ES2344455T3 - Un metodo y un aparato para el control de ganancia automatico de un receptor inalambrico. - Google Patents
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Abstract
Un método de control de ganancia automático en un receptor (12) de comunicación inalámbrica que comprende: variar (100) la ganancia de un receptor por medio de un circuito de control (10) de ganancia automático que responde a una señal recibida y mantener un control de ganancia automático activo antes, durante y después de cualquier alteración de señal dada; y reinicializar (118, 122) el circuito de control (10) de ganancia automático al final (116) de la alteración usando la información del estado del control almacenada antes de que la alteración haya empezado.
Description
Un método y un aparato para el control de
ganancia automático de un receptor inalámbrico.
Esta solicitud reivindica la prioridad bajo el
documento 35 U.S.C. \NAK 119(e) de la siguiente solicitud
provisional de EE.UU.: Solicitud de Número de Serie 60/486.933
presentada el 14 de Julio, 2003.
La presente invención se refiere generalmente a
receptores de comunicación inalámbrica, y particularmente se
refiere al control de ganancia automático de tales receptores.
La mayoría de los receptores de comunicación
utilizan alguna forma de Control de Ganancia Automático (AGC -
Automatic Gain Control) para mantener las señales recibidas dentro
de un intervalo deseado. Por ejemplo, un receptor de comunicación
inalámbrica típico obtiene muestras digitalizadas de una señal de
interés recibida basándose en digitalizar una señal analógica de
banda de base derivada de una señal de interés recibida analógica
entrante, por ejemplo, una antena que recibe una señal de
comunicación por el aire.
Resultará evidente para los expertos que una
digitalización satisfactoria depende de mantener la señal de
entrada analógica dentro de un intervalo de señal (tensión) definido
que sea apropiado para el Convertidor de Analógico a Digital (ADC -
Analog to Digital Converter) que se usa para digitalizar la señal.
Por un lado, la señal de entrada analógica debe ser mantenida por
debajo del límite de tensión superior del intervalo de entrada del
ADC para evitar la saturación, y por otro lado, la señal de entrada
analógica debe ser mantenida a un nivel de señal suficientemente
elevado para una precisión de cuantificación aceptable. Esto es, el
intervalo de la señal de entrada debe abarcar generalmente a todo o
a casi todo el intervalo de tensión de entrada definido del ADC
para conseguir toda la precisión de cuantificación del ADC. Por
ejemplo, un ADC de 10 bits configurado para un intervalo de señal
de entrada de 0 a 5 Voltios opera con una resolución efectiva de 9
bits o menos, si el intervalo de señal de entrada real es sólo de
2,5 Voltios.
En este contexto, entonces, un circuito de AGC
está configurado para rastrear la potencia de la señal recibida
entrante, por ejemplo, y para ajustar uno o más elementos de
ganancia del receptor, necesarios para mantener un intervalo de
señal entrante al ADC. Por supuesto, el AGC tiene aplicación más
allá de controlar el intervalo de señal entrante para los ADCs de
la cadena de recepción, y puede utilizarse para evitar la saturación
de amplificadores analógicos, filtros, etc., dentro de la cadena de
recepción, tal como variando la ganancia de una o más etapas del
amplificador o de los amplificadores.
Aunque no obstante se utilizan, las funciones de
AGC convencionales pueden ser perturbadas por significativas
alteraciones en la señal que se está utilizando como referencia para
el AGC. Por ejemplo, la pérdida temporal de la señal recibida
provoca que la función de AGC convencional aumente la ganancia del
receptor en un intento de elevar la baja o inexistente potencia de
la señal recibida. Aunque ese comportamiento representa una
funcionalidad de AGC adecuada, puede provocar problemas de
saturación temporal durante el retorno de la señal recibida.
Similares tipos de problemas de aumento o disminución de la potencia
aparecen con otros tipos de alteraciones de señal, tales como la
interferencia de la señal, etc., en los que la función de AGC
convencional puede sufrir lagunas de control no deseadas con
respecto a las transiciones entre condiciones de señal anormales
(alteradas) y no alteradas (normales).
De los documentos Patent Abstracts of Japan vol.
0143, no. 36 (E-0953), 19 de Julio 1990 y JP 02
113612 A (NEC Corp), 25 de Abril de 1990, se conoce un circuito de
control de ganancia automático para un sistema de comunicación por
satélite, que tiene un convertidor de analógico a digital para
convertir la tensión de detección de una señal piloto en un valor
digital. Cuando la señal piloto no es detectada, el control de
ganancia es ejecutado basándose en el valor digital almacenado en
un circuito de guardado para almacenar temporalmente el valor
digital.
Del documento EP-A 0 496 507 es
conocida una función de AGC de un receptor en un sistema de
telefonía por radio, en la que la función de AGC puede ser
controlada de manera que se aproxime al valor real al principio del
intervalo de tiempo de recepción. La potencia del campo de una señal
específica transmitida por una estación de base es medida durante
un intervalo de tiempo que precede a un intervalo de tiempo de
recepción correspondiente. Sobre la base de la potencia de campo
medida y de una relación de potencia presumida, se calcula la
ganancia de AGC requerida y se establece para el momento del
intervalo de tiempo de recepción correspondiente.
Del documento US 5.999.559 se conoce un receptor
de radio para recibir una señal de espectro extendido, que
comprende un controlador de ganancia. Si la señal de sincronización
de trama no se detecta dentro de un periodo de tiempo específico,
el controlador de ganancia es informado de la
des-sincronización. El controlador de ganancia
responde a esta información controlando la cantidad de atenuación de
un atenuador variable. Cuando la señal de sincronización de trama
es detectada, la cantidad de atenuación del atenuador variable es
devuelta a su valor original.
