Определение уровня уменьшения мощности передатчика

Определение уровня уменьшения мощности передатчика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к определению уровня уменьшения мощности передатчика для сигналов, модулированных согласно одной из нескольких конфигураций модуляции, по нескольким радиоканалам в цифровой системе радиосвязи.

Описание предшествующего уровня техники

В стандарте 3GPP (Проект партнерства третьего поколения) для радиосвязи между, например, мобильным терминалом и базовой станцией информация передается или переносится по нескольким физическим каналам. Примерами физических каналов являются выделенный физический канал данных (DPDCH) и выделенный физический канал управления (DPCCH). Одна радиолиния или радиоканал между мобильным терминалом и базовой станцией обычно включают в себя несколько физических каналов. Радиоканалы, используемые отдельными мобильными терминалами, обычно разделяются, например, 5 МГц, или, другими словами, интервал между соседними радиоканалами обычно равен 5 МГц.

К физическим каналам применяется расширение. Оно состоит из двух операций. Первой является операция формирования каналов, которая преобразует каждый символ данных в несколько чипов (элементарных посылок), соответственно увеличивая ширину полосы сигнала. Количество чипов для каждого символа данных называется коэффициентом расширения. Второй операцией является операция скремблирования, где код скремблирования применяется к расширенному сигналу. При формировании каналов символы данных на так называемых I- и Q-ветвях независимо перемножаются с ортогональным кодом с переменным коэффициентом расширения (OVSF). При операции скремблирования получающиеся в результате сигналы на I- и Q-ветвях дополнительно умножаются на код скремблирования с комплексными значениями, где I и Q обозначают действительную и мнимую части соответственно. Операция расширения включает в себя этап расширения, этап взвешивания и этап отображения IQ. В упомянутом процессе потоки действительных чипов на I- и Q-ветвях суммируются, в результате этого получается поток чипов с комплексными значениями для каждого набора каналов, который далее скремблируется кодом скремблирования с комплексными значениями. Физические каналы определены в технической спецификации 3GPP TS 25.211 V6.2.0 (2004-09), кроме того, в технической спецификации 3GPP TS 25.213 V6.4.0 (2005-09) специфицировано, как они объединяются в один единый комплексный видеосигнал (I₁Q) посредством использования расширения, взвешивания и скремблирования.

В 3GPP существует режим, называемый высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи (HSUPA). Спецификация для этого режима допускает использование передатчиком мобильного терминала или абонентского оборудования (UE) более 300 000 разных конфигураций модуляции сигнала. Соответствующий режим называется высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи (HSDPA).

У каждой из этих многих конфигураций модуляции будут свои собственные уникальные свойства, например, в отношении статистик пиковое/среднее значение (PAR). Как правило, более высокое отношение пиковое/среднее значение в результате приводит к увеличению требований по линейности радиопередатчика и, в частности, к усилителю мощности (PA) с более линейными характеристиками при высокой выходной мощности. Это означает, что если уровень RMS сигналов сохраняется постоянным, то разные конфигурации, из-за их разных уровней отношения пиковое/среднее значение, в результате приведут к разным уровням искажения и, соответственно, разным уровням отношения мощности, просачивающейся в соседний канал (ACLR), когда сигналы подаются в нелинейную схему, например, радиочастотный (RF) усилитель мощности в передатчике. ACLR определяется как отношение отфильтрованной средней мощности, центрированной на выделенной частоте канала, к отфильтрованной средней мощности, центрированной на частоте соседнего канала.

Для смягчения этого выхода выходная мощность усилителя мощности может быть уменьшена от номинальной максимальной выходной мощности до более низкого значения, в зависимости от используемой конфигурации модуляции. Более низкая максимальная выходная мощность приводит к более низкому искажению для данной конфигурации с целью приблизительно уравнять характеристики ACLR для всех конфигураций. Это уменьшение мощности также называется снижением мощности (back-off). Стандарт 3GPP включает в техническую спецификацию 3GPP TS 25.101 V7.5.0 (2006-10) максимальный допустимый уровень уменьшения мощности, определенный как максимальное уменьшение мощности (Maximum Power Reduction, MPR), которое основано на кубической метрике, вычисляемой как значение RMS произведения третьего порядка нормализованной формы напряжения входного сигнала (вычисляемого в дБ) для рассматриваемой конфигурации модуляции.

