ES2351698T3 - Dispositivo y método para el reparto priorizado de potencia de transmisión en un terminal multiportadora. - Google Patents
Dispositivo y método para el reparto priorizado de potencia de transmisión en un terminal multiportadora. Download PDFInfo
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Abstract
Un transmisor (200; 300; 500) para un terminal multiportadora (12), que comprende: un primer circuito de transmisión para proporcionar una primera portadora para un primer canal; al menos un segundo circuito de transmisión para proporcionar al menos una segunda portadora para un segundo canal; un combinador (314; 502) conectado a los circuitos de transmisión para combinar la primera portadora y al menos la segunda portadora formando una señal multiportadora; un amplificador de potencia (215; 345; 504) conectado al combinador para amplificar la señal multiportadora; un detector de potencia (221; 361; 508) conectado al amplificador de potencia para medir un nivel de potencia de una señal multiportadora amplificada producida por el amplificador de potencia; y un procesador (225; 365; 510) conectado al detector de potencia y a los circuitos de transmisión para repartir la potencia disponible para la señal multiportadora amplificada entre las portadoras primera y segunda de acuerdo con una prioridad de portadoras.
Description
Dispositivo y método para el reparto priorizado
de potencia de transmisión en un terminal multiportadora.
La presente invención se refiere en general a
telecomunicaciones, y más específicamente, a comunicaciones
multiportadora.
En sistemas de comunicación inalámbricos, se
emplean crecientemente terminales de doble portadora o
multiportadora para transportar simultáneamente tráfico de voz y
tráfico de datos que no sean de voz. A este respecto, un terminal
multiportadora es un terminal con la capacidad de transmitir
información por más de una portadora simultáneamente. Pueden
emplearse muchos de tales terminales en un sistema de comunicación
inalámbrico de acceso múltiple por división de código (CDMA, del
inglés "Code Division Multiple Access"). Por ejemplo, en una
aplicación que requiere la transmisión simultánea de tráfico de
datos y voz a alta velocidad, sería posible usar un terminal
multiportadora con una portadora que soporta el estándar CDMA2000_1x
para tráfico de voz y otra portadora que soporta el estándar
CDMA2000_1xEv-DO, que está optimizado para la
transmisión de tráfico de datos (Ev-DO viene de
"Evolution-Data Optimized", estándar
evolucionado optimizado para datos). El terminal de transmisión
usaría una portadora, designada como portadora "DO", para la
transmisión de tráfico de datos, y usaría otra portadora, designada
como portadora "1x", para la transmisión de tráfico de voz. Una
descripción de estos sistemas puede encontrarse en sus estándares
correspondientes del "Proyecto de Asociación de 3ª Generación
2" (3GPP2, del inglés "3^{rd} Generation Partnership Project
2"). El sistema CDMA2000_1x está especificado en "cdma2000
Introduction Release C", 3GPP2 C.S0001-C v1.0,
mayo de 2002. El sistema CDMA2000_1xEv-DO está
especificado en "cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface
Specification", 3GPP2 C.S0024-0 v4.0, octubre de
2002.
Un diseño efectivo de transmisor para un
terminal multiportadora podría incluir múltiples circuitos de
amplificación de potencia, cada uno dedicado a una portadora y cada
uno incluyendo un amplificador de potencia. Sin embargo,
limitaciones de espacio, coste de fabricación, consumo de energía y
otros factores imponen la necesidad de compartir recursos entre las
portadoras, incluyendo la circuitería de amplificación de potencia.
De acuerdo con ello, sería ventajoso utilizar un único amplificador
de potencia para la transmisión de una pluralidad de portadoras
transmitidas por un terminal multiportadora.
Un amplificador de potencia es un elemento de
radiofrecuencia (RF) de un transmisor que amplifica una señal de
portadora modulada para la transmisión por una antena. Aunque un
amplificador de potencia puede ser descrito y denominado como si
fuera un único elemento, aquellas personas con experiencia en la
técnica apreciarán que un dispositivo así puede comprender una o
más etapas.
Si un terminal multiportadora tiene un único
amplificador de potencia para la transmisión simultánea de
diferentes tipos de señales de portadora, el amplificador de
potencia puede estar sujeto a restricciones de potencia impuestas
por los requisitos de emisión espectral, por la capacidad de batería
del aparato, y también por cualquier prioridad entre las
portadoras. Por ejemplo, en un sistema de comunicación inalámbrico
combinado CDMA20001x/CDMA20001xEV-DO, supóngase que
la portadora 1x tiene prioridad en la asignación de potencia de
transmisor sobre la portadora DO con el fin de evitar la degradación
en la cobertura celular de voz. Debido a que la portadora 1x tiene
prioridad sobre la portadora DO, las únicas limitaciones de potencia
impuestas sobre la portadora 1x distintas a la potencia máxima del
amplificador de potencia son la capacidad de la batería y esquemas
de control de emisión espectral para limitar la potencia de
transmisión de estaciones móviles. Por lo tanto, si la portadora DO
tiene menor prioridad que la portadora 1x, sería deseable asignar a
la portadora DO sólo alguna parte de la potencia de transmisor no
usada por la portadora 1x.
Además, cuando las portadoras 1x y DO son
transmitidas simultáneamente, sería deseable que la potencia de la
forma de onda multiportadora transmitida por el terminal
multiportadora estuviera limitada a un nivel tal que los objetivos
de emisión espectral no estuvieran comprometidos. Es deseable además
preservar estas restricciones de potencia al tiempo que se
requieren modificaciones escasas del equipamiento y de las
operaciones de sistemas de comunicación existentes.
El documento WO 02/084935 A1 da a conocer un
método para determinar las ganancias de radiofrecuencia separadas
para portadoras en un transmisor multiportadora de una unidad de
transmisión por radio de un sistema de comunicaciones por radio. El
documento US 2001/0031014 A1 da a conocer un método para transmitir
una secuencia de bits de datos por un sistema de transmisión
multiportadora.
Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica
de un esquema para asignar la potencia de transmisión de una
portadora de acuerdo con una prioridad en un terminal multiportadora
en el cual se utiliza un único amplificador de potencia para
transmitir simultáneamente una pluralidad de señales de
portadora.
Las realizaciones dadas a conocer aquí tratan
las necesidades anteriormente indicadas asignando precedencia a una
primera portadora de un transmisor multiportadora con una pluralidad
de portadoras servidas por un único amplificador de potencia y
asignando potencia de transmisión sujeta a un límite a una o más de
otras portadoras en función de si el canal servido por la primera
portadora está o no en un estado activo. Esto asegura que la
primera portadora será capaz de utilizar lo que necesita de la
potencia de transmisión total disponible, hasta el límite, y que la
siguiente portadora tiene disponible para sus necesidades la
potencia de transmisión total disponible menos la potencia total
usada por la primera portadora. Este reparto ordenado de potencia
puede emplearse para una pluralidad de portadoras que usan el
amplificador de potencia, en que la siguiente portadora en
prioridad tiene disponible para sus necesidades la potencia de
transmisión total disponible menos la potencia total usada por
todas las portadoras que la preceden en
prioridad.
prioridad.
La figura 1 es un diagrama de bloques a modo de
ejemplo de un sistema multiportadora;
la figura 2 es un diagrama de bloques a modo de
ejemplo de un transceptor para un terminal de portadora única;
la figura 3 es un diagrama de bloques a modo de
ejemplo de un transmisor para un terminal multiportadora;
la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra
un método de asignación priorizada de potencia de transmisión en un
terminal multiportadora; y
la figura 5 es un diagrama de bloques que
ilustra una aplicación general de reparto priorizado de potencia de
transmisión entre una pluralidad de portadoras servidas por un único
amplificador de potencia.
El término "a modo de ejemplo" se usa aquí
con el significado de "que sirve como un ejemplo, caso o
ilustración". Cualquier realización descrita aquí "a modo de
ejemplo" no debe considerarse necesariamente como preferida o
ventajosa respecto a otras realizaciones. Todas las realizaciones
descritas en esta descripción son realizaciones a modo de ejemplo
proporcionadas para permitir a personas con experiencia en la
técnica hacer o usar la invención y no para limitar el alcance de
la invención que está definido por las reivindicaciones.
