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Title:
METHOD AND TRANSMISSION CIRCUIT FOR GENERATING A TRANSMISSION SIGNAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/065683
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for generating an amplitude-modulated transmission signal with an adjustable average transmission capacity. An amplitude modulation signal is applied to an input of a transmission amplifier and regulated using a part of the transmission signal that is fed back. The fed-back part of the transmission signal is attenuated for regulation, according to the desired average transmission capacity.

Inventors:
KUECHLER HEINZ (DE)
MOLIERE THOMAS (DE)
SEVILLA GARCIA JOSE (ES)
WILHELM HARTMUT (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/000786
Publication Date:
September 07, 2001
Filing Date:
March 02, 2001
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KUECHLER HEINZ (DE)
MOLIERE THOMAS (DE)
SEVILLA GARCIA JOSE (ES)
WILHELM HARTMUT (DE)
International Classes:
H03C5/00; H03F1/32; H03G3/30; H04B1/04; H04B7/005; (IPC1-7): H03F1/32
Domestic Patent References:
WO1986000476A11986-01-16
Foreign References:
DE4429535A11996-02-22
FR2532491A11984-03-02
EP0558793A11993-09-08
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines amplitudenmodulierten Sende signals (RFM) mit einer einstellbaren mittleren Sendeleis tung, bei dem ein Amplitudenmodulationssignal (AM) an einen Eingang (3) eines Sendeverstärkers (1) angelegt wird und bei dem das Amplitudenmodulationssignal (AM) unter Nutzung eines rückgekoppelten Anteils (RR) des Sendesignals (RFM) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der rückgekoppelte Anteil (RR) des Sendesignals (RFM) entsprechend der gewünschten mittleren Sendeleistung gedämpft zur Regelung genutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Dämpfung mittels eines variablen Dämp fungsglieds (5) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Dämpfung mittels einer Kombinationen von dämpfenden und verstärkenden Bauelementen (5, 10), von denen zumindest eines einstellbar ist, eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung stufenweise einge stellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Amplitudenmodulations signals eine Feineinstellung der mittleren Sendeleistung er folgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feineinstellung durch eine Skalierung von Abtastwer ten für die Amplitude erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einen ersten Eingang (2) des Sendeverstärkers (1) ein winkelmoduliertes Eingangssignal (RF) angelegt wird und das Amplitudenmodulationssignal (AM) an einen zweiten Eingang (3) des Sendeverstärkers (1) ange legt wird, so dass die Amplitude zur Erzeugung eines amplitu denund winkelmodulierten Sendesignals (RFM) im Sendever stärker (1) auf das winkelmodulierte Eingangssignal (RF) auf moduliert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfung entsprechend der ge wünschen Sendeleistung des rückgekoppelten Signals vor einer Bestimmung eines Maßes für die momentane Amplitude aus dem rückgekoppelten Signal (RR) und/oder vor einem Abzweig (13) für eine Rückkopplung eines eine Winkelinformation enthalten den Anteils des Sendesignals zur Regelung des winkelmodulier ten Eingangssignals (RF) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, dass die Bestimmung eines Maßes für die Amplitude mit tels eines Hüllkurvendetektors (7) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das entsprechend der mittleren Sendeleistung gedämpfte rückgekoppelte Signal einem regelbaren Verstärker (14) zuge führt wird, der die Amplitude des rückgekoppelten Signals auf einen Festwert (RW) regelt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass die Regelspannung (VR) des regelbaren Verstärkers (14) zur Ermittlung eines IstWerts in der Regelung für das Amplitudenmodulationssignal (AM) für den Sendeverstärker (1) genutzt wird und/oder das auf den Festwert rückgekoppelte Signal zur Regelung des winkelmodulierten Eingangssignals (RF) für den Sendeverstärker (1) genutzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der rückgekoppelte Anteil (RR) des Sendesignals mit einem Richtkoppler (4) ausgekoppelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine nichtlineare Funktion des Re gelkreises für das Amplitudenmodulationssignal (AM) jeweils in einem Bereich um eine mittlere oder momentane Sendeleis tung linearisiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, dass die bereichsweise Linearisierung mittels einer Einstellung von Parametern eines Verstärkers und/oder Reglers (30) im Regelkreis des Amplitudenmodulationssignals (AM) in Abhängigkeit von der eingestellten mittleren Sendeleistung erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich net, dass die Parameter eine Verstärkung und/oder eine Fre quenzcharakteristik umfassen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich eines IstWerts und eines SollWerts in der Regelschleife des Amplitudenmodulati onssignals in einem logarithmischen Maßstab durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, dass der Differenzwert zwischen Istund Sollwert zur Ansteuerung des Sendeverstärkers mit einem von der Sollsende leistung oder der mittleren SollSendeleistung abgeleiteten Wert multipliziert wird.
19. Sendeschaltung zur Erzeugung eines amplitudenmodulierten Sendesignals (RFM) mit einstellbarer mittlerer Sendeleistung, mit einem Sendeverstärker (1), Mitteln (8, 9, 30, 33, 34) zur Erzeugung eines Amplitudenmo dulationssignals (AM), welche derart aufgebaut und/oder ange ordnet sind, dass das Amplitudenmodulationssignal (AM) an ei nem Eingang (3) des Sendeverstärkers (1) anliegt, und mit einer Regelschleife zur Regelung des Amplitudenmodulati onssignals (AM) mit Mitteln (4, 40) zur Rückkopplung eines Anteils (RR) des amplitudenmodulierten Sendesignals (RFM) für die Regelung dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschleife Mittel (5) aufweist, um den rückgekop pelten Anteil des Sendesignals entsprechend einer gewünschten mittleren Sendeleistung zu dämpfen.
20. Sendeschaltung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch ein variables Dämpfungsglied (5) oder eine Kombinati on von dämpfenden und verstärkenden Bauelementen (5, 10), von denen zumindest eines einstellbar ist.
21. Sendeschaltung nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeich net durch ein Auskoppelelement mit variabler Dämpfung zum Auskoppeln eines Anteils aus dem Sendesignal.
22. Sendeschaltung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge kennzeichnet, dass das Dämpfungsglied oder das einstell bare Bauelement oder das Auskoppelelement mehrere Einstell stufen aufweist.
23. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, ge kennzeichnet durch eine DämpfungsRegelschleife zur Re gelung der Dämpfung des rückgekoppelten Signals.
24. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, ge kennzeichnet durch einen Richtkoppler (4) zum Auskoppeln des Anteils (RR) des Sendesignals (RFM) für die Regelung.
25. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, da durch gekennzeichnet, dass an einem ersten Eingang (2) des Sendeverstärkers (1) ein winkelmoduliertes Eingangssignal (RF) anliegt und das Amplitudenmodulationssignal (AM) an ei nen zweiten Eingang des Sendeverstärkers (1) anliegt, so dass die Amplitude zur Erzeugung eines amplitudenund winkelmodu lierten Sendesignals im Sendeverstärker auf das winkelmodu lierte Eingangssignal aufmoduliert wird.
26. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, ge kennzeichnet durch einen Hüllkurvendetektor (7) zur Er mittlung der Amplitude des rückgekoppelten Signals.
27. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, ge kennzeichnet durch eine zweite Regelschleife (7, 14, 15, 16, 17, 19) mit einem regelbaren Verstärker (14), der das rückgekoppelte gedämpfte Signal auf einen Festwert (RW) re gelt.
28. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, ge kennzeichnet durch Mittel (30, 31, 32) zur Linearisie rung einer nichtlinearen Funktion des Regelkreises für das Amplitudenmodulationssignal (AM) jeweils in einem Bereich um eine mittlere oder momentane Sendeleistung.
29. Sendeschaltung nach Anspruch 28, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittel einen Verstärker und/oder Regler (30) mit einstellbaren Parametern umfassen.
30. Sendeschaltung nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittel einen PIDRegler mit einstellba rer Verstärkung und/oder Frequenzcharakteristik umfassen.
31. Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 30, ge kennzeichnet durch Mittel zum Umsetzen eines IstWerts in der Regelschleife des Amplitudenmodulationssignals in ei nem logarithmischen Maßstab.
32. Sendeschaltung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch Mittel zur Multiplikation eines Differenzwerts zwi schen logarithmischen IstWert und einem logarithmischen Sollwert zur Ansteuerung des Sendeverstärkers mit einem von der Sollsendeleistung oder der mittleren SollSendeleistung abgeleiteten Wert.
33. Kommunikationsendgerät mit einer Sendeschaltung gemäß ei nem der Ansprüche 19 bis 32.
Description:
Beschreibung Verfahren und Sendeschaltung zur Erzeugung eines Sendesignals Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines amp- litudenmodulierten Sendesignals mit einer einstellbaren mitt- leren Sendeleistung, bei dem ein Amplitudenmodulationssignal an einen Eingang eines Sendeverstärkers angelegt wird und bei dem das Amplitudenmodulationssignal unter Nutzung eines rück- gekoppelten Anteils des Sendesignals geregelt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Schaltung sowie ein Kommunikationsendgerät mit einer solchen Schaltung.

