ES2282272T3 - Metodo y disposicion de transmision de datos. - Google Patents
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Abstract
Método para limitar una señal en un transmisor de radiocomunicaciones, caracterizado porque (302) se fija un valor umbral y un intervalo de muestras del valor para la señal, (306) se buscan, en la señal modulada, valores máximos que superen el valor umbral, y se determina el instante de aparición del valor máximo que superó el valor umbral, (308) se buscan, en la señal modulada, valores de muestra adicionales que superen el valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de muestras del valor con respecto al momento de aparición de por lo menos un valor máximo, (310) se forma, por medio de los valores máximos y los valores de muestra adicionales que se buscaron, una señal que representa la parte de la señal modulada que supera el valor umbral, (312) se resta de la señal modulada la señal formada que representa la parte que supera el valor umbral.
Description
Método y disposición de transmisión de
datos.
La presente invención se refiere a un método y a
una disposición para limitar valores de potencia o amplitud de una
señal en un transmisor de radiocomunicaciones.
En algunos sistemas de transmisión de datos, la
linealidad de un amplificador de potencia limita la potencia de
transmisión máxima que se puede obtener, especialmente cuando la
señal a transmitir presenta una relación elevada del valor de pico
con respecto al valor medio. En tal caso, la señal a transmitir
hacia el amplificador de potencia puede presentar valores elevados
instantáneos de potencia o amplitud que deben ser tenidos en cuenta
en el diseño del amplificador de potencia. En la práctica, esto
significa que una señal de salida del amplificador se reduce a
escala hasta un nivel inferior de potencia o amplitud para cumplir
los requisitos espectrales del sistema de transmisión de datos que
se está usando en ese momento. Debido a este método, denominado
método de reducción de potencia (back off), la señal a
amplificar se sitúa en un área en la que la función de
transferencia del amplificador es más lineal. No obstante, uno de
los problemas es que el método de reducción de potencia reduce la
eficacia del amplificador y/o el transmisor. En segundo lugar, los
amplificadores de potencia con un intervalo de funcionamiento
lineal amplio son costosos y presentan una eficacia bastante baja.
La técnica anterior también da a conocer métodos para recortar picos
de potencia de señales. En un método recortador de la técnica
anterior, se fija un umbral para los valores de potencia o amplitud
de una señal, y los componentes de la señal que superan el umbral
se recortan de tal manera que el valor umbral se determina como la
amplitud o la potencia, y los otros valores de la señal no se
cambian. No obstante, uno de los problemas con un método recortador
de este tipo es que el espectro de la frecuencia de la señal se
ensancha, es decir, habitualmente el espectro se ensancha más allá
de la banda de frecuencia que se usa, provocando de este modo
interferencias en otros usuarios.
Un objetivo de la invención es implementar un
método mejorado para limitar una señal en un transmisor de
radiocomunicaciones. Este objetivo se alcanza con un método para
limitar una señal en un transmisor de radiocomunicaciones. Este
método comprende la fijación de un valor umbral y de un intervalo de
muestras del valor para la señal, la búsqueda, en la señal
modulada, de valores máximos que superen el valor umbral, y la
determinación del instante de aparición del valor máximo que superó
el valor umbral, la búsqueda, en la señal modulada, de valores de
muestra adicionales que superen el valor umbral a una distancia de
uno o más intervalos de muestras del valor con respecto al momento
de aparición del por lo menos un valor máximo, la formación, por
medio de los valores máximos y los valores de muestra adicionales
que se buscaron, de una señal que representa la parte de la señal
modulada que supera el valor umbral, la resta, con respecto a la
señal modulada, de la señal formada que representa la parte que
supera el valor umbral.
La invención se refiere asimismo a un método
para limitar una señal en un transmisor de radiocomunicaciones.
Este método comprende la fijación de un valor umbral y de un
intervalo de muestras del valor para la señal, la combinación, de
una manera predeterminada, de las señales moduladas para portadoras
diferentes, la búsqueda, en la señal modulada, de valores máximos
que superan el valor umbral, y la determinación del instante de
aparición del valor máximo que superó el valor umbral, la búsqueda,
en la señal modulada, de valores de muestra adicionales que superan
el valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de muestras
del valor con respecto al momento de aparición del por lo menos un
valor máximo, la formación, por medio de los valores máximos y los
valores de muestra adicionales que se buscaron, de una señal que
representa la parte de la señal modulada combinada que supera el
valor umbral, la resta, con respecto a la señal modulada combinada,
de la señal formada que representa la parte que supera el valor
umbral.
La invención se refiere además a una disposición
que implementa el método para limitar una señal en un transmisor de
radiocomunicaciones. La disposición comprende unos medios para fijar
un valor umbral y un intervalo de muestras del valor para la señal,
la disposición comprende unos medios para buscar, en la señal
modulada, valores máximos que superen el valor umbral, y para
determinar el instante de aparición del valor máximo que superó el
valor umbral, la disposición comprende unos medios para buscar, en
la señal modulada, valores de muestra adicionales que superen el
valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de muestras del
valor con respecto al momento de aparición del por lo menos un
valor máximo, la disposición comprende unos medios para formar, por
medio de los valores máximos y los valores de muestra adicionales
que se buscaron, una señal que representa la parte de la señal
modulada que supera el valor umbral, la disposición comprende unos
medios para restar, con respecto a la señal modulada, la señal
formada que representa la parte que supera el valor umbral.
La invención se refiere asimismo a una
disposición que implementa el método para limitar una señal en un
transmisor de radiocomunicaciones. La disposición comprende unos
medios para fijar un valor umbral y un intervalo de muestras del
valor para la señal, la disposición comprende medios para combinar,
de una forma predeterminada, las señales moduladas para portadoras
diferentes, la disposición comprende unos medios para buscar, en la
señal modulada, valores máximos que superen el valor umbral, y para
determinar el instante de aparición del valor máximo que superó el
valor umbral, la disposición comprende unos medios para buscar, en
la señal modulada, valores de muestra adicionales que superen el
valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de muestras
del valor con respecto al momento de aparición del por lo menos un
valor máximo, la disposición comprende unos medios para formar, por
medio de los valores máximos y los valores de muestra adicionales
que se buscaron, una señal que representa la parte de la señal
modulada que supera el valor umbral, la disposición comprende unos
medios para restar, con respecto a la señal modulada, la señal
formada que representa la parte que supera el valor umbral.
Las formas de realización preferidas de la
invención se dan a conocer en las reivindicaciones subordinadas.
La invención se basa en la fijación de un valor
umbral para una señal modulada y en la determinación de un
intervalo de muestras del valor para muestrear la señal. El valor
umbral se determina preferentemente para valores de potencia o
amplitud. La siguiente etapa comprende la combinación de las señales
moduladas para diferentes portadoras, en el caso de que el sistema
utilice múltiples portadoras. A continuación, en la señal modulada
se buscan valores de muestra adicionales que superen al valor
umbral. Los valores de muestra adicionales se pueden localizar
antes y/o después del valor máximo. Los valores máximos y los
valores de muestra adicionales localizados se usan para formar una
señal que representa la parte de la señal modulada combinada que
supera el valor umbral de potencia o amplitud. Esta señal se resta
de la señal modulada.
El método y la disposición según la invención
proporcionan varias ventajas. El recorte de los valores de potencia
o amplitud de la señal según el método minimiza la dispersión
espectral, y por lo tanto el recorte de la señal provoca menos
interferencias en otros usuarios del sistema. Además, gracias a la
eficacia mejorada del amplificador de potencia es necesaria una
potencia de transmisión menor.
A continuación se describirá más detalladamente
la invención en relación con las formas de realización preferidas,
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales
la Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema de
telecomunicaciones,
la Figura 2 muestra otro ejemplo de un sistema
de telecomunicaciones,
la Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
etapas del método para limitar el nivel de potencia o amplitud en
un transmisor de radiocomunicaciones,
la Figura 4 ilustra la determinación de la
magnitud del vector de error,
las Figuras 5A y 5B muestran ejemplos de una
señal sin recortar y una señal recortada,
la Figura 6 muestra un ejemplo de una estructura
de un transmisor en la que se puede aplicar el método para limitar
el nivel de potencia o amplitud,
la Figura 7 ilustra un ejemplo de la estructura
de un bloque recortador,
la Figura 8 muestra una función de distribución
acumulativa complementaria (CCDF) obtenida como resultado de una
simulación.
La solución según la invención resulta
particularmente aplicable a un sistema de acceso múltiple por
división de código multiportadora (MC-CDMA) que
utilice una técnica de secuencia directa (DS). Otras aplicaciones
posibles incluyen sistemas de satélites, sistemas de
telecomunicaciones militares y redes privadas, no celulares. No
obstante, la solución según la invención no se limita a las
aplicaciones mencionadas.
El siguiente ejemplo describe las formas de
realización preferidas de la invención en un sistema de telefonía
móvil universal (UMTS), aunque sin limitar la invención al
mismo.
Haciendo referencia a la Figura 1, se describirá
por medio de un ejemplo la estructura de un sistema de telefonía
móvil. Los elementos principales de un sistema de telefonía móvil
son una red central CN, una red de acceso de radiocomunicaciones
terrestre UMTS UTRAN y un equipo de usuario Ue. A la interfaz entre
la CN y la UTRAN se le denomina Iu, y a la interfaz aérea entre la
UTRAN y el Ue se le denomina Uu.
