CN102656807B

CN102656807B - 用于无线系统的射频配置的自我发现

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Publication number: CN102656807B
Application number: CN201080055450.0A
Authority: CN
Inventors: M.A.肯科尔; C.M.梅耶
Original assignee: Shure Acquisition Holdings Inc
Current assignee: Shure Acquisition Holdings Inc
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: CA2777294A1; KR101735707B1; MX2012004173A; RU2012118647A; US20110080847A1; WO2011044249A1; CA2777294C; TWI513201B; EP2486662B1; JP2013507831A; RU2553264C2; US8843075B2; EP2486662A1; KR20120093268A; CN102656807A; TW201136195A; JP5703303B2

Abstract

一种RF分配系统，其确定其配置并且验证确定的配置的一致性。基于设备标识符，RF分配系统可以个别地指令每个RF组件提供生成的信号。结果，第一RF组件可以在第一端口上调制信号。如果第二RF组件在第二端口上检测到调制信号，那么RF分配系统认为两个RF组件相互连接。对于剩余RF组件可以重复该过程，使得可以确定RF分配系统的RF配置。可以对于操作一致性进一步验证确定的RF配置。RF分配系统还可以扫描RF谱，基于该扫描确定提供与RF分配系统的RF兼容性的一组频率，并且根据该组频率配置RF组件。

Description

用于无线系统的射频配置的自我发现

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年10月7日提交的临时申请序列号61/249,438以及于2009年11月25日提交的美国专利申请序列号12/626,105的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

本发明涉及用于无线系统的射频配置的自我发现。

背景技术

无线麦克风接收器通常连接到同轴天线分配系统。接收器典型地连接到分配放大器，并且可以通过一系列同轴电缆以级联方式相互连接。可以通过诸如以太网的联网协议控制接收器的分配的频率范围。如果分配放大器和相关联的接收器配置到不同滤波频带，那么失配可能导致不良的或不可操作的系统性能。此外，如果没有正确地连接各组件，则分配系统可能不能正常操作。

发明内容

提供此发明内容以便以简化形式介绍多个概念，下面在具体实施方式进一步描述。此发明内容不旨在确定本公开的关键特征或必要特征。

射频（RF）分配系统（例如，无线麦克风接收器、扫描器、天线分配系统或包含一些或所有在此描述的组件的任何系统）确定其配置，并且验证确定的配置的一致性。分配系统中的第一RF组件在第一端口上调制信号。如果第二RF组件在第二端口上检测到调制信号，那么处理器认为两个RF组件相互连接。当已经由处理器确定配置时，RF分配可以进一步验证配置是否一致（例如，连接的组件是否操作在相同频带，以及所有组件是否连接到至少一个其他组件）。

在本公开的另一方面，RF分配系统指令RF分配系统的第一RF组件提供生成的信号。如果检测到来自第二RF组件的指示，那么RF分配系统确定第一RF组件和第二RF组件电连接。对于剩余RF组件重复该过程，使得可以确定RF分配系统的RF配置。第一RF组件可以通过改变DC电压电平或利用频调（tone）调制生成的信号。

在本公开的另一方面，RF系统可以个别指示每个RF组件基于每个RF组件的设备标识符提供生成的信号。可以从由所支持的协议（包括以太网、USB和Zigbee）支持的设备寻址获得设备标识符。

在本公开的另一方面，可以对于操作的一致性验证确定的RF配置。例如，验证可以对于连接的RF组件验证频带的一致性，验证RF分配系统中的每个RF组件连接到另一组件，以及当RF组件不是RF配置的端点时验证每个RF组件连接到之前的RF组件和随后的RF组件。