Una estación de abonado, denominada aquí
terminal de acceso (AT, del inglés "Access Terminal"), puede
ser móvil o estacionaria, y puede comunicarse con uno o más
transceptores de estación base (BTS, del inglés "Base Transceiver
Station"). Un terminal de acceso transmite y recibe tráfico de
voz y datos a través de un subsistema de transceptores de estación
base acoplado a un controlador de estación base (BSC, del inglés
"Base Station Controller"). Los transceptores de estación base
y los controladores de estación base forman parte de una red
denominada red de acceso. Una red de acceso transporta
comunicaciones de voz y datos a y desde múltiples terminales de
acceso. La red de acceso puede estar conectada además a redes
adicionales fuera de la red de acceso, tal como a una red
telefónica conmutada pública (PSTN, del inglés "Public Switched
Telephone Network"), una red intranet corporativa o Internet, y
puede transportar comunicaciones de voz y datos entre cada terminal
de acceso y tales redes exteriores. Un terminal de acceso que ha
establecido un canal de tráfico activo con uno o más transceptores
de estación base es denominado terminal de acceso activo, y se dice
que está en un estado activo (también "de tráfico").
Similarmente, el propio canal de tráfico se dice que está en el
estado activo. Un terminal de acceso que está en el proceso de
establecer una conexión de canal de tráfico activo con uno o más
transceptores de estación base se dice que está en un estado de
configuración de conexión. Similarmente, el propio canal de tráfico
se dice que está en el estado de configuración de conexión. Un canal
de tráfico que no está ni en un estado activo ni en un estado de
configuración de conexión se dice que está en un estado inactivo.
Un terminal de acceso puede ser cualquier dispositivo que se
comunica a través de un canal inalámbrico o a través de un canal
cableado, por ejemplo usando cables de fibra óptica o coaxiales. Un
terminal de acceso puede ser además cualquiera de un número de
tipos de dispositivos que incluyen pero no están limitados a tarjeta
de PC, flash compacto, módem externo o interno, o teléfono
inalámbrico o
cableado.
cableado.
La figura 1 ilustra un sistema de área extensa
10 cuya arquitectura de red proporciona a un terminal de acceso 12
acceso a una o más redes conmutadas de paquetes tales como la red
Internet 20, y a una o más redes telefónicas conmutadas públicas
(PSTN) tales como la PSTN 22. El sistema de área extensa 10 puede
ser, por ejemplo, un sistema inalámbrico de área extensa, y el
terminal de acceso 12 un dispositivo inalámbrico, aunque se pretende
que esto ilustre y no limite el uso o aplicación de los principios
expuestos en esta descripción. Como sistema inalámbrico de área
extensa, el sistema 10 incluiría infraestructura de red, tal como un
subsistema de transceptores de estación base (BTS) 14 que tiene
múltiples estaciones base conectadas a uno o más controladores de
estación base (BSC) integrados 16, cada uno con una función de
control de paquetes. En un controlador de estación base, los datos
son encaminados hacia y desde la red Internet 20 por medio de un
nodo servidor de datos en paquetes (PDSN, del inglés "Packet Data
Serving Node") 18, y la voz es encaminada a y desde una red PSTN
por medio de un centro de conmutación de servicios móviles (MSC,
del inglés "Mobile Switching Center") 19. El enlace de
comunicación a través del que el terminal de acceso 12 envía señales
al subsistema 14 se denomina enlace ascendente. El enlace de
comunicación a través del que el subsistema 14 envía señales a un
terminal de acceso se denomina enlace descendente. Los enlaces
descendente y ascendente pueden incluir múltiples canales. Por
ejemplo, un enlace descendente puede incluir canales de tráfico, de
control y piloto. Un enlace ascendente puede incluir canales de
tráfico, de tara o piloto.
En el sistema de área extensa a modo de ejemplo,
el terminal de acceso 12 podría estar materializado en un
dispositivo transceptor inalámbrico que se comunica por el aire con
el subsistema BTS 14. El terminal de acceso 12 es capaz de
transmitir información al sistema de área extensa por un enlace
ascendente por medio de una pluralidad de portadoras, dos de las
cuales se denotan como portadora 1 y portadora 2. El terminal de
acceso 12 tiene también la capacidad de recibir información del
sistema de área extensa 10 por un enlace descendente, que no se
muestra en esta figura. Cuando el terminal de acceso está enviando
señales de voz, supongamos que por la portadora 1, las señales de
voz son transmitidas a un subsistema BTS y son reenviadas a un
controlador BSC. El controlador BSC reenvía las señales de voz a
través de un centro MSC a una red PSTN. El terminal de acceso puede
también transmitir datos, en la forma de paquetes de datos,
supongamos que por la portadora 2, a un subsistema BTS, que reenvía
los paquetes a un controlador BSC. Una función de control de
paquetes acoplada a o integrada con el controlador BSC reenvía los
paquetes de datos a un nodo PDSN, que reenvía los paquetes de datos
a una red de datos en
paquetes.
paquetes.
La transmisión bidireccional de señales entre
terminales de acceso y la arquitectura de red de una red inalámbrica
de área extensa es gestionada con el fin de proporcionar acceso de
comunicaciones con un estándar predeterminado de calidad al mayor
número de terminales de acceso. A este respecto, por ejemplo, un
sistema CDMA limita la potencia de transmisión de un terminal de
acceso a un nivel que mantiene la calidad de comunicaciones entre
un terminal de acceso y la red, pero que limita la interferencia
agregada que causan todas estas comunicaciones. El control de
potencia de transmisión en un sistema CDMA se implementa a través de
una combinación de procedimientos de bucle abierto o de bucle
cerrado. El control de potencia de bucle abierto de un transmisor de
terminal de acceso requiere la recepción en el terminal de acceso
de la señal de enlace descendente y el cálculo por el terminal de
un nivel de potencia de transmisión de enlace ascendente sobre la
base del nivel de potencia recibido de la señal de enlace
descendente. El control de bucle cerrado se implementa mediante la
transmisión de comandos de ajuste del nivel de potencia al terminal
de acceso por el enlace descendente. Véanse a este respecto, por
ejemplo, las patentes de los EE.UU. 5.056.109; 5.267.262; 5.933.781;
6.035.209; 6.101.179; y 6.609.008; todas del mismo cesionario de
esta
solicitud.
solicitud.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un
transceptor 190 que puede usarse en un terminal de acceso para
comunicaciones por enlace descendente y ascendente. El transceptor
190 incluye un receptor 192, un diplexor 199, un transmisor 200, y
una antena 202. El receptor 192 y el transmisor 200 están conectados
a la antena 202 a través del diplexor 199. El receptor 192 soporta
comunicaciones por el enlace descendente, mientras que el
transmisor 200 se usa para comunicaciones por el enlace ascendente.
Otros componentes del terminal de acceso no se muestran pero pueden
entenderse con referencia a las patentes incorporadas. En la figura
2, un módem de voz ("1x") recibe comunicaciones ensanchadas
por el enlace descendente por vía del diplexor 199 desde el
receptor 192, y desensancha y demodula canales del enlace
descendente. El módem 203 también recibe señales de voz codificadas
desde un codificador 204 para transmisión por un enlace ascendente.
