ES2314847T3 - Dispositivo movil de comunicaciones inalambricas que tiene circuitos receptores de baja if (frecuencia intermedia) que se adaptan al entorno de radio. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) que comprende: una carcasa o alojamiento (21); y una placa (67) de circuito, portada por el alojamiento y que incluye circuitos (101) de radiofrecuencia (RF) y un procesador, capaces de operar la una con el otro, de tal modo que dichos circuitos de RF comprenden un circuito receptor (200) de IF baja, que es capaz de funcionar para mantener una señal interferente en el mismo lado de frecuencia que una señal deseada con respecto a un ajuste de frecuencia de oscilador local, crear una señal de imagen interferente, y filtrar la señal de imagen a sustancialmente la frecuencia de banda de base.

Description

Dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas que tiene circuitos receptores de baja IF (Frecuencia intermedia) que se adaptan al entorno de radio.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los dispositivos de comunicaciones y, más particularmente, a los dispositivos móviles de comunicaciones inalámbricas y a los sistemas y métodos relacionados que utilizan circuitos receptores de baja IF que se adaptan al entorno de radio.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de comunicaciones celulares continúan creciendo en popularidad y se han convertido en parte integrante de las comunicaciones tanto personales como comerciales. Los teléfonos celulares y los dispositivos similares permiten a los usuarios establecer y recibir llamadas de teléfono casi en cualquier lugar donde se desplazan. Además, a medida que se ha acrecentado la tecnología telefónica celular, así lo ha hecho también la capacidad funcional de los dispositivos celulares. Por ejemplo, muchos dispositivos celulares incorporan ahora propiedades de Asistente Personal Digital (PDA -"Personal Digital Assistant"), tales como calendarios, agendas o libros de direcciones, listas de tareas, calculadoras, programas de memorización y de escritura, etc. Estos dispositivos de múltiples funciones permiten normalmente a los usuarios enviar y recibir mensajes de correo electrónico ("e-mail") de forma inalámbrica o sin cables, y acceder a la Internet a través, por ejemplo, de una red celular y/o una red de área local inalámbrica (WLAN -"wireless local area network").

Muchas de las comunicaciones celulares se sirven de transmisiones de trenes de impulsos en paquetes como parte de un Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM -"Global System for Mobile communications"), el cual incluye las bandas de frecuencias de 450 MHz, 900 MHz, 1.800 MHz y 1.900 MHz. La generación actual de transmisores-receptores, o transceptores, inalámbricos se sirve típicamente de dos tipos principales de arquitecturas de receptor, a saber, una arquitectura de receptor de conversión directa o una arquitectura de receptor digital de baja IF (también denominada de muy baja IF, es decir, VLIF -"very low-IF"), con lo que se elimina gran parte de la etapa de conversión descendente analógica de generación previa. Muchos de los caros y voluminosos componentes de frecuencia intermedia (IF -"intermediate frequency") utilizados en los receptores súper-heterodinos convencionales se han suprimido con la conversión directa y la arquitectura o estructura de receptor de baja IF. En un receptor de conversión directa, una señal es convertida directamente en banda de base, en tanto que en un receptor de baja IF digital se conservan algunas ventajas del súper-heterodino, con las ventajas económicas y de integración de un receptor de conversión directa.

En un receptor de baja IF, por otra parte, la señal de RF [radiofrecuencia] puede ser mezclada en sentido descendente hasta una frecuencia intermedia no nula baja o moderada, típicamente de unos pocos megahercios en algunos ejemplos. Así pues, la arquitectura de receptor de baja IF incluye muchas de las propiedades deseables de las arquitecturas de receptor de IF nula, pero sigue evitando, con todo, el descentramiento de DC y algunos problemas de ruido 1/F. La arquitectura de receptor de IF volverá a plantear algunos problemas de imagen de señal. En un receptor de baja IF, la señal de RF es seleccionada en banda y convertida en sentido descendente hasta la frecuencia cercana a la banda de base, en ocasiones tan cercana como 100 kHz. Esta señal de baja IF puede ser filtrada con un filtro de paso bajo y un amplificador antes de su conversión al dominio digital por medio de un convertidor de analógico en digital
(ADC -"analog-to-digital converter"). Cualquier conversión final de señal en sentido descendente para banda de base y un control fino de la ganancia pueden llevarse a cabo digitalmente por un procesador.

Es también posible incorporar algunos convertidores de alta resolución, de sobre-muestreo y delta-sigma al objeto de permitir el filtrado de canal, lo que incluye el uso de técnicas de tratamiento de señal digital (DSP -"digital signal processing") en lugar de filtros analógicos. Es posible comunicar la señal a través de una interfaz a un procesador digital o a un convertidor de digital en analógico, y suministrar como salida señales analógicas en Fase (I -"Inphase") y en Cuadratura (Q -"Quadrature") al procesador.

Un parámetro de receptor de GSM importante es el rechazo de señales interferentes para mejorar el rendimiento del receptor de IF. El criterio de conformidad de estación móvil con el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ESTI -"European Standard Telecommunications Institute") especifica ensayos de certificación muy estrictos que no son fáciles de pasar utilizando receptores de GSM actualmente disponibles en el mercado. Incluso si un receptor supera las pruebas de certificación, el hecho de tener un mejor rendimiento como resultado del rechazo de las señales interferentes puede mejorar significativamente la experiencia del usuario final en grandes zonas urbanas en las que la fuerte interferencia de radio es un problema común.

El rechazo de las señales interferentes constituye habitualmente un problema para una arquitectura de receptor de muy baja IF en la que el rendimiento de rechazo está limitado por el desequilibrio de ganancia y fase de I/Q. La manera habitual de afrontar este problema es utilizar una calibración de desequilibrio de I/Q en la que la ganancia y la fase de I/Q sean ajustadas durante el procesamiento o tratamiento de banda de base digital basándose en tablas de calibración previamente calculadas. Desgraciadamente, estos tipos de procedimientos de calibración no proporcionan la suficiente precisión cuando las mediciones de tiempo durante el ciclo de calibración son limitadas. Si el tiempo de calibración se prolonga, sin embargo, el coste de fabricación para un único dispositivo de fabricación puede incrementarse significativamente.

Algunas propuestas para resolver tales problemas ligan el oscilador local (LO -"local oscillator") con un esquema "en ronda" que utiliza una inyección de LO del lado de baja durante una de las sesiones de recepción (RX) y una inyección de LO del lado de alta en otra sesión. Esta solución no utiliza ninguna realimentación procedente del entorno de radio, con lo que consigue tan sólo un "promediado" básico de la imagen interferente. No hay, típicamente, conocimiento acerca del entorno externo. Asimismo, al no tener en cuenta el tipo de señal utilizada en la sesión de recepción, los resultados, en el peor caso de contexto en el que, por ejemplo, se mezclan trenes de impulsos de señales distorsionadas con mediciones de Indicación de Intensidad de Señal Recibida (RSSI -"Received Signal Strength Indication"), y la corriente de datos resultante llega a alcanzar el peor aspecto interferente. El documento US 2006/0068739 describe un receptor, un método de recepción y un aparato inalámbrico portátil.

Sumario de la invención

De acuerdo con ejemplos no limitativos, un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas incluye una carcasa o alojamiento y un cuadro o placa de circuitos portado por el alojamiento. La placa de circuitos incluye un circuito de radiofrecuencia (RF) y un procesador, operativos el uno con el otro. Los circuitos de RF incluyen un circuito receptor de baja IF que es capaz de funcionar para mantener una señal interferente a la misma frecuencia que la de una señal deseada con respecto a un ajuste de frecuencia de oscilador local, con lo que se crea una señal de imagen interferente, y filtrar la señal de imagen a sustancialmente la frecuencia de banda de base.

Un circuito de radiofrecuencia (RF) puede incluir un circuito de Tratamiento de Señal Digital (DSP -"Digital Signal Processing") que es susceptible de funcionar para filtrar la señal de imagen interferente. Los circuitos de RF pueden ser capaces de funcionar para situar una señal interferente en sustancialmente la frecuencia de banda de base, en la que se implementa la atenuación más elevada de la señal fuera de banda.

