Un procedimiento de transmisión de señales de datos usando un amplificador de potencia en modalidad conmutada, un amplificador de potencia en modalidad conmutada y una red de comunicación para los mismos.

Un procedimiento de transmisión de señales de datos desde un dispositivo transmisor (BS) a al menos un dispositivoreceptor (RAH1),

usando un amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada para la amplificación de señales, enel cual dichas señales de datos son transmitidas por al menos una conexión óptica (OF1) desde el dispositivo transmisor (BS) a dicho al menos un dispositivo receptor (RAH1), en el cual

* las señales de datos son moduladas en un modulador delta sigma (DSM) incluido en una primera parte del amplificador(PA) de potencia en modalidad conmutada que está situada en el dispositivo transmisor (BS), dando como resultadoseñales de datos moduladas,

* las señales de datos moduladas son convertidas, de señales eléctricas en señales de datos ópticas, en un convertidorelectro-óptico (EO1) en la primera parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada,

caracterizado porque

* las señales portadoras de radiofrecuencia son convertidas, de señales eléctricas en señales portadores ópticas deradiofrecuencia, en un convertidor electro-óptico adicional (EO2) en la primera parte del amplificador (PA) de potencia enmodalidad conmutada,

* las señales de datos ópticas son sumadas a las señales portadoras ópticas de radiofrecuencia, dando como resultadoseñales ópticas de datos combinadas,

* las señales ópticas de datos combinadas son aumentadas de frecuencia, a partir de las señales de datos ópticas, dandocomo resultado señales de datos eléctricas con frecuencia aumentada, aplicando la heterodinia óptica en un convertidor(OE1) opto-eléctrico, en una segunda parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada que está situadaen dicho al menos un dispositivo receptor (RAH1),

* y dichas señales de datos eléctricas con frecuencia aumentada son amplificadas en la segunda parte del amplificador(PA) de potencia en modalidad conmutada, en una etapa (SOS) de salida conmutada.

Un procedimiento de transmisión de señales de datos usando un amplificador de potencia en modalidad conmutada, un amplificador de potencia en modalidad conmutada y una red de comunicación para los mismos La invención se refiere a un procedimiento de transmisión de señales de datos según el preámbulo de la reivindicación 1, un amplificador de potencia en modalidad conmutada, según el preámbulo de la reivindicación 7, un dispositivo transmisor según el preámbulo de la reivindicación 9, un dispositivo receptor según el preámbulo de la reivindicación 12 y una red de comunicación según el preámbulo de la reivindicación 15.

La cobertura de una cierta área de servicio en una red celular de radio está proporcionada por varias estaciones base de radio, que están conectadas con una red central para servir las conexiones a y desde usuarios móviles dentro del área de servicio. Una estación base de radio contiene una unidad de banda base y al menos una unidad de antena. A fin de aumentar la cobertura por radio y la capacidad, las modernas estaciones base usan varias antenas sectoriales.

A fin de aumentar la flexibilidad de las estaciones base, es deseable permitir que las antenas se sitúen a distancia de la unidad de banda base. Esto ha llevado al desarrollo de sistemas activos de antenas que también se denominan cabeceras de antenas remotas. Habitualmente, una cabecera de antena remota contiene una antena sectorial, pero hay también sistemas conocidos que tienen cabeceras de antena remota con más de una única antena sectorial.

Las estaciones base están preferiblemente conectadas con las cabeceras de antena remota por medio de fibras ópticas. Los escenarios convencionales de radio sobre fibra implican la transmisión óptica de señales analógicas entre una estación base y un transmisor con un amplificador en una cabecera de antena remota.

Un ejemplo para la implementación de un concepto de radio sobre fibra en una red de radio celular, que usa un anillo de dos fibras, se da en la patente europea EP 1553791 B1.

Sin embargo, la calidad de la transmisión óptica padece intensamente el ruido, las no linealidades, como, p. ej., la dispersión cromática y los efectos de atenuación. En consecuencia, las implementaciones técnicas para los conceptos de radio sobre fibra deben implicar técnicas de modulación óptica sumamente sofisticadas y el acondicionamiento de señales.

En la solicitud de patente canadiense CA-A1-2362 104, se revela un procedimiento para la transmisión de señales de datos por una conexión óptica desde un dispositivo transmisor a un dispositivo receptor, usando un amplificador de potencia en modalidad conmutada, en el cual las señales de datos moduladas son convertidas, de señales de datos eléctricas en señales de datos ópticas en el dispositivo transmisor, y las señales de datos moduladas son convertidas, de señales de datos ópticas en señales de datos eléctricas, y amplificadas en el dispositivo receptor.

Básicamente, la transmisión óptica de señales analógicas de radiofrecuencia implica grandes esfuerzos electrónicos para las técnicas de modulación de señales y el acondicionamiento de señales. En efecto, p. ej., el procedimiento de modulación de intensidad y de detección directa es directo, sencillo y admite propiedades de transmisión óptica prácticamente lineales pero, por otra parte, requiere costosos moduladores y controladores de moduladores a fin de satisfacer los requisitos para la transmisión analógica por radiofrecuencia. En el caso en que se use la modulación de banda de doble sector, la dispersión cromática dará como resultado la supresión, dependiente de la frecuencia y la longitud, de la potencia de la radiofrecuencia, lo que deteriorará la calidad de la transmisión.

Además, la aplicación de arquitecturas convencionales de estación base en este contexto implica un gran esfuerzo adicional para alinear el módulo de aumento de frecuencia con los requisitos para la pre-distorsión y la linealización del amplificador de potencia. Adicionalmente, como todos los conceptos del amplificador de potencia de radiofrecuencia de clase S, implica la necesidad de una intrincada conversión delta / sigma de alta velocidad de la señal de radiofrecuencia.

El aumento electrónico de frecuencia de la señal deseada de banda base hasta el dominio de la radiofrecuencia implica un gran esfuerzo al linealizar el amplificador de potencia de radiofrecuencia, y entraña un procesamiento complejo e intenso en términos de potencia de las señales. En los conceptos existentes del amplificador de potencia de radiofrecuencia de clase S, la señal de radiofrecuencia modulada es convertida, por medio de un convertidor rápido delta / sigma, en un flujo de bits. El flujo de bits resultante controla los transistores de potencia de radiofrecuencia.

El objeto de la invención es, por tanto, proponer un procedimiento efectivo en términos de coste, y tolerante a los fallos, para la transmisión de señales desde un dispositivo transmisor a al menos un dispositivo receptor que evite la necesidad del aumento electrónico de frecuencia, usando un amplificador de potencia para la amplificación de señales, con una conexión óptica entre el dispositivo transmisor y dicho al menos un dispositivo receptor.

Este objeto es logrado por un procedimiento según la revelación de la reivindicación 1, un amplificador de potencia en modalidad conmutada según la revelación de la reivindicación 7, un dispositivo transmisor según la revelación de la reivindicación 9, un dispositivo receptor según la revelación de la reivindicación 12 y una red de comunicación según la

revelación de la reivindicación 15.

Dado que los sistemas de comunicación móviles como, p. ej., el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) , la Interoperabilidad Mundial para el Acceso por Microondas (WIMAX) o la Evolución a Largo Plazo del Proyecto de Colaboración de Tercera Generación (3GPP LTE) requieren amplificadores de potencia con alta potencia de salida, a frecuencias de hasta 2, 6 GHz, se usan, preferiblemente, los denominados amplificadores de potencia de clase S, que comprenden las denominadas etapas de salida de clase D / E / F, para la amplificación de señales. En dichos amplificadores de potencia de clase S, el transistor no está amplificando la señal de entrada linealmente, sino que está actuando como un conmutador en el caso ideal. Como un conmutador ideal no disipa la potencia, es teóricamente alcanzable una eficacia de potencia del 100%.

La idea principal de la invención es explotar la existencia de un trayecto de señales digitales dentro del concepto existente de amplificador de potencia en modalidad conmutada, para la transmisión óptica de señales de radiofrecuencia, dividiendo el amplificador de potencia en modalidad conmutada en dos partes remotas conectadas por un enlace de fibra óptica, ya que las señales digitales son más tolerantes a los fallos ante las interferencias que las señales analógicas. Adicionalmente, la invención aplica el concepto de heterodinia óptica a fin de mezclar señales de banda base y señales portadoras de radiofrecuencia que controlan el amplificador distribuido de potencia de radiofrecuencia de clase S, evitando así la necesidad del aumento electrónico de frecuencias.

La invención permite la transmisión de señales digitales, en lugar de analógicas, haciendo uso de un trayecto de señales digitales que ya está existente dentro de los amplificadores de potencia en modalidad conmutada. Como se usa una señal digital que ya está disponible dentro de los amplificadores de potencia en modalidad conmutada, no hay ninguna necesidad de una costosa conversión adicional de alta velocidad, de analógico a digital y de digital a analógico. De tal modo, en comparación con los escenarios convencionales de radio sobre fibra, con nulos costes adicionales, pueden aplicarse todos los conceptos para la transmisión óptica de señales digitales a las aplicaciones de radio sobre fibra.

Para la transmisión de señales desde una estación base, mediante al menos una cabecera de antena remota, a un terminal de usuario, se usa un amplificador de potencia en modalidad conmutada para la amplificación de señales, y las señales son transmitidas por al menos una conexión óptica desde la estación base a dicha al menos una cabecera de antena remota.

Según la invención, las señales de datos son moduladas en una frecuencia de banda base, o en al menos una frecuencia intermedia, en una primera parte del amplificador de potencia en modalidad conmutada, antes de ser trasladadas a un modulador delta sigma que está situado en la estación base, las señales de datos son convertidas... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de transmisión de señales de datos desde un dispositivo transmisor (BS) a al menos un dispositivo receptor (RAH1) , usando un amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada para la amplificación de señales, en el cual dichas señales de datos son transmitidas por al menos una conexión óptica (OF1) desde el dispositivo transmisor (BS) a dicho al menos un dispositivo receptor (RAH1) , en el cual

* las señales de datos son moduladas en un modulador delta sigma (DSM) incluido en una primera parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada que está situada en el dispositivo transmisor (BS) , dando como resultado señales de datos moduladas,

* las señales de datos moduladas son convertidas, de señales eléctricas en señales de datos ópticas, en un convertidor electro-óptico (EO1) en la primera parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada,

caracterizado porque

* las señales portadoras de radiofrecuencia son convertidas, de señales eléctricas en señales portadores ópticas de radiofrecuencia, en un convertidor electro-óptico adicional (EO2) en la primera parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada,

* las señales de datos ópticas son sumadas a las señales portadoras ópticas de radiofrecuencia, dando como resultado señales ópticas de datos combinadas,

* las señales ópticas de datos combinadas son aumentadas de frecuencia, a partir de las señales de datos ópticas, dando como resultado señales de datos eléctricas con frecuencia aumentada, aplicando la heterodinia óptica en un convertidor (OE1) opto-eléctrico, en una segunda parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada que está situada en dicho al menos un dispositivo receptor (RAH1) ,

* y dichas señales de datos eléctricas con frecuencia aumentada son amplificadas en la segunda parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada, en una etapa (SOS) de salida conmutada.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo transmisor (BS) es una estación base (BS) y dicho al menos un dispositivo receptor (RAH1) es una cabecera (RAH1) de antena remota, y dichas señales son transmitidas desde la estación base (BS) , mediante dicha al menos una cabecera (RAH1) de antena remota, a un terminal (UE1) de usuario.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque las señales desde la estación base (BS) son transmitidas, mediante al menos dos cabeceras de antena remota (RAH3, RAH4) , a un terminal (UE4) de usuario, aplicando la formación de haces o la entrada múltiple y salida múltiple.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas señales son acondicionadas en un dispositivo para el acondicionamiento de señales, en el trayecto de la señal entre los convertidores electro-ópticos (EO1, EO2) y la etapa (SOS) de salida conmutada.

5. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

* dichas señales de datos son señales moduladas de banda base, que están desplazadas en frecuencia,

* dichas señales de datos, desplazadas en frecuencia, son moduladas en una portadora de frecuencia intermedia en un sintetizador (MCS) ,

* y dichas señales de datos son moduladas en un modulador delta sigma (WBD) que es adecuado para llevar a cabo la modulación de banda ancha.

6. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

* una señal de salida del amplificador (PA) de potencia es retroalimentada, mediante un convertidor electro-óptico (EO3) y una conexión óptica (OF4) , a la estación base (BS) ,

* y, en base a dicha señal de salida retroalimentada, es controlado el amplificador (PA) de potencia.

7. Un amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada, caracterizado porque

* una primera parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada comprende un modulador delta sigma (DSM) que está adaptado para modular señales de datos, y que está conectado con un sumador (A) , mediante un primer convertidor electro-óptico (EO1) ,

* dicha primera parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada comprende adicionalmente un sintetizador (CS) de portadora que está adaptado para crear señales portadoras de radiofrecuencia, y que está conectado con dicho sumador (A) , mediante un segundo convertidor electro-óptico (EO2) ,

* dicho sumador (A) está adaptado para combinar señales ópticas,

* una segunda parte del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada comprende un convertidor opto-eléctrico (OE1) y una etapa (SOS) de salida conmutada,

* dicho convertidor opto-eléctrico (OE1) está adaptado para aumentar la frecuencia de dichas señales ópticas, aplicando la heterodinia óptica,

* y dichas partes primera y segunda del amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada están conectadas a 10 través de una conexión óptica (OF1) .

8. Un amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada según la reivindicación 7, caracterizado porque el amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada comprende una etapa (SOS) de salida conmutada de clase D, E

o F.

9. Una red (CN) de comunicación que comprende un amplificador (PA) de potencia en modalidad conmutada según la reivindicación 7, para la transmisión de señales desde una estación base (BS) , mediante una cabecera (RAH1) de antena remota, a un terminal (UE1) de usuario.

Fig.1