FR2827445A1 - Dispositif et procede pour maximiser le rendement d'un amplificateur de puissance d'une station de base dans un systeme de communication mobile - Google Patents

Abstract

Une unité de commande de puissance (2-8) intercalée entre des filtres de mise en forme d'impulsions de canal I et Q (2-3, 2-4) et un convertisseur de fréquence (2-5), calcule des signaux d'annulation pour des impulsions de signal qui augmentent le rapport entre la puissance de crête et la puissance moyenne à chaque période d'échantillonnage, applique un filtrage de mise en forme d'impulsions à des signaux d'annulation ayant les niveaux les plus élevés, et additionne aux signaux originaux les signaux d'annulation filtrés. Une recroissance spectrale à l'extérieur d'une bande de fréquence de signal est ainsi atténuée. Dans le cas d'un système supportant de multiples allocations de fréquence, le rapport entre la puissance de crête et la puissance moyenne est commandé pour chaque allocation de fréquence conformément à sa classe de service. Ceci permet de garantir des performances de système minimales et d'augmenter l'efficacité d'utilisation de la puissance.

Description

demodulation (23) et le moyen de décodage (25).

La présente invention concerne de façon générale un

système de communication mobile, et en particulier un dis-

positif et un procédé pour réduire le rapport entre la puissance de crête et la puissance moyenne (ou PAPR pour "peak-to-average power ratio") d'une station de base dans

un système de communication mobile.

Comme on le sait, une station de base utilise un amplificateur de puissance RF (radiofréquence) pour ampli

fier un signal RF incluant de la voix et des données, des-

tiné à une station mobile. L'amplificateur RF est le dispo-

sitif le plus coûteux dans le système entier, et par consé-

quent un composant important à prendre en considération pour réduire le coût du système. Cet amplificateur RF doit être concu pour répondre à deux exigences: l'une est d'émettre de la puissance RF à un niveau suffisamment élevé pour couvrir toutes les stations mobiles à l'intérieur de

la zone de service d'une cellule; et l'autre est de mainte-

nir le brouillage par canal adjacent (ACI pour "Adjacent Channel Interference") avec l'émission de l'amplificateur

de puissance RF, à une valeur inférieure ou égale à un ni-

veau acceptable.

Si la puissance d'entrée qui procure une puissance de sortie RF suffisante est à l'extérieur d'une zone d'am plification linéaire dun amplificateur de puissance, le

signal de sortie de l'amplificateur de puissance a une com-

posante de distorsion de signal à l'extérieur de la bande

de fréquence de signal, à cause de l'amplification non li-

néaire. En d'autres termes, dans le plan des fréquences, une recroissance spectrale à l'extérieur de la bande de

fréquence de signal occasionne le brouillage par canal ad-

jacent. Il est très difficile de concevoir un amplificateur de puissance répondant à ces exigences, du fait que celle mentionnce en premier exige une puissance d'entrce élevoe, et celle mentionnée en dernier exige une faible puissance d'entrée. En particulier, un système ayant un PAPR élevé, comme le système AMRC (Accès Multiple par Répartition par Code) doit commander la puissance d'entrée pour permettre à l'amplificateur de puissance de fonctionner dans la zone d'amplification linéaire, ou utiliser un amplificateur de puissance coûteux qui est linéaire à la puissance d'entrée maximale. Dans ce contexte, le système AMRC nécessite un

amplificateur de puissance coûteux qui est capable d'accep-

ter une puissance d'entrée maximale supérieure de 10 dB à une puissance d'entrce moyenne, pour atténuer la distorsion

de signal. Cependant, comme indiqué ci-dessus, un tel am-

plificateur de puissance diminue le rendement de puissance

et augmente la consommation de puissance, la taille du sys-

tème et le coût. En outre, la station de base émet simultané

ment des signaux avec une multiplicité d' allocations de fré-

quence (ou FA pour "Frequency Allocation") en utilisant un

amplificateur de puissance pour chaque allocation de fré-

quence, ce qui impose des contraintes économiques. Par consé-

quent, une organisation et une conception efficaces d'ampli

ficateurs de puissance sont très importantes pour la concep-

tion d'une station de base.

Une approche pour faire fonctionner un amplifica-

teur de puissance de manière stable dans le système à PAPR élevé consiste à utiliser un circuit de réglage de pré distorsion pour la puissance d'entrée maximale. Le circuit de réglage de pré-distorsion mesure la distorsion de signal produite dans l'amplificateur de puissance et commande le signal d'entrée de l'amplificateur de puissance sur la base de la mesure. L'amplificateur de puissance génère un signal

amplifié à partir du signal d'entrée d'origine, en atté-

nuant la distorsion.

La me sure de distorsion fait intervenir un proces-

sus très complexe tel qu'une modulation et une démodula-

tion, un échantillonnage, une quantification, une synchro nisation et une comparaison entre l'entrce et la sortie. Le circuit de réglage de prédistorsion utilise ses signaux

d'entrée et de sortie pour satisfaire à des normes de puis-

sance de canal adjacent (ACP pour "Adjacent Channel Power") pour la réalisation d'un système. Cependant, il n'est pas possible de parvenir à une compensation de distorsion opti male avec ce circuit de réglage de pré-distorsion, du fait de ses inconvénients associés au rendement, à la vitesse et

à la complexité.

Une autre approche consiste à réduire le PAPR d'un signal d'entrée dans l'amplificateur de puissance en dimi

nuant le niveau du signal à un taux prédéterminé en utili-

sant la puissance d'entrée maximale et les caractéristiques

d'amplification linéaire de l'amplificateur de puissance.

Tous les signaux d'entrée sont convertis en signaux de fai-

ble puissance en les multipliant par des facteurs d'échelle basés sur les caractéristiques d'amplification linéaire, afin de faire fonctionner l'amplificateur de puissance à l'intérieur de la zone d'amplification linéaire. On peut également réduire le PAPR en diminuant jusqu'à un niveau désiré la puissance d'un signal d'entrée supérieure ou égale à un seuil. La diminution du niveau de signal à un

taux prédéterminé ou la diminution jusqu'à un niveau prédé-

terminé d'un niveau de signal supérieur à un seuil, occa-

sionne des changements très importants dans le niveau de signal et une augmentation de puissance à l'extérieur de la

bande de fréquence de signal. Par conséquent, les perfor-

mances d'ensemble du système sont dogradées.

Une troisième approche consiste à calculer le ni-

veau et la puissance d'un signal d'entrée de canal I et d'un signal d'entrce de canal Q. et à générer des signaux d'annulation pour des signaux ayant des niveaux supérieurs ou égaux à des seuils. Les niveaux de signaux sont réduits

à un niveau désiré en additionnant en même temps les si-

gnaux d'origine et les signaux d'annulation. La figure 1 illustre l'émission de signal utilisant cette technique

d'amplification.

En se référant à la figure 1, on note que chaque dispositif de canal ou élément de canal 1-2 dans un groupe de dispositifs de canal 1-1 génère un signal en bande de

base en soumettant des donnces de canal d'entrée à des opé-

rations appropriées de codage, modulation et canalisation dans un système de communication AMRC. Les signaux en bande

de base de canal I et Q sont sommés séparément. Un proces-

seur 1-5 mesure les niveaux des signaux de canal I et Q. calcule leurs niveaux de puissance, prend une décision concernant le niveau d'un signal à supprimer pour chaque canal, conformément à un niveau de puissance désiré, et fournit en sortie des signaux d'annulation. Un dispositif de combinaison de bande de base I 1-3 et un dispositif de combinaison de bande de base Q 1-4 retardent les signaux de canal I et Q du temps exigé pour le fonctionnement du pro cesseur 1-5 et additionnent aux signaux d'annulation les signaux de canal I et Q retardés, pour obtenir des signaux au niveau de puissance désiré. Des filtres de mise en forme d'impuleions 1-6 et 1-7 limitent les largeurs de bande des signaux de sortie des dispositifs de combinaison de bande

de base I et Q 1-3 et 1-4. Les signaux de sortie des fil-

tres de mise en forme d'impulsions 1-6 et 1-7 sont transmis à une antenne par l'intermédiaire d'un convertisseur de

fréquence 1-8 et d'un amplificateur de puissance 1-9. L'an-

tenne rayonne la puissance d'émission de la station de base

vers les stations mobiles à l'intérieur de sa cellule.

Bien que les PAPR des signaux soient réglés à une valeur déoirée dans les dispositifs de combinaison de bande base I et Q 1-3 et 1-4, ils augmentent dans les filtres de mise en forme d'impulsions 1-6 et 1-7. Il en résulte qu'une

recroissance spectrale à l'extérieur de la bande de fré-

quence de signal se produit dans l'amplificateur de puis-

sance 1-9, ce qui occasionne le brouillage par canal adja-

cent. Un but de la présente invention est donc de procu rer un procédé et un dispositif pour augmenter le rendement d'utilisation d'un amplificateur de puissance RF pour par venir à un système de communication mobile réalisable et

stable.

Un autre but de la présente invention est de procu-

rer un procédé et un dispositif pour faire fonctionner un amplificateur de puissance de façon stable dans une zone

d'amplification linéaire dans un système à PAPR élevé.

Un but supplémentaire de la présente invention est de procurer un procédé et un dispositif pour réduire le PAPR d'un signal d'entrée d'un amplificateur de puissance,

sans influence sur les performances d'un système complet.

Un autre but encore de la présente invention est de procurer un procédé et un appareil pour réduire le PAPR

d'un amplificateur de puissance et pour maximiser l'atté-

nnation de la recroissance spectrale à l'extérieur d'une

bande de fréquence de signal, afin de maximiser le rende-

ment de l'amplificateur de puissance pour l'émission dans

un système de communication mobile.

La présente invention a également encore un autre but qui est de procurer un procédé et un appareil pour

émettre simultanément des signaux utilisant une multiplici-

té d' allocations de fréquence, utilisant efficacement des

amplificateurs de puissance.

Un autre but encore de la présente invention est de procurer un procédé et un dispositif pour commander le si gnal d'entrée d'un amplificateur de puissance, utilisant une unité de commande de puissance entre des filtres de mise en forme d'impulsions I et Q. et un convertisseur de fréquence. Pour atteindre les buts ci-dessus, ainsi que d'au

tres, dans un dispositif de commande de puissance d'émis-

sion dans un système de communication mobile supportant une seule allocation de fréquence, un groupe de dispositifs de canal génère un signal en bande de base de canal I et un signal en bande de base de canal Q en effectuant un codage et une modulation sur chaque donnée de canal, un filtre de mise en forme d'impuleions filtre les signaux en bande de base, une unité de commande de puissance commande les PAPR des signaux filtrés conformément à une puissance de seuil exigée pour l'amplification de puissance linéaire, un convertisseur de fréquence convertit en sens ascendant les signaux à puissance commandée, pour donner des signaux RF,

et un amplificateur de puissance amplifie les signaux RF.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre

d'exemples non limitatifs. La suite de la description se

réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique d'un émetteur dans un système de communication mobile caractéristique de l'art antérieur; La figure 2 est un schéma synoptique d'un émetteur dans un système de communication mobile utilisant une seule allocation de fréquence conforme à un mode de réalisation de la présente invention; La figure 3 est un schéma synoptique détaillé d'une unité de commande de puissance illustrce sur la figure 2; La figure 4 illustre le principe de fonctionnement d'un calculateur de signal d'annulation dans l'unité de commande de puissance illustrce sur la figure 3; La figure 5 montre la structure de filtres de mise en forme d'impulsions illustrés sur la figure 3;

La figure 6 est un organigramme illustrant une opé-

ration de commande de puissance conforme au mode de réali-

sation de la présente invention; La figure 7 montre des signaux d'origine appliqués

en entrée d'un dispositif de détermination d'échelle illus-

tré sur la figure 3;

La figure montre des signaux émis par le disposi-

tif de détermination d'échelle illustré sur la figure 3; La figure 9 montre des signaux cibles calaulés dans

le caleulateur de signaux d'annulation illustré sur la fi-

gure 3;

La figure 10 montre des signaux d'annulation géné-

rés dans le calaulateur de signaux d'annulation illustré sur la figure 3; La figure 11 montre des signaux d'annulation à des niveaux de signal maximal sélectionnés dans des dispositifs de détermination de niveau maximal illustrés sur la figure 3; La figure 12 montre les signaux d'annulation aux niveaux de signal maximal après filtrage de mise en forme d'impulsion, et leurs niveaux de puissance; La figure 13 est un schéma synoptique d'un émetteur

dans un système de communication mobile utilisant de multi-

ples allocations de fréquence, conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention; La figue 14 est un schéma synoptique détaillé d'une unité de commande de puissance à multiples allocations de fréquence, illustrée sur la figure 13;

La figure 15 montre les caractéristiques de puis-

sance de chaque signal d' allocation de fréquence dans l'unité de commande de puissance à multiples allocations de

fréquence, dans le cas o des signaux d'allocation de fré-

quence ont la même priorité;

la figure 16 est un organigramme illustrant un pro-

cédé de calaul de valeurs d'échelle pour de multiples allo

cations de fréquence qui ont la même priorité dans un cal-

culateur d'échelle illustré sur la figure 14;

La figure 17 est un organigramme illustrant un pro-

cédé de calaul de valeurs d'échelle pour de multiples allo-

cations de fréquence qui ont des priorités différentes dans le calaulateur d'échelle illustré sur la figure 14;

La figure 18 illustre la caractéristique de puis-

sance de chaque signal d' allocation de fréquence dans l'unité de commande de puissance à multiples allocations de fréquence, dans le cas o des signaux d'allocation de fré quence ont une priorité différente; et La figure 19 est un organigramme illustrant un au tre procédé de calaul de valeurs d'échelle pour de multi ples allocations de fréquence qui ont des priorités diffé rentes dans le calaulateur d'échelle illustré sur la figure 14.

Dans la description suivante se référant aux des

sins annexés, des fonctions ou des structures bien connues ne sont pas décrites en détail du fait que ceci obscurci

rait l 'invention par des détails inutiles.

Avant de décrire la présente invention, on déLinira des termes utilisés ici. Un PAPR ou facteur de crête (CF pour "Crest Factor") est un rapport entre la puissance de crête et la puissance moyenne. Cette caractéristique de puissance est un facteur important dans la conception d'un amplificateur de puissance dans un système AMRC dans lequel de multiples utilisateurs se partagent des ressources de fréquence communes. Un algorithme de réduction de facteur

de crête (CFR pour "Crest Factor Reduction") est un algo-

rithme qu'une unité de commande de puissance exéaute pour réduire le PAPR conformément à la présente invention. La marge est déLinie comme étant le rapport entre la puissance maximale imposée pour parvenir à une amplification li néaire, et une puissance moyenne. La marge est utilisoe pour indiquer la zone de fonctionnement linéaire d'un am

plificateur de puissance.

Les figures 2 à 12 représentent un mode de réalisa tion de la présente invention utilisant une seule alloca tion de fréquence et les figures 13 à 19 représentent un autre mode de réalisation de la présente invention utili

sant de multiples allocations de fréquence.

Premier Mode de Réalisation La figure 2 est un schéma synoptique d'un émetteur de station de base dans un système de communication mobile utilisant une seule allocation de fréquence, conforme à un

mode de réalisation de la présente invention.

En se référant à la figure 2, on note que l'émet teur comprend un groupe de dispositifs de canal 2-1 ayant au moins un élément de canal 2-2, des filtres en forme

d'impulsion I et Q 2-3 et 2-4, un convertisseur de fré-

quence 2-5 et un amplificateur de puissance 2-6. En parti-

culier, une unité de commande de puissance 2-8 est placce entre les filtres de mise en forme d'impulsions 2-3 et 2-4

et le convertisseur de fréquence 2-5 pour exécuter un algo-

rithme CFR conforme à la présente invention.

En fonctionnement, le groupe de dispositifs de ca-

nal 2-1 génère des signaux en bande de base de canal I et Q

en effectuant des opérations de codage, modulation et cana-

lisation sur chaque donnée de canal. En particulier dans un système AMRC, les signaux de canal I et Q sont les sommes au niveau de bribe de canal I et Q de signaux de commande communs et de données d'utilisateur pour de multiples uti

lisateurs.

Du fait qu'un changement de puissance de sortie im-

portant se produit dans un système qui émet la somme de

multiples signaux de canal, comme un système AMRC, les fil-

tres de mise en forme d'impulsions 2-3 et 2-4 limitent la

fréquence de chaque signal de canal pour réduire le brouil-

lage par canal adjacent. Le convertisseur de fréquence 2-5 à l'entrée de l'amplificateur de puissance 2-6 convertit en

sens ascendant les signaux FI (Fréquence Intermédiaire) re-

çus à partir des filtres de mise en forme d'impulsions 2-3

et 2-4, pour fournir des signaux RF, après conversion numé-

rique-analogique. L'amplificateur de puissance 2-6 est disposé devant une antenne et amplifie la puissance de son signal d'entrée afin d'émettre le signal avec une puissance de sortie suf

fisante pour tous les utilisateurs à l'intérieur de la cel-

lule de la station de base. L'antenne émet le signal ampli-

fié vers les stations mobiles.

