Método para compensar perturbaciones en una señal recibida por un transceptor (490),

provocadas por transmisiones generadas por dicho transceptor (490), que comprende las etapas de: transmitir señales a través de dicho transceptor (490); recibir señales de entrada en dicho transceptor (490), en donde dichas señales de entrada incluyen señales deseadas en combinación con señales interferentes; determinar un retardo de tiempo asociado a dichas señales interferentes; y corregir, después de dicho retardo de tiempo, dichas señales de entrada para compensar las señales interferentes

ANTECEDENTES La presente invención se refiere en general a un transceptor dúplex completo en sistemas de teléfonos celulares portátiles, sistemas de buscapersonas, etcétera, y más específicamente a una unidad de corrección que compensa varias perturbaciones provocadas en señales que son recibidas en un receptor de conversión directa situado dentro del transceptor.

Los receptores en sistemas celulares y otros campos indicados anteriormente son preferentemente pequeños, ligeros y económicos. Para conseguir que un receptor portátil, tal como un teléfono de mano, tenga un tamaño menor y resulte más económico, ha adquirido mucha importancia la integración de las piezas. Los receptores heterodinos presentan habitualmente un coste de producción elevado y tienen muchas piezas, tales como filtros pasabanda, que no pueden ser integrados. Para superar dichos inconvenientes, se ha desarrollado la arquitectura de los receptores de conversión directa en la que la frecuencia del oscilador local es la misma que la frecuencia de la portadora de radiocomunicaciones recibida. Consecuentemente, la señal de radiocomunicaciones recibida se convierte en sentido descendente directamente a banda base en un paso. Puesto que un receptor de conversión directa no tiene ninguna etapa de frecuencia intermedia (IF), se pueden omitir o simplificar muchos filtros.

La conversión directa se introdujo para receptores de banda lateral única en la década de los cincuenta, pero la técnica no se limita a dichos sistemas. La conversión directa se puede usar con muchos esquemas de modulación diferentes y resulta especialmente muy adecuada para los esquemas actuales de modulación en cuadratura, tales como la modulación por desplazamiento mínimo (MSK) y la modulación de amplitud en cuadratura (QAM). En la patente U.S. n.º 5.530.929 titulada “Radio Receiver” se describen varios aspectos de receptores de conversión directa.

El funcionamiento de un receptor convencional de conversión directa se puede describir de la manera siguiente en referencia a la Figura 1. Una señal de radiofrecuencia (RF) que tiene una frecuencia central fc y un ancho de banda BWrf es recibida por una antena 10 y a continuación es filtrada por un filtro pasabanda 20. La señal filtrada, producida por el filtro pasabanda, es amplificada por un amplificador 30, que preferentemente es de bajo ruido para mejorar la figura de ruido total del receptor.

La señal amplificada y filtrada, producida por el amplificador 30, es convertida entonces en sentido descendente a banda base en un canal en fase (I) y un canal de fase en cuadratura (Q) mediante mezcladores equilibrados 40, 50. Los mezcladores son controlados por señales respectivas de entre seno (I) y coseno (Q) producidas a partir de una señal sinusoidal generada por un oscilador local 60, por un divisor adecuado y un desfasador 70. Según el principio de la conversión directa, la señal del oscilador local tiene también la frecuencia fc.

Los mezcladores 40, 50 multiplican efectivamente la señal del amplificador 30 y las señales I y Q del oscilador local. Cada mezclador produce una señal que tiene frecuencias que son la suma y diferencia de las frecuencias de la señal recibida, filtrada y amplificada, y la señal del oscilador local. Cada una de las señales diferencia (convertidas en sentido descendente) tiene un espectro que se pliega en torno a la frecuencia cero (DC) y que abarca desde DC hasta 1/2BWrf.

Las señales I y Q producidas por los mezcladores 40, 50 son filtradas por filtros pasobajo 80, 90 que eliminan las señales suma (convertidas en sentido ascendente), así como componentes que pudieran ser debidos a señales RF cercanas. Los filtros 80, 90 fijan el ancho de banda del ruido, y por lo tanto, la potencia de ruido total en el receptor. A continuación, las señales I y Q son amplificadas por amplificadores 100, 110, y suministradas a componentes de procesado adicional que producen la señal de salida demodulada. El procesado adicional puede incluir demodulación de fase, demodulación de amplitud, demodulación de frecuencia, o esquemas de demodulación híbridos.

Un problema importante con el receptor de conversión directa es que se puede provocar una distorsión de la señal de banda base por una señal DC pura generada por fugas del oscilador local, además de productos de segundo orden de fuentes de interferencia (por ejemplo, señales en los mismos canales de comunicación de RF y canales cercanos) producidas por elementos activos situados cerca del receptor. Las distorsiones, situadas en la banda base, interfieren con la señal de banda base deseada, deteriorando de este modo el rendimiento de un receptor de conversión directa. En algunas situaciones, este problema bloquea totalmente la comunicación en receptores de alto rendimiento para sistemas celulares digitales actuales de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y de acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDMA).