En aún otro aspecto, los circuitos de RF pueden incluir al menos un circuito mezclador y un circuito oscilador local. Un circuito desmodulador que puede comprender un convertidor de analógico en digital, un mezclador de señal y un procesador, es capaz de funcionar para desmodular señales. El circuito de RF puede funcionar para determinar o discriminar entre el ajuste de frecuencia de oscilador local de mejor rendimiento y el ajuste de frecuencia de oscilador local de rendimiento más deficiente, basándose en valores de relación entre señal y ruido obtenidos durante la desmodulación. Los circuitos de RF pueden también ser capaces de funcionar para utilizar diferentes ajustes de frecuencia de oscilador local de baja IF para un canal de RF, basándose en los valores de relación entre señal y ruido.

Las señales de comunicaciones pueden formarse como trenes de impulsos de datos de acuerdo con el sistema global para comunicaciones móviles. El circuito de RF puede también ser capaz de funcionar para volver a un ajuste de frecuencia de oscilador local de comportamiento o rendimiento más pobre desde un ajuste de frecuencia de oscilador local de mejor rendimiento, tras un número predeterminado de trenes de impulsos de datos recibidos, a fin de determinar si el ajuste de frecuencia de oscilador local ha de cambiarse para adaptarse a un entorno de radio que ha cambiado.

Se exponen también un aspecto relativo a un método y un receptor de radio.

Breve descripción de los dibujos

Otros objetos, características y ventajas se harán evidentes por la descripción detallada que sigue, cuando se considera a la luz de los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de un ejemplo de un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas configurado como un dispositivo de mano que puede ser utilizado de acuerdo con ejemplos no limitativos, y que ilustra componentes internos básicos del mismo.

La Figura 2 es una vista en alzado frontal del dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas de la Figura 1.

La Figura 3 es un diagrama de bloques esquemático que muestra componentes funcionales básicos de circuito que pueden ser utilizados en el dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas representado en las Figuras 1 y 2.

La Figura 4 es un diagrama esquemático de circuitos y bloques, de alto nivel, de un receptor de baja IF que puede utilizar el sistema y el método para adaptarse al entorno, de acuerdo con ejemplos no limitativos.

La Figura 5 es un gráfico que muestra una señal interferente, una señal deseada y un oscilador local (señal) que tiene un descentramiento o corrimiento de frecuencia negativo en relación con la frecuencia central deseada.

La Figura 6 es un gráfico similar al que se muestra en la Figura 5, pero tras una conversión de radiofrecuencia (RF) en sentido descendente, y que muestra la señal de imagen interferente que aparece y que resulta del desequilibrio de I/Q para la amplitud y para la fase.

La Figura 7 es un gráfico similar a la Figura 5 y que muestra la señal interferente y las señales deseadas, así como una señal de oscilador local del lado positivo y que tiene un corrimiento de frecuencia positivo.

La Figura 8 es un gráfico similar a la Figura 7 y que muestra la señal interferente y la señal deseada, así como la imagen de señal deseada y la imagen interferente.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Se describirán ahora más exhaustivamente, en lo que sigue, diferentes realizaciones con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales se muestran realizaciones preferidas. Pueden exponerse muchas formas diferentes, y las realizaciones descritas no deben interpretarse como limitadas a las realizaciones que aquí se exponen. Estas realizaciones se proporcionan, en cambio, con el fin de que esta exposición sea minuciosa y completa, y expresarán completamente el ámbito para los expertos de la técnica.

De acuerdo con un ejemplo no limitativo, las limitaciones causadas, por ejemplo, por el hecho de prolongar el tiempo de calibración pueden superarse mediante el ajuste de la configuración del circuito de radiofrecuencia (RF) durante el "tiempo de ejecución" basándose en la "calidad" del entorno de radio presente en ese momento. De esta forma, un problema que se afronta es el fuerte rechazo interferente de banda estrecha (no modulada), que se acomete situando el elemento interferente en la frecuencia de banda de base, en la que se implementa la atenuación más alta de la señal fuera de banda. Como la mayor parte de los receptores de muy baja IF tienen una respuesta en frecuencia no simétrica, esto puede ayudar a la prevención del recorte o truncamiento en los convertidores de analógico en digital de banda de base.

El sistema y el método pueden estar basados en estadísticas de realimentación de canal de radio, por ejemplo, las estadísticas de la relación entre señal y ruido (SNR -"signal-to-noise ratio") procedentes de la desmodulación de los trenes de impulsos de GSM que se recogen durante el funcionamiento normal del receptor. Pueden recogerse estadísticas de SNR para todos los canales de GSM utilizados. Pueden emplearse para el mismo canal diferentes frecuencias o ajustes de frecuencia de oscilador local (LO -"local oscillator") de baja IF. Tan pronto como aparece un fuerte elemento interferente, ya sea en la frecuencia inferior o en la superior, la SNR procedente de la desmodulación de los trenes de impulsos de GSM identificará el ajuste de frecuencia de LO que presenta un rendimiento de comportamiento peor o más deficiente en comparación con los demás ajustes de LO. El algoritmo propuesto crea una relación de correspondencia de todos los canales de radio utilizados, y tratará de establecer el ajuste de frecuencia de oscilador local "sobre la marcha" con el fin de recibir las señales utilizando el "mejor supuesto", esto es, la configuración de LO de mejor comportamiento. El sistema y el método pueden utilizar un algoritmo que puede regresar al peor o más deficiente caso de comportamiento de configuración de frecuencia de LO tras una cantidad predefinida de sesiones recibidas, al objeto de comprobar si hay alguna "mejora" en el entorno de radio. Como resultado de ello, el sistema y el método pueden mantener el elemento interferente en el mismo lado de frecuencia que la señal deseada con respecto al ajuste de frecuencia de LO, creando de esta forma una "imagen" del elemento interferente fuera de la banda de señal deseada, y que se elimina por filtrado en el circuito de tratamiento de señal digital (DSP -"Digital Signal Processing") de banda de base.

A continuación prosigue a una breve descripción en relación con las Figuras 1-3, las cuales ilustran un ejemplo de un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas, por ejemplo, una radio celular portátil de mano, que puede incorporar ejemplos no limitativos de diversos circuitos que pueden ser utilizados con los circuitos receptores de RF que se adaptan al entorno, tal y como se describirá más adelante. Las Figuras 1-3 son ejemplos representativos y no limitativos de los muchos tipos diferentes de componentes de circuitos funcionales y su interconexión, que son capaces de funcionar para uso con circuitos receptores de baja IF.

Haciendo referencia, en primer lugar, a las Figuras 1 y 2, se describe primeramente un ejemplo de un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas 20, tal como una radio celular portátil de mano. Este dispositivo 20 incluye, de forma ilustrativa, un alojamiento 21 que tiene una porción superior 46 y una porción inferior 47, así como un sustrato dieléctrico (esto es, una placa de circuito) 67, tal como, por ejemplo, un sustrato de placa de circuito impreso convencional (PCB -"printed circuit board"), portada por el alojamiento. Una cubierta de alojamiento (no mostrada en detalle) cubrirá, típicamente, la porción frontal del alojamiento. La expresión "placa de circuito 67", tal y como se utiliza en lo sucesivo, puede hacer referencia a cualquier sustrato dieléctrico, PCB, sustrato cerámico u otra estructura de soporte de circuito destinada a portar circuitos de señal y componentes electrónicos dentro del dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas 20. El alojamiento 21 ilustrado es un alojamiento estático, por ejemplo, en contraposición con un alojamiento pivotante o deslizante de los que se utilizan en numerosos teléfonos celulares. Sin embargo, pueden utilizarse también éstas y otras configuraciones del alojamiento.

Los circuitos 48 son soportados por la placa de circuito 67, tal como un microprocesador, memoria, uno o más transmisores-receptores, o transceptores, inalámbricos (por ejemplo, celulares, de SLAN, etc.), que incluyen circuitos de RF, incluyendo circuitos de audio y de potencia, con la inclusión de cualesquiera circuitos de teclado. Ha de comprenderse que los circuitos de teclado pueden encontrarse en un teclado independiente, etc., tal y como se apreciará por parte de los expertos de la técnica. Una batería (no mostrada) es también, preferiblemente, portada por el alojamiento 21 con el fin de suministrar energía a los circuitos 48. La expresión "circuitos de RF" puede abarcar los circuitos transmisores-receptores de RF capaces de funcionar unos con otros, circuitos de potencia y circuitos de audio.

