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LUT Adressen-Skalierung fuer digitale Vorverzerrung zur Leistungskontrolle des Sendepfads von mobilen Kommunikationsgeraeten

IP.com Disclosure Number: IPCOM000128870D
Original Publication Date: 2005-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Oct-25
Document File: 9 page(s) / 428K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Der Leistungsverstaerker in drahtlosen Kommunikationsgeraeten hat einen hohen Anteil am Gesamtleistungsverbrauch der Geraete. Der Trend bei heutigen Mobiltelefonen zu kuenftigen multifunktionalen mobilen Kommunikationsgeraeten von Sprach- (ca.10 kB/s) zu Multimedia-Faehigkeit (>1 MB/s) fuer Multiband- und Multistandardbetrieb (z.B. UMTS, WLAN) erfordert die Verwendung von bandbreiten-effizienten linearen Modulationsarten (z.B. QPSK, 8PSK, QAM). Daraus ergeben sich fuer den Sendepfad Linearitaetsanforderungen. Bei den heute bekannten Verfahren ist es ohne erheblichen Zusatzaufwand nicht moeglich, gleichzeitig hohe Linearitaet und niedrigen Stromverbrauch zu erzielen. Fuer hohe Linearitaet ist so genannter back-off des Leistungsverstaerkers, d.h. Betrieb deutlich unterhalb der maximal erzielbaren Leistung erforderlich. Hoher Wirkungsgrad dagegen ist normalerweise nur im Bereich der maximalen Leistung moeglich, wo starke Nichtlinearitaeten vorhanden sind. Grundgedanke der im Folgenden detailliert beschriebenen Idee ist es, eine einfache Adress-Skalierung fuer ein digitales Vorverzerrungssystem zu benutzen. Die Skalierung erfolgt durch Multiplizieren der berechneten LUT (Look-Up Table) Adressen mit einer durch das System bestimmten Adresskontroll-Kenngroesse. Die VGA-Einstellung (Variable Gain Amplifier) erfolgt ueber eine Kontroll-Spannung. Zu jedem Kontroll-Spannungswert gibt es einen bestimmten VGA-Gain, der die PA-Eingangsleistung (Power Amplifier) und somit auch dessen Ausgangsleistung festlegt. Ueber die Kenntnis des VGA-Gains kann eine LUT erzeugt werden, die fuer jede Ausgangsleistung eine Adresskontroll-Kenngroesse beinhaltet. Diese legt die jeweils in der Tabelle benutzten Koeffizienten fest. Mit abnehmender Leistung werden immer weniger Koeffizienten benutzt. Um daraus resultierende moegliche Performance-Verschlechterungen zu vermeiden, kann bei Bedarf der Ausgangsleistungsbereich grob segmentiert werden und fuer jedes Ausgangsleistungs-Segment (z.B. 10dB) wird eine LUT benutzt und darauf die beschriebene Skalierungsmethode jeweils angewendet. Im Allgemeinen reduzieren sich jedoch bei den verschiedenen Mobilfunkstandards die Performance-Anforderungen bei kleineren Leistungen. Abb. 4 zeigt eine moegliche Charakteristik des VGA-Gain gegenueber der Steuerspannung.

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LUT Adressen-Skalierung fuer digitale Vorverzerrung zur Leistungskontrolle des Sendepfads von mobilen Kommunikationsgeraeten

Idee: Dr. Jan-Erik Mueller, DE-Muenchen; Nazim Ceylan, DE-Muenchen

Der Leistungsverstaerker in drahtlosen Kommunikationsgeraeten hat einen hohen Anteil am Gesamtleistungsverbrauch der Geraete. Der Trend bei heutigen Mobiltelefonen zu kuenftigen multifunktionalen mobilen Kommunikationsgeraeten von Sprach- (ca.10 kB/s) zu Multimedia- Faehigkeit (>1 MB/s) fuer Multiband- und Multistandardbetrieb (z.B. UMTS, WLAN) erfordert die Verwendung von bandbreiten-effizienten linearen Modulationsarten (z.B. QPSK, 8PSK, QAM). Daraus ergeben sich fuer den Sendepfad Linearitaetsanforderungen. Bei den heute bekannten Verfahren ist es ohne erheblichen Zusatzaufwand nicht moeglich, gleichzeitig hohe Linearitaet und niedrigen Stromverbrauch zu erzielen. Fuer hohe Linearitaet ist so genannter back-off des Leistungsverstaerkers, d.h. Betrieb deutlich unterhalb der maximal erzielbaren Leistung erforderlich. Hoher Wirkungsgrad dagegen ist normalerweise nur im Bereich der maximalen Leistung moeglich, wo starke Nichtlinearitaeten vorhanden sind.

Grundgedanke der im Folgenden detailliert beschriebenen Idee ist es, eine einfache Adress- Skalierung fuer ein digitales Vorverzerrungssystem zu benutzen. Die Skalierung erfolgt durch Multiplizieren der berechneten LUT (Look-Up Table) Adressen mit einer durch das System bestimmten Adresskontroll-Kenngroesse. Die VGA-Einstellung (Variable Gain Amplifier) erfolgt ueber eine Kontroll-Spannung. Zu jedem Kontroll-Spannungswert gibt es einen bestimmten VGA-Gain, der die PA-Eingangsleistung (Power Amplifier) und somit auch dessen Ausgangsleistung festlegt. Ueber die Kenntnis des VGA-Gains kann eine LUT erzeugt werden, die fuer jede Ausgangsleistung eine Adresskontroll-Kenngroesse beinhaltet. Diese legt die jeweils in der Tabelle benutzten Koeffizienten fest. Mit abnehmender Leistung werden immer weniger Koeffizienten benutzt. Um daraus resultierende moegliche Performance-Verschlechterungen zu vermeiden, kann bei Bedarf der Ausgangsleistungsbereich grob segmentiert werden und fuer jedes Ausgangsleistungs-Segment (z.B. 10dB) wird eine LUT benutzt und darauf die beschriebene Skalierungsmethode jeweils angewendet. Im Allgemeinen reduzieren sich jedoch bei den verschiedenen Mobilfunkstandards die Performance- Anforderungen bei kleineren Leistungen. Abb. 4 zeigt eine moegliche Charakteristik des VGA-Gain gegenueber der Steuerspannung.

In herkoemmlichen digitalen Vorverzerrungssystemen wird fuer jede diskrete Ausgangsleistung eine Teil-LUT gespeichert, die die benoetigten komplexen Koeffizienten fuer die digitale Vorverzerrung beinhaltet. Hat das System eine hohe Ausgangsleistungsdynamik, dann resultiert aus den vielen Teil- LUTs ein hoher Speicherbedarf. Das hier vorgeschlagene System kommt mit einer einzigen LUT der Groesse einer der Teil-LUTs fuer mehrere Ausgangsleistungen aus. Dadurch wird der Dynami...