DE19962341C1 - Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle und Verfahren zum Senden von Signalen über Funkkanäle - Google Patents
Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle und Verfahren zum Senden von Signalen über FunkkanäleInfo
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Abstract
Es wird ein Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle bzw. ein Verfahren zum Senden von Signalen über Funkkanäle vorgeschlagen. Der Sender bzw. das Verfahren dienen zur Bestimmung einer Übertragungskennlinie eines Verstärkers (8) im Sender. Dabei werden in zu versehende OFDM-Signale Meßsignale zu vorgegebenen Zeitpunkten eingetastet, um dann Meßsignale, die von dem Verstärker (8) verstärkt werden, mit Meßsignalen, die in einem Meßmodul (12) gepuffert werden, verglichen zu werden, um die Übertragungskennlinie des Verstärkers (8) zu ermitteln. Diese Übertragungskennlinie des Verstärkers (8) wird von einem Vorverzerrer (4) verwendet, um die Signale entsprechend dieser Übertragungskennlinie vorzuverzerren. Das Meßsignal, das von einem Signalgenerator (13) erzeugt wird, wird in ein Synchronisationssymbol eingetastet, wobei das Meßsignal in seiner Amplitude schrittweise erhöht wird oder eine große Amplitude aufweist, um die Übertragungseigenschaften des Verstärkers (8) zu bestimmen. Das Meßsignal weist eine von der Zeit unabhängigen Einhüllenden auf.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Sender zum Versenden von
Signalen über Funkkanäle bzw. von einem Verfahren zum Senden
von Signalen über Funkkanäle nach der Gattung der
unabhängigen Patentansprüche.
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.
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.
In der Patentschrift US-5 929 703 wird ein Verfahren bzw.
eine Vorrichtung zur Bestimmung von
Übertragungseigenschaften eines Verstärkers und
entsprechenden Vorverzerrungsmethoden beschrieben. Bei den
Eigenschaften des Verstärkers werden insbesondere Einflüsse
auf die Amplitude und auf die Phase berücksichtigt.
Der erfindungsgemäße Sender zum Versenden von Signalen über
Funkkanäle bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Senden
von Signalen über Funkkanäle mit den Merkmalen der
unabhängigen Patentansprüche hat demgegenüber den Vorteil,
daß ein Meßsignal in das OFDM-Signal eingetastet wird, um
die Übertragungseigenschaften des Verstärkers zu bestimmen.
Das hat den Vorteil, daß die kompletten
Übertragungseigenschaften des Verstärkers ermittelt werden
und damit eine bessere Vorverzerrung der OFDM-Signale
ermöglicht wird.
Weiterhin ist von Vorteil, daß durch den Einsatz eines
geeigneten Meßsignals eine einfachere und leichtere
Synchronisation mit dem rückgekoppelten Meßsignal und einem
gepufferten Meßsignal möglich wird.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß das Meßsignal nur in
vorgegebenen Zeitabschnitten eingetastet wird, wodurch eine
Verschlechterung des gesendeten Signals durch die Eintastung
minimiert wird.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und
Verbesserungen des in den unabhängigen Patentansprüchen
angegebenen Senders bzw. Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß als Modulationsverfahren für
ein Aufprägen der Information auf die OFDM-Signale eine
differentielle Phasenmodulation, vorzugsweise eine
differentielle Quadraturphasenumtastung, eingesetzt wird.
Dies hat den Vorteil, daß der Empfänger keine absolute Phase
bestimmen muß, sondern allein die Phasenänderung zwischen
den Signalen für eine Demodulation ermitteln muß.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß das Meßsignal eine von
der Zeit unabhängige Einhüllende aufweist. Dadurch wird der
Einfluß des Meßsignals auf die Messung selbst minimiert.