Una no linealidad de segundo orden junto con una fuente de interferencia fuerte de RF, de envolvente constante, provocará un componente de DC dentro de una señal recibida. Dicho componente de DC se puede bloquear, por ejemplo, con un condensador de bloqueo de DC.

No obstante, las fuentes de interferencia Moduladas en Amplitud (AM) presentan un problema mayor puesto que la perturbación en la banda base no será una señal DC pura y, por lo tanto, no se puede eliminar fácilmente. En dispositivos no lineales, tales como un amplificador, una señal de entrada, Ventrada, producirá una señal de salida, Vsalida. Las características de un amplificador situado dentro de un transceptor se pueden definir como Vsalida = c1Ventrada +c2Ventrada2 +c3Ventrada3+..., donde una señal de entrada puede ser Ventrada(t) = v1(t)·Cos(ω1t). Si la señal de entrada se aplica a la entrada del amplificador, la salida se describe mediante la siguiente ecuación:

12 3312 13

v (t) c v (t) (c v (t) c v (t))cosω t c v (t)cos2ω t c v cos3ω t ... (1)

salida 21 11 31 121 1311

2 424

A partir de esta ecuación, se puede observar que la señal de entrada generará un componente de distorsión de banda base descrito por:

12

v (t) c v (t). (2)

bb 21

2

donde la constante c2 depende de un punto de intercepción de segundo orden del amplificador. El punto de intercepción de segundo orden se determina aplicando dos señales a dos frecuencias diferentes, f1 y f2, en el amplificador. La potencia de salida, Psalida, se representa a la primera frecuencia, la suma de la primera y la segunda frecuencia con respecto a la potencia de entrada Pentrada de o bien f1 ó bien f2. La extrapolación de Psalida con respecto a la Pentrada de o bien f1 ó bien f2 produce el punto de intercepción de segundo orden. Si ViIP2 es la entrada de voltaje del amplificador en el punto de intercepción de segundo orden, el voltaje de banda base se puede escribir de la manera siguiente:

1c 2

vbb(t) 2V 1 v1(t). (3)

iIP2

En una aplicación que consta de moduladores tanto I como Q, el problema de la interferencia se puede describir en referencia a la Figura 2. Una señal interferente, IF, es una señal modulada en AM que genera interferencia de banda base en los canales tanto Q como I, donde

V (t)K v2(t)

bbI i1

VbbQ(t)Kqv12(t), (4)

y Ki y Kq son constantes. No obstante, la perturbación sobre los canales I y Q no es necesariamente igual, debido a los niveles diferentes de las señales interferentes sobre los canales, y los diferentes componentes en el demodulador IQ. La señal resultante es una señal de error que se combina con la señal deseada. La señal de error se puede escribir de la manera siguiente:

ε (t)K v2(t)

i i1

εq(t)Kqv12(t), (5)

La fuente de interferencia de AM junto con no linealidades de segundo orden en el receptor generan un vector de error de banda base. La fase del vector de error es constante, o varía ligeramente, y la magnitud es proporcional a la envolvente al cuadrado de la fuente de interferencia. Puesto que la perturbación no es necesariamente igual en los canales I y Q, Ki no es necesariamente igual a Kq en el caso general. Por consiguiente, la señal de error se puede escribir de la manera siguiente:

ε(t)εi(t)... [Seguir leyendo]

1. Método para compensar perturbaciones en una señal recibida por un transceptor (490), provocadas por transmisiones generadas por dicho transceptor (490), que comprende las etapas de:

transmitir señales a través de dicho transceptor (490); recibir señales de entrada en dicho transceptor (490), en donde dichas señales de entrada incluyen señales deseadas en combinación con señales interferentes; determinar un retardo de tiempo asociado a dichas señales interferentes; y corregir, después de dicho retardo de tiempo, dichas señales de entrada para compensar las señales interferentes.

2. Método de la reivindicación 1, en el que dicho retardo de tiempo se determina de acuerdo con un espacio de tiempo que tarda en ser transmitida una señal desde un transmisor (450) en dicho transceptor (490) hacia un receptor (410) en dicho transceptor (490).

3. Método de la reivindicación 1, en el que dicha corrección comprende restar un error estimado de dicha señal de entrada recibida.

4. Método de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de determinar un retardo de tiempo comprende además la etapa de:

sincronizar por lo menos una secuencia de señales transmitida por un transmisor (450) en dicho transceptor

(490) con una secuencia de señales recibida por un receptor (410) en dicho transceptor (490).

5. Método de la reivindicación 1, en el que dichas señales interferentes incluyen dichas señales transmitidas, de un transmisor (450) en dicho transceptor (490).

6. Aparato para compensar perturbaciones en una señal recibida por un transceptor (490), provocadas por transmisiones generadas por dicho transceptor (490), comprendiendo dicho transceptor (490):

medios transmisores (450) para transmitir señales; medios (410) de recepción para recibir señales de entrada, en donde dichas señales de entrada incluyen señales deseadas en combinación con señales interferentes, medios de determinación para determinar un retardo de tiempo asociado a dichas señales interferentes; y medios (400) de corrección para corregir, después de dicho retardo de tiempo, dichas señales de entrada con el fin de compensar las señales interferentes.

7. Aparato de la reivindicación 6, en el que dicho retardo de tiempo se determina de acuerdo con un espacio de tiempo que tarda en ser transmitida una señal desde dicho transmisor (450) hacia dicho receptor (410).

8. Aparato de la reivindicación 6, en el que dichos medios (400) de corrección comprenden además:

medios (432, 434) de resta para restar un error estimado de dicha señal de entrada recibida.

9. Aparato de la reivindicación 6, en el que dichos medios de determinación comprenden además:

medios (520) de sincronización para sincronizar por lo menos una secuencia de señales transmitida por dicho transmisor (450) con una secuencia de señales recibida por el receptor (410).

10. Aparato de la reivindicación 6, en el que dichas señales interferentes incluyen dichas señales transmitidas, desde dicho transmisor (450).

11. Unidad (400) de corrección para corregir una interferencia entre un transmisor (450) y un receptor (410), en un transceptor (490), comprendiendo dicha unidad (400) de corrección:

una unidad (510) de cálculo para determinar una envolvente al cuadrado (r2tx(t)) de señales transmitidas por dicho transmisor (450); una unidad (520) de sincronización para determinar un retardo de tiempo asociado a la recepción de dicha envolvente al cuadrado por parte de dicho receptor (410); una unidad (530) de retardo para aplicar dicho retardo de tiempo a la envolvente al cuadrado; y un estimador (540) y una unidad (550) de escalado para determinar un valor de compensación a aplicar en dicho receptor (410) sobre la base de dicha envolvente al cuadrado, retardada en el tiempo.

12. Unidad (400) de corrección de la reivindicación 11, en la que dicha unidad (520) de sincronización recibe una

40

señal de banda base desde dicho receptor (410) y dicha señal envolvente al cuadrado de dicho transmisor (450) y ejecuta una rutina de correlación.

13. Transceptor (490) usado para transmisión y recepción de señales, que comprende:

un receptor (410) de conversión directa para recibir una señal entrante y convertir en sentido descendente dicha señal a una señal de banda base; un transmisor (450) que recibe datos a transmitir y modula dichos datos para su transmisión hacia un destino; y una unidad (400) de corrección para utilizar dichos datos modulados de dicho transmisor y un retardo de tiempo que indica la cantidad de tiempo necesaria para que una señal transmitida interfiera con dicho receptor (410), con el fin de compensar dicho receptor (410).

14. Transceptor (490) de la reivindicación 13, en el que dicha unidad (400) de corrección comprende además:

una unidad (510) de cálculo que usa dichos datos modulados de dicho transmisor (450) para calcular y dar salida a una señal que representa una envolvente al cuadrado (r2tx(t)) del transmisor (450).

15. Transceptor (490) de la reivindicación 14, en el que dicha unidad (400) de corrección comprende además:

una unidad (520) de sincronización que recibe la salida de dicha unidad (510) de cálculo y determina y da salida a dicho retardo de tiempo hacia una unidad (530) de retardo.

16. Transceptor (490) de la reivindicación 15, en el que dicha unidad (530) de retardo aplica dicho retardo de tiempo a la señal que representa la envolvente al cuadrado del transmisor (450).

17. Transceptor (490) de la reivindicación 16, en el que dicha unidad (400) de corrección comprende además:

un estimador (540) que determina un conjunto de constantes de la manera siguiente:

N

zi(tot)(k) k1Ki N

rtx2(k n)

k1

N

zq(tot)(k) k1

K 

qN

rtx2(k n)

k1

Donde ztrx(k) y zqrx(k) son vectores de banda base deseados, r2tx(k-n) es la envolvente al cuadrado de dicho transmisor (450) y n es el retardo de tiempo, y en donde dicho estimador (540) determina valores de error para compensar dicho receptor (410) basándose en dicho conjunto de constantes.

18. Transceptor (490) de la reivindicación 17, en el que dicha unidad (400) de corrección comprende además:

una unidad (550) de escalado que, utilizando un nivel de potencia de salida de dicho transceptor (490), escala dichos valores de error antes de ser usados para compensar dicho receptor (410).