CN1132577A - 基站接收器增益误差测量和场强测量的改进 - Google Patents

基站接收器增益误差测量和场强测量的改进 Download PDF

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Abstract

在蜂窝系统基站的接收器中，用以测量增益误差和改进场强测量的方法和装置。该方法包括在接收单元(7)前、后测量由基站接收的信号，并在接收单元(7)之后修正功率电平以对应于在接收单元(7)前确定的信号的功率电平。该装置包括：在接收单元(7)前信号功率电平的精确检测器(13)，由检测器检测的信号的功率电平与接收单元(7)之后测量的功率电平进行比较。

Description

基站接收器增益误差测量和 场强测量的改进
本发明涉及蜂窝系统基站的接收器中用于测量增益误差和改进场强测量的方法，该方法包括步骤：转换在发射单元中产生的信号的频率以适合于接收单元，并将该信号传递到接收单元，并从该信号产生一个控制信号用以指示场强。
本发明还涉及用于在蜂窝系统基站的接收器中测量增益误差和改进场强测量的装置。该装置包括：一个发射单元，该发射单元包括一个发射器和该发射器的功率调节器；一个接收器，它包括接收单元，一个分配放大器和带通滤波器，一个数字信号处理单元；一个控制单元，用于控制发射单元和接收器。
在本文中，增益偏差指接收单元的实际增益与增益标称值的偏差。偏差由于宽频带，温度变化和元件值的误差，该增益在基站可以宽约士10dB。考虑到蜂窝系统的操作，这么宽的误差还是有害的，因为例如GSM要求基站应当在正常业务中连续测量接收信号的强度。这是由称作RSSI计算(接收信号强度指示)的装置完成的，利用它，接收信号的接收电平根据从基站接收器输出得到的信号被计算。很显然，如果接收器的增益误差宽达±10dB且增益的标称值用于计算中，则计算的RSSI值与实际值会有很大偏差。
本发明旨在提供用于测量在基站接收器的增益误差，和用来使得RSSI值更精确的方法和装置。
本方法其特征在于：从发射单元得到的信号的功率电平在接收器之前被确定，该信号的功率电平在接收器之后被确定；在接收器前、后确定该信号的功率电平彼此进行比较；指示场强的控制信号值被修正以对应于接收器前确定的信号的功率电平。
本发明的装置其特征还在于：接收器包括一个检测器元件，用来检测从发射单元来的信号的功率电平；在接收器之后，有一个检测元件，用来确定信号的功率电平；控制单元包括一个比较器元件，用来比较接收器前、后信号的功率电平；和控制单元，包括一个修正元件，用来修正指示场强的控制信号，使得它将对应于接收器前确定的信号的功率电平。
本发明的主要构思在于发射信号直接施加到接收器中一个可用的信道，接收的测试信号的场强在接收器之后被测量。然后，从发射器发射的测试信号的功率电平与接收器输出信号的功率电平彼此比较，这个比较得到接收器输入、输出信号之间的增益，从而有可能从这个增益确定接收器中的增益误差。另一重要构思是离接收器输入尽可能近地放置一个信号功率电平的精确阈值检测器，利用它，有可能按阈值检测器产生的电平信号所要求的，精确调整发射试验信号的电平。同样，有可能比较接收器的阈值检测器产生的功率电平信息与接收器输出信号的功率电平，并且从这些信号的差值中形成一个差值变量，并由这个差值补偿指示场强的信号。还有另一主要构思是在最早的可能阶段将发射单元的测试信号连接到接收器，利用它接收器中总增益误差的高精度图像被形成。
本发明最主要的优点是在该装置中不需要单独的测量仪器，接收器中总的增益及同时的增益误差在使用中可以得到监测。另一主要优点是在一次故障后修理基站中，可以自动确定增益，并且当计算场强时从标称值考虑增益的可能偏差。
本发明在下面的附图中进一步描述，其中：
图1表示本发明收发系统的控制原理；
图2表示本发明收发系统的另一控制原理；以及
图3表示本发明收发系统的第三控制原理。
