ES2331779B1 - Dispositivo y metodo para predistorsionar una señal de banda base digial. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo y método para predistorsionar una
señal de banda base digital. El dispositivo incluye una unidad de
cálculo de parámetros adaptativa y un predistorsionador. La unidad
de cálculo de parámetros adaptativa está adaptada para calcular
parámetros de filtrado no lineales según las muestras de la señal
de banda base digital y de la señal de realimentación del canal de
radiofrecuencia, y enviar el resultado del cálculo al
predistorsionador. El predistorsionador está adaptado para
almacenar y actualizar parámetros de filtrado no lineales, realizar
estadísticas de potencia de las señales de banda base digitales,
seleccionar los parámetros de filtrado no lineales correspondientes
al resultado de las estadísticas de potencia, predistorsionar la
señal de banda base digital y enviar la señal de banda base digital
predistorsionada. Con este método puede mejorarse la no linealidad
del amplificador de potencia, pueden seleccionarse distintos
modelos inversos de no linealidad de modo que se ajusten a
distintas señales de entrada y a las características del
amplificador de potencia y puede mejorarse la eficiencia del
transmisor de la estación base.
Description
Dispositivo y método para predistorsionar una
señal de banda base digital.
La presente invención se refiere a los sistemas
de procesado de señales en el campo de las telecomunicaciones
modernas, y en particular, a un dispositivo y método para
predistorsionar una señal de banda base digital.
El Sistema Global de Comunicaciones Móviles
(GSM), conocido como sistema de comunicación móvil celular digital
de Segunda Generación (2G), se viene aplicando habitualmente en todo
el mundo. Debido a la escasez de recursos de frecuencias y a la
creciente demanda de nuevos servicios, la tendencia de desarrollo
va inevitablemente hacia los sistemas de comunicación móviles de
Tercera Generación (3G) y los sistemas de comunicación móviles de
Cuarta Generación o B3G En los actuales sistemas 3G y B3G, para
conseguir un ancho de banda suficiente, se utiliza comúnmente un
sistema de modulación digital de envolvente no constante. El uso
de esta tecnología de modulación, no sólo facilita la adquisición de
una señal de alta velocidad, sino que impone unos requisitos más
estrictos sobre la linealidad de los transmisores de la estación
base con amplificadores de potencia.
En la práctica corriente, una solución a la
linealidad de los amplificadores de potencia en el sistema 3G o
sistemas similares es un esquema de realimentación positiva. No
obstante, este esquema puede presentar desventajas porque el uso de
tecnologías analógicas resulta en una elevada complejidad a la hora
de implementar dicho esquema y la escasa uniformidad de los
procesos de fabricación, así como la necesidad un ajuste preciso de
distintos parámetros de la red de realimentación positiva exigen la
intervención de un técnico profesional. Además, se necesita un
número elevado de dispositivos de radiofrecuencia analógicos
adicionales para implementar el método, por lo que la eficiencia
del amplificador de potencia no puede ser mejorada de forma
eficaz.
En la práctica corriente, otra solución a la
linealidad de un amplificador de potencia en el sistema 3G o
sistemas similares es un método para predistorsionar una señal de
banda base digital. La esencia de este método es realimentar una
salida de señal del amplificador de potencia al dominio digital de
una cierta manera, después calcular la característica de linealidad
de un canal de radiofrecuencia que incluya el amplificador de
potencia utilizando un algoritmo adaptativo y finalmente reprocesar
la señal de banda base digital mediante un predistorsionador antes
de convertir la señal del dominio digital al dominio analógico. La
señal preprocesada pasada a través del amplificador de potencia no
presenta prácticamente distorsión en comparación con la señal de
banda base digital. Como resultado, se consigue una salida lineal en
el amplificador de potencia.
Este método basado en la predistorsión puede
presentar desventajas en cuanto a que la función no lineal del
predistorsionador no puede seleccionarse para distintas
aplicaciones. En otras palabras, este método ha de diseñarse para
aplicaciones concretas y por tanto, no puede aplicarse
universalmente. Como resultado de ello, el transmisor de la estación
base puede presentar una eficiencia relativamente baja en su
conjunto.
En vista de lo anterior, la presente invención
pretende proporcionar un dispositivo y un método para
predistorsionar una señal de banda base digital en el que puedan
seleccionarse distintos modelos inversos, no lineales, dependiendo
de las diferentes señales de entrada y de las características del
amplificador de potencia, de modo que pueda mejorarse la eficiencia
global de un transmisor de una estación base.
La presente invención ofrece las siguientes
soluciones técnicas:
Un dispositivo para predistorsionar una señal de
banda base digital, que puede incluir una unidad. de cálculo de
parámetros adaptativa y un predistorsionador. La unidad de cálculo
de parámetros adaptativa está adaptada para calcular parámetros de
filtrado no lineales según muestras de una señal de banda base
digital y muestras de una señal de retorno de un canal de
radiofrecuencias y para volcar el resultado del cálculo al
predistorsionador. El predistorsionador está adaptado para
almacenar y actualizar los parámetros de filtrado no lineales,
realizar estadísticas de potencia de la señal de banda base
digital, seleccionar parámetros de filtrado no lineales que se
correspondan con el resultado de las estadísticas de potencia,
predistorsionar la señal de banda base digital utilizando los
parámetros de filtrado no lineales seleccionados y producir la
salida de la señal de banda base digital predistorsionada.
Opcionalmente, la característica de no
linealidad del predistorsionador es recíproca a la característica
de no linealidad del canal de radiofrecuencia.
Opcionalmente, el predistorsionador puede
incluir: un filtro no lineal, incluyendo filtros de respuesta
finita al impulso, multietapa y de coeficiente variable, adaptados
para retardar la cadena de datos de una señal de entrada, calcular
con las señales de entrada multietapa obtenidas retardando la señal
de entrada y los parámetros de filtrado no lineales seleccionados y
formar y emitir una señal de salida.
Opcionalmente, el filtro no lineal puede incluir
un módulo de retardo, un módulo multiplicador y un acumulador, el
módulo de retardo está adaptado para retardar las cadenas de datos
de las componentes I, Q de la señal de entrada y enviar las señales
de entrada multietapa al correspondiente multiplicador; el módulo
multiplicador está adaptado para realizar la multiplicación compleja
de la señal de entrada según las componentes I, Q retardadas de la
señal de entrada y los correspondientes parámetros de filtrado no
lineales seleccionados y enviar la señal multiplicada al
acumulador; y el acumulador está adaptado para acumular la señal de
salida del multiplicador y emitir la señal acumulada.
Opcionalmente, en el multiplicador, la relación
entre la señal de entrada y la señal de salida multiplicada se
expresa mediante las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{i}, son respectivamente las componentes I, Q de la señal
de entrada, T_{ii}, T_{iq}, T_{qi} y
T_{qq} representan respectivamente los cuatro parámetros de
filtrado no lineales correspondientes seleccionados y
Q_{i} y Q_{q} representan respectivamente las
componentes I, Q de la señal de salida
multiplicada.
Opcionalmente, en el multiplicador, la relación
entre la señal de entrada y la señal de salida multiplicada se
expresa por las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{q} son respectivamente las componentes I, Q de la señal
de entrada, T_{i} y T_{q} son respectivamente dos
parámetros de filtrado no lineales correspondientes, y
O_{i} y O_{q} representan respectivamente las
componentes I, Q de la señal de salida
multiplicada.
Opcionalmente, el predistorsionador podrá
incluir además un módulo de adquisición de potencia instantánea de
señal, un módulo de adquisición de potencia media de señal de corta
duración y un módulo de tablas de consulta: el módulo de
adquisición de potencia instantánea de señal está adaptado para
calcular la potencia instantánea de una señal de entrada y para
enviar el resultado al módulo de tablas de consulta; el módulo de
adquisición de potencia media de señal de corta duración está
adaptado para calcular la potencia media de corta duración de una
señal de entrada y para enviar el resultado al módulo de tablas de
consulta; y las tablas de consulta están adaptadas para almacenar y
actualizar los parámetros de filtrado no lineales calculados por la
unidad de cálculo de parámetros adaptativa, seleccionar los
parámetros de filtrado no lineales según los resultados de los
cálculos recibidos desde el módulo de adquisición de potencia
instantánea de señal y del módulo de adquisición de potencia media
de señal de corta duración, así como un número de orden de las
etapas de la unidad de filtrado no lineal, y enviar los parámetros
de filtrado no lineales seleccionados a la unidad de filtrado no
lineal.
Opcionalmente, el módulo de tablas de consulta
puede incluir: una memoria tampón para cambiar los parámetros de
filtrado no lineales, adaptada para actualizar los parámetros de
filtrado no lineales dinámicamente.
Opcionalmente, el predistorsionador puede
incluir además: una unidad de retardo y de preajuste de potencia,
adaptada para ajustar la potencia de la señal de banda base digital,
retardar la cadena de datos de la señal ajustada y enviar la cadena
de datos retardada al filtro no lineal; un módulo tampón y de
muestreo de señales, adaptado para realizar un muestro de la señal
de banda base digital y la señal de realimentación de una señal de
salida del canal de radiofrecuencia, y almacenar y enviar las
señales muestreadas a la unidad de cálculo de parámetros adaptativa;
una unidad de post-ajuste de potencia, adaptada
para ajustar la potencia de una señal de salida del
predistorsionador y enviar la señal de salida ajustada a un módulo
de ajuste de señal; y un módulo de ajuste de señal, adaptado para
ajustar la fase de una señal procedente de la unidad de postajuste
de potencia y enviar la señal de salida
ajustada.
ajustada.
Opcionalmente, el módulo de ajuste de señal
puede incluir: Una unidad de corrección de polarización de
corriente continua, adaptada para ajustar la polarización de
corriente continua de una señal digital y enviar la señal corregida;
o Una red de compensación de modulación en cuadratura, adaptada
para corregir la amplificación IQ, el desequilibrio de fase y la
polarización de corriente continua de una señal digital, y enviar la
señal corregida; o Un modulador digital, adaptado para modular
señales IQ digitales a una frecuencia digital intermedia y enviar
las señales moduladas.
Opcionalmente, el predistorsionador podrá
incluir también: una unidad de protección de sobrepotencia,
adaptada para detectar la potencia media de la señal de salida del
predistorsionador y limitar la amplitud de una señal de salida del
predistorsionador cuya potencia media sea superior al valor umbral;
y una unidad de protección de sobrepasamiento de potencia, adaptada
para detectar la potencia instantánea de una señal de salida del
predistorsionador, cortar la señal de salida del predistorsionador
si la proporción de la potencia instantánea de la señal de salida
superior al valor umbral es mayor que la proporción preestablecida y
recuperar la señal de salida del predistorsionador una vez que la
potencia instantánea de la señal de salida vuelve a ser normal.
Opcionalmente. El predistorsionador podrá
incluir además: Un módulo de señal de sincronización, adaptado para
dotar al predistorsionador de una señal de sincronización de la
señal de banda base digital si aparece una anomalía en la señal de
banda base digital, controlar la selección de parámetros de
filtrado no lineales en el módulo de tablas de consulta utilizando
la señal de sincronización y controlar el predistorsionador para
detener el muestreo de la señal de banda base digital y la señal de
realimentación si aparece una anomalía en la señal de banda base
digital.
Opcionalmente, la señal de sincronización
proporcionada por el módulo de señales de sincronización pasa a un
estado de nivel bajo antes de que se produzca la anomalía en la
potencia de la señal de banda base digital y pasa a un estado de
alto nivel una vez que la señal de banda base digital se recupera
de la anomalía en la potencia.
Opcionalmente, la unidad de cálculo de
parámetros adaptativa puede incluir: un módulo desmodulador,
adaptado para desmodular una señal de realimentación digital de
frecuencia intermedia de modo que se obtengan señales IQ de
realimentación; un módulo de retardo y correlación, adaptado para
retardar y concordar las señales IQ en banda base recibidas con las
señales IQ de realimentación; un módulo de corrección de
desplazamiento de frecuencia/desplazamiento de fase, adaptado para
corregir el desplazamiento de frecuencias y el desplazamiento de
fase entre las señales IQ de banda base retardadas y correlacionadas
y las señales IQ de realimentación; un módulo de selección de señal
optima, adaptado para seleccionar los datos óptimos a partir de las
señales IQ de banda base corregidas y las señales IQ de
realimentación; y un módulo de resolución de parámetros no lineales,
adaptado para calcular los parámetros de filtrado no lineales según
los datos óptimos, utilizando un determinado algoritmo.
Opcionalmente, el dispositivo puede también
incluir: un módulo de conversión y modulación de señal, adaptado
para convertir una señal digital predistorsionada en una señal
analógica, modular dicha señal analógica y convertirla en una señal
de radiofrecuencia; un canal de radiofrecuencia con un amplificador
de potencia, adaptado para amplificar la potencia de la señal
analógica convertida a radiofrecuencia y enviar la señal
amplificada; y un módulo de muestreo y realimentación de señal,
adaptado para realimentar y hacer un muestro de la señal que sale
del canal de radiofrecuencia y enviar la señal muestreada al
predistorsionador.
Otra realización de la presente invención
proporciona un método para calcular los parámetros de filtrado no
lineales que puede incluir: el desmodulado de una señal digital de
realimentación; el retardo y correlación de la señal digital de
realimentación y de la señal digital de banda base; la corrección
del desplazamiento de frecuencia y del desplazamiento de fase de la
señal digital de realimentación y de la señal digital de banda base
retardadas y correlacionadas; la selección de los datos óptimos a
partir de la señal digital de banda base y de la señal digital de
realimentación obtenidos mediante la corrección de los
desplazamientos de frecuencia y fase; y el cálculo de los
parámetros de filtrado no lineales según los datos óptimos
seleccionados.
Opcionalmente, antes de la corrección de los
desplazamientos de frecuencia y de fase de la señal digital de
realimentación y de la señal digital de banda base corregidas y
concordadas, el método podrá contemplar además: la obtención del
desplazamiento de frecuencia y del desplazamiento de fase entre la
señal digital de banda base y la señal digital de realimentación
utilizando un algoritmo de mínimos cuadrados.
Opcionalmente, la selección de los datos óptimos
a partir de las señales digitales de banda base y realimentación
obtenida mediante la corrección de los desplazamientos de frecuencia
y de fase podrá incluir: la selección de los datos óptimos a partir
de las señales digitales de banda base y realimentación utilizando
un método de selección de muestras de valores pico y/o un método de
selección de muestras aleatorias, donde el método de selección de
muestras pico selecciona un número de muestras suficiente que
presenten, o una amplitud instantánea máxima de la señal, o un
valor absoluto máximo de la señal, o la varianza de la amplitud
máxima de la señal; y el método de selección de muestras aleatorias
selecciona un número de muestras suficiente que presenten una
característica de distribución idéntica a la característica de
distribución de la amplitud de la señal a seleccionar.
Otra realización de la presente invención
proporciona un método para predistorsionar una señal de banda base,
que puede incluir: el cálculo de parámetros de filtrado no lineales
según el muestreo de una señal digital de banda base de entrada y
el muestreo de una señal de realimentación de un canal de
radiofrecuencia; y la confección de estadísticas de potencia de la
señal digital de banda base de entrada, selección de los parámetros
de filtrado no lineales correspondientes al resultado de las
estadísticas de potencia, predistorsión de la señal de banda base
digital de entrada utilizando los parámetros de filtrado no lineales
seleccionados y emisión de la señal de banda base digital
predistorsionada.
Opcionalmente, la predistorsión puede incluir:
El retardo de la cadena de datos de la señal digital de banda base
de entrada, la realización de los cálculos para las señales de
entrada multietapa obtenidas por el retardo y los parámetros de
filtrado no lineales seleccionados y la formación y envío de una
señal de salida.
Opcionalmente, la predistorsión puede incluir:
El retardo de las cadenas de datos de las componentes I, Q de la
señal digital de banda base de entrada; y La multiplicación compleja
de la señal digital de banda base de entrada por las componentes IQ
retardadas de la señal digital de banda base de entrada y los
parámetros de filtrado no lineales seleccionados, la acumulación de
las señales obtenidas a partir de la multiplicación compleja y la
salida de la señal acumulada.
Opcionalmente, en la multiplicación compleja, la
relación entre la señal digital de banda base de entrada y la señal
de salida puede expresarse mediante las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{i}, representan las componentes I, Q de la señal digital
de banda base de entrada, T_{ii}, T_{iq},
T_{qi} y T_{qq} representan cuatro parámetros
de filtrado no lineales seleccionados, y O_{i} y
Q_{q} representan las componentes I, Q de la señal de
salida.
Opcionalmente, en la multiplicación compleja, es
posible expresar una relación entre la señal de entrada y la señal
de salida mediante las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{q} representan las componentes I, Q de la señal digital
de banda base de entrada, T_{i} y T_{q}
representan dos parámetros de filtrado no lineales seleccionados, y
O_{i} y O_{q} representan las componentes I, Q de
la señal de
salida.
Opcionalmente, las estadísticas de potencia
pueden incluir: el cálculo de la potencia instantánea de la señal
digital de banda base de entrada y el cálculo de la potencia media
de corta duración de la señal digital de banda base de entrada.
Opcionalmente, la selección de parámetros de
filtrado no lineales puede incluir: la selección de parámetros de
filtrado no lineales de acuerdo con los resultados de los cálculos
recibidos de un módulo de adquisición de potencia instantánea de
señal y de un módulo de adquisición de potencia media de señal de
corta duración, así como un número de orden o número de etapas de
la unidad de filtrado no lineal.
Opcionalmente, el método puede además incluir:
la actualización redundante y dinámica de los parámetros de
filtrado no lineales.
Opcionalmente, en el método se prevé un
predistorsionador provisto de una señal de sincronización de señal
digital de banda base, si se produce una anomalía en la señal
digital de banda base, la selección de parámetros de filtrado no
lineales es controlada mediante el uso de la señal de sincronización
y el predistorsionador es controlado de modo que detenga el muestreo
de la señal digital de banda base y la señal de realimentación si
se produce una anomalía en la señal digital de banda base.
Opcionalmente, el cálculo de los parámetros de
filtrado no lineales puede incluir: la desmodulación de una señal
digital de realimentación de frecuencia intermedia de modo que se
obtengan señales IQ de realimentación; la corrección de los
desplazamientos de frecuencia y de fase entre las señales IQ de
banda base retardadas y concordadas y las señales IQ de
realimentación; la selección de los datos óptimos a partir de las
señales IQ de banda base y las señales IQ de realimentación
corregidas; y el cálculo de parámetros de filtrado no lineales de
acuerdo con los datos óptimos seleccionados.
Como puede deducirse de lo anterior, las
realizaciones de la presente invención proporcionan un dispositivo
para predistorsionar una señal de banda base con las siguientes
ventajas:
1. En las realizaciones de la presente invención
pueden seleccionarse distintos modelos inversos no lineales
dependiendo de las distintas señales de entrada y características
del amplificador de potencia, de tal modo que el dispositivo puede
aplicarse a todos los sistemas de comunicación sin hilos que
adoptan tecnologías de comunicación Spread Frequency o tecnologías
OFDM (multiplexado ortogonal por división de frecuencias) como son
los 2G, 3Q B3G o similares.
