PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE AUTOCALIBRADO DE UNA CADENA DE EMISION DE UN TERMINAL MOVIL MEDIANTE LA UTILIZACION DE UN RECEPTOR INCORPORADO.

Procedimiento de autocalibrado de la cadena de emisión de un terminal de telecomunicaciones (1),

tal como un teléfono móvil celular, dotado de un medio de amplificador (2) en emisión capaz de cubrir una gama de potencia predeterminada y un bloque de tratamiento en banda de base (BB), estando destinado dicho procedimiento a controlar la potencia de emisión de dicho terminal (1) en la gama de potencia predeterminada y comprendiendo una etapa de ajuste de la potencia de emisión cuando el terminal (1) emite, con intermedio de una antena (11), señales de una banda de frecuencia de emisión determinada (UMTSTx), caracterizado porque la etapa de ajuste de la potencia de emisión presenta:

- una etapa de medición (32, 33, 34) que utiliza la función de recepción del terminal de telecomunicación (1) para medir en la banda de frecuencia de emisión determinada (UMTSTx) informaciones representativas de la potencia media de emisión de las señales emitidas;

- una etapa de evaluación (35, 36, 37) de la calidad de emisión de las señales que consiste en evaluar cualitativa, en función de un umbral de especificación del tipo ACLR, la linealidad de estas señales;

- mientras que dicha etapa de evaluación (35, 36, 37) de calidad indica que el valor obtenido es superior al valor de umbral deseado, una etapa (51) de reducción de la tensión de alimentación (V) o de reducción de la corriente de alimentación del medio amplificador (2); como mínimo, un calibrado de la potencia emitida para el terminal de telecomunicaciones (1), previamente realizado en condiciones determinadas de referencia, y utilizado para deducir la potencia de emisión a partir de la ganancia del receptor, estando impuesta dicha ganancia del receptor con intermedio de un módulo de interfaz de programación (10) conectado al bloque de tratamiento en banda de base (BB) y permitiendo, por una parte, programar, a nivel del receptor, una frecuencia de referencia (Fref) para una etapa analógica de radiofrecuencia (ERF) del tipo que comprende un bucle con bloqueo de fase y, por otra parte, facilitar una instrucción de control de ganancia (CGDU) a un demodulador de esta etapa analógica de radiofrecuencia (ERF)

Procedimiento y sistema de autocalibrado de una cadena de emisión de un terminal móvil mediante la utilización de un receptor incorporado.

Sector técnico de la invención

La presente invención se refiere al campo de las telecomunicaciones de radiotelefonía móvil. La invención se refiere más particularmente a un procedimiento y a un sistema de autocalibrado de una cadena de emisión de un terminal móvil destinado, en especial, a funcionar según la norma UMTS por la utilización de un receptor UMTS o GSM incorporado.

En un sistema de comunicación inalámbrico, una estación de base comunica con una serie de terminales distantes, tales como teléfonos móviles celulares. Los accesos múltiples por división de frecuencia (FDMA: "Frequency-Division multiple Access" en lengua ingles) (Acceso múltiple por división de frecuencia) y los accesos múltiples por división temporal (TDMA: "Time-Division multiple Access" en lengua ingles) (Acceso múltiple por división temporal) son los esquemas de acceso múltiple tradicionales para facilitar servicios simultáneos a un cierto número de terminales. El concepto principal subyacente a los sistemas FDMA y TDMA consiste en compartir el recurso disponible, respectivamente en varias frecuencias o en varios intervalos de tiempo, de manera tal que varios terminales puedan funcionar simultáneamente sin interferencia.

Los teléfonos que funcionan según la norma GSM (Global System for Mobile Communications) (Sistema global de comunicaciones móviles) pertenecen a los sistemas FDMA y TDMA en el sentido que la emisión y la recepción se efectúan a frecuencias diferentes e igualmente a intervalos temporales diferentes.

En oposición a estos sistemas que utilizan división de frecuencia o división temporal, los sistemas CDMA (Sistemas de acceso múltiple por división de código; "Code Division Multiple Access" en lengua inglesa) permiten a los usuarios múltiples compartir una frecuencia común y un canal temporal común utilizando una modulación codificada. Entre los sistemas CDMA se puede citar el sistema CDMA 2000, el sistema WCDMA ("Wide Band CDMA" en lengua inglesa; CDMA de banda ancha) o la norma IS-95.

