DE602004006370T2

DE602004006370T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung des Sendeleistungswirkungsgrades

Info

Publication number: DE602004006370T2
Application number: DE602004006370T
Authority: DE
Inventors: Xin Jin; Jiao Qingzhong; Wen Chan
Original assignee: Research in Motion Ltd
Current assignee: BlackBerry Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2024-02-28
Also published as: JP4204566B2; EP1569359A1; CA2495010A1; ATE362235T1; DE602004006370D1; SG114693A1; JP2005244996A; HK1081343A1; EP1569359B1; CN1661927A; CN100456641C; KR100669967B1; KR20060042244A; CA2495010C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Leistungswirkungsgrad in drahtlosen Sendern und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Optimieren des Sendeleistungs-Wirkungsgrads.
Batterielebensdauer oder Leistungswirkungsgrad ist ein Hauptkriterium für die Leistungsfähigkeit drahtloser Kommunikationseinrichtungen und vieler anderer Arten von drahtlosen Sendern. Der Leistungswirkungsgrad ist wichtiger geworden, da drahtlose Kommunikationseinrichtungen sich auf das Liefern von Multimediendiensten verlegen, die sehr viel mehr Leistung aufnehmen als traditionelle Sprachdienste. Das Verbessern des Wirkungsgrads des Senderbauteils von drahtlosen Kommunikationseinrichtungen spielt eine wichtige Rolle beim Verbessern der Leistungsfähigkeit solcher Einrichtungen.
In einem Aspekt des Bedarfs an verbessertem Leistungswirkungsgrad weisen derartige neue Modulationsverfahren, wie Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA), OFDM-Technik (Orthogonal Frequency Division Mulitplexing) und andere Arten der Mehrträgermodulationen sowie aus diesen gebildete Kombinationen, hohe Verhältnisse der Spitzenleistung zur mittleren Leistung (PAPR) in der Sendeleistung auf. Außerdem ändert sich das PAPR mit der Zeit, was von einer Sendedaten-Formatkonfiguration abhängt. Solche hohen und variablen PAPR-Werte erfordern, dass der Sender (einschließlich des Leistungsverstärkers) einen großen Dynamikbereich und gute Linearität bereitstellt.
In einem weiteren Aspekt des Bedarfs an verbessertem Leistungswirkungsgrad erfordern viele Kommunikationsstandards, wie cdma2000, 1xEV-DO (1x Evolution Data Only), 1xEV-DV (1x Evolution Data and Voice) und UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), dass die Variation der Sendeleistung über einen weiten Bereich gesteuert wird, z. B. von unter –50 dBm bis über 23 dBm für cdma2000-Einrichtungen. Außerdem ist die Variationsgeschwindigkeit von Leistung und PAPR auch sehr hoch. Beispielsweise beträgt die Geschwindigkeit der Leistungsvariation bei cdma2000 bis zu 800 dB pro Sekunde, und das PAPR kann alle 20 ms variieren. Es ist eine Herausforderung, einen Sender so zu konstruieren, dass er unter all diesen Bedingungen gut arbeitet, ohne den Wirkungsgrad der Leistungsaufnahme zu opfern.
In einigen bekannten Verfahren zum Verbessern des Senderwirkungsgrads in Sendern mit variierender Sendeleistung und/oder variierendem PAPR stellen die Senderschaltungen mindestens einen Steuerport bereit, um bestimmte Parameter innerhalb der Senderschaltungen auf kontinuierliche Weise und/oder digitale Weise zu steuern. Die Parameter in den Senderschaltungen können irgendwelche physikalischen Größen sein, die unter einer gegebenen Bedingung zum Austausch gegen Wirkungsgrad benutzt werden können.
Die Steuerports können Parameter steuern, einschließlich (aber nicht darauf beschränkt) Vorspannung, Stromversorgungsspannung, Ein- oder Ausschaltstufen und Kombinationen derselben. Insbesondere kann die Vorspannung an jeder oder einigen der Verstärkungseinrichtungen innerhalb eines Leistungsverstärkers gesteuert werden. Das Ziel besteht darin, die Vorspannung so zu steuern, dass sie nicht größer als nötig ist, um Außerband-Störstrahlungen zu beschränken, wie durch eine vorbestimmte Anforderung angegeben ist, und für alle gegebenen Werte der Sendeleistung und/oder des PAPR in einem unterstützten Bereich die Qualität der Wellenform aufrechtzuerhalten. Die Stromversorgungsspannungen für alle oder ausgewählte Stufen des Leistungsverstärkers und/oder anderer Schaltungen im Sender können so gesteuert werden, dass die Spannung durch widerstandslose Regelmittel (z. B. Schaltstromversorgung) an die Schaltungen (mindestens teilweise) angelegt wird, um daraus den Nutzen der Stromersparnis zu ziehen. Das Ziel besteht darin, die Spannung nicht mehr zu steuern als nötig ist, um Außerband-Strahlungsstörungen zu beschränken, wie von einer vorbestimmten Anforderung angegeben ist, und für jeden gegebenen Wert der Sendeleistung und/oder des PAPR in einem unterstützten Bereich die Qualität der Wellenform aufrechtzuerhalten. Außerdem können ausgewählte Stufen gemäß den Werten der Sendeleistung und/oder des PAPR ein- oder ausgeschaltet werden.
US6,178,313 , an Mages erteilt, zeigt ein System zum Verbessern des Leistungswirkungsgrads in einem Funksender durch Steuern der Verstärkung des Leistungsverstärkers. Leistungssteuerbits können vom Funkempfänger empfangen werden und an einen Regler weitergeleitet werden, wo sie von einem Leistungssteuerbit-Extrahierbauteil extrahiert werden. Die Steuerbits gehen dann weiter an einen Verstärkungsregler. Ein Rechner im Verstärkungsregler benutzt diese zum Bestimmen einer Verstärkungsebene. Dann wird auf einen Speicher zugegriffen, der die Verstärkungsebenen des Leistungsverstärkers mit den entsprechenden Vorspannungsstromebenen indexiert. Der Leistungsverstärker ist dann mit dieser Vorspannungsstromebene vorgespannt.
Trotz der durch diese früheren Verfahren repräsentierten Fortschritte findet die Optimierung des Sendeleistungs-Wirkungsgrads weiterhin beträchtliche Beachtung.
ALLGEMEINES
In einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Optimieren des Sendeleistungs-Wirkungsgrads wird eine schnelle ungefähre Einstellung eines Senderparameters, in Hardware implementiert und mit einer Rückführungskorrektur-Einstellung des Senderparameters kombiniert, wobei die Rückführungskorrektur-Einstellung in Software implementiert ist. Die auf Software basierte Rückführungskorrektur-Einstellung ist langsamer als die auf Hardware basierte schnelle ungefähre Einstellung, ist dafür aber genauer. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Optimieren des Wirkungsgrads sind gemäß den beigefügten Patentansprüchen bereitgestellt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Wirkungsgrad-Optimierungsvorrichtung zum Optimieren des Leistungswirkungsgrads in einem Sender bereitgestellt. Die Wirkungsgrad-Optimierungsvorrichtung umfasst einen Sendeleistungsgenerator, der betriebsfähig ist, eine Anzeige der erwünschten mittleren Sendeleistung zu erzeugen, einen Signalwandler, der betriebsfähig ist, ein erstes Einstellsignal zu erzeugen, das mindestens teilweise auf der Anzeige der erwünschten durchschnittlichen Sendeleistung beruht, einen Prozessor und einen Summierer. Der Prozessor ist betriebsfähig, ein zweites Einstellsignal zu erzeugen, das mindestens teilweise auf der Anzeige der erwünschten durchschnittlichen Sendeleistung basiert, eine Differenz zwischen dem ersten Einstellsignal und dem zweiten Einstellsignal zu bestimmen und einen auf der Differenz basierenden Korrekturwert zu erzeugen. Der Summierer ist betriebsfähig, ein auf dem Korrekturwert und dem ersten Einstellsignal basierendes Parametersignal zu erzeugen, um einen Betriebsaspekt des Senders zu steuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Optimieren des Leistungswirkungsgrads in einem Sender bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Generieren einer Anzeige der erwünschten durchschnittlichen Sendeleistung, das Erzeugen eines auf der Anzeige der erwünschten durchschnittlichen Sendeleistung beruhenden ersten Einstellsignals, das Erzeugen eines auf der Anzeige der erwünschten durchschnittlichen Sendeleistung beruhenden zweiten Einstellwerts, das Bestimmen einer Differenz zwischen einem auf dem ersten Einstellsignal basierenden ersten Einstellwert und dem zweiten Einstellwert, das Erzeugen eines auf der Differenz basierenden Korrekturwerts und das Erzeugen eines Parametersignals, um einen Betriebsaspekt des Senders auf der Basis des Korrekturwerts und des ersten Einstellsignals zu steuern.
