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Leistungssteuerung eines CDMA Receiver Frontend

IP.com Disclosure Number: IPCOM000021615D
Original Publication Date: 2004-Feb-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Feb-25
Document File: 4 page(s) / 187K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In modernen Mobilfunkgeraeten werden Receiver Frontends (LNA - Low Noise Amplifier; Mixer) eingesetzt, um die gewuenschten Empfangssignale zu verstaerken und der weiteren Verarbeitung zuzufuehren. Nachfolgende Filterstufen im Hoch-, Zwischenfrequenz- und Basisbandbereich dienen der Selektion unerwuenschter Signalanteile (Stoersignale). Dabei laesst es sich nicht vermeiden, dass auch Signale auf die Eingangsstufe treffen, die nicht erwuenscht sind. Diese Stoersignale sind einerseits unterschiedlich und andererseits wirken sie sich weiterhin je nach dem Zugriffsverfahren bzw. dem Duplexverfahren unterschiedlich aus. Die Stoersignale lassen sich klassifizieren in Gleichkanalstoerer, Nachbarkanalstoerer und Weitabstoerer. In Mobilfunkgeraeten, die dem GSM- (Global System for Mobile Communications) Standard oder dem Schmalband-CDMA- (Code Division Multiple Access) Standard IS-95 entsprechen, wird derzeit ein Empfaenger-Frontend eingesetzt, welches eine hohe Linearitaet bei niedriger Verstaerkung benoetigt. Das laesst sich einfach durch Abschaltung des LNA erreichen. Ist dagegen das gewuenschte Signal von der Amplitude her wesentlich geringer als das Stoersignal, dann ist eine hohe Linearitaet und gleichzeitig eine hohe Verstaerkung notwendig. Dies erzeugt einen hohen Leistungsbedarf. Ueblicherweise sind derzeit nur diese beiden Betriebsmodi implementiert. Zwischenstufen sind nicht moeglich. Die Filterung ist bislang fest, d.h. die Grenzfrequenz wird nicht variiert. Zwischenstufen, die den Gegebenheiten der Empfangsbedingungen angepasst sind, werden nicht unterstuetzt. Diese allerdings wuerden eine Verbesserung der Leistungsbilanz wie auch der Signalqualitaet ermoeglichen.

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Leistungssteuerung eines CDMA Receiver Frontend

Idea: Sascha Beyer, DE-Salzgitter

In modernen Mobilfunkgeraeten werden Receiver Frontends (LNA - Low Noise Amplifier; Mixer) eingesetzt, um die gewuenschten Empfangssignale zu verstaerken und der weiteren Verarbeitung zuzufuehren. Nachfolgende Filterstufen im Hoch-, Zwischenfrequenz- und Basisbandbereich dienen der Selektion unerwuenschter Signalanteile (Stoersignale). Dabei laesst es sich nicht vermeiden, dass auch Signale auf die Eingangsstufe treffen, die nicht erwuenscht sind. Diese Stoersignale sind einerseits unterschiedlich und andererseits wirken sie sich weiterhin je nach dem Zugriffsverfahren bzw. dem Duplexverfahren unterschiedlich aus. Die Stoersignale lassen sich klassifizieren in Gleichkanalstoerer, Nachbarkanalstoerer und Weitabstoerer.

In Mobilfunkgeraeten, die dem GSM- (Global System for Mobile Communications) Standard oder dem Schmalband-CDMA- (Code Division Multiple Access) Standard IS-95 entsprechen, wird derzeit ein Empfaenger-Frontend eingesetzt, welches eine hohe Linearitaet bei niedriger Verstaerkung benoetigt. Das laesst sich einfach durch Abschaltung des LNA erreichen. Ist dagegen das gewuenschte Signal von der Amplitude her wesentlich geringer als das Stoersignal, dann ist eine hohe Linearitaet und gleichzeitig eine hohe Verstaerkung notwendig. Dies erzeugt einen hohen Leistungsbedarf. Ueblicherweise sind derzeit nur diese beiden Betriebsmodi implementiert. Zwischenstufen sind nicht moeglich. Die Filterung ist bislang fest, d.h. die Grenzfrequenz wird nicht variiert. Zwischenstufen, die den Gegebenheiten der Empfangsbedingungen angepasst sind, werden nicht unterstuetzt. Diese allerdings wuerden eine Verbesserung der Leistungsbilanz wie auch der Signalqualitaet ermoeglichen.

Mittels einer mehrstufigen oder permanenten Steuerung des Empfaenger-Frontends kann der Leistungsbedarf eines Empfaengers nach dem CDMA-Zugriffsverfahren verringert und die Signalqualitaet verbessert werden. Die Steuerung kann dabei analog mittels Digital-zu-Analog- Wandler oder diskret mittels eines bereits vorhandenen 3-Leiter (I2C-) Buses erfolgen. Abbildung 1 zeigt die entsprechenden Baugruppen innerhalb einer typischen Empfaengerstruktur.

Waehrend des Betriebs werden verschiedene Messungen durchgefuehrt, die die Qualitaet des Empfangssignals beschreiben. Neben der Code-Signalleistung der gewuenschten Signale (RSCP - Routing Services Control Point) wird auch die Code-Signalleistung der Stoersignale ermittelt (ISCP - Integrated Service Control Point). Das daraus ermittelte Verhaeltnis (SIR - Signal-Stoerverhaeltnis) ist das Verhaeltnis von gewuenschter zu unerwuenschter Code-Signalleistung. Weitere Messungen sind durch den Wert RSSI (Receiver Signal Strength Indication) ausgedrueckt. Ebenso wird die momentane Sendeleistung bestimmt. Zur qualitativen Bewertung stehen Messungen der Bit-Error Rate (BER) und Block-Error Rate (BLER) zur Verfuegung.

Diese Messungen koennen zur Regelung de...