CN104022790B - 用于补偿天线信号连接中出现的衰减的电路装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电路装置，其用于补偿在移动无线电终端设备和天线之间的天线信号连接中出现的衰减，该电路装置具有处于天线信号连接中的至少一个天线信号放大器和用于调节放大因子的控制单元，经过所配属的天线信号放大器的天线信号以所述放大因子被放大或衰减。该电路装置具有探测单元，其用于感测天线信号功率，并且，如果所感测的天线信号功率处于预先给定的下极限值和预先给定的上极限值的范围内，则控制单元设置用于以一变化速度来匹配所述放大因子，所述变化速度相对于移动无线电终端设备和与移动无线电终端设备处于通信连接中的移动无线电网络的基站之间的天线信号功率调控回路的调控速度而言较慢，天线信号由移动无线电终端设备以发射功率发射。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于补偿在移动无线电终端设备和天线之间的天线信号连接中所出现的衰减的电路装置，该电路装置在该天线信号连接中具有至少一个天线信号放大器并且具有用于调节放大因子的控制单元，经过所配属的天线信号放大器的天线信号以该放大因子被放大或衰减。
本发明还涉及一种相应的补偿方法。
背景技术
在移动无线电终端设备连接到外部天线的情况下，例如在车辆中的免提通话装置(Freisprecheinrichtung)中，在从移动无线电终端设备到天线和反之从天线到移动无线电终端设备的信号路径中产生衰减。尽管通过外部的天线应当能够改进发射和接收质量，该衰减导致信号质量降低。
在实际中，在移动无线电终端设备以缆线连接方式连接到天线上的情况下，该衰减大致不变并且使得补偿电路能够以不变的放大因子运行。然而，在移动无线电终端设备与天线信号放大器和连接到天线信号放大器上的天线以电磁方式、电容方式或电感方式耦合的情况下，该衰减会根据当前的运行状态和所使用的移动无线电终端设备而变化。预先给定的、不变的放大因子则不是优化的并且会导致问题。
DE10 2010 045 244 A1公开了一种电路装置，其用于通过一用于控制天线信号放大器的控制装置来补偿移动无线电站和天线之间的高频传输中的衰减。在发射运行时，放大器的工作点比在接收运行时调节得高，即放大器这时以更高的功率运行。发射的无线电信号的存在性通过信号探测器来探测，其中，信号探测器和控制装置构型用于通过控制信号来这样控制放大器，使得放大器在放大器的预先给定的第一工作点情况下放大发射的无线电信号并且在放大器的预先给定的第二工作点情况下放大接收的无线电信号。
EP1 602 179 B1描述了一种电路装置，其用于通过多个功率不变的放大器模块来运行天线上的发射和接收设备，通过该电路装置来引导对应传输标准的分别相应的发射信号。这样，例如GSM900-发射信号被引导到补偿器的4瓦放大器模块上而GSM1800信号被引导到补偿器的2瓦模块上。
EP1 852 978 A2公开了一种装置，其用于通过移动无线电参与站(Mobilfunkteilnehmerstation)中的、具有用于放大信号的信号放大器的天线馈入线路来传输信号。在移动无线电参与站的外部天线和移动无线电参与设备之间和/或反之在移动无线电参与设备和移动无线电参与站的外部天线之间被传输的信号的总放大根据连接衰减来调节。为此，设置有用于调节总放大的调节装置和与天线馈入线路连接的探测装置，该探测装置用于评估通过天线馈入线路传输的信号和用于探测调节值，调节装置应在该调节值上调节。在所评估的、被传输的信号中应包含关于所存在的连接衰减及所选择的连接种类和/或移动电话种类的信息。提供这样的信息需要获知数据传输协议以及独具(Eignung)一移动无线电终端设备。
发明内容
由此出发，本发明的任务是实现一种改进的、用于补偿移动无线电终端设备和天线之间的天线信号连接中所出现的衰减的电路装置以及一种为此目的的补偿方法，通过该方法，以简单的方式对至少一个天线信号放大器的放大因子进行与运行状态相匹配的调节，而不对移动无线电终端设备的信息进行存取并且不用费事地测量实际上在天线信号连接中当前存在的衰减。
该任务通过具有权利要求1的特征的电路装置以及通过具有权利要求9的特征的补偿方法来解决。有利的实施方式在从属权利要求中说明。
