CN1110975C - 智能收发信机及操作管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能收发信机(1)，属于无线通讯领域；包括收信机(11)、激励器(12)及功放单元(14)，还包括进行智能管理的主控单元(10)、同时为激励器(12)和收信机(11)提供基准频率源的温度补偿晶体振荡器(13)；本发明还提供一操作管理装置(2)，用于对智能收发信机(1)的初始化写频、故障查找等管理；本发明具有闭环检测功能，功放状态调整功能以及数据上报功能，可实现收发信机的智能化管理。

Description

智能收发信机及操作管理装置

本发明涉及一种无线通信基站用收发信机，属于无线通信技术领域。

收发信机是无线通信系统(特别是基站系统)的关键设备，现行无线电收发信机主要由收发模块和功放单元组成，如新西兰TAIT公司生产的T850系列收发信机，这种无线电收发信机一般只能提供信号传输通道功能，其收发模块由收信机和激励器组成，其主要缺点是收信机和激励器分属两个独立的模块，功能相同的器件重复设置，因而成本高、体积大，而且不具备现代通信所要求的对收发信机的自动检测、故障定位和记录保存，更不能实现智能操作管理。随着经济的发展和社会的进步，现代通信的各种业务量急剧增加，传统的收发信机明显不适应现代通信的飞速发展，本领域的技术人员迫切希望提高完善现有的收发信机的功能，以适应现代通信发展的需要。

本发明的目的之一是提供一种具有闭环自检功能，功放工作状态自动调整功能，并可将自检结果自动上报或记录的智能收发信机。

本发明的目的之二是提供一种与智能收发信机相配套的操作管理装置，使之能够对智能收发信机进行初始化写频、并提取分析故障记录，以便于为指导批生产，生产调试与检测提供必要的操作手段。

本发明所设计的一种智能收发信机，包括用于完成射频信号的接收与基带信号的解调的收信机、用于完成基带信号的载波调制并使载波信号放大至所需功率的激励器及功放单元，还包括进行智能管理的主控单元、同时为激励器和收信机提供基准频率源的温度补偿晶体振荡器；所述主控单元包括：CPU，负责完成收发信机频率合成器频率设置与信道频率上报、收发信机各种监测信号检查、收发信机的故障检测自动记录与上报等功能；用于自动记录故障的故障记录单元；负责闭环自检的BITE信号处理单元、BITE编解码单元及与CPU和BITE信号处理单元电信号相联接的音频开关。所述主控单元还具有一个RS232的串行接口，用于对外提供外写频率与故障查看和读出，用于指导批生产。所述故障记录单元为可擦写式只读存储器(E2PROM)，它同时还用于信道机频率数据的存储和备份。

实现本发明目的之二的技术方案是提供一种用于操作维护测试的操作管理装置，所述操作管理装置包括：一个带有操作维护测试管理程序的PC机组成操作维护测试台和一个用于与所述的智能收发信机进行通讯的RS232串行接口；所述PC机通过RS232串口通讯为收发信机设置信道机频率，提供测试信道机参数时的人机界面，通过该串口和状态线接收来自收发信机的工作状态信号，并显示信道机的故障参数，还可以通过相应的帮助菜单查出该故障的解决方法。下面结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明智能收发信机的原理框图；图2是本发明的主控单元原理框图；图3是本发明中的收信机框图；图4是本发明中的激励器框图；图5给出的是本发明中的功放单元框图；图6为智能收发信机管理流程图；图7为操作管理装置工作线程流程图。

图1给出的是本发明的系统的组成框图，从图中可见，本发明的核心是在现有技术的收发信机的基础上，增加了主控单元10，使本发明具有智能管理的特点，并使温度补偿晶体振荡器(TCXO)13同时为收信机11和激励器12提供12.8MHz的参考频率；

由于主控单元10、收信机11、激励器12、和TCXO(13)是制做在一块PCB电路板上，使得TCXO同时为两个单元提供参考频率成为可能；

图2可以说明主控单元10的工作原理，智能收发信机所独有的自检功能、自动写频功能以及故障上报功能均由主控单元10来实现。它包括：CPU101、故障记录单元102、BITE信号处理单元103、BITE编解码单元104和具有两组电子开关的音频开关105；CPU还提供RS232串口通讯接口与操作管理装置2相连接。

下面结合其他附图详细说明：(1)为频率合成器提供写频功能

收发信机一上电，CPU101通过如图6所示的管理流程立即向RX频率合成器115(见图3)和激励器中的TX频率合成器122(见图4)发送写频信号，使频率合成器工作在指定的频道上，并将信道的工作频率上报给上级管理单元。(2)闭环自检功能

上级管理单元发出自检命令，CPU101收到后立即给音频开关105和RF开关124以及功放单元14送自检使能信号，使开关置于相应的自检端口。与此同时，由CPU101产生自检码，经BITE单元103、104处理后变为自检信号，该信号通过音频开关105送入图4的激励器音频处理单元121生成调制信号。激励源TX频率合成器将调制信号加载到射频上，并通过RF开关124将激励源VCO产生的455MHz信号一部分送入收信机11中，另一部分输出信号用来驱动功放单元14工作，并使功放的输出功率被自检端口的负载吸收。

结合图1和图2，进入收信机11的射频信号经收信机解调由FM单元113输出自检信号到达主控单元10中的音频开关105，该信号再由BITE信号处理单元103(以MT8880芯片为核心的电路)还原为自检码，送入CPU101校验解码信号是否正确，从而达到闭环自检。与此同时，CPU101必须对全部需要监测的信号诸如两个频率合成器(115、122)的锁定信号、RF单元111高频前端模块、IF单元112和FM单元113的工作状态，功放单元14的工作状态等进行检查并验证其正确性，然后将自检结果用电平和串口通讯两种形式向上级管理平台报告；

在有故障时，主控单元的CPU还应将故障存放在故障记录单元102中。所述故障记录单元102与所述CPU101同属AT90S8515芯片，故障记录单元102即8515中的E²PROM。

当收发信机出现严重故障时，上级管理平台立即将该信道屏蔽。同时要求CPU101使收发信机进入周期性自检状态，并按规定周期执行闭环自检，定时上报自检结果，直到恢复正常工作。(3)功放工作状态自动调整功能

如图5，进入功放单元14的射频信号，经过驱动放大电路141、末级功放142后，由取样电路144将检测信号取出送CPU101处理，通过CPU101对功放单元14的被监测信号的检测来判断功放模块的工作正常与否。同时，自检功率吸收负载145将自检时产生的功率吸收掉。

自检后，如有必要，则CPU101通过管理程序实现对功放输出功率的自动调整。该功能是通过CPU101对功放单元的监测信号来判断功放输出功率的大小、热状态和输出端口的反射状态等。依据系统要求，给出相应的功放工作状态控制信号：如输出功率减小控制、功放过热关闭控制、输出功率电平控制。

(4)远端改频控制

本发明智能收发信机还具有远端更改信道机频率的功能。该功能可通过串口通讯在远端提供写频数据，使信道机更换工作频率。远端控制自检写频或改频是指远端机房工作人员所进行的信道检查工作，这时，由远端(如PP板)发出一个电平信号(如高电平)，通过RS232串口送给收发信机主控单元10，主控单元10接收到后，立即产生一写频信号，同时给收发信机频率合成器写入频率数据，然后对收发信机做一次自检，对各种监测数据进行检查与验证，最后由主控单元10通过串口通讯将结果上报改频后的信道机状况。

图3所示的收信机11主要完成接收来自终端机发射的已调制射频信号RF，解调出所需要的音频信号的功能，收信机11主要是依据超外差式接收机的基本原理，采用二次变频方案，将射频(如450MHz)信号变成45MHz和455KHz的中频信号，再利用FM单元113解调出所需的基带信号。FM单元113的核心为集成化的FM接收机芯片。

收信机11的RF单元111包括高频前端部分，Rx频率合成器和中频部分三部分。它的高频前端部分由一对螺旋滤波器，集成低噪声高频放大器和混频器为一体的RF芯片(SA601)组成，主要完成对需接收的高频信号进行放大和变为45MHz中频，而干扰频率特别是镜频干扰由螺旋滤波器进行抑制；收信机的IF单元112负责完成中频信号的放大，用多个晶体滤波器实现对邻道的抑制和保证收信机接收带宽；由FM单元113解调出的基带信号，经音频放大滤波输出满足信道机收信机指标要求。

Rx频率合成器115以集成频率合成器芯片MC145192F为核心，集成RxVCO(114)为被控制源且通道控制可编程的射频频率合成器，它为收信机提供通道间隔为25KHz且频率稳定度与机内FCXO相同的高稳定射频本振源。

图4给出的是激励器12的框图，激励器主要功能是将来自基站无线用户板的语音和数据信号直接调制在射频频率上，再将已调信号通过功放单元14放大到所需的功率电平。其基本原理是：利用频率合成器产生稳定的射频信号，经音频信号调制后送入功放单元14放大。

结合图2和图4，激励器12主要由音频处理单元121、Tx频率合成器122，T_xVCO 123、RF开关124组成。其中Tx频率合成器122的构成与Rx频率合成器115完全相同，用来提供高稳定度的射频载波信号；来自无线用户板的基带信号经音频处理单元121处理便可调制在载波信号上；主控单元10可控制RF开关124，使Tx频率合成器122输出的BITE射频信号一部分输出至收信机11，另一部分自检信号送入功放单元14，经功放放大的自检信号功率通过BITE使能控制，由自检功率吸收负载145吸收，从而实现基站系统对发信机和BITE射频信号的控制功能。

本发明将激励器12与收信机11、及收发信机主控单元10制做在一起，成为同一模块。

从图3和图4中可以看出，温度补偿晶体振荡器(TCXO)13同时为R_x频率合成器115、T_x频率合成器122提供高精度、高稳定性的参考频率源。

图6是本发明智能收发信机的管理软件流程图，从图中可以看出，本发明在设备加电后，通过软件的管理，完成上电自检、设置信道频率、检测信道工作状态并进入正常工作状态。如自检不合格，则发出报警，如所监测信道工作状态不正常，则上报上级管理平台处理。上级管理平台同样可以通过人工自检重新设置信道频率，完成远端写频的功能。总之，通过本管理流程与本发明硬件结构的配合，完成了本发明提出的自检功能、自动写频及故障上报、功放状态调整功能等智能管理功能。

图7给出了操作管理装置的工作线程流程图，操作管理装置是智能收发信机的调试测试台，确切地说，就是一台装有相应软件的PC机，它完成两个功能：

1)信道频率设置；

2)提供测试信道参数时的人机界面，提供故障参数显示。

除实现上述基本功能外，该软件还提供给用户一个美观而简单明了的可操作界面。

本发明克服了传统收发信机的缺点，通过增加主控单元10完成上电、周期和远端三种闭环检测功能，功放状态调整功能以及数据上报功能，实现收发信机的智能化管理。

Claims (8)

1一种智能收发信机(1)，包括用于完成射频信号的接收与基带信号的解调的收信机(11)、用于完成基带信号的载波调制并使载波信号放大至所需功率的激励器(12)及功放单元(14)，其特征在于：还包括进行智能管理的主控单元(10)、同时为激励器(12)和收信机(11)提供基准频率源的温度补偿晶体振荡器(13)；所述主控单元(10)包括：

CPU(101)，负责完成所述收发信机频率合成器频率设置与信道频率上报、收发信机各种监测信号检查、收发信机的故障检测自动记录与上报等功能；

用于自动记录故障的故障记录单元(102)；

负责闭环自检的BITE信号处理单元(103)、BITE编解码单元(104)及与CPU(101)和BITE信号处理单元(103)电信号相联接的音频开关(105)。

2如权利要求1所述的智能收发信机，其特征在于：所述主控单元(10)还具有一个RS232的串行接口，用于对外提供外写频率与故障查看和读出。

3如权利要求1所述的智能收发信机，其特征在于：所述故障记录单元(102)与所述CPU(101)同属AT90S8515芯片。

4如权利要求3所述的智能收发信机，其特征在于：所述故障记录单元(102)为可擦写式只读存储器，它同时还用于信道机频率数据的存储和备份。

5如权利要求1所述的智能收发信机，其特征在于：所述功放单元(14)中的取样电路(144)将取样信号送至主控单元(10)的CPU(101)，并由CPU(101)对功放单元(14)的工作状态进行调整控制。

6一种配合所述智能收发信机(1)使用的用于操作维护测试的操作管理装置(2)，其特征在于：所述操作管理装置(2)包括一带有操作维护测试管理程序的PC机组成操作维护测试台和一个用于与所述的智能收发信机进行通讯的RS232串行接口。

7如权利要求6所述的操作管理装置(2)，其特征在于：所述PC机通过RS232串口通讯为收发信机设置信道机频率，提供测试信道机参数时的人机界面，通过该串口和状态线接收来自收发信机的工作状态信号，并显示信道机的故障参数。

8如权利要求7所述的操作管理装置(2)，其特征在于：所述用于操作维护测试管理的PC机含有帮助菜单，可供查出故障的解决方法。

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