DE102005050148B4

DE102005050148B4 - Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät, Verwendung einer Sendeeinheit in einer Sende-/Empfangseinheit in einem Mobilfunkgerät, und Verfahren zur Signalverarbeitung in einer Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät

Info

Publication number: DE102005050148B4
Application number: DE102005050148A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Koller
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: US7693499B2; DE102005050148A1; US20070105511A1

Abstract

Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät, umfassend:
eine Basisbandeinheit (10) zum Erzeugen von zu modulierenden Signalkomponenten aus zu übertragenden Datenworten (DATA) und zur Abgabe der zu modulierenden Signalkomponenten an einem Signalausgang (101a, 101b) der Basisbandeinheit (10), wobei die Basisbandeinheit (10) einen Steuerwortgenerator (103) zur Erzeugung von digitalen Steuerworten aufweist, umfassend einen Steuereingang (100) sowie einen Steuerausgang (105);
einen Sendepfad, umfassend
• einen Signaleingang (1);
• mindestens eine erste Verstärkungseinrichtung (2), die einen Einstelleingang (20) zur variablen Verstärkungseinstellung aufweist;
• eine Anordnung zur Signalverarbeitung (4), die mit der Verstärkungseinrichtung (2) gekoppelt ist und einen Einstelleingang (40) für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten aufweist;
• einen Signalausgang (9) zum Abgreifen eines Ausgangssignals;
• eine digitale Steuerungseinrichtung (5) mit einem Eingang (50) zum Zuführen eines digitalen Steuerworts;
• eine Speichereinrichtung (6), in der digitale Einstellworte ablegbar sind;...

Description

Die Erfindung betrifft eine Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät sowie dessen Verwendung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Signalverarbeitung in einer Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät.
Die Anforderungen an moderne Kommunikationsstandards und an die Signalqualität von Sendeeinrichtungen steigen mit dem wachsenden Bedürfnis an hohen Datenraten sowie einer zunehmenden Mobilität. Mittlerweile gebräuchliche Mobilfunkstandards wie beispielsweise Universal Mobile Telecommunications System, UMTS, Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA, Global System for Mobile Communications, GSM, Enhanced Data rates for GSM Evolution, EDLE, Wireless Local Area Network, WLAN oder Medium-Rate Bluetooth verwenden zur Übertragung hoher Datenraten sowohl von einer Basisstation zu einem Mobilgerät als auch von einem Mobilgerät zu einer Basisstation bandbreiteneffiziente Modulationsarten. Beispiele für diese Modulationsraten sind Quadratur Phase Shift Keying, QPSK, 8-Phase Shift Keying, 8-PSK oder Quadratur-Amplituden-Modulation, QAM. Bei diesen Modulationsarten wird zur Übertragung der Daten ein so genanntes Trägersignal sowohl in der Phase als auch in der Amplitude moduliert.
Eine gängige Sendeeinrichtung umfasst dabei eine Einheit zur Basisband-Signalverarbeitung sowie eine Einheit zur Hochfrequenz-Signalverarbeitung. Dabei werden in der Basisbandeinheit die zu übertragenden Daten so vorverarbeitet, dass diese in der Hochfrequenzeinheit auf das Trägersignal moduliert und verstärkt werden können, um schließlich über eine Antenne abgestrahlt zu werden. Bei heutigen Mobilfunkstandards findet dabei die Erzeugung der für das Sendesignal nötigen Leistung insbesondere im Hochfrequenzbereich statt. Gerade bei UMTS sind mehrere diskrete Verstärkungsstufen vorzusehen, die zusammen einen sehr linearen UMTS-Verstärkungspfad darstellen müssen. Diese werden durch mehrere unabhängige Einstellungsmöglichkeiten im Bereich der Hochfrequenzeinheit ausgeführt. Dabei wird einem Kontrollblock ein analoges Steuersignal zugeführt, das die jeweilige Verstärkungsstufe bestimmen soll. Im Kontrollblock wird dieses Steuersignal in Steuerspannungen für die Bauteile zur Verstärkung und Modulation umgesetzt.
10 zeigt eine dem Erfinder bekannte Ausführung eines Sendepfads, die in ähnlicher Form in ”A single-chip 75 GHz/0.35 μm SiGe BiCMOS W-CDMA homodyne transceiver for UMTS mobiles,” Thomann, W. et al., 2004 IEEE RFIC Symposium, zu finden ist. Die Anordnung umfasst eine erste Verstärkungseinrichtung 2 mit einem Einstelleingang 20, einen I/Q-Mischer 3a mit einem Einstelleingang 30 sowie eine weitere Verstärkungseinrichtung 7 mit einem Einstelleingang 70. Die Anordnung weist weiterhin eine analoge Steuerungseinrichtung 5a, mit Einstellausgängen 52a, 53a und 57a sowie einem analogen Steuereingang 50a auf. Dabei sind die Einstelleingänge der Verstärker und des I/Q-Mischers mit den Einstellausgängen der Steuerungseinrichtung verbunden. Die an den Einstellausgängen anliegenden Einstellungssignale werden alle aus einem analogen Steuersignal, das über den Steuereingang 50a zugeführt wird, von der analogen Steuerungseinrichtung 5a abgeleitet. Durch vielfältige Programmieroptionen in der Steuerungseinrichtung wird eine Beeinflussung der Gesamtverstärkungskurve erreicht. Dabei wird versucht, gleichzeitig einen über den Steuerbereich minimalen Stromverbrauch sowie eine ausreichende Linearität zu gewährleisten.
Bei einer linearen Verarbeitung eines Signals bleibt das Verhältnis zweier Werte vor und nach der Verarbeitung konstant. Bei nichtlinearer Verarbeitung hingegen werden beispielsweise kleine Eingangswerte stärker beeinflusst als große, so dass sich das Werteverhältnis ändert. Nichtlineare Effekte treten zum Beispiel bei Verstärkern auf, wenn diese übersteuert, das heißt, mit zu großen Signalen betrieben werden. Dabei steigt auch der Stromverbrauch. Werden Verstärker hingegen untersteuert, das heißt, mit zu kleinen Signalen betrieben, ist ihre Verlustleistung ebenfalls unverhältnismäßig hoch.
Die Einstellungssignale stehen, bedingt durch die analoge Verarbeitung des Steuersignals, in gewisser Abhängigkeit zueinander. Dies würde sich auch nicht ändern, wenn das Steuersignal einer Steuerungseinrichtung in digitaler Form zugeführt und über einen Digital-Analog-Umsetzer in ein analoges Steuersignal gewandelt würde. Durch die Abhängigkeit bleibt es der Anordnung verwehrt, beliebige Kombinationen von Einstellungssignalen zu erzeugen. Deshalb kann der gemeinsame Einfluss der nichtlinearen Kennlinien der verstärkenden Elemente nur unzureichend berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere bei Anwendung einer auf Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS, basierenden Technologie, da die Kennlinien der verwendeten Transistoren stark nichtlinear verlaufen. Das gewünschte Ziel einer linearen Gesamtverstärkungskurve bei gleichzeitiger leistungsoptimaler Aussteuerung kann somit nicht erreicht werden.