Por otra parte, un transductor de salida de audio 49 (por ejemplo, un altavoz) es portado por una porción superior 46 del alojamiento 21 y está conectado a los circuitos 48. Uno o más dispositivos de interfaz de introducción por el usuario, tales como un cuadro o parrilla 23 de teclas (teclado) (Figura 2), son también portados, preferiblemente, por el alojamiento 21 y están conectados a los circuitos 48. La expresión "parrilla de teclas", tal y como se utiliza aquí, hace referencia también al término "teclado", que indica los dispositivos de introducción por el usuario que tienen teclas con letras y/o números comúnmente conocidas y otras realizaciones, que incluyen modos de introducción de múltiples pulsaciones o predictivos. Otros ejemplos de dispositivos de interfaz de introducción por el usuario incluyen una rueda de despliegue 37 y un botón trasero 36. Por supuesto, se apreciará que es posible utilizar en otras realizaciones otros dispositivos de interfaz de introducción por el usuario (por ejemplo, una interfaz de lápiz o de pantalla táctil).

Una antena 45 está situada, preferiblemente, en la porción inferior 47 del alojamiento y puede haberse formado como una configuración de pistas conductoras que constituyen un circuito de antena, el cual forma físicamente la antena. Ésta está conectada a los circuitos 48 de la placa principal de circuito 67. En un ejemplo no limitativo, la antena puede estar formada en una sección de placa de circuito de antena que se extiende desde la placa de circuito principal situada en la porción inferior del alojamiento. Si se coloca la antena 45 adyacente a la porción inferior 47 del alojamiento 21, se incrementa ventajosamente la distancia entre la antena y la cabeza del usuario cuando se está utilizando el teléfono, al objeto de contribuir al cumplimiento de los requisitos SAR aplicables. Puede utilizarse también una placa de circuito de teclado independiente.

Más concretamente, un usuario mantendrá, típicamente, la porción superior del alojamiento 21 muy cerca de su cabeza, de tal manera que el transmisor-receptor 49 de salida de audio se encuentre inmediatamente próximo o adyacente a su oído. Y sin embargo la porción inferior 47 del alojamiento 21, en la que se encuentra situado un transductor de entrada de audio (es decir, un micrófono), no necesita ser situada inmediatamente adyacente a la boca de un usuario, y puede ser mantenida lejos de la boca del usuario. Es decir, el mantenimiento del transductor de entrada de audio cerca de la boca del usuario no sólo puede resultar incómodo para el usuario, sino que puede también distorsionar la voz del usuario en algunas circunstancias. Además, la colocación de la antena 45 adyacente a la porción inferior 47 del alojamiento 21 separa también, de forma ventajosa, la antena de manera que se aleja adicionalmente del cerebro del usuario.

Otro beneficio importante de la colocación de la antena 45 adyacente a la porción inferior 47 del alojamiento 21 es que esto puede hacer posible un menor impacto en el comportamiento de la antena como consecuencia del bloqueo por la mano de un usuario. Es decir, los usuarios sujetan típicamente los teléfonos celulares por la porción entre media y superior del alojamiento del teléfono, y es, por tanto, más probable que coloquen su mano sobre tal antena que sobre una antena montada en posición adyacente a la porción inferior 7 del alojamiento 21. De acuerdo con ello, puede conseguirse un comportamiento más fiable con la ubicación de la antena 45 adyacente a la porción inferior 47 del alojamiento 21.

Aún otro beneficio de esta configuración es que proporciona más espacio para que incorporen uno o más dispositivos de entrada/salida (I/O -"input/output") auxiliares 50 en la porción superior 46 del alojamiento. Por otra parte, si se separa la antena 45 del (de los) dispositivo(s) de entrada/salida auxiliar(es) 50, ello puede hacer posible la reducción de la interferencia entre ellos.

Algunos ejemplos de dispositivos de entrada/salida auxiliares 50 incluyen una antena de WLAN (por ejemplo, de Bluetooth, según la especificación del IEEE 802.11) con el fin de proporcionar capacidades de comunicación de WLAN [Red de Área Local Inalámbrica -"Wireless Local Area Network"], y/o una antena de un sistema de localización por satélite (por ejemplo, GPS [Sistema de Localización Global -"Global Positioning System"], Galileo, etc.) para proporcionar capacidades de localización de la posición, tal y como se apreciará por los expertos de la técnica. Otros ejemplos de dispositivos de entrada/salida auxiliares 50 incluyen un segundo transductor de salida de audio (por ejemplo, un altavoz para el funcionamiento del teléfono como altavoz), así como una lente de cámara destinada a proporcionar capacidades de cámara digital, o un conectador de dispositivo eléctrico (por ejemplo, USB, auricular, seguro digital (SD -"secure digital") o tarjeta de memoria, etc.).

Ha de apreciarse que la expresión "entrada/salida", tal y como se utiliza aquí para el (los) dispositivo(s) de entrada/salida (E/S) auxiliar(es) 50, significa que tales dispositivos pueden tener capacidades de entrada y/o de salida, y no es necesario que proporcionen ambas en todas las realizaciones. Es decir, los dispositivos tales como las lentes de cámara tan sólo pueden recibir una entrada óptica, por ejemplo, en tanto que un enchufe o toma de auricular puede proporcionar únicamente una salida de audio.

El dispositivo 20 incluye adicionalmente, de forma ilustrativa, un dispositivo de presentación visual 22, por ejemplo, un dispositivo de presentación visual de cristal líquido (LCD -"liquid cristal display"), incorporado en el alojamiento 21 y conectado a los circuitos 48. Un botón trasero 36 y una rueda de despliegue 37 pueden también estar conectados a los circuitos 48 con el fin de permitir a un usuario desplazarse a través de menús, texto, etc., tal y como se apreciará por parte de los expertos de la técnica. Puede hacerse referencia también a la rueda de despliegue 37 como "rueda de pulgar" o "rueda cursora" en algunos casos. El cuadro o parrilla 23 de teclas incluye ilustrativamente una pluralidad de teclas 24 con múltiples símbolos, cada una de las cuales tiene indicaciones de una pluralidad de símbolos respectivos en la misma. La parrilla 23 de teclas incluye, también ilustrativamente, una tecla de función alternativa 25, una tecla de paso a siguiente 26, una tecla de espacio 27, una tecla de desplazamiento 28, una tecla de retorno (o intro) 29 y una tecla de espacio hacia atrás/borrado 30.

La tecla de paso a siguiente 26 se utiliza también para introducir un símbolo "*" al pulsar o accionar primero la tela de función alternativa 25. Similarmente, la tecla de espacio 27, la tecla de desplazamiento 28 y la tecla de espacio hacia atrás 30 se utilizan para introducir, respectivamente, un "0" y una "#" al accionar primeramente la tecla de función alternativa 25. La parrilla 23 de teclas incluye, de forma adicionalmente ilustrativa, una tecla de envío 31, una tecla de final 32, así como una tecla de prestaciones o utilidades (es decir, menú) 39 para uso en la realización de llamadas telefónicas celulares, tal y como se apreciará por parte de los expertos de la técnica.

Además, los símbolos de cada tecla 24 están dispuestos en filas o hileras superior e inferior. Los símbolos de las hileras inferiores se introducen cuando un usuario pulsa una tecla 24 sin haber pulsado primero la tecla de función alternativa 25, en tanto que los símbolos de la hilera superior se introducen al pulsar primeramente la tecla de función alternativa. Como se observa en la Figura 2, las teclas 24 de múltiples símbolos están dispuestas en las tres primeras filas de la parrilla 23 de teclas, debajo de las teclas de envío y de final 31, 32. Por otra parte, los símbolos de letra de cada una de las teclas 24 están dispuestos de manera que definen una configuración QWERTY. Es decir, las letras de la parrilla 23 de teclas se han presentado en un formato en tres filas, de tal manera que las letras de cada fila se encuentran en el mismo orden y posición relativa que en un teclado estándar QWERTY.

Cada fila de teclas (incluyendo la cuarta fila de las teclas de función 25-29) está organizada en cinco columnas. Las teclas 24 de múltiples símbolos de las segunda, tercera y cuarta columnas de las primera, segunda y tercera filas tienen sobre ellas indicaciones numéricas (es decir, del 1 al 9) a las que puede accederse accionando primeramente la tecla de función alternativa 25. En combinación con las teclas de paso a siguiente, espacio y desplazamiento, 26, 27, 28, que introducen, respectivamente, un "*", un "0" y una "#" al accionar primeramente la tecla de función alternativa 25, según se ha hecho notar anteriormente, este conjunto de teclas define una configuración de teclado telefónico estándar, tal y como se encontrará en un teléfono de tonos de pulsación convencional, tal y como se apreciará por los expertos de la técnica.

