RU2667094C1

RU2667094C1 - Энергоэффективное управление мощностью передатчика

Info

Publication number: RU2667094C1
Application number: RU2017142906A
Authority: RU
Inventors: Филип ХЕЛЛГРЕН; Бьёрн ГЕВЕРТ
Original assignee: Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2018-09-14
Also published as: EP3295723B1; WO2016180465A1; US20160337074A1; EP3295723A1; US9590763B2; CN107624259B; CN107624259A; JP2018522443A

Abstract

Изобретение относится к беспроводной связи. Техническим результатом является снижение уровня потребляемой мощности. Микроволновый приемопередатчик содержит буфер данных, ACM модуль, PA и антенну. ACM модуль выполнен с возможностью приема буферизованных данных из буфера данных и модулирования буферизованных данных в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность, РА выполнен с возможностью приема модулированных буферизованных данных из ACM модуля и передачи усиленных модулированных буферизованных данных, посредством антенны, удаленному микроволновому приемопередатчику с выходной мощностью. Формат модуляции выбирают из множества форматов модуляции на основании сигнала обратной связи от удаленного микроволнового приемопередатчика. Микроволновый приемопередатчик дополнительно содержит модуль управления, выполненный с возможностью контроля состояния буфера данных и управления выходной мощностью РА на основании состояния буфера. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам беспроводной связи и, в частности, к управлению мощностью передатчика микроволновых радиолиний «точка-точка», реализующих адаптивное кодирование и модуляцию (ACM).

Уровень техники

Микроволновая радиолиния или система радиосвязи представляют собой систему связи, которая передает данные между двумя фиксированными местоположениями по радиолинии «точка-точка». Передатчик и приемник микроволновой радиолинии часто объединены в один блок, обозначенный здесь как микроволновый приемопередатчик.

Радиопередача, такая как передача по радиолинии микроволнового диапазона, часто оказывает помехи работе соседним системам связи. Такие помехи могут, если мощность передачи по радиолинии микроволнового диапазона достаточно высока, ухудшать качество работы соседних систем связи, по меньшей мере, в случае перекрытия частотного спектра. Поэтому существует необходимость в снижении уровня радиопомех в системах беспроводной связи.

Величина потребляемой мощности является важным фактором, влияющим на стоимость владения систем передачи данных, таких как микроволновые радиолинии. По мере того, как сети становятся более плотными, уровень потребления мощности становится еще более критичным параметром из-за увеличения количества радиолиний. Возрастают не только операционные расходы (OPEX), относящиеся к электрической энергии, но также и капитальные затраты (CAPEX), относящиеся, например, к размещению оборудования для распределения мощности. Таким образом, величина потребляемой мощности является фактором, отрицательно влияющим на общую стоимость владения (TCO) в системах связи, и поэтому требуется обеспечить снижение уровня потребляемой мощности.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является предоставление микроволнового приемопередатчика, DSP схемы и способов, которые направлены на уменьшение степени влияния, сглаживание или устранение одного или нескольких из вышеперечисленных недостатков предшествующего уровня техники и недостатков по отдельности или в любой комбинации.

Задачу настоящего изобретения решают посредством обеспечения микроволнового приемопередатчика, содержащего буфер данных, модуль адаптивного кодирования и модуляции (ACM), усилитель мощности (PA) и антенну. ACM модуль выполнен с возможностью принимать буферизованные данные из буфера данных и модулировать буферизованные данные в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность. PA выполнен с возможностью принимать модулированные буферизованные данные из ACM модуля и передавать усиленные модулированные буферизованные данных через антенну в удаленный микроволновый приемопередатчик с выходной мощностью. Формат модуляции выбирают из множества форматов модуляции, основанных на сигнале обратной связи из удаленного микроволнового приемопередатчика. Микроволновый приемопередатчик дополнительно содержит модуль управления, выполненный с возможностью контролировать состояние буфера буферизованных данных и управлять выходной мощностью РА на основании контролируемого состояния буфера.

Таким образом, общая стоимость владения микроволновым приемопередатчиком снижается. В частности, снижение уровня потребляемой мощности микроволновым приемопередатчиком достигается за счет управления выходной мощностью PA.

Кроме того, выбирают спектральная эффективность, подходящую для условий текущего трафика, что приводит к уменьшению объема обработки сигнала микроволновым приемопередатчиком и, следовательно, к снижению уровня потребления энергии микроволновым приемопередатчиком.

Таким образом, уровень радиопомех соседним системам связи также снижается благодаря управлению выходной мощностью PA.

Снижение величины потребления энергии, полученное по данной технологии, может также положительно влиять на среднее время наработки на отказ (MTBF), поскольку компоненты, в частности, PA, в течение определенных периодов работают в холодном состоянии.

