Linearisierung

Die Ansprüche an HF-Endverstärker bei drahtlosen Kommunikationssystemen steigen. Das Fraunhofer IIS entwickelt innovative Linearisierungsverfahren, um verzerrungsfrei, leistungseffizient und dynamisch an die Betriebsbedingungen angepasst zu verstärken. Wir bieten Ihnen individuelle Beratung, kundenspezifische Entwicklung, Anpassung und Realisierung.

Technische Beschreibung

An Sendeendstufen von drahtlosen Kommunikationssystemen wie UMTS, LTE oder DVB-T werden hohe Anforderungen gestellt. Einerseits wird ein möglichst hoher Wirkungsgrad angestrebt, andererseits sollen die Nachbarkanalstörungen unter den jeweiligen Grenzwerten liegen.

Viele der eingesetzten digitalen Modulationsverfahren, wie QAM (quadrature amplitude modulation) oder OFDM (orthogonal frequency division multiplex) führen kurzzeitig zu hohen Spitzenleistungen im Signal. Diese müssen möglichst verzerrungsfrei verstärkt werden. Die sonst entstehenden Intermodulationsprodukte würden einerseits die Bitfehlerrate erhöhen und andererseits Störungen im Nachbarkanal erzeugen.

Herkömmlich wird eine hohe Verstärkerlinearität durch einen Klasse-A-Arbeitspunkt erzielt. Der Wirkungsgrad bei Klasse-A-Betrieb ist allerdings sehr niedrig. Der hohe Stromverbrauch führt bei stationär betriebenen Sendern und Basisstationen zu entsprechend hohen Betriebskosten. Bei batteriebetriebenen Mobilgeräten ist die Standby- bzw. Sprechzeit kurz. Darüber hinaus spielen die Abführung der Verlustwärme und die Zuverlässigkeit eine Rolle.

Daher werden zunehmend leistungseffiziente Verstärker eingesetzt. Das bedeutet, dass die Transistoren in einem leistungseffizienteren Arbeitspunkt (beispielsweise Klasse -AB oder -B, ggf. auch Klasse -C bis -F) betrieben werden. Weiterhin kommen Technologien zum Einsatz, die dafür sorgen, dass der Wirkungsgrad des Verstärkers auch bei geringer Aussteuerung noch hoch ist, wie z. B. Doherty oder Envelope Tracking. Um in diesen Fällen die Linearitätsanforderungen erfüllen zu können, ist es sinnvoll, Linearisierungsverfahren einzusetzen.

Das Fraunhofer IIS hat bereits verschiedene Linearisierungsverfahren mit Erfolg in Simulation und Praxis getestet:

  • Adaptive digitale Vorverzerrung
  • Feed Forward
  • Analoge Vorverzerrung
  • Cartesian und Polar Loop
  • LiST (Linear amplification using sampling techniques)

 

 

Angebot

Die Linearisierung von Sendeendstufen hat als Thema stark an Bedeutung gewonnen. Wir ermitteln für Sie, welche Verbesserungen des Linearitätsverhaltens bzw. des Wirkungsgrades mit einer Linearisierung für Ihre Anwendung erreicht werden kann.

Die unterschiedlichen Eigenschaften der Linearisierungsverfahren machen eine Einzelfallentscheidung notwendig, welches Verfahren für eine konkrete Anwendung gewählt wird. Simulationen stellen die Basis für eine spätere erfolgreiche Realisierung dar.

Wichtige Kriterien sind:

  • Bandbreite
  • Linearisierungsgewinn
  • Realisierungsaufwand
  • Leistungsaufnahme
  • Adaption bei schwankenden Betriebsbedingungen
  • Stabilität

Wir bieten Ihnen individuelle Beratung, kundenspezifische Entwicklung, Anpassung und Realisierung zu unterschiedlichen Anwendungen wie Basisstationen, mobile Endgeräte oder Rundfunksender. Aus verschiedenen Projekten – von der Spezifikation, über Modellierung und Systemsimulation bis zur Entwicklung anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen – ist unser umfassendes Know-how in den verschiedenen Funkübertragungsstandards entstanden.

 

 

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