CN1216649A - 测定接收场强的移动无线电设备和方法 - Google Patents

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Abstract

在一个TDMA系统中工作的一个移动无线电设备中,为了确定相邻通道以及当前通道HF载波接收场强,对于每个HF载波,在测定时间期间,执行若干个单独测量,并且由相对应的单独测量值构成一个有代表性的确定的值。这时对于每个单独测量,选择时隙持续时间的一部分作为测量范围,其中针对时间帧,优先的错位地实现各单独测量。

Description

测定接收场强的移动无线电设备和方法
本发明涉及一种方法，该方法用于确定在一个TDMA系统中工作的移动无线电设备中的相邻频道以及当前频道的HF载波的接收场强，在这种设备中，在一个测定周期内对于每个HF载波进行若干个单独测量，并且从相应的测量值得出一个代表性的、被确定的值。
同样本发明涉及一种在一个TDMA系统中工作的无线电移动设备，该设备具有一个被合成器控制的HF接收和发射装置，具有一个分配给NF装置的调制和解调装置，具有一个电平测量和存储装置，具有一个计数器和一个分配给合成器、HF部分、解调装置以及电平测量和存储装置的、与时间相关的控制器，具有一个用于合成器、计数器和与时间相关的控制器和用于调制和解调装置的一个频率参考装置，以及具有一个控制电平测量和存储装置及其他装置的一个控制逻辑电路，其中控制逻辑电路和计数器使用和时间相关的控制器结合HF接收部分、解调器和电平测量和控制装置为此而被安排，使在测定周期内，必须重复测量设定的HF载波的电平，并且由测定的各单独测量值构成一个代表值。
新型的移动无线电设备，例如根据GSM系统工作的移动无线电设备有规则的使用预定的频率测量场强，以便于能够无问题地切换到一个新的基站。在GSM系统中，例如提供124个HF通道，从中基站提供给移动无线电设备多达32个HF通道，需检查其场强。六个最强的载波的场强在一个存储器中总保持在当前状态上。
移动无线电设备必需进行场强测量的一个规定的最少次数，场强测量应在尽可能相同分配的时间上执行。从这些测定的测量值中，在GSM系统中通常是五次，构成一个平均值，借此应避免错误的解释，例如由于暂时衰减或者暂时断路。
在一个通话期间，同样在一个所谓的空闲模式中，实现场强测量。基站因此总是在一个预定频率上发射，在GSM系统“CO”频率，即使如果这对于一个实质上的信令不是必需的。在TDMA系统的两个相应脉冲组(Burst)之间，基站允许暂时使用小功率发射，因此在连续的脉冲之间有场强干扰(还称作“上/下斜坡”)。关于必需的场强测量，例如参阅ETSI(欧洲电信标准研究所)的DRAFT pr ETS 300578,1995,五月。在GSM技术规范，GSM 05.02,1996年8月，ETSI 5.1.0版本中，测量在时隙的持续时间内进行。对相邻小区的场强测量和与此相联系的问题，另外在书“GSM系统”中的第4.1.4.3节中说明，作者是M.Mouly和Marie-B.Pautet,Palai seau 1992。
根据技术现状，在每一个时隙持续时间内五次测量在每个CO通道上的场强，其中一般不从一个脉冲组的头到尾测量，而是一个脉冲组的持续时间的测量时间包括一个脉冲组的一部分和下一个脉冲组的一部分。这原因在于，各单独的无线电小区的时间帧(Eeitraster)具有相同的脉冲组持续时间，而相互有位移。
在与网络无关的接收机或者移动无线电设备，例如根据GSM标准工作的这样的设备，特别重视低的电流消耗上，以便于保证使用电池或者蓄电池有一个尽可能长的工作、特别是待机工作时间。因此人们致力于尽可能长地不使用不必需的功能，以便于减少平均的电流消耗。在一个使用时分复用的无线电网络工作的设备中，给出一种备用模式，也称为待机工作或者空闲模式。在这里，例如可能将所有不是必需的功能组周期性地从电流源分离，以便降低平均的能量消耗。