Bei den meisten Sendern ist es erforderlich, dass sich die Sendeleistung an die erforderliche Reichweite und ggf. an die Funkbedingungen in der jeweiligen Umgebung des Senders bzw.

Empfängers anpassen lässt. Bei dem Mobilfunkstandard GSM gibt es dafür den sogenannten"Power Control Level". Hiermit wird die mittlere Sendeleistung des auszusendenden Signals, der "Sendeleistungspegel", eingestellt. Weiterhin wird zur Ver- meidung von durch einen burstweisen Betrieb hervorgerufenen Nachbarkanalstörungen die Sendeleistung zu Burstbeginn lang- sam von Null auf den Zielwert gebracht und am Burstende lang- sam heruntergefahren. Dieses sogenannte"Power ramping"und der Power Control Level sind Beispiele für die im Folgenden verwendeten Ausdrücke mittlere Sendeleistung, Sendeleistungs- pegel oder Sendeleistungsstufe. Diese Ausdrücke sind nicht darauf beschränkt, dass die Einstellung stufenweise erfolgt, sondern es ist auch eine wertkontinuierliche Leistungsein- stellung möglich. Ebenso ist die nachfolgend beschriebene Er- findung nicht auf Mobilfunkanwendungen beschränkt.

Bei einem amplitudenmodulierten Signal hängt die zu einem be- stimmten Zeitpunkt vorliegende momentane Sendeleistung von der aktuellen Amplitude des Signals ab. Die Umsetzung der zu übertragenden Informationen in die Amplitudenmodulation er- folgt in der Regel so, dass für bestimmte Informationsketten

in einer Steuerung digitale Abtastwerte für die Amplitude er- mittelt werden und diese digitalen Abtastwerte dann verwendet werden, um ein analoges Amplitudenmodulationssignal zu erzeu- gen. Für die verschiedensten Ketten von Informationen (z. B.

Sendedaten) sind dabei jeweils die Abtastwerte beispielsweise in einem ROM-Speicher in einer Tabelle hinterlegt. Hierbei sind aus Gründen der Speicherplatzersparnis nur die Abtast- werte für eine genau definierte mittlere Sendeleistung ge- speichert. Je nach geforderter mittlerer Sendeleistung werden daher aus diesen Abtastwerten durch eine passende Skalierung die Abtastwerte für die gewünschte mittlere Leistung berech- net. Die so berechneten bzw. skalierten Abtastwerte werden daher genutzt, um die Amplitudenmodulation zu erzeugen.

Üblicherweise wird das Amplitudenmodulationssignal unter Nut- zung eines rückgekoppelten Anteils des Sendesignals geregelt, um ein stabiles, reines Amplitudenmodulationssignal zu erhal- ten. In die Regelung gehen die Abtastwerte oder davon abge- leitete Werte als Soll-Werte ein. Die Soll-Werte werden mit dem am Ausgang des Sendeverstärkers abgezweigten Teil des Sendesignals, welches den aktuellen Ist-Wert darstellt, ver- glichen, und der Sendeverstärker, im Folgenden auch Endstufe genannt, wird entsprechend nachgeregelt. Die Dynamik im Soll- Signal setzt sich dabei zusammen aus der Dynamik der Amplitu- denmodulation selbst und dem Bereich der möglichen einstell- baren Sendeleistung. Beim EDGE-Standard beträgt die Dynamik der Amplitudenmodulation 17 dB und die Sendeleistung ist über einen Bereich von 27 dB einstellbar. Die Gesamtdynamik be- trägt daher 44 dB. Die gleiche Dynamik tritt auch im Ist- Signal auf. Sie muss von der Rückkopplung bzw. Regelschleife verarbeitet werden können. Bei anderen Übertragungsverfahren, z. B. beim CDMA-Standard kann die Anforderung an die Dynamik noch größer sein.

Eine derart große Dynamik erfordert eine aufwendige Schaltung zur Linearisierung der Kennlinien der in der Regelschleife benötigten Bauteile. Außerdem wird dadurch für eine ggf. zu-

sätzliche Phasenregelungsschleife, um bei einer Erzeugung ei- nes winkel-und amplitudenmodulierten Sendesignals das Sende- signal zur Regelung des winkelmodulierten Signalanteils zu- rückzuführen, eine sehr leistungsfähige Begrenzerschaltung benötigt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Schaltung anzugeben, um die Anforderung an die Dynamik zu vermindern und den Einsatz einfacher und kostengünstiger Bauelemente zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Sendeschaltung gemäß Patentanspruch 19 gelöst.

Erfindungsgemäß wird hierbei der rückgekoppelte Anteil des Sendesignals entsprechend der gewünschten mittleren Sende- leistung gedämpft und zur Regelung benutzt, d. h. die Ein- stellung der mittleren Sendeleistung erfolgt durch eine ver- änderliche Dämpfung zwischen dem Sendeverstärker und dem Vergleicher im Regelkreis. Eine variable Dämpfung im Sinne dieser Erfindung umfasst nicht nur eine variable Abschwächung des Signals, sondern schließt auch eine variable Verstärkung ausdrücklich ein. Wenn der Sendeverstärker eine Verstärkung < 1 macht, also das Signal abschwächt, ist es je nach der Leis- tung, die für die Bestimmung der Amplitude im Rückkopplungs- zweig nötig ist, sogar erforderlich, das Sendesignal im Rück- kopplungszweig zu verstärken.

Durch die Dämpfung entsprechend der gewünschten mittleren Sendeleistung bleibt die mittlere Leistung im rückgekoppelten Signal konstant. Das heißt, bei hoher Sendeleistung wird das rückgekoppelte Signal kräftig gedämpft und bei niedriger Sen- deleistung wird das Signal unter Umständen sogar ungedämpft durchgelassen, und im rückgekoppelten Anteil verbleibt nur die modulationsbedingte Amplitudenänderung mit einer konstan- ten mittleren Leistung. Diese wird dann in ihrer aktuellen Amplitude gemessen und mit dem Sollwert verglichen.

Wenn eine höhere mittlere Sendeleistung erforderlich ist, wird von einer geeigneten Steuerung eine höhere Dämpfung ein- gestellt. Da sich dadurch die Differenz zwischen Ist-und Soll-Wert ändert, wird in der Regelschleife automatisch das zum Sendeverstärker gehende Amplitudenmodulationssignal so lange erhöht, bis das Differenzsignal wieder Null ist, d. h. es wird automatisch eine höhere Sendeleistung ausgegeben. Um- gekehrt wird, wenn ein niedrigerer Sendeleistungspegel einge- stellt werden soll, die Dämpfung im rückgekoppelten Anteil des Sendesignals verringert, und am Vergleicher ergibt sich eine zu hohe Ist-Amplitude, bis der Regelkreis den Sendeleis- tungspegel abgesenkt hat.

Die Einstellung der Dämpfung kann auf verschiedenste Weisen durchgeführt werden.

Eine Möglichkeit besteht darin, ein variables Dämpfungsglied zu verwenden. Eine solche variable Dämpfung kann beispiels- weise durch einen steuerbaren Spannungsteiler oder durch eine variable Auskopplungsdämpfung, d. h. ein Auskopplungselement mit einstellbarer Dämpfung, erzielt werden.

Alternativ kann auch eine Kombination von dämpfenden und ver- stärkenden Bauelementen verwendet werden, von denen zumindest eines der Bauelemente einstellbar sein muss. Die gleiche Wir- kung wie ein variables Dämpfungsglied hat nämlich eine vari- able Verstärkung, die mit einer festen oder variablen Dämp- fung vor und/oder nach der Verstärkung kombiniert ist. Vor der Verstärkung lässt sich auch eine passende feste Dämpfung beispielsweise durch Verwendung eines Auskopplungselements mit einer solchen festen Dämpfung erzielen. In der Regel ist die Auskopplung des rückgekoppelten Anteils des Sendesignals ohnehin mit einer relativ starken Dämpfung verbunden, so dass oftmals eine Verstärkung im Rückkopplungszweig erforderlich ist. In diesem Fall kann folglich entweder ein variabler Ver-

stärker verwendet werden oder es wird eine feste Verstärkung mit einem variablen Dämpfungselement genutzt.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Dämpfungsglied oder das einstellbare Bauelement bzw. Auskop- pelelement so aufgebaut, dass sie mehrere diskrete Einstell- stufen aufweisen. Das heißt, es wird stufenweise die Dämpfung eingestellt. Ein stufenweise einstellbares Dämpfungsglied ist ein relativ einfaches Bauelement, das mit großer Genauigkeit hergestellt werden kann. Auch präzise, stufenweise einstell- bare Verstärker sind im Handel erhältlich.

Sofern die Skalierung der Abtastwerte für die Amplitude ein- facher ist als ein Dämpfen des rückgekoppelten Signals in sehr feinen Schritten, kann auch eine Kombination aus beiden Verfahren genutzt werden. Es wird dann eine Dämpfung in weni- gen groben Stufen gemäß der Erfindung durchgeführt, und in Verbindung damit werden zur Feineinstellung die Abtastwerte für die Amplitude in einen geringeren Bereich skaliert. Auch auf diese Weise wird die Dynamik im Rückkopplungszweig erheb- lich begrenzt, wobei mit einfachen Mitteln aber eine sehr feine Einstellung möglich ist.

Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird au- ßerdem die Dämpfung nicht einfach gesteuert, sondern gere- gelt. Hierzu kann ein spezieller kleiner Regelkreis verwendet werden, in dem beispielsweise einfach ein Vergleich der mitt- leren Leistung vor und hinter dem jeweiligen Dämpfungsmit- tel/Verstärker durchgeführt wird. Es reicht hier eine zusätz- liche Amplitudenmessung oder eine Leistungsmessung vor den Dampfungsmitteln/Verstärkern aus. Diese Messung kann mit ei- ner relativ niedrigen Grenzfrequenz ausgeführt werden.

Vorzugsweise wird zum Auskoppeln von Leistung aus dem Sende- signal ein zwischen der Sendeverstärkereinheit und der Anten- ne angeordnetes Koppelelement verwendet. Insbesondere ist es vorteilhaft, hier ein Koppelelement zu verwenden, das vor al-

lem die zur Antenne hinlaufende Welle erfasst und die von der Antenne reflektierte Welle unterdrückt, d. h. einen sog.

Richtkoppler.

Sofern der Anteil der Leistung, der in die Rückkopplung fließt, nicht vernachlässigt werden kann, insbesondere wenn die Höhe der Dämpfung durch die Auskopplung den für die An- tenne verbleibenden Leistungsanteil signifikant beeinflusst, sollte vorzugsweise dieser Umstand bei der Gestaltung der Hö- he der Dämpfungsstufen berücksichtigt werden.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das entsprechend der mittleren Sendeleistung gedämpfte rückgekop- pelte Signal einem regelbaren Verstärker zugeführt, der in einem weiteren Regelkreis die Amplitude des rückgekoppelten Signals auf einen Festwert, welcher durch einen Referenzwert vorgegeben werden kann, regelt. Dieses Verfahren ist immer dann möglich, wenn Modulationsarten verwendet werden, bei de- nen die Amplitude nicht Null wird. Erforderlich ist hierzu ein innerhalb des eingeschränkten Dynamikbereiches regelbarer Verstärker mit ausreichend linearem Zusammenhang zwischen dem Logarithmus der Verstärkung und der Regelspannung. Die Re- gelspannung innerhalb der zweiten Regelschleife für den re- gelbaren Verstärker ist dann negativ proportional zum Loga- rithmus der Ausgangsamplitude des Sendeverstärkers und kann als Ist-Wert in der Regelschleife für den Sendeverstärker verwendet werden. Durch eine solche Schaltung werden insbe- sondere die Anforderungen an den Hüllkurvendetektor, welcher sich nun innerhalb der Regelschleife hinter dem regelbaren Verstärker befindet, weiter reduziert. Außerdem steht für ei- ne ggf. zusätzlich benötigte Regelungsschleife für das win- kelmodulierte Signal ein Signal als Ist-Signal zur Verfügung, das überhaupt nicht mehr amplitudenmoduliert ist.

