DE10108101A1

DE10108101A1 - Transmitter for sending signals over radio channels with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and method for sending signals over radio channels with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)

Info

Publication number: DE10108101A1
Application number: DE10108101A
Authority: DE
Inventors: Marc Schrader; Nabil Hentati
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-09-26
Also published as: WO2002067524A3; WO2002067524A2

Abstract

Es wird ein Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im OFDM beziehungsweise ein Verfahren zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im OFDM vorgeschlagen, die dazu dienen, iterativ Filterkoeffizienten eines Vorverzerrers (4) zu ändern. In die iterative Berechnung gehen die Differenzen einer gemessenen Kennlinie mit einer Geraden bezüglich Betrag und Phase, die Stützstellen, an denen die Differenzen berechnet werden, der jeweilige Iterationsschritt und die Filterkoeffizienten ein, um die neuen Filterkoeffizienten des Vorverzerrers (4) zu berechnen. Die Differenzen bezüglich Betrag und Phase werden mit Schwellenwerten verglichen, um zu bestimmen, ob eine weitere Iteration notwendig ist. Durch Verdopplung eines OFDM-Symbols wird der Verstärker (8) in die Sättigung getrieben, um die Kennlinie bis in den Knickpunkt zu untersuchen. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, die Filterkoeffizienten durch eine offline-Simulation zu optimieren.A transmitter for sending signals over radio channels in the OFDM or a method for sending signals over radio channels in the OFDM is proposed, which serve to iteratively change filter coefficients of a predistorter (4). The iterative calculation includes the differences of a measured characteristic with a straight line in terms of magnitude and phase, the points at which the differences are calculated, the respective iteration step and the filter coefficients in order to calculate the new filter coefficients of the predistorter (4). The differences in amount and phase are compared to thresholds to determine if further iteration is necessary. By doubling an OFDM symbol, the amplifier (8) is driven to saturation in order to examine the characteristic right up to the break point. A further development provides for the filter coefficients to be optimized by an offline simulation.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im orthogonalen Frequenzmultiplex (OFDM) beziehungsweise von einem Verfahren zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im OFDM nach der Gattung der unabhängigen Patenansprüche.The invention relates to a transmitter for sending Signals over radio channels in orthogonal frequency division multiplex (OFDM) or of a method for sending Signals over radio channels in the OFDM according to the genus independent patent claims.

Es ist bereits aus M. Schrader und N. Hentati "Reduktion von Außerbandstrahlung von Sendestufen im DAB-COFDM-System", OFDM Fachgespräche, September 1998, Braunschweig, abgedruckt im Konferenzband, bekannt, daß OFDM (Orthogonaler Frequenz- Multiplex, engl. Orthogonal Frequency Division Multiplex) Signale vorverzerrt werden und zwar nach den Übertragungseigenschaften des Verstärkers im Sender. Dies ist notwendig, da die OFDM-Signale aufgrund des großen Unterschiedes zwischen den kleinen und den großen Amplituden, die in den OFDM-Signalen vorkommen, also der Dynamik oder Amplitudenvarianz, hohe Anforderungen an eine Linearität des Verstärkers im Sender stellen, weil alle Amplituden des OFDM-Signals linear verstärkt werden sollen. It is already from M. Schrader and N. Hentati "Reduction of Out-of-band radiation from transmission stages in the DAB-COFDM system ", OFDM technical discussions, September 1998, Braunschweig, printed in the conference band, it is known that OFDM (orthogonal frequency Multiplex Orthogonal Frequency Division Multiplex) Signals are predistorted according to the Transmission characteristics of the amplifier in the transmitter. This is necessary because the OFDM signals due to the large Difference between the small and the big Amplitudes that occur in the OFDM signals, i.e. the Dynamics or amplitude variance, high demands on one Set linearity of the amplifier in the transmitter because all Amplitudes of the OFDM signal are to be linearly amplified.

Es wurde in dem oben erwähnten Beitrag ein rückgekoppeltes System zur Vorverzerrung vorgeschlagen, bei dem ein Teil des verstärkten OFDM-Signals rückgekoppelt wird und mit einem gepufferten OFDM-Signal verglichen wird, um die Übertragungseigenschaften des Verstärkers im Sender zu bestimmen. Das gepufferte OFDM-Signal ist das OFDM-Signal, das dann verstärkt und rückgekoppelt wird. Da das OFDM- Signal einem Rauschsignal in seinen Eigenschaften sehr ähnlich ist, ist eine anspruchsvolle Synchronisation für das gepufferte OFDM-Signal und das verstärkte OFDM-Signal hier erforderlich.There was a feedback in the post mentioned above Predistortion system proposed, in which part of the amplified OFDM signal is fed back and with a buffered OFDM signal is compared to the Transmission characteristics of the amplifier in the transmitter too determine. The buffered OFDM signal is the OFDM signal, which is then amplified and fed back. Since the OFDM Characteristic of a noise signal in its properties is a sophisticated synchronization for that buffered OFDM signal and the amplified OFDM signal here required.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im OFDM beziehungsweise das Verfahren zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im OFDM mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die iterative Änderung der Filterkoeffizienten des Vorverzerrers eine langsame Veränderung der Vorverzerrung vorgenommen wird, wodurch der Verstärker im Arbeitspunkt bleibt. Darüber hinaus wird adaptiv auf Veränderungen der Verstärkercharakteristik reagiert.The transmitter according to the invention for sending signals over Radio channels in the OFDM or the procedure for Sending signals over radio channels in the OFDM with the In contrast, features of the independent claims the advantage that the iterative change of the Filter coefficient of the predistorter is slow Modification of the pre-distortion is made, whereby the Amplifier remains in the operating point. Beyond that adaptive to changes in amplifier characteristics responding.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Patenansprüchen angegeben Senders beziehungsweise Verfahrens zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im OFDM möglich.By those listed in the dependent claims Measures and further training are advantageous Improvements in the independent patent claims specified sender or procedure for sending of signals via radio channels in the OFDM possible.

Durch eine offline-Simulation der berechneten Filterkoeffizienten bezüglich der Vorverzerrung wird eine Optimierung der Filterkoeffizienten erreicht, ohne während der Optimierung in den Signalpfad, über den die zu versendenden OFDM-Signale geführt werden, einzugreifen. Insbesondere werden damit Fehler bei der Filterkoeffizientenberechnung eliminiert, bevor die Filterkoeffizienten in den Signalpfad gebracht werden. Dies erhöht die Qualität der übertragenen Daten.Through an offline simulation of the calculated Filter coefficients with respect to predistortion becomes one Optimization of the filter coefficients achieved without having the optimization in the signal path over which the to sending OFDM signals to intervene. In particular, errors in the Filter coefficient calculation eliminated before the Filter coefficients are brought into the signal path. This increases the quality of the transmitted data.

Besonders vorteilhaft ist, dass das Meßmodul den Vergleich an Stützstellen mit einer Geraden durchführt, wodurch einerseits nur eine Berechnung an den Stützstellen notwendig ist und andererseits durch den Vergleich mit der Geraden erkannt wird, ob noch ein nichtlineares Verhalten im System Vorverzerrer-Verstärker vorliegt. Dieses Verfahren ist einfach und erfordert wenig Aufwand. Durch die Bewertung mit dem Iterationsschritt werden Fehler, die insbesondere am Anfang einer Iteration häufiger auftreten, gewichtet, so dass die Konvergenz des Verfahrens erhalten bleibt.It is particularly advantageous that the measuring module makes the comparison at support points with a straight line, whereby on the one hand, only a calculation at the support points is necessary and on the other hand by comparison with the straight line it is recognized whether there is still a non-linear behavior in the system Predistorter amplifier is present. This procedure is simple and requires little effort. By evaluating with the iteration step are errors that are particularly on Beginning of an iteration occur more often, weighted, see above that the convergence of the procedure is preserved.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass zu Beginn des Senderbetriebs der Vorverzerrer mit Initialisierungswerten als Filterkoeffizienten geladen wird, die eine lineare Charakteristik aufweisen, so dass die tatsächliche Verstärkercharakteristik in einem ersten Iterationsschritt unverfälscht durch den Vorverzerrer von dem Meßmodul ermittelt wird.In addition, it is advantageous that at the beginning of the Transmitter operation of the predistorter with initialization values is loaded as a filter coefficient, which is a linear Have characteristics so that the actual Amplifier characteristics in a first iteration step undistorted by the predistorter from the measuring module is determined.