Максимальное снижение мощности изменяется довольно часто, например, каждый раз, когда изменяется совокупность с количеством одновременных физических каналов и мощностью, и/или кодом формирования каналов, и/или кодом скремблирования любого физического канала. Для широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA) это может происходить в каждом интервале времени на основе планирования работы канала HSDPA и HSUPA.

Для фактической реализации с конкретными компонентами передатчика (которые, как предполагается, включают в себя радиочастотный (RF) усилитель мощности) максимальное уменьшение мощности, как специфицировано в стандарте 3GPP, является плохой оценкой снижения мощности, которая действительно необходима для достижения специфицированного ACLR для данной конфигурации модуляции. Это приводит к излишнему ухудшению характеристик абонентского оборудования в отношении зоны охвата и пропускной способности. Кроме того, уменьшение мощности, требуемое для достижения определенного уровня ACLR, зависит от конкретной реализации передатчика и режимов его работы.

Соответственно, существует потребность в решении, посредством которого можно вычислять требуемое снижение мощности для конкретной установки передатчика с улучшенной точностью и которое, возможно, также может обеспечивать возможность снижения мощности, меняющегося в зависимости от режимов работы, например, температуры, нагрузки, износа и т.д.

Аналогичная проблема возникает уже на стадии разработки канала передатчика. Независимо от того, должны или не должны учитываться режимы работы, существует потребность проверки того, что данный канал передатчика удовлетворяет спецификациям ACLR с предопределенными уровнями снижения мощности для всех конфигураций модуляции. Или наоборот, может потребоваться найти необходимые уровни снижения мощности для достижения определенного уровня ACLR. Моделирование или измерение всех 300 000 конфигураций является огромной и невыполнимой задачей. Кроме того, если также потребуется проверять большой набор режимов работы, то задача станет невозможной. Также в этой ситуации точность известных способов является недостаточной.

Следовательно, целью изобретения является обеспечение способа более точного определения уровня уменьшения мощности или снижения мощности передатчика, чем посредством способа, специфицированного в стандарте 3GPP, и который позволяет учитывать разные режимы работы передатчика. Кроме того, должна быть обеспечена возможность реализации способа в мобильном терминале, а также во время стадии разработки такого мобильного терминала.

Сущность изобретения

Согласно изобретению упомянутая цель достигается в способе определения уровня уменьшения мощности передатчика, выполненного с возможностью передачи сигналов посредством нескольких радиоканалов в цифровой системе радиосвязи, причем каждый из упомянутых сигналов модулируется согласно одной из нескольких конфигураций модуляции, причем этот способ содержит этапы обеспечения данных, зависящих от свойства конфигурации модуляции, причем упомянутые данные, зависящие от модуляции, содержат терм, вычисляемый исходя из произведения третьего порядка сигнала, модулированного согласно упомянутой конфигурации модуляции, и вычисления исходя из упомянутых данных, зависящих от модуляции, оценки для уменьшения мощности, которая будет использоваться для передачи из упомянутого передатчика сигналов, модулированных согласно упомянутой конфигурации модуляции. Способ также содержит этапы обеспечения данных, зависящих от модуляции, так, чтобы упомянутые данные, зависящие от модуляции, в дополнение к упомянутому терму, вычисляемому исходя из произведения третьего порядка, содержали, по меньшей мере, один терм, вычисляемый исходя из произведения более высокого порядка сигнала, модулированного согласно упомянутой конфигурации модуляции, обеспечения данных, зависящих от свойства для упомянутого передатчика, и вычисления упомянутой оценки для уменьшения мощности исходя из упомянутых данных, зависящих от модуляции, и упомянутых данных, зависящих от передатчика.

Использование термов, вычисляемых исходя из произведений более высокого порядка в дополнение к терму, вычисляемому исходя из произведения третьего порядка, дает улучшенную точность оценки уменьшения мощности. Отдельное обеспечение данных, зависящих от модуляции, и данных, зависящих от передатчика, и последующее вычисление оценки уменьшения мощности посредством их объединения обеспечивает то, что гораздо проще можно учитывать разные режимы работы передатчика, так как данные, зависящие от модуляции, требуется вычислять только один раз, и впоследствии результаты могут многократно использоваться для всех режимов работы.

В одном варианте осуществления термы, вычисляемые исходя из произведений, вычисляются исходя из значения RMS каждого из произведений третьего и более высокого порядка.

Точность оценки уменьшения мощности также может быть улучшена, когда термы вычисляются исходя из значения RMS каждого из произведений третьего и более высокого порядка, по меньшей мере, в одном канале измерения. Далее термы могут вычисляться посредством формирования для каждой конфигурации модуляции формы сигнала на основе случайных входных данных, вычисления для каждой сформированной формы сигнала форм сигнала произведений третьего и более высокого порядка сформированной формы сигнала, фильтрации вычисленных форм сигнала посредством фильтров измерения, по меньшей мере, для одного соседнего канала, и вычисления значений RMS отфильтрованных форм сигнала. В дополнение к фильтрам для соседних каналов, вычисленные формы сигнала также могут фильтроваться посредством фильтра измерения для выделенного радиоканала (внутри полосы), и значение RMS для этой отфильтрованной формы сигнала также может использоваться при вычислении оценки уменьшения мощности.

Кроме того, термы, вычисляемые исходя из произведений, могут вычисляться исходя из произведений третьего, пятого и седьмого порядка. Это обеспечивает хороший компромисс между высокой точностью и небольшой сложностью вычислений.

В одном варианте осуществления данные, зависящие от передатчика, содержат несколько коэффициентов, определяемых исходя из, по меньшей мере, одного из моделирований и измерений для ограниченного набора конфигураций модуляции с использованием аппроксимации методом наименьших квадратов. Использование моделирований или измерений для ограниченного числа конфигураций модуляции при определении коэффициентов передатчика обеспечивает сохранение необходимых вычислительных ресурсов в определенных пределах без угрозы для точности. Коэффициенты могут быть определены посредством нахождения наименьшего и наибольшего значения для каждого из нескольких упомянутых термов, вычисляемых исходя из произведений третьего и более высокого порядка, определения восьми комбинаций этих наименьших и наибольших значений как векторов, идентификации конфигураций модуляции, имеющих термы, самые близкие к каждому из упомянутых определенных векторов, и использования термов идентифицированных конфигураций модуляции в упомянутых, по меньшей мере, одном из моделирований или измерений. Коэффициенты могут быть определены для разных режимов работы передатчика.

В одном варианте осуществления этап вычисления оценки уменьшения мощности выполняется в мобильном терминале, содержащем упомянутый передатчик. Следовательно, уменьшение мощности, требуемое для данной конфигурации модуляции, может быть вычислено в мобильной станции во время использования, когда должна использоваться эта конфигурация модуляции.

В качестве альтернативы, этап вычисления оценки уменьшения мощности выполняется во время стадии разработки упомянутого передатчика. Следовательно, упомянутый способ может использоваться для проверки того, что данный передатчик удовлетворяет требованиям к ACLR.

Как упоминалось, изобретение также относится к мобильному терминалу, содержащему передатчик, выполненный с возможностью передачи сигналов посредством нескольких радиоканалов в цифровой системе радиосвязи, причем каждый из упомянутых сигналов модулируется согласно одной из нескольких конфигураций модуляции, мобильный терминал содержит средство для обеспечения оценки для уменьшения мощности, которая будет использоваться для передачи из упомянутого передатчика сигналов, модулированных согласно упомянутой конфигурации модуляции, причем упомянутая оценка вычисляется исходя из данных, зависящих от свойства конфигурации модуляции, при этом упомянутые данные, зависящие от модуляции, содержат терм, вычисляемый исходя из произведения третьего порядка сигнала, модулированного согласно упомянутой конфигурации модуляции. Кроме того, данные, зависящие от модуляции, содержат, в дополнение к упомянутому терму, вычисляемому исходя из произведения третьего порядка, по меньшей мере, один терм, вычисляемый исходя из произведения более высокого порядка сигнала, модулированного согласно упомянутой конфигурации модуляции, и упомянутая оценка вычисляется исходя из упомянутых данных, зависящих от модуляции, и данных, зависящих от свойства упомянутого передатчика.

В одном варианте осуществления термы, вычисляемые исходя из произведений, вычисляются исходя из значения RMS каждого из произведений третьего и более высокого порядка.

Точность оценки уменьшения мощности также может быть улучшена, когда термы вычисляются исходя из значения RMS каждого из произведений третьего и более высокого порядка, по меньшей мере, в одном канале измерения.

Кроме того, термы, вычисляемые исходя из произведений, могут вычисляться исходя из произведений третьего, пятого и седьмого порядка. Это обеспечивает хороший компромисс между высокой точностью и небольшой сложностью вычислений.

В одном варианте осуществления данные, зависящие от передатчика, содержат несколько коэффициентов, определяемых исходя, по меньшей мере, из одного из моделирований и измерений для ограниченного набора конфигураций модуляции с использованием аппроксимации методом наименьших квадратов. Использование моделирований или измерений для ограниченного числа конфигураций модуляции при определении коэффициентов передатчика обеспечивает сохранение необходимых вычислительных ресурсов в определенных пределах без угрозы для точности. Коэффициенты могут определяться или быть определены для разных режимов работы упомянутого передатчика.

В одном варианте осуществления мобильного терминала средство для обеспечения упомянутой оценки для уменьшения мощности содержит справочную таблицу, в которой оценки уменьшения мощности, вычисленные заранее для каждой конфигурации модуляции, сохраняются. Этот вариант осуществления полезен, когда не должны учитываться разные режимы работы. Когда должна использоваться данная конфигурация модуляции, соответствующий уровень уменьшения мощности может браться из справочной таблицы.

В другом варианте осуществления мобильный терминал может содержать средство для обеспечения упомянутых данных, зависящих от свойства конфигурации модуляции, причем упомянутые данные, зависящие от модуляции, содержат термы, вычисляемые исходя из произведения третьего порядка и, по меньшей мере, одного произведения более высокого порядка сигнала, модулированного согласно упомянутой конфигурации модуляции, средство для обеспечения упомянутых данных, зависящих от свойства упомянутого передатчика, и средство для вычисления исходя из упомянутых данных, зависящих от модуляции, и упомянутых данных, зависящих от передатчика, оценки для уменьшения мощности, которая будет использоваться для передачи из упомянутого передатчика сигналов, модулированных согласно упомянутой конфигурации модуляции. Этот вариант осуществления полезен, когда должны учитываться разные режимы работы в мобильном терминале. Это обеспечивает возможность вычисления уменьшения мощности в мобильном терминале, в зависимости от его текущих режимов работы. В этом случае средство для обеспечения упомянутых данных, зависящих от модуляции, может содержать справочную таблицу, в которой термы, вычисленные заранее для каждой конфигурации модуляции, сохраняются, и средство для обеспечения упомянутых данных, зависящих от передатчика, может содержать справочную таблицу, в которой данные, вычисленные заранее для передатчика, сохраняются. Это упрощает вычисления в мобильном терминале.

Изобретение также относится к компьютерной программе и машиночитаемому носителю информации со средством программного кода для выполнения способа, описанного выше.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет описано более полно ниже согласно чертежам, в которых

на фиг.1 изображена блок-схема передатчика в мобильном терминале.

На фиг.2 изображены спектры примера модулированного сигнала и его произведений в частотной области вместе с передаточными функциями для каналов измерения.

На фиг.3 изображена блок-схема, иллюстрирующая пример того, как можно сформировать термы профилей модуляции для нескольких конфигураций модуляции.

На фиг.4 изображена блок-схема, иллюстрирующая пример вычисления коэффициентов, зависящих от передатчика.

На фиг.5 изображена гистограмма, иллюстрирующая разброс ACLR для 20 000 случайно выбранных конфигураций модуляции, когда значения уменьшения мощности оценивались с использованием кубической метрики.

На фиг.6 изображена гистограмма, иллюстрирующая разброс ACLR для 20 000 случайно выбранных конфигураций модуляции, когда значения уменьшения мощности оценивались с использованием метрик расширенного порядка.

На фиг.7 изображена гистограмма, иллюстрирующая разброс ACLR для 20 000 случайно выбранных конфигураций модуляции, когда значения уменьшения мощности оценивались с использованием профилей модуляции.

На фиг.8 изображен блок вычисления уменьшения мощности, реализованный с одной справочной таблицей.

На фиг.9 изображен блок вычисления уменьшения мощности, реализованный с двумя справочными таблицами и блоком вычисления.

На фиг.10 изображена блок-схема, иллюстрирующая пример вычисления уменьшения мощности в мобильном терминале.

На фиг.11 изображена блок-схема, иллюстрирующая пример вычисления уменьшения мощности во время стадии разработки мобильного терминала.

Подробное описание вариантов осуществления

На фиг.1 изображена простая блок-схема канала 1 передачи в мобильном терминале. Мобильный терминал может быть адаптирован для использования, например, в системе множественного доступа с кодовым разделением (CDMA) или в системе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA) согласно стандарту 3GPP и выполнен с возможностью обработки режимов высокоскоростного пакетного доступа по восходящей линии связи (HSUPA) и высокоскоростного пакетного доступа по нисходящей линии связи (HSDPA). Спецификация для режима HSUPA обеспечивает возможность использования передатчиком мобильного терминала более 300 000 разных конфигураций модуляции сигнала.

Изображены пять блоков, управление радиоресурсами RRC 2, управление доступом к среде MAC 3, физический уровень 4, радио 5 и усилитель мощности (PA) 6. В блоке 2 RRC, каналы конфигурируются на основе управляющих сообщений из сети. В этой конфигурации каналов заданы все возможные комбинации транспортных форматов, а также конфигурация HSDPA и HSUPA. Блок 3 MAC обрабатывает данные, которые должны быть переданы по каждому из каналов. MAC планирует количество данных, которые должны быть переданы по каждому из каналов. На физическом уровне 4 выполняется мультиплексирование данных на физических каналах, каналы модулируются и объединяются в генераторе 9 формы сигнала. Получающиеся в результате сигналы далее обрабатываются радиосхемой 5 и усиливаются в усилителе 6 мощности для передачи через антенну 7.

Как упоминалось, может потребоваться, чтобы передатчик 1 мобильного терминала обрабатывал больше 300 000 разных конфигураций модуляции сигнала, каждая из которых имеет свои собственные уникальные свойства, например, в отношении отношения пиковое/среднее значение (мощности) сигнала. Если среднеквадратический (RMS) уровень сигналов сохраняется постоянным, то сигналы с разным отношением пиковое/среднее значение вызывают разные уровни искажения в нелинейной схеме, например, в усилителе 6 мощности. Так как такое искажение влияет на утечку в соседние каналы, то также отношение мощности, просачивающейся в соседний канал (ACLR), определяемое как отношение отфильтрованной средней мощности, центрированной на выделенной частоте канала, к отфильтрованной средней мощности, центрированной на частоте соседнего канала, будет разным для каждой конфигурации модуляции.

Для уменьшения последствий этого воздействия выходная мощность усилителя 6 мощности может быть уменьшена от номинальной максимальной выходной мощности до меньшего значения, в зависимости от конфигурации модуляции, используемого с целью приблизительного уравнивания ACLR для всех конфигураций модуляции. Это уменьшение мощности также называется снижением мощности (back-off). Стандарт 3GPP содержит максимальный допустимый уровень уменьшения мощности, то есть максимальное уменьшение мощности (MPR).

Уменьшение мощности или снижение мощности могут быть вычислены в блоке 8 вычисления максимального снижения мощности на основе входа из RRC 2 и MAC 3, и это ограничивает максимальную выходную мощность, передаваемую из терминала. Вычисленное снижение мощности используется при формировании 9 формы сигнала при передаче сигнала.

В технической спецификации 3GPP TS 25.101 V7.5.0 (2006-10) максимальное уменьшение мощности (MPR) основано на кубической метрике (CM), вычисляемой как значение RMS произведения третьего порядка нормализованной формы напряжения входного сигнала (вычисляемого в дБ) для рассматриваемой конфигурации модуляции. Более конкретно, кубическая метрика основана на конфигурации канала передачи UE (абонентского оборудования) и задается:

CM=CEIL{[20*log₁₀((v_norm³)_rms)-20^*log₁₀((v_norm_ref³)_rms)]/k, 0,5}

где CEIL{x, 0,5} означает округление в большую сторону до ближайшего (значения) 0,5дБ, то есть CM∈[0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5],

k = 1.85 или 1.56 в зависимости от кода формирования каналов сигнала,

v_norm - нормализованная форма напряжения входного сигнала,

v_norm_ref - нормализованная форма напряжения опорного сигнала (12,2 кбит/с речь AMR) и

20*log₁₀((v_norm_ref ³)_rms)=1,52 дБ.

В более общем виде кубическая метрика (CM) может быть определена:

CM=20*log₁₀(rms(|s₁|³)),

где s₁ - сигнал (например, на основе случайных входных данных), модулированный согласно данной конфигурации модуляции. Другими словами, кубическая метрика является значением RMS произведения третьего порядка комплексной огибающей сигнала в дБ. Можно сделать предположение об единичном (нормализованном) входном сигнале RMS.

Далее может быть оценено уменьшение мощности или снижение мощности, относящееся к случаю опорного сигнала, в соответствии с:

BO_c=b₃·(CM_c-CM₀).

Здесь нижний индекс "c" обозначает конкретную конфигурацию модуляции. Требуемое снижение мощности (BO) для данной конфигурация модуляции с кубической метрикой CM_c вычисляется относительно конфигурации модуляции опорного сигнала с кубической метрикой CM₀. Коэффициент b₃ соответствует 1/k в вышеупомянутом уравнении.

Вместо константы коэффициент b₃ может быть уникальным для каждой конфигурации передатчика, но независимым от модуляции. Этот коэффициент можно в принципе найти посредством моделирований и/или измерений, где ищется необходимое снижение мощности для достижения определенного ACLR. В данной работе используется несколько конфигураций, тщательно выбранных для получения большой разности в кубической метрике. Исходя из этих моделирований и/или измерений можно определить коэффициент b₃ с использованием аппроксимации методом наименьших квадратов (LMS) упомянутых данных.

Снижение мощности, вычисленное исходя из этой формулы, оказалось плохой оценкой снижения мощности, фактически же требуется достичь приблизительно одинакового ACLR для всех конфигураций модуляции. Хотя в формуле указывается, что свойства конфигурации модуляции и свойства передатчика могут быть отделены или разделены в том смысле, что кубическая метрика, которая зависит от конфигурации модуляции, но не зависит от передатчика и режимов его работы (например, температуры, нагрузки, износа и т.д.), и коэффициент b₃, который зависит от передатчика и режимов его работы, но не должен зависеть от модуляции, могут быть вычислены отдельно/независимо и затем объединены для получения оценки снижения мощности, требуемой для данной конфигурации модуляции и данного передатчика (и данных режимов работы), практически плохая точность вышеуказанной формулы затрудняет или даже делает невозможным вычисление в передатчике правильного коэффициента b₃, который фактически может быть использован для всех конфигураций модуляции для данного передатчика и данных режимов работы.

Упомянутая проблема также возникает уже на стадии разработки канала передатчика. Независимо от того, должны или не должны учитываться режимы работы, существует потребность проверки того, что данный канал передатчика удовлетворяет спецификациям ACLR с предопределенными уровнями снижения мощности для всех конфигураций модуляции. Или наоборот, может потребоваться найти необходимые уровни снижения мощности для достижения определенного уровня ACLR. Моделирование или измерение всех 300 000 конфигураций является огромной и невыполнимой задачей. Кроме того, если также потребуется проверять большой набор режимов работы, то задача станет невозможной.

Далее описывается улучшенный способ оценки требуемого снижения мощности для данной конфигурации модуляции и данного передатчика.

Сначала, однако, заметим, что в вышеупомянутых вычислениях было вычислено значение RMS произведения третьего порядка нормализованной формы напряжения входного сигнала (вычисляемой в дБ) для рассматриваемой конфигурации модуляции. Это произведение третьего порядка входного сигнала обычно используется вместе с произведениями более высокого порядка в моделировании нелинейных радиочастотных схем.

Если комплексный входной видеосигнал определяется как s_x=I_x+jQ_x, то произведения этого сигнала определяются:

s_n=|s₁|^n-1s₁,

где n - нечетное число (3,5,7...) и обычно не больше 9.

Нелинейная схема может быть смоделирована как полином

s₀=c₁s₁+c₃|s₁|²s₁+c₅|s₁|⁴s₁+c₇|s₁|⁶s₁,

где s_o - выходной сигнал, и порядок для ясности был ограничен до седьмого. Однако порядок можно легко увеличить до более высокого порядка, если требуется. Коэффициенты c_n в общем случае могут быть произвольными комплексными числами. Небольшое усиление сигнала определяется c₁, а другие являются весовыми коэффициентами для произведений различных порядков. Коэффициенты более высокого порядка, то есть c₃, c₅ и c₇, увеличиваются с увеличением искажения нелинейной схемы. Вышеупомянутое уравнение является представлением во временной области, где входной сигнал суммируется с взвешенными произведениями различных порядков. Термы в частотной области, соответствующие s₁ и s_n, обозначаются S₁(f) для модулированного входного сигнала и S_n(f) - для произведения n. Соответственно, представление в частотной области, соответствующее вышеупомянутому полиному, может быть записано как

S₀(f)=c₁S₁(f)+c₃S₃(f)+c₅S₅(f)+c₇S₇(f).

В то время как упомянутое выше вычисление снижения мощности было основано на кубической метрике, улучшенный способ также вводит метрики для произведений более высокого порядка согласно:

XM_n=20·log₁₀(rms(|s₁|ⁿ)),

где n - нечетное число (3,5,7...) и обычно не больше 9. Это означает, что, например,

XM₃=CM=20·log₁₀(rms(|s₁|³)),

XM₅=20·log₁₀(rms(|s₁|⁵)),

XM₇=20·log₁₀(rms(|s₁|⁷)) и т.д.

Эти метрики называются метриками расширенного порядка. Далее снижение мощности может быть вычислено как линейная комбинация этих метрик:

где N обозначает набор порядков произведений, по которому вычисляется снижение мощности, и нижний индекс "c", как указано выше, обозначает конкретную конфигурацию модуляции. И опять же требуемое снижение мощности для данной конфигурации модуляции с метрикой расширенного порядка XM_c,n вычисляется относительно конфигурации модуляции опорного сигнала с метрикой расширенного порядка XM_0,n. Если для ясности порядок вновь ограничен до седьмого, то снижение мощности равно:

BO_c=b₃·(XM_c,3-XM_0,3)+b₅·(XM_c,5-XM_0,5)+b₇·(XM_c,7-XM_0,7)

=b₃·(CM_c-CM₀)+b₅·(XM_c,5-XM_0,5)+b₇·(XM_c,7-XM_0,7).

Коэффициенты b_n могут быть определены с использованием стандартной аппроксимации методом наименьших квадратов (LMS) данных, как обсуждалось выше.

Соответственно, в дополнение к кубической метрике, этот способ также включает в себя метрики для произведений более высокого порядка. Заметим, что некоторые из коэффициентов b_n могут быть отрицательными, и, соответственно, снижение мощности, вычисленное этим способом, не обязательно больше снижения мощности, основанного только на кубической метрике. Вместо этого вычисляемое снижение мощности является более точным, так как также учитываются произведения более высокого порядка. Как показано ниже, уровни снижения мощности, вычисленные таким способом, фактически обеспечивают лучшее выравнивание ACLR. Лучшая точность также облегчает определение коэффициентов b_n исходя из моделирований и/или измерений для ограниченного количества конфигураций модуляции.

В только что описанном способе была улучшена точность оцененных уровней снижения мощности посредством учета в дополнение к значениям RMS произведения третьего порядка данного модулированного сигнала (то есть данной конфигурации модуляции) значений RMS произведений более высокого порядка. Способ можно также улучшить посредством задания значений RMS для данного модулированного сигнала и его произведений по предопределенному набору каналов измерения. Соответственно, вместо использования, в вычислении уровней снижения мощности, значений RMS произведений по полному диапазону частот могут использоваться значения RMS произведений в пределах предопределенного набора каналов измерения.

Поскольку целью изобретения является вычисление снижения мощности для сохранения постоянным ACLR для всех конфигураций модуляции, набор каналов измерения, в качестве примера, могут составлять каналы измерения, как определено в стандарте 3GPP, для измерений ACLR, в основном фильтр SQRC (квадратный корень из приподнятого косинуса) с коэффициентом сглаживания α=0,22 и шириной полосы 3,84 МГц со смещением 0,5 и 10 МГц для внутриполосного, первого соседнего и второго соседнего канала соответственно. Передаточная функция для канала измерения обозначается H_m(f), где m обозначает положение канала, то есть m=0 соответствует внутриполосному каналу (смещение ноль), m=1 соответствует первому соседнему каналу (смещение 5 МГц) и, наконец, m=2 соответствует второму соседнему каналу (смещение 10 МГц). В общем случае смещение может принимать и положительное и отрицательное значения. Для простоты здесь предполагается, что спектры сигнала и его произведений симметричны, и, соответственно, знак смещения является произвольным.

Значения RMS для данной конфигурации модуляции, заданной по предопределенному набору каналов измерения, составляют набор термов уровня RMS, которые можно обозначить A_n,m, где каждый терм задает значение RMS для произведения n (1 для входного сигнала и 3, 5, 7 и т.д. для соответствующего произведения) в пределах канала измерения m (0 для несущей или внутриполосного канала и 1 и 2 для соответствующего соседнего канала). Эти термы составляют набор чисел, которые также могут называться профилем, который является уникальным для каждой конфигурации модуляции. Соответственно, слово "профиль модуляции" может быть использовано для этого набора.

Каждый терм, задающий значение RMS для произведения n в пределах канала измерения m, задается

На фиг.2 изображены эти величины. Здесь спектры примера модулированного сигнала (сигнала канала измерения опорного сигнала (RMC) 12,2 кбит/с, как определено в 3GPP TS 25.101) и его произведения изображены в частотной области вместе с передаточными функциями для каналов измерения 1 и 2 справа от сигнала.

На фиг.3 изображена блок-схема 100, обобщающая пример того, как могут быть сформированы термы этих профилей модуляции для нескольких конфигураций модуляции. Сначала, на этапе 101, инициализируется индекс конфигурации модуляции. На этапе 102 для каждой конфигурации формируется форма сигнала на основе случайных входных данных с длиной (например, в терминах количества символов), которая является достаточной для точной оценки спектров бесконечно длинной формы сигнала и ее произведений. Для конкретного случая 3GPP было доказано, что достаточным является 2¹⁵=32 768 чипов, соответствующих примерно форме сигнала длиной 8,5 мс, для получения точности примерно несколько десятых частей дБ или меньше. На этапе 103 вычисляются формы сигнала произведений для n=3, 5, 7 и т.д. сформированных форм сигнала. Далее на этапе 104 каждая из этих форм сигнала фильтруется посредством фильтров измерения для внутриполосного канала и двух соседних каналов, например, для m=0, 1 и 2. Без потери общности, профили модуляции, как правило, вычисляются на основе форм сигнала с единичным значением RMS (=1), и это условие используется во всем этом документе. На этапе 105 обновляется индекс, и если все конфигурации модуляции были охвачены (этап 106), то на этапе 107 завершается формирование термов. В противном случае на этапе 102 продолжается вычисление для следующей конфигурации модуляции.

Для примера по фиг.2 вычисленный профиль модуляции, то есть набор термов, описанных выше, может быть следующим, если для ясности порядок вновь ограничен до седьмого:

A1,0=0,97A3,0=1,13A5,0=1,46A7,0=2,03

A1,1=1.8Ox10-3 A3,1=1,4Ox10-1 A5,1=3,03x10-1 A7,1=5,58x10-1

A1,2=5,87xlO-4 A3,2=1,44x10-3 A5,2=1,57x10-2 A7,2=4,4Ox10-2

Для конкретного использования вычисления снижения мощности, как здесь будет описано, термы профиля модуляции будут задаваться в логарифмической (дБ) области, то есть

P_n,m=20·log₁₀(A_n,m).

Далее требуемое снижение мощности может быть вычислено как:

где нижний индекс c обозначает конкретную конфигурацию модуляции. Требуемое снижение мощности вычисляется относительно конфигурации модуляции опорного сигнала, обозначаемой P_0,n,m.

Соответственно, если, например, порядок произведений ограничен до n=3, 5, 7 и каналы измерения ограничены до m=1, 2, то снижение мощности вычисляется как: