Un procedimiento para ajustar la ganancia de señal en un transmisor con un primer elemento de ganancia y un segundo elemento de ganancia,

en el cual el primer elemento de ganancia responde a un primer reloj de actualización y el segundo elemento de ganancia responde a un segundo reloj de actualización, en el que el segundo reloj de actualización es más rápido que el primer reloj de actualización y los relojes de actualización primero y segundo son asíncronos, comprendiendo el procedimiento: recibir un primer valor de configuración de ganancia para el primer elemento de ganancia y un segundo valor de configuración de ganancia para el segundo elemento de ganancia; generar una primera señal de control de ganancia, representativa del primer valor de configuración de ganancia; generar una segunda señal de control de ganancia, representativa del segundo valor de configuración de ganancia; alinear la primera señal de control de ganancia con el primer reloj de actualización, y ajustar la ganancia del primer elemento de ganancia en un primer momento de actualización; detectar un cambio en el valor de configuración de ganancia del primer elemento de ganancia; si se detecta un cambio en el valor de configuración de ganancia, alinear la segunda señal de control de ganancia con el primer reloj de actualización, para ajustar la ganancia del segundo elemento de ganancia en el primer momento de actualización; si no se detecta ningún cambio en el valor de configuración de ganancia, alinear la segunda señal de control de ganancia con el segundo reloj de actualización; ajustar una ganancia del primer elemento de ganancia con la primera señal alineada de control de ganancia; y ajustar una ganancia del segundo elemento de ganancia con la segunda señal alineada de control de ganancia

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a circuitos electrónicos en sistemas de comunicaciones y, más en particular, a arquitecturas de transmisor que proporcionan un rendimiento mejorado.

El diseño de un transmisor de alto rendimiento constituye un desafío debido a diversos aspectos de diseño. 5 Para muchas aplicaciones, se requiere alto rendimiento para cumplir con las especificaciones del sistema. Un alto rendimiento puede caracterizarse por la linealidad del trayecto de la señal de transmisión, un amplio intervalo dinámico para controlar la potencia de transmisión y otras características. Además, para algunas aplicaciones tales como sistemas de comunicaciones celulares, el consumo de potencia es un aspecto importante debido a la naturaleza portátil de los teléfonos celulares. El coste también es un aspecto principal para muchos diseños de transmisor que se 10 incorporan en productos de consumo de fabricación en serie. Un alto rendimiento, un bajo consumo de potencia y costes bajos son generalmente aspectos de diseño en conflicto.

Estos diversos aspectos de diseño afectan al rendimiento y la aceptación de muchos productos de consumo como, por ejemplo, los teléfonos celulares. Ejemplos de sistemas de comunicaciones celulares incluyen el acceso múltiple por división de código (CDMA), el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y los sistemas de 15 comunicaciones de modulación de frecuencia (FM) analógica. Los sistemas de comunicaciones de CDMA se dan a conocer en la patente estadounidense No 4.901.307 titulada “SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS” [“SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE ACCESO MÚLTIPLE DE ESPECTRO ENSANCHADO QUE USA REPETIDORES SATELITALES O TERRESTRES”], y la patente estadounidense No 5.103.459, titulada “SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING 20 WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM” [“SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA GENERAR ONDAS EN UN SISTEMA DE TELEFONÍA CELULAR DE CDMA”], ambas cedidas al cesionario de la presente invención. Los sistemas de comunicaciones de CDMA también se definen en los documentos “TIA/EIA/IS-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System” [“Estándar de compatibilidad TIA/EIA/IS-95-A entre estación móvil y estación base para un sistema celular de espectro ensanchado de 25 banda ancha y modalidad dual”] y “TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Wideband Spread Spectrum Cellular System” [“Estándar de compatibilidad TIA/EIA/IS-95-B entre estación móvil y estación base para un sistema celular de espectro ensanchado y banda ancha”].

En sistemas de comunicaciones de CDMA, la no linealidad en el transmisor genera distorsión de intermodulación que actúa como ruido y degrada el rendimiento del sistema. Para reducir la no linealidad, los elementos 30 en el trayecto de la señal de transmisión están diseñados para operar en sus regiones lineales y, como resultado, consumen grandes cantidades de potencia. Se requiere un intervalo dinámico amplio para controlar de manera adecuada la potencia de transmisión de salida. En los sistemas de CDMA, el nivel de potencia de transmisión se ajusta para proporcionar el rendimiento de sistema requerido (es decir, una tasa particular de errores de bit), baja interferencia con otras unidades y consumo de potencia reducido. Un bajo consumo de potencia por parte del transmisor permite el 35 uso de una batería de menor tamaño, que a menudo se traduce en un teléfono de menor tamaño. Un tamaño menor es sumamente deseable, debido a la naturaleza portátil del teléfono. El bajo consumo de potencia por parte del transmisor permite además un aumento de los tiempos de conversación y de espera para un tamaño de batería especificado.

El documento GB 2 332 313 revela la reducción de requisitos de memoria en la disposición del control de nivel para el receptor o el transmisor. 40

La patente europea Nº 0 961 402 revela un transmisor.

La Patente Estadounidense Nº 5.697.073 revela un aparato y procedimiento para modelar y controlar la potencia de una señal en un transmisor.

Como puede verse, las arquitecturas de transmisor que proporcionan un alto rendimiento, bajo consumo de potencia y costes bajos son sumamente deseables. 45

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La invención, según se expone en las reivindicaciones adjuntas, proporciona circuitos de control que rigen la operación de los transmisores en un sistema de comunicaciones, a fin de proporcionar un rendimiento mejorado respecto a los transmisores convencionales. Las mejoras incluyen una combinación de lo siguiente: tiempo de respuesta más rápido para las señales de control, mejora de la linealidad en el ajuste de potencia de salida, reducción de la 50 interferencia, reducción del consumo de potencia, menor complejidad de circuitos y costes más bajos. Para una aplicación celular, estas mejoras pueden llevar a un incremento de la capacidad del sistema, un tamaño de teléfono más pequeño, un aumento de los tiempos de conversación y espera, y una mayor aceptación de los productos por parte del público.

Lo anterior, junto con otros aspectos de esta invención, se hará más evidente cuando se haga referencia a la 55 memoria, reivindicaciones y dibujos adjuntos siguientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 muestra un diagrama en bloques de una realización de un transmisor para un sistema de comunicaciones;

la FIG. 2 muestra un diagrama en bloques de una realización de un transmisor que proporciona ventajas respecto al transmisor en la FIG. 1; 5

la FIG. 3 muestra un diagrama en bloques de una realización de un controlador que genera las señales de control para el transmisor en la FIG. 2;

la FIG. 4 muestra un diagrama de una parte de un mecanismo de control de ganancia que incluye una realización de un circuito de interfaz;

la FIG. 5 muestra un diagrama de una realización específica del circuito de interfaz; 10

la FIG. 6 muestra un diagrama en bloques de una realización de un circuito de desplazamiento de ganancia;

la FIG. 7A es un diagrama de sincronismo de las señales de control para el controlador de AP (Amplificador de Potencia) y AGV (Amplificador de Ganancia Variable);

la FIG. 7B muestra un diagrama de bloques de una realización para generar las señales de control para el controlador de AP y AGV; 15

las FIGS. 7C y 7D muestran diagramas de una realización de un comparador y un circuito lógico, respectivamente, dentro de un circuito de sincronización de temporización;

las FIGS. 8A y 8B muestran diagramas de una realización de un amplificador de potencia de alta eficiencia (HEPA) y un circuito de amplificación de potencia, respectivamente, que tienen múltiples configuraciones de ganancia y una configuración de derivación; 20

la FIG. 8C muestra un diagrama de una realización de un AP que tiene varias configuraciones de ganancia aunque ninguna configuración de derivación;

la FIG. 9A muestra un gráfico de una función (o curva) de transferencia de ganancia de un elemento de circuito representativo tal como un AGV, controlador, o AP;

las FIGS. 9B y 9C son gráficos que muestran histéresis de potencia e histéresis de potencia y sincronismo, 25 respectivamente, para un elemento de circuito que tiene dos estados de ganancia;

las FIGS. 9D y 9E son gráficos que muestran histéresis de potencia e histéresis de potencia y sincronismo, respectivamente, para un elemento de circuito que tiene cuatro estados de ganancia;

las FIGS. 10A y 10B muestran gráficos de flujos transitorios en la potencia de transmisión de salida, debidos a un desajuste en los tiempos de respuesta del controlador de AP y el AGV para un cambio de paso de ganancia 30 descendente y ascendente, respectivamente;

las FIGS. 10C y 10D muestran trazados de flujos transitorios en la potencia de transmisión de salida debidos a un desajuste (introducido intencionadamente) en la alineación temporal de las señales de control para el controlador de AP y el AGV para dos retardos temporales diferentes;

la FIG. 10E muestra un diagrama de una realización de circuitos que retarda las señales de control para el... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para ajustar la ganancia de señal en un transmisor con un primer elemento de ganancia y un segundo elemento de ganancia, en el cual el primer elemento de ganancia responde a un primer reloj de actualización y el segundo elemento de ganancia responde a un segundo reloj de actualización, en el que el segundo reloj de actualización es más rápido que el primer reloj de actualización y los relojes de actualización 5 primero y segundo son asíncronos, comprendiendo el procedimiento:

recibir un primer valor de configuración de ganancia para el primer elemento de ganancia y un segundo valor de configuración de ganancia para el segundo elemento de ganancia;

generar una primera señal de control de ganancia, representativa del primer valor de configuración de ganancia;

generar una segunda señal de control de ganancia, representativa del segundo valor de configuración de 10 ganancia;

alinear la primera señal de control de ganancia con el primer reloj de actualización, y ajustar la ganancia del primer elemento de ganancia en un primer momento de actualización;

detectar un cambio en el valor de configuración de ganancia del primer elemento de ganancia;

si se detecta un cambio en el valor de configuración de ganancia, alinear la segunda señal de control de 15 ganancia con el primer reloj de actualización, para ajustar la ganancia del segundo elemento de ganancia en el primer momento de actualización;

si no se detecta ningún cambio en el valor de configuración de ganancia, alinear la segunda señal de control de ganancia con el segundo reloj de actualización;

ajustar una ganancia del primer elemento de ganancia con la primera señal alineada de control de ganancia; y 20

ajustar una ganancia del segundo elemento de ganancia con la segunda señal alineada de control de ganancia.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la etapa de generar una segunda señal de control de ganancia comprende: ajustar el segundo valor de configuración de ganancia con un valor específico de desplazamiento de ganancia basado en el primer valor de configuración de ganancia.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente las etapas de: 25

determinar una primera transferencia de ganancia, característica del primer elemento de ganancia;

determinar una segunda transferencia de ganancia, característica del segundo elemento de ganancia;

y en el que la etapa de generar una segunda señal de control de ganancia comprende las etapas de:

ajustar el segundo valor de configuración de ganancia con un valor específico de desplazamiento de ganancia basado en el primer valor de configuración de ganancia; y 30

determinar un valor linealizado de configuración de ganancia correspondiente al segundo valor ajustado de configuración de ganancia.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente: generar una tabla de compensación de ganancia basada en las características de transferencia de ganancia primera y segunda, y en el que la determinación del valor linealizado de configuración de ganancia se lleva a cabo recuperando el valor linealizado de 35 configuración de ganancia de la tabla de compensación de ganancia, correspondiente al segundo valor ajustado de configuración de ganancia.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el primer elemento de ganancia tiene una pluralidad de configuraciones discretas de ganancia, identificando el primer valor de configuración de ganancia una entre la pluralidad de configuraciones discretas de ganancia, y el segundo elemento de ganancia tiene una configuración 40 variable de ganancia, comprendiendo adicionalmente el procedimiento las etapas de:

determinar una función de transferencia de ganancia del transmisor para cada una entre la pluralidad de configuraciones discretas de ganancia; y

para cada una entre la pluralidad de configuraciones discretas de ganancia, generar una tabla de compensación de ganancia basada en la función determinada de transferencia de ganancia; 45

y en el que la etapa de generar una segunda señal de control de ganancia comprende la etapa de:

recuperar un valor compensado de configuración de ganancia a partir de la tabla de compensación de

ganancia, correspondiente a la configuración discreta de ganancia identificada por el primer valor de configuración de ganancia.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual la determinación de una función de transferencia de ganancia comprende:

configurar el elemento que tiene la pluralidad de configuraciones discretas de ganancia en una configuración de 5 ganancia específica;

avanzar a través de una gama de ganancias del elemento que tiene la configuración variable de ganancia;

detectar el nivel de potencia de salida del transmisor; y

repetir la configuración, avance y detección para cada una entre la pluralidad de configuraciones discretas de ganancia. 10

7. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual las tablas de compensación de ganancia se almacenan en una tabla de consulta.

8. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual el segundo valor de configuración de ganancia incluye un comando para aumentar o disminuir el nivel de potencia de salida del transmisor en una magnitud determinada.

9. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual cada una entre la pluralidad de configuraciones discretas de 15 ganancia está asociada a una gama específica de niveles de potencia de salida del transmisor.

10. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual las gamas específicas de niveles de potencia de salida asociados a la pluralidad de configuraciones discretas de ganancia se solapan para crear histéresis.

11. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual cada gama particular de niveles de potencia de salida asociada a cada configuración discreta de ganancia se extiende para cubrir la gama dinámica completa de la potencia de salida 20 requerida.

12. Un aparato para ajustar la ganancia de señal en un transmisor con un primer elemento de ganancia y un segundo elemento de ganancia, en el cual el primer elemento de ganancia responde a un primer reloj de actualización y el segundo elemento de ganancia responde a un segundo reloj de actualización, en el que el segundo reloj de actualización es más rápido que el primer reloj de actualización, y los relojes de actualización primero y segundo 25 son asíncronos, comprendiendo el aparato:

medios para recibir un primer valor de configuración de ganancia para el primer elemento de ganancia y un segundo valor de configuración de ganancia para el segundo elemento de ganancia;

medios para generar una primera señal de control representativa del primer valor de configuración de ganancia;

medios para generar una segunda señal de control de ganancia representativa del segundo valor de 30 configuración de ganancia;

medios para alinear la primera señal de control de ganancia con el primer reloj de actualización y para ajustar la ganancia del primer elemento en un primer momento de actualización;

medios para detectar un cambio en el valor de configuración de ganancia del primer elemento de ganancia;

medios para alinear la segunda señal de control de ganancia con el primer reloj de actualización, si se detecta un 35 cambio en el valor de configuración de ganancia, para ajustar la ganancia del segundo elemento de ganancia en el primer momento de actualización;

medios para alinear la segunda señal de control de ganancia con el segundo reloj de actualización, si no se detecta ningún cambio en el valor de configuración de ganancia;

medios para ajustar una ganancia del primer elemento de ganancia con la primera señal alineada de control de 40 ganancia; y

medios para ajustar una ganancia del segundo elemento de ganancia con la segunda señal alineada de control de ganancia.