FI105302B

FI105302B - A gain control device in the information signal receiver

Info

Publication number: FI105302B
Application number: FI931315A
Authority: FI
Inventors: Pierre Lopez; Thierry Podolak
Original assignee: Alcatel Telspace
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 2000-07-14
Also published as: CA2092790C; ES2092241T3; EP0562963A1; CA2092790A1; FI931315A0; FR2689348B1; FI931315A; DE69304760D1; DE69304760T2; AU3548693A; EP0562963B1; FR2689348A1; JPH0661884A; AU661563B2

Description

105302105302

Vahvistusohjauslaite informaatiosignaalien vastaanottamisessaA gain control device for receiving information signals

Keksinnön alana ovat tietosignaalien vastaanottimet ja 5 täsmällisemmin sellaisten tietosignaalien vastaanottimet, joilla on laaja dynamiikka, joka edellyttää vastaanotetun signaalin amplitudin säätämistä ennen kuin signaalia voidaan käsitellä.The present invention relates to receivers of information signals and more particularly to receivers of information signals having a wide dynamic range which requires the amplitude of the received signal to be adjusted before the signal can be processed.

10 Keksintöä voidaan käyttää etenkin aikajakoisten monikäyt-töjärjestelmien eli TDMA-järjestelmien vastaanottimissa. TDMA-järjestelmää käytetään esimerkiksi digitaalisessa GSM-solukkoradiopuhelinjärjestelmässä. Tällaisessa järjestelmässä liikkuvat asemat voivat kommunikoida radioyhteyden 15 avulla kiinteiden tukiasemien kanssa, jotka on kytketty tavanomaiseen tietoliikenneverkkoon. Kiinteän aseman ja sen peittoalueella olevien liikkuvien asemien välinen liikenne tapahtuu kaksisuuntaisella taajuuskanavalla, joka on aikajaettu useille liikkuville asemille siten, että jokai-20 selle liikkuvalle asemalle on annettu toistuvan kehyksen yksi aikaväli. Tietylle liikkuvalle asemalle annettujen toistuvien kehysten aikavälien joukkoa kutsutaan usein aikakanavaksi. Liikkuvalta asemalta kiinteälle asemalle suuntautuvassa suunnassa kukin liikkuva asema lähettää 25 informaatiopaketin jokaisessa sille annetussa aikavälissä omalla tasollaan. Kiinteällä asemalla vastaanotettaessa liikkuvilta asemilta tulevien pakettien, jotka seuraavat peräkkäin kunkin kehyksen aikaväleissä, amplitudit vaihte-levat. Vaihtelevien etenemisolosuhteiden (erilaisten 30 etäisyyksien, esteiden jne.) vuoksi niiden amplitudit jakautuvat laajalle dynaamiselle alueelle, joka voi olla . esimerkiksi 90 dB.The invention can be used in particular in receivers of time-division multiple access systems, i.e. TDMA systems. The TDMA system is used, for example, in a GSM digital cellular radio system. In such a system, the mobile stations can communicate via a radio link 15 with fixed base stations connected to a conventional telecommunication network. The traffic between the fixed station and the mobile stations within its coverage area occurs on a bidirectional frequency channel, which is time-distributed to a plurality of mobile stations such that each mobile station is given a single time frame of a repeating frame. The set of repeated frame intervals assigned to a particular mobile station is often referred to as a time channel. In the direction from the mobile station to the fixed station, each mobile station transmits 25 information packets at each time slot assigned to it at its own level. When receiving at a fixed station, the amplitudes of packets from mobile stations that follow sequentially in the time slots of each frame vary. Due to varying propagation conditions (different distances, obstacles, etc.), their amplitudes are distributed over a wide dynamic range that may be. for example 90 dB.

ψ Tällaiset tasoerot on kompensoitava kiinteän aseman vas-35 taanottimen tulossa, jotta vältettäisiin vastaanotetun signaalien myöhemmän käsittelyn suorittavien laitteiden kyllästyminen. Järkevä tavoite on esimerkiksi supistaa 90 dB dynamiikka arvoon noin 20 dB.ψ Such level differences must be compensated for at the input of the fixed-station receiver in order to avoid saturation of the equipment processing the received signals later. For example, the rationale is to reduce the 90 dB dynamics to about 20 dB.

2 1053022 105302

Kompensointi suorittaa vakioamplitudikorjauksen aikakanavan jokaisessa aikavälissä sellaisissa tapauksissa, joissa, kuten GSM-järjestelmässä, paketin signaalien amplitudi siirtää vastaanotossa käytettyä informaatiota. Sen sijaan 5 muissa tapauksissa amplitudikorjaus voi vaihdella aikavälin kuluessa.The compensation performs a constant amplitude correction on each time slot of the time channel in cases where, as in the GSM system, the amplitude of packet signals transfers information used in reception. Instead, in other cases, the amplitude correction may vary over time.

Eräässä ensimmäisessä tähän tarkoitukseen käytetyssä tunnetussa laitteessa on vahvistukseltaan säädettävä 10 vahvistin, jonka vahvistusta ohjaa tason takaisinkytken- täsilmukka: vahvistimen lähdön tasoa verrataan vertailu-tasoon ja mahdollinen poikkeama aikaansaa vahvistuksensää-tösignaalin, joka syötetään vahvistukseltaan säädettävälle vahvistimelle ja joka pyrkii pitämään vahvistimen lähdön 15 lähellä vertailutasoa.One of the first known devices used for this purpose has an gain adjustable amplifier 10, the gain of which is controlled by a level feedback loop: the amplifier output level is compared to a reference level and any deviation provides a gain control signal applied to the gain adjust .

Tällainen laite ei sovellu TDMA-tyyppisten järjestelmien kaltaisiin tapauksiin, joissa jonkin aikavälin päättymisen ja seuraavan aikavälin alun väliset jyrkät tasonvaihtelut 20 vaatisivat erittäin suuren päästökaistan, joka aiheuttaisi epästabiilisuusriskejä, mitkä edellyttäisivät kalliita toimenpiteitä.Such a device is not suitable for cases such as TDMA-type systems, where sharp level fluctuations between the end of one time slot and the beginning of the next time slot would require a very high pass bandwidth, which would entail risks of instability, which would require expensive measures.

Eräässä toisessa tunnetussa laitteessa, joka on esitetty .:- 25 julkaisussa EP-0.369.830-A2, käytetään samoin vahvistuksel taan säädettävää vahvistinta, mutta sen sijaan että vahvis-tuksensäätösignaali riippuisi vastaanotetun signaalin tason ja vertailutason välisestä poikkeamasta, säätösignaali on paremminkin tyypiltään prediktiivinen: se riippuu aikavä-30 Iissä vastaanotetun paketin vastaanottohetken ja hetken, jolloin tämä paketti tulisi tyypillisesti vastaanottaa, välisestä aikaerosta. Lyhyesti esitettynä mitä myöhemmin signaali saapuu sitä kauempaa se tulee, joten sen taso oletetaan sitä pienemmäksi ja vahvistus asetellaan tämän 35 mukaisesti. On selvää että tällainen periaate sopii vain, jos liikkuvat asemat eivät muuta synkronointiaan etäisyyden vaikutuksen kumoamiseksi ja jos siirto tapahtuu kokonaan 3 105302 vapaassa tilassa. Sitä ei voida tämän vuoksi käyttää GSM-järjestelmässä, paitsi tietyille "saantipaketeille", jotka eivät ole täysin synkronoituja.Another known device disclosed in EP-0.369.830-A2 also employs a gain adjustable amplifier, but instead of the gain control signal being dependent on the deviation between the received signal level and the reference level, the control signal is more of a predictive type: it depends on the time difference between the time the packet was received at the time slot 30 and the time when this packet should typically be received. Briefly, the later the signal arrives, the farther it arrives, so its level is assumed to be lower and the gain is set accordingly. It is clear that such a principle is only suitable if the mobile stations do not change their synchronization to counteract the effect of the distance and if the transfer takes place entirely in 3,105,302 free spaces. It cannot therefore be used in the GSM system, except for certain "access packets" which are not fully synchronized.

5 Esillä oleva keksintö kohdistuu tietosignaalien vastaanottimen vahvistuksensäätölaitteeseen, jossa on samoin kuin ensimmäisessä tunnetussa laitteessa: signaalitulo, joka vastaanottaa tulotietosignaalin, 10 vahvistuskertoimeltaan säädettävät vahvistusvälineet, jotka on kytketty tähän tuloon tulotietosignaalin vastaanottamiseksi ja tason muuttamiseksi vahvistuksenoh-jaustuloon vastaanotetun vahvistuksensäätösignaalin 15 funktiona siten, että siitä johdetaan lähtötietosignaa- 11/ signaalilähtö, joka on kytketty vahvistusvälineisiin ja joka antaa lähtötietosignaalin, 20 mutta jolla ei ole mainittuja epäkohtia ja rajoituksia.The present invention relates to a gain control device for a data signal receiver having, as in the first known device: a signal input receiving an input data signal, 10 an output data signal 11 / signal output coupled to the amplification means and providing an output data signal 20, but without the aforementioned drawbacks and limitations.

Esillä olevan keksinnön vahvistuksensäätölaitteelle on tunnusomaista, että laitteessa on lisäksi: - - 25 arviointivälineet, jotka on kytketty tähän tuloon tulotietosignaalin vastaanottamiseksi ja tämän signaalin tasosta riippuvan amplitudisignaalin johtamiseksi, 30 - arviointivälineisiin kytketyt käsittelyvälineet, jotka vastaanottavat amplitudisignaalin ja johtavat määritellyn vahvistuksensäätölain mukaisesti vahvistuksensää-. tösignaalin, joka johdetaan vahvistusvälineiden vahvistuksenohj austuloon, jolloin nämä välineet on sovitettu siten, että lähtötietosignaalin tasolla on pienempi dynamiikka kuin tulotie- 35 Λ 105302 4 tosignaalin tasolla.The gain control device of the present invention is characterized in that the device further comprises: - 25 estimating means coupled to this input for receiving an input data signal and deriving an amplitude signal dependent on the level of this signal; an output signal which is applied to the gain control input of the gain means, the means being adapted to have a lower dynamics at the level of the output signal than at the level of the input 35 Λ 105302 4.

Tulotietosignaali on edullisesti signaali, joka tulee etäällä olevilta asemilta, jotka kukin lähettävät toistu-5 vassa kehyksessä omalla aikavälillään tunnetun aikajakoisen monikäyttöjärjestelmän (TDMA) mukaisesti, jolloin käsitte-lyvälineitä ohjaa TDMA-järjestelmän kelloon liittyvä tahdistussignaali.Preferably, the input information signal is a signal from remote stations, each transmitting in a repeating frame in its own time slot, according to a known time division multiple access system (TDMA), wherein the processing means is controlled by a clock synchronization signal associated with the TDMA system.

10 Käsittelyvälineet antavat edullisesti vahvistuksensäätösig-naalin, joka on oleellisesti koko kunkin aikavälin ajan vakio.Preferably, the processing means provide a gain control signal that is substantially constant throughout each time slot.

Siten saadaan lähtötietosignaali, joka muodostuu peräkkäi-15 sistä aikaväleistä, joilla kullakin on oleellisesti sama amplitudi.Thus, an output data signal is obtained, consisting of successive time slots each having substantially the same amplitude.

Jokainen aikaväli sisältää edullisesti kestoltaan suhteellisen lyhyen otsikon, jonka aikana arviointivälineet 20 suorittavat tason arvioinnin ja käsittelyvälineet suorittavat vastaavan käsittelyn siten, että vahvistuksensäätösig-naali on käytettävissä oleellisesti tämän otsikon jälkeen aikavälissä lähetetyn tietopaketin alussa.Each time slot preferably includes a relatively short duration header, during which the estimation means 20 performs level estimation and the processing means performs a corresponding processing such that the gain control signal is available substantially after this header at the beginning of the information packet transmitted in the time slot.

... 25 Eräässä toisessa suoritusmuodossa jokainen aikaväli on jaettu aikaviipaleisiin, joilla jokaisella on ennalta määrätty pituus, ja käsittelyvälineiden kussakin aikaviipa-leessa suorittama signaalin tason määritys määrää vahvistuksen säädön seuraavassa aikaviipaleessa.... 25 In another embodiment, each time slot is divided into time slices, each having a predetermined length, and the signal level determination performed by the processing means at each time slot determines the gain adjustment in the next time slice.

3030

Arviointivälineet muodostuvat edullisesti verhokäyräil-maisimesta.The evaluation means preferably consist of a envelope detector.

%%

Keksinnön vahvistuksensäätölaitteessa on edullisesti 35 lisäksi viivevälineet, jotka sijaitsevat kytkentäpisteen ja vahvistusvälineiden välissä, jotka viivevälineet syöttävät vahvistusvälineille tulotietosignaalin, jota on viivästetty 5 105302 sellaisen ajan, että vahvistuksensäätösignaali on käytettävissä vahvistuksensäätöä varten vahvistusvälineissä het-. kellä, jolloin ne vastaanottavat viivästetyn tulotietosig- naalin.Preferably, the gain control device of the invention has 35 delay means located between the switching point and the gain means, the delay means supplying the gain means with an input information signal delayed for a time such that the gain adjustment signal is available for gain adjustment in the gain means. when they receive the delayed input data signal.

55

Keksinnön vahvistuksensäätölaitteeseen sisältyy lisäksi suodin, joka on järjestetty siten, että tulotietosignaali suodatetaan ennen sen syöttämistä arviointivälineille kais-tanpäästösuotimella tai aiipäästösuotimellä. Suodin on 10 sijoitettu joko signaalitulon ja kytkentäpisteen välille tai kytkentäpisteen ja arviointivälineiden välille.The gain control device of the invention further includes a filter arranged such that the input information signal is filtered before being fed to the evaluation means by a bandpass filter or a low pass filter. The filter 10 is disposed either between the signal input and the switching point or between the switching point and the evaluation means.

Vahvistusvälineiden eräässä toteutusmuodossa ne sisältävät ainakin yhden säädettävän vaimentimen, jonka vaimennusta 15 vahvistuksensäätösignaali ohjaa.In one embodiment of the gain means, they include at least one adjustable attenuator whose attenuation is controlled by a gain control signal.

Keksinnön muut piirteet ja edut ilmenevät seuraavasta esimerkkinä ja keksintöä rajoittamatta esitetystä erään suoritusmuodon selityksestä ja oheisista kuvioista, jotka 20 esittävät: kuvio 1 liikkuvien asemien sijaintia kiinteän aseman suhteen TDMA-tyyppisessä järjestelmässä, . . 25 kuvio 2 kiinteän aseman kuvion 1 tapauksessa vastaanottamaa TDMA-kehystä, kuvio 3 esillä olevan keksinnön tietosignaalien vastaanottimen vahvistuksensäätölaitteen erästä suoritusmuotoa, 30 johon sisältyy vaihtoehtoja.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following example and without limiting the invention, and from the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows the position of mobile stations relative to a fixed position in a TDMA-type system; . Figure 2 is a TDMA frame received by a fixed station in the case of Figure 1, Figure 3 is an embodiment of an information gain receiver control apparatus 30 of the present invention, including alternatives.

Kuvio l esittää siirtojärjestelmää, johon sisältyy kiinteä tukiasema 10 ja kaksi liikkuvaa asemaa 11 ja 12, jotka sijaitsevat eri etäisyyksillä a ja b tukiasemasta 10. 35 Yhdistelmä voi kuulua esimerkiksi GSM-tyyppiseen radiopuhe-linverkkoon.Fig. 1 illustrates a transmission system including a fixed base station 10 and two mobile stations 11 and 12 located at different distances a and b from base station 10. The combination may belong, for example, to a GSM-type radiotelephone network.

6 1053026, 105302

Seuraavassa käsitellään vain liikkuvien asemien 11, 12 lähetystä kiinteän aseman 10 suuntaan. Liikkuvien asemien 11, 12 lähetys kiinteän aseman 10 suuntaan suoritetaan pakettien avulla toistuvissa aikavälikehyksissä, kuten on 5 esitetty kuviossa 2, missä on esitetty kehys Tl, joka sisältää peräkkäiset aikavälit ITI, IT2, jne. ja kehyksen T2 alku, missä aikavälit ITI ja IT2 toistuvat. Kehyksen Tl ensimmäisessä aikavälissä ITI liikkuva asema 11 lähettää paketin PII ja aikavälissä IT2 liikkuva asema 12 lähettää 10 paketin P21. Kehyksen T2 ensimmäisessä aikavälissä ITI liikkuva asema 11 lähettää uuden paketin P21, mitä seuraa liikkuvan aseman 12 lähettämä paketti P22 ja niin edelleen.In the following, only the transmissions of the mobile stations 11, 12 in the direction of the fixed station 10 are discussed. The transmission of the mobile stations 11, 12 in the direction of the fixed station 10 is performed by packets in repetitive time slot frames, as shown in FIG. 2, showing a frame T1 containing successive slots ITI, IT2, etc. and the beginning of frame T2 where slots ITI and . In the first time slot of frame T1, mobile station 11 transmits packet PII and in time slot IT2 mobile station 12 transmits packet P21. In the first slot of frame T2, mobile station 11 transmits a new packet P21, followed by packet P22 transmitted by mobile station 12 and so on.

Jokainen lähetetty paketti on signaali, jolla on kyseisten 15 liikkuvien asemien ja kiinteän aseman väliseen liikenteeseen osoitettu taajuus, jota on moduloitu lähetettävällä tiedolla, GSM-tyyppisen järjestelmän tapauksessa digitaalisella tiedolla.Each transmitted packet is a signal having a frequency assigned to traffic between said mobile stations and a fixed station, modulated by the information to be transmitted, in the case of a GSM-type system with digital information.

20 Kuvio 2 esittää kiinteän aseman vastaanottamia signaaleja. Peräkkäisten pakettien aika-aseman määräämiseksi siten, että se on oikea pakettien saapuessa kiinteälle asemalle, voidaan käyttää järjestelyjä, joita ei käsitellä tässä, koska ne eivät liity esillä olevaa keksintöön.Figure 2 shows signals received by a fixed station. Arrangements not discussed herein may be used to determine the time position of successive packets so that they are correct when the packets arrive at the fixed station, since they are not related to the present invention.

— 25- 25

Esillä olevan keksinnön kannalta tärkeä seikka on, että eri liikkuvilta asemilta vastaanotettujen pakettien amplitudit ovat erisuuria. Asema 11 on suhteellisen lähellä kiinteää asemaa 10. Signaalin amplitudi, jonka kiinteä asema 10 30 vastaanottaa aikavälillä ITI, on tämän vuoksi suhteellisen suuri. Tähän verrattuna liikkuva asema 12 on etäämmällä ja kiinteän aseman 10 aikavälin IT2 aikana vastaanottaman signaalin amplitudi on suhteellisen pieni.An important aspect of the present invention is that the amplitudes of packets received from different mobile stations are different. Station 11 is relatively near fixed station 10. The signal amplitude received by station 10 30 at ITI is therefore relatively large. Compared to this, the mobile station 12 is farther away and the signal received by the fixed station 10 during time slot IT2 is relatively small.