Es ist von Vorteil, daß die Amplitude des Meßsignals
schrittweise erhöht wird, um die Übertragungseigenschaften
des Verstärkers zu bestimmen. Dadurch wird eine
Übertragungskennlinie des Verstärkers schrittweise
ermittelt.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß das Meßsignal solch eine
Amplitude aufweist, daß der Verstärker damit voll
ausgesteuert wird. Dies spart bei der Ermittlung der
Übertragungskennlinie Zeit und Bandbreite. Um dann die
einzelnen Abschnitte der Übertragungskennlinie zu bestimmen,
werden Abtastwerte dieses Meßsignals verwendet, um die
Übertragungseigenschaften zu bestimmen.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß das Meßsignal in ein
Synchronisationssymbol der Signale eingetastet wird, so daß
keine Bandbreite für Nutzdaten verlorengeht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines
erfindungsgemäßen OFDM-Senders, Fig. 2 einen DAB-Rahmen und
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Senden von
Signalen über Funkkanäle.
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 haben, so daß sich die auf die
Unterträger verteilten Signale gegenseitig nicht stören.
Dieses Verhalten wird mit orthogonal beschrieben.
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.
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.
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.
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.
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.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen
OFDM-Senders dargestellt. Eine 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 eine Quellencodierung 2. Diese Quellencodierung 2 wird
auf einem Prozessor durchgeführt.
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
einen 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.
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.
Neben der DQPSK können auch andere differentielle und
nichtdifferentielle Phasenmodulationsverfahren angewendet
werden. Es ist jedoch auch möglich, auch
Amplitudenmodulationsverfahren oder
Frequenzmodulationsverfahren hier einzusetzen.
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 ausgedreht. 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.
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 eines Vorverzerrers 4 angeschlossen, um
zwei Anteile des Signals Imaginär- und Realteil getrennt zu
verarbeiten.
Der Vorverzerrer 4 verzerrt die von dem OFDM-Modulator 3
kommenden Signale gemäß einer Übertragungskennlinie des
Verstärkers 8 vor. Die Übertragungskennlinie des Verstärkers
gibt an, wie sich die Amplituden und die Phasen des
Verstärkerausgangssignals als Funktion der Amplituden des
Verstärkereingangssignals verändern. Der Vorverzerrer 4
invertiert diese Kennlinie, um die Vorverzerrung
durchzuführen, wobei ein linearer Verstärkungsfaktor des
Verstärkers 8 herausgerechnet wird, so daß die Vorverzerrung
nicht zu einer Dämpfung der vom OFDM-Modulator 3 kommenden
Signale führt. Der Vorverzerrer 4 ist auf einem digitalen
Signalprozessor implementiert. Die Daten über die Kennlinie
des Verstärkers 8 erhält der Vorverzerrer 4 über einen
dritten Dateneingang von einem Meßmodul 12.
Die vorverzerrten Signale gelangen nach dem Vorverzerrer 4
in eine Eintastung 5. Die Signale sind nach wie vor komplex,
so daß von dem Vorverzerrer 4 zwei Datenausgänge zu der
Eintastung 5 führen. Die Eintastung 5 tastet ein Meßsignal
in das vorverzerrte OFDM-Signal ein. Die Eintastung 5
schaltet demnach das Meßsignal in das OFDM-Signal zu
bestimmten Zeitpunkten, so daß das Meßsignal anstatt des
OFDM-Signals zu diesen Zeitpunkten vorliegt. Diese
Zeitpunkte sind vorgegeben, zum Beispiel 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.
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.
In dieses Nullsymbol wird das Meßsignal eingetastet, so daß
keine anderen Daten, die im DAB-Rahmen übertragen werden,
überschrieben werden. Es ist akzeptabel, daß ein
Synchronisationssymbol das Nullsymbol eines DAB-Rahmens mit
einem Meßsignal überschrieben wird, da nicht zu erwarten
ist, daß die Synchronisation nach einem Rahmen bereits
aussetzt, denn die Eintastung erfolgt, wie oben erwähnt,
relativ selten. Das Meßsignal, das auch komplex ist, wird
von einem Signalgenerator 13 erzeugt. Der Signalgenerator 13
weist zwei Datenausgänge auf, die zu der Eintastung 5
führen. Die Eintastung 5 erhält damit über seinen dritten
und vierten Dateneingang das Meßsignal von dem
Signalgenerator 13. Der Signalgenerator 13 ist ein allgemein
üblicher Oszillator zur Erzeugung von Sinusschwingungen.
Das Meßsignal kann alternativ auch vor dem Vorverzerrer
eingetastet werden. Weiter unten wird dieser Punkt
erläutert.
Das Meßsignal hat folgende Anforderungen zu erfüllen:
Zunächst darf das Meßsignal nicht von einem Baustein des
Verstärkers gefiltert werden, daher wird für das Meßsignal
eine sehr niedrige Frequenz verwendet. Darüber hinaus ist
eine Bedingung, daß das Meßsignal eine konstante Einhüllende
aufweist. Damit haben also die Amplituden eines Meßsignals
den gleichen Wert, so daß die Einhüllende, die jeweils im
positiven und negativen Bereich von Maximalwert zu
Maximalwert gezogen wird, eine Parallele zur Abszisse ist,
die die Zeitachse darstellt. Dadurch wird eine einfache
Bestimmung des Übertragungsverhaltens des Verstärkers durch
solch ein Meßsignal ermöglicht. Eine Sinusschwingung zeigt
ein solches Verhalten.
Das OFDM-Signal mit dem eingetasteten Meßsignal geht über
den ersten und zweiten Datenausgang als komplexes Signal von
der Eintastung 5 zu jeweils einem Digital-Analogwandler 30
und 35, die die Anteile des komplexen Signals in analoge
Signale umwandeln, die dann in einen Quadraturmodulator 6
gelangen. Mit dem Quadraturmodulator 6 wird das komplexe
OFDM-Signal mit dem eingetasteten Meßsignal in ein reales
Signal umgewandelt. Dabei wird das komplexe Signal y(t), das
mathematisch mit
y(t) = a(t) + jb(t)
beschrieben wird, und durch folgende Vorschrift in ein
reelles Signal x(t) umgewandelt:
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.
Nach dem Quadraturmodulator 6 folgt eben 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.
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 einer Antenne 9, um damit versendet zu werden
und andererseits zu einer 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.
Das Basisband ist der Frequenzbereich, in dem die Daten
erzeugt wurden. Nach der Abwärtsmischung 10 wird in einem
Quadraturdemodulator aus dem reellen Signal wieder ein
komplexes Signal erzeugt, so daß der Quadraturmodulator 11
über zwei Datenausgänge verfügt, an die jeweils ein Analog-
Digital-Wandler 31 und 32 angeschlossen ist, die die Anteile
des komplexen Signals digitalisieren. Die digitalisierten
Signale gelangen dann in das Meßmodul 12.
Das Meßmodul 12 erhält also über seinen ersten und zweiten
Dateneingang das OFDM-Signal mit dem eingetasteten
Meßsignal, das von dem Verstärker 8 verstärkt wurde. Über
seinen dritten und vierten Dateneingang erhält das Meßmodul
12 von dem ersten und zweiten Datenausgang der Eintastung 5
das OFDM-Signal mit dem eingetasteten Meßsignal. Das OFDM-
Signal mit dem eingetasteten Meßsignal, das von der
Eintastung 5 zum Meßmodul 12 geführt wird, wird im Meßmodul
12 zwischengespeichert, bis das gleiche OFDM-Signal mit dem
eingetasteten Meßsignal von dem Quadraturdemodulator 11 zum
Meßmodul 12 gesendet wird. Damit wird ein Vergleich des
eingetasteten Meßsignals vor und nach dem Verstärker 8
möglich. Durch den Vergleich nach Betrag und Phase in
Abhängigkeit von den Eingangsamplituden wird die
Übertragungskennlinie des Verstärkers 8 bestimmt. Um die
Synchronisation durchzuführen, ist das Meßmodul 12 über
seinen fünften Dateneingang mit einem dritten Datenausgang
des Signalgenerators 13 verbunden, so daß das Meßmodul 12
darüber informiert wird, wann ein Meßsignal erzeugt wird.
Das Meßmodul 12 weist einen Datenausgang auf, der mit einem
zweiten Dateneingang des Vorverzerrers 4 verbunden ist, so
daß der Vorverzerrer 4 gemäß der übermittelten
Übertragungskennlinie des Verstärkers 8 die von dem OFDM-
Modulator kommenden Signale vorverzerrt. Das Meßmodul 12
arbeitet nur, wenn ein Meßsignal eingetastet wird. Ein
Prozessor steuert den Signalgenerator 13, wann das Meßsignal
erzeugt wird.
In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Senden
von Signalen über Funkkanäle dargestellt. 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.
In Verfahrensschritt 17 wird mittels einer OFDM-Modulation
der Datenstrom auf verschiedene Unterträger verteilt. In
Verfahrensschritt 18 wird eine Vorverzerrung gemäß der
Übertragungskennlinie des Verstärkers 8 vorgenommen. In
Verfahrensschritt 19 wird ein Meßsignal erzeugt. In
Verfahrensschritt 20 wird das Meßsignal in das vorverzerrte
OFDM-Signal zu bestimmten Zeitpunkten eingetastet und zwar
an der Stelle des Nullsymbols. In Verfahrensschritt 43 wird
eine Digital-Analog-Wandlung des OFDM-Signals mit dem
Meßsignal vorgenommen. In Verfahrensschritt 21 wird eine
Quadraturmodulation durchgeführt, um aus dem komplexen
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
Signals vorgenommen. In Verfahrensschritt 24 wird das
verstärkte Signal versendet, während ein Teil des
verstärkten Signals in Verfahrensschritt 25 wieder abwärts
gemischt wird und mit einem Quadraturdemodulator 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 einen Vergleich mit dem gleichen
Meßsignal, das eingetastet wurde und dem Meßsignal, das über
den Verstärker 8 gegangen ist, durchzuführen, um die
Übertragungskennlinie des Verstärkers 8 zu ermitteln. Wird
kein Meßsignal eingestastet, endet hier das Verfahren. In
Verfahrensschritt 28 wird der Vorverzerrer entsprechend der
ermittelten Übertragungskennlinie des Verstärkers 8
eingestellt. In Verfahrensschritt 29 endet das Verfahren.
Das Meßsignal, das in verschiedene DAB-Rahmen eingetastet
wird, wird in seiner Amplitude schrittweise erhöht, um die
Kennlinie des Verstärkers 8 voll durchzufahren. Damit wird
die gesamte Übertragungskennlinie des Verstärkers 8
ermittelt.
Alternativ wird ein Meßsignal mit einer nicht konstanten
Einhüllenden in das OFDM-Signal eingetastet. Die Einhüllende
des Meßsignals wird so eingestellt, daß der Verstärker 8
voll ausgesteuert wird. Durch Abtastwerte dieses Meßsignals
wird die Übertragungskennlinie des Verstärkers 8 bestimmt.
In einer Alternative kann das Meßsignal vor dem Vorverzerrer
4 eingetastet werden, wobei dann der Vorverzerrer 4 mit
konstanten Werten geladen wird, so daß der Vorverzerrer 4
dann einen bekannten Einfluß auf das Signal ausübt, der
herausgerechnet werden kann. Idealerweise verändert der
Vorverzerrer 4 dann das Signal nicht.