Para soportar tráfico de voz por el enlace ascendente, el módem 203
incluye moduladores (no mostrados) para generar una señal de
símbolo de tráfico de voz, una señal de símbolo piloto, y una o más
señales de símbolo de tara. El módem 203 ensancha estas señales de
acuerdo con diferentes códigos de canal, suma estas señales para
producir una señal agregada, y modula la señal agregada con un
código de ensanchamiento, produciendo una señal de banda de base
ensanchada por un camino de señal de salida 205. El camino de señal
de salida 205 conecta el módem 203 a un circuito de transmisión de
voz que puede incluir un amplificador con control automático de
ganancia (TxAGC) 207, y un mezclador 211. La señal de banda de base
ensanchada entra en el amplificador 207, donde es amplificada a un
nivel controlado. La cantidad de ganancia con la que el amplificador
207 amplifica las muestras de banda de base es determinada por una
señal de ganancia AGC proporcionada a una entrada de control del
amplificador 207 por el camino de señal 209. La señal de banda de
base ensanchada amplificada sale por un camino de señal 210 hacia
la entrada del mezclador 211. El mezclador 211 también recibe una
primera señal de mezcla ej2\pif1t y produce una señal que es el
producto de la señal de banda de base amplificada y la primera
señal de mezcla. Aquellas personas experimentadas en la técnica se
darán cuenta que la mezcla puede realizarse en varios pasos. El
producto de la mezcla es la conversión ascendente de la señal de
banda de base ensanchada a una frecuencia RF deseada. Por
conveniencia, este producto puede denominarse "la señal de
portadora de voz". La señal de portadora de voz es proporcionada
por el camino de señal 213 que conecta el mezclador 211 con un
amplificador de potencia (PA, del inglés "Power Amplifier")
215. El amplificador de potencia 215 amplifica la señal de
portadora de voz, produciendo una señal de portadora de voz
amplificada por el camino de señal 217 que conecta el amplificador
de potencia 215 con la antena 202 a través del diplexor 199. Desde
la antena 202, la señal de portadora de voz amplificada es
transmitida por un enlace ascendente a un subsistema de
transceptores de estación base (no mostrado). El nivel de potencia
de la señal de voz amplificada es medido por un detector de
potencia 221, conectado por el camino de señal 222 a la salida del
amplificador de potencia 215. Dado que la señal cuyo nivel de
potencia está siendo medido es una señal analógica transmitida por
el transmisor 200, el parámetro medido se denomina "potencia de
transmisión" y la señal que denota la medida se muestra como
TxAnalogPower en la figura 2.
El control de potencia de transmisión en un
terminal de acceso que contiene el transmisor 200 puede ser
implementado mediante un sistema de control de potencia dotado de
la capacidad para ejecutar funciones de control de potencia,
incluyendo aquéllas a describir, así como funciones de control de
potencia de bucle abierto y cerrado. Con relación a esto último,
véanse las patentes de los EE.UU. 5.933.781 y 6.609.008. Las
funciones de control de potencia pueden estar materializadas por
ejemplo en un procesador de señales digitales (DSP, del inglés
"Digital Signal Processor") 225 que está o bien programado o
bien diseñado para realizar actividades de control de potencia de
sistema. El procesador 225 puede ser o bien un elemento autónomo
montado en una placa de circuito con conexiones de camino de señal
a elementos transceptores, o puede estar integrado con elementos
transceptores en un circuito integrado único o en un conjunto de
chips. El procesador 225 recibe señales de nivel de potencia de
bucle abierto o de bucle cerrado para permitir cálculos y la
realización de acciones requeridas para implementar esas funciones
de control de potencia. El procesador 225 también recibe la señal
TxAnalogPower desde el detector de potencia 221 por medio del
camino de señal 223. (Obsérvese que, aunque el detector de potencia
221 se muestra como un elemento separado, puede estar integrado sin
problemas dentro del procesador 225). La señal TxAnalogPower
permite al procesador 225 detectar el nivel de potencia de la señal
de portadora de voz amplificada, en respuesta a lo cual puede
controlar o ajustar el nivel de potencia de la señal de portadora de
voz mediante la señal de ganancia AGC proporcionada a través del
camino de señal 209 que conecta el procesador 225 a la entrada de
control del amplificador 207. Manifiestamente, controlar el nivel de
potencia de la señal de portadora de voz en este punto controla
efectivamente el nivel de potencia de la señal de portadora de voz
amplificada producida por el amplificador de potencia 215. El
procesador 225 condiciona la señal de ganancia AGC para establecer
la cantidad de ganancia del amplificador 207, y con ello mantener,
incrementar o reducir el nivel de potencia de la señal de portadora
de voz
amplificada.
amplificada.
Dos restricciones a modo de ejemplo sobre el
nivel de potencia de la señal de portadora de voz amplificada para
cuya implementación actúa el procesador son la capacidad de potencia
de transmisión máxima del terminal, determinada por consideraciones
de capacidad de batería, y limitaciones regulatorias reales o
propuestas sobre el uso autorizado. Con relación a esto último, se
hace referencia a un estándar propuesto
TIA/EIA-IS-98D que establece
niveles de emisión de potencia de transmisión máximos para varias
configuraciones de radio. Si el nivel de potencia de transmisión se
aproxima a o excede el nivel de potencia de transmisión máximo, el
procesador 225 limita o reduce la ganancia del amplificador 207 que
a su vez limita o reduce el nivel de potencia de la señal de
portadora de voz amplificada con el fin de evitar comprometer las
especificaciones de emisiones.
Se hace referencia ahora a la figura 3, que es
un diagrama de bloques general de un transmisor multiportadora 300
que puede usarse en el transceptor de un terminal de acceso para
comunicaciones por enlace ascendente. El transmisor 300 puede
usarse para el reparto priorizado de potencia de transmisión en un
terminal de acceso multiportadora. El transmisor recibe entrada de
voz desde un módem 303 de voz ("1x"). El módem de voz 303
recibe comunicaciones de voz ensanchadas por enlace descendente
desde un receptor (no mostrado), y desensancha y demodula un canal
de voz de enlace descendente. El módem de voz 303 también incluye
moduladores (no mostrados) para generar una señal de símbolo de
tráfico de voz, una señal de símbolo piloto, y una o más señales de
símbolo de tara. El módem de voz 303 ensancha esas señales de
acuerdo con diferentes códigos de canal, las suma para producir una
señal de canal de voz agregada, y modula la señal de canal de voz
agregada con un código de ensanchamiento, produciendo una señal de
canal de voz en banda de base por un camino de señal de salida 305.
El camino de señal de salida 305 conecta el módem de voz 303 a un
circuito de transmisión de voz que puede incluir un amplificador
con control automático de ganancia (TxAGC) 307, y un mezclador 311.
La señal de canal de voz entra en el amplificador 307, donde es
amplificada hasta un nivel controlado. La cantidad de ganancia con
la que el amplificador 307 amplifica la señal de canal de voz es
determinada por una señal de ganancia AGC proporcionada a una
entrada de control del amplificador 307 por el camino de señal 309.
La señal de voz amplificada sale por un camino de señal 310 hacia
la entrada del mezclador 311. El mezclador 311 también recibe una
primera señal de mezcla ej2\pif1t y produce una señal que es el
producto de la señal de canal de voz amplificada y la primera señal
de mezcla. El producto es la conversión ascendente de la señal de
canal de voz hasta una frecuencia RF deseada. Por conveniencia este
producto puede denominarse "la señal de portadora de voz", o
simplemente "la portadora de voz". La señal de portadora de
voz es proporcionada a través del camino de señal 313 que conecta el
mezclador 311 a un combinador o sumador de señales
314.
314.
Continuando con la descripción de la figura 3,
el transmisor 300 recibe entrada de datos desde un módem de datos
("DO") 323. El módem de datos 323 recibe comunicaciones de
datos ensanchadas por enlace descendente desde un receptor (no
mostrado), y desensancha y demodula un canal de datos de enlace
descendente. El módem de datos 323 también incluye moduladores (no
mostrados) para generar una señal de símbolo de tráfico, una señal
de símbolo piloto, una señal de símbolo de acuse de recibo (ACK, del
inglés "ACKnowledgement"), y una señal de símbolo de control
de velocidad de datos (DRC, del inglés "Data Rate Control"). El
módem de datos 323 ensancha esas señales de acuerdo con diferentes
códigos de canal, las suma para producir una señal de canal de
datos agregada, y modula la señal de canal de datos agregada con un
código de ensanchamiento, produciendo una señal de canal de datos
en banda de base por un camino de señal de salida 325. El camino de
señal de salida 325 conecta el módem de datos 323 a un circuito de
transmisión de datos que puede incluir un amplificador con control
automático de ganancia (TxAGC) 327, y un mezclador 331. La señal de
canal de datos entra al amplificador 327, donde es amplificada
hasta un nivel controlado. La cantidad de ganancia con la que el
amplificador 327 amplifica la señal de canal de datos es
determinada por una señal de ganancia AGC proporcionada a una
entrada de control del amplificador 327 por el canal de señal 329.