Weiterhin ist in DE 100 35 066 A1 ein System zur speichergestützten Lasteinstellung eines Verstärkers beschrieben. Das System weist einen Leistungsverstärker und ein Netzwerk mit veränderlicher Impedanz auf, das mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers verbunden ist. Das Netzwerk mit veränderlicher Impedanz stellt in Reaktion auf ein Laststeuersignal eine Vielzahl von Impedanzen am Ausgang des Leistungsverstärkers bereit. Eine Steuerschaltung erzeugt einen Sendeleistungsbefehl und einen Kanalfrequenzbefehl. Ein Speicher speichert eine Vielzahl von Steuerwerten als eine Funktion der Ausgangsleistung und der Frequenz. Eine Verarbeitungsschaltung gewinnt die Steuerwerte wieder und verwendet sie, um in Reaktion auf den Sendeleistungsbefehl und den Kanalfrequenzbefehl das Laststeuersignal zu erzeugen.
Ferner beschreiben A. Springer et al., ”Adaptive Predistortion for Amplifier Linearization for UMTS Terminals”, IEEE 7th Int. Symp. on Spread-Spectrum Tech. & Appl., Prag, September 2 bis 5, 2002, Seiten 78 bis 82, und P. B. Kennington, ”Software and DSP in Radio; Linearized Transmitters: An Enabling Technology for Software Defined Radio”, IEEE Communications Magazine, Februar 2002, Seiten 156 bis 162 das Prinzip der digitalen Vorverzerrung zur Linearisierung von Verstärkern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sendeeinheit mit geringem Stromverbrauch und variabler Leistungseinstellung vorzusehen und dessen Verwendung anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Signalverarbeitung in einer Sendeeinheit anzugeben, welches ein Signal mit geringem Stromverbrauch und variabler Leistungseinstellung verarbeitet.
Diese Aufgabe wird in den Gegenständen der nebengeordneten Patentansprüche 1, 12 und 13 gelöst. Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät, umfassend:

– eine Basisbandeinheit zum Erzeugen von zu modulierenden Signalkomponenten aus zu übertragenden Datenworten und zur Abgabe der zu modulierenden Signalkomponenten an einem Signalausgang der Basisbandeinheit, wobei die Basisbandeinheit einen Steuerwortgenerator zur Erzeugung von digitalen Steuerworten aufweist, umfassend einen Steuereingang sowie einen Steuerausgang;
– einen Sendepfad, umfassend
– einen Signaleingang;
– mindestens eine erste Verstärkungseinrichtung, die einen Einstelleingang zur variablen Verstärkungseinstellung aufweist;
– eine Anordnung zur Signalverarbeitung, die mit der Verstärkungseinrichtung gekoppelt ist und einen Einstelleingang für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten aufweist;
– einen Signalausgang zum Abgreifen eines Ausgangssignals;
– eine digitale Steuerungseinrichtung mit einem Eingang zum Zuführen eines digitalen Steuerworts;
– eine Speichereinrichtung, in der digitale Einstellworte ablegbar sind;
– bei dem die digitale Steuerungseinrichtung mit der Speichereinrichtung gekoppelt ist zum Lesen eines digitalen Einstellworts aus den in der Speichereinrichtung abgelegten digitalen Einstellworten in Abhängigkeit des am Eingang der Steuerungseinrichtung zugeführten digitalen Steuerworts; und
– bei dem die digitale Steuerungseinrichtung gekoppelt ist mit dem Einstelleingang der mindestens einen Verstärkungseinrichtung und dem Einstelleingang für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten zum Zuführen von Einstellungssignalen, abgeleitet aus dem gelesenen digitalen Einstellwort;
– bei dem die Anordnung zur Signalverarbeitung eine Frequenzumsetzeinrichtung zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals umfasst, die mit dem Einstelleingang für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten gekoppelt ist;
– wobei der Signaleingang des Sendepfads gekoppelt ist mit dem Signalausgang der Basisbandeinheit;
– wobei der Eingang der digitalen Steuerungseinrichtung des Sendepfads gekoppelt ist mit dem Steuerausgang der Basisbandeinheit;
– wobei die Basisbandeinheit und der Sendepfad derart eingerichtet sind, dass das Übertragungsverhalten des Sendepfads von der Basisbandeinheit mittels der digitalen Steuerworte gesteuert wird.

Gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip wird einer digitalen Steuerungseinrichtung ein digitales Steuerwort zugeführt. In Abhängigkeit dieses Steuerworts wird aus einer Speichereinrichtung, in der eine Vielzahl von digitalen Einstellworten ablegbar sind, ein Einstellwort ausgelesen.
Aus diesem werden von der digitalen Steuerungseinrichtung mehrere Einstellungssignale abgeleitet. Diese Einstellungssignale werden jeweils dem Einstelleingang der Verstärkungseinrichtung sowie dem Einstelleingang der Anordnung zur Signalverarbeitung zugeführt. Damit wird die Verstärkungseinstellung der Verstärkungseinrichtung bestimmt sowie eine Betriebsart der Anordnung zur Signalverarbeitung ausgewählt.
Ein Vorteil des vorgeschlagenen Prinzips liegt dabei darin, dass jedem in der Speichereinrichtung abgelegten digitalen Einstellworte ein Satz an Einstellungssignalen entspricht. Damit ist es möglich, in jedem Einstellwort eine beliebige Verstärkungseinstellung und eine beliebige Einstellung einer Betriebsart zu kombinieren. Darüber hinaus ist es möglich, mit der Vielzahl der Einstellworte eine Vielzahl von Sätzen von Einstellungssignalen abzuleiten, die in Abhängigkeit der digitalen Steuerworte eine lineare Gesamtverstärkungskennlinie repräsentieren. Durch die Gesamtheit der digitalen Einstellworte kann somit eine nichtlineare Steuerkurve dargestellt werden, die einen linearen Betrieb der gesteuerten Elemente gewährleistet. Die entsprechenden Betriebszustände der Verstärkungseinrichtung und der Anordnung zur Signalverarbeitung zeichnen sich darüber hinaus, als Folge der Kombinationsmöglichkeiten, durch einen geringen Stromverbrauch aus.
Die Anordnung zur Signalverarbeitung umfasst eine Frequenzumsetzeinrichtung zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals. Die Frequenzumsetzeinrichtung umfasst weiterhin einen Einstelleingang, der mit dem Einstelleingang der Anordnung zur Signalverarbeitung gekoppelt ist. Damit ist es möglich, über ein Einstellungssignal eine Betriebsart für die Frequenzumsetzeinrichtung auszuwählen. Vorteilhaft wird hier eine Betriebsart mit niedrigem Stromverbrauch eingestellt. Die Frequenzumsetzeinrichtung kann als Modulator mit einer kontinuierlich einstellbaren Verstärkung ausgeführt sein. Die Einstellung erfolgt dabei ebenfalls über ein Einstellsignal am Einstelleingang.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anordnung zur Signalverarbeitung mindestens eine zweite in ihrer Verstärkung einstellbare Verstärkungseinrichtung. Der Einstelleingang dieser Verstärkungseinrichtung ist mit dem Einstelleingang der Anordnung zur Signalverarbeitung gekoppelt. Durch Anlegen eines Einstellungssignals an die zweite Verstärkungseinrichtung kann wieder jede beliebige Verstärkungseinstellung zugeführt werden. Das Einstellungssignal wird durch die digitale Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit eines an die Bedürfnisse für den gewünschten Gesamtbetriebszustand angepassten Einstellworts abgeleitet.
In einer anderen Ausgestaltung umfasst die Speichereinrichtung eine Programmierschnittstelle, über die die digitalen Einstellworte ablegbar sind. Damit ist es möglich, die digitalen Einstellworte, aus denen die Einstellungssignale abgeleitet werden, in der Speichereinrichtung abzulegen. Dies ist sowohl vor als auch während des Betriebs durchführbar. Vorteilhaft dabei ist, dass die Einflüsse von Bauteilparametern der Verstärkungseinrichtungen und der Einrichtungen innerhalb der Anordnung zur Signalverarbeitung nicht von vornherein berücksichtigt werden müssen. Vielmehr ist es möglich, eine Vielzahl von an diese Einflüsse angepassten Einstellworten zu ermitteln und diese dann in der Speichereinrichtung abzulegen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens einer der Einstelleingänge über einen Digital-Analog-Umsetzer mit der digitalen Steuerungseinrichtung gekoppelt. Dies dient zum Umwandeln des digitalen Einstellworts in analoge Einstellungssignale. Erwarten die Einrichtungen mit Einstelleingang an diesem ein analoges Einstellungssignal, wie beispielsweise ein spannungsgesteuerter variabler Verstärker, englisch: variable gain amplifier, VGA, so wird das aus der Speichereinrichtung gelesene digitale Einstellwort über den Digital-Analog-Umsetzer gewandelt. Die Digital-Analog-Umsetzer können dabei sowohl innerhalb als auch außerhalb der digitalen Steuerungseinrichtung angeordnet sein.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung umfasst mindestens eine der Verstärkungseinrichtungen mehrere parallel angeordnete Verstärker, von denen wenigstens einer durch das Einstellungssignal in der Verstärkung kontinuierlich einstellbar ist und die übrigen mindestens zwei durch das Einstellungssignal steuerbare Verstärkungseinstellungen aufweisen. Dabei sind die Signaleingänge der parallel angeordneten Verstärker miteinander gekoppelt. Das gesamte Ausgangssignal der Verstärkungseinrichtung leitet sich aus der Zusammenführung der Ausgangssignale der parallel angeordneten Verstärker ab. Mindestens einer der Verstärker lässt sich in seiner Verstärkung kontinuierlich variieren. Die mindestens zwei Verstärkungseinstellungen der übrigen Verstärker können durch ein Einschalten und ein Ausschalten des jeweiligen Verstärkers erreicht werden. Dadurch können die parallelen Verstärker jeweils mit für sie günstigen Verstärkungseinstellungen betrieben werden. Für jeden der parallelen Verstärker lässt sich ein eigenes Einstellungssignal bereitstellen.
In einer anderen Ausgestaltung können je zwei der parallel angeordneten Verstärker in ihrer maximalen Verstärkungseinstellung einen um den Faktor 2 unterschiedlichen Verstärkungsfaktor aufweisen. Dadurch können für die Gesamtverstärkung der Verstärkungseinrichtung die parallel angeordneten Verstärker binär gewichtet werden. Dabei versteht man unter binärer Gewichtung, dass eine gewünschte Gesamtverstärkung erzielt wird durch die Kombination einer Auswahl von einfacher, zweifacher, vierfacher usw. Grundverstärkung, abhängig von der Anzahl der verwendeten parallelen Verstärker. Auch für die parallel angeordneten Verstärker lassen sich beispielsweise spannungsgesteuerte variable Verstärker, VGA einsetzen.
In einer Weiterbildung des vorgestellten Prinzips umfasst das aus der Speichereinrichtung zu lesende Einstellwort mindestens zwei Teileinstellworte, aus denen durch die digitale Steuerungseinrichtung je eines der Einstellungssignale abgeleitet wird. In der Speichereinrichtung kann somit für jedes anliegende Steuerwort ein Einstellwort abgelegt sein, das sich aus mehreren Teileinstellworten zusammensetzt. Bevorzugt steht für jedes benötigte Einstellungssignal je ein Teileinstellwort zur Verfügung.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Signaleingang des Sendepfads einen ersten Teileingang zur Zuführung einer Inphase-Komponente und einen zweiten Teileingang zur Zuführung einer Quadratur-Komponente. Darüber hinaus weist die Anordnung zur Signalverarbeitung einen I/Q-Mischer auf. Die zwei Komponenten können dabei jeweils einer separaten, unabhängigen Verstärkungseinrichtung zugeführt werden. Die Verstärkungseinrichtungen für Inphase-Komponente und Quadratur-Komponente können dabei sowohl über ein einzelnes Einstellungssignal als auch über zwei unabhängige Einstellungssignale eingestellt werden. Im I/Q-Mischer werden die beiden Komponenten zu einem Hochfrequenzsignal moduliert.
Bei einer Weiterentwicklung der Erfindung wird dem Sendepfad eine Basisbandeinheit mit zwei Teilausgängen vorgeschaltet, die zur Erzeugung einer zu modulierenden Inphase-Komponente und einer zu modulierenden Quadratur-Komponente aus zu übertragenden Datenworten ausgebildet ist. Der erste Teilausgang ist dabei zur Abgabe der Inphase-Komponente und der zweite Teilausgang zur Abgabe der Quadratur-Komponente vorgesehen.
Die Basisbandeinheit weist einen Steuerwortgenerator zur Erzeugung von digitalen Steuerworten auf, umfassend einen Steuereingang sowie mindestens einen Steuerausgang. Der Steuerausgang ist bevorzugt mit dem Eingang der digitalen Steuerungseinrichtung des Sendepfads gekoppelt. Dadurch wird es möglich, in der Basisbandeinheit ein Steuerwort zu erzeugen, über das ein in der Speichereinrichtung abgelegtes digitales Einstellwort ausgelesen werden kann.
Der Sendepfad kann in einer Ausführungsform auch in einem Halbleiterkörper ausgebildet sein. Dabei sind der Signaleingang und der Signalausgang des Sendepfads durch Kontaktstellen auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers herausgeführt.