提出：所述电路装置具有探测单元，该探测单元用于感测所述天线信号连接的信号路径中的天线信号的天线信号功率，并且，如果所感测的天线信号功率处于为所感测的天线信号功率预先给定的下极限值和为所感测的天线信号功率预先给定的上极限值的范围内，所述控制单元设置用于以一变化速度来匹配所述放大因子，所述变化速度相对于所耦合上的移动无线电终端设备和移动无线电网络的基站之间的、用于调控所述移动无线电终端设备的发射功率的天线信号功率调控回路的调控速度而言较慢，所述移动无线电终端设备与所述移动无线电网络处于通信连接中，所述移动无线电终端设备以所述发射功率发射天线信号。
处于耦合上的移动无线电终端设备和移动无线电网络(移动无线电终端设备与该移动无线电网络处于通信连接中)的基站之间的、用于调控移动无线电终端设备的发射功率的天线信号功率调控回路以下也被简称为“网络侧功率调控”。
该电路装置首先利用一次：移动无线电终端设备通过具有基站的调控回路总归适应移动无线电终端设备和基站之间的当前总衰减、包括天线和基站之间的空间衰减。在此，基站这样调控移动无线电终端设备，使得移动无线电终端设备以最小可能的功率发射，所述功率足以保证移动无线电终端设备和基站之间的、按规定的通信，而不干扰与其他移动无线电终端设备的通信。由此，从预先给定的最小放大因子出发，移动无线电终端设备会基于具有基站的调控回路自动地将移动无线电终端设备的发射功率以这样的程度提高，使得天线信号连接的在运行期间在各种情况下变化的衰减被补偿。
现在，这种根据系统而存在的调控回路、即网络侧功率调控与对所述至少一个所配属的天线信号放大器的放大因子的调节重合。为此，通过下极限值和上极限值为所感测的天线信号功率预先给定一范围，在该范围中，通过附加地对所配属的天线信号放大器的放大因子进行匹配以调控移动无线电终端设备的信号功率来如下发挥正面作用：天线信号连接中的可变的衰减通过所配属的至少一个天线信号放大器以其已匹配的放大因子来抵消。当移动无线电终端设备的发射功率的总归就存在的调控与该已匹配的放大因子共同作用时，这得以实现。为此，以与移动无线电终端设备和基站之间的天线信号功率调控回路(即网络侧功率调控)的调控速度相比较慢的变化速度来匹配该放大因子。其结果是：通过对放大因子的匹配来支持主要的网络侧功率调控，而两个调控回路不相对于彼此作用。通过以所述极限值预先给定的范围则确保，所述电路装置在可允许的功率范围内运行并且在预先给定的极限范围内适应天线信号路径中实际现有的衰减，在所述极限范围中匹配放大因子是有意义的。
特别有利的是，所述控制单元设置用于在为所述放大因子预先规定的调节范围内匹配所述放大因子。借助于这样的调节范围，例如可以这样确定最小的放大因子，使得在假定的、最小的耦合衰减的情况下所述放大精确地补偿该耦合衰减。所述调节范围的上极限则可以相应地这样确定，使得在假定的、最高的耦合衰减情况下对于所有相关的移动无线电终端设备又能够达到确定的放大值，以在所述假定的、最高的耦合衰减情况下补偿该耦合衰减。借助于这样的调节范围，实现在一放大范围内执行补偿，该放大范围与真实情况相匹配并且通过该放大范围尽可能避免过度控制。对放大因子的所述调节借助于这样的调节范围来进行，由此基本上仅用于补偿耦合衰减。
放大因子不仅可以被缓慢地升高。可构想，与网络侧功率调控的调控速度相比，放大因子缓慢地减小到预先给定的最小放大因子。在此，在又离开天线信号功率的临界的、高的范围之后，放大因子的该缓慢减小优选在一范围内进行。对于放大因子的这种缓慢回置(Zuruecksetzen)的步骤，不仅是天线信号功率低于预先给定的最小极限值能够被看作触发的判据。也可构想，在限定的时间延迟之后才进行该回置，其中，在该时间延迟之后天线信号功率也必须更加小或者在必要时等于相关的极限值，在达到所述相关的极限值时触发所述减小。
优选，当所感测的天线信号功率比预先给定的所述下极限值小时，所述控制单元设置用于调节预先给定的、最小的放大因子。在此，优选地，在假定最小的耦合衰减情况下，这样的最小放大因子适合于补偿该最小的耦合衰减，从而在天线信号功率低于下极限值时还总是对所述耦合衰减进行至少部分式的补偿。
另外有利的是，当所感测的天线信号功率比预先给定的、最大的极限值大时，所述控制单元设置用于减小所述放大因子。所述放大因子则被减小到一值，在该值情况下，所感测的天线信号功率最大化到预先给定的最大的极限值但是不再超过该最大的极限值。由此，防止由天线辐射的信号超过最大可允许的上极限值。
在这种相互关系中，特别有利的是，所述电路装置具有用于存储最大可能的放大因子的存储器并且所述控制单元设置用于将被减小的放大因子存储在所述存储器中和用于预先给定最大可能的放大因子。这种在超过预先给定的最大极限值时通过减小放大因子来调节的、被减小的放大因子通过该放大因子被存储为极限值而被适配式地确定，在调节周期中进一步匹配放大因子时，所述极限值不再能被超过。由此确保，在进一步匹配放大因子时在很大程度上阻止进一步超过预先给定的最大极限值。
在这种关系中，特别有利的是，当感测到比预先给定的下极限值小的天线信号功率时，控制单元设置用于回置被存储的、最大可能的放大因子。其结果是，所述最大可能的放大因子在随后的匹配中保持不被考虑直到存储了新的、最大可能的放大因子。由此，所存储的、最大可能的放大因子仅这样长时间地适用，直到所感测的天线信号功率低于预先给定的下极限值。然后开始新的调节周期，因为这样低于预先给定的下极限值表明移动无线电终端设备被从耦合壳取下或者表明通信连接的终止。因为这时耦合条件会显著变化，在天线信号功率低于预先给定的下极限值时开始新的调节周期。
探测单元优选在信号技术上这样安装在所述电路装置中，使得至少一个所配属的发射放大器的输出端上的天线信号功率被感测，所述发射放大器用于放大由所述移动无线电终端设备所发射的天线信号。感测天线信号功率作为移动无线电终端设备的发射功率具有优点：发射信号的该功率比接收信号的功率高得多。该信号功率的变化能够通过与移动无线电终端设备和基站之间的天线信号功率调控回路的功率调控的良好相关性而从天线信号的噪声中被探测，并且可作为在适配放大因子时被考虑的参量来使用。
特别有利的是，所述控制单元设置用于匹配至少一个发射放大器的放大因子，所述发射放大器用于放大由所述移动无线电终端设备所发射的天线信号。然后，根据所配属的发射放大器的已匹配的放大因子，对至少一个所配属的接收放大器进行调节，所述接收放大器用于放大通过所述天线例如从基站接收的天线信号。由此，对补偿器的放大的适配优选基于连接上的移动无线电终端设备的发射信号来进行。已匹配的该放大因子则被直接或按照比例地考虑以调节接收放大因子。
以与电路装置相应方式，该任务通过这样的方法来解决，该方法用于借助于天线信号连接中的至少一个发射放大器来补偿在移动无线电终端设备和天线之间的天线信号连接中所产生的衰减，通过以下步骤：
-感测所述天线信号连接的信号路径中的天线信号的天线信号功率和
-如果所感测的天线信号功率处于为所感测的天线信号功率预先给定的下极限值和为所感测的天线信号功率预先给定的上极限值的范围内，以一变化速度来匹配所述放大因子，所述变化速度相对于所耦合上的移动无线电终端设备和移动无线电网络的基站之间的天线信号功率回路的调控速度而言较慢，所述移动无线电终端设备与所述移动无线电网络处于通信连接中以调控所述移动无线电终端设备的发射功率，天线信号由所述移动无线电终端设备以所述发射功率发射。
天线信号功率的感测可以通过探测单元在补偿电路的运行期间连续地或者以有规律或无规律的时间间隔地执行。相应的情况适用于匹配放大因子的步骤，从而感测天线信号功率和匹配放大因子这两个步骤相互作用并且重复进行。
有利的实施方式在从属权利要求中说明。
通过所述电路装置和所述方法实现：在预先给定的功率调控范围内执行补偿。在此保证，在移动无线电终端设备的最小发射功率情况下，天线基点上的天线信号功率不超过预先给定的下极限值。另外可以确保，在移动无线电终端设备的最高发射功率情况下，天线基点上的天线信号功率不超过预先给定的上极限值。此外，能够实现，在移动无线电终端设备的最高发射功率情况下，天线基点上的天线信号功率也达到预先给定的上极限值，从而防备性地而不过度地限制天线信号功率。
附图说明
以下依据附图示例性地进一步阐释本发明。附图示出：
图1-用于补偿移动无线电终端设备和天线之间的耦合衰减的电路装置的框图；
图2-根据所感测的天线信号功率来调节放大因子的流程的曲线图；
图3-根据所感测的信号功率来调节放大因子的另一种可能的流程的曲线图。
具体实施方式
图1可见用于补偿在移动无线电终端设备3和天线4之间的天线信号连接2中所出现的衰减的电路装置1的框图。电路装置1具有至少一个天线信号放大器5a，5b。上方的天线信号放大器5a为用于放大由移动无线电终端设备3向天线4的方向发射的天线信号的发射放大器。下方的天线信号放大器5b在用于放大由基站5发射并由天线4感测的天线信号的放大器上，该天线信号进一步传输到移动无线电终端设备3上。
对于例如根据4G标准(UMTS，LTE)的运行，发射放大器5a和接收放大器5b同时运行。天线信号则在输入侧和输出侧由天线信号放大器5a，5b借助于双工器6a，6b分配，从而频带(所述电路装置1被设计用于该频带)的低的频率范围经由接收放大器5b导通而高的频率范围经由发射信号放大器5a导通，或者反之。
