Método y dispositivo para controlar una amplificación de potencia.

Un método para controlar una amplificación de potencia, que comprende:

proporcionar a la salida

(S101) una señal de tensión en conformidad con el estado de un equipo de red, NE, en un sistema de radiocomunicaciones;

en donde proporcionar una señal de tensión en conformidad con el estado del equipo NE comprende:

proporcionar, a la salida, una primera señal de tensión en conformidad con el estado de NE si el estado de NE es inactivo;

en donde el estado Inactivo indica que el equipo NE está en un intervalo de tiempo de reposo, no accesible por ningún abonado;

y

aplicar (S102) la señal de tensión a un electrodo de rejilla o a un electrodo base de al menos un transistor de amplificador de potencia en una unidad de amplificador de potencia; en donde aplicar la señal de tensión a un electrodo de rejilla o a un electrodo base de al menos un transistor de amplificador de potencia en una unidad de amplificador de potencia comprende:

aplicar la primera señal de tensión al electrodo de rejilla o al electrodo base del al menos un transistor de amplificador de potencia para permitir la desconexión del al menos un transistor de amplificador de potencia.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12191726.

Solicitante: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD..

Nacionalidad solicitante: China.

Dirección: B1-3A Intellectual Property Department, Huawei Administration Building, Bantian, Longgang District Shenzhen, Guangdong 518129 CHINA.

Inventor/es: CHEN,WEI, YIN,WEIMIN, ZHANG,XIKUN, SUN,JIE, SUN,YIPING, SUN,YIJUN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos... > H04B1/04 (Circuitos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Detalles de amplificadores que tienen como elementos... > H03F1/30 (Modificaciones de los amplificadores para reducir la influencia de las variaciones de temperatura o de la tensión de alimentación)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Detalles de amplificadores que tienen como elementos... > H03F1/02 (Modificaciones de los amplificadores para aumentar su rendimiento, p. ej. etapas clase A de pendiente deslizante, utilización de una oscilación auxiliar)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Amplificadores que tienen como elementos de amplificación... > H03F3/195 (en circuitos integrados)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Amplificadores que tienen como elementos de amplificación... > H03F3/72 (Amplificadores controlados, es decir, amplificadores puestos en servicio o fuera de servicio por medio de una señal de control)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > CONTROL DE LA AMPLIFICACION (redes de impedancia,... > H03G1/00 (Detalles de disposiciones para el control de la amplificación)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Amplificadores que tienen como elementos de amplificación... > H03F3/24 (de etapas transmisoras de salida)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Amplificadores que tienen como elementos de amplificación... > H03F3/04 (con dispositivos de semiconductores únicamente (los subgrupos siguientes tienen prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/02 (Disposiciones para ahorro de potencia)

PDF original: ES-2546073_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo para controlar una amplificación de potencia CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente Invención se refiere al campo de las comunicaciones y más en particular, a un método y un dispositivo para controlar la amplificación de potencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un amplificador de potencia de radiofrecuencia (RF) es un componente clave de un equipo de red (NE) en un sistema de radiocomunicaciones. El amplificador de potencia de RF es prácticamente un convertidor de energía, que convierte energía de corriente continua (DC) de una fuente de alimentación de energía en energía de RF para la transmisión a través de una antena. Una relación de la potencia de RF a la potencia de corriente continua DC, proporcionada por la fuente de alimentación de energía, se refiere como la eficiencia q del amplificador de potencia y la eficiencia es un factor importante del amplificador de potencia. Tomando a modo de ejemplo el amplificador de potencia en una estación base, la eficiencia está directamente asociada con factores tales como la fuente de suministro de energía, la disipación de calor, las dimensiones, los ventiladores y los ruidos del sistema de la estación base. Una alta eficiencia del amplificador de potencia mejora la fiabilidad del sistema de la estación base y reduce el coste del equipo de la estación base. Para un operador de telecomunicaciones, una alta eficiencia del amplificador de potencia puede reducir efectivamente el coste de la utilización del sistema y de su posterior mantenimiento.

La eficiencia q del amplificador de potencia se calcula aplicando las fórmulas siguientes:

tj = (Powerrf j power _ de) x 100% rn

en donde Power _rf es una potencia de RF y Power

de

es una potencia de corriente continua DC; y

Power_dc = Vdi xl4

en donde Vdd es una tensión proporcionada por una fuente de alimentación de energía de corriente continua DC e Id es una intensidad de corriente proporcionada por la fuente de suministro de energía de corriente continua DC.

En el proceso de conversión de energía completo, una parte de la energía de corriente continua DC se convierte inevitablemente en calor, que será desperdiciado. Por lo tanto, la eficiencia real del amplificador de potencia es siempre inferior al 100 %.