Die Sendeeinheit lässt sich erfindungsgemäß in einer der beschriebenen Ausführungsformen in einer Sende-/Empfangseinheit in einem Mobilfunkgerät verwenden.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Signalverarbeitung in einer Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät, das die Schritte umfasst:

– Durchführen der folgenden Schritte in einer Basisbandeinheit der Sendeeinheit:
– Erzeugen von zu modulierenden Signalkomponenten aus zu übertragenden Datenworten in einer Basisbandeinheit;
– Abgeben der zu modulierenden Signalkomponenten an einem Signalausgang der Basisbandeinheit;
– Erzeugen eines digitalen Steuerworts mittels eines Steuerwortgenerators der Basisbandeinheit;
– Abgeben digitaler Steuerworte an einem Steuerausgang der Basisbandeinheit;
– Durchführen der folgenden Schritte in einem Sendepfad der Sendeeinheit:
– Empfangen der zu modulierenden Signalkomponenten von der Basisbandeinheit;
– Empfangen des digitalen Steuerworts von der Basisbandeinheit;
– Frequenzumsetzen der zu modulierenden Signalkomponenten zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals;
– Ermitteln eines digitalen Einstellworts in Abhängigkeit des digitalen Steuerworts;
– Erzeugen von wenigstens zwei Einstellungssignalen aus dem ermittelten Einstellwort;
– Verstärken der zu modulierenden Signalkomponenten in Abhängigkeit der wenigstens zwei Einstellungssignale;
– wobei das Übertragungsverhalten des Sendepfads von der Basisbandeinheit mittels der digitalen Steuerworte gesteuert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst die nötige Anzahl an Einstellungssignalen erzeugt, indem, abhängig von einem digital bereitgestellten Steuerwort, ein digitales Einstellwort ermittelt wird, aus dem sich die Einstellungssignale ableiten lassen. Ein bereitgestelltes Eingangssignal wird in Abhängigkeit dieser Einstellungssignale verstärkt. Dabei können die Einstellungssignale in digitaler oder auch in analoger Form vorliegen.
In einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst der Schritt des Verstärkens die Schritte des Bereitstellens wenigstens einer Verstärkungseinrichtung und wenigstens einer Anordnung zur Signalverarbeitung mit wenigstens zwei Betriebsarten. Dabei dient ein erstes der wenigstens zwei Einstellungssignale zur Einstellung der Verstärkung der wenigstens einen Verstärkungseinrichtung und ein zweites der wenigstens zwei Einstellungssignale zum Einstellen einer der wenigstens zwei Betriebsarten der wenigstens einen Anordnung zur Signalverarbeitung. Weiterhin wird das Eingangssignal der Verstärkungseinrichtung zugeführt. So wird es möglich, durch das Bereitstellen eines digitalen Steuerworts ein bestimmtes abhängiges digitales Einstellwort zu ermitteln. Diesem digitalen Einstellwort entspricht ein Satz von wenigstens zwei Einstellungssignalen. Damit wird der Verstärkungseinrichtung eine bestimmte Verstärkungseinstellung aus einer Vielzahl von Verstärkungseinstellungen zugeführt. Zugleich kann aus der Zahl der verfügbaren Betriebsarten der Anordnung zur Signalverarbeitung eine bestimmte Betriebsart ausgewählt werden. Abhängig von der Zahl der zur Verfügung stehenden Einstellworte lässt sich somit eine Vielzahl von Kombinationen von Verstärkungseinstellungen und verschiedenen Betriebsarten einstellen.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird beim Schritt des Erzeugens der Einstellungssignale das digitale Einstellwort in mindestens zwei verschiedene analoge Einstellungssignale umgewandelt. Dabei kann für alle Einstellungssignale ein einziger Digital-Analog-Umsetzer oder alternativ für jedes der Einstellungssignale ein eigener Digital-Analog-Umsetzer vorgesehen werden. Ebenso ist eine Kombination aus analogen und digitalen Einstellungssignalen möglich, abgeleitet aus dem digitalen Einstellwort.
In einer anderen Weiterbildung des Verfahrens umfasst der Schritt des Erzeugens der Einstellungssignale das Zerlegen des digitalen Einstellworts in wenigstens zwei Teileinstellworte und das Erzeugen von Einstellungssignalen aus den wenigstens zwei zerlegten Teileinstellworten. Somit umfassen die digitalen Einstellworte jeweils mehrere digitale Teileinstellworte, die für die Erzeugung der Einstellungssignale verwendet werden.
Alternativ wird bei dem Schritt des Ermittelns eines digitalen Einstellworts eine Tabelle bereitgestellt, in der eine Vielzahl von digitalen Einstellworten abgelegt ist. Aus der Vielzahl der in dieser Tabelle abgelegten Einstellworte wird in Abhängigkeit des digitalen Steuerworts ein digitales Einstellwort ausgelesen. Dabei ist in der Tabelle jedem Steuerwort ein digitales Einstellwort zugeordnet, das wiederum mehrere digitale Teileinstellworte umfassen kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sendepfads einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sendepfads einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
3 ein Ausführungsbeispiel einer digitalen Steuerungseinrichtung und einer Speichereinrichtung einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
4 eine Verstärkungseinrichtung mit mehreren parallelen Verstärkern gemäß der Erfindung,
5 eine Basisbandeinheit einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Sendepfads einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
7 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Sendepfads einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
8 Kennliniendiagramme innerhalb des Sendepfads einer erfindungsgemäßen Sendeeinheit,
9 ein Ausführungsbeispiel für eine Frequenzumsetzeinrichtung einer Sendeeinheit gemäß der Erfindung,
10 einen bekannten Sendepfad mit analoger Steuerung.
1 zeigt eine Ausgestaltung des Sendepfads einer erfindungsgemäßen Sendeeinheit. Der Sendepfad umfasst einen Signaleingang 1, der mit einer Verstärkungseinrichtung 2 gekoppelt ist. An den Ausgang der Verstärkungseinrichtung 2 ist eine Anordnung zur Signalverarbeitung 4 gekoppelt, deren Ausgang mit dem Signalausgang 9 verbunden ist. Weiterhin umfasst der Sendepfad eine digitale Steuerungseinrichtung 5 sowie eine Speichereinrichtung 6. Die digitale Steuerungseinrichtung 5 weist einen Eingang 50 zum Zuführen eines digitalen Steuerworts auf. Weiterhin weist die digitale Steuerungseinrichtung 5 einen Steuerausgang 52 auf, der mit dem Einstelleingang 20 der Verstärkungseinrichtung 2 sowie einen Steuerausgang 54, der mit dem Einstelleingang 40 der Anordnung zur Signalverarbeitung 4 verbunden ist. Die digitale Steuerungseinrichtung 5 und die Speichereinrichtung 6 sind über eine Datenleitung MEM miteinander gekoppelt.
