Un procedimiento (400) de linealización, que comprende las operaciones de:

recibir (402) una señal (102) fuente modulada en amplitud que presenta un ancho de banda de frecuencias fuente y una envolvente fuente;

calcular (404) múltiples envolventes ficticias que proporcionen una constante predeterminada cuando la envolvente fuente y las envolventes ficticias fueran a combinarse;

crear (406) múltiples señales (105, 105A, 105B) ficticias moduladas en amplitud que presenten envolventes ficticias correspondientes de las múltiples envolventes ficticias y donde cada una de las múltiples señales (105, 105A, 105B) ficticias moduladas en amplitud presenta un ancho de banda de frecuencias ficticias que difiere del ancho de banda de frecuencias fuente y del ancho de banda de frecuencias de las otras señales (105, 105A, 105B) ficticias moduladas en amplitud;

sumar (408) la señal (102) fuente y las múltiples señales (105, 105A, 105B) ficticias para formar una señal (113) combinada;

dirigir (410) la señal (113) combinada a una entrada de un módulo (114) de procesamiento que presenta una no linealidad dependiente de la amplitud; y

filtrar (412) la salida (114B) que incluye la señal (102) fuente y las señales (105, 105A, 105B) ficticias para proporcionar una salida (118) linealizada

Linealización ciega utilizando modulación cruzada.

Antecedentes

La presente invención se refiere en general a un procedimiento que hace que un circuito no lineal (es decir, un circuito cuya aplicación de una función dada varía con la amplitud de la señal de entrada) aplique su función a una señal fuente modulada en amplitud sin tal no linealidad. Sin modificar las características del propio circuito, esto se realiza combinando la señal fuente modulada en amplitud con una o más señales ficticias (una señal ficticia para no linealidades de tercer orden principalmente, dos para las de quinto orden, etc.) para proporcionar una señal combinada que se tratará de manera lineal. La(s) señal(es) ficticia(s), y otras señales generadas tras la introducción de la señal ficticia, se filtran posteriormente a partir de la salida del circuito.

Un circuito es "lineal" cuando aplica la misma función a señales de entrada independientemente de las características de las señales de entrada. Por ejemplo, un circuito está libre de una no linealidad dependiente de la amplitud si aplica la misma función a señales de entrada tanto si tienen una pequeña amplitud o una gran amplitud. Por el contrario, un circuito presenta una no linealidad dependiente de la amplitud si su función varía según la amplitud de la señal de entrada. Un ejemplo de un circuito con una no linealidad dependiente de la amplitud es un amplificador que multiplique señales de entrada de pequeña amplitud por diez, pero con señales de entrada de amplitud creciente las multiplica sucesivamente por números más pequeños tales como 9,8, 9,7, 9,6, 9,5, etc. Por lo tanto, el comportamiento del amplificador depende de la magnitud de su señal de entrada.

La no linealidad es una propiedad intrínseca de muchos circuitos así como de diversos elementos de circuito tales como transistores, y puede ser incluso deseable en diferentes situaciones. Sin embargo, en el procesamiento de señales de comunicación moduladas en amplitud, los elementos de circuito no lineales no son normalmente deseables. Por definición, las señales moduladas en amplitud expresan información por la manera en la que varía la amplitud de una envolvente de señal. Debido a esta variación basada en la amplitud, un circuito no lineal procesará una señal de entrada modulada en amplitud de manera inconsistente (la misma función no se aplica de manera universal). En consecuencia, el ancho de banda de frecuencias de la señal de entrada se ensancha. Por ejemplo, una señal de entrada que ocupe inicialmente un ancho de banda de frecuencias estrecho acaba ocupando un mayor intervalo de frecuencias. Por lo tanto, los circuitos con una no linealidad dependiente de la amplitud normalmente aumentan el ancho de banda de las señales de entrada moduladas en amplitud.

Este aumento de frecuencia puede generar problemas. Por ejemplo, la señal de salida de un dispositivo de comunicación, ensanchada por este efecto no lineal descrito anteriormente, puede solaparse en el canal de frecuencia que esté siendo utilizado por otro dispositivo del mismo tipo. Como un ejemplo más particular, la señal de un teléfono inalámbrico puede solaparse en el canal de frecuencia que esté siendo utilizado por otro teléfono inalámbrico. Esto se denomina como "interferencia" y puede degradar significativamente el funcionamiento del otro dispositivo. Además, si el dispositivo en cuestión está usando un canal en el límite de la banda de frecuencias asignada para tales dispositivos, la señal de salida del dispositivo puede solaparse incluso en la banda de frecuencia de dispositivos no relacionados. Por lo tanto, un teléfono inalámbrico puede interferir con un dispositivo diferente que no sea un teléfono inalámbrico.

En la actualidad, los ingenieros intentan normalmente eliminar o compensar la no linealidad en transmisores de señales mediante técnicas tales como la limitación del alcance de las señales de entrada para las que se utiliza un circuito no lineal y el filtrado de la salida del circuito no lineal para eliminar señales de frecuencias no deseadas. También se conocen otras técnicas, tales como la linealización de distorsión previa, linealización predictiva y retroalimentación de modulación.

El documento US 5,710,521 describe un sistema que añade una señal fuera de banda a una señal de entrada para generar una señal combinada que presente una potencia que sea sustancialmente igual a una potencia de punto de funcionamiento nominal para un dispositivo no lineal.

Aun así, estas técnicas no son totalmente adecuadas en todos los casos. Por ejemplo, todavía existen problemas ya que la distorsión previa requiere un modelo preciso de la no linealidad, la predicción requiere una adaptación precisa y adaptativa de circuitos RF, y la retroalimentación de modulación suele ser inestable.