La UTRAN está constituida por subsistemas de red
de radiocomunicaciones RNS. A la interfaz entre subsistemas RNS se
le denomina Iur. Un RNS está constituido por un controlador de red
de radiocomunicaciones RNC y por uno o más nodos B. A la interfaz
entre un RNC y un nodo B se le denomina Iub. El área de cobertura
del nodo B, es decir, una célula, se indica en la figura por medio
de la referencia C.
\newpage
La ilustración de la Figura 1 es bastante
general, por lo que la Figura 2 muestra un ejemplo más detallado de
un sistema celular de radiocomunicaciones. La Figura 2 únicamente
muestra los bloques esenciales, aunque es evidente para aquellos
expertos en la materia que una red celular de radiocomunicaciones
convencional comprende además otras funciones y estructuras, las
cuales no es necesario describir más detalladamente en el presente
documento. Los detalles del sistema celular de radiocomunicaciones
pueden ser diferentes con respecto a los mostrados en la Figura 2,
aunque estas diferencias no son significativas para la
invención.
Típicamente una red celular de
radiocomunicaciones comprende una infraestructura de red fija, es
decir, una parte de red 200, y terminales de abonado 202, los
cuales pueden ser fijos, pueden estar ubicados en un vehículo o
pueden ser equipos terminales portátiles de mano, tales como
teléfonos móviles u ordenadores portátiles que pueden usarse para
comunicarse con un sistema de radiocomunicaciones. La parte de red
200 comprende estaciones base 204. Una estación base se corresponde
con el nodo B mostrado en la anterior figura. A su vez, varias
estaciones base 204 son controladas de una manera centralizada por
un controlador de red de radiocomunicaciones 206 que se comunica
con ellas. Una estación base 204 comprende transceptores 208 y una
unidad multiplexora 212.
La estación base 204 comprende además una unidad
de control 210, la cual controla el funcionamiento de los
transceptores 208 y el multiplexor 212. El multiplexor 212 sitúa
canales de tráfico y control usados por varios transceptores 208
sobre un único enlace de transmisión 214. El enlace de transmisión
214 forma una interfaz Iub.
Los transceptores 208 de la estación base 204
están conectados a una unidad de antena 218, la cual implementa una
conexión de radiocomunicaciones 216 con el terminal de abonado 202.
La estructura de las tramas transmitidas a través de la conexión de
radiocomunicaciones 216 está especificada en cada sistema y a la
misma se le denomina interfaz aérea Uu.
El controlador de red de radiocomunicaciones 206
comprende un campo de conmutación de grupo 220 y una unidad de
control 222. El campo de conmutación de grupo 220 se usa para
conmutar voz y datos y para combinar circuitos de señalización. Un
subsistema de red de radiocomunicaciones 224 que está constituido
por la estación base 204 y por el controlador de red de
radiocomunicaciones 206 comprende también un transcodificador 226.
El transcodificador 226 está situado habitualmente lo más cerca
posible de un centro de conmutación de servicios móviles 228 de
manera que se pueda transmitir voz en un formato de la red celular
de radiocomunicaciones entre el transcodificador 226 y el
controlador de red de radiocomunicaciones 206, ahorrando de este
modo capacidad de transmisión.
El transcodificador 226 adapta entre sí las
diferentes formas de codificación digital de la voz entre una red
telefónica pública conmutada y una red telefónica de
radiocomunicaciones, por ejemplo desde un formato de red fija a
algún otro formato de la red celular de radiocomunicaciones y
viceversa. La unidad de control 222 realiza el control de las
llamadas, la gestión de la movilidad, la recogida de datos
estadísticos, y la señalización.
La Figura 2 muestra además el centro de
conmutación de servicios móviles 228 y un centro de conmutación de
servicios móviles de pasarela 230, el cual gestiona las conexiones
desde el sistema de telefonía móvil al mundo exterior, en este caso
a la red telefónica pública conmutada 232.
A continuación, haciendo referencia a la Figura
3, se describirán etapas del método para limitar el nivel de
potencia en un transmisor. El método es particularmente aplicable a
sistemas multiportadora, aunque también se puede usar en sistemas
de una sola portadora. La ejecución del método comienza en el bloque
300. El bloque 302 comprende la fijación de un valor umbral para
una señal modulada, preferentemente bien para valores de potencia o
bien para valores de amplitud, y la determinación de un intervalo de
muestras del valor, el cual es típicamente el intervalo de muestreo
o un múltiplo del mismo. El intervalo de muestras del valor
representa el intervalo en el cual se toman las muestras de
potencia o amplitud. Cuando se está determinando un valor umbral,
típicamente se consideran los siguientes requisitos fijados por el
método de transmisión de datos: el ancho de banda permitido y la
atenuación de supresión de la banda, o el ancho de la banda de
frecuencias de la señal, los cuales son necesarios para que la
señal se extienda a otras bandas de frecuencias dentro de unos
límites predeterminados, y la potencia de transmisión requerida y el
valor máximo permitido de la magnitud del vector de error (EVM) o
el valor máximo del error de pico en el dominio del código usado en
los sistemas WDMA, el cual indica un error en la señal compuesta
como resultado de una modulación imprecisa. En la determinación del
valor umbral también se pueden tener en cuenta otros
factores.
factores.