La señal de datos amplificada sale por un camino de señal 330 hacia
la entrada del mezclador 331. El mezclador 331 también recibe una
segunda señal de mezcla ej2\pif2t y produce una señal que es el
producto de la señal de canal de datos amplificada y la segunda
señal de mezcla. El producto es la conversión ascendente de la señal
de canal de datos hasta una frecuencia RF deseada. Por
conveniencia, este producto puede denominarse "la señal de
primera portadora de datos" (o "la primera portadora de
datos") ya que puede haber secciones adicionales del transmisor
para generar portadoras de datos adicionales. La señal de primera
portadora de datos es proporcionada a través del canal 333 que
conecta el mezclador 331 al combinador o sumador de señales
314.
El combinador de señales 314 suma la portadora
de voz, la primera portadora de datos, y otras portadoras que
podrían ser producidas por otros circuitos del transmisor (no
mostrados) para producir una señal multiportadora que entra a un
amplificador de potencia (PA) 345. El amplificador de potencia 345
amplifica la señal multiportadora, produciendo una señal
multiportadora amplificada por el camino de señal 347 que conecta el
amplificador de potencia 345 a una antena 357 a través de un
diplexor 355. Desde la antena 357, la señal multiportadora
amplificada es transmitida por un enlace ascendente hacia un
subsistema de transceptores de estación base (no mostrado). El
nivel de potencia de la señal multiportadora amplificada es medido
por un detector de potencia 361, conectado por el camino de señal
362 a la salida del amplificador de potencia 345. Como la señal cuyo
nivel de potencia está siendo medido es una señal analógica
transmitida por el transmisor 300, el parámetro medido se denomina
"potencia de transmisión" y la señal que denota la medida se
muestra como TxAnalogPower en la figura 3.
Las funciones de control de potencia para el
transmisor 300 pueden estar materializadas por ejemplo en un
procesador de señales digitales (DSP) 365 que está o bien programado
o bien diseñado para realizar actividades de control de potencia de
sistema de acuerdo con algoritmos de bucle abierto y cerrado. El
procesador 365 puede ser un elemento autónomo con conexiones de
camino de señal a elementos de transceptor, o puede estar integrado
con elementos de transceptor en un circuito integrado único o en un
conjunto de chips. El procesador 365 recibe señales de nivel de
potencia de bucle abierto y de bucle cerrado para realizar cálculos
y llevar a cabo acciones requeridas para implementar esas funciones
de control de potencia de sistema. El procesador 365 también recibe
la señal TxAnalogPower desde el detector de potencia 361 por medio
del canal de señal 363. (Obsérvese que, aunque el detector de
potencia 361 se muestra como un elemento separado, puede estar
integrado sin problemas en el procesador 365). La señal
TxAnalogPower permite al procesador 365 detectar el nivel de
potencia de la señal multiportadora amplificada, en respuesta a lo
cual puede controlar o ajustar el nivel de potencia de la señal de
portadora de voz mediante la señal de ganancia AGC proporcionada a
través del camino de señal 309 que conecta el procesador 365 a la
entrada de control del amplificador 307. El procesador puede
responder también a la señal TxAnalogPower controlando o ajustando
el nivel de potencia de la señal de primera portadora de datos
mediante la señal de ganancia AGC proporcionada a través del camino
de señal 329 que conecta el procesador 365 a la entrada de control
del amplificador 327. El procesador 365 condiciona las señales de
ganancia AGC para establecer la cantidad de ganancia de los
amplificadores 307 y 327, y con ello mantener, incrementar o
reducir los niveles de potencia de la portadora de voz y de la al
menos una portadora de datos. Manifiestamente, el control de los
niveles de potencia de las portadoras permite controlar el nivel de
potencia de la señal multiportadora amplificada producida por el
amplificador de potencia 215.
Supóngase que el transmisor del terminal de
acceso multiportadora que soporta transmisión simultánea de más de
una portadora está restringido a usar un amplificador de potencia
tal como es el caso en el transmisor de la figura 3. Supóngase
además que la transmisión simultánea de múltiples portadoras desde
el terminal está sujeta a las siguientes restricciones:
- Hay un límite predeterminado para la cantidad
de potencia que puede tener la señal multiportadora ("potencia de
transmisión máxima"). El límite predeterminado puede resultar,
por ejemplo, de la capacidad de potencia del terminal y de
restricciones de emisión espectral. De este modo, la potencia de
transmisión debe ser repartida entre las portadoras.
- Hay una prioridad entre las portadoras para el
reparto de la potencia de transmisión. De este modo, la portadora
con la máxima prioridad no tendrá limitaciones para el nivel de
potencia que puede alcanzar, hasta el límite predeterminado. Las
portadoras con las prioridades siguiente e inferiores recibirán la
asignación de tanta potencia de transmisión como quede tras la
reducción del nivel máximo de potencia de transmisión por el reparto
a portadoras de mayor prioridad.
Con referencia a la figura 2, el detector de
potencia 221 proporciona una medida de potencia de señal analógica
a la salida del amplificador de potencia 215, permitiendo al
procesador 225 realizar una reducción del nivel de potencia tal
como puede ser requerido por la acción regulatoria, por ejemplo por
las limitaciones de emisión expuestas en el estándar
IS-98D anteriormente citado. El detector de potencia
puede usarse en un transmisor multiportadora con amplificador de
potencia único, tal como se ilustra en la figura 3, para limitar la
potencia de portadora de datos con el fin de permitir la imposición
de las restricciones anteriormente expuestas. La siguiente
descripción es una realización ilustrativa en la cual la potencia de
transmisión es repartida entre dos portadoras en que una primera
portadora (para tráfico de voz, en este ejemplo) tiene la máxima
prioridad y una segunda portadora (para tráfico de datos, en este
ejemplo) tiene la prioridad siguiente. Este ejemplo se usa como
ayuda para enseñar los principios del reparto priorizado de potencia
de transmisión y no se pretende que limite la aplicación de estos
principios a dos portadoras, a un esquema de prioridad de portadoras
en el que una portadora de voz siempre reciba la máxima prioridad.
En efecto, los algoritmos de prioridad posteriormente descritos
pueden adaptarse para repartir potencia de transmisión entre más de
dos portadoras siendo la base de prioridad un asunto de opción de
diseño. Además, el ejemplo ilustra los principios con un terminal
que tiene un amplificador de potencia único. No se pretende que
esta ilustración limite la aplicación de estos principios a un
terminal con un amplificador de potencia único, más bien los
principios se aplican a situaciones en las cuales un amplificador
de potencia único debe servir a una pluralidad de portadoras que
pueden ser transmitidas simultáneamente.
Un algoritmo de margen para el amplificador de
potencia puede implementarse en terminales de portadora de datos
para calcular una velocidad máxima de datos a la cual puede
transmitir un terminal por un enlace ascendente. El algoritmo puede
ser realizado por un procesador DSP tal como el procesador 365 en la
figura 3. El algoritmo considera inicialmente un límite superior
para la potencia de una señal piloto de canal de datos de enlace
ascendente:
La ecuación (1) define un límite superior (Pilot
PowerUpperBound) para la cantidad de potencia de transmisión
disponible en un enlace ascendente de datos que es repartida al
canal piloto. La contribución LPFTxOpenLoop es un valor tratado con
filtro de paso bajo y medido durante el procesamiento de control de
potencia de bucle abierto. La contribución PeakFilterTxClosedLoop
es un valor tratado con filtro de máximo y obtenido durante el
procesamiento de control de potencia de bucle cerrado. La
contribución Margin proporciona un límite superior para el Canal
Piloto durante toda la duración de un paquete de datos que está
siendo transmitido por el enlace ascendente; este valor puede
establecerse en un nivel predeterminado o cambiarse dinámicamente
para acomodar condiciones de canal. Los tipos de filtro usados para
obtener las contribuciones de bucle abierto y de bucle cerrado son
diferentes. Un filtro de paso bajo de valores instantáneos se usa
para obtener valores de control de potencia de bucle abierto,
mientras que un filtro de máximo con un tiempo de decaimiento largo
se usa para obtener valores de control de potencia de bucle
cerrado.
cerrado.