Del documento
US-B1-6 563 891 se conoce un
receptor que tiene un circuito de control de ganancia automático
digital, que incluye un controlador que conmuta entre valores de
control de ganancia dependiendo del modo de operación del sistema.
El controlador puede efectuar una conmutación entre un primer
conjunto de parámetros de AGC memorizados y un segundo conjunto de
parámetros de AGC memorizados, y entre un primer estado del sistema
y un segundo estado del sistema. El controlador puede aplicar un
parámetro de control de ganancia asociado con el segundo estado del
sistema al circuito de AGC digital cuyo parámetro de control de
ganancia ha sido previamente almacenado, cuando el receptor fue
conmutado por última vez al segundo estado del sistema. Los
parámetros de AGC almacenados pueden incluir un conjunto de
coeficientes de filtrado digitales y los últimos valores conocidos
de los estados internos del filtro digital. El controlador conmuta
el receptor de recibir una señal asociada con el segundo estado del
sistema, a recibir una señal asociada con el primer estado del
sistema, recupera el valor de ganancia previamente memorizado
asociado con el primer estado del sistema de la memoria y aplica el
primer valor de ganancia recuperado asociado con el primer estado
del sistema al circuito de AGC digital, y actualiza y memoriza el
segundo valor de ganancia asociado con el segundo estado del sistema
y la segunda señal recibida.
Del documento EP 0 455 388 A2 se conoce un
receptor para un sistema de telefonía móvil, que tiene un medio de
control de ganancia conmutable entre una pluralidad de valores de
ganancia en respuesta a una señal de control de ganancia. Existen
medios para detectar la amplitud de una señal de ráfaga entrante,
medios de promediación para almacenar el valor de la amplitud
detectada y calcular un valor medio de la amplitud para proporcionar
una señal de control de ganancia correspondiente para un periodo de
tiempo subsiguiente.
La presente invención comprende un método y
aparato para el control de ganancia automático de un receptor, tal
como un receptor de comunicación inalámbrica en una estación de base
de radio para su uso en una red de comunicación inalámbrica. El
control de ganancia del receptor varía la ganancia del receptor para
mantener la señal recibida dentro de un intervalo de señal deseado
y, de acuerdo con la presente invención, el control de ganancia
automático es compensado por alteraciones en la señal recibida, por
ejemplo, alteraciones en la señal recibida provocadas por periodos
de silencio repetidos o interferencias de señal esporádicas, por
ejemplo. En líneas generales, tal compensación reinicializa el
circuito de control de ganancia automático que procede de una
alteración de señal usando la información de control de ganancia que
fue almacenada previamente a la alteración, o utiliza tal
información para mantener el control de ganancia durante la
alteración.
En una realización, la presente invención
comprende un método de control de ganancia automático en un receptor
de comunicación inalámbrica. El método comprende capturar una
configuración de control de ganancia automático en un momento
anterior a la alteración en una señal recibida que es el sujeto del
control de ganancia automático, y utilizar temporalmente la
configuración del control de ganancia automático capturada para
compensar el control de ganancia automático para cada alteración.
Capturar una configuración de control de ganancia automático en un
momento anterior a la alteración en la señal recibida puede
comprender capturar la información del estado del filtro para un
circuito de control de ganancia automático en un momento anterior a
un inicio de la alteración.
La información del estado del filtro capturada
puede utilizarse para reinicializar el filtrado del control de
ganancia al final de la alteración. Debe observarse que congelar el
control de ganancia durante la alteración puede provocar la
saturación del receptor durante alteraciones de alta potencia de la
señal recibida (por ejemplo, interferencia), y así puede ser menos
preferible mantener un control de ganancia activo durante la
alteración, seguido por una reinicialización del control de ganancia
al final de la alteración utilizando la información de estado
recordada como se ha descrito anteriormente. Además, en los
receptores de estación de base de radio, las alteraciones pueden
comprender circuitos de silencio que permiten una caracterización
del ruido del receptores o los receptores de la estación de base, en
cuyo caso será generalmente preferible mantener el control de
ganancia activo durante las alteraciones para ayudar a unas
mediciones del ruido en el receptor precisas.
Así, en una realización, la presente invención
comprende una estación de base de radio para su uso en una red de
comunicación inalámbrica. La estación de base de radio comprende uno
o más receptores configurados para recibir una señal de enlace
ascendente como señal recibida, y un circuito de control de ganancia
automático incluido en, o asociado con los uno o más receptores. En
una realización de ejemplo, el circuito de control de ganancia
automático está configurado para variar la ganancia de un receptor
en respuesta a la señal recibida, y compensar el control de
ganancia automático de los uno o más receptores basándose en la
información del estado del control recordada si la señal recibida
es alterada. Esta información del estado del control recordada
puede ser salvada para el circuito de control de ganancia automático
en un momento anterior a la alteración. Debe observarse que uno o
más circuitos de control de ganancia automáticos pueden ser
configurados para cada receptor o receptores de radio del sector en
una estación de base de radio de multi-sector.
En este contexto, la estación de base puede ser
configurada de manera que su circuito o circuitos de control de
ganancia automático capturen la información del estado del control
de ganancia previamente a periodos de silencio periódicos. La
estación de base puede utilizar temporizadores u otros circuitos de
monitorización para activar la recuperación de la información del
estado del control previamente a cada periodo de silencio.
Entonces, la estación de base continúa con el control de ganancia
activo mientras caracteriza los niveles de ruido del receptor
durante el periodo de silencio, y utiliza la información recordada
para reinicializar su control de ganancia procedente de cada
periodo de silencio. Debido a que el nivel de la señal recibida es
bajo o inexistente durante cada periodo de silencio, el control de
ganancia automático tiende hacia condiciones de ganancia alta, de
manera que el acto de reinicializar el control de ganancia
automático al final del periodo de silencio usando la información
del estado del control recordada evita o reduce la saturación que
podría de otro modo ocurrir cuando la señal recibida
"retorna".