在本公开的另一方面，RF分配系统扫描RF谱，基于该扫描确定提供与RF分配系统的RF兼容性的一组频率，并且根据该组频率配置RF组件。

附图说明

可以通过参照考虑附图的以下描述，获取本发明的示例性实施例及其优点的更完整理解，在附图中相同的参考标号指示相同的特征，并且其中：

图1示出用于支持根据本发明的示例性实施例的无线系统的装置。

图2示出根据本发明的示例性实施例的接收器的框图。

图3示出用于对于根据本发明的示例性实施例的无线系统执行RF配置的自我发现的流程图。

图4示出根据本发明的示例性实施例的RF分配系统的RF配置。

图5示出根据本发明的示例性实施例的无线系统的RF配置。

图6示出连接到根据本发明的示例性实施例的无线接收器的分配放大器的框图。

图7示出根据本发明的示例性实施例的分配放大器单元和接收器单元的后面板。

具体实施方式

在各种示例性实施例的以下描述中，参照形成实施例的一部分的附图，并且其中通过图示示出可以实践本发明的各种实施例。要理解的是，可以利用其他实施例，并且可以进行结构和功能性修改而不背离本发明的范围。

本公开的各方面涉及确定射频（RF）分配系统（例如，无线麦克风接收器、扫描器、天线分配系统或包含一些或所有在此描述的组件的任何系统）的配置，并且验证确定的配置的一致性。分配系统中的第一RF组件在第一端口上调制信号。如果第二RF组件在第二端口上检测到调制信号，那么处理器认为两个RF组件相互连接。当已经由处理器确定配置时，RF分配可以进一步验证配置是否一致（例如，连接的组件是否操作在相同频带，以及所有组件是否连接到至少一个其他组件）。

图1示出用于支持根据本发明的示例性实施例的无线系统的装置。麦克风接收器105、107、109和111通过分配放大器103在同轴天线分配系统中连接到天线102。接收器105、107、109和111和分配放大器103可以分别通过以太网连接153、155、157、159和151由处理器101通过联网协议（例如，以太网）控制。尽管图1示出了分离的以太网连接，但是通常通过菊链配置支持以太网连接性，其中通过链接设备并且将唯一地址分配到每个设备获得以太网连接。

如果分配放大器103和相关联的接收器105、107、109和111配置到不同频率范围或频带（其可以称为“带”），则失配可能导致不良的或不可操作的系统性能。电压源可以存在于接收器105、107、109和111的天线端口（例如，接收器105的输入RF端口107）和分配放大器103，用于在驱动线放大器和有源天线时使用。DC电压可以用于由处理器101通过以太网连接发布到特定接收器的给定网络系统命令调制（即，开/关或多个电压电平）。在实施例的情况下，通过改变操作电压电平（例如，12伏）和中间电压电平（例如，10.5伏或13.5伏）之间的信号的DC分量调制DC电压。调制的DC电压可以由上流接收器检测到（例如，如果接收器107在其输入RF端口调制信号，则在输出RF端口173），并且可以由检测接收器在以太网网络上发送消息，通知系统处理器101已经确定（发现）这些RF组件之间的RF链接（例如，RF连接160、161、162、163或165）。如果RF组件调谐到不同频带并且连接在一起，则RF分配系统100可以通过可以在显示设备115上显示指示的系统软件，将失配通知用户。

其他实施例可以以不同方式在输入RF端口171调制信号。例如，可以利用一个或多个频调或串行/双工数据流调制信号。

一些实施例可以利用单工/双工数字数据流（例如，利用UART）、低速单工数据流或单个脉冲标识符（例如，仅具有单个标识符位的非格式化数据），在端口171发送关于信号的信息。

在图1所示的实施例的情况下，接收器（例如，接收器105）在其输入RF端口（例如，端口171）上调制信号，使得当组件通过RF链接相互连接时，之前的（上流）RF组件（接收器或分配放大器，例如，放大器103）检测到调制信号。然而，在其他实施例的情况下，RF组件可以调制其输出RF端口（例如，端口173），使得随后的（下流）RF组件（例如，接收器107）可以在其RF端口检测到调制信号。

RF分配系统100还可以自动配置接收器105、107、109和111，用于在相同频带内分配操作频率。可以在通过扫描器117扫描频带或多个频带并且确定提供最佳RF兼容性的一组频率之后，执行配置过程。扫描器117通过RF链接162从分配放大器103获得RF谱，并且通过以太网连接158将关于谱的信息提供到处理器101。级联连接的接收器（例如，接收器105和107）然后可以配置到相同频带，并且规划到该频带内的个别信道。系统设置可能对于用户表现为确定系统配置、扫描清晰频率、计算频带内的兼容频率、并且将接收器配置到计算的频率（信道）的单个操作。

当RF组件添加到系统100或在系统100的操作期间，RF分配系统100可以在系统初始化时确定RF配置。可以响应于来自用户的输入、循环地（例如，每一预定时间间隔一次）、或自动地（例如，当初始化系统时或当RF组件添加到RF分配系统100时）配置系统100。

处理器101可以通过在以太网网络上发送消息到RF组件，指令RF组件在其输入RF端口调制信号。结果，连接到受指令的RF组件的RF组件应该在以太网网络上发送消息到处理器101，通知处理器101检测到调制信号。

处理器101可以执行来自计算机可读介质（例如，存储器113）的计算机可执行指令，以便执行发现处理（在此描述的任何或所有处理）。在一些实施例的情况下，装置110可以包括处理器101和存储器113。装置110可以包括一个或多个专用集成电路（ASIC）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、现场可编程门阵列（FPGA）或其他集成电路。计算机存储介质可以包括以任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移除和非可移除介质，用于诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的存储。计算机存储介质包括但不可限于随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、盒式磁带、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或者可以用于存储希望的信息并且可以由处理器101访问的任何其他介质。可执行指令可以执行在此描述的任何或所有方法步骤。在一些实施例的情况下，装置110（例如，膝上型计算机）可以在接收器、扫描器和分配放大器外部，如图1所示。在其他实施例的情况下，装置110可以嵌入每个设备（例如，接收器105和/或107和/或分配放大器103），使得不必需要求外部计算机。

装置100或装置100的部分可以实施为一个或多个专用集成电路（ASIC）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、现场可编程门阵列（FPGA）或其他集成电路，其具有用于执行如结合在此描述的一个或多个或任何实施例描述的操作的指令。所述指令可以是存储在机器可读介质中的软件和/或固件指令，和/或可以是硬件编码为一系列逻辑门和/或一个或多个集成电路中和/或结合其他电路元件的一个或多个集成电路中的状态机器电路。

图2示出根据本发明的示例性实施例的接收器105的框图。当通过以太网连接153（对应于消息251）由处理器201指令时，接收器105在输入RF端口171上调制信号。为了调制该信号，电源调制硬件201改变电源203的电压电平。RF扼流器205隔离电源203与由RF电路206处理的RF信号成分。上流接收器（未示出）应该检测到调制信号。

接收器105还包括检测电路，用于检测来自下流接收器（未示出）的调制信号。为了通过输出RF端口173检测调制信号，检测器209检测调制信号中的DC电压转变，并且通过以太网连接153（对应于消息253）将事件报告给处理器201。当RF级联电路208提供RF信号到下流接收器时，RF扼流器207提供对于检测器209的RF隔离。检测器209可以采用不同形式，包括斜率检测器或模拟到数字转换器（ADC）。

图3示出用于对于根据本发明的示例性实施例的无线系统100执行RF配置的自我发现的流程图300。在块301中，处理300确定是否已经测试所有RF实体（例如，接收器、分配放大器和扫描器）。如果没有，则在块303中确定下一个RF实体。在一些实施例的情况下，从分配的介质访问控制（MAC）地址确定下一个RF实体。下一个RF实体可以通过不同标准选择，例如，通过随机选择MAC或通过以预定顺序选择MAC地址。在一些实施例的情况下，MAC地址的随机选择可以通过伪随机过程近似。

如上所述，MAC地址的使用组为设备标识符。然而，其他实施例可以使用其他形式的特定设备标识符。例如，一些实施例可以支持以太网之外的不同协议（例如，USB或Zigbee）。

在块305中，处理器101指令选择的RF实体在其输入RF端口调制信号。在块307、309和311中，上流RF实体应该检测和报告调制信号，除了当指令的RF实体是连接到天线（例如，天线102）的分配放大器（例如，如图1所示的分配放大器103）时。否则，如果没有RF实体（组件）检测到调制信号，则可以由处理器101生成配置错误指示。

处理300的结果可以结合进一步的处理使用，在进一步的处理中，RF分配系统100的图可以显示在显示设备115上（如图1所示）。该图可以包括RF实体之间的硬件连接，并且还可以指示RF配置中是否存在错误（例如，当不同频带的两个接收器连接时或当接收器没有连接到分配放大器或另一接收器时）。该分析便于正确的系统连接的确认并且可以检测被损坏的RF电缆。

图4示出根据本发明的示例性实施例的无线系统的RF配置400。在示例性实施例的情况下，频带H、J、K和L分别对应于470到518MHz、518到578MHz、578到638MHz、以及638到698MHz。分布放大器的输出可以设为4个频带之一或者宽带操作，即，输出跨越从470到698MHz的整个范围。参照图6，如所示用于分配放大器605的滤波频带A、B、C和D对应于如图4所示的滤波频带H、J、K和L。分配放大器401配置为通过整个滤波频带（470-698MHz）。分配放大器402、414、415和416（分别为H-0、J-0、K-0和L-0）设为如上所述的470-698MHz的子频带。每个无线麦克风接收器（例如，接收器404-413）、天线分配放大器（例如，放大器401和402）、以及扫描器（如图5所示的扫描器503）具有存在于天线输入端口的12-15VDC的信号分量。DC电压典型地用于驱动线放大器和有源天线。在一些实施例的情况下，通过（级联）端口的RF环路可能没有可用的DC电压源。天线端口的DC电压可能在系统设置期间经由网络命令断开和导通（以便调制其操作电压）。如果接收器级联，则来自接收器的天线的DC电压通过之前的接收器的端口引入到环路。通过端口的RF环路可以感测DC的存在和调制，并且因此可以指示RF连接链配置。

例如，如果在接收器（H-2）405的输入天线端口的DC断开和导通，那么调制信号应该通过接收器（H-1）404的端口由环路感测并且报告到网络。报告的指示通知处理器101接收器共享405和404RF连接461，并且应该设为在相同滤波频带内操作。以类似方式，网络中的每个接收器和分配放大器使其端口每次触发（toggle）。如果没有由另一RF实体感测到DC电平的变化，那么触发的实体假设在链的天线末端（对应于分配放大器401）。在分集系统的情况下，当仅由一个天线端口感测到改变时，可以检测到损坏的或丢失的RF电缆。

可以经由计算机网络报告消息，指示RF连接的配置并且发出关于损坏的RF电缆的警告。链接在一起的接收器应该设为相同频带，因为接收器的RF信号已经通过链中的第一接收器滤波到该频带。如果分配放大器是频带选择的，那么由该分配放大器服务的每个接收器应该设为选择的频带内的频率。分配放大器（例如，如图4所示的放大器401）还可以设为宽带操作（如用图6中的分配放大器605所示，同时通过频带A、B、C和D内的所有信号）。每个级联的分配放大器（例如，放大器402）可以是分别频带选择的，并且支持四个接收器链，其中每个链与相同频带相关联。

天线分配放大器的通过环路（loop-through）还可以设为宽带操作，以便支持宽带扫描器（没有在图4中明确示出，但是如利用图5所讨论的）。

在一些实施例的情况下，分配放大器（例如，放大器401和402）可以级联以增加可以由RF分配系统100支持的接收器的数目。在一些实施例的情况下，第二分配放大器（例如，放大器402）的增益典型地设为统一的。

图5示出根据本发明的示例性实施例的无线系统的RF配置500。配置利用扫描器503，其扫描通过分配放大器501和RF连接561来自天线504的输入信号的频谱。分配放大器501提供滤波输出（例如，对应于如图6所示的输出651）以及非滤波输出（例如，对应于输出659）。扫描器503分析通过连接561的非滤波输出，并且将结果报告处理器101（如图1所示），如上所讨论的。

分配放大器501级联到分配放大器502，其提供滤波信号（例如，通过连接563到接收器505）和非滤波信号（例如，通过连接565到接收器506）。

图6示出连接到根据本发明的示例性实施例的接收器单元607、609、611、613、615和617的分配放大器605的框图。分配放大器605通过天线601和603接收信号，并且提供滤波的RF输出到每个接收器，以便支持分集接收。例如，通过RF连接651和653提供两个RF输入信号到接收器单元604（包括接收器1和2）。在一些实施例的情况下，接收器1和2在接收器单元607内内部级联，并且设为相同频带。在其他实施例的情况下，接收器1和2可以通过同轴电缆外部级联。接收器单元609通过RF连接655和657级联到接收器单元607。接收器单元611进一步从接收器单元609级联。

如之前讨论的，分配放大器605还通过连接659和661提供非滤波RF信号，以便支持额外的接收器或扫描器。

图7示出分别根据本发明的示例性实施例的分配放大器单元605和接收器单元607的后面板。尽管图7仅示出了一个分配放大器单元和一个接收器单元，但是多个分配放大器单元和接收器可以配置到系统100中，其中各单元可以堆叠在一个或多个机架上。例如，一些示例性配置可以支持超过100个信道，并且因此支持超过50个双信道接收器单元。

两个天线可以连接到后面板701的BNC连接器713和714，以便提供RF分集。滤波RF输出（支持分集对并且对应于BNC连接器705和709、706和710、707和711、以及708和712）和非滤波RF输出（对应于BNC连接器715和716）可以通过同轴电缆连接到接收器单元。

后面板703对应于两个接收器（信道），其中通过穿过连接器721和722的菊链建立以太网连接性。通过BNC连接器717和718提供分集输入RF信号，并且通过BNC连接器719和720级联到另一接收器单元。

尽管已经参照具体示例描述的一些实施例，但是其他实施例可以包括上述系统和技术的多种变化和置换。

以下是示例性实施例。

结合以下方面的一个或多个的方法（例如，RF分配系统）包括：

●指令第一RF组件（例如，第一无线接收器）在第一RF组件的第一端口上调制信号

○通过改变RF输入端口上的DC电压（例如，在操作电压电平和中间电压电平之间导通/关断）调制信号

○利用频调调制信号

○串行数据（单工或双工）

●从第二RF组件（例如，第二无线接收器）接收在第二RF组件的第二端口上检测到调制信号的指示

○在第二RF组件的级联RF输出端口上检测到调制信号

●对于剩余RF组件系统重复指令，使得确定RF配置

○基于MAC地址确定下一个RF组件

●对于操作一致性验证确定的系统配置

○对于连接的RF组件验证频带的一致性

○验证组件连接到另一组件

结合以下方面的一个或多个的装置（例如，RF分配系统）包括：

●处理器（并且可选地，存储器和通信接口）配置为使得装置

○指令第一RF组件（例如，第一无线接收器）在第一RF组件的第一端口上调制信号

■通过改变RF输入端口上的DC电压（例如，在操作电压电平和中间电压电平之间导通/关断）调制信号

■利用频调调制信号

■串行数据（单工或双工）

○从第二RF组件（例如，第二无线接收器）接收在第二RF组件的第二端口上检测到调制信号的指示

■在第二RF组件的级联RF输出端口上检测到调制信号

○对于剩余RF组件系统重复指令，使得确定RF配置

■基于MAC地址确定下一个RF组件

○对于操作一致性验证确定的系统配置

●对于连接的RF组件验证频带的一致性

●验证组件连接到另一组件

一种计算机可读介质，其包含计算机可读指令，所述计算机可读指令使得装置（例如，RF分配系统）结合以下方面的一个或多个执行：

○利用频调调制信号

○串行数据（单工或双工）

○在第二RF组件的级联RF输出端口上检测到调制信号

●对于剩余RF组件系统重复指令，使得确定RF配置

○基于MAC地址确定下一个RF组件

●对于操作一致性验证确定的系统配置

○对于连接的RF组件验证频带的一致性

○验证组件连接到另一组件

Claims

1.一种对于无线系统执行RF配置的自我发现的方法，包括：

a)选择射频RF分配系统的一个测试RF组件；

b)指令射频RF分配系统的测试RF组件以调制信号；

c)当通过另一个RF组件检测到所述调制信号时，从另一个RF组件接收指示，所述指示指示所述测试RF组件和所述另一个RF组件电连接；

d)确定是否已经测试所有RF组件；如果没有，则进入步骤e)；如果是，则进入步骤f)；

e)选择下一个测试RF组件，并对于下一个测试RF组件重复步骤b)到d)；以及

f)基于指令、接收和重复步骤，确定所述RF分配系统的RF配置。

2.如权利要求1所述的方法，b)还包括：

通过改变所述信号的DC电压电平，调制所述信号。

3.如权利要求1所述的方法，b)还包括：

利用调制信号调制所述信号，所述调制信号由频调表征。

4.如权利要求1所述的方法，其中e)还包括：

基于下一个测试RF组件的设备标识符，确定所述下一个测试RF组件。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述设备标识符包括介质访问控制(MAC)地址。

6.如权利要求1所述的方法，f)还包括：

对于操作一致性验证确定的RF配置。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述验证包括：

对于连接的RF组件验证频带的一致性。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述验证包括：

验证所述RF分配系统中的每个RF组件连接到另一组件。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述验证包括：

当每个RF组件不是所述RF配置的端点时，验证每个所述RF组件连接到之前的RF组件和随后的RF组件。

10.如权利要求1所述的方法，f)还包括：

获得关于RF谱的谱信息；

根据所述谱信息，确定提供与所述RF分配系统的RF兼容性的一组频率；以及

根据该组频率配置所述测试RF组件和另一个RF组件。

11.一种对于无线系统执行RF配置的自我发现的装置，包括：

用于选择射频RF分配系统的一个测试RF组件的装置；

用于指令RF分配系统的测试RF组件以调制信号的装置；

用于当通过另一个RF组件检测到所述调制信号时、从另一个RF组件接收指示的装置，所述指示指示所述测试RF组件和所述另一个RF组件电连接；

用于确定是否已经测试所有RF组件的装置；

当用于确定是否已经测试所有RF组件的装置确定一些RF组件还未被测试时，用于选择下一个测试RF组件并对于下一个测试RF组件重复指令、接收和确定步骤的装置；以及

当用于确定是否已经测试所有RF组件的装置确定已经测试所有RF组件时，用于基于指令、接收和重复步骤，确定所述RF分配系统的RF配置的装置。

12.如权利要求11所述的装置，还包括：

用于获得关于RF谱的谱信息的装置；

用于根据所述谱信息、确定提供与所述RF分配系统的RF兼容性的一组频率的装置；以及

用于根据该组频率配置所述测试RF组件和另一个RF组件的装置。

13.如权利要求11所述的装置，还包括：

用于通过改变所述信号的DC电压电平、调制所述信号的装置。

14.如权利要求11所述的装置，还包括：用于利用调制信号调制所述信号的装置，所述调制信号由频调表征。

15.如权利要求11所述的装置，还包括：

用于基于介质访问控制(MAC)地址确定下一个RF组件的装置。

16.如权利要求11所述的装置，还包括：

用于对于操作一致性验证确定的RF配置的装置。