BRPI0923696B1

BRPI0923696B1 - Método e trajeto transceptor em um sistema de comunicação

Info

Publication number: BRPI0923696B1
Application number: BRPI0923696-1A
Authority: BR
Inventors: Bradley John Morris; Arthur Thomas Gerald Fuller
Original assignee: Apple Inc
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2020-10-06
Also published as: CA2745069A1; CN102265521B; WO2010073076A1; EP2382716A1; RU2527481C2; EP2382716A4; JP2012515457A; CA2745069C; KR20110098754A; KR101573564B1; CN102265521A; RU2011129011A; JP5755145B2; BRPI0923696A2; US20100158083A1; US8358680B2

Abstract

redução de níveis de potência associados com dois ou mais sinais utilizando distorção de redução de pico que é derivada de um sinal combinado. a presente invenção refere-se a uma técnica para reduzir níveis de potência associados com dois ou mais sinais de entrada utilizando distorção por redução de pico que é derivada de um sinal combinado, que representa uma combinação dos sinais de entrada.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se à redução de níveis de potência associados com dois ou mais sinais utilizando distorção de redução de pico que é derivada de um sinal combinado.

Antecedentes

[002] Amplificadores de potência são usados em sistemas de comunicação para aumentar a potência de um sinal para transmissão através de um veículo de comunicação desejado. Há de modo geral conveniência em aumentar a distorção associada com amplificação relativamente baixa e uma causa comum de distorção é a limitação. Um sinal do amplificador é limitado quando picos de um sinal de entrada excedem um valor limiar ao qual um sinal de saída correspondente com um ganho correspondente com um ganho desejado não pode ser produzido. Em vez do sinal de saída fielmente rastrear o sinal de entrada, o sinal de saída é efetivamente suprimido ou limitado, ao nível das máximas faculdades em pontos onde a limitação ocorre. Quando a limitação ocorre o sinal de saída é distorcido de uma maneira descontrolada, que conduz a uma perda de informações representada pelos picos de sinal e causa ruído indesejado no espectro de transmissão.

[003] Amplificadores de potência e componentes de circuito circundantes são geralmente configurados para evitar limitação para a maioria, senão todos, os possíveis sinais. Isto com frequência requer que os amplificadores de potência sejam configurados para tratar os picos mais altos de um sinal dado mesmo quando os ditos picos são de rara frequência. Tanto mais altos os picos de sinal, tanto maior o amplificador tem de ser. O aumento da dimensão de um amplificador usualmente aumenta os custos do amplificador assim como reduz o rendimento do amplificador, que conduz a maior consumo de energia e vidas mais curtas de bateria para sistemas de comunicação fixos e portáteis.

[004] A relação de potência máxima para média (PAPR) tem um impacto sobre o rendimento de amplificador, e em particular é uma medida da potência máxima instantânea em relação à potência média sendo fornecida por um amplificador de potência ao amplificar um sinal de entrada dado para proporcionar um sinal de saída amplificado. Os amplificadores mais eficientes requerem menos energia para amplifi-car um sinal dado a um determinado nível que os amplificadores menos eficientes. Quando o rendimento de um amplificador aumenta, o valor de energia requerido para amplificar sinais decresce, assim reduzindo a potência operacional requerida para o sistema de comunicação que é vantajoso tanto na estação base como em aplicadores móveis. De modo geral, um PPR mais baixo habilita rendimento mais elevado do amplificador, ao passo que um PPR mais alto resulta em menor rendimento do amplificador. Por conseguinte, os projetistas estão constantemente buscando a construção de sistemas de comunicação mais eficientes que resultam em PPRs mais baixos.

[005] O PPR para sistemas de comunicação é tipicamente uma função do sinal de entrada a ser amplificado pelo amplificador. As amplitudes de pico e média do sinal de entrada correlacionam com as potências máxima e instantânea fornecidas pelo amplificador de potência enquanto amplificando o sinal de entrada. Como tal, um sinal de entrada que tem picos instantâneos relativamente altos em amplitude com respeito à amplitude média total é considerado um sinal PAPR alto ao passo que um sinal de entrada que tem picos em amplitude relativamente baixos com respeito à amplitude média total é considerado um sinal PAPR baixo. As amplitudes pico e média do sinal de entrada são com frequência uma função de como o sinal de entrada é modulado.

[006] Esquemas de modulação típicos empregados em sistemas de comunicação modernos incluem múltiplo acesso por divisão de frequência (FDMA), inclusive múltiplo acesso por divisão de frequência ortogonal (OFDMA) e esquemas de múltiplo acesso por divisão de código (CDMA), e múltiplo acesso por divisão de tempo. Os sistemas OFDMA tal como de Evolução a Longo Prazo de Projeto de Sociedade de Terceira Geração (3GPP’s) (LTE) padrão e de Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas (WiMAX) standard, empregam um número de subportadoras independentemente modulados que podem resultar em altos PAPRs. Sistemas CDMA, tais como os sistemas Universais de Telecomunicações Móveis (UMTS) empregam modulação de espectro de propagação e são também considerados ter altos PPRs, similar aos sistemas OFDMA. Sistemas TDMA tal como Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM) empregam um invólucro de potência constante, e como tais têm PAPRs muito baixos. As Velocidades de Dados Otimizadas para Evolução GSM (EDGE) são de invólucro não constante e geralmente se enquadram entre GSM e sistemas CDMA ou OFDMA com relação a PAPR. Para sistemas PAPRs relativamente altos, técnicas foram empregadas para reduzir a amplitude máxima do sinal de entrada modulado anterior à amplificação em um esforço para reduzir o PAPR associado, e como resultado pode aumentar a eficiência do amplificador de potência.

[007] Uma técnica de reduzir PAPR típica envolve intencionalmente distorcer um sinal de entrada, que é somente modulado de acordo com um único esquema de modulação único, para efetivamente reduzir aqueles picos que excedem um valor limiar dado. Anterior à amplificação os sinais de entrada que excedem o valor limiar dado são removidos ou limitados, para formar um sinal limitado. O sinal limitado é subtraído do sinal de entrada para formar um erro de distorção que a seguir é processado e aplicado à totalidade do sinal de entrada para resultar na redução de picos. A aplicação do sinal de distorção atenuado ao sinal de entrada efetivamente reduz estes picos que excedam o valor limiar dado. Esta e outras técnicas de redução comprovaram ser relativamente proveitosas quando aplicadas aos sinais que são somente modulados em um único sistema de modulação.

[008] Nos sistemas de comunicação modernos, diversas técnicas são empregadas para usar recursos de transmissão mais eficientemente e reduzir os níveis de potência de transmissão. As técnicas de diversidade de maneira genérica empregam múltiplas antenas através das quais os mesmos ou diferentes dados podem ser transmitidos ao mesmo tempo. Quando dois ou mais sinais são transmitidos concor-rentemente, os sinais podem ser efetivamente combinados. O PAPR associado com os sinais combinados pode significativamente aumentar, o que conduz a eficiência de amplificador decrescida. De maneira interessante, a combinação de sinais que foram individualmente submetidos à redução de potência de pico é muitas vezes associada com um PAPR que é dramaticamente mais alto que aquele associado com qualquer um dos sinais que individualmente são de potência de pico reduzida. Como tal, mesmo se técnicas de redução PAPR são individualmente aplicadas a cada um dos sinais antes dos sinais serem combinados, o sinal de entrada combinado ainda terá um PAPR inconveniente.

[009] Por conseguinte, há necessidade por uma técnica efetiva e eficiente para reduzir o PAPR associado com um sinal combinado.

[0010] Sumário da Descrição Detalhada

[0011] A presente invenção apresenta uma técnica para reduzir os níveis de potência associados com dois ou mais sinais de entrada usando distorção de redução de pico que é derivada de um sinal com- binado, que representa uma ou mais combinações dos sinais de entrada. Inicialmente, os sinais de entrada são combinados para formar o sinal combinado e baseado sobre o sinal combinado, distorção de redução de pico é gerada. A distorção por redução de pico é configurada de tal maneira que, se aplicada a totalidade do sinal combinado, partes excessivas através da totalidade do sinal combinado seriam reduzidas. Em vez de aplicar a distorção por redução de pico diretamente ao sinal combinado, a distorção por redução de pico é aplicada a cada um dos sinais de entrada para proporcionar sinais pré-condicionados. Desta maneira, aquelas partes em cada um dos sinais pré-condicionados que correspondem às partes excessivas no sinal combinado são reduzidas por um valor relacionado com a extensão em que as partes excessivas excedem um valor limiar desejado.

[0012] O conjunto de circuito divisor é configurado para receber os sinais pré-condicionados e gerar um número de sinais divididos baseado sobre os sinais pré-condicionados. Cada sinal dividido é uma função de cada um dos sinais pré-condicionados, e como tais podem ter componentes de todos os sinais pré-condicionados. Especialmente, a aplicação da distorção de redução de picos que é derivada do sinal combinado para cada um dos sinais de entrada resulta em cada um dos sinais divididos a ser associado com relações de potência de pico para médias relativamente mais baixas (PAPRs). Cada sinal dividido é convertido no sentido ascendente em radiofrequência (RF) e amplificado por (RF) e amplificado por amplificadores de potência ao longo de correspondentes trajetos de amplificação paralelos para proporcionar um número idêntico de sinais RF amplificados. Notadamente, os sinais divididos são associados com uma potência de pico total relativamente baixa, e como tal, os correspondentes sinais convertidos no sentido ascendente para proporcionar um número idêntico de sinais RF amplificados. Notadamente, os sinais divididos são associados com uma potência de pico total relativamente baixa, e como tais, os correspondentes sinais convertidos no sentido ascendente são também associados com uma potência de pico total relativamente baixa. Dada a potência de pico total relativamente baixa dos sinais convertidos no sentido ascendente, a amplificação de potência total necessária para o sistema é consentaneamente baixa. A combinação de amplificadores nos trajetos paralelos pode ser dimensionada e configurada para tirar vantagem dos requisitos de amplificação de potência de pico relativamente baixa e operar de uma maneira relativamente eficiente.

[0013] Os sinais RF amplificados são fornecidos ao conjunto de componentes de circuito combinatório para gerar sinais de saída RF que correspondem diretamente a cada um dos sinais de entrada pré- condicionados e representam versões convertidas no sentido ascendente e amplificadas dos sinais de entrada pré-condicionados. Os componentes de circuito divisório e os componentes de circuito combinatório proporcionam funções de processamento de sinal complementares, de tal modo que os sinais divididos são gerados a partir dos sinais pré-condicionados fazendo uso de funções divisoras que são complementares às funções combinatórias que são usadas para gerar os sinais de saída RF a partir do sinais RF amplificados. Os sinais de saída RF são então apresentados a antenas para transmissão.

[0014] Aqueles versados na técnica apreciarão o âmbito da presente invenção e realizarão aspectos adicionais da mesma após a leitura da seguinte descrição detalhada em associação com os desenhos apensos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0015] Os desenhos apensos incorporados em e formando uma parte deste relatório descritivo ilustram vários aspectos da invenção, e juntamente com a descrição servem para explanar os princípios da invenção.

[0016] A figura 1 é uma representação em blocos de componentes de circuito de transmissão para um sistema de comunicação de acordo com uma modalidade da presente invenção; as figuras 2A e 2B conjuntamente ilustram a aplicação de redução de distorção de pico de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 3 é uma representação em blocos do conjunto de circuito de redução de distorção de potência de pico de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 4 ilustra fatores de escalonamento típicos para um sinal combinado que tem um pico excedendo um valor limiar de pico; a figura 5 ilustra relações de pico para potência média (PA- PRs) para vários sinais.

Descrição Detalhada

[0017] As modalidades apresentadas abaixo representam as informações necessárias para habilitar aqueles versados na técnica a pôr em prática a invenção e ilustram a melhor forma de sua realização. Pela leitura da descrição a seguir em conjunção com os desenhos apensos, aqueles versados na técnica entenderão que estes conceitos e aplicações se enquadram dentro do âmbito da invenção e das reivindicações apensas.

[0018] Com referência à figura 1, um trajeto de transmissão para um dispositivo de comunicaçãoW é ilustrado de acordo com uma modalidade da presente invenção. Presuma-se para este exemplo que componentes de circuito de banda base apropriados 12 e uma função de modulação 14 são previstos, no qual o circuito de banda base 12 fornece dados a ser transmitidos para a função de modulação 14. A função de modulação 14 é suscetível de modular os dados de acordo com um esquema de modulação desejado e gerar dois ou mais sinais modulados de acordo com um esquema de diversidade, no qual o con- teúdo dos diferentes sinais a qualquer tempo dado pode ser o mesmo ou diferente dependendo da natureza de diversidade. Por exemplo, diferentes dados podem ser mapeados para os diferentes sinais de entrada ao mesmo tempo ou os mesmos dados podem ser mapeados para os diferentes sinais ao mesmo tempo. Embora qualquer número de sinais de entrada possa ser usado, a descrição a seguir utiliza dois sinais de entrada, que são designados como h e I2, para ilustrar várias modalidades da invenção. Embora qualquer tipo de esquemas de modulação possa ser previsto, presuma-se meramente para fins de ilustração que a função de modulação 14 forneça sinais de Evolução a Longo Prazo baseados em Modulação por Divisão de Frequência Or-togonal (OFDM) e como tais, os sinais de entrada h e I2 são sinais OFDM. Sinais de entrada adicionais lx dos mesmos ou diferentes esquemas de modulação podem ser fornecidos a qualquer tempo dado pelo conjunto de circuito de banda base 12 e processados de acordo com os conceitos da presente invenção.

[0019] De maneira geral a presente invenção apresenta uma técnica para reduzir os níveis de potência associados com dois ou mais sinais de entrada h e I2, fazendo uso de distorção por redução de pico que é derivada de um sinal combinado lc, que representa uma ou mais combinações dos sinais de entrada h e I2. Os sinais de entrada h e I2 são combinados de acordo com uma função de combinação de entrada fic (x) para formar 0 sinal combinado lc por circuitos de redução de potência de pico (PPR) 16. Na modalidade ilustrada, os sinais de entrada li e I2 são combinados pelo circuito PPR 16 simplesmente pelo somar os sinais de entrada h e h; todavia, qualquer um ou ambos os sinais de entrada h e I2 podem ser independentemente pesados, defasados ou similares assim como qualquer combinação dos mesmos, enquanto sendo combinados de acordo com a função de combinação de entrada fic (x). Por exemplo, os diferentes sinais de entrada h e I2 podem ser pesados diferentemente utilizando funções de pesagem diferentes, enquanto um ou ambos os sinais de entrada h e h são defasados por um valor desejado.

[0020] Baseado sobre o sinal combinado lc, a distorção por redução de pico é de tal maneira configurada que, se aplicada à totalidade do sinal combinado lc,, partes excessivas através da totalidade do sinal combinado lc seriam reduzidas. Em vez de aplicar a distorção por redução de pico diretamente ao sinal combinado lc. A distorção por redução de pico é aplicada a cada um dos sinais de entrada h e I2 para proporcionar sinais correspondentes pré-condicionados h e I2. Aquelas partes em cada um dos sinais pré-condicionados h’ e I2’ que correspondem a partes excessivas no sinal combinado lc são reduzidas por um valor em relação direta à extensão em que as partes excessivas excedem 0 limiar pico desejado PTH. As figuras 2A e 2B ilustram este conceito de acordo com uma modalidade da presente invenção. De maneira notável, 0 grau de redução não necessita ser direto, porém, pode ser progressivo de uma maneira conveniente.

[0021] Com referência específica à figura 2A, os níveis de potência para os sinais de entrada h e I2, são mostrados em relação ao nível de potência para um sinal combinado lc, que foi formado pelo somar dos sinais de entrada h e I2. Os níveis de potência para cada um dos sinais são normalizados de tal modo que 0 valor limiar de pico, PTH é de cerca de 5,4. As três partes do sinal combinado lc que excedem 0 valor limiar de pico PTH são destacadas em negrito e são consideradas partes excessivas. Como será descrito em maior detalhe, a distorção por redução a ser aplicada aos sinais de entrada h e I2, podem ser geradas baseado sobre as partes excessivas que se apresentam no sinal combinado lc. Uma vez gerada, a distorção por redução de pico é aplicada a ambos os sinais de entrada h e I2 para formar os sinais pré- condicionados li e I2.

[0022] Como ilustrado na figura 2B, aquelas partes em cada um dos sinais pré-condicionados h’ e h’ que correspondem às partes excessivas no sinal combinado lc foram reduzidas por um valor em relação direta com a extensão em que as partes excessivas no sinal combinado lc excedem o valor limiar de pico PTH. Aquelas partes dos sinais pré-condicionados h e hque foram reduzidas em vista da aplicação da distorção de redução de pico são destacadas em negrito. O grau e a natureza desta redução de modo geral correspondem ao grau em que as partes excessivas do sinal combinado lc excedem o valor limiar pico 'PTH’; todavia, esta redução não necessita determinar as partes excessivas tão precisamente quanto aquela ilustrada. Por exemplo, filtragem pode ser usada durante o processo de gerar a distorção de redução de pico para reduzir ou remover componentes de alta frequência que de outro modo, se apresentariam na redução de distorção de pico como resultado de processamento de sinal prévio. A dita redução pode resultar em um amolecimento daquelas transições duras dentro dos sinais pré-condicionados h e h; especialmente em ou próximo dos limites daquelas partes dos sinais pré-condicionados h e h que foram reduzidas.

[0023] As partes dos sinais de entrada h e l2 que são reduzidas pela aplicação da distorção de redução de pico não estão indispensa- velmente associadas a picos dentro ou quaisquer partes que excedam determinados valores limiares nos sinais de entrada 1i e h. Notada- mente, 0 grau da redução para aquelas partes dos sinais pré- condicionados h e I2 que foram reduzidas podem ser proporcionais a ou escalonadas com respeito ao grau em que correspondentes partes do sinal combinado lc excedem 0 valor limiar pico. Essencialmente, a aplicação da redução de distorção de pico que é derivada do sinal combinado lc reduz a potência de pico combinada associada com os sinais pré-condicionados h’ e l22com respeito aos sinais de entrada h e h.

[0024] Esta redução em potência de pico combinada reduz a potência de pico total associada com os sinais pré-condicionados h’ e I2’ e como será visto abaixo, reduz os requisitos de amplificação do dispositivo de comunicação 10.

[0025] Retornando à figura 1, uma vez que os componentes de circuito PPR 16 gerem os sinais pré-condicionados h e I2, 0 conjunto de circuito divisor, 0 conjunto de circuito divisor 18 é configurado para gerar um número de sinais divididos A, B e C baseado sobre os sinais pré-condicionados 11’ e I2 ‘. Embora três sinais divididos sejam ilustrados, qualquer número pode ser usado e geralmente corresponde ao número de trajetos de conversão ascendente e amplificação que são previstos no trajeto de transmissão. Cada sinal dividido A, B e C é uma função de cada um dos sinais pré-condicionados h e I2, e como tais podem ter componentes de todos os sinais pré-condicionados h’ e I2’. Os sinais divididos A, B e C podem ser representados como segue: A = fsi(h’, l2’); B = fs2 (li’,l2’); e C = fs3 (liI2’), em que fsi (x), fs2 (x) e fS3 (x) são funções divisoras e podem ser as mesmas ou diferentes funções.

[0026] Neste exemplo, a função divisora 18 gera os sinais divididos A, B, e C baseada sobre como os sinais pré-condicionados h’ e I2’ são gerados. A natureza pela qual os sinais de entrada h’ e I2’ são combinados impacta a locação e grau de picos, inclusive picos excessivos, que se apresentam nos sinais pré-condicionados h’ e I2' de uma maneira conhecida. As funções divisoras fsn (x) de preferência são configuradas tendo em vista como os sinais pré-condicionados h’ e I2’ são combinados de tal modo que os sinais divididos A, B e C são sinais de pico reduzido, cada um dos quais é associado com uma potência de pico total relativamente baixa. Cada sinal dividido A, B e C é convertido no sentido ascendente em RF por correspondente conjunto de circuito RF 20(A, B e C) para proporcionar sinais convertidos no sentido ascendente ARF, BRF e CRF. OS sinais convertidos no sentido ascendente

[0027] ARF, BRF e CRF são amplificados por correspondentes amplificadores de potência 22(A, B e C) ao longo de trajetos de amplificação paralelos para proporcionar um número idêntico de sinais RF amplificados ga-Arf, gb-Brf e gc-Crf, em que os amplificadores de potência 22(A, B e C) são configurados para proporcionar respectivos ganhos ga, gb e gc. Estes ganhos ga, gb e gc são propostos para proporcionar a amplificação necessária requerida para transmissão em vista do con-junto de circuito combinatório 24, que é descrito abaixo. Dada a potência de pico relativamente baixa associada com os sinais divididos A, B e C, e assim os correspondentes sinais convertidos no sentido ascendente ARF, BRF e CRF, o requisito de amplificação de potência total é reduzido, e assim permite a combinação de amplificadores de potência 22(A, B, e C) a ser configurada para tirar vantagem do requisito de amplificação de potência reduzido e operar de uma maneira muito efi-ciente em relação aos sistemas existentes.

[0028] Conforme indicado, os sinais RF amplificados (ga.ARF, gb*BRF, e gc<RF) são processados pelo conjunto de circuito combinatório 24 para gerar sinais de saída RF Oi e O2 que correspondem diretamente com cada um dos sinais pré-condicionados h’ e l2’ e geralmente representam versões convertidas no sentido ascendente e am-plificadas dos sinais pré-condicionados h’ e l2’. Os sinais de saída RF Oi e O2são funções dos sinais RF amplificados ga.ARF, gb.BRF e ÇC-CRF e podem ser representados como segue:

[0029] O1 = fd (ga.ARF, gb-BRFe ÇC-CRF) e

[0030] O2 = fc2 (ga.ARF. gb-BRFe ÇC-CRF) em que as funções combinatórias

[0031] fci θ fc2 podem ser as mesmas ou diferentes, porém, conjuntamente são substancialmente complementares às funções divisórias fd θ fc2 θ fc3-

[0032] Conforme indicado, o conjunto de circuito divisório 18 e o circuito combinatório 24 fornecem funções de processamento relacionadas com sinal nas quais os sinais divisórios A, B e C são gerados pelos sinais pré-condicionados h’ e I2’ utilizando funções divisórias fsn(x) que são usadas para gerar os sinais de saída RF O1 e O2 dos sinais RF amplificados ga.ARF, gb.BRF, e gc.CRF. Uma vez que as funções divisórias fsn(x) podem estar relacionadas com a função combinatória de entrada f c (x) proporcionada pelo conjunto de circuito PPR 16, cada um dos sinais divisórios fsn (x), combinando as funções fcn (x) e funções de combinação de entrada fiC (x) podem ser todas inter- relacionadas.

[0033] Especialmente, os ganhos ga, gb e gc proporcionados pelos amplificadores de potência 22(A, B e C) podem tomar em consideração qualquer redução no número de sinais a ser fornecido pelo conjunto de circuito combinatório 24. Neste exemplo, três sinais RF amplificados ga.ARF, gb.BRF, e gc. CRF são combinados em dois sinais de saída O1 e O2. Estes ganhos ga,gb e gc podem ser os mesmos ou diferentes dependendo das funções divisórias fSi (x) e funções combinatórias fci (x) fornecidas pelo circuito divisório 18 e 0 circuito combinatório 24, respectivamente. Os sinais de saída RF O1 e O2 são apresentados a correspondentes antenas 26 para transmissão. Notadamente, cada um dos sinais de saída RF O1 e O2 pode ser fornecidos a um ou mais cor-respondentes antenas para transmissão.

[0034] O circuito divisório 18 ou outro circuito associado pode empregar técnicas de pré-distorção para pré-distorcer os sinais divididos A, B e C para endereçar quaisquer características de processamento não lineares que são injetadas ao longo das partes de conversão as- cendente e amplificação. Os sinais de saida Oi e O2 podem ser reali- mentados ao circuito divisório 18 e usados para identificar e endereçar estas características de processamento não lineares. Para informações adicionais relacionadas com circuitos de amplificação paralelos e processamento relacionado, referência é feita ao Pedido de Patente cedido em comum US n° 12/058.027, que é intitulado "SISTEMAS E PROCESSOS DE PRÉ-DISTORÇÃO DE AMPLIFICADOR" que foi depositado em 28 de março de 2008, a invenção do qual é aqui incorporada a título de referência.

[0035] Com referência à figura 3, um diagrama em blocos funcional de circuito PPR típico 16 é previsto de acordo com uma modalidade. A presente modalidade reduz a potência de pico de dois sinais de entrada h e I2 usando distorção de redução de pico que é derivada de um sinal combinado lc usando um processo específico. Notadamente, a presente invenção não está limitada a este exemplo e aqueles ver-sados na técnica reconhecerão outras técnicas para gerar a redução por distorção de pico baseada sobre 0 sinal combinado lc.

[0036] Inicialmente, os sinais de entrada h e I2 são combinados de acordo com uma função de combinação fic (x) para formar 0 sinal combinado lc por um processo combinatório 28. Ainda que a função combinatória de entrada fic(x) possa empregar fatores de ponderação ou defasagens para qualquer um ou todos dos sinais de entrada h e I2, o exemplo aqui presume que os sinais de entrada sejam conjuntamente somados sem ponderação ou aplicação de uma defasagem. Como tal, fic(x) = h+ I2. Notadamente, 0 sinal combinado lc pode representar uma única combinação ou múltiplas combinações dos sinais de entrada h e l2, tal como id (x) = he l2 e fiC2 (x) = h - I2. A saída do processo de combinação 28 é fornecida à função de geração de escalonamento 30 como um ou mais sinais, que representam o sinal combinado lc.

[0037] O sinal combinado lc é usado por uma função geradora 30 para gerar fatores de escalonamento SF em relação a um valor no qual os picos do sinal combinado lc excedem um valor limiar de pico dado PTH. Para partes do sinal combinado lc que excedem o valor limiar de pico PTH, OS fatores de escalonamento SF são essencialmente usados para reduzir correspondentes partes dos sinais de entrada h e h em relação ao sinal combinado I c que excede 0 valor limiar de pico PTH. OS fatores escalonamento SF para aquelas partes do sinal combinado lc que não excede 0 valor limiar de pico PTH podem ser relativamente fixos, e neste exemplo são a unidade (SF = 1). Fatores de escalonamento típicos SF são graficamente ilustrados na figura 4 com respeito a um pico de sinal no sinal combinado lc. Este pico excede 0 valor limiar de pico PTH (de 4) entre cerca do tempo t = 0,5 e 3,5 e é menor que 0 valor limiar de pico PTH antes de cerca de tempo t = 0,5 e após cerca de tempo t = 3,5 e após cerca de tempo t = 3,5. Presuma- se que fatores de escalonamento SF(t) sejam determinados para os tempos t=0, 1,2, 3 e 4 sejam calculados como segue: Se lc(t) <PTH então, SF(t) =1; e Se lc(t) >PTH então, SF(t) = PTH / lc(t). em que lC(t) é a magnitude do sinal combinado lc no tempo t.

[0038] Para os exemplos ilustrados da figura 4, os fatores de escalonamento SF(t) para t = 0, 1,2, 3 e 4 são como segue: SF (0) = 1 SF(1) = PTH/IC(D = 4/5 = 0,8 SF (2) = PTH/ lc(2) = 4/6 = -0.67 SF (3) = PTH/ lc(3) = 4/5 = 0,8; e SF (4) = 1.

[0039] Estes fatores de escalonamento SF podem então ser efetivamente aplicados a cada um dos sinais de entrada h e I2 como segue de uma maneira alinhada no tempo, 0 fator de proporcionalidade SF(t) é aplicado a cada um dos sinais de entrada h(t) e h(t) no tempo t. Em- bora funções de retardo não sejam ilustradas, é preferível assegurar que o processamento de sinal previsto pelo circuito PPR 16 seja fornecido de maneira alinhada no tempo. Para o sinal de entrada h, o fator de proporcionalidade SF é aplicado ao sinal de entrada h de uma maneira alinhada no tempo via uma função de multiplicação 32 para proporcionar um sinal de escala S1, em que Si = h SF. Adicionalmente, os fatores de escalonamento SF não necessitam ser proporcionais, ou iguais à extensão em que as partes correspondentes do sinal combinado excedem o valor limiar pico PTH

[0040] Aquelas partes do sinal de escala Si que correspondem a partes no sinal combinado lc que excedem o valor limiar de pico PTH serão reduzidas em relação ao correspondente fator de proporcionalidade SF. Neste exemplo, aquelas partes do sinal de escala que correspondem a partes no sinal combinado lc que não excedem o valor limiar de pico PTH permanecem em sua maior parte inafetadas. Aqueles versados na técnica reconhecerão que a proporcionalidade de transição pode ser aplicada para efetivamente nivelar a transição entre aquelas partes do sinal de entrada h, que correspondem a partes do sinal combinado lc que excedem o limiar de pico PTH e aquelas que não excedem. Adicionalmente, os fatores de escalonamento podem ser gerados a partir de uma única combinação dos sinais de entrada h e h ou de múltiplas combinações dos sinais de entrada h e h. Por exemplo, fatores de escalonamento intermediários podem ser gerados para cada uma das múltiplas combinações, e os fatores de proporcionalidade intermediários podem ser combinados, através de multiplicação ou similar, para formar o fator de proporcionalidade total SF, que é aplicado ao sinal de entrada h de uma maneira alinhada no tempo via a função de multiplicação 32 para proporcionar o sinal de escala Si. Quando o sinal de entrada combinado lc compreende múltiplos sinais, cada um dos múltiplos sinais pode ser associado com os mesmos ou diferentes limiares de pico. Uma vez gerado, o sinal de escala Si é subtraído do sinal de entrada h de uma maneira alinhada no tempo em uma função de adição 34 para gerar um sinal de pico P1, em queP1 = h - Si = h - (li . SF)). O sinal de picos Pi representa o sinal que será usado para distorcer o sinal de entrada 11 juntamente com qualquer outro ruído ou transientes causados pelo processamento prévio. O si-nal de picos Pi é filtrado por um filtro 36 para remover qualquer ruído e transientes indesejáveis para gerar um sinal de distorção Di, que é subtraído do sinal de entrada h em uma função de adição 38 para gerar o sinal pré-condicionado h’. Nesta modalidade, o sinal de distorção Di representa a distorção de redução de pico que é aplicada ao sinal de entrada h’ para gerar o sinal pré-condicionado h’. O filtro 36 pode ser um filtro passa-baixo que é usado para reduzir ou remover componentes de alta-frequência que de outro modo se apresentariam no sinal de distorção Di, e finalmente no sinal pré-condicionado h’, como um resultado do processamento prévio. A dita redução pode resultar em um amolecimento daquelas transições mais duras dentro do sinal pré-condicionado h ‘ especialmente em ou próximo das delimitações daquelas partes de sinais pré-condicionados h’ que correspondem às partes no sinal de entrada h’ que foram reduzidas. O grau de filtragem corresponderá à extensão em que aquelas transições mais duras são amolecidas. Como com o sinal de entrada h, o fator de proporcionalidade SF é aplicado ao sinal de entrada h de uma maneira alinhada no tempo via um fator de multiplicação 40 para prover um sinal graduado S2, em que S2 = I2 SF. Aquelas partes do sinal graduado S2 que cor-respondem as partes no sinal combinado lc que excedem 0 valor limiar de pico PTH serão reduzidas em vista do correspondente sinal de proporcionalidade SF. Mais uma vez , aquelas partes do sinal graduado S2 que correspondem às partes no sinal combinado lc que não excedem 0 valor limiar pico PTH em sua maior parte não são afetadas. O escalonamento de transição pode ser aplicado para efetivamente nivelar a transição entre aquelas partes do sinal de entrada l2 que correspondem às partes do sinal combinado lc que excedem o valor limiar de pico PTH e aquelas que não excedem.

[0041] O sinal graduado S2 é então subtraído do sinal de entrada l2 de uma maneira alinhada no tempo em uma função de adição 42 para gerar um sinal de pico P2 em que P2 é = l2 - S2 = l2 -(l2. SF)) . O sinal de picos P2 é filtrado por um filtro 44 para remover qualquer ruído indesejável e transientes para gerar um correspondente de sinal de distorção D2, que é subtraído do sinal de entrada l2 em uma função de adição 46 para gerar o sinal pré-condicionado l2 ‘. O sinal de distorção D2 representa a distorção de redução de pico que é aplicada ao sinal de entrada l2 para gerar o sinal pré-condicionado l2 ‘.

[0042] Os sinais pré-condicionados resultantes h’ e l2’ são então passados para o circuito divisório 18 para processamento como descrito acima. Como indicado, qualquer número de sinais de entrada lx pode ser processado desta maneira, na qual distorção de redução de pico é gerada baseada sobre a combinação destes sinais de entrada lx e é aplicada a cada um dos sinais de entrada lxindividualmente.

[0043] A presente invenção é aplicável virtualmente a qualquer sistema de comunicação que simultaneamente suporte múltiplo acesso por divisão de código (CDMA), OFDM, esquemas TDMA,ou qualquer uma de suas combinações.Adicionalmente, a aplicação de técnicas PAPR existentes pode ser prevista sobre um ou mais dos sinais de entrada lxanteriormente à aplicação de um ou mais dos conceitos previamente descritos.

[0044] Com referência à figura 5, um gráfico é apresentado para ilustrar a probabilidade de um sinal específico tendo picos acima de um nível de potência de raiz média quadrática definido (RMS) para sinais OFDMA/LTE. As curvas que são plotadas sobre o gráfico representam a probabilidade de que níveis de potência de pico acima da potência RMS ocorrerão para diferentes sinais. A curva A representa o PAPR associado com qualquer um dos sinais de entrada h ou h para os quais a redução de potência de pico não foi prevista. A curva B representa o PAPR associado com qualquer um dos sinais de entrada h e h para 0 qual a redução de potência de pico foi individualmente aplicada. Notadamente, 0 PAPR para qualquer um dos sinais de entrada li ou I2 para os quais a redução de potência de pico foi prevista é signi-ficativamente inferior aquele associado com qualquer um dos sinais de entrada h ou I2 para os quais a redução de potência de pico não foi prevista. A curva C representa 0 PAPR associado com a combinação de sinais de entrada reduzidos de potência de pico h e I2 para a qual a redução de potência de pico foi individualmente aplicada. Notadamente, 0 PAPR para a combinação dos sinais de entrada individualmente de potência de pico reduzida é significativamente maior que 0 PAPR para qualquer um dos sinais de entrada de potência de pico individualmente reduzidos h ou I2. Como ilustrado, a combinação de sinais que foram individualmente reduzidos em potência de pico com frequência nega os benefícios do emprego de redução de potência de pico.

[0045] A curva D representa 0 PAPR associado com qualquer um dos sinais pré-condicionados h’ e I2 ‘, que foram submetidos à distorção de potência de pico derivada do sinal combinado lc de acordo com os conceitos da presente invenção. O PAPR associado com a combinação dos sinais pré-condicionados h’ e I2’ é representado pelo PAPR do sinal combinado lc, que é proporcionado pela curva E. Embora 0 PAPR para qualquer um dos sinais pré-condicionados pareça relativamente alto em isolamento, 0 PAPR para a combinação dos sinais pré-condicionados é 0 mais baixo de todas as curvas. Por conseguinte, a presente invenção é suscetível de proporcionar sinais combina- dos que têm PAPRs significativamente aperfeiçoados com respeito àqueles proporcionados pela técnica anterior. O conjunto de circuito de banda base 12, função de modulação 14, circuito PPR16, circuito divisório 18, e circuito de conversão no sentido ascendente RF 20 podem ser previstos em um ou mais processadores ou circuitos integrados de aplicação específica apropriada. O circuito combinatório 24 pode ser fornecido por um ou mais combinadores que são configurados para desempenhar uma função complementar com respeito àquela proporcionada pelo circuito divisóriol8.

[0046] Aqueles versados na técnica reconhecerão aperfeiçoamentos e modificações para as modalidades da presente invenção. Todos os ditos aperfeiçoamentos e modificações são considerados dentro do âmbito dos conceitos expostos aqui e das reivindicações que se seguem.

Claims

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: receber uma pluralidade de sinais de entrada, em que cada sinal de entrada respectivo da pluralidade de sinais de entrada é um sinal de comunicação modulado; combinar a pluralidade de sinais de entrada em um sinal combinado; gerar distorção de redução de pico baseado no sinal combinado, em que a geração da distorção de redução de pico compreende: identificar partes excessivas do sinal combinado que excedem um limiar de pico; e gerar, para cada sinal de entrada respectivo, um sinal de distorção respectivo de pelo menos: o sinal de entrada respectivo; e um sinal de entrada respectivo escalonado obtido por esca-lonamento do sinal de entrada respectivo em relação a uma quantidade na qual as partes excessivas do sinal combinado excedem o limiar de pico; e aplicar a distorção de redução de pico a cada um da pluralidade de sinais de entrada para proporcionar uma pluralidade de sinais pré-condicionados, em que a aplicação da distorção de redução de pico compreende a aplicação do sinal de distorção respectivo ao respectivo sinal de entrada respectivo, de modo que as primeiras partes de cada um dos sinais de entrada respectivos que correspondem às partes excessivas do sinal combinado sejam reduzidas em relação à quantidade na qual as partes excessivas do sinal combinado excedem o limiar de pico.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a geração de cada sinal de distorção respectivo compreende gerar, para cada sinal de entrada respectivo, primeiros fatores de escalonamento para as partes excessivas em relação à quantidade na qual as partes excessivas excedem o limiar de pico, e gerar o sinal de distorção respectivo para as primeiras partes do sinal de entrada respectivo baseado nos primeiros fatores de escalonamento.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar cada sinal de distorção respectivo ainda compreende gerar, para cada sinal de entrada respectivo, um fator de proporcionalidade fixo para aquelas partes do sinal combinado que não excedem o limiar de pico, e gerar o respectivo sinal de distorção para segundas partes de sinal de entrada respectivo que corresponde às partes do sinal combinado que não excedem o limiar de pico baseado no fator de proporcionalidade relativamente fixo; e a aplicação da distorção de redução de pico ainda compreende aplicar o sinal de distorção respectivo ao sinal de entrada respectivo de tal maneira que as segundas partes de cada sinal de entrada respectivo são escalonadas pelo fator de proporcionalidade fixo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar cada sinal de distorção respectivo para as primeiras partes de cada sinal de entrada respectivo compreende: gerar os primeiros fatores de escalonamento para as partes excessivas em relação à quantidade na qual as partes excessivas excedem o limiar de pico; multiplicar o sinal de entrada respectivo pelos primeiros fatores de escalonamento para gerar o sinal escalonado respectivo; e subtrair o sinal escalonado respectivo do sinal de entrada respectivo para gerar um sinal de pico respectivo, em que a aplicação do sinal de distorção respectivo compreende subtrair o sinal de pico respectivo do sinal de entrada respectivo.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um primeiro sinal da pluralidade de sinais de entrada é modulado de acordo com um esquema de modulação comum, em que o esquema de modulação comum é um de: múltiplo acesso por divisão de frequência (FDMA), múltiplo acesso por divisão de frequência ortogonal (OFDMA), múltiplo acesso por divisão de código (CDMA), ou múltiplo acesso por divisão de tempo (TDMA).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: gerar uma pluralidade de sinais divididos que são as primeiras funções de cada um da pluralidade de sinais pré-condicionados; converter no sentido ascendente e amplificar cada um da pluralidade de sinais divididos individualmente para proporcionar uma pluralidade de sinais de radiofrequência; e gerar uma pluralidade de sinais de saída que são segundas funções de cada um da pluralidade de sinais de radiofrequência, em que as segundas funções são complementares às primeiras funções, em que as primeiras funções são idênticas entre si, e em que as segundas funções são idênticas entre si.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: gerar sinais de radiofrequência amplificados baseado na pluralidade de sinais pré-condicionados e transmitir cada sinal de radiofrequência amplificado de sinais de radiofrequência amplificado simultaneamente através de uma antena correspondente da pluralidade de antenas.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sinais de entrada é combinada de tal modo que cada sinal dividido que é gerado usando as primeiras funções é sinal de pico reduzido.

9. Trajeto transceptor em um sistema de comunicação, caracterizado pelo fato de que compreende: circuitos de redução de potência de pico (PPR) adaptado para: receber uma pluralidade de sinais de entrada, em que cada sinal de entrada respectivo da pluralidade de sinais de entrada é um sinal de comunicação modulado; combinar a pluralidade de sinais de entrada em um sinal combinado; gerar distorção de redução de pico baseado no sinal combinado, em que para gerar a distorção de redução de pico, o circuito PPR é ainda adaptado para: identificar partes excessivas do sinal combinado que excedem um limiar de pico; e gerar, para cada sinal de entrada respectivo, um sinal de distorção respectivo de pelo menos: o sinal de entrada respectivo; e um sinal de entrada escalonado obtido através do escalonamento do sinal de entrada respectivo em uma quantidade na qual as partes excessivas do sinal combinado excedem o limiar de pico; e aplicar a distorção de redução de pico a cada sinal de entrada respectivo para proporcionar uma pluralidade de sinais pré- condicionados, em que para aplicar a distorção de redução de pico, o circuito PPR é configurado para aplicar o sinal de distorção respectivo ao sinal de entrada respectivo de modo que as primeiras partes do sinal de entrada respectivo que correspondam às partes excessivas dos sinais combinados são reduzidas em relação à quantidade para o qual as partes excessivas do sinal combinado excedem o limiar de pico; circuitos divisórios adaptados para gerar uma pluralidade de sinais divididos que são primeiras funções de cada um da pluralidade de sinais pré-condicionados; uma pluralidade de trajetos paralelos nos quais cada sinal dividido da pluralidade de sinais divididos é convertido no sentido ascendente por circuitos de conversão no sentido ascendente e amplificados por um amplificador de potência para proporcionar uma correspondente pluralidade de sinais de radiofrequência; e circuitos combinatórios adaptados para gerar uma pluralidade de sinais de saída que são segundas funções da pluralidade de sinais de radiofrequência, em que as segundas funções são complementares às primeiras funções.