Un canal de datos de enlace ascendente transmite
datos a una velocidad proporcional a un nivel de potencia de
transmisión disponible para el canal de datos, teniendo en cuenta el
hecho de que la potencia de transmisión disponible está limitada y
debe ser repartida entre canales piloto, de datos, de acuse de
recibo (ACK), y de control de velocidad de datos (DRC). La potencia
de transmisión disponible para estos canales puede ser determinada
por medio de ganancias de canal con referencia al nivel de potencia
del canal piloto. De acuerdo con ello, como las condiciones de
canal varían, la potencia puede volver a ser repartida, resultando
posiblemente en un requerimiento para cambiar la velocidad de
datos. La siguiente tabla resume la velocidad de datos de enlace
requerida con respecto a la ganancia de potencia relativa con
respecto al canal piloto disponible para el canal de datos
(DataChannelGain).
Ahora, un algoritmo de margen para el
amplificador de potencia (PA) proporciona margen de amplificador de
potencia para transmisión a una velocidad de datos particular, en
que los valores reales están en el dominio lineal (lin).
Obsérvese que, mientras que la ecuación (1) está
expresada en términos no lineales (dB), la ecuación (2) y las
ecuaciones que siguen se expresan en términos lineales, como ayuda
para entender los conceptos que están siendo presentados. Como
puede entenderse con referencia a la ecuación (2), el margen de PA
(PAHeadroom) se calcula con referencia a un nivel de potencia
máximo (MaxPower(lin)) que limita la potencia de transmisión
a la cual puede transmitir un terminal. Como se ha indicado arriba,
este límite puede resultar simplemente de la capacidad de batería,
o de una combinación de factores. En cualquier situación, la
potencia de canal piloto puede ser modificada para tener en cuenta
los otros canales (datos, ACK y DRC) que están siendo transmitidos
en asociación con tráfico de datos. Se tienen en cuenta estos otros
canales mediante el cociente T2P(rate), que incorpora la
ganancia relativa de cada uno de estos canales con respecto al canal
piloto para una velocidad de datos particular. Así:
La ecuación (3) es una ganancia que traduce
potencia de canal piloto a potencia de señal en general para todos
los canales de tráfico de datos. Manifiestamente, una velocidad de
datos es transmisible si PAHeadroom(rate)>0. Debido a que
el tráfico de datos tiene menor prioridad que el tráfico de voz en
este ejemplo, este algoritmo de margen es alterado ligeramente para
calcular la potencia máxima que una primera portadora de datos
(segunda en prioridad respecto a la portadora de voz) puede tener
en cualquier instante con referencia a la parte de la potencia de
transmisión usada por la portadora de voz en un transmisor
multiportadora con amplificador de potencia único.
La limitación de potencia de la portadora de
datos en un terminal multiportadora con amplificador de potencia
único se calcula por ejemplo mediante un procesador DSP tal como el
procesador 365 de acuerdo con un algoritmo que satisface las
restricciones de que la potencia de transmisión máxima está limitada
y la portadora de voz recibe potencia de transmisión disponible con
preferencia a cualquier portadora de datos. En otras palabras,
cualquier portadora de datos que requiera potencia de transmisión
recibirá la asignación de aquella potencia de transmisión que reste
después de proporcionar a la portadora de voz aquella parte de la
potencia de transmisión disponible que necesite. El algoritmo toma
en cuenta la posibilidad de selección por el usuario y el sistema
de modos de operación (denotada por la entrada OP CODES (códigos de
operación) al procesador en la figura 3) según lo cual son posibles
al menos tres modos: el canal de voz y al menos un canal de datos
están activos (voz/datos); sólo el canal de voz está activo (sólo
voz); y sólo el canal de datos está activo (sólo datos). De acuerdo
con una prioridad de portadoras observada por el algoritmo, el
control de potencia de la portadora de voz no toma en cuenta el
estado de ninguna portadora de datos; sin embargo, el control de
potencia de cualquier portadora de datos toma en cuenta el estado
de la portadora de voz; es decir que la portadora de voz tiene una
prioridad más elevada en el reparto de potencia de transmisión que
cualquier portadora de datos.
En el modo operativo voz/datos, hay una potencia
de transmisión máxima asignada a la portadora de voz
(MaxTxPowerAnalog). Como regla, la portadora de voz no usa toda la
potencia de transmisión disponible, y la parte no usada es
proporcionada a una portadora de datos, sujeta al nivel de potencia
actual del canal piloto de datos. La expresión para la cantidad
máxima de potencia repartida a la portadora de datos es:
En este cálculo, la variable MaxTxPowerAnalog es
la máxima potencia de transmisión disponible para la señal
multiportadora, y es esta potencia la que es repartida sobre una
base de prioridad a la portadora de voz, si el canal de voz está en
un modo activo o de configuración de conexión, y a una o más
portadoras de datos sobre una base secundaria siguiendo al reparto,
en su caso, a la portadora de voz. Esta variable puede tener un
valor fijo, por ejemplo la potencia de transmisión esperada en el
peor de los casos para la portadora de voz, o puede ser una función
que genere un valor sobre la base de un modo operativo actual. Por
ejemplo, bajo la condición de que el canal de voz está activo,
puede ser necesario limitar MaxTxPowerAnalog a 200 mW (23 dBm) como
un control directo del nivel de potencia de transmisión de la señal
multiportadora cuando están activos canales tanto de voz como de
datos. De acuerdo con un procedimiento más elaborado, el valor de
MaxTxPowerAnalog puede cambiarse en función del nivel de potencia
de la portadora de voz. Por ejemplo, si el nivel de potencia de la
portadora de voz activa está claramente por debajo de 23 dBm puede
ser útil relajar la restricción sobre la potencia de transmisión
total siempre que puedan satisfacerse los niveles de transmisión
espectrales para la señal multiportadora con dos o más canales
activos. Sería esperable que la cantidad de potencia de transmisión
disponible para tráfico de datos se pudiera calcular simplemente
restando a MaxTxPowerAnalog la potencia de la portadora de voz. Sin
embargo, la variable TxAnalogPower es la potencia de transmisión
medida, por ejemplo, por el detector de potencia 361 a la salida
del amplificador de potencia 345 en la figura 3, y esta medida
representa la cantidad total de potencia de transmisión que está
siendo usada por la portadora de voz y la portadora de datos (en su
caso). De acuerdo con ello, la cantidad de potencia de transmisión
usada por la portadora de datos es añadida de vuelta mediante el
término [TxPilotPower(lin)*T2P(rate)] con el fin de
limitar el cálculo de la cantidad de potencia de transmisión
reducida sólo en la potencia de transmisión repartida a la
portadora de mayor prioridad. La variable TxPilotPower es el nivel
de potencia actual del canal piloto de datos, y T2P es el cociente
entre el tráfico general actual y el piloto. La variable
MarginForVoice es una asignación incremental de potencia de
transmisión adicional a la portadora de voz como una protección
frente a impedimentos de transmisión predichos o conocidos para la
frecuencia de la portadora de voz; este valor puede ser fijo o ser
determinado por una función. Una vez completado este cálculo, el
nivel de potencia de la portadora de datos puede ser establecido
por el procesador 365 por medio de la señal de ganancia AGC
proporcionada al amplificador 327, y puede determinarse una
velocidad de datos resolviendo la ecuación para el margen
PAHeadroom sustituyendo MaxPower por
MaxDataPower.
MaxDataPower.