2. Con el método indicado en las realizaciones
de la presente invención, la calidad de una señal transmitida puede
mejorarse, así como también puede mejorarse la eficiencia del
amplificador de potencia, mientras el coste y las dimensiones de la
estación base pueden reducirse.
3. El predistorsionador presentado en las
realizaciones de la presente invención puede implementarse con un
Circuito Integrado de Aplicación Específica (CIAE) o con una matriz
de puertas programable in-situ (FPGA) sin
necesidad de un número elevado de multiplicadores. Además, no es
necesario calcular la suma acumulada de una señal y sus componentes
de frecuencia de orden superior en el predistorsionador. Por lo
tanto, puede evitarse el procesado de datos con un gran intervalo de
medidas. Como resultado de esto, el coste del sistema se reduce aún
más. Además, en las realizaciones de la presente invención se
utiliza una tabla de consulta uniforme, lo que mejora la
eficiencia. Además, en las realizaciones de la presente invención se
adopta un mecanismo de sincronización para la señal de banda base.
Como resultado, es posible evitar que la señal de salida se
deteriore cuando la potencia de la señal de banda base es
anormal.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 es un diagrama estructural de un
dispositivo según una realización de la presente invención;
La Figura 2 es un diagrama estructural de un
predistorsionador que forma parte del dispositivo mostrado en la
Figura 1;
La Figura 3 es un diagrama estructural de una
unidad de filtrado no lineal en el predistorsionador mostrado en la
Figura 2;
La Figura 4 es un diagrama esquemático de la
política de conmutación de una tabla de consulta en el
predistorsionador mostrado en la Figura 2;
La Figura 5 ilustra una relación temporal entre
una señal con anomalía de potencia y una señal de sincronización de
un transmisor de la estación base según una realización de la
presente invención;
La Figura 6 muestra un diagrama de flujo de los
cálculos de parámetros de filtrado no lineales en una unidad de
cálculo de parámetros adaptativa en el dispositivo mostrado en la
Figura 2;
La Figura 7 muestra un procedimiento de
selección en un método para la selección de una muestra pico, según
una realización de la presente invención;
La Figura 8 es un diagrama estructural de un
predistorsionador simplificado, según una realización de la
presente invención;
La Figura 9 es un diagrama estructural de una
red QMC (Compensación de Modulación en Cuadratura) en el
predistorsionador mostrado en la Figura 8;
La Figura 10 es un diagrama estructural de una
unidad de filtrado no lineal en el predistorsionador mostrado en la
Figura 8;
La Figura 11 es un diagrama estructural de un
predistorsionador mejorado según una realización de la presente
invención; y
La Figura 12 es un diagrama estructural de un
modulador digital en el predistorsionador mostrado en la Figura
11.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención presenta un dispositivo
para predistorsionar una señal de banda base digital. El fundamento
de la presente invención radica en que los coeficientes de filtrado
de un predistorsionador pueden seguir los cambios de las
características de un amplificador de potencia Esto puede
implementarse mediante el uso de una tabla de consulta. En
consecuencia, se conseguirán unas buenas características de
radiofrecuencia para la señal de salida.
El dispositivo objeto de la presente invención
se detallará haciendo referencia a los dibujos. La Figura 1 muestra
un dispositivo para predistorsionar una señal de banda base digital,
según la presente invención, que procesa la señal de banda base
digital de la siguiente manera:
Las señales I, Q multiportadora transmitidas
desde un módem 110 de banda base son predistorsionadas por un
predistorsionador 120, y las señales I, Q multiportadora
distorsionadas 1 son enviadas respectivamente a un primer
convertidor Digital a Analógico (CDA) 131 y a un segundo
convertidor Digital a Analógico (CDA) 132. El primer y el Segundo
CDA 131 y 132 convierten las señales I, Q en señales I, Q
analógicas de frecuencia intermedia cero y a continuación un
modulador IQ 140 realiza una modulación analógica en cuadratura
(AQM) a las señales analógicas de frecuencia intermedia cero de
modo que las señales son convertidas a radiofrecuencia. A
continuación, las señales son amplificadas, atenuadas y adaptadas en
impedancia a través de un canal de radiofrecuencia y después
enviadas a un amplificador de potencia 150 para su amplificación en
potencia.
Una parte de la salida del amplificador de
potencia 150 es transmitida por una antena 200 vía un duplexor y el
resto de la señal es realimentada mediante un acoplador 160 hasta un
canal de detección, convertida por un reductor de frecuencia 170 en
una señal analógica de frecuencia intermedia y muestreada mediante
un convertidor analógico a digital (CAD) 180 de alta velocidad. El
convertidor analógico a digital (CAD) 180 de alta velocidad produce
una señal digital de realimentación de frecuencia intermedia, a la
unidad de cálculo de parámetros adaptativa 190.
\newpage
La señal digital de realimentación de frecuencia
intermedia y las señales I, Q multiportadora que llegan al sistema
de predistorsión son muestreadas y almacenadas en el
predistorsionador 120 y las señales almacenadas son enviadas a una
unidad de cálculo de parámetros adaptativa 190 vía una interface
entre el predistorsionador 120 y la unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190.
La unidad de cálculo de parámetros adaptativa
190 calcula los parámetros de filtrado basándose en las señales
recibidas utilizando un algoritmo de corrección adaptativo, y envía
los parámetros de filtrado calculados al predistorsionador 120. Los
parámetros de filtrado calculados son entonces almacenados en un
módulo de tablas de consulta (mostrado en la Figura 2) del
predistorsionador 120. El predistorsionador 120 selecciona los
parámetros de filtrado adecuados dependiendo de los requisitos
prácticos para predistorsionar las señales.
En una realización de la presente invención, el
predistorsionador 120 se implanta típicamente con una matriz de
puertas programable in situ (FPGA) o con un Circuito
Integrado de Aplicación Específica (CIAE) con el fin de corregir en
tiempo real las señales I, Q de banda base. Dado que las
características del amplificador de potencia cambian lentamente y
que la actualización de los parámetros de filtrado puede hacerse
offline no en tiempo real, la unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190 se implanta mediante un procesador de señales
digitales o
DSP.
DSP.
La parte central del dispositivo según la
realización de la presente invención es el predistorsionador 120.
La característica principal del predistorsionador 120 reside en que
su característica de no linealidad es recíproca a la del canal de
radiofrecuencia que incluye el amplificador de potencia.
Si la parte real, la parte imaginaria y la
amplitud instantánea de una señal de entrada compleja al
predistorsionador 120 se representan por
I_{in}(\bullet), Q_{in}(\bullet)
y Mg_{in}(\bullet) respectivamente, las partes
real e imaginaria de la señal de salida compleja del
predistorsionador 120, I_{out}(\bullet) y
Q_{out}(\bullet) pueden expresarse mediante las
siguientes ecuaciones
Aquí f(\bullet) representa una función
no lineal para corregir la no linealidad del canal de
radiofrecuencia, es decir, una función inversa de la característica
de no linealidad del canal de radiofrecuencia. Esta función puede
seleccionarse según las características del amplificador de
potencia 150, las características impuestas por el sistema a la
señal de salida de radiofrecuencia y la capacidad de cálculo
soportada por el sistema. La M que aparece en las ecuaciones es una
constante de tiempo de un efecto de memoria del amplificador de
potencia que puede ser corregido por el predistorsionador 120.
Cuanto mayor sea M, más precisos, aunque más complejos también,
serán los cálculos en el predistorsionador. Los parámetros han de
ser seleccionados de forma razonable de modo que representen un
compromiso entre los requisitos del sistema y el coste del mismo.
La función no lineal inversa f(\bullet) del canal de
radiofrecuencia puede ampliarse utilizando distintas funciones
básicas, por ejemplo función potencia, función de Legendre,
etc.
En el caso de una función de potencia, la
función no lineal se expresaría de la siguiente manera
Aquí, a_{n} es un coeficiente de
expansión, y \alpha es el orden más bajo de la función de potencia
y puede ser un entero o una fracción. Cuanto menor sea \alpha,
mayor será el orden N de la función, más preciso será el modelo de
predistorsión y mayor el rendimiento del algoritmo, pero más
complejo será el cálculo. Así pues, los parámetros han de
seleccionarse con lógica para conseguir un compromiso entre los
requisitos del sistema y su coste.
En el caso de una función de Legendre, la
función de no lineal puede expresarse así
Aquí P_{n}(x) es una función de
Legendre de orden n, a_{n} es un coeficiente de expansión y
N es el número de elementos del polinomio expandido. De igual modo,
cuanto mayor es N, más preciso es el modelo de predistorsión, mayor
es el rendimiento del algoritmo, pero más complejo será el
cálculo.
Como se deduce de lo anterior, cada una de las
señales I, Q que salen del predistorsionador en la realización de
la presente invención puede contemplarse como la suma de salidas de
dos filtros de respuesta finita al impulso (FIR) que filtran las
señales I, Q de entrada. De forma distinta a como sucede en los
filtros FIR convencionales, los coeficientes de estos filtros
dependen de la amplitud de una señal de entrada y esta dependencia
puede expresarse mediante la función f(\bullet). La
función f(\bullet) puede ser buscada en una tabla de
consulta de acuerdo con la amplitud de la señal de entrada, por
ejemplo, para Mg_{in}(n) puede hallarse la
correspondiente f(Mg_{in}(n)).
Tal como se muestra en la Figura 2, el
predistorsionador 120 según una realización de la presente
invención incluye los siguientes módulos:
1. Una unidad de preajuste de potencia
121: esta unidad está adaptada para ajustar la potencia de una
señal de salida de un módem de banda base 110, y enviar la señal
ajustada a un módulo de retardo temporal 122. La unidad de preajuste
de potencia 121 está diseñada para evitar que la señal de entrada
se sature tras pasar por el predistorsionador 120, y puede
implementarse con un multiplicador escalar simple.
