Gestión de la razón entre potencias máxima y media para la modulación multi-portadora en sistemas de comunicación inalámbrica.

Un procedimiento de gestión de la razón entre potencias máxima y media,

PAPR, para la modulación multiportadoraen un sistema (100) de comunicación inalámbrica multi-portadora, caracterizado por que el

procedimiento comprende:

determinar (514) un número máximo de portadoras que pueden adjudicarse a cada terminal (120) en unapluralidad de terminales, en base a una potencia de transmisión requerida para el terminal, a fin de gestionar larazón de potencias máxima y media, PAPR, y

adjudicar (516) a cada terminal (120) un número específico de portadoras que sea menor o igual que el máximonúmero de portadoras determinadas para el terminal

Gestión de la razón entre potencias máxima y media para la modulación multi-portadora en sistemas de comunicación inalámbrica ANTECEDENTES

I. Campo La presente invención se refiere, en general, a la comunicación de datos y, más específicamente, a técnicas para gestionar la razón entre potencias máximas y medias (PAPR) para la modulación multi-portadora en sistemas de comunicación inalámbrica.

II. Antecedentes Los sistemas de comunicación inalámbrica están extensamente desplegados para proporcionar diversos tipos de comunicación, tales como voz, datos, etc. Estos sistemas pueden ser sistemas de acceso múltiple capaces de dar soporte a la comunicación de múltiples usuarios, compartiendo los recursos disponibles del sistema (por ejemplo, el ancho de banda y la potencia de transmisión) . Los ejemplos de tales sistemas de acceso múltiple incluyen sistemas de acceso múltiple por división de código (CDMA) , sistemas de acceso múltiple por división del tiempo (TDMA) , sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y sistemas de acceso múltiple por división ortogonal de frecuencia (OFDMA) .

Un sistema de comunicación inalámbrica puede utilizar modulación multi-portadora para la transmisión de datos. Los ejemplos comunes de modulación multi-portadora incluyen multiplexado por división ortogonal de frecuencia (OFDM) y multi-tono discreto (DMT) . El OFDM divide efectivamente el ancho de banda global del sistema en un cierto número de sub-bandas ortogonales. Cada sub-banda está asociada a una portadora respectiva sobre la cual pueden modularse los datos. Las portadoras para las sub-bandas pueden modularse independientemente con datos, y las portadoras moduladas se agrupan entonces para generar una onda de salida.

La modulación multi-portadora tiene ciertas características deseables, incluyendo la capacidad de combatir los efectos del multi-trayecto. Sin embargo, un inconveniente mayor de la modulación multi-portadora es que la razón entre potencias máximas y medias (PAPR) para la onda de salida, es decir, la razón entre la potencia máxima y la potencia media de la onda generada por la modulación multi-portadora, puede ser alta. La PAPR alta es resultado de la posible agrupación en fase (o coherente) de todas las portadoras cuando son moduladas independientemente con datos. De hecho, puede mostrarse que la potencia máxima puede ser hasta N veces mayor que la potencia media para la modulación multiportadora, donde N es el número de portadoras.

La PAPR alta para la onda generada por la modulación multi-portadora requiere normalmente que el amplificador de potencia sea operado en un nivel de potencia medio, que es habitualmente mucho menor que el nivel de potencia máximo (es decir, rebajado desde la potencia máxima) . Esto es porque valores máximos grandes en la onda pueden causar que el amplificador de potencia opere en una región sumamente no lineal, o posiblemente recortada, lo que causaría entonces distorsión de intermodulación y otros fenómenos que pueden degradar la calidad de la señal. Operando el amplificador de potencia en una potencia rebajada con respecto a la máxima, donde el retroceso oscila habitualmente entre 4 y 7 dB, el amplificador de potencia puede abordar grandes valores máximos en la onda sin generar una distorsión excesiva. Sin embargo, el retroceso representa un funcionamiento ineficaz del amplificador de potencia durante otros momentos, cuando los grandes valores máximos no están presentes en la onda. Por tanto, es sumamente deseable minimizar la PAPR de la onda de modo que el amplificador de potencia pueda ser operado más cerca del nivel máximo de potencia, si se desea o si es necesario.

Han sido introducidos diversos esquemas para minimizar la PAPR para la modulación multi-portadora. La mayoría de estos esquemas intentan reducir la PAPR de la misma onda. Por ejemplo, un esquema convencional propone correlacionar los datos a transmitir con palabras de código específicas que han sido especialmente seleccionadas porque están asociadas a valores bajos de la PAPR. Otro esquema convencional propone usar “portadoras de reducción de valores máximos” que son moduladas de una manera tal que reduce los valores máximos en la onda. Otro esquema convencional más propone modular los datos en todas las portadoras, pero con distintas fases, para intentar reducir la PAPR de la onda. Estos diversos esquemas convencionales para reducir la PAPR pueden no ser aplicables para ciertos sistemas de comunicación multi-portadora. Este puede ser el caso, por ejemplo, si no están disponibles ni accesibles los datos para todas las portadoras, según lo descrito más adelante.

El documento “Digital Video Broadcasting (DVB) ; Interaction Channel for Digital Terrestrial Television (RCT) que incorpora OFDM de Acceso Múltiple; ETSI EN 301 958”, ESTÁNDARES ETSI, LIS, SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX, FRANCIA, vol. BC, nº V1.1.1, 1 de marzo de 2002 (2002-03-01) , XP014004074 ISSN: 0000-0001”; se refiere a desplazamientos del enlace de RF (frecuencia de radio) del canal de retorno, y a rangos de servicio.

El documento EP 0 869 647 A2 se refiere a un sistema de modulación multi-portadora con parámetros operativos dinámicamente ajustables a escala.

Finalmente, el documento WO 98 / 15153 se refiere a un procedimiento y aparato para mitigar los efectos de la intermodulación en sistemas de transmisión de múltiples señales. En una realización, las señales de comunicación son adjudicadas de modo que las señales de alta potencia estén situadas cerca de un centro de banda de frecuencia, mientras que las señales de baja potencia estén situadas cerca de los bordes de bandas de frecuencia.

Existe, por lo tanto, una necesidad en la técnica de técnicas para gestionar la PAPR para la modulación multi-portadora en sistemas de comunicación inalámbrica.

RESUMEN

La invención se define en las reivindicaciones independientes 1 y 14. Se proporcionan en la presente memoria técnicas para gestionar la PAPR en diversos sistemas de comunicación inalámbrica multi-portadora y de acceso múltiple (por ejemplo, sistemas de OFDMA) . Se reconoce que distintos terminales en un sistema de comunicación de acceso múltiple pueden estar asociados a distintas potencias requeridas de transmisión, a fin de lograr sus calidades deseadas de señal recibida. Las portadoras pueden asignarse a terminales en base a sus potencias transmisoras requeridas.

En un aspecto, el número de portadoras a adjudicar a cada terminal se hace depender de su potencia de transmisión requerida. Pueden adjudicarse menos portadoras a un terminal con una mayor potencia de transmisión requerida. Dado que una PAPR más pequeña está asociada a una onda generada con menos portadoras, el amplificador de potencia puede ser operado con un retroceso más pequeño y la onda puede ser transmitida a un nivel de potencia mayor. Por el contrario, pueden adjudicarse más portadoras a un terminal con una menor potencia de transmisión requerida. Incluso aunque una mayor PAPR esté asociada a una onda generada con más portadoras, el amplificador de potencia puede proporcionar mayor retroceso, dado que la potencia de transmisión requerida es inferior.

En otro aspecto, las portadoras específicas a asignar a los terminales están determinadas por sus niveles de potencia de transmisión. Los terminales con mayores potencias transmisoras requeridas tienen mayor probabilidad de generar altos niveles de distorsión de intermodulación. Estos terminales pueden tener asignadas portadoras cerca del medio de la banda operativa, de modo que su distorsión pueda caer dentro de la banda operativa. Por el contrario, es probable que los terminales con potencias transmisoras requeridas inferiores generen bajos niveles de distorsión de intermodulación. Estos terminales pueden tener asignadas portadoras cerca de los bordes de la banda operativa, dado que la distorsión estará, probablemente, por debajo de los requisitos especificados de emisión fuera de banda.

