專利名稱：蜂窩無(wú)線電話基站的公共本機(jī)振蕩器的總線仲裁器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與蜂窩通信系統(tǒng)有關(guān)，具體地說(shuō)，涉及在蜂窩無(wú)線電話基站內(nèi)將兩個(gè)收發(fā)機(jī)集成在單個(gè)電路板上的技術(shù)。
蜂窩通信系統(tǒng)通常用來(lái)為多個(gè)移動(dòng)單元或用戶提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。諸如那些標(biāo)為AMPS、ETACS、NMT-A50和NMT-900的模擬蜂窩系統(tǒng)已成功地部署在世界各地。近來(lái)，諸如北美的IS-54B和全歐的GSM系統(tǒng)那樣的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)也已引入和部署。這些系統(tǒng)和其他一些系統(tǒng)可參見例如Balston等人的“蜂窩無(wú)線系統(tǒng)”(“Cellular Radio Systems”Artech House，Norwood，ME，1993)。
在蜂窩技術(shù)中通常采用頻率復(fù)用，一些頻率組分配給一些稱為小區(qū)的有限地理覆蓋區(qū)域內(nèi)使用。含有同樣的頻率組的小區(qū)在地理上相互隔開，使得分別處在不同小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)單元可以同時(shí)使用相同的頻率而不會(huì)引起相互干擾。這樣，成千上萬(wàn)的用戶可以由一個(gè)只有幾百個(gè)頻率的系統(tǒng)服務(wù)。例如，在美國(guó)，聯(lián)邦當(dāng)局分配給蜂窩通信一個(gè)UHF頻段，這個(gè)頻段細(xì)分為一系列稱為信道的窄頻帶對(duì)。信道配對(duì)是因?yàn)轭l率雙工配置，每對(duì)中的發(fā)送與接收頻率相差45MHz。目前在美國(guó)有832個(gè)30KHz寬的無(wú)線電信道分配給蜂窩移動(dòng)通信。針對(duì)這種模擬系統(tǒng)的容量限制，已經(jīng)提出一種標(biāo)為IS-54B的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，這些頻率信道再分成三個(gè)時(shí)隙。
此外，還采用微小區(qū)，也就是以低功率的蜂窩發(fā)射提供對(duì)更小區(qū)域的覆蓋，來(lái)擴(kuò)大容量。這些更小的微小區(qū)允許在一個(gè)預(yù)定的地理區(qū)域內(nèi)存在較多的小區(qū)，從而增加了在這個(gè)地理區(qū)域內(nèi)可以接受服務(wù)的用戶數(shù)。微小區(qū)技術(shù)的一種具體應(yīng)用是室內(nèi)無(wú)線電話業(yè)務(wù)。
如

圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的室內(nèi)蜂窩通信系統(tǒng)20包括一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)或移動(dòng)單元22、一個(gè)或多個(gè)安裝在墻上的基站24、一個(gè)無(wú)線電控制接口26和一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)28。雖然圖1中只示出一個(gè)小區(qū)30，但是一個(gè)典型的室內(nèi)蜂窩網(wǎng)可以有幾個(gè)小區(qū)30，每個(gè)小區(qū)通常由一個(gè)或多個(gè)墻上基站24進(jìn)行服務(wù)。墻上基站24的數(shù)量取決于小區(qū)30的信道容量。每個(gè)墻上基站都支持4-12個(gè)信道，這取決于墻上基站的大小。小區(qū)30通常具有分配給它的一個(gè)或多個(gè)控制信道和一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)音/數(shù)據(jù)信道(下面將稱之為“業(yè)務(wù)信道”)?？刂菩诺劳ǔＪ且粋€(gè)用來(lái)發(fā)送小區(qū)標(biāo)識(shí)和尋呼信息的專用信道。
每個(gè)墻上基站24都由無(wú)線電接口鏈路32接至無(wú)線電控制接口26。無(wú)線電控制接口26在墻上基站24與移動(dòng)交換中心28之間交換信號(hào)。具體地說(shuō)，無(wú)線電控制接口26將業(yè)務(wù)和控制信息從在無(wú)線電接口鏈路32上接收到的格式變換成適合在互連無(wú)線電控制接口(RCI)26和MSC28的專用傳輸鏈路34上傳輸?shù)母袷?。在相反的方向上，RCI26將在傳輸鏈路43上接收到的業(yè)務(wù)和控制信息變換成適合在無(wú)線電接口鏈路32上傳輸給各基站24的格式。
MSC28是整個(gè)蜂窩網(wǎng)20的協(xié)調(diào)中心。它通常包括一個(gè)蜂窩處理器36和一個(gè)蜂窩交換機(jī)38，提供一個(gè)接至公眾電話交換網(wǎng)(PSTN)40的接口。通過(guò)蜂窩網(wǎng)20，在兩個(gè)移動(dòng)單元22和一個(gè)陸地電話用戶44之間可以建立起一個(gè)雙向無(wú)線電鏈路42?；?4的功能通常是處理與移動(dòng)單元22的無(wú)線電通信。在這種情況下，基站24還要監(jiān)控鏈路42的質(zhì)量和監(jiān)視從移動(dòng)單元22接收到的信號(hào)的強(qiáng)度。
現(xiàn)有技術(shù)的一種典型的墻上基站24的原理圖示于圖2?；?4包括一個(gè)無(wú)線電鏈路接口50。一個(gè)電源52和一個(gè)或多個(gè)通信信道收發(fā)機(jī)板54。此外，基站24還包括分別與各個(gè)通信信道收發(fā)機(jī)板54配合的天線56。無(wú)線電鏈路接口50在無(wú)線電控制接口26與通信信道收發(fā)機(jī)板54之間提供了一個(gè)接口。實(shí)質(zhì)上，無(wú)線電鏈路接口50對(duì)發(fā)至/來(lái)自無(wú)線電控制接口26的信號(hào)進(jìn)行多路合并/分路，為通信信道收發(fā)機(jī)板54服務(wù)。電源52為基站24的所有部分提供能量。