L'unité de commande de puissance 2-8 fonctionne de façon à réduire le PAPR d'un signal d'entrée pour réduire les contraintes de coût de l'amplificateur de puissance et éviter une dégradation des performances du système en atté nuant une recroissance spectrale à l'extérieur d'une bande

de fréquence de signal. L'unité de commande de puissance 2-

8 est disposée du côté de la sortie des filtres de mise en forme d'impulsions 2-3 et 2-4, pour empêcher l' augmentation du PAPR pendant le fonctionnement des filtres de mise en

forme d'impulsions 2-3 et 2-4.

La figure 3 est un schéma synoptique détaillé de l'unité de commande de puissance 2-8 conforme au mode de réalisation de la présente invention. En se référant à la figure 3, on note que l'unité de commande de puissance 2-8 comprend un dispositif de détermination d'échelle 3-1, un caleulateur de signaux d'annulation 3-2, des dispositifs de détermination de signal maximal I et Q 3-10 et 3-11, des filtres de mise en forme d'impuleions de signal maximal I et Q 3-12 et 3-13, des dispositifs de retard de signal I et Q 3-14 et 3-15 et des dispositifs de sommation de canal I

et Q 3-16 et 3-17.

Les signaux de sortie des filtres de mise en forme d'impuleions 2-3 et 24 sont appliqués à l'entrée du dispo sitif de détermination d'échelle 3-1, aux dispositifs de retard de signal 3-14 et 3-15 et au calaulateur de signaux d'annulation 3-2. Le signal de sortie I2 du filtre de mise en forme d'impuleions de signal maximal I 3-13 et le signal de sortie I3 du dispositif de retard de signal I 3-14 sont additionnés pour donner un signal I' dans le dispositif de sommation de canal I 3-16. De la même manière, le signal de sortie Q2 du filtre de mise en forme d'impulsions de signal maximal Q 3-13 et le signal de sortie Q3 du dispositif de retard de signal Q 3-15 sont additionnés pour donner un si

gnal Q' dans le dispositif de sommation de canal Q 3-17.

L'unité de commande de puissance 2-8 traite les si-

gnaux de sortie I et Q des filtres de mise en forme d'im-

puleions 2-3 et 2-4 pour parvenir à un PAPR exigé pour la linéarité de l'amplificateur de puissance 2-6, et donc pour atténuer la recroissance spectrale à l'extérieur de la

bande de fréquence de signal.

On décrira le principe de fonctionnement de l'unité

de commande de puissance 2-8 en se rétérant à la figure 3.

Le dispositif de détermination d'échelle 3-1 reçoit le signal de canal I provenant du filtre de mise en forme d'impuleions I 2-3 (qu'on appelle ciaprès le signal de ca- nal I original) et le signal de canal Q provenant du filtre de mise en forme d'impuleions Q 2-4 (qu'on appelle ci-après

le signal de canal Q original), dans des dispositifs d'élé-

vation au carré de niveau de canal I et Q. 3-3 et 3-4, il

échantillonne les signaux de canal I et Q originaux à cha-

que période prédétermince, et il mesure les niveaux des si-

gnaux échantillonnés. La puissance instantanée à chaque pé-

riode d'échantillonnage est calaulée en faisant la somme des signaux de sortie des dispositifs d'élévation au carré de niveau de canal I et Q. 33 et 3-4, c'est-à-dire P = I2 + Q2. Le calaulateur de valeur d'échelle 35 calcule de la facon suivante la puissance instantanée P et une puissance

de seuil prédéterminée PSeuil.

La puissance instantance P est comparée avec la puissance de seuil PSe, qui est déterminée par: PSe = puissance moyenne (Pmoyenne) x 10 () Si la puissance instantanée P est inférieure ou

égale à la puissance de seuil PSe' on détermine que des va-

leurs d'échelle à multiplier par les signaux de canal I et Q sont égales à 1. Ceci implique que les signaux de sortie I1 et Q1 du calculateur de signaux d'annulation 3-2 sont égaux à 0, et il en résulte que la puissance des signaux

originaux n'est pas commandée. Au contraire, si la puis-

sance instantanée P est supérieure à la puissance de seuil PSeuil' les valeurs d'échelle sont déterminses comme étant

des valeurs par lesquelles la puissance des signaux origi-

naux est réglée pour réduire le PAPR, conformément à: | puissance de seuil Valeur d'échelle = I puissance instantanée

Selon une variante, les valeurs d'échelle peuvent être ob-

tenues par réLérence à une table d'échelle stockée dans une

mémoire (non représentée). Ces valeurs d'échelle sont four-

nies au calaulateur de signaux d'annulation 3-2. Des multiplieurs 3-6 et 3-7 dans le calaulateur de signaux d'annulation 3-2 multiplient les valeurs d'échelle par les signaux de canal I et Q originaux. Les signaux de sortie des multiplieurs 3-6 et 3-7 sont des signaux cibles des canaux I et Q exigés pour le fonctionnement linéaire de l'amplificateur de puissance 2-6. Ainsi, si la puissance instantanée P est supérieure à la puissance de seuil PSeuil' le signal cible de chaque canal, qui a la puissance de seuil PSeuil et la même phase que le signal de canal

original, peut être obtenu par la multiplication. Des sous-

tracteurs 3-8 et 3-9 soustraient des signaux cibles les si-

gnaux de canal I et Q originaux et génèrent les signaux

d'annulation I1 et Q1.

La figure 4 illustre le principe de fonctionnement du calaulateur de signaux d'annulation 3-2. En se référant à la figure 4, on note qu'un vecteur de signal original 4-1 représente le vecteur des signaux de canal I et Q originaux qui sont émis par les filtres de mise en forme d'impuleions 2-3 et 2-4. Un vecteur de signal cible 4-2 représente le vecteur du signal cible ayant la même phase que le vecteur de signal original 4-1 et la puissance de seuil. Un vecteur

de signal d'annulation 4-3 représente le vecteur des si-

gnaux d'annulation I1 et Q1 qui sont émis par le calaula-

teur de signaux d'annulation 3-2 illustré sur la figure 3.

Un cercle en trait continu extérieur indique la puissance de seuil et un cercle en pointillés intérieur indique la puissance moyenne des signaux originaux. Ici, le vecteur de

signal d'annulation 4-3 est obtenu en soustrayant le vec-

teur de signal original 4-1 du vecteur de signal cible 4-2.

Les signaux d'annulation produits dans le processus ci-dessus rendant les phases des signaux cibles égales à celles des signaux originaux ont la plus faible puissance parmi tous les signaux d'annulation qui réduisent le PAPR .. des slgnaux orlglnaux. Les signaux d'annulation I1 et Q1 sont appliqués aux dispositifs de détermination de signal maximal I et Q

3-10 et 3-11.

Si des impulsions appliquées aux filtres de mise en forme d'impuleions de signal maximal I et Q 3-12 et 3-13 ont la même polarité et des valeurs successives autres que O à chaque période d'échantillonnage, les impuleions se chevauchent et ont des niveaux de signal plus élevés que les signaux d'annulation dans le processus des filtres de mise en forme d'impuleions 3-12 et 3-13. Les signaux de sortie I2 et Q2 des filtres de mise en forme d'impuleions de signal maximal 3-2 et 3-13 sont sommés avec les signaux de sortie I3 et Q3 des dispositifs de retard de signal 3-14 et 3-15 dans les dispositifs de sommation 3-16 et 3-17, ce

qui peut occasionner une autre distorsion de signal.

Pour résoudre ce problème, les dispositifs de dé-

termination de signal maximal 3-10 et 3-11 maintiennent des impulsions de signaux d'annulation ayant la même polarité et des niveaux maximaux entre des impulsions au niveau de

signal 0, parmi les signaux d'annulation requs à chaque pé-

riode d'échantillonnage, en fixant à O les autres signaux d'annulation. Ainsi, les dispositifs de détermination de signal maximal I et Q 3-10 et 3-11 sélectionnent des signaux dan nulation ayant les niveaux les plus élevés à chaque période déchantillonnage, parmi des signaux d'annulation requs

successifs. Ensuite, les filtres de mise en forme d'impul-

sions de signal maximal I et Q 3-12 et 3-13 limitent les signaux d'annulation de niveau le plus élevé, à l'intérieur

d'une largeur de bande de fréquence désirée.

Comme décrit ci-dessus, les filtres de mise en

forme d'impuleions de signal maximal 3-12 et 3-13 fonction-

nent de facon à atténuer l' augmentation de la puissance de

canal adjacent (ACP) et la distorsion hors bande, en limi-

tant la bande de fréquence de signaux d'entrce à une lar geur de bande désirée. Par conséquent, ils peuvent être des filtres à réponse impulsionnelle finie (FIR pour "Finite Impulse Response") ou à réponse impuleionnelle infinie (IIR pour "Infinite Impulse Response"), pour limiter les signaux d'entrée à la largeur de bande des signaux de sortie I3 et

Q3 des dispositifs de retard de signal 3-14 et 3-15.

La figure 5 illustre la structure du filtre de mise en forme d'impuleions de signal maximal 3-12 (ou 3-13) qui est un filtre FIR. En se référant à la figure 5, on note qu'un signal d'entrée A provenant du dispositif de détermi

nation de signal maximal 3-10 est retardé dans des disposi-

tifs de retard 5-1 à 5-4. Des signaux aux entrées et aux sorties des dispositifs de retard 5-1 à 5-4 sont multipliés dans des multiplieurs 5-5 à 5-8 par des coefficients cO à an fixés conformément à une bande de fréquence désirée. Un dispositif de sommation 5-9 fait la somme des signaux de sortie des multiplieurs 5-5 à 5-8 et fournit en sortie la somme B. Pour l 'application en entrée du signal B provenant du filtre de mise en forme d'impuleions de signal maximal 3-12 (ou 3-13), l'unité de commande de puissance 2-8 génère le signal I2 (ou Q2) à l'intérieur de la bande de fréquence désirée. En retournant à la figure 3, on note que les dispo-

sitifs de retard 3-14 et 3-15 retardent d'un temps prédé-

terminé les signaux de canal I et Q originaux. Le retard est le temps exigé pour que les signaux de canal I et Q originaux provenant du dispositif de détermination

d'échelle 3-1 traversent les filtres de mise en forme d'im-

puleions de signal maximal 3-12 et 3-13.

Les dispositifs de sommation 3-16 et 3-17 addition nent le signal de sortie I3 du dispositif de retard 3-14 au signal de sortie I2 du filtre de mise en forme d'impuleions

de signal maximal 3-12, et le signal de sortie Q3 du dispo-

sitif de retard 3-15 au signal de sortie Q2 du filtre de

mise en forme d'impulsions de signal maximal 3-13. Les si-

gnaux I2 et Q2 sont des signaux d'annulation aux niveaux les plus élevés après traitement dans les filtres de mise en forme d'impuleions de signal maximal 3-12 et 3-13. Par

conséquent, les signaux de sortie des dispositifs de somma-

tion 3-16 et 3-17 sont compensés de façon à avoir la puis-

sance exigée pour la linéarité de l'amplificateur de puis

sance 2-6.

La figure 6 est un organigramme illustrant le fonc-

tionnement d'ensemble de l'unité de commande de puissance

2-8 conforme au mode de réalisation de la présente inven-

tion. En se référant à la figure 6, on note que le disposi tif de détermination d'échelle 3-1 mesure les niveaux des

signaux de canal I et Q originaux requs à partir des fil-

tres de mise en forme d'impulsions I et Q 2-3 et 2-4, et

calaule la puissance instantanée P (= I2 + Q2) à l'étape 6-

1, et compare la puissance instantanée P avec une puissance de seuil PSe à l'étape 6-2. Si la puissance instantanée P

* est égale ou inférieure à la puissance de seuil PSe, la va-

leur d'échelle est déterminée comme étant 1 à l'étape 6-9.

Si la puissance instantance P est supérieure à la puissance de seuil PSe, la valeur d'échelle est déterminée par réfé

rence à une table d'échelle pré-enregistrée, ou par l'Equa-

tion (2), à l'étape 6-3.

Le calaulateur de signaux d'annulation 3-2 obtient

des signaux cibles ayant la même phase que le signal de ca-

nal I et Q original et la puissance de seuil, en multi pliant le signal de canal I et Q original par la valeur

d'échelle à l'étape 6-4, et il calcule les signaux d'annu-

lation I1 et Q1 en soustrayant le signal de canal I et Q

original du signal cible à l'étape 6-5. Les signaux d'annu-

lation I1 et Q1 sont utilisés pour parvenir à un PAPR exi gé. Les dispositifs de détermination de signal maximal 3-10 et 3-11 déterminent le signal d'annulation aux niveaux les plus élevés en répétant les étapes 6-1 à 6-5 à chaque période d'échantillonnage, à l'étape 6-6. A l'étape 6- 7, les filtres de mise en forme d'impulsions de signal maximal 3-12 et 3- 13 limitent la largeur de bande émise du signal

d'annulation aux niveaux les plus élevés.

Les dispositifs de sommation 3-16 et 3-17 font la somme des signaux de sortie des filtres de mise en forme d'impulsions 3-12 et 3-13 et des signaux de canal I et Q originaux retardés par les dispositifs de retard 3-14 et 3 , à l'étape 6-8. Il en résulte que les PAPR des sommes

sont compensés pour prendre un niveau désiré.

Les figures 7 à 12 illustrent des changements de puissance effectués par l'unité de commande de puissance 2 8. La figure 7 illustre des niveaux de signal de canal I et Q mesurés après traitement dans les filtres de mise en

forme d'impulsions I et Q à chaque période d'échantillon-

nage, et la figure 8 illustre les niveaux de puissance ins-

tantanée P (= I2 + Q2) des signaux échantillonnés illustrés

sur la figure 7.

La figure 9 montre des impuleions de signal cible

de canal I et Q obtenues en multipliant les signaux de ca-

nal I et Q originaux ayant une puissance instantance supé-

rieure à la puissance de seuil, par des valeurs d'échelle calculées à chaque période d'échantillonnage, et la figure

montre des impulsions de signal d'annulation I et Q ob-

tenues en soustrayant les impuleions de signal original il-

lustrées sur la figure 7 des impuleions de signal cible il-

lustrées sur la figure 9, à chaque période d'échantillon

nage. Il faut noter ici que les impulsions de signal d'an-

nulation ont des phases opposées à celles des signaux ori-

ginaux et des signaux cibles.

La figure 11 montre des impulsions de signal d'an-

nulation de canal I et Q aux niveaux les plus élevés entre des impuleions au niveau de signal O parmi les impulsions de signal d'annulation illustrées sur la figure 10. La fi gure 12 montre des signaux d'annulation de canal I et Q filtrés par mise en forme d'impuleions aux niveaux les plus

élevés, et leurs niveaux de puissance. Les signaux d'annu-

lation de canal I et Q illustrés sur la figure 12 sont som més dans les dispositifs de sommation 3-6 et 3-17 avec les signaux de canal I et Q originaux illustrés sur la figure 7. Il en résulte que les signaux de sortie des dispositifs

de sommation 3-16 et 3-17 ont des PAPR exigés pour l'ampli-

ficateur de puissance 2-6.

Second Mode de Réalisation

Le second mode de réalisation de la présente inven-

tion est appliqué à une station de base dans un système de communication mobile supportant de multiples allocations de fréquence. La figure 13 est un schéma synoptique d'un émetteur de station de base dans le système de communication mobile utilisant de multiples allocations de fréquence, conforme

au second mode de réalisation de la présente invention.

En se référant à la figure 13, on note que l'émet teur comprend une unité de dispositifs de canal 13-1, une unité de filtres de mise en forme d'impuleions 13-2 et un amplificateur de puissance 13-4. En particulier, une unité

de commande de puissance à multiples allocations de fré-

quence, 13-3, est placée entre l'unité de filtres de mise en forme d'impulsions 13-2 et l'amplificateur de puissance 13-4 pour commander les PAPR de signaux d' allocation de

fréquence originaux.

En fonctionnement, l'unité de dispositifs de canal 13-1 a une multiplicité de groupes d'éléments de canal correspondant aux allocations de fréquence et chaque groupe d'éléments de canal comprend des dispositifs de canal qui ont la même configuration que le groupe d'éléments de canal 2-1 illustré sur la figure 2 et effectuent des opérations de codage, de modulation et de canalisation sur chaque si gnal en bande de base d'allocation de fréquence. L'unité de dispositifs de canal 13-1 commande indépendamment chaque allocation de fréquence. L'unité de filtres de mise en forme d'impulsions 13-2 a une multiplicité de filtres de mise en forme d'impuleions I et Q et limite la largeur de bande de fréquence de signaux de canal I et Q émis par l 'unité de dispositifs de canal 13-1 pour chaque allocation de fréquence. Les signaux de sortie de l'unité de filtres

de mise en forme d'impulsions 13 -2 sont appliqués à l'en-

trée de l'unité de commande de puissance à multiples allo-

cations de fréquence 13-3.

La voie de transmission des multiples signaux d'al location de fréquence est similaire à celle du signal d' al location de fréquence unique illustré sur la figure 2. De façon spécifique, l'unité de commande de puissance à multi ples allocations de fréquence 13-3 émet un signal de puis sance commandée pour l'application d'un signal d'entrée ayant un PAPR élevé, pour assurer le fonctionnement stable de l'amplificateur de puissance 13-4. L'amplificateur de puissance 13-4 amplifie le signal de sortie de l'unité de commande de puissance à multiples allocations de fréquence 13-3, pour rayonner une puissance suffisante pour émettre le signal vers toutes les stations mobiles à l'intérieur de

la zone de couverture de la cellule.

La figure 14 est un schéma synoptique détaillé de l'unité de commande de puissance à multiples allocations de fréquence 13-3 conforme au second mode de réalisation de la présente invention. En se référant à la figure 14, on note que l'unité de commande de puissance à multiples alloca tions de fréquence 13-3 est constituce d'un dispositif de détermination d'échelle 14 - 1, d'une multiplicité d'unités de commande de puissance 143 et 14-10 à 14-11, et d'un dispositif de sommation 14-12. Les unités de commande de puissance 14-3 et 14-10 à 14-11 commandent le PAPR de cha que signal d' allocation de fréquence d'une manière identi que à celle illustrce sur la figure 6, à l' exception du fait qu'une valeur d'échelle pour chaque allocation de fré quence est calaulée en corrélation avec les valeurs

d'échelle d'autres signaux d' allocation de fréquence.

Le dispositif de détermination d'échelle 14-1 re-

çoit des signaux originaux ayant de multiples allocations de fréquence, I1, Q1, I 2, Q2. IN' QN, dans des dispositifs d'élévation au carré correspondants, et calaule leurs ni-

veaux de signal à chaque période d'échantillonnage. Un cal-

culateur d'échelle 14-2 dans le dispositif de détermination

d'échelle 14-1 calaule des valeurs d'échelle pour les mul-

tiples allocations de fréquence en utilisant leurs niveaux

de signal. Les valeurs d'échelle sont déterminces en fai-

sant référence à une table d'échelle pré-enregistrce, ou

sont calculées par l'Equation (3).

Les unités de commande de puissance 14-3 et 14-10 à 14-11 accomplissent la même opération que l'unité de com mande de puissance 2-8 illustrée sur la figure 6, pour leurs allocations de fréquence correspondantes. On décrira ci-dessous l'unité de commande de puissance 14-3 considérse comme représentative de toutes les unités de commande de puissance. Un calaulateur de signaux d'annulation 14-4 dans l'unité de commande de puissance 14-3 obtient des signaux cibles de canal I et Q en multipliant les signaux de canal I et Q originaux I1 et Q1 par une valeur d'échelle S1 pour une allocation de fréquence FA(1) reque à partir du dispo sitif de détermination d'échelle 14-1, et il calaule des signaux d'annulation en soustrayant des signaux cibles les signaux de canal I et Q originaux, I1 et Q1. Un dispositif de détermination de signal maximal 14-5 sélectionne des si gnaux d'annulation aux niveaux les plus élevés entre des signaux au niveau de signal 0, parmi les signaux d'annula tion requs du calaulateur de signaux d'annulation 14-4 à chaque période d'échantillonnage, en fixant les autres si gnaux d'annulation à 0. Les signaux d'annulation sélection nés sont appliqués à un filtre de mise en forme d'impul

sions 14-6.

D'autre part, un dispositif de retard 14-7 retarde

les signaux de canal I et Q originaux I1 et Q1, et un dis-

positif de sommation 14-S additionne les signaux retardés

aux signaux de sortie du filtre de mise en forme d'impul-

sions 14-6, pour générer ainsi des signaux à puissance com mandée. Un convertisseur de fréquence 14-9 convertit en

sens ascendant la fréquence du signal de puissance comman-

dée, pour donner un signal RF pour FA(1) en utilisant une fréquence centrale différente pour chaque allocation de fréquence. Les unités de commande de puissance 14-10 à 14-11 fonctionnent de la même manière et émettent des signaux de FA(2) à FA(N). Le dispositif de sommation 14-12 fait la somme des signaux de sortie des unités de commande de puis sance 14-3 et 14-10 à 14-11 et émet la somme vers l'ampli

ficateur de puissance 13-4.

La figure 15 illustre le signal de sortie du dispo-

sitif de sommation 14-12 dans un système supportant trois allocations de fréquence (FA). En se référant à la figure , on note que les numéros de référence 15-1, 15-2 et 15-3 désignent des cercles avec des rayons qui sont les niveaux des signaux originaux de FA(1), FA(2) et FA(3). Le numéro de référence 15-5 désigne un cercle avec un rayon qui est

le niveau d'un signal de référence prédéterminé pour satis-

faire à une exigence de PAPR pour l'amplificateur de puis sance 13-4. Les fréquences des signaux originaux présentent

la relation: FA(1) < FA(2) < FA(3). Du fait des différen-

ces entre les bandes de fréquence, la combinaison du signal de FA(1) avec le signal de FA(2) donne le cercle 15-2 avec son point central sur le cercle 15-1, et la combinaison du

signal de FA(2) avec le signal de FA(3) donne le cercle 15-

3 avec son point central sur le cercle 15-2.

Un changement de niveau de signal de FA(1) est plus

rapide que celui de FA(2) et le changement de niveau de si-

gnal FA(2) est plus rapide que celui de FA(3). Par consé

quent, le niveau d'un signal instantané pour chaque alloca-

tion de fréquence n'est pas constant, mais change périodi quement sur un cercle correspondant. De ce fait, le signal de sortie maximal du dispositif de sommation 14-12 peut être représenté par un point 15-4. La valeur maximale est la somme des niveaux de signal de toutes les allocations de fréquence. Pour remplir la condition selon laquelle la somme des niveaux de signal instantané est inférieure à un niveau de signal de seuil, les valeurs d'échelle doivent

être déterminées de façon que le signal de sortie du dispo-

sitif de sommation 14-12 se trouve à l'intérieur du cercle

15-5.

Ainsi, si la somme des niveaux de signal instantané du signal original pour chaque allocation de fréquence est inférieure ou égale au niveau de signal de seuil, l'unité de commande de puissance à multiples allocations de fré

quence 13-3 fixe à 1 les valeurs d'échelle pour les alloca-

tions de fréquence. Au contraire, si la somme est supé-

rieure au niveau de signal de seuil, une valeur d'échelle approprice est calculée. Ici, la même valeur d'échelle est appliquée à toutes les allocations de fréquence, ou bien

une valeur d'échelle différente est prise pour chaque allo-

cation de fréquence.

Si chaque allocation de fréquence a une valeur déchelle différente, ceci signifie que les allocations de fréquence ont une Priorité (ou Qualité de Service) diffé

rente, c'est-à-dire des niveaux de priorité. Ainsi, la sta-

tion de base peut affecter un niveau de priorité différent à chaque allocation de fréquence. Par exemple, un système CDMA2000 EV-DO ("Evolution Data Only") fait la distinction entre une allocation de fréquence pour le service AMRC de première génération, et une allocation de fréquence pour un service de données à haut débit. Du fait que l 'allocation de fréquence supportant le service de données à haut débit est sensible à la qualité d'un signal de transmission en relation avec les caractéristiques du service, elle doit

avoir un niveau de priorité supérieur à celui de l'alloca-

tion de fréquence supportant le service AMRC de première génération.

La figure 16 est un organigramme illustrant un pro-

cessus pour calauler une seule valeur d'échelle pour N allo-

cations de fréquence ayant le même niveau de priorité, dans le calaulateur d'échelle 14-2. En se référant à la figure 16, on note que le niveau de signal instantané de FA(1) est la racine carrée de la somme du carré du niveau du signal de canal I de FA(1) original, I1, et du carré du niveau du si gnal de canal Q de FA(1) original, Q1, ( =:I1 +Q1). Après que les niveaux de signal instantané (i = 1, 2,..., N) ont été calaulés pour toutes les allocations de fréquence, ils sont sommés pour obtenir le signal de sortie maximal du dispositif de sommation 14-12 (:Ptotae = +... +) à

l'étape 16-1.

Ptotale est comparée à un niveau de signal de seuil prédéterminé ou calaulé à l'étape 16-2. Si Ptotae est inférieure ou égale à, les valeurs d'échelle de toutes les allocations de fréquence sont fixces à 1 à l'étape 16-3. Si Ptotae est supérieure à, les va leurs d'échelle S sont calaulées à l'étape 16-2 par

S = = (3)

Ptotal e N/: + ''' +

Les valeurs d'échelle S sont appliquées aux calcu-

lateurs de signaux d'annulation 14-4 pour être utilisoes dans la génération de signaux d'annulation dans le cas o les signaux originaux ont les niveaux de signal les plus

élevés possibles.

Les valeurs d'échelle pour N allocations de fré-

quence peuvent être calaulées en utilisant les facteurs de pondération ou en utilisant des niveaux de signal de seuil

conformément à des classes de service.

Dans le procédé mentionné en premier, un facteur de

pondération différent est assigné à chaque signal d' alloca-

tion de fréquence pour calauler la valeur d'échelle de

l' allocation de fréquence.

En se référant à la figure 17, on note que le ni-

veau de signal instantané de FA(1) est la racine carrée de la somme du carré du niveau du signal de canal I de FA(1) original, I1, et du carré du niveau du signal de canal Q de FA(1) original, Q1, ( =:I2 +Ql). Après que les niveaux de signal instantané (i = 1, 2,..., N) ont été calculés pour toutes les allocations de fréquence, ils sont sommés pour obtenir le signal de sortie maximal du dispositif de

sommation 14-12 (:Ptotae = + +) à l'étape 17-1.

Ptotae est comparce avec un niveau de signal de seuil prédéterminé ou calculé à l'étape 17-2. Si est inférieure ou égale à, les valeurs d'échelle de toutes les allocations de fréquence sont fixces à 1 à l'étape 17-3. Si Ptotale est supérieure à , un facteur de pondération ai pour FA(1) est calaulé

conformément à la classe de service de FA(1), à l'étape 16-

4. Le facteur de pondération ai est un facteur de pondéra-

tion pour une i-ième allocation de fréquence. Les signaux originaux pour toutes les allocations de fréquence avec leurs facteurs de pondération assignés sont exprimés par al4Pl, a24P2,..., aN4PN. Un facteur de pondération plus élevé doit être assigné à une allocation de fréquence de priorité supérieure. Le facteur de pondération d'une allo cation de fréquence peut être déterminé comme étant le rang

de priorité de l 'allocation de fréquence. Si toutes les al-

locations de fréquence sont rangées en catégories corres-

pondant à une classe de service 1 ou une classe de service 2, et la classe de service 1 a priorité sur la classe de

service 2, un facteur de pondération 2 est assigné aux al-

locations de fréquence de la classe de service 1 et un fac-

teur de pondération 1 est assigné aux allocations de fré-

quence de la classe de service 2.

A l'étape 17-5, une valeur d'échelle globale Sglo bale est ensuite caleulée par:

S = N ()

(Xl4P1+ 2<P2 ++ N4PN ( i:) i=1 La valeur d r échelle Si est calculée en multipliant

la valeur d'échelle globale Sglobale par un facteur de pon-

dération ai correspondant, à l'étape 17-6.

Si = Cti X Sglobale = (li X N ( 5) (aiN) i=1

Les valeurs d'échelle pour les allocations de fré-

quence sont fournies aux calculateurs de signaux d'annula-

tion 14-4. Les facteurs de pondération affectent la déter-

mination des valeurs d'échelle pour les allocations de fré

quence et la puissance d'émission d'un signal ayant une al-

location de fréquence de priorité plus élevée est moins li-

mitee. Par conséquent, l'efficacité de la puissance d'émis-

sion disponible est maximisée.

On va maintenant décrire un procédé de calcul des valeurs d'échelle conformément aux classes de service, en

se référant aux figures 18 et 19. Dans ce procédé, le cal-

culateur d'échelle 14-2 fixe un niveau de signal de seuil

pour chaque allocation de fréquence.

De facon spécifique, de multiples allocations de fréquence sont tout d'abord rangées en catégories allant

d'une classe de service 1 à une classe de service k, en or-

dre descendant, et un niveau de signal de seuil, f I

Ése-2 Pse-k est fixé pour chaque allocation de fré-

quence. est le niveau de seuil pour une i-ième allo cation de fréquence conformément à sa classe de service, et un niveau de signal de seuil plus élevé est fixé pour une classe de service supérieure. Ainsi, > >... > l PSe-k. La somme des niveaux de signal de seuil Pse-l + +... + est inférieure ou égale au niveau de

signal de seuil global exigé dans le système,.

Dans le système CDMA2000 EV-DO, les allocations de fréquence supportant un service de données à haut débit et les allocations de fréquence supportant le service AMRC de première génération sont rangées respectivement dans la

classe de service 1 et la classe de service 2.

En se référant à la figure 18, on note que des ni-

veaux de signal de seuil pour la classe de service 1 et la classe de service 2 sont respectivement représentés par des cercles 18-1 et 18-2. Par conséquent, le cercle extérieur sur la figure 18 représente le niveau de signal de seuil complet.

En se référant à la figure 19, on note que le ni-

veau de signal instantané de FA(1) est la racine carrée de la somme du carré du niveau du signal de canal I de FA(1) original, I1, et du carré du niveau du signal de canal Q de FA(1) original, Q1, (). Après que les niveaux de signal instantané (i = 1, 2,..., N) ont été calculés pour toutes les allocations de fréquence, ils sont sommés pour obtenir le signal de sortie maximal du dispositif de

sommation 14-12 = +... +, à l'étape 19-1.

Ptotale est comparée à un niveau de signal de seuil

complet prédéterminé (ou calculé), à l'étape 19-2.

Si Ptotale est inférieure ou égale à, les valeurs d'échelle de toutes les allocations de fréquence sont fixées à 1 à l'étape 19-3. Si est supérieure à

, la valeur d'échelle de chaque allocation de fré-

quence est calculée conformément à son niveau de priorité.

La moyenne des niveaux de signal instantané d'allo cations de fréquence avec la classe de service 1 est tout d'abord comparée avec le niveau de signal de seuil pour la classe de service 1, PSe 1, à l'étape 19-4. Si est supérieure à PSe 1, les valeurs d'échelle pour les allocations de fréquence avec la classe de service 1 sont fixées à Pse_1/ à l'étape 19-5. Au contraire, si est inférieure ou égale à PSe-l' les valeurs d'échelle sont fixées à 1 et le niveau de signal de seuil pour les allocations de fréquence de la classe de service 2 est actualisé conformément à PSe 2 = + ( ) à l'étape 19-6, afin d'attribuer la puissance restante Pse_1 provenant des allocations de fréquence avec la classe de service 1, aux allocations de fréquence avec la classe de service 2, et d' augmenter ainsi l'efficacité

de l'utilisation de la puissance.

De la même manière, la moyenne des niveaux de d'allocations de fréquence avec la classe de service 2 est comparée avec le niveau de signal de seuil actualisé pour la classe de service 2, à l'étape 19-7. Si est supérieure au niveau actualisé PSe _ 2, les valeurs d'échelle pour les allocations de fréquence avec la classe de service 2 sont fixées à PSe 2/: à l'étape 19-. Au

contraire, si est inférieure ou égale au niveau actua-

lisé Pse 2, les valeurs d'échelle sont fixées à 1 et le niveau de signal de seuil pour les allocations de fréquence de la classe de service 3 est actualisé conformément à

se _ 3 = Pse _ 3 + ( PSe 2 -) à l'étape 19-9.

Lorsque la valeur d'échelle pour des allocations de

fréquence avec la classe de service k la plus basse est dé-

terminée aux étapes 19-10, 19-11 et 19-12, les valeurs

déchelle sont fournies aux calaulateurs de signaux d'allo-

cation 14-14. La commande des niveaux de signal de seuil

garantit des performances minimales conformément aux carac-

téristiques de chaque signal d'allocation de fréquence.

Conformément à la présente invention telle qu'elle est décrite ci-dessus (1) l'unité de commande de puissance

peut être réalisoe de manière simple pour des systèmes va-

riables incluant les systèmes DS-CDMA, W-CDMA et MC-CDMA et peut être utilisée conjointement à un circuit de réglage de pré-distorsion; (2) il est possible d'améliorer le fonc tionnement d'un amplificateur de puissance avec un mauvais rendement qui est occasionné par un PAPR élevé dû à la somme de signaux de commande et de données d'utilisateur pour de multiples utilisateurs dans un système tel que l'AMRC; (3) la dogradation des performances est minimisée sans utiliser un amplificateur de puissance coûteux, ce qui diminue le coût de système global; et (4) en particulier

dans un système de communication mobile à multiples alloca-

tions de fréquence, il est possible de garantir des perfor

mances minimales conformément aux caractéristiques de cha-

que signal d' allocation de fréquence pendant l'émission de signaux à multiples allocations de fréquence, et il est possible de maximiser l'efficacité d'utilisation de la puissance dans le processus de commande d'une valeur

d'échelle pour chaque signal d' allocation de fréquence.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent être apportées au dispositif et au procédé décrits et

représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (36)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande de puissanee d'émission dans un système de communication mobile supportant une seule allocation de fréquence, caractérisé en ce qu'il eom prend: un groupe de dispositifs de canal (2-1) pour géné- rer un signal en bande de base de canal I (en phase) et un

signal en bande de base de canal Q (en quadrature) à par-

tir de chaque donnée de eanal; un filtre de mise en forme d'impulsions (23, 2-4) pour effeetuer un filtrage de mise en forme d'impuleions pour les signaux en bande de base; une unité de eommande de puissance (2-8) pour commander le rapport entre la puissance de crête et la puissance moyenne, ou PAPR, des signaux filtrés par mise en forme d'impuleion, eonformément à une puissanee de seuil exigée

pour une amplifieation de puissance linéaire; et un conver-

tisseur de fréquence (2-5) pour convertir en sens ascendant les signaux de puissance commandée, pour donner des signaux

RF (radiofréquence) et émettre les signaux RF.

2. Dispositif de eommande de puissance d'émission selon la revendication 1, caraetérisé en ee que l'unité de

eommande de puissanee (2-8) eomprend: un dispositif de dé-

termination d'éehelle (3-1) pour reeevoir des signaux de eanal I et Q originaux provenant du filtre de mise en forme d'impulsions (2-3, 2-4), mesurer la puissanee instantance des signaux de canal I et Q originaux à chaque période d'échantillonnage, comparer la puissanee instantanée avec la puissanee de seuil, et déterminer des valeurs d'échelle eonformément au résultat de la eomparaison; un calaulateur de signaux d'annulation (3- 2) pour caleuler des signaux ci bles en multipliant les signaux de canal I et Q originaux par les valeurs d'échelle et pour ealeuler des signaux d'annulation en soustrayant des signaux eibles les signaux

de eanal I et Q originaux; un dispositif de retard de si-

gnal (3-14, 3-15) pour retarder les signaux de eanal I et Q

originaux d'un temps exigé pour les opérations du ealeula-

teur de signaux d'annulation (3-2) et du dispositif de dé termination d'échelle (3-1); et un dispositif de sommation

(3-16, 3-17) pour additionner les signaux retardés aux si-

gnaux filtrés par mise en forme d'impuleion.

3. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de

commande de puissance (2-8) comprend en outre: un disposi-

tif de détermination de signal maximal (3-10, 3-11) pour recevoir les signaux d'annulation provenant du calaulateur de signaux d'annulation (32) à chaque période d'échantil lonnage, et sélectionner des signaux d'annulation ayant les niveaux les plus élevés; et un filtre de mise en forme d'impuleions (3-12, 3-13) pour effectuer un filtrage de

mise en forme d'impulsions des signaux d'annulation du ni-

veau le plus élevé qui sont sélectionnés, avant la somma

tion.

4. Dispositif de commande de puissance d'émission

selon la revendication 3, caractérisé en ce que le disposi-

tif de détermination de signal maximal (3-10, 3-11) sélec-

tionne les signaux d'annulation ayant les niveaux les plus

élevés parmi des signaux d'annulation successifs non nuls.

5. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 2, caractérisé en ce que les valeurs d'échelle sont déterminées par les relations suivantes: si puissance instantanée < pulssance de seuil, alors valeur d'échelle = 1 si puissance instantanée > puissance de seuil, alors valeur d'échelle = l puissance de seuil puissance instantanée

6. Dispositif de commande de puissance d'émission

selon la revendication 2, caractérisé en ce que la puis-

sance de seuil est déterminée par l'équation suivante: PSe = puissance moyenne (Pmoyenne) x 10 avec les notations suivantes: PSe est la puissance de seuil, Pmoyenne est la puissance moyenne du système de communica tion mobile, et marge est le rapport entre une puissance maximale imposée pour obtenir une amplification linéaire et

la puissance moyenne.

7. Procédé de commande de puissance d'émission dans un système de communication mobile supportant une seule al- location de fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on génère un signal en bande de base de canal I (en phase) et un signal en bande de base de canal Q (en quadrature} à partir de chaque donnée de canal; on effectue un filtrage de mise en forme d'impuleions sur les

signaux en bande de base; (2-3, 2-4) on commande les rap-

ports entre la puissance de crête et la puissance moyenne, ou PAPR, des signaux filtrés par mise en forme d'impulsion, conformément à une puissance de seuil imposoe pour l'ampli

fication de puissance linéaire; et on convertit en sens as-

cendant les signaux de puissance commandée pour donner des

signaux RF (radiofréquence) et on émet les signaux RF.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de commande du PAPR comprend les étapes sui vantes: on reçoit des signaux filtrés par mise en forme d'impulsions originaux, on mesure la puissance instantanée des signaux filtrés par mise en forme d'impuleion originaux

à chaque période d'échantillonnage, et on détermine des va-

leurs d'échelle en comparant la puissance instantanée avec une puissance de seuil; on calaule des signaux cibles en multipliant les signaux originaux par les valeurs d'échelle et on calcule des signaux d'annulation en soustrayant les

signaux originaux des signaux cibles; et on combine les si-

gnaux d'annulation avec les signaux filtrés par mise en

forme d'impuleions originaux.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes: on rec,oit les signaux d'annulation à chaque période d'échantillonnage et on sélectionne des signaux d'annulation ayant les ni veaux les plus élevés; et on effectue un filtrage de mise en forme d'impulsions sur les signaux d'annulation ayant les niveaux les plus élevés qui sont sélectionnés, avant

l'opération de combinaison.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les signaux d'annulation aux niveaux les plus élevés sont sélectionnés parmi des signaux d'annulation

successifs non nuls.

11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à retarder les signaux originaux d'un temps prédéterminé, pour qu'ils

aient la même phase que les signaux d'annulation sélection-

nés, avant l'opération de combinaison.

12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce qu'on détermine les valeurs d'échelle par les rela-

tions suivantes: si puissance instantanée <puissance de seuil, alors valeur diéchelle = 1 si puissance itantanée >puissance de seuil, alors valeur déchelle = | puissance de seui1 ipuissance instantanée

13. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on détermine la puissance de seuil par l'équation suivante: PSe = puissance moyenne (Pmoyenne) x 10 avec les notations suivantes: PSe est la puissance de seuil,

Pmoyenne est la puissance moyenne du système de communica-

tion mobile, et marge est le rapport entre une puissance maximale imposée pour obtenir une amplification linéaire et

la puissance moyenne.

14. Dispositif de commande de puissance d'émission

dans un système de communication mobile supportant une mul-

tiplicité d' allocations de fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: une multiplicité de groupes de dispositifs de canal (13-1) pour générer des signaux en bande de base de canal I (en phase) et des signaux en bande de base de canal Q (en quadrature), à partir de chaque donnce de canal

pour les allocations de fréquence; une multiplicité de fil-

tres de mise en forme d'impulsions (13-2) connoctés aux groupes de dispositifs de canal pour effectuer un filtrage de mise en forme d'impuleions des signaux en bande de base d' allocations de fréquence; et une unité de commande de puissance d' allocations de fréquence (13-3) pour commander

les PAPR (rapports entre la puissance de crête et la puis-

sance moyenne) des signaux filtrés par mise en forme d'im pulsion, conformément à une puissance de seuil imposoe pour

l'amplification de puissance linéaire.

15. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'unité de commande de puissance d' allocations de fréquence (13-13) comprend: un dispositif de détermination d'échelle (14-1)

pour recevoir des signaux de canal I et Q originaux des al-

locations de fréquence, provenant des filtres de mise en forme d'impulsion, mesurer le signal instantané des signaux de canal I et Q originaux à chaque période d'échantillon nage, comparer la puissance instantance avec une puissance de seuil, et déterminer des valeurs d'échelle conformément au résultat de la comparaison; une multiplicité d'unités de commande de puissance (14-3, 14-10, 14-11) correspondant aux allocations de fréquence, pour commander les PAPR des signaux d' allocations de fréquence originaux, en utilisant

les valeurs d'échelle; et un dispositif de sommation (14-

12) pour faire la somme des signaux de sortie des unités de

commande de puissance (14-3, 14-10, 14-11).

16. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 15, caractérisé en ce que chacune des unités de commande de puissance (143, 14-10, 14-11) comprend: un calculateur de signaux d'annulation (16-14) pour calculer des signaux cibles en multipliant les signaux de canal I et Q originaux par les valeurs d'échelle, et pour calculer des signaux d'annulation en soustrayant les signaux cibles des signaux de canal I et Q originaux; un

dispositif de retard de signal (14-7) pour retarder les si-

gnaux de canal I et Q originaux du temps exigé pour les opérations du dispositif de détermination d'échelle (14-1) et du calaulateur de signaux d'annulation (14-4); et un dispositif de sommation (14-8) pour additionner les signaux

retardés aux signaux d'annulation.

17. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 16, caractérisé en ce que chacune des unités de commande de puissance (143, 14-10, 14-11) comprend: un dispositif de détermination de signal maximal

(14-5) pour recevoir les signaux d'annulation à chaque pé-

riode d'échantillonnage et sélectionner des signaux d'annu-

lation ayant les niveaux les plus élevés; et un filtre de mise en forme d'impuleions de signal maximal (14-6) pour effectuer un filtrage de mise en forme d'impuleions sur les signaux d'annulation ayant les niveaux les plus élevés qui

sont sélectionnés.

18. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispo sitif de détermination de signal maximal (14-5) sélectionne les signaux d'annulation aux niveaux les plus élevés parmi

des signaux d'annulation successifs non nuls.

19. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 15, caractérisé en ce que si la mul tiplicité d' allocations de fréquence ont la même classe de service, chacune des valeurs d'échelle est détermince de la manière suivante: Si +... <, alors Si = 1 Si +... >, alors Si = ' avec les notations suivantes Pi (i = 1, 2,.., N) est la puissance instantanée d'un i-ième signal d' allocation de

fréquence, PSe est la puissance de seuil et Si est une va-

leur d'échelle pour la i-ième allocation de fréquence.

20. Dispositif de commande de puissance d'émission

selon la revendication 15, caractérisé en ce que si la mul-

tiplicité d' allocations de fréquence ont des classes de

services différentes, chacune des valeurs d'échelle est dé-

terminée par l'équation suivante: Si = Cti x N (8) Z(iN) i =1 avec les notations suivantes: Si est la valeur d'échelle d'une i-ième allocation de fréquence (i = 1, 2,... N), ai est un facteur pondération assigné à la i-ième allocation de fréquence, PSe est la puissance de seuil et Pi est la

puissance instantance du i-ième signal d' allocation de fré-

quence.

21. Dispositif de commande de puissance d'émission

selon la revendication 15, caractérisé en ce que si la mul-

tiplicité d' allocations de fréquence ont des classes de

services différentes, chacune des valeurs d'échelle est dé-

termince de la façon suivante: Si < PSe-i' alors Si = 1 Si >:PSe-i' alors Si =

avec les notations suivantes: Pi est la puissance instan-

tanée (i = 1, 2,..., N), PSeu i est une puissance de seuil

pour la classe de service d'une i-ième allocation de fré-

quence, et Si est une valeur d'échelle pour le i-ième si-

gnal d' allocation de fréquence.

22. Dispositif de commande de puissance d'émission

selon la revendication 21, caractérisé en ce que si un si-

gnal d' allocation de fréquence ayant une classe de service plus élevée que le i-ième signal d' allocation de fréquence a une valeur d'échelle de 1, la puissance de seuil du i ième signal d' allocation de fréquenee est actualisée en ad ditionnant la i-ième puissance de seuil (PSe i) à la puis sance restante provenant de la puissance de seuil de l'al

location de fréquence de la classe de service plus élevée.

23. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 22, caractérisé en ce que la puis sance restante est la différence entre la puissance de seuil et la puissance instantanée du signal d'allocation de

fréquence de la classe de service plus élevée.

24. Dispositif de commande de puissance d'émission selon la revendication 15, caractérisé en ce que la puis sance de seuil est déterminée par l r équation suivante: PSe = puissance moyenne (Pmoyenne) x 10 avec les notations suivantes: PSe est la puissance de seuil, Pmoyenne est la puissance moyenne du système de communica tion mobile, et marge est le rapport entre une puissance maximale imposée pour obtenir une amplification linéaire et

la puissance moyenne.

25. Procédé de commande de la puissance d'émission

dans un système de communication mobile supportant une mul-

tiplicité d' allocations de fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on génère des signaux en bande de base de canal I (en phase) et des signaux en bande de base de canal Q (en quadrature), à partir de cha que donnce de canal pour les allocations de fréquence; on

effectue un filtrage de mise en forme d'impuleions des si-

gnaux en bande de base d'allocations de fréquence; et on commande les PAPR (rapports entre la puissance de crête et la puissance moyenne) des signaux filtrés par mise en forme d'impuleion, conformément à une puissance de seuil imposée pour l'amplification de puissance linéaire, et on émet dans

une bande RF les signaux dont le PAPR est commandé.

26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'étape de commande de PAPR comprend les étapes suivantes: on reçoit les signaux filtrés par mise en forme d'impuleions originaux de chaque allocation de fréquence, on mesure la puissance instantanée des signaux filtrés par mise en forme d'impuleions originaux à chaque période d'échantillonnage, et on détermine une valeur d'échelle pour l' allocation de fréquence en comparant la puissance instantanée avec une puissance de seuil; on commande les PAPR des signaux d' allocation de fréquence originaux en utilisant la valeur d'échelle; et on combine les signaux

d'allocation de fréquence dont les PAPR sont commandés.

27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que l'étape de commande de PAPR comprend les étapes suivantes: on calcule des signaux cibles en multipliant les signaux d' allocations de fréquence originaux par la va leur d' échelle et on calaule des signaux d' annulation en

soustrayant les signaux d'allocations de fréquence origi-

naux des signaux cibles; et on effectue une sommation des

signaux d'annulation et des signaux originaux.

28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé

en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes: on re-

çoit les signaux d'annulation à chaque période d'échantil-

lonnage et on sélectionne des signaux d'annulation aux ni-

veaux les plus élevés; et on effectue un filtrage de mise en forme d'impulsions des signaux d'annulation ayant les

niveaux les plus élevés, avant la sommation.

29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que les signaux d'annulation aux niveaux les plus élevés sont sélectionnés parmi des signaux d'annulation

successifs non nuls.

30. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comprend en out re l'étape consistant à retarder les signaux originaux d'un temps prédéterminé pour qu'ils aient la même phase que les signaux d'annulation sélection

nés, avant la sommation.

31. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que si la multiplicité d' allocations de fréquence ont la même classe de service, chacune des valeurs d'échelle est déterminée de la fa,con suivante: Si +.. . <, alors Si = 1 Si +... >, alors Si = ';; avec les notations suivantes: Pi (i = 1, 2,..., N) est la puissance instantanée d'un i-ième signal d' allocation de

fréquence, PSe est la puissance de seuil et Si est une va-

leur d'échelle pour la i-ième allocation de fréquence.

32. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que si la multiplicité d' allocations de fréquence ont des classes de services différentes, chacune des valeurs d'échelle est déterminée par l'équation suivante: i i N () ( 8) i =1 avec les notations suivantes: Si est la valeur d'échelle d'une i-ième allocation de fréquence (i = 1, 2,... N), i est un facteur pondération assigné à la i-ième allocation de fréquence, PSe est la puissance de seuil et Pi est la puissance instantanée du iième signal d' allocation de fré quence.

33. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que si la multiplicité d' allocations de fréquence ont des classes de services différentes, chacune des valeurs d'échelle est déterminée de la fac,on suivante: Si < PSe-i, alors Si = 1 Pse i Si >|Pse i, alors Si =:

avec les notations suivantes: Pi est la puissance instan-

tanée (i = 1, 2,..., N), PSe i est une puissance de seuil pour la classe de service d'une i-ième allocation de fré quence, et Si est une valeur d'échelle pour le i-ième si-

gnal d'allocation de fréquence.

34. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que si un signal d r allocation de fréquence ayant une classe de service plus élevée que le i-ième signal d'allo

cation de fréquence a une valeur d'échelle de 1, la puis-

sance de seuil du i-ième signal d' allocation de fréquence est actualisée en additionnant la i-ième puissance de seuil (PSe i) à la puissance restante provenant de la puissance de seuil de l 'allocation de fréquence de la classe de ser

vice plus élevée.

35. Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce que la puissance restante est la différence entre la puissance de seuil et la puissance instantanée du signal d'allocation de fréquence de la classe de service plus éle vée.

36. Procédé selon la revendication 26, caractérisé

en ce que la puissance de seuil est déterminée par l'équa-

tion suivante: Pse = puissance moyenne (Pmoyenne) x 10 avec les notations suivantes: PSe est la puissance de

seuil, Pmoyenne est la puissance moyenne du système de com-

munication mobile, et marge est le rapport entre une puis-

sance maximale imposée pour obtenir une amplification li-