A continuación se describirá la determinación de
la magnitud del vector de error haciendo referencia a la Figura 4.
La Figura 4 muestra un ejemplo sencillo de un diagrama espacial de
la señal, el cual ilustra la localización de símbolos modulados uno
con respecto a otros. El ejemplo muestra un diagrama espacial
bidimensional de la señal correspondiente a una señal modulada en
fase cuando la modulación comprende cuatro niveles. De este modo,
el sistema utiliza cuatro señales o formas de impulso diferentes. En
el ejemplo de la Figura 4, los puntos 404, 406, 408 y 410 indican
diferentes señales, o estados del diagrama espacial de la señal. En
los diferentes estados 404, 406, 408, 410 del diagrama espacial de
la señal, la diferencia de fase de la señal varía. El número de los
estados en el diagrama espacial de la señal varía en los diferentes
métodos de modulación: cuantos más estados haya mayor será la
capacidad de transmisión de datos del sistema. Tal como se muestra
en la Figura 4, el diagrama espacial de la señal se puede ilustrar
en forma de un círculo unitario, aunque también existen otras
formas posibles de representación. En la figura, el eje horizontal
400 muestra el componente en cuadratura de la señal modulada y el
eje vertical 402 muestra el componente en fase. En otras palabras,
en este método de modulación la señal se divide en componentes en
fase y en cuadratura. Los círculos 412, 414, 416, 418 indican el
área en la que están ubicadas realmente las señales representadas
por diferentes símbolos debido a los diferentes tipos de
interferencia.
Se forma un diagrama espacial de la señal tal
que los diagramas de punteros de las diferentes señales con
diferencias de fase especificadas se sitúan en el mismo diagrama. La
Figura 4 muestra un diagrama de un puntero 420, el cual representa
la amplitud de una señal. El ángulo 424 indica la diferencia de fase
de la señal. El diagrama del puntero mostrado en la figura
representa la señal Acos(2\pif_{0}t + \phi), en la que
A es la amplitud de la señal, f_{0} es la frecuencia media, t es
el tiempo y \phi es la diferencia de fase.
Una flecha 422 indica un vector que representa
la distancia entre la ubicación libre de interferencia de un
símbolo y su ubicación real. En este caso, la señal modulada
comprende la interferencia sumada. A este vector se le denomina
magnitud del vector de error (EVM). El EVM es un indicador de la
técnica anterior para la calidad de modulación.
Si el sistema utiliza múltiples portadoras, la
siguiente etapa del bloque 304 consiste en combinar de una forma
deseada las señales moduladas de una sola portadora. Típicamente las
señales se combinan por medio de un sumador. Si las señales son
señales en fase y en cuadratura, las diferentes señales moduladas de
una sola portadora se combinan mediante dos sumadores, de tal
manera que un sumador combina los componentes en fase de las
señales y el otro sumador combina los componentes en cuadratura.
Esta opción da como resultado una señal modulada combinada.
En el bloque 306, en la señal modulada o
modulada combinada se buscan valores máximos que superen al valor
umbral, y se determina el instante de aparición de los valores
máximos localizados, es decir, el instante en el cual apareció cada
valor máximo. El número de los valores máximos a localizar depende
de la forma de la señal que se revisa, particularmente de cómo
varía el nivel de potencia o la amplitud de la señal: cuanto más
rápidos y/o más grandes sean los cambios, será necesario localizar
más valores máximos para obtener una representación fiable.
En el bloque 308, en la señal modulada o
modulada combinada se buscan valores de muestra adicionales que
superen el valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de
muestras del valor con respecto al instante de aparición de por lo
menos un valor máximo, preferentemente con respecto a los instantes
de aparición de todos los valores máximos localizados. Los valores
de muestra adicionales se pueden buscar bien antes o bien después
de un valor máximo localizado. Esto es posible si se puede predecir
el comportamiento de la señal de una forma suficientemente precisa.
No obstante, la opción más preferible consiste habitualmente en
buscar valores de muestra adicionales tanto antes como después del
valor máximo. Los números de los valores de muestra adicionales a
localizar antes y después del valor máximo pueden ser bien iguales o
bien diferentes, por ejemplo, un valor de muestra antes y otro
después, un valor antes y dos valores después, o dos valores antes y
uno después. El número de los valores de muestra adicionales
necesarios depende de la aplicación del método. Además, el
intervalo de muestras del valor puede variar, aunque típicamente se
le asigna un valor específico en el inicio del método.
En el bloque 310, los valores máximos y los
valores de muestra adicionales localizados se usan para formar una
señal que representa la parte de la señal modulada o modulada
combinada que supera el valor umbral. La señal que representa la
parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el valor
umbral se forma preferentemente filtrando una señal de secuencia de
impulsos constituida por un valor máximo y por valores adicionales.
En tal caso, la señal se parece típicamente a una señal de
pseudorruido que suma ruido aditivo a la señal, es decir, por
ejemplo, alarga la magnitud del vector de error. Por medio de la
filtración, el ancho de banda se puede limitar para que se adecue
al método de transmisión de datos usado en cada momento. El filtro
se implementa según una manera correspondiente a la técnica
anterior, por ejemplo, por medio de un filtro de respuesta
impulsional finita (FIR) programable, en cuyo caso la respuesta del
filtro se puede determinar según se desee. Debería indicarse que la
mayoría de los valores de los impulsos que llegan al filtro son
cero, lo cual hace que la implementación del filtro resulte menos
complicada.
En el bloque 312, la señal formada que
representa la parte que supera el valor umbral se resta de la señal
modulada o modulada combinada. Las Figuras 5a y 5b ilustran un
ejemplo de una señal modulada o modulada combinada sin recortar y
una señal modulada o modulada combinada recortada. La Figura 5a
muestra una señal sin recortar 500. La Figura 5b muestra la señal
500 recortada según una manera deseada 502. Las figuras muestran que
la señal recortada tiene un margen de variación de los valores de
amplitud y/o potencia más pequeño.
La flecha 314 muestra las diferentes formas de
realización del método en el caso de un sistema de una sola
portadora o un sistema multiportadora. La flecha 316 muestra la
repetibilidad del método. La ejecución del método finaliza en el
bloque 318.
A continuación, se usa un diagrama de bloques
mostrado en la Figura 6 para ilustrar un transmisor en el que se
puede aplicar el método antes mencionado. Es evidente para una
persona experta en la materia que un transceptor también puede
comprender otras partes que no sean las correspondientes mostradas
en la Figura 6. El transmisor ilustrado en la Figura 6 es un
transmisor multiportadora. El transmisor también puede ser un
transmisor de una sola portadora. Debería indicarse que a
diferencia de la figura, también se podrían combinar las partes de
radiocomunicaciones del transmisor y el receptor, así como por
ejemplo un bloque de procesado de señales. La Figura 6 muestra un
transmisor multiportadora que utiliza cuatro portadoras diferentes.
No obstante, el número de las portadoras a usar así como el número
de los bloques de procesado de la señal 600A a 600D, los
moduladores de datos 602A a 602D, los bloques de ensanchamiento 604A
a 604D, y los moduladores 606A a 606D requeridos en un sistema
multiportadora varía en las diferentes aplicaciones.
Los bloques de procesado de la señal 600A a 600D
representan las partes del equipo de la estación base que son
necesarias para formar voz o datos de usuario en el transmisor. En
el transmisor una señal, o una cadena de información que conste de
símbolos, es decir, uno o más bits se procesa de diferentes maneras.
El procesado de la señal, el cual incluye por ejemplo la
codificación y el cifrado, se lleva a cabo habitualmente en un
procesador de la señal digital DSP. Si la transmisión en el sistema
se lleva a cabo en tramas, las cuales están constituidas por
intervalos de tiempo, las tramas se forman según la manera típica y
en el DSP se intercalan símbolos. La finalidad de la codificación
de las señales y el intercalado es garantizar que la información
transmitida se pueda recuperar en el receptor, incluso en el caso de
que no puedan recibirse todos los bits de información. En los
bloques 602A a 602D, la señal de datos se modula a través de un
método de modulación deseado. En el ejemplo mostrado en la Figura
6, los moduladores de datos 602A a 602D implementan un método de
modulación en el que la señal se divide en componentes I en fase y Q
en cuadratura. Uno de los ejemplos de un método de modulación de
este tipo es la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura
(QPSK) y las modificaciones del mismo, tales como el método QPSK
con compensación.
En los bloques 604A a 604D, las señales de datos
de banda estrecha moduladas sobre portadoras se multiplican por un
código de ensanchamiento para ensanchar la banda. Uno de los
ejemplos de un sistema de banda ancha de este tipo es el UMTS. Si
el sistema utiliza una banda estrecha, la banda no se ensanchará.
Una señal de banda estrecha se puede convertir a un formato de
banda ancha, tal como una señal de espectro ensanchado, también a
través de algún otro método de la técnica anterior.
La modulación que se lleva a cabo en los bloques
606A a 606D está relacionada con sistemas multiportadora en los que
diferentes portadoras se deben organizar en el dominio de la
frecuencia de una manera que sea aplicable al sistema usado en cada
momento. De este modo, es posible proporcionar varias portadoras a
un transmisor. La modulación de los bloques 606A a 606D se puede
implementar según una manera de la técnica anterior.
Como la señal se encuentra en los formatos de
los componentes en fase y en cuadratura después del modulador de
una sola portadora, el modulador multiportadora comprende dos
sumadores 608, 610, uno de los cuales suma entre sí los componentes
en fase de las diferentes portadoras y el otro suma entre sí los
componentes en cuadratura de las mismas. Si el método de modulación
usado no convierte la portadora modulada a un formato dividido,
solamente existe un sumador. El proceso de suma también se puede
llevar a cabo por etapas, es decir, en primer lugar se suma entre
sí un número deseado de las salidas de los moduladores de una sola
portadora, después de lo cual los resultados intermedios obtenidos
de la suma se suman para formar una señal suma final. Por ejemplo,
si se dispone de ocho moduladores de una sola portadora, es posible
en primer lugar sumar entre sí cuatro señales, después de lo cual
los resultados intermedios de la suma se suman entre sí. Puede que
también haya más de dos etapas sucesivas de suma. Esta forma de
realización puede resultar ventajosa cuando se disponga de varios
moduladores de una sola portadora.
Un bloque recortador 612 comprende el recorte de
los niveles de potencia o amplitud que superan el valor umbral
según la manera descrita en relación con la Figura 3. A
continuación, en referencia a la Figura 7, se describirá un ejemplo
de la estructura del bloque recortador 612.
En el bloque 614, una señal se convierte de un
formato digital a uno analógico. Las partes RF 616 convierten en
sentido ascendente la señal sobre una frecuencia de transmisión
seleccionada bien directamente o bien convirtiendo en primer lugar
la señal a una frecuencia intermedia, después de lo cual, en caso de
que fuera necesario, la señal se amplifica y se filtra. La antena
618 puede ser bien una antena individual o bien una red de antenas
que conste de varios elementos de antena. Si tanto el transmisor
como el receptor usan la misma antena, es necesario un filtro
dúplex para separar la señal a transmitir con respecto a la señal a
recibir.
El bloque 620 es un bloque de control que
controla el funcionamiento del bloque recortador 612, por ejemplo,
determina el umbral a recortar, al cual se hace referencia en la
presente solicitud como valor umbral. Cuando se está determinando
un valor umbral, típicamente se tienen en cuenta los siguientes
requisitos fijados por el método de transmisión de datos usado: el
ancho de banda permitido y la atenuación de supresión de la banda,
o el ancho de la banda de frecuencias de la señal, los cuales son
necesarios para que la señal se extienda a otras bandas de
frecuencias dentro de unos límites predeterminados, y la potencia de
transmisión requerida y el valor máximo permitido de la magnitud
del vector de error (EVM), o el valor máximo del error de pico en
el dominio del código usado en los UMTS, que representa el mayor
error posible de temporización de código. En la determinación del
valor umbral también se pueden tener en cuenta otros factores. El
bloque de control 620 también puede controlar el funcionamiento de
los otros bloques.
Haciendo referencia a la Figura 7, a
continuación se describirá un ejemplo de la estructura del bloque
recortador 612. El bloque recortador ilustrado está destinado a una
señal dividida en componentes en fase y en cuadratura, lo cual por
lo tanto requiere dos elementos de retardo 700, 702, dos filtros
710, 712, y dos sumadores 714, 716. Si la señal a recortar no está
dividida en componentes diferentes, el bloque recortador únicamente
comprende un elemento de retardo, un filtro y un sumador. Los
elementos de retardo 700, 702 retardan la señal modulada un tiempo
correspondiente a la duración del proceso recortador.
En el bloque 704, se determina para la señal a
recortar el valor absoluto o el cuadrado del mismo. El cuadrado del
valor absoluto es preferible en el caso de señales complejas
(típicamente una señal dividida en componentes en fase y en
cuadratura), ya que de este modo una señal compleja se puede
representar en un formato de valor real (i^{2}= -1).
A continuación la señal en valor absoluto se
aplica al bloque 706, en el que se busca el valor máximo de la
potencia o amplitud. El valor máximo también debe superar un valor
umbral predeterminado. El bloque 708 comprende la búsqueda de
valores de muestra adicionales, los cuales se sitúan a intervalos
correspondientes a un intervalo de muestras adicionales o un
múltiplo del mismo con respecto al valor máximo. Los valores de
muestra adicionales se buscan preferentemente tanto antes como
después del valor máximo. El número de los valores de muestra
adicionales varía en cada situación. El valor máximo y los valores
de muestra adicionales se usan para formar una secuencia de
impulsos. Los filtros 710, 712 limitan la banda de frecuencias de la
secuencia de impulsos a una banda deseada, la cual es
preferentemente la banda usada sobre el camino de
radiocomunicaciones. Finalmente, tal como se muestra en el ejemplo
de la figura, los componentes en fase y en cuadratura de la señal se
aplican a los sumadores 714, 716, los cuales restan de la señal
modulada una señal que representa la parte de la señal modulada que
supera el valor umbral. De esta manera se pueden recortar valores de
potencia o amplitud que superan el valor umbral. Si las señales
comprenden componentes en fase y en cuadratura, la resta se lleva a
cabo por separado para los componentes en fase y los componentes en
cuadratura. Si no se halla ningún valor que supere al valor umbral,
no se genera una señal que represente la parte de la señal modulada
que supera el valor umbral.
La señal que representa la parte de la señal
modulada que supera el valor umbral incrementa la magnitud del
vector de error, lo cual debe ser tenido en cuenta cuando se está
fijando el valor umbral.
La invención se implementa por ejemplo por medio
de software, en cuyo caso la estación base 204 comprende un
microprocesador, en el que las funciones del método antes descrito
se llevan a cabo en forma de software. La invención también se
puede implementar, por ejemplo, por medio de un equipo específico
que proporcione las funciones requeridas, tal como un circuito
integrado de aplicación específica (ASIC), o componentes lógicos
independientes.
La Figura 8 muestra un ejemplo del resultado de
una simulación en un sistema con dos portadoras. El intervalo de
muestras del valor se fija a 6 y el valor umbral a 5,5 dB por encima
de la amplitud media. En la Figura 8, el eje horizontal 800 muestra
la potencia de transmisión media de una señal en decibelios y el eje
vertical 802 muestra la probabilidad correspondiente a la
proporción de tiempo que la amplitud de la señal permanece por
encima del valor umbral predeterminado. La escala en el eje vertical
es logarítmica. La curva 804 ilustra una señal sin recortar y la
curva 806 representa una señal recortada o limitada en amplitud. La
figura muestra que el recorte de los picos de amplitud de una señal
modulada compensa considerablemente la variación de la amplitud de
la señal a transmitir con potencias altas de transmisión.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente
haciendo referencia a un ejemplo según los dibujos adjuntos,
resulta evidente que la invención no está limitada a los mismos sino
que se puede modificar de varias maneras dentro del alcance de la
idea de la invención dada a conocer en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (28)
1. Método para limitar una señal en un
transmisor de radiocomunicaciones, caracterizado porque
(302) se fija un valor umbral y un intervalo de
muestras del valor para la señal,
(306) se buscan, en la señal modulada, valores
máximos que superen el valor umbral, y se determina el instante de
aparición del valor máximo que superó el valor umbral,
(308) se buscan, en la señal modulada, valores
de muestra adicionales que superen el valor umbral a una distancia
de uno o más intervalos de muestras del valor con respecto al
momento de aparición de por lo menos un valor máximo,
(310) se forma, por medio de los valores máximos
y los valores de muestra adicionales que se buscaron, una señal que
representa la parte de la señal modulada que supera el valor
umbral,
(312) se resta de la señal modulada la señal
formada que representa la parte que supera el valor umbral.
2. Método para limitar una señal en un
transmisor de radiocomunicaciones, caracterizado porque
(302) se fija un valor umbral y un intervalo de
muestras del valor para la señal,
(304) se combinan, de una manera predeterminada,
las señales moduladas para portadoras diferentes,
(306) se buscan, en la señal modulada, valores
máximos que superan el valor umbral, y se determina el instante de
aparición del valor máximo que superó el valor umbral,
(308) se buscan, en la señal modulada, valores
de muestra adicionales que superan el valor umbral a una distancia
de uno o más intervalos de muestras del valor con respecto al
momento de aparición de por lo menos un valor máximo,
(310) se forma, por medio de los valores máximos
y los valores de muestra adicionales que se buscaron, una señal que
representa la parte de la señal modulada combinada que supera el
valor umbral,
(312) se resta de la señal modulada combinada la
señal formada que representa la parte que supera el valor
umbral.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se fija un valor umbral para valores de
potencia de una señal modulada.
4. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se fija un valor umbral para valores de
amplitud de una señal modulada.
5. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se busca por lo menos un valor de
muestra adicional antes del valor máximo.
6. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se busca por lo menos un valor de
muestra adicional después del valor máximo.
7. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se buscan valores de muestra adicionales
antes y después del valor máximo.
8. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la señal que representa la parte de la
señal modulada o modulada combinada que supera el valor umbral se
parece por lo menos sustancialmente a una señal de
pseudorruido.
9. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el intervalo de muestras del valor es
igual al intervalo de muestreo.
10. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se forma una señal que representa la
parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el valor
umbral filtrando una señal de secuencia de impulsos constituida por
el valor máximo y por los valores adicionales.
11. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se fija un valor umbral teniendo en
cuenta el valor máximo predeterminado para la magnitud del vector
de error.
12. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se fija un valor umbral teniendo en
cuenta el ancho de banda de frecuencia de la señal que representa
la parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el
valor umbral, de manera que la señal que representa la parte de la
señal modulada o modulada combinada que supera el valor umbral se
extiende a otras bandas de frecuencia dentro de unos límites
predeterminados.
13. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se fija un valor umbral teniendo en
cuenta el valor máximo predeterminado para un error de pico en el
dominio del código.
14. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se forma una señal que representa la
parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el valor
umbral filtrando por medio de un filtro programable una señal de
secuencia de impulsos que está constituida por el valor máximo y por
los valores adicionales.
15. Disposición para limitar una señal en un
transmisor de radiocomunicaciones, caracterizada porque
la disposición comprende unos medios (620) para
fijar un valor umbral y un intervalo de muestras del valor para la
señal,
la disposición comprende unos medios (706) para
buscar, en la señal modulada, valores máximos que superen el valor
umbral, y para determinar el instante de aparición del valor máximo
que superó el valor umbral,
la disposición comprende unos medios (708) para
buscar, en la señal modulada, valores de muestra adicionales que
superen el valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de
muestras del valor con respecto al momento de aparición de por lo
menos un valor máximo,
la disposición comprende unos medios (708) para
formar, por medio de los valores máximos y los valores de muestra
adicionales que se buscaron, una señal que representa la parte de la
señal modulada que supera el valor umbral,
la disposición comprende unos medios (714, 716)
para restar de la señal modulada la señal formada que representa la
parte que supera el valor umbral.
16. Disposición para limitar una señal en un
transmisor de radiocomunicaciones, caracterizada porque
la disposición comprende unos medios (620) para
fijar un valor umbral y un intervalo de muestras del valor para la
señal,
la disposición comprende unos medios (608, 610)
para combinar, de una forma predeterminada, las señales moduladas
para portadoras diferentes,
la disposición comprende unos medios (706) para
buscar, en la señal modulada, valores máximos que superen el valor
umbral, y para determinar el instante de aparición del valor máximo
que superó el valor umbral,
la disposición comprende unos medios (708) para
buscar, en la señal modulada, valores de muestra adicionales que
superen el valor umbral a una distancia de uno o más intervalos de
muestras del valor con respecto al momento de aparición de por lo
menos un valor máximo,
la disposición comprende unos medios (708) para
formar, por medio de los valores máximos y los valores de muestra
adicionales que se buscaron, una señal que representa la parte de la
señal modulada que supera el valor umbral,
la disposición comprende unos medios (714, 716)
para restar de la señal modulada la señal formada que representa la
parte que supera el valor umbral.
17. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se fija un valor umbral para valores de
potencia de una señal modulada.
18. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se fija un valor umbral para valores de
amplitud de una señal modulada.
19. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se busca por lo menos un valor de
muestra adicional antes del valor máximo.
20. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se busca por lo menos un valor de
muestra adicional después del valor máximo.
21. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se buscan valores de muestra adicionales
antes y después del valor máximo.
22. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque la señal que representa la parte de la
señal modulada o modulada combinada que supera el valor umbral se
parece por lo menos sustancialmente a una señal de
pseudorruido.
\newpage
23. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque el intervalo de muestras del valor es
igual al intervalo de muestreo.
24. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se forma de una señal que representa la
parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el valor
umbral filtrando una señal de secuencia de impulsos que está
constituida por el valor máximo y por los valores adicionales.
25. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se fija un valor umbral teniendo en
cuenta el valor máximo predeterminado para la magnitud del vector de
error.
26. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se fija un valor umbral teniendo en
cuenta el ancho de banda de frecuencia de la señal que representa la
parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el valor
umbral, de manera que la señal que representa la parte de la señal
modulada o modulada combinada que supera el valor umbral se
extiende a otras bandas de frecuencia dentro de unos límites
predeterminados.
27. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se fija un valor umbral teniendo en
cuenta el valor máximo predeterminado para un error de pico en el
dominio del código.
28. Disposición según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizada porque se forma una señal que representa la
parte de la señal modulada o modulada combinada que supera el valor
umbral filtrando por medio de un filtro programable una señal de
secuencia de impulsos que está constituida por el valor máximo y por
los valores adicionales.
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