DE60009169T2

DE60009169T2 - Vorrichtung zur beurteilung der nichtlinearen kennlinie eines verstärkers

Info

Publication number: DE60009169T2
Application number: DE60009169T
Authority: DE
Inventors: Rainer Perthold; Heinz GERHÄUSER; Gerald Ulbricht
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: EP1258078B1; US6657492B1; WO2001063751A1; EP1258078A1; AU2000231602A1; DE60009169D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die beim Linearisieren von nichtlinearen Leistungsverstärkern verwendet werden können, wie sie in Sendern für digitales Rundsenden, Satellitenkommunikationen oder Mobilkommunikationen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann zum Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers verwendet werden, im Fall von Eingangssignalen, die unter Verwendung von Modulationsverfahren gebildet werden, die zu einer nichtkonstanten Hüllkurve des Hochfrequenzträgersignals führen. Somit findet die vorliegende Erfindung vorzugsweise Anwendung im Hinblick auf Sender zum digitalen Rundsenden, die durch Mehrfachträgersignale gespeist werden, wie z. B. OFDM-Signale (OFDM = orthogonal frequency division multiplex). Bei solchen Signalen verursacht die Nichtlinearität des Verstärkers ungewollte Frequenzabschnitte des Signals an dem Ausgang des Verstärkers. Solche Frequenzabschnitte stören Nachbarfrequenzkanäle.
Zusätzlich dazu ist die vorliegende Erfindung an Mobilkommunikationssysteme anwendbar, die z. B. CDMA-Signale verwenden (CDMA = Code division multiple access). Zusätzlich dazu kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft bei Satellitenbodenstationen oder Basisstationen von Mobiltelefonsystemen verwendet werden.
Die US 5,049,832 bezieht sich auf ein System für die Linearisierung von Leistungsverstärkern unter Verwendung einer Nachschlagtabelle. Die Nachschlagtabelle enthält komplexe Vorverzerrungswerte, die an ein Eingangssignal des Leistungsverstärkers angelegt werden sollen, um eine Vorverzerrung des Eingangssignals zu liefern, die Verzerrungen kompensiert, die durch den Leistungsverstärker im Hinblick auf Größe und Phase verursacht werden. Die US 5,049,832 lehrt verschiedene Verfahren, die zum geeigneten Einrichten der Inhalte der Nachschlagtabelle verwendet werden. Die bekannten Verfahren leiden unter dem Nachteil, daß Fehler auftreten, wenn die Nichtlinearitätsbeeinträchtigung und die Vorverzerrungskoeffizienten gemessen werden, die in der Nachschlagtabelle derart gespeichert werden, daß die Linearisierungsverstärkung, die erreicht werden kann, reduziert wird. In einem Extremfall kann sich die Linearität des Leistungsverstärkers sogar verschlechtern.
Die EP 0 658 975 A bezieht sich auf ein Basisband-Vorverzerrungssystem, das die Merkmale aufweist, die in dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs der vorliegenden Anmeldung definiert sind.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers zu schaffen, bei denen der Einfluß von Fehlern während der Messung der Nichtlinearität reduziert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers, das folgende Schritte aufweist:

Liefern eines Eingangssignals;
Bestimmen eines Referenzsignals basierend auf der Leistung des Eingangssignals;
Verstärken des Eingangssignals oder eines Signals, das aus dem Eingangssignal unter Verwendung des Verstärkers hergeleitet wird, um ein verstärktes Signal zu erzeugen;
Bestimmen eines Meßsignals basierend auf der Leistung des verstärkten Signals;
Zuordnen der jeweiligen Abtastwerte des Meßsignals zu jeweiligen Abtastwerten des Referenzsignals;
Bestimmen eines Gewinnwerts des Verstärkers für jeden Abtastwert aus den jeweiligen Abtastwerten des Referenzsignals und des zugeordneten Abtastwerts des Meßsignals;
Teilen eines Betriebsbereichs des Verstärkers in eine Mehrzahl von Leistungsabschnitten;
für jeden Leistungsabschnitt, Mitteln der Gewinnwerte, die den Abtastwerten des Referenzsignals zugeordnet sind, die eine Leistung aufweisen, die in dem jeweiligen Leistungsabschnitt liegt, um einen gemittelten Gewinnwert zu erzeugen;
für jeden Leistungsabschnitt, Bestimmen eines Maßes der Abweichung der zugeordneten Gewinnwerte von dem gemittelten Gewinnwert;
Ablehnen eines gemittelten Gewinnwerts, der ein Maß der Abweichung aufweist, das eine vorbestimmte Schwelle überschreitet; und