Diversos aspectos y realizaciones de la invención se describirán en mayor detalle más adelante.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las características, naturaleza y ventajas de la presente invención se tornarán más evidentes a partir de la descripción detallada expuesta más adelante, cuando se consideren conjuntamente con los dibujos, en los cuales los caracteres de referencia idénticos identifican de manera correspondiente en toda su extensión, y en los cuales:

La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema de comunicación inalámbrica de acceso múltiple;

La Figura 2 muestra una estructura de sub-bandas / portadoras que puede usarse para un sistema de OFDMA;

La... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de gestión de la razón entre potencias máxima y media, PAPR, para la modulación multiportadora en un sistema (100) de comunicación inalámbrica multi-portadora, caracterizado por que el procedimiento comprende:

determinar (514) un número máximo de portadoras que pueden adjudicarse a cada terminal (120) en una pluralidad de terminales, en base a una potencia de transmisión requerida para el terminal, a fin de gestionar la razón de potencias máxima y media, PAPR, y

adjudicar (516) a cada terminal (120) un número específico de portadoras que sea menor o igual que el máximo número de portadoras determinadas para el terminal.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que determinar para cada terminal incluye comparar la potencia de transmisión requerida para el terminal con las potencias permitidas máximas para distintos números de portadoras, y en donde el máximo número de portadoras que pueden adjudicarse al terminal es igual al número de portadoras asociadas a la potencia máxima permitida más pequeña que sea mayor que la potencia de transmisión requerida.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que determinar para cada terminal incluye calcular una diferencia entre una potencia de transmisión máxima para el terminal y la potencia de transmisión requerida para el terminal, y en donde el máximo número de portadoras que se pueden adjudicar al terminal se determina en base a la diferencia calculada.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que determinar para cada terminal incluye además comparar la diferencia calculada con los retrocesos requeridos para distintos números de portadoras, y en donde el número máximo de portadoras que se pueden adjudicar al terminal es igual al número de portadoras asociadas al mayor retroceso requerido que sea más pequeño que la diferencia calculada.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que a un terminal asociado a una mayor potencia de transmisión requerida se le asignan portadoras situadas cerca del medio de una banda operativa, y a un terminal asociado a una menor potencia de transmisión requerida se le asignan portadoras situadas cerca de un borde de la banda operativa.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

transmitir datos para cada terminal por el número específico de portadoras adjudicadas al terminal, y con la potencia de transmisión requerida para el terminal.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

recibir una transmisión de datos desde cada terminal por el número específico de portadoras adjudicadas al terminal.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el número específico de portadoras adjudicadas a cada terminal está además basado en un número total de portadoras disponibles para la adjudicación a la pluralidad de terminales.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el número específico de portadoras adjudicadas a cada terminal está además basado en al menos un factor adicional.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicho al menos un factor adicional incluye un factor que se refiere a la cantidad de datos a transmitir.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la potencia de transmisión requerida para cada terminal se determina en base a una calidad de señal recibida requerida para el terminal.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la potencia de transmisión requerida para cada terminal se determina en base a un bucle de control de potencia mantenido para el terminal.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el sistema de comunicación inalámbrica implementa multiplexado por división ortogonal de frecuencias, OFDM.

14. Un aparato en un sistema (100) de comunicación inalámbrica multi-portadora, caracterizado por que el aparato comprende:

medios para determinar un número máximo de portadoras que pueden adjudicarse a cada terminal (120) en una pluralidad de terminales, en base a una potencia de transmisión requerida para el terminal, a fin de gestionar la razón de potencias máximas y medias, PAPR; y

medios para adjudicar a cada terminal (120) un número específico de portadoras que sea menor o igual al número máximo de portadoras determinado para el terminal.

15. El aparato de la reivindicación 14, que comprende además:

medios para asignar portadoras específicas a cada terminal, de tal manera que reduce las emisiones fuera de banda.

16. El aparato de la reivindicación 14, que comprende además:

medios para recibir una transmisión de datos desde cada terminal por el número específico de portadoras 10 adjudicadas al terminal.

17. El aparato de la reivindicación 14, que comprende además:

medios para transmitir datos a cada terminal por el número específico de portadoras adjudicadas al terminal, y con la potencia de transmisión requerida para el terminal.

18. El aparato de la reivindicación 14, en donde el aparato es un punto (110) de acceso en un sistema (100) de 15 comunicación inalámbrica multi-portadora, en el que los medios para determinar comprenden un planificador (630) , operativo para determinar un número máximo de portadoras que se pueden adjudicar a cada terminal (120) en una pluralidad de terminales, en base a una potencia de transmisión requerida para el terminal, adjudicar a cada terminal (120) un número específico de portadoras que sea menor o igual al número máximo de portadoras determinado para el terminal, y proporcionar asignaciones de portadoras indicativas del número específico de portadoras adjudicadas a cada terminal (120) ; y

en el que el aparato comprende adicionalmente un procesador (614) de datos de transmisión, operativo para procesar las asignaciones de portadoras, para la transmisión a la pluralidad de terminales (120) .