Weiterhin ist es von Vorteil, dass durch einen Multiplizierer ein OFDM-Symbol in der Amplitude erhöht wird oder das ein Meßsignal in das OFDM-Signal eingetastet wird, so dass der Verstärker in den Sättigungsbereich getrieben wird, um die Verstärkercharakteristik bis in den Knickpunkt, also dort, wo sich der lineare und nichtlineare Bereich der Verstärkercharakteristik treffen, zu ermitteln.Furthermore, it is advantageous that a Multiplier of an OFDM symbol is increased in amplitude or that a measurement signal is keyed into the OFDM signal, so that the amplifier is driven into the saturation range the amplifier characteristic down to the break point, where the linear and nonlinear range of the Meet amplifier characteristics to determine.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Senders, Fig. 2 einen Aufbau eines DAB- Rahmens, Fig. 3 eine idealisierte Kennlinie eines Verstärkers, Fig. 4 ein erstes Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 5 ein zweites Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 6 ein drittes Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 is a block diagram of the transmitter according to the invention, Fig. 2 shows a structure of a DAB frame, Fig. 3 is an idealized characteristic of an amplifier, Fig. 4 is a first flow chart of the inventive method, Fig. 5 is a second flow chart of the inventive method and Fig. 6 shows a third flowchart of the process of the invention.

description

Orthogonaler Frequenzmultiplex (engl. Orthogonal Frequency Division Multiplex = OFDM) ist ein bekanntes und erfolgreiches Verfahren für mobile Funkanwendungen. Bei OFDM werden die zu versendenden Signale auf viele Unterträger verteilt, wobei diese Unterträger zueinander einen bestimmten Frequenzabstand aufweisen, so daß sich die auf die Unterträger verteilten Signale gegenseitig nicht stören. Dieses Verhalten wird mit orthogonal beschrieben.Orthogonal frequency division multiplexing Division Multiplex = OFDM) is a well known and successful procedure for mobile radio applications. At OFDM are the signals to be sent on many subcarriers distributed, these subcarriers to each other have certain frequency spacing, so that the the subcarriers distributed signals do not interfere with each other. This behavior is described as orthogonal.

OFDM wird daher für digitale Rundfunkübertragungsverfahren eingesetzt, insbesondere für den mobilen Empfang, zum Beispiel mittels Autoradios. Dazu gehören DAB (Digital Audio Broadcasting), DVB (Digital Video Broadcasting) und DRM (Digital Radio Mondial). Diese Rundfunkübertragungsverfahren profitieren von der Eigenschaft von OFDM, daß, wenn eine frequenzselektive Dämpfung auftritt, nur ein geringer Teil des übertragenen Rundfunksignals gestört wird, da das Rundfunksignal auf eine Vielzahl von Frequenzen verteilt wurde und nur ein Signalanteil gestört wird, der auf einer Frequenz übertragen wird, bei der eine starke Dämpfung auftritt. Der gestörte Signalanteil wird durch fehlerdetektierende- und korrigierende Maßnahmen korrigiert. Zu diesen fehlerdetektierenden und -korrigierenden Maßnahmen gehören fehlerdetektierende und -korrigierende Codes wie z. B. Blockcodes oder Faltungscodes.OFDM is therefore used for digital broadcasting methods used, especially for mobile reception, for Example using car radios. These include DAB (Digital Audio Broadcasting), DVB (Digital Video Broadcasting) and DRM (Digital Radio Mondial). This broadcasting method benefit from the property of OFDM that if one frequency selective attenuation occurs, only a small part of the transmitted radio signal is disturbed, because that Broadcast signal distributed over a variety of frequencies and only one signal component is disturbed that is on a Frequency is transmitted at a strong attenuation occurs. The disturbed signal component is through corrected error-detecting and corrective measures. About these error-detecting and correcting measures include error-detecting and correcting codes like z. B. block codes or convolutional codes.

Bei OFDM tritt nach dem Verteilen der zu übertragenden Signale auf die Unterträger eine Summierung im Zeitbereich der verteilten Signale auf, wobei die Amplituden sich so addieren können, daß die Amplituden des überlagerten Signals zu bestimmten Zeitpunkten einmal einen sehr großen Wert annehmen und zum anderen einen sehr kleinen Wert annehmen. Dies hängt von der Phasenbeziehung der sich addierenden Signalanteile ab, ob sich die Signale konstruktiv oder destruktiv addieren. Ein Verstärker im Sender hat dabei die Aufgabe, alle Amplituden gleich zu verstärken, so daß keine nichtlinearen Verzerrungen auftreten.At OFDM occurs after the distribution of those to be transmitted Signals on the subcarriers add up in the time domain of the distributed signals, the amplitudes being so can add that the amplitudes of the superimposed signal a very high value at certain times accept and on the other hand assume a very small value. This depends on the phase relationship of the additive Signal components depend on whether the signals are constructive or add destructively. An amplifier in the transmitter has that Task to amplify all amplitudes equally, so that none nonlinear distortions occur.

Um die Übertragungseigenschaften des Verstärkers im Sender zu berücksichtigen, ist eine Vorverzerrung vorgesehen. Um eine Übertragungskennlinie des Verstärkers zu bestimmen, muß ein Signal, das von dem Verstärker verstärkt wurde, mit dem ursprünglichen Signal verglichen werden. Das OFDM-Signal ist aufgrund der unkorrelierten Folge von Amplituden, die durch die Addition der einzelnen Signalanteile auftritt, eine Herausforderung, da eine Synchronisation des ursprünglichen OFDM-Signals mit dem verstärkten OFDM-Signal schwierig ist.The transmission characteristics of the amplifier in the transmitter pre-distortion is to be taken into account. Around to determine a transmission characteristic of the amplifier a signal amplified by the amplifier with the original signal can be compared. The OFDM signal is due to the uncorrelated sequence of amplitudes caused by the addition of the individual signal components occurs, one Challenge since a synchronization of the original OFDM signal with the amplified OFDM signal is difficult.

Für die Verstärkung der OFDM-Signale soll der Verstärker nur im linearen Bereich betrieben werden. Wird ein Signal, das bei einer bestimmten Frequenz übertragen wird, auf eine nichtlineare Kennlinie gegeben, z. B. eben die des Verstärkers, entstehen Frequenzkomponenten bei Vielfachen dieser bestimmten Frequenz. Sind diese Vielfachen außerhalb des Sendefrequenzspektrums, spricht man von Außerbandstrahlung, da dann Signalenergie außerhalb des verfügbaren Spektrums übertragen wird und damit für die Signalübertragung verlorengeht, weil ein Empfänger die Außerbandstrahlung herausfiltert. Darüber hinaus stört die Außerbandstrahlung andere Übertragungssysteme, die bei Frequenzen eingesetzt werden, bei denen die Außerbandstrahlung auftritt.The amplifier should only be used to amplify the OFDM signals be operated in the linear range. Will a signal that is transmitted at a certain frequency, on a given nonlinear characteristic, z. B. just that of Amplifier, frequency components arise in multiples that particular frequency. Are these multiples outside? of the transmission frequency spectrum, one speaks of Out-of-band radiation, since then signal energy outside the available spectrum is transmitted and thus for the Signal transmission is lost because of a receiver Filtered out band radiation. In addition, the Out-of-band radiation other transmission systems that Frequencies are used at which the Out-of-band radiation occurs.