Durchführen einer Interpolation unter Verwendung von gemittelten Gewinnwerten, die nicht abgelehnt wurden, um eine Schätzung der nichtlinearen Charakteristik des Verstärkers zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere geeignet zum Schätzen der nichtlinearen Charakteristik eines Leistungsverstärkers bei einer Senderausgangsstufe, wobei eine nichtlineare Phasencharakteristik und eine nichtlineare Größencharakteristik des Leistungsverstärkers erhalten werden können. Dies wird erreicht durch Bestimmen eines komplexen Gewinnwerts des Leistungsverstärkers, der eine Größe und eine Phase aufweist. In einem solchen Fall werden eine gemittelte Größe und eine gemittelte Phase für jeden Leistungsabschnitt bestimmt und ein Maß der Abweichung der Größen von der gemittelten Größe und ein Maß der Abweichung der Phase von der gemittelten Phase werden für jeden Leistungsabschnitt bestimmt. Wenn das Maß der Abweichung der Größen von der gemittelten Größe eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, wird die zugeordnete gemittelte Größe abgelehnt. Wenn das Maß der Abweichung der Phasen von der gemittelten Phase eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, wird die zugeordnete gemittelte Phase abgelehnt. Schließlich wird eine Interpolation durchgeführt, um Werte für die abgelehnten gemittelten Größen und die abgelehnten gemittelten Phasen einzurichten, um eine AM/AM-Charakteristik und eine AM/PM-Charakteristik des Leistungsverstärkers zu erzeugen.
Somit, gemäß der vorliegenden Erfindung, wird die Zuverlässigkeit des gemessenen Wertes, d. h. des Meßsignals, derart betrachtet, daß die Verwendung einer fehlerhaften Messung beim Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers vermieden werden kann.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind unempfindlich gegen Meßfehler, die in der Praxis auftreten, wenn ein Referenzsignal und ein Meßsignal zum Schätzen von Nichtlinearitäten eines Leistungsverstärkers bestimmt werden. Solche Fehler können aufgrund von Rauschen von Analog-zu-Digital-Wandlern und anderen Schaltungselementen auftreten, die dem Leistungsverstärker vorangehen, wobei Phasenrauschen, das durch den Aufwärtswandler verursacht wird, der dem Leistungsverstärker vorangeht, oder durch den Abtasttakt des Analog-zu-Digital-Wandlers verursacht wird, der dem Leistungsverstärker vorangeht. Zusätzlich dazu kann ein Speichereffekt des Leistungsverstärkers oder des vorangehenden Aufwärtswandlers aufgrund der Verwendung von Oberflächenwellenfiltern Meßfehler verursachen. Schließlich können eine nichtoptimale Schätzung einer Verzögerung oder eine mögliche Frequenzverschiebung zwischen Meßsignal und Referenzsignal der Grund für Meßfehler sein. Da die vorliegende Erfindung den Einfluß solcher Meßfehler auf die Schätzung der Nichtlinearität des Verstärkers reduziert, können weniger teure Elemente in der Ausgangsstufe verwendet werden, z. B. weniger teure Aufwärtswandler oder Analog-zu-Digital-Wandler.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden hierin nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegende Figur erklärt.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltung zum Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Obwohl die vorliegende Erfindung hierhin nachfolgend Bezug nehmend auf die Schätzung der nichtlinearen Charakteristik eines Leistungsverstärkers einer Senderausgangsstufe beschrieben wird, wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Anmeldung gleichermaßen auf das Schätzen der nichtlinearen Charakteristik von Verstärkern zutrifft, die keine Leistungsverstärker sind.
Wie aus der Figur der vorliegenden Erfindung ist ersichtlich ist, wird ein Eingangssignal 10 durch einen Modulator 12 geliefert. Der Modulator 12 kann ein Modulator zum Liefern eines OFDM-Signals sein. Der Ausgang des Modulators 12 ist mit dem Eingang eines Linearisierers 14 verbunden, dessen Ausgang mit einem Aufwärtswandler 16 verbunden ist. Der Ausgang des Aufwärtswandlers 16 ist mit einem Leistungsverstärker 18 verbunden, dessen Nichtlinearität geschätzt werden soll. Somit kann der Leistungsverstärker 18 als Testobjekt oder DUT (DUT = device under test) bezeichnet werden. Der Linearisierer 14 ist vorzugsweise bereitgestellt, um eine Vorverzerrung des Eingangssignals 10 derart auszuführen, daß Verzerrungen, die durch die Nichtlinearität des Leistungsverstärkers 18 verursacht werden, kompensiert werden. Der Aufwärtswandler wird verwendet, um ein Signal, das über den Leistungsverstärker 18 in den Hochfrequenzbereich übermittelt werden soll, unter Verwendung einer Trägerfrequenz umzuwandeln.