En el modo operativo de sólo voz, los cálculos
de control de potencia de la portadora de voz son hechos por el
procesador 365 y los resultados son transmitidos estableciendo la
ganancia del amplificador 307 por medio de la señal de ganancia AGC
proporcionada a la entrada de control del amplificador 307. Mientras
el terminal está operando en un modo de sólo voz, el usuario de
terminal puede llamar a un programa de correo electrónico. Una vez
que está escrito el mensaje de correo electrónico y el usuario
activa el comando "Enviar Mensaje", el canal de datos de
enlace ascendente que transporta tráfico de correo electrónico entra
en el estado de configuración de conexión en el que se enviarán uno
o más intentos de acceso por el enlace ascendente para activar el
canal de datos. Una vez activado el canal de datos, se entra en el
modo voz/datos y se envía el mensaje de correo electrónico. En el
momento en el que el canal de datos entra en el estado de
configuración de conexión como preparación para iniciar la
transmisión de datos por medio de la primera portadora de datos, el
módem de datos 323 empieza a provocar la transmisión de intentos de
acceso por el primer canal de datos del enlace ascendente. El
procesador ahora tiene que calcular y establecer un nivel de
potencia con el que la portadora de datos comunica el intento de
acceso actual. En este caso, la variable MaxDataPower se calcula
como sigue:
El valor calculado para MaxDataPower será la
potencia máxima que se asignará al intento de acceso actual, lo que
puede producirse mediante el establecimiento por parte del
procesador 365 de un valor apropiado para la ganancia AGC para el
amplificador 327.
En el modo operativo de sólo datos, el canal de
datos está activo. Sin el canal de voz en un estado de configuración
de conexión, el procesador 365 establece la potencia para la
portadora de datos de acuerdo con la ecuación (4), con el
componente MarginForVoice igual a cero. Mientras el terminal está
operando en un modo de sólo datos, el usuario de terminal puede
empezar a teclear un número de teléfono que puede provocar que el
canal de voz entre en el estado de configuración de conexión en el
que se enviarán uno o más intentos de acceso para activar el canal
de voz. Sin embargo, el terminal no entraría, en este caso a modo de
ejemplo, en el modo de voz/datos hasta que el usuario activara el
comando "Enviar Llamada". Cuando el canal de voz entra en el
modo de configuración, el módem de voz 303 emite una bandera de
acceso (entrada BANDERA al procesador 365 en la figura 3) y se
prepara para enviar un intento de acceso por el canal de voz. En
respuesta a la bandera de acceso, el procesador 365 ajusta la parte
de la potencia de transmisión asignada a la portadora de datos
asignando el máximo valor a la variable MarginForVoice en la
ecuación (4), resolviendo la ecuación, y ajustando apropiadamente
la ganancia del amplificador 327. Cuando la potencia de la portadora
de datos es reducida para acomodar la portadora de voz, el
procesador 365 usa la ecuación (2) para la variable PAHeadroom para
determinar si la velocidad de datos para el canal de datos debe ser
cambiada. Si se requiere un cambio, el módem de datos 323 recibe
una señal para cambiar la velocidad de datos para la portadora de
datos de enlace ascendente.
En la figura 4 se ilustra un método para el
reparto priorizado de potencia de transmisión en un terminal de
acceso multiportadora. Aunque el flujo general y las acciones
individuales de este método se describirán con referencia al
transmisor multiportadora de la figura 3, esto sólo se hace por
facilidad de comprensión; de hecho, el método puede implementarse
en muchas otras terminales multiportadora. En la figura 4 se supone
que el terminal de acceso ha sido encendido y está en algún modo
operativo inicial definido por la entrada OP MODE al procesador
365. Supongamos que esta condición define el ARRANQUE del método.
Cuando OP CODE cambia en el bloque 402, o bien el terminal ha
entrado en un estado INACTIVO en el que no se ha iniciado ni tráfico
de voz ni de datos, o bien un usuario del terminal ha seleccionado
un modo operativo en el que se ha iniciado tráfico de voz, de
datos, o de voz y datos. En el primer caso, el método pasa a través
de las decisiones 404, 406 y 408 al estado INACTIVO en el bloque
410 de dónde pasa al bloque 402 cuando un código operativo es
introducido por un usuario. Cuando se introduce un código
operativo, el método se desplaza desde el bloque 402 y comprueba el
código primero en la decisión 404. Si el código indica el modo
operativo voz/datos, se toma la salida positiva de la decisión 404
y el reparto de la potencia de transmisión se realiza en el bloque
405 de acuerdo con la prioridad anteriormente descrita. Esto es, la
ganancia del amplificador 307 es establecida en un nivel que
concede a la portadora de voz toda la parte de la potencia
MaxTxPowerAnalog que sea necesaria para soportar el tráfico de voz.
Al mismo tiempo, la potencia MaxDataPower es calculada de acuerdo
con la ecuación (4) y la portadora de datos es ajustada al nivel de
potencia calculado mediante el ajuste de la ganancia del
amplificador 327. El método permanece en esta condición hasta que
cambia el modo operativo, o bien a través de una acción del
usuario, o bien a través de alguna transición iniciada por el
sistema; en cualquier caso, el método entra de nuevo en el bloque
402. Suponiendo que la comprobación en la decisión 404 indica que el
modo operativo no es voz/datos, el método entra en la decisión 406
a través de la salida negativa de la decisión 404. Si el modo
operativo es de sólo voz, se toma la salida positiva de la decisión
406 y el método entra en el bloque 407. En el bloque 407, la
ganancia del amplificador 307 es ajustada a un nivel que concede a
la portadora de voz toda la parte de la potencia MaxTxPowerAnalog
que sea necesaria para soportar tráfico de voz. Entonces, si se
produce un intento de acceso de datos, MaxDataPower se calcula de
acuerdo con la ecuación (5) y la ganancia del amplificador 327 es
ajustada según sea necesario para proporcionar a la portadora de
datos el nivel de MaxDataPower que resulte del cálculo. En otro
caso, el método permanece en el bloque 407, respondiendo a intentos
de acceso de datos si es y según sea necesario, hasta que cambia el
modo operativo, en cuyo caso el método vuelve al bloque 402. Si la
comprobación en la decisión 406 indica que el modo operativo no es
de sólo voz, el método entra en la decisión 408 y comprueba si la
condición operativa es de sólo datos. Si el resultado de la prueba
es positivo, el método pasa al bloque 409, determinando MaxDataPower
de acuerdo con la ecuación (4) con la variable MarginForVoice
igualada a cero y ajustando la ganancia del amplificador 327 según
sea necesario para proporcionar a la portadora de datos el nivel de
MaxDataPower resultante del cálculo. Entonces, si se produce un
intento de acceso de voz, se calcula MaxDataPower de acuerdo con la
ecuación (4) con MarginForVoice igualado a un valor alto y la
ganancia del amplificador 327 es ajustada lo necesario para
proporcionar a la portadora de datos el nivel de MaxDataPower
resultante del cálculo. En otro caso, el método permanece en el
bloque 409, respondiendo a intentos de acceso de voz si es y según
sea necesario, hasta que el modo operativo cambia, en cuyo caso el
método retorna al bloque 402.
Se hace referencia ahora a la figura 5 que
ilustra una aplicación general del reparto priorizado de potencia
de transmisión entre una pluralidad de portadoras servidas por un
amplificador de potencia único. En la figura 5, un transmisor 500
incluye al menos una sección de transmisión multiportadora 501 en la
cual una pluralidad de portadoras (portadora 1, portadora 2, ...,
portadora n) son sumadas por un combinador de señales 502 que suma
las portadoras para producir una señal multiportadora que entra en
un amplificador de potencia (PA) 504. El amplificador de potencia
504 amplifica la señal multiportadora, produciendo una señal
multiportadora amplificada por el camino de señal 505 que conecta
el amplificador de potencia 504 a una antena 506. Desde la antena
506, la señal multiportadora amplificada es transmitida por un
enlace de transmisión a uno o más receptores (no mostrados). El
nivel de potencia de la señal multiportadora amplificada es medido
por un detector de potencia 508, conectado por el camino de señal
509 a la salida del amplificador de potencia 504. Dado que la señal
cuyo nivel de potencia está siendo medido es una señal analógica
transmitida por la sección de transmisión multiportadora, el
parámetro medido se denomina "potencia de transmisión" y la
señal que denota la medida se muestra como TxAnalogPower en la
figura 5. Un procesador 510 recibe la señal TxAnalogPower desde el
detector de potencia 508 por medio de un camino de señal 511.
