專利名稱：基站接收器增益誤差測量和場強(qiáng)測量的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩系統(tǒng)基站的接收器中用于測量增益誤差和改進(jìn)場強(qiáng)測量的方法，該方法包括步驟轉(zhuǎn)換在發(fā)射單元中產(chǎn)生的信號的頻率以適合于接收單元，并將該信號傳遞到接收單元，并從該信號產(chǎn)生一個控制信號用以指示場強(qiáng)。
本發(fā)明還涉及用于在蜂窩系統(tǒng)基站的接收器中測量增益誤差和改進(jìn)場強(qiáng)測量的裝置。該裝置包括一個發(fā)射單元，該發(fā)射單元包括一個發(fā)射器和該發(fā)射器的功率調(diào)節(jié)器；一個接收器，它包括接收單元，一個分配放大器和帶通濾波器，一個數(shù)字信號處理單元；一個控制單元，用于控制發(fā)射單元和接收器。
在本文中，增益偏差指接收單元的實(shí)際增益與增益標(biāo)稱值的偏差。偏差由于寬頻帶，溫度變化和元件值的誤差，該增益在基站可以寬約士10dB?？紤]到蜂窩系統(tǒng)的操作，這么寬的誤差還是有害的，因?yàn)槔鏕SM要求基站應(yīng)當(dāng)在正常業(yè)務(wù)中連續(xù)測量接收信號的強(qiáng)度。這是由稱作RSSI計(jì)算(接收信號強(qiáng)度指示)的裝置完成的，利用它，接收信號的接收電平根據(jù)從基站接收器輸出得到的信號被計(jì)算。很顯然，如果接收器的增益誤差寬達(dá)±10dB且增益的標(biāo)稱值用于計(jì)算中，則計(jì)算的RSSI值與實(shí)際值會有很大偏差。
本發(fā)明旨在提供用于測量在基站接收器的增益誤差，和用來使得RSSI值更精確的方法和裝置。
本方法其特征在于從發(fā)射單元得到的信號的功率電平在接收器之前被確定，該信號的功率電平在接收器之后被確定；在接收器前、后確定該信號的功率電平彼此進(jìn)行比較；指示場強(qiáng)的控制信號值被修正以對應(yīng)于接收器前確定的信號的功率電平。
本發(fā)明的裝置其特征還在于接收器包括一個檢測器元件，用來檢測從發(fā)射單元來的信號的功率電平；在接收器之后，有一個檢測元件，用來確定信號的功率電平；控制單元包括一個比較器元件，用來比較接收器前、后信號的功率電平；和控制單元，包括一個修正元件，用來修正指示場強(qiáng)的控制信號，使得它將對應(yīng)于接收器前確定的信號的功率電平。
本發(fā)明的主要構(gòu)思在于發(fā)射信號直接施加到接收器中一個可用的信道，接收的測試信號的場強(qiáng)在接收器之后被測量。然后，從發(fā)射器發(fā)射的測試信號的功率電平與接收器輸出信號的功率電平彼此比較，這個比較得到接收器輸入、輸出信號之間的增益，從而有可能從這個增益確定接收器中的增益誤差。另一重要構(gòu)思是離接收器輸入盡可能近地放置一個信號功率電平的精確閾值檢測器，利用它，有可能按閾值檢測器產(chǎn)生的電平信號所要求的，精確調(diào)整發(fā)射試驗(yàn)信號的電平。同樣，有可能比較接收器的閾值檢測器產(chǎn)生的功率電平信息與接收器輸出信號的功率電平，并且從這些信號的差值中形成一個差值變量，并由這個差值補(bǔ)償指示場強(qiáng)的信號。還有另一主要構(gòu)思是在最早的可能階段將發(fā)射單元的測試信號連接到接收器，利用它接收器中總增益誤差的高精度圖像被形成。
本發(fā)明最主要的優(yōu)點(diǎn)是在該裝置中不需要單獨(dú)的測量儀器，接收器中總的增益及同時的增益誤差在使用中可以得到監(jiān)測。另一主要優(yōu)點(diǎn)是在一次故障后修理基站中，可以自動確定增益，并且當(dāng)計(jì)算場強(qiáng)時從標(biāo)稱值考慮增益的可能偏差。
本發(fā)明在下面的附圖中進(jìn)一步描述，其中

圖1表示本發(fā)明收發(fā)系統(tǒng)的控制原理；圖2表示本發(fā)明收發(fā)系統(tǒng)的另一控制原理；以及圖3表示本發(fā)明收發(fā)系統(tǒng)的第三控制原理。
圖1是在蜂窩系統(tǒng)中基站收發(fā)系統(tǒng)的子單元1的示意圖。該子單元包括發(fā)射單元2，其包括發(fā)射器Tx和發(fā)射器Tx的功率調(diào)節(jié)器Tx功率控制。在應(yīng)用中，發(fā)射器Tx由參考碼3表示，發(fā)射器Tx的功率調(diào)節(jié)器Tx功率控制由參考碼4表示。發(fā)射單元2通過帶通濾波器6連接到天線2。接收單元由參考碼T表示。除了接收單元7，接收器還包括帶通濾波器9和分配放大器10。就在接收單元7之后，連接有一個數(shù)字信號處理器DSP，其用作數(shù)字信號處理并用參考碼8表示。接收單元7通過帶通濾波器9和分配放大器10連接到天線5。分配放大器10的功能是將從天線5的方向來的信號分成兩個或多個分支，其中的每一個按照圖1連接了接收單元7。圖1中的分支由有箭頭標(biāo)出的線11a，11b和11c表示，線11c連接到方向耦合器12。方向耦合器12連接到精確閾值檢測器13，通過它，輸入信號的功率電平可以精確地確定。閾值檢測器13連接到一個接收放大器14，在圖1中其功能是檢測由諸如元件值誤差造成的接收單元7中的不同增益，并且檢測實(shí)際放大器的操作。接收信號然后傳遞到數(shù)字信號處理單元8，其在單元A/D中將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，它由參考碼15表示，且在后來指A/D轉(zhuǎn)換單元。信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的數(shù)字處理在RSSI計(jì)算單元16中被執(zhí)行，被重新計(jì)算的輸入信號的功率電平也是以數(shù)字形式的。同樣，發(fā)射器3包括方向耦合器17，通過它低功率的采樣信號D從到天線5的信號中獲得，被混合單元18用作測試信號。到天線5的發(fā)射信號功率與采樣信號D的功率比值保持恒定?；旌蠁卧?8連接到本地振蕩器19，從發(fā)射器3來的測信號D在頻率混合器20中與本地振蕩器19產(chǎn)生的信號E相混合。這樣發(fā)射器3的測試信號D的頻率就適合于通過方向耦合器12傳遞到閾值檢測器13，并然后到接收單元7。發(fā)射單元2，接收單元7和混合單元18的操作由收發(fā)控制器TRX控制，在圖1中用參考碼21表示。收發(fā)控制器21根據(jù)發(fā)射單元的功率調(diào)節(jié)器4調(diào)節(jié)輸出信號功率電平。由于利用發(fā)射器3的功率調(diào)節(jié)器4來調(diào)節(jié)測試信號的功率電平，但仍造成了相對粗略的精確度，約3dB。精度調(diào)節(jié)單元22連接到混合單元18，用于精確的測試信號功率電平調(diào)節(jié)，這樣有可能由所述精度調(diào)節(jié)單元典型地以112dB的精度調(diào)節(jié)測試信號的功率電平。相應(yīng)地，精度調(diào)節(jié)單元22由收發(fā)控制器21監(jiān)測和控制。測試信號的功率電平由精確閾值檢測器13測量，并且利用這些數(shù)據(jù)，收發(fā)控制器21調(diào)節(jié)發(fā)射單元2的功率調(diào)節(jié)器4或精度調(diào)節(jié)單元22，為測試信號獲得希望的功率電平。粗略功率電平調(diào)節(jié)由箭頭A表示，精確功率電平調(diào)節(jié)由箭頭B表示，由閾值檢測器13傳遞到收發(fā)控制器21的電平數(shù)據(jù)由箭頭C表示。同樣，從發(fā)射器出來的測試信號由箭頭D表示，由本地振蕩器19產(chǎn)生的信號由箭頭E表示，由信號D和E的相互作用產(chǎn)生的信號由箭頭F表示。在RSSI計(jì)算單元16中產(chǎn)生的信號功率電平的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在收發(fā)控制器21中與由閾值檢測器13產(chǎn)生的功率電平數(shù)據(jù)C比較。收發(fā)控制器21能根據(jù)得到的差值修正RSSI值。這樣RSSI計(jì)算單元16和收發(fā)控制器21之間的業(yè)務(wù)是雙向的，且在圖中用箭頭G1和G2表示。箭頭G1代表未修正的RSSI值，箭頭G2代表傳遞到RSSI計(jì)算單元的增益誤差數(shù)據(jù)。從RSSI計(jì)算單元16得到一個與場強(qiáng)成比例的信號，其不包含接收單元7的放大器14的增益誤差。該得到的數(shù)據(jù)由箭頭H表示，其代表已修正的RSSI值。
圖2表示本發(fā)明收發(fā)系統(tǒng)的另一子單元。在圖2中的數(shù)字對應(yīng)于圖1中的數(shù)字。圖2表示了收發(fā)系統(tǒng)的子單元1，發(fā)射單元2，發(fā)射器3，發(fā)射器3的功率調(diào)節(jié)器4，天線5，帶通濾波器6，接收單元7，數(shù)字測量單元8，帶通濾波器9，分配放大器10，線11a～11c，方向耦合器12，精確閾值檢測器13，接收單元7的放大器14，A/D轉(zhuǎn)換單元15，發(fā)射器3的方向耦合器17，混合單元18，本地振蕩器19，頻率混合器20，收發(fā)控制器21和精度調(diào)節(jié)單元22。同樣，由信號A，B，C，D，E，F(xiàn)，G1，G2和H代表的功能和信息對應(yīng)于圖1的描述。在圖2中，精度閾值檢測器13被放在分配放大器10之前，利用它，由閾值檢測器13產(chǎn)生的信號功率電平數(shù)據(jù)C與RSSI計(jì)算單元6產(chǎn)生的數(shù)字功率電平數(shù)據(jù)G1進(jìn)行比較。這就允許由分配放大器10產(chǎn)生的增益誤差被考慮和補(bǔ)償，利用它，指示場強(qiáng)的信號H將對應(yīng)于實(shí)際場強(qiáng)提供很精確的數(shù)據(jù)。另外，有可能執(zhí)行所述電平調(diào)整使得閾值檢測器13由工作在窄電平范圍的檢測器替代，利用它，通過調(diào)節(jié)由發(fā)射器3發(fā)射的測試信號D的功率電平在發(fā)射器3的測試信號D的電平與窄帶電平檢測器在同樣范圍的情況下，可以確定增益誤差，從RSSI計(jì)算單元16確定數(shù)字RSSI值。從RSSI計(jì)算單元16得到的電平信號G1然后與窄帶電平檢測器的閾值比較，且利用這個數(shù)據(jù)RSSI值被修正以使之合適。
圖3表示在蜂窩系統(tǒng)接收器中測量和修正增益誤差的第三調(diào)節(jié)單元。圖3中的數(shù)字和符號全部對應(yīng)于圖1和2中的。在圖3中，閾值檢測器13放在混合單元18之后，從而從發(fā)射器3發(fā)射的測試信號D的功率電平可在測試信號D的頻率轉(zhuǎn)換后很精確地測量。由閾值檢測器13產(chǎn)生的電平數(shù)據(jù)C與產(chǎn)生于RSSI計(jì)算單元16且能對應(yīng)于測試信號F的功率電平數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的功率電平數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這樣通過所述裝置，對于由方向耦合器引起的系統(tǒng)增益誤差也有可能得以精確的補(bǔ)償。
有關(guān)的附圖和說明僅僅旨在說明本發(fā)明的構(gòu)思，本發(fā)明根據(jù)應(yīng)用，在權(quán)利要求范圍內(nèi)可有所改變。
權(quán)利要求
1.用于在蜂窩系統(tǒng)基站的接收器中測量增益誤差和改進(jìn)場強(qiáng)測量的方法，該方法包括以下步驟轉(zhuǎn)換產(chǎn)生于發(fā)射單元(2)中的信號(D)的頻率，使之適合于接收單元(7)，且傳遞該信號到接收單元(7)，并從該信號中產(chǎn)生控制信號(H)來表示場強(qiáng)，其特征在于從發(fā)射單元(2)獲得的信號(D)的功率電平在接收器前被確定；信號(D)的功率電平在接收器后也被確定；在接收器前、后確定的信號的功率電平彼此比較；指示場強(qiáng)的控制信號值(H)的功率電平對應(yīng)于在接收器前確定的信號(D)被修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于從發(fā)射單元(2)來的信號(D)被傳遞到混合單元(18)以使信號(D)的頻率適合于接收器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于產(chǎn)生于發(fā)射單元(2)中的信號(F)和在混合單元(18)中轉(zhuǎn)換為合適的頻率在接收單元(7)之前施加到接收器，信號(F)的功率電平在接收單元(7)之前和之后被確定；
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于產(chǎn)生于發(fā)射單元(2)中的信號(F)和在混合單元(18)中轉(zhuǎn)換為合適了的頻率在分配放大器(10)之前施加到接收器，信號(F)的功率電平在分配放大器(10)之前和接收單元(7)之后被確定。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求1～4中的任何一個的方法，其特征在于要施加的信號(F)的功率電平與預(yù)定的閾值相比較，信號(F)的功率電平被調(diào)節(jié)使要施加的信號(F)的功率電平在預(yù)定的閾值之間。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求1～4中的任何一個的方法，其特征在于信號(F)的功率電平被測量。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求1～6中的任何一個的方法，其特征在于從接收單元(7)來的信號(F)在其功率電平被測量之前轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。
8.在蜂窩系統(tǒng)基站的接收器中用于測量增益誤差和改進(jìn)場強(qiáng)測量的裝置，該裝置包括一個發(fā)射單元(2)，其包括發(fā)射器(3)和發(fā)射器的功率調(diào)節(jié)器(4)；接收器，其包括接收單元(7)，分配放大器(10)和帶通濾波器(9)；數(shù)字信號處理單元(8)；控制單元(21)，其控制發(fā)射單元(3)和接收器。其特征在于接收器包括檢測元件(13)，用于檢測從發(fā)射單元(2)來的信號(D)的功率電平；在接收器后，有一個檢測元件(16)，用來確定信號(D)的功率電平；控制單元(21)包括比較元件，用來比較接收器前、后的信號(D)的功率電平；控制單元(21)包括修正元件，用來修正指示場強(qiáng)的控制信號(H)，使得它將對應(yīng)于接收器前確定的信號的功率電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于發(fā)射單元(2)和接收器之間有一個混合單元(18)，用來轉(zhuǎn)換信號(D)的頻率，使之適當(dāng)并用來提供到接收器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的裝置，其特征在于檢測元件(13)放在接收器中接收單元(7)的緊前面，用來確定信號(D)的功率電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9的裝置，其特征在于檢測元件(13)放在接收器分配放大器(10)的前面，來檢測信號(9)的強(qiáng)度。
12.根據(jù)前面權(quán)利要求8～11中任何一個的裝置，其特征在于檢測元件(13)存儲預(yù)定的閾值，發(fā)射單元(2)包括功率調(diào)節(jié)器(4)，混合單元(18)包括精度調(diào)節(jié)元件(22)，用于在預(yù)定閾值之間調(diào)節(jié)信號的功率電平。
13.根據(jù)前面權(quán)利要求8～11中任何一個的裝置，其特征在于檢測元件(13)是一個測量裝置，精確測量信號(F)的功率電平。
14.根據(jù)前面權(quán)利要求8～12中任何一個的裝置，其特征在于放在接收單元(7)之后的檢測元件(16)在信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式之后，在信號(F)功率電平中的測量中數(shù)字形式地工作。
全文摘要
在蜂窩系統(tǒng)基站的接收器中，用以測量增益誤差和改進(jìn)場強(qiáng)測量的方法和裝置。該方法包括在接收單元(7)前、后測量由基站接收的信號，并在接收單元(7)之后修正功率電平以對應(yīng)于在接收單元(7)前確定的信號的功率電平。該裝置包括在接收單元(7)前信號功率電平的精確檢測器(13)，由檢測器檢測的信號的功率電平與接收單元(7)之后測量的功率電平進(jìn)行比較。
文檔編號G01R29/08GK1132577SQ94193574
公開日1996年10月2日 申請日期1994年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月28日
發(fā)明者塔潘·卡克, 伊若·瓦利塔勒, 喬馬·普克金 申請人:諾基亞電信公司