Согласно некоторым аспектам, состояние буфера содержит уровень заполнения буфера данных. Уровень заполнения буфера указывает, когда состояние буфера является таким, чтобы обеспечить снижение спектральной эффективности передачи без риска переполнения буфера.

Следовательно, в соответствии с аспектами, модуль управления выполнен с возможностью снижать выходную мощность PA, когда уровень заполнения буфера ниже первого заданного порогового значения, и повышать выходную мощность PA, когда уровень заполнения буфера выше второго заданного порогового значения.

Согласно некоторым другим аспектам, состояние буфера содержит уровень приоритета данных, находящихся в настоящее время в буфере данных. Затем, модуль управления выполнен с возможностью повышать выходную мощность PA, когда уровень приоритета данных, находящихся в настоящее время в буфере данных, превышает пороговое значение приоритета и снижает выходную мощность PA, когда уровень приоритета данных, находящихся в настоящее время в буфере данных, ниже порогового значения приоритета.

Таким образом, данные с высоким приоритетом не влияют или не зависят от увеличения задержки передачи из-за управления выходной мощностью PA и последующего изменения спектральной эффективности передачи данных микроволновым приемопередатчиком.

В соответствии с некоторыми дополнительными аспектами, состояние буфера содержит предсказанный будущий уровень заполнения буфера, и затем модуль управления выполнен с возможностью управлять выходной мощностью РА на основании предсказанного будущего уровня заполнения буфера.

Таким образом, получают более быстрый ответ на изменения состояния буфера, что приводит, например, к уменьшенному риску переполнения буфера и уменьшению задержки передачи.

Вышеупомянутую задачу настоящего изобретения решают также посредством схемы цифрового сигнального процессора (DSP), содержащей порт ввода данных, буфер данных и модуль адаптивного кодирования и модуляции (ACM). Буфер данных выполнен с возможностью принимать данные в порт ввода данных и выводить буферизованные данные в ACM модуль в порт вывода данных. ACM модуль выполнен с возможностью принимать и модулировать буферизованные данные в формате модуляции, имеющий спектральную эффективность, и выводить модулированные буферизованные данные в порт вывода DSP схемы. Формат модуляции выбирают из множества форматов модуляции на основании сигнала обратной связи, принятом в порту ACM обратной связи DSP схемы. DSP схема дополнительно содержит модуль управления, выполненный с возможностью контролировать состояние буфера данных, и выводить сигнал управления мощностью в порт управления мощностью DSP схемы для управления выходной мощностью усилителя мощности (PA), подключаемого к DSP схеме, на основании контролируемого состояния буфера.

Здесь также раскрывают устройство, содержащее вышеупомянутую DSP схему, и также способ в DSP схеме для управления спектральной эффективностью передачи данных DSP схемой. DSP схема содержит буфер данных и модуль адаптивного кодирования и модуляции, ACM. ACM модуль выполнен с возможностью модулировать буферизованные данные, принятые из буфера данных, в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность. Способ содержит мониторинг состояния буфера данных и генерирование сигнала управления мощностью для управления выходной мощностью PA, подключаемого к DSP схеме, на основании состояния контролируемого буфера.

В дополнение к раскрытым способам, здесь также предоставляют компьютерные программы, содержащие компьютерный программный код, который при выполнении в DSP схеме, вызывает выполнение DSP схемой способов согласно настоящему изобретению.

DSP схема, устройство, содержащее DSP схему, компьютерные программы и способы, все демонстрируют преимущества, соответствующие преимуществам, уже описанным в отношении микроволнового приемопередатчика.

Краткое описание чертежей

Дополнительные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут представлены нижеследующим подробным описанием, в котором некоторые аспекты изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей радиолинию в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей схему обработки цифрового сигнала в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 3 показывает графики, иллюстрирующие примерную последовательность событий в соответствии с аспектами настоящего изобретения;

фиг. 4 показывает блок-схему алгоритма способа, иллюстрирующую способы согласно настоящему изобретению;

фиг. 5 показывает блок-схему алгоритма, иллюстрирующую DSP схему в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к оптимизации потребления мощности в системах связи и, в частности, к оптимизации потребления мощности в микроволновых радиолиниях, реализующих передачу данных посредством адаптивного кодирования и модуляции (ACM) или адаптивного кодирования и модуляции и скорости передачи данных в бодах (ACMB).

Основная идея настоящего изобретения заключается в регулировании выходной мощности усилителя мощности (PA), используемого для передачи данных, на основании состояния буфера данных. Регулирование выходной мощности выполняют таким образом, что выходная мощность PA уменьшается, когда есть только малое количество данных или данные с более низким уровнем приоритета, которые должны быть переданы, и увеличивается по мере заполнения буфера или когда буфер содержит данные с высоким приоритетом.