En los sistemas CDMA se pueden distinguir los sistemas que utilizan una frecuencia distinta para la emisión y la recepción (sistema CDMA-FDD) y los que utilizan una frecuencia común para la emisión y la recepción, pero dominios temporales distintos para la emisión y la recepción (sistema CDMA-TDD).

La invención se aplica ventajosamente a los sistemas de comunicación de tipo CDMA, y más particularmente en los sistemas de tipo CDA-FDD. En estas condiciones la invención se aplica igualmente a los sistemas de comunicación que permiten comunicación FDMA y TDMA, en particular a teléfonos dotados de funcionalidades GSM y GPRS, y de manera más general a los terminales que funcionan según la norma UMTS que deben ser capaces, por ejemplo, de funcionar simultáneamente bajo un sistema CDMA como el sistema WCDMA, y en un sistema FDMA y TDMA.

Antecedentes tecnológicos de la invención

Son conocidos en el estado de la técnica teléfonos móviles dotados, de modo general, de un amplificador de potencia para la emisión, cuyo amplificador de potencia tiene un amplio campo de funcionamiento de potencia en radiofrecuencia. La potencia de emisión suministrada por el amplificador de potencia puede variar en un campo de potencia predeterminado y puede ser ajustada en función de informaciones de potencia regularmente recibidas por el teléfono y procedentes de la estación de base.

En la actualidad, el amplificador de potencia está concebido de manera que presente la mayor eficacia posible para la potencia de emisión máxima. Por el contrario, para las potencias intermedias o potencias bajas se produce un deterioro significativo de la eficacia, puesto que la corriente de reposo del amplificador no cambia, mientras que la potencia emitida disminuye. Por lo tanto, en estas modalidades de funcionamiento con menor potencia, la eficacia, es decir, el rendimiento, disminuye de manera drástica hasta valores inferiores al porcentaje. Resulta de ello una pérdida de energía a nivel de la batería que disminuye su duración de vida.

Se han propuesto varias soluciones para optimizar el rendimiento de los amplificadores de potencia. Un método extendido consiste en la adaptación de un nivel de alimentación de tensión y/o de corriente del amplificador de potencia en función de la potencia de salida a facilitar. Se determinan puntos de funcionamiento en el desarrollo de un terminal móvil UMTS destinado a ser fabricado en gran escala, de manera que se garantice una linealidad "objetivo" del amplificador con independencia de las condiciones de utilización. Los puntos de funcionamiento están determinados, por lo tanto, de manera que garanticen la linealidad "objetivo" del amplificador para cualquier lote de amplificadores de potencia montados en el sistema y el margen de linealidad es necesariamente confortable en las condiciones habituales de utilización cuando se debe asegurar una buena linealidad, incluso en condiciones de utilización más extremas a nivel de la temperatura, de la tensión de la batería y de la frecuencia de emisión del terminal móvil.

Este tipo de método prevé, por lo tanto, en cuanto a la caracterización del lote de amplificadores de potencia en condiciones extremas, puntas de funcionamiento por defecto determinadas en función del nivel de potencia a emitir. El defecto principal de este método es que el amplificador conservará la mayor parte del tiempo un margen de linealidad inútil que degrada su eficacia. Con el rendimiento más reducido, la energía se desperdicia en gran parte, lo que disminuye la duración de vida de la batería.

Es igualmente conocido por el documento US 6 166 598 un circuito de amplificación de potencia dotado de un amplificador de potencia que produce una señal amplificada a partir de una señal de entrada de un detector de cresta media acoplado a una salida del amplificador de potencia y previsto para detectar niveles de cresta de la señal amplificada y un nivel medio de la señal amplificada, de manera que facilite una indicación de los niveles de cresta y una indicación del nivel medio. El detector que utiliza este tipo de circuito mide la potencia, pero no la ACLR. El documento WO 02/061965 da a conocer un método de estimación de la relación ACLR (ACPR) con ayuda de un algoritmo complejo de tratamiento de la señal (time varying) para controlar la tensión de alimentación del amplificador de potencia. Un inconveniente de este método es la necesidad de prever un detector específico (componente suplementario).

Descripción general de la invención

Las presente invención tiene por lo tanto por objetivo suprimir uno o varios de los inconvenientes de la técnica anterior definiendo un procedimiento de autocalibrado de la cadena de emisión del terminal de comunicaciones que permite optimizar, de forma autónoma, el rendimiento del amplificador de potencia sin afectar la calidad del servicio transmitido y sin provocar en especial distorsiones de la señal.