De acuerdo con ello, el dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas 20 según se ha descrito no sólo puede ser utilizado, ventajosamente, como un teléfono celular convencional, sino que puede también utilizarse, convenientemente, para enviar y/o recibir datos a través de una red celular u otra red, tal como, por ejemplo, datos por Internet y por correo electrónico. Por supuesto, es también posible utilizar otras configuraciones de parrilla de teclas en otras realizaciones. Pueden utilizarse modos de introducción de múltiples pulsaciones o predictivos para el tecleo de correos electrónicos, etc., tal y como se apreciará por parte de los expertos de la técnica.

La antena 45 está, preferiblemente, formada como una antena de banda de múltiples frecuencias, que proporciona unas características de transmisión y recepción mejoradas frente a las múltiples frecuencias de funcionamiento. Más concretamente, la antena 45 está diseñada para proporcionar una elevada ganancia, una correspondencia de impedancias deseada, y satisfacer los requisitos SAR aplicables en toda una anchura de banda relativamente amplia y en múltiples bandas de frecuencias celulares. A modo de ejemplo, la antena 45 funciona, preferiblemente, a lo largo de cinco bandas, a saber, una banda de Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM -"Global System for Mobile Communications") de 850 MHz, una banda de GSM de 900 MHz, una banda de PCS y una banda de WCDMA (es decir, de hasta aproximadamente 2.100 MHz), si bien puede ser utilizada también para otras bandas/frecuencias. Para ahorrar espacio, la antena 45 puede estar implementada, ventajosamente, en tres dimensiones, si bien puede implementarse también en realizaciones bidimensionales o planas. El dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas que se muestra en las Figuras 1 y 2 puede incorporar unas cuentas de correo electrónico y de mensajería, así como proporcionar diferentes funciones tales como la composición de correos electrónicos, mensajes de PIN y mensajes de SMS. El dispositivo puede gestionar mensajes por medio de un menú apropiado que puede ser recuperado al escoger un icono de mensajes. Una función de agenda o libro de direcciones puede añadir contactos, permitir la gestión de una agenda, ajustar opciones de la agenda y gestionar libros de teléfonos en la tarjeta SIM. Un menú de teléfono puede permitir la realización y la contestación de llamadas telefónicas con el uso de diferentes propiedades de telefonía, la gestión de la introducción de información para la entrada en llamadas telefónicas, el ajuste de opciones del teléfono y el visionado de información telefónica. Una aplicación de navegador puede permitir la navegación o desplazamiento a través de páginas web, la configuración de un navegador, la adición de marcadores o señalizadores de página y el cambio de las opciones del navegador. Otras aplicaciones pueden incluir una indicación de tareas, una plantilla de memorización, calculadora, alarma y juegos, así como opciones de manejo manual con varias referencias.

Puede escogerse un icono de calendario para introducir un programa de calendario que puede ser utilizado para establecer y gestionar eventos tales como reuniones o citas. El programa de calendario puede consistir en cualquier tipo de programa de mensajería o de citas/reuniones que permita a un organizador establecer el evento, por ejemplo, una cita o una reunión.

Un ejemplo no limitativo de los diversos componentes funcionales que pueden ser utilizados en el dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas 20 de las Figuras 1 y 2, se describe adicionalmente en el ejemplo que sigue, con referencia a la Figura 3. El dispositivo 20 incluye, ilustrativamente, una carcasa o alojamiento 120, una parrilla 140 de teclas y un dispositivo de salida 160. El dispositivo de salida 160 mostrado es, preferiblemente, un dispositivo de presentación visual, el cual consiste, de preferencia, en un LCD completamente gráfico. Pueden emplearse, alternativamente, otros tipos de dispositivos de salida. Un dispositivo de tratamiento 180 se encuentra contenido en el alojamiento 120 y está conectado entre la parrilla 140 de teclas y el dispositivo de presentación visual 160. El dispositivo de tratamiento 180 controla el funcionamiento del dispositivo de presentación visual 160, así como el funcionamiento global del dispositivo móvil 20, en respuesta al accionamiento de las teclas de la parrilla 140 de teclas por parte del usuario.

El alojamiento 120 puede ser alargado verticalmente, o bien puede adoptar otros tamaños y formas (incluyendo estructuras de alojamiento de semienvueltas bivalvas o de dos conchas). La plantilla de teclas puede incluir una tecla de selección de modo, o bien otro dispositivo físico o software para la conmutación entre introducción de texto y entrada de telefonía.

Además del dispositivo de tratamiento 180, se muestran esquemáticamente otras partes del dispositivo móvil 20 en la Figura 3. Estas incluyen un subsistema de comunicaciones 101; un subsistema de comunicaciones de corto alcance 102; la parrilla 140 de teclas y el dispositivo de presentación visual 160, conjuntamente con otros dispositivos de entrada/salida 106, 108, 110 y 112; así como dispositivos de memoria 116, 118 y diversos otros subsistemas 121 del dispositivo. El dispositivo móvil 20 es, preferiblemente, un dispositivo de comunicaciones de RF bidireccional o en ambos sentidos, que tiene capacidades de comunicación de voz y de datos. Además, el dispositivo móvil 20 tiene, preferiblemente, la capacidad de comunicarse con otros sistemas informáticos a través de la Internet.

La programación o software de sistema operativo ejecutado por el dispositivo de tratamiento 180 es, preferiblemente, almacenado en una memoria permanente, tal como la memoria 116 de tipo flash o de refrescamiento por impulsos, aunque puede ser almacenado en otros tipos de dispositivos de memoria, tales como una memoria de sólo lectura (ROM -"read-only memory") o un elemento de almacenamiento similar. Además, pueden cargarse temporalmente software del sistema, aplicaciones específicas del dispositivo o partes de las mismas, en un almacenamiento volátil, tal como la memoria de acceso aleatorio (RAM -"random access memory"). Las señales de comunicación recibidas por el dispositivo de memoria pueden almacenarse también en la RAM 118.

El dispositivo de tratamiento 180, además de sus funciones de sistema operativo, permite la ejecución de aplicaciones de software 130A-130N en el dispositivo 20. Puede instalarse en el dispositivo 20, en el curso de su fabricación, un conjunto predeterminado de aplicaciones que controlan operaciones básicas del dispositivo, tales como las comunicaciones de datos y de voz 130A y 130B. Es posible instalar, además, una aplicación de gestor de información personal (PIM -"personal information manager") durante la fabricación. El PIM es, preferiblemente, capaz de organizar y gestionar elementos de datos, tales como correo electrónico, eventos de calendario, correos o mensajes de voz, citas y elementos de tareas. La aplicación de PIM es también, de preferencia, capaz de enviar y recibir elementos de datos a través de una red inalámbrica 141. Preferiblemente, los elementos de datos de PIM son integrados sin discontinuidades o interrupciones, sincronizados y actualizados a través de la red inalámbrica 141, de modo que los elementos de datos correspondientes del usuario del dispositivo están almacenados o asociados con un sistema informático anfitrión o principal.

Las funciones de comunicación, incluyendo comunicaciones de datos y de voz, se llevan a cabo por medio del subsistema de comunicaciones 101 y, posiblemente, mediante el subsistema de comunicaciones de corto alcance. El subsistema de comunicaciones 101 incluye un receptor 150, un transmisor 152 y una o más antenas 154 y 156. Además, el subsistema de comunicaciones 101 incluye también un módulo de procesamiento o tratamiento, tal como un procesador de señal digital (DSP -"digital signal processor") 158 y osciladores locales (Los -"local oscillators") 161. El diseño e implementación específicos del subsistema de comunicaciones 101 depende de la red de comunicaciones en la que esté destinado a operar el dispositivo móvil 20. Por ejemplo, el dispositivo móvil 20 puede incluir un subsistema de comunicaciones 101 diseñado para operar con las redes de comunicaciones móviles de datos Mobitex^{TM}, DataTAC^{TM} o del Servicio General de Radio en Paquetes (GPRS -"General Packet Radio Service"), y diseñado también para operar con cualquiera de una variedad de redes de comunicación, tales como AMPS, TDMA, CDMA, PCS, GSM, etc. Pueden también utilizarse con el dispositivo móvil 20 otros tipos de redes de datos y de voz, tanto independientes como integradas.

Los requisitos de acceso a la red pueden variar dependiendo del tipo del sistema de comunicación. Por ejemplo, en las redes Mobitex y DataTAC, los dispositivos móviles se registran en la red utilizando un número de identificación personal único o exclusivo, o PIN ("personal identification number"), asociado a cada dispositivo. En las redes de GPRS, sin embargo, el acceso a la red está asociado con un abonado o usuario de un dispositivo. Un dispositivo de GPRS requiere, por tanto, un módulo de identidad de abonado, al que se hace referencia por lo común como tarjeta de SIM, para operar en una red de GPRS.

Una vez que se han completado los procedimientos de registro en red o activación requeridos, el dispositivo móvil 20 puede enviar y recibir señales de comunicación a través de la red de comunicación 141. Las señales recibidas desde la red de comunicaciones 141 por la antena 154 son encaminadas al receptor 150, el cual proporciona la amplificación de la señal, la conversión en sentido descendente de la frecuencia, la filtración, la selección de canal, etc., y puede también proporcionar conversión de analógica en digital. La conversión de analógica en digital de la señal recibida permite al DSP 158 realizar funciones de comunicación más complejas, tales como la desmodulación y la descodificación. De una forma similar, las señales que se han de transmitir a través de la red 141 son tratadas (por ejemplo, moduladas y codificadas) por el DSP 158 y son entonces proporcionadas al transmisor 152 para su conversión de digitales en analógicas, su conversión de frecuencia en sentido ascendente, su filtración, su amplificación y su transmisión a la red (o redes) de comunicación 141 por medio de la antena 156.

Además del tratamiento de las señales de comunicación, el DSP 158 proporciona un control del receptor 150 y del transmisor 152. Por ejemplo, las ganancias aplicadas a las señales de comunicación en el receptor 150 y en el transmisor 152 pueden ser controladas adaptativamente a través de algoritmos de control automático de la ganancia implementados en el DSP 158.

En un modo de comunicación de datos, una señal recibida, tal como un mensaje de texto o una descarga de una página web, es tratada por el subsistema de comunicaciones 101 y se suministra como entrada al dispositivo de tratamiento 180. La señal recibida es entonces tratada adicionalmente por parte del dispositivo de tratamiento 180 para aportarla como salida al dispositivo de presentación visual 160, ó bien, alternativamente, a algún otro dispositivo de entrada/salida (I/O) auxiliar 106. Un dispositivo de usuario puede también componer elementos de datos, tales como mensajes de correo electrónico, utilizando el teclado 140 y/o algún otro dispositivo de entrada/salida auxiliar 106, tal como una panel táctil, un conmutador basculante, una rueda de pulgar o algún otro tipo de dispositivo de introducción. Los elementos de datos compuestos pueden ser entonces transmitidos por la red de comunicaciones 141, a través del subsistema de comunicaciones 101.

En un modo de comunicaciones de voz, el funcionamiento global del dispositivo es sustancialmente similar al modo de comunicaciones de datos, a excepción de que las señales recibidas se suministran como salida a un altavoz 110, y las señales para la transmisión son generadas por un micrófono 112. Pueden también implementarse en el dispositivo 20 subsistemas de entrada/salida de voz o de audio alternativos, tales como un subsistema de grabación de mensajes de voz. Además, el dispositivo de presentación visual 160 puede ser utilizado asimismo en un modo de comunicaciones de voz, por ejemplo, para presentar visualmente la identificación de una parte llamante, la duración de una llamada de voz u otra información relacionada con una llamada de voz.

Cualquier subsistema de comunicaciones de corto alcance permite la comunicación entre el dispositivo móvil 20 y otros sistemas o dispositivos próximos, que no han de ser necesariamente dispositivos similares. Por ejemplo, el subsistema de comunicaciones de corto alcance puede incluir un dispositivo de infrarrojos y circuitos y componentes asociados, o bien un módulo de comunicaciones Bluetooth^{TM}, a fin de hacer posibles las comunicaciones con sistemas y dispositivos similarmente habilitados.

Ha de comprenderse que el GSM es un sistema de comunicaciones preferido y que utiliza una interfaz de radio que puede tener una banda de frecuencias de enlace ascendente y una banda de frecuencias de enlace descendente con una anchura de banda de aproximadamente 25 MHz, típicamente subdividida en 124 canales de frecuencia de portadora, cada uno de los cuales está separado de los otros en aproximadamente 200 kHz, como ejemplos no limitativos. Puede utilizarse multiplexación por división en el tiempo para hacer posibles en torno a 8 canales de habla por cada canal de radiofrecuencia, lo que proporciona 8 ranuras temporales de radio y 8 periodos de trenes de impulsos agrupados en los que se denomina trama de TDMA. Una velocidad de transferencia de datos de canal puede ser en torno a 270.833 kbps [kilobits por segundo], y una duración de trama, de alrededor de 4.615 milisegundos (ms), en un ejemplo no limitativo. La salida de potencia puede variar desde aproximadamente 1 a aproximadamente 2 vatios.

Típicamente, puede emplearse la codificación lineal predictiva (LPC -"linear predictive coding") para reducir la velocidad de transferencia de bits y proporcionar parámetros para que un filtro imite o reproduzca una pista vocal con habla codificada a aproximadamente 13 kbps. Pueden emplearse cuatro tamaños de celda diferentes con una red de GPS, incluyendo, celdas macro, micro, pico y "de paraguas". Una antena de estación de base puede estar instalada en un edificio central, por encima del nivel medio de los tejados de una macro-celda. En una micro-celda, la altura de la antena puede encontrarse bajo el nivel medio de los tejados y utilizarse en zonas urbanas. Las micro-celdas tienen, típicamente, un diámetro de aproximadamente unas pocas docenas de metros y se utilizan en espacios a cubierto o interiores. Las celdas de paraguas pueden cubrir zonas de sombra o celdas más pequeñas. Típicamente, la distancia más larga para la especificación de celda cubierta por una antena es en torno a 35,40 km (22 millas), dependiendo de la altura de la antena, de la ganancia y de las condiciones de propagación.

Los sistemas de GSM incluyen, típicamente, un subsistema de estaciones de base, un subsistema de red y de conmutación, y una red central o nuclear de Servicio General de Radio en Paquetes (GPRS -"General Packet Radio Service"). Un módulo de identificación de abonado (SIM) está implementado habitualmente dentro del dispositivo de comunicaciones, por ejemplo, la bien conocida tarjeta de SIM, similar a una tarjeta inteligente, que contiene la información de abonado y la agenda telefónica de un usuario. El usuario puede también cambiar de equipo de mano o terminal, o puede cambiar de operador cambiando la SIM.

El protocolo de señalización de GSM tiene tres capas generales. La capa 1 es una capa física que utiliza estructuras de canal por encima de la interfaz aérea. La capa 2 es la capa de enlace de datos. La capa 3 es un protocolo de señalización que incluye tres capas subordinadas o sub-capas. Éstas incluyen una sub-capa de Gestión de Recursos de Radio, destinada a controlar el establecimiento, el mantenimiento y la terminación de canales de radio y fijos, incluyendo entregas o cesiones. Una sub-capa de Gestión de Movilidad gestiona los procedimientos de actualización de la posición y de registro, y asegura la autentificación. Una sub-capa de Gestión de Conexión se encarga del control general de las llamadas, y gestiona servicios suplementarios y el servicio de mensajes cortos. La señalización entre diferentes entidades tales como el Registro de Posición Doméstica (HLR -"Home Location Register") y el Registro de Posición de Visita (VLR -"Visiting Location Register") puede cumplimentarse a través de una Parte de Aplicación Móvil (MAP "Mobile Application Part") construida sobre la Parte de Aplicación de Capacidades de Transacción (TCAP -"Transaction Capabilities Application Part") de la capa superior del Sistema de Señalización Nº 7.

Una sub-capa de Gestión de Recursos de Radio (RRM -"Radio Resources Management") puede supervisar el establecimiento de enlaces por radio y fijos entre la estación móvil y un MSE.

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Es también posible utilizar Velocidades de Transferencia de Datos Mejoradas para la Evolución del GSM
(EDGE -"Enhanced Data Rates for GSM Evolution"), como mejora de las redes de Servicio General de Radio en Paquetes (GPRS). Las EDGE pueden utilizar Cifrado con Desplazamiento de Fase 8 (8 PSK -"8 Phase Shift Keying") y Cifrado con Desplazamiento Mínimo Gaussiano (GMSK -"Gaussian Minimum Shift Keying") para diferentes esquemas de modulación y de codificación. Puede producirse una palabra de tres bits para cada fase portadora cambiante. Un algoritmo de adaptación de la velocidad de transferencia puede adaptar el Esquema de Modulación y Codificación (MSC -"Modulation and Coding Scheme") de acuerdo con la calidad del canal de radio y la velocidad de transferencia de bits, y con la robustez de la transmisión de datos. Las estaciones de base son, típicamente, modificadas para el uso de EDGE.