2. Un módulo de retardo temporal 122:
este módulo está adaptado para retardar la cadena de datos de una
señal de modo que se garantice que los coeficientes de una tabla de
consulta FIR utilizados en el cálculo FIR concuerdan con las
muestras utilizadas por un módulo de adquisición de potencia
instantánea de señal 125 y un módulo de adquisición de potencia
media de señal de corta duración 126 para calcular el índice de la
tabla de consulta, y para enviar la señal retardada a una unidad de
filtrado no lineal 123.
3. Una unidad de filtrado no lineal 123:
esta unidad es una parte central del predistorisonador 120. Tal
como se muestra en la Figura 3, la unidad de filtrado no lineal 123
se implementa en forma de filtro FIR de M etapas con coe-
ficientes variables, incluye módulos de retardo 1231, módulos multiplicadores 1232 y un módulo acumulador 1233.
ficientes variables, incluye módulos de retardo 1231, módulos multiplicadores 1232 y un módulo acumulador 1233.
Cada uno de los módulos de retardo 1231 está
adaptado para retardar las cadenas de datos de las componentes I, Q
de una señal de entrada y para enviar la señal de entrada retardada
al correspondiente módulo multiplicador 1232.
Cada uno de los módulos multiplicadores 1232
está adaptado para realizar la multiplicación compleja de las
señales de entrada según las componentes I, Q recibidas y retardadas
de las señales de entrada, así como los correspondientes parámetros
de filtrado no lineales correspondientes, y para enviar las señales
multiplicadas al módulo acumulador 1233.
Cada uno de los módulos multiplicadores 1232
está provisto de dos entradas de señales I y Q, cuatro entradas
para parámetros de filtrado y dos salidas de señales I y Q y pueden
corregir de forma efectiva los retardos de las señales analógicas
I, Q resultantes de la transmisión. Supongamos que la entrada de
las señales I, Q a uno de los módulos multiplicadores 1232 están
representadas por I_{i} y Q_{i} y que las
cuatro entradas de parámetros de filtrado son T_{ii},
T_{iq}, T_{qi} y T_{qq}, entonces las
señales I, Q de salida O_{i} y Q_{q} podrían
expresarse mediante
Los cuatro parámetros de filtrado
T_{ii}, T_{iq}, T_{qi} y T_{qq}
se corresponden con los cuatro parámetros a, b, c y d contenidos en
la ecuación y muestran la relación de una señal compleja de salida y
una señal compleja de entrada del predistorsionador 120,
respectivamente. Los parámetros T pueden ser determinados según la
potencia instantánea y la potencia media de corta duración de las
señales y una señal de sincronización, y pueden hallarse analizando
el módulo de tablas de consulta 124 del predistorsionador 120.
El módulo acumulador 1233 está adaptado para
acumular las señales recibidas de los módulos multiplicadores 1232
y para enviar las señales acumuladas a una unidad de postajuste de
potencia 127.
4. Un módulo de tablas de consulta 124:
este módulo está adaptado para almacenar y actualizar los
parámetros de filtrado no lineales calculados por la unidad de
cálculo de parámetros adaptativa 190, seleccionar parámetros de
filtrado no lineales según los resultados estadísticos recibidos de
la potencia instantánea y la potencia media de corta duración de una
señal de entrada así cono el número de etapas de una unidad de
filtrado no lineal 123, y enviar los parámetros de filtrado no
lineales seleccionados a la unidad de filtrado no lineal 123.
Varios parámetros de filtrado no lineales y
varias funciones inversas no lineales f(\bullet) están
almacenados en el módulo de tablas de consulta 124. Una tabla de
consulta tiene tres dimensiones determinadas por la potencia
instantánea, la potencia media de corta duración de la señal y
el número de etapas, respectivamente. La función inversa no lineal
f(\bullet) define una relación no lineal entre la potencia
instantánea de una señal y una señal de salida. La potencia media de
corta duración define un punto de actuación y una temperatura del
amplificador de potencia 150, mientras que las distintas potencias
medias de corta duración corresponden a las distintas
características del amplificador de potencia 150. Por consiguiente,
se seleccionarán diferentes funciones inversas no lineales para
diferentes potencias medias de corta duración. Las etapas definen
las características de corrección de un efecto memoria del canal de
radiofrecuencia. Se seleccionarán distintas funciones inversas no
lineales de acuerdo con las distintas etapas.
Los parámetros de filtrado no lineales
almacenados en la tabla de consulta han de ser actualizados con los
resultados de los cálculos de la unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190. A la hora de actualizar los parámetros de filtrado
no lineales almacenados en la tabla de consulta, sólo se podrá
actualizar un conjunto de parámetros cada vez. Este conjunto de
parámetros no lineales puede estar usándose durante la
actualización, mientras que la potencia de la señal de salida del
transmisor deberá permanecer sustancialmente estable durante un
tiempo. Por lo tanto, para asegurar una buena calidad de señal de
salida desde el transmisor durante la actualización de la tabla de
consulta, es recomendable utilizar un método dinámico redundante
para la actualización de los parámetros en la tabla de consulta, tal
como se presenta en una realización de la presente invención. A
continuación se describe el principio básico de este
método.
método.
Si para garantizar la calidad estable de la
salida de señal del sistema se precisan N conjuntos de parámetros
de filtrado no lineales, en el predistornionador 120 habrá N+1, con
sus índices respectivos 0, 1, 2, ... ..., N, donde los conjuntos de
parámetros de filtrado no lineales 0, 1º, 2º,
(N-1)º se utilizan en la aplicación práctica y el
enésimo conjunto se utiliza como memoria de conmutación, asignada
dinámicamente. Si es necesario conmutar el conjunto de parámetros
de filtrado no lineales indexados con M en un ejemplo, los estados
de memoria de la tabla de consulta antes y después de la
conmutación se muestran en la figura 4.
Antes de la conmutación, el predistorsionador
120 usa los conjuntos de parámetros de filtrado no lineales
indexados con los números 0, 1, 2, ... ..., N-1,
mientras el conjunto indexado N se usa para la conmutación. Si el
conjunto de parámetros de filtrado no lineales indexados M han de
ser conmutados en un ejemplo, la unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190 escribe primeramente un nuevo conjunto de parámetros
de filtrado en el conjunto de parámetros no lineales actualmente
indexados con N vía una interface proporcionada por el
predistorsionador 120. En este momento, el conjunto de parámetros de
filtrado no lineales original indexado con M es el que está en uso,
y por tanto, la unidad de cálculo de parámetros adaptativa notifica
al, predistorsionador a través de una interface que el número de
índice del conjunto de parámetros de filtrado no lineales que se ha
de conmutar es M. A continuación, el predistorsionador 120 cambia
el número de índice del conjunto de parámetros de filtrado no
lineales que antes era M a N y cambia el número de índice del
conjunto de parámetros de filtrado no lineales que originariamente
era N a M. El nuevo conjunto de parámetros de filtrado no lineales
con índice M será el que se utilizará en el siguiente procesado de
datos en tiempo real.
Este método de conmutación dinámico redundante
puede evitar de forma efectiva que los parámetros de filtrado no
lineales en uso no se cambien dinámicamente, asegurando así una
calidad estable de la señal de salida.
Además, en la implementación práctica, por lo
general lleva algo de tiempo realizar una estadística de la
potencia media de corta duración de una señal. Durante este periodo
de tiempo. sólo puede utilizarse un único conjunto de parámetros no
lineales. En este momento, se puede desactivar la posibilidad de
acceder a otros conjuntos de parámetros, reduciendo así la corriente
eléctrica necesaria para estas señales inactivas y consiguiendo un
menor consumo de energía.
5. Un módulo de adquisición de potencia
instantánea de señal 125: este módulo está adaptado para
adquirir la potencia instantánea de una señal calculando
primeramente la suma al cuadrado de las componentes I, Q y después
calculando la raíz cuadrada de la suma al cuadrado, y para enviar
el resultado del cálculo al módulo de la tabla de consulta 124 para
seleccionar los parámetros de filtrado.
6. Un módulo de adquisición de potencia media
de corta duración 126: este módulo está adaptado para adquirir
la potencia media de corta duración de una señal calculando el valor
promedio de las potencias instantáneas de N puntos de la señal
adyacentes, y para enviar el resultado del cálculo al módulo de la
tabla de consulta 124 para seleccionar los parámetros de
filtrado.
7. Una unidad de postajuste de potencia
127: esta unidad está adaptada para ajustar la potencia de
una
salida de señal desde el predistorsionador 120 y enviar la señal ajustada a una unidad de corrección de polaridad de corriente continua 128. La unidad de postajuste de potencia 127 se instala para garantizar que la potencia de la salida del amplificador de potencia satisface los requisitos de diseño. La unidad de postajuste de potencia 127 puede implementarse mediante in multiplicador simple. La unidad de postajuste de potencia 127 puede hacer la función de estabilizar la potencia del transmisor cooperando con un atenuador de radiofrecuencia de control
numérico.
salida de señal desde el predistorsionador 120 y enviar la señal ajustada a una unidad de corrección de polaridad de corriente continua 128. La unidad de postajuste de potencia 127 se instala para garantizar que la potencia de la salida del amplificador de potencia satisface los requisitos de diseño. La unidad de postajuste de potencia 127 puede implementarse mediante in multiplicador simple. La unidad de postajuste de potencia 127 puede hacer la función de estabilizar la potencia del transmisor cooperando con un atenuador de radiofrecuencia de control
numérico.
8. Una unidad de corrección de polarización
de corriente continua 128: esta unidad está adaptada para
ajustar la polarización de corriente continua de una señal digital
de salida y enviar la señal ajustada a una unidad de protección de
sobreportencia 129.
9. Una unidad de protección de sobrepotencia
129: esta unidad está adaptada para detectar la potencia media
de una señal digital de salida y limitar la amplitud de la señal de
salida si la potencia media es superior al valor umbral para evitar
el error de cálculo en el método y por tanto, proteger el
amplificador. La señal de salida de la unidad de protección de
sobrepotencia 129 es enviada a una unidad de protección de
sobrepasamiento de potencia
1201.
1201.
\newpage
10. Una unidad de protección de
sobrepasamiento de potencia 1201: esta unidad está adaptada
para detectar la potencia instantánea de una señal digital de salida
y determinar la presencia de un sobrepasamiento de la potencia si
una proporción de la potencia instantánea mayor que el valor umbral
es superior a la proporción predefinida. En caso de sobrepasamiento
de la potencia, el sistema puede hacer que el predistorsionador 120
deje de producir la señal para evitar que el amplificador de
potencia se queme. Una vez que desaparece el sobrepasamiento de
potencia se recuperará rápidamente la salida del predistorsionador
120 para garantizar la comunicación normal del enlace. El
predistorsionador 12 envía la señal vía la unidad de protección de
sobrepasamiento de potencia 1201.
11. Una unidad de captura de datos 1202:
esta unidad está adaptada para muestrear una determinada cantidad
de señales I, Q de banda base así como una señal de realimentación
de CAD y enviar las señales muestreadas a la unidad de
almacenamiento de datos 1203.
12. Una unidad de almacenamiento de datos
1203: esta unidad está adaptada para almacenar las señales I, Q
de banda base y la señal de realimentación CAD muestreadas por la
unidad de captura de datos 1202. Las señales almacenadas en la
unidad de almacenamiento 1203 son enviadas a la unidad de cálculo
de parámetros adaptativa 190 vía una interface entre el
predistorsionador 120 y la unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190, de modo que dicha unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190 pueda calcular y actualizar los parámetros de
filtrado en la tabla de consulta.
13. Un módulo de sincronización 1204:
este módulo está adaptado para controlar la selección de los
parámetros de filtrado en la tabla de consulta y controlar la
selección de las señales muestreadas por la unidad de captura de
datos en caso de anomalía en la señal de banda base.
La señal de sincronización puede ser enviada en
una cadena de datos en banda base al predistorsionador 120 a través
de una conexión de hardware o puede ser adquirida directamente de
la cadena de datos I, Q en banda base a través de un mecanismo de
detección simple ubicado en el interior del predistorsionador 120
si es fácil detectar una anomalía en la señal.
En los sistemas 3G o similares, para localizar a
un usuario, el transmisor de la estación base en ocasiones puede
desconectarse o reducir su señal durante un periodo de tiempo y
reservar determinadas franjas horarias para el usuario, para el
cálculo de su ubicación. Como alternativa, durante la comunicación
de datos, el transmisor de la estación base puede transmitir
periódicamente una señal piloto cuando no hay usuarios accediendo, y
reducir la potencia de transmisión o desconectar la señal si sigue
sin haber acceso de usuarios. Cada uno de estos cambios abruptos de
la potencia de la señal pueden ser considerados anomalías de
potencia. En estos casos, la señal de sincronización de la señal se
potencia será necesaria para realizar un tratamiento especial de la
señal.
La relación temporal entre una señal con
anomalía de potencia y una señal de sincronización es la indicada
en la Figura 5.
Dado que el transmisor de la estación base
presenta una no linealidad aparente en el caso de una señal mayor,
el transmisor de la estación base toma la parte de alta potencia de
la señal como potencia normal y toma la parte de baja potencia como
anomalía. Es necesario que la parte activa (es decir la parte de
bajo nivel) de la señal de sincronización incluya todos los momentos
en los que la potencia de la señal se reduce anormalmente, para
conseguir así una sincronización efectiva de la señal. En otras
palabras, t1 y t2 tal como se muestran en la Figura 5 son ambas
mayores que cero (donde t1 es la diferencia de tiempo entre el
flanco de bajada de la señal de sincronización y la presencia de
una anomalía de potencia en la señal, y t2 es la diferencia de
tiempo entre el momento de recuperación de la anomalía de potencia y
el flanco de subida de la señal de sincronización). La señal de
sincronización entra en un estado de bajo nivel (activa) antes de
producirse la anomalía y entra en un estado de alto nivel (inactiva)
una vez subsanada la anomalía de potencia. Lamentablemente, estos
tiempos son difíciles de implementar en el sistema porque es
imposible predecir las anomalías en la potencia de la señal. Con el
fin de implementar estos tiempos, se puede permitir que el flanco
de bajada de la señal de sincronización quede ligeramente por
detrás del flanco de bajada de la potencia de la señal, pero deberá
garantizarse que la señal de sincronización aparece en nivel bajo
antes de que el mecanismo de detección de potencia media de corta
duración del predistorsionador 120 calcule que se está produciendo
una conmutación. Además, con el fin de evitar cualquier influencia
sobre el predistorsionador 120 a la hora de procesar una señal
normal, las duraciones de t1 y t2 deberían elegirse cuidadosamente
teniendo en cuenta los requisitos del sistema y no deberían ser
demasiado largas. Las duraciones preferidas para t1 y t2 son -3
\mus < t1 < 10 \mus, y 0 < t2 < 10 \mus.
La señal de sincronización puede influir en la
función de cálculo y decisión de potencia media de corta duración u
en la función del muestro de la señal en el predistorsionador 120.
Por lo tanto, si la señal de sincronización está en un nivel baso
(es decir, activa) el cálculo de la potencia media de corta
duración deberá detenerse y el valor calculado originalmente se
mantendrá sin cambiar. El cálculo de la potencia media de corta
duración no deberá resumirse hasta que la señal de sincronización
pase a un nivel alto. Además, cuando la señal de sincronización está
en un nivel bajo, es decir, activa, la unidad de captura de datos
del distorsionador 120 deberá de dejar de tomar muestras de los
datos de realimentación en banda base y el muestreo no deberá
reanudarse hasta que la señal de sincronización entre en un nivel
alto.
\newpage
La unidad de cálculo de parámetros adaptativa
190 instalada en el dispositivo según la realización está adaptada
para calcular los parámetros de filtrado no lineales, con una
estructura igual a la mostrada en la Figura 6. La unidad de cálculo
de parámetros adaptativa 190 incluye los siguientes módulos:
Un módulo de desmodulación 191: este
módulo está adaptado para desmodular una señal digital de
realimentación de frecuencia intermedia.
La desmodulación tiene como fin recuperar las
señales I, Q de realimentación de la señal digital de frecuencia
intermedia. Concretamente, la desmodulación puede implementarse por
el siguiente método: en primer lugar, dos componentes
ortogonales (es decir, una componente seno y una componente
coseno) de la portadora de la señal de frecuencia intermedia son
recuperadas en la unidad de cálculo de parámetros adaptativa 190
dado que se conocen los puntos de frecuencia intermedia de
realimentación en el diseño del sistema. A continuación, la señal de
frecuencia intermedia muestreada es multiplicada por la componente
coseno de la portadora, y la señal multiplicada es filtrada por un
filtro paso-bajo obteniéndose así la señal I de
realimentación. La señal Q de realimentación puede obtenerse
multiplicando la señal de frecuencia intermedia muestreada por la
componente seno de la portadora y filtrando en
paso-bajo la señal multiplicada.
Un módulo de retardo y correlación 192:
este módulo está adaptador para retardar y correlacionar las
señales I, O de banda base con las señales I, Q de
realimentación.
El retardo y la correlación tienen como fin
alinear en tiempo las señales I, Q de banda base y las señales I, Q
de realimentación utilizando un algoritmo de correlación. En el
algoritmo de correlación, se calcula la función de la relación
cruzada entre las señales I, Q de banda base u las señales I, Q de
realimentación, se recoge la situación en la que se produce un pico
y el índice de la ubicación se relaciona con el valor de retardo de
las señales de realimentación con respecto a les señales en banda
base. A continuación, las partes redundantes de las señales de
realimentación y banda base se eliminan según el valor de retardo
calculado para obtener las señales I, Q de realimentación y banda
base retardadas y ajustadas.
Un módulo de corrección de desplazamiento de
fase y frecuencia 193: este módulo está adaptado para corregir
los desplazamientos de frecuencia y de fase entre las señales de
banda base y de realimentación.
Es posible que exista un desplazamiento de
frecuencia y un desplazamiento de fase entre las señales de banda
base y de realimentación. Los desplazamientos de frecuencia y de
fase entre las señales de banda base y de realimentación debe
corregirse para poder calcular correctamente la predistorsión. Esta
corrección puede hacerse mediante el método siguiente: en primer
lugar se calcula la diferencia de fase entre las señales de banda
base y de realimentación; los valores exactos correspondientes al
desplazamiento de frecuencia y de fase pueden obtenerse con el
algoritmo de mínimos cuadrados porque el desplazamiento de fase y el
desplazamiento de frecuencia corresponden a la pendiente y a la
ordenada en el origen de la recta de regresión de la función lineal
diferencia de fase-tiempo, respectivamente. A
continuación, pueden obtenerse las señales I, Q de realimentación ya
sin desplazamiento de frecuencia ni de fase eliminando los valores
exactos del desplazamiento de frecuencia y de fase directamente de
las señales de realimentación.
Un módulo de selección de señal óptima
194: este módulo está adaptado para seleccionar los: datos
óptimos de las señales de banda base y de realimentación.
El procedimiento de calcular los parámetros de
filtrado no lineales en la unidad de cálculo de parámetros
adaptativa 190 es muy complejo, siendo considerable la cantidad de
cálculos si se usan todas las señales I, Q de banda base y de
realimentación en el cálculo de parámetros, excediendo la capacidad
de procesado de los chips de procesado de señales digitales
disponibles en el mercado. Por lo tanto, deberán seleccionarse
datos representativos para el cálculo de los parámetros de filtrado
no lineales de entre las señales I, Q de banda base y de
realimentación, adquiridas mediante muestreo y conseguir así una
cantidad computacional aceptable.
Con un análisis de las características de la
señal digital del transmisor y las características de no linealidad
del canal de transmisión, las realizaciones de la presente invención
presentan dos métodos para seleccionar los datos óptimos a partir
de las señales de banda base y realimentación, uno es el método de
selección de muestras de valores pico y el otro es un método de
selección de muestras aleatorias.
En el método de selección de muestras de valores
pico se considera que el amplificador de potencia es el más sensible
a la potencia instantánea de una señal, dentro del sistema ni lineal
del canal de transmisión. Para la selección de una señal optima, la
selección se hará de entre muestras de señales que presenten las
siguientes características:
1. Amplitud pico: es decir, una muestra
que posea una amplitud instantánea pico.
2. Valor IQ pico: es decir, una muestra
que posea un valor absoluto pico para las señales I o Q.
3. Variación pico: es decir, una muestra
cuyas dos muestras adyacentes posean una variación pico en amplitud
o en valores I, Q.
\newpage
Una implementación particular del método de
selección de muestras pico es la siguiente supongamos que S es el
número óptimo de muestras para el cálculo, aceptable por el sistema
y que se seleccionan N muestras pico de entre las muestras antes
indicadas. Cada una de las muestras pico seleccionadas se tomo como
centro y S/2N muestras se seleccionan de la izquierda y derecha de
cada centro. Como resultado, el número total de muestras
seleccionadas es:
Se podrá obtener el número de muestras que se
desee. Si se solapan varias muestras a la derecha o a la izquierda
de los picos de la señal I o Q, las muestras que se solapan se
utilizarán en el cálculo sólo una vez y el número de muestras
alrededor de las muestras que se solapan se incrementa de modo que
el número total de muestras sea constante. Además, en el método de
selección de muestras pico pueden insertarse algunas muestras
aleatorias cuando se considere pertinente para que los datos sean
suficientemente representativos de las señales.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, en la Figura 7 se muestra un procedimiento de selección
del método de selección de muestras de valores pico. Supongamos que
S es el número óptimo de muestras para el cálculo y que las señales
pueden dividirse en 6 segmentos. De la cadena de datos se
seleccionan los valores máximos y mínimos de las señales I, Q y
tenemos en total 4 segmentos, cada uno con una longitud de S/6. A
continuación, se seleccionan otras S/6 muestras al inicio y al
final como datos de relleno aleatorios. Como se observa en la
Figura 7, existe solapamiento entre los segmentos de datos
correspondientes a los valores máximos de I y los valores mínimos
de Q. A este respecto, se seleccionan muestras adicionales a la
izquierda de las muestras seleccionadas según los valores máximos de
I y a la derecha de las muestras seleccionadas, según los valores
máximos de Q de modo que el número de muestras, es decir, S,
permanezca constante.
El principio del método de selección de muestras
aleatorias radica en la selección de muestras con distintas
amplitudes de señal y, preferiblemente, las muestras seleccionadas
tendrán una característica de distribución idéntica a la de las
amplitudes anteriores a la selección, para modelizar el sistema no
lineal de forma efectiva.
Por consiguiente, una implementación concreta
del método de selección de muestras aleatorias sería como sigue: se
selecciona una semilla y se utilizan multiplicadores de esta semilla
aleatoria en la selección de muestras de la señal. Se registra la
gama de amplitudes correspondiente a la señal. Si los datos dentro
de dicha gama no satisfacen un requisito predeterminado, los datos
se registran, de lo contrario se descartan. Este procedimiento se
repite hasta que se ha seleccionado un número suficiente de
muestras.
Un módulo de resolución de parámetros no
lineales 195: este módulo está adaptado para calcular parámetros
de filtrado no lineales de acuerdo con los datos óptimos
seleccionados.
Actualmente existen muchos algoritmos bien
probados como el algoritmo de los mínimos cuadrados recursivos
(RLS), el algoritmo LMS (Least Mean Squares), el algoritmo
QR-RLS (QR Recursive Least Square) etc., que pueden
utilizarse para calcular parámetros de filtrado no lineales de
acuerdo con los datos óptimos seleccionados, según una realización
de la presente invención.
Partiendo de la estructura de la unidad de
cálculo de parámetros no lineales descrita anteriormente, se
proporciona un método para el calculo de parámetros de filtrado no
lineales según una realización de la presente invención. Este
método incluye los siguientes, procedimientos:
1. desmodulación de una señal digital de
realimentación;
2: retardo y correlación de la señal de
realimentación desmodulada y de una señal de banda base;
3. cálculo del desplazamiento de frecuencia y
del desplazamiento de fase entre la señal de banda base y la señal
de realimentación utilizando el algoritmo de los mínimos cuadrados y
corrección del desplazamiento de frecuencia y del desplazamiento de
fase de las señales de realimentación y de banda basa retardadas y
correlacionadas;
4. selección de los datos óptimos de las señales
de realimentación y de banda base una vez corregidos los
desplazamientos de frecuencia y de fase, utilizando el método de
selección de muestras de valores pico y el método de selección de
muestras aleatorias;
5. cálculo de parámetros de filtrado no lineales
de acuerdo con los datos óptimos seleccionados, utilizando un
determinado un algoritmo determinado.
Una representación de la presente invención
presenta un predistorsionador simplificado. La estructura del
predistorsionador simplificado es la que se muestra en la Figura 8.
En comparación con la Figura 2, se aprecia que en el caso
simplificado se utiliza una red de Compensación de Modulación en
Cuadratura (QMC) en vez de la unidad de corrección de la
polarización de corriente continua y la estructura interna de la
unidad de filtrado no lineal 125 también se ha simplificado.
La red QMC 810 está adaptada para corregir la
ganancia IQ, el desequilibrio de fase y la polarización de
corriente continua. Tal como se ilustra en la estructura que se
muestra en la Figura 9, la red QMC 810 incluye cuatro
multiplicadores 811 y cuatro sumadores 812 que realizan las
operaciones de cálculo tal como se muestra en la Figura 9. Los
valores de dos parámetros de corrección de la polaridad de
corriente continua bc1 y bc2 de la red QMC son equivalentes a los
dos parámetros del corrector de corriente continua mostrado en la
Figura 2. Los parámetros de corrección de desequilibrio de ganancia
ac1 y ac2 y el parámetro de corrección de desequilibrio de fase
\varphic pueden calcularse de acuerdo con los cuatro parámetros
b, c y d en la implementación del predistorsionador descrita
arriba.
De esta manera, el número de parámetros
introducidos en un filtro FIR puede reducirse de cuatro a dos, es
decir, pueden ahorrarse la mitad de las memorias del sistema.
En la unidad de filtrado no lineal 125 del
predistorsionador simplificado, cada una de las etapas del filtro
tiene dos entradas de señal I, Q, dos entradas de parámetros de
filtrado y dos salidas de señal I, Q. La estructura de la unidad de
filtrado no lineal de M etapas 125 es tal como se muestra en la
Figura 10, donde las señales de entrada I, Q y los coeficientes de
cada etapa son multiplicados como en las ecuaciones siguientes:
Aquí, O representa una señal de salida,
O_{i} y O_{q} son, respectivamente, las
componentes I, Q de una señal de salida, I_{i} y
Q_{q} son respectivamente las componentes I, Q de una señal
de entrada y T representa el coeficiente del filtro. El
parámetro T puede seleccionarse dependiendo de la potencia
instantánea y de la potencia media de corta duración de la señal,
así como una señal de sincronización, como en el método de
selección de parámetros descrito para el filtro FIR del
predistorsionador no simplificador.
En el dispositivo según una realización de la
presente invención, puede haber riesgo de utilizar el desmodulador
IQ del dispositivo tal como se muestra en la Figura 1 para convertir
una señal de radiofrecuencia en una señal de frecuencia intermedia
si el transmisor impone una exigencia estricta sobre la pérdida de
oscilación local y sobre el desequilibrio de ganancia y de fase de
la señal. A la vista de esto, se presentan una realización de la
presente invención con predistorsionador mejorado, que se muestra
en la Figura 11.
En el predistorsionador mejorado se adopta la
tecnología de doble conversión de frecuencia convencional. En la
doble conversión de frecuencia, en primer lugar las señales IQ son
moduladas a la frecuencia intermedia digital en el
predistorsionador, después las señales que salen del
predistorsionador son convertidas de digital a analógico en señales
digitales de frecuencia intermedia y por último las señales
digitales de frecuencia intermedia son convertidas a
radiofrecuencia. En la estructura del predistorsionador mejorado se
utiliza un modulador digital 910 en vez de la red QMC de la Figura
8 y de la unidad de corrección de la polaridad de corriente
continua de la Figura 2.
Tal como se ilustra en la estructura mostrada en
la Figura 12, el modulador digital está formado por 5 partes, esto
es, un oscilador de control numérico (NCO) 911, dos multiplicadores
912, un desplazador de fase de 90º 913 y un sumador 914. Una
secuencia de funcionamiento concreta del modulador digital sería la
siguiente:
En el paso 12-1, el NCO 911
genera una señal sinusoidal de oscilación local, digital, dé
frecuencia intermedia.
En el paso 12-2, el desplazador
de fase de 90º 913 desplaza 90º la fase de la señal sinusoidal de
oscilación local obtenida en el paso 12-1 para
obtener una señal coseno de oscilación local.
En el paso 12-3, la señal
sinusoidal de oscilación local es multiplicada por la señal I de
entrada y la señal coseno de oscilación local por la señal Q de
entrada en los dos multiplicadores 912.
En el paso 12-4, las dos señales
multiplicadas, obtenidas en el paso 12-3 son sumadas
en el sumador 914 para obtener una señal de salida del modulador
digital 910.
De igual modo, el método para predistorsionar
una señal de banda base digital de acuerdo con una realización de la
presente invención incluye los siguientes procedimientos: cálculo de
los parámetros no lineales según muestras de una señal digital de
banda base y muestras de una señal de realimentación del canal de
radiofrecuencia; realización de las estadísticas de potencia de la
serial de banda base digital, selección parámetros de filtrado no
lineales correspondientes al resultado de las estadísticas de
potencia, predistorsión de la señal de banda base digital y salida
de la señal de banda base digital predistorsionada.
En particular, la predistorsión incluye el
proceso de retardo de la cadena de datos de la señal de entrada, la
realización de los cálculos para las señales de entrada multietapa
retardadas y los correspondientes parámetros de filtrado no
lineales y la generación y salida de la señal de salida.
\newpage
En una realización de la presente invención, la
predistorsión incluye los procedimientos de: Retardo de las cadenas
de datos de las componentes I, Q de la señal de entrada;
Multiplicación compleja de la señal de entrada de acuerdo con las
componentes I, Q de la señal de entrada recibidas y retardada y los
correspondientes parámetros de filtrado no lineales, acumulación de
la señal multiplicada y salida de dicha señal multiplicada.
En la multiplicación compleja, la relación entre
la señal de entrada y la de salida puede expresarse de la siguiente
manera
Aquí, I_{i} y Q_{i}
representan las componentes I, Q de la señal de entrada,
T_{ii}, T_{iq}, T_{qi} y T_{qq}
son los cuatro parámetros de filtrado recibidos, y O_{i} y
Q_{q} representan las componentes I, Q de la señal de
salida.
Opcionalmente, en la multiplicación compleja, la
relación entre la señal de entrada y la señal de salida puede
expresarse de la siguiente manera
Aquí, I_{i} y Q_{q}
representan las componentes I, Q de la señal de entrada,
T_{i} y T_{q} son los dos parámetros de filtrado
recibidos y O_{i} y O_{q} representan las
componentes I, Q de la señal de salida.
Las estadísticas de potencia incluyen el cálculo
de la potencia instantánea de la señal de entrada y el cálculo de
la potencia media de corta duración también de la señal de
entrada.
El procedimiento para seleccionar los parámetros
de filtrado no lineales incluye la selección dé parámetros de
filtrado no lineales de acuerdo con los resultados de los cálculos
recibidos desde el módulo de adquisición de potencia instantánea de
señal y del módulo de adquisición de potencial media de corta
duración, así como el número de orden de las etapas de la unidad de
filtrado no lineal.
Tal como se ha indicado anteriormente, los
parámetros de filtrado no lineales puedes ser actualizados dinámica
y redundantemente según una realización de la presente
invención.
Además, en el caso de que se produzca una
anomalía en la señal de banda base, puede proporcionarse al
predistorsionador una señal de sincronización de la señal de banda
base y puede utilizarse para controlar la selección de los
parámetros de filtrado no lineales, para controlar el
predistorsionador para que el muestreo de los dados de las señales
de realimentación y de banda base pueda detenerse temporalmente en
caso de anomalías en la señal de banda base.
El procedimiento para calcular los parámetros de
filtrado no lineales incluye:
La desmodulación de la señal digital de
realimentación de frecuencia intermedia a señales IQ de
realimentación; el retardo y correlación de las señales IQ de banda
base y de realimentación recibidas; la corrección del
desplazamiento de frecuencia y de fase entre las señales IQ de banda
base y las señales IQ de realimentación recibidas, retardadas y
correlacionadas; la selección de los datos óptimos a partir de las
señales IQ de banda base y de realimentación corregidas; y el
cálculo de los parámetros de filtrado no lineales según los datos
óptimos seleccionados.
Aunque se hayan descrito las realizaciones
preferidas de la presente invención, el ámbito de la presente
invención no se limita a estas realizaciones. De hecho, aquellas
modificaciones o alternativas que puedan ser concebidas por
personas expertas en esta industria a la luz de la publicación de
la presente invención se considerarán dentro del ámbito de la
presente invención tal como se define en las reivindicaciones que
la acompañan.
Claims (25)
1. Un dispositivo para predistorsionar una señal
de banda base digital, que comprende una unidad de cálculo de
parámetros adaptativa, un predistorsionador, un módulo de
conversión y modulación de señal, un canal de radiofrecuencia, un
módulo de muestreo y de readaptación de señal, y un módulo de
muestreo, donde
la unidad de cálculo de parámetros adaptativa
está adaptada para calcular parámetros de filtrado no lineales
según muestras de una señal de banda base digital y muestras de una
señal de retorno de un canal de radiofrecuencias y volcar el
resultado del cálculo al predistorsionador;
el predistorsionador está adaptado para
almacenar y actualizar los parámetros de filtrado no lineales,
realizar estadísticas de potencia de la señal de banda base digital,
seleccionar parámetros de filtrado no lineales que se correspondan
con el resultado de las estadísticas de potencia, predistorsionar
la señal de banda base digital utilizando los parámetros de filtrado
no lineales seleccionados y enviar la señal de banda base digital
predistorsionada;
el módulo de conversión y modulación de señal
está adaptado para convertir una señal digital predistorsionada en
una señal analógica, modular y convertir la señal analógica en una
señal de radiofrecuencia;
el canal de radiofrecuencia comprende un
amplificador de potencia, adaptado para amplificar la potencia de la
señal analógica convertida a radiofrecuencia y enviar la señal
amplificada;
el módulo de muestreo y realimentación de señal
está adaptado para realimentar y hacer un muestreo de la señal que
sale del canal de radiofrecuencia y enviar la señal muestreada al
predistorsionador,
donde el predistorsionador comprende: un filtro
no lineal, que comprende filtros de respuesta finita al impulso,
multietapa y de coeficiente variable, adaptados para retardar la
corriente de datos de una señal de entrada, calcular con las señales
de entrada multietapa obtenidas retardando la señal de entrada y
los parámetros de filtrado no lineales seleccionados y formar y
emitir una señal de salida.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la característica no lineal del
predistorsionador es recíproca a la característica de no linealidad
del canal de radiofrecuencia.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de filtro no lineal comprende
un módulo de retardo, un módulo multiplicador y un acumulador, el
módulo de retardo está adaptado para retardar las cadenas de datos
de las componentes I/Q de la señal de entrada y enviar las
componentes I, Q retardadas de la señal de entrada al
correspondiente módulo multiplicador; el módulo multiplicador está
adaptado para la multiplicación compleja de la señal de entrada
según las componentes I,Q retardadas de la señal de entrada y los
correspondientes parámetros de filtrado no lineales seleccionados, y
para enviar la señal multiplicada al acumulador; y el acumulador
está adaptado para acumular la señal de salida del multiplicador y
emitir la señal acumulada.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque en el multiplicador, la relación entre
la señal de entrada y la señal de salida multiplicada se expresa
mediante las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{i} representan las componentes I, Q de la señal de
entrada, T_{ii}, T_{iq}, T_{qi} y
T_{qq} representan los cuatro parámetros de filtrado no
lineales correspondientes seleccionados y O_{i} y
Q_{q} representan las componentes I, Q de la señal de
salida
multiplicada.
5. Dispositivo, según la reivindicación 3,
caracterizado porque en el multiplicador, la relación entre
la señal de entrada y la señal de salida multiplicada se expresa por
las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{q} son las componentes I, Q de la señal de entrada,
T_{i} y T_{q} son los dos parámetros de filtrado
no lineales correspondientes, y O_{i} y O_{q}
representan las componentes I, Q de la señal de salida
multiplicada.
6. Dispositivo según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque el predistorsionador comprende, además,
un módulo de adquisición de potencia instantánea de señal, un
módulo de adquisición de potencia media de señal de corta duración y
un módulo de tablas de consulta, el módulo de adquisición de
potencia instantánea de señal está adaptado para calcular la
potencia instantánea de una señal de entrada y enviar el resultado
al módulo de tablas de consulta; el módulo de adquisición de
potencia media de señal de corta duración está adaptado para
calcular la potencia media de corta duración de una señal de entrada
y enviar el resultado al módulo de tablas de consulta; y la tabla
de consulta está adaptada para almacenar y actualizar los
parámetros de filtrado no lineales calculados por la unidad de
cálculo de parámetros adaptativa, seleccionar los parámetros de
filtrado no lineales según los resultados de los cálculos recibidos
desde el módulo de adquisición de potencia instantánea de señal y
del módulo de adquisición de potencia media de señal de corta
duración, así como un número de orden de las etapas de la unidad de
filtrado no lineal y enviar los parámetros de filtrado no lineales
seleccionados a la unidad de filtrado.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el modulo de tablas de consulta
comprende: una memoria tampón para cambiar los parámetros de
filtrado no lineales, adaptada para actualizar los parámetros de
filtrado no lineales dinámicamente.
8. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el predistorsionador comprende además:
una unidad de retardo y de preajuste de potencia, adaptada para
ajustar la potencia de la señal de banda base digital, retardar la
cadena de datos de la señal ajustada y enviar la cadena de datos
retardada al filtro no lineal; un módulo de almacenamiento y de
muestreo de señales, adaptado para realizar un muestreo de la
entrada de señales de banda base digital y la señal de
realimentación de una señal de salida del canal de radiofrecuencia,
y almacenar y enviar las señales muestreadas a la unidad de cálculo
de parámetros adaptativa; una unidad de postajuste de potencia,
adaptada para ajustar la potencia de una señal de salida del
predistorsionador y enviar la señal de salida ajustada; y un módulo
de ajuste de señal, adaptado para ajustar la fase de una señal
procedente de la unidad de postajuste de potencia y para enviar la
señal de salida ajustada.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque el módulo de ajuste de la señal
comprende: una unidad de corrección de polarización de corriente
continua, adaptada para ajustar la polarización de corriente
continua de una señal digital y enviar la señal corregida; o una
red de compensación de modulación en cuadratura, adaptada para
corregir la ganancia IQ, el desequilibrio de fase y la polarización
de corriente continua de una señal digital, y enviar la señal
corregida; o Un modulador digital, adaptado para modular señales IQ
digitales a una frecuencia digital intermedia y enviar las señales
moduladas.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el predistorsionador comprende además:
una unidad de protección de sobrepotencia, adaptada para detectar la
potencia media de una señal de salida del predistorsionador y
limitar la amplitud de una señal de salida del predistorsionador
cuya potencia media sea superior al valor umbral; y una unidad de
protección de sobrepasamiento de potencia, adaptada para detectar la
potencia instantánea de una señal de salida del predistorsionador,
cortar la señal de salida del predistorsionador si la proporción de
la potencia instantánea de la señal de salida superior al valor
umbral es mayor que la proporción preestablecida, y recuperar la
señal de salida del predistorsionador una vez que la potencia
instantánea de la señal de salida vuelve a ser
normal.
normal.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el predistorsionador comprende además:
un módulo de señal de sincronización, adaptado para dotar al
predistorsionador de una señal de sincronización de la señal de
banda base digital si aparece una anomalía en señal de banda base
digital, controlar la selección de parámetros de filtrado no
lineales en el módulo de tablas de consulta utilizando la señal de
sincronización y controlar el predistorsionador para detener el
muestreo de la señal de banda base digital y la señal de
realimentación si aparece una anomalía en la señal de banda base
digital.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque la señal de sincronización
proporcionada por el módulo de señales de sincronización pasa a un
estado de nivel bajo antes de que se produzca la anomalía en la
potencia de la señal de banda base digital y pasa a un estado de
alto nivel una vez que la señal de banda base digital se recupera de
la anomalía en la potencia.
13. Dispositivo según reivindicaciones 1, 2, 3,
4, ó 5, caracterizado porque la unidad de cálculo de
parámetros adaptativa comprende: un módulo desmodulador, adaptado
para desmodular una señal de realimentación digital de frecuencia
intermedia de modo que se obtengan señales IQ de realimentación; un
módulo de retardo y correlación, adaptado para retardar y concordar
las señales IQ en banda base recibidas con las señales IQ de
realimentación; un módulo de corrección de desplazamiento de
frecuencia/desplazamiento de fase, adaptado para corregir el
desplazamiento de frecuencia y el desplazamiento de fase entre las
señales IQ de banda base retardadas y concordadas, y las señales IQ
de realimentación; un módulo de selección de señal optima,
adaptado para seleccionar los datos óptimos a partir de las señales
IQ de banda base corregidas y las señales IQ de realimentación; y un
módulo de resolución de parámetros no lineales, adaptado para
calcular los parámetros de filtrado no lineales según los datos
óptimos, utilizando un determinado algoritmo.
14. Método para calcular los parámetros de
filtrado no lineales que comprende: la desmodulación de una señal
digital de realimentación; el retardo y correlación de la señal
digital de realimentación y de la señal digital de banda base; la
corrección del desplazamiento de frecuencia y del desplazamiento de
fase de la señal digital de realimentación y de la señal digital de
banda base retardadas y correlacionadas; la selección de los datos
óptimos a partir de la señal digital de banda base y de la señal
digital de realimentación, obtenidos mediante la corrección de los
desplazamientos de frecuencia y fase; y el cálculo de los parámetros
de filtrado no lineales según los datos óptimos seleccionados.
15. Método para calcular los parámetros de
filtrado no lineales según la reivindicación 14 caracterizado
porque antes de la corrección de los desplazamientos de frecuencia
y de fase de la señal digital de realimentación y de la señal
digital de banda base corregidas y concordadas, el método contempla
además: la obtención del desplazamiento de frecuencia y del
desplazamiento de fase entre la señal digital de banda base y la
señal digital de realimentación utilizando un algoritmo de mínimos
cuadrados.
16. Método para calcular los parámetros de
filtrado no lineales según reivindicaciones 14 ó 15,
caracterizado porque la selección de los datos óptimos a
partir de las señales digitales de banda base y realimentación
obtenidas mediante la corrección de los desplazamientos de
frecuencia y de fase incluye: la selección de los datos óptimos a
partir de las señales digitales de banda base y realimentación
utilizando un método de selección de muestras de valores pico y/o
un método de selección de muestras aleatorias, donde el método de
selección de muestras pico selecciona un número de muestras
suficiente que presenten, o una amplitud instantánea máxima de la
señal, o un valor absoluto máximo de la señal, o la varianza de la
amplitud máxima de la señal; y el método de selección de muestras
aleatorias selecciona un número de muestras suficiente que
presenten una característica de distribución idéntica a la
característica de distribución de amplitud de la señal a
seleccionar.
17. Método para predistorsionar una señal de
banda base digital que incluye: el cálculo de parámetros de
filtrado no lineales según el muestreo de una señal digital de banda
base de entrada y el muestreo de una señal de realimentación de un
canal de radiofrecuencia; y la confección de estadísticas de
potencia de la señal digital de banda base de entrada, selección de
los parámetros de filtrado no lineales correspondientes al resultado
de las estadísticas de potencia, predistorsión de la señal de banda
base digital de entrada utilizando los parámetros de filtrado no
lineales seleccionados y envío de la señal de banda base digital
predistorsionada;
convirtiendo la señal de banda base digital
predistorsionada en una señal analógica, y modulando y convirtiendo
la señal analógica en una radio frecuencia;
amplificando la potencia de la señal analógica
convertida en radio frecuencia y enviando la señal amplificada
y
realimentando y haciendo un muestreo de la señal
que sale del canal de radiofrecuencia.
18. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque la predistorsión de la señal de banda
base digital comprende: el retardo de la cadena de datos de la señal
digital de banda base de entrada, la realización de los cálculos
para señales de entrada multietapa obtenidas por el retardo y los
parámetros de filtrado no lineales seleccionados y la formación y
emisión de una señal de salida.
19. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque la predistorsión de la señal de banda
base digital comprende: el retardo de las cadenas de datos de las
componentes I, Q de la señal digital de banda base de entrada; y la
multiplicación compleja de la señal digital de banda base de
entrada por las componentes IQ retardadas de la señal digital de
banda base de entrada y los parámetros de filtrado no lineales
seleccionados, la acumulación de señales obtenidas a partir de la
multiplicación compleja y la salida de la señal acumulada.
20. Método según la reivindicación 19,
caracterizado porque en la multiplicación compleja, la
relación entre la señal digital de banda base de entrada y la señal
de salida puede expresarse mediante las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{i} representan las componentes I, Q de la señal digital
de banda base de entrada, T_{ii}, T_{iq},
T_{qi} y T_{qq} representan cuatro parámetros de
filtrado no lineales seleccionados, y O_{i} y
Q_{q} representan las componentes I, Q de la señal de
salida.
21. Método según la reivindicación 19,
caracterizado porque en la multiplicación compleja, es
posible expresar una relación entre la señal de entrada y la señal
de salida mediante las ecuaciones
donde I_{i} y
Q_{q} representan las componentes I, Q de la señal digital
de banda base de entrada, T_{i} y T_{q}
representan dos parámetros de filtrado no lineales seleccionados, y
O_{i} y O_{q} representan las componentes I, Q
de la señal de
salida.
22. Método según la reivindicación 20 ó 21,
caracterizado porque las estadísticas de potencia incluyen:
el cálculo de la potencia instantánea de la señal digital de banda
base de entrada y el cálculo de la potencia media de corta duración
de la señal digital de banda base de entrada. La selección de
parámetros de filtrado no lineales incluye: la selección de
parámetros de filtrado no lineales de acuerdo con los resultados de
los cálculos recibidos de un módulo de adquisición de potencia
instantánea de señal y de un módulo de adquisición de potencia
media de señal de corta duración, así como un número de orden de las
etapas de la unidad de filtrado no lineal.
23. Método según la reivindicación 19, que
además incluye: la actualización redundante y dinámica de los
parámetros de filtrado no lineales.
24. Método según la reivindicación 19, que
comprende además: prever un predistorsionador provisto de una señal
de sincronización de señal digital de banda base, si se produce una
anomalía en la señal digital de banda base, la selección de
parámetros de filtrado no lineales es controlada mediante el uso de
la señal de sincronización y el predistorsionador es controlado de
modo que detenga el muestreo de la señal digital de banda base y la
señal de realimentación si se produce una anomalía en la señal
digital de banda base.
25. Método según la reivindicación 19,
caracterizado porque el cálculo de los parámetros de
filtrado no lineales comprende: la desmodulación de una señal de
realimentación digital de frecuencia intermedia para obtener
señales IQ de realimentación; el retardo y correlación de señales IQ
de banda base y señales IQ de realimentación; la corrección del
desplazamiento de frecuencia y del desplazamiento de fase entre las
señales IQ de banda base y de realimentación retardadas y
correlacionadas; la selección de los datos óptimos a partir de las
señales IQ de banda base y de realimentación corregidas; y el
cálculo de los parámetros de filtrado no lineales según los datos
óptimos seleccionados.
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