Por supuesto, debe entenderse que los periodos
de silencio representan sólo un tipo de alteración de señal
compensada por la presente invención, y que la presente invención
tiene aplicabilidad para un amplio intervalo de alteraciones de
señal que incluyen, como se ha mencionado anteriormente, casos de
interferencia de señal en los que la señal recibida deseada
esencialmente es desbordada por una señal de interferencia de mayor
potencia. Así, en estos o en otros casos de alteración de la señal,
la presente invención, como se define en las reivindicaciones,
comprende en líneas generales un método de control de ganancia
automático en un receptor de comunicación inalámbrica basado en
capturar la configuración de un control de ganancia automático en
momentos justo antes de las alteraciones en una señal recibida que
está sujeta a control de ganancia automático, y utilizar
temporalmente la configuración del control de ganancia automático
para compensar el control de ganancia automático para cada
alteración.
Con respecto a capturar las configuraciones del
control de ganancia automático, o a recordar de otro modo la
información del estado del control para la compensación de la
alteración de acuerdo con la presente invención, un circuito de
control de ganancia automático o un circuito de soporte, puede ser
configurado para detectar una alteración inminente, por ejemplo, un
periodo de silencio del enlace ascendente temporizado, y capturar
la información del estado del control justo antes del inicio de ese
periodo. Adicionalmente, o alternativamente, el circuito o los
circuitos puede o pueden ser configurado o configurados para
mantener activa una memoria temporal de la información del estado
del control.
La información almacenada puede ser actualizada
de acuerdo con un tiempo de muestra deseado (es decir, intervalo de
actualización de almacenamiento), y la actualización puede ser
suspendida durante cualquier alteración para preservar la
información almacenada. En una realización, el circuito de control
de ganancia automático está configurado para detectar un inicio de
la alteración, y utilizar la información de control salvada a
partir del tiempo de muestra más cercano antes del inicio de la
alteración detectado como la información del estado del control
recordada que es utilizada para compensar el control de ganancia
automático. Por supuesto, otras variaciones son posibles.
De esta manera, debe entenderse que la presente
invención no está limitada por la información anterior. En
realidad, los expertos reconocerán características y ventajas
adicionales de la presente invención con la lectura de la
descripción detallada siguiente en la cual se describen varias
realizaciones de ejemplo, y a la vista de las figuras que se
acompañan.
La Fig. 1 es un diagrama de un circuito de
Control de Ganancia Automático (AGC - Automatic Gain Control) de
ejemplo ilustrado en asociación con un receptor de comunicación
inalámbrico de ejemplo.
Las Figs. 2 y 3 son diagramas de dos de los
diferentes tipos de alteraciones de señal recibida de interés con
respecto al control de ganancia automático de acuerdo con la
presente invención.
La Fig. 4 es un diagrama de los detalles
funcionales de ejemplo para una o más reivindicaciones del circuito
de AGC de la Fig. 1.
Las Figs. 5-7 son diagramas de
lógica de tratamiento de ejemplo de acuerdo con una o más de las
realizaciones de un método de control de ganancia automático de
acuerdo con la presente invención.
La Fig. 8 es un diagrama de una estación de base
de radio de ejemplo para su uso en una red de comunicación, y que
incorpora un control de ganancia automático para sus operaciones de
receptor de enlace ascendente de acuerdo con la presente
invención.
La Fig. 1 es un diagrama de un circuito de
Control de Ganancia Automático (AGC - Automatic Gain Control) 10 de
acuerdo con una o más de las reivindicaciones de la presente
invención. El circuito de AGC 10 está asociado con o incluido en un
receptor 12, de manera que el tipo de circuito de cadena de
recepción que podría estar incluido en una estación de base de
radio dentro de una red de comunicación inalámbrica. El receptor 12
está asociado con una antena 14 y a modo de ejemplo no limitativo,
comprende un Amplificador de Bajo Ruido (LNA -
Low-Noise Amplifier) 16, un circuito de filtro
analógico 18, un circuito de convertidor reductor 20 y un circuito
de Convertidor de Analógico a Digital (ADC -
Analog-to-Digital Converter) 22.
En operación, el receptor 12 obtiene una señal
recibida entrante por medio de la antena 13, la cual amplifica,
filtra y reduce a una frecuencia de banda de base que utiliza un LNA
16, un filtro 18 y un convertidor reductor 20. El convertidor
reductor 20 puede comprender dos o más etapas mezcladoras, y así
puede llevar la señal recibida de su banda de frecuencia portadora
a una Frecuencia Intermedia (IF - Interrmediate Frequency), y a
continuación a una frecuencia de banda de base más baja.
Alternativamente, el convertidor reductor 20 puede comprender un
convertidor reductor de conversión directa que lleva la señal
recibida directamente a la banda de base. Por supuesto, otras
implementaciones son posibles, y debe entenderse que pueden existir
etapas de filtrado y ganancia a la IF y/o en la banda de base
además, o como alternativa a la representada.
Independientemente de ello, el convertidor
reductor 20 proporciona una señal entrante analógica al ADC 22 que
corresponde a la señal recibida entrante. Debe observarse que dos
señales correspondientes a componentes en-fase y en
cuadratura de la señal recibida pueden ser proporcionadas al ADC 22.
En cualquier caso, el ADC 22 digitaliza la señal entrante analógica
o las señales entrantes analógicas y de manera correspondiente
extrae uno o más flujos de muestras de señal recibida de banda de
base a una velocidad de muestra definida.