Claims (11)
1. Sender zum Versenden von Signalen über Funkkanäle, wobei
ein Modulator (3) eine Modulation an den zu versendenden
Signalen durchführt und die modulierten Signale in einen
orthogonalen Frequenzmultiplex (OFDM) überführt, wobei ein
Vorverzerrer (4) die OFDM-Signale gemäß den
Übertragungseigenschaften eines Verstärkers (8) vorverzerrt,
wobei ein Mischer (7) die vorverzerrten OFDM-Signale von
einem Basisband in eine Zwischenfrequenz umsetzt, wobei der
Verstärker (8) die umgesetzten OFDM-Signale verstärkt, wobei
eine Antenne (9) einen ersten Teil der verstärkten OFDM-
Signale versendet, wobei ein Mischer (10) einen zweiten Teil
der verstärkten OFDM-Signale von der Zwischenfrequenz in das
Basisband heruntermischt, wobei ein Meßmodul (12) die
heruntergemischten OFDM-Signale mit den vorverzerrten
Signalen vergleicht, um die Übertragungseigenschaften des
Verstärkers (8) zu ermitteln und dem Vorverzerrer (4) die
Übertragungseigenschaften des Verstärkers (8) mitteilt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgenerator (13) ein
Meßsignal erzeugt, daß eine Eintastung (5) das Meßsignal in
die OFDM-Signale zu vorgebenen Zeitpunkten eintastet, wenn
in den OFDM-Signale Synchronisationssignale vorliegen, und
dass das Meßmodul (12) das Meßsignal in den
heruntergemischten OFDM-Signalen mit dem Meßsignal in den
OFDM-Signalen vergleicht, um die Übertragungseigenschaften
des Verstärkers (8) zu erhalten.
2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eintastung (5) das Meßsignal in die vorverzerrten OFDM-
Signale zu vorgegebenen Zeitpunkten eintastet und daß das
Meßmodul (12) das Meßsignal in den heruntergemischten OFDM-
Signalen mit dem Meßsignal in den vorverzerrten OFDM-
Signalen vergleicht, um die Übertragungseigenschaften des
Verstärkers (8) zu ermitteln.
3. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eintastung (5) das Meßsignal vor dem Vorverzerrer (4)
eintastet, wobei der Vorverzerrer (4) dabei mit einem Satz
von konstanten Werten geladen wird.
4. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Modulator (3) eine differentielle Phasenmodulation,
vorzugsweise eine differentielle Quadraturphasenumtastung,
durchführt.
5. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Signalgenerator (13) das Meßsignal mit einer von der Zeit
unabhängigen Einhüllenden erzeugt.
6. Verfahren zum Senden von Signalen über Funkkanäle, wobei
die zu versendenden Signale moduliert werden, wobei die
modulierten Signale in einen orthogonalen Frequenzmultiplex
(OFDM) überführt werden, wobei die OFDM-Signale gemäß den
Übertragungseigenschaften eines Verstärkers (8) vorverzerrt
werden, wobei die vorverzerrten OFDM-Signale von einem
Basisband in eine Zwischenfrequenz umgesetzt werden, wobei
die umgesetzten OFDM-Signale verstärkt werden, wobei ein
erster Teil der verstärkten OFDM-Signale über die Funkkanäle
versendet wird, wobei ein zweiter Teil der verstärkten OFDM-
Signale von einer Zwischenfrequenz in das Basisband
umgesetzt wird, wobei die vorverzerrten OFDM-Signale und die
in das Basisband umgesetzten OFDM-Signale verglichen werden,
um die Übertragungseigenschaften des Verstärkers (8) zu
ermitteln und dann einem Vorverzerrer (4) mitzuteilen,
dadurch gekennzeichnet, daß Meßsignale erzeugt werden, daß
die Meßsignale in die OFDM-Signale zu vorgebenen Zeitpunkten
eingetastet werden, wenn in den OFDM-Signalen
Synchronisationssignale vorliegen, und dass das Meßsignal in
den Signalen mit dem Meßsignal der verstärkten und in das
Basisband umgesetzten OFDM-Signale verglichen wird, um die
Übertragungseigenschaften des Verstärkers (8) zu ermitteln.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Meßsignal in die vorverzerrten OFDM-Signale eingetastet
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Meßsignal vor dem Vorverzerrer (4) eingetastet wird,
wobei der Vorverzerrer mit konstanten Werten geladen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Amplitude des Meßsignals schrittweise bis zu einer
vorgegebenen Größe erhöht wird, um einen Aussteuerbereich
des Verstärkers (8) zu messen.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennezichnet, daß
die Amplitude des Meßsignals eine Größe aufweist, so daß der
Verstärker (8) durch das Meßsignal mindestens voll
ausgesteuert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
Abtastwerte des Meßsignals zur Bestimmung der
Übertragungseigenschaften des Verstärkers (8) verwendet
werden.
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