Aparato y método para el control de relaciones de potencia para canales en fase y de cuadratura en un sistema de comunicaciones.

Un aparato para su uso en un transmisor, comprendiendo el aparato:

medios para recibir datos digitales (101) asociados a un canal en-fase (I-);

medios para recibir datos digitales (103) asociados a un canal de cuadratura (Q-);

caracterizado por:

medios (107) para generar una señal de ganancia, ß, que representa un valor de ganancia seleccionado apartir de un número finito de valores de ganancia que son representables exactamente por medio de unnúmero predeterminado de bits;

medios (105) para multiplicar los datos digitales asociados al canal Q por la señal de ganancia, ß, con el fin decontrolar una relación de potencia entre el canal en-fase (I-) y el canal de cuadratura (Q-);

en donde la señal de ganancia, ß, es una función redondeada de una tasa de datos de datos digitalesasociados al canal Q.

Aparato y método para el control de relaciones de potencia para canales en fase y de cuadratura en un sistema de5 comunicaciones ANTECEDENTES La invención se refiere a sistemas de comunicaciones de radio que usan modulación I/Q, y más en particular al control de una relación de potencia entre canales I- y Q- en dicho sistema.

Se conocen esquemas de modulación que utilizan componentes de señal En-fase (I) y en cuadratura (Q) . En algunos casos, transmisiones tales como de enlace ascendente en el estándar de sistema de comunicaciones de radio de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA) IMT 20000, propuesto en Europa y en Japón, se utiliza modulación IQ de una manera en la que diferentes canales de datos son transmitidos en las componentes I y Q (mencionados a lo largo de esta descripción como canales “I-“ y “Q-“) . En el sistema de WCDMA propuesto, el canal común de control (PCCH) es transmitido por el canal Q a una tasa de datos de 16 kilobits por segundo usando un factor de expansión de 256, mientras que el canal de tráfico y de control dedicado (PDCH) es transmitido por el canal 1 a una tasa cualquiera de datos entre 32 kilobits por segundo (factor de expansión de 128) y 1024 kilobits por segundo (factor de expansión de 4) .

Los requisitos de potencia en cada uno de estos canales I-y Q- son, por supuesto, diferentes unos de otros. Por lo tanto, antes de aplicar expansión y perturbación, los canales I- y Q-tienen diferentes niveles de potencia. Podría suponerse, en primer lugar, que la potencia del canal debe ser proporcional a la tasa de datos presente en el canal. Sin embargo, éste no es necesariamente el caso puesto que existen diferentes requisitos de calidad de servicio en los diferentes canales. El canal PCCH tiene pilotos que pueden requerir una calidad de servicio que difiere de los requeridos para los servicios de habla o de datos multiplexados en el canal PDCH.

Los niveles de potencia de los canales I- y Q- están controlados por un algoritmo común de Control de Potencia. Este algoritmo aumenta o disminuye la potencia con el fin de mantener la potencia de la señal constante en el

receptor. Para lograr esto, el algoritmo debe seguir el desvanecimiento de Rayleigh, el desvanecimiento logarítmico normal o y la pérdida de trayectoria variable debido a la distancia variable entre el terminal y la estación de base.

Un problema que se encuentra deriva del requisito de que los terminales en el sistema de WCDMA tengan un transmisor caracterizado por una buena precisión de modulación. Para obtener la diferencia de potencia exacta, por

ejemplo, de 3 dB entre los canales I y Q, se requiere que la relación de amplitud en el terminal sea:

β = ----- = 0, 707 !2

Para llevar a efecto esta relación de potencia, las muestras de datos en el canal Q se multiplican por el valor de β, y las muestras resultantes se suministran a circuitos de expansión y de modulación compleja, junto con muestras de datos para el canal I.

La implementación de esta relación de potencia exacta, es problemática debido a que la representación del número 0, 707 requiere que participen necesariamente muchos bits en la multiplicación que se realiza sobre cada muestra que va a ser transmitida. Según se conoce bien, la carga computacional impuesta por una operación de multiplicación está relacionada con la longitud de los operandos involucrados. La carga computacional incrementada se traduce no sólo en un tiempo de cálculo más largo, sino también en unos requisitos de potencia incrementada 50 para llevar a cabo el cálculo.

Además, cuando un sistema, tal como el sistema de WCDMA descrito con anterioridad, se ha diseñado bajo la suposición de que los valores de β pueden variar continuamente, los diferentes componentes del sistema (por ejemplo, los terminales fabricados por fabricantes diferentes) pueden introducir diferentes errores de cuantificación 55 cuando se representa β. Como consecuencia de esos desequilibrios, el comportamiento del sistema se verá degradado.

El documento US 5.784.402 describe un transmisor BPSK de Feher que es compatible con receptores BPSK convencionales. Los módems FBPSK están basados en una estructura de cuadratura en la que los datos del canal

Q se insertan en cuadratura con los datos del canal I para ciertas aplicaciones. Los datos del canal Q pueden estar “desviados” de los datos del canal I en una cantidad seleccionable entre cero y un tiempo especificado.

SUMARIO Por lo tanto, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar una estrategia de control de relación de

potencia que mejore el comportamiento en comparación con técnicas convencionales.

Según un aspecto de la presente invención, los objetos anteriores y otros objetos se alcanzan en métodos y aparatos para su uso en un transmisor de un sistema de radiocomunicaciones tal como el sistema de comunicaciones de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA) .

