Sistema para determinar los coeficientes de predistorsión para un transmisor de microondas,

que comprende: una fuente de señales digitales (10) para producir una señal digital muestreada; un predistorsionador (16) que incluye un dispositivo de cálculo para distorsionar dicha señal digital; y un transmisor (13) que transmite dicha señal digital distorsionada; caracterizado porque comprende un receptor (14) para recibir dicha señal transmitida y proporcionar una señal muestreada desmodulada; un dispositivo de retardo (17) para retardar dicha señal digital muestreada; un dispositivo de comparación (18) para comparar dicha señal digital muestreada retardada con dicha señal muestreada desmodulada con el fin de producir una señal indicativa del error entre dichas dos señales muestreadas; un dispositivo de cálculo (16) para determinar dichos coeficientes de predistorsión sobre la base de dicha señal de error indicativa; y una memoria (20) para almacenar dichos coeficientes de predistorsión; usando dicho dispositivo de cálculo (16) las siguientes fórmulas:

i'= i + ∑k NLFk(i,q) * crek

q'= q + ∑k NLFk(i,q) * cimk

en las que

crekii+1=crekii - stsz * eii+1 * NLFk

cimkii+1 = cimkii - stsz * eii+1 * NLFk

en las cuales stsz es un factor de compresión

Sistema y método para linealizar transmisores de microondas.

La presente invención se refiere a un sistema y a un método para linealizar transmisores de microondas. Más particularmente, se refiere a un sistema y a un método para determinar coeficientes de predistorsión para transmisores de microondas.

La producción de transmisores de microondas para sistemas de enlaces de radiocomunicaciones se encuentra con un límite de potencia provocado por la no linealidad de los circuitos de microondas, con el resultado de que la potencia que los mismos deberían poder proporcionar no se puede utilizar apropiadamente. Particularmente, en el caso de un número elevado de niveles de modulación y una relación alta de potencia de pico/potencia media, la potencia proporcionable por los transmisores de microondas necesariamente se infrautiliza.

En la bibliografía y en el mercado existen muchos estudios y circuitos para contrarrestar el efecto de la no linealidad a través de varios métodos. Uno de los métodos más eficaces o apreciados es el método adaptativo: este tiene la ventaja conceptual de adaptarse a las condiciones particulares de cada dispositivo individual por medio de un sistema de linealización automático capaz de seguir las variaciones en el tiempo de las características del transmisor que aparecen por las condiciones de utilización climáticas, particularmente la temperatura, como las que se producen en aquellos dispositivos posicionados externamente en las proximidades directas de la antena y por lo tanto sometidos a todas las variaciones atmosféricas.

No obstante, únicamente ciertas estructuras de equipos permiten el uso de un sistema adaptativo, mientras que otras presentan fuertes impedimentos debido a las frecuencias de trabajo particularmente altas y a los requisitos de construcción que no permiten la formación del circuito de realimentación adaptativo con un compromiso aceptable entre los costes y el resultado.

El método adaptativo tiene la ventaja principal de identificar automáticamente la realimentación necesaria para linealizar el dispositivo sin el requisito complicado de tener que conocer la característica de no linealidad del bloque, la cual, por otro lado, se tendría que obtener mediante métodos laboriosos y costosos en términos de tiempo de medición. En relación con esto, cada bloque físico producido requiere normalmente un tratamiento de linealización individual.

El método observado con mayor interés por los constructores es aquel que permite lograr una predistorsión de la señal exactamente cuando se crea dicha señal dentro del proceso digital. De esta manera, la acción que se va a realizar se representa meramente mediante una adición de cálculos y operaciones sobre el número ya existente en la formación digital de la señal que contiene la información a transmitir: un incremento de los mismos se ve de manera más favorable que un sistema que use un circuito añadido específicamente para esa función.

El documento EP 1 705 801 da a conocer un aparato de compensación de distorsión que incluye una memoria que almacena coeficientes de compensación de distorsión en direcciones de escritura designadas, y que da salida a un coeficiente de compensación de distorsión almacenado en una dirección de lectura designada; una sección de predistorsión que realiza un procesado de compensación de distorsión de una señal de transmisión, usando el coeficiente de compensación de distorsión obtenido a la salida de la memoria; y una sección de compensación de distorsión que calcula un valor de actualización de un coeficiente de compensación de distorsión, basándose en un componente de error existente entre la señal de transmisión antes del procesado de compensación de distorsión y la señal de transmisión después de que la misma haya sido amplificada por un amplificador. Además, la sección de compensación de distorsión modifica la magnitud del parámetro de tamaño de paso, determinando de este modo el grado de efecto del componente de error producido sobre el valor de actualización, cuando se calcula el valor de actualización del coeficiente de compensación de distorsión.

El documento US 2005/0157814 da a conocer un predistorsionador digital que comprende una entrada para recibir una señal de comunicación digital que comprende un flujo continuo de muestras de señal. Un circuito de compensación dinámica lineal está acoplado a la entrada y proporciona una operación lineal sobre una pluralidad de muestras de señal retardadas en el tiempo. Un detector de envolvente digital está acoplado también a la entrada y proporciona un flujo continuo de muestras de señal de envolvente digital discretas correspondientes a las muestras de la señal de entrada. Un primer circuito de compensación dinámica no lineal está acoplado al detector de envolvente y proporciona una operación no lineal sobre una pluralidad de muestras de señal de envolvente retardadas. Un segundo circuito de compensación dinámica no lineal está acoplado en una disposición de cascada con el primer circuito de compensación dinámica no lineal y proporciona una operación autorregresiva sobre diversas muestras de la salida del primer circuito de compensación dinámica no lineal. Un combinador combina las salidas del circuito de compensación dinámica lineal y el segundo circuito de compensación dinámica no lineal y proporciona una señal de predistorsión digital en forma de una salida.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema y un método fácilmente implementados, para linealizar transmisores de microondas.

Otro objetivo consiste en proporcionar un sistema que permita la obtención sencilla de coeficientes de predistorsión y en número reducido.

Estos y otros objetivos se logran según la presente invención por medio de un sistema para determinar coeficientes de predistorsión para transmisores de microondas según la reivindicación 1.

Dichos objetivos se logran también mediante un método para determinar coeficientes de predistorsión para transmisores de microondas según la reivindicación 6.

En las reivindicaciones dependientes se describen otras características de la invención.

Las características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la consiguiente descripción detallada de una forma de realización de la misma ilustrada a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Figura 1 muestra esquemáticamente la función de transferencia de potencia de un dispositivo no lineal, de acuerdo con la presente invención;

la Figura 2 muestra esquemáticamente un sistema para linealizar transmisores de microondas, de acuerdo con la presente invención.

Supóngase que i (mt) y q (mt) sean dos secuencias de muestras obtenidas a partir de información transmitida en momentos discretos m de tiempo t con un grado adecuado de sobremuestreo. Este último será por lo menos el doble de la frecuencia máxima que se requiere para el control.

A continuación, dos portadoras sinusoidales en cuadratura cosw0 (t) y senw0 (t) se modulan en amplitud, abreviándose las mismas en lo sucesivo en la presente memoria como cosw0, senw0, i, q, siendo el tiempo t implícito.

Nuevamente con el tiempo implícito, se produce la señal modulada

S = i cosw0 - q senw0

enviándose la misma a la entrada del bloque no lineal, para producir una salida que contiene distorsiones teóricamente de todos los órdenes, del tipo:

g (s) = Y1 s + Y2 s2 + Y3 s3 + Y4 s4 + Y5 s5 + ...

en la cual los coeficientes Yi son funciones de transferencia del bloque no lineal que produce los términos en las diversas potencias iésimas ( Y1se supone que es 1) . Estos coeficientes son una función de las características físicas del dispositivo; por otra parte, se sabe que los términos de orden par se pueden ignorar puesto que los mismos están localizados intrínsecamente en frecuencias superiores excluidas de la banda base por filtros normales. Los términos de interés restantes son únicamente los términos impares que contienen componentes que caen dentro de la banda base y hasta una cierta prolongación fuera de la misma. Los componentes que caen dentro de la banda base provocan degradación de la relación señal/ruido mientras que los componentes exteriores provocan un ensanchamiento no deseable del espectro transmitido, lo cual puede provocar perturbaciones en canales adyacentes. Por... [Seguir leyendo]

1. Sistema para determinar los coeficientes de predistorsión para un transmisor de microondas, que comprende: una fuente de señales digitales (10) para producir una señal digital muestreada; un predistorsionador (16) que incluye un dispositivo de cálculo para distorsionar dicha señal digital; y un transmisor (13) que transmite dicha señal digital distorsionada; caracterizado porque comprende un receptor (14) para recibir dicha señal transmitida y proporcionar una señal muestreada desmodulada; un dispositivo de retardo (17) para retardar dicha señal digital muestreada; un dispositivo de comparación (18) para comparar dicha señal digital muestreada retardada con dicha señal muestreada desmodulada con el fin de producir una señal indicativa del error entre dichas dos señales muestreadas; un dispositivo de cálculo (16) para determinar dichos coeficientes de predistorsión sobre la base de dicha señal de error indicativa; y una memoria (20) para almacenar dichos coeficientes de predistorsión; usando dicho dispositivo de cálculo (16) las siguientes fórmulas:

i'= i + k NLFk i q • c ek

q = q+ k NLFk i q • ci k

en las que crekii+1=crekii - stsz • eii+1 • NLFk

cimkii+1 = cimkii - stsz • eii+1 • NLFk

en las cuales stsz es un factor de compresión <10-7, eii+1 es el error entre dichas dos señales en el momento ii+1, NLFk es una función no lineal de índice k;

i y q son secuencias de señales muestreadas, i' y q' son secuencias de señales muestreadas corregidas por la predistorsión, K es el índice del orden de las funciones no lineales NLF (i, q) , que se usan para ecualizar i y q y su argumento.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha señal digital y dicha señal desmodulada son señales digitales en banda base.

3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho predistorsionador (16) comprende un sumador (11) para sumar a dicha señal digital una señal obtenida sobre la base de dichos coeficientes de predistorsión.

4. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo de retardo (17) comprende unos medios para sincronizar dicha señal digital con dicha señal desmodulada.

5. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho transmisor (13) transmite con la potencia máxima requerida para el dispositivo.

6. Método para determinar coeficientes de predistorsión para un transmisor de microondas, que comprende las etapas siguientes: generar una señal digital muestreada, predistorsionar dicha señal digital, a continuación transmitir dicha señal digital distorsionada; caracterizado porque comprende las etapas de recibir dicha señal transmitida y proporcionar una señal muestreada desmodulada, retardar dicha señal digital muestreada, comparar dicha señal digital retardada con dicha señal desmodulada con el fin de producir una señal indicativa del error entre dichas dos señales, determinar dichos coeficientes de predistorsión sobre la base de dicha señal de error indicativa durante la producción/el test del transmisor, y memorizar dichos coeficientes de predistorsión; calculándose dichos coeficientes de predistorsión por medio de las siguientes fórmulas:

i'= i + k NLFk i q • c ek

q = q+ k NLFk i q • ci k

en las que crekii+1=crekii - stsz • eii+1 • NLFk

cimkii+1 = cimkii - stsz • eii+1 • NLFk

en las cuales stsz es un factor de compresión <10-7, eii+1 es el error entre dichas dos señales en el momento ii+1, NLFk es una función no lineal de índice k;

i y q son secuencias de señales muestreadas, i' y q' son secuencias de señales muestreadas corregidas por la predistorsión, K es el índice del orden de las funciones no lineales NLF (i, q) , que se usan para ecualizar i y q y su argumento.

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque la etapa de predistorsión comprende la etapa de sumar a dicha señal digital una señal obtenida sobre la base de dichos coeficientes de predistorsión.

8. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque la etapa de retardo comprende la etapa de sincronizar 15 dicha señal digital con dicha señal desmodulada.

9. Sistema para linealizar transmisores de microondas durante el servicio normal, que comprende un predistorsionador que usa los coeficientes de predistorsión determinados según la reivindicación 1.

10. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho transmisor transmite con una potencia predeterminada, de manera que una variación de dicha potencia predeterminada da origen a una variación correspondiente en la potencia de entrada a dicho predistorsionador.