La Figura 4 es un ejemplo de un diagrama de bloques de alto nivel y un circuito esquemático para un receptor de baja IF que puede ser utilizado con el sistema y el método según lo descrito. El receptor 200 incluye una antena 202 que recibe una señal de comunicación y hace pasar la señal a un amplificador de bajo ruido (LNA -"low noise amplifier") 204. La señal es dividida dentro de un divisor 206 y pasa a unos mezcladores 208, 210. Un generador 212 de señal genera una señal de oscilador local (LO -"local oscillator") para los mezcladores 208, 210. Una de las señales del oscilador local se cambia en fase por medio de una fuente o dispositivo de desplazamiento híbrido, no ideal, 214, con lo que se crea un desequilibro de fases en banda ancha. Las señales respectivas se hacen pasar desde los respectivos mezcladores 208, 210, tal y como se ilustra. Cada señal pasa al interior de respectivos filtros 216, 218 contra errores de distorsión, y, a continuación, a respectivos convertidores de analógico en digital 220, 222. A continuación tienen lugar la mezcla y la desmodulación digitales. Cada señal pasa, después de su conversión, al interior de un circuito mezclador digital que incluye unos multiplicadores 226, 228, cada uno de los cuales recibe también una señal procedente de un Sintetizador Digital Directo 224, en forma de señales senoidales o cosenoidales, según se ilustra. Las señales procedentes del Sintetizador Digital Directo 224 se multiplican en unos multiplicadores 230, 232 y se suman dentro de un sumador 234 como parte de la mezcla digital. Las señales procedentes de los mezcladores 226, 228 se suman en el sumador 236. Las señales procedentes de los sumadores 234, 236 son filtradas, respectivamente, por unos filtros de selectividad 238, 240 y procesadas o tratadas a continuación dentro de un procesador 242. Los filtros contra errores de distorsión pueden ser filtros analógicos no ideales, como fuente de desequilibrio de amplitud y de fase en la banda de base.

En funcionamiento, tras la mezcla en los filtros 208, 210, comienza el proceso de conversión en sentido descendente. El desequilibro del mezclador puede crear problemas de imagen tal y como se ha hecho notar anteriormente. Por ejemplo, frecuencias negativas pueden traducirse en frecuencias positivas con una atenuación significativa. El Sintetizador Digital Directo, junto con los multiplicadores, puede permitir que el desplazamiento o corrimiento se reduzca a cero.

Las Figuras 5 a 8 son gráficos que muestran dos posibles escenarios o situaciones para la señal del oscilador local, al que se hace referencia también, más convenientemente, como LO, en las que el oscilador local puede aparecer en la frecuencia de radio RF, tal como se ilustra. Las Figuras 5 y 6 muestran el LO del lado negativo. La Figura 5 muestra el LO con un descentramiento de frecuencia negativo con respecto a la frecuencia central de la señal deseada (WS -"wanted signal"). La señal interferente (IS) se ha mostrado a la izquierda, y la señal deseada, a la derecha. El solapamiento de señales muestra el LO del lado negativo. Tras la conversión de RF en sentido descendente, tal y como se muestra en la Figura 6, aparece la imagen interferente (II) debido al desequilibrio de I/Q con la amplitud y la
fase.

Las Figuras 7 y 8 son gráficos que muestran ejemplos preferidos con ciertas situaciones de las señales interferente y deseada, y del LO el lado positivo con el corrimiento positivo de las frecuencias. La Figura 8 muestra la señal interferente y la señal deseada en el lado de la izquierda, y la imagen deseada (WI -"wanted image") y la imagen interferente (II) en el lado de la derecha, según se ilustra.

Debe comprenderse que las Figuras 5 y 6 ilustran la situación en la que el LO se encuentra entre las dos señales, deseada e interferente, y es, por tanto, el LO del lado negativo, debido a que se encuentra por debajo del centro de la señal deseada. Tras la conversión en sentido descendente según se muestra en la Figura 6, el LO parece ser cero de corriente continua (DC -"direct current") en un elemento interferente básicamente de cero Hz en el lado negativo. Debido a este desequilibrio de I/Q, la imagen del elemento interferente se reduce significativamente y aparece el solapamiento con la señal deseada. La señal deseada parece haberse degradado significativamente como consecuencia de la imagen que se solapa.

Las Figuras 7 y 8 muestran el LO en el lado positivo, de tal manera que, tras la conversión en sentido descendente, el elemento interferente de uno de los lados tiende relativamente a cero y no existirá solapamiento en cuanto a la señal deseada. El filtro de selectividad según se ha descrito en lo anterior puede eliminar algunos componentes indeseados, dejando las señales deseadas. Así pues, ha de comprenderse que en estos ejemplos, las Figuras 5 y 6 representan un caso con un rendimiento malo, y las Figuras 7 y 8 representan un caso con rendimiento bueno. El sistema trata de alcanzar la mejor posición para el oscilador local, e intenta mantener la señal interferente en el mismo lado de la señal deseada.

A continuación sigue una descripción de pseudo-código utilizando programación en C para el sistema y el método. Debe comprenderse que el oscilador local produce, en receptores de IF muy baja, un único tono como portadora sin modular para la entrada al mezclador de RF a una frecuencia de RF de canal de GSM deseada, más/menos una IF muy baja, de tal forma que el sistema y el método pueden escoger dinámicamente el signo de la IF muy baja con el fin de obtener la mejor relación entre señal y ruido (SNR -"signal-to-noise ratio").

Se describen tres líneas de actuación, de manera que cada línea corresponde a una tarea o cometido de tratamiento en el programa informático. Una primera línea de actuación es la inicialización del sistema, que se produce en un cierto momento y viene seguida de una línea de actuación de control de radio y una línea de actuación de desmodulación del receptor, las cuales se repiten continuamente en un bucle.

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Descripción del pseudo-código

Inicialización del sistema:

1. Asignar la matriz CONTADOR_LO_ACTUAL ("CURRENT_LO_COUNTER") a todos los canales de GSM disponibles. Ajustar todas las entradas en "0". Esta define el número de veces que se utilizará el lado de LO ganador en ese momento (con la mejor SNR), hasta que llegue a ser "0".

2. Asignar la matriz LADO_LO ("LO_SIDE") a todos los canales de GSM disponibles. Ajustar todas las entradas en "0" ("0" significa LO del lado bajo con IF_Muy_Baja ("Very_Low_IF") negativa; "1" significa LO del lado bajo con IF_Muy_Baja ("Very_Low_IF") positiva). Esta matriz definirá el signo utilizado en ese momento para la IF_Muy_Baja.

3. Asignar la matriz CONTADOR_LO_SUPERIOR ("TOP_LO_COUNTER") a todos los canales de GSM disponibles. Ajustar todas las entradas en "1". Esta matriz define números máximos de intentos que el sistema puede aplicar para los mejores ajustes de LO en un canal concreto sin conmutar o pasar de vuelta al "peor" lado de LO para buscar cambios en las condiciones del canal.

4. Asignar la matriz SNR_LO_GANADOR ("WINNING_LO_SNR") a todos los canales de GSM disponibles. Ajustar todas las entradas en "0". Esta matriz contiene SNRs del lado de LO ganador para cada canal de GSM.

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Línea de actuación de control de radio:

1. Si el dispositivo de accionamiento o excitador de RF ha de configurar el conjunto de chips de RF para recibir un tren de impulsos de GSM/GPRS, entonces:

1.1. Si CONTADOR_LO_ACTUAL para el canal de GSM vigente en ese momento es igual a "0", entonces programar el conjunto de chips de RF para que utilice inversión lógica de la LADO_LO vigente en ese momento (signo de IF_Muy_Baja inverso).

1.2. Si CONTADOR_LO_ACTUAL para el canal de GSM en curso en ese momento es mayor que "0", entonces programar el conjunto de chips para que utilice la LADO_LO presente en ese momento (mantener el mismo signo de IF_Muy_Baja).

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Línea de actuación de desmodulación de receptor:

1. Desmodular el tren de impulsos de GSM/GPRS y obtener la SNR del tren de impulsos.

2. Si CONTADOR_LO_ACTUAL para un canal en curso en ese momento es igual a "0" (la SNR vigente en ese momento representa el lado de LO perdedor), entonces:

2.1. Ajustar CONTADOR_LO_ACTUAL de modo que sea igual a CONTADOR_LO_SUPERIOR para el canal en curso en ese momento.

2.2. Si la SNR vigente en ese momento es mayor que la SNR_LO_GANADOR, entonces:

2.2.1. Si CONTADOR_LO_SUPERIOR es igual a "1" (CONTADOR_LO_SUPERIOR más bajo posible), entonces:

2.2.1.1. Invertir LADO_LO vigente en ese momento (se tiene un nuevo lado de LO ganador).

2.2.1.2. Actualizar SNR_LO_GANADOR vigente en ese momento con el presente valor de SNR.

2.2.1.3. Ajustar CONTADOR_LO_ACTUAL en "0".

2.2.2. Si CONTADOR_LO_SUPERIOR es MAYOR que "1", reducir entonces CONTADOR_LO_SUPERIOR.

2.3. Si la SNR es más pequeña que la SNR_LO_GANADOR, incrementar CONTADOR_LO_SUPERIOR (pero de forma que no sea superior al límite máximo definido; en la implementación del presente Solicitante, la CONTADOR_LO_SUPERIOR más alta posible es igual a 60).

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3. Si CONTADOR_LO_ACTUAL para el canal en curso en ese momento NO es igual a "0", entonces:

3.1. Almacenar la SNR vigente en ese momento en la entrada de matriz SNR_LO_GANADOR (correspondiente al canal en curso en ese momento).

3.2. Reducir CONTADOR_LO_ACTUAL para el canal en curso en ese momento.

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En el pseudo-código anterior, SNR indica la relación entre la señal y el ruido. IF indica la Frecuencia Intermedia. LO indica el oscilador local. Ha de comprenderse que, en los receptores de frecuencia intermedia muy baja, esto produce un único tono típicamente a modo de una portadora no modulada para la entrada al mezclador de RF en la frecuencia de RF de canal de GSM deseada, +/- la IF muy baja. El sistema y el método escogen dinámicamente el signo de la IF muy baja de manera que se obtenga la mejor SNR.

Ha de comprenderse que una matriz es una colección de variables del mismo tipo. Los elementos individuales de la matriz pueden ser identificados por un índice entero. En C, el índice comienza típicamente por cero. Puede haber matrices de una sola dimensión o matrices de múltiples dimensiones. Debe comprenderse que puede utilizarse un puntero en lugar de una matriz. Asimismo, las dimensiones no se fijan, típicamente, de forma inmediata. Puede asignarse el espacio como se requiera. Cuando se pasa como argumento a una función, el tamaño de la matriz no es necesariamente conocido. Si bien, convencionalmente, algunos tipos de matriz del C eran unidimensionales y un tamaño fijo y estático especificaba un tiempo de compilación, existen matrices de longitud variable que se pueden utilizar. Es posible asignar un bloque de memoria de un tamaño arbitrario en el tiempo de ejecución utilizando una librería estándar, y tratarlo como una matriz. Por supuesto, pueden formarse punteros como referencia, que registren la dirección o posición de un objeto en la memoria, y que pueden ser manipulados utilizando asignaciones normales o aritmética de puntero.

En el pseudo-código anteriormente identificado, la matriz de los diferentes canales depende de la forma, y puede dar soporte a una pluralidad de bandas diferentes, de manera que cada banda tiene un conjunto de canales de GSM. Por ejemplo, pueden existir unos pocos cientos de canales por cada banda. Por supuesto, cuantas más bandas soporte el dispositivo, mayor podrá ser la matriz.

Una matriz puede definir el lado del LO que se utilizará par cada canal particular. Ha de comprenderse, a lo largo de toda la descripción, que en el pseudo-código anterior se hace referencia también al término "ganador" como "el de mejor rendimiento". El LO puede fijarse en dos posiciones fijas, es decir, positiva y negativa, correspondientes a un descentramiento de la frecuencia. Así pues, una posición puede proporcionar el mejor rendimiento, como lado "ganador" o "de mejor rendimiento". Las matrices pueden contener contadores para cada canal. Un contador superior puede indicar el número de iteraciones que quedan en uno de los lados. Por ejemplo, si el sistema decide que un descentramiento de frecuencia negativo proporciona el mejor rendimiento, el sistema permanecerá en una posición negativa para un número "n" de trenes de impulsos de GSM. Si el LO se encuentra en una posición negativa, esta posición puede cambiar a positiva a modo de doble comprobación para determinar si ha cambiado algo en el lado positivo. Se calcularán los datos estadísticos, y el contador superior puede definir el número de veces que el sistema permanecerá en el lado de mejor rendimiento, o "ganador". Si el lado negativo es el de mejor rendimiento y el contador superior es diez, entonces serán recibidos secuencialmente diez trenes de impulsos sin cambiar el lado del LO. Se obtendrán más datos estadísticos y, en algún momento, el sistema confía en que el negativo proporcione el mejor rendimiento.

Puede haber en el sistema, en este ejemplo, una razón para trasladarse al lado positivo. Por ejemplo, el contador de LO superior puede estar en 60, y se recibirá esta misma cantidad de trenes de impulsos basándose en la posición del LO. El contador en curso en ese momento puede ser un indicador del número de iteraciones quedan hasta cero. Así pues, el contador superior puede ser, en este ejemplo no limitativo, el máximo permitido en uno de los lados. Éste puede estar ajustado en cero o en uno y mostrará qué lado se utilizará, al indicar el lado que proporciona el mejor rendimiento.

La línea de actuación de inicialización del sistema tiene lugar una sola vez, cuando el dispositivo o la unidad se conecta o "enciende". La línea de actuación del control de radio y la línea de actuación de desmodulación del receptor discurrirán en ciclos una y otra vez en secuencia una con otra, de manera que la línea de actuación de control de radio irá seguida por la línea de actuación de desmodulación de receptor cuando se reciba el tren de impulsos.

En la línea de actuación de control de radio, el dispositivo de accionamiento de RF configura el conjunto de chips de RF para recibir un tren de impulsos. Puede existir una inversión lógica, como se ilustra.

En el sistema y el método según lo descrito, se mantiene algún acceso de memoria en este tipo encastrado de dispositivo con recursos limitados. Estos sistema y método proporcionan una cantidad mínima de información que puede ser guardada en la unidad, con lo que se resuelven algunos problemas de memoria concernientes a la velocidad y a la memoria. Siempre existen problemas relativos a los intercambios de RAM empleados para el algoritmo.

Por lo que se refiere a la línea de actuación de desmodulación de receptor, puede ajustarse el hardware en uno y el lado perdedor o de rendimiento deficiente proporcionará el rendimiento de comportamiento peor o más pobre. El sistema trata de recibir trenes de impulsos por el lado de mejor rendimiento del LO, y el sistema ha de regresar a menudo al lado de rendimiento peor o más deficiente del LO para hacer una doble comprobación y determinar si ese lado ha pasado a ser el de mejor rendimiento. Ésta es una de las razones por las que, cuando el contador de LO vigente en ese momento llega a ser cero, o tan pronto como alcanza el cero, el sistema pasa a la otra posición y comprueba lo que ocurre. Por ejemplo, si cambia el entorno, el otro lado podría ser el lado de mejor rendimiento. Así, el contador de LO en curso en ese momento puede realizar ciclos y mantenerse en el bucle. Cuando el sistema llega al "cero", el sistema puede desplazarse a la posición superior para iniciar de nuevo el cómputo hacia atrás. Cuando el sistema se dirige al ajuste de LO de rendimiento peor o más deficiente, por ejemplo, y el entorno de radio ha cambiado, el sistema puede determinar que ya no es el ajuste de LO de rendimiento peor o más deficiente, sino que es mejor puesto que la SNR de la posición de LO de peor o más pobre rendimiento proporciona una SNR significativamente mejor. En ese momento, el sistema puede comenzar a reducir el contador de LO para el lado "ganador" o de mejor rendimiento. El sistema puede no pasar inmediatamente al nuevo lado de LO debido a que se trata de un sistema de GSM con condiciones de desvanecimiento y podrían darse algunos resultados falsos. No es deseable conmutar basándose en un resultado falso, y, por tanto, el sistema reduce el contador de LO superior para el lado de mejor rendimiento porque es cada vez menos "ganador" o de "mejor rendimiento".

En algún momento en que el contador de LO superior llega a uno, el sistema ya no confía en que ese lado sea el de mejor rendimiento. Tras la conmutación o paso a la otra posición de LO como lado del LO, el sistema se reduce hasta que el sistema llega a "uno", y, en ese momento, existe una cierta confianza en que el anterior lado de mejor comportamiento ya no es el ganador o de mejor comportamiento y debe producirse una conmutación.

En el ejemplo del pseudo-código anteriormente descrito, la posición más alta posible era 60. Esto es tan sólo un ejemplo basado en una observación práctica. Por ejemplo, si el sistema alcanza un tope de valor inferior o suelo en 5, irá frecuentemente a la posición de LO "peor" o de rendimiento más deficiente, y podrá haber un cierto número de trenes de impulsos que se reciban con una SNR inferior a la esperada, de manera que el rendimiento de degradará. Pero, en ese caso, el algoritmo reaccionará muy rápido ante los cambios de entorno. Realizará con eficacia un "seguimiento" de las señales interferentes. Por otra parte, si el sistema alcanza un pico o techo de valor elevado (por ejemplo, >100), el rendimiento global en un entorno estático será bueno. El algoritmo reaccionará lentamente si existen elementos interferentes que cambian rápidamente. Basándose en observaciones prácticas, el valor "60" proporciona un buen rendimiento para los ensayos de certificación del ETSI, además de mantener la reacción del sistema razonablemente alta. En el caso de que exista un entorno que cambia rápidamente, los elementos reactivos del algoritmo serán de envergadura y les llevará algún tiempo pasar de un de los lados de LO al otro, de manera que el algoritmo podrá ser lento. El número de contadores puede ayudar a paliar este problema.

Ha de comprenderse que el algoritmo para el sistema y el método controla el sintetizador de manera que una de las ramas pasa a través de híbrido que puede realizar un corrimiento de 90 grados, y la otra rama pasa directamente al mezclador.

Numerosas modificaciones y otras realizaciones de la invención vendrán a la mente de una persona experta en la técnica que disponga de los beneficios de las enseñanzas presentadas en las anteriores descripciones y en los dibujos asociados. Se comprende, por lo tanto, que la invención no está limitada a las realizaciones concretas expuestas, y que se pretende que se incluyan modificaciones y realizaciones dentro del ámbito de las reivindicaciones que se acompañan.

Claims (20)

1. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) que comprende:

una carcasa o alojamiento (21); y

una placa (67) de circuito, portada por el alojamiento y que incluye circuitos (101) de radiofrecuencia (RF) y un procesador, capaces de operar la una con el otro, de tal modo que dichos circuitos de RF comprenden un circuito receptor (200) de IF baja, que es capaz de funcionar para mantener una señal interferente en el mismo lado de frecuencia que una señal deseada con respecto a un ajuste de frecuencia de oscilador local, crear una señal de imagen interferente, y filtrar la señal de imagen a sustancialmente la frecuencia de banda de base.

2. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dichos circuitos (101) de RF comprenden un circuito de Procesador de Señal Digital (DSP), capaz de funcionar para filtrar dicha señal de imagen interferente.

3. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dichos circuitos (101) de RF son capaces de funcionar para situar una señal interferente sustancialmente en la frecuencia de banda de base, en la que se implementa una atenuación de señal fuera de banda más elevada.

4. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dichos circuitos (101) de RF comprenden adicionalmente un circuito mezclador (208, 210, 214) y un circuito de oscilador local, capaz de funcionar con el circuito mezclador, así como un circuito desmodulador (238, 240), destinado a desmodular señales procedentes del circuito mezclador y del circuito de oscilador, de tal manera que dichos circuitos de RF pueden funcionar para determinar un ajuste de frecuencia de oscilador local de mejor rendimiento y un ajuste de frecuencia de oscilador local de rendimiento más pobre basándose en valores de relación entre señal y ruido obtenidos durante la desmodulación.

5. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dichos circuitos (101) de RF son capaces de funcionar para utilizar diferentes ajustes de frecuencia de oscilador local de IF baja para un canal de RF, basándose en los valores de relación entre señal y ruido.

6. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dichas señales de comunicación comprenden trenes de impulsos de datos de conformidad con el Sistema Global para Comunicaciones Móviles.

7. Un dispositivo móvil de comunicaciones inalámbricas (20) de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dichos circuitos (101) de RF son capaces de funcionar para retornar a un ajuste de frecuencia de oscilador local de rendimiento más pobre desde un ajuste de frecuencia de oscilador local de mejor rendimiento, tras un número predeterminado de trenes de impulsos de datos recibidos, a fin de determinar si el ajuste de frecuencia de oscilador local ha de cambiarse para adaptarse a un entorno de radio modificado.

8. Un método para mejorar el rendimiento de receptor de IF baja y rechazar una señal interferente, que comprende:

mantener una señal interferente en el mismo lado de frecuencia que una señal deseada con respecto a un ajuste de frecuencia de oscilador local;

crear una señal de imagen interferente; y

filtrar la señal de imagen sustancialmente a la frecuencia de banda de base.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente filtrar la señal de imagen interferente dentro de un circuito de Tratamiento de Señal Digital (DSP).

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente situar una señal interferente en una frecuencia sustancialmente de banda de base, en la que se implementa una atenuación más elevada de señal fuera de banda.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente:

convertir en sentido descendente señales procedentes de una señal de comunicación recibida;

desmodular las señales convertidas en sentido descendente; y

determinar o discriminar entre un ajuste de frecuencia de oscilador local de mejor rendimiento y un ajuste de frecuencia de oscilador local de rendimiento más pobre, basándose en valores de relación entre señal y ruido obtenidos durante la desmodulación.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende adicionalmente utilizar diferentes ajustes de frecuencia de oscilador local de IF baja para un canal de RF basándose en los valores de relación entre señal y ruido.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual dichas señales de comunicación comprenden trenes de impulsos de datos de conformidad con el Sistema Global para Comunicaciones Móviles.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende adicionalmente retornar a un ajuste de frecuencia de oscilador local de comportamiento más pobre desde un ajuste de frecuencia de oscilador local de mejor rendimiento tras un número predeterminado de trenes de impulsos de datos recibidos, a fin de determinar si el ajuste de frecuencia de oscilador local debe cambiarse para adaptarse a un entorno de radio modificado.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende adicionalmente convertir en sentido descendente señales dentro de un circuito mezclador (208, 210, 214) y de oscilador local.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente crear una señal de imagen interferente desde una banda de señal deseada.

17. Un receptor (200) de IF baja, que comprende:

un circuito de oscilador local y mezclador (208, 210, 214) para convertir en sentido descendente señales de comunicación de RF en señales de frecuencia intermedia (IF) próximas a la banda de base;

un circuito convertidor de analógico en digital (220, 222), que recibe las señales de IF baja y convierte las señales de IF baja en señales digitales; y

un circuito mezclador digital (226, 228, 230, 232, 234, 236) y un procesador (242) conectado al mismo, que recibe las señales digitales y las trata en banda de base, de tal manera que dicho circuito de oscilador local y mezclador es capaz de funcionar con dicho circuito mezclador digital y procesador para mantener una señal interferente en un mismo lado de frecuencia que una señal deseada con respecto a un ajuste de frecuencia de oscilador local, creando una señal de imagen interferente y filtrando la señal de imagen a sustancialmente la frecuencia de banda de base.

18. Un receptor (200) de IF baja, de acuerdo con la reivindicación 17 y que comprende adicionalmente un sintetizador digital directo (224), capaz de funcionar con dicho circuito mezclador digital (226, 228, 230, 232, 234, 236).

19. Un receptor (200) de IF baja, de acuerdo con la reivindicación 17 y que comprende adicionalmente una antena (202), un amplificador de bajo ruido (LNA), conectado a la misma (204), y un circuito divisor (206), conectado a dicho circuito de oscilador local y mezclador (208, 210, 214), que recibe señales de comunicación de RF y divide dichas señales de comunicación de RF para su mezcla dentro de dicho circuito de oscilador local y mezclador.

20. Un receptor (200) de IF baja, de acuerdo con la reivindicación 17, en el cual dicho procesador (242) es capaz de funcionar para producir señales de salida en fase (I) y en cuadratura (Q).