Sind neue Frequenzkomponenten innerhalb des zur Verfügung stehenden Sendefrequenzspektrums vorhanden, werden unerwünschte Signalkomponenten im Empfänger demoduliert. Es kommt also zu einem Nebensprechen. Dadurch wird die Signalqualität und damit die Bitfehlerrate des empfangenen Signals entscheidend verschlechtert. Die Bitfehlerrate gibt an, wie viele Bits pro empfangenen Bits falsch detektiert werden. Um die Bitfehlerrate zu bestimmen, werden die fehlerdetektierenden Codes verwendet. Das OFDM-Signal liegt also nach dem Verteilen der zu übertragenden Signale auf die Unterträger wie ein Rauschsignal vor, wobei einzelne Amplitudenspitzen den Verstärker des Senders in den nichtlinearen Bereich treiben können. Daher ist eine Vorverzerrung des OFDM-Signals notwendig, damit die Kennlinie des Verstärkers keinen Einfluß auf das Spektrum des OFDM-Signals nimmt.Are new frequency components available within the standing transmission frequency spectrum are available unwanted signal components in the receiver demodulated. It comes to a crosstalk. This will make the Signal quality and thus the bit error rate of the received Signal deteriorated significantly. The bit error rate there how many bits per received bit is incorrectly detected become. To determine the bit error rate, the error-detecting codes used. The OFDM signal is present So after the distribution of the signals to be transmitted to the Subcarrier like a noise signal before, single Amplitude peaks the transmitter's amplifier in the can drive nonlinear range. Hence one Pre-distortion of the OFDM signal necessary for the Characteristic curve of the amplifier has no influence on the spectrum of the OFDM signal takes.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen OFDM-Senders dargestellt. Eine Datenquelle 1 ist an einen Dateneingang einer Quellencodierung 2 angeschlossen. Die Quellencodierung 2 überträgt ihre Ausgangssignale zu einem OFDM-Modulator 3. Der erste und zweite Datenausgang des OFDM-Modulators 3 führen zu einem ersten und zweiten Dateneingang eines Multiplizierers 5. Der erste Datenausgang des Multiplizierers 5 führt einerseits zu einem ersten Dateneingang eines Vorverzerrers 4 und andererseits zu einem ersten Dateneingang eines Meßmoduls 12. Der zweite Datenausgang des Multiplizierers 5 führt einerseits zu einem zweiten Dateneingang des Vorverzerrers 4 und andererseits zu einem zweiten Dateneingang des Meßmoduls 12. Der erste Datenausgang des Vorverzerrers 4 führt zu einem ersten Dateneingang eines Digital-Analog-Wandlers 30, während der zweite Datenausgang des Vorverzerrers 4 zum zweiten Dateneingang des Digital-Analog-Wandlers 30 führt. An einen dritten Dateneingang des Vorverzerrers 4 führen Ausgangssignale vom ersten Datenausgang eines Prozessors 13 und an einen vierten Dateneingang des Vorverzerrers 4 die Ausgangssignale von dem zweiten Datenausgang des Prozessors 13. Der erste und zweite Datenausgang des Digital-Analog- Wandlers 30 führen jeweils an den ersten und zweiten Dateneingang des Quadraturmodulators 6. Die Ausgangssignale des Quadraturmodulators 6 führen zum Dateneingang eines Aufwärtsmischers 7, der seinerseits seine Ausgangssignale an einen Verstärker 8 übergibt. Ein erster Teil der Ausgangssignale des Verstärkers 8 führt zu einer Antenne 9, während ein zweiter Teil der Ausgangssignale des Verstärkers 8 zu einem Abwärtsmischer 10 führt. Die Ausgangssignale des Abwärtsmischers 10 führen zu einem Quadraturdemodulator 11. Der erste und zweite Datenausgang des Quadraturdemodulators 11 führen jeweils zu einem ersten und zweiten Dateneingang eines Analog-Digital-Wandlers 31. Der erste und zweite Datenausgang des Analog-Digital-Wandlers 31 führen jeweils zum dritten und vierten Dateneingang des Meßmoduls 12. Der erste und zweite Datenausgang des Meßmoduls 12 führen jeweils zum ersten und zweiten Dateneingang des Prozessors 13.In Fig. 1 a block diagram of an OFDM transmitter according to the invention. A data source 1 is connected to a data input of a source code 2 . The source coding 2 transmits its output signals to an OFDM modulator 3 . The first and second data outputs of the OFDM modulator 3 lead to a first and second data inputs of a multiplier 5 . The first data output of the multiplier 5 leads on the one hand to a first data input of a predistorter 4 and on the other hand to a first data input of a measuring module 12 . The second data output of the multiplier 5 leads on the one hand to a second data input of the predistorter 4 and on the other hand to a second data input of the measuring module 12 . The first data output of the predistorter 4 leads to a first data input of a digital-to-analog converter 30 , while the second data output of the predistorter 4 leads to the second data input of the digital-to-analog converter 30 . Lead to a third data input of the predistorter 4 output signals from the first data output of a processor 13 and to a fourth data input of the pre-distorter 4, the output signals from the second data output of the processor. 13 The first and second data outputs of the digital-to-analog converter 30 each lead to the first and second data inputs of the quadrature modulator 6 . The output signals of the quadrature modulator 6 lead to the data input of an up-mixer 7 , which in turn transfers its output signals to an amplifier 8 . A first part of the output signals of the amplifier 8 leads to an antenna 9 , while a second part of the output signals of the amplifier 8 leads to a down mixer 10 . The output signals of the down mixer 10 lead to a quadrature demodulator 11 . The first and second data outputs of the quadrature demodulator 11 each lead to a first and second data input of an analog-digital converter 31 . The first and second data outputs of the analog-digital converter 31 each lead to the third and fourth data inputs of the measuring module 12 . The first and second data outputs of the measuring module 12 each lead to the first and second data inputs of the processor 13 .

Die Datenquelle 1 dient hier zur Erzeugung der Daten. Die Datenquelle 1 ist hier ein Mikrophon mit angeschlossener Elektronik zur Verstärkung und Digitalisierung der vom Mikrophon gewandelten Sprachsignale. Das Mikrophon 1 wandelt Schallwellen in analoge elektrische Signale um, die von der an das Mikrophon angeschlossenen Elektronik verstärkt und digitalisiert werden. Der aus diesen Sprachsignalen entstandene digitale Datenstrom führt in die Quellencodierung 2. Diese Quellencodierung 2 wird auf einem Prozessor durchgeführt.The data source 1 is used here to generate the data. The data source 1 is here a microphone with connected electronics for amplifying and digitizing the speech signals converted by the microphone. The microphone 1 converts sound waves into analog electrical signals, which are amplified and digitized by the electronics connected to the microphone. The digital data stream resulting from these voice signals leads into the source coding 2 . This source coding 2 is carried out on a processor.

Die Quellencodierung 2 reduziert die Zahl der Bits die aus den Sprachsignalen entstanden ist, indem die Quellencodierung 2 Redundanz aus dem digitalen Datenstrom entnimmt. Unter Ausnutzung von psychoakustischen Modellen werden aus den Sprachsignalen Daten eliminiert, die zur Wiedergabe der Sprachsignale nicht notwendig sind. Der durch die Quellencodierung 2 reduzierte Datenstrom wird dann auf den OFDM-Modulator 3 gegeben. Im übrigen können neben Sprachsignalen auch andere Daten wie Text-, Bild- und Videodaten übertragen werden. Hier wird dann eine für die Art der Daten spezifische Quellencodierung vorgenommen.The source coding 2 reduces the number of bits that have arisen from the voice signals by the source coding 2 taking redundancy from the digital data stream. Using psychoacoustic models, data that are not necessary for the reproduction of the speech signals are eliminated from the speech signals. The data stream reduced by the source coding 2 is then fed to the OFDM modulator 3 . In addition to voice signals, other data such as text, image and video data can also be transmitted. A source coding specific to the type of data is then carried out here.