属于在空闲状态中需要电流的功能，也包括通道场强的测量，上述通道场强测量使用蓄电池充电可以实现的移动无线电设备的工作持续时间可以持久的缩短。
本发明的任务的内容是提供一种测量通道场强的方法以及一个相应的设计的移动无线电设备，这种设备可减少电流需要，而没有因此缩小测量的可靠性。
该任务从一个开始提到的类型的方法出发，通过下述方法来解决：对于每个单独测量，选择时隙持续时间的一部分作为测量范围。
由于本发明显著节约了不仅模拟而且数字接收部分的电流消耗。如果例如仅在一个时隙的持续时间的五分之一的时间期间测量，那么这基本上导致场强测量的电流消耗降低到一般值的20％。与此相应的，实现一个较长的工作持续时间，特别在备用状态。虽然是根据本发明的解决方案的优点，但是作为这些不容易想到本发明，因为本领域的专业人员，在电平测量中无条件地停留在脉冲帧上，并且总执行关于一个全部时隙的测量。
当针对时间帧实现错位的单独测量时，这是特别有利的。使用这种方法可能避免错误测量，这种错误测量的原因是在脉冲组的相同的位置上总出现的干扰或者不规则性。
通过从单独测量值中构成平均值的方法可以构成符合目的的代表值。
为了排除明显的错误测量或者不规则值，它是可取的，当低于一个预定的电平时，在平均值构成中排除低于一个预定电平的单独测量值。
在符合目的的方法中，通过从各单独测量值中确定一个中值或者还通过从中确定峰值来构成代表值。
为了消除或者缩小所谓的“上/下斜坡”不受欢迎的影响，那么预先提供：对于每个单独测量值，它的时间曲线和两个脉冲组间上/下斜坡被存储的、预定曲线相比较，并且当相符时，实现测量值的相应校正。
出于相同的原因，它可以是优选的，当测量范围被再分成子范围，它们的持续时间基本上对应于在两个脉冲组之间上/下斜坡的持续时间，从所有参加测定的测量范围中除去那个子范围的测量值，该测量值具有最低值。
一个简化的、在大多数情况下足够的选择的内容是，不是从所有参加测定的测量范围中除去相应的子范围，而是除去每一个测量范围相应的子范围。
假如已知相邻HF载波的时间帧的相对位置，那么能通过下面方法轻易避免上/下斜坡的影响，该方法是针对这个时间帧如下设置测量范围，使上/下斜坡的时期中不安排测量范围。
符合目的的选择一个整数的一小部分作为测量范围，其中在脉冲组持续时间的二分之一和六分之一之间优选为测量范围。
另外一个在开始提到类型的无线电设备用于解决提出的问题，其中根据本发明安排与时间相关的控制，以便于给具有至少一个存储器的电平测量和存储装置设定TDMA时隙持续时间的一部分作为用于每个单独测量的测量范围。
一个这样的移动无线电设备可以如此设置，使可以执行或者能够执行以上提到的附加的并且优选的方法步骤。
本发明连同另外的优点在下面的实施例中参考附图说明，图中：
图1根据技术现状和根据本发明的原理测量方法的图示，
图2相同情况下本发明的另一方案的图示和
图3根据本发明的一个移动无线电设备的一个方框图。
首先涉及图1a，在图1a中说明连续的脉冲组，这些脉冲组每个具有一个持续时间tB并且在一个移动无线电设备的位置上具有一个幅度A。出发点是一个移动无线电系统，例如GSM系统，该系统根据一个TDMA方法(时分复用访问)工作。在这种系统中，移动无线电设备有规律的按预定频率测量场强，这在开始时已经详细说明。脉冲组持续时间例如量级为500μs。根据图1a所涉及技术现状，在脉冲组的持续时间内连续执行若干次(这里指五次)测量。作为结果，出现五个不同的幅度值，在图1a中表示为块“e1”至“e5”，它们沿着第二个时间轴t’依次展开。这些幅度或者单独测量值相加，并且为了得到平均值而除以五，因此得到作为代表测量值r的算数平均值。
在图1b中原理上说明的本发明设计仅执行在时隙(=脉冲组)持续时间的一小部分内的各单独测量，在现在情况下为tB/5。在本发明的情况下，也连续进行若干次测量，这里五次测量，然而有利的是针对时间帧错位地进行。这意味着以(tB+tB/5)或者其的倍数n*(tB+tB/5)的范围实现单独测量。测量结果同样地可以求算术平均值。在直接相互连续的脉冲组期间测量不是必需的，而是一般以大很多的范围，例如一秒，在GSM系统中大约对应于1600脉冲组进行测量。
为了进一步说明本发明，现在涉及图3，在图3中，说明根据本发明的一个移动无线电设备的一个简化的示意性方框图。移动无线电设备具有一个HF发射部分HFS和一个HF接收部分HFE，其中两个HF部分在一般方法中通过一个合成器SYN控制。一个参考频率装置另外还向合成器提供一个参考信号。为HF部分HFS和HFE这两部分分配调制和解调装置，这些特别适合于调制和解调一个NF装置NFE的信号以及所有剩下的必需信号，特别是数据信号。
移动无线电设备另外具有一个电平测量和存储装置PMS，该装置被一个具有一个计数器CON的与时间相关的控制器ZST控制。与时间相关的控制器ZST从参考频率装置得到一个参考信号，并且向合成器SYN提供一个控制信号。
电平测量和存储装置PMS在它的方面可以影响与时间相关的控制器ZST，该电平测量和存储装置PMS具有一个从解调器DEM得到电平信号的测量装置MES，一个中间存储器ZSP、一个存储器STO、一个斜坡存储器RSP和一个计算部分CAL作为基本功能组。一个控制逻辑电路LOG，例如一个微控制器，能够管理移动无线电设备的大部分功能块。因此控制逻辑电路LOG可以断开不必需的功能块或者稍候再次接通必需的功能块。同样通过控制逻辑电路LOG对计数器CON或者对与时间相关的控制器ZST编程，以便于接通或者断开HF装置、解调器DEM和计算部分CAL。
上边说明的从例如五个单独测量的结果中构成一个算数平均值的方法，可以通过下面方法轻而易举的实现：测量装置连续测定的值被存储在中间存储器ZSP中，并且被计算部分CAL处理。计算得到的平均值可以被存储在存储器STO中，其中一根据监控通道的选择一在32个HF载波中持续存在着例如32个当前的关于电平测量的平均值。
显然，通过计数器CON和与时间相关的控制器ZST与电平测量和存储装置PMS一起可以实现TDMA时间帧的分段即脉冲组长度tB的分段例如被分为五部分，和执行相互连续的、错位(tB+tB/5)或者错位(n*tB+tB/5)的各单独测量。
图2再一次示出，比图1稍大，具有一个在脉冲组之间出现的“上/下斜坡”的持续时间tB的连续脉冲组。用此示出一个例如在GSM系统中允许的幅度下降，该幅度下降出现在当基站在两个脉冲组之间短时间使用较小的功率发射时。从中得出的场强一些扰动在电平测量时可能导致一些测量值，该值不对应于实际的情况。
为了改善，人们可以-这也在图2中已示出-将测量范围tM分为子范围，它的持续时间，例如对应于上/下斜坡的基本持续时间tr，并且不采纳那个单独测量值，即从进一步的处理中如构成中间之中排除。在图2中，一个测量范围的持续时间是tM=tB/3，并且一个子范围的持续时间为tM/2=tB/6。在图2的下侧，说明从六个单独测量值中除去最低值。
可能从所有参与测定的测量范围中仅除去相对应的子范围或者、并且这是简单的和往往同样是足够的，每一个测量范围的相应的子范围。
原则上人们可以从计算中将“向下滑者”排除，例如由于通过一个移动运输工具出现的、暂时的移动无线电设备天线被屏蔽而出现的“向下滑者”。例如计算部分CAL可以排除单独测量值，该值低于预定的电平，其中可能涉及一个相对的或者绝对的确定的电平。
假如人们根据图3设定一个斜坡存储器RSP，那么确实也可以在没有不采纳一个测量的情况下，考虑上面提到的上/下斜坡，在上述斜坡存储器中存储上/下斜坡的所预期的时间曲线。通过计算部分CAL，现在可能将每个单独测量的时间曲线和存储的曲线比较。在正面的比较结果时，把测量值看作是系统特有的，并且-提供一个相应的校正系数-进一步处理。考虑到本发明的任务，即节省电流所以不特别期望不采纳测量值，就这点而言这是特别优选的。
在一些系统或者设备中，已知相邻载波的时间帧的相对位置。在这种情况下，可以通过下面方法简单的排除上/下斜坡对测量的影响：移动测量范围，使根本没有测量范围落入上/下斜坡的周期内，例如测量范围精确的落到脉冲组的中部。相邻时间帧的相对位置，例如可以从前面的测量、在GSM系统中通过解码所谓的“Sync”脉冲组得到。
为了得到一个代表性和电平测量值，由各单独测量值构成算数平均值，自然绝不是得到实际计算的电平测量值的唯一可能性。电平测量和存储装置更确切地说也可以被如此设置，以便能从各单独测量值中通过确定一个中值或者通过确定峰值构成代表值。
如果与时间相关的控制器ZST和计数器CON提供时隙持续时间tB的一个整数分数部分作为测量范围，那么这在大多数情况下是适合的，其中这个分数部分在实际计算中位于时隙持续时间的一半和六分之一之间。

Claims (24)

1．在一个TDMA系统中工作的一个移动无线电设备中，为了确定相邻各通道以及当前通道的HF载波的接收场强的方法，其中，对于每个HF载波，在一个测定时间期间执行若干个单独测量，并且由这些相应的单独测量值构成一个有代表性的确定的值，其特征在于，对于每个单独测量，选择时隙持续时间的一部分作为测量范围。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于，针对时间帧错位地实现各单独测量。
3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过由各单独测量值构成平均值的方法构成代表值。
4．根据权利要求3的方法，其特征在于，从构成平均值的单独测量值中，排除位于一个预定电平下的单独测量值。
5．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过从单独测量值中求得一个中值的方法构成代表值。
6．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过求得单独测量值的峰值的方法构成代表值。
7．根据权利要求1至6中任一个的方法，其特征在于，对于每个单独测量值，将它的时间曲线和两个脉冲组之间的上/下斜坡的存储的、预定的曲线比较，并且当相一致时实现对测量值的相应校正。
8．根据权利要求1至6中任一个的方法，其特征在于，将每个测量范围被分为子若干范围，它的持续时间基本上对应于在两个脉冲组间上/下斜坡的持续时间，并且从所有参与测定的测量范围中排除那个子范围的测量值，该测量范围具有最低值。
9．根据权利要求1至6中任一个的方法，其特征在于，将每个测量范围被分为若干子范围，它的持续时间基本上对应于在两个脉冲组间上/下斜坡的持续时间，并且排除每一个测量范围的那一个子范围的测量值，该测量范围具有最低值。
10．根据权利要求1至6中任一个的方法，其特征在于，当认识相邻HF载波的时间帧的相对位置时，针对这个时间帧设置测量范围，使不存在测量范围落在上/下斜坡的周期内。
11．根据权利要求1至10中任一个的方法，其特征在于。选择时隙持续时间的整数的分数部分作为测量范围。
12．根据权利要求11的方法，其特征在于，在脉冲组持续时间的一半和六分之一之间记做测量范围。
13．在一个TDMA系统中工作的移动无线电设备，该设备具有一个被合成器(SYN)控制的HF接受和发射装置(HFS,HFE)，具有分配给一个NF装置(NFE)的调制和解调装置(MOD,DEM)，具有一个电平测量和存储装置(PMS)，具有一个计数器(CON)和一个与时间相关的控制器(ZST)，该控制器(ZST)被分配给合成器、HF部分、解调装置以及电平测量和存储装置，具有一个用于合成器、计数器和与时间相关的控制器和用于调制和解调装置的频率参考装置(REF)，以及具有一个控制电平测量和存储装置和其他装置的控制逻辑电路(LOG)，其中控制逻辑电路(LOG)和计数器(CON)使用与时间相关的控制器(ZST)结合HF接收部分(HFE)、解调器(DEM)和电平测量和控制装置(PMS)如此被设置，以便在测定周期期间能够重复测量预定HF载波的电平，并且由测定的单独测量值构成一个代表值，其特征在于，如此设置与时间相关的控制器(ZST)，以便为具有至少一个存储器(ZSP、STO)以及一个计算部分(CAL)的电平测量和存储装置(PM8)，为每个单独测量，作为测量范围(tM)提供TDMA时隙持续时间(tB)的一部分。
14．根据权利要求13的移动无线电设备，其特征在于，和电平测量和存储装置(PMS)一起设置与时间相关的控制器(ZST)，以便于相互连续的单独测量能够针对时间帧错位地进行。
15．根据权利要求13或者14的移动无线电设备，其特征在于，设置计算部分(CAL)，以便于能够通过由单独测量值构成平均值的方法来构成代表值。
16．根据权利要求15的移动无线电设备，其特征在于。设置计算部分(CAL)，以便于构成平均值时排除低于一个预定电平的单独测量值。
17．根据权利要求13或者14的移动无线电设备，其特征在于，设置计算部分(CAL)，以便于能够通过由单独测量值中确定中值的方法来构成代表值。
18．根据权利要求13或者14的移动无线电设备，其特征在于，设置计算部分(CAL)，以便于能够通过确定单独测量值的峰值的方法来构成代表值。
19．根据权利要求13至18中任一个的移动无线电设备，其特征在于，设置计算部分(GAL)，以便于对于每一个单独测量值，能够将它的时间曲线和在一个斜坡存储器(RSP)中存储的两个脉冲组之间的上/下斜坡的曲线比较并且当一致时相应地校正测量值。
20．根据权利要求13至18中任一个的移动无线电设备，其特征在于，设置与时间相关的控制器(ZST)和电平测量和控制装置(PMS)的计算部分(CAL)，以便于能够将测量范围(tM)分成子范围，它的持续时间基本上对应于两个脉冲组之间的上/下斜坡的持续时间，从所有参与测定的测量范围中排除那个子范围的测量值，它具有最低值。
21．根据权利要求13至18中任一个的移动无线电设备，其特征在于，设置与时间相关的控制器(ZST)和电平测量和控制装置(PMS)的计算部分(CAL)，以便于能够将测量范围(tM)分成子范围，它的持续时间基本上对应于两个脉冲组之间的上/下斜坡的持续时间，排除每一个测量范围的那个子范围的测量值，它具有最低值。
22．根据权利要求13至18中任一个的移动无线电设备，其特征在于，设置与时间相关的控制器(ZST)、控制逻辑电路(LOG)和电平测量和存储装置(PMS)，以便于能够掌握一个相邻HF载波的时间帧的相对位置，并且针对这个时间帧设置测量范围使不存在测量范围落到上/下斜坡的周期内的情况。
23．根据权利要求13至22中任一个的移动无线电设备，其特征在于，设置与时间相关的控制器(ZST)，以便于提供时隙持续时间(tB)的整数的分数部分作为测量范围(tM)。
24．根据权利要求23的移动无线电设备，其特征在于整数的分数部分的值在时隙持续时间(tB)的一半和六分之一之间。
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