(Obsérvese que, aunque el detector de potencia 508 se muestra como
un elemento separado, puede estar integrado sin problemas dentro del
procesador 510). La señal TxAnalogPower permite al procesador 510
detectar el nivel de potencia de la señal multiportadora
amplificada, y obtener indirectamente la máxima potencia de
transmisión disponible (MaxPowerCarrier i) para cada una de las
portadoras (portadora 1, portadora 2, ..., portadora n)
proporcionada a un modulador 514 para la transmisión de las
secuencias de bits de información para cada una de las portadoras
516. A este respecto, cada señal MaxPowerCarrier indica al
modulador 514 el máximo nivel de potencia disponible de una señal de
portadora correspondientemente numerada, y con ello realiza el
reparto de potencia para las portadoras de acuerdo con una lista de
prioridades 512 y con la máxima potencia disponible en general para
transmisión (MaxTxPowerAnalog). Cada portadora es proporcionada
para la transmisión de una señal o canal de información en respuesta
a una respectiva de las entradas 517 al modulador 514.
Manifiestamente, el control de los niveles de potencia máximos de
las portadoras concede el control del nivel de potencia de la señal
multiportadora amplificada producida por el amplificador de
potencia 504. El procesador 510 accede a una lista de prioridades
512, que puede ser una estructura de datos mantenida en una memoria
o posición de almacenamiento (no mostrada). La lista de prioridades
512 establece una prioridad de portadoras de acuerdo con la cual se
establece la precedencia entre las portadoras para el reparto de
una cantidad máxima de potencia de transmisión máxima para la señal
multiportadora amplificada proporcionada a la antena 506. Supóngase
con fines de ilustración que la numeración de las portadoras
identifica sus posiciones en la prioridad. De este modo, la
portadora 1 es la portadora de máxima prioridad, la portadora 2 la
segunda en prioridad, y así en adelante. Supóngase también que una
portadora puede estar en cualquiera de un número de estados,
incluyendo al menos un estado activo en el cual su señal o canal de
información está activo, y un estado inactivo en el cual su señal o
canal de información está inactivo. La potencia de transmisión
máxima se denota por MaxTxPowerAnalog. La cantidad de potencia de
transmisión asignada a cada portadora depende del valor de
MaxTxPowerAnalog, la cantidad de MaxTxPowerAnalog que es asignada a
cualquier portadora de mayor prioridad que está activa. De acuerdo
con el esquema de reparto de prioridad, la portadora de prioridad
más alta recibe la asignación de toda la parte de MaxTxPowerAnalog
que sea necesaria para satisfacer cualesquiera requerimientos de
transmisión aplicados a ella. Cualquier portadora de menor prioridad
(por ejemplo, la portadora y) recibirá lo que quede de
MaxTxPowerAnalog tras la asignación a las portadoras activas con
mayor prioridad. Debido a que la potencia total repartida a
portadoras activas de mayor prioridad puede ser averiguada a partir
de TxPowerAnalog y del conocimiento del modulador 514 del nivel de
transmisión de cada una de las portadoras, la máxima cantidad de
potencia de transmisión disponible para la portadora y es
determinada generalmente por el procesador 510 de acuerdo
con:
con:
En esta ecuación, se proporciona un margen
(Margin) para condiciones predichas, esperadas, calculadas o
medidas. Su valor, por supuesto, puede ser cero.
Aquellas personas con experiencia en la técnica
entenderán que la información y las señales descritas en conexión
con la descripción anterior pueden representarse usando cualquiera
de una variedad de diferentes tecnologías y técnicas. Por ejemplo,
datos, instrucciones, comandos, información, señales, bits, símbolos
y chips que pueden haber sido citados a través de la anterior
descripción pueden estar representados por tensiones eléctricas,
corrientes, ondas electromagnéticas, campos o partículas magnéticas,
campos o partículas ópticas, o cualquier combinación de
ellos.
ellos.
Aquellas personas con experiencia apreciarán
además que los diversos bloques lógicos, módulos, circuitos y pasos
de algoritmo ilustrativos anteriormente descritos pueden
implementarse como hardware electrónico, software de ordenador, o
combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta posibilidad de
intercambio de hardware y software, diversos componentes, bloques,
módulos, circuitos y pasos ilustrativos han sido descritos
anteriormente en general en términos de su funcionalidad. Si esta
funcionalidad se implementa como hardware o como software depende
de la aplicación particular y de las restricciones de diseño
impuestas sobre el sistema general. Técnicos experimentados pueden
implementar la funcionalidad descrita de diversos modos para cada
aplicación particular, pero estas decisiones de implementación no
deben ser interpretadas como causantes de una desviación respecto
al alcance de la presente invención.
Los diversos bloques lógicos, módulos y
circuitos descritos en conexión con la exposición anterior pueden
implementarse o realizarse con un procesador de propósito general,
un procesador de señales digitales (DSP), un circuito integrado
para aplicaciones específicas (ASIC, del inglés "Application
Specific Integrated Circuit"), una matriz de puertas programable
en campo (FPGA, del inglés "Field Programmable Gate Array") u
otro dispositivo lógico, puerta discreta o sistema lógico de
transistores programable, componentes de hardware discretos, o
cualquier combinación de ellos diseñada para realizar las funciones
aquí descritas. Un procesador de propósito general puede ser un
microprocesador, pero alternativamente, el procesador puede ser
cualquier procesador, controlador, microcontrolador o máquina de
estados convencional. Un procesador puede implementarse también
como una combinación de dispositivos de computación, por ejemplo,
una combinación de un procesador DSP y un microprocesador, una
pluralidad de microprocesadores, uno o más microprocesadores en
conjunción con un núcleo DSP, o cualquier otra configuración
así.
Los pasos del método y algoritmos descritos en
conexión con las realizaciones expuestas aquí pueden materializarse
directamente en hardware, en un módulo de software ejecutado por un
procesador, o en una combinación de ambos. Un módulo de software
puede residir en una memoria de acceso aleatorio (RAM, del inglés
"Random Access Memory"), una memoria flash, una memoria de
sólo lectura (ROM, del inglés "Read Only Memory"), una memoria
de sólo lectura programable y borrable (EPROM, del inglés
"Erasable Programmable Read Only Memory"), una memoria de sólo
lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM, del inglés
"Electrically Erasable Programmable Read Only Memory"),
registros, un disco duro, un disco extraíble, una memoria de sólo
lectura de disco compacto (CD-ROM, del inglés
"Compact Disc-Read Only Memory"), o cualquier
otra forma de medio de almacenamiento conocida en la técnica. Un
medio de almacenamiento a modo de ejemplo es acoplado al procesador
de tal modo que el procesador puede leer información desde, y
escribir información en, el medio de almacenamiento.
Alternativamente, el medio de almacenamiento
puede estar integrado con el procesador. El procesador y el medio
de almacenamiento pueden residir en un único circuito ASIC (circuito
integrado para aplicaciones específicas), o como componentes
separados en un transceptor de estación base, por ejemplo.
La descripción previa de las realizaciones
expuestas se proporciona para permitir a cualquier persona con
experiencia en la técnica hacer o usar la presente invención.
Diversas modificaciones a estas realizaciones se pondrán fácilmente
de manifiesto para aquellas personas con experiencia en la técnica,
y los principios genéricos definidos aquí pueden aplicarse a otras
realizaciones sin apartarse del alcance de la invención. De este
modo, no se pretende que la presente invención está limitada a las
realizaciones mostradas aquí sino que debe tener el alcance más
amplio consistente con los principios y características novedosas
expuestas aquí.
Claims (20)
1. Un transmisor (200; 300; 500) para un
terminal multiportadora (12), que comprende: un primer circuito de
transmisión para proporcionar una primera portadora para un primer
canal; al menos un segundo circuito de transmisión para
proporcionar al menos una segunda portadora para un segundo canal;
un combinador (314; 502) conectado a los circuitos de transmisión
para combinar la primera portadora y al menos la segunda portadora
formando una señal multiportadora; un amplificador de potencia (215;
345; 504) conectado al combinador para amplificar la señal
multiportadora; un detector de potencia (221; 361; 508) conectado al
amplificador de potencia para medir un nivel de potencia de una
señal multiportadora amplificada producida por el amplificador de
potencia; y un procesador (225; 365; 510) conectado al detector de
potencia y a los circuitos de transmisión para repartir la potencia
disponible para la señal multiportadora amplificada entre las
portadoras primera y segunda de acuerdo con una prioridad de
portadoras.
portadoras.