A estos efectos, la invención se refiere a un procedimiento, tal como se define en la reivindicación 1.

De manera ventajosa, la invención permite la optimización del punto de funcionamiento del amplificador de potencia respetando simultáneamente la norma UMTS que especifica valores de ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) a un nivel determinado. Además, no es necesario añadir un componente de detección suplementario.

Otro objetivo de la invención consiste en suprimir uno o varios de los inconvenientes de la técnica anterior definiendo un terminal que permite optimizar el amplificador de potencia cualesquiera que sean las condiciones de utilización.

A estos efectos, la invención da a conocer el terminal de telecomunicación tal como se define en la reivindicación 18.

La invención, con sus características y ventajas, se comprenderá más claramente de la lectura de la descripción siguiente que hace referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- La figura 1 muestra esquemáticamente una arquitectura del principio de un teléfono móvil celular, según la invención, y más particularmente la cadena de emisión y la etapa de amplificación de potencia;

- La figura 2 muestra el plano de frecuencias GSM, DCS, PCS y UMTS;

- La figura 3 muestra esquemáticamente un organigrama de una forma de realización del procedimiento, según la invención, que permite ajustar de forma óptima...

1. Procedimiento de autocalibrado de la cadena de emisión de un terminal de telecomunicaciones (1), tal como un teléfono móvil celular, dotado de un medio de amplificador (2) en emisión capaz de cubrir una gama de potencia predeterminada y un bloque de tratamiento en banda de base (BB), estando destinado dicho procedimiento a controlar la potencia de emisión de dicho terminal (1) en la gama de potencia predeterminada y comprendiendo una etapa de ajuste de la potencia de emisión cuando el terminal (1) emite, con intermedio de una antena (11), señales de una banda de frecuencia de emisión determinada (UMTSTx), caracterizado porque la etapa de ajuste de la potencia de emisión presenta:

- una etapa de medición (32, 33, 34) que utiliza la función de recepción del terminal de telecomunicación (1) para medir en la banda de frecuencia de emisión determinada (UMTSTx) informaciones representativas de la potencia media de emisión de las señales emitidas;

- una etapa de evaluación (35, 36, 37) de la calidad de emisión de las señales que consiste en evaluar cualitativa, en función de un umbral de especificación del tipo ACLR, la linealidad de estas señales;

- mientras que dicha etapa de evaluación (35, 36, 37) de calidad indica que el valor obtenido es superior al valor de umbral deseado, una etapa (51) de reducción de la tensión de alimentación (V) o de reducción de la corriente de alimentación del medio amplificador (2);

como mínimo, un calibrado de la potencia emitida para el terminal de telecomunicaciones (1), previamente realizado en condiciones determinadas de referencia, y utilizado para deducir la potencia de emisión a partir de la ganancia del receptor, estando impuesta dicha ganancia del receptor con intermedio de un módulo de interfaz de programación (10) conectado al bloque de tratamiento en banda de base (BB) y permitiendo, por una parte, programar, a nivel del receptor, una frecuencia de referencia (Fref) para una etapa analógica de radiofrecuencia (ERF) del tipo que comprende un bucle con bloqueo de fase y, por otra parte, facilitar una instrucción de control de ganancia (CGDU) a un demodulador de esta etapa analógica de radiofrecuencia (ERF).

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicho medio de amplificación (2) es del tipo amplificador de potencia cuyo punto de funcionamiento puede ser ajustado modificando la tensión de alimentación (V) o la corriente de alimentación de dicho amplificador, estando prevista dicha etapa (51) de reducción de la tensión de alimentación (V) o de la corriente de alimentación para regular el valor de ganancia del amplificador de potencia en función de las informaciones medidas.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2, en el que la etapa (51) de reducción de la tensión de alimentación (V) del medio de amplificación (2) está acompañada de una etapa (53) de aumento determinado de ganancia de un modulador (MU) conectado a la entrada del medio de amplificación (2), de manera que compensa la pérdida de ganancia engendrada por la reducción de tensión de alimentación (V) para el medio de amplificación (2).

4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el valor de la ganancia y la tensión de alimentación (V) se mantienen sin cambios mientras que la etapa de evaluación (35, 36, 37) de la calidad de emisión de las señales indica que el valor obtenido corresponde al valor umbral deseado.

5. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa de evaluación (35, 36, 37) de la calidad de emisión de las señales comprende:

- una etapa (35) de determinación, en función de las informaciones medidas, de dos proporciones entre un primer nivel de potencia media en el canal utilizado para la emisión y respectivamente uno u otro de los dos segundos niveles de potencia media para los canales de emisión adyacentes al canal utilizado; y

- una etapa (36, 37) de comparación al umbral de especificación de la proporción más elevada obtenida cuando tiene lugar dicha etapa de determinación (35) para permitir evaluar si el punto de funcionamiento del amplificador de potencia (2) puede ser reducido sin alteración de las señales emitidas.

6. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el que una etapa de tratamiento (ETNE) realizada en el bloque de tratamiento en banda de base (BB) facilita datos de control (CPF) a un convertidor de tensión (13) para controlar el punto de funcionamiento del amplificador de potencia (2), recibiendo el convertidor de tensión (13) la salida de alimentación de tensión (100) de una fuente de alimentación del terminal (1).

7. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la etapa de medición (32, 33, 34) presenta una etapa de derivación de señales que utiliza un acoplador de radiofrecuencia (16) para enviar una señal representativa de la potencia de emisión hacia una etapa analógica de radiofrecuencia (ERF).

8. Procedimiento, según la reivindicación 7, en el que la etapa analógica de radiofrecuencia (ERF) es inicializada para recibir señales en una banda de frecuencia que corresponde sensiblemente a la banda de frecuencia de emisión (UMTSTx) utilizada por el modulador-demodulador del terminal (1).

9. Procedimiento, según la reivindicación 7 u 8, en el que dicho calibrado de la potencia emitida por el terminal de telecomunicaciones (1) es realizado para almacenar en una memoria (M) del terminal (1) una tabla de correspondencia entre la potencia emitida por la cadena de emisión UMTS y el valor de la ganancia del receptor.

10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende una etapa de ampliación de la gama de funcionamiento en recepción, utilizando la etapa analógica de radiofrecuencia (ERF) un oscilador local del tipo de gama de funcionamiento ampliada para recibir el conjunto de las señales emitidas en la banda de frecuencia de emisión (UMTSTx).

11. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 7 a 10, que comprende una etapa de aislamiento a la frecuencia de emisión entre el acoplador de radiofrecuencia (16) y la etapa analógica de radiofrecuencia (ERF), siendo realizada la etapa de medición (32, 33, 34) con un receptor sin filtro de banda en recepción.

12. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la potencia de emisión es deducida a partir de la ganancia del receptor que transmite, como mínimo, una señal destinada a un calibrado, previniéndose una etapa de conmutación que utiliza un duplexor de radiofrecuencia (12) para evitar transmitir la señal de calibrado hacia la antena (11).

13. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que la etapa de medición (32, 33, 34) comprende una etapa de emisión de señales entre una primera antena (11) que sirve para la emisión de señales y una segunda antena (110) conectada a un receptor GSM (22), estando previamente realizada una etapa de inicialización de dicho receptor GSM (22) para hacer funcionar este último en una banda de frecuencias de recepción determinada (PCSRx) que corresponde sensiblemente a dicha banda de frecuencias de emisión (UMTSTx).

14. Procedimiento, según la reivindicación 13, en el que el receptor GSM (22) recibe, con intermedio de un conmutador duplexor (CDU), en una etapa de recepción de las señales emitidas, una potencia residual de emisión salida de la antena (11) que sirve para la emisión de señales, siendo detectada esta potencia residual de emisión por un demodulador (DG) del receptor GSM.

15. Procedimiento, según la reivindicación 14, en el que un bucle de bloqueo de fase previsto para el demodulador (DG) del receptor GSM hace funcionar dicho demodulador (DG) en dicha banda de frecuencias de emisión (UMTSTx).

16. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 13 a 15, en el que la ganancia del amplificador de potencia (2) es impuesta con intermedio de un módulo interfaz de programación (10) conectado al borde de tratamiento en banda de base (BB).

17. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 6 a 16, en el que el punto de funcionamiento del amplificador de potencia (2) disminuye, mientras que dicha etapa de evaluación (35, 36, 37) de calidad indica que el valor obtenido es superior al valor de umbral deseado, siendo compensada la pérdida resultante de ganancia del amplificador (2) por un aumento de ganancia del modulador (MU) utilizado para la emisión de las señales.

