CN1315101A - 按照fsk方法,特别是按照gfsk方法进行数据无绳传输的方法和设备 - Google Patents

Abstract

按照本发明安排了按照GFSK－方法进行数据无绳传输的移动无线电设备,例如DECT－机的情况。该设备有接收机(6),被接收数据的误差率的第一个测量装置(6)以及在接收数据时用于测量场强(8)的第二测量装置(3)。分析处理单元(6)处理被测量的误差率和被测量的场强。控制单元13依赖于被测量的误差率和被测量的场强将GFSK－方法的频偏调整到传输性能的最佳,将GFSK－方法的频偏应用于通过移动无线电设备(16)中的发送机(5)将数据无绳传输(15)。为了传输性能最佳化在分析处理单元(6)上安排了第一个表格(12)及第二个表格(14),这些表格依赖于被选择的频偏再现传输可达到的有效距离以及可达到的干扰非敏感度。

Description

按照FSK方法，特别是按照GFSK方法 进行数据无绳传输的方法和设备

本发明涉及如按照DECT-标准使用的FSK-方法例如GFSK-方法进行数据无绳传输的一种设备和一种方法。

按照DECT-标准将数据按照GFSK(高斯频移键控)-方法进行调制。涉及到DECT-标准的细节例如可参考David,Benkner，“数字移动无线电系统，Taeubner出版社，斯图加特，1996年，ISBN 3-519-06181-3”。按照DECT-标准将数据在频段为1880至1900MHz(扩展情况至1930MHz)在120个双工信道上传输。其中信道距离为1728kHz。TDMA-接入方法使用10ms的帧。将TDD-方法作为双工方法使用。

本发明可应用于所有FSK-方法及由其衍生的方法。

当在的幅度键控时通过数字信号的调制将载波振荡的幅度改变，然而频率保持恒定，而当频移键控时(FSK，频移键控)时正好相反，也就是说信息包含在频率中。然而将频率突变地从一种转换为另一种频率时引起相对多的频谱的副边带，因此发送信号占据了高的带宽。这种情况可以通过基带滤波改善。使用一个没有矩形曲线，而更多是平滑曲线的频率滤波器g(t)。平滑功能例如可以由高斯低通滤波器承担。因此得到GFSK-调制。

高斯低通滤波的脉冲响应为： $h\left(t\right)=\sqrt{\frac{2\mathrm{\π}}{\ln 2}}\mathrm{Bexp}(-\frac{2{\mathrm{\π}}^2{B}^2}{\ln 2}{t}^2)$ 其中B是3dB截止频率。高斯低通滤波器可以直接串接在VCO的调制输入端。于是脉冲加在调制输入端上，这些脉冲是由原来的矩形脉冲与高斯低通滤波器的脉冲响应卷积产生的：         $g\left(t\right)=\frac{1}{2}[\mathrm{erf}\left(\sqrt{\frac{2}{\ln 2}\mathrm{\πB}\frac{t+T/2}{T}}\right)-\mathrm{erf}\left(\sqrt{\frac{2}{\ln 2}}\mathrm{\πB}\frac{t-T/2}{T}\right)]$ 其中erf(x)是高斯误差函数： $\mathrm{erf}\left(x\right)=\frac{2}{\sqrt{\mathrm{\π}}}\underset{0}{\overset{x}{\∫}}{e}^{{-u}^2}\mathrm{du}$

GFSK-发送滤波器可以单义地由其调制指数(“BT-比率”)为特征。在附图6上表示了发送滤波器对于不同调制指数(BT)的脉冲响应。从中可以看出，对于逐渐变小的调制指数脉冲响应变宽和因此出现“部分响应”特性。

将调制方法GFSK应用在DECT-设备上标称的调制指数为0.5的情况，这对应于频偏为288kHz。当确定调制指数时涉及到频偏在202kHz至403kHZ范围是允许的。

按照当前技术水平将频偏调整到一个确定的数值，但是适配是不可能的。

因此本发明的任务是，创建按照FSK方法将数据无绳传输与不同的环境-背景相适配的可能性。

按照本发明的构思其中将FSK方法，例如GFSK方法的频偏依赖于不同参数进行改变。

准确地说上述方法是通过权利要求1和9特征解决的。从属权利要求将本发明的构思用特别优异的方法加以扩展。

本发明按照FSK方法考虑了将数据无绳传输的方法。其中接收数和将被接收数据的误差率(BER，比特误差率)进行测量。同时测量被接收数据的场强(RSSⅠ值)。将误差率和场强进行分析处理。依赖于对误差率和场强的分析处理于是对应用于数据无绳传输的FSK方法的频偏进行调整，以便将传输性能最佳化。

其中可以将频偏在预调整范围内改变。

可以借助于一个表格进行传输性能的最佳化，该表格依赖于被调整的频偏再现传输可达到的有效距离。

分析处理得出很小场强和同时很小误差率情况时，借助于上述表格可以将频偏最佳化达到最大的有效距离。

可以借助于第二个表格进行传输性能的最佳化，该表格依赖于被调整的频偏再现传输可达到的干扰非敏感度。

分析处理高的场强和同时高的误差率情况时，借助于上述第二个表格可以将频偏最佳化达到最大的干扰非敏感度。

传输可以按照DECT标准进行。

可以为最大有效距离的最佳频偏选择得比最大抗干扰性的频偏小一些。

此外按照本发明按照FSK方法还考虑了进行数据无绳传输的设备例如将其按DECT标准予以应用。其中该设备有接收机以及测量被接收数据的误差率(BER，比特误差率)的第一个测量装置。此外考虑了接收数据期间测量场强的第二个测量装置。分析处理单元处理被测量的误差率和被测量的场强。此外还安排了控制单元，以便依赖于被测量的误差率和被测量的场强调整FSK方法的频偏以达到传输性能最佳化，将FSK方法的频偏应用在通过发送机进行数据无绳传输。

从下面示范性地叙述一个实施例和在附图基础上进一步看出本发明的其他特征和优点，其中表示：

附图1按照FSK方法进行数据无绳传输的按照本发明的设备结构，

附图2根据模拟的比特误差率与信噪比(SNR)的关系，

附图3无绳传输比特误差率与干扰信号频偏为340kHz的信噪比的关系，

附图4比特误差率与干扰信号频偏为288kHz的信噪比的关系，

附图5a至5d按照附图2至4所使用的用于测量GFSK信号的各种频谱，和

附图6GFSK滤波器的脉冲响应g(t)。

一般来说本发明是应用在FSK方法中和示范性地借助于GFSK方法进行说明。

按照本发明充分利用了以下现象，即依赖于FSK方法的例如GFSK方法的被调整的调制指数(BT-值)产生涉及到临界敏感度(有效距离)或者抗干扰强度的无绳传输的不同系统的性能。如果争取传输的有效距离尽可能大时，则按照本发明为此应选择的频偏与最佳化到最大抗干扰强度的系统的频偏是有区别的。因此按照本发明在处理比特误差率(BER，比特误差率)和相应的RSSⅠ(无线信号强度指示器，接收场强)值之后，通过相应地调整频偏(对应于一个调制指数)将系统与各种背景进行适配。

如在附图1中看出，数字调制信号可以通过天线接收1和传输给接收机3。接收机3一方面将被接收的数据(RX-数据)7和另一方面将RSSⅠ-值8传输给分析处理单元6。准确一些说接收机3将被接收的数据7和RSSⅠ-值8传输给在分析处理单元6中的控制单元13。

除了控制单元13之外分析处理单元6还有第一个表格12以及第二个表格14，这些各自与控制单元13相连接。在分析处理单元6中的控制单元13一方面控制本机振荡器(合成器)4，本机振荡器与移动无线电设备16的接收机3及发送机5相连接。分析处理单元6的控制单元13另外一方面控制10发送机5所使用的频偏。此外分析处理单元6将准备发送的数据11传送给发送机5，发送机将这些数据(TX-数据)11与由控制单元13预先规定的频偏10调制到本机振荡器(合成器)4的频率上和然后转送到达天线2用于经过无绳传输路径15发送。

将接收数据7以及RSSⅠ-值从接收机3传输给分析处理单元6中的控制单元13。在控制单元13中将被接收数据7的比特误差率以及被接收机3测量的接收场强(RSSⅠ-值)进行分析处理，这样就可以区别以下背景：

情况a)

没有或者很少有干扰信号的影响：

在同时很小的接收场强时被接收的数据7有小的比特误差率。在这种情况下控制单元13可以将发送机5的频偏控制到最大的有效距离。

情况b)

由于其他信号，例如DECT-信号的干扰：在这种情况下当相对高的接收场强时出现相对高的比特误差率。在这种情况下分析处理单元6的控制单元13将发送机5的频偏控制到最大干扰非敏感度。

为了将系统最佳化到最大有效距离或最大干扰非敏感度，在分析处理单元6上安排了第一个表格12以及第二个表格14。在第一个表格12中规定了依赖于允许范围内可选择频偏的无绳传输15可达到的最大有效距离。在第二个表格14中再现了依赖于频偏的最大干扰非敏感度。

例如在真正传输之前通过用不同频偏模拟的无绳传输15的系统性能分析将表格12和14制作出来。在附图2上计算了比特误差率与信噪比的关系。在附图2上记录的曲线代表以下数据：

频偏为202kHz：允许标准的下限，

频偏为288kHz：标称值，

频偏为340kHz：按照当前技术水平在一些设备上固定调定的频偏，

频偏为403kHz：DECT-标准允许的上限。

通过分析处理在附图2上表示的曲线人们得到的结论是，最佳化到最大有效距离的系统需将频偏调整到340kHz，这对应于上述情况a)。

其他的模拟得到DECT连接的抗干扰强度特性(情况b))。按照在附图3和4上表示的计算可以看出，在这种背景下必须进一步分析不同系统的并存。在干扰信号为340kHz的频偏(例如相邻的常规的DECT-系统)时，最佳频偏位于如在本发明中应该使用的频偏同样为340kHz(见附图3)。按照本发明在所有系统同信道干扰时，将标称频偏调整为288kHz(附图4)。

附图5a至5d表示了模拟时使用的试验信号。

按照本发明可以通过处理比特误差率和相应的RSSⅠ-值通过相应地调整一个FSK-传输的频偏将系统与不同背景进行适配。

Claims (16)

1．按照FSK方法进行数据无绳传输的方法，

有以下步骤：

-接收(1,3)数据，

-测量(6)被接收数据的误差率，

-测量(3)接收数据时的场强(8)，

-分析处理(6)误差率和场强，

-依赖于对误差率和场强的分析处理(12)调整(5,6,10)应用于数据无绳传输(15)的FSK-方法的频偏，以便使传输性能最佳化(13)。

2．按照权利要求1的方法，

其特征为，

将频偏在预先规定的范围内改变。

3．按照上述权利要求之一的方法，

其特征为，

传输性能最佳化是借助于一个表格(12)进行的，这个表格依赖于被调整的频偏再现传输(15)可达到的有效距离。

4．按照权利要求3的方法，

其特征为，

分析处理(6)得出很小场强和同时很小误差率情况时，借助于表格(12)将频偏最佳化(13)到最大有效距离。

5．按照上述权利要求之一的方法，

其特征为，

传输性能的最佳化是借助于第二个表格(14)进行的，第二个表格依赖于被调整的频偏再现传输(15)可达到的干扰非敏感度。

6．按照权利要求5的方法，

其特征为，

分析处理(6)得出高的场强和同时高的误差率情况时，借助于第二个表格(14)将频偏最佳化(13)到最大干扰非敏感度。

7．按照上述权利要求之一的方法，

其特征为，

传输(15)是按照DECT标准进行的。

8．按照上述权利要求之一的方法，

其特征为，

将最大有效距离的最佳频偏选择得小于最大抗干扰性的频偏。

9．按照FSK方法进行数据无绳传输的设备，

有：

-接收机(3)，

-测量被接收数据的误差率的装置(6)，

-接收数据时测量场强(8)的第二个装置(3)，

-被测量的误差率和被测量的场强的分析处理单元(6)，

-控制单元(13)依赖于被测量的误差率和被测量的场强调整FSK-方法的频偏，将FSK方法应用于通过发送机(5)进行数据无绳传输(15)，以便使传输性能最佳化。

10．按照权利要求9的设备，

其特征为，

在预先规定的范围内频偏是可改变的。

11．按照权利要求9或10之一的设备，

其特征为，

为了传输性能最佳化在分析处理单元(6)中安排了一个表格(12)，这个表格依赖于被调整的频偏再现传输(15)可达到的有效距离。

12．按照权利要求11的设备，

其特征为，

分析处理单元(6)求出很小场强和同时很小误差率的情况时，借助于表格(12)将频偏最佳化(13)到最大有效距离。

13．按照权利要求9至12之一的设备，

其特征为，

为了传输性能最佳化在分析处理单元(6)中安排了第二个表格(14)，这个表格依赖于被调整的频偏再现传输(15)可达到的干扰非敏感度。

14．按照权利要求13的设备，

其特征为，

分析处理单元(6)求出高的场强和同时高的误差率的情况时，借助于第二个表格(14)将频偏最佳化(13)到最大干扰非敏感度。

15．按照权利要求9至14之一的设备，

其特征为，

将最大有效距离的最佳频偏选择得小于最大抗干扰性的频偏。

16．按照权利要求9至15之一的设备，

其特征为，

传输(15)是按照DECT标准设计的。

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