图1是在蜂窝系统中基站收发系统的子单元1的示意图。该子单元包括发射单元2，其包括发射器Tx和发射器Tx的功率调节器Tx功率控制。在应用中，发射器Tx由参考码3表示，发射器Tx的功率调节器Tx功率控制由参考码4表示。发射单元2通过带通滤波器6连接到天线2。接收单元由参考码T表示。除了接收单元7，接收器还包括带通滤波器9和分配放大器10。就在接收单元7之后，连接有一个数字信号处理器DSP，其用作数字信号处理并用参考码8表示。接收单元7通过带通滤波器9和分配放大器10连接到天线5。分配放大器10的功能是将从天线5的方向来的信号分成两个或多个分支，其中的每一个按照图1连接了接收单元7。图1中的分支由有箭头标出的线11a，11b和11c表示，线11c连接到方向耦合器12。方向耦合器12连接到精确阈值检测器13，通过它，输入信号的功率电平可以精确地确定。阈值检测器13连接到一个接收放大器14，在图1中其功能是检测由诸如元件值误差造成的接收单元7中的不同增益，并且检测实际放大器的操作。接收信号然后传递到数字信号处理单元8，其在单元A/D中将模拟数据转换为数字数据，它由参考码15表示，且在后来指A/D转换单元。信号转换为数字形式的数字处理在RSSI计算单元16中被执行，被重新计算的输入信号的功率电平也是以数字形式的。同样，发射器3包括方向耦合器17，通过它低功率的采样信号D从到天线5的信号中获得，被混合单元18用作测试信号。到天线5的发射信号功率与采样信号D的功率比值保持恒定。混合单元18连接到本地振荡器19，从发射器3来的测信号D在频率混合器20中与本地振荡器19产生的信号E相混合。这样发射器3的测试信号D的频率就适合于通过方向耦合器12传递到阈值检测器13，并然后到接收单元7。发射单元2，接收单元7和混合单元18的操作由收发控制器TRX控制，在图1中用参考码21表示。收发控制器21根据发射单元的功率调节器4调节输出信号功率电平。由于利用发射器3的功率调节器4来调节测试信号的功率电平，但仍造成了相对粗略的精确度，约3dB。精度调节单元22连接到混合单元18，用于精确的测试信号功率电平调节，这样有可能由所述精度调节单元典型地以112dB的精度调节测试信号的功率电平。相应地，精度调节单元22由收发控制器21监测和控制。测试信号的功率电平由精确阈值检测器13测量，并且利用这些数据，收发控制器21调节发射单元2的功率调节器4或精度调节单元22，为测试信号获得希望的功率电平。粗略功率电平调节由箭头A表示，精确功率电平调节由箭头B表示，由阈值检测器13传递到收发控制器21的电平数据由箭头C表示。同样，从发射器出来的测试信号由箭头D表示，由本地振荡器19产生的信号由箭头E表示，由信号D和E的相互作用产生的信号由箭头F表示。在RSSI计算单元16中产生的信号功率电平的数字数据在收发控制器21中与由阈值检测器13产生的功率电平数据C比较。收发控制器21能根据得到的差值修正RSSI值。这样RSSI计算单元16和收发控制器21之间的业务是双向的，且在图中用箭头G1和G2表示。箭头G1代表未修正的RSSI值，箭头G2代表传递到RSSI计算单元的增益误差数据。从RSSI计算单元16得到一个与场强成比例的信号，其不包含接收单元7的放大器14的增益误差。该得到的数据由箭头H表示，其代表已修正的RSSI值。
图2表示本发明收发系统的另一子单元。在图2中的数字对应于图1中的数字。图2表示了收发系统的子单元1，发射单元2，发射器3，发射器3的功率调节器4，天线5，带通滤波器6，接收单元7，数字测量单元8，带通滤波器9，分配放大器10，线11a～11c，方向耦合器12，精确阈值检测器13，接收单元7的放大器14，A/D转换单元15，发射器3的方向耦合器17，混合单元18，本地振荡器19，频率混合器20，收发控制器21和精度调节单元22。同样，由信号A，B，C，D，E，F，G1，G2和H代表的功能和信息对应于图1的描述。在图2中，精度阈值检测器13被放在分配放大器10之前，利用它，由阈值检测器13产生的信号功率电平数据C与RSSI计算单元6产生的数字功率电平数据G1进行比较。这就允许由分配放大器10产生的增益误差被考虑和补偿，利用它，指示场强的信号H将对应于实际场强提供很精确的数据。另外，有可能执行所述电平调整使得阈值检测器13由工作在窄电平范围的检测器替代，利用它，通过调节由发射器3发射的测试信号D的功率电平在发射器3的测试信号D的电平与窄带电平检测器在同样范围的情况下，可以确定增益误差，从RSSI计算单元16确定数字RSSI值。从RSSI计算单元16得到的电平信号G1然后与窄带电平检测器的阈值比较，且利用这个数据RSSI值被修正以使之合适。
图3表示在蜂窝系统接收器中测量和修正增益误差的第三调节单元。图3中的数字和符号全部对应于图1和2中的。在图3中，阈值检测器13放在混合单元18之后，从而从发射器3发射的测试信号D的功率电平可在测试信号D的频率转换后很精确地测量。由阈值检测器13产生的电平数据C与产生于RSSI计算单元16且能对应于测试信号F的功率电平数据进行修正的功率电平数据进行比较。这样通过所述装置，对于由方向耦合器引起的系统增益误差也有可能得以精确的补偿。
有关的附图和说明仅仅旨在说明本发明的构思，本发明根据应用，在权利要求范围内可有所改变。

Claims (14)

1.用于在蜂窝系统基站的接收器中测量增益误差和改进场强测量的方法，该方法包括以下步骤：转换产生于发射单元(2)中的信号(D)的频率，使之适合于接收单元(7)，且传递该信号到接收单元(7)，并从该信号中产生控制信号(H)来表示场强，其特征在于从发射单元(2)获得的信号(D)的功率电平在接收器前被确定；信号(D)的功率电平在接收器后也被确定；在接收器前、后确定的信号的功率电平彼此比较；指示场强的控制信号值(H)的功率电平对应于在接收器前确定的信号(D)被修正。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于从发射单元(2)来的信号(D)被传递到混合单元(18)以使信号(D)的频率适合于接收器。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于产生于发射单元(2)中的信号(F)和在混合单元(18)中转换为合适的频率在接收单元(7)之前施加到接收器，信号(F)的功率电平在接收单元(7)之前和之后被确定；
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于产生于发射单元(2)中的信号(F)和在混合单元(18)中转换为合适了的频率在分配放大器(10)之前施加到接收器，信号(F)的功率电平在分配放大器(10)之前和接收单元(7)之后被确定。
5.根据前面权利要求1～4中的任何一个的方法，其特征在于：要施加的信号(F)的功率电平与预定的阈值相比较，信号(F)的功率电平被调节使要施加的信号(F)的功率电平在预定的阈值之间。
6.根据前面权利要求1～4中的任何一个的方法，其特征在于信号(F)的功率电平被测量。
7.根据前面权利要求1～6中的任何一个的方法，其特征在于从接收单元(7)来的信号(F)在其功率电平被测量之前转换为数字形式。
8.在蜂窝系统基站的接收器中用于测量增益误差和改进场强测量的装置，该装置包括：一个发射单元(2)，其包括发射器(3)和发射器的功率调节器(4)；接收器，其包括接收单元(7)，分配放大器(10)和带通滤波器(9)；数字信号处理单元(8)；控制单元(21)，其控制发射单元(3)和接收器。其特征在于：接收器包括检测元件(13)，用于检测从发射单元(2)来的信号(D)的功率电平；在接收器后，有一个检测元件(16)，用来确定信号(D)的功率电平；控制单元(21)包括比较元件，用来比较接收器前、后的信号(D)的功率电平；控制单元(21)包括修正元件，用来修正指示场强的控制信号(H)，使得它将对应于接收器前确定的信号的功率电平。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于发射单元(2)和接收器之间有一个混合单元(18)，用来转换信号(D)的频率，使之适当并用来提供到接收器。
10.根据权利要求8或9的装置，其特征在于：检测元件(13)放在接收器中接收单元(7)的紧前面，用来确定信号(D)的功率电平。
11.根据权利要求8或9的装置，其特征在于检测元件(13)放在接收器分配放大器(10)的前面，来检测信号(9)的强度。
12.根据前面权利要求8～11中任何一个的装置，其特征在于检测元件(13)存储预定的阈值，发射单元(2)包括功率调节器(4)，混合单元(18)包括精度调节元件(22)，用于在预定阈值之间调节信号的功率电平。
13.根据前面权利要求8～11中任何一个的装置，其特征在于检测元件(13)是一个测量装置，精确测量信号(F)的功率电平。
14.根据前面权利要求8～12中任何一个的装置，其特征在于放在接收单元(7)之后的检测元件(16)在信号转换成数字形式之后，在信号(F)功率电平中的测量中数字形式地工作。
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