35 Etäisyys ei luonnollisesti ole ainoa tekijä, joka vaikuttaa kiinteän aseman 10 vastaanottamien signaalien amplitudiin, jälleen voidaan viitata etenemistiellä oleviin esteisiin, 7 105302 monitie-etenemisestä johtuvaan häipymiseen jne.35 Of course, distance is not the only factor affecting the amplitude of signals received by fixed station 10, again reference may be made to path obstacles, 7 105302 multipath fading, etc.

Signaalien, joilla on siten laaja dynamiikka, vastaanotossa on ongelmana tämän dynamiikan pienentäminen ennen signaali-5 en hyödyntämistä esimerkiksi niiden sisältämän analogisen tai digitaalisen tiedon ilmaisemiseksi. Signaalien on kuljettava piirien kautta, jotka sisältävät aktiivisia komponentteja, etenkin transistoreita, joiden amplitudivas-te ei ole lineaarinen. Liian heikoilla signaaleilla on 10 siten vaarana, että niitä ei voida käyttää, kun taas liian voimakkailla signaaleilla on vaarana, että kyllästyminen vääristää niitä, mikä voi aiheuttaa informaation häviämistä.The problem with receiving signals with a wide dynamic range is to reduce this dynamic before utilizing the signals to express, for example, the analog or digital information they contain. Signals must pass through circuits containing active components, particularly transistors, whose non-linear amplitude response. Signals that are too weak carry the risk of not being used 10, while signals that are too strong risk being distorted by saturation, which can cause information to be lost.

15 Tämän vuoksi heikkoja signaaleja on vahvistettava riittävästi ja voimakkaita signaaleita on vahvistettava vähemmän eli vastaanottimen tulosignaalien dynamiikkaa on pienennettävä.Therefore, weak signals need to be amplified sufficiently and strong signals less, that is, the dynamics of the receiver's input signals must be reduced.

20 Keksintö esittää tämän aikaansaavat välineet, joiden eräs suoritusesimerkki on esitetty kuviossa 3.The invention provides means for accomplishing this, an embodiment of which is shown in Figure 3.

Kuviossa 3 on esitetty vahvistuksensäätölaite, joka on tarkoitettu käytettäväksi ei esitetyssä tietosignaalien . 25 vastaanottimessa. Tässä laitteessa on: signaalitulo 31, joka vastaanottaa tulotietosignaalin, vahvistuskertoimeltaan säädettävät vahvistusvälineet 30 33, jotka on kytketty tuloon 31 tulotietosignaalin vastaanottamiseksi ja tason muuttamiseksi vahvistuk-senohjaustuloon 51 vastaanotetun vahvistuksensäätösig-naalin funktiona siten, että siitä johdetaan lähtötie- « tosignaali, signaalilähtö 52, joka on kytketty vahvistusvälineisiin 33 ja joka antaa lähtötietosignaalin, 35 8 105302 arviointivälineet 37, jotka on kytketty tuloon 31 tulo-tietosignaalin vastaanottamiseksi ja tämän signaalin tasosta riippuvan amplitudisignaalin johtamiseksi, 5 - arviointivälineisiin 37 kytketyt käsittelyvälineet 38, jotka vastaanottavat amplitudisignaalin ja johtavat määritellyn vahvistuksensäätölain mukaisesti vahvistuk-sensäätösignaalin, joka siirretään vahvistusvälineiden 33 vahvistuksenohjaustuloon 51.Figure 3 illustrates a gain control device for use in non-illustrated data signals. 25 receivers. This device has: a signal input 31 receiving an input data signal, gain adjustable gain means 30 33 coupled to an input 31 for receiving an input data signal and changing the level to the gain control input 51 as a function of the received gain control signal to output an output data signal 52; coupled to gain means 33 and providing an output data signal, 35 8 105302 estimation means 37 coupled to input 31 for receiving an input data signal and deriving an amplitude signal dependent on the level of said signal; an adjustment signal which is applied to the gain control input 51 of the gain means 33.

1010

Kuviossa 3 on esitetty lisäksi kytkin 36, joka ottaa näytteen vahvistusvälineet 33 sisältävän haaran tulotie-tosignaalista sen syöttämiseksi arviointivälineet 37 ja käsittelyvälineet 38 sisältävään haaraan.Fig. 3 further illustrates a switch 36 which takes a sample of a branch containing the gain means 33 for supplying it to a branch containing the evaluation means 37 and the processing means 38.

1515

Arviointivälineinä 37 voi olla yksinkertainen verhokäyräil-maisin, kun taas käsittelyvälineet 38 voivat olla erimuotoisia, kuten seuraavasta ilmenee.The evaluation means 37 may be a simple envelope detector, while the processing means 38 may be of various shapes, as follows.

20 Vahvistuskertoimeltaan säädettävät vahvistusvälineet 33 voivat muodostua ketjusta vahvistusasteita, joiden väliin on sijoitettu ohjattavia vaimennusasteita. Tässä tapauksessa vahvistusta säädetään ohjaamalla vaimentimia.The gain means 33 adjustable by the gain factor may consist of a chain of gain levels with controllable damping degrees between them. In this case, the gain is controlled by controlling the dampers.

25 Nämä välineet on järjestetty siten, että lähtötietosignaa-lin tason dynamiikka on pienempi tulotietosignaaliin verrattuna, joka on esitetty kuviossa 2. Kun tulotietosig-naalina on kuviossa 2 esitetty signaali, lähtötietosignaa-lina on samankaltainen signaali, jossa kuitenkin pakettien 30 PII, P12 ja P21, P22 amplitudien väliset erot ovat pienempiä. Tämän aikaansaamiseksi arviointivälineet 37 määräävät tulosignaalin amplitudin, jota käsitellään myöhemmin esitettävällä tavalla käsittelyvälineissä 38, jotka kehit- % tävät vahvistuksensäätösignaalin.These means are arranged so that the dynamics of the level of the output data signal is smaller compared to the input data signal shown in Figure 2. When the input data signal is the signal shown in Figure 2, the output data signal is a similar signal, but with the PII, P12 and P21 The differences between the P22 amplitudes are smaller. To accomplish this, the estimation means 37 determine the amplitude of the input signal, which will be processed later on in the processing means 38 which generate the gain control signal.

Vahvistusvälineiden 33 vahvistuksenohj austuloon 51 syötetty vahvistuksensäätösignaali määrää tulotietosignaalin vahvis- 35 9 105302 tuksen pienemmäksi tai suuremmaksi ja aikaansaa halutun signaalin dynamiikkaa pienentävän vaikutuksen vahvistusvä-, lineiden 33 antaessa siten dynamiikaltaan pienennetyn lähtötietosignaalin lähtöön 52.The gain control signal applied to the gain control input 51 of the gain means 33 sets the gain information signal gain to a greater or lesser magnitude and produces the desired signal dynamics reducing effect of the gain means 33, thus providing a dynamically reduced output data output 52.

55

Kuvion 3 vahvistuksensäätölaitteessa käsittelyvälineet 38 voi olla järjestetty toimimaan aikavälien synkronointisig-naalin perusteella, jonka ei esitetty ajoitusyksikkö kehittää ja joka syötetään synkronointituloon 41, aikavä-10 leihin perustuvan toiminnan aikaansaamiseksi ja vahvistuksen säädön pitämiseksi samana oleellisesti koko kunkin aikavälin ajan. Käsittelyvälineet 38 voivat ilmaista esimerkiksi signaalin maksimiamplitudin tai keskiamplitudin kuvion 2 kehyksen Tl aikavälin ITI aikana vahvistuksensää-15 tösignaalin määräämiseksi, joka syötetään vahvistuksenoh-jaustuloon 51 ja pidetään siinä kehyksen T2 koko aikavälin ITI ajan ja niin edelleen kehys kehykseltä ja jokaisen aikavälin osalta. Tällöin oletetaan ilmeisesti, että joltakin liikkuvalta asemalta vastaanotetun signaalin taso 20 ei muutu merkittävästi kahden peräkkäisen kehyksen aikana.In the gain control device of FIG. 3, the processing means 38 may be arranged to operate on a time slot synchronization signal not generated by the timing unit and supplied to the synchronization input 41 to provide time slot based operation and maintain the gain control substantially throughout each time slot. The processing means 38 may, for example, detect the maximum signal amplitude or the average amplitude during the time slot ITI of frame T1 of FIG. 2 to determine the gain control signal 15 which is supplied to gain control input 51 and maintained throughout frame ITI of frame T2. It is then assumed that the signal level 20 received from a mobile station does not change significantly during two consecutive frames.

Toisen esimerkin mukaan paketissa voi olla suhteellisen lyhyt otsikko, jonka tason arviointivälineet 37 arvioivat ja jota käsittelyvälineet 38 käsittelevät vastaavalla 25 tavalla siten, että vahvistuksensäätösignaali on käytettävissä oleellisesti aikavälissä siirretyn tietopaketin alussa, jonka jälkeen vahvistuksensäätösignaali pidetään koko aikavälin ajan. Tässä toisessa tapauksessa oletetaan, että tarkasteltua otsikkoa ei tarvitse käsitellä piireissä, 30 joissa tarvitaan pienennettyä dynamiikkaa, koska otsikko on esimerkiksi varattu muun paketin vahvistuksensäätöä varten.According to another example, the packet may have a relatively short header evaluated by the level estimation means 37 and processed by the processing means 38 in such a manner that the gain control signal is available substantially at the beginning of the transmitted data packet, after which the gain control signal is maintained. In this second case, it is assumed that the considered header does not need to be processed in circuits that require reduced dynamics, since the header is, for example, reserved for gain control of the other packet.

Erään mahdollisen yhdistelmäratkaisun mukaan tietyssä aika- * välissä vastaanotettu signaali jaetaan aikaviipaleisiin, 35 joilla kullakin on ennalta määrätty pituus, ja kullakin aikaviipaleella suoritettu tason arviointi määrää vahvistuksen säädön seuraavalla aikaviipaleella.According to one possible combination solution, the signal received at a given time interval is divided into time slots 35 each having a predetermined length, and the level estimation performed at each time slice determines the gain adjustment at the next time slice.

10 10530210 105302

Erään edullisena pidetyn suoritusmuodon mukaan keksinnön vahvistuksensäätölaitteessa on lisäksi viivevälineet 34, jotka on esitetty niiden valinnaisuuden vuoksi katkoviivoin kuviossa 3. Viivevälineet sijaitsevat kytkimen 36 ja 5 vahvistusvälineiden 33 välissä ja ne antavat vahvistusväli-neille 33 tulotietosignaalin, jota on viivästetty ajallisesti siten, että vahvistuksensäätösignaali on käytettävissä vahvistuksen säätöä varten vahvistusvälineissä 33 sillä hetkellä, jolla ne vastaanottavat viivästetyn tulotietosig-10 naalin.According to an advantageous embodiment, the gain control device of the invention further comprises delay means 34 which, for their optional purpose, are dashed in Figure 3. The delay means are located between the gain means 33 of switch 36 and 5 and provide the gain means 33 with an for adjusting gain in gain means 33 at the time they receive the delayed input information signal 10.

Tällainen järjestely mahdollistaa kaikissa edellä esitetyissä vahvistuksensäätötapauksissa tulotietosignaalin amplitudin arvioinnin suorittamisen arviointivälineissä 37 15 ja amplitudin käsittelyn tämän jälkeen käsittelyvälineissä 38 käyttämällä niihin tarvittavan ajan, jona aikana tu-losignaali etenee viivevälineiden 34 läpi. Siten sillä hetkellä, kun aikavälissä vastaanotettu paketti tai yleisemmin tietosignaali saavuttaa vahvistusvälineet 33, 20 käsittelyvälineet 38 syöttävät vahvistuksensäätösignaalin vahvistusvälineiden vahvistuksenohjaustuloon 51 siten, että tätä signaalia voidaan käyttää tietosignaalin, josta se on määrätty, alusta lähtien. Koko paketin amplitudia voidaan siten säätää paketin minkä tahansa jonkin tai joidenkin 25 näytteen perusteella, jotka näytteet otetaan, arvioidaan ja käsitellään ennen kuin paketti saavuttaa vahvistusvälineet 33.Such an arrangement allows, in all of the above gain control cases, an estimation of the amplitude of the input data signal in the estimation means 37 and then the processing of the amplitude in the processing means 38 using the time required for them to propagate through the delay means 34. Thus, at the point in time when the received packet or more generally the data signal reaches the gain means 33, the processing means 38 feeds the gain control signal to the gain control input 51 of the gain means so that this signal can be used from the beginning of the data signal from which it is determined. The amplitude of the entire packet can thus be adjusted based on any one or some of the 25 samples in the packet, which are sampled, evaluated and processed before the packet reaches the gain means 33.

Eräässä edullisena pidetyssä suoritusmuodossa paketin vas-30 taanottotaso arvioidaan näytteessä, joka on otettu lyhyen ajan kuluessa paketin alusta ja jonka pituus on riittävä häiriöiden poistamiseksi integroimalla, mikä antaa siten vahvistuksensäätösignaalin, jota käytetään koko tässä aika- , välissä vastaanotetun signaalin amplitudin säätämiseen.In a preferred embodiment, the reception level of the packet 30 is estimated in a sample taken shortly from the beginning of the packet and of sufficient length to eliminate interference by integration, thereby providing a gain control signal used throughout this time to adjust the amplitude of the received signal.

Viivevälineiden 34 aikaansaamalla viiveellä voi olla mikä tahansa arvo, kunhan se ylittää ajan, joka tarvitaan 35 11 105302 arvioinnissa käytetyn paketin näytteen vastaanottoon, lisättynä käsittelypiirien 38 ja vahvistusvälineiden 33 vahvistuksensäätöpiirien toiminnan vaatimalla ajalla, 5 Lisäksi kuvion 3 piirissä on esitetty myös suodatusvälineet 42 ja 43, jotka on esitetty katkoviivoin niiden samaten valinnaisen luonteen vuoksi.The delay provided by the delay means 34 can have any value as long as it exceeds the time required to receive a sample of the packet used in the evaluation, plus the time required for operation of the gain control circuits 38 and the gain means 33. which are represented by dashed lines because of their likewise optional nature.

Tulotietosignaali sisältää tietyissä tapauksissa kaistan 10 ulkopuolisia häiriöitä, jotka voivat vaikuttaa amplitudin arviointiin, jos niitä ei poisteta. Ratkaisuna on niiden suodattaminen kaistanpäästö- tai alipäästösuodatuksella.In some cases, the input information signal includes out-of-band 10 interference, which can affect amplitude estimation if not eliminated. The solution is to filter them by bandpass or low pass filtering.

Tällainen suodin (42) voidaan sijoittaa tulon 31 ja kytis kentäpisteen 36 väliin. Toisena ratkaisuna on sijoittaa suodin (43) vain arviointihaaraan. Sen vaikutus pelkästään amplitudi-informaatioon asettaa suotimelle paljon lievempiä vaatimuksia kuin edellinen ratkaisu ja tällainen suodin 43 on siten halvempi.Such a filter (42) may be disposed between the input 31 and the filter field point 36. Another solution is to place the filter (43) only in the evaluation branch. Its effect on the amplitude information alone places much less stringent demands on the filter than the previous solution, and such a filter 43 is thus cheaper.

2020

Lopuksi voidaan mainita, että vaikka selityksessä on alusta lähtien viitattu vahvistuskertoimeltaan säädettäviin vahvistusvälineisiin, tällaisten vahvistusvälineiden eräs edullinen toteutusratkaisu muodostuu vahvistinketjusta, , 25 jossa on ainakin yksi säädettävä vaimennin, jonka vaimennusta vahvistuksensäätösignaali ohjaa. Tällöin voidaan käyttää erikoisesti sellaisia säädettäviä vaimentimia, jotka sietävät tulosignaalin vielä suuren dynamiikan aiheuttamatta itse vääristymistä.Finally, although the specification has from the outset referred to gain adjustable gain means, one preferred embodiment of such gain means consists of an amplifier chain 25 having at least one adjustable gain controlled by the gain adjustment signal. In this case, adjustable attenuators can be used which can tolerate the input signal's high dynamics without causing distortion itself.

% *% *

Claims

A gain control device in a receiver for information signals, comprising: - a signal input (31) receiving an input information signal, - gain means (33) with adjustable gain factors coupled to said input (31) for receiving the input information signal and changing its level as a function of a gain control signal received by a gain control input (51), to derive an output information signal, a signal output (52) coupled to the amplifier means (33) and emitting the output information signal , characterized in that the device further comprises: 20. estimating means (37) coupled to said input (31) through a switching point (36) for receiving the input information signal and thereby deriving an amplitude signal which is dependent on the level of this signal; 25. processing means (38) coupled to estimation means (37) receiving am the amplitude signal and hence derives an amplifier control signal according to a determined amplitude control connection, which signal is transmitted to the gain control input (51) of the amplifier (33), these means (37, 38) being arranged so that the level of the output information signal has a less dynamic than level of the input information signal. 1

Device according to claim 1, characterized in that the input information signal is a signal coming from remote stations (11, 12) each transmitting in a periodic frame during its time interval in accordance with the known time-division multiple access system (TDMA), wherein The processing means (38) is controlled by a synchronization signal (41) associated with the time base of the TDMA system.

Device according to claim 2, characterized in that the processing means (38) emit a gain control signal which is substantially constant for the entire time interval of each time interval.

4. A device according to claim 2, characterized in that each time interval comprises a preamble which lasts a relatively short time during which a level estimation is performed by estimating means (37) and corresponding processing is performed by processing means (38), so that a gain control signal is essentially available initially. of an information packet that is transmitted during this time interval after the start.

Device according to claim 2, characterized in that each time interval is divided into time sections each having a predetermined time duration, and that the estimation of signal level by processing means (38) in each of the time sections determines the control of the gain. in the following time section.

6. Device according to any of claims 1-5, characterized in that the estimating means consists of an envelope detector.

Device according to any one of claims 1-6, characterized in that it further comprises delay means (34) arranged between said coupling point and gain means (33), which delay means (34) deliver to gain means (33). ) an input information signal which has been delayed for a while so that the gain control signal is available for the gain control in gain means (33) at the moment they receive the delayed input information signal. 105302 17

Device according to any one of claims 1-7, characterized in that it »comprises a filter (42, 43) arranged so that the input information signal is filtered before it is delivered to the estimating means. 5

Device according to claim 8, characterized in that the filter (42, 43) is a passband filter.

Device according to claim 8, characterized in that the filter (42, 43) is a low pass filter.

Device according to claim 9 or 10, characterized in that the filter (42) is arranged between the signal input (31) and the switching point (36). 15

Device according to claim 9 or 10, characterized in that the filter (43) is arranged between the coupling point (36) and the estimating means (37).

Device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that amplifying means (33) comprise at least one variable dampers whose damping is controlled by the gain control signal. ψ 9