Resumen

Este problema de linealización inadecuada se resuelve mediante el contenido de las reivindicaciones independientes de la presente invención. Se presenta un procedimiento de linealización de un circuito con no linealidad dependiente de la amplitud ("circuito no lineal") que permite que el circuito aplique su función sin su no linealidad intrínseca y sin tener que modificar las características de funcionamiento del circuito. Esto se realiza combinando la señal fuente modulada en amplitud con múltiples señales ficticias para proporcionar una señal combinada que se trate de manera lineal por el circuito no lineal. Las señales ficticias y otras señales generadas por la introducción de las señales ficticias se filtran posteriormente a partir de la salida del circuito.

Según un aspecto más particular de la invención se llevan a cabo las siguientes operaciones. Inicialmente se recibe una señal fuente modulada en amplitud, donde esta señal presenta un ancho de banda de frecuencias fuente y una envolvente fuente. Se calculan múltiples envolventes ficticias que proporcionan una constante si la envolvente fuente y las envolventes ficticias se combinan de una manera predeterminada. Se generan múltiples señales ficticias moduladas en amplitud, donde estas señales ficticias presentan las envolventes ficticias calculadas y donde cada una presenta un ancho de banda de frecuencias ficticias preescrito diferente del ancho de banda de frecuencias fuente y diferentes entre sí. La señal fuente y las señales ficticias se suman para formar una señal combinada, la cual se lleva a una entrada de un circuito no lineal. Las señales de los anchos de banda de frecuencia ficticia, y otras señales formadas por la introducción de las señales ficticias, se filtran en la salida, proporcionando de ese modo una salida linealizada atribuible solamente a la señal fuente.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1A es un diagrama de bloques de los componentes e interconexiones de hardware de un sistema de circuitos de linealización a modo de ejemplo.

La Fig. 1B es un diagrama de bloques de los componentes e interconexiones de hardware de un sistema de circuitos de linealización con múltiples generadores de señal ficticia.

La Fig. 2 es una máquina de procesamiento de datos digitales a modo de ejemplo.

La Fig. 3 es un medio portador de señales a modo de ejemplo.

La Fig. 4 es un diagrama de flujo que muestra una secuencia de una operación de linealización ciega a modo de ejemplo.

Las Figs. 5A y 5B son diagramas de señales que muestran una señal fuente con envolvente fuente y una señal ficticia con envolvente ficticia, respectivamente.

Descripción detallada

La naturaleza, objetivos y ventajas de la invención resultarán más evidentes para los expertos en la técnica después de considerar la siguiente descripción detallada con relación a los dibujos adjuntos.

Componentes e interconexiones de hardware

Introducción

Un aspecto de la presente invención se refiere a un aparato de linealización, el cual puede realizarse mediante varios componentes e interconexiones de hardware, describiéndose un ejemplo mediante el circuito 101 de linealización de la Figura 1A. El circuito de linealización se ilustra en el contexto de un entorno 100 de aplicación a modo de ejemplo, el cual incluye un circuito 114 no lineal. En el entorno 100 se describen varias entradas y salidas, tales como la 102, 113, 114a, 114b, 118, etc. Dependiendo del contexto, estos números de referencia se utilizan para hacer referencia a líneas de hardware de entrada/salida ("entradas" y "salidas") así como a señales...

1. Un procedimiento (400) de linealización, que comprende las operaciones de:

2. El procedimiento (400) según la reivindicación 1, en el que la operación (404) de cálculo comprende calcular múltiples envolventes ficticias que proporcionen una constante predeterminada si la envolvente fuente y las envolventes ficticias fueran a sumarse.

3. El procedimiento (400) según la reivindicación 1, en el que la operación (404) de cálculo comprende calcular múltiples envolventes ficticias que proporcionen una constante predeterminada si la envolvente fuente y las envolventes ficticias fueran a procesarse mediante fórmulas predeterminadas y si las envolventes procesadas se suman.

4. El procedimiento (400) según la reivindicación 3, en el que las fórmulas predeterminadas comprenden:

5. Un aparato (100) configurado para realizar operaciones para linealizar la salida de un módulo de procesamiento con una no linealidad dependiente de la amplitud, comprendiendo el aparato (100):

6. El aparato (100) según la reivindicación 5, en el que los medios de cálculo comprenden calcular múltiples envolventes ficticias que proporcionen una constante predeterminada si la envolvente fuente y las envolventes ficticias fueran a sumarse.

7. El aparato (100) según la reivindicación 5, en el que los medios de cálculo comprenden calcular múltiples envolventes ficticias que proporcionen una constante predeterminada si la envolvente fuente y las envolventes ficticias fueran a procesarse mediante fórmulas predeterminadas y si las envolventes procesadas fueran a sumarse.

8. El aparato (100) según la reivindicación 7, en el que las fórmulas predeterminadas comprenden:

9. El aparato (100) según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que los medios de cálculo se realizan mediante un calculador (108) de envolvente que utiliza la señal (102) fuente para calcular múltiples envolventes ficticias que proporcionen una constante predeterminada si la envolvente fuente y las envolventes ficticias fueran a combinarse;

10. El aparato (100) según la reivindicación 9, en el que el aparato (100) comprende además:

donde el módulo (114) de procesamiento está acoplado al sumador (112) para recibir la señal (113) combinada como entrada (114A) y proporcionar una salida (114B) al al menos un filtro (116).