Um eine Schätzung der Nichtlinearität des Leistungsverstärkers 18 bereitzustellen, müssen ein Referenzsignal 20 und ein Meßsignal 22 bestimmt werden. Die Figur zeigt drei Möglichkeiten (a), (b) und (c) zum Herleiten eines Signals aus dem Signalweg zwischen dem Modulator 12 und dem Leistungsverstärker 18, um ein Referenzsignal 20 zu bestimmen. In jedem Fall wird das hergeleitete Signal an einen Analogzu-Digital-Wandler angelegt, der als ein Hüllkurvendetektor und eine Quantisierungseinrichtung betrachtet werden kann, derart, daß digitale Abtastwerte durch den Analog-zu-Digital-Wandler 24 ausgegeben werden. In der Praxis wird nur einer der Signalwege (a), (b) und (c) verwendet, um das Referenzsignal herzuleiten. Der Signalweg (a) ist mit dem Ausgang des Modulators 12 verbunden, der Signalweg (b) ist mit dem Ausgang der Linearisierungseinrichtung 14 verbunden und der Signalweg (c) ist mit dem Ausgang des Aufwärtswandlers 16 verbunden. Bei dem Signalweg (c) ist ein Abwärtswandler 18 vor dem Analog-zu-Digital-Wandler 24 vorgesehen.
Alternativ könnte das Referenzsignal 20 direkt aus dem Modulator 12 hergeleitet werden, wie durch einen Signalweg (d) in der Figur gezeigt ist.
Das Meßsignal 22 wird an dem Ausgang des Leistungsverstärkers 18 hergeleitet. Das Ausgangssignal 26 des Leistungsverstärkers 18 wird an einen Abwärtswandler 28 angelegt, zum Mischen des Ausgangssignals 26 in das Basisband. Der Ausgang des Abwärtswandlers 28 ist mit dem Eingang eines Analog-zu-Digital-Wandlers 30 verbunden, wobei das Meßsignal durch den Analog-zu-Digital-Wandler 30 ausgegeben wird. Der Betriebsmodus des Analog-zu-Digital-Wandlers 30 entspricht vorzugsweise dem Betriebsmodus des Analog-zu-Digital-Wandlers 24. Alternativ kann das Meßsignal 22 durch Unterabtastung unter Verwendung eines Kammerzeugers erhalten werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Meßsignal unter Verwendung einer Bandpaßabtastung in dem Analog-zu-Digital-Wandler hergeleitet werden.
Aus dem Referenzsignal 20 und dem Meßsignal 22 wird die Nichtlinearität des Leistungsverstärkers 18 bei einem Schätzungsblock 40 geschätzt. Der Schätzungsblock 40 ist angepaßt, um optionale Schritte im Hinblick auf das Referenzsignal 20 und das Meßsignal 22 nach Bedarf durchzuführen. Zuerst wird, wenn nötig, eine Korrektur der Frequenzverschiebungen zwischen dem Meß- und dem Referenzsignal durchgeführt. Zusätzlich dazu wird das Referenzsignal unter Verwendung eines Modells der Linearisierungseinrichtung 14 verarbeitet, wenn das Referenzsignal 20 über einen Signalweg (b) hergeleitet wird. Ruf ähnliche Weise wird das Referenzsignal unter Verwendung eines Modells der Linearisierungseinrichtung 14 und eines Modells des Aufwärtswandlers 16 verarbeitet, wenn das Referenzsignal 20 über den Signalweg (c) hergeleitet wird. Wenn das Meßsignal unter Verwendung einer Bandpaßabtastung hergeleitet wird, wird eine Bandbreitenreduzierung und eine Frequenzumwandlung des Meßsignals in das komplexe Basisband durchgeführt. Wenn das Referenzsignal an dem Ausgang des Aufwärtswandlers 16 genommen wird und die Bandpaßabtastung im Hinblick auf das Referenzsignal durchgeführt wird, wird eine Bandbreitenreduzierung und eine Frequenzumwandlung des Referenzsignals in das komplexe Basisband durchgeführt. Schließlich werden mögliche Zeitverzögerungen und Phasenverschiebungen zwischen dem Referenzsignal und den Meßsignalen bestimmt, unter Verwendung einer Kreuzkorrelation, und werden zur Verwendung von z. B. einer Interpolation kompensiert.