此外，基站24包括N個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)單元22進(jìn)行無(wú)線電通信的通信信道收發(fā)機(jī)板54。每個(gè)通信信道收發(fā)機(jī)板都由電源52供電。業(yè)務(wù)和控制信號(hào)在通信信道收發(fā)機(jī)板54與無(wú)線電鏈路接口50之間通過(guò)各自線路58交換。此外，這些通信信道收發(fā)機(jī)板54由鏈路60互連，從而使收發(fā)機(jī)板54可以從多個(gè)天線56接收業(yè)務(wù)信號(hào)，進(jìn)行接收分集。
每個(gè)通信信道收發(fā)機(jī)板54通常包括一個(gè)裝有單個(gè)收發(fā)機(jī)68(例如用于一個(gè)電話機(jī))的電路板66，如圖3所示。收發(fā)機(jī)68包括控制器70、接收本機(jī)振蕩器(RXLO)72、發(fā)送本機(jī)振蕩器(TXLO)74、頻率產(chǎn)生器(FG)76、雙工器78、天線79、接收信號(hào)通路混頻器80和發(fā)送信號(hào)通路混頻器81。控制器70與RXLO72、TXLO74和FG76通信，對(duì)將所接收的射頻(RF)信號(hào)變換成基帶頻率信號(hào)處理和將要發(fā)送的信號(hào)變換成射頻(RF)信號(hào)發(fā)送到通信鏈路42上進(jìn)行控制。此外，控制器70通過(guò)無(wú)線電鏈路接口50和無(wú)線電控制接口26與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心28交換業(yè)務(wù)和控制信號(hào)。
RXLO 72、TXLO 74和FG76各自配置成接收來(lái)自控制器70的諸如分頻比那樣的調(diào)諧信息，以便產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)，用于通過(guò)混頻器80執(zhí)行的接收信號(hào)通路的業(yè)務(wù)信號(hào)變頻和通過(guò)混頻器81執(zhí)行的發(fā)送信號(hào)通路的業(yè)務(wù)信號(hào)變頻。
例如，在接收信號(hào)通路中，RF信號(hào)可以通過(guò)在與FG76連接的混頻器80減去FG76信號(hào)下變頻至接收中頻。通常，這兩個(gè)信號(hào)由混頻器80相加，再用濾波分離出所得到的表示兩個(gè)信號(hào)之差的項(xiàng)。標(biāo)度比(division ratio)或調(diào)諧信息在加電或激活收發(fā)機(jī)68時(shí)由控制器70送至FG76。這個(gè)對(duì)接收信號(hào)的第一變換稱為接收信號(hào)通路中的第一下變頻級(jí)。然后，在與RXLO 72連接的混頻器72通過(guò)將信號(hào)與RXLO72產(chǎn)生的第二頻率信號(hào)混合，使接收信號(hào)從接收中頻變換至基帶頻率。再用濾波分離出表示兩個(gè)信號(hào)之差的項(xiàng)。對(duì)于第二頻率信號(hào)的分頻比也由控制器70在加電時(shí)送至RXLO72。這稱為接收信號(hào)通路中的第二下變頻級(jí)。在基帶頻率，所接收的業(yè)務(wù)信號(hào)可再由收發(fā)機(jī)68的數(shù)字控制邏輯加以處理。類似，在發(fā)送信號(hào)通路的業(yè)務(wù)信號(hào)先在第一上變頻級(jí)內(nèi)在與TXLO74連接的混頻器81用由控制器70送至TXLO 74的標(biāo)度比從基帶頻率變換至發(fā)送中頻，然后再在第二上變頻級(jí)內(nèi)在與FG 76連接的混頻器81從發(fā)送中頻變換至射頻。
注意，發(fā)送中頻通常與在接收信號(hào)通路的第一下變頻級(jí)內(nèi)所用的相同的本機(jī)振蕩器頻率混頻。因此，如果在接收信號(hào)通路的第一下變頻級(jí)內(nèi)和在發(fā)送信號(hào)通路的第二上變頻級(jí)內(nèi)使用相同的本機(jī)振蕩器頻率，那么收發(fā)機(jī)68就只需要一個(gè)FG 76。然而，由于發(fā)送和接收中頻不同，對(duì)于接收信號(hào)通路和發(fā)送信號(hào)通路就各需要一個(gè)獨(dú)立的本機(jī)振蕩器，以使接收中頻變?yōu)榛鶐ьl率和使基帶頻率變?yōu)榘l(fā)送中頻。
RXLO 72、TXLO 74和FG 76可以用各自的標(biāo)度比以如下方式編程。在每次加電或激活收發(fā)機(jī)68期間，控制器70在將控制器70與RXLO 72、TXLO 74和FG76互連的串行總線84上發(fā)送一些命令。每個(gè)在串行總線84上發(fā)送的命令分別送至RXLO 72、TXLO 74和FG 76之一。命令通常包括在總線的一根線路上發(fā)送的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，在總線的另一根線路上發(fā)送的一個(gè)M比特的數(shù)據(jù)字，和在串行總線的其余分別為RXLO 72、TXLO74和FG76各自專用的線路中的一根線路上發(fā)送的一個(gè)選擇信號(hào)。RXLO72、TXLO 74和FG 76各有一個(gè)接收在串行總線上發(fā)送的數(shù)據(jù)字的寄存器，但數(shù)據(jù)只讀入也接收到發(fā)給它選擇信號(hào)的裝置。否則，數(shù)據(jù)字只是移出寄存器，而隨著下一個(gè)命令的到來(lái)與下一個(gè)選擇信號(hào)配合的數(shù)據(jù)字移入寄存器。因此，在控制器70寫RXLO 72時(shí)，所有三個(gè)裝置都接收到所寫的數(shù)據(jù)字，但只有RXLO 72實(shí)際讀入這個(gè)數(shù)據(jù)字，因?yàn)橹挥羞@個(gè)裝置接收到一個(gè)發(fā)給它的選擇信號(hào)。
如上所述的室內(nèi)蜂窩系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)普遍，主要有以下幾個(gè)原因。第一，一個(gè)蜂窩用戶無(wú)論到哪里都可使用同一個(gè)電話機(jī)。第二，用戶的蜂窩電話機(jī)不需要附加電就能像某些能在室內(nèi)像無(wú)繩電話機(jī)那樣工作的蜂窩電話機(jī)那樣在室內(nèi)使用。第三，與典型的蜂窩電話機(jī)在室內(nèi)工作在無(wú)繩模式的相比，室內(nèi)蜂窩系統(tǒng)在室內(nèi)提供較大的覆蓋區(qū)域。第四，一個(gè)室內(nèi)小區(qū)的容量很容易通過(guò)增加墻上基站加以擴(kuò)大。