Это приводит к тому, что ACM система автоматически реагирует на измененный уровень мощности, регулируя спектральную эффективность передачи данных в соответствии с текущим уровнем мощности, в результате чего ошибки передачи исключаются, несмотря на снижение выходной мощности. Потребляемая мощность микроволнового приемопередатчика снижается благодаря управлению выходной мощностью PA, что приводит к снижению общей стоимости владения (TCO). Другим преимуществом настоящего способа является то, что спектральная эффективность не обязательно должна специально управляться, поскольку она обрабатывается существующей ACM системой, которая обеспечивает эффективную реализацию предлагаемых способов.

Кроме того, в соответствии с предлагаемой технологией, выбирают спектральную эффективность, подходящую для текущих условий трафика, что приводит к снижению требований к обработке на микроволновом приемопередатчике и, следовательно, к дополнительному снижению величины потребления мощности микроволновым приемопередатчиком.

В почти любом электронном устройстве необходимо решить техническую задачу, которая заключается в износе компонентов или устаревании компонентов, что в конечном итоге, приводит к неисправности устройства. Мерой старения компонентов является его среднее время наработки на отказ (MTBF). Известно, что компонент, работающий в условиях высокой нагрузки, часто изнашивается быстрее, чем компонент, который может работать при меньшей нагрузке, то есть, работает в более холодном состоянии. Таким образом, снижение потребления мощности, полученное по данному способу, также оказывает положительное влияние на MTBF, поскольку компоненты, в частности PA, работают в более холодном состоянии.

Таким образом, уровень радиопомех соседним коммуникационным системам также уменьшается благодаря управлению выходной мощностью PA.

Дополнительным преимуществом, обусловленным передачей при уменьшенной спектральной эффективности, является повышенная устойчивость микроволнового приемопередатчика к внешним помехам.

Аспекты настоящего раскрытия будут теперь более подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако устройство, компьютерная программа и способы, раскрытые здесь, могут быть реализованы во многих различных формах и не должны истолковываться как ограниченные аспекты, изложенные в настоящем документе. Одинаковые ссылочные позиции на чертежах относятся к одинаковым элементам.

Используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных аспектов изобретения и не предназначена для ограничения изобретения. Используемые здесь сингулярные формы «a», «an» и «the» также должны включать в себя множественные формы, если контекст явно не указывает иначе.

На фиг. 1 показана радиолиния в соответствии с настоящим изобретением. В частности, показан микроволновый приемопередатчик 100, содержащий буфер 110 данных, модуль 120 адаптивного кодирования и модуляции (ACM), усилитель 130 мощности (PA) и антенну 140. Микроволновый приемопередатчик 100 выполнен с возможностью устанавливать связь по линии 170 «точка-точка» с удаленным микроволновым приемопередатчиком 180. Таким образом, данные, вводимые в порт 111 ввода данных, передаются по радиолинии и выводятся из удаленного микроволнового приемопередатчика 180 в порт 181 вывода данных. Микроволновый приемопередатчик 100 составляет одну точку микроволновой радиолинии 170 «точка-точка», и удаленный микроволновый приемопередатчик 180 представляет собой другую точку упомянутой микроволновой радиолинии 170 «точка-точка».

Микроволновый приемопередатчик 100, показанный на фиг. 1 и здесь описанный, показывает только цепь передатчика, заканчивающуюся на PA 130, и антенной 140. Однако считается, что приемопередатчик обычно также содержит цепь приемника для приема данных по линии 170 «точка-точка». Это обозначено стрелками с двойным направлением линии 170 «точка-точка».

Микроволновый приемопередатчик 100 реализует ACM или, согласно некоторым аспектам, реализует адаптивное кодирование, модуляцию и скорость передачи данных в бодах (ACMB). ACM представляет собой механизм, который регулирует спектральную эффективность, обычно измеряемую в битах/сек/Гц, передачи данных в соответствии с текущими условиями передачи. Таким образом, поскольку величины затухания и/или уровня помех на транзитном участке повышаются, то спектральная эффективность передачи снижается, и увеличивается, когда условия передачи улучшаются. Поскольку снижение спектральной эффективности приводит к повышению устойчивости к обнаружению, то могут поддерживаться значения частоты ошибок на низком уровне в периоды ухудшения условий передачи. ACM обычно использует обратную связь через линию 121 ACM обратной связи от приемника переданных данных, который используется для определения подходящего уровня модуляции и/или кодирования, то есть, формата модуляции и канального кода, которые вместе определяют спектральную эффективность передачи данных. ACMB в дополнение к изменению спектральной эффективности передаваемого сигнала дополнительно изменяет скорость передачи данных в бодах передаваемого сигнала, тем самым, изменяя занятую ширину полосы частот канала передаваемого сигнала.

Таким образом, ACM модуль 120 выполнен с возможностью принимать буферизованные данные из буфера 110 данных и модулировать буферизованные данные в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность. PA 130 выполнен с возможностью принимать модулированные буферизованные данные из ACM модуля 120 для передачи усиленных модулированных буферизованных данных через антенну 140 в удаленный микроволновый приемопередатчик 180 с выходной мощностью.

Формат модуляции выбирают из множества форматов модуляции на основании сигнала обратной связи от удаленного микроволнового приемопередатчика 180. Примеры форматов модуляции включают в себя различные порядки квадратурной амплитудной модуляции (M-QAM), фазовое манипулирование (M-PSK). Другие примеры включают в себя различные форматы модуляции, используемые вместе с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM).

Микроволновый приемопередатчик 100 дополнительно содержит модуль 150 управления, выполненный с возможностью контролировать состояние буфера 110 данных и управлять выходной мощностью PA 130 на основании контролируемого состояния буфера.

Контролируя состояние буфера, например, уровень заполнения буфера, указатель считывания/записи буфера, скорость заполнения буфера или аналогичную информацию и управляя РА выходной мощностью на основании контролируемого состояния, запускают последовательность событий. Эта последовательность событий будет дополнительно описана ниже со ссылкой на фиг. 3, но предположим, например, что уровень заполнения буфера позволяет осуществить передачу при пониженной спектральной эффективности без риска переполнения буфера. В этом случае, РА выходная мощность уменьшается на передатчике. Затем, приемник 180 обнаруживает соответствующее падение качества принимаемого сигнала, которое запрашивает сигнал 121 ACM обратной связи от приемника, запрашивая формат модуляции и/или кодирования с уменьшенной спектральной эффективностью для учета снижения качества принимаемого сигнала. Следовательно, уменьшение выходной мощности приводит к автоматической регулировке скорости передачи с помощью ACM системы для поддержания передачи данных с низкой частотой ошибок, но с уменьшенной выходной мощностью.

В этом случае качество сигнала должно толковаться широко, включая в себя, например, мощность сигнала, отношение сигнал/шум (SNR), отношение сигнал/шум и помехи (SNIR), среднюю квадратичную ошибку обнаружения (MSE) и тому подобное, которые могут использоваться для определения сигнала 121 ACM обратной связи.

Следовательно, согласно некоторым аспектам, модуль 150 управления выполнен с возможностью уменьшать выходную мощность PA 130, когда уровень заполнения буфера ниже первого заданного порогового значения.

В соответствии с дополнительными аспектами модуль 150 управления выполнен с возможностью постоянного регулирования выходной мощности в соответствии с заданной или сконфигурированной функцией уровня заполнения буфера. Согласно некоторым другим аспектам модуль 150 управления выполнен с возможностью повышать выходную мощность PA 130, когда уровень заполнения буфера превышает второе заданное пороговое значение.

Как уже упоминалось выше, не только уровень заполнения буфера может представлять интерес при управлении выходной мощностью PA, но также и скорость заполнения буфера или свойства буферизованных в данный момент данных. Одним из таких примеров является уровень приоритета буферизованных данных, например, уровень приоритета, указанный в заголовке данных пакета данных, такого как пакет интернет-протокола (IP). Таким образом, согласно некоторым аспектам состояние буфера содержит уровень приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере данных, и модуль 150 управления выполнен с возможностью повышать выходную мощность PA 130, когда уровень приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере данных, удовлетворяет заданному критерию, и снижать выходную мощность PA 130, когда уровень приоритета данных, находящихся в буфере данных, удовлетворяет другому заданному критерию.

Примеры упомянутых заданных критериев включают в себя уровни приоритета, различные типы пакетов, размер пакета или информацию, указывающую разные потоки данных, которым следует отдавать приоритет. Одной из причин, лежащих в основе управления выходной мощностью на основании уровня приоритета, является то, что некоторые типы данных могут быть чувствительными к задержке, и в этом случае, эти данные предпочтительно должны передаваться с высокой скоростью для минимизирования задержки передачи независимо от состояния буфера в целом.

В некоторых случаях можно предсказать будущие состояния буфера на основе прошлых состояний буфера. Одним из примеров является экстраполяция уровней заполнения буфера, как функция времени и, в этом случае, будущие уровни заполнения буфера могут быть оценены. Другими словами, в соответствии с некоторыми аспектами состояние буфера содержит предсказанный будущий уровень заполнения буфера, и модуль 150 управления выполнен с возможностью управлять выходной мощностью PA 130 на основании предсказанного будущего уровня заполнения буфера. Другим примером является сохранение информации о времени приема высокоприоритетных данных, из которых можно установить шаблон времени приема, например, видеопотоки с высоким приоритетом могут формироваться только в рабочие часы. Еще один пример является просто примером, в котором отмечают момент первого приема высокоприоритетных данных, полагая, что это единственное появление указывает на возможность получения более высокоприоритетных данных, поступающих в ближайшем будущем, и в этом случае, должны поддерживаться высокие скорости передачи данных.