另外可见的是，探测单元7耦合到发射信号放大器5a的输出端上，以感测天线发射信号的天线信号功率。这种所感测的天线信号功率被直接地或者作为成比例的、模拟的信息或数字信息提供给控制单元8。该控制单元8例如可以是被适合地编程的微控制器、微处理器或者ASIC、FPGA或类似设备。但是，也可构想，控制单元8被构造为离散的逻辑电路。控制单元8的输出端在一侧通过第一控制线路连接到发射信号放大器5a中并且通过第二控制线路与接收信号放大器5b连接。通过所述控制线路来控制天线信号放大器5a，5b，以调节所配属的天线信号放大器5a，5b的放大因子。
对于这种情况，即，电路装置1应当设置用于补偿多个频带中的天线信号并且同时在必要时也应支持另外的通信标准例如GSM，可以针对每个另外的、被支持的通信频带或针对每个另外的、被支持的通信标准平行地构造相应的电路。所述电路则能够借助于高频开关选择式地或者借助于频率滤波器与天线4和从移动无线电终端设备3引导的天线线路连接。这例如由上述EP1 602 179B1或例如由DE10 2007 004 911 A1充分已知。
在具有用于不同的移动无线电通信标准及不同的频率范围的多对发射信号放大器5a和接收信号放大器5b的这种装置中，可构想使用共同的控制单元8。在此，可以针对每一组存在一各自的探测单元7。然而，有利的则是，天线信号功率通过天线馈入线路(Antennenzuleitung)中的共同的探测单元7在天线4和第一高频开关或双工器之间循环(eingeschleift)。
还可看出，在所示的实施例中，移动无线电终端设备3不借助于馈入线路缆线直接与电路装置1连接。此外，设置有耦合壳10，通过该耦合壳使移动无线电终端设备3的天线信号以电感方式、电容方式或电磁方式耦合输出到电路装置1中至发射信号放大器5a。相应地，通过天线4接收并经由接收信号放大器5b放大的接收信号通过加载壳10以电感方式、电容方式或电磁方式传输到移动无线电终端设备3的天线上。
以输出功率Pm(jω)发射的天线信号通过耦合壳10上的天线耦合而经受耦合衰减Ko(jω)。另外，在耦合壳10和双工器6a以及连接到该双工器上的发射信号放大器5a之间的天线信号连接2中存在缆线衰减Ka1(jω)。在发射信号放大器5a的输出端和天线4之间也出现缆线衰减Ka2(jω)。另外，存在与天线4至基站5的距离以及与环境条件(地理、天气等)有关的空间衰减G(jω)。
在放大V(jω)中，由移动无线电终端设备3以输出功率Pm(jω)发射的天线信号的由基站5所接收的功率Pb(jω)则为：
Pb(jω)＝Pm(jω)*Ko(jω)*Ka1(jω)*V(jω)*Ka2(jω)*G(jω)。
因为各个传输带为相对窄带的，频率依赖性可以被认为是非常小的。因此，参量Pb，Pm，Ko，Ka1，V，Ka2和G能够被认为是与频率无关的变量。由此简化得出：
Pb＝Pm*Ko*Ka1*V*Ka2*G。
当移动无线电终端设备3在移动无线电网络中运行时确保：由天线4辐射的天线信号功率在具有预先给定的最小极限值Pmin和预先给定的最大极限值Pmax的、预先给定的功率调控范围内运行。在UMTS情况下，例如Pmin为-50dBm并且Pmax＝+24dBm。
此外规定：在移动无线电终端设备3的和电路装置1的最低发射功率情况下，天线4基点(Fuβpukt)处的天线信号功率不能超过预先给定的最小极限值Pmin。
此外规定：在最高发射功率情况下，天线4基点处的功率不能超过预先给定的最大极限值Pmax。
另外要确保，在最高发射功率情况下，天线基点处的功率但是也达到预先给定的最大极限值。
现在，为了在未知并变化着的衰减的情况下，在不知道移动无线电终端设备3的类型和种类的情况下，能够针对尽可能每个移动无线电终端设备3遵循所提到的这些边界条件，以下面说明的方式通过控制单元8对放大因子V进行匹配。
在此要确保，到达基站4的、所接收的天线信号功率Pb对于每个在无线电小区(Funkzelle)内正在发射的移动无线电终端设备3是同样高的。
如果例如电路装置被固定安装在机动车中，缆线衰减Ka1和Ka2是不变的并且在电路装置运行时不变化。即，所述缆线衰减可以被看作不变的、已知的衰减参量并且合并为Ka＝Ka1*Ka2。
在一个调节周期上也可以将耦合衰减Ko看作不变的。一个调节周期例如可以为一次电话通话的持续时间。由此，放大V和空间衰减G保持作为变化的因子。如果放大V和空间衰减G变化，则基站4不能够区分两个因子中的哪个在变化。即，放大V的变化可以刚好是空间衰减G的变化，例如当驾驶员行驶经过一栋房子并且至基站5的天线信号被遮蔽。
现在，决定性的是，借助于控制单元来遵循上述的边界条件。为此，控制单元8执行以下依据图2和3中的曲线图所说明的、用于调节放大因子Vf的策略。
最小的放大因子Vmin这样确定，使得电路装置由于放大V、缆线衰减Ka和耦合衰减Ko通过V*Ka*Ko而最大具有值1。也就是说，移动无线电终端设备3的发射信号被这样放大，使得由天线4所辐射的天线信号相应于由移动无线电终端设备3所发射的天线信号的功率。由此，借助于最小的放大因子Vmin补偿电路装置1的缆线衰减Ka和耦合衰减Ko。在此，在确定最小的放大因子Vmin时，从具有最小的耦合衰减Ko的移动无线电终端设备3出发。即，在确定最小的放大因子Vmin时可构想，在使用具有较大的耦合衰减Ko的移动无线电终端设备3情况下或者在移动无线电终端设备3在耦合壳10上滑动而使耦合衰减Ko增高的情况下，电路装置1的总衰减不完全被通过天线信号放大器5a，5b产生的信号放大所补偿。
此外，最大的放大因子Vmax这样确定，使得对于所有相关的移动无线电终端设备3(为所述移动无线电终端设备设置有电路装置1和尤其耦合壳10)，在不变的缆线衰减Ka和在假定耦合衰减Ko情况下，能够通过放大V达到1的值。在此，假定移动无线电终端设备具有最高的耦合衰减Ko以确定最大的放大因子Vmax。由此应实现，在移动无线电终端设备3最糟糕地耦合到天线4上的情况下，电路装置1的总衰减包括耦合衰减Ko被完全补偿。
控制单元8首先一次性地将放大因子调节到最小的放大因子Vmin。然后，在一调节周期中感测天线信号功率P。所述功率在图2中以dBm为单位给出。
现在，对发射信号放大器5a的放大V的调节以及与该放大成比例地对接收放大器5b的放大的调节如下进行：
a)如果没有探测到天线信号或者探测到低于预先给定的最小极限值Pmin的天线信号，则将所述放大调节到预先给定的最小放大因子。由此，保证满足边界条件：在最小发射功率情况下，天线4的基点处的功率不超过预先给定的最小极限值Pmin。即，在最小放大因子的情况下，天线信号不被放大超过总归存在的缆线衰减和最小可能的耦合衰减，从而在天线4基点处的天线信号功率最大相应于移动无线电终端设备3的总归通过基站5调节的天线信号功率，但在实际中低于后者。
b)如果现在探测到具有天线功率P的天线信号，该天线功率处于预先给定的最小极限值Pmin或如图所示处于预先给定的下极限值PG1到预先给定的上极限值PG2的范围内，则放大V以例如1dB/s的速度缓慢增高。该变化速度在图2中表示为放大V在天线信号功率P增高时的线性增高。该变化速度比移动无线电终端设备3和基站5之间的网络侧功率调控(即，天线信号功率调控回路)的调控速度慢。在实际中，移动无线电终端设备3的功率通过基站5每秒匹配大约1500次。由此，由控制单元8引起的变化速度与天线信号功率调控回路的调控速度相比具有1∶1500的因子。与网络侧功率调控的调控速度相比，用于调节放大因子的变化速度必须这样慢，使得不产生网络侧功率调控的快速调控。它应当处于大约至少1∶10的范围内，并且有利地处于至少1∶100、1∶500或者小于1∶1000的范围内。
c)如果现在探测到天线信号的超过预先给定的最大极限值Pmax的天线信号功率，则通过控制单元8突然下调放大V，从而天线信号的天线信号功率相应于预先给定的最大极限值Pmax。然后，该放大值Vadapt被存储并且在通话周期或调节周期期间进一步适配时不再能被超过。以这种方式满足边界条件：在最高的发射功率情况下，在天线4基点处的天线信号功率不会超过预先给定的最大极限值。
当探测到天线信号的低于预先给定的最小极限值Pmin的天线信号功率时，才又回置该被存储的、最大可能的放大因子Vadapt。
由该放大V关于天线信号功率P的曲线图清楚表明，以滞后曲线的方式匹配放大因子。在此，在天线信号功率低达预先给定的下极限值PG1的情况下，放大因子被调节到预先给定的最小放大因子Vmin并且保持在该处。即，考虑该电路装置不完全补偿衰减。就是说，这样的补偿也能够没有问题并具有合理的能量需求地由移动无线电终端设备3自身通过移动无线电终端设备3的借助于基站5的网络侧功率调控来实现。
仅在预先给定的、例如+16dBm的下极限值PG1和预先给定的、例如+23dBm的上极限值PG2的范围内这样长时间地对放大因子进行调节，直到达到预先给定的最大极限值Pmax。电路装置1则以放大因子Vadapt的这个值在调节周期期间这样长时间地进一步运行，直到天线信号功率P达到或低于预先给定的值，例如预先给定的最小极限值Pmin或者另一确定的值，如PG1，PG2或为此特别限定的值。