Los expertos apreciarán que una digitalización
satisfactoria depende de mantener la señal entrante analógica al
ADC 22 dentro de un intervalo de señal (tensión) definido. Así, el
circuito de AGC 10 es operativo para variar una o más de las
ganancias del receptor 12 en respuesta a cambios en la señal
recibida para mantener la señal entrante o las señales entrantes en
el ADC 22 dentro del intervalo de señal deseado. A modo de ejemplo
no limitativo, el circuito convertidor reductor 20 puede comprender
uno o más circuitos de ganancia variable, por ejemplo
amplificadores/mezcladores de ganancia variable, que responden a una
o más señales de AGC extraídas del circuito de AGC 10. De esta
manera, el circuito de AGC 10 reduce la ganancia del receptor a
medida que la potencia de la señal recibida aumenta e,
inversamente, aumenta la ganancia del receptor a medida que la
potencia de la señal recibida disminuye. Debe observarse que la
señal o las señales de AGC extraídas del circuito de AGC 10 puede o
pueden ser analógicas o digitales dependiendo de la naturaleza de
los circuitos de ganancia variable particulares que son controlados
en la cadena de recepción.
No obstante, con particular respecto a la
presente invención, el circuito de AGC 10 está configurado para
compensar sus operaciones de AGC activas en respuesta a alteraciones
en la señal recibida. Para comprender al menos algunas de las
ventajas que atañen a la compensación de AGC, las Figs. 2 y 3
ilustran ejemplos no limitativos de alteraciones de señal recibida.
En un primer caso, la señal recibida entrante puede, como se
muestra en la Fig. 2, ser alterada por uno o más periodos de
"silencio". Debido a la baja potencia de la señal recibida de
acuerdo con las mediciones durante tales periodos de silencio, el
circuito de AGC convencional tiende a provocar el aumento de la
ganancia del receptor, posiblemente hacia un valor de ganancia
máximo, que provoca una saturación no deseada de la cadena de
recepción al final del periodo de silencio cuando la señal recibida
retorna.
Para el lector interesado, puede observarse que
se usa el tipo de periodo de silencio ilustrado en la Fig. 2, por
ejemplo, en ciertos tipos de redes de comunicación inalámbrica. Por
ejemplo, la red de datos de CDMA basada en los estándares
1xEV-DO o TIA-856 utilizan periodos
de región extendida o de "silencio" de red extendido, durante
los cuales las transmisiones de enlace ascendente están suspendidas.
La suspensión temporal permite que las estaciones de base de radio
de la red o de las redes midan el ruido de fondo o térmico de sus
receptores. Tales mediciones proporcionan una medición de ruido de
referencia que puede ser utilizada posteriormente, después de que
el enlace ascendente sea reactivado, para medir la carga de la
estación de base de radio en el enlace ascendente. En otras
palabras, los periodos de silencio proporcionan que las estaciones
de base de radio determinen su ruido térmico, cuyo valor de ruido
sirve entonces como referencia para las mediciones de carga del
enlace ascendente de Aumento de Interferencia sobre el Ruido Térmico
(ROT - Rise-Over-Thermal).
Por supuesto, pueden ocurrir alteraciones de
cualquier tipo, y pueden ser compensadas por el circuito de AGC 10
de la presente invención. Por ejemplo, la Fig. 3 ilustra otro caso
de alteración de señal recibida, en la que una señal de
interferencia más fuerte "interfiere" la señal recibida de
interés desbordándola de manera efectiva en el receptor. Se podría
observar que la interferencia, comparada con el silencio, provoca el
problema de AGC contrario, en el que los circuitos de AGC
convencionales tienden a provocar la disminución de la ganancia del
receptor hasta un valor de ganancia mínimo en respuesta a la
condición de interferencia de alta potencia. Aunque ese
comportamiento es apropiado para evitar la saturación de la cadena
de recepción durante la interferencia, deja al circuito de AGC
convencional en una configuración de ganancia demasiado baja cuando
se abandona la condición de interferencia.
Así, la respuesta del control de ganancia
automático convencional "retrasa" la señal recibida real al
final de las alteraciones de la señal recibida. Ese comportamiento
de retraso provoca un control de la ganancia del receptor erróneo
hasta que el circuito de AGC convencional "se actualiza" con
las condiciones de señal recibida cambiadas.
De acuerdo con la presente invención, el
circuito de AGC evita estos y otros problemas compensando las
operaciones de AGC con respecto a las alteraciones de la señal
recibida basándose en la información de estado del control
recordada. A modo de ejemplo no limitativo, la Fig. 4 ilustra
detalles de ejemplo para un circuito de AGC 10. El circuito de AGC
10 ilustrado comprende un circuito de cálculo 30 para generar
mediciones correspondientes a la señal o señales recibida o
recibidas de interés, y un circuito de control 32 para generar una o
más señales de AGC para controlar la ganancia del receptor en
respuesta a las mediciones.
Por ejemplo, el circuito de cálculo 30 puede
generar mediciones de potencia de la señal recibida a una velocidad
de medición deseada, basándose en procesar muestras de la señal
recibida de banda de base como extraídas por el ADC 22. A su vez,
el circuito de AGC 10 puede ser configurado para generar una señal
de control de ganancia saliente en respuesta a esas mediciones de
potencia. En una configuración preferida, el circuito de control 32
incluye un circuito de filtro 34 que está configurado para generar
una señal de AGC basándose en filtrar las mediciones de potencia
como salida para el circuito de cálculo 30. Los expertos apreciarán
que el circuito de filtro 34 puede comprender esencialmente
cualquier tipo de filtro, por ejemplo Respuesta al Impulso (IIR -
Infinita Infinite-Impulse-Response),
Respuesta al Impulso Finita (FIR -
Finite-Impulse-Response),
ponderación exponencial, etc. En una realización, el circuito de
filtro 34 comprende un filtro de IIR o de FIR de uno o más polos
que tiene una salida de filtro que depende del valor de medición de
corriente y uno o más valores de estado del filtro.
\newpage
Así, la información del estado del control
"recordada" puede comprender información de estado del filtro.