Der OFDM-Modulator 3 führt zunächst eine differentielle Phasenmodulation der zu übertragenden Signale durch. Dazu wird die differentielle Quadraturphasenumtastung, die englisch als Differential Quadrature Phase Shift Keying (DQPSK) bezeichnet wird, verwendet. Die DQPSK ist eine digitale Modulation, bei der die Phasenänderung des Signals moduliert wird. Dabei wird die Phasenänderung in einem bestimmten Zeitabstand, also pro Bit, als Modulationssignal eingesetzt. Hier wird eine Phasenänderung von +/-90° verwendet. Differentielle Modulationsverfahren haben den Vorteil, daß kein Absolutwert im Empfänger ermittelt werden muß, um die Signale zu demodulieren, da die übertragene Information in der Phasenänderung der übertragenen Signale enthalten ist. Eine Bitfolge von 110 führt also zu einer Phasenänderung von jeweils +90° für die beiden Einsen und -90° für die Null.The OFDM modulator 3 first carries out a differential phase modulation of the signals to be transmitted. Differential quadrature phase shift keying (DQPSK) is used for this. The DQPSK is a digital modulation in which the phase change of the signal is modulated. The phase change is used as a modulation signal at a certain time interval, i.e. per bit. A phase change of +/- 90 ° is used here. Differential modulation methods have the advantage that no absolute value has to be determined in the receiver in order to demodulate the signals, since the transmitted information is contained in the phase change of the transmitted signals. A bit sequence of 110 therefore leads to a phase change of + 90 ° for the two ones and -90 ° for the zero.

Neben der DQPSK können auch andere differentielle oder nicht differentielle Phasenmodulationsverfahren angewendet werden. Es ist jedoch auch möglich, auch Amplitudenmodulationsverfahren oder Frequenzmodulationsverfahren hier einzusetzen.In addition to the DQPSK, other differential or not differential phase modulation methods are used. However, it is also possible, too Amplitude modulation method or Use frequency modulation methods here.

Die DQPSK ist ein komplexes Modulationsverfahren, da die Bits des Bitstroms der in den OFDM-Modulator 3 geführt wird auf Phasenänderungen abgebildet werden. Wird eine Phase eines Signals verändert, benutzt man eine komplexe Ebene für die grafische Darstellung der Signale als Zeiger, wobei ein Realteil auf der Abszisse und ein Imaginärteil auf der Ordinate abgetragen wird. Ein Signal mit einer Phase von < 0 wird, um diese Phase in der komplexen Ebene gegen den Uhrzeigersinn von der Abszisse aus gedreht. Führt man viermal eine Phasenänderung um 90° durch, ist man wieder bei dem Ausgangssignal. Es sind demnach vier von einander unterscheidbare Modulationszustände mit DQPSK möglich.The DQPSK is a complex modulation method, since the bits of the bit stream which are fed into the OFDM modulator 3 are mapped to phase changes. If a phase of a signal is changed, a complex level is used for the graphic representation of the signals as a pointer, with a real part on the abscissa and an imaginary part on the ordinate. A signal with a phase of <0 is rotated about this phase in the complex plane counterclockwise from the abscissa. If you change the phase by 90 ° four times, you are back at the output signal. Four modulation states that can be distinguished from one another are therefore possible with DQPSK.

Neben der differentiellen QPSK führt der OFDM-Modulator 3 die Verteilung der zu demodulierenden Signale auf die Unterträger durch, so daß ein OFDM-Signal entsteht. Da als Folge der DQPSK, die der OFDM-Modulator 3 durchführt, ein komplexes Signal entsteht, ist ein erster und ein zweiter Datenausgang vom OFDM-Modulator 3 an einen ersten und zweiten Dateneingang des Multiplizierers 5 angeschlossen, um zwei Anteile des Signals, Imaginär- und Realteil, getrennt zu verarbeiten. Der Multiplizierer 5 multipliziert ein Meßsignal mit dem OFDM-Signal. Der Multiplizierer 5 multipliziert demnach das Meßsignal mit dem OFDM-Signal zu bestimmten Zeitpunkten, so daß das Meßsignal das OFDM-Signal zu diesen Zeitpunkten verändert. Diese Zeitpunkte sind vorgegeben, z. B. jede Stunde oder einmal pro Tag. Vor dem tatsächlichen Betrieb des erfindungsgemäßen Senders wird diese Messung durchgeführt und dann später zu den vorgegebenen Zeitpunkten während dem Betrieb des Senders fortgesetzt. Der Multiplizierer 5 weist einen Speicher auf, der das Meßsignal enthält. Das Meßsignal ist ein Faktor, hier eine zwei, um ein OFDM-Symbol zu verdoppeln. Damit wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Verstärker 8 in die Sättigung getrieben wird, um die Filterkoeffizienten bis in den Knickpunkt der Verstärkerkennlinie zu bestimmen. Die Verstärkerkennlinie setzt die Amplitude des Ausgangsignals und des Eingangssignals in ein Verhältnis. Bis in den Knickpunkt ist das Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung noch linear. Bei Eingangsspannungen, die größer sind, wird es nichtlinear. Außer den Meßzeitpunkten, zu denen das OFDM-Signal verdoppelt wird, multipliziert der Multiplizierer 5 das Signal mit eins, so dass das Signal unverändert den Multiplizierer passiert. Alternativ ist es möglich, dass das OFDM-Signal mit anderen Faktoren als Meßsignal bewertet wird, solange der Verstärker 8 in die Sättigung getrieben wird.In addition to the differential QPSK, the OFDM modulator 3 distributes the signals to be demodulated to the subcarriers, so that an OFDM signal is produced. Since the DQPSK, which the OFDM modulator 3 performs, produces a complex signal, a first and a second data output from the OFDM modulator 3 are connected to a first and second data input of the multiplier 5 in order to generate two components of the signal, imaginary. and real part to be processed separately. The multiplier 5 multiplies a measurement signal by the OFDM signal. The multiplier 5 accordingly multiplies the measurement signal by the OFDM signal at certain times, so that the measurement signal changes the OFDM signal at these times. These times are predetermined, e.g. B. every hour or once a day. Before the transmitter according to the invention is actually operated, this measurement is carried out and then continued later at the specified times during the operation of the transmitter. The multiplier 5 has a memory which contains the measurement signal. The measurement signal is a factor, here a two, to double an OFDM symbol. It is thus advantageously achieved that the amplifier 8 is driven into saturation in order to determine the filter coefficients up to the break point of the amplifier characteristic curve. The amplifier characteristic curve relates the amplitude of the output signal and the input signal. The relationship between input and output voltage is still linear up to the break point. With input voltages that are larger, it becomes non-linear. In addition to the measuring times at which the OFDM signal is doubled, the multiplier 5 multiplies the signal by one, so that the signal passes the multiplier unchanged. Alternatively, it is possible that the OFDM signal is evaluated with other factors as a measurement signal, as long as the amplifier 8 is driven into saturation.

Bei DAB ist zu Beginn eines DAB-Rahmens, mit dem die DAB- Signale übertragen werden, ein Nullsymbol zur Synchronisation vorgesehen. Fig. 2 zeigt einen DAB-Rahmen. Ein Synchronisationskanal 40 zu Beginn des DAB-Rahmens weist das Nullsymbol auf. In einem sogenannten Fast Information Channel 41 werden Informationen über den Multiplex und andere Service-Informationen übertragen. Ein sogenannter Main-Service-Channel 42 weist die zu übertragenden Daten wie Audioprogramme und/oder Multimediadaten auf.With DAB, a zero symbol is provided for synchronization at the beginning of a DAB frame with which the DAB signals are transmitted. Fig. 2 shows a DAB frame. A synchronization channel 40 at the beginning of the DAB frame has the zero symbol. In a so-called Fast Information Channel 41 , information about the multiplex and other service information is transmitted. A so-called main service channel 42 has the data to be transmitted, such as audio programs and / or multimedia data.

