DE3820985A1 - Verfahren und anordnung zum kompensieren der intermodulationsverzerrungen eines senders - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Kompensieren der in einem Sender eines Funkübertragungssystems auftretenden Intermodulationsverzerrungen mit Hilfe eines Intermodulationsentzerrers, der einem im Sender vorhandenen Sendesignalleistungsverstärker vorgeschaltet ist, wobei der Intermodulationsentzerrer so ausgelegt wird, daß die bei einer vorgegebenen Nennleistung auftretenden Intermodulationsverzerrungen optimal kompensiert werden.

Bei digitalen Richtfunksystemen, hauptsächlich bei solchen, die zur Übertragung von Signalen sehr hohen Bitraten (n×140 MBit/s, n= 1, 2 . . .) die Quadraturamplitudenmodulation (16 QAM . . . 256 QAM) benutzen, tragen Intermodulationsverzerrungen entscheidend zu einer Verschlechterung der Übertragungsqualität bei. Diese Intermodulationsverzerrungen entstehen vorwiegend in Baugruppen mit sehr großen Signalpegeln, wozu in erster Linie der Signalleistungsverstärker im Sender gehört.

Um solche störenden Intermodulationsverzerrungen im Sender zu kompensieren, ist bei einem in "ANT Nachrichtentechnische Berichte", Heft 2, Dez. 1985, S. 23-32 beschriebenen Sender vor dessen mehrstufigem Sendesignalleistungsverstärker ein Intermodulationsentzerrer geschaltet. Dabei wird der Sendesignalleistungsverstärker so geregelt, daß die mittlere Sendeleistung möglichst wenig von einer vorgegebenen Nennsendeleistung abweicht. Für diese Nennsendeleistung ist der Intermodulationsentzerrer fest auf eine optimale Kompensation von Intermodulationsprodukten eingestellt. Diese Maßnahme reicht dann nicht mehr aus zur Kompensation von Intermodulationsverzerrungen des Sendesignalleistungsverstärkers, wenn die Sendeleistung nicht mehr konstant auf einem vorgegebenen Nennwert gehalten werden kann, z.B. weil die Sendeleistung in Abhängigkeit von der Funkfelddämpfung geregelt werden soll. In einem solchen Fall wäre eine adaptive Intermodulationsentzerrung ein geeignetes Verfahren, um Intermodulationsverzerrungen zu kompensieren. Dieses Verfahren ist recht aufwendig, weil eine Detektion der in Abhängigkeit vom augenblicklichen Sendeleistungspegel entstandenen Intermodulationsverzerrungen vorgenommen werden muß. Eine adaptive Intermodulationsentzerrung für einen Wanderfeldröhrenverstärker beschreiben z.B. T. Nojima u. Y. Okamoto in ihrem Aufsatz "Predistortion nonlinear compensator for SSB-AM System" in IEEE CH-1506, 5/1980, S. 33.2.1-33.2.6.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Kompensieren der Intermodulationsverzerrungen eines Senders der eingangs genannten Art anzugeben, wodurch mit möglichst geringem Aufwand auch bei Schwankungen der mittleren Sendeleistung eine optimale Kompensation von Intermodulationsverzerrungen erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 gelöst und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 und 4 hervor.

Obwohl die Verstärkung des Sendesignalleistungsverstärkers nicht konstant gehalten wird und sich damit auch die Intermodulationsprodukte ändern, ermöglicht es die Erfindung, mit einem fest eingestellten Intermodulationsentzerrer, der ohne eine aufwendige adaptive Nachregelung auskommt, die Intermodulationsverzerrungen zu kompensieren.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Auführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt das Blockschaltbild eines Senders, wie er beispielsweise in einem digitalen Richtfunksystem verwendet wird. Dem Sender wird an seinem Eingang 1 ein moduliertes Zwischenfrequenz-Signal zugeführt. Dieses gelangt über einen Intermodulationsentzerrer E an einen Mischer M, durch den es mit dem Signal aus einem Oszillator OZ in den Radiofrequenzbereich umgesetzt wird. Das in die gewünschte Sendefrequenz umgesetzte Signal wird schließlich einem Sendesignalleistungsverstärker V zugeführt.

Der Sendesignalleistungsverstärker V ist z.B. ein mehrstufiger Halbleiterverstärker, der so ausgelegt sein sollte, daß die durch die vorderen Verstärkerstufen hervorgerufene Intermodulationsverzerrungen vernachlässigbar sind gegenüber der Intermodulationsverzerrung der letzten Verstärkerstufe mit dem größten Verstärkungsfaktor. Wenn nämlich alle Verstärkerstufen einen nicht zu vernachlässigenden Beitrag an Intermodulationsverzerrungen liefern, so führt das zu erheblichen Schwankungen der gesamten Intermodulationsverzerrung des Sendeleistungsverstärkers V, deren Kompensation durch einen Intermodulationsentzerrer aber sehr schwierig und aufwendig ist. Da also in dem vorliegenden Fall im wesentlichen nur die Intermodulationsverzerrung der letzten Verstärkerstufe den Intermodulationsabstand des Sendesignalleistungsverstärkers V bestimmt und dieser bei einer vorgegebenen Nennsendeleistung nahezu konstant bleibt, wird der vorgeschaltete Intermodulationsentzerrer E so fest abgestimmt, daß er gerade die bei der Nennsendeleistung auftretende Intermodulationsverzerrung optimal kompensiert.

Nun wird aber der Sendesignalleistungsverstärker V nicht ständig bei der vorgegebenen Nennsendeleistung betrieben, sondern es treten z.B. Schwankungen der Sendeleistung durch Temperatureinflüsse auf, und es soll zudem die Sendeleistung in Abhängigkeit von der auf der Richtfunkstrecke auftretenden Funkfelddämpfung geregelt werden. Letzteres erfolgt dadurch, daß ein Empfänger am Ende des Funkfeldes den Pegel des empfangenen Sendesignals detektiert und diese Information zum Sender zurück überträgt. Dort wird die Information, sofern sie in digitalisierter Form vorliegt, zunächst von einem Digital-Analog-Wandler DA in ein analoges Signal umgesetzt, das dann als Regelsignal für ein dem Sendesignalleistungsverstärker V vorgeschaltetes Dämpfungsglied DG dient. Dadurch wird die Sendeleistung des Sendesignalleistungsverstärkers V in einem Bereich von 20 . . . 25 dB so geregelt, daß die Funkfelddämpfung kompensiert wird und der Empfänger ein Signal mit möglichst geringen Pegelschwankungen empfängt. Da also Abweichungen von der Nennsendeleistung des Sendeleistungsverstärkers V vorkommen, ändert sich auch dementsprechend die Intermodulationsverzerrung.

Um auch eine sich in einem gewissen Bereich ändernde Intermodulationsverzerrung zu kompensieren, wird folgendermaßen verfahren: Am Ausgang 2 des Signalleistungsverstärkers V wird mittels eines Kopplers K ein Teil des Sendesignals ausgekoppelt und einem Detektor D zugeführt, der daraus die Sendeleistung detektiert. Dieser Detektor D, der im einfachsten Fall aus einer Diode oder einer Anordnung mehrerer Dioden besteht, sollte mindestens einen Dynamikbereich von 12 dB aufweisen und bzgl. Frequenz- und Temperaturabhängigkeit eng toleriert sein, so daß der Zusammenhang zwischen der Sendeleistung und dem Ausgangssignal des Detektors D möglichst konstant ist. Die detektierte reale Sendeleistung wird in einer hier nicht näher beschriebenen Steuereinheit ST mit der vorgegebenen Nennsendeleistung verglichen. Ergibt sich bei dem Vergleich eine Abweichung der detektierten Sendeleistung von der Nennsendeleistung, dann steuert die Steuereinheit einen dem Intermodulationsentzerrer E vorgeschalteten Regelverstärker V 1 in seiner Verstärkung so, daß sie sich gleichsinnig mit der registrierten Abweichung der realen Sendeleistung von der Nennsendeleistung ändert; d.h. die Verstärkung des Regelverstärkers V 1 wird bei einer positiven Abweichung entsprechend hochgeregelt bzw. bei einer negativen Abweichung heruntergeregelt, wobei die Verstärkung z.B. proportional zu der Änderung der Sendeleistung geregelt wird. Der Grad der Entzerrung des Intermodulationsentzerrers hängt nämlich vom Pegel seines Eingangssignals ab so wie der Grad der Verzerrung des Sendesignalleistungsverstärkers von seinem Aussteuerpegel abhängt. Somit läßt sich für einen gewissen Aussteuerbereich des Sendesignalleistungsverstärkers die sich ändernde Intermodulationsverzerrung mit einem fest eingestellten Intermodulationsentzerrer kompensieren.

Durch Ändern der Verstärkung des dem Intermodulationsentzerrers vorgeschalteten Regelverstärkers V 1 erfährt auch der mittlere Pegel des dem Mischer M und dann dem Sendesignalleistungsverstärker V zugeführten Signals eine Änderung. Der mittlere Pegel des Eingangssignals für den Mischer M und den Sendesignalleistungsverstärker V sollte aber möglichst konstant gehalten werden. Aus diesem Grunde ist dem Intermodulationsentzerrer V 2 ein Regelverstärker V 2 nachgeschaltet, dessen Verstärkung von der Steuereinheit ST um den gleichen Betrag aber mit umgekehrtem Vorzeichen wie die Verstärkung des dem Intermodulationsentzerrer E vorgeschalteten Regelverstärkers V 1 geändert wird. So wird mit dem zweiten Regelverstärker V 2 die durch den ersten Regelverstärker verursachte Signalpegeländerung kompensiert.

Claims (4)

1. Verfahren zum Kompensieren der in einem Sender eines Funkübertragungssystems auftretenden Intermodulationsverzerrungen mit Hilfe eines Intermodulationsentzerrers, der einem im Sender vorhandenen Sendesignalleistungsverstärker vorgeschaltet ist, wobei der Intermodulationsentzerrer so ausgelegt wird, daß die bei einer vorgegebenen Nennsendeleistung auftretenden Intermodulationsverzerrungen optimal kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die reale Sendeleistung detektiert wird und daß bei Abweichung der detektierten Sendeleistung von der Nennsendeleistung die Verstärkung eines dem Intermodulationsentzerrer (E) vorgeschalteten Regelvestärkers (V 1) gleichsinnig mit der jeweils vorliegenden Sendeleistungsabweichung geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung eines dem Intermodulationsentzerrer (E) nachgeschalteten Regelverstärkers (V 2) um den gleichen Betrag, aber mit umgekehrtem Vorzeichen wie die Verstärkung des dem Intermodulationsentzerrer (E) vorgeschalteten Regelverstärkers (V 1) geändert wird.

3. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Sendesignalleistungsverstärker, einen diesem vorgeschalteten Intermodulationsentzerrer und an den Ausgang des Sendesignalleistungsverstärkers angeschlossene Mittel zur Detektion der Sendeleistung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Mittel zur Detektion (D) der Sendeleistung eine Steuereinheit (ST) angeschlossen ist, die die Abweichung der detektierten Sendeleistung von einer vorgegebenen Nennsendeleistung ermittelt, und daß dem Intermodulationsentzerrer (E) ein Regelverstärker (V 1) vorgeschaltet ist, dessen Verstärkung die Steuereinheit (ST) so steuert, daß sie sich gleichsinnig mit der ermittelten Sendeleistungs-Abweichung ändert.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Intermodulationsentzerrer (E) ein Regelverstärker (V 2) nachgeschaltet ist, dessen Verstärkung die Steuereinheit (ST) um den gleichen Betrag, aber mit umgekehrten Vorzeichen wie die Verstärkung des dem Intermodulationsentzerrer (E) vorgeschalteten Regelverstärkers (V 1) ändert.