Um bei der Erzeugung eines amplituden-und winkelmodulierten Sendesignals, wie es beispielsweise bei heutigen Mobilfunk- standards erforderlich ist, bei möglichst guter Linearität

des Sendeverstärkers ein Sendesignal mit hoher Sendeleistung zu erzeugen, ist es dem Fachmann allgemein bekannt, das zu sendende Signal nach Amplitude und Phase zu trennen und am Signaleingang des Sendeverstärkers nur das die Winkelmodula- tion tragende Signal, d. h. ein winkelmoduliertes Eingangs- signal, anzulegen und mittels des Sendeverstärkers über min- destens einen weiteren Eingang, beispielsweise den Eingang für die Versorgungsspannung oder einen Eingang für die Tran- sistorvorspannung, das Amplitudenmodulationssignal dem win- kelmodulierten Eingangssignal aufzuprägen. Dabei wird darauf geachtet, dass das winkelmodulierte Eingangssignal und das Amplitudenmodulationssignal zeitlich so zueinander passend angelegt werden, dass die ursprüngliche Signalform wieder entsteht. Dieses Verfahren wird derzeit für eine Verstärkung von bereits kombinierten amplituden-und winkelmodulierten Signalen verwendet. Es wird dann aus dem amplituden-und win- kelmodulierten Signal zunächst die Hüllkurve, d. h. die Amp- litudeninformation, entfernt und die Signale werden getrennt und wie beschrieben auf den Sendeverstärker gegeben, so dass dort das Gesamtsignal wiederhergestellt wird. Das Verfahren wird daher allgemein auch mit"Envelope Elimination and Restoration" (EER) bezeichnet. Das Verfahren hat den Vorteil, dass das winkelmodulierte Eingangssignal eine konstante Amp- litude aufweist und der Sendeverstärker somit genau auf diese Amplitude wirkungsgradoptimiert werden kann und beispielswei- se in Sättigung betrieben werden kann. Das Amplitudenmodula- tionssignal kann separat geeignet verstärkt werden, so dass insgesamt ein sehr hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann.

Dies setzt selbstverständlich voraus, dass das Amplitudenmo- dulationssignal, d. h. die schwankende Versorgungsspannung bzw. Vorspannung des Sendeverstärkers ihrerseits mit gutem Wirkungsgrad und guter Linearität erzeugt werden kann und so ein reines und ausreichend hohes Amplitudenmodulationssignal vorliegt.

Sofern die Amplitudeninformation und die Winkelinformation getrennt vorliegen, können das winkelmodulierte Eingangssig-

nal und das Amplitudenmodulationssignal auch getrennt erzeugt werden. In diesem Fall ist eine Elimination nicht mehr not- wendig, sondern die einzelnen Bestandteile werden separat be- arbeitet (z. B. gesteuert oder, wie vorliegend, geregelt) und erst am Sendeverstärker zusammengeführt. In den hier aufge- führten Ausführungsbespielen wird von der Verwendung einer solchen Schaltung ausgegangen. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Art der Signalerzeugung beschränkt.

Unter Winkelmodulation ist im Übrigen der Oberbegriff für ei- ne Phasen-und Frequenzmodulation zu verstehen. Der Begriff "Winkel"steht dabei stellvertretend für die Größen Phase" oder Momentanfrequenz", d. h. die zeitliche Ableitung der Phase.

Bei einem solchen Verfahren, bei dem das Amplitudenmodulati- onssignal über den Versorgungsspannungseingang oder einen Vorspannungseingang des Sendeverstärkers auf ein Eingangssig- nal aufmoduliert wird, kann die Ausgangsspannung des Sende- verstärkers eine nichtlineare Funktion der Versorgungsspan- nung, d. h. der aktuellen Amplitude des Amplitudenmodulati- onssignals, sein., Nichtlineare Funktion'bezeichnet inner- halb dieser Schrift einen derartigen Zusammenhang. Hierzu wird auf die beiliegende Figur 4 verwiesen, die die Amplitude der Ausgangsspannung in Volt (umgerechnet auf einen Abschluss von 50 Ohm) in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung der Endstufe in Volt aufzeigt. Es handelt sich hierbei um eine dreistufige 6 Volt-Sendeendstufe für ein Hochfrequenzsignal von 900 MHz. Wie sich in dieser Graphik zeigt, weist die nichtlineare Funktion an jedem Punkt eine andere Steigung auf. Das hat zur Folge, dass die Ubertragungsfunktion des ge- samten Regelkreises, welcher die Sendeendstufe umfasst, für jede Ausgangsspannung eine andere Charakteristik hat.

Wegen des nichtlinearen Verhaltens hängt folglich die diffe- renzielle Verstärkung im Amplitudenpfad und damit auch die Stabilität und der Frequenzgang sowie die Gruppenlaufzeit von

der Momentanamplitude ab. Um die unterschiedliche differen- zielle Verstärkung, wie sie sich in der Figur 4 darstellt, im Vorwärtszweig der Regelung des Amplitudenpfads auszugleichen, ist es sinnvoll, die Verstärkung, vorzugsweise im Vorwärts- zweig der Amplitude, anzupassen. Eine solche Korrekturver- stärkung, jeweils passend zum aktuellen Momentanwert der Amp- litudenmodulation, ist jedoch nicht einfach zu realisieren.

Sofern sich also die Steigung in dem Amplitudenbereich, der bei der gewünschten Sendeleistungsstufe von der Amplitudenmo- dulation überstrichen wird, nicht zu stark ändert, bietet es sich an, einen Kompromisswert, beispielsweise die Steigung am Punkt der mittleren Sendeleistung, für die Korrekturverstär- kung im Vorwärtszweig zu wählen.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird da- her eine nichtlineare Funktion des Regelkreises für das Amp- litudenmodulationssignal, beispielsweise bedingt durch die Nichtlinearität der Endstufe, jeweils in einem Bereich um ei- ne eingestellte mittlere Sendeleistung linearisiert. Das heißt, es wird lediglich bereichsweise bzw. stufenweise eine Linearisierung oder Anpassung durchgeführt. Die Linearisie- rung erfolgt dabei so, dass beispielsweise an einem Punkt der gewünschten mittleren Sendeleistung die lokale Steigung, d. h. die Steigung der Tangente an diese nichtlineare Funktion, ermittelt wird und entsprechend über geeignete zusätzliche Verstärker und/oder Regler die Gesamtverstärkung so einge- stellt wird, dass eine Gesamtverstärkung innerhalb des Regel- kreises entsprechend dieser Steigung erzielt wird. Auf diese Weise wird folglich abschnittsweise die Nichtlinearität der Funktion des Regelkreises kompensiert. Sofern die Amplitude nicht zu stark um die mittlere Sendeleistung schwankt, ist dies eine relativ gute Näherung.

So wird bei einem gegebenen Sendeleistungspegel ein ausrei- chend reines Sendesignal erzielt. Vorzugsweise wird beim Wechsel des Sendeleistungspegels diese Korrekturverstärkung

angepasst. Alternativ kann anstelle der Steigung am Punkt der gewünschten mittleren Sendeleistung auch die Steigung an ei- ner Momentanamplitude oder die Steigung am Ort eines Mittel- werts der Amplitude verwendet werden, wobei die zeitliche Er- mittlung über eine kürzere oder längere Zeit erfasst werden kann. Die Dauer der Ermittlung kann dabei auch davon abhän- gen, wie lange sich die Amplitude in einem Bereich bewegt, in dem sich die nichtlineare Funktion des Regelkreises bzw. des Sendeverstärkers mit einer für das Ausgangssignal ausreichen- den Genauigkeit linearisieren lässt.

Die dabei betrachtete Amplitude kann die Soll-und/oder die Ist-Amplitude sein. Sofern der Sollwert von einem Logikteil ohnehin digital ausgegeben wird, eignet sich dieser Wert na- türlich besser.

Durch ein solches Verfahren der bereichsweisen bzw. ab- schnittsweisen Linearisierung der nichtlinearen Funktion des Regelkreises werden auf einfache Weise die Anforderungen an die Stabilität, den Frequenzgang und die Gruppenlaufzeit des geschlossenen Regelkreises für jeweils eine eingestellte mittlere Sendeleistung erfüllt. Das heißt, eine Korrekturver- stärkung braucht bei einem mäßigen Modulationsindex und einer mäßigen Linearität nicht im Takt der Amplitudenmodulation mitgeführt zu werden. Dieses Verfahren ist daher auch allge- mein in anderen Regelkreisen für eine Amplitudenmodulation unabhängig von der erfindungsgemäßen Idee der Dämpfung des rückgekoppelten Signals anwendbar. Es handelt sich daher um eine eigenständige erfinderische Idee.

Die Linearisierung kann außer mittels der bereits genannten Änderung einer Korrekturverstärkung im Amplitudenmodulations- signal allgemein mittels einer Einstellung von Parametern ei- nes Verstärkers und/oder im Regelkreis des Amplitudenmodula- tionssignals, beispielsweise in Abhängigkeit von der einge- stellten mittleren Sendeleistung, erfolgen. Die Parameter können hierbei die besagte Verstärkung, aber z. B. auch eine

Frequenzcharakteristik umfassen. Erforderlich sind lediglich geeignete Mittel bzw. Bauelemente, beispielsweise ein Ver- stärker oder ein Regler mit entsprechend einstellbaren Para- metern.

Vorzugsweise wird ein sogenannter PID-Regler verwendet. Ein PID-Regler hat drei parallel geschaltete Anteile, nämlich ei- nen proportionalen für die Stabilität, einen integrierenden zur Vermeidung eines statischen Regelfehlers und einen diffe- renzierenden, um eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen. Eine solche Kombination hat sich zur Korrekturregelung im Amplitu- denzweig bereits bewährt. Bei Verwendung eines PID-Reglers kann die Verstärkungsanpassung im Vorwärtszweig für jeden der drei Anteile auch unterschiedlich sein, d. h. es wird in Ab- hängigkeit von dem eingestellten Sendeleistungspegel exakt eine passende Frequenzcharakteristik mit den drei Regelzwei- gen des PID-Reglers eingestellt.

Im Prinzip können diese Bauteile zur Korrektur an beliebiger Stelle im Regelkreis angeordnet sein. Sofern aber das erfin- dungsgemäße Verfahren genutzt wird, dass der Sendeleistungs- pegel durch eine einstellbare Dämpfung und/oder Verstärkung in dem rückgeführten Signal eingestellt wird, so dass das Soll-Signal unabhängig vom Sendeleistungspegel ist, so ist eine Einstellung der Korrekturverstärkung bzw. der Korrektur- parameter zwischen dem Vergleicher und der Endstufe zweckmä- ßig, um die Signale im Vorwärtszweig entsprechend der Sende- leistungsstufe zu skalieren. Die Korrekturverstärkung im Vor- wärtszweig hat den Vorteil, dass die Schleifenverstärkung konstant gehalten wird. Wenn die Dämpfung in der Rückführung also beispielsweise um 1 dB erhöht wird, so ist beim linearen Verhalten eine um ein 1 dB höhere Verstärkung im Vorwärts- zweig angebracht.

Vorzugsweise wird bei der Regelung in einem logarithmischen Maßstab gearbeitet. Das heißt, der Ist-Wert und der Soll-Wert in der Regelschleife werden in einem logarithmischen Maßstab

verglichen. Bei einem Übergang auf den logarithmischen Maß- stab sinken die Anforderungen an die Dynamik im Amplituden- rückkopplungszweig noch weiter. Für den Übergang auf den lo- garithmischen Maßstab, d. h. zur Umsetzung eines Signals in ein logarithmisches Signal, bietet sich ein logarithmischer Verstärker an. Darüber hinaus existieren bereits Hüllkurven- detektoren im Handel, die gleichzeitig die Amplitude loga- rithmieren und ein begrenztes Signal bereitstellen, welches für eine Phasenrückkopplungsschleife geeignet wäre.

Da eine Multiplikation im linearen Maßstab einer Addition im logarithmischen Maßstab entspricht, kann der logarithmische Messwert bzw. das Ergebnis des Vergleichs im logarithmischen Maßstab innerhalb der Regelschleife durch Addition einer Kon- stanten mit dem eingestellten Sendeleistungspegel verrechnet werden. Eine aufwändigere Multiplikation ist dann nicht er- forderlich.

Zu berücksichtigen ist dabei allerdings, dass die Differenz zwischen dem Logarithmus des Ist-Werts In (x+Ax) und dem Loga- rithmus des Soll-Werts ln (x) zwar das richtige Vorzeichen hat, aber nicht proportional zum Regelfehler Ax ist. Wenn für kleine Ax ungefähre Proportionalität gelten soll, kann die Differenz mit dem Soll-Wert x multipliziert werden. Es gilt dann : x[ln(x+#x)-ln(x)]#x[(ln(x)+#x#l/x)-ln(x)]=#x Je nach Modulationsindex ist es bei einer logarithmischen Re- gelung auch möglich, die Verstärkung im Vorwärtszweig der Re- gelschleife auf Basis einer Art Mittelwert von x, beispiels- weise des Werts des gewünschten Sendeleistungspegels, anstatt auf der Basis des Momentanwerts x des Werts der Amplitude, nachzuführen.

Wenn die Regelung der Amplitude mit einer Steuerung der Amp- litude kombiniert wird, beispielsweise die Versorgungsspan-

nung des Sendeverstärkers sich aus einem gesteuerten Anteil und einem geregelten Anteil zusammensetzt, und wenn bei der Regelung die mittlere Sendeleistung durch eine variable Dämp- fung in der Rückführung eingestellt wird, kann es je nach Ausführung der Steuerung erforderlich sein, das Steuersignal entsprechend der mittleren Sendeleistung zu skalieren. Diese Aufgabe wird beispielsweise dadurch gelöst, dass die Abtast- werte für die Amplitude, die nur eine Information über die Modulation, aber noch nicht über die Sendeleistungsstufe ent- halten, bei der Steuerung mit einem der Sendeleistungsstufe entsprechenden Wert multipliziert werden.

Wenn das Sendesignal in ein Signal mit der Amplitudeninforma- tion und ein Signal mit der Winkelinformation getrennt wird, müssen diese Teilsignale zeitsynchronisiert wieder kombiniert werden, damit sich das ursprüngliche Signal ergibt. Bei einer getrennten Verarbeitung der Teilsignale ergibt sich im Allge- meinen für jedes der Teilsignale eine andere Übertragungs- funktion mit einer anderen Gruppenlaufzeit. In einer Regel- schleife mit schwankender Schleifenverstärkung ergibt sich im Allgemeinen eine je nach Schleifenverstärkung andere Gruppen- laufzeit. Wenn die Schleifenverstärkung des Amplitudenregel- kreises eine Funktion der Sendeleistungsstufe ist und somit die Gruppenlaufzeit der Amplitudeninformation von der Sende- leistungsstufe abhängt, werden bei einer bevorzugten Lösung Mittel vorgesehen, um die Schwankungen in der Gruppenlaufzeit auszugleichen. Dadurch wird erreicht, dass die Amplituden- und die Phaseninformation bei ihrer Kombination zeitlich zu- einander passen. Besonders vorteilhaft ist ein digitaler Aus- gleich von Gruppenlaufzeitunterschieden, bei dem ggfls. in Abhängigkeit der Sendeleistungsstufe bereits im Digitalteil ein geeigneter Zeitversatz der Teilsignale eingestellt wird.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige- fügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher er- lautet. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinatio-

nen, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen er- findungswesentlich sein können. Insbesondere können alle nur verfahrensmäßig beschriebenen Merkmale auch bezüglich einer entsprechenden Schaltung erfindungswesentlich sein und umge- kehrt. In den Figuren werden in den verschiedenen Ausfüh- rungsbeispielen verwendete gleichartige Bauteile mit densel- ben Bezugsziffern bezeichnet. Es stellen dar : Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild für eine erfin- dungsgemäße Amplitudenmodulationssignal-Regelschleife gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild für eine erfin- dungsgemäße Amplitudenmodulaticnssignal-Regelschleife gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Figur 3 ein schematisches Blockschaltbild für eine erfin- dungsgemäße Sendeschaltung.

