ES2335675T3 - Dispositivo inalambrico de multiples antenas de alto rendimiento energetico. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas (100) que comprende: una pluralidad de (N) unidades transmisoras (120) operativamente acopladas a una pluralidad de antenas (122), una unidad transmisora (120) para cada conjunto de por lo menos una antena de entre la pluralidad de antenas (122), siendo cada unidad transmisora (120) operable para procesar una respectiva señal de entrada y proporcionar una señal de salida; una pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232), siendo cada unidad de procesamiento operable para llevar a cabo un procesamiento indicado para la transmisión de datos; medios (140, 230) para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de las N unidades transmisoras (120); y medios (140, 230) para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de entre la pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232).
Description
Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas de
alto rendimiento energético.
La presente Solicitud de Patente reivindica
prioridad a la Solicitud Provisional con Nº de Serie 60/569.018,
titulada "Dispositivo Inalámbrico de Múltiples Antenas de Alto
Rendimiento Energético", depositada el 7 de mayo de 2004 y
cedida al titular de la presente patente.
La presente invención se refiere en general a un
dispositivo electrónico, y más concretamente a un dispositivo
inalámbrico de múltiples antenas.
Un sistema de comunicación de múltiples entradas
y múltiples salidas (MIMO) emplea múltiples (N_{T}) antenas de
transmisión y múltiples (N_{R}) antenas de recepción para la
transmisión de datos. Un canal MIMO formado por N_{T} antenas de
transmisión y N_{R} antenas de recepción puede descomponerse en
N_{S} canales espaciales, donde N_{S} \leq min {N_{T},
N_{R}}. Los N_{S} canales espaciales pueden utilizarse para
transmitir datos en paralelo para alcanzar una mayor velocidad y/o
alcanzar de forma redundante mayor fiabilidad.
Un dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
está dotado de múltiples antenas que pueden utilizarse para la
transmisión y/o recepción de datos. Cada antena puede estar asociada
a 1) circuitos de transmisión utilizados para procesar una señal de
salida de banda base para generar una señal de salida de
radiofrecuencia (RF) adecuada para la transmisión a través de un
canal inalámbrico y 2) circuitos de recepción utilizados para
procesar una señal de entrada de RF para obtener una señal de
entrada de banda base. El dispositivo inalámbrico de múltiples
antenas por lo general también tiene unos circuitos digitales
utilizados para realizar un procesamiento digital de datos para la
transmisión y la recepción.
Debido a la complejidad adicional asociada a la
operación MIMO, el dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
puede ser mucho más complejo que un dispositivo inalámbrico de una
única antena en un sistema que pueda soportar dispositivos
inalámbricos tanto de una única antena como de múltiples antenas. El
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas puede de ese modo
consumir mucha más energía que el dispositivo inalámbrico de una
única antena. El mayor consumo energético no es deseable,
especialmente si el dispositivo inalámbrico de múltiples antenas es
una unidad portátil (p.ej., un microteléfono), que se alimenta
mediante una batería interna. El mayor consumo energético agota con
mayor rapidez los recursos de batería disponibles, lo que acorta
tanto el tiempo de "standby" entre recargas de batería y el
tiempo de funcionamiento para una comunicación activa.
Existe por tanto una necesidad en la técnica de
un dispositivo inalámbrico de múltiples antenas que tenga un alto
rendimiento energético. El documento WO 03030403 describe un
dispositivo inalámbrico de la técnica anterior en el que se
habilitan o se deshabilitan selectivamente una unidades
transceptoras.
En la presente memoria se describe un
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas de alto rendimiento
energético que emplea diversas técnicas de ahorro de energía. El
dispositivo inalámbrico está dotado de múltiples (N) antenas. En
una forma de realización, el dispositivo inalámbrico de múltiples
antenas comprende múltiples unidades transmisoras operativamente
acopladas a las N antenas, una unidad transmisora para cada conjunto
diferente de por lo menos una antena entre las N antenas. Cada
unidad transmisora procesa una respectiva señal de banda base de
entrada y proporciona una señal de salida de radiofrecuencia (RF):
Un controlador habilita selectivamente una o más unidades
transmisoras, según sea necesario, para la transmisión. En otra
forma de realización, el dispositivo inalámbrico de múltiples
antenas comprende unidades receptoras operativamente acopladas a
las antenas, una unidad receptora para cada conjunto diferente de
por lo menos una antena entre las N antenas. Cada unidad receptora
procesa una respectiva señal de entrada de RF y proporciona una
señal de salida de banda base. El controlador habilita
selectivamente una o más unidades receptoras, según sea necesario,
para la recepción. Todavía en otra forma de realización, el
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas comprende por lo menos
una unidad de procesamiento (p. ej., un procesador de datos, un
procesador espacial, un modulador, un demodulador, una unidad de
detección/adquisición, etcétera). Cada unidad de procesamiento lleva
a cabo un procesamiento indicado para la transmisión o la recepción
por medio de por lo menos una antena. Cada unidad de procesamiento
se habilita si el procesamiento mediante esa unidad se utiliza para
la transmisión o la recepción, de lo contrario se deshabilita. El
controlador habilita o deshabilita cada unidad de procesamiento,
según sea necesario. Las unidades transmisoras, las unidades
receptoras, y las unidades de procesamiento pueden habilitarse o
deshabilitarse selectivamente, por ejemplo, alimentando o no estos
bloques de circuitos eléctricos, habilitando o deshabilitando los
relojes para las unidades de procesamiento, etcétera.
A continuación se describen en mayor detalle
diversos aspectos de las formas de realización de la invención.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques de un
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas.
La Fig. 2 muestra una forma de realización del
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas de la Fig. 1.
Las Figs. 3A y 3B muestran unos diagramas de
estado de ejemplo para el dispositivo inalámbrico.
La Fig. 4 muestra un formato de transmisión
utilizado por un sistema inalámbrico.
La expresión "de ejemplo" se utiliza en la
presente memoria para indicar "que sirve como ejemplo, instancia
o ilustración". Cualquier forma de realización descrita en la
presente memoria como "de ejemplo" no debe interpretarse
necesariamente como preferente o ventajosa sobre otras formas de
realización.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques de un
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas 100, que está dotado
de múltiples (N) antenas 122a a 122n. Cada antena 122 está asociada
a una unidad transceptora 120 que incluye una unidad transmisora
(TMTR) y una unidad receptora (RCVR).
Para la transmisión de datos, un procesador de
datos de transmisión (TX) 114 recibe datos de tráfico desde una
fuente de datos 112, procesa (p. ej., codifica, entrelaza y realiza
el mapeo de símbolos) los datos de tráfico y los datos de control
de un controlador 140, y proporciona símbolos de datos. Tal y como
se utiliza en la presente memoria, un "símbolo de datos" es un
símbolo de modulación para datos, un "símbolo piloto" es un
símbolo de modulación para pilotos (que son datos que son conocidos
a priori tanto por una entidad de transmisión como por una
entidad de recepción), un "símbolo de transmisión" es un
símbolo a ser enviado desde una antena, y un "símbolo de
recepción" es un símbolo obtenido desde una antena. Un procesador
espacial TX 116 lleva a cabo el procesamiento espacial de los
símbolos de datos y los símbolos piloto, siempre y cuando sea
apropiado. El procesador espacial TX 116 proporciona N_{tx} flujos
de símbolos de transmisión, un flujo de símbolos de transmisión por
cada antena a utilizar para la transmisión de datos, donde 1 \leq
N_{tx} \leq N. Un modulador 118 lleva a cabo la modulación de
los N_{tx} flujos de símbolos de transmisión y proporciona
N_{tx} flujos de chips, un flujo de chips por cada flujo de
símbolos de transmisión. Cada chip es un valor complejo a
transmitir desde una antena en un periodo de chip. La modulación
llevada a cabo por el modulador 118 depende de la técnica de
modulación utilizada por el sistema. Por ejemplo, el modulador 118
lleva a cabo una modulación de Multiplexación por División de
Frecuencias Ortogonales (OFDM) si el sistema utiliza OFDM y lleva a
cabo una modulación de Multiplexación por División de Código (CDM)
si el sistema utiliza CDM. En cualquier caso, N_{tx} unidades
transmisoras seleccionadas de entre N unidades transmisoras en las
unidades transceptoras 120a a 120n reciben los N_{tx} flujos de
chips. Cada unidad transmisora seleccionada condiciona su flujo de
chips y genera una correspondiente señal de salida de RF. Las
N_{tx} unidades transmisoras seleccionadas proporcionan N_{tx}
señales de salida de RF a N_{tx} antenas asociadas a las unidades
transmisoras. Las N_{tx} señales de salida de RF son transmitidas
desde estas N_{tx} antenas.
Para la recepción de los datos, N_{rx} antenas
seleccionadas de entre N antenas 122a a 122n reciben señales
moduladas de RF transmitidas por otra(s) entidad(es),
donde 1 \leq N_{rx} \leq N. Cada antena seleccionada
proporciona una señal recibida a la unidad receptora en la unidad
transceptora asociada. Cada unidad receptora lleva a cabo un
procesamiento complementario al llevado a cabo por las unidades
transmisoras en la(s) entidad(es) de transmisión y
proporciona un flujo de muestras. Un demodulador 132 recibe N_{rx}
flujos de muestras desde N_{rx} unidades receptoras para las
N_{rx} antenas seleccionadas, lleva a cabo una demodulación sobre
estos N_{rx} flujos de muestras, y proporciona N_{rx} flujos de
símbolos recibidos. Un procesador espacial de recepción (RX) 134
lleva a cabo un procesamiento espacial receptor (o filtrado adaptado
espacial) de los N_{rx} flujos de símbolos recibidos, siempre y
cuando resulte apropiado, y proporciona N_{rx} flujos de símbolos
de datos detectados, que son estimaciones de los símbolos de datos
enviados por la(s) entidad(es) de transmisión. Un
procesador de datos RX 136 procesa (p. ej. realiza el desmapeo de
símbolos, el desentrelazado y la decodificación) los símbolos de
los datos detectados y proporciona datos decodificados a un receptor
de datos 138.
El controlador 140 controla la operación de
diversas unidades de procesamiento en el dispositivo inalámbrico
100. La unidad de memoria 142 almacena datos y códigos de programa
utilizados mediante el controlador 140 y otras unidades de
procesamiento en el dispositivo inalámbrico 100.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques
funcional con diversas unidades de procesamiento para un dispositivo
inalámbrico de múltiples antenas de ejemplo 100. En general, un
dispositivo inalámbrico de múltiples antenas puede incluir
cualquier tipo y cualquier número de unidades de procesamiento. Por
ejemplo, un dispositivo inalámbrico puede incluir unidades de
procesamiento para diversas funciones y aplicaciones como vídeo,
audio, juegos, interfaz entrada/salida (E/S) con unidades externas
acopladas al dispositivo inalámbrico, etcétera. Las unidades de
procesamiento para el dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
también pueden implementarse de diversas maneras.
La Fig. 2 muestra un dispositivo inalámbrico de
múltiples antenas 100a, que es una forma de realización del
dispositivo inalámbrico 100 de la Fig. 1. Para esta forma de
realización, el dispositivo inalámbrico 100a incluye una sección
digital 210, un subsistema reloj/oscilador local (LO) 250, y N
unidades transceptoras 120a a 120n acopladas a las N antenas 122a a
122n, respectivamente.
La sección digital 210 incluye diversas unidades
de procesamiento que llevan a cabo un procesamiento digital para la
transmisión y recepción de datos. Una unidad de procesamiento es un
bloque de circuitos que lleva a cabo algún tipo de procesamiento
digital. Esto está en contraste con un bloque de circuitos que no
lleva a cabo ningún procesamiento (p. ej., una unidad de memoria) o
con un bloque de circuitos que lleva a cabo un procesamiento
analógico (p. ej., una unidad transmisora o receptora). Dentro de la
sección digital 210, un procesador de datos 214 implementa un
procesador de datos TX 114 y un procesador de datos RX 136 en la
Fig. 1, y un procesador espacial 216 implementa un procesador
espacial TX 116 y un procesador espacial RX 134 en la Fig. 1. Un
modulador 218 y un demodulador 232 implementan el modulador 118 y el
demodulador 132, respectivamente. Una memoria de acceso aleatorio
(RAM) y una memoria de sólo lectura (ROM) 212 almacenan datos y
códigos de programa utilizados por diversas unidades de
procesamiento dentro de la sección digital 210. Una unidad de
detección/adquisición 220 lleva a cabo un procesamiento para
detectar y adquirir señales de otras entidades de transmisión. Un
controlador principal 240 controla la operación de diversas unidades
de procesamiento dentro del dispositivo inalámbrico 100a. Un
controlador de energía 230 lleva a cabo la gestión de la energía
para el dispositivo inalámbrico 100a. Los controladores 230 y 240
pueden implementar un controlador 140 en la Fig. 1. Una memoria
principal 242 proporciona un almacenamiento de volumen/masivo para
datos y códigos utilizados por diversas unidades de procesamiento
dentro del dispositivo inalámbrico 100a y puede implementar una
fuente de datos 112, un receptor de datos 138 y una memoria 142 en
la Fig. 1. Los bloques de circuitos dentro de la sección digital
210 pueden implementarse con estructuras de circuito de alto
rendimiento energético como los latches.
El subsistema reloj/LO 250 genera relojes para
las unidades de procesamiento dentro de la sección digital 210 y
señales LO para las unidades transceptoras 120a a 120n. Dentro del
subsistema 250, un oscilador de referencia 252 genera una señal de
reloj de referencia y puede implementarse con un oscilador de
cristal compensado en temperatura (TCXO) o algún otro diseño de
oscilador. Los osciladores controlados por tensión (VCOs) y los
bucles enganchados de fase (PLLs) dentro de una unidad 254 reciben
la señal de reloj de referencia y generan una señal LO (TX_LO) para
las unidades transmisoras y una señal LO (RX_LO) para las unidades
receptoras. Un generador de relojes 256 recibe una señal de reloj
de alta frecuencia desde la unidad de 254 y/o la señal de reloj de
referencia del oscilador 252 y genera los relojes para las unidades
de procesamiento dentro de la sección digital 210. El generador de
relojes 210 incluye uno o más divisores de frecuencia. Cada divisor
recibe y divide la señal de reloj de referencia o alta frecuencia y
proporciona un reloj de salida. Cada unidad de procesamiento en la
sección 210 puede operar en base a un conjunto de uno o más relojes
del generador de relojes 256. Las diversas unidades de
procesamiento en la sección 210 pueden operar en base a los mismos
conjuntos o a diferentes conjuntos de relojes.
Cada unidad transceptora 120 incluye una unidad
transmisora 260 y una unidad receptora 280. Las unidades transmisora
y receptora pueden implementarse con una arquitectura súper
heterodina o una arquitectura de conversión directa. Para la
arquitectura súper heterodina, la conversión de frecuencia entre RF
y banda base se lleva a cabo en múltiples fases, p. ej., de RF a
una frecuencia intermedia (IF) en una fase, y a continuación de IF a
banda base en otra fase. Para la arquitectura de conversión
directa, la conversión de frecuencia se lleva a cabo en una única
fase, p. ej., de RF directamente a banda base. Por simplicidad, la
Fig. 2 muestra una forma de realización de la unidad transmisora
260 y la unidad receptora 280 que utiliza la arquitectura de
conversión directa.
Dentro de la unidad transmisora 260, un
convertidor digital-analógico (DAC) 262 recibe un
flujo de chips digitales desde la sección digital 210, convierte
los chips a analógico, y proporciona una señal de salida de banda
base analógica. A continuación un filtro 264 filtra la señal se
salida de banda base para eliminar imágenes no deseadas generadas
por la conversión digital-analógico y proporciona
una señal de banda base filtrada. Un amplificador (Amp) 266
amplifica y almacena en memoria intermedia la señal de banda base
filtrada y proporciona una señal de banda base amplificada. Un
mezclador 268 modula la señal TX_LO de la unidad 254 con la señal
de banda base amplificada y proporciona una señal de frecuencia
elevada. Un amplificador de potencia (PA) 270 amplifica la señal
cuya frecuencia ha sido elevada y proporciona una señal de salida
RF, que es enrutada a través de un duplexor (D) 272 y suministrada
a la antena 122.
Dentro de la unidad receptora 280, un
amplificador de bajo ruido (LNA) 282 recibe una señal de entrada RF
desde la antena 122 y a través del duplexor 272. El LNA 282
amplifica la señal de entrada RF y proporciona una señal
acondicionada con el nivel de señal deseado. Un mezclador 284
demodula la señal acondicionada con la señal RX_LO de la unidad 254
y proporciona una señal de frecuencia reducida. Un filtro 286 filtra
la señal cuya frecuencia ha sido reducida para pasar los
componentes de señal deseados y eliminar el ruido y las señales no
deseadas que puede generar el proceso de reducción de frecuencia. Un
amplificador 288 amplifica y almacena en memoria intermedia la
señal filtrada y proporciona una señal de entrada de banda base. Un
convertidor analógico-digital (ADC) 290 convierte
la señal de entrada de banda base a digital y proporciona un flujo
de muestras a la sección digital 210.
La Fig. 2 muestra diseños de ejemplo para las
unidades transmisora y receptora. Para estos diseños, el DAC y el
ADC se muestran como parte de la unidad transmisora y la unidad
receptora, respectivamente. En general, las unidades transmisoras y
receptoras pueden cada una incluir una o más fases de amplificador,
filtro, mezclador, etcétera, lo cual puede disponerse de forma
diferente a lo mostrado en la Fig. 2. Las unidades transmisoras y
receptoras pueden o no incluir el DAC y el ADC, respectivamente. Los
amplificadores pueden tener ganancias fijas o variables. Las
unidades transmisoras y las unidades receptoras pueden implementarse
de tal manera que cada unidad transceptora incluya una unidad
transmisora y una unidad receptora, como se muestra en las Figs. 1
y 2. Las unidades transmisoras también pueden implementarse como una
unidad o módulo, y las unidades receptoras también pueden
implementarse como otra unidad o módulo. Cada unidad transmisora
también puede asociarse a un conjunto de una o más antenas, y cada
unidad receptora también puede asociarse a un conjunto de una o más
antenas.
Una fuente de alimentación 258 proporciona
alimentación a diversos bloques de circuitos dentro del dispositivo
inalámbrico 100a. La fuente de alimentación 258 puede incluir una
batería recargable y/o puede recibir alimentación desde una fuente
externa a través de una entrada de alimentación, P_{in}. La fuente
de alimentación 258 también puede incluir unos interruptores que
reciben una señal de control denominada C_{p}, y selectivamente
proporcionar alimentación a cada uno de los bloques de circuitos que
reciben alimentación desde la fuente de alimentación. De manera
alternativa, cada bloque de circuitos puede incluir uno o más
interruptores que reciben una señal de control para ese bloque de
circuitos y encienden o apagan el bloque de circuitos. En general,
una señal de control puede incluir una línea de señal o múltiples
líneas de señal.
El dispositivo inalámbrico 100a puede diseñarse
para consumir menos energía al tiempo que proporcione la
funcionalidad requerida. Esto puede alcanzarse diseñando los
diversos bloques de circuitos dentro del dispositivo inalámbrico
100a de tal manera que puedan habilitase o deshabilitarse
individualmente. Un bloque de circuitos analógicos puede
habilitarse o deshabilitarse alimentando o dejando de alimentar el
bloque de circuitos, p. ej., a través de uno o más interruptores.
Un bloque de circuitos digitales puede habilitarse o deshabilitarse
1) alimentando o dejando de alimentar el bloque de circuitos a
través de uno o más interruptores y/o 2) habilitando o
deshabilitando los relojes al bloque de circuitos digitales. Un
bloque de circuitos digitales puede alimentarse o dejarse de
alimentar (p. ej., por medio de un interruptor de cabeza y/o un
interruptor de pie) para evitar una corriente de fuga, que puede
ser grande ya que la tecnología de fabricación de circuitos
integrados (IC) continúa mejorando y el tamaño de los transistores
continúa reduciéndose.
Para la forma de realización mostrada en la Fig.
2, cada unidad receptora i puede habilitarse o deshabilitarse
selectivamente en base a una respectiva señal de control Ri,
donde i=1...N. De manera similar, cada unidad transmisora
j puede habilitarse o deshabilitarse selectivamente en base a
una respectiva señal de control Tj, donde j=1...N. El
dispositivo inalámbrico 110a puede habilitar cualquier número de
unidades receptoras configurando adecuadamente las N señales de
control para la N unidades receptoras y también puede habilitar
cualquier número de unidades transmisoras configurando adecuadamente
las N señales de control para la N unidades transmisoras.
Los diversos bloques de circuitos dentro de la
sección digital 210 también pueden diseñarse de manera que cada
bloque de circuitos (o posiblemente diferentes secciones de cada
bloque de circuitos) pueda habilitarse o deshabilitarse
selectivamente. Para la forma de realización mostrada en la Fig. 2,
la unidad de memoria 212, el procesador de datos 214, el modulador
218, la memoria principal 242, el procesador espacial 216, el
demodulador 232, el controlador principal 240, y la unidad de
detección/adquisición 220 son controladas por ocho señales de
control denominadas C_{1} a C_{8}, respectivamente. Cada señal
de control puede habilitar o deshabilitar selectivamente todo el
bloque de circuitos asociado o parte del mismo. El dispositivo
inalámbrico 100a también puede diseñarse con diferentes bloques de
circuitos para la sección digital y/o de tal manera que diferentes
bloques de circuitos puedan habilitarse o deshabilitarse
selectivamente.
Los bloques de circuitos dentro del subsistema
reloj/LO 250 también pueden controlarse selectivamente para el
ahorro de energía. Los VCOs y los PLLs en la unidad 254 pueden
habilitarse o deshabilitarse selectivamente en base a una señal de
control denominada C_{V}. Un conjunto de VCO y PLL puede
utilizarse para generar la señal TX_LO para las N unidades
transmisoras, y otro conjunto de VCO y PLL puede utilizarse para
generar la señal RX_LO para las N unidades receptoras. Si se están
utilizando únicamente las unidades receptoras, entonces pueden
deshabilitarse el VCO y PLL para las unidades transmisoras para
ahorrar energía. Por el contrario, si se están utilizando
únicamente las unidades transmisoras, entonces pueden deshabilitarse
el VCO y PLL para las unidades receptoras. El generador de relojes
256 puede controlarse en base a una señal de control denominada
C_{k}. El generador de relojes 256 puede generar o proporcionar un
conjunto de uno o más relojes a cada unidad de procesamiento dentro
de la sección digital 210. El generador de relojes 256 puede
controlarse para 1) deshabilitar determinados conjuntos de relojes
para determinadas unidades de procesamiento, 2) generar relojes con
diferentes frecuencias (por ejemplo, menores) para todas las
unidades de procesamiento o algunas de ellas, etcétera. Para un
circuito digital que se fabrica con semiconductor complementario de
óxido metálico (CMOS), el consumo energético es proporcional a la
frecuencia del reloj utilizado para el circuito digital. Pueden
conseguirse bajos consumos de energía para las unidades de
procesamiento dentro de la sección digital 210 reduciendo la
frecuencia del reloj para estas unidades de procesamiento siempre
que sea posible.
Por claridad, la Fig. 2 muestra cómo se
proporciona una señal de control separada para cada bloque de
circuitos controlable. También puede utilizase un bus serie para
controlar múltiples bloques de circuitos. Por ejemplo, a cada
unidad transmisora y a cada unidad receptora se le puede asignar una
única dirección y cada una de ellas puede habilitarse o
deshabilitarse individualmente por el bus serie en base a su
dirección.
El controlador de energía 230 genera las señales
de control para los diversos bloques de circuitos dentro del
dispositivo inalámbrico 100a. El controlador de energía 230 obtiene
información que indica el estado operativo del dispositivo
inalámbrico 100a (p. ej., a través de una entrada de usuario o
controlador principal 240) y genera las señales de control
correspondientemente. El controlador de energía 230 puede incluir
temporizadores, máquinas de estado, tablas de consulta, etcétera,
que pueden utilizarse para generar las señales de control adecuadas
para los diversos bloques de circuitos.
Con el dispositivo inalámbrico 100a diseñado
utilizando bloques de circuitos controlables modulares como se ha
descrito anteriormente, el consumo energético reducido puede
alcanzarse habilitando selectivamente el menor número de bloques de
circuitos posible para llevar a cabo las tareas requeridas y
deshabilitando el mayor número de bloques de circuitos posible para
ahorrar energía. La habilitación/deshabilitación selectiva de los
bloques de circuitos puede realizarse como se describe a
continuación.
El dispositivo inalámbrico 100a puede soportar
una serie de modos operativos. La Tabla 1 enumera algunos de los
modos operativos soportados y sus breves descripciones.
Los modos SI y MI son modos de
sólo-recepción, y los modos SO y MO son modos de
sólo-transmisión. Pueden formarse modos operativos
adicionales con diferentes combinaciones de los cuatro modos
operativos mostrados en la Tabla 1. Por ejemplo, un modo SISO
soporta la transmisión de una señal de salida de RF y la recepción
de una señal de entrada de RF, uno modo MISO soporta la transmisión
de una señal de salida de RF y la recepción de múltiples señales de
entrada de RF, un modo SIMO soporta la transmisión de múltiples
señales de salida de RF y la recepción de una señal de entrada de
RF, y un modo MIMO soporta la transmisión de múltiples señales de
salida de RF y la recepción de múltiples señales de entrada de RF.
Los modos SISO, SIMO, MISO y MIMO son modos de
transmisión-recepción que soportan tanto la
transmisión como la recepción de datos. Pueden utilizarse las mismas
antenas o antenas diferentes para la transmisión y la recepción de
datos cuando se seleccionan menos de N antenas para uso. También
puede definirse un modo "standby" en el que los datos ni se
transmiten ni se reciben.
Para cada modo operativo, el dispositivo
inalámbrico 100a puede habilitar sólo las unidades transmisoras y
sólo las unidades receptoras que se requieren para ese modo
operativo. Por ejemplo, pueden deshabilitarse todas las unidades
transmisoras para los modos de sólo-recepción,
pueden deshabilitarse todas las unidades receptoras para los modos
de sólo-transmisión, y pueden deshabilitarse todas
las unidades transmisoras y receptoras para el modo "standby".
El dispositivo inalámbrico 100a también puede deshabilitar las
unidades transmisoras no utilizadas y las unidades receptoras no
utilizadas cuando se seleccionan menos de N unidades para uso.
El dispositivo inalámbrico 100a también puede
deshabilitar determinadas unidades de procesamiento dentro de la
sección digital 210 para algunos modos operativos. Por ejemplo, el
modulador 218 puede deshabilitarse para los modos de
sólo-recepción, el demodulador 232 puede
deshabilitarse para los modos de sólo-transmisión, y
el procesador espacial 216 puede deshabilitarse para los modos SI y
SO. Una parte de transmisión del procesador de datos 214 (p. ej.,
para codificar, entrelazar, y mapear símbolos) puede deshabilitarse
para los modos de sólo-recepción y una parte de
recepción del procesador de datos 214 (por ejemplo, para la
decodificación, el desentrelazado y el desmapeo símbolos) puede
deshabilitarse para los modos de
sólo-transmisión.
El dispositivo inalámbrico 100a también puede
ajustar la frecuencia de los relojes para las unidades de
procesamiento dentro de la sección digital 210 en base a las
velocidades de datos para la transmisión y la recepción de datos.
El sistema puede soportar una gama de velocidades de datos, y la
diferencia entre la velocidad de datos más baja, R_{min}, y la
velocidad de datos más alta, R_{max}, puede ser grande. El
dispositivo inalámbrico 100a puede diseñarse con la capacidad de
transmitir y recibir datos a la velocidad de datos más alta. Esto
por lo general se consigue diseñando las unidades de procesamiento
con suficientes capacidades de procesamiento y operando las
unidades de procesamiento a una frecuencia de reloj máxima
especificada, f_{max}. Sin embargo, por lo general los
datos no se envían y se reciben a la velocidad de datos más alta en
todo momento. Cuando se utiliza una velocidad de datos inferior a
R_{max}, puede ser posible operar las unidades de procesamiento a
una frecuencia de reloj que sea inferior a f_{max} para
reducir el consumo energético al tiempo que se siguen completando
todas las tareas de procesamiento requeridas sin retrasos. La
frecuencia de reloj para las unidades de procesamiento puede ser
una función de la velocidad de datos, de manera que puedan
utilizarse diferentes frecuencias de reloj para diferentes
velocidades de datos. El controlador de energía 230 puede
determinar la frecuencia de reloj más baja posible que puede
utilizarse para la velocidad de datos del momento y proporcionar la
señal de control adecuada al generador de relojes 256. El generador
de relojes 256 puede entonces ajustar su circuito divisor en base a
la señal de control para generar unos relojes a la frecuencia
deseada.
Puede utilizarse la misma o diferentes
velocidades de datos para la transmisión y recepción de los datos.
Puede utilizarse la misma o diferentes frecuencias de reloj para las
unidades de procesamiento para la transmisión y recepción de los
datos, dependiendo de las velocidades de datos de la transmisión y
la recepción. El modulador 218 y el demodulador 232 pueden operar a
la misma o a diferentes frecuencias de reloj. Las partes de
transmisión y recepción del procesador de datos 214 también pueden
operar a la misma o a diferentes frecuencias de reloj. El
procesador espacial 216 puede contener unas unidades de
procesamiento (p. ej., multiplicadores) que pueden utilizarse tanto
para la transmisión como para la recepción. La frecuencia de reloj
de estas unidades puede seleccionarse apropiadamente en base a las
velocidades de datos de transmisión y recepción.
El dispositivo inalámbrico 100a también puede
diseñarse para operar en una serie de estados. Cada estado puede
asociarse a diferentes capacidades de procesamiento y diferentes
tareas.
La Fig. 3A muestra un diagrama de estados 300 de
ejemplo para el dispositivo inalámbrico 100a. Este diagrama de
estados incluye tres estados - un estado Inactivo 310, un
estado En Suspensión 320, y un estado de Comunicación
330. Cada uno de los tres estados puede incluir una serie de
subestados.
La Fig. 3B muestra un diagrama de estados de
ejemplo para el estado Inactivo 310, que incluye dos
subestados - un subestado de Monitorización 312 y un
subestado de Acceso 314.
En el subestado de Monitorización, el
dispositivo inalámbrico 100a detecta la presencia de señales de
otras entidades. La detección puede llevarse a cabo en base a un
piloto transmitido por cada entidad. Si se detecta alguna señal,
entonces el dispositivo inalámbrico 100a intenta adquirir la
frecuencia y las características temporales de la señal y recuperar
la información de cabecera y los mensajes de señalización de la
señal. Si se adquiere la señal y los mensajes de señalización
indican que se solicita una transmisión de datos, entonces el
dispositivo inalámbrico 100a realiza la transición al subestado de
Acceso. El dispositivo inalámbrico 100a no realiza la
transición al estado de Acceso si 1) no se detecta ninguna
señal o 2) se detecta una señal pero falla la adquisición o los
mensajes de señalización no indican una solicitud de transmisión de
datos. El dispositivo inalámbrico 100a puede permanecer en el
subestado de Monitorización y llevar a cabo la detección y
adquisición de manera continua. De manera alternativa, el
dispositivo inalámbrico 100a puede llevar a cabo la detección y
adquisición periódicamente o esporádicamente en determinadas
ventanas temporales, que se denominan periodos activos. El
dispositivo inalámbrico 100a puede realizar la transición del
subestado de Monitorización al estado En Suspensión
en los intervalos de tiempo entre los periodos activos para ahorrar
energía, como se describe a continuación.
En el subestado de Acceso, el dispositivo
inalámbrico 100a intenta establecer una sesión de comunicación con
otra entidad, que se denomina una entidad "objetivo". El
dispositivo inalámbrico 100a intenta acceder al sistema si la
entidad objetivo es un punto de acceso en el sistema e intenta
establecer una comunicación
punto-a-punto si la entidad objetivo
es otro dispositivo inalámbrico. El dispositivo inalámbrico 100a
puede intercambiar mensajes cortos con la entidad objetivo para
configurar ambas entidades para la transmisión y/o recepción de
datos, solicitar recursos, etcétera. El dispositivo inalámbrico 100a
realiza la transición al estado de Comunicación si se
obtiene acceso y se abre una sesión de comunicación. El dispositivo
inalámbrico 100a vuelve al subestado de Monitorización si no
se obtiene acceso.
El dispositivo inalámbrico puede pasar un
porcentaje grande de tiempo en el estado Inactivo. En el
estado Inactivo, el dispositivo inalámbrico puede habilitar
únicamente un subconjunto (p. ej., uno) de las N unidades
receptoras y solamente la(s) unidad(es) de
procesamiento utilizada(s) para la detección y la adquisición
de señales. El dispositivo inalámbrico puede deshabilitar todas las
demás unidades receptoras, las N unidades transmisoras y todas las
unidades de procesamiento que no son necesarias para la detección y
adquisición de señales.
En el estado de Comunicación, el
dispositivo inalámbrico 100a puede transmitir datos y/o recibir
datos de la entidad objetivo. El dispositivo inalámbrico 100a o la
entidad objetivo pueden finalizar la sesión de comunicación, en
cuyo instante el dispositivo inalámbrico 100a vuelve al subestado de
Monitorización dentro del estado Inactivo.
En el estado En Suspensión, el
dispositivo inalámbrico 100a puede apagar tantos bloques de
circuitos como resulte posible para ahorrar energía. El dispositivo
inalámbrico 100a no transmite o recibe datos mientras se encuentra
en el estado En Suspensión. El dispositivo inalámbrico 100a
puede mantener un temporizador para determinar cuándo salir del
estado En Suspensión y puede monitorizar determinadas
interrupciones (p. ej., entrada de usuario) que pueden disparar una
transición inmediata al estado Inactivo.
El dispositivo inalámbrico 100a puede operar en
cualquiera de una serie de modos de "detección" que no
requieren una detección/adquisición continua. Por ejemplo, si el
sistema transmite pilotos, información de cabecera, y mensajes de
señalización en instantes conocidos, entonces el dispositivo
inalámbrico 100a puede operar en un modo "por intervalos" de
manera que lleva a cabo la detección y la adquisición únicamente
durante estos instantes conocidos y pasa a estar en suspensión
durante el tiempo restante, como se describe a continuación. El
dispositivo inalámbrico 100a también puede operar en un modo de
"ahorro de energía" de manera que pasa a estar en suspensión
de forma indefinida para ahorrar energía y pasa al estado activo
únicamente si el usuario inicia una transmisión de datos o algún
otro evento dispara una transición de salida del estado de
suspensión.
Las Figs. 3A y 3B muestran unos diagramas de
estado de ejemplo para el dispositivo inalámbrico 100a. En general,
un dispositivo inalámbrico de múltiples antenas puede operar en
cualquier número de estados, y cada estado puede incluir cualquier
número de subestados.
El dispositivo inalámbrico 100a puede habilitar
diferentes bloques de circuitos en diferentes estados. A
continuación se describen algunos escenarios operativos para los
tres estados en la Fig. 3A.
En el estado Inactivo, el dispositivo
inalámbrico 100a puede habilitar únicamente un subconjunto de las N
unidades receptoras y puede deshabilitar todas las unidades
receptoras restantes así como las N unidades transmisoras. Una
unidad de transmisión por lo general transmite datos de la manera
más robusta y a la velocidad de datos más baja cuando transmite a
una entidad de recepción desconocida. La diversidad de la recepción
y el rendimiento de la detección por lo general mejoran si la
entidad receptora utiliza más antenas para recibir la transmisión
de la entidad de transmisión. Sin embargo, normalmente no es
necesario utilizar las N antenas para detectar la presencia de una
señal o adquirir la señal. Puede ahorrarse energía habilitando
únicamente un número limitado (p. ej., una) de las unidades
receptoras u deshabilitando el resto de unidades receptoras.
En el estado Inactivo, el dispositivo
inalámbrico 100a puede habilitar el número deseado de unidades
receptoras a través de las señales de control Ri para estas
unidades receptoras. Por ejemplo, el dispositivo inalámbrico 100a
puede operar en el modo SI para el estado Inactivo y
habilitar únicamente una unidad receptora. El dispositivo
inalámbrico 100a también puede utilizar diferentes capacidades para
diferentes tareas de procesamiento. Por ejemplo, el dispositivo
inalámbrico 100a puede utilizar una unidad receptora para la
detección y la adquisición de pilotos de otras entidades y puede
utilizar múltiples unidades receptoras para recibir información de
cabecera y mensajes de señalización si se detectan los pilotos.
En el estado Inactivo, muchos de los
bloques de circuitos en las secciones digitales 210 que se utilizan
para procesar datos para la transmisión y la recepción también
pueden deshabilitarse para ahorrar energía. Por ejemplo, el
procesador de datos 214, el procesador espacial 216, el modulador
218 y el demodulador 232 pueden ser deshabilitados en el estado
Inactivo. La unidad de detección/adquisición de datos 220
puede llevar a cabo las tareas de procesamiento necesarias para
detectar señales y adquirir señales detectadas. La unidad 220 puede
incluir un circuito para buscar pilotos, medir la energía piloto
recibida, recuperar la información de cabecera y los mensajes de
señalización, etcétera.
El demodulador 232 completo o parte del mismo y
el procesador de datos 214 completo o parte del mismo pueden
habilitarse en el estado Inactivo, siempre y cuando resulte
necesario. Si el sistema utiliza la OFDM, entonces el demodulador
232 puede incluir una o más unidades de transformación de Fourier
(FFT) utilizadas para la demodulación OFDM. Una parte del
demodulador 232 puede habilitarse para llevar a cabo la demodulación
OFDM para la unidad receptora o todas las unidades receptoras en el
estado Inactivo. El procesador de datos 214 puede incluir
codificadores, decodificadores, etcétera, que se utilizan para la
transmisión y recepción de datos. Puede habilitarse una parte del
procesador de datos 214 (p. ej., el decodificador para la
información de cabecera y los mensajes de señalización), p. ej.,
únicamente si se ha detectado y adquirido una señal.
El procesador espacial 216 se utiliza para el
procesamiento espacial para transmitir datos a través de múltiples
antenas y para el procesamiento espacial para recibir datos a través
de múltiples antenas. Si se selecciona únicamente una unidad
receptora en el estado Inactivo, entonces el procesador
espacial 216 puede deshabilitarse durante todo el tiempo en el
estado Inactivo. Incluso si se seleccionan unas pocas
unidades receptoras para su uso en el estado Inactivo, el
procesamiento espacial del receptor para estas unidades receptoras
puede ser relativamente simple y puede llevarse a cabo por la unidad
220. De manera alternativa, el procesador espacial 216 puede
habilitarse según resulte necesario para llevar a cabo el
procesamiento espacial del receptor para las pocas unidades
receptoras que son habilitadas en el estado Inactivo.
En el estado de Comunicación, los datos
pueden transmitirse continuamente o intermitentemente, y los datos
también pueden recibirse continuamente o intermitentemente. En
cualquier momento, el dispositivo inalámbrico 100a puede operar en
1) un modo de sólo-transmisión si hay datos que
están siendo transmitidos pero no recibidos, 2) en un modo de
sólo-recepción si hay datos que están siendo
recibidos pero no transmitidos, 3) en un modo
transmisión-recepción si hay datos que están siendo
transmitidos y recibidos, o 4) en un modo "standby" si no hay
datos que estén siendo transmitidos o recibidos. Además, el
dispositivo inalámbrico 100a puede utilizar una, unas pocas, o las
N unidades transmisoras para la transmisión de datos y puede
utilizar una, unas pocas o las N unidades receptoras para la
recepción de los datos. Esto depende de diversos factores como, por
ejemplo, la manera en la que los datos son transmitidos y
recibidos, la capacidad de la otra entidad con la que el
dispositivo inalámbrico 100a está en comunicación, etcétera. Por
ejemplo, un modo de transmisión puede utilizar un número específico
de (p. ej., dos) antenas para transmitir datos. Como otro ejemplo,
la condición del canal puede ser tal que sea mejor utilizar menos
que N antenas para la transmisión y distribuir la potencia total de
transmisión entre menos antenas de manera que pueda utilizarse más
potencia de transmisión por cada antena habilitada (sujeta al
límite de potencia de transmisión de salida máxima del amplificador
de potencia y/o la antena). También pueden utilizarse menos de N
antenas para recibir una transmisión de datos, p. ej., si los datos
son transmitidos a una velocidad de datos baja, si la otra entidad
está dotada de una o unas pocas antenas, etcétera. En cualquier
caso, el dispositivo inalámbrico 100a puede habilitar únicamente las
unidades transmisoras y únicamente las unidades receptoras, en caso
de haber alguna, que se requieren para el actual modo de operación
y puede deshabilitar todas las demás unidades transmisoras y
receptoras.
En general, para la comunicación con otra
entidad, el dispositivo inalámbrico puede utilizar N_{tx} de las
N unidades transmisoras para la transmisión de datos y/o N_{rx} de
las N unidades receptoras para la recepción de datos, donde
1 \leq N_{tx} \leq N, 1 \leq N_{rx} \leq N, y N_{tx} puede ser o no igual a N_{rx}. En cualquier instante, las N unidades transmisoras y las N unidades receptoras pueden dejar de ser requeridas para la comunicación por diversos motivos. En este caso, el dispositivo inalámbrico puede deshabilitar las unidades transmisoras y receptoras así como las unidades de procesamiento que no se utilizan para la comunicación.
1 \leq N_{tx} \leq N, 1 \leq N_{rx} \leq N, y N_{tx} puede ser o no igual a N_{rx}. En cualquier instante, las N unidades transmisoras y las N unidades receptoras pueden dejar de ser requeridas para la comunicación por diversos motivos. En este caso, el dispositivo inalámbrico puede deshabilitar las unidades transmisoras y receptoras así como las unidades de procesamiento que no se utilizan para la comunicación.
Los datos pueden transmitirse y recibirse a las
más altas velocidades de datos posibles para ahorrar energía y
obtener otros beneficios. La velocidad de transmisión de datos más
alta puede alcanzarse utilizando las N antenas para la transmisión
de los datos y utilizando la máxima potencia de transmisión
disponible para el dispositivo inalámbrico 100a. La velocidad de
recepción de datos más alta puede alcanzarse utilizando las N
antenas para la recepción de los datos. Para una determinada
cantidad de datos a enviar o a recibir, una velocidad de datos más
alta permite la transmisión o recepción de los datos en una menor
cantidad de tiempo, que a su vez permite que las unidades
transmisoras y las unidades receptoras estén habilitadas durante una
cantidad de tiempo menor. Operando las unidades de procesamiento
dentro de la sección digital 210 a una frecuencia de reloj más
elevada pero durante una menor cantidad de tiempo puede reducir el
consumo energético.
Tanto para los estados Inactivo y de
Comunicación, las unidades de procesamiento dentro de la
sección digital 210 pueden operar con unas señales de reloj a una
frecuencia más baja siempre que sea posible para reducir el consumo
energético. En el estado Inactivo, pueden enviarse mensajes
de señalización a la velocidad de datos más baja R_{min}, y el
dispositivo inalámbrico 100a puede utilizar una frecuencia de reloj
baja para procesar y recuperar estos mensajes. En el estado de
Comunicación, los datos pueden ser enviados y recibidos a
velocidades de datos variables que pueden determinarse en base a
diversos factores como la condición del canal, los recursos de
sistema disponibles en las entidades de transmisión y recepción,
etcétera. Cuando los datos se transmiten y se reciben a unas
velocidades de datos inferiores a la velocidad de datos más alta,
R_{max}, entonces puede reducirse la frecuencia de reloj para las
unidades de procesamiento dentro de la sección digital 210 para
reducir el consumo energético, como se ha descrito
anteriormente.
anteriormente.
En el estado En Suspensión, el
dispositivo inalámbrico 100a puede deshabilitar tantos bloques de
circuitos como sea posible para ahorrar energía. Por ejemplo, el
dispositivo inalámbrico 100a puede deshabilitar las N unidades
transmisoras, las N unidades receptoras, todos o la mayoría de los
subsistemas reloj/LO, y la mayoría de los bloques de circuitos en
la sección digital 210. El controlador de energía 230 puede
proporcionar la señal de control apropiada a la fuente de
alimentación 258 y/o los bloques de circuitos para dejar de
alimentar los diversos bloques de circuitos. El controlador de
energía 230 también puede proporcionar la señal de control
apropiada al generador de relojes 256, que deshabilita los relojes
para las unidades de procesamiento deshabilitadas dentro de la
sección digital 210. El controlador de energía 230 puede mantener un
temporizador que cuente la cantidad de tiempo que se ha permanecido
en el estado En Suspensión e informa al controlador de
energía cuando se cumple el tiempo de temporización. El controlador
de energía 230 también puede incluir un circuito utilizado para
detectar interrupciones (p. ej., instrucciones de usuario) que
puedan disparar una transición inmediata de salida del estado En
Suspensión.
El sistema puede incluir uno o más puntos de
acceso que se comunican con los dispositivos inalámbricos bajo su
área de cobertura. El sistema también puede diseñarse de tal manera
que los puntos de acceso transmitan pilotos, información de
cabecera, y mensajes de señalización en instantes indicados en lugar
de continuamente. Puede llevarse a cabo un ahorro energético
adicional para los sistemas inalámbricos que operan en un sistema
como este.
La Fig. 4 muestra un diagrama de tiempos para un
formato de transmisión de ejemplo utilizado por el sistema. Para
este formato de transmisión, cada punto de acceso permite un piloto,
información de cabecera (Info OH), y mensajes de señalización
periódicamente en instantes indicados. Por ejemplo, el piloto, la
información de cabecera y los mensajes de señalización pueden
transmitirse empezando en unas posiciones fijas en cada trama, que
tiene una duración de tiempo fija (p. ej., 2 ms). El piloto puede
utilizarse para la detección de señales, la adquisición, la
estimación del canal, y posiblemente para otros propósitos. La
información de cabecera puede incluir diversos parámetros de
sistema como, p. ej., la velocidad de datos para los mensajes de
señalización, la duración de los mensajes, etcétera. Los mensajes
de señalización pueden ser mensajes de difusión destinados a ser
recibidos por todos los dispositivos inalámbricos, mensajes de
multidifusión destinados a ser recibidos por un grupo específico de
dispositivos inalámbricos, y/o mensajes de unidifusión destinados a
ser recibidos por un dispositivo inalámbrico específico.
El dispositivo inalámbrico 100a puede detectar
pilotos transmitidos por los puntos de acceso en el sistema e
intentar adquirir las características temporales y la frecuencia de
cada piloto detectado. El dispositivo inalámbrico 100a puede
entonces intentar recuperar la información de cabecera para cada
punto de acceso que ha sido adquirido con éxito y decodificar y
recuperar los mensajes de señalización utilizando la información de
cabecera recuperada.
\newpage
Si el dispositivo inalámbrico 100a no está en
comunicación con ningún punto de acceso o con otro dispositivo
inalámbrico, entonces puede operar en el modo "por intervalos"
y detectar periódicamente señales y mensajes de otras entidades. El
dispositivo inalámbrico 100a puede pasar al estado activo antes del
instante en el que se espera que sean transmitidos los pilotos y
realizar tareas de monitorización (p. ej., detectar y procesar
pilotos, procesar información de cabecera y mensajes de
señalización, etcétera). El dispositivo inalámbrico 100a puede a
continuación pasar al estado de suspensión una vez que se hayan
completado todas las tareas de monitorización y ningún mensaje
requiera que el dispositivo inalámbrico 100a permanezca activo. El
dispositivo inalámbrico 100a puede permanecer en estado de
suspensión hasta el comienzo de la siguiente transmisión piloto o
algún otro instante de tiempo.
Por simplicidad, la Fig. 4 muestra una
transmisión piloto para cada trama. El punto de acceso puede
transmitir múltiples pilotos de diferentes tipos en cada trama, y
cada piloto puede utilizarse para diferentes propósitos. Por
ejemplo, puede enviarse un piloto de tipo "radiobaliza" de
manera que se facilite la detección y la adquisición de las
características temporales/la frecuencia, puede enviarse un piloto
"MIMO" de manera que se facilite la estimación del canal para
un canal MIMO, etcétera. El dispositivo inalámbrico 100a puede
utilizar una unidad receptora para detectar el piloto de tipo
radiobaliza y puede utilizar las N unidades receptoras para procesar
el piloto MIMO.
El dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
y las técnicas de ahorro energético descritos en la presente
memoria pueden implementarse de diversas maneras. Por ejemplo, los
bloques de circuitos en la sección digital del dispositivo
inalámbrico pueden implementarse con uno o más circuitos integrados
para aplicaciones específicas (ASICs), procesadores digitales de
señal (DSPs), dispositivos digitales de procesamiento de señal
(DSPDs), dispositivos lógicos programables (PLDs), matrices de
puertas programables (FPGAs), procesadores, controladores,
microcontroladores, microprocesadores, otras unidades electrónicas
diseñadas para llevar a cabo las funciones descritas en la presente
memoria, o una combinación de los mismos. Los bloques de circuitos
en la sección analógica del dispositivo inalámbrico pueden
implementarse con uno o más circuitos integrados de RF (RFICs),
componentes discretos, etcétera.
Las técnicas de ahorro energético pueden
implementarse con hardware, software, o una combinación de los
mismos. La habilitación o la deshabilitación selectiva de los
diversos bloques de circuitos dentro del dispositivo inalámbrico
puede llevarse a cabo mediante una unidad hardware (p. ej., un
microcontrolador, una máquina de estados, etcétera). La
habilitación o la deshabilitación selectiva de los diversos bloques
de circuitos también pueden llevarse a cabo mediante códigos
software ejecutados en un procesador. Los códigos software pueden
almacenarse en una unidad de memoria (p. ej., la unidad de memoria
242 en la Fig. 2) y ejecutarse mediante un procesador (p. ej., el
controlador de energía 230). La unidad de memoria puede
implementarse dentro del procesador o externamente al procesador,
en cuyo caso puede acoplarse por comunicación al procesador por
medio de diversos medios conocidos en la técnica.
La anterior descripción de las formas de
realización descritas se proporciona para permitir a cualquier
persona experta en la materia hacer uso de la presente invención.
Diversas modificaciones a estas formas de realización se pondrán de
manifiesto para los expertos en la materia, y los principios
genéricos definidos en la presente memoria pueden aplicarse a otras
formas de realización sin alejarse del espíritu o alcance de la
invención. Por tanto, la presente invención no pretende limitarse a
las formas de realización mostradas en la presente memoria sino
estar acorde con el alcance más amplio posible que sea consistente
con los principios y las características novedosas descritas en la
presente memoria.
Claims (29)
1. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) que comprende:
- \quad
- una pluralidad de (N) unidades transmisoras (120) operativamente acopladas a una pluralidad de antenas (122), una unidad transmisora (120) para cada conjunto de por lo menos una antena de entre la pluralidad de antenas (122), siendo cada unidad transmisora (120) operable para procesar una respectiva señal de entrada y proporcionar una señal de salida;
- \quad
- una pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232), siendo cada unidad de procesamiento operable para llevar a cabo un procesamiento indicado para la transmisión de datos;
- \quad
- medios (140, 230) para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de las N unidades transmisoras (120); y
- \quad
- medios (140, 230) para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de entre la pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según la reivindicación 1, en el que los medios para
selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar comprenden
medios (140, 230) para habilitar una de las N unidades transmisoras
(120) y deshabilitar las restantes de las N unidades transmisoras
(120), si se selecciona un modo que soporte la transmisión de una
señal de salida única, y en el que la unidad transmisora habilitada
(120) genera la señal de salida única.
3. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según la reivindicación 1, en el que los medios para
selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar comprenden
medios (140, 230) para habilitar varias de las N unidades
transmisoras (120) y deshabilitar las restantes, si es que las hay,
de las N unidades transmisoras (120), si se selecciona un modo que
soporte la transmisión de múltiples señales de salida, y en el que
las unidades transmisoras habilitadas (120) generan las múltiples
señales de salida.
4. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) que comprende:
- \quad
- una pluralidad de (N) unidades receptoras (120) operativamente acopladas a una pluralidad de antenas (122), una unidad receptora (120) para cada conjunto de por lo menos una antena (122) de entre la pluralidad de antenas (122), siendo cada unidad receptora (120) operable para procesar una respectiva señal de entrada y proporcionar una señal de salida;
- \quad
- una pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232), siendo cada unidad de procesamiento operable para llevar a cabo un procesamiento indicado para la recepción de datos;
- \quad
- medios (140, 230) para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de las N unidades receptoras (120); y
- \quad
- medios (140, 230) para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de entre la pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232).
\vskip1.000000\baselineskip
5. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según la reivindicación 4, en el que los medios (140, 230)
para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por
lo menos una de las N unidades receptoras (120) comprenden
medios para habilitar una de las N unidades
receptoras (120) y deshabilitar las restantes de las N unidades
receptoras (120), si se selecciona un modo que soporte la recepción
de una señal de entrada única, y en el que la unidad receptora
habilitada (120) procesa la señal de entrada única.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según la reivindicación 4, en el que los medios (140, 230)
para selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por
lo menos una de las N unidades receptoras (120) comprenden
medios para habilitar varias de las N unidades
receptoras (120) y deshabilitar las restantes, si es que las hay,
de las N unidades receptoras (120), si se selecciona un modo que
soporte la recepción de múltiples señales de entrada, y en el que
las unidades receptoras habilitadas procesan las múltiples señales
de entrada.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la
pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134,
136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) comprende
medios para detectar y adquirir (220) una señal,
en el que los medios para detectar y adquirir (220) una señal son
habilitados si el dispositivo inalámbrico (100) está monitorizando
las señales de otras entidades y deshabilitados en caso
contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la
pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134,
136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) comprende
medios para el procesamiento espacial de datos
(116, 134, 216) para la transmisión y recepción de datos, en el que
los medios para el procesamiento espacial (116, 134, 216) son
habilitados para llevar a cabo el procesamiento espacial si se
utilizan varias de entre la pluralidad de antenas (122) para la
transmisión o la recepción de los datos y deshabilitados en caso
contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la
pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134,
136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) comprende
medios para el procesamiento de datos (114, 136,
214) para transmisión y recepción, en el que los medios para el
procesamiento de datos (114, 136, 214) son habilitados si se lleva a
cabo un procesamiento de datos para la transmisión o la recepción y
deshabilitados en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la
pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134,
136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) comprende
medios para la modulación de datos (118, 218)
para la transmisión de datos, en el que los medios de modulación de
datos (118, 218) son habilitados si se están transmitiendo datos y
deshabilitados en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la
pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134,
136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) comprende
medios para la demodulación de datos (132, 232)
para la recepción de datos, en el que los medios de demodulación de
datos (132, 232) son habilitados si se están recibiendo datos y
deshabilitados en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que
comprende adicionalmente:
- \quad
- medios para la generación de relojes (250, 256) para las unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) que están habilitadas y para deshabilitar relojes para las unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) que están deshabilitadas.
\vskip1.000000\baselineskip
13. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que
comprende adicionalmente:
- \quad
- medios para la generación de relojes (250, 256) para la por lo menos una unidad de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) en el que los relojes tienen una frecuencia variable determinada por las velocidades de datos utilizadas para la transmisión o recepción de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Dispositivo inalámbrico de múltiples antenas
(100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que
los medios (140, 230) para selectivamente e individualmente
habilitar o deshabilitar por lo menos una de las N unidades
transmisoras (120) deshabilitan las N unidades transmisoras (120)
cuando no se transmiten datos, en el que los medios (140, 230) para
selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo
menos una de las N unidades receptoras (120) deshabilitan las N
unidades receptoras (120) cuando no se reciben datos, y en el que
los medios para selectivamente e individualmente habilitar o
deshabilitar (140, 230) por lo menos una de entre la pluralidad de
unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212,
214, 216, 218, 220, 232) deshabilitan la por lo menos una unidad de
procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216,
218, 220, 232) cuando no se transmiten o se reciben datos.
15. Procedimiento para transmitir los datos
asociados a un dispositivo inalámbrico de múltiples antenas (100),
que comprende una pluralidad de (N) unidades transmisoras (120)
operativamente acopladas a una pluralidad de antenas (122), una
unidad transmisora (120) para cada conjunto de por lo menos una
antena (122) de entre la pluralidad de antenas (122), siendo cada
unidad transmisora (120) operable para procesar una respectiva
señal de entrada y proporcionar una señal de salida y una pluralidad
de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210,
212, 214, 216, 218, 220, 232), siendo cada unidad de procesamiento
(114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232)
operable para llevar a cabo un procesamiento indicado para la
transmisión de datos;
en el que el procedimiento comprende:
- \quad
- selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de las N unidades transmisoras (120); y
- \quad
- selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una unidad de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232).
\vskip1.000000\baselineskip
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que la habilitación o deshabilitación de por lo menos una de las
N unidades transmisoras (120) habilita una de las N unidades
transmisoras (120) y deshabilita las restantes de entre las N
unidades transmisoras (120) si se selecciona un modo que soporte la
transmisión de una señal de salida única, y en el que la unidad
transmisora (120) habilitada genera la señal de salida única.
17. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que la habilitación o deshabilitación de por lo menos una de las
N unidades transmisoras (120) habilita varias de las N unidades
transmisoras (120) y deshabilita las restantes, si es que las hay,
de entre las N unidades transmisoras (120) si se selecciona un modo
que soporte la transmisión de múltiples señales de salida, y en el
que las unidades transmisoras habilitadas generan las múltiples
señales de
salida.
salida.
18. Procedimiento para recibir los datos
asociados a un dispositivo inalámbrico de múltiples antenas (100),
que comprende una pluralidad de (N) unidades receptoras (120)
operativamente acopladas a una pluralidad de antenas (122), una
unidad receptora (120) para cada conjunto de por lo menos una antena
(122) de entre la pluralidad de antenas (122), siendo cada unidad
receptora (120) operable para procesar una respectiva señal de
entrada y proporcionar una señal de salida y una pluralidad de
unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212,
214, 216, 218, 220, 232), siendo cada unidad de procesamiento (114,
116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232)
operables para llevar a cabo un procesamiento indicado para la
recepción de datos;
en el que el procedimiento comprende:
- \quad
- selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de las N unidades receptoras (120); y
- \quad
- selectivamente e individualmente habilitar o deshabilitar por lo menos una de entre la pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232).
\vskip1.000000\baselineskip
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que la habilitación o deshabilitación de por lo menos una de las
N unidades receptoras (120) habilita una de las N unidades
receptoras (120) y deshabilita las restantes de entre las N
unidades receptoras (120) si se selecciona un modo que soporte la
recepción de una señal de entrada única, y en el que la unidad
receptora (120) habilitada procesa la señal de entrada única.
20. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que la habilitación o deshabilitación de por lo menos una de las
N unidades receptoras (120) habilita varias de las N unidades
receptoras (120) y deshabilita las restantes, si es que las hay, de
entre las N unidades receptoras (120) si se selecciona un modo que
soporte la recepción de múltiples señales de entrada, y en el que
las unidades receptoras (120) habilitadas procesan las múltiples
señales de entrada.
21. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 20, en el que por lo menos una unidad de
procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216,
218, 220, 232) comprende
la detección y adquisición de una señal para
llevar a cabo la detección y adquisición de una señal, en el que la
detección y adquisición es habilitada si el dispositivo inalámbrico
(100) está monitorizando las señales de otras entidades y
deshabilitada en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
22. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 21, en el que por lo menos una unidad de
procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216,
218, 220, 232) comprende
el procesamiento espacial de datos para la
transmisión y recepción de datos, en el que el procesamiento
espacial es habilitado para llevar a cabo el procesamiento espacial
si se utilizan varias de entre la pluralidad de antenas (122) para
la transmisión o la recepción de los datos y deshabilitado en caso
contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 22, en el que por lo menos una unidad de
procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216,
218, 220, 232) comprende
el procesamiento de datos para transmisión y
recepción, en el que el procesamiento de datos es habilitado si se
lleva a cabo un procesamiento de datos para la transmisión y la
recepción y deshabilitado en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
24. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 23, en el que por lo menos una unidad de
procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216,
218, 220, 232) comprende
la modulación de datos para la transmisión de
datos, en el que la modulación es habilitada si se están
transmitiendo datos y deshabilitada en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
25. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 24, en el que por lo menos una unidad de
procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216,
218, 220, 232) comprende
la demodulación de datos para la recepción de
datos, en el que la demodulación de datos es habilitada si se están
recibiendo datos y deshabilitada en caso contrario.
\vskip1.000000\baselineskip
26. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 25, que comprende adicionalmente:
- \quad
- la generación de relojes (250, 256) para las unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) que están habilitadas y para deshabilitar relojes para las unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) que están deshabilitadas.
\vskip1.000000\baselineskip
27. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 26, que comprende adicionalmente:
- \quad
- la generación de relojes para la por lo menos una unidad de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) en el que los relojes tienen una frecuencia variable determinada por las velocidades de datos utilizadas para la transmisión o recepción de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
28. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 27, en el que la habilitación o
deshabilitación selectiva e individual de por lo menos una de las N
unidades transmisoras (120) deshabilita las N unidades transmisoras
(120) cuando no se transmiten datos, en el que la habilitación o
deshabilitación selectiva e individual de por lo menos una de las N
unidades receptoras (120) deshabilita las N unidades receptoras
(120) cuando no se reciben datos, y en el que la habilitación o
deshabilitación selectiva e individual de por lo menos una de entre
la pluralidad de unidades de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134,
136, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 232) deshabilita la por lo menos
una unidad de procesamiento (114, 116, 118, 132, 134, 136, 210,
212, 214, 216, 218, 220, 232) cuando no se transmiten o se reciben
datos.
29. Medio legible por ordenador que comprende
código para hacer que un ordenador lleve a cabo un procedimiento
según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 28.
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