Mit überabtastendem Bandpass-Delta-Sigma-Modulator digital erzeugte Hochfrequenzsignale für Mobilfunkkommunikationssysteme

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Manfred Berroth
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 26089108

Die Erzeugung der Hochfrequenzsignale in Mobilfunkbasisstationen wie auch in den mobilen Endgeräten erfolgt bislang mit analogen Schaltungskomponenten. Das digital erzeugte Basisbandsignal wird mit hoher Auflösung in ein analoges Signal gewandelt und einer Mischerschaltung zugeführt, die über einen Lokaloszillator das modulierte Sendesignal im zugelassenen Frequenzband erzeugt. Die nachfolgende Leistungsverstärkerstufe erlaubt eine adaptive Anpassung der Sendeleistung, allerdings wird wegen der geforderten Linearität dieser Stufe nur ein geringer Wirkungsgrad erreicht. In dem beantragten Vorhaben soll das Hochfrequenzsignal für Mobilkommunikationssysteme digital erzeugt und mit einem überabtastenden Bandpass-Delta-Sigma- Modulator über eine 1-bit-Quantisierung ausgegeben werden. Der Leistungsverstärker kann in diesem Fall ein hocheffizienter Schaltverstärker sein. Ein nachfolgendes Bandpassfilter eliminiert die Signalanteile außerhalb des Nutzbandes. Um dieses Konzept für zukünftige Mobilfunkgenerationen nutzbar zu machen, sind insbesondere Algorithmen für orthogonale Frequenzmodulationsverfahren (OFDM) für Bandpass-Delta-Sigma- Modulatoren im Frequenzbereich bis 2,5 GHz zu untersuchen. Um die Spektrumsanforderungen erfüllen zu können, wird eine Überabtastung erforderlich sein. Hierzu sind geeignete Hardwarestrukturen zu entwickeln, die Taktraten der digitalen Signalverarbeitung bis 10 GHz erlauben. Ein weiterer Schwerpunkt sind geeignete Schaltverstärker, die bei der geforderten Abtastfrequenz die Sendeleistung effizient erzeugen. In einer zweiten Phase soll der Nachweis der digitalen Signalgenerierung für Mobilfunksysteme bis 2,5 GHz demonstriert werden.

• DFG Programme: Research Grants