被增高的放大因子Vadapt到预先给定的最小放大因子Vmin的回置可以突然进行，如图2和3中所示。但是，也可构想，与网络侧功率调控的调控速度相比，将放大因子Vadapt缓慢地降低到预先给定的最小放大因子Vmin。在又离开天线信号功率P的临界的、高的范围之后，放大因子V的缓慢减小优选在一范围内进行。对于放大因子的这种突然或缓慢回置的步骤，不仅是天线信号功率低于预先给定的最小极限值Pmin能够被看作触发的判据。也可构想，在限定的时间延迟之后才进行该回置，其中，在该时间延迟之后天线信号功率也必须更加小或者在必要时等于相关的极限值(例如Pmin，PG1，PG2或类似值)。
图3可见第二情形中放大V关于所感测的天线信号功率P的曲线图。如果天线信号功率P达到预先给定的、例如+16dBm的下极限值PG1并且处于该预先给定的下极限值PG1和预先给定的、例如+23dBm的上极限值PG2的范围内，则又不以较缓慢的变化速度提高放大因子。在所示的这个实施例中，在达到预先给定的上极限值PG2情况下，达到为放大因子的预先给定的上极限值Vmax，从而放大因子被调节到为放大因子预先给定的上极限值。然后，该放大因子也被作为预先给定的、最大可能的放大因子存储。在这种情形下，通过借助于电路装置1的放大起先完全达不到预先给定的最大极限值Pmax。然而，通过确定最大放大因子作为对移动无线电终端设备3和天线4之间最大可想象的衰减的补偿来保证：在与基站5无线电通信方面，移动无线电终端设备3和当不存在中间连接的电路装置1时完全一样地运行。由此，即使在该情形下，中间连接的电路装置1的影响也被电路装置1至少完全补偿。
由此，可构想，电路装置1中的放大V总是在下列调节点上变化：
a)如果之前未设置预先给定的最大极限值Vadapt＝VGrenz，该放大从确定的发射功率水平PG1起提高。
b)如果天线信号的输出功率P超出最大允许的功率并且超过预先给定的最大极限值Pmax，该放大V减小。
c)如果所述输出功率降到确定的水平之下，该放大V减小。如果输出功率低于预先给定的最小极限值Pmin，则该放大在任何情况下应减小。
当所述功率调控预先给定非常低的发射功率P时或者当存在发射暂停时、即当所感测的天线信号功率P比为发射天线信号功率P预先给定的最小极限值Pmin低时，总是又重新开始适配所述放大。为了让所述适配尽可能少地干预，用于所述放大的增高的阈值应当被设置得尽可能高。即，预先给定的下极限值PG1尽可能地接近预先给定的最大极限值Pmax，在任何情况下，比接近预先给定的最小极限值Pmin更接近预先给定的最大极限值Pmax。这样，该下极限值例如可以处于+16dBm。
用于该放大的回置或者减小的阈值应当处于尽可能低的天线信号功率处，例如如示出的那样处于预先给定的最小极限值处。但是，也可构想，在天线信号功率P的阈值情况下进行如图2和3所示的降低，该天线信号功率处于最小极限值Pmin和预先给定的下极限值PG1之间的范围内。因此，可设想，如果最小的极限值Pmin为-50dBm，在例如-40dBm的天线信号情况下在将所述放大从Vadapt回置到Vmin情况下进行。考虑时间延迟也是有利的，以避免在仅暂时的信号功率下降时不必要地调整放大因子。
通过这种措施实现，直到发射功率到达预先给定的下极限值PG1时都不进行适配。对于移动无线电连接，所述放大的适配总归在基站5的小区的边缘处才有意义，以使通信质量在该通信小区中达到最大可能的点。
依据两种情形进一步解释放大因子的匹配。假定具有良好耦合的移动无线电终端设备3，例如Ko*Ka＝0.1。这相当于10dB的衰减。
假定，电路装置1与天线4被安装在可相对于基站5移动的车辆中。在此，移动无线电终端设备3被内置到电路装置1的耦合壳10中。
现在假定车辆处于相对于基站5的平均间距中。移动无线电终端设备3的发射功率则在通话开始时上升到大约-20dB。现在，当所感测的天线信号功率超过预先给定的下极限值PG1时，使电路装置的放大V从Vmin＝10dB缓慢地上升到Vmax＝18dB。在这种状态下，衰减损耗则以8dB(V＝18dB-10dB衰减＝8dB)过补偿。现在，基站5的UMTS功率调控通过天线信号功率调控回路将移动无线电终端设备3的发射功率下调到-28dBm，以补偿8dB的过补偿并且实现在发射天线处辐射所需要的、-20dBm的发射功率。由此，不对其他的移动无线电终端设备3产生影响。
现在，当车辆行驶到通信小区的边缘处时，则发射功率借助于天线信号功率调控回路由移动无线电终端设备3通过基站的调控分步骤地调高到+24dBm。一旦发射放大器5a的输出功率比+24dBm大，则通过降低放大因子使该输出功率快速地限制到预先给定的最大极限值Pmax＝+24dBm。现在，UMTS功率调控尝试使移动无线电终端设备3的发射功率升高直到预先给定的最大极限值Pmax＝+24dBm。但是，通过降低放大V，天线4上的输出功率保持不变，并且由此被接收的功率保持不变。如果没有天线放大器5a的移动无线电终端设备3在小区的边缘上还进一步移动离开，也会产生相同的效果。在此，发射功率P的提高会被无线电连接的质量降低(Verschlechterung)所补偿并且由基站5所接收的功率Pb保持不变。因此，电路装置1的行为不对移动无线电系统产生负作用。
当电路装置1处于具有V＝Vmax＝+18dB的放大的过补偿状态下并且车辆向基站5的方向运动时，移动无线电终端设备3的发射功率则降低得越来越多。在发射功率P的例如为-40dBm的阈值以下或者发射功率的为Pmin的阈值以下，所述放大V又被设置到预先给定的最小放大因子Vmin，由此，该过补偿不导致网络问题。
在第二情形下，假定具有例如Ko*Ka＝0.016的不良耦合的电话。这相当于+18dB的衰减。
假定车辆处于相对于基站5的平均间距中。移动无线电终端设备3的发射功率则在通话开始时借助于天线信号功率调控回路上调到大约-20dBm。现在，电路装置1的放大V从预先给定的最小放大因子Vmin＝10dB缓慢地升高到预先给定的最大放大因子Vmax＝18dB。在这种情况下，损耗被完全补偿并且在发射天线上辐射所需要的、-20dBm的天线信号功率。由此，不对其他的移动无线电终端设备产生影响。
现在，当车辆行驶到通信小区的边缘处时，移动无线电终端设备3的发射功率借助于天线信号功率调控回路根据系统分步骤地调高到+24dBm。然后，在外部天线4上，也通过将放大因子调节到预先给定的最大放大因子来辐射所需要的、Pmax＝+24dBm的最大发射功率，该最大放大因子完全补偿电路装置1的衰减。
当电路装置1处于放大状态Vmax＝18dB下并且车辆向基站5的方向运动时，移动无线电终端设备的发射功率借助于移动无线电终端设备3和基站5之间的天线信号功率调控回路降低得越来越多。在发射功率的例如-40dBm的阈值以下或者预先给定的最小极限值Pmin以下，所述放大又被设置到预先给定的、最小放大因子Vmin＝+10dB。如果发射输出功率被调控到预先给定的最小极限值Pmin＝-50dB，在发射天线4上实际上释放P为-58dBm的天线信号功率。这为比基站5会需要的略小的功率。但是，例如当车辆进一步远离基站5时，也会产生相同的效果，从而这种行为在移动无线电通信系统中不导致有害的效果。发射输出功率则通过天线信号功率调控回路通过提高移动无线电终端设备3的发射信号功率而与所需要的值相匹配。
Claims (15)
1.电路装置(1)，该电路装置用于补偿在移动无线电终端设备(3)和天线(4)之间的天线信号连接(2)中出现的衰减(Ko，Ka，Ka1，Ka2)，该电路装置具有处于所述天线信号连接(2)中的至少一个天线信号放大器(5a，5b)并且具有用于调节放大因子(V)的控制单元(8)，经过所配属的天线信号放大器(5a，5b)的天线信号以所述放大因子被放大或衰减，其特征在于，所述电路装置(1)具有探测单元(7)，该探测单元用于感测所述天线信号连接(2)的信号路径中的天线信号的天线信号功率(P)，并且，如果所感测的天线信号功率(P)处于为所感测的天线信号功率(P)预先给定的下极限值(PG1)和为所感测的天线信号功率(P)预先给定的上极限值(PG2)的范围内，则所述控制单元(8)设置用于以一变化速度来匹配所述放大因子(V)，所述变化速度相对于所耦合上的移动无线电终端设备(3)和移动无线电网络的基站(4)之间的、用于调控所述移动无线电终端设备(3)的发射功率的天线信号功率调控回路的调控速度而言较慢，所述移动无线电终端设备(3)与所述移动无线电网络处于通信连接中，所述移动无线电终端设备(3)以所述发射功率发射天线信号。
2.根据权利要求1的电路装置(1)，其特征在于，所述控制单元(8)设置用于在为所述放大因子(V)预先规定的调节范围内匹配所述放大因子(V)。
3.根据权利要求1或2的电路装置(1)，其特征在于，如果所感测的天线信号功率(P)比预先给定的所述下极限值(PG1)小，则所述控制单元(8)设置用于调节预先给定的、最小的放大因子(Vmin)。
4.根据权利要求1或2的电路装置(1)，其特征在于，如果所感测的天线信号功率(P)比预先给定的、最大的极限值(Pmax)大，则所述控制单元(8)设置用于减小所述放大因子(V)，其中，所述放大因子(V)被减小到一值，在该值情况下，所感测的天线信号功率(P)被最大化到预先给定的所述最大的极限值(Pmax)并且不再超过该最大的极限值。
5.根据权利要求4的电路装置(1)，其特征在于，所述电路装置(1)具有用于存储最大可能的放大因子(VGrenz)的存储器(MEM)并且所述控制单元(8)设置用于将被减小的放大因子(Vadapt)存储在所述存储器(MEM)中并且设置用于预先给定最大可能的放大因子(VGrenz)。
6.根据权利要求5的电路装置(1)，其特征在于，如果感测到比预先给定的所述下极限值(Pmin/PG1)小的天线信号功率(P)，所述控制单元(8)设置用于回置被存储的、最大可能的放大因子(VGrenz)，从而所述最大可能的放大因子(VGrenz)在随后的匹配中保持不被考虑，直到存储了新的、最大可能的放大因子(VGrenz)。
7.根据权利要求1或2或5或6的电路装置(1)，其特征在于，所述探测单元(7)感测至少一个所配属的发射信号放大器(5a，5b)的输出端上的天线信号功率(P)，所述天线信号放大器用于放大由所述移动无线电终端设备(3)所发射的天线信号。
8.根据权利要求1或2或5或6的电路装置(1)，其特征在于，所述控制单元(8)设置用于匹配至少一个发射信号放大器(5a)的放大因子(V)，所述发射信号放大器用于放大由所述移动无线电终端设备(3)所发射的天线信号，并且，所述控制单元设置用于根据为所述发射信号放大器(5a)所匹配的所述放大因子(V)来调节至少一个所配属的接收信号放大器(5b)的接收放大因子，所述接收信号放大器用于放大通过所述天线(4)来接收的天线信号。
9.一种方法，该方法用于借助于处于天线信号连接(2)中的至少一个信号放大器(5a，5b)来补偿在移动无线电终端设备(3)和天线(4)之间的天线信号连接(2)中出现的衰减(Ko，Ka，Ka1，Ka2)，其特征在于，
-感测所述天线信号连接(2)的信号路径中的天线信号的天线信号功率(P)和
-如果所感测的天线信号功率(P)处于为所感测的天线信号功率(P)预先给定的下极限值(PG1)和为所感测的天线信号功率(P)预先给定的上极限值(PG2)的范围内，则以一变化速度来匹配所述放大因子(V)，所述变化速度相对于所耦合上的移动无线电终端设备(3)和移动无线电网络的基站(4)之间的、用于调控所述移动无线电终端设备(3)的发射功率的天线信号功率调控回路的调控速度而言较慢，所述移动无线电终端设备(3)与所述移动无线电网络处于通信连接中，所述移动无线电终端设备(3)以所述发射功率发射天线信号。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，在为放大因子(V)预先给定的调节范围(Vmin-Vmax)内匹配所述放大因子(V)。
11.根据权利要求9或10的方法，其特征在于，如果所感测的天线信号功率(P)比预先给定的所述下极限值(PG1)小，则调节预先给定的、最小的放大因子(Vmin)。
12.根据权利要求9或10的方法，其特征在于，如果所感测的天线信号功率(P)比预先给定的、最大的极限值(Pmax)大，则减小所述放大因子(V)，其中，所述放大因子(V)被减小到一值，在该值情况下，所感测的天线信号功率(P)最大化到预先给定的所述最大的极限值(Pmax)并且不再超过该最大的极限值。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，存储最大可能的放大因子(VGrenz)并且将所存储的、最大可能的放大因子(VGrenz)作为极限值考虑，在匹配放大因子(Vadapt)时所述极限值不再能被超过。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，如果感测到比预先给定的所述下极限值(PG1)小的天线信号功率(P)，回置被存储的、最大可能的放大因子(VGrenz)，其中，被回置的、最大可能的放大因子(VGrenz)在随后的匹配中保持不被考虑，直到存储了新的、最大可能的放大因子(VGrenz)。
15.根据权利要求9或10或13或14的方法，其特征在于，匹配至少一个发射信号放大器(5a)的放大因子(V)，所述发射信号放大器用于放大由所述移动无线电终端设备(3)所发射的天线信号，并且，根据为所述发射信号放大器(5a)所匹配的所述放大因子(V)来调节至少一个所配属的接收信号放大器(5b)的接收放大因子，所述接收信号放大器用于放大通过所述天线(4)接收的天线信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |