuelle oder digitale Informationen tragen, die durch Wandler wie etwa Mikrophone oder Kameras oder Datenverarbeitungsvorrichtungen in elektrische Signale übersetzt werden.
Um vom Frequenzraum wirksam Gebrauch zu machen, wird in den meisten Anwendungen zusätzlich zur Aufwärtsumwandlung eine Modulation verwendet, um die Amplitude, die Frequenz und/oder die Phase eines HF-Trägers zu verändern. Diese Vorverarbeitungsverfahren werden häufig als Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation bzw. Phasenmodulation bezeichnet. Der Signalweg zum Verstärker 4 kann somit ein Mittel umfassen, um das des Trägersignal zu verarbeiten, bevor das Signal in den Verstärker eingegeben wird. Die Anordnung von 5 umfaßt einen Modulator 3 für die wie oben besprochene Modulation des Trägersignals. Es ist auch gezeigt, daß das Eingangssignal während der Vorverarbeitung des Signals, vor der Eingabe des Basisbandsignals in den Modulator 3, durch ein Zeitverzögerungsmittel 2 geführt wird. Das Zeitverzögerungsmittel 2 kann benötigt werden, da das Bearbeiten, das im Schaltkreis 5 am Einspeisungssignal durchgeführt werden kann, eine endliche Menge an Zeit benötigen wird. Wenn diese Verarbeitungszeit so ist, daß das Linearisierungssignal nicht richtig mit dem Eingangs-HF-Signal zeitsynchronisiert am Verstärker 4 eintrifft, werden die bereits besprochenen beiden Sätze der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung nicht in der Gegenphase übereinstimmen, und wird keine Verzerrungsverringerung auftreten. Die Zeitverzögerung kann somit benötigt werden, um dieses Problem auszugleichen. Die Stelle der Zeitverzögerung kann sich irgendwo zwischen dem Punkt, an dem das Basisbandsignal geteilt wird (14), und dem Verstärker 4 befinden. Außerdem kann es sein, daß die Zeitverzögerung 2 überhaupt nicht benötigt wird, wenn die Verarbeitung im Schaltkreis 5 schnell genug durchgeführt werden kann.
Zusätzlich zu der als Beispiel dienenden Vorverarbeitung, die durch 5 gezeigt ist, gibt es auch andere Möglichkeiten, um das Eingangssignal vor dem Eingeben des Trägersignals in einen Verstärker zu verarbeiten oder zu bearbeiten, wie etwa Vorverstärkung oder Filterung. Doch da die möglichen Vorverarbeitungstechniken bekannt sind und als solche keinen Teil der Erfindung bilden, werden sie hier nicht ausführlicher besprochen werden.
Nach dem Vorverarbeitungsmittel wird das modulierte und aufwärtsumgewandelte Signal in den Verstärker 4 eingegeben. Das verstärkte Signal wird vom Ausgang des Verstärkers 4 auf eine bekannte Weise ausgegeben und auf einem Signalweg 9 weitergetragen.
Das Schaltsystem von 5 beinhaltet ferner einen Schaltkreis 5 zur digitalen Signalverarbeitung (DSP) nach einer bevorzugten Ausführungsform zur Erzeugung eines Linearisierungssignals zur Verwendung bei der Linearisierung des Verstärkers 4. Der Verarbeitungsschaltkreis 5 ist dazu eingerichtet, Informationen, die er über einen Anschluß 8 vom Basisbandsignal 6 erhält, bevor das Basisbandsignal durch das Vorverarbeitungsmittel verarbeitet wird, zu verarbeiten. Die erhaltenen Informationen enthalten Informationen über das Basisband wie etwa die Wellenform des Basisbands, bevor das Basisband einer Vorverarbeitung wie etwa einer Aufwärtsumwandlung unterzogen wird. Die Basisbandinformationen können an einem Punkt 14 erhalten werden, der sich im Signalweg 6 befindet. Die Informationen können z.B. durch digitales Abtasten des Signals am Punkt 14, durch Extrahieren oder Abteilen eines Teils des Signals am Punkt 14 durch ein passendes Überwachungsmittel (nicht gezeigt), durch Kopieren eines Teils oder des gesamten Signals und Bereitstellen der Kopie an den Signalverarbeitungsschaltkreis 5 oder durch jedes beliebige andere passende Mittel zur Bereitstellung der Informationen vom Signal 1 erhalten werden.
Es versteht sich, daß die Informationen anderswo als am Punkt 14 erhalten werden können. Zum Beispiel kann der ZF-Ausgang des Modulators 3 geteilt werden, und kann dann eine Hälfte davon abwärtsumgewandelt werden, um erneut das Basisband zu erzeugen, das dann im Schaltkreis 5 quadriert und weiter bearbeitet werden kann.
Der Verarbeitungs- oder Linearisierungsschaltkreis 5 beinhaltet ein Mittel 23 zur Bereitstellung einer Quadrierungsfunktionalität. Zum Beispiel kann die Quadrierungsfunktionalität im DSP-Block 5 als eine mathematische Funktion (d.h., durch Multiplikation eines Signals mit sich selbst), oder in einer analogen Ausführung z.B. mittels einer Diode ausgeführt werden. Ein Phasenverschiebungsmittel 25 und ein Amplitudenregulierungsmittel 24 sind ebenfalls bereitgestellt, um die gesamte Amplitude und Phase des digitalen Signals zu regulieren. Diese Mittel können sich im Einspeisungssignalverarbeitungsmittel an jeder beliebigen Position zwischen den Punkten 14 und 15 befinden.
Der Signalverarbeitungskreis 5 kann auch mit einem Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor 22 oder einem anderen geeigneten Mittel versehen sein, das dazu eingerichtet ist, die Amplitude des erhaltenen Informationssignals zu regulieren. Ein anderer Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor 24 oder ein ähnliches Mittel kann zwischen dem Quadrierungsmittel 23 und dem Phasenverschiebungsmittel 25, oder an jeder beliebigen Position zwischen dem Quadrierungsmittel 23 und dem Kombinierungsmittel 15 bereitgestellt sein. Zusätzlich kann der Schaltkreis 5 ein digitales Filter 26 umfassen, um das erzeugte Signal zu filtern, bevor es vom Schaltkreis 5 ausgegeben wird.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Verarbeitungsschaltkreis 5 ein digitaler Signalverarbeitungsschaltkreis. Daher kann es dann, wenn die Informationen vom Basisband (z.B. die Wellenform oder der logische Zustand des Basisbands) in einer analogen Form bereitgestellt werden und der Verarbeitungsschaltkreis eine digitale Signalverarbeitung umfaßt, nötig sein, einen Analog-Digital-Umwandler (ADC) 20 bereitzustellen, um das Informationssignal in digitale Form umzuwandeln. Das eingegebene Informationssignal 8 kann sich jedoch bereits in einem geeigneten Format für die digitale Verarbeitung befinden, wodurch der Umwandler 20 nicht benötigt würde. Entsprechend kann dann, wenn der Verarbeitungsblock 5 digital ausgeführt ist, ein Digital-Analog-Umwandler 27 oder ein anderes geeignetes Mittel benötigt werden, um das erzeugte Linearisierungssignal in ein Format umzuwandeln, das zur Kombinierung mit dem Trägersignal geeignet ist.
Es ist möglich, aber nicht notwendigerweise wesentlich, eine Filterung oder ein anderes geeignetes Mittel 26 (digital oder analog) bereitzustellen, um das Einspeisungssignal vorzuverzerren, um die Auswirkungen jedweder Filterungs- und/oder Kopplungsbestandteile auszugleichen, die verwendet werden können, um den HF-Träger 7 und das Zwischenfrequenz(ZF)-Linearisierungssignal 10, die gesondert sind, zu kombinieren.
Obwohl dies nicht in allen Ausführungen nötig ist, können der Betrieb und verschiedenste Funktionalitäten des Verarbeitungsschaltkreises 5 durch die Steuereinheit 21 gesteuert werden. Die Steuereinheit 21 kann dazu eingerichtet sein, die verschiedenen Bestandteile des Schaltkreises 5 zu regulieren, um einen richtigen Betrieb aufrechtzuerhalten. Die Steuereinheit kann für die Steuerung der Erzeugung und der Bearbeitungsverarbeitung externe Informationen verwenden. Die anderen Informationen können Informationen wie etwa die Trägerbeabstandung in Mehrträgeranwendungen, die Übertragungsleistungspegel, die Temperatur und so weiter beinhalten. Ein Eingang 28 an die Steuerung stellt diese "externen" Informationen dar. Die Steuereinheit ist nicht in allen Ausführungsformen nötig und kann daher weggelassen werden, in welchem Fall der Linearisierer als "ohne Rückführung" ausgeführt bezeichnet werden kann. Nach einer Möglichkeit stellt die Steuereinheit 21 zumindest einige der Funktionalitäten der Linearisierungssignalerzeugungs- und Verarbeitungsbestandteile des Schaltkreises 5 bereit. Zusätzlich kann die Steuereinheit 21 dazu eingerichtet sein, mögliche Informationen, die durch einen Rückkopplungsanschluß 11 bereitgestellt werden, zu verarbeiten. Ein Beispiel der möglichen Rückkopplungssteuerungstätigkeiten wird später in dieser Beschreibung ausführlicher besprochen werden.
In 5 wird das Linearisierungssignal 10 an einem Kombinations-(oder "Einspeisungs)punkt 15 mit dem Hochfrequenz-Trägersignal kombiniert, bevor das Hochfrequenzsignal in den Verstärker 4 eingegeben wird. In einigen Ausführungsformen kann es nötig sein, im Signalweg zwischen dem Linearisierungssignalerzeugungsschaltkreis 5 und dem Einspeisungspunkt 15 ein Tiefpaßfiltermittel 13 bereitzustellen, um zu verhindern, daß Hochfrequenzsignale auf der Leitung 7 den Schaltkreis 5 betreten, und um die Auswirkung des Anschlusses 15 auf den HF-Signalweg 7 auf ein Mindestmaß zu verringern.
Nach einer Möglichkeit wird das Linearisierungssignal über den Gleichstrom-Leistungsquellenanschluß (typischerweise eine induktive "Vorspannungszuleitung" oder ein Induktor, der bei der HF-Frequenz eine hohe Impedanz aufweist) am Eingang des Verstärkers eingespeist. In dieser Ausführungsform stellt der Leistungsversorgungseingang eine vorbestehende Tiefpaßfilterkette bereit.
Die oben beschriebene Anordnung erleichtert die Verwendung von Niederfrequenzkomponenten im Linearisierungsschaltkreis 5, da die Frequenz der Basisbandinformationssignale, die vom Feststellpunkt 14 zum Signalerzeugungs- und Verarbeitungsschaltkreis 5 des Linearisierungsschaltsystems übertragen werden, von einer beträchtlich niedrigeren Frequenz sein können (z.B. bei Frequenzen in der Größenordnung von kHz oder MHz), als die HF-Trägersignale, die in den Verstärker 4 eingegeben werden sollen.
In einer Ausführungsform verarbeitet der Block 5 das Basisband fortlaufend, und können die Parameter dieser Verarbeitung durch die Steuerung 21 fortlaufend oder periodisch reguliert werden oder nicht fortlaufend oder periodisch reguliert werden. Die Regulierung kann unter der Steuerung der Steuereinheit 21 innerhalb vordefinierter Phasenverschiebungs- und Amplitudenregulierungsbereiche ausgeführt werden.
Obwohl das Obige die Verzerrung dritter Ordnung bespricht, ist die Ausführungsform mit dieser Technik entsprechend bei der Linearisierung der Verzerrung fünfter Ordnung oder sogar einer noch höheren Ordnung anwendbar. Die Versuchsergebnisse, die nachstehend besprochen werden, haben auch eine Verbesserung bei der Verzerrung fünfter Ordnung gezeigt. Die Verzerrung fünfter Ordnung erscheint ebenfalls um den Träger, ist aber in den meisten Fällen nicht so problematisch wie die Verzerrung dritter Ordnung, die dazu neigt, vorzuherrschen.
Ausführungsformen der Erfindung können auch verwendet werden, um einen Mehrträger-Leistungsverstärker zu linearisieren. Ein Beispiel der möglichen Mehrträgeranwendungen ist die Basisstation BTS von 2. 6 zeigt ein Blockdiagramm eines möglichen Schaltsystems zur Ausführung einer Mehrträgeranwendung zur Verstärkung von N Trägern. Die Hauptbestandteile der als Beispiel dienenden Mehrträgerausführung von 6 entsprechen im Wesentlichen der Einzelträgerausführung von 5 und werden daher nicht ausführlich erklärt werden. Es wird jedoch ein Kombiniermittel 29 benötigt, um die N modulierten Signale zu kombinieren. Das Folgende wird eine als Beispiel dienende Analyse besprechen, auf der der Mehrträgerlinearisierer beruhen kann.
Ein Eingangssignal von zwei Trägern, wovon der eine an ω₁ und der andere an ω₂ zentriert ist, kann im Frequenzbereich durch den folgenden Ausdruck dargestellt werden: Xin(jω) = B1(jω) ⊗ [δ(ω – ω1) + δ(ω + ω1)] + B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω2) + δ(ω + ω2)] (8)
Dieses Signal wird 6 verschiedene Inband-Intermodulationsverzerrungskomponenten dritter Ordnung erzeugen, die aus unterschiedlichen Kombinationen der beiden Basisbandspektren B₁(jω) und B₂(jω) bestehen: Xin(jω) ⊗ Xin(jω) ⊗ Xin(jω) = Hochfrequenzkomponenten dritter Ordnung bei 2ω1 + ω2, 2ω2 + ω1, 3ω1, 3ω2 (diese Hochfrequenzkomponenten dritter Ordnung können durch eine Filterung leicht entfernt werden und sind hier daher nicht ausdrücklich niedergeschrieben) + 3/8B1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (2ω1 – ω2)) + δ(ω + (2ω1 – ω2))] + 3/8B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (2ω2 – ω1)) + δ(ω + (2ω2 – ω1))] + 3/8B1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ [δ(ω – ω1)) + δ(ω + ω1))] + 3/4B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω1)) + δ(ω + ω1))] + 3/8B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω2)) + δ(ω + ω2))] + 3/4B1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω2)) + δ(ω + ω2))] (9)
Das Quadrieren des Eingangssignals im Zeitbereich ist der Selbstfaltung im Frequenzbereich gleichwertig, weshalb sich Folgendes ergibt: Xin(jω) ⊗ Xin(jω) = Hochfrequenzkomponenten zweiter Ordnung bei (ω1 + ω2), 2ω1, 2ω2 (die Hochfrequenzkomponenten zweiter Ordnung sind aus Gründen der Kürze ebenfalls nicht ausdrücklich gezeigt) + 2B1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ δ(ω) + 2B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ δ(ω) + 2B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (ω2 – ω1)) + δ(ω + (ω2 – ω1))] (10)
Die letzten drei Ausdrücke in der obigen Gleichung (10) stellen der Reihe nach die Selbstfaltung des ersten Basisbands, die Selbstfaltung des zweiten Basisbands (beide um ω = 0 zentriert) und die Faltung des ersten und zweiten Basisbands zusammen, um ω₂ – ω₁ (die Frequenzbeabstandung zwischen den beiden HF-Trägern unter der Annahme, daß ω2 > ω1 ist) zentriert, dar. Das benötigte Linearisierungssignal kann daher erzeugt werden, wenn das Linearisierungssignalerzeugungs- und Verarbeitungsmittel mit den beiden Basisbandwellenformen wie auch jeglichen passenden Informationen, die die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Trägern definieren, wie etwa die Trägerbeabstandung und/oder Amplitudeninformationen, versorgt wird.
Nun wird eine gesamte Phasen- und Amplitudenregulierung auf jeden dieser drei Ausdrücke angewendet, wodurch die Größenkonstanten "2" in einen Amplitudenfaktor α absorbiert werden.
Das erzeugte Linearisierungssignal wird daher I(jω) = αe–jθB1 ⊗ B1 ⊗ δ(ω) + αe–jθB2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ δ(ω) + αe–jθB1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (ω2 – ω1)) + δ(ω + (ω2 – ω1))] (11)sein.
Das neue Eingangssignal (d.h., die beiden ursprünglichen Träger mit dem hinzugefügten neuen Linearisierungssignal) lautet Xin'(jω) = B1(jω) ⊗ [δ(ω – ω1) + δ(ω + ω1)] + B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω2) + δ(ω + ω2)] + αe–jθB1 ⊗ B1 ⊗ δ(ω) + αe–jθB2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ δ(ω) + αe–jθB1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (ω2 – ω1)) + δ(ω + (ω2 – ω1))] (12)
Nun finden wir die Selbstfaltung dieses zusammengesetzten Eingangssignals (oder das Quadrat des Äquivalents des Zeitbereichs). Erneut werden viele Komponenten erzeugt: Xin'(jω) ⊗ Xin'(jω) = Hochfrequenzkomponenten zweiter Ordnung bei (ω1 + ω2), 2ω1, 2ω2) + αe–jθB1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (2ω1 – ω2)) + δ(ω + (2ω1 – ω2))] + αe–jθB1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – (2ω2 – ω1)) + δ(ω + (2ω2 – ω1))] + αe–jθB1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ [δ(ω – ω1)) + δ(ω + ω1))] + αe–jθB1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω1)) + δ(ω + ω1))] + αe–jθB2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω2)) + δ(ω + ω2))] + αe–jθB1(jω) ⊗ B1(jω) ⊗ B2(jω) ⊗ [δ(ω – ω2)) + δ(ω + ω2))] (13)
Auf die gleiche Weise wie beim Fall des Einzelträgers ist es möglich, diese neuen Produkte zweiter Ordnung mit jenen zu vergleichen, die durch den wie oben gezeigten Ausdruck (9) dritter Ordnung erzeugt wurden. Erneut ist der Ausdruck der Amplituden- und Phasenverschiebung, αe^–jθ, der einzige Unterschied. Dieser Ausdruck kann durch das Linearisierungssignalerzeugungsmittel manipuliert werden, um eine Auslöschung der beiden Sätze von Produkten zu verursachen. Das Obige kann mit einem entsprechenden Anstieg der Komplexität der benötigten Berechnungen auf 3, 4 oder jede beliebige Anzahl von modulierten Trägern erweitert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform, die ebenfalls durch 5 offenbart wird und oben bereits kurz besprochen wurde, kann ein Teil oder das gesamte Signal, das am Verstärkerausgang erscheint, analysiert und verwendet werden, um die Funktion des Linearisierungssignalerzeugungsschaltsystems zu steuern und seine Leistung zu überwachen. Die Informationen, die aus der Analyse der ausgegebenen Wellenform erhalten werden, können, falls sich dies als notwendig erweisen sollte, verwendet werden, um die richtige Linearisierungssignalamplitude und -phase aufrechtzuerhalten, wenn sich Betriebsbedingungen verändern und der Verstärker altert. Das Linearisierungssignal 10 kann hier daher sowohl auf den Informationen vom Basisband (Signal 8) als auch auf den Rückkopplungsinformationen vom Ausgang des Verstärkers 4 (Signal 11) wie auch, wie vorher besprochen, auf anderen Informationen (zum Beispiel durch den Eingang 28 bereitgestellt) wie etwa der Trägerbeabstandung, den Leistungspegeln, der Temperatur und so weiter beruhen. Die Verarbeitung des Signals 11 kann durch die Steuereinheit 21 oder durch jedes andere passende Mittel erreicht werden.
In einer bevorzugten Form dieser weiteren Ausführungsform wird die Rückkopplungssteuerung periodisch angewendet, um die Erzeugung des Linearisierungssignals zu regulieren. Dadurch kann die Anordnung jedwede Regulierungsparameter, die sie verwendet, verändern, um jeglichen Veränderungen in den Eigenschaften und im Verhalten des Verstärkers Rechnung zu tragen. Doch die Rückkopplungssteuerung kann durch die Steuereinheit 21 auch fortlaufend auf den Linearisierungssignalerzeugungsprozeß angewendet werden.
Daher ist die Rückkopplungsüberwachung und die Steuerfunktionalität nicht notwendigerweise dynamisch, wie es die Erzeugung des Linearisierungssignals sein kann, da die Steuerung 21 periodisch, d.h., in Abständen, tätig sein kann. Die Rückkopplungsfunktionalität ist zur Überwachung der Wirksamkeit des Linearisierungssignals 10 bereitgestellt, das durch den Verarbeitungsschaltkreis 5 aus dem Basisband und anderen relevanten Informationen erzeugt wird. Falls die Rückkopplungsfunktionalität nicht ausgeführt ist, kann die Anordnung von 5 als ein Linearisierer "ohne Rückführung" bezeichnet werden. Falls die Rückkopplungsfunktionalität ausgeführt ist (z.B. durch den Rückkopplungsanschluß 11 und die Steuerung 21), kann die Ausführung als ein Linearisierer "mit Rückführung" bezeichnet werden.
Das digitale Verarbeitungsmittel (Filterung oder ähnlich) 26 kann verwendet werden, um das Einspeisungssignal vorzuverzerren. Diese Vorverzerrung kann in manchen Anwendungen nötig sein, um einen Ausgleich für die Filterungs- und/oder Kopplungsbestandteile vorzunehmen, die verwendet werden müssen, um die gesonderten Signale des HF-Trägers und des Zwischenfrequenz(ZF)-Linearisierungssignals zu kombinieren.
Nach einer genaueren Ausführungsform, die im Zusammenhang mit 4 bereits kurz erwähnt wurde, kann der Niederfrequenzanteil der Verzerrung zweiter Ordnung, der am Verstärkerausgang erscheint, bei der Erzeugung des Linearisierungssignals am Signalverarbeitungsmittel wie etwa einer Datenverarbeitungsvorrichtung (z.B. einem Personalcomputer oder einer Arbeitsstation) direkt verwendet werden, wenn das Eingangssignal und der Niederfrequenzanteil des Quadrats des Eingangssignals periodische Wellenformen sind. Daran können Tätigkeiten vorgenommen werden, um wie vorher umrissen sowohl eine gesamte Phasen- als auch Amplitudenregulierung anzuwenden, um das richtige Linearisierungssignal zu erzeugen, wie auch das Linearisierungssignal vorzuverzerren. Die Vorverzerrung kann benötigt werden, um den Auswirkungen der Tiefpaßfilterketten entgegenzuwirken, durch die das Linearisierungssignal verläuft, bevor es am Ausgang des Verstärkers abgetastet wird, und bevor es in den Eingang des Verstärkers zurück eingespeist wird. 7 und 8 veranschaulichen die Funktionalität von zwei möglichen Verfahren zur Anwendung einer Phasen- und Amplitudenkorrektur am periodischen Linearisierungssignal als Blockdiagramme. 7 veranschaulicht die Verwendung einer "Faltung" zur Verarbeitung des Linearisierungssignals. 8 veranschaulicht die Verwendung einer "diskreten Fourier-Transformation" (DFT) zur Verarbeitung des Linearisierungssignals. Kurz gesagt wird die abgetastete Zeitwellenform beim Faltungsverfahren durch Falten der periodischen Wellenform mit einer Impulsantwort, die eine Übertragungsfunktion darstellt, welche den Auswirkungen der besprochenen Tiefpaßketten entgegenwirkt, vorverzerrt, wonach die vorverzerrte Zeitwellenform umgekehrt wird, um die gesamte Phase des Signals mit 180° zu regulieren. Beim DFT-Verfahren wird die erfaßte Zeitwellenform zuerst in den Frequenzbereich übersetzt, indem sie einer diskreten Fourier-Transformation bei bestimmbaren "Punkt"frequenzen, die den gewählten Trägerbeabstandungen (siehe s1 bis s6 in 4) gleich sind, unterzogen wird. Die Ergebnisse dieser Umwandlung von Zeit in Frequenz sind die relativen Amplituden- und Phasenwerte jeder vorhandenen Signalkomponente. Eine vorher gesammelte Nachschlagetabelle von Frequenzgangdaten wird dann zu Rate gezogen, um die Phase und die Amplitude jeder Komponente zu regulieren, wodurch der Auswirkung der bereits besprochenen Tiefpaßketten entgegengewirkt wird. Anders als beim Faltungsverfahren, das eine bestgeeignete Impulsantwort verwendet, um das Einspeisungssignal vorzuverzerren, gestattet die DFT eine sehr genaue Regulierung der Amplitude und der Phase jeder einzelnen Frequenzkomponente im Linearisierungssignal. Es wird bemerkt, daß anstelle einer diskreten Fourier-Transformation eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) eingesetzt werden kann, um eine Frequenzbereichsanalyse sowohl periodischer als auch nichtperiodischer Signale auszuführen.
Ausführungsformen der Erfindung wurden auch Versuchsprüfungen und Simulationen unterzogen. Die Ergebnisse von einigen der Prüfungen, die für Vierton-Dauerstrichwellen(CW)-Prüfsignale durchgeführt wurden, sind durch die Diagramme von 9 bis 11 gezeigt. Die Trägerbeabstandungen wurden als 1 MHz, 4 MHz bzw. 3 MHz gewählt, was 6 Differenzfrequenzkomponenten zweiter Ordnung 1 MHz, 3 MHz, 4 MHz, 5 MHz, 7 MHz und 8 MHz (für die sechs unterschiedlichen Trägerbeabstandungen, siehe 4) ergab. Der Mehrton-Prüfstand wurde mit einer Computersteuereinheit versehen, die VisualBasic benutzte, um eine Datenerfassung, eine Wellenformverarbeitung und eine grundlegende DSP-Funktionalität zu ermöglichen. Die vier Prüftöne wurden durch jeweilige Signalgeneratoren erzeugt und dann in einer gesonderten Vorverstärkungs- und Kombiniereinheit vorverstärkt und kombiniert, bevor sie in einen Leistungsverstärker (die Vorrichtung in der Prüfung war ein Fujitsu FLL351 ME FET) eingegeben wurden. Die Einspeisung des Linearisierungssignals wurde durch einen Generator für eine beliebige Wellenform über eine induktive Vorspannungszuleitung ausgeführt. Die ZF-Wellenform, die aus dem Niederfrequenzanteil des Quadrats des HF-Eingangssignals bestand, wurde am Ausgang des Verstärkers mit einem abtastenden Oszilloskop ebenfalls über eine induktive Gleichstrom-Vorspannungszuleitung erfaßt. Das verstärkte Ausgangssignal wurde durch einen Spektralanalysator analysiert und aufgezeichnet.
Diese Prüfungen zeigten, daß die Einspeisung eines linearisierenden ZF-Signals die Verzerrung im HF-Band bei jeder beliebigen Anzahl von Dauerstrichwellen(CW)-Eingangssignalen verringern kann. 9 zeigt das Ergebnis eines Vierton-Eingangssignals mit Trägern von gleicher Leistung, und wobei bei der Erzeugung des Linearisierungssignals die oben besprochene DFT-Vorverzerrung eingesetzt wurde. Das Ergebnis, das erhalten wurde, als das Niederfrequenz-Linearisierungssignal nicht zum HF-Signal hinzugefügt wurde, ist durch eine gestrichelte Linie gezeigt, und das Ergebnis, das mit hinzugefügtem Linearisierungssignal erhalten wurde, ist durch eine durchgehende Linie gezeigt. 9 und 10 veranschaulichen Ergebnisse für ähnliche Prüfungen, aber für Träger mit unterschiedlichen Leistungen, und 11 veranschaulicht eine Situation, wobei die Leistung der Töne um 3 dB größer als jene der in 10 gezeigten ist.
Die Ausführungsform von 5 wurde einer Simulation unterzogen, wobei 12 eine schematische Darstellung des Schaltsystems ist, das für die Simulationen aufgebaut wurde. Während die oben besprochenen Ergebnisse für die Vierton-Dauerstrichwellen durch praktische Versuche erhalten wurden, wird bemerkt, daß der Schaltkreis von 12 mit einem Computersimulationspaket ("Advanced Design System^TM" von Hewlett Packard) aufgebaut und geprüft wurde. Die Simulationsergebnisse, die für einen modulierten Träger erhalten wurden, sind in 13 und 14 gezeigt. 13 zeigt das Frequenzspektrum des Ausgangs des Verstärkers, als das Linearisierungssignal nicht zum Eingangssignal hinzugefügt wurde, während 14 das Spektrum des Ausgangs des Verstärkers mit dem gleichen Eingangsträgersignal zeigt, das durch die Hinzufügung des benötigten Linearisierungssignals abgeändert wurde.
Unter Bezugnahme auf 12 wurden die Simulationen unter Verwendung von digitalen Basisbandsignalen ausgeführt, die aus zwei gesonderten Signalen, allgemein als "I" und "Q" für "in Phase" bzw. "Quadraturphase" bekannt, bestanden. Sie waren zwei gesonderte Ströme von digitalen Daten, die die Basisbandinformationen darstellen, wenn sie gemeinsam verwendet werden. Die Basisbandinformationen wurden auf diese bekannte Weise verwendet, da dies ermöglicht, daß in der gleichen Bandbreite zwei Mal so viel Informationen getragen werden. Die digitalen Ströme wurden, auch auf eine bekannte Weise, tiefpaßgefiltert, um ihre Bandbreite zu beschränken. Mischer 12 führten die "Aufwärtsumwandlung" von ZF zu HF durch, indem sie jeweils eine der gefilterten Basisbandwellenformen mit einem Hochfrequenz-Sinusträger multiplizierten, und übersetzten sie auf 800 MHz hinauf. Ein 800-MHz-Sinusempfangsoszillator (LO) teilte das Signal in zwei Zweige. Der Zweig, der die Quadraturhälfte des modulierten Trägers werden sollte, wurde einer Phasenverschiebung um 90 Grad unterzogen. Die Mischer waren auch mit Anschlüssen für den aufwärtsumgewandelten HF-Ausgang versehen. Die Hälften I und Q des Signals wurden dann bei 31 kombiniert, um den vollständigen HF-Träger zu bilden. Der Träger wurde durch ein Bandpaßfilter, das zwischen den Einheiten 31 und 15 angeschlossen gezeigt ist, gefiltert, um fremde Signale, die durch den Aufwärtsumwandlungsprozeß erzeugt wurden, zu beseitigen.
Die beiden gefilterten Bitströme wurden über die Anschlüsse 8I bzw. 8Q auch dem Verarbeitungsschaltsystem 5 bereitgestellt, und das Linearisierungssignal wurde auf die folgende Weise aus diesen Bitströmen erzeugt. Die Basisbandsignale I und Q wurden vor der Kombination quadriert. Um dies im Simulator auszuführen, wurde das Signal geteilt und wurden die beiden Hälften miteinander multipliziert (dies könnte auf die gleiche Weise in den jeweiligen Signalprozessoren 5 von 4 und 5 verwirklicht werden). Im Anschluß an die Quadrierungsfunktion umfaßte die Simulationsanordnung Mittel zur Regulierung der gesamten Amplitude und Phase des Linearisierungssignals, die mit 24 bzw. 25 bezeichnet sind. Das ZF-Einspeisungssignal 10 wurde dann unter Verwendung des idealisierten Kombiniermittels, das durch den Block 15 dargestellt ist, zum aufwärtsumgewandelten Träger hinzugefügt. Schließlich wurde das Signal in das realistische nichtlineare Verstärkermodell 34 eingegeben, das linearisiert werden sollte.
Wenn die Ergebnisse von 13 und 14 verglichen werden, ist ersichtlich, daß durch die Einspeisung des benötigten Linearisierungssignals eine Verzerrungsverringerung erzielt werden kann. Das Nachbarkanalleistungsverhältnis (ACPR) um den Träger befindet sich in 14 deutlich bei einem niedrigeren Pegel als in 13.
In den ausgeführten Prüfungen und Simulationen schwankte die Verzerrungsverringerung innerhalb eines Bereichs von 10 dB bis etwa 30 dB. Doch wir glauben, daß durch die Ausführungsformen der Erfindung sogar größere Verbesserungen in der Auslöschung der Intermodulationsverzerrung möglich sind.
Auch wenn dies noch nicht geprüft wurde, glauben wir, daß durch die Ausführungsformen auch eine Verbesserung bei der Auslöschung von AM-PM-Verzerrungen erreichbar ist.
Es sollte sich verstehen, daß die obigen Ausführungsformen auch in Verbindung mit anderen Arten von Linearisierern verwendet werden können, um Herstellungstoleranzen zu entspannen und/oder die Gesamtleistung zu verbessern.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit Stationen eines Funkkommunikationssystems beschrieben wurden, sollte sich verstehen, daß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf jede beliebige andere geeignete Art von Sender- und/oder Empfängerausrüstungen anwendbar sind.
Obwohl das Obige als Beispiel dienende Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, wird hier bemerkt, daß es mehrere Veränderungen und Abänderungen gibt, die an der offenbarten Lösung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Linearisierung eines Verstärkers (4), wobei der Verstärker zur Verstärkung von Signalen bereitgestellt ist, wobei das Verfahren das Kombinieren (15) eines Linearisierungssignals mit einem Eingangssignal (7) zum Bilden eines modifizierten Eingangssignals zur Verstärkung durch den Verstärker (4) umfaßt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Erzeugen eines Linearisierungssignals (10), das im Wesentlichen den Niederfrequenzkomponenten des Quadrats des Eingangssignals entspricht, durch Quadrieren des Eingangssignals oder der Basisbandwellenform des Eingangssignals; und weiteres Verarbeiten des Linearisierungssignals (10) durch Regulieren seiner Amplitude, so daß die Amplitude der Komponenten dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers (4) erzeugt werden, der Amplitude der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal (7) gleich ist, und Anwenden einer Phasenverschiebung auf das Linearisierungssignal (10), so daß die Phase der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers erzeugt werden, der Phase der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Intermodulationsverzerrung am Ausgang des Verstärkers (4) durch die Hinzufügung des Linearisierungssignals (10) zum Eingangssignal (7) verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Intermodulationsverzerrung eine Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung in einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Intermodulationsverzerrung eine Intermodulationsverzerrung fünfter Ordnung umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Linearisierungssignal (10) mit dem Eingangssignal (7) kombiniert wird, nachdem das Eingangssignal von der Zwischenfrequenz in Hochfrequenz umgewandelt (12) wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Basisbandwellenform des Eingangssignals vor den Schritten des Modulierens und/oder des Aufwärtsumwandeln (3, 12) des Eingangssignals erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil des Erzeugens und/oder des Verarbeitens des Linearisierungssignals durch digitale Signalverarbeitung (5) erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine Analog-Digital-Umwandlung (20) von Signalen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine Digital-Analog-Umwandlung (27) von Signalen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signale, die im Signalprozessor (5) verarbeitet werden sollen, und das erzeugte Linearisierungssignal (10) Zwischenfrequenzsignale sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Abtasten der Basisbandwellenform des Eingangssignals.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Verarbeiten einer Kopie der Basisbandwellenform des Eingangssignals.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeiten des Linearisierungssignals ein Vorverzerren (26) des Linearisierungssignals umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeiten des Linearisierungssignals ein Filtern (26) umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Signalprozessor (5) mit Rückkopplungsinformationen (11) vom Ausgang (9) des Verstärkers (4) versehen wird, und das Verarbeiten des Linearisierungssignals (10) ein Bearbeiten des Linearisierungssignals auf Basis der Rückkopplungsinformationen umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Verarbeitung der Rückkopplungsinformationen und die Anwendung möglicher anschließender Regulierungen auf das Linearisierungssignal (10) in Abständen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Verarbeitens eine Amplituden- und eine Phasenkorrektur durch Anwenden einer Faltung auf die zeitveränderliche Wellenform des Linearisierungssignals (10) umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend eine Amplituden- und eine Phasenkorrektur durch Anwenden einer diskreten Fourier-Transformation oder einer schnellen Fourier-Transformation auf die zeitveränderliche Wellenform des Linearisierungssignals (10).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstärker (4) einen Leistungsverstärker umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Linearisierungssignal (10) über einen Gleichstrom-Leistungsquellenanschluß an den Leistungsverstärker (4) mit dem Eingangssignal (7) kombiniert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstärker in einer Sende- oder einer Empfangsstation eines Funkkommunikationssystems ausgeführt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung der Erzeugung des Linearisierungssignals dynamisch ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Kombinieren des Linearisierungssignals mit dem Eingangssignal (7) eine Tiefpaßfilterung (13) auf das Linearisierungssignal (10) angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingangssignal (7) aus zwei oder mehr modulierten Trägersignalen besteht.
Verfahren nach Anspruch 25, umfassend das Quadrieren von zwei oder mehr Basisbandwellenformen und das Verwenden von Informationen, die mit den gegenseitigen Beziehungen zwischen den Trägern verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Informationen, die die gegenseitigen Beziehungen betreffen, Trägerbeabstandungen (S) zwischen dem einen oder den mehreren Trägern (t) umfassen.
Schaltsystem, umfassend einen Verstärker (4), der mit einem Eingang zum Empfangen eines Signals versehen ist; ein Verarbeitungsmittel (5) zum Erzeugen eines Linearisierungssignals und zum Verarbeiten des Linearisierungssignals; und ein Kombiniermittel (15) zum Kombinieren des Linearisierungssignals mit dem Eingangssignal, um ein modifiziertes Eingangssignal zu bilden, das zur Verstärkung an den Eingang des Verstärkers angelegt werden soll, wobei das Schaltsystem dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verarbeitungsmittel (5) dazu eingerichtet ist, durch Quadrieren des Eingangssignals oder der Basisbandwellenform des Eingangssignals (7) für den Verstärker ein solches Linearisierungssignal (10) zu erzeugen, das im Wesentlichen Niederfrequenzkomponenten des Quadrats des Eingangssignals (7) entspricht, die Amplitude des Linearisierungssignals (10) zu regulieren (24), so daß die Amplitude der Komponenten dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers (4) erzeugt werden, der Amplitude der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal (7) gleich ist, und eine Phasenverschieben (25) auf das Linearisierungssignal (10) anzuwenden, so daß die Phase der Komponenten der Verzerrung dritter Ordnung, die durch die Verzerrung zweiter Ordnung des Verstärkers (4) erzeugt werden, der Phase der Verzerrung dritter Ordnung um das Eingangssignal (7) entgegengesetzt ist.
Schaltsystem nach Anspruch 28, wobei das Verarbeitungsmittel (5) einen digitalen Signalverarbeitungsschaltkreis umfaßt.
Schaltsystem nach Anspruch 29, wobei der digitale Signalverarbeitungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, die Basisbandwellenform des Eingangssignals zu quadrieren (23) und eine Amplituden- und eine Phasenverschiebung (24, 25) auf die sich aus dem Quadrieren ergebenden Niederfrequenzkomponenten anzuwenden.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei der Verstärker (4) einen Hochfrequenz-Leistungsverstärker umfaßt und die Intermodulationsverzerrung aus einer Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung und/oder fünfter Ordnung um das Eingangssignal (7) besteht.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei das Linearisierungssignal (10) mit dem Eingangssignal kombiniert wird, nachdem das Eingangssignal einer Modulation und einer Aufwärtsumwandlung (3, 12) unterzogen wurde.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei die Basisbandwellenform von einer Stelle in einem Signalisierungsweg erhalten wird, die sich stromaufwärts der Aufwärtsumwandlung des Eingangssignals befindet.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 33, ferner umfassend einen Rückkopplungsschaltkreis (11) zur Bereitstellung von Informationen vom Ausgang des Verstärkers (4), wobei das Verarbeitungsmittel (5) dazu eingerichtet ist, die Erzeugung und Verarbeitung des Linearisierungssignals (10) auf Basis der Rückkopplungsinformationen zu regulieren.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 38 bis 34, wobei das Verarbeitungsmittel (5) einen Eingang (28) zum Erhalten weiterer Informationen zur Verwendung bei der Verarbeitung des Linearisierungssignals umfaßt.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 35, wobei das Verarbeitungsmittel (5) dazu eingerichtet ist, mehr als ein Trägersignal zu verarbeiten.