Mit dem Fast-Information-Channel 41 wird das Meßsignal multipliziert, so daß keine anderen Daten, die im DAB-Rahmen übertragen werden, überschrieben werden. Es ist akzeptabel, daß der Fast-Information-Channel 41 mit dem Meßsignal verändert wird. Da die im Fast-Information-Channel enthaltenen Informationen nicht absolut notwendig für den Empfänger sind und ohnehin häufig wiederholt werden. The measurement signal is multiplied by the fast information channel 41 , so that no other data which are transmitted in the DAB frame are overwritten. It is acceptable that the fast information channel 41 is changed with the measurement signal. Since the information contained in the Fast Information Channel is not absolutely necessary for the recipient and is often repeated anyway.

Das Meßsignal hat allein die Forderung zu erfüllen, daß es das OFDM-Signal in den Sättigungsbereich des Verstärkers treibt. Weiterhin wird das Meßsignal die zeitliche Länge mindestens eines Symboles haben oder von Vielfachen eines Symboles. Darüber hinaus wird das Meßsignal mit einem OFDM- Symbol in den OFDM-Signalen synchronisiert, so daß durch das Meßsignal nicht zwei Symbole beeinträchtigt werden. Das Meßsignal ist demnach ein Gleichspannungssignal, das wie ein konstanter Faktor wirkt, mit dem das OFDM-Signal multipliziert wird.The measurement signal only has to meet the requirement that it the OFDM signal in the saturation range of the amplifier drives. Furthermore, the measurement signal becomes the temporal length have at least one symbol or multiples of one Symbol. In addition, the measurement signal with an OFDM Symbol in the OFDM signals synchronized so that by Measurement signal two symbols are not affected. The The measurement signal is therefore a DC voltage signal, which is like a constant factor with which the OFDM signal acts is multiplied.

Die vorverzerrten Signale gelangen nach dem Multiplizierer 5 in den Vorverzerrer 4. Anhand von Filterkoeffizienten werden die OFDM-Signale vorverzerrt. Beim ersten Betrieb des Senders sind Initialisierungswerte in den Vorverzerrer 4 geladen, das heißt, die Filterkoeffizienten sind linear gewählt, so dass die Verstärkercharakteristik unverfälscht gemessen werden kann. Der Vorverzerrer 4 verzerrt also hier nicht vor.The predistorted signals arrive in the predistorter 4 after the multiplier 5 . The OFDM signals are predistorted using filter coefficients. When the transmitter is operated for the first time, initialization values are loaded into the predistorter 4 , that is to say the filter coefficients are chosen to be linear, so that the amplifier characteristic can be measured in an unadulterated manner. The predistorter 4 does not pre-distort here.

Das OFDM-Signal, das das OFDM-Symbol aufweist, mit dem das Meßsignal multipliziert wurde, geht über den ersten und zweiten Datenausgang als komplexes Signal von dem Vorverzerrer 4 zu einem Digital-Analog-Wandler 30, der die Anteile des komplexen Signals in analoge Signale umwandelt, welche dann in den Quadraturmodulator 6 gelangen.The OFDM signal, which has the OFDM symbol by which the measurement signal has been multiplied, goes via the first and second data output as a complex signal from the predistorter 4 to a digital-to-analog converter 30 , which converts the components of the complex signal into analog Converts signals, which then get into the quadrature modulator 6 .

Mit dem Quadraturmodulator 6 wird das komplexe OFDM-Signal mit dem OFDM-Symbol, das mit dem Meßsignal multipliziert wurde, in ein reelles Signal umgewandelt. Dabei wird das komplexe Signal y(t), das mathematisch mit
With the quadrature modulator 6, the complex OFDM-signal is converted with the OFDM symbol, which has been multiplied by the measuring signal in a real signal. The complex signal y (t), which is mathematically associated with

y(t) = a(t) + jb(t)
y (t) = a (t) + jb (t)

beschrieben wird und durch folgende Vorschrift in ein reelles Signal x(t) umgewandelt:
is described and converted into a real signal x (t) by the following rule:

x(t) = a(t)cos(ωt) - b(t)sin(ωt)
x (t) = a (t) cos (ωt) - b (t) sin (ωt)

Dabei ist ω eine Frequenz, um die das OFDM-Signal durch eine Aufwärtsmischung in eine Zwischenfrequenz umgesetzt wird.Here ω is a frequency around which the OFDM signal passes an upmix converted to an intermediate frequency becomes.

Nach dem Quadraturmodulator 6 folgt die Aufwärtsmischung 7, wobei nun das reelle OFDM-Signal in den Zwischenfrequenzbereich umgesetzt wird. Die Aufwärtsmischung 7 weist daher einen Oszillator auf, um die Frequenz zu erzeugen, um die das OFDM-Signal verschoben werden soll. Alternativ ist auch eine Direktmischung ohne die Verwendung einer Zwischenfrequenz möglich.After the quadrature modulator 6 , the upmixing 7 follows, the real OFDM signal now being converted into the intermediate frequency range. The upmixer 7 therefore has an oscillator in order to generate the frequency by which the OFDM signal is to be shifted. Alternatively, direct mixing is also possible without the use of an intermediate frequency.

Das in die Zwischenfrequenz umgesetzte OFDM-Signal wird nach der Aufwärtsmischung 7 in den Verstärker 8 geführt oder entsprechend der Übertragungskennlinie des Verstärkers 8 verstärkt. Nach dem Verstärker 8 gelangen die OFDM-Signale einerseits zu der Antenne 9, um damit versendet zu werden, und andererseits zu der Abwärtsmischung 10, die das verstärkte Signal wieder in ein Basisband herabsetzt. Dieser Anteil des OFDM-Signals wird also rückgekoppelt. Der Anteil ist natürlich im Vergleich zum versendeten Anteil sehr klein, zum Beispiel kleiner als ein Prozent, da die meiste Signalenergie zur Abstrahlung der OFDM-Signale verwendet wird. Die Auskopplung des rückgekoppelten OFDM-Signals erfolgt mit einem Richtkoppler. Der Richtkoppler weist zwei Leitungen auf, die so plaziert sind, daß eine elektromagnetische Auskopplung von Signalenergie von einer Leitung zur anderen Leitung ermöglicht wird.The OFDM signal converted into the intermediate frequency is fed into the amplifier 8 after the up-mixing 7 or is amplified in accordance with the transmission characteristic of the amplifier 8 . After the amplifier 8 , the OFDM signals arrive on the one hand at the antenna 9 in order to be sent therewith, and on the other hand to the downmixing 10 , which reduces the amplified signal back to a baseband. This portion of the OFDM signal is therefore fed back. The portion is of course very small compared to the portion sent, for example less than one percent, since most of the signal energy is used to radiate the OFDM signals. The OFDM signal is decoupled using a directional coupler. The directional coupler has two lines which are placed in such a way that an electromagnetic decoupling of signal energy from one line to the other line is made possible.

Das Basisband ist der Frequenzbereich, in dem die Daten erzeugt wurden. Nach der Abwärtsmischung 10 wird in einem Quadraturdemodulator 11 aus dem reellen Signal wieder ein komplexes Signal erzeugt, so daß der Quadraturmodulator 11 über zwei Datenausgänge verfügt, an die jeweils ein Dateneingang des Analog-Digital-Wandlers 31 angeschlossen ist, der die Anteile des komplexen Signals digitalisiert. Die digitalisierten Signale gelangen dann in das Meßmodul 12.The baseband is the frequency range in which the data was generated. After the downmixing 10 , a complex signal is again generated from the real signal in a quadrature demodulator 11 , so that the quadrature modulator 11 has two data outputs, to each of which a data input of the analog-digital converter 31 is connected, which has the components of the complex signal digitized. The digitized signals then arrive in the measuring module 12 .

Das Meßmodul 12 erhält über seinen ersten und zweiten Dateneingang das OFDM-Signal mit dem Symbol, das mit den Meßsignalen multipliziert wurde. Weiterhin wurde dieses OFDM-Signal von dem Verstärker 8 verstärkt. Über seinen dritten und vierten Dateneingang erhält das Meßmodul 12 von dem ersten und zweiten Datenausgang des Multiplizierers 5 das OFDM-Signal mit dem OFDM-Symbol, das mit dem Meßsignal multipliziert wurde. Dafür wurde dieses Symbol zwischengespeichert. Das so veränderte OFDM-Signal, das von dem Multiplizierer 5 zum Meßmodul 12 geführt wird, wird im Meßmodul 12 zwischengespeichert, bis das gleiche OFDM-Signal mit dem Symbol, das mit dem Meßsignal multipliziert wurde, von dem Quadraturdemodulator 11 zum Meßmodul 12 gesendet wird. Damit wird ein Vergleich des OFDM-Symbols, das mit dem Meßsignal multipliziert wurde, vor und nach dem dem Vorverzerrer 4 und dem Verstärker 8 möglich.The measuring module 12 receives the OFDM signal with the symbol, which has been multiplied by the measuring signals, via its first and second data input. This OFDM signal was also amplified by the amplifier 8 . Via its third and fourth data input, the measuring module 12 receives the OFDM signal with the OFDM symbol from the first and second data output of the multiplier 5 , which was multiplied by the measuring signal. This symbol was temporarily saved for this. The thus modified OFDM signal, which is led from the multiplier 5 to the measuring module 12 , is temporarily stored in the measuring module 12 until the same OFDM signal with the symbol that has been multiplied by the measuring signal is sent from the quadrature demodulator 11 to the measuring module 12 , This enables a comparison of the OFDM symbol, which was multiplied by the measurement signal, before and after that of the predistorter 4 and the amplifier 8 .

Durch den Vergleich nach Betrag und Phase der OFDM-Signale vor dem System Vorverzerrer-Verstärker und nach dem System Vorverzerrer-Verstärker, wird die Kennlinie dieses Systems durch das Meßmodul 12 ermittelt. Durch einen Vergleich dieser Kennlinie mit einer Geraden wird die Abweichung des Systems Vorverzerrer-Verstärker von dem gewünschten linearen Verhalten bestimmt, und zwar nach Betrag und Phase. In einem linearen System soll hier die Phasenänderung ΔΦ gleich 0 sein. Durch die Verbindung mit dem Multiplizierer 5 wird das Meßmodul 12 synchronisiert, so dass das Meßmodul 12 darüber informiert wird, welche Signale zu vergleichen sind. Das Meßmodul 12 übergibt über seinen ersten und zweiten Datenausgang einem Prozessor 13 die Differenzwerte nach Betrag und Phase. Der Prozessor 13 vergleicht die Differenzwerte nach Betrag und Phase mit Schwellenwerten, um zu ermitteln, ob der Vorverzerrer 4 mit seinen Filterkoeffizienten die OFDM-Signale insoweit vorverzerrt, dass das Gesamtsystem Vorverzerrer-Verstärker eine lineare Kennlinie aufweist. Liegen die Differenzwerte über den Schwellwerten, dann liegen noch nichtlineare Anteile in der Übertragungskennlinie vor, und eine weitere Korrektur der Filterkoeffizienten ist notwendig. Der Prozessor 13 führt dann nach folgenden Gleichungen eine Neuberechnung der Filterkoeffizienten F durch:
By comparing the amount and phase of the OFDM signals upstream of the predistortion amplifier system and downstream of the predistortion amplifier system, the characteristic curve of this system is determined by the measuring module 12 . By comparing this characteristic curve with a straight line, the deviation of the predistortion amplifier system from the desired linear behavior is determined, namely by magnitude and phase. In a linear system, the phase change ΔΦ should be 0 here. The connection to the multiplier 5 synchronizes the measuring module 12 so that the measuring module 12 is informed of which signals are to be compared. The measuring module 12 transfers the difference values according to amount and phase to a processor 13 via its first and second data output. The processor 13 compares the difference values in terms of magnitude and phase with threshold values in order to determine whether the predistorter 4 with its filter coefficients predistorted the OFDM signals to the extent that the overall system predistorter amplifier has a linear characteristic curve. If the difference values are above the threshold values, there are still non-linear components in the transmission characteristic, and a further correction of the filter coefficients is necessary. The processor 13 then recalculates the filter coefficients F according to the following equations:

Die erste Gleichung beschreibt allgemein die Filterkoeffizienten als komplexe Größen, wobei die zweite Gleichung die Berechnung für den Betrag des neuen Filterkoeffizienten angibt, während die dritte Gleichung die Berechnung der Phase des neuen Filterkoeffizienten beschreibt. F_i bezeichnet den Filterkoeffizienten beim Iterationsschritt i und F_i+1 der Filterkoeffizient beim Iterationsschritt i + 1. δ ist ein Bewertungsfaktor für den Iterationsschritt, wobei hier der Bewertungsfaktor ein fester Wert kleiner eins ist. Damit werden starke Abweichungen, die unter Umständen auf Meßfehler zurückzuführen sind und die insbesondere am Anfang der Iteration eintreten können, stark gedämpft und werden so in die Iteration nicht sehr stark eingehen. Dieser Bewertungsfaktor δ führt also zu einer besseren Konvergenz des Iterationsverfahrens. Δk bezeichnet die Abweichung bezüglich des Betrags der ermittelten Kennlinie an den Stützstellen x im Vergleich zu der Gerade, die hier eine Steigung 1 aufweist. x bezeichnet also die Stützstelle und der Faktor 2 kommt aus einer Ableitung. Φ_i bezeichnet die Phase des Filterkoeffizienten zum Iterationspunkt i und Φ_i+1 bezeichnet die Phase beim Iterationsschritt i + 1. ΔΦ ist die Abweichung der gemessenen Kennlinie des Systems Vorverzerrer-Verstärker bezüglich der Nullphase. Das Ziel der Iteration ist, dass Δk und ΔΦ kleiner einer Toleranzschwelle sind (im Idealfall gleich null), das heißt das System Vorverzerrer-Verstärker ist dabei linear. Die neuen Filterkoeffizienten F_i+1 werden dann über den ersten und zweiten Datenausgang des Prozessors 13 an einen dritten und vierten Dateneingang des Vorverzerrers 4 übertragen, so dass die folgenden OFDM-Signale mit den geänderten Filterkoeffizienten vorverzerrt werden.The first equation generally describes the filter coefficients as complex quantities, the second equation giving the calculation for the amount of the new filter coefficient, while the third equation describes the calculation of the phase of the new filter coefficient. F _i denotes the filter coefficient for iteration step i and F _{i + 1} the filter coefficient for iteration step i + 1. δ is an evaluation factor for the iteration step, the evaluation factor here being a fixed value less than one. As a result, strong deviations, which may be due to measurement errors and which can occur in particular at the beginning of the iteration, are strongly damped and will not be very strongly included in the iteration. This evaluation factor δ thus leads to better convergence of the iteration method. Δk denotes the deviation with respect to the amount of the characteristic curve determined at the support points x compared to the straight line, which has an incline 1 here. So x denotes the support point and the factor 2 comes from a derivative. Φ _i denotes the phase of the filter coefficient at the iteration point i and Φ _{i + 1} denotes the phase at the iteration step i + 1. ΔΦ is the deviation of the measured characteristic of the predistortion amplifier system with respect to the zero phase. The goal of the iteration is that Δk and ΔΦ are less than a tolerance threshold (ideally zero), which means that the predistorter-amplifier system is linear. The new filter coefficients F _{i + 1} are then transmitted via the first and second data outputs of the processor 13 to a third and fourth data inputs of the predistorter 4 , so that the following OFDM signals are predistorted with the changed filter coefficients.

In Fig. 3 ist eine idealisierte Kennlinie eines Verstärkers dargestellt. Auf der Abszisse sind die Eingangsspannungen abgetragen, während auf der Ordinate die Ausgangsspannungen des Verstärkers abgetragen werden. Zwischen den Punkten 80 und 90 verhält sich die Übertragungskennlinie des Verstärkers linear. Die Punkte 80 und 90 markieren die Knickpunkte, wo die Übertragungskennlinien des Verstärkers in den jeweiligen nichtlinearen Bereich übertritt. Um die Kennlinie des Verstärkers bis zu den Knickpunkten hin auszusteuern, ist es beispielsweise notwendig, ein OFDM- Symbol zu verdoppeln, das dann den Verstärker bis in die Sättigung, also in den nichtlinearen Bereich, hineintreibt. Dies ist notwendig, da OFDM-Signale eine große Amplitudenvarianz aufweisen äußerst selten in den nichtlinearen Bereich oder in die Nähe des Knickpunktes gelangen. Die Amplituden eines OFDM-Signals sind dabei Rayleigh-verteilt, d. h. hier insbesondere dass bei großen Amplitudenwerten nur wenige Amplituden liegen. Um nun also ganz sicher mittels eines OFDM-Signals die Verstärkerkennlinie bis in Knickpunkt hin zu untersuchen, wird einfach ein OFDM-Symbol mit dem Faktor 2 multipliziert. An idealized characteristic curve of an amplifier is shown in FIG . The input voltages are plotted on the abscissa, while the output voltages of the amplifier are plotted on the ordinate. Between points 80 and 90 , the transmission characteristic of the amplifier is linear. Points 80 and 90 mark the breakpoints where the transmission characteristics of the amplifier pass into the respective non-linear range. In order to control the characteristic curve of the amplifier up to the break points, it is necessary, for example, to double an OFDM symbol, which then drives the amplifier into saturation, that is to say into the non-linear range. This is necessary because OFDM signals have a large amplitude variance extremely rarely reach the non-linear range or in the vicinity of the break point. The amplitudes of an OFDM signal are Rayleigh-distributed, ie here in particular that there are only a few amplitudes for large amplitude values. In order to be able to use an OFDM signal to test the amplifier characteristic right down to the breakpoint, simply multiply an OFDM symbol by a factor of 2.

Alternativ können andere Signale in die OFDM-Signale eingetastet werden, die den Verstärker in die Sättigung treiben, z. B. ein Sinussignal. Dies kann auch iterativ geschehen, d. h. das Meßsignal wird schrittweise an den Sättigungsbereich herangeführt.Alternatively, other signals can be included in the OFDM signals be keyed in, the amplifier into saturation drive, e.g. B. a sine signal. This can also be iterative happen, d. H. the measurement signal is sent to the Saturation range introduced.

In Fig. 4 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Versenden von Signalen über Funkkanäle im orthogonalen Frequenzmultiplex als Flußdiagramm dargestellt.In FIG. 4, the inventive method for sending signals over wireless channels in the orthogonal frequency division multiplex is shown as a flow chart.

In Verfahrensschritt 14 werden die Daten erzeugt. Dies geschieht mittels eines Mikrophons, wie es oben beschrieben wurde. Aber auch andere Datenquellen sind möglich, wozu zum Beispiel ein Computer mit einer Tastatur gehört. In Verfahrensschritt 15 wird eine Quellencodierung durchgeführt, wobei von den Sprachsignalen Redundanz genommen wird, die für eine Rekonstruktion der Sprachdaten im Empfänger nicht notwendig sind. In Verfahrensschritt 16 wird eine Modulation des Datenstroms nach der Quellencodierung 15 durchgeführt, wobei hier eine, wie oben beschrieben wurde, differentielle Phasenmodulation durchgeführt wird.The data is generated in method step 14 . This is done by means of a microphone as described above. However, other data sources are also possible, for example a computer with a keyboard. In method step 15 , source coding is carried out, redundancy being taken from the speech signals, which are not necessary for a reconstruction of the speech data in the receiver. In method step 16 , a modulation of the data stream is carried out after the source coding 15 , a differential phase modulation being carried out here, as described above.

In Verfahrensschritt 17 wird mittels einer OFDM-Modulation der Datenstrom auf verschiedene Unterträger verteilt. In Verfahrensschritt 81 wird gegebenenfalls mittels des Multiplizierers 5 ein vorhandenes OFDM-Symbol verdoppelt, um den Verstärker bis in den Sättigungsbereich hin zu treiben. Hier sind wie oben gezeigt auch andere Methoden anwendbar. In Verfahrensschritt 18 wird eine Vorverzerrung gemäß der vorhandenen Filterkoeffizienten vorgenommen. In Verfahrensschritt 43 wird eine Digital-Analog-Wandlung des OFDM-Signals vorgenommen. In Verfahrensschritt 21 wird eine Quadraturmodulation durchgeführt, um aus dem komplexen OFDM- Signal ein reelles Signal herzustellen. In Verfahrensschritt 22 wird das reelle Signal in die Zwischenfrequenz umgesetzt. In Verfahrensschritt 23 wird mittels des Verstärkers 8 eine Verstärkung des umgesetzten OFDM-Signals vorgenommen. In Verfahrensschritt 24 wird das verstärkte Signal versendet, während ein weiterer Teil des verstärkten Signals in Verfahrensschritt 25 wieder abwärts gemischt wird und mit einem Quadraturmodulator in Verfahrensschritt 26 in ein komplexes Signal wieder umgewandelt wird. In Verfahrensschritt 44 wird eine Analog-Digital-Wandlung des komplexen Signals vorgenommen, um in Verfahrensschritt 27 ein Vergleich des OFDM-Signals vor und nach dem Vorverzerrer Verstärker System durchzuführen, um die Übertragungskennlinie dieses Systems zu ermitteln und mit einer Geraden zu vergleichen. Die so entstandene Differenz wird in Verfahrensschritt 82 mit Schwellwerten bezüglich des Betrags und der Phase verglichen. Liegen die vorhandenen Differenzen unter den Schwellwerten, dann wird in Verfahrensschritt 14 das Verfahren erneut durchlaufen. Sind jedoch wenigstens ein Schwellwert durch die Differenzen noch übertroffen, dann wird in Verfahrensschritt 84 nach der oben dargestellten Vorschrift iterativ neue Filterkoeffizienten berechnet. Mit diesen neuen Filterkoeffizienten wird dann das Verfahren erneut durchlaufen.In method step 17 , the data stream is distributed to different subcarriers by means of OFDM modulation. In method step 81 , an existing OFDM symbol is optionally doubled by means of the multiplier 5 in order to drive the amplifier into the saturation range. As shown above, other methods can also be used here. In method step 18 , predistortion is carried out in accordance with the existing filter coefficients. A digital-analog conversion of the OFDM signal is carried out in method step 43 . In method step 21 , quadrature modulation is carried out in order to produce a real signal from the complex OFDM signal. In step 22 , the real signal is converted into the intermediate frequency. In method step 23 , the converted OFDM signal is amplified by means of the amplifier 8 . The amplified signal is sent in method step 24 , while a further part of the amplified signal is mixed downwards again in method step 25 and converted into a complex signal again with a quadrature modulator in method step 26 . In method step 44 , an analog-digital conversion of the complex signal is carried out in order to carry out a comparison of the OFDM signal before and after the predistorter amplifier system in method step 27 in order to determine the transmission characteristic of this system and to compare it with a straight line. The difference thus created is compared in step 82 with threshold values with regard to the amount and the phase. If the existing differences are below the threshold values, then the method is run through again in method step 14 . However, if at least one threshold value is still exceeded by the differences, then new filter coefficients are iteratively calculated in method step 84 in accordance with the above-described rule. The method is then run through again with these new filter coefficients.

In Fig. 5 wird ein zweites Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es beschränkt sich auf die wesentlichen Verfahrensschritte. In Verfahrensschritt 100 wird die Kennlinie des Vorverzerrers 4 und des Verstärkers 8 durch das Meßmodul 12 gemessen. In Verfahrensschritt 101 wird daraus die Kennlinie des Verstärkers 6 berechnet. In Verfahrensschritt 102 werden dann Abweichungen des gemessenen Signals von der Kennlinie an den Stützstellen berechnet, d. h. 1, also die Abweichung der vorverzerrten von der ideal linearisierten Ausgangsleistung. In Verfahrensschritt 103 wird damit eine Berechnung der Filterkoeffizienten mit den oben genannten Gleichungen durchgeführt. In Verfahrensschritt 104 erfolgt dann das Laden der Filterkoeffizienten in den Vorverzerrer 4. Dieses Verfahren wird dann iterativ durchgeführt, so dass eine Optimierung erreicht wird.In Fig. 5 is a second flow chart is shown of the inventive method. It is limited to the essential procedural steps. In method step 100 , the characteristic of the predistorter 4 and the amplifier 8 is measured by the measuring module 12 . The characteristic curve of the amplifier 6 is calculated therefrom in method step 101 . In method step 102 , deviations of the measured signal from the characteristic curve at the support points are then calculated, ie 1, that is to say the deviation of the predistorted from the ideally linearized output power. In method step 103 , the filter coefficients are thus calculated using the equations mentioned above. In step 104 , the filter coefficients are then loaded into the predistorter 4 . This process is then carried out iteratively, so that optimization is achieved.

In Fig. 6 wird in einem dritten Flußdiagramm eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, indem eine Optimierung der Filterkoeffizienten getrennt vom eigentlichen Signalpfad erfolgt. Dafür wird eine Simulation eingesetzt, so dass beispielsweise Extrapolationsfehler nicht in den Signalpfad, über die den die zu sendenden Signale geführt werden, gebracht werden. Es handelt sich daher, um eine offline-Simulation.In Fig. 6 is a development of the method according to the invention is represented in a third flow chart by an optimization of the filter coefficients is done separately from the actual signal path. A simulation is used for this so that, for example, extrapolation errors are not brought into the signal path via which the signals to be sent are carried. It is therefore an offline simulation.

In den Verfahrensschritten 105 und 106 wird die Kennlinie des Verstärkers 8 und des Vorverzerrers 4 durch Abtastung der Signale im Signalpfad und anschließende Berechnung bestimmt. In Verfahrensschritt 107 wird die so berechnete Kennlinie abgespeichert. In Verfahrensschritt 108 werden die Filterkoeffizienten wie oben dargestellt berechnet. Dann wird in Verfahrensschritt 109 die berechnete Kennlinie geladen, um in Verfahrensschritt 110 mit den berechneten Filterkoeffizienten und der Kennlinie eine Vorverzerrung zu simulieren. In Verfahrensschritt 111 werden daraus dann die Abweichungen berechnet, so dass dann in Verfahrensschritt 112 die Abweichung Δk mit einer vorgegebenen maximalen Abweichung Δk_max verglichen wird. Liegt Δk über Δk_max, dann wird zu Verfahrensschritt 108 zurückgesprungen, um die Filterkoeffizienten weiter zu optimieren. Liegt Δk unter Δk_max, dann sind die Filterkoeffizienten optimiert. Nun werden in Verfahrensschritt 113 die optimierten Filterkoeffizienten in den Vorverzerrer 4 geladen, um die zu versendenden Signale mit diesen Filterkoeffizienten vorzuverzerren. Auch dieses Verfahren wird laufend iterativ durchgeführt.In method steps 105 and 106 , the characteristic curve of the amplifier 8 and the predistorter 4 is determined by sampling the signals in the signal path and subsequent calculation. The method curve calculated in this way is stored in method step 107 . In method step 108 , the filter coefficients are calculated as shown above. The calculated characteristic curve is then loaded in method step 109 in order to simulate a predistortion in method step 110 using the calculated filter coefficients and the characteristic curve. The deviations are then calculated therefrom in method step 111 , so that the deviation Δk is then compared in method step 112 with a predetermined maximum deviation Δk _max . If Δk is above Δk _max , the process jumps back to step 108 in order to further optimize the filter coefficients. If Δk is below Δk _max , the filter coefficients are optimized. Now, in method step 113, the optimized filter coefficients are loaded into the predistorter 4 in order to predistort the signals to be sent with these filter coefficients. This process is also carried out iteratively on an ongoing basis.

Claims

1. Transmitter for sending signals over radio channels in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), the transmitter having an OFDM modulator ( 3 ) that generates OFDM signals, a predistorter ( 4 ) that predistorts the OFDM signals using filter coefficients, one Up-mixer ( 7 ), which converts the pre-distorted OFDM signals into an intermediate frequency, an amplifier ( 8 ), which amplifies the converted OFDM signals, an antenna ( 9 ), which sends a first part of the amplified OFDM signals over the radio channels, and a down mixer ( 10 ) which mixes a second part of the amplified OFDM signals down from the intermediate frequency into the baseband, characterized in that the transmitter has a measuring module ( 12 ) which in iteration steps mixes the down mixed OFDM signals with the OFDM signals of the OFDM modulator ( 3 ) are compared and a characteristic curve is determined therefrom, and that a processor ( 13 ) is provided which is suitable for each iteration step the respective characteristic curve and the filter coefficients determines new filter coefficients for the predistorter ( 4 ), the processor ( 13 ) terminating the iteration as a function of the comparison between the mixed-down OFDM signals and the OFDM signals of the OFDM modulator ( 3 ).

2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the Processor the filter coefficients for optimization simulated.

3. Transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring module ( 12 ) determines the characteristic curve at support points, that the processor ( 13 ) compares the characteristic curve with a straight line at the support points in order to determine a difference in amount and phase in each case that the processor ( 13 ) determines the new filter coefficients from the differences, the support points, the respective iteration step and the filter coefficients if the difference is in each case greater than a predetermined threshold value.

4. Transmitter according to claim 3, characterized in that the predistorter ( 4 ) has initialization values as the filter coefficients at the start of operation of the transmitter.

5. Transmitter according to claim 4, characterized in that the initialization values of the predistorter ( 4 ) form a straight line.

6. Transmitter according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter has a multiplier ( 5 ) which increases an existing OFDM signal or probes a measurement signal, whereby the amplifier ( 8 ) is driven into saturation.

7. Procedure for sending signals over radio channels in the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), with OFDM signals generated, the OFDM signals based on Filter coefficients are predistorted, the predistorted OFDM signals into an intermediate frequency are implemented, the converted OFDM signals be reinforced, with a first part of the reinforced OFDM signals are sent over radio channels, with a second part of the amplified OFDM signals in the Baseband is mixed down, characterized in that the OFDM signals mixed down with the generated OFDM signals compared in iteration steps a characteristic curve is determined that for each iteration step from the respective characteristic and the filter coefficients new filter coefficients are calculated and that the iteration is dependent from the comparison between the downmixed OFDM Signals and the generated OFDM signals canceled becomes.

8. The method according to claim 7, characterized in that simulates the filter coefficients for predistortion to achieve optimization.

9. The method according to claim 6, characterized in that the characteristic curve at support points is determined that the Characteristic curve at the support points with a straight line is compared to a difference in amount and Phase to determine that from the differences the Support points, the respective iteration step and the Filter coefficients the new filter coefficients be determined if the difference is greater than one predetermined threshold value.

10. The method according to claim 7, characterized in that initialization values in the first iteration step can be used for the filter coefficients.

11. The method according to claim 8, characterized in that the initialization values form a straight line.

12. The method according to claim 9, characterized in that a signal is generated which drives the amplifier ( 8 ) into saturation.