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Traffic Controlled Efficiency Optimization of Transmitter in Mobile Base Station

IP.com Disclosure Number: IPCOM000146252D
Original Publication Date: 2007-Mar-10
Included in the Prior Art Database: 2007-Mar-10
Document File: 2 page(s) / 81K

Publishing Venue

Siemens

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uergen Carstens: CONTACT

Abstract

Mobilfunkbasisstationen werden stets weiterentwickelt, auch um ihren Wirkungsgrad zu steigern. Die Leistungsendstufen der Transmitter weisen einen relativ grossen Anteil am Gesamtstromverbrauch auf. Es existiert eine Reihe von Schaltungskonzepten, die auf eine Verbesserung des Wirkungsgrades abzielen. Der hoechste Wirkungsgrad wird bei der maximalen Ausgangsleistung erreicht. Bei kleineren Leistungen verringert sich der Wirkungsgrad relativ schnell. In den meisten Mobilfunksystemen haengt die Ausgangsleistung von der Auslastung des Transmitters ab. Wird dieser Transmitter laengere Zeit deutlich unter seiner maximalen Leistung betrieben, dann fuehrt dies zu einem unnoetigen Energieverbrauch. Unter den existierenden Optimierungskonzepten fuehrt nur der Ansatz „Drain-Modulation“ zu einer Optimierung des Wirkungsgrades bei dauerhaft kleiner Ausgangsleistung (siehe Abbildung 1). Nachteilig an diesem Ansatz sind die Notwendigkeit einer voellig neu zu entwickelnden Leistungsendstufe sowie das zusaetzliche und aufwaendige Schaltungsteil des Drain-Spannungs-Modulators. Der Drain-Modulator arbeitet wie eine linear steuerbare Stromversorgung, die ihre Ausgangsspannung im Modulationstakt, d.h. sehr schnell, aendern kann. Diese Loesung fuehrt zu einem erhoehten Kostenaufwand. Ausserdem stellt die Drain-Modulation eine Herausforderung fuer die benoetigte Linearisierungseinrichtung dar, welche in Breitbandsystemen zwingend notwendig ist. Auch hier verursacht die Drain-Modulation einen nicht zu vernachlaessigenden Entwicklungsaufwand.

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Traffic Controlled Efficiency Optimization of Transmitter in Mobile Base Station

Idee: Stefan Brandhoff, DE-Muenchen; Dr. Tilman Felgentreff, DE-Muenchen; Helmut Heinz, DE-
Muenchen

Mobilfunkbasisstationen werden stets weiterentwickelt, auch um ihren Wirkungsgrad zu steigern. Die Leistungsendstufen der Transmitter weisen einen relativ grossen Anteil am Gesamtstromverbrauch auf. Es existiert eine Reihe von Schaltungskonzepten, die auf eine Verbesserung des Wirkungsgrades abzielen. Der hoechste Wirkungsgrad wird bei der maximalen Ausgangsleistung erreicht. Bei kleineren Leistungen verringert sich der Wirkungsgrad relativ schnell. In den meisten Mobilfunksystemen haengt die Ausgangsleistung von der Auslastung des Transmitters ab. Wird dieser Transmitter laengere Zeit deutlich unter seiner maximalen Leistung betrieben, dann fuehrt dies zu einem unnoetigen Energieverbrauch.

Unter den existierenden Optimierungskonzepten fuehrt nur der Ansatz "Drain-Modulation" zu einer Optimierung des Wirkungsgrades bei dauerhaft kleiner Ausgangsleistung (siehe Abbildung 1). Nachteilig an diesem Ansatz sind die Notwendigkeit einer voellig neu zu entwickelnden Leistungsendstufe sowie das zusaetzliche und aufwaendige Schaltungsteil des Drain-Spannungs- Modulators. Der Drain-Modulator arbeitet wie eine linear steuerbare Stromversorgung, die ihre Ausgangsspannung im Modulationstakt, d.h. sehr schnell, aendern kann. Diese Loesung fuehrt zu einem erhoehten Kostenaufwand. Ausserdem stellt die Drain-Modulation eine Herausforderung fuer die benoetigte Linearisierungseinrichtung dar, welche in Breitbandsystemen zwingend notwendig ist. Auch hier verursacht die Drain-Modulation einen nicht zu vernachlaessigenden Entwicklungsaufwand.

Daher wird eine neuartige Loesung vorgeschlagen, die gegenueber dem Bestreben die Effizienz der Leistungsendstufe generell zu optimieren, speziell auf den Zustand geringer Aussteuerung abzielt. Es wird der Energieverbrauch der Leistungsendstufen...