Puesto de manera simple, el circuito de compensación 36 puede ser
configurado para salvar la información del estado del filtro para
el circuito de filtro 34 de un momento justo antes de una alteración
de receptor, y entonces "reinicializar" el circuito de filtro
34 recargando tal información de estado del filtro recordada cuando
la alteración de la señal termina. De esa manera, el tiempo de
convergencia del circuito de filtro 34 se reduce en gran manera a
medida que el nivel de la señal recibida vuelve al nivel o
aproximadamente al nivel que tenía antes de la alteración. En
particular, este planteamiento permite que el circuito de AGC 10
permanezca "activo" durante la alteración. Esto es, el circuito
de AGC 10 puede continuar midiendo la señal recibida y actualizando
su salida de señal de AGC para reflejar las cambiantes condiciones
de la señal de la alteración y aun volver rápidamente a su estado
de control de prealteración, o aproximadamente, cuando la
alteración termina, recargando la información de control del estado
del control capturada de un momento justo antes del suceso de la
alteración actual.
Debido a que la información del estado del
filtro puede ser capturada periódicamente, el circuito de AGC 10
puede reinicializarse tras una alteración, basándose en la
configuración capturada de un único momento de captura, por
ejemplo, el momento de captura más cercano al inicio de la
alteración. No obstante, debe entenderse que una memoria temporal
de uno o más estados de filtro capturados puede ser mantenida, así
el reinicializar el circuito de AGC 10 puede basarse en promediar
los últimos estados del filtro N capturados previamente a la
alteración, donde N es algún número limitado por la profundidad de
la memoria temporal y establecido de acuerdo con una función de
promediación deseada. Los expertos reconocerán las variaciones de
implementación disponibles donde el circuito de AGC 10 está
configurado para mantener una cola de última configuración o
últimos valores de control buena o buenos conocidos.
Teniendo lo anterior en mente, la Fig. 5 ilustra
una lógica de tratamiento de ejemplo para el circuito de AGC 10, en
la que el circuito de AGC 10 varía la ganancia del receptor en
respuesta a los cambios de la señal recibida (Etapa 100). El
proceso continúa con el AGC 10 recibiendo una indicación de
alteración de señal recibida (Etapa 102), en cuyo caso compensa las
operaciones de AGC en respuesta a esa alteración. Debe observarse
que el circuito de AGC 10 puede incluir la lógica de tratamiento
que le permite detectar alteraciones, tal como detectar una
potencia de la señal recibida excesiva (por ejemplo, interrupción de
interferencia), o una potencia de la señal recibida demasiado baja
(por ejemplo, interrupción del periodo de silencio), o puede basarse
en una lógica de soporte en cualquier lugar del receptor para
proporcionar detección/control de la alteración.
Independientemente, la Fig. 6 ilustra un método
de mantener la información del estado del control recordada
utilizada para compensar las alteraciones de señal. Aquí, la
información del estado del control almacenada es actualizada
periódicamente para asegurar que muestras relativamente recientes de
la información del estado del control estarán disponibles con
respecto a la ocurrencia de cualquier alteración dada.
Con más detalle, el tratamiento está basado en
medir la señal recibida, directa o indirectamente, para obtener una
medición del AGC, que es a continuación utilizada para actualizar el
valor de la señal de AGC actual (Etapa 110). El tratamiento
continúa actualizando la información del estado del control
almacenada actualmente si la señal recibida no está actualmente en
una condición alterada (Etapas 112 y 114). El tratamiento vuelve al
bucle de medición/control de AGC de la Etapa 110, una vez que la
actualización de la información almacenada se ha completado. Debe
observarse que con esta lógica, la medición/control del AGC es
llevada a cabo si la señal recibida está en una condición alterada
o no, pero la información del control almacenada no es actualizada
durante una condición de señal alterada. La actualización selectiva
preserva la "última conocida buena" información del estado del
control para el circuito de AGC 10 que fue capturada previamente a
la alteración actual.
Si la señal recibida está en una condición
alterada (Etapa 112), el tratamiento continúa con una comprobación
de si la alteración ha terminado (Etapa 116). A modo de ejemplos no
limitativos, esta comprobación puede basarse en temporizar un
intervalo de periodo de silencio conocido, recibiendo una indicación
de otra lógica de tratamiento en o asociada con el receptor, o
monitorizando la señal recibida. En cualquier caso, si la condición
alterada no ha terminado, el tratamiento vuelve al bucle de
medición/control del AGC. Por otro lado, si la alteración ha
terminado, o está terminando, el circuito de compensación 36 de AGC
10 compensa el circuito de AGC 10 utilizando la información del
estado del control recordada para mejorar su respuesta de control
relativa a la señal recibida que vuelve a su condición no alterada
(Etapa 116).
Como se ha observado, tal compensación puede
comprender reinicializar el circuito de filtro 34 usando la
información del estado del control recordada. Independientemente de
esto, la compensación del circuito de AGC 10 puede ser temporizada
de manera que la primera actualización del control del circuito de
AGC 10 al final de la alteración, o justo después de que termine,
puede basarse en la información del estado del control capturada
justo antes de que empiece la alteración. En particular, donde la
alteración que es compensada es un periodo de silencio, el circuito
de AGC 10 puede ser control de manera que su captura de este estado
de control de pre-alteración y sus operaciones de
reinicializar el estado del control de la
post-alteración, están ambas coordinadas con
respecto a la temporización conocida del periodo de silencio.
Así, el circuito de AGC 10 puede ser configurado
para llevar a cabo una captura del estado del control de acuerdo
con las necesidades como alternativa, o además, del proceso de
actualización periódica descrito anteriormente. La prealteración,
tal como se necesita puede ser particularmente útil en realizaciones
en las que el circuito de AGC 10 puede detectar una alteración
pendiente, o es proporcionada con una indicación previa de tales
alteraciones. Como ejemplo, la información de temporización
conocida asociada con uno o más intervalos de silencio pueden ser
proporcionada al circuito de AGC 10, o puede ser utilizada para
activar sus operaciones de captura/compensación.
La Fig. 7 ilustra tal operación, en la que el
circuito de AGC 10 determina si está pendiente una alteración de
señal (Etapa 120), bien sea basándose en su temporización y/o en la
monitorización de la señal recibida, o bien basándose en que se le
proporcione tal indicación desde otra circuitería. Si hay una
alteración pendiente, el circuito de AGC 10 captura una
configuración de control de ganancia actual, por ejemplo información
del estado del filtro, el valor de la señal de control de ganancia
actual, etc. y actualiza su información de control almacenada
(Etapa 122). Si no hay ninguna alteración pendiente, entonces el
circuito de AGC 10 determina si una alteración en curso, si existe
alguna, está finalizando (Etapa 124).
Si es así, el circuito de compensación 36 del
circuito de AGC 10 reinicializa el circuito de AGC 10 usando la
información del estado del control recordada, y genera una salida de
AGC actualizada basándose en el estado reinicializado (Etapa 128) y
el tratamiento continúa. Si la señal no está alterada, o no está al
final de la alteración, el tratamiento continúa desde la Etapa 124
con generación de una nueva medición de AGC basándose en la señal
recibida actual (es decir, si la señal está alterada o no), y la
señal o señales de AGC son actualizadas con respecto a la nueva
medición (Etapa 126) y el tratamiento continúa.
En la lógica de tratamiento anterior, como en la
ilustrada por la Fig. 6, se ve que el circuito de AGC 10 está
configurado para mantener un control de ganancia automático activo
antes, durante y después de cualquier alteración de señal dada.
Como se ha observado, mantener el AGC activo durante la alteración
puede ser deseable en el cual, por ejemplo, deberían continuar los
ajustes de la ganancia del receptor a través de cualquier
alteración dada para soportar mediciones de ruido del receptor en
periodo de silencio, o para evitar la saturación del receptor en un
periodo de interferencia. No obstante, debe entenderse que en la
alternativa, el estado del AGC justo antes de una alteración dada
puede ser salvado.
La Fig. 8 ilustra una estación de base 40 de
radio de ejemplo que incluye uno o más circuitos de AGC 10 de
acuerdo con la presente invención. La estación de base 40 de radio
está configurada para su uso en una red de comunicación
inalámbrica, tal como una red de comunicación de telefonía móvil
basada en los estándares IS-2000 o Wideband CDMA,
por ejemplo. En una realización de ejemplo, la estación de base 40
de radio está configurada para su operación en una red de radio
inalámbrica basada en los estándares 1xEV-DO o
TIA.856, en los cuales se utilizan periodos de silencio de enlace
ascendente temporizados para permitir mediciones de ruido en las
estaciones de base de radio dentro de la red, y se utilizan uno o
varios circuitos de AGC 10 para mejorar el control de ganancia del
receptor cuando los periodos de silencio terminan y las señales de
enlace ascendente retornan.
La estación de base 40 de radio ilustrada
comprende uno o varios circuitos de interfaz 42, que la acoplan
comunicativamente a un controlador de estación de base de soporte o
a otra entidad de red controladora, incluyendo el o los circuito o
circuitos 44 de tratamiento de comunicación y de control de la
estación de base de radio, los receptores de radio de enlace
ascendente 46, uno o más circuitos de AGC 10, y transmisores 48 de
radio de enlace ascendente. Utilizando los receptores 46 y los
transmisores 48 recibidos y transmitidos, respectivamente,
elementos de antena 50 y 52.
En una disposición de ejemplo, la estación de
base 40 de radio incluye dos elementos de antena de recepción por
sector de radio, y utiliza dos receptores de radio por sector,
teniendo cada receptor su propia función de AGC. Debe observarse
que a esos receptores de radio asignados a un sector dado se les
puede controlar la ganancia separadamente dentro de límites
definidos, pero el AGC para esos receptores puede ser configurado
para controlar la máxima discrepancia de ganancia permitida entre
los receptores.
En cualquier caso, debe entenderse que los
receptores 46 incluyen o están asociados con uno o más circuitos de
AGC 10 para proporcionarles compensación de AGC de acuerdo con la
presente invención. Debido a que la estación de base 40 de radio
incluirá típicamente una mezcla de hardware y de software, y
circuitos analógicos y digitales, el o los circuitos de AGC 10
pueden ser implementados en hardware, software o en cualquier
combinación de los mismos. En una realización de ejemplo, cada
circuito de AGC 10 incluye una lógica de tratamiento digital
configurada para procesar muestras digitalizadas de la señal
recibida de interés para ese circuito 10, de manera que la potencia
de las mediciones de la señal (por ejemplo, potencia), filtrado,
etc., asociadas con generar una señal de AGC para el
correspondiente receptor son llevadas a cabo en el dominio
digital.
En particular, cuando la digitalización de la
señal recibida es llevada a cabo a una elevada velocidad de
muestreo, el circuito de AGC 10 puede ser implementado al menos
parcialmente en hardware programado, tal como una o más Matrices de
Puerta Programables para un Campo (FPGAs - Fields Programmable Gate
Arrays), Circuitos Integrados Específicos para una Aplicación
(ASICs - Application Specific Integrated Circuits), y/u otros
Dispositivos Lógicos Programables Complejos (CPLDs - Complex
Programmable Logic Devices). De este modo, el circuito de cálculo
30 y el circuito de control 32, que incluyen el circuito de filtro
34 y el circuito de compensación 36, pueden ser total o
parcialmente implementados usando lógica digital programable. Esa
lógica puede ser relacionada con, o puede incluir, uno o más
registros de memoria que están configurados para almacenar
información del estado del control para el circuito de AGC 10 y, en
operación, la lógica de AGC puede ser configurada para leer y
escribir en esos registros de memoria, como se necesita para
mantener valores de una cola en movimiento o de estado del filtro,
por ejemplo.
Por supuesto, debe entenderse que todo o una
parte del circuito de AGC 10 puede ser implementado en un Procesador
de Señal Digital (DSP - Digital Signal Processor), microprocesador,
microcontrolador, u otro circuito lógico general configurado para
ejecutar instrucciones de programa almacenadas. En ese contexto,
entonces, la presente invención puede ser al menos parcialmente
realizada como instrucciones de programa almacenadas residentes en
memoria (no volátil). En cualquier caso, debe entenderse que estos
detalles pueden ser variados basándose en los requisitos de diseño
particulares, y basándose en los recursos del sistema en el cual el
circuito de AGC 10 está implementado.
Así, si está implementada en forma analógica o
en forma digital, si en hardware o en software o en ambos, la
presente invención contempla compensar una función de AGC dentro de
un receptor para uno o más tipos de alteraciones de señal, de
manera que el control de AGC se mejore al menos con respecto a la
transición de condiciones de señal
alterada-a-no-alterada.
Un ejemplo ventajoso pero no limitativo de ese método se ilustra
aplicando la presente invención a receptores que utilizan periodos
de silencio repetidos, temporizados durante los cuales miden su
ruido mientras la señal recibida está suspendida, pero después de lo
cual deben rápidamente volver a un control de ganancia preciso
cuando la señal retorna.
De esta manera, la presente invención no está
limitada por los detalles anteriores. En realidad, la presente
invención está limitada sólo por las reivindicaciones
siguientes.
Claims (32)
1. Un método de control de ganancia automático
en un receptor (12) de comunicación inalámbrica que comprende:
- variar (100) la ganancia de un receptor por medio de un circuito de control (10) de ganancia automático que responde a una señal recibida y mantener un control de ganancia automático activo antes, durante y después de cualquier alteración de señal dada; y
- reinicializar (118, 122) el circuito de control (10) de ganancia automático al final (116) de la alteración usando la información del estado del control almacenada antes de que la alteración haya empezado.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
reinicializar el circuito de control (10) de ganancia automático al
final de la alteración comprende, para una alteración de periodo de
silencio, reinicializar el circuito de control (10) de ganancia
automático al final del periodo de silencio usando la información
del estado del control almacenada antes de que la alteración del
periodo de silencio haya empezado.
3. El método de la reivindicación 1, que
comprende también mantener activa una memoria temporal de
información del estado del control para el circuito de control (10)
de ganancia automático para su uso como información del estado del
control almacenada con el fin de reinicializar el circuito de
control (10) de ganancia automático.
4. El método de la reivindicación 1, que
comprende también salvar la información del estado del control
actual para el circuito de control (10) de ganancia automático en
sucesivos momentos de muestra, y utilizar la información del estado
del control actual salvada de una o más muestras antes de un inicio
de la alteración para reinicializar el circuito de control (10) de
ganancia automático.
5. El método de la reivindicación 4, que
comprende también detectar (112) un inicio de la alteración, y
utilizar la información del estado del control salvada del momento
de muestra más cercano antes del inicio de la alteración detectada
como la información del estado del control utilizada para
reinicializar el circuito de control (10) de ganancia
automático.
6. El método de la reivindicación 1, el que
reinicializar (118) el circuito de control (10) de ganancia
automático al final (116) de la alteración utilizando la
información del estado del control almacenada antes de que la
alteración haya empezado comprende reinicializar el circuito de
control (10) de ganancia automático durante una alteración de
periodo de silencio en la señal recibida.
7. El método de la reivindicación 1, en la que
reinicializar el circuito de control (10) de ganancia automático al
final de la alteración utilizando la información del estado del
control almacenada antes de que la alteración haya empezado
comprende reinicializar el circuito de control (10) de ganancia
automático para una alteración de interferencia en la señal
recibida.
8. El método de la reivindicación 1, que
comprende también detectar (102) si hay una alteración en la señal
recibida y activar la compensación (104) del circuito de control de
ganancia automático en respuesta a ello, comprendiendo la detección
al menos uno de detectar las alteraciones de periodo de silencio y
detectar interrupciones de interferencia.
9. El método de la reivindicación 1, que
comprende también variar (100) la ganancia del receptor por medio
del circuito de control de ganancia automático antes de la
alteración aumentando o disminuyendo una o más de las ganancias del
receptor, según se necesite para mantener las muestras de señal
derivadas de la señal recibida dentro de un intervalo deseado.
10. El método de la reivindicación 9, en el que
aumentar o disminuir una o más de las ganancias del receptor según
se necesite para mantener las muestras de señal derivadas de la
señal recibida dentro de un intervalo deseado comprende variar
(100) la ganancia del receptor basándose en las mediciones de
potencia filtradas obtenidas de las muestras de señal.
11. El método de la reivindicación 10, en el que
reinicializar (118, 122) el circuito de control (10) de ganancia
automático al final de la alteración utilizando la información del
estado del control almacenada comprende reinicializar un circuito
de filtro (34) utilizado para obtener las mediciones de potencia
filtradas usando la información del estado del filtro
recordada.
12. El método de la reivindicación 1, en el que
reinicializar (118, 122) el circuito de control (10) de ganancia
automático al final (116, 124) de la alteración utilizando la
información del estado del control almacenada comprende
reinicializar (118, 122) la información del estado del filtro para
el circuito de control (10) de ganancia automático usando la
información del estado del filtro almacenada de un momento antes del
inicio de la alteración.