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato para su uso en un transmisor. El aparato comprende medios para recibir datos digitales asociados a un canal en-fase (I-) ; medios para recibir datos digitales asociados a un canal de cuadratura (Q-) ; medios para generar una señal de ganancia, β, que representa un valor de ganancia seleccionado a partir de un número finito de valores de ganancia que son representables exactamente por medio de un número predeterminado de bits; medios para multiplicar los datos digitales asociados al canal Q por la señal de ganancia, β, con el fin de controlar una relación de potencia entre el canal en-fase (I-) y el canal de cuadratura (Q-) ; en donde la señal de ganancia, β, es una función redondeada de una tasa de datos de datos digitales asociados al canal Q.

Según el segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para su uso en un transmisor. El método comprende las etapas de: recibir datos digitales asociados a un canal en-fase (I-) ; recibir datos digitales asociados a un canal de cuadratura (Q-) ; generar una señal de ganancia, β, que representa un valor de ganancia seleccionado a partir de un número finito de valores de ganancia que son representables exactamente mediante un número de bits predeterminado; multiplicar los datos digitales asociados al canal Q por la señal de ganancia, β, con el fin de controlar una relación de potencia entre el canal en-fase (I-) y el canal de cuadratura (Q-) ; en donde la etapa de generar una señal de ganancia comprende las etapas de: redondear la señal de ganancia, β, hasta una función de tasa de datos de los datos digitales asociados al canal Q.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos y ventajas de la invención podrán ser comprendidos mediante lectura de la descripción detallada que sigue junto con los dibujos, en los que:

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un transmisor de sistema de comunicaciones de radio que opera según un aspecto de la invención; La Figura 2 es un conjunto de gráficos que representan, para cada uno de un número de cantidades de cuantificación candidato, la potencia transmitida extra requerida como una función del valor de ganancia β deseado; La Figura 3 es un diagrama de flujo que representa un ejemplo de las técnicas para seleccionar un valor β según otro aspecto de la invención; La Figura 4 es un conjunto de gráficos que muestran, para cada uno de un número de niveles de cuantificación, la precisión de modulación resultante representada como una función del parámetro de ganancia ideal, βIDEAL.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Las diversas características de la invención van a ser descritas ahora con respecto a las Figuras, en las que las partes idénticas se identifican con los mismos caracteres de referencia.

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un transmisor de sistema de comunicaciones de radio que opera según la invención. El transmisor emplea canales I y Q según se ha descrito con anterioridad en la sección de Antecedentes. Muestras de datos asociadas al canal Q 103 son suministradas a una entrada de un multiplicador 105, cuya otra entrada recibe un valor β desde un circuito 107 de control de relación de potencia. El multiplicador 105 multiplica los datos del canal Q por β con el propósito de controlar la relación de potencia, según se ha descrito con anterioridad. Los datos de canal Q multiplicados, junto con los datos asociados al canal I 101, son suministrados a un circuito 109 de expansión y modulación compleja. Las señales de los canales I y Q resultantes son suministradas a un primer y un segundo convertidores 111, 113 de digital... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para su uso en un transmisor, comprendiendo el aparato:

medios para recibir datos digitales (101) asociados a un canal en-fase (I-) ; medios para recibir datos digitales (103) asociados a un canal de cuadratura (Q-) ;

caracterizado por:

medios (107) para generar una señal de ganancia, β, que representa un valor de ganancia seleccionado a partir de un número finito de valores de ganancia que son representables exactamente por medio de un número predeterminado de bits; medios (105) para multiplicar los datos digitales asociados al canal Q por la señal de ganancia, β, con el fin de controlar una relación de potencia entre el canal en-fase (I-) y el canal de cuadratura (Q-) ;

en donde la señal de ganancia, β, es una función redondeada de una tasa de datos de datos digitales asociados al canal Q.

2. Un aparato según la reivindicación 1, en donde la señal de ganancia, β, es una función redondeada de una relación de una tasa de datos de datos digitales asociados al canal I (101) respecto a una tasa de datos de los datos20 digitales asociados al canal Q (103) .

3. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el número predeterminado de bits es cuatro.

2.

4. Un método para su uso en un transmisor, comprendiendo el método las etapas de:

recibir datos digitales asociados al canal (101) en-fase (I-) ; recibir datos digitales asociados al canal (103) de cuadratura (Q-) ;

caracterizado por las etapas de:

generar una señal de ganancia, β, que representa un valor de ganancia seleccionado a partir de un número finito de valores de ganancia que son representables exactamente por medio de un número predeterminado de bits;

multiplicar los datos digitales asociados al canal Q por la señal de ganancia, β, con el fin de controlar una relación de potencia entre el canal en-fase (I-) y el canal de cuadratura (Q-) ; en donde la etapa de generar una señal de ganancia comprende las etapas de:

redondear la señal de ganancia, β, hasta una función de una tasa de datos de los datos digitales 40 asociados al canal Q.

5. Un método según la reivindicación 4, en donde la etapa de redondear la señal de ganancia, β, comprende la etapa de redondeo hasta una función de una relación de una tasa de datos de datos digitales asociados al canal I

(101) respecto a la tasa de datos de los datos digitales asociados al canal Q (103) .

6. Un método según la reivindicación 5 ó 6, en donde el número predeterminado de bits es cuatro.

7. Un sistema de comunicaciones de radio, que comprende:

una pluralidad de transmisores, comprendiendo cada transmisor de dicha pluralidad de transmisores un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.