En un amplificador de potencia de estación base actual, para considerar completamente los índices de linealidad y eficiencia, un punto de funcionamiento estático del amplificador de potencia se establece normalmente a Clase A o

Clase AB, es decir, una corriente de funcionamiento estática del amplificador de potencia >0A, Tomando a modo de ejemplo un semiconductor de óxido metálico de difusión lateral (LDMOS), el LDMOS es un transistor de amplificador de potencia ampliamente aplicado en la técnica actual. Si una polarización de tensión de un amplificador de potencia que utiliza el transistor de amplificador de potencia está en la clase AB y el amplificador de potencia está en un estado de salida saturado, la eficiencia es la más alta. Sin embargo, con la disminución de la potencia de salida, la eficiencia se reducirá gradualmente. Es decir, la relación del calor convertido a partir de la energía de corriente continua DC, proporcionada por la fuente de suministro de energía, se elevará con la disminución de la eficiencia del amplificador de potencia.

Cuando el amplificador de potencia no proporciona, a la salida, ninguna potencia de RF, la potencia de corriente continua DC disipada es como sigue:

Power_dc = Vdd xldq ^

Para el sistema de la estación base, el estado el estado en donde el amplificador de potencia no proporciona, a la salida, ninguna potencia de RF aparece con frecuencia (a modo de ejemplo, cuando ningún abonado accede al sistema). En conformidad con el análisis anterior, en este momento, para un amplificador común de Clase A o Clase AB, se desperdicia energía estática y disminuye la eficiencia global del amplificador de potencia.

Para mejorar la eficiencia global del amplificador de potencia, la siguiente solución se adopta en la técnica anterior. Cuando el amplificador de potencia está en un estado con ninguna salida de potencia de RF, una tensión de un

electrodo de drenaje del transistor de amplificador de potencia, en el amplificador de potencia, se ajusta a 0 V. Se

conoce a partir de la fórmula (3) que, en este momento Power-dc, es decir, la potencia de corriente continua DC es disipada es 0 W.

Aunque la eficiencia global del amplificador de potencia se aumenta, en alguna medida, utilizando el método anterior, los inventores encontraron los problemas siguientes de la solución.

1) El tiempo de respuesta es largo, la solución es aplicable a unos pocos escenarios operativos solamente y está limitada la mejora para la eficiencia del amplificador de potencia.

En condiciones normales, el electrodo de drenaje del transistor de amplificador de potencia funciona en el estado de alta tensión (a modo de ejemplo, 28 V) y gran intensidad de corriente (a modo de ejemplo, 10 A) por lo que su unidad de suministro de energía debe ser capaz de proporcionar una alta potencia. Limitado por factores tales como la carga y descarga de condensadores de alta capacitancia y el mecanismo de arranque suave para garantizar la seguridad, el tiempo para establecer o inhibir la tensión de salida de dicha fuente de suministro de energía suele ser de varios segundos o incluso varias decenas de segadnos.

Sin embargo, en situaciones normales, los periodos de tiempo requeridos por los servicios del sistema de la estación base son mucho más cortos que un segundo. A modo de ejemplo, en un Sistema Global para comunicaciones Móviles (GSM), el periodo del intervalo de tiempo de cada usuario es solamente 577 ps. Los abonados pueden acceder (el amplificador de potencia necesita activarse) o no acceder (el amplificador de potencia necesita desactivarse) al sistema de GSM en un periodo de intervalo de tiempo, mientras que la solución de controlar la tensión de un electrodo de drenaje no puede seguir dicho cambio rápido. Para garantizar las comunicaciones normales, la tensión en el puerto de drenaje del transistor de amplificador de potencia debe permanecer en el valor de la tensión operativa normal sin cambios durante un largo periodo de tiempo y en consecuencia, se disipará una parte de la potencia estática.

Considerando lo que antecede, la solución de controlar la tensión de un electrodo de drenaje es aplicable a muy pocos escenarios operativos en la práctica. En condiciones normales, esta solución se adopta solamente cuando ningún abonado accede al sistema durante un largo periodo de tiempo por la noche. Por lo tanto, la mejora para la eficiencia del amplificador de potencia no es obvia y está limitado el efecto de economía de energía.

2) El circuito de control es complicado con un alto coste y baja fiabilidad.

La solución para controlar la tensión de un electrodo de drenaje se relaciona con señales con una alta tensión y una gran intensidad de corriente, por lo que se necesitan numerosos elementos de alta potencia. Por lo tanto, la puesta en práctica del circuito es complicada, el coste es alto y la fiabilidad es baja, lo que puede causar fácilmente problemas potenciales de la calidad.

El documento US 6118343A da a conocer un sistema de amplificador de potencia de banda dual para un teléfono móvil que es operativo a diferentes frecuencias de RF y a diferentes modos. El sistema del amplificador comprende un primer amplificador de potencia y un segundo amplificador de potencia. Cuando el sistema está en un modo de recepción, los amplificadores de potencia se desactivan mediante las señales de control Vgatei y Vgate2. Cuando el sistema está en un modo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para controlar una amplificación de potencia, que comprende:

proporcionar a la salida (S101) una señal de tensión en conformidad con el estado de un equipo de red, NE, en un sistema de radiocomunicaciones;

en donde proporcionar una señal de tensión en conformidad con el estado del equipo NE comprende:

proporcionar, a la salida, una primera señal de tensión en conformidad con el estado de NE si el estado de NE es inactivo;

en donde el estado Inactivo indica que el equipo NE está en un intervalo de tiempo de reposo, no accesible por ningún abonado;

y

aplicar (S102) la señal de tensión a un electrodo de rejilla o a un electrodo base de al menos un transistor de amplificador de potencia en una unidad de amplificador de potencia; en donde aplicar la señal de tensión a un electrodo de rejilla o a un electrodo base de al menos un transistor de amplificador de potencia en una unidad de amplificador de potencia comprende:

aplicar la primera señal de tensión al electrodo de rejilla o al electrodo base del al menos un transistor de amplificador de potencia para permitir la desconexión del al menos un transistor de amplificador de potencia.

2. El método según la reivindicación 1, que comprende, además:

obtener información relacionada con el equipo NE, en donde la información incluye al menos una información entre: una señalización, información de servicio, una señal de control externa, una señal de reloj interna; y

determinar el estado del equipo NE en conformidad con la información.

3. El método según la reivindicación 2, en donde

el estado Inactivo indica que el equipo NE no se requiere para proporcionar, a la salida, una señal de radiofrecuencia.

4. El método según la reivindicación 1, en donde proporcionar, a la salida, una señal de tensión en conformidad con el estado del equipo NE comprende, además:

proporcionar, a la salida, una segunda señal de tensión en conformidad con el estado del equipo NE si el estado del equipo NE es Ocupado.

5. El método según la reivindicación 4, en donde:

el estado Ocupado indica que el equipo NE es requerido para proporcionar, a la salida, una señal de radiofrecuencia.

6. El método según la reivindicación 4, en donde:

el estado Ocupado indica que el equipo NE es objeto de acceso por abonados, en un intervalo de tiempo de no reposo o recibe una señal de control para permitir la activación del amplificador de potencia.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde aplicar la señal de tensión a un electrodo de rejilla o a un electrodo base de al menos un transistor de amplificador de potencia en una unidad de amplificador de potencia comprende:

aplicar la segunda señal de tensión al electrodo de rejilla o al electrodo base del al menos un transistor de amplificador de potencia en la unidad de amplificador de potencia para permitir al por lo menos un transistor de amplificador de potencia funcionar en una gama de amplificación.

8. Una estación base, que comprende:

una unidad de control principal (200, 300, 400, 500, 600, 700), adaptada para obtener un estado de la estación base y para enviar una señal de control de tensión en conformidad con dicho estado;

una unidad de control de tensión (210, 310, 401, 522, 610, 710), adaptada para proporcionar, a la salida, una señal de tensión en conformidad con la señal de control de tensión recibida desde la unidad de control principal; en donde una primera señal de tensión se proporciona, a la salida, si el estado de la estación base es inactivo y en donde el estado Inactivo indica que la estación base está en un Intervalo de tiempo de reposo, no accesible por ningún abonado;

una unidad de amplificador de potencia (220, 320, 420, 520, 620, 630, 640, 720, 730, 740), adaptada para su desactivación en conformidad con la primera señal de tensión aplicada a un electrodo de rejilla o a un electrodo base de al menos un transistor de amplificador de potencia en la unidad de amplificador de potencia.

9. La estación base según la reivindicación 8, en donde la unidad de control principal comprende:

un módulo de adquisición de información (202), adaptado para adquirir Información relacionada con la estación base, Incluyendo la información al menos una de entre: señalización, Información de servicio, señales de control externas, señal de reloj internas;

un módulo de adquisición de estado (204), adaptado para determinar el estado de la estación base en conformidad con la Información; y

un módulo de envío de señal (206), adaptado para enviar la señal de control de tensión en conformidad con el estado de la estación base.

10. La estación base según la reivindicación 8 o 9, en donde la unidad de amplificador de potencia comprende al menos dos amplificadores de potencia, en donde los al menos dos amplificadores de potencia están conectados en paralelo o en serie o se utilizan de forma Independiente.

11. La estación base según la reivindicación 8 o 9, en donde:

el estado Inactivo indica que el equipo NE no es requerido para proporcionar, a la salida, una señal de

radiofrecuencia.

12. La estación base según la reivindicación 8, en donde una segunda señal de tensión se proporciona, a la salida, por la unidad de control de tensión si el estado de la estación base es Ocupado.

13. La estación base según la reivindicación 12, en donde:

el estado Ocupado indica que el equipo NE es objeto de acceso por los abonados, en un intervalo de tiempo de no reposo o recibe una señal de control para permitir la activación del amplificador de potencia.

14. La estación base según la reivindicación 12 o 13, en donde el estado Ocupado indica que la estación base está en un intervalo de tiempo de no reposo, siendo objeto de acceso por los abonados.

15. La estación base según cualquiera de las reivindicaciones 8, 9 o 12, en donde la unidad de amplificador de potencia está adaptada para activarse en conformidad con la segunda señal de tensión aplicada a un electrodo de rejilla o a un electrodo base del al menos un transistor de amplificador de potencia en la unidad de amplificador de potencia.