Durchschnittsfachleuten werden andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung deutlich werden, nachdem sie die nachfolgende Beschreibung spezifischer Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen überdacht haben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen werden beispielhafte Ausführungsarten dieser Erfindung veranschaulicht, wobei:
1 eine drahtlose Kommunikationseinrichtung veranschaulicht, für die Aspekte der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können;
2 eine Vorrichtung zum Optimieren des Sendeleistungs-Wirkungsgrads unter Einsatz eines Optimierer-Skalierbauteils gemäß einer ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 eine Vorrichtung zum Optimieren des Sendeleistungs-Wirkungsgrads unter Einsatz eines stückweisen Begrenzers gemäß einer zweiten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 eine Übertragungsfunktion des stückweisen Begrenzers zur Verwendung in der Vorrichtung von 3 gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5 eine optionale Abänderung der Vorrichtung von 2 und 3 veranschaulicht;
6 Schritte in einem Verfahren zum Bestimmen eines Mapper-Bauteils der Vorrichtung von 2 und 3 veranschaulicht; und
7 Schritte in einem Verfahren zum Bestimmen von einem oder mehreren Parameter des Optimierer-Skalierbauteils von 2 oder des stückweisen Begrenzers von 3 veranschaulicht.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSARTEN
Ein Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 wird in 1 veranschaulicht, umfassend: einen Sender 102, einen Empfänger 110 und eine oder mehrere Antennen 106, 107. Außerdem stellt ein Sendeleistungs-Wirkungsgradoptimierer 104 die Eingabe für den Sender 102 bereit, um den Leistungswirkungsgrad des Senders 102 zu optimieren. Die Hauptausgabe des Empfängers 110 wird zur Verwendung durch Kommunikationseinrichtungs-Funktionen 112 empfangen, die beispielsweise Sprach- oder Datenanwendungen umfassen können; da aber solche Funktionen mit der vorliegenden Anwendung nicht eng verbunden sind, wurden weitere Details ausgelassen. Eine Sekundärausgabe des Empfängers 110 wird zur Benutzung durch den Sendeleistungs-Wirkungsgradoptimierer 104 empfangen, wie hierin nachfolgend beschrieben wird. Ein Kanalcodierer und -modulator 108 kann ein Signal von den Kommunikationseinrichtungs-Funktionen 112 empfangen, kann dem Sender 102 ein Signal zum Senden liefern und kann dem Sendeleistungs-Wirkungsgradoptimierer 104 eine Anzeige eines Datenformats des an den Sender 102 gelieferten Signals liefern. Fachleuten sollte verständlich sein, dass in 1 mit Rücksicht auf die Klarheit der Veranschaulichung viele Hauptbauteile der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 ausgelassen wurden.
Die spezifische Konstruktion und Implementierung der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 hängt vom Kommunikationsnetz ab, in dem die drahtlose Kommunikationseinrichtung 100 arbeiten soll. Beispielsweise kann die drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 konstruiert sein, um mit den mobilen Datenkommunikationsnetzen Mobitex^TM, DataTAC^TM oder General Packet Radio Service (GPRS) zu arbeiten, und auch dazu konstruiert sein, mit einer Vielfalt von Sprachkommunikationsnetzen wie AMPS, TDMA, CDMA, PCS, GSM UMTS usw. zu arbeiten. Auch andere Arten von Daten- und Sprachnetzen, sowohl getrennt als auch integriert, können mit der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 genutzt werden.
2 veranschaulicht detailliert den Wirkungsgradoptimierer 104 zusammen mit einem Abschnitt des Senders 102. Insbesondere wird gezeigt, dass der Sender 102 einen AVR-Verstärker 208 (AVR = automatische Verstärkungsregelung) enthält, dessen Ausgabe von einem Leistungsverstärker 214 empfangen wird, dessen Ausgabe wiederum von einer Antenne 106 (1) empfangen wird. Als Teil des Wirkungsgradoptimierers 104 empfängt ein Sendeleistungsgenerator 202 Leistungssteuersignale vom Empfänger 110. Die Leistungssteuersignale können Leistungssteuerbefehle mit Rückführung von einer Basisstation und ein Empfangssignalstärke-Anzeigesignal (RSSI-Signal) für Leistungssteuerung ohne Rückführung umfassen und können außerdem ein Signal für das Pilotstärke-Interferenz-Verhältnis umfassen, ebenfalls für Leistungssteuerung ohne Rückführung. Mindestens teilweise auf der Basis der Leistungssteuersignale liefert dann der Sendeleistungsgenerator 202 einen erwünschten mittleren Sendeleistungswert „Tx_pwr" (in dBm oder Einheiten, die der Leistung in dBm proportional sind), der an der Antenne 106 erwartet wird.
Der Tx_pwr-Wert wird vom Sendeleistungsgenerator 202 an einen Verstärkungsregler 204 geschickt. Die Ausgabe des Verstärkungsreglers 204 wird von einem Verstärkungs-D/A-Wandler 206 von digital in analog umgewandelt und dann an den AVR-Verstärker 208 des Senders 102 geschickt. Die Ausgabe des Verstärkungs-D/A-Wandlers 206 wird auch an einen Signalwandler geschickt, der das an den AVR-Verstärker 208 geschickte Signal in ein Einstellsignal umwandelt, das eine Approximation eines Signals ist, das dazu benutzt werden kann, um einen Parameter des Leistungsverstärkers 214 zu steuern. In der Ausführungsart von 2 ist der Signalwandler ein Optimierer-Skalierbauteil 210. Der Skalierfaktor S des Optimierer-Skalierbauteils 210 wird in einer Konstruktionsphase bestimmt, die hierin nachfolgend in Verbindung mit 7 beschrieben wird.
Der Parameter des vom Wirkungsgradoptimierer 104 gesteuerten Leistungsverstärkers 214 kann, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Folgendes sein:
Dynamikbereich, Verstärkung, Vorspannung oder Ruhestrom, Stromflusswinkel, Stromversorgungsspannung, ein Ladungsarbeitszyklus, eine Last oder eine Impedanz.
Die Ausgabe des Optimierer-Skalierbauteils 210 wird mit einem Korrektursignal „x" (das hierin nachfolgend beschrieben wird) an einem Einstellsignal-Summierer 212 summiert, dessen Ausgabesignal, ein hierin mit „y" bezeichnetes Leistungsverstärker-Parametersignal, vom Leistungsverstärker 214 und/oder anderen (nicht gezeigten) Teilen des Senders 102 empfangen wird. Solche anderen Teile eines Senders 102 können beispielsweise ein Schaltnetzteil für den Leistungsverstärker 214 enthalten. Außerdem wird das Leistungsverstärker-Parametersignal y durch einen A/D-Wandler 216 aus einem Analogsignal in ein Digitalsignal „y_d" umgewandelt.
Ein nichtlinearer Mapper 218 speichert eine Mapping-Tabelle, die erwünschte Werte von y_d als eine Funktion von Tx_pwr enthält, in der Abbildung durch y_i markiert. Für einen gegebenen Wert für Tx_pwr vom Sendeleistungsgenerator 202 wird vom nichtlinearen Mapper 218 y_i, ein erwünschter Wert für y_d, bestimmt und ausgegeben. Eine Differenz zwischen y_i und dem vom A/D-Wandler 216 gelieferten Wert y_d wird von einem Subtrahierer 220 bestimmt.
Die Differenz kann durch einen Begrenzer 222 so begrenzt werden, dass ein begrenzter Wert der Differenz am Ausgang des Begrenzers 222 einen Grenzwert D_max nicht überschreitet. Der begrenzte Wert der Differenz wird an einen Akkumulator 224 geschickt, dessen digitale Ausgabe durch einen AKK-D/A-Wandler 228 in ein analoges Korrektursignal x umgewandelt wird.
Wenn der Sender 102 gerade eingeschaltet worden ist, ist der erste Ausgabewert des Akkumulators ein „Ausgangswert", der als eine Konstante vorbestimmt ist, die in einem Ausgangswertspeicher 226 gespeichert werden kann.
3 veranschaulicht einen alternativen Wirkungsgradoptimierer 304, worin der Signalwandler ein stückweiser Begrenzer 310 ist. Als solche wird die Ausgabe des Verstärkungs-D/A-Wandlers 206 im alternativen Wirkungsgradoptimierer 304 an den stückweisen Begrenzer 310 geschickt, und die Ausgabe des stückweisen Begrenzers 310 wird am Einstellsignal-Summierer 212 mit dem Korrektursignal x summiert, um das Leistungsverstärker-Parametersignal y zu erzeugen, das vom Leistungsverstärker 214 des Senders 102 empfangen wird. Der stückweise Begrenzer 310 hat Parameter, die entweder vorbestimmt und fixiert sein können oder durch einen Mikroprozessor oder Regler (nicht gezeigt) in der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 programmierbar sind. Im ersten Fall werden die Parameter in der Konstruktionsphase der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 optimiert und bestimmt. Im letzteren Fall können die Parameter in Echtzeit programmiert werden als Reaktion auf derartige variierende Arbeitsbedingungen wie Betriebstemperatur des Senders 102, Batterieparameter der diesen Sender 102 versorgenden Batterie (nicht gezeigt), Sendefrequenz des Senders 102 und/oder die Anzeige eines Datenformats des durch den Kanalcodierer und -modulator 108 gesendeten Signals (wie in 1 gezeigt ist).
4 zeigt eine exemplarische Eingabe-zu-Ausgabe-Übertragungsfunktion des stückweisen Begrenzers 310. Ist der stückweise Begrenzer 310 programmierbar, dann können die programmierbaren Parameter, wie gezeigt ist, die untere Begrenzungsebene A, die obere Begrenzungsebene B, den unteren Knickpunkt C, den oberen Knickpunkt D und/oder die Flankensteilheit k (nicht alle diese Parameter sind unabhängig) enthalten. Eine andere stückweise Anordnung kann auch als geeignet benutzt werden. Die detaillierte Implementierung ist Fachleuten bekannt und wird deshalb nicht beschrieben.
In 5 wird noch eine weitere alternative Ausführungsart veranschaulicht, die entweder auf die Ausführungsart der 2 oder die Ausführungsart der 3 angewendet werden kann. Ein weiterer alternativer Wirkungsgradoptimierer 504 enthält den Sendeleistungsgenerator 202 und den nichtlinearen Mapper 218, der von den Wirkungsgradoptimierern 104, 304 der 2 und 3 her geläufig ist. Anstelle einer direkten Verbindung zwischen dem Sendeleistungsgenerator 202 und dem Eingang zum nichtlinearen Mapper 218 empfängt jedoch ein Sendeleistungs-Summierer 506 die Ausgabe des Sendeleistungsgenerators 202 und gibt dem nichtlinearen Mapper 218 die Summe der Ausgabe des Sendeleistungsgenerators 202 und eines vom PAPR-Mapper 502 empfangenen Eingabesignals. Der PAPR-Mapper 502 empfängt einen Datenanzeiger r vom Datencodierer und -modulator 108 (1). Der PAPR-Mapper 502 enthält eine Mapping-Tabelle, die den PAPR-Wert des Sendesignals des Kanalcodierers und -modulators 108 mit dem Datenanzeiger r in Beziehung setzt. Der PAPR-Mapper Ausgabewert ist vorzugsweise in dB oder proportional zu dB mit demselben Faktor, der in der Ausgabe des Sendeleistungsgenerators 202 benutzt wird. Als Alternative können Ausgaben des Sendeleistungsgenerators 202 und des PAPR-Mappers 502 auch linear skaliert sein. Wird eine lineare Skala benutzt, dann muss der Summierer 506 durch einen Muliplizierer ersetzt werden.
Im Überblick: Der Leistungswirkungsgrad des Senders 102 wird durch Steuerung eines ausgewählten Betriebsaspekts des Senders 102 optimiert, beispielsweise eines Parameters des Leistungsverstärkers 214. Die Steuerung des Parameters basiert mindestens teilweise auf einer erzeugten Anzeige der erwünschten durchschnittlichen Sendeleistung. Auf der Basis dieser Anzeige erzeugt ein Hardwarepfad ein analoges erstes Einstellsignal und einen entsprechenden digitalen ersten Einstellwert, und ein Softwarepfad erzeugt einen digitalen zweiten Einstellwert, wo der zweite Einstellwert vorher dazu bestimmt wurde, der bestimmten Anzeige erwünschter durchschnittlicher Sendeleistung durch Kalibieren zu entsprechen. Eine Differenz zwischen dem ersten Einstellwert und dem zweiten Einstellwert wird zum Erzeugen eines Korrekturwerts benutzt, der in ein Korrektursignal umgewandelt wird, das danach benutzt wird, um das erste Einstellsignal zu ändern und ein Signal zum Steuern des ausgewählten Betriebsaspekts des Senders 102 zu erzeugen.
Auf 2 bezugnehmend: In Betrieb wird der erwünschte durchschnittliche Sendeleistungswert Tx_pwr durch den Sendeleistungsgenerator 202 an den Verstärkungsregler 204 geschickt. Der Sendeleistungsgenerator 202 kann die erwünschte durchschnittliche Sendeleistung auf der Basis von Information erzeugen, die durch den Empfänger und Kommunikation von einer Basisstation zur Verfügung gestellt wird, an die die drahtlose Kommunikationseinrichtung 100 sendet. Es ist bekannt, dass eine drahtlose Kommunikationseinrichtung die über die Vorwärtsverbindung (oder das Downlink) von der Basisstation empfangenen Signaleigenschaften benutzen kann, um eine den Kenndaten des drahtlosen Kanals der Rückwärtsverbindung (oder des Uplinks) entsprechende Einstellung auszuführen, und dass Basisstationen außerdem Leistungssteuersignale an zugehörige drahtlose Einrichtungen übertragen können, um eine den Kenndaten des drahtlosen Kanals von der drahtlosen Einrichtung zur Basisstation in der Rückwärtsverbindung (oder dem Uplink) entsprechende Einstellung auszuführen. Solche Leistungssteuerverfahren können mit einem Leistungssteuerverfahren ohne Rückführung, mit einem Leistungssteuerverfahren mit Rückführung und/oder mit anderen bekannten Leistungssteuerverfahren verbunden sein.
Bei Leistungssteuerung ohne Rückführung kann die drahtlose Einrichtung beispielsweise eine empfangene Gesamtsignalstärke, ein Pilotstärke-Interferenz-Verhältnis und interne Algorithmen benutzen, um die erwünschte durchschnittliche Sendeleistung zu schätzen und einzustellen. Die unter Verwendung von Leistungssteuerung ohne Rückführung erzeugte durchschnittliche Sendeleistung kann auf einer effektiv kontinuierlichen Basis durch Leistungssteuersignale mit Rückführung weiter eingestellt werden, die die drahtlose Kommunikationseinrichtung 100 von der Basisstation empfängt. Diese Leistungssteuersignale und -verfahren sind im Fachgebiet bekannt und werden nicht weiter erörtert.