Nachdem die oben erwähnten optionalen Schritte durchgeführt wurden, wird jeder komplexe Abtastwert x(t) des Referenzsignals 20 einem entsprechenden komplexen Abtastwert y (t) des Meßsignals 22 zugeordnet. Nachfolgend wird der komplexe Gewinn g (t) des Leistungsverstärkers 18 für jeden Abtastwert auf der Basis der jeweiligen Abtastwerte des Referenzsignals 20 und des Meßsignals 22 bestimmt.
Gemäß bekannter Lösungsansätze wird der komplexe Gewinn des Leistungsverstärkers, der auf diese Weise bestimmt wird, verwendet, um Vorverzerrungskoeffizienten für die Nachschlagtabelle der Linearisierungseinrichtung zu bestimmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsbereich des Leistungsverstärkers 18 in eine Mehrzahl von Leistungsabschnitten geteilt, d. h. vorzugsweise wird der gesamte Betriebsbereich des Verstärkers in Leistungsabschnitte geteilt. Für jeden Leistungsabschnitt werden die Größen des komplexen Gewinns dieser Abtastwerte, deren Leistung der Referenzsignale innerhalb dieses Leistungsabschnitts liegt, gemittelt, um Prüfpunkte für die AM/AM-Charakteristik des Leistungsverstärkers zu extrahieren. Zusätzlich dazu werden die Phasen des komplexen Gewinns dieser Abtastwerte, deren Leistung der Referenzsignale innerhalb dieses Leistungsabschnitts liegt, gemittelt, um Prüfpunkte für die AM/PM-Charakteristik des Leistungsverstärkers zu extrahieren. Vorzugsweise ist der Prüfpunkt, d. h. g_A(m), einem Leistungswert P_m zugeordnet und ist dem Mittelpunkt des Leistungsabschnitts zugeordnet, dem der jeweilige Prüfpunkt zugeordnet ist. Die jeweiligen Prüfpunkte können jedoch anderen Teilen eines jeweiligen Leistungsabschnitts zugeordnet werden, z. B. der linken Grenze oder der rechten Grenze desselben. Somit können die gemittelte Größe, die dem Leistungsabschnitt m zugeordnet ist, und die gemittelte Phase, die dem Leistungsabschnitt m zugeordnet ist, wie folgt beschrieben werden:
und
wobei K die Anzahl von Abtastwerten innerhalb eines Leistungsabschnitts m ist, g(t_n) die Größe der komplexen Leistung des Abtastwerts m ist, arg(g(t_n)) die Phase des komplexen Gewinns des Abtastwerts m ist und ΔP die Hälfte der Breite eines Leistungsabschnitts ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Maß der Abweichung der Größen und Phasen des Abtastwerts jedes Leistungsabschnitts im Hinblick auf die gemittelte Größe und die gemittelte Phase dieses Abschnitts geschätzt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das Maß der Abweichung eine Schätzung der Standardabweichung der Größen und Phasen des komplexen Gewinns, der diesen Abtastwerten zugeordnet ist, die innerhalb dieses Leistungsabschnitts liegen. Ein solches Maß der Abweichung für die Größen und Phasen kann gemäß den nachfolgenden Gleichungen erhalten werden:
wobei
die geschätzte Standardabweichung der Größen der komplexen Gewinnwerte in dem Leistungsabschnitt m ist und
die Schätzung der Standardabweichung der Phasen der Gewinnwerte in dem Leistungsabschnitt m ist.
Wie oben erklärt wurde, weist jeder Leistungsabschnitt zwei Prüfpunkte auf, die demselben zugeordnet sind, wobei einer den gemittelten Größen der Gewinnwerte innerhalb dieses Leistungsabschnitts entspricht und einer den gemittelten Phasen der Gewinnwerte innerhalb dieses Leistungsabschnitts entspricht. Die ersten Prüfpunkte, die den gemittelten Größen entsprechen, werden als Prüfpunkte für die AM/AM-Charakteristik des Leistungsverstärkers verwendet, wohingegen die zweiten Prüfpunkte, die den gemittelten Phasen entsprechen, als Prüfpunkte für die AM/PM-Charakteristik des Leistungsverstärkers verwendet werden.
Bei einem nächsten Schritt werden alle Prüfpunkte abgelehnt, die eine Standardabweichung der Größen oder der Phasen aufweisen, die einen vorbestimmten Wert überschreiten. Genauer gesagt werden alle ersten Prüfpunkte abgelehnt, die eine Standardabweichung von der gemittelten Größe aufweisen, die einen vorbestimmten Wert überschreitet. Ferner werden alle Abschnittsprüfpunkte abgelehnt, die eine Standardabweichung von den gemittelten Phasen aufweisen, die einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Werte für die Standardabweichungen der gemittelten Größen und der gemittelten Phasen können gleich oder unterschiedlich voneinander sein.
Nach der Ablehnung der jeweiligen Prüfpunkte wird eine Interpolation der Prüfpunkte, die nicht abgelehnt wurden, durchgeführt, um solche Prüfpunkte zu rekonstruieren, die bei dem vorangehenden Schritt abgelehnt wurden. Zu diesem Zweck können die verbleibenden Prüfpunkte der AM/AM-Charakteristik
und der AM/PM-Charakteristik
unter Verwendung von kubischen Splines oder unter Verwendung einer linearen Interpolation interpoliert werden. Vorzugsweise wird eine AM/AM-Charakteristik und eine AM/PM-Charakteristik mit feineren Auflösungen unter Verwendung einer geeigneten Interpolation erzeugt.
Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers, bei dem Einflüsse von Meßfehlern auf das Ergebnis der Schätzung reduziert werden können. Wenn die Schätzung der nichtlinearen Charakteristik des Leistungsverstärkers verwendet werden soll, um Vorverzerrungskoeffizienten für einen Vorverzerrer zu bestimmen, kann die erforderliche inverse Funktion ohne weiteres vor der Interpolation der AM/AM-Charakteristik und der AM/PM-Charakteristik erhalten werden, durch Austauschen der Koordinaten der Prüfpunkte, d. h. durch Austauschen der Eingangs- und Ausgangswerte.
Zusammenfassend wird die Nichtlinearität eines Verstärkers gemäß der Erfindung geschätzt, durch Aufzeichnen des Eingangssignals und des Ausgangssignals des Verstärkers, Kompensieren von Zeitverzögerungen und Phasenverschiebungen zwischen den Signalen an dem Eingang und dem Ausgang des Verstärkers, Zuordnen aller Abtastwerte der Eingangssignale zu Abtastwerten des Ausgangssignals, Mitteln jeweiliger Eingangs- und Ausgangswerte, um eine AM/AM-Charakteristik und eine AM/PM-Charakteristik zu schaffen, die eine Anzahl von jeweiligen Prüfpunkten aufweisen, z. B. 128, Bewerten der Zuverlässigkeit der Prüfpunkte unter Verwendung von Standardabweichungen von Größen und Phasen, Auswählen von Prüfpunkten, die ausreichend zuverlässig sind, und Interpolieren der Prüfpunkte, die als ausreichend zuverlässig bewertet wurden, um die AM/AM- und AM/PM-Charakteristika zu erzeugen.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Prüfpunkte für die AM/AM-Charakteristik abgelehnt, wenn das Maß der Abweichung der entsprechenden gemittelten Größe eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, und Prüfpunkte für die AM/PM-Charakteristik werden abgelehnt, wenn das Maß der Abweichung der entsprechenden gemittelten Phase eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann nur ein Prüfpunkt vorgesehen sein, entweder für die AM/AM-Charakteristik oder die AM/PM-Charakteristik. In einem solchen Fall wird sowohl die Interpolation von Größe als auch Phase für einen entsprechenden Leistungsabschnitt durchgeführt, falls das Maß der Abweichung des einzelnen Prüfpunkts eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Ferner können bei weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Prüfpunkte für die AM/AM-Charakteristik und Prüfpunkte für die AM/PM-Charakteristik geliefert werden, und beide Prüfpunkte, die einem Leistungsabschnitt zugeordnet sind, können abgelehnt werden, falls das Maß der Abweichung von nur einem der Prüfpunkte eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Obwohl die vorliegende Erfindung hierin Bezug nehmend auf Polarkoordinaten, Größe und Phase beschrieben wurde, kann die vorliegenden Erfindung unter Verwendung von kartesischen Koordinaten praktiziert werden. In einem solchen Fall ist die Interpolation jedoch schwierig auszuführen.
Bei der Figur der vorliegenden Erfindung wird die Linearisierungseinrichtung in der Basisbandregion bereitgestellt. Im Gegensatz dazu kann die Linearisierungseinrichtung direkt in der Hochfrequenzregion oder in einer Zwischenfrequenzregion vorgesehen sein. In einem solchen Fall wird das Referenzsignal auf eine Weise analog zu den Weisen hergeleitet, die im Hinblick auf die Figur der vorliegenden Anmeldung beschrieben wurden.

Claims

Ein Verfahren zum Schätzen einer nicht linearen Charakteristik eines Verstärkers (18), das folgende Schritte aufweist: (a) Liefern eines Eingangssignals (10); (b) Bestimmen eines Referenzsignals (20) basierend auf der Leistung des Eingangssignals (10); (c) Verstärken des Eingangssignals (10) oder eines Signals, das aus dem Eingangssignal (10) unter Verwendung des Verstärkers (18) hergeleitet wird, um ein verstärktes Signal (26) zu erzeugen; (d) Bestimmen eines Meßsignals (22) basierend auf der Leistung des verstärkten Signals (26); (e) Zuordnen der jeweiligen Abtastwerte des Meßsignals (22) zu jeweiligen Abtastwerten des Referenzsignals (20); (f) Bestimmen eines Gewinnwerts des Verstärkers (18) für jeden Abtastwert aus den jeweiligen Abtastwerten des Referenzsignals (20) und des zugeordneten Abtastwerts des Meßsignals (22); (g) Teilen eines Betriebsbereichs des Verstärkers (18) in eine Mehrzahl von Leistungsabschnitten; (h) für jeden Leistungsabschnitt, Mitteln der Gewinnwerte, die den Abtastwerten des Referenzsignals (20) zugeordnet sind, die eine Leistung aufweisen, die in dem jeweiligen Leistungsabschnitt liegt, um einen gemittelten Gewinnwert zu erzeugen; gekennzeichnet durch folgende Schritte: (i) für jeden Leistungsabschnitt, Bestimmen eines Maßes der Abweichung der zugeordneten Gewinnwerte von dem gemittelten Gewinnwert; (j) Ablehnen eines gemittelten Gewinnwerts, der ein Maß der Abweichung aufweist, der eine vorbestimmte Schwelle überschreitet; und (k) Durchführen einer Interpolation unter Verwendung von gemittelten Gewinnwerten, die nicht abgelehnt wurden, um eine Schätzung der nicht linearen Charakteristika des Verstärkers (18) zu erzeugen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem bei Schritt (f) ein komplexer Gewinnwert des Verstärkers (18), der eine Größe und eine Phase aufweist, bestimmt wird, wobei bei Schritt (h) die Größen und Phasen gemittelt werden, um eine gemittelte Größe und eine gemittelte Phase für jeden Leistungsabschnitt zu erzeugen, wobei bei Schritt (i) für jeden Leistungsabschnitt ein Maß der Abweichung der Größe von der gemittelten Größe und ein Maß der Abweichung der Phasen von den gemittelten Phasen bestimmt wird, wobei bei Schritt (j) eine gemittelte Größe und/oder eine gemittelte Phase, die ein Maß der Abweichung aufweisen, die eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, abgelehnt werden, und wobei bei Schritt (k) eine Interpolation unter Verwendung von gemittelten Größen und gemittelten Phasen, die nicht abgelehnt wurden, ausgeführt wird, um eine AM/AM-Charakteristik und eine AM/PM-Charakteristik des Verstärkers (18) zu erzeugen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Maß der Abweichung, das bei Schritt (i) bestimmt wird, die Standardabweichung ist.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem vor Schritt (e) Frequenzverschiebungen, Zeitverzögerungen und Phasenverschiebungen zwischen dem Referenzsignal und dem Meßsignal korrigiert werden.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner den Schritt des Bestimmens von Vorverzerrungskoeffizienten auf der Basis der geschätzten nicht linearen Charakteristik des Verstärkers aufweist, durch Austauschen von Eingangswerten und Ausgangswerten der nicht linearen Charakteristik des Verstärkers.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem bei Schritt (k) eine Interpolation derart ausgeführt wird, daß eine Auflösung der nicht linearen Charakteristik des Verstärkers (18) erhalten wird, die feiner ist als die Auflösung, die durch die Leistungsabschnitte bereitgestellt wird.
Eine Vorrichtung zum Schätzen einer nicht linearen Charakteristik eines Verstärkers (18), die folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen eines Referenzsignals (20) basierend auf der Leistung eines Eingangssignals (10); eine Einrichtung zum Bestimmen eines Meßsignals (22) basierend auf der Leistung eines verstärkten Signals (26), wobei das verstärkte Signal (26) das Eingangssignal (10) oder ein Signal ist, das von dem Eingangssignal (10) hergeleitet und durch den Verstärker (18) verstärkt ist; eine Einrichtung zum Zuordnen jeweiliger Abtastwerte des Meßsignals (22) zu jeweiligen Abtastwerten des Referenzsignals (20); eine Einrichtung zum Bestimmen des Gewinnwerts des Verstärkers (18) für jeden Abtastwert aus den jeweiligen Abtastwerten des Referenzsignals (20) und dem zugeordneten Abtastwert des Meßsignals (22); eine Einrichtung zum Teilen eines Betriebsbereichs des Verstärkers (18) in eine Mehrzahl von Leistungsabschnitten; eine Einrichtung zum Mitteln der Gewinnwerte, die den Abtastwerten des Referenzsignals (20) zugeordnet sind, die eine Leistung aufweisen, die in einem jeweiligen Leistungsabschnitt liegt, um einen gemittelten Gewinnwert für jeden Leistungsabschnitt zu erzeugen; gekennzeichnet durch: eine Einrichtung zum Bestimmen eines Maßes der Abweichung der zugeordneten Gewinnwerte von dem gemittelten Gewinnwert für jeden Leistungsabschnitt; eine Einrichtung zum Ablehnen eines gemittelten Gewinnwerts, der ein Maß der Abweichung aufweist, das eine vorbestimmte Schwelle überschreitet; und eine Einrichtung zum Ausführen einer Interpolation unter Verwendung gemittelter Gewinnwerte, die nicht abgelehnt wurden, um eine Schätzung der nicht linearen Charakteristika des Verstärkers (18) zu erzeugen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die Einrichtung zum Bestimmen eines Gewinnwerts des Verstärkers eine Einrichtung zum Bestimmen eines komplexen Gewinnwerts des Verstärkers (18) aufweist, der eine Größe und eine Phase aufweist, wobei die Einrichtung zum Mitteln eine Einrichtung zum Mitteln der Größen und Phasen aufweist, um eine gemittelte Größe und eine gemittelte Phase für jeden Leistungsabschnitt zu erzeugen, wobei die Einrichtung zum Bestimmen eines Maßes der Abweichung eine Einrichtung zum Bestimmen eines Maßes der Abweichung von den Größen von der gemittelten Größe und eines Maßes der Abweichung der Phasen von den gemittelten Phasen aufweist, wobei die Einrichtung zum Ablehnen eine Einrichtung zum Ablehnen einer gemittelten Größe und/oder einer gemittelten Phase aufweist, die ein Maß der Abweichung aufweist, das eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, und wobei die Einrichtung zum Ausführen einer Interpolation eine Einrichtung zum Ausführen einer Interpolation unter Verwendung gemittelter Größen und gemittelter Phasen aufweist, die nicht abgelehnt wurden, um eine AM/AM-Charakteristik und eine AM/PM-Charakteristik des Verstärkers (18) zu erzeugen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, bei der das Maß der Abweichung, die bestimmt wird, die Standardabweichung ist.
Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, die ferner eine Einrichtung zum Korrigieren von Frequenzverschiebungen, Zeitverzögerungen und Phasenverschiebungen zwischen dem Referenzsignal und dem Meßsignal aufweist.
Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, die ferner eine Einrichtung zum Bestimmen von Vorverzerrungskoeffizienten auf der Basis der geschätzten nicht linearen Charakteristik des Verstärkers aufweist, durch Austauschen von Eingangswerten und Ausgangswerten der nicht linearen Charakteristik des Verstärkers (18).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die Einrichtung zum Ausführen einer Interpolation aufweist, derart, daß eine Auflösung der nicht linearen Charakteristik des Verstärkers (18) erhalten wird, die feiner ist als die Auflösung, die durch die Leistungsabschnitte bereitgestellt wird.