DETERMINACIÓN DE UN NIVEL DE REDUCCIÓN DE POTENCIA PARA UN TRANSMISOR.

Un método de determinación de un nivel de reducción de potencia para un transmisor (1) dispuesto para transmitir señales a través de un número de canales de radio en un sistema de comunicaciones inalámbricas digitales,

siendo cada una de dichas señales modulada de acuerdo con una de un número de configuraciones de modulación, comprendiendo el método las etapas de: - proporcionar datos dependientes de una propiedad de una configuración de modulación, comprendiendo dichos datos dependientes de la modulación un término calculado a partir de un producto de tercer orden de una señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación y al menos un término calculado a partir de un producto de orden más alto de la señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación; - proporcionar (306; 404) datos dependientes del transmisor (bn; an,m), y - calcular (307; 405) a partir de dichos datos dependientes de la modulación y de dichos datos dependientes del transmisor una estimación para una reducción de potencia que va a ser usada para la transmisión desde dicho transmisor de señales moduladas de acuerdo con la citada configuración de modulación.

Campo técnico de la invención

La invención se refiere a la determinación de un nivel de reducción de potencia para un transmisor para señales que son moduladas de acuerdo con una de un número de configuraciones de modulación por medio de un número de canales de radio en un sistema de comunicaciones digitales inalámbricas.

Descripción de la técnica relacionada

En el estándar 3GPP (Proyecto Partnership de 3ª Generación) para comunicación de radio entre, por ejemplo, un terminal móvil y una estación de base, la información es transmitida o portada por un número de canales físicos. Ejemplos de canales físicos son el Canal Dedicado de Datos Físicos (DPDCH) y el Canal Dedicado de Control Físico (DPCCH). Un enlace de radio o canal de radio entre un terminal móvil y una estación de base incluye típicamente varios canales físicos. Los canales de radio que han de ser utilizados por terminales móviles individuales están típicamente separados, por ejemplo, por 5 MHz o, en otras palabras, la separación entre canales de radio adyacentes es típicamente de 5 MHz.

A los canales físicos se les aplica expansión. Esto consiste en dos operaciones. La primera es la operación de canalización, la cual transforma cada símbolo de datos en un número de chips, incrementando de ese modo el ancho de banda de la señal. El número de chips por símbolo de datos se conoce como Factor de Expansión. La segunda operación es la operación de codificación, en la que se aplica un código de codificación a la señal expandida. Con la canalización, los símbolos de datos en las llamadas ramas I y Q son multiplicados independientemente por un código de Factor de Expansión Variable Ortogonal (OVSF). Con la operación de codificación, las señales resultantes en las ramas I y Q son multiplicadas además por el código de codificación de valor complejo, donde I y Q indican las partes real e imaginaria, respectivamente. La operación de expansión incluye una etapa de expansión, una etapa de ponderación, y una etapa de mapeo de IQ. En el procedimiento, las corrientes de chips con valor real de las ramas I y Q son sumadas; esto da como resultado una corriente de chips de valor complejo para cada conjunto de canales, la cual es codificada a continuación mediante el código de codificación de valor complejo. Los canales físicos están definidos en la especificación técnica 3GPP TS 25.211 V6.2.0 (2004-09), mientras que la especificación técnica 3GPP TS 25.213 V6.4.0 (2005-09) define cómo se combinan en una sola señal de banda base de valor complejo (I, Q) mediante el uso de expansión, ponderación y codificación.

En el 3GPP existe un modo conocido como Acceso por Paquete de Enlace Ascendente de Alta Velocidad (HSUPA). La especificación para este modo permite que más de 300.000 configuraciones diferentes de modulación de señal sean utilizadas por el transmisor del terminal móvil o equipo de usuario (UE). Un modo correspondiente se conoce como Acceso por Paquete de Enlace Descendente de Alta Velocidad (HSDPA).

Cada una de estas muchas configuraciones de modulación tendrá sus propias propiedades únicas, por ejemplo con respecto a las estadísticas de valor de pico-frente a-valor promedio (PAR). Típicamente, una relación más alta de valor de pico-frente a-valor promedio da como resultado un incremento de los requisitos de linealidad del transmisor de radio y, en particular, un amplificador de potencia (PA) más lineal a potencia de salida alta. Esto significa que si el nivel de RMS de las señales se mantiene constante, las diversas configuraciones darán como resultado, debido a sus diferentes niveles de valor de pico-frente a-valor promedio, diferentes niveles de distorsión y de ese modo diferentes niveles de Relación de Potencia de Pérdidas de Canal Adyacente (ACLR) cuando las señales son alimentadas a un circuito no lineal, tal como un amplificador de potencia de radiofrecuencia (RF) en un transmisor. La ACLR se define como la relación de potencia media filtrada centrada en la frecuencia de canal asignada respecto a la potencia media filtrada centrada en una frecuencia de canal adyacente.

Para mitigar esta cuestión, la potencia de salida del amplificador de potencia puede ser reducida desde la potencia de salida máxima nominal hasta un valor más bajo en función de la configuración de modulación utilizada. La potencia de salida máxima más baja conduce a una distorsión más baja para una configuración dada con la finalidad de igualar aproximadamente el comportamiento de ACLR para todas las configuraciones. Esta reducción de potencia se conoce también como back-off. El estándar 3GPP incluye en la especificación técnica 3GPP TS 25.101 V7.5.0 (2006-10) un nivel máximo permitido de reducción de potencia, definido como Reducción de Potencia Máxima (MPR), que se basa en una métrica cúbica calculada como valor de RMS del producto de tercer orden de la forma de onda de tensión normalizada de la señal de entrada (calculado en dB) para la configuración de modulación en cuestión.

El back-off máximo cambia de manera muy frecuente, por ejemplo cada vez que se cambia la constelación con el número de canales físicos simultáneos y la potencia y/o el código de canalización y/o el código de codificación de cualquier canal físico. Para Acceso Múltiple por División de Código de Banda ancha (WSDMA) esto puede ser tan frecuente como cada ranura basada en planificación de canal de HSDPA y de HSUPA.

Para una implementación real con componentes de transmisor específicos (en el supuesto de que esté incluido el amplificador de potencia de radiofrecuencia (RF)), la Reducción de Potencia Máxima especificada en el estándar 3GPP es una estimación pobre del back-off que realmente se necesita que alcance la ACLR especificada para una configuración de modulación dada. Esto conduce a un comportamiento innecesariamente degradado del equipo de usuario con respecto a la cobertura y el rendimiento. Además, la reducción de potencia requerida para conseguir un cierto nivel de ACLR depende de la implementación específica de transmisor y de sus condiciones operativas.

Existe, por tanto, una necesidad de una solución que pueda calcular el back-off requerido para un transmisor específico estructurado con precisión mejorada, y que posiblemente tenga también la capacidad de permitir que el back-off varíe con las condiciones operativas tales como la temperatura, la carga, el envejecimiento, etc.

Un problema similar se presenta ya en la fase de diseño de una cadena de transmisor. Con independencia de si deben ser consideradas o no las condiciones operativas, existe una necesidad de verificar que una cadena de transmisor dada cumple con especificaciones de ACLR con niveles de back-off predefinidos para todas las configuraciones de modulación. O al contrario, se puede desear encontrar los niveles de back-off requeridos quealcancen un cierto nivel de ACLR. Ésta es una tarea descomunal y poco práctica si se debe simular o medir la totalidad de las 300.000 configuraciones. Además, si se debe verificar un gran conjunto de condiciones operativas, la tarea puede resultar también imposible. También en esta situación la precisión de los métodos conocidos resulta insuficiente.

El documento US 6 535 066 muestra un transmisor de OFDM en el que se calcula el back-off en función de la relación de potencia de pico respecto a valor promedio de la forma de onda de OFDM.

El documento US 2005/0163250 muestra un transmisor de comunicaciones digitales que incluye una sección de predistorsión para compensar la distorsión lineal y no lineal introducida por los componentes de transmisor analógicos. La distorsión se compensa utilizando técnicas adaptativas con ecualizadores.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método de determinación de un nivel de reducción de potencia o back-off para un transmisor, de una manera más precisa que con el método especificado en el estándar 3GPP, y que permita que se puedan considerar diferentes condiciones operativas para el transmisor. Además, debe ser posible implementar el método en un terminal móvil, así como también durante la fase de diseño de ese terminal móvil.

Sumario

La invención está definida en las reivindicaciones anexas.

El uso de términos calculados a partir de productos de orden más alto adicionalmente al término calculado a partir del producto de tercer orden, proporciona una precisión mejorada de la estimación de reducción de potencia. Proporcionando... [Seguir leyendo]

1. Un método de determinación de un nivel de reducción de potencia para un transmisor (1) dispuesto para transmitir señales a través de un número de canales de radio en un sistema de comunicaciones inalámbricas digitales, siendo cada una de dichas señales modulada de acuerdo con una de un número de configuraciones de modulación, comprendiendo el método las etapas de:

 proporcionar datos dependientes de una propiedad de una configuración de modulación, comprendiendo dichos datos dependientes de la modulación un término calculado a partir de un producto de tercer orden de una señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación y al menos un término calculado a partir de un producto de orden más alto de la señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación;

 proporcionar (306; 404) datos dependientes del transmisor (bn; an,m), y

 calcular (307; 405) a partir de dichos datos dependientes de la modulación y de dichos datos dependientes del transmisor una estimación para una reducción de potencia que va a ser usada para la transmisión desde dicho transmisor de señales moduladas de acuerdo con la citada configuración de modulación.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos términos (XMn; An,m; Pn,m) calculados a partir de los productos, son calculados a partir de un valor de RMS de cada uno de los productos de tercer orden y más altos.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dichos términos (An,m; Pn,m) se calculan a partir de un valor de RMS de cada uno de los productos de tercer orden y más altos dentro de al menos un canal de medición (H0(f); H1(f); H2(f)).

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dichos términos se calculan:

 generando (102) para cada configuración de modulación una forma de onda basada en datos de entrada aleatorios;

 calculando (103) para cada forma de onda generada, formas de onda de productos de tercer orden y más altos de la forma de onda generada;

 filtrando (104) las formas de onda calculadas con filtros de medición (H1(f) H2(f)) para al menos un canal adyacente, y

 calculando (104) valores de RMS de las formas de onda filtradas.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dichos términos (XMn; An,m; Pn,m) calculados a partir de los productos de tercer orden y más altos se calculan a partir de productos de tercer, quinto y séptimo orden.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dichos datos dependientes del transmisor comprenden un número de coeficientes (bn; an,m) determinados a partir de al menos una de las simulaciones y mediciones para un conjunto limitado de configuraciones de modulación utilizando ajuste mínimo cuadrático medio.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dichos coeficientes (bn; an,m) se determinan:

 hallando (201) el valor más bajo y el más alto para cada uno de un número de dichos términos (XMn; An,m; Pn,m) calculados a partir de los productos de tercer orden y más altos;

 definiendo (202) las ocho combinaciones de estos valores más bajos y más altos como vectores;

 identificando (203) configuraciones de modulación que tengan términos más cercanos a cada uno de dichos vectores definidos, y

 usando (204) los términos de las configuraciones de modulación identificadas en la citada al menos una de las simulaciones y mediciones.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque se determinan coeficientes (bn; an,m) para diferentes condiciones operativas para dicho transmisor.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la etapa (307) de cálculo de una estimación de reducción de potencia se lleva a cabo en un terminal móvil que comprende el citado transmisor.

10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la etapa (405) de cálculo de una estimación de reducción de potencia se lleva a cabo durante una fase de diseño de dicho transmisor.

11. Un terminal móvil que comprende un transmisor (1) dispuesto para transmitir señales a través de un número de canales de radio en un sistema de comunicaciones inalámbricas digitales, estando cada una de dichas señales modulada de acuerdo con una de un número de configuraciones de modulación, comprendiendo el terminal móvil:

 medios (11; 21, 22, 23) para proporcionar una estimación para una reducción de potencia que va a ser utilizada para la transmisión desde dicho transmisor de señales moduladas de acuerdo con la citada configuración de modulación, en los que dicha estimación se calcula a partir de datos dependientes de una propiedad de una configuración de modulación, comprendiendo dichos datos dependientes de la modulación un término calculado a partir de un producto de tercer orden de una señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación,

caracterizado porque,

 dichos datos dependientes de la modulación, además de dicho término calculado a partir de un producto de tercer orden, comprenden al menos un término calculado a partir de un producto de orden más alto de una señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación, y

 dicha estimación se calcula a partir de dichos datos dependientes de la modulación y de los datos dependientes del transmisor (bn; an,m).

12. Un terminal móvil de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque dichos términos (XMn; An,m; Pn,m) calculados a partir de los productos se calculan a partir de un valor de RMS de cada uno de los productos de tercer orden y más altos.

13. Un terminal móvil de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque dichos términos (An,m; Pn,m) se calculan a partir de un valor de RMS de cada uno de los productos de tercer orden y más altos dentro de al menos un canal de medición (H0(f); H1(f); H2(f)).

14. Un terminal móvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque dichos términos (XMn; An,m; Pn,m) calculados a partir de los productos se calculan a partir de productos de tercer, quinto y séptimo orden.

15. Un terminal móvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque dichos datos dependientes del transmisor comprenden un número de coeficientes (bn; an,m) determinados a partir de al menos una de las simulaciones y mediciones para un conjunto limitado de configuraciones de modulación utilizando ajuste mínimo cuadrático medio.

16. Un terminal móvil de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque se determinan coeficientes (bn; an,m) para diferentes condiciones operativas para el citado transmisor.

17. Un terminal móvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque los medios (11) para proporcionar la citada estimación para una reducción de potencia comprenden una tabla de búsqueda en la que se almacenan las estimaciones de reducción de potencia calculadas por anticipado para cada configuración de modulación.

18. Un terminal móvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque el terminal móvil comprende:

 medios (21) para proporcionar los citados datos dependientes de una propiedad de una configuración de modulación, comprendiendo dichos datos dependientes de la modulación términos calculados a partir de un producto de tercer orden y de al menos un producto de orden más alto de una señal modulada de acuerdo con la citada configuración de modulación;

 medios (22) para proporcionar los citados datos dependientes de una propiedad para dicho transmisor, y

 medios (23) para calcular a partir de dichos datos dependientes de la modulación y de dichos datos dependientes del transmisor, la estimación para una reducción de potencia que va a ser usada para la transmisión desde dicho transmisor de señales moduladas de acuerdo con la citada configuración de modulación.

19. Un terminal móvil de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque los medios (21) para proporcionar los citados datos dependientes de la modulación comprenden una tabla de búsqueda en la que están almacenados los términos calculados por anticipado para cada configuración de modulación; y porque los medios (22) para proporcionar dichos datos dependientes del transmisor comprenden una tabla de búsqueda en la que están almacenados los datos calculados por anticipado para el transmisor.

20. Un programa de ordenador que comprende medios de código de programa para llevar a cabo las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 cuando dicho programa de ordenador se ejecuta en un ordenador.

21. Un medio legible con ordenador que tiene almacenados en el mismo medios de código de programa para llevar a cabo el método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 cuando dichos medios de código de programa se ejecutan en un ordenador.