Figur 4 eine Darstellung der Hochfrequenzausgangsspannung (umgerechnet auf 50 Ohm) in Abhängigkeit der Versorgungsspan- nung bei einer in der Sättigung betriebenen dreistufigen 6 Volt-Sendeendstufe im Bereich 900 MHz.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 handelt es sich um eine erfindungsgemäß aufgebaute Regelschleife innerhalb einer Sendeschaltung zur Erzeugung eines amplituden-und winkelmo- dulierten Sendesignals. Hierbei wird ein rein winkelmodulier- tes Eingangssignal RF auf einen Signaleingang 2 eines Sende- verstärkers 1 gegeben. Es kann sich prinzipiell aber auch um ein unmoduliertes Eingangssignal handeln. Auf einen zweiten Eingang 3 des Sendeverstärkers 1 wird ein amplitudenmodulier- tes Signal aufgegeben. Bei diesem zweiten Eingang 3 handelt es sich um den Versorgungsspannungseingang, das heißt, es wird über die Versorgungsspannung die Amplitude auf das win- kelmodulierte Signal RF aufmoduliert, so dass am Ausgang des

Sendeverstärkers 1 das gewünschte amplituden-und winkelmodu- lierte Sendesignal RFM vorliegt.

Das Sendesignal RFM wird zunächst zu einem Richtkoppler 4 ge- leitet und von dort über einen Ausgang 12 zu einer Antenne weitergeleitet. Der Richtkoppler koppelt einen Teil des Sen- designals RFM als Rückkopplungssignal RR aus. Der Richtkopp- ler erfasst hierbei im Wesentlichen nur die vom Sendeverstär- ker 1 zur Antenne laufende Welle, und die von der Antenne ggf. rückreflektierten Anteile werden stark unterdrückt. Das rückgekoppelte Signal RR enthält die Ist-Werte der aktuellen Amplitude und des aktuellen Winkels und kann daher in einer Regelschleife genutzt werden, um sowohl das winkelmodulierte Eingangssignal als auch das amplitudenmodulierte Eingangssig- nal zu regeln.

Hierzu wird, wie in der Figur dargestellt, das rückgekoppelte Signal RR zunächst in einem einstellbaren Abschwächer 5 auf einen bestimmten Wert abgeschwächt. Dieser Abschwächer 5 ist über den Eingang 6 steuerbar. Weiterhin wird das Signal RR in einem Verstärker 10, welcher optional ist, um einen festge- legten Wert verstärkt und anschließend einem Hüllkurvendetek- tor 7 zugeführt, welcher die Amplitudeninformation aus dem rückgekoppelten Anteil RR des Sendesignals RFM extrahiert.

Vor diesem Hüllkurvendetektor 7 wird an einem Abzweig 13 das Signal RR abgeführt, um in einer Phasenregelschleife als Ist- Wert zum Regeln des winkelmodulierten Signals zu dienen. Hin- ter dem Hüllkurvendetektor 7 liegt der Ist-Wert AMI der aktu- ellen Amplitude des amplitudenmodulierten Signals vor, der in einem Vergleicher 11, hier ein Subtraktionsglied 11, mit dem Soll-Signal AMS für die Amplitudenmodulation verglichen wird.

Die Differenz dieses Soll-Werts AMS und des Ist-Werts AMI wird in einem Regelverstärker 9 verstärkt und anschließend über einen die Regelcharakteristik bestimmenden Filter 8 ge- führt und steht dann als Amplitudenmodulationssignal AM, d.

h. als Stellgröße für den Versorgungsspannungseingang 3 des Sendeverstärkers 1, zur Verfügung.

Die Kette aus Richtkoppler 4, einstellbarem Dämpfungsglied 5 und Verstärker 10 ist so dimensioniert, dass die Gesamtdämp- fung des rückgekoppelten Signalanteils RR gegenüber dem Sen- designal RFM genau einer gewünschten mittleren Sendeleistung entspricht. Das heißt, das Signal RR in der Rückkopplung wird entsprechend der gewünschten Sendeleistung gedämpft (bzw. verstärkt, sofern die Dämpfung durch den Richtkoppler 4 zu hoch ist), noch bevor es den Hüllkurvendetektor 7 durchläuft.

Insgesamt verbleibt hinter dem Dämpfungsglied 5 die modulati- onsbedingte Amplitudenmodulation mit einer konstanten mittle- ren Leistung.

Anstelle des dargestellten Aufbaus von Richtkoppler 4, nach- folgendem Dämpfungsglied 5 und nachfolgendem Verstärker 10 ist selbstverständlich auch eine beliebige andere Anordnung und Kombination von Dämpfungs-und/oder verstärkenden Elemen- ten möglich. Die Anordnung des einstellbaren Dämpfungsgliedes 5 vor dem konstanten Verstärker 10 hat den Vorteil, dass am Verstärker 10 ein in der Höhe konstantes Eingangssignal an- liegt und daher der Verstärker 10 bezüglich seiner Linearität auf diese Eingangsspannung optimiert sein kann.

Über das einstellbare Dämpfungsglied lässt sich die mittlere Sendeleistung einstellen. Wird eine höhere/niedrigere mittle- re Sendeleistung gewünscht, so wird entsprechend über den Eingang 6 durch eine Sendepegelsteuerung (nicht dargestellt) eine höhere/niedrigere Dämpfung eingestellt. Dadurch wird au- tomatisch innerhalb der Regelschleife der Sendeleistungspegel solange erhöht/verringert, bis Soll-und Ist-Signal am Vergleicher 11 wieder übereinstimmen.

Der Vorteil dieser Einstellung der mittleren Sendeleistung über eine einstellbare Dämpfung im rückgekoppelten Signal be- steht darin, dass für alle der einstellbaren Dämpfung nach-

folgenden Komponenten im Regelkreis, insbesondere für den Hüllkurvendetektor 7 und den Vergleicher 11 erheblich gerin- gere Dynamikanforderungen bestehen. Außerdem muss auch das Soll-Signal AMS für die Amplitude nicht im gesamten Dynamik- umfang vorhanden sein. Das heißt, es werden beim Vergleich zwischen Soll-und Ist-Werten keine sendungsleistungspegelab- hängigen Soll-Werte benötigt. Bei einer Modulation im EDGE- Standard kann beispielsweise eine Dämpfung um 37 dB für eine mittlere Sendeleistung von 27 dBm (= 0, 5 W) und um 10 dB für eine gewünschte mittlere Sendeleistung von 0 dBm (= 1 mW) er- folgen. Dadurch wird die Dynamik von den ansonsten insgesamt 44 dB auf die durch die Amplitudenmodulation vorgegebenen 17 dB für alle der Dämpfung nachfolgenden Schaltungsteile inner- halb des Rückkopplungszweiges reduziert.

Da sich die Abzweigung 13 zur Rückführung des Signals für den Phasenregelkreis ebenfalls hinter den Dämpfungsgliedern 4, 5, 10 befindet, werden auch innerhalb einer solchen Schleife die Anforderungen an die Baugruppen wie Mischer, Begrenzer und Phasendetektor reduziert.

Figur 2 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für solche Modulationsarten, bei denen die Amplitude nicht Null wird. Dieses Beispiel weist einen zusätzlichen Regel- kreis auf, der von einem regelbaren Verstärker 14, welcher in dem eingeschränkten Dynamikbereich eine lineare Regelkennli- nie aufweist, einem Phasendetektor 7, einem Vergleicher 19 und einem nachfolgenden Regelverstärker 16 mit anschließendem Tiefpass 17 gebildet wird.

Innerhalb dieses Regelkreises (7, 14, 15, 16, 17, 19) wird das amplituden-und winkelmodulierte rückgekoppelte Signal RR auf einen konstanten Spannungswert geregelt. Dieser kon- stante Spannungswert wird durch einen am Vergleicher 19 als Soll-Wert anliegenden Referenzwert RW vorgegeben. Der Ist- Wert wird am Ausgang des regelbaren Verstärkers 14 über den Hüllkurvendetektor 7 ermittelt und ebenfalls dem Vergleicher

19 zugeführt. Die Differenz wird durch den Regelverstärker 16 verstärkt und durch den nachfolgenden Filter 17 (z. B. In- tegrator) geführt. Das am Ausgang des Filters 17 anliegende Signal VR ist die Regelspannung, die an den Regelspannungs- eingang 15 des regelbaren Verstärkers 14 angelegt wird. Diese Regelspannung VR ist negativ proportional zum Logarithmus der Amplitude des rückgekoppelten Anteils RR des Sendesignals RFM und kann folglich als Ist-Wert innerhalb der Regelschleife für den Sendeverstärker 1 verwendet werden. Sie wird daher außerdem über einen Inverter 18 als Ist-Wert AMI einem Vergleicher 11 zugeführt, und dort wird die Differenz zu dem Soll-Wert AMS ermittelt.

Durch diese zusätzliche Regelschleife mit dem regelbaren Ver- stärker 14 werden die Anforderungen an den Hüllkurvendetektor 7 noch weiter reduziert, da dieser lediglich die Abweichungen von dem konstanten Spannungswert detektieren muss. Außerdem steht für eine Phasenregelschleife am Ausgang 20 ein Signal zur Verfügung, das überhaupt nicht mehr amplitudenmoduliert ist, sondern die reine Phaseninformation enthält.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Sendeschal- tung, welche das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb eines Regelkreises für das Amplitudenmodulationssignal nutzt. Diese Schaltung weist zunächst einen Digitalteil 35 auf, der hier als ein Block dargestellt ist. Bei diesem Digitalteil 35 kann es sich aber auch um mehrere geeignet verschaltete Teile han- deln. Insbesondere kann dieser Digitalteil 35 auch einen im Mobilfunk üblichen Digitalen Signalprozessor (DSP) enthalten, welcher die zu übersendenden Informationen, das heißt die Sprach-und sonstigen Daten, in die digitalen codierten Werte umsetzt.

In diesem Digitalteil der Sendeschaltung sind die Sendekur- venverläufe zu jeder möglichen Symbolfolge, die übersendet werden muss, bereits in Digitalwerte zerlegt in Amplituden- und Momentanfrequenzverläufe, in einem ROM 36 gespeichert. In

Abhängigkeit von dem jeweils auszugebenden und, soweit eine Intersymbolinterferenz vorliegt, auch von den vorangehenden und nachfolgenden Symbolen, wird ein aus Abtastwerten für ei- ne Symboldauer bestehender Kurvenverlauf aus diesem ROM (36) ausgewählt. Jeder Sendekurvenverlauf ist dabei in Form von einigen Abtastwerten AA für die Amplitude und einigen Abtast- werten AW für die Abweichung der Momentanfrequenz von der Trägerfrequenz gespeichert. Dabei bilden je ein Abtastwert AA für die Amplitude und ein Abtastwert AW für die Momentar. fre- quenz zusammen ein Paar. Diese Abtastwertpaare AA, AW werden während der Dauer eines zu übersendenden Symbols an die Schaltungsteile zur Einstellung der Amplitude und zur Ein- stellung der Momentanfrequenz ausgegeben.

Das frequenzmodulierte Signal wird hierbei mittels eines Fre- quenzsynthesizers, hier eines Direct Digital Synthesizers (DDS) 26, erzeugt, welchem zum einen über den Eingang 27 eine Mittenfrequenz, d. h. die Trägerfrequenz des Signals, und d zum anderen vom Digitalteil 35 ein Abtastwert AW für die Abwei- chung der Momentanfrequenz von der Trägerfrequenz vorgegeben wird. Dieser DDS 26 erzeugt eine frequenzmodulierte Schwin- gung ZF in einer zwischenfrequenten Lage. Das frequenzmodu- lierte Signal ZF wird einem Phasenkomparator 25 zugeführt, der zusammen mit einem Schleifenfilter 28, einem VCO (Voltage Controlled Oscillator) 29, einem Lokaloszillator 23, einem Mischer 22 und einem Tiefpass 24 eine Phasenregelschleife, hier eine sog. Offset-PLL (Phase-Locked-Loop) bildet.

Um eine durch die AM/PM-Konversion bedingte variable Phasen- drehung des hinter dem VCO 29 angeordneten Sendeverstärkers 1 zu kompensieren, wird nicht das Eingangssignal des Sendever- stärkers 1, sondern das Ausgangssignal geregelt.

Am Ausgang des Sendeverstärkers 1 hat das rückzuführende Sig- nal, welches zum überwiegenden Teil an der Abzweigung 4C über den Ausgang 12 zu einer Antenne geleitet wird, eine stark schwankende Amplitude. Dies hat Nachteile für die Rückkopp-

lung. Zum einen wird eine hohe Dynamik vom Mischer 22 der Offset-PLL und vom Phasenkomparator 25 gefordert. Zum anderen ergeben sich aussteuerungsabhängige Phasendrehungen, welche wiederum eine unerwünschte AM/PM-Konversion hervorrufen wür- den. Deshalb wird der Teil RR des Sendesignals, welcher für die Rückkopplung am Punkt 40 abgezweigt wird, zunächst einem steuerbaren Dämpfungsglied 5 zugeführt.

In diesem Dämpfungsglied 5 wird das rückgekoppelte Signal RR von jenem Dynamikanteil befreit, welcher durch eine Sendepe- gelsteuerung 37 aufgebracht wird. Anschließend wird das aus- gehende Signal des Dämpfungsgliedes 5 an einem Abzweigpunkt 13 geteilt und zum einen zur Regelung eines Amplitudenmodula- tionssignals zurückgeführt und zum anderen innerhalb der Off- set-PLL einem Begrenzer 21 zugeführt. Dieser Begrenzer 21 entfernt die verbleibende (modulationsbedingte) Amplitudenmo- dulation, so dass dem Mischer 22 ein Signal mit möglichst konstanter oder zumindest nach oben hin begrenzter Amplitude zugeführt wird. Mit einem Lokaloszillator 23, welcher auch als Hauptoszillator die Taktfrequenz für die DDS 26 liefern kann, wird der rückgekoppelte Anteil RR des Sendesignals wie- der auf die Zwischenfrequenz umgesetzt. Es erfolgt dann in dem Tief-oder Bandpass 24 eine Befreiung von unerwünschten Mischprodukten und ein Vergleich mit der Referenzschwingung aus der DDS 26 im Phasenvergleicher 25.

Von einer Ausgabeeinheit 38, welche die Abtastwerte AA, AW aus dem ROM 36 auswählt, wird der zu dem Abtastwert AW für den Winkel gehörige Abtastwert AA der Amplitude über einen Digital-Analog-Wandler 34 ausgegeben. Die Ausgabe erfolgt hier derart zeitversetzt zueinander, dass am Sendeverstärker 1 die Werte zeitlich wieder zueinander passend zusammenge- führt werden. Dieser Zeitversatz kann über eine Steuereinheit 39, welche mit der Sendepegelsteuerung 37 verbunden ist, in Abhängigkeit vom Sendepegel oder sogar von der Aussteuerung des Sendeverstärkers 1 erfolgen.

Die am Digital-Analog-Wandler 34 ausgegebenen Amplituden- Soll-Werte werden in einem Tiefpass 33 geglättet. Der Aus- gangswert enthält nur die modulationsbedingte Dynamik, der Sendeleistungspegel wird über einen weiteren Ausgang 42 des Digitalteils 35 und den Eingang 6 des Abschwächers 5 getrennt eingestellt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Abschwächung stufenweise, d. h. es wird einfach der Abschwächer 5 von einer Abschwächungsstufe auf eine andere diskrete Abschwächungsstufe umgestellt. Dies führt innerhalb des Amplitudenregelkreises automatisch zu einer entsprechen- den Einstellung der Gesamtsendeleistung am Ausgang des Sende- verstärkers 1, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fi- gur 1 genauer erläutert wurde. Das am Ausgang des Tiefpasses 33 anliegende Amplituden-Soll-Signal AMS wird mit einem Amp- lituden-Ist-Signal AMI verglichen, das über einen am Abzweig 13 angeschlossenen Hüllkurvendetektor 7 aus dem rückgekoppel- ten Signalanteil RR des Sendesignals RFM gewonnen wird. Der Vergleich findet in einem Vergleicher 11 statt.

Das Differenzsignal wird einer Regeleinheit 30 zugeführt, die hier aus einem PID-Regler 31 und einem vorgeschalteten Multi- plikatorglied 32 besteht. Im Multiplikatorglied 32 wird das vom Vergleicher 11 kommende Differenzsignal mit einer vom Sendeleistungspegel abhängigen Konstanten multipliziert. Die- ser Wert wird ebenfalls von der Sendepegelsteuerung 37 über einen Ausgang 41 des Digitalteils 35 ausgegeben. Durch diese Multiplikation werden die aussteuerungsabhängigen unter- schiedlichen differenziellen Schleifenverstärkungen im Regel- kreis, welche vom nichtlinearen Verhalten des Sendeverstär- kers 1 und von der vom Sendeleistungspegel abhängigen Dämp- fung in der Rückführung herrühren, so kompensiert, dass die geschlossene Regelschleife einerseits stets stabil bleibt und andererseits in ihrer Ubertragungsfunktion nicht zu schmal- bandig wird. Ferner werden dadurch die Schwankungen in der Gruppenlaufzeit des geschlossenen Regelkreises reduziert.

Ein innerhalb der Regeleinheit 30 angeordneter PID-Regler 31 sorgt außerdem fur eine Stabilität und Schnelligkeit in der Regelung und verhindert bleibende Regelfehler. Nachfolgend zum PID-Regler findet sich ein Class S-Verstärker 9, d. h. ein Schaltverstärker, welcher das Signal mit hohem Wirkungs- grad in eine pulsweitenmodulierte Schwingung umsetzt, deren Schaltfrequenz und Störlinien von einem nachfolgenden Tief- pass 8 unterdrückt werden.

Der Sendeverstärker 1 wird eingangsseitig, d. h. bezüglich des winkelmodulierten Signaleingangs RF in die Sättigung ge- fahren und nur über die Versorgungsspannung am Eingang 3 mit- tels des Amplitudenmodulationssignals AM in der Verstärkung moduliert.

Wenn eine höhere mittlere Sendeleistung gewünscht wird, wird von der Sendepegelsteuerung 37 eine höhere Dämpfung am Dämp- fungsglied 5 eingestellt. Gleichzeitig wird die Schleifver- stärkung in der Amplitudenregelung erhöht. Die Regelschleife erhöht den Sendepegel dann solange, bis die Hüllkurve des jetzt stärker gedämpften Anteils RR des Sendesignals RFM wie- der den Soll-Wert am Vergleicher 11 erreicht. Soll dagegen ein schwächerer Sendeleistungspegel eingestellt werden, so werden die Dämpfung des einstellbaren Dämpfungsgliedes 5 und die Schleifenverstärkung in der Amplitudenregelung verrin- gert. Am Vergleicher 11 ergibt sich eine zu hohe Ist- Amplitude, bis der Regelkreis den Sendeleistungspegel abge- senkt hat. Gleichzeitig werden von der Sendepegelsteuerung 37 die Werte am Multiplikatorglied 32 korrigiert, um im Bereich des neuen Sendeleistungspegels eine Linearisierung der Ampli- tudenregelschleife zu erreichen, und es wird der Zeitversatz bei der Ausgabe der Abtastwerte AA, AW für die Amplitude und für den Winkel eingestellt.

Die erfindungsgemäße variable Dämpfung erspart erheblichen Aufwand für die Linearisierung von Detektorkennlinien oder für die sonstige Verarbeitung über einen sehr großen Signal-

amplitudenbereich. Außerdem hat sie den Vorteil, dass nur ein Sollwertefeld für die Amplitudenmodulation für nur eine mitt- lere Leistung berechnet und gespeichert werden muss und eine Skalierung in einen großen Bereich nicht notwendig ist.

Liste der verwendeten Abkürzungen : PLL Phase-Locked-Loop DDS Direct Digital Synthesis DSP Digitaler Signalprozessor EER Envelope Elimination and Restoration PID proportional, integrierend und differenzierend wir- kender Regler VCO Voltage Controlled Oscillator EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution CDMA Code Division Multiple Access Bezugszeichenliste 1 Sendeverstärker 2 Signaleingang 3 Versorgungsspannungs- eingang 4 Richtkoppler 5 Abschwächer 6 Eingang 7 Hüllkurvendetektor 8 Filter 9 Verstärker 10 Verstärker 11 Vergleicher 12 Ausgang 13 Abzweigung 14 regelbarer Verstärker 15 Regelspannungseingang 16 Verstärker 17 Filter 18 Inverter 19 Vergleicher 20 Ausgang 21 Begrenzer 22 Mischer 23 Lokaloszillator 24 Tiefpassfilter 25 Phasenkomparator 26 digitale Synthese- schaltung/DDS 27 Eingang 28 Schleifenfilter 29 VCO 30 Regeleinheit 31 PID-Regler 32 Multiplikatorglied 33 Tiefpass 34 Digital-Analog-Wandler 35 Digitalteil 36 ROM 37 Sendepegelsteuerung 38 Signal-Ausgabeeinheit 39 Steuereinheit 40 Abzweigpunkt 41 Ausgang 42 Ausgang AM Amplitudenmodulations- signal AA Amplituden-Abtastwert AW Winkel-Abtastwert RF winkelmoduliertes Signal RW Referenzwert RR rückgekoppelter Signalanteil VR Regelspannung ZF Zwischenfrequenz RFM Sendesignal AMS Amplituden-Soll-Signal AMI Amplituden-Ist-Signal