然而，限制室內(nèi)蜂窩系統(tǒng)的是墻上基站24的大小和成本。墻上基站24的大小在為了增大信道容量而設(shè)計(jì)成包括較多的電路板66的情況下就很可能特別顯眼。因此，為了增加信道數(shù)而無(wú)限制地添加更多的電路板通常不是明智的選擇。此外，增加墻上基站就必需大大增加成本。因此，在市場(chǎng)上需要有一種較小和不顯眼的墻上基站，不但成本要比較低，而且能為較多信道服務(wù)。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種配置了一個(gè)收發(fā)機(jī)板上有兩個(gè)共享公共資源的獨(dú)立的收發(fā)機(jī)的蜂窩基站。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種有兩個(gè)共享一個(gè)公共本機(jī)振蕩器的收發(fā)機(jī)的蜂窩基站收發(fā)機(jī)電路板。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供兩個(gè)共享一個(gè)公共本機(jī)振蕩器的蜂窩基站收發(fā)機(jī)，而在這兩個(gè)收發(fā)機(jī)之間沒(méi)有任何信息交換或通信。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種比現(xiàn)有技術(shù)配置在室內(nèi)使用的基站尺寸小、部件少、成本低的蜂窩基站。
本發(fā)明的以上這些目的和其他一些目的由本發(fā)明所提出的配置在室內(nèi)使用的蜂窩無(wú)線電話基站達(dá)到，這種蜂窩無(wú)線電話基站包括一個(gè)具有兩個(gè)收發(fā)機(jī)和一個(gè)管理諸如公共本機(jī)振蕩器那樣的共享資源的仲裁器的收發(fā)機(jī)電路板。在加電或激活收發(fā)機(jī)期間，仲裁器檢測(cè)收發(fā)機(jī)中一個(gè)首先試圖向公共本機(jī)振蕩器發(fā)送一個(gè)命令的收發(fā)機(jī)，然后將這個(gè)收發(fā)機(jī)的控制器與共享的公共本機(jī)振蕩器連接而不考慮另一個(gè)收發(fā)機(jī)。由于這兩個(gè)控制器在加電時(shí)向公共本機(jī)振蕩器發(fā)送相同的命令，因此實(shí)際是哪個(gè)控制器向公共本機(jī)振蕩器發(fā)送命令無(wú)關(guān)緊要。所以，對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，控制器的控制邏輯既不需要修改，在將一個(gè)命令寫入共享的公共本機(jī)振蕩器時(shí)控制器也不需要與其他控制器通信。此外，由于這兩個(gè)收發(fā)機(jī)共享公共本機(jī)振蕩器，在收發(fā)機(jī)電路板上可以使用比較少的部件，這既降低了收發(fā)機(jī)線路板的成本又減小了收發(fā)機(jī)電路板的尺寸，因此也就降低了墻上基站的成本和墻上基站的尺寸。
具體地說(shuō)，按照本發(fā)明，用于蜂窩無(wú)線電話基站的線路板包括一個(gè)第一蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)第一收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第一控制器；一個(gè)第二蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)第二收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第二控制器；一個(gè)公共本機(jī)振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生第一和第二收發(fā)機(jī)用來(lái)調(diào)諧無(wú)線電信號(hào)的頻率信號(hào)；以及一個(gè)與第一和第二控制器連接的仲裁器，用來(lái)確定第一和第二控制器中哪個(gè)控制器與公共本機(jī)振蕩器通信。
按照本發(fā)明的一個(gè)特征，仲裁器可以通過(guò)第一和第二總線分別與第一和第二控制器連接，仲裁器對(duì)第一和第二總線進(jìn)行監(jiān)視，確定這兩個(gè)控制器中首先要與公共本機(jī)振蕩器通信的控制器，使得首先試圖與公共本機(jī)振蕩器通信的這個(gè)控制器控制公共本機(jī)振蕩器而不考慮另一個(gè)控制器。此外，仲裁器響應(yīng)來(lái)自控制仲裁器復(fù)位的控制器的復(fù)位信號(hào)，使得這兩個(gè)控制器可以再次競(jìng)爭(zhēng)對(duì)公共本機(jī)振蕩器的控制。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特征，電路板可以包括一個(gè)情況基本上與上述相同的由第一和第二收發(fā)機(jī)共享的第二公共本機(jī)振蕩器。例如，第一公共本機(jī)振蕩器可以用來(lái)調(diào)諧第一和第二收發(fā)機(jī)的接收信號(hào)通路內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)，而第二公共本機(jī)振蕩器可以用來(lái)調(diào)諧第一和第二收發(fā)機(jī)的發(fā)送通路內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)。因此，對(duì)于一個(gè)有兩個(gè)收發(fā)機(jī)的電路板只需要兩個(gè)本機(jī)振蕩器。
仲裁器可以作為一個(gè)狀態(tài)機(jī)用一個(gè)諸如可編程邏輯器件(PLD)、可編程陣列邏輯(PAL)器件?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件、復(fù)數(shù)可編程邏輯器件(CPLD)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)之類的可編程器件實(shí)現(xiàn)?；蛘撸俨闷饕部梢杂靡粋€(gè)可編程器件配以一個(gè)三態(tài)緩存器實(shí)現(xiàn)。在這后一種情況下，可編程器件對(duì)第一和第二串行總線進(jìn)行監(jiān)視，在第一和第二控制器中一個(gè)控制器首先要與公共本機(jī)振蕩器通信時(shí)就向三態(tài)緩沖器發(fā)送一個(gè)將第一或第二串行總線接至公共本機(jī)振蕩器的連接信號(hào)。如上所述，可編程器件可以是一個(gè)諸如PLD、PAL、FPGA、CPLD或ASIC器件那樣的任何適當(dāng)?shù)目删幊唐骷?br> 按照本發(fā)明，提供了一種由共同配置在一個(gè)用于蜂窩無(wú)線電基站的一個(gè)包括一個(gè)第一控制器的第一收發(fā)機(jī)和一個(gè)包括一個(gè)第二控制器的第二收發(fā)機(jī)共享一個(gè)公共本機(jī)振蕩器的方法。這種方法包括以下步驟。一個(gè)步驟包括檢測(cè)什么時(shí)候第一和第二控制器中一個(gè)控制器要與公共本機(jī)振蕩器通信。另一個(gè)步驟包括將要與公共本機(jī)振蕩器通信的這個(gè)控制器與公共本機(jī)振蕩器連接，使它們之間可以通信。又一個(gè)步驟包括對(duì)第一和第二控制器的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視，確定第一和第二控制器中哪個(gè)控制器首先要與公共本機(jī)振蕩器通信。
對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員從以下附圖和詳細(xì)說(shuō)明中可以清楚地看到本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)都包括在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
在本說(shuō)明的附圖中圖1為例示現(xiàn)有技術(shù)的室內(nèi)蜂窩通信系統(tǒng)的基本組成部分的原理方框圖；圖2為例示圖1所示室內(nèi)蜂窩通信系統(tǒng)的墻上基站的功能部件的原理方框圖；圖3為例示圖2所示墻上基站的通信信道收發(fā)機(jī)板的功能器件的原理方框圖；圖4為例示本發(fā)明的墻上基站的通信信道收發(fā)機(jī)板的功能器件的原理方框圖；圖5為例示本發(fā)明的通信信道收發(fā)機(jī)板的功能器件的原理方框圖，其中仲裁器用一個(gè)可編程陣列邏輯器件和一個(gè)三態(tài)緩沖器實(shí)現(xiàn)；以及圖6為例示本發(fā)明的仲裁器的工作情況的狀態(tài)圖。
下面將結(jié)合示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。然而，本發(fā)明能夠以其他方式實(shí)現(xiàn)，因此并不局限于這里所例舉的實(shí)施例。然而，提供這些實(shí)施例將使本說(shuō)明更為充分，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以清楚地看到本發(fā)明的范圍。圖中所示的各個(gè)部分不一定就是這樣，所強(qiáng)調(diào)的只是清楚地示出本發(fā)明的原理。此外，相同的標(biāo)號(hào)所標(biāo)的都是相同的部分。
圖4所示的是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的雙收發(fā)機(jī)板90。這種雙收發(fā)機(jī)板90適合例如用于室內(nèi)蜂窩通信系統(tǒng)20(圖1)的墻上基站24(圖2)。雙收發(fā)機(jī)板90包括集成在它上面的一個(gè)第一收發(fā)機(jī)92和一個(gè)第二收發(fā)機(jī)94。對(duì)于室內(nèi)墻上基站來(lái)說(shuō)這是非常有利的配置，因?yàn)閷?duì)于基站安裝在建筑物工作區(qū)域內(nèi)的墻上的室內(nèi)蜂窩系統(tǒng)來(lái)說(shuō)基站的大小是很關(guān)鍵的。采用這種雙收發(fā)機(jī)板的墻上基站只需要數(shù)量為原來(lái)所需的一半的收發(fā)機(jī)板。因此，這種墻上基站就可以做得比原來(lái)的小。
雙收發(fā)機(jī)板90還包括一個(gè)管理由第一和第二收發(fā)機(jī)92、94共享的公共資源的仲裁器96。就本說(shuō)明而言，共享資源有一個(gè)接收本機(jī)振蕩器(RXLO)98和一個(gè)發(fā)送本機(jī)振蕩器(TXLO)102。因此，不是為第一和第二收發(fā)機(jī)92、94各自提供一個(gè)獨(dú)立的RXLO和TXLO，本發(fā)明使單個(gè)RXLO98和TXLO 102為兩個(gè)收發(fā)機(jī)92、94所共享，從而使與墻上基站有關(guān)的板空間減小、部件數(shù)減少、成本降低。
第一收發(fā)機(jī)92包括控制器104、RXLO 98、TXLO 102、頻率產(chǎn)生器(FG)106和混頻器108、110、112和114。類似，第二收發(fā)機(jī)94包括控制器116、RXLO98、TXLO 102、FG118和混頻器120、122、124和126。第一和第二收發(fā)機(jī)92、94配置基本相同，因此，以下討論將只就第一收發(fā)機(jī)92進(jìn)行。控制器104通過(guò)串行總線140與仲裁器96和FG106連接。控制器104還通過(guò)復(fù)位線146與仲裁器連接。
如圖所示，仲裁器96通過(guò)公共串行總線144將控制器104與RXLO 98和TXLO102互聯(lián)。RXLO98接至將接收信號(hào)從接收中頻下變頻到基帶頻率的混頻器112、TXLO102接至將發(fā)送信號(hào)從基帶頻率上變頻到發(fā)送中頻的混頻器114。此外，一個(gè)快速時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)時(shí)鐘線148送至仲裁器96。FG106接至將接收信號(hào)通路內(nèi)的接收信號(hào)從射頻第一下變頻到接收中頻的混頻器108，還接至將發(fā)送信號(hào)通路內(nèi)的發(fā)送信號(hào)從發(fā)送中頻第二上變頻到射頻以便在通信鏈路上傳輸?shù)幕祛l器110。
第一和第二收發(fā)機(jī)92、94的發(fā)送信號(hào)由信號(hào)合并器130合并后送至雙工器132，使發(fā)送信號(hào)與天線134上的接收信號(hào)隔離。第一和第二收發(fā)機(jī)92、94的接收信號(hào)由信號(hào)分離器136分離。此外，如所周知，其他收發(fā)機(jī)可以共享天線134上接收的信號(hào)，以獲得分集接收。
對(duì)于共享的RXLO98和TXLO102來(lái)說(shuō)，要注意的是，第一和第二收發(fā)機(jī)92、94在接收信號(hào)通路內(nèi)具有接近相同的接收中頻，而在發(fā)送信號(hào)通路內(nèi)具有接近相同的發(fā)送中頻。這使得單個(gè)RXLO可以為多個(gè)收發(fā)機(jī)共享，用來(lái)對(duì)接收信號(hào)執(zhí)行第二下變頻，也使得單個(gè)TXLO可以為多個(gè)收發(fā)機(jī)共享，用來(lái)對(duì)發(fā)送信號(hào)執(zhí)行第一上變頻。然而，F(xiàn)G 106、107產(chǎn)生不同的頻率信號(hào)，分別用于各自收發(fā)機(jī)的信道，因此不是共享資源。
按照本發(fā)明的一個(gè)特征，仲裁器96對(duì)第一和第二收發(fā)機(jī)92、94共享RXLO 98和TXLO92進(jìn)行管理。仲裁器實(shí)質(zhì)上就象一個(gè)開關(guān)，將控制器104或控制器116接至公共串行總線144，使得所連接的控制器在加電或激活收發(fā)機(jī)92、94時(shí)能將命令寫入RXLO 98和TXLO 92。如果沒(méi)有仲裁器96，控制器104、106會(huì)將各自的命令混在一起，從而使送至共享資源的數(shù)據(jù)出錯(cuò)。有了仲裁器96，兩個(gè)收發(fā)機(jī)92、94就能共享RXLO98和TXLO 102，而在兩個(gè)控制器104、116之間沒(méi)有任何信號(hào)交換或通信。這是一個(gè)有益的設(shè)計(jì)，因?yàn)槭瞻l(fā)機(jī)控制器的為配合單收發(fā)機(jī)線路板配置的控制邏輯，具體地說(shuō)是操作碼，可以不加修改地用于本發(fā)明的控制器104、116。
因此，控制器104、116實(shí)質(zhì)上就象在背景部分結(jié)合單收發(fā)機(jī)電路板所述的那樣接到一個(gè)專用的RXLO或TXLO上似的進(jìn)行工作。在加電或激活收發(fā)機(jī)92、94期間，控制器104、116各向RXLO 98、TXLO 102和各自的FG 106、108發(fā)送一個(gè)命令。這些命令分別在串行總線140和142上發(fā)送，要將振蕩器鎖在適當(dāng)?shù)念l率上。串行總線140、142最好是5線串行總線，每個(gè)命令包括一個(gè)在第一線路上發(fā)送的命令時(shí)鐘信號(hào)、一個(gè)在第二線路上發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如標(biāo)度比)、一個(gè)在第三線路上發(fā)送的選擇RXLO信號(hào)、一個(gè)在第四線路上發(fā)送的選擇TXLO信號(hào)和一個(gè)在第五線路上發(fā)送的選擇FG信號(hào)。
發(fā)給FG 106、118的命令包括在第五線路上的FG選擇信號(hào)。FG106、118各將數(shù)據(jù)信號(hào)接收入一個(gè)寄存器，而在接收到選擇FG信號(hào)時(shí)將數(shù)據(jù)讀入。其他發(fā)給RXLO和TXLO的命令FG106、108也接收，但不讀入，因?yàn)檫@些命令在第五線路上并不伴隨有選擇FG信號(hào)。要發(fā)給RXLO98和TXLO 120的命令在串行總線140和142上由仲裁器96接收。以基本上是連續(xù)的方式，仲裁器對(duì)承載來(lái)到的命令時(shí)鐘信號(hào)的串行總線140、142采樣。在時(shí)鐘線148上提供的快速時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)確定對(duì)串行總線140、142采樣的采樣率。最好，快速時(shí)鐘信號(hào)為19.44MHz左右。由于串行總線線路上的命令時(shí)鐘信號(hào)通常低于1MHz，因此這個(gè)采樣率對(duì)于檢測(cè)出命令時(shí)鐘信號(hào)、將相應(yīng)串行總線140、142與公共串行總線144連接來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠快了，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)?？梢岳斫猓焖贂r(shí)鐘信號(hào)必需比命令時(shí)鐘快，因?yàn)閺闹俨闷?6檢測(cè)到命令時(shí)鐘信號(hào)到仲裁器96將所選的串行總線線路接至公共總線144有一段延遲。這段延遲將使通過(guò)裁仲器96的第一個(gè)命令時(shí)鐘脈沖縮短最大達(dá)一個(gè)快速時(shí)鐘周期。因此，快速時(shí)鐘信號(hào)應(yīng)選擇成使得對(duì)第一個(gè)串行時(shí)鐘脈沖的縮短不會(huì)影響RXLO 98和TXLO102接收的數(shù)據(jù)。
因此，一旦仲裁器96檢測(cè)到控制器104、116中一個(gè)控制器要在串行總線140、142中相應(yīng)的一個(gè)總線上發(fā)送一個(gè)命令時(shí)，仲裁器就將這個(gè)首先要發(fā)送命令的控制器的串行總線接至公共串行總線144。所選的控制器接至公共串行總線144后，仲裁器立即阻止另一個(gè)控制器寫RXLO98和TXLO 102。于是，與公共串行總線144連接的控制器就能將命令寫入RXLO 98和TXLO 102，將它們調(diào)諧到相應(yīng)頻率供收發(fā)機(jī)92、94兩者使用。同樣，由于控制器104、116向RXLO 98和TXLO 102發(fā)送的是相同的命令，因此，實(shí)際是哪個(gè)發(fā)出并不重要。
仲裁器96還通過(guò)復(fù)位線146分別與控制器104、116連接。復(fù)位線146使接到公共串行總線144上的控制器能將仲裁器96復(fù)位。在有一個(gè)復(fù)位信號(hào)發(fā)送給仲裁器96時(shí)，仲裁器就再次對(duì)串行總線140、142進(jìn)行監(jiān)視。因此，第一個(gè)要寫到串行總線140、142之一上的控制器就被接到公共串行總線144上?；蛘撸俨闷?6也可以配置成對(duì)控制器104、116中任何一個(gè)進(jìn)行響應(yīng)，而不只是與公共串行總線144連接的那個(gè)控制器。
仲裁器96最好作為一個(gè)狀態(tài)機(jī)用一個(gè)諸如可編程邏輯器件(PLD)、可編程陣列邏輯(PAL)器件、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件、復(fù)數(shù)可編程邏輯器(CPLD)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)之類的可編程器件實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)仲裁器96的可編程器件可以用例如ABEL碼編程。適合實(shí)現(xiàn)仲裁器96的一個(gè)實(shí)施例的ABEL碼的一個(gè)例子如下
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Module loDeclarations＂Clocks fast_clk pin；＂lnputs clk1 pin；＂serial clk from logic 1 data1pin；＂serial data from logic 1 sel_lo11 pin；＂lo select from logic 1 sel_lo12 pin；＂lo select from logic 1 reset1 pin；＂reset from logic 1＂Outputs　　clock pin istype′com′；　　datapin istype′com′；　　sel_1 pin istype′com′；　　sel_2 pin istype′com′；　　q0，q1 pin istype′reg_d，buffer′；＂state machine reg＂state diagram　　lo_select＝[q1，q0]；＂State Machine setup　　s1＝0；　　s2＝1；　　s3＝2；　　s4＝3；equationslo_select.clk ＝ fast_clkstate_diagram lo_select state s1　　clock＝0；　　data＝0；　　sel_1＝0；　　sel_2＝0；　　 lf(clk1#(clk1 &amp; clk2))then s2；　　 else if clk2 then s3；　　 else s1；　　state s2　　clock＝clk1；　　data＝data1；　　sel_1＝sel_lo11；　　sel_2＝sel_lo12；　　 lf lreset1 then s1；　　 else s2；　　state s3　　clock＝clk2；　　data＝data2；　　sel_1＝sel_lo21；　　sel_2＝sel_lo22；　　 lf lreset2 then s1；　　 else s3；　　state s4　　if s4 then s1；end]]></pre>
或者，仲裁器96也可以用一個(gè)可編程器件150和一個(gè)三態(tài)緩沖器152實(shí)現(xiàn)，如圖5所示?？删幊唐骷?50可以用諸如PLD、PAL、FPGA、CPLD或ASIC器件之類的任何適當(dāng)?shù)目删幊唐骷?shí)現(xiàn)。在這種配置中，可編程器件150對(duì)各控制器104、116的命令時(shí)鐘信號(hào)線154進(jìn)行監(jiān)視。檢測(cè)到一個(gè)線路156上有命令時(shí)鐘信號(hào)，可編程器件150就產(chǎn)生一個(gè)選擇信號(hào)，或者通過(guò)線路154送至三態(tài)緩沖器去選擇控制器116，或者通過(guò)線路158送至三態(tài)緩沖器去選擇控制器104。三態(tài)緩沖器152根據(jù)在線路156、158上接收到的信號(hào)執(zhí)行開關(guān)功能。在三態(tài)緩沖器152接收到一個(gè)選擇信號(hào)時(shí)，它就將所選控制器的串行總線接至公共串行總線144。復(fù)位線146接至可編程器件150，使可編程器件150復(fù)位，允許再次對(duì)共享本機(jī)振蕩器的控制進(jìn)行仲裁。
可編程器件150可以用例如ABEL碼編程。適合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ABEL碼的一個(gè)例子如下
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Module lo_rarefDeclarations＂Clocks clk_1944 pin；＂fast clock signal＂lnputs　　clk1pin；＂serial clk from controller 1　　reset1 pin；＂dsptxres from logic 1　　clk2pin；＂serial clk from controller 2　　reset2 pin；＂dsptxres from logic 1＂Outputs　　select_lo_1 pin istype′com′；＂select side one serial lo bus　　select_lo_2 pin istype′com′；＂select side two serial lo bus　　q0，q1 pin istype′reg_d，buffer′；＂state machine lo＂state diagram　　lo_select＝[q1，q0]；＂State Machine setup　　s1＝0；　　s2＝1；　　s3＝2；　　s4＝3；equations　 lo_select.clk＝clk_1944；state_diagram lo_select　 state s1　select_lo_1＝1；　　 select_lo_2＝1；　　lf(clk1#(clk1 &amp; clk2))then s2；　　else if clk2 then s3；　　else s1；state s2　　select_lo_1＝0；　　select_lo_2＝1；　　 lflreset1 then s1；　　 else s2；　　state s3　　select_lo_1＝1；　　select_lo_2＝0；　　 lflreset2 then s1；　　 else s3；　　state s4　　if s4 then s1；end]]></pre>可以用圖6所示的狀態(tài)機(jī)160來(lái)說(shuō)明按照以上任何實(shí)施例本發(fā)明的工作情況。在狀態(tài)機(jī)160中有兩個(gè)控制器可能控制公共資源，例如一個(gè)RXLO和/或一個(gè)TXLO。第一控制器上接有一根時(shí)鐘線CLK1、一根串行數(shù)據(jù)線BUS1和一根復(fù)位線RESET1，而第二控制器上接有一根時(shí)鐘線CLK2、一根串行數(shù)據(jù)線BUS2和一根復(fù)位線RESET2。此外，公共資源接在公共串行數(shù)據(jù)線COMMON BUS上。狀態(tài)機(jī)160開始處于的狀態(tài)為STATE1，在無(wú)論哪個(gè)控制器的串行時(shí)鐘線上都沒(méi)有動(dòng)作。狀態(tài)機(jī)160停留在STATE1直至其中一個(gè)控制器要寫一個(gè)公共資源。于是，在無(wú)論哪根串行時(shí)鐘線上發(fā)生動(dòng)作后一個(gè)快速時(shí)鐘周期，狀態(tài)機(jī)160就轉(zhuǎn)至STATE2或3，這取決于哪個(gè)控制器要寫公共資源。無(wú)論是在STATE1還是在STATE2，進(jìn)行控制的哪個(gè)控制器的串行數(shù)據(jù)線就被接至公共串行數(shù)據(jù)線，而另一個(gè)控制器不允許接入公共串行數(shù)據(jù)線。狀態(tài)機(jī)160在從由它接至公共串行數(shù)據(jù)線的控制器接收到一個(gè)復(fù)位信號(hào)后就轉(zhuǎn)回STATE1。如果在兩根時(shí)鐘線上同時(shí)檢測(cè)到有動(dòng)作，狀態(tài)機(jī)160就轉(zhuǎn)至STATE2，將第一控制器的串行數(shù)據(jù)線接至公共串行數(shù)據(jù)線，作為一種默認(rèn)方式。然而，默認(rèn)方式也可以是將第二控制器的串行數(shù)據(jù)線接至公共串行數(shù)據(jù)線，因?yàn)檫@兩個(gè)控制器是將同樣的命令寫入公共資源的。
在附圖和詳細(xì)說(shuō)明中揭示了本發(fā)明的一些典型的優(yōu)選實(shí)施例，雖然使用了一些具體的條款，但這些條款只是在一般性的描述意義上引用的，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的專利保護(hù)范圍在所附權(quán)利要求書中給出。
權(quán)利要求
1.一種用于蜂窩無(wú)線電話基站的收發(fā)機(jī)板，所述收發(fā)機(jī)板包括一個(gè)第一蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)所述第一收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第一控制器；一個(gè)第二蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)所述第二收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第二控制器；一個(gè)公共本機(jī)振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生所述第一收發(fā)機(jī)和所述第二收發(fā)機(jī)用來(lái)調(diào)諧無(wú)線電信號(hào)的調(diào)諧信號(hào)；以及一個(gè)與所述第一控制器和所述第二控制器連接的仲裁器，用來(lái)確定所述第一和第二控制器中哪個(gè)控制器與所述公共本機(jī)振蕩器通信。
2.權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)板，所述收發(fā)機(jī)板還包括一個(gè)用來(lái)調(diào)諧所述第一收發(fā)機(jī)和所述第二收發(fā)機(jī)的無(wú)線電信號(hào)的第二公共本機(jī)振蕩器，其中所述仲裁器還用來(lái)確定所述第一和第二控制器中哪個(gè)控制器與所述第二公共本機(jī)振蕩器通信。
3.權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)板，所述收發(fā)機(jī)板還包括第一和第二總線，其中所述仲裁器通過(guò)所述第一和第二總線分別與所述第一和第二控制器連接，通過(guò)對(duì)所述第一和第二總線的監(jiān)視確定所述第一和第二控制器中哪個(gè)控制器要與所述公共本機(jī)振蕩器通信，從而使所述第一和第二控制器中的這個(gè)控制器可以與所述公共本機(jī)振蕩器通信。
4.權(quán)利要求3的收發(fā)機(jī)板，其中所述仲裁器包括一個(gè)對(duì)所述第一和第二總線進(jìn)行監(jiān)視的可編程器件和一個(gè)響應(yīng)所述可編程器件將所述第一和第二總線之一與所述公共本機(jī)振蕩器連接的三態(tài)緩沖器件。
5.權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)板，其中所述仲裁器響應(yīng)來(lái)自所述第一和第二控制器中與所述公共本機(jī)振蕩器通信的所述控制器的使所述仲裁器復(fù)位的復(fù)位信號(hào)。
6.權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)板，其中所述仲裁器包括一個(gè)可編程器件。
7.一種用于蜂窩基站的收發(fā)機(jī)板，所述收發(fā)機(jī)板包括一個(gè)第一蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)所述第一收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第一控制裝置；一個(gè)第二蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)所述第二收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第二控制裝置；一個(gè)公共本機(jī)振蕩器裝置，用來(lái)產(chǎn)生所述第一和第二收發(fā)機(jī)用來(lái)調(diào)諧無(wú)線電信號(hào)的調(diào)諧信號(hào)；以及一個(gè)與所述第一和第二收發(fā)機(jī)連接的仲裁裝置，用來(lái)確定所述第一和第二控制裝置中哪個(gè)控制裝置與所述公共本機(jī)振蕩裝置通信。