13. Un circuito de control (10) de ganancia
automático para proporcionar un control de ganancia automático para
un receptor (12) de comunicación inalámbrica, comprendiendo el
citado circuito de control (10) de ganancia automático uno o más
circuitos de tratamiento configurados para:
- variar la ganancia del receptor en respuesta a una señal recibida y
- mantener un control de ganancia automático activo antes, durante y después de cualquier alteración de señal dada; y
- compensar la alteración en la señal recibida utilizando la información del estado del control almacenada antes de la alteración, comprendiendo la información del estado del control información del estado del filtro.
14. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que uno o más de los
circuitos de tratamiento comprenden un circuito de cálculo (30)
configurado para generar mediciones de señal para la señal
recibida, y un circuito de control (32) configurado para variar la
ganancia del receptor en función de las mediciones de señal.
15. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 14, en el que el circuito de cálculo
(32) incluye un filtro (34) configurado para generar una o más
señales de cálculo de ganancia operativas para variar la ganancia
del receptor basándose en el filtrado de las mediciones de señal, e
incluye además un circuito de compensación (36) configurado para
compensar la alteración en la señal recibida reinicializando el
circuito de filtro (34) usando uno o más de los valores de estado
del filtro correspondientes a un momento antes de la
alteración.
16. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de cálculo
(10) de ganancia automático está configurado para compensar la
alteración en la señal recibida reinicializando el control de
ganancia automático al final de la alteración basándose en la
información del estado del control almacenada antes de la
alteración.
17. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
(10) de ganancia automático está configurado para compensar la
alteración en la señal recibida reinicializando (118, 122), para
una alteración de periodo de silencio, el control de ganancia
automático al final del periodo de silencio, usando la información
del estado almacenada antes de que la alteración de periodo de
silencio haya empezado.
18. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para mantener activa una
memoria temporal de la información del estado del control para su
uso en compensar la alteración en la señal recibida.
19. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para guardar información
del estado del control actual para el circuito de control de
ganancia automático en sucesivos momentos de muestra antes del
inicio de la alteración, y utilizar la información del estado del
control de uno o más de los momentos de muestra salvada como la
información del estado del control utilizada para compensar la
alteración.
20. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 19, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para detectar (102, 112) un
inicio de la alteración, y utilizar la información del control del
momento de muestra más cercano salvada antes del inicio de la
alteración detectado como la información del estado del control
utilizada para compensar la alteración.
21. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para compensar (104) la
alteración en la señal recibida compensando el control de ganancia
automático para una alteración de periodo de silencio en la señal
recibida.
22. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para compensar (104) la
alteración en la señal recibida compensando el control de ganancia
automático para una alteración de interferencia en la señal
recibida.
23. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para detectar (102) la
alteración y activar la compensación (104) en respuesta a ello,
comprendiendo la detección al menos uno de detectar alteraciones de
periodo de silencio y detectar alteraciones de interferencia.
24. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
(10) de ganancia automático está configurado para variar (100) la
ganancia del receptor antes de la alteración en la señal recibida
aumentando o disminuyendo una o más de las ganancias del receptor
según se necesite para mantener las muestras de señal derivadas de
la señal recibida dentro de un intervalo deseado.
25. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 24, en el que el circuito de control
(10) de ganancia automático está configurado para variar (100) la
ganancia del receptor basándose en mediciones de potencia filtradas
obtenidas de las muestras de señal.
26. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 25, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para compensar la
alteración en la señal recibida, reinicializando en cualquier final
de la alteración, un circuito de filtro utilizado para obtener las
mediciones de potencia filtradas utilizando información del estado
del filtro almacenada antes del inicio de la alteración.
27. El circuito de control (10) de ganancia
automático de la reivindicación 13, en el que el circuito de control
de ganancia automático está configurado para compensar la
alteración en la señal recibida reinicializando (118, 122) al final
de la alteración la información del estado del filtro para el
circuito de control (10) de ganancia automático usando la
información del estado del filtro almacenada antes del inicio de la
alteración.
28. Una estación de base (40) de radio para su
uso en una red de comunicación inalámbrica, comprendiendo la
estación de base de radio:
- uno o más receptores (46) configurados para recibir una señal de enlace ascendente como señal recibida; un circuito de control (10) de ganancia automático asociado operativamente con uno o más receptores (46) y configurado para:
- variar (100) la ganancia de un receptor en respuesta a la señal recibida y mantener un control de ganancia automático activo antes, durante y después de cualquier alteración de señal dada; y
- compensar (104) el control de ganancia automático de uno o más receptores (46) para la alteración en la señal recibida utilizando el estado del control salvado para el circuito de control (10) de ganancia automático antes del inicio de la alteración, comprendiendo la información del estado del control información del estado del filtro.
29. La estación de base (40) de radio de la
reivindicación 28, en la que el circuito de control (10) de ganancia
automático está configurado para salvar (122) información del
estado del control en respuesta a una indicación de que la
alteración está pendiente.
30. La estación de base (40) de radio de la
reivindicación 29, que comprende también uno o más circuitos de
tratamiento (44) de estaciones de base configurados para generar la
indicación de que la alteración está pendiente.
31. La estación de base (40) de radio de la
reivindicación 28, en la que el circuito de control (10) de ganancia
automático está configurado para salvar periódicamente la
información del estado del control (122) a una velocidad de
actualización deseada, de manera que la información del estado del
control salvada de uno o más periodos de actualización antes de la
alteración esté disponible.
32. La estación de base (40) de radio de la
reivindicación 31, en la que los circuitos de tratamiento de la
estación de base están configurados para medir la carga del enlace
ascendente durante periodos de silencio del enlace ascendente
temporizados, y en el que los circuitos de tratamiento generan la
indicación de alteración de señal recibida pendiente antes de cada
periodo de silencio temporizado, de manera que el circuito de
control (10) de ganancia automático sea compensado para
alteraciones de periodo de silencio de la señal recibida.
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