18. Terminal de telecomunicaciones (1) que permite un autocalibrado de su cadena de emisión a efectos de controlar su potencia de emisión, dotado de un bloque de tratamiento en banda de base (BB), de un medio de amplificación (2) de emisión capaz de cubrir una gama de potencia predeterminada y una antena (11) para emitir señales en una banda de frecuencia de emisión determinada (UMTSTx), caracterizado por presentar:

- un receptor para medir, en la banda de frecuencia de emisión determinada (UMTSTx), informaciones representativas de la potencia media de emisión de las señales emitida;

- medios de evaluación de la calidad de emisión de las señales para evaluar cualitativamente, en función de un umbral de especificación de tipo ACLR, la linealidad de estas señales;

- por lo menos, un módulo interfaz de programación (10, 210) conectado al bloque de tratamiento en banda de base (BB) y apropiado para tener en cuenta la comparación del valor evaluado por dichos medios de evaluación con el valor de umbral deseado para ajustar el punto de funcionamiento del medio de amplificación (2), estando previsto dicho módulo interfaz de programación para, por una parte, programar, a nivel del receptor, una frecuencia de referencia (Fret) para una etapa analógica de radiofrecuencia (ERF) del tipo que comprende un bucle de bloqueo de fase y, por otra parte, para facilitar una instrucción de control de ganancia (CGDU) a un demodulador de esta etapa analógica de radiofrecuencia (ERF);

- medios de calibración previa de la potencia emitida por el terminal (1) en las condiciones determinadas de referencia; y

- medios de correlación que permiten deducir la potencia de emisión a partir de la ganancia del receptor, estando impuesta dicha ganancia del receptor por el intermedio del módulo interfaz de programación (10, 210);

- módulo interfaz de programación (10, 210) para tener en cuenta la comparación del valor evaluado por dichos medios de evaluación con el valor de umbral deseado para ajustar la tensión de alimentación (V) o la corriente de alimentación del medio de amplificación (2).

19. Terminal, según la reivindicación 18, en el que dicho medio de amplificación es del tipo amplificador de potencia (2) cuyo punto de funcionamiento puede ser ajustado modificando la tensión de alimentación (V) o la corriente de alimentación, estando previsto el módulo interfaz de programación (10) para compensar las direcciones de ganancia del amplificador de potencia en función de las informaciones medidas.

20. Terminal, según la reivindicación 18 ó 19, en el que el módulo de interfaz de programación (10) está dispuesto para facilitar, cuando tiene lugar la reducción de la tensión de alimentación (V) del medio de amplificación (2), una instrucción de aumento determinado de ganancia con destino a un modulador (MU) conectado a la entrada del medio de amplificación (2), de manera que compense la pérdida de ganancia engendrada por la reducción de tensión de alimentación (V) para el medio de amplificación (2).

21. Terminal, según la reivindicación 20, en el que el módulo interfaz de programación (10) mantiene el valor de ganancia del modulador (MU) y dicha tensión de alimentación (V) sin cambios, mientras que el valor evaluado por dichos medios de evaluación corresponde al valor de umbral deseado.

22. Terminal, según una de las reivindicaciones 19 a 21, que comprende un convertidor de tensión (13) previsto para ajustar dicha tensión de alimentación (V) y dispuesto entre los tres elementos siguientes:

- un bloque de tratamiento en banda de base (BB),

- una salida de alimentación de tensión (100) conectada a una fuente de alimentación del terminal (1), y

- dicho amplificador de potencia (2).

23. Terminal, según la reivindicación 22, en el que comprende una etapa de tratamiento (ETNE) dispuesta en el bloque de tratamiento en banda de base (BB) para facilitar datos de control (CPF) al convertidor de tensión (13) a efectos de controlar el punto de funcionamiento del amplificador de potencia (2).

24. Terminal, según una de las reivindicaciones 19 a 23, que comprende a la salida del amplificador de potencia (2) un circuito de acoplamiento (16) conectado a un medio de aislamiento (A2) controlado para que, por una parte, aísle la señal facilitada por el circuito de acoplamiento (16) durante las fases de funcionamiento y, por otra parte, transmita por acoplamiento una fracción de la señal emitida hacia dichos medios de evaluación.

25. Terminal, según una de las reivindicaciones 19 a 24, que comprende medios de ajuste del valor del punto de funcionamiento del amplificador de potencia (2), en función del resultado de la comparación facilitada por dichos medios de evaluación, correspondiendo el valor de umbral a un valor de especificación de la relación ACLR, siendo almacenado dicho valor de umbral en una memoria (M) del terminal (1).