8.權(quán)利要求7的收發(fā)機(jī)板，其中所述仲裁裝置包括一個(gè)可編程器件。
9.權(quán)利要求7的收發(fā)機(jī)板，所述收發(fā)機(jī)板還包括第一和第二總線裝置，其中所述仲裁裝置通過(guò)所述第一和第二總線裝置分別與所述第一和第二控制裝置連接，通過(guò)對(duì)所述第一和第二總線裝置的監(jiān)視確定所述第一和第二控制裝置中哪個(gè)控制裝置首先要與所述公共本機(jī)振蕩裝置通信，從而使所述第一和第二控制裝置中的這個(gè)控制裝置可以與所述公共本機(jī)振蕩裝置通信。
10.權(quán)利要求9的收發(fā)機(jī)板，其中所述仲裁裝置包括一個(gè)對(duì)所述第一和第二總線裝置線路進(jìn)行監(jiān)視的可編程器件和一個(gè)響應(yīng)所述可編程器件將所述第一和第二總線裝置線路之一與所述公共本機(jī)振蕩裝置連接的三態(tài)緩沖器件。
11.一種由共同配置在一個(gè)用于蜂窩無(wú)線電話基站的收發(fā)機(jī)板上的一個(gè)第一收發(fā)機(jī)和一個(gè)第二收發(fā)機(jī)共享一個(gè)本機(jī)振蕩器的方法，其中所述第一收發(fā)機(jī)包括一個(gè)第一控制器而所述第二收發(fā)機(jī)包括一個(gè)第二控制器，所述方法包括下列步驟檢測(cè)什么時(shí)候所述第一和第二控制器中一個(gè)控制器要與所述公共本機(jī)振蕩器通信；以及將所述第一和第二控制器中所述控制器與所述公共本機(jī)振蕩器連接，使它可以與所述公共本機(jī)振蕩器通信。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述檢測(cè)步驟包括監(jiān)視所述第一和第二控制器的信號(hào)以確定所述第一和第二控制器中哪個(gè)控制器首先要與所述公共本機(jī)振蕩器通信的步驟。
13.權(quán)利要求11的方法，其中所述檢測(cè)和連接步驟都是由一個(gè)可編程器件執(zhí)行的。
14.一種接收和發(fā)送蜂窩通信信息、與一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心連接的蜂窩無(wú)線電話基站，所述蜂窩無(wú)線電話基站包括一個(gè)蜂窩天線；一個(gè)與所述天線連接的收發(fā)機(jī)板，所述收發(fā)機(jī)板包括一個(gè)第一蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)所述第一收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第一控制器；一個(gè)第二蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī)，包括一個(gè)對(duì)所述第二收發(fā)機(jī)的工作進(jìn)行控制的第二控制器；一個(gè)接收本機(jī)振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)在所述第一和第二收發(fā)機(jī)的第二下變頻級(jí)內(nèi)使用的第一調(diào)諧信號(hào)；一個(gè)發(fā)送本機(jī)振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)在所述第一和第二收發(fā)機(jī)的第一上變頻級(jí)內(nèi)使用的第二調(diào)諧信號(hào)；以及一個(gè)與所述第一收發(fā)機(jī)和所述第二收發(fā)機(jī)連接的仲裁器，用來(lái)有選擇地確定所述第一和第二控制器中哪個(gè)控制器可以與所述接收本機(jī)振蕩器和所述發(fā)送本機(jī)振蕩器通信；以及一個(gè)電源。
15.權(quán)利要求14的蜂窩無(wú)線電話基站，所述蜂窩無(wú)線電話基站還包括一個(gè)無(wú)線電鏈路接口，用來(lái)將所述收發(fā)機(jī)板與所述移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心對(duì)接。
全文摘要
一種用于蜂窩無(wú)線電話基站的收發(fā)機(jī)板包括:一個(gè)第一蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī),包括對(duì)它的工作進(jìn)行控制的第一控制器;一個(gè)第二蜂窩無(wú)線電收發(fā)機(jī),包括對(duì)它的工作進(jìn)行控制的第二控制器;一個(gè)公共本機(jī)振蕩器,用來(lái)產(chǎn)生第一和第二收發(fā)機(jī)用來(lái)調(diào)諧無(wú)線電信號(hào)的調(diào)諧信號(hào);以及一個(gè)與第一和第二控制器連接的仲裁器,用來(lái)確定第一和第二控制器中哪個(gè)控制器與公共本機(jī)振蕩器通信。最好,仲裁器用一個(gè)諸如可編程邏輯器件(PLD)之類的可編程器件實(shí)現(xiàn),通過(guò)對(duì)第一和第二控制器的監(jiān)視確定哪個(gè)控制器首先要與公共本機(jī)振蕩器通信,從而就允許這個(gè)控制器與公共本機(jī)振蕩器通信而不考慮另一個(gè)控制器?；蛘?仲裁器也可以用一個(gè)監(jiān)視第一和第二控制器的可編程器件和一個(gè)與可編程器件連接、在可編程器件控制下將第一或第二控制器接至公共本機(jī)振蕩器的三態(tài)緩沖器實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1251702SQ98803890
公開日2000年4月26日 申請(qǐng)日期1998年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月4日
發(fā)明者A·S·弗加洛 申請(qǐng)人:艾利森公司