Über den Signaleingang 1 wird dem Sendepfad ein Eingangssignal ES zugeführt. Der digitalen Steuerungseinrichtung 5 wird über den Steuereingang 50 ein Steuerwort SW zugeführt. Über die Datenleitung MEM wird das Steuerwort SW an die Speichereinrichtung 6 weitergeleitet. In Abhängigkeit dieses Steuerworts SW wird von der Speichereinrichtung 6 an die digitale Steuerungseinrichtung 5 ein Einstellwort EW zurückgegeben, aus dem Einstellungssignale abgeleitet werden. Über den Steuerausgang 52 und den Einstelleingang 20 wird der Verstärkungseinrichtung 2 eines der Einstellungssignale zur Einstellung einer variablen Verstärkung zugeführt. Ebenso wird vom Steuerausgang 54 zum Einstelleingang 40 der Anordnung zur Signalverarbeitung 4 ein weiteres der Einstellungssignale zur Einstellung einer Betriebsart zugeführt. Am Ausgang des Sendepfads wird das durch die Verstärkungseinrichtung 2 und die Anordnung zur Signalverarbeitung 4 verarbeitete Eingangssignal ES als Ausgangssignal AS über den Signalausgang 9 abgegriffen.
Die variable Verstärkungseinstellung der Verstärkungseinrichtung 2 dient dazu, diese mit verschiedenen Verstärkungsfaktoren oder in verschiedenen Arbeitspunkten betreiben zu können. Auch bei der Anordnung zur Signalverarbeitung 4 wird durch das Einstellungssignal am Einstelleingang 40 ermöglicht, dass jede der für sie verfügbaren Betriebsarten ausgewählt werden kann. Je eine Kombination einer möglichen Verstärkungseinstellung sowie einer möglichen Betriebsart wird durch ein in der Speichereinrichtung 6 abgelegtes Einstellwort dargestellt. Somit sind in der Speichereinrichtung 6 eine Vielzahl von verschiedenartigen Kombinationen von Verstärkungseinstellungen und Betriebsarten in Form einer nichtlinearen Steuerkurve abgelegt. Jeder dieser Kombinationen, repräsentiert durch ein Einstellwort, lässt sich durch ein Steuerwort auslesen. Durch das Zuführen eines Steuerworts am Eingang 50 der Steuerungseinrichtung 5 wird nun eine ganz bestimmte Kombination von Einstellungen abgerufen. Das Gesamtverhalten des Sendepfads wird demnach bestimmt durch die in der Speichereinrichtung 6 abgelegten Einstellworte in Abhängigkeit des am Eingang 50 der Steuerungseinrichtung 5 zugeführten digitalen Steuerworts. Durch die Einstellungsmöglichkeiten können die Signale immer so verarbeitet werden, dass am Eingang der jeweils nächsten verarbeitenden Stufe die Signale so beschaffen sind, dass es nicht zu Übersteuerungseffekten kommt. Somit ist eine variable Leistungseinstellung bei geringem Stromverbrauch erzielt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die 2. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Bauelemente tragen dabei gleiche Bezugszeichen.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Anordnung zur Signalverarbeitung 4 eine Frequenzumsetzeinrichtung 3 mit einem Einstelleingang 30. Weiterhin umfasst die Anordnung zur Signalverarbeitung 4 eine weitere in ihrer Verstärkung einstellbare Verstärkungseinrichtung 7, die einen Einstelleingang 70 aufweist. Der Signaleingang der Frequenzumsetzeinrichtung 3 ist eingangsseitig mit dem Signaleingang der Anordnung zur Signalverarbeitung 4 gekoppelt, ausgangsseitig mit dem Signaleingang der Verstärkungseinrichtung 7, deren Signalausgang zugleich den Ausgang der Anordnung zur Signalverarbeitung 4 darstellt. Die digitale Steuerungseinrichtung 5 umfasst einen Steuerausgang 53 sowie einen Steuerausgang 57. Dabei ist der Steuerausgang 53 über den Einstelleingang 40 der Anordnung zur Signalverarbeitung 4 mit dem Einstelleingang 30 der Frequenzumsetzeinrichtung 3 gekoppelt. Ebenso ist der Steuerausgang 57 über den Einstelleingang 40 mit dem Einstelleingang 70 der Verstärkungseinrichtung 7 gekoppelt. Die Frequenzumsetzeinrichtung 3 dient zum Umsetzen des verstärkten Eingangssignals ES auf ein Ausgangssignal mit einer erhöhten Frequenz. Das Umsetzen der Frequenz wird auch als Mischen oder Aufmodulieren auf eine Trägerfrequenz bezeichnet. Da sich die Zahl der Einstellungssignale im Vergleich zur 1 erhöht hat, ergibt sich in der Regel auch eine höhere Zahl von Kombinationsmöglichkeiten an Verstärkungseinstellungen und Betriebsarten. Dies ermöglicht, bei geeigneter Auswahl der in der Speichereinrichtung 6 abgelegten Einstellworte, den Sendepfad in einem Betriebszustand zu betreiben, der eine glatte lineare Gesamtverstärkungskurve bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch gewährleistet.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer digitalen Steuerungseinrichtung 5 mit einer Speichereinrichtung 6. Die digitale Steuerungseinrichtung 5 umfasst einen Steuerblock 500, der mit dem Eingang der Steuerungseinrichtung 50 gekoppelt ist. Weiterhin finden sich in der digitalen Steuerungseinrichtung 5 drei Digital-Analog-Umsetzer 501, 502 und 503, die mit dem Steuerblock 500 gekoppelt sind. Die Speichereinrichtung 6 umfasst eine Tabelle 600, in der digitale Einstellworte, beziehungsweise digitale Teileinstellworte E11, E12, E13, E21 und so weiter abgelegt sind. Die Speichereinrichtung 6 weist weiterhin eine Programmierschnittstelle 60 auf, die mit der Tabelle 600 gekoppelt ist. Um die für den Betrieb des Sendepfads nötigen Kombinationen an Verstärkungseinstellungen und Betriebsarten bereitstellen zu können, ist es zweckmäßig, diese in der Tabelle 600 abzulegen. Dies wird über die Programmierschnittstelle 60 realisiert, die es ermöglicht, digitale Einstellworte in der Speichereinrichtung 6 und damit in der Tabelle 600 abzulegen.
Ein Datenaustausch zwischen dem Steuerblock 500 und der Tabelle 600 erfolgt über die Datenleitung MEM. Wird nun der digitalen Steuerungseinrichtung 5 über den Eingang 50 ein digitales Steuerwort zugeführt, so wird dieses vom Steuerblock 500 über die Datenleitung MEM als Steuerwort SW an die Speichereinrichtung 6 mit der Tabelle 600 weitergegeben. In Abhängigkeit des weitergegebenen Steuerworts SW wird in der Tabelle eine Tabellenzeile, bestehend zum Beispiel aus den Teileinstellworten E11, E12 und E13, ausgewählt und ausgelesen. Die Tabellenzeile wird nun als Einstellwort EN über die Datenleitung MEM zurück an den Steuerblock 500 geliefert. Dort wird es in die Teileinstellworte E11, E12 und E13 zerlegt. Diese Teileinstellworte werden an die Digital-Analog-Umsetzer 501, 502 und 503 weitergegeben. Die in jeweils ein Analogsignal umgewandelten Teileinstellworte E11, E12 und E13 werden dann über die Steuerausgänge 52, 53 und 57 abgegeben. Jedes Teileinstellwort entspricht somit einer Verstärkungseinstellung bzw. einer ausgewählten Betriebsart.
Die Tabelle 600 kann eine bestimmte Anzahl von Einstellworten beziehungsweise Teileinstellworten fassen. Beispielsweise können bei einem 8-bit breiten Steuerwort 256 verschiedene Einstellworte ausgelesen werden, von denen jedes eine Breite von zum Beispiel 18 Bit aufweist, 6 Bit für jedes Teileinstellwort. Dies entspricht 64 verschiedenen Verstärkungseinstellungen. Alternativ kann das digitale Steuerwort auch 10 Bit breit sein, entsprechend 1024 Einstellworten. Auch die Zahl und Breite der Teileinstellworte ist nicht begrenzt, sondern vielmehr von der gewählten Ausführungsform, insbesondere der Zahl und Genauigkeit der benötigten Einstellungssignale, abhängig.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkungseinrichtung mit mehreren parallel angeordneten Verstärkern. Dabei umfasst die Verstärkungseinrichtung 2 in dieser Ausführungsform vier parallel angeordnete Verstärker 201, 202, 203 und 204, deren Einstelleingang zur variablen Verstärkungseinstellung mit dem Einstelleingang 20 gekoppelt ist. Die parallel angeordneten Verstärker 201, 202, 203 und 204 sind dabei alle eingangsseitig mit dem Signaleingang der Verstärkungseinrichtung 21 verbunden. Ausgangsseitig wird das verstärkte Signal zusammengeführt und wird über den Signalausgang 23 der Verstärkungseinrichtung 2 abgegriffen. Wenigstens einer der parallelen Verstärker, beispielsweise der Verstärker 201, weist eine durch das Einstellungssignal kontinuierlich veränderbare Verstärkung auf. Bei den übrigen Verstärkern 202, 203 und 204 wird durch ein Einstellungssignal jeweils eine aus mindestens zwei Betriebsarten ausgewählt. Dabei können in einer Ausführungsform der eine Betriebszustand ein Abschalten des Verstärkers und der andere Betriebszustand eine Vollaussteuerung des jeweiligen Verstärkers bedeuten. Jeder der vier parallel angeordneten Verstärker 201, 202, 203 und 204 wird durch ein eigenes Einstellungssignal eingestellt. Der Einstelleingang 20 umfasst dabei vier Anschlüsse zur Zuführung der unabhängigen Einstellungssignale. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel für die Verstärkungseinrichtung 2 kann in vergleichbarer Form auch für andere im Sendepfad vorkommende Verstärkungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise für die Verstärkungseinrichtung 7 aus 2. Die parallelen Verstärker sind als spannungsgesteuerte variable Verstärker, VGA ausgeführt. Natürlich ist auch der Einsatz von wertdiskret einstellbaren Verstärkern möglich.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Basisbandeinheit 10. Sie umfasst eine Anordnung 102 zur Erzeugung von Inphase- und Quadratur-Komponenten, I/Q-Komponenten. Diese ist gekoppelt mit einem Steuerwortgenerator 103 zur Erzeugung von digitalen Steuerworten. Die Anordnung 102 umfasst weiterhin einen Eingang 106 zum Zuführen der zu übertragenden Datenworte DATA sowie einen Teilsignalausgang 101a zum Abgreifen der Inphase-Komponente und einen Teilsignalausgang 101b zum Abgreifen der Quadratur-Komponente. Der Steuerwortgenerator 103 weist einen Steuereingang 100 sowie einen Steuerausgang 105 auf. Über den Eingang 106 werden der Basisbandeinheit 10 zu übertragende Datenworte DATA zugeführt, aus denen dann in der Anordnung 102 das zu modulierende Signal in Form einer Inphase-Komponente und einer Quadratur-Komponente erzeugt wird. Die Teilausgänge 101a und 101b werden zum Abgriff der I/Q-Komponenten verwendet und sind mit dem Signaleingang 1 des Sendepfads zur weiteren Verarbeitung gekoppelt. Über den Steuereingang 100 werden dem Steuerwortgenerator 103 Steuerinformationen zugeführt, aus denen beispielsweise Parameter für die I/Q-Komponenten-Erzeugung in der Anordnung 102 abgeleitet werden. Es lassen sich aber daraus auch digitale Steuerworte für die digitale Steuerungseinrichtung 5 erzeugen, die über den Steuerausgang 105 an den Steuereingang 50 der digitalen Steuerungseinrichtung 5 zugeführt werden. Somit wird von der Basisbandeinheit 10 das Übertragungsverhalten des Sendepfads gesteuert.
6 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Sendepfads. Der Sendepfad umfasst einen Teilsignaleingang 1a zur Zuführung einer Inphase-Komponente sowie einen Teilsignaleingang 1b zur Zuführung einer Quadratur-Komponente. Die I/Q-Komponenten werden jeweils einer Verstärkungseinrichtung 2 mit einem Einstelleingang 20 zur variablen Verstärkungseinstellung zugeführt. Die Ausgänge der Verstärkungseinrichtung 2 sind mit der Frequenzumsetzeinrichtung 3 gekoppelt. Diese umfasst einen I/Q-Mischer 3a, der ausgangsseitig mit der Verstärkungseinrichtung 7 verbunden ist. Von der digitalen Steuerungseinrichtung 5 werden auch Einstellungssignale über den Einstelleingang 30 an den I/Q-Mischer 3a zugeführt. Im Sendepfad werden nun die I/Q-Komponenten, die beispielsweise von einer Anordnung gemäß 5 erzeugt werden, weiterverarbeitet. Dabei werden die Inphase- und die Quadratur-Komponente jeweils getrennt in der Verstärkungseinrichtung 2 verstärkt und dann dem I/Q-Mischer 3a zugeführt. Die für die Modulation im I/Q-Mischer notwendigen Hochfrequenzkomponenten werden von einem spannungsgesteuerten Oszillator bereitgestellt und zwar mit einer Phasenlage von 0° für die Inphase-Komponente sowie einer Phasenlage von 90° für die Quadratur-Komponente. Die nun modulierten I/Q-Komponenten werden zusammengeführt und werden nach einer Verstärkung durch die Verstärkungseinrichtung 7 als Ausgangssignal AS über den Signalausgang 9 abgegriffen. Die Einstellung der Betriebsarten sowie der Verstärkungseinstellungen erfolgt wie gehabt über die Steuereinrichtung 5. Auch hier ist es durch die Einstellungsmöglichkeiten durch die nichtlineare Steuerkurve möglich, die Signale immer so zu verarbeiten, dass die Signale am Eingang der jeweils nächsten Stufe so beschaffen sind, dass es nicht zu Übersteuerungseffekten kommt.
7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Sendepfads. Der Verstärkungseinrichtung 7 ist eine weitere Verstärkungseinrichtung 8 zur Leistungsverstärkung nachgeschaltet. Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 8 wird direkt an eine Antenne 99 gelegt. Die Verstärkungseinrichtung 8 weist einen Einstelleingang 80 zur variablen Verstärkungseinstellung auf, der vorzugsweise mit einem Digital-Analog-Umsetzer 504 in der digitalen Steuerungseinrichtung 5 gekoppelt ist. Somit wird durch Zuführen eines digitalen Steuerworts am Eingang 50 der digitalen Steuerungseinrichtung 5 das komplette Übertragungsverhalten des Sendepfads von der Zuführung der zu modulierenden I/Q-Komponenten bis hin zum Abstrahlen des modulierten Signals gesteuert.
8 zeigt an einem Beispiel das erfindungsgemäße Prinzip der Kennliniensteuerung in einem Sendepfad. Ein Signal gemäß Kennlinie C1 wird einem Verstärker 2 zugeführt. Dieser hat ein Übertragungsverhalten gemäß Kennlinie C4. Über einen Einstelleingang wird er gemäß der Kennlinie C5 gesteuert. Sein Ausgangssignal gemäß Kennlinie C2 wird einem weiteren Verstärker 7 zugeführt, der eine Verstärkungskennlinie C6 aufweist und durch die Kennlinie C7 gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 7 verhält sich gemäß Kennlinie C3. Die Anordnung weist weiterhin eine bekannte digitale Steuerungseinrichtung 5 und eine Speichereinrichtung 6 auf. Der Steuerungseinrichtung 5 werden digitale Steuerworte gemäß der Kennlinie C8 zugeführt, welche ein lineares Verhalten der Verstärkerkette im Sendepfad bewirken sollen. Das heißt, bei beispielsweise doppelter Eingangsspannung ergibt sich eine doppelte Ausgangsleistung.
Über die in der Speichereinrichtung 6 abgelegten Einstellworte und den daraus abgeleiteten Einstellungssignalen ergeben sich die Steuerkennlinien C5 und C7 für die Verstärker 2 und 7. Ein Eingangssignal weist beispielsweise gemäß Kennlinie C1 für jede Spannung dieselbe Leistung auf. Der Verstärker 2 hat gemäß Kennlinie C4 ein nichtlineares Übertragungsverhalten, das jedoch durch die Einstellungssignale gemäß der Kennlinie C5 so ausgeglichen wird, dass das verstärkte Signal ein Verhältnis von Leistung zu Spannung gemäß Kennlinie C2 aufweist. Die Kennlinie C2 kann dabei nichtlineares Verhalten darstellen. In ähnlicher Weise wird das Signal nun durch den Verstärker 7 verarbeitet, wobei das nichtlineare Übertragungsverhalten des Verstärkers 7 gemäß Kennlinie C6 durch die Steuerung der Verstärkungseinstellung gemäß Kennlinie C7 aufgehoben wird. Als Ausgangssignal ergibt sich nun ein gewünschtes linear verstärktes Signal mit einem Verhältnis von Leistung zu Spannung gemäß Kennlinie C3. Das gewünschte lineare Übertragungsverhalten der Gesamtstrecke wird durch geschickte Kombinationen von Verstärkungseinstellungen gewährleistet, die als Einstellworte in der Speichereinrichtung 6 abgelegt sind und die nichtlineare Steuerkurve repräsentieren.
In 9 wird ein Ausführungsbeispiel für eine Frequenzumsetzeinrichtung gezeigt. In einem Doppel-Gegentaktmischer wird an den Eingängen LO1 und LO2 das Lokaloszillatorsignal und an den Eingängen NF1 und NF2 das zu modulierende Nutzsignal zugeführt. Am Anschluss VCC wird eine Versorgungsspannung bereitgestellt. Das modulierte Hochfrequenzsignal kann beispielsweise an den Anschlüssen HF1 und HF2 abgegriffen werden. Die Amplitude des Ausgangssignals und damit die Verstärkung des Mischers lässt sich mehrfach beeinflussen. Beispielsweise kann die Stromquelle IX durch ein Steuersignal beeinflusst werden. Auch über eine entsprechende Vorspannung der Transistoren Q5 und Q6 ist eine Verstärkungseinstellung des Mischers möglich. Ebenso kann über so genanntes Shunting der Transistoren Q2 und Q3, das heißt, einem Überbrücken der entsprechenden Strompfade mit einem elektrischen Bauelement zur gezielten Ableitung eines Teils des durchfließenden Stroms, die Verstärkung des Mischers eingestellt werden. Als überbrückende Bauelemente können beispielsweise weitere Transistoren eingesetzt werden, deren Steueranschlüsse mit dem Einstelleingang 30 der Frequenzumsetzeinrichtung gekoppelt sind. Des Weiteren kann die Verstärkung durch eine Beeinflussung der Amplitude des Lokaloszillatorsignals variiert werden. In einem I/Q-Mischer sind in der Regel zwei gleichartige Modulatoren, jeweils für die Inphase-Komponente und die Quadratur-Komponente, eingesetzt.
Die verschiedenen Ausgestaltungen lassen sich kombinieren, ohne dass dies dem Wesen der Erfindung widerspricht. Zusätzlich können als Verstärker sowohl spannungsgesteuerte variable Verstärker, VGA, als auch programmierbare variable Verstärker, englisch: programmable gain amplifier, PGA, eingesetzt werden. Auch eine Kombination der beiden Verstärkertypen ist möglich. Der Sendepfad kann darüber hinaus alleine oder gemeinsam mit einer Basisbandeinheit in einem Halbleiterkörper ausgeführt sein.

Claims

Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät, umfassend: eine Basisbandeinheit (10) zum Erzeugen von zu modulierenden Signalkomponenten aus zu übertragenden Datenworten (DATA) und zur Abgabe der zu modulierenden Signalkomponenten an einem Signalausgang (101a, 101b) der Basisbandeinheit (10), wobei die Basisbandeinheit (10) einen Steuerwortgenerator (103) zur Erzeugung von digitalen Steuerworten aufweist, umfassend einen Steuereingang (100) sowie einen Steuerausgang (105); einen Sendepfad, umfassend • einen Signaleingang (1); • mindestens eine erste Verstärkungseinrichtung (2), die einen Einstelleingang (20) zur variablen Verstärkungseinstellung aufweist; • eine Anordnung zur Signalverarbeitung (4), die mit der Verstärkungseinrichtung (2) gekoppelt ist und einen Einstelleingang (40) für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten aufweist; • einen Signalausgang (9) zum Abgreifen eines Ausgangssignals; • eine digitale Steuerungseinrichtung (5) mit einem Eingang (50) zum Zuführen eines digitalen Steuerworts; • eine Speichereinrichtung (6), in der digitale Einstellworte ablegbar sind; • bei dem die digitale Steuerungseinrichtung (5) mit der Speichereinrichtung (6) gekoppelt ist zum Lesen eines digitalen Einstellworts aus den in der Speichereinrichtung (6) abgelegten digitalen Einstellworten in Abhängigkeit des am Eingang (50) der Steuerungseinrichtung (5) zugeführten digitalen Steuerworts; und • bei dem die digitale Steuerungseinrichtung (5) gekoppelt ist mit dem Einstelleingang (20) der mindestens einen Verstärkungseinrichtung und dem Einstelleingang (40) für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten zum Zuführen von Einstellungssignalen, abgeleitet aus dem gelesenen digitalen Einstellwort; • bei dem die Anordnung zur Signalverarbeitung (4) eine Frequenzumsetzeinrichtung zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals umfasst, die mit dem Einstelleingang (40) für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten gekoppelt ist; wobei der Signaleingang (1) des Sendepfads gekoppelt ist mit dem Signalausgang (101a, 101b) der Basisbandeinheit (10); wobei der Eingang (50) der digitalen Steuerungseinrichtung (5) des Sendepfads gekoppelt ist mit dem Steuerausgang (105) der Basisbandeinheit (10); wobei die Basisbandeinheit (10) und der Sendepfad derart eingerichtet sind, dass das Übertragungsverhalten des Sendepfads von der Basisbandeinheit (10) mittels der digitalen Steuerworte gesteuert wird.
Sendeeinheit nach Anspruch 1, bei dem die Frequenzumsetzeinrichtung als Modulator mit einer kontinuierlich einstellbaren Verstärkung ausgeführt ist, aufweisend einen Einstelleingang (30), der mit dem Einstelleingang (40) für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten gekoppelt ist.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Anordnung zur Signalverarbeitung (4) mindestens eine zweite in ihrer Verstärkung einstellbare Verstärkungseinrichtung (7) umfasst, die mit dem Einstelleingang (40) für ein Signal zur Einstellung einer Betriebsart aus einer Menge von wenigstens zwei einstellbaren Betriebsarten gekoppelt ist.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Speichereinrichtung (6) eine Programmierschnittstelle (60) aufweist, über die die digitalen Einstellworte in der Speichereinrichtung (6) ablegbar sind.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die digitale Steuerungseinrichtung (5) mit wenigstens einem der Einstelleingänge (20, 40) über einen Digital-Analog-Umsetzer (501, 502, 503) zum Umwandeln des digitalen Einstellworts in analoge Einstellungssignale gekoppelt ist.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem mindestens die erste Verstärkungseinrichtung (2) mehrere parallel angeordnete Verstärker (201, 202, 203, 204) umfasst, von denen wenigstens einer durch das Einstellungssignal in der Verstärkung kontinuierlich einstellbar ist und die übrigen mindestens zwei durch das Einstellungssignal steuerbare Verstärkungseinstellungen aufweisen.
Sendeeinheit nach Anspruch 6, bei dem zwei der mehreren parallel angeordneten Verstärker in ihrer maximalen Verstärkungseinstellung einen um den Faktor zwei unterschiedlichen Verstärkungsfaktor aufweisen.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Einstellwort mindestens zwei Teileinstellworte umfasst und die Steuerungseinrichtung (5) ausgebildet ist zur Ableitung der Einstellungssignale an den Teileinstellworten.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Signaleingang (1) des Sendepfads einen ersten Teileingang (1a) zur Zuführung einer Inphase-Komponente (I) und einen zweiten Teileingang (1b) zur Zuführung einer Quadratur-Komponente (Q) umfasst und die Anordnung zur Signalverarbeitung einen I/Q-Mischer (3a) aufweist.
Sendeeinheit nach Anspruch 9, bei dem die Basisbandeinheit (10) zwei Teilausgänge (101a, 101b) umfasst, die zur Erzeugung einer zu modulierenden Inphase-Komponente (I) und einer zu modulierenden Quadratur-Komponente (Q) aus zu übertragenden Datenworten (DATA) und zur Abgabe der Inphase-Komponente (I) an den ersten Teilausgang (101a) und zur Abgabe der Quadratur-Komponente (Q) an den zweiten Teilausgang (101b) ausgebildet ist.
Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Sendepfad in einem Halbleiterkörper ausgebildet ist und der Signaleingang (1) und der Signalausgang (9) des Sendepfads durch Kontaktstellen auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers herausgeführt sind.
Verwendung einer Sendeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Sende-/Empfangseinheit in einem Mobilfunkgerät.
Verfahren zur Signalverarbeitung in einer Sendeeinheit für ein Mobilfunkgerät, umfassend die Schritte: Durchführen der folgenden Schritte in einer Basisbandeinheit (10) der Sendeeinheit: • Erzeugen von zu modulierenden Signalkomponenten aus zu übertragenden Datenworten (DATA) in einer Basisbandeinheit (10); • Abgeben der zu modulierenden Signalkomponenten an einem Signalausgang (101a, 101b) der Basisbandeinheit (10); • Erzeugen eines digitalen Steuerworts mittels eines Steuerwortgenerators (103) der Basisbandeinheit (10); • Abgeben digitaler Steuerworte an einem Steuerausgang (105) der Basisbandeinheit (10); Durchführen der folgenden Schritte in einem Sendepfad der Sendeeinheit: • Empfangen der zu modulierenden Signalkomponenten von der Basisbandeinheit (10); • Empfangen des digitalen Steuerworts von der Basisbandeinheit (10); • Frequenzumsetzen der zu modulierenden Signalkomponenten zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals; • Ermitteln eines digitalen Einstellworts in Abhängigkeit des digitalen Steuerworts; • Erzeugen von wenigstens zwei Einstellungssignalen aus dem ermittelten Einstellwort; • Verstärken der zu modulierenden Signalkomponenten in Abhängigkeit der wenigstens zwei Einstellungssignale; wobei das Übertragungsverhalten des Sendepfads von der Basisbandeinheit (10) mittels der digitalen Steuerworte gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Schritt des Verstärkens die Schritte umfasst: • Bereitstellen wenigstens einer Verstärkungseinrichtung; • Bereitstellen wenigstens einer Anordnung zur Signalverarbeitung mit wenigstens zwei annehmbaren Betriebsarten; • Einstellen der Verstärkung der wenigstens einen Verstärkungseinrichtung durch ein erstes der wenigstens zwei Einstellungssignale; • Einstellen einer der wenigstens zwei Betriebsarten der wenigstens einen Anordnung zur Signalverarbeitung durch ein zweites der wenigstens zwei Einstellungssignale; • Zuführen der Eingangssignals an die Verstärkungseinrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, bei dem der Schritt des Erzeugens das Umwandeln des digitalen Einstellworts in mindestens zwei analoge Einstellungssignale umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem der Schritt des Erzeugens die Schritte umfasst: • Zerlegen des digitalen Einstellworts in wenigstens zwei Teileinstellworte; • Erzeugen von Einstellungssignalen aus den wenigstens zwei Teileinstellworten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem der Schritt des Ermittelns eines digitalen Einstellworts die Schritte umfasst: • Bereitstellen einer Tabelle, in der eine Vielzahl von digitalen Einstellworten abgelegt ist; • Lesen eines digitalen Einstellworts aus der Vielzahl der in der Tabelle abgelegten Einstellworte in Abhängigkeit des digitalen Steuerworts.