Управление выходной мощностью PA может быть активировано по-разному в соответствии с различными аспектами, некоторые из которых будут описаны ниже. В соответствии с некоторыми такими аспектами, модуль 150 управления выполнен с возможностью управлять выходной мощностью PA 130 в непрерывном диапазоне выходных мощностей между минимальным и максимальным уровнем выходной мощности.

В соответствии с некоторыми другими такими аспектами модуль 150 управления выполнен с возможностью выбирать выходную мощность PA 130 из множества дискретных значений выходных мощностей.

Кроме того, следует понимать, что выходную мощность PA 130 предпочтительно не следует резко изменять слишком большим шагом, поскольку такие большие резкие изменения выходной мощности могут приводить к ошибке обнаружения на стороне приемника из-за ограничения полосы пропускания при автоматическом регулировании усиления (AGC) в приемнике 180. Таким образом, выходная мощность PA, согласно некоторым аспектам, изменяется с заранее определенной скоростью изменения, заданной в Вт/сек, и/или в соответствии с заранее определенным максимальным шагом, заданным в Вт/шаг.

Выходная мощность PA 130 может быть установлена несколькими различными способами, например, в соответствии с некоторыми аспектами, модуль 150 управления выполнен с возможностью выбирать значение выходной мощности PA 130 из просмотровой таблицы (LUT) уровней мощности, индексированных по состоянию буфера.

Согласно некоторым аспектам микроволновый приемопередатчик 100 содержит модуль 160 ограничителя. Модуль 160 ограничителя выполнен с возможностью ограничивать управление выходной мощностью PA 130 до значений выходной мощности выше минимальной выходной мощности и/или значений выходной мощности ниже предварительно определенной максимальной выходной мощности. Понятно, что этот тип модуля ограничителя может быть интегрирован с системой автоматического управления мощностью передачи (ATPC), в котором модуль ограничителя ограничивает выходную мощность в допустимом диапазоне, где возможна передача данных с заданной частотой ошибок.

В соответствии с некоторыми аспектами ACM модуль 120 дополнительно выполнен с возможностью выбирать канальный код и/или соответствующую скорость кода из множества канальных кодов и/или скоростей кода, и применять упомянутый канальный код к модуляции буферизованных данных, упомянутая спектральная эффективность определяется выбранным форматом модуляции и выбранным канальным кодом и/или скоростью кода.

На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая схему цифровой обработки сигналов (DSP) в соответствии с настоящим изобретением, содержащую порт 111 ввода данных, буфер 110 данных и модуль 120 адаптивного кодирования и модуляции, ACM. Буфер 110 данных выполнен с возможностью принимать данные в порт 111 ввода данных и выводить буферизованные данные в ACM модуль 120 в порт 112 вывода данных. ACM модуль выполнен с возможностью принимать и модулировать буферизованные данные в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность, и выводить модулированные буферизованные данные на порт 122' вывода DSP схемы 200, в котором формат модуляции выбирают из множества форматов модуляции на основании сигнала 121 обратной связи, принимаемого в ACM порту 121' обратной связи DSP схемы 200. DSP схема 200 дополнительно содержит модуль 150 управления, выполненный с возможностью контролировать состояние буфера 110 данных и выводить сигнала 151, 151b управления мощностью на порт 151b’ управления мощностью DSP схемы 200 для управления выходной мощностью усилителя мощности PA, подключаемого к DSP схеме 200, на основании контролируемого состояния буфера.

В соответствии с аспектами, DSP схема 200 дополнительно содержит модуль 160 ограничителя. Модуль 160 ограничителя выполнен с возможностью ограничивать сигнал 151, 151b управления мощностью, чтобы соответствовать значениям выходной мощности выше заданному минимальному значению выходной мощности PA и/или соответствовать значениям выходной мощности ниже заданному максимальному значению выходной мощности PA.

DSP схема обеспечивает функциональность, соответствующую вышеупомянутому описанию, относящемуся к микроволновым приемопередатчикам. Фактически, согласно одному варианту осуществления, микроволновый приемопередатчик 100, показанный на фиг. 1, содержит DSP схему 200. Из соображений краткости, DSP схема 200 или другие устройства, содержащие упомянутую DSP схему 200, далее не будут описаны здесь, вместо этого будет сделана ссылка на вышеизложенное описание микроволновых приемопередатчиков.