2. El transmisor de la reivindicación 1, en que
la primera portadora tiene una prioridad mayor que la segunda
portadora en la prioridad de portadoras.
3. El transmisor de la reivindicación 1, en que
la prioridad de portadoras asigna a la primera portadora una parte
para primera portadora de la potencia de transmisión, y asigna a la
segunda portadora una parte para segunda portadora de la potencia
de transmisión, en que la parte para segunda portadora está basada
en la potencia disponible para la señal multiportadora menos la
parte para primera portadora.
4. El transmisor de la reivindicación 3, en que
el procesador tiene una entrada para recibir una señal de modo
operativo que indica si el primer canal está o no en un estado
activo, en que la prioridad de portadoras asigna la parte para
primera portadora si el primer canal está en un estado activo.
5. El transmisor de la reivindicación 4, en que
la prioridad para portadoras asigna además la parte para primera
portadora si el primer canal está en un estado de configuración de
conexión.
6. El transmisor de la reivindicación 5, en que
la potencia disponible para la señal multiportadora está limitada a
un valor máximo por una restricción de emisión del terminal.
7. Un transmisor para un terminal
multiportadora, que comprende:
un circuito de transmisión de voz para
proporcionar una portadora de voz para un canal de voz; al menos un
circuito de transmisión de datos para proporcionar al menos una
portadora de datos para un canal de datos; un combinador (314; 502)
conectado al circuito de transmisión de voz y al por lo menos un
circuito de transmisión de datos para combinar la portadora de voz
y la por lo menos una portadora de datos formando una señal
multiportadora; un amplificador de potencia (215; 345; 504)
conectado al combinador; un detector de potencia (221; 361; 508)
conectado al amplificador de potencia para medir un nivel de
potencia de una señal multiportadora amplificada producida por el
amplificador de potencia; y un procesador (225; 365; 510) conectado
al detector de potencia, al circuito de transmisión de voz, y al
por lo menos un circuito de transmisión de datos para repartir una
cantidad máxima de potencia de transmisión disponible para la señal
multiportadora entre la portadora de voz y la portadora de datos
considerada en un primer modo operativo del terminal asignando
primero una parte para portadora de voz de la potencia de
transmisión a la portadora de voz y asignando luego una parte para
portadora de datos de la potencia de transmisión
mediante:
mediante:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde:
MaxDataPower es la potencia máxima asignada a la
portadora de datos considerada; MaxTxPowerAnalog es un nivel máximo
de potencia disponible para la portadora de voz; TxAnalogPower es
el nivel de potencia de una potencia de señal multiportadora
amplificada medida por el detector de potencia; TxPilotPower es el
nivel de potencia de una señal piloto del canal de datos;
T2P(rate) es una ganancia para traducir la potencia de la
señal piloto a una potencia de señal general; y MarginForVoice es
un margen de potencia reservado para la portadora de
voz.
voz.
\newpage
8. El transmisor de la reivindicación 7, en que
el canal de voz y el canal de datos están ambos activos en el
primer modo operativo, y el procesador sirve además para repartir la
cantidad máxima de potencia de transmisión disponible para la señal
multiportadora entre la portadora de voz y la portadora de datos
considerada de acuerdo con un segundo modo operativo del terminal
mediante:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde el canal de voz está en un
estado activo y el canal de datos está en un estado de configuración
de conexión en el segundo modo
operativo.
\vskip1.000000\baselineskip
9. El transmisor de la reivindicación 8, en que
el procesador sirve además para repartir la cantidad máxima de
potencia de transmisión disponible para la señal multiportadora
entre la portadora de voz y la portadora de datos considerada de
acuerdo con un tercer modo operativo del terminal en el que el canal
de datos está en el estado activo mediante:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde MarginForVoice es igualado a
cero mientras el canal de voz está en un estado inactivo, y es
igualado a un valor máximo cuando el canal de voz está en el estado
de configuración de
conexión.
\vskip1.000000\baselineskip
10. El transmisor de la reivindicación 9, en el
que MaxTxPowerAnalog tiene un valor máximo basado en una restricción
de emisión espectral.
11. Un método de operación de un terminal de
acceso multiportadora (12) para una red de área extensa, que
comprende: proporcionar una cantidad máxima de potencia de
transmisión para una señal multiportadora a transmitir por el
terminal; proporcionar una primera portadora para transmitir una
primera información; proporcionar al menos una segunda portadora
para transmitir una segunda información; combinar la primera
portadora y al menos la segunda portadora formando una señal
multiportadora; repartir (405) la potencia de transmisión para la
señal multiportadora entre las portadoras primera y segunda de
acuerdo con una prioridad de portadoras; y transmitir la señal
multiportadora a una potencia no mayor que la cantidad máxima.
12. El método de la reivindicación 11, en el que
la primera portadora tiene una prioridad mayor que la segunda
portadora en la prioridad de portadoras.
13. El método de la reivindicación 11, en el que
la prioridad de portadoras asigna a la primera portadora una parte
para primera portadora de la potencia de transmisión, y asigna a la
segunda portadora una parte para segunda portadora de la potencia
de transmisión, en que la parte para segunda portadora está basada
en la potencia disponible para la señal multiportadora menos la
parte para primera portadora.
14. El método de la reivindicación 13, en que el
terminal tiene un modo operativo (402) que indica si la primera
portadora está o no en un estado activo, en que la prioridad de
portadoras asigna la parte para primera portadora si la primera
portadora está en un estado activo.
15. El método de la reivindicación 14, en que la
prioridad de portadoras además asigna la parte para segunda
portadora si la segunda portadora está en un estado activo.
16. El método de la reivindicación 15, en que la
potencia disponible para la señal multiportadora está limitada a un
valor máximo por una restricción de emisión de terminal.
17. Un método para controlar la potencia de
transmisión en un terminal multiportadora (12), que comprende:
proporcionar una portadora de voz para un canal de voz; proporcionar
al menos una portadora de datos para un canal de datos; combinar la
portadora de voz y la por lo menos una portadora de datos formando
una señal multiportadora; amplificar la señal de portadora
multicanal; medir un nivel de potencia de la señal multiportadora
amplificada; y repartir (405) una cantidad máxima de potencia de
transmisión disponible para la señal multiportadora entre la
portadora de voz y la portadora de datos considerada en un primer
modo operativo del terminal asignando primero una parte para
portadora de voz de la potencia de transmisión a la portadora de voz
y asignando luego una parte para portadora de datos de la potencia
de transmisión mediante:
donde:
MaxDataPower es la potencia máxima asignada a la
portadora de datos considerada; MaxTxPowerAnalog es un nivel máximo
de potencia disponible para la portadora de voz; TxAnalogPower es
el nivel de potencia medido de una potencia de señal multiportadora
amplificada; TxPilotPower es el nivel de potencia de una señal
piloto del canal de datos; T2P(rate) es una ganancia para
traducir la potencia de la señal piloto a una señal general; y
MarginForVoice es un margen de potencia reservado para la portadora
de voz.
18. El método de la reivindicación 17, en que el
canal de voz y el canal de datos están ambos activos en el primer
modo operativo, y que incluye además repartir la cantidad máxima de
potencia de transmisión disponible para la señal multiportadora
entre la portadora de voz y la portadora de datos considerada de
acuerdo con un segundo modo operativo del terminal mediante:
donde el canal de voz está en un
estado activo y el canal de datos está en un estado de configuración
de conexión en el segundo modo
operativo.
19. El método de la reivindicación 18, que
incluye además repartir la cantidad máxima de potencia de
transmisión disponible para la señal multiportadora entre la
portadora de voz y la portadora de datos considerada de acuerdo con
un tercer modo operativo del terminal en el que el canal de datos
está en el estado activo mediante:
donde MarginForVoice es igualado a
cero mientras el canal de voz está en un estado inactivo, y es
igualado a un valor máximo cuando el canal de voz está en el estado
de configuración de
conexión.
20. El método de la reivindicación 19, en que
MaxTxPowerAnalog tiene un valor máximo basado en una restricción de
emisión espectral.
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