Da die Leistungssteuerung der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 mit der Zeit variiert, variiert die erwünschte durchschnittliche Sendeleistung Tx_pwr mit der Zeit. Bemerkenswerterweise kann der Tx_pwr-Wert sehr schnell variieren. Beispielsweise erfolgt gemäß dem bekannten cdma2000-Standard alle 1,25 ms eine Aktualisierung (sodass der Sendeleistungsgenerator 202 einen neuen Tx_pwr-Wert erzeugt).
Der Verstärkungsregler 204 kann, ist aber nicht darauf beschränkt, solche Funktionen wie Datenformatänderung, nichtlineares Mapping, Änderung der Aktualisierungsrate usw. ausführen und wird hierin nicht weiter detailliert, da Verstärkungsregler im Fachgebiet bekannt sind. Die Ausgabe des Verstärkungsreglers 204 wird durch den D/A-Wandler 206 aus einer Reihe digitaler Samplewerte in ein Analogsender-AVR-Signal „Tx_AVR" umgewandelt. Das Tx_AVR-Signal wird dann an den AVR-Verstärker 208 geschickt, um die Verstärkung des Senders 102 zu steuern. Das Tx_AVR-Signal wird auch an das Optimierer-Skalierbauteil 210 geschickt.
Eine skalierte Version des Tx_AVR-Signals am Ausgang des Optimierer-Skalierbauteils 210, d. h. eine Approximation des erwünschten Werts des Leistungsverstärker-Parametersignals, optimiert für die bestimmte erwünschte durchschnittliche Sendeleistung (wie hierin nachfolgend in Verbindung mit 7 beschrieben), wird mit dem Korrektursignal x am Einstellsignal-Summierer 212 summiert, um das Leistungsverstärker-Parametersignal y zu erzeugen. Das Leistungsverstärker-Parametersignal y kann als eine verbesserte Schätzung des für die bestimmte erwünschte durchschnittliche Sendeleistung optimierten Leistungsverstärker-Parameters angesehen werden. Zusätzlich wird das Leistungsverstärker-Parametersignal y durch den A/D-Wandler 216 vom Analogsignal am Ausgang des Einstellsignal-Summierers 212 in das Digitalsignal y_d umgewandelt.
Der nichtlineare Mapper 218 speichert eine Mapping-Tabelle, die erwünschte Werte von y_d als eine Funktion der Tx_pwr-Ausgabe durch den Sendeleistungsgenerator 202 enthält. Ein Verfahren zum Bestimmen dieser erwünschten Werte wird hierin nachfolgend bereitgestellt. Während der Sender 102 eingeschaltet ist, wird der Tx_pwr-Wert durch den Prozessor 230 gesampelt und periodisch, z. B. alle 20 ms, an den nichtlinearen Mapper 218 geschickt, und der Tx_pwr-Wert wird vom nichtlinearen Mapper 218 benutzt, um einen Interpolationswert y_i zu bestimmen.
Eine Differenz (y_i – y_d) zwischen dem Interpolationswert y_i und dem gesampelten Augenblickswert des Digitalsignals y_d, das für das dem Leistungsverstärker 214 gelieferte analoge Leistungsverstärker-Parametersignal repräsentativ ist, wird durch den Subtrahierer 220 bestimmt. Die Differenz kann dann durch den Begrenzer 222 begrenzt werden, sodass der begrenzte Wert am Ausgang des Begrenzers 222 einen Grenzwert ±D_max nicht übersteigt. Abhängig von der Wahl des Werts D_max, der in der Konstruktionsphase optimiert wird, wie hierin nachfolgend weiter beschrieben wird, kann der Gebrauch des Begrenzers für die Implementierung dieser Erfindung optional sein. Der Begrenzer-Ausgabewert, der positiv oder negativ sein kann, wird zu dem schon im Akkumulator 224 gespeicherten vorherigen Wert addiert, um den Wert eines digitalen Korrektursignals zu verbessern. Der Akkumulator 224 gibt anschließend den Wert des digitalen Korrektursignals aus, das vom AKK-D/A-Wandler 228 in das analoge Korrektursignal x umgewandelt wird.
Ein empfohlener Wert für einen vom Ausgangswertspeicher 226 an den Akkumulator 224 gelieferten Ausgangswert ist der mittlere Wert des Ausgabebereichs des AKK-D/A-Wandlers 228. Ein Kennwert, der als der gemessene Mittelwert des Korrektursignals x erhalten wird, nachfolgend über eine Anzahl von Einrichtungen gemittelt, kann auch vom Ausgangswertspeicher 226 zum Gebrauch als der Ausgangswert gespeichert werden.
Während der Sendung führen kontinuierliche Änderungen im Tx_AVR-Signal, aus dem Tx_pwr-Signal erzeugt, das gemäß Leistungssteuerung ohne Rückführung und/oder mit Rückführung erzeugt wurde, zu kontinuierlichen Einstellungen der an der Antenne 106 gesendeten Leistung. Mittlerweile führen Änderungen im Tx_AVR-Signal zu Änderungen im Leistungsverstärker-Parametersignal y, das den Leistungswirkungsgrad optimieren soll. Für jeden gegebenen Tx_pwr-Wert meldet ein Rückfühnrungspfad das angewendete Leistungsverstärker-Parametersignal y durch den A/D-Wandler 216. Der gemeldete Wert y_d wird mit einem vorgespeicherten Interpolationswert y_i verglichen, der vom nichtlinearen Mapper 218 am gegebenen Tx_pwr-Wert bestimmt wird. Wenn bestimmt ist, dass die Differenz zwischen dem gemeldeten Wert und dem Interpolationswert gleich null ist, dann wird das angewendete Leistungsverstärker-Parametersignal y als optimal angesehen, und es wird bestimmt, dass keine Korrektur erforderlich ist. Ist die Differenz jedoch nicht gleich null, dann wird die Differenz benutzt, um das Korrektursignal x zum Korrigieren des Leistungsverstärker-Parametersignals y zu erzeugen, und die Iteration wird fortgesetzt, um zu versuchen, die Differenz zu reduzieren, bis die Differenz gleich null ist.
Die Bestimmung der Notwendigkeit und des Grads der Korrektur durch den nichtlinearen Mapper 218, den Subtrahierer 220, den Begrenzer 222 und den Akkumulator 224 kann bemerkenswerterweise in Software implementiert sein, die auf einem Mikroprozessor läuft. Als solche sind diese Bauteile in 2 und 3 als in einem Prozessor 230 angeordnet veranschaulicht.
Nach einer schnellen Änderung in der erwünschten Sendeleistung kann der Signalwandler (z. B. das Optimierer-Skalierbauteil 210), der in Hardware implementiert ist, schnell eine Approximation des erwünschten Leistungsverstärker-Parameterwerts am Signal y erzeugen, der neuen Sendeleistung entsprechend. Der nichtlineare Mapper 218 kann dann nach einer Verzögerung einen erwünschten Wert y_i für das Leistungsverstärker-Parametersignal y erzeugen, der neuen Sendeleistung entsprechend. Da der vom nichtlinearen Mapper 218 erzeugte Wert y_i im Allgemeinen genauer ist als die vom Signalwandler erzeugte Approximation, wird in den Hardware- und Softwareaspekten des Wirkungsgradoptimierers 104 jeweils eine Stärke erkennbar. Eine Stärke des Hardwareaspekts liegt nämlich in der Antwortgeschwindigkeit, und eine Stärke des Softwareaspekts liegt in der Genauigkeit.
Die Werte der Nachschlagetabelle im nichtlinearen Mapper 218 werden durch das Kennzeichnen mehrerer Sampleeinrichtungen während einer Konstruktionsphase optimiert, wie in 6 veranschaulicht ist. Zuerst wird eine Leistungsebene ausgewählt (Schritt 602). Dann wird an der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 die Sendung auf der ausgewählten Leistungsebene ausgeführt (Schritt 604). Die ausgewählte Leistungsebene wird dadurch konstant gehalten, dass der Wert von Tx_AVR am Verstärkungs-D/A-Wandler 206 gesteuert wird, während Außerband-Störstrahlungen am Ausgang des Leistungsverstärkers 214 überwacht werden. Während die Überwachung der Außerband-Störstrahlungen am Ausgang des Leistungsverstärkers 214 fortgesetzt wird, wird das Leistungsverstärker-Parametersignal y variiert (Schritt 606), bis bestimmt ist (Schritt 608), dass die Außerband-Störstrahlungen genau oder ungefähr an einem vorbestimmten Konstruktionsziel für solche Strahlungen sind. Das Leistungsverstärker-Parametersignal y kann variiert werden (Schritt 606), indem der Wert des Korrektursignals x am AKK-D/A-Wandler 228 eingestellt wird, während eine konstante Ausgangsleistung beibehalten wird, was die Neueinstellung des Tx_AVR-Werts erforderlich machen kann. Sobald die Außerband-Störstrahlungen den Zielwert erreicht haben, kann der Wert y_d, d. h. der digitale Wert des analogen Leistungsverstärker-Parametersignals y, aufgezeichnet werden (Schritt 610).
Der digitale Wert y_d des analogen Leistungsverstärker-Parametersignals y kann für einen Bereich von Leistungsebenen aufgezeichnet werden. Kennparameter, wie eine minimale und maximale Leistungsebene, die den Bereich der Leistungsebenen und ein Leistungsebeneninkrement definieren, können definiert werden, bevor mit einer solchen Kennzeichnung begonnen wird.
Sobald der digitale Wert des analogen Leistungsverstärker-Parametersignals y in Verbindung mit der Ausgangsleistungsebene aufgezeichnet worden ist (Schritt 610), wird bestimmt, ob der gesamte Bereich der Leistungsebenen in Betracht gezogen wurde (Schritt 612). Wird bestimmt, dass nicht der gesamte Bereich der Leistungsebenen in Betracht gezogen wurde, wird die nächste Leistungsebene im Bereich ausgewählt (Schritt 614), typischerweise indem das Leistungsebeneninkrement zur vorherigen Leistungsebene addiert wird. Die Sendung (Schritt 604) auf dieser nächsten Leistungsebene wird dann mit den weiteren Schritten (Schritte 606–612) begonnen, um den digitalen Wert des analogen Leistungsverstärker-Parametersignals y zu bestimmen und aufzuzeichnen, für den die Außerband-Störstrahlungen genau oder ungefähr an einem vorbestimmten Konstruktionsziel liegen.
Wenn der gesamte Leistungsebenenbereich für eine erste Sampleeinrichtung in Betracht gezogen wurde, wird das Verfahren von 6 für mehrere weitere Sampleeinrichtungen wiederholt. Wenn der gesamte Leistungsebenenbereich für eine Menge von Sampleeinrichtungen in Betracht gezogen wurde, wird eine Mapping-Tabelle aufgestellt, die Mittelwerte (über die Menge der gekennzeichneten Sampleeinrichtungen gemittelt) der aufgezeichneten Werte von y_d als eine Funktion von Tx-Leistung enthält. Die Mapping-Tabelle wird im nichtlinearen Mapper 218 gespeichert.
Die im nichtlinearen Mapper 218 gespeicherte Beziehung zwischen Tx_pwr und y_i kann als Repräsentation einer Kurve angesehen werden. Für einen gegebenen Tx_pwr-Wert führen Werte des Leistungsverstärkerparameters auf einer Seite der Kurve zu Außerband-Störstrahlungen, die größer sind als das vorbestimmte Konstruktionsziel für solche Strahlungen, und Werte auf der anderen Seite der Kurve sind kleiner als das vorbestimmte Konstruktionsziel.
Das Optimierer-Skalierbauteil 210 ist durch einen Skalierfaktor S gekennzeichnet, der durch das Kennzeichnen mehrerer Einrichtungen optimiert werden kann, wie in 7 veranschaulicht ist. Zuerst ist die Rückführungsschleife, die das Korrektursignal x bereitstellt, deaktiviert (Schritt 702), sodass der Wert des Leistungsverstärker-Parametersignals y völlig vom Optimierer-Skalierbauteil 210 bestimmt wird. Die Rückführungsschleife kann dadurch deaktiviert werden, dass dem AKK-D/A-Wandler 228 ein konstanter Wert gegeben wird, der gleich dem im Ausgangswertspeicher 226 benutzten Ausgangswert ist. Ein anfänglich geschätzter Wert des Skalierfaktors S wird dann ausgewählt (Schritt 704) bei nachfolgender Auswahl eines Tx_pwr-Ausgangswerts (Schritt 706). Der Wert y_d, d. h. der digitale Wert des analogen Leistungsverstärkerparameters y, wird dann in Verbindung mit dem ausgewählten Tx_pwr-Wert aufgezeichnet (Schritt 708). Der Wert der Ausgangssendeleistung vom Leistungsverstärker 214 wird auch aufgezeichnet, und es wird dann bestimmt (Schritt 710), ob der gesamte Ausgangsleistungsbereich der Einrichtung in Betracht gezogen wurde.
Ist nicht der gesamte Ausgangsleistungsbereich in Betracht gezogen worden, dann wird der Tx_pwr-Wert inkrementiert (Schritt 712) und die Werte y_d und Tx_pwr werden wieder aufgezeichnet (Schritt 708). Ist der gesamte Ausgangsleistungsbereich der Einrichtung in Betracht gezogen worden, dann wird eine Tabelle der für das Leistungsverstärker-Parametersignal y ermittelten digitalen Werte in Verbindung mit Tx_pwr-Werten mit der ähnlichen Tabelle verglichen, die beim Optimieren der Einträge in der Nachschlagetabelle für den nichtlinearen Mapper 218 aufgestellt wurde.
Dann wird bestimmt (Schritt 714), ob die Differenz zwischen diesen Tabellen durch die Auswahl des Skalierfaktors minimiert worden ist. Wurde die Differenz nicht minimiert, dann wird ein neuer Skalierfaktor auf der Basis der Differenz zwischen den Tabellen ausgewählt (Schritt 716), und die Aufstellung einer Tabelle, die den Leistungsverstärkerparameter mit dem Tx_pwr-Wert in Verbindung bringt (Schritte 706, 708, 710, 712), wird wiederholt. Wurde die Differenz minimiert, dann wird das Verfahren als abgeschlossen betrachtet und der die Differenz minimierende Skalierfaktor wird als der für diese bestimmte Einrichtung optimale Skalierfaktor angesehen.
Wenn der gesamte Leistungsebenenbereich für eine erste Sampleeinrichtung in Betracht gezogen worden ist, kann das Verfahren von 7 für mehrere weitere Sampleeinrichtungen wiederholt werden. Der am wenigsten aggressive Skalierfaktor aus den resultierenden optimalen Skalierfaktoren wird dann zum Gebrauch im Optimierer-Skalierbauteil 210 ausgewählt, um ein Produkt zu implementieren, das Aspekte der vorliegenden Erfindung einsetzt.
Der Begrenzungswert D_max des Begrenzers 222 kann auf der Basis der Aktualisierungsgeschwindigkeit und der Steuerempfindlichkeit des Leistungsverstärkerparameters gewählt werden. Der Begrenzungswert sollte so gewählt sein, dass die Stabilität der Rückführungsschleife sichergestellt ist, während eine ausreichende Trackinggeschwindigkeit bereitgestellt wird. Fachleute sollten dazu befähigt sein, sich ein Verfahren zum Optimieren des Begrenzungswerts auszudenken. Ist der bestimmte Optimalwert D_max in einer gegebenen Konstruktion so groß ist, dass das Signal effektiv nicht begrenzt wird, dann wird der Begrenzer 222 nicht benutzt und die Eingabe geht direkt zu seinem Ausgang.
In der hierin vorhergehend mit Bezug auf 2 beschriebenen Ausführungsart, stellen der Verstärkungsregler 204 und das Optimierer-Skalierbauteil 210 eine „schnelle Hardwareeinstellung" bereit, die die erwünschte Beziehung zwischen der erwünschten Sendeleistung Tx_pwr und dem Leistungsverstärker-Parametersignal y als eine lineare Funktion des Sender-AVR-Signals Tx_AVR approximiert. Es kann gezeigt werden, dass die ideale Funktion dagegen nichtlinear ist.
In einer alternativen Ausführungsart, die hierin nachfolgend beschrieben wird, wird eine stückweise lineare Approximation an die ideale nichtlineare Funktion bereitgestellt, indem die Ausgabe des Verstärkungsreglers 204 abgeändert wird. Im alternativen Wirkungsgradoptimierer 304, in 3 veranschaulicht, werden die meisten Bestandteile mit dem Wirkungsgradoptimierer 104 von 2 gemeinsam genutzt. Der Signalwandler ist jedoch der stückweise Begrenzer 310. Eine exemplarische Eingabe-zu-Ausgabe-Übertragungsfunktion des stückweisen Begrenzers 310 ist in 4 veranschaulicht.
In dieser alternativen Ausführungsart werden die Werte der Nachschlagetabelle im nichtlinearen Mapper 218 auf dieselbe Weise erstellt, wie oben beschrieben ist.
Die Parameter des stückweisen Begrenzers 310 können unter Verwendung des Verfahrens optimiert werden, das im Wesentlichen dieselbe Struktur hat wie das Verfahren der 7. In diesem Fall müssen mehrere Parameter gewählt werden, damit die Beziehung Tx_pwr zu y_d die beste Anpassung zur erwünschten Beziehung (nämlich der Beziehung von Tx_pwr zu den im nichtlinearen Mapper 218 gespeicherten y_i-Werten) wird.
Zuerst wird die Rückführungsschleife deaktivieret (Schritt 702). Die Rückführungsschleife kann deaktiviert werden, indem ein konstanter Wert an den AKK-D/A-Wandler 228 geschickt wird, der gleich dem im Ausgangswertspeicher 226 benutzten Ausgangswert ist. Eine Menge von Ausgangswerten, wie die in 4 gezeigten, wird für die Parameter des stückweisen Begrenzers 310 ausgewählt (Schritt 704). Ein Tx_pwr-Ausgangswert wird dann ausgewählt (Schritt 706). Der Wert y_d, d. h. der digitale Wert des analogen Leistungsverstärkerparameters y wird dann in Verbindung mit dem ausgewählten Tx_pwr-Wert aufgezeichnet (Schritt 708). Der Wert der Sendeleistungsausgabe vom Leistungsverstärker 214 wird auch aufgezeichnet, und es wird dann bestimmt (Schritt 710), ob der gesamte Ausgangsleistungsbereich der Einrichtung in Betracht gezogen wurde.
Wurde der gesamte Ausgangsleistungsbereich der Einrichtung nicht in Betracht gezogen, dann wird der Tx_pwr-Wert inkrementiert (Schritt 712) und die Werte von y_d und Tx_pwr werden wieder aufgezeichnet (Schritt 708). Wurde der gesamte Ausgangsleistungsbereich der Einrichtung in Betracht gezogen, dann wird eine Tabelle von für das Leistungsverstärker-Parametersignal y ermittelten digitalen Werten in Verbindung mit Tx_pwr-Werten mit der ähnlichen Tabelle verglichen, die beim Optimieren der Einträge in der Nachschlagetabelle für den nichtlinearen Mapper 218 aufgestellt wurde.
Dann wird bestimmt (Schritt 714), ob die Differenz zwischen diesen Tabellen durch die Auswahl der Parameter des stückweisen Begrenzers 310 minimiert worden ist. Wurde die Differenz nicht minimiert, dann kann eine neue Menge von Parameter auf der Basis der Differenz zwischen den Tabellen ausgewählt werden (Schritt 716), und die Aufstellung einer Tabelle wird wiederholt, die den Leistungsverstärkerparameter mit dem Tx_pwr-Wert in Verbindung bringt (Schritte 706, 708, 710, 712). Wurde die Differenz minimiert, dann wird das Verfahren als abgeschlossen betrachtet und die Werte der Menge von Parameter, die die Differenz minimieren, wird als die optimale Menge der Parameterwerte für den stückweisen Begrenzer 310 für diese bestimmte Einrichtung angesehen.
Wurde der gesamte Leistungsebenenbereich für eine erste Sampleeinrichtung in Betracht gezogen, kann das Verfahren der 7 für mehrere weitere Sampleeinrichtungen wiederholt werden. Eine optimale Menge der Parameterwerte kann dann erhalten werden, indem die am wenigsten aggressiven Werte aus den individuell optimalen Werten der gekennzeichneten Einrichtungen ausgewählt werden, um beim Implementieren eines Produkts benutzt zu werden, das Aspekte der vorliegenden Erfindung einsetzt.
5 veranschaulicht noch eine weitere Ausführungsart, die mit jeder der beiden oben beschriebenen Ausführungsarten arbeitet, wobei die Ausgabe des Sendeleistungsgenerators 202 über einen Sendeleistungs-Summierer 506 dem nichtlinearen Mapper 218 eingespeist wird. Der Datencodierer und -modulator 108 (1) erzeugt einen Datenformat-/Datenratenanzeiger, der eine unterstützte Kombination von Datenrate, Codierung und Modulationsverfahren der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 100 eindeutig anzeigt und auf den hierin als ein Datenanzeiger „r" Bezug genommen wird. Der Datenanzeiger r, der eine Anzeige einer Datenrate und/oder eines Datenformats für das gegenwärtig gesendete Signal bereitstellen kann, wird vom PAPR-Mapper 502 empfangen, sodass die Ausgabe des PAPR-Mappers 502 das PAPR (Verhältnis der Spitzenleistung zur mittleren Leistung) eines Datensignals ist, das die dem Datenanzeiger r entsprechende Datenrate und/oder Datenformat hat. Die Ausgabe vom PAPR-Mapper kann in dB ausgedrückt werden oder kann in einem Wert ausgedrückt werden, der dem PAPR-Wert in dB des vom Datenanzeiger r angezeigten Datenformats proportional ist und denselben Skalierfaktor hat wie der des Tx_pwr-Werts. Der Sendeleistungs-Summierer 506 addiert den Tx_pwr-Wert und den PAPR(r)-Wert, um einen Spitzenleistungswert für das gegenwärtig gesendete Signal zu erzeugen. Dieser Spitzenleistungswert wird an den nichtlinearen Mapper 218 geliefert. In dieser Ausführungsart ist der nichtlineare Mapper 218 dazu vorkonfiguriert, den idealen Leistungsverstärker-Parameterwert als eine Funktion der Spitzenleistung anstelle der mittleren Leistung Tx_pwr zu speichern, wie hierin vorhergehend dargestellt ist.
In noch einer weiteren Ausführungsart kann der durch den Ausgangswertspeicher 226 bereitgestellte „Ausgangswert", anstatt als der mittlere Wert des Ausgabebereichs des AKK-D/A-Wandlers 228 voreingestellt zu werden, ein verbesserter Ausgangswert x_i sein, der durch Selbstkalibrierung bestimmt wird und auf den hierin nachfolgend als ein selbstkalibrierter Ausgangswert Bezug genommen wird. Das Selbstkalibrierungsverfahren kann wie folgt ausgeführt werden.
Zum Zeitpunkt der Herstellung wird ein Ausgangswert für den selbstkalibrierten Ausgangswert x_i im Ausgangswertspeicher 226 gespeichert, wo der Ausgangswert, wie hierin vorhergehend erörtert wurde, ein vorbestimmter Wert wie der mittlere Wert des Bereichs des AKK-D/A-Wandlers 228 sein kann oder ein Kennwert, der durch Messung des Mittelwerts des Korrektursignals x und durch Mitteln des Mittels über eine Anzahl von Einrichtungen erhalten wird. Die drahtlose Kommunikationseinrichtung 100 kann einen Anruf auslösen. Wenn die drahtlose Kommunikationseinrichtung 100 zum ersten Mal sendet, wird der vorgespeicherte Wert des selbstkalibrierten Ausgangswerts x_i benutzt. Der Wert x wird während der Sendung periodisch gesampelt. Zum Zeitpunkt der Beendigung des Anrufs werden die gesampelten Werte gemittelt, und der als x_m bezeichnete Mittelwert kann berechnet werden. Der selbstkalibrierte Ausgangswert x_i kann dann wie folgt aktualisiert werden: xi(neu) = xi(alt) + α(xm – xi(alt))wo α eine kleine positive Größe ist.
Das Verfahren zum Aktualisieren des selbstkalibrierten Ausgangswerts kann jedes Mal ausgeführt werden, wenn ein Anruf beendet wird. Es ist zu erwarten, dass der verbesserte Ausgangswert x_i für jeden Anruf eine gute Ausgangsschätzung von x liefert. Außerdem kann der selbstkalibrierte Ausgangswert zum Zweck der Einrichtungsdiagnose in dem Sinne benutzt werden, dass die gegebene Einrichtung als problematisch angesehen werden kann, wenn sie nach einer Zeitdauer des Selbstkalibrierens gegen einen selbstkalibrierten x_i Ausgangswert konvergiert hat, der vom selbstkalibrierten Ausgangswert von anderen ähnlich hergestellten Einrichtungen weit entfernt ist.
Fachleuten werden weitere Modifikationen deutlich sein, und die Erfindung ist deshalb in den Patentansprüchen definiert.

1

100: DRAHTLOSE KOMMUNIKATIONSEINRICHTUNG
102: SENDER
104: WIRKUNGSGRADOPTIMIERER
108: KANALCODIERER UND -MODULATOR
110: EMPFÄNGER
112: KOMMUNIKATIONSEINRICHTUNGS-FUNKTIONEN

2

: POWER CONTROL SIGNALS = LEISTUNGSSTEUERSIGNALE
: Tx_AGC = Tx_AVR
102: SENDER
104: WIRKUNGSGRADOPTIMIERER
106: ZUR ANTENNE
202: SENDELEISTUNGSGENERATOR
204: VERSTÄRKUNGSREGLER
206: VERSTÄRKUNGS-D/A-WANDLER
208: AVR-VERSTÄRKER
210: OPTIMIERER-SKALIERBAUTEIL
214: LEISTUNGSVERSTÄRKER
216: A/D-WANDLER
218: NICHTLINEARER MAPPER
222: BEGRENZER
224: AKKUMULATOR
226: AUSGANGSWERTSPEICHER
228: AKK-D/A-WANDLER
230: PROZESSOR

3.

: POWER CONTROL SIGNALS = LEISTUNGSSTEUERSIGNALE
: Tx_AGC = Tx_AVR
102: SENDER
106: ZUR ANTENNE
202: SENDELEISTUNGSGENERATOR
204: VERSTÄRKUNGSREGLER
206: VERSTÄRKUNGS-D/A-WANDLER
208: AVR-VERSTÄRKER
214: LEISTUNGSVERSTÄRKER
216: A/D-WANDLER
218: NICHTLINEARER MAPPER
222: BEGRENZER
224: AKKUMULATOR
226: AUSGANGSWERTSPEICHER
228: AKK-D/A-WANDLER
230: PROZESSOR
304: ALTERNATIVER WIRKUNGSGRADOPTIMIERER
310: STÜCKWEISER BEGRENZER
: CLIPPING PARAMETERS = BEGRENZUNGSPARAMETER

4

: OUTPUT = AUSGABE
: INPUT = EINGABE

5

: POWER CONTROL SIGNALS = LEISTUNGSSTEUERSIGNALE
108: DATENANZEIGER r VOM DATENCODIERER UND -MODULATOR
202: SENDELEISTUNGSGENERATOR
204: ZUM VERSTÄRKUNGSREGLER
218: NICHTLINEARER MAPPER
220: ZUM SUBTRAHIERER
502: PAPR-MAPPER
504: WEITERER ALTERNATIVER WIRKUNGSGRADOPTIMIERER

6

: START
602: AUSGANGSLEISTUNGSEBENE AUSWÄHLEN
604: AUF AUSGEWÄHLTER LEISTUNGSEBENE SENDEN
606y: VARIIEREN
608: KONSTRUKTIONSZIEL ERREICHT?
: NO = NEIN, YES = JA
610: y_d AM AUSGANG VON A/D-WANDLER 216 AUFZEICHNEN
612: GESAMTER LEISTUNGSBEREICH IN BETRACHT GEZOGEN?
614: NÄCHSTE LEISTUNGSEBENE AUSWÄHLEN
: ENDE

7

: START
702: RÜCKFÜHRUNGSSCHLEIFE DEAKTIVIEREN
704: EINEN AUSGANGSSKALIERFAKTOR AUSWÄHLEN
706: EINEN AUSGANGS-Tx_pwr AUSWÄHLEN
708: y_d AM AUSGANG VON A/D-WANDLER 216 AUFZEICHNEN
710: GESAMTER LEISTUNGSBEREICH IN BETRACHT GEZOGEN?
: NO = NEIN, YES = JA
712: Tx_pwr INKREMENTIEREN
714: DIFFERENZ MINIMIERT?
716: EINEN NEUEN SKALIERFAKTOR AUSWÄHLEN
: ENDE

Claims

Vorrichtung zur Optimierung der Stromleistung in einem Sender, wobei die Leistungsoptimierungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Sendeleistungsgenerator (202), der zur Erzeugung einer Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung fähig ist; einen Signalumformer (210, 310), der zur Erzeugung eines ersten Einstellsignals, das mindestens teilweise auf der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung basiert, fähig ist; dadurch gekennzeichnet, dass er: einen Prozessor (230) aufweist, der zur Erzeugung eines zweiten Einstellwerts, der mindestens teilweise auf der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung basiert; zur Bestimmung einer Differenz zwischen einem ersten auf dem ersten Einstellsignal basierenden Einstellwert und dem zweiten Einstellwert; und zur Erzeugung eines auf der Differenz basierenden Korrekturwerts fähig ist; sowie einen Summierer (212) umfasst, der zur Erzeugung eines auf dem Korrekturwert und dem ersten Einstellsignal basierenden Parametersignals zur Regelung eines Betriebsaspekts des Senders fähig ist.
Leistungsoptimierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsaspekt des Senders ein Betriebsaspekt eines Stromstromleistungsverstärkers (214) des Senders ist.
Leistungsoptimierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Verstärkungsregler (204) umfasst, der zur Erzeugung eines auf der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung basierenden Verstärkungsregelsignals fähig ist und wobei der Signalumformer (210, 310) fähig ist, das erste Einstellsignal aufgrund des Verstärkungsregelsignals zu erzeugen.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalumformer (210) eine zum Messen des Verstärkungsregelsignals fähige Messeinheit zur Erzeugung des ersten Einstellsignals ist.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das der Signalumformer ein stückweiser Begrenzer (310) ist, der zur Verarbeitung des Verstärkungsregelsignals gemäß einer durch mindestens einen Begrenzungsparameter definierten Übertragungsfunktion zur Erzeugung des ersten Einstellsignals fähig ist; wobei die Übertragungsfunktion mindestens einen Begrenzungswertebereich des Verstärkungsregelsignals, für den das erste Einstellsignal konstant ist, umfasst; wobei die Übertragungsfunktion mindesten einen Messwertbereich des Verstärkungsregelsignals umfasst, für den das erste Einstellsignal eine skalierte Version der Verstärkungsregelung ist; und wobei die genannte Übertragungsfunktion eine stetige Funktion ist.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem genannten Prozessor (230): ein Mapper (218) zur Erzeugung des zweiten Einstellwerts durch Bestimmung eines idealen Einstellwerts, der in einer Abbildungstabelle der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung entspricht; ein Subtrahierer (220) zur Bestimmung der Differenz zwischen dem ersten Einstellwert und dem idealen Einstellwert; und ein Akkumulator (224) zum Addieren der Differenz zu einem schon vorhandenen Wert zur Erzeugung des Korrekturwerts zum Einsatz kommen.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Begrenzer (222) zur Begrenzung der Differenz vorgesehen ist, so dass die Differenz einen Grenzwert nicht überschreitet.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Ausgangswertspeicher (226) umfasst, der dazu angepasst ist, einen Ausgangswert an den Akkumulator (224) zu geben; und einen Digital-Analog-Wandler (228) umfasst, der einen Ausgabebereich zur Umwandlung des Korrekturwerts in ein Korrektursignal aufweist.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Ausgangswert ein mittlerer Wert im genannten Ausgabebereich des genannten Digital-Analog-Wandlers (228) ist.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert ein Durchschnittswert des Korrektursignals ist.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert durch Messen und Durchschnittsberechnung des Korrektursignals aus einer Anzahl ähnlicher Leistungsoptimierungseinrichtungen oder durch Messen des Korrektursignals über eine vorausgegangene Sendezeit bestimmt wird.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Mapper (502) umfasst, der zum Empfang eines Datenanzeigers fähig ist, und aufgrund dieses Datenanzeigers zur Erzeugung eines ein Verhältnis von Höchstleistung zur Durchschnittsleistung darstellenden Werts fähig ist; und einen Summierer (506) umfasst, der zur Erzeugung einer Summe des Werts und der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung fähig ist, wobei der Prozessor dazu fähig ist, das zweite Einstellsignal aufgrund dieser Summe zu erzeugen.
Leistungsoptimierungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalumwandler (210) ein festverdrahtetes Element ist.
Verfahren zur Optimierung der Stromleistung in einem Sender, umfassend: Erzeugung einer Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung; Erzeugung eines ersten Einstellsignals, basierend auf der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung; dadurch gekennzeichnet, dass es einen zweiten Einstellwert erzeugt; basierend auf der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung eine Differenz zwischen einem auf dem ersten Einstellsignal basierenden ersten Einstellwert und dem zweiten Einstellwert ermittelt; ein Korrektursignal erzeugt, basierend auf dieser Differenz; und basierend auf dem Korrektursignal und dem ersten Einstellsignal, ein Parametersignal zur Regelung eines Betriebsaspekts des Senders erzeugt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsaspekt des Senders ein Betriebsaspekt eines Stromleistungsverstärkers (214) des Senders ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender einen lautstärkegeregelten Verstärker (208) umfasst und das Verfahren ferner umfasst: basierend auf der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung, die Erzeugung eines Verstärkungsregelungssignals für den lautstärkegeregelten Verstärker (208); und basierend auf diesem Verstärkungsregelungssignal, die Erzeugung eines ersten Einstellsignals.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner die Erzeugung des zweiten Einstellwerts durch Ermittlung eines idealen Einstellwerts, der in einer Abbildungstabelle der Anzeige der erwünschten Durchschnittssendeleistung entspricht, umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des zweiten Einstellwerts ferner umfasst: die Erzeugung einer Anzeige der erwünschten Höchstsendeleistung durch Summieren dieser Anzeige der erwünschen Höchstsendeleistung mit einer Anzeige des Höchst-Durchschnittsleistungsverhältnisses; und Erzeugung des zweiten Einstellwerts, basierend auf der Anzeige der erwünschten Höchstsendeleistung
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: die Umwandlung des Korrekturwerts in ein Korrektursignal; und basierend auf diesem Korrektursignal und dem ersten Einstellsignal, die Erzeugung des Parametersignals zur Regelung des Betriebsaspekts des Senders umfasst.