На фиг. 3 показаны графики, иллюстрирующие примерную последовательность событий в соответствии с настоящим изобретением, чтобы обеспечить лучшее понимание предлагаемого способа. Согласно проиллюстрированному сценарию, поступление трафика в буфер данных изменяется со временем. Сначала происходит повышение уровня заполнения буфера, за которым следует период относительно стабильного уровня заполнения буфера и заканчивается снижением уровня заполнения буфера. Уровень заполнения буфера здесь измеряется в процентах от общей емкости буфера. Выровненные по времени с графиком на уровне заполнения буфера показаны выходной мощностью PA, и спектральная эффективность - ACM. Выходная мощность здесь измеряется в процентах от максимальной общей выходной мощности. Эффективность ACM здесь измеряется в процентах от максимальной доступной спектральной эффективности. Четыре события, A-D, отмечены пунктирными линиями.

В событии «A» процент контролируемого уровня заполнения буфера увеличивается выше первого порогового значения T1. Это приводит к тому, что выходная мощность PA увеличивается, здесь в соответствии с линейно нарастающей функцией. Увеличение выходной мощности приводит к улучшению условий приема на приемнике, что, в свою очередь, вызывает увеличение спектральной эффективности передачи данных ACM системой. В событии «B» уровень заполнения буфера увеличивается выше второго порогового значения T2, что вызывает дополнительное увеличение выходной мощности PA, за которым следует дополнительное увеличение спектральной эффективности передачи данных. Эта спектральная эффективность сохраняется до тех пор, пока не произойдет событие «С», где уровень заполнения буфера снова опускается ниже второго порогового значения Т2, после чего мощность снижается, что приводит к снижению спектральной эффективности передачи данных. В событии «D» уровень заполнения буфера становится ниже первого порогового значения T1, что приводит к дополнительному снижению спектральной эффективности передачи данных.

Что касается потребления мощности, то можно ожидать более низкое энергопотребление до события «A» и после «D» по сравнению с периодом между событиями «B» и «C», где используется высокая выходная мощность.

На фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способы согласно настоящему изобретению. В частности, в DSP схеме 200 показан способ управления спектральной эффективностью передачи данных DSP схемой. DSP схема 200 соответствует DSP схеме, показанной на фиг. 2 и обсужденной выше, то есть, содержит буфер 110 данных и ACM модуль 120 модуляции с адаптивным кодированием и модуляцией. ACM модуль 120 выполнен с возможностью модулировать буферизованные данные, принятые из буфера 110 данных в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность. Способ включает в себя мониторинг S1 состояния буфера 110 данных и генерирование S3 сигнала 151, 151b управления мощностью для управления выходной мощностью PA 130, подключаемого к DSP схеме 200, на основании контролируемого состояния буфера.

В соответствии с аспектами, мониторинг S1 содержит мониторинг S11 уровня заполнения буфера 110 данных.

Согласно аспектам, мониторинг S1 содержит предсказание S12 будущего уровня заполнения буфера 110 данных.

Согласно аспектам, мониторинг S1 содержит мониторинг S13 уровня приоритета данных, находящихся в настоящее время в буфере 110 данных.

Согласно аспектам, генерирование S3 дополнительно содержит генерацию сигнала управления мощностью для уменьшения S31 выходной мощности PA 130, когда уровень заполнения буфера или предсказуемый будущий уровень заполнения буфера ниже первого заранее определенного порогового значения.

Согласно аспектам, генерирование S3 дополнительно содержит генерацию сигнала управления мощностью для увеличения S32 выходной мощности PA 130, когда уровень заполнения буфера или предсказуемый уровень заполнения буфера будущего уровня выше второго заранее определенного порогового значения.

Согласно аспектам, генерирование S3 дополнительно содержит генерацию S35 сигнала управления мощностью на основании предсказанного будущего уровня заполнения буфера.

Согласно аспектам, генерирование S3 дополнительно содержит генерацию сигнала управления мощностью для увеличения S33 выходной мощности PA 130, когда уровень приоритета данных, находящихся в настоящее время в буфере данных, превышает пороговое значение приоритета, и в котором генерирование S3 дополнительно содержит генерацию сигнала управления мощностью для уменьшения S34 выходной мощности PA 130, когда уровень приоритета данных, находящихся в настоящее время в буфере данных, ниже порогового значения приоритета.

Вышеупомянутые аспекты раскрытого способа уже обсуждались в связи с соответствующими функциями и признаками DSP схем и микроволновых приемопередатчиков, и поэтому здесь не будет обсуждаться.

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая DSP схему для управления спектральной эффективностью передачи данных DSP схемой в соответствии с настоящим изобретением. DSP схема содержит SX1 модуль мониторинга буфера, выполненный с возможностью контролировать состояние буфера 110 данных DSP схемы, и SX3 модуль управления мощностью, выполненный с возможностью генерировать сигнал управления мощностью DSP схемы для управления выходной мощностью PA 130, соединенного со DSP схемой 200, на основании контролируемого состояния буфера.

В дополнение к модулям мониторинга буфера и управления мощностью DSP схема, в соответствии с некоторыми аспектами, содержит дополнительные модули SX11-SX13 и SX31-SX35. Эти модули выполнены с возможностью выполнения функций, соответствующих этапам способа, описанным выше со ссылкой на с фиг. 4.

Различные аспекты описанных здесь способов описаны в общем контексте этапов или процессов способа, которые могут быть реализованы в одном аспекте компьютерным программным продуктом, воплощенным в машиночитаемом носителе, включающий в себя исполняемые компьютером команды, такие как программный код, выполняемый компьютерами в сетевых средах. Машиночитаемый носитель может включать в себя съемные и несъемные запоминающие устройства, включающие в себя, но не ограничиваясь ими, постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), компакт-диски (CDs), цифровые универсальные диски (DVD) и т.д. Как правило, программные модули могут включать в себя подпрограммы, программы, объекты, компоненты, структуры данных и т.д., которые выполняют конкретные задачи или реализуют конкретные абстрактные типы данных. Исполняемые компьютером команды, ассоциированные структуры данных и программные модули представляют собой примеры программного кода для выполнения этапов описанных здесь способов. Конкретная последовательность таких исполняемых команд или ассоциированных структур данных представляет собой примеры соответствующих действий для реализации функций, описанных в таких этапах или процессах.

Claims

1. Микроволновый приемопередатчик (100), содержащий буфер (110) данных, модуль (120) адаптивного кодирования и модуляции (ACM), усилитель (130) мощности (PA) и антенну (140), при этом ACM модуль (120) выполнен с возможностью приема буферизованных данных из буфера (110) данных и выполнения модуляции буферизованных данных в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность, а PA (130) выполнен с возможностью приема модулированных буферизованных данных от ACM модуля (120) и передачи усиленных модулированных буферизованных данных через антенну (140) на удаленный микропроцессорный приемопередатчик (180) с выходной мощностью, причем формат модуляции выбран из множества форматов модуляции на основании сигнала обратной связи от удаленного микроволнового приемопередатчика (180), при этом микроволновый приемопередатчик (100) дополнительно содержит модуль (150) управления, выполненный с возможностью контроля состояния буфера (110) данных и управления выходной мощностью PA (130) на основании контролируемого состояния буфера; причем

состояние буфера содержит предсказанный будущий уровень заполнения буфера, а модуль (150) управления выполнен с возможностью управления выходной мощностью PA (130) на основании предсказанного будущего уровня заполнения буфера.

2. Микроволновый приемопередатчик (100) по п. 1, в котором состояние буфера содержит уровень заполнения буфера.

3. Микроволновый приемопередатчик (100) по п. 2, в котором модуль (150) управления выполнен с возможностью снижения выходной мощности PA (130), когда уровень заполнения буфера ниже первого заданного порогового значения.

4. Микроволновый приемопередатчик (100) по п. 2 или 3, в котором модуль (150) управления выполнен с возможностью повышения выходной мощности PA (130), когда уровень заполнения буфера превышает второе заданного пороговое значение.

5. Микроволновый приемопередатчик (100) по любому из пп. 1-4, в котором состояние буфера содержит уровень приоритета данных, находящихся в данный момент в буфере данных, а модуль (150) управления выполнен с возможностью повышения выходной мощности PA (130), когда уровень приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере данных, превышает пороговое значение приоритета, и снижения выходной мощности PA (130), когда уровень приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере данных, ниже порогового значения приоритета.

6. Микроволновый приемопередатчик (100) по любому из пп. 1-5, в котором модуль (150) управления выполнен с возможностью управления выходной мощностью PA (130) в непрерывном диапазоне значений выходных мощностей между минимальным и максимальным уровнями выходной мощности.

7. Микроволновый приемопередатчик (100) по любому из пп. 1-5, в котором модуль (150) управления выполнен с возможностью выбора выходной мощности PA (130) из множества дискретных значений выходных мощностей.

8. Микроволновый приемопередатчик (100) по п. 7, в котором модуль (150) управления выполнен с возможностью выбора значения выходной мощности PA (130) из просмотровой таблицы (LUT) уровней мощности, индексированных по состоянию буфера.

9. Микроволновый приемопередатчик (100) по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащий модуль (160) ограничителя, причем модуль (160) ограничителя выполнен с возможностью ограничения управления выходной мощностью PA (130) на выходную мощность выше минимальной выходной мощности и/или выходную мощность ниже заданной максимальной выходной мощности.

10. Микроволновый приемопередатчик (100) по любому из пп. 1-9, в котором ACM модуль (120) дополнительно выполнен с возможностью выбора канального кода и/или соответствующей скорости кода из множества канальных кодов и/или скоростей кода, и применения упомянутого канального кода для модуляции буферизованных данных, причем упомянутая спектральная эффективность определяется выбранным форматом модуляции и выбранным канальным кодом и/или скоростью кода.

11. Микроволновый приемопередатчик (100) по любому из пп. 1-10, в котором микроволновый приемопередатчик (100) представляет собой одну точку радиолинии (170) микроволнового диапазона «точка-точка», а удаленный микроволновый приемопередатчик (180) представляет собой еще одну точку упомянутой радиолинии (170) микроволнового диапазона «точка-точка».

12. Схема (200) цифрового сигнального процессора (DSP), содержащая порт (111') ввода данных, буфер (110) данных и модуль (120) адаптивного кодирования и модуляции (ACM), причем буфер (110) данных выполнен с возможностью приема данных с порта (111') ввода данных и вывода буферизованных данных на ACM модуль (120) на порт (112) вывода данных, причем ACM модуль выполнен с возможностью приема и модулирования буферизованных данных в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность, и вывода модулированных буферизованных данных на порт (122') вывода данных DSP схемы (200), причем формат модуляции выбран из множества форматов модуляции на основании сигнала (121) обратной связи, принятого на порт (121') АСМ обратной связи DSP схемы (200), причем DSP схема (200) дополнительно содержит модуль (150) управления, выполненный с возможностью контроля состояния буфера (110) данных и вывода сигнала (151, 151b) управления мощностью на порт (151b’) управления мощностью DSP схемы (200) для управления выходной мощностью усилителя мощности PA, подключенного к DSP схеме (200), причем состояние буфера содержит предсказанный будущий уровень заполнения буфера, а модуль (150) управления выполнен с возможностью вывода сигнала (151, 151b) управления мощностью на порт (151b’) управления мощностью DSP схемы (200) для управления выходной мощностью усилителя мощности PA на основании предсказанного будущего уровня заполнения буфера.

13. DSP схема (200) по п. 12, дополнительно содержащая модуль (160) ограничения, причем модуль (160) ограничения выполнен с возможностью ограничения сигнала (151, 151b) управления мощностью, для соответствия выходным мощностям выше заданной минимальной выходной мощности PA и/или соответствия выходным мощностям ниже заданной максимальной выходной мощности PA.

14. Устройство, содержащее DSP схему по п. 12 или 13.

15. Способ, реализуемый схемой (200) DSP для управления спектральной эффективностью передачи данных DSP схемой, причем DSP схема (200) содержит буфер (110) данных и модуль (120) адаптивного кодирования и модуляции (ACM), выполненный с возможностью модуляции буферизованных данных, принятых из буфера (110) данных, в формате модуляции, имеющем спектральную эффективность, при этом способ содержит этапы, на которых:

осуществляют мониторинг (S1) состояния буфера (110) данных, причем этап мониторинга (S1) содержит подэтап, на котором предсказывают (S12) будущий уровень заполнения буфера (110) данных; и

генерируют (S3) сигнал (151, 151b) управления мощностью для управления выходной мощностью PA (130), подключенного к DSP схеме (200), на основании контролируемого состояния буфера, причем этап генерирования (S3) дополнительно содержит подэтап, на котором генерируют (S35) сигнал управления мощностью на основании предсказанного будущего уровня заполнения буфера.

16. Способ по п. 15, в котором этап мониторинга (S1) содержит подэтап, на котором осуществляют мониторинг (S11) уровня заполнения буфера (110) данных.

17. Способ по п. 15 или 16, в котором этап мониторинга (S1) содержит подэтап, на котором осуществляют мониторинг (S13) уровня приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере (110) данных.

18. Способ по любому из пп. 15-17, в котором этап генерирования (S3) дополнительно содержит подэтап, на котором генерируют сигнал управления мощностью для снижения (S31) выходной мощности PA (130), когда уровень заполнения буфера или предсказанный будущий уровень заполнения буфера ниже первого заданного порогового значения.

19. Способ по любому из пп. 15-18, в котором этап генерирования (S3) дополнительно содержит подэтап, на котором генерируют сигнал управления мощностью для повышения (S32) выходной мощности PA (130), когда уровень заполнения буфера или предсказанный будущий уровень заполнения буфера превышает второе заданное пороговое значение.

20. Способ по п. 17, в котором этап генерирования (S3) дополнительно содержит под этап, на котором генерируют сигнал управления мощностью для повышения (S33) выходной мощности PA (130), когда уровень приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере данных, выше порогового значения приоритета, и этап генерирования (S3) дополнительно содержит подэтап, на котором генерируют сигнал управления мощностью для снижения (S34) выходной мощности PA (130), когда уровень приоритета данных, находящихся в данный момент времени в буфере данных, ниже порогового значения приоритета.

21. Машиночитаемый носитель информации, хранящий компьютерную программу, содержащую компьютерный программный код, вызывающий, при исполнении DSP схемой (200), выполнение DSP схемой (200) способа по любому из пп. 15-20.