FI115431B - Moniliityntäinen digitaalinen vastaanotin ja lähetin - Google Patents

Moniliityntäinen digitaalinen vastaanotin ja lähetin Download PDF

Info

Publication number
FI115431B
FI115431B FI972748A FI972748A FI115431B FI 115431 B FI115431 B FI 115431B FI 972748 A FI972748 A FI 972748A FI 972748 A FI972748 A FI 972748A FI 115431 B FI115431 B FI 115431B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
digital
frequency
analog
band
Prior art date
Application number
FI972748A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI972748A (fi
FI972748A0 (fi
Inventor
Danny Thomas Pinckley
Kevin Michael Laird
Daniel Morris Lurey
Alan P Rottinghaus
Sheila Marie Rader
Yuda Yehuda Luz
Paul Fielding Smith
John M Smith
Tony Kobrinetz
Robert C Elder
Donald E Bailey
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/366,347 external-priority patent/US5668836A/en
Priority claimed from US08/366,283 external-priority patent/US5579341A/en
Priority claimed from US08/389,474 external-priority patent/US5602874A/en
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of FI972748A publication Critical patent/FI972748A/fi
Publication of FI972748A0 publication Critical patent/FI972748A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI115431B publication Critical patent/FI115431B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0691—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/1205—Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121—Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0007—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at radiofrequency or intermediate frequency stage
    • H04B1/001—Channel filtering, i.e. selecting a frequency channel within the SDR system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0028—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at baseband stage
    • H04B1/0032—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at baseband stage with analogue quadrature frequency conversion to and from the baseband
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/26—Circuits for superheterodyne receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/26—Circuits for superheterodyne receivers
    • H04B1/28—Circuits for superheterodyne receivers the receiver comprising at least one semiconductor device having three or more electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J1/00—Frequency-division multiplex systems
    • H04J1/02—Details
    • H04J1/04—Frequency-transposition arrangements
    • H04J1/05—Frequency-transposition arrangements using digital techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/22—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using redundant apparatus to increase reliability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/14—Channel dividing arrangements, i.e. in which a single bit stream is divided between several baseband channels and reassembled at the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/006—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by sampling the oscillations and further processing the samples, e.g. by computing techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868—Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/0874—Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

115431
Moniliityntäinen digitaalinen vastaanotin ja lähetin
Esillä oleva keksintö liittyy viestintäjärjestelmiin ja erityisesti viestintäjärjestelmissä käytettäviin laaja-5 kaistäisiin lähetin-vastaanottimiin.
Viestintäjärjestelmien lähettimet ja vastaanottimet on yleensä suunniteltu siten, että ne on viritetty lähettämään ja vastaanottamaan yksi useista signaaleista, joilla 10 on suuresti vaihtelevat taajuuskaistat ja jotka voivat olla tietyllä taajuusalueella. Alan asiantuntijoille on ! selvää, että nämä lähettimet ja vastaanottimet vastaavasti säteilevät tai sieppaavat sähkömagneettista säteilyä halutulla taajuuskaistalla. Sähkömagneettinen säteily voidaan 15 antaa lähettimen ulostulosta tai syöttää vastaanottimeen usean tyyppisillä laitteilla antenni, aaltoputki, koaksiaalikaapeli ja optinen kuitu mukaanluettuna.
Nämä viestintäjärjestelmien lähettimet ja vastaanottimet 20 voivat pystyä lähettämään ja vastaanottamaan useita sig-naaleja. Tällaiset lähettimet ja vastaanottimet käyttävät * · • i ;t kuitenkin yleensä kunkin eri taajuuden tai taajuuskaistan !! ’ omaavan lähetettävän tai vastaanotettavan signaalin osalta , monistettuja piirejä. Tämä piirien monistus ei ole opti- » j » /' * 25 maalinen monikanavaisen viestintäyksikön rakenteen arkki- • * • " tehtuuri itsenäisten lähettimien ja/tai vastaanottimien • < > • · · V * rakentamiseen liittyvien lisäkustannusten ja lisääntyneen monimutkaisuuden vuoksi.
: : 30 Mahdollinen on sellainen vaihtoehtoinen lähetin- ja vas- taanotinarkkitehtuuri, joka pystyisi lähettämään ja vastaanottamaan haluttuja, monen kanavan levyisen taajuus- ‘ ! * kaistan omaavia signaaleja. Tämä vaihtoehtoinen lähetin ja : vastaanotin voi käyttää digitoijaa (esim. analogi-digitaa- 35 2 115431 limuunninta), joka toimii riittävän suurella näytteitysno-; peudella sen takaamiseksi, että halutun taajuuskaistan omaava signaali voidaan digitoida Nyquist-kriteetin mukaan (esim. digitoimalla näytteitysnopeudella, joka on vähin-5 tään kaksi kertaa niin suuri kuin digitoitava taajuuskaista). Seuraavaksi digitoitu signaali mieluimmin esi- tai jälkikäsitellään digitaalisia signaalinkäsittelytekniikkoja käyttäen digitoidulla taajuuskaistalla olevien useiden kanavien erottamiseksi.
10
Kuvioissa 1 on esitetty ennestään tunnettu laajakaistainen lähetin-vastaanotin 100. Radiotaajuussignaalit (radio frequency (RF) signals; RF-signaalit) vastaanotetaan antennilla 102, käsitellään RF-muuntimella 104 ja digitoidaan 15 analogi-digitaalimuuntimella 106. Digitoidut signaalit käsitellään diskreetillä Fourier-muunnoksella (DFT, discrete fourier transform) 108 ja kanavaprosessorilla 110 ja siirretään kanavaprosessoreilta 110 solukkoverkkoon ja yleiseen kytkentäiseen puhelinverkkoon (PSTN, public switched 20 telephone network). Lähetystilassa solukkoverkosta vastaanotetut signaalit käsitellään kanavaprosessoreilla 110, käänteisellä diskreetillä Fourier-muunnoksella (IDFT, in-verse digital fourier transform) 114 ja digitaali-analogi-muuntimella 116. Digitaali-analogimuuntimelta 116 lähtevät : · 25 analogisignaalit ylösmuunnetaan sen jälkeen RF-ylösmuunti- messa 118 ja lähetetään antennilta 120.
Tämän vaihtoehtoista tyyppiä olevan viestintäyksikön epäkohtana on se, että viestintäyksikön digitaalisen käsitte-30 lyosan näytteitysnopeuden täytyy olla riittävän suuri sen takaamiseksi, että Nyquist-kriteeri täytetään vastaanote-·' tun sähkömagneettisen säteilyn suurimmalla taajuuskais talla, joka on yhtä kuin niiden yksittäisten viestintä-. kanavien summa, jotka muodostavat vastaanotetun sähkömag- 35 neettisen säteilyn yhdistetyn taajuuskaistan. Jos yhdiste- 3 115431 tyn taajuuskaistan sisältämä signaali on riittävän laajakaistainen, viestintäyksikön digitaalinen käsittelyosa on hyvin kallis ja kuluttaa huomattavan määrän tehoa. Lisäksi DFT- tai IDFT-suodatustekniikalla synnytettyjen kanavien 5 täytyy olla tyypillisesti lähellä toisiaan.
On olemassa sellaisen, edellä kuvatun kaltaisen, lähettimen ja vastaanottimen tarve, joka pystyy samoilla lähetintä! vastaanotinpiireillä lähettämään ja vastaanottamaan 10 useita signaaleja vastaavilla kanavilla. Näiden lähetin-ja vastaanotinpiirien tulisi kuitenkin mieluimmin lieventää edellä mainittuun lähetin-vastaanotinarkkitehtuuriin liittyviä viestintäyksikön suunnittelurajoituksia. Jos voitaisiin kehittää tällainen lähetin- ja vastaanotinark-15 kitehtuuri, niin se soveltuisi ideaalisesti solukkojärjestelmiin. Solukkotukiasemien täytyy tyypillisesti lähettää ja vastaanottaa useita kanavia laajalla taajuuskaistalla (esim. 824 megahertsistä 894 megahertsiin). Lisäksi soluk-koinfrastruktuurin ja tilaajalaitteiden valmistajiin koh-20 distuvat kaupalliset paineet pakottavat nämä valmistajat etsimään keinoja viestintäyksiköiden kustannusten alenta-, . miseksi. Tällainen monikanavainen lähetin- ja vastaan- • ; otinarkkitehtuuri soveltuisi hyvin myös henkilökohtaisiin viestintäjärjestelmiin (PCS, personal communication sys-: ‘ 25 tems), joilla on pienemmät palvelualueet (kuin niiden vastapuolella solukkopalvelualueilla) kunkin tukiaseman • '·· osalta, ja siten tarvitaan vastaavasti suurempi määrä : tukiasemia tietyn maantiedoilleen alueen peittämiseksi.
Tukiasemia hankkivat operaattorit haluaisivat ideaalita-30 pauksessa asentaa kaikille toimilupansa kattamille palvelualueille vähemmän monimutkaisia ja pienemmät kustannukset aiheuttavia yksiköitä.
·. . Solukko- ja PCS-valmistajät voivat saada lisäedun sen joh- 35 dosta, että suunnitellaan monikanavaiset viestintäyksiköt, 4 115431 jotka yhdessä käyttävät samaa analogista signaalinkäsitte-lyosaa. Perinteiset viestintäyksiköt on suunniteltu toimimaan yhtä informaatiosignaalin koodaus- ja kanavointistan-dardia noudattaen. Nämä monikanavaiset viestintäyksiköt 5 käsittävät päinvastoin digitaalisen signaalinkäsittely-osan, joka voidaan haluttaessa ohjelmoida ohjelmiston avulla valmistusprosessin aikana tai kentällä asennuksen jälkeen siten, että nämä monikanavaiset viestintäyksiköt voivat toimia minkä tahansa useista informaatiosignaalin 10 koodaus- ja kanavointistandardeista mukaan.
Perinteisen viestintäjärjestelmärakenteen eräänä toisena epäkohtana on se, että viestintäjärjestelmään liittyvä laitteisto on tyypillisesti tarkoitettu yhdelle liityntä-15 menetelmälle (ts. advanced mobile phone service (AMPS) ("kehittynyt matkapuhelinpalvelu", Yhdysvalloissa käytössä oleva analoginen matkaviestinjärjestelmä), narrowband advanced mobile phone service (NAMPS) ("kapeakaistainen kehittynyt matkapuhelinpalvelu", Yhdysvalloissa kehitetty), 20 United States digital cellular (USDC) (Yhdysvalloissa kehitetty digitaalinen solukkojärjestelmä), personal digital cellular (PDC) ("henkilökohtainen digitaalinen soluk-; kojärjestelmä") ja muut sellaiset tietoliikenteen liityn- ; ·· tämenetelmät). Moniliityntäisyyden, ts. liittymisen νίβει ’ 25 tintäjärjestelmään millä tahansa liityntämenetelmällä, ai- *, ** kaansaamiseksi vaaditaan melkoiset kustannukset aiheut- • '· tavaa merkittävää laitteiston monistusta. Tästä syystä on olemassa sellaisen viestintäjärjestelmän tarve, joka saa aikaan moniliityntäisyyden suurentamatta merkittävästi 30 tarvittavan laitteiston määrää ja siten siihen liittyviä kustannuksia.
Digitaalinen signaalinkäsittely on kehittymässä parhaana . pidetyksi toteutustavaksi monissa signaalinkäsittelysovel- 35 luksissa. Parempien, nopeampien ja halvempien digitaalis- > ♦ ♦ 5 115431 ten signaaliprosessorien (DSP, digital signal processor) ja muiden digitaalisten piirielementtien markkinoille tulo yhdessä digitaalipiirien suuremman joustavuuden ja tarkkuuden kanssa on ohjaamassa siirtymistä useiden signaalin-5 käsittelysovellusten muuntamiseen analogisesta digitaaliseksi. Tarjotessaan edellä mainitut edut ja muita etuja digitaalinen signaalinkäsittely ei kuitenkaan ole vailla eräitä epäkohtia. Esimerkiksi jotkin sovellukset, erityisesti radiotaajuusviestinnän alalla, ovat alun perin ol-10 leet analogisia. RF-sovelluksissa signaalinkäsittely vaatii usein analogisignaalin, esimerkiksi RF- tai välitaa-juussignaalin (VT-signaalin), muuntamista digitaalisignaa-liksi ja samaten digitaalisignaalien muuntamista analo-gisignaaleiksi. Eräs esimerkki tällaisesta sovelluksesta 15 on laajakaistaisissa digitaalisissa lähetin-vastaanotti-missa, kuten esimerkiksi sellaisessa, joka on esitetty ja selitetty yhteisessä US-patenttihakemuksessa sarjanumero 08/366,283, jonka patenttiselitys on erityisesti sisällytetty tähän viitteenä.
20
Monissa digitaalisissa käsittelysovelluksissa, mukaanluki- . en laajakaistaisessa digitaalisessa lähetin-vastaanotti- ; messa suoritettavat, signaalit täytyy muuntaa suurelta » « • ·: tarkkuustasolta alemmalle tarkkuustasolle. Esimerkiksi 32 ’ ' 25 tietobittinä esitetty signaali voidaan joutua redusoimaan 16 tietobittinä esitettäväksi signaaliksi. Tämä johtuu '· tiettyjen digitaalisten käsittelyelementtien kuten esimer- :: kiksi digitaali-analogimuuntimien (DAM:ien) rajoitetusta toimintakyvystä. Tällaisen muunnoksen tekemiseen liittyy 30 kuitenkin informaation menetys. Edellä esitetyssä esimerkissä on selvää, että 32 bittiä pystyvät annetulla da-tanopeudella esittämään enemmän informaatiota kuin 16 bittiä. Tästä informaation menetyksestä on seurauksena . kvantisointikohina.
M. 35 6 115431 Tämä kohina on usein jakautunut koko Nyquist-taajuuskaistalle, ja kohinateho hertsiä kohti on mitättömän pieni. Kohina esiintyy kuitenkin usein diskreeteillä taajuuksilla kuten signaalin toisella ja kolmannella harmonisella, mikä 5 aiheuttaa merkittäviä ongelmia.
Tietyillä taajuuksilla olevan kohinan ongelman voittamiseksi on ehdotettu pseudosatunnaiskohinan (pseudorandom noise) lisäämistä signaaliin, mitä usein kutsutaan väri-10 syttämiseksi (dithering). Joukko värisyttämistekniikoita on esitetty US-patenttijulkaisuissa numerot 4,901,265, 4,951,237, 5,073,869, 5,228,054 ja 5,291,428. Värisyttämi-sen suurehkona epäkohtana on tarve käyttää pseudosatun-naisgeneraattoripiiriä, joka on usein monimutkainen ja 15 tekee sovelluksen toteutuksen työlääksi ja kalliiksi.
Mainituista syistä on olemassa menetelmän ja laitteen tarve kvantisointikohinan pienentämiseksi lisäämättä merkittävästi digitaalisen signaalinkäsittelypiirin kustan-20 nuksia ja monimutkaisuutta.
Radioviestintäjärjestelmän toteuttamisella digitaalisia ; tekniikkoja käyttäen on monia etuja. Näitä ovat erityises- ; * ti lisääntynyt järjestelmäkapasiteetti, pienentynyt kohina : 25 ja supistunut laitteisto ja siihen liittyen alentunut te- ’ * honkulutus. Digitaalisen radioviestintäjärjestelmän kan- :’· naita perustavaa laatua on vaatimus, että vastaanotettu !,! analoginen radiosignaali on digitoitava. Tunnettu Nyquist- kriteeri edellyttää, että tällainen digitointi suoritetaan 30 minimivirheellä noin kaksi kertaa analogisignaalin taajuuskaistan suuruisella nopeudella. US-patenttijulkaisussa n:o 5,251,218 on esitetty tunnetulle tekniikalle tyypilli-;· nen metodologia analogisen radiotaajuussignaalin digitoi- . miseksi tämän periaatteen mukaan. On kuitenkin selvää, 35 että mikäli radiosignaali käyttää suurta taajuuskaistaa, » 7 115431 niin tarvitaan hyvin suurella näytteitysnopeudella toimivat ADM:t. Tällaiset laitteet, sikäli kuin niitä on saatavissa, ovat kalliita ja kärsivät usein alentuneesta suorituskyvystä, ts. niillä on huomattava särö ja suurentunut 5 tehonkulutus, kun niitä käytetään suurilla näytteitysno-peuksilla.
Radioviestintäjärjestelmille varattu taajuusalue on tyypillisesti suuri, mitä tulee digitointivaatimuksiin. Jois-10 sakin radioviestintäjärjestelmissä, vaikka haluttu signaali käyttää suurta taajuuskaistaa, kiinnostavat signaalit eivät kuitenkaan käytä koko taajuuskaistaa. Esimerkiksi solukkojärjestelmissä viestinnän taajuuskaista ei ole yhtäjaksoinen. Esimerkiksi solukon A-kaistalle on varattu 15 12,5 megahertsin (MHz) taajuuskaista. Spektraalisesti koko A-kaista kattaa kuitenkin 22,5 MHz:n taajuuskaistan kahdessa erillisessä osassa. A-kaistan digitoimiseksi tarvittaisiin ADM, joka Nyquist-kriteerin mukaan pystyisi toimimaan vähintään 45 MHz:n nopeudella eli nopeudella 45 mil-20 joonaa näytettä per sekunti (Ms/s) ja luotettavammin nopeudella 55 Ms/s. Signaalin jakaminen pienempiin segment-teihin sallii useiden ADM:ien käyttämisen alemmilla näyt-teitysnopeuksilla. Useiden ADM: ien käyttämisellä on epä- » » ;;1· kohtana, että vaaditaan suurempi määrä laitteistoa. Lisäk- 1 · • ' 25 si kellotaajuus ja sen korkeamman kertaluvun harmoniset « 1 ' ’ välttämättä osuvat digitoitavan signaalin taajuuskaistal- ; ’· le. Yhtenä epäkohtana on vielä se digitaalisen tietojenkä- * · v sittelyn määrä, joka tarvitaan kaistalimityksen suodatta miseksi, interpoloimiseksi, kompensoimiseksi sekä tulok-30 seksi saatavien useiden digitaalisignaalien summaamiseksi.
Mainituista syistä on olemassa sellaisen laitteen tarve t laajakaistasignaalien digitoimiseksi, joka ei tarvitse . suuria näytteitysnopeuksia ja joka ei merkittävästi suu- * 1 » > · » t • »
> I
» · 1 · 8 115431 renna viestintäjärjestelmässä tarvittavan laitteiston määrää.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle digitaaliselle vas-taanottimelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaati-5 muksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle digitaaliselle lähettimelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa.
10 Esillä olevan keksinnön monet edut ja piirteet käyvät ilmi seuraa-vasta sen useiden parhaana pidettyjen suoritusmuotojen yksityiskohtaisesta selityksestä, jossa on viitattu oheisiin piirustuksiin, joissa: 15 kuvio 1 on ennestään tunnetun monikanavaisen lähetin-vastaanottimen lohkokaavio; kuvio 2 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen monikanavaisen vastaanottimen lohkokaavioesitys; 20 kuvio 3 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon » • mukaisen monikanavaisen lähettimen lohkokaavioesitys; kuvio 4 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon .| 25 mukaisen monikanavaisen lähetin-vastaanottimen lohkokaavioesitys;
• I I
ι*;·# kuvio 5 on kuviossa 2 esitetyn monikanavaisen vastaanottimen lohko- * 1 · kaavioesitys, jota vastaanotinta on muunnettu kanavapyyhkäisyn , suorittamiseksi esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pide- » * · ··* 30 tyn suoritusmuodon mukaan; • * • · • « » kuvio 6 on esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn • · suoritusmuodon mukaisen monikanavaisen lähetin-vastaanottimen loh- • · kokaavioesitys; :..Y 35 • · kuvio 7 on esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen monikanavaisen lähetin-vastaanottimen lohkokaavioesitys ; 9 115431 kuvio 8 on lohkokaavioesitys datanreitityksestä esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisessa monikanavaisessa lähetin-vastaanottimessa; 5 kuvio 9 on lohkokaavioesitys datanreitityksestä esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisessa monikanavaisessa lähetin-vastaanottimessa ; 10 kuvio 10 on lohkokaavioesitys datanreitityksestä esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisessa monikanavaisessa lähetin-vastaanottimessa; 15 kuvio 11 on kuvion 5 monikanavaiseen lähettimeen tarkoitetun ja esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen digitaalimuunninmoduulin (digital converter module) lohkokaavioesitys; 20 kuvio 12 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen digitaalisen alasmuuntimen (digital down converter) lohkokaavioesitys; kuvio 13 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suo-; , 25 ritusmuodon mukaisen digitaalisen ylösmuuntimen (digital ’ · up converter) lohkokaavioesitys; ·, _ kuvio 14 on esillä olevan keksinnön digitaaliseksi ylös- '·' muuntimeksi soveltuvan ylösmuuntimen lohkokaavioesitys; 30 kuvio 15 on esillä olevan keksinnön digitaaliseksi ylös-muuntimeksi soveltuvan modulaattorin lohkokaavioesitys; 115431 ίο kuvio 16 on esillä olevan keksinnön digitaaliseksi ylös-muuntimeksi tarkoitetun ylösmuuntimen/modulaattorin parhaana pidetyn suoritusmuodon lohkokaavioesitys; 5 kuvio 17 on esillä olevan keksinnön mukaisen kanavaproses-sorikortin parhaana pidetyn suoritusmuodon lohkokaavioesitys; kuvio 18 on esillä olevan keksinnön mukaisen kanavaproses-10 sorikortin erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon lohkokaavioesitys; ja kuvio 19 on vuokaavio, joka kuvaa esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaista pyyhkäisyprose-15 duuria.
Kuvio 20 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen kvantisointipiirin lohkokaavioesitys.
20 Kuvio 21 on kuviossa 20 esitetyssä kvantisointipiirissä käytettävän suotimen siirtofunktioesitys.
: : : Kuvio 22 on graafinen kuvaaja, joka esittää spektraalises- ·· ti kvantisointikohinaa, joka perustuu katkaisuun ilman 25 esillä olevaa keksintöä.
;·, Kuvio 23 on graafinen kuvaaja, joka esittää spektraalises- \ . ti kuvion 20 kvantisointipiirin suorituskykyä.
30 Kuvio 24 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suo ritusmuodon mukaisen, laajakaistasignaalin digitoijan lohkokaavioesitys .
11 115431
Kuvio 25 on esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen, laajakaistasignaalin digitoijan lohkokaavioesitys.
5 Kuvio 26 on esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen, laajakaistasignaalin digitoijan lohkokaavioesitys.
Kuviot 27A-27B kuvaavat spektraalisesti esillä olevan 10 keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaista laajakaistasignaalin käsittelyä.
Kuviot 28A-28H kuvaavat spektraalisesti esillä olevan keksinnön erään toisen parhaana pidetyn suoritusmuodon 15 mukaista laajakaistasignaalin käsittelyä.
Kuvio 29 on esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen modulaatiokaistan (split frequency band) digitoijan lohkokaavioesitys.
20
Kuvio 30A on modulaatiokaistan sisältämän signaalin spekt-riesitys.
·. Kuvio 30B on kuviossa 2A esitetyn modulaatiokaistan sisäl- 25 tämän signaalin spektriesitys esillä olevan keksinnön : parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen siirron jälkeen.
. . Kuvio 30C on kuviossa 30B esitetyn modulaatiokaistan si sältämän signaalin spektriesitys esillä olevan keksinnön 30 parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaisen siirron jälkeen.
Kuvio 31 on vuokaavio, joka kuvaa esillä olevan keksinnön : ’· parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaista menetelmää modu- laatiokaistan sisältämän signaalin digitoimiseksi.
35 * * · 12 115431
Esillä oleva keksintö kohdistuu laajakaistaiseen monikanavaiseen lähettimeen ja vastaanottimeen (lähetin-vas-taanottimeen), jossa yhdistyvät korkeanasteinen joustavuus ja redundanssi ja joka soveltuu erityisesti solukko- tai 5 PCS-viestintäjär jestelmiin. Lähetin-vastaanotin mahdollistaa useiden antennien käyttämisen joko sektoreihin jaetussa solukkotoiminnassa, toistevastaanotossa, saa aikaan redundanssin tai, kuten pidetään parhaana, kaikkien näiden piirteiden yhdistelmän, joka antaa lisääntyneen käyttäjä-10 kapasiteetin alemmin kustannuksin. Esillä olevan keksinnön lähetin-vastaanotin saa aikaan nämä ja monet muut piirteet käytännöllisen arkkitehtuurin avulla, joka parantaa suorituskykyä, koska siihen liittyy olennainen määrä digitaalista käsittelyä ja dynaaminen laitteiston yhteiskäyttö 15 (DES, dynamic equipment sharing).
Esillä oleva keksintö saa lisäksi aikaan monipääsyisyyden (multiple access) ilman merkittävää laitteiston monistus ta. Esillä olevan keksinnön mukainen lähetin-vastaanotin 20 käsittää ohjelmoitavia digitaalisia alasmuuntimia (DDC, digital down converter) ja ohjelmoitavia digitaalisia ylösmuuntimia (DUC, digital up converter). Toisin sanoen kukin DUC tai DDC voidaan ohjelmoida käyttämään vaihdetta-;· via desimointi-/interpolointisuhteita erilaiset signaalin- ·'·. 25 esitysmuodot ja taajuuskaistat omaavien liityntämenetelmi- ... en soveltamiseksi. DUC:n ohjelmoitavuus ei kuitenkaan saa :·. aikaan moniliityntäisyyttä täydellisesti. Esillä olevan _·,· keksinnön DUC käsittää siksi myös ainutlaatuisen laitteis- torakenteen, joka suorittaa sekä taajuusmoduloinnin (FM, 30 frequency modulation) että kvadratuurisen (I ja Q) ylös-muunnoksen ilman huomattavaa laitteiston monistusta ja siitä aiheutuvia kustannuksia.
• · ,· Kuviossa 4 on esitetty esillä olevan keksinnön parhaana , .· 35 pidetyn suoritusmuodon mukainen lähetin-vastaanotin 400.
» » iti 13 115431
Esityksen helpottamiseksi on käsitelty lähetin-vastaanot-timen 400 laajakaistaisen digitaalisen vastaanotto- ja lähetysosan 200 ja 300 parhaana pidettyjä suoritusmuotoja. Esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn toteutuksen esit-5 tämiseksi on esitetty solukon radiotaajuuskaistalla käytettävä lähetin-vastaanotin. Ymmärrettäneen kuitenkin että esillä oleva keksintö voidaan helposti sovittaa palvelemaan mitä tahansa RF-viestintäkaistaa esimerkiksi PCS- ja muut sellaiset kaistat mukaanluettuna.
10
Kuviossa 2 on esitetty esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukainen laajakaistainen monikanavainen digitaalinen vastaanotinosa (vastaanotin) 200. Vastaanotin 200 käsittää useita antenneja 203 (erilliset 15 antennit 1, 3, ..., n-1), jotka on vastaavasti kytketty useisiin radiotaajuussekoittimiin 204 antenneilla 202 vastaanotettujen RF-signaalien muuntamiseksi välitaajuus-signaaleiksi (VT-signaaleiksi). Ymmärrettäneen että se-koittimet 204 sisältävät tarkoituksenmukaiset signaalinkä-20 sittelyelementit, jotka käsittävät ainakin suotimet, vahvistimet ja oskillaattorit vastaanotettujen RF-signaalien esimuokkaamiseksi, tietyn kiinnostavan RF-kaistan erotta-·. ,· miseksi ja RF-signaalien sekoittamiseksi halutuiksi VT- _ _ signaaleiksi.
25 VT-signaalit siirretään sen jälkeen useisiin analogi-digi-:·. taalimuuntimiin (ADM:iin) 210, joissa koko kiinnostava kaista digitoidaan. Eräs ennestään tunnettujen laajakais-tavastaanottimien aikaisempi epäkohta oli se vaatimus, 30 että ADM:n oli toimittava hyvin suurella näytteitysno-peudella koko kaistan digitoimiseksi täydellisesti ja tarkasti. Esimerkiksi solukon A- ja B-kaista käyttävät 25 ; 1 megahertsin (MHz:n) RF-taajuusaluetta. Tunnetun Nyquist- v kriteerin mukaan koko solukkokaistojen digitoimiseksi , .· 35 tarkasti yhdellä ADMcllä vaatisi laitteen, joka pystyisi 14 115431 toimimaan yli 50 MHz:n (eli 50 miljoonaa näytettä per sekunti, 50 Ms/s) näytteitysnopeudella. Tällaiset laitteet ovat tulossa yleisemmiksi, ja esillä olevan keksinnön piirissä onkin harkittu viimeisimmän ADM-teknologian hy-5 väksikäyttämistä. Yhteisesti hallitut US-patenttihakemukset, jotka on jätetty esillä olevan patenttihakemuksen kanssa samana päivänä ja joiden otsikkona on "Split Frequency Band Signal Digitizer and Method", keksijänä Smith ym., sekä "Wideband Frequency Signal Digitizer and Meth-10 od", keksijänä Elder, ja joiden patenttiselitykset on täten erityisesti sisällytetty tähän viitteenä, esittävät kuitenkin laitteita ja menetelmiä laajakaistasignaalin digitoimiseksi täydellisesti ja tarkasti pienemmillä näyt-teitysnopeuksilla toimivia ADM:iä käyttäen- ADM:t 210 15 digitoivat VT-signaalit synnyttäen siten digitaalisignaa-leja. Nämä digitaalisignaalit siirretään sitten digitaalisille alasmuuntimille (DDC, digital down converter) 214.
Parhaana pidetyn suoritusmuodon DDC 214, joka näkyy sel-20 vemmin kuviossa 12, käsittää kytkimen 1216, joka sallii DDC:n 214 valita VT-signaalit miltä tahansa useista antenneista 202. Kytkimen 1216 tilan perusteella DDC 214 vastaanottaa nopean digitaalisanojen virran (esim. noin 60 _ \ MHz) valittuun antenniin liittyvältä ADM:Itä 210, parhaana ; ·. 25 pidetyssä suoritusmuodossa taustalevyliitännän (backplane interconnect) 1108 kautta, kuvio 11. DDC:tä 214 ohjataan tietyn taajuuden valitsemiseksi (digitaalialueessa), desi-mointisuhteen valitsemiseksi (nopeuden pienennyksen suorittamiseksi) ja signaalin suodattamiseksi viestintäjär-30 jestelmän kanaviin liittyvälle taajuuskaistalle. Erityisesti kuvion 12 mukaan kukin DDC 214 käsittää numeerisesti ohjatun oskillaattorin (NCO, numerically controlled oscil-; ” lator) 1218 ja kompleksikertojan 1220 digitaalisen sana- ,· virran alasmuunnoksen suorittamiseksi. Huomattakoon että 35 tämä on toinen alasmuunnos, koska sekoittimet 204 suorit- 1 · 15 115431 tivat vastaanotetulle analogisignaalille ensimmäisen alas-muunnoksen. Alasmuunnoksen ja kompleksikertolaskun tuloksena on kvadratuurinen datavirta, ts. sellainen, jolla on samavaihekomponentti, I, ja 90° vaihe-erokomponentti, Q, 5 ja joka on spektraalisesti siirretty nollan hertsin keski-taajuudelle (kantataajuus eli nolla-VT). Datavirran I- ja Q-komponentti siirretään kahteen vastaavaan desimointi-suotimeen 1222 taajuuskaistan ja datanopeuden pienentämiseksi kunkin nimenomaisen viestintäjärjestelmän käsitel-10 tävän radioliitynnän (common air interface eli CAI) kannalta sopivalle nopeudelle. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa desimointisuotimien ulostulon datanopeus on noin 2,5 kertaa CAI:n haluttu kaistanleveys. Ymmärrettäneen että haluttu kaistanleveys voi muuttaa desimointisuotimien 15 1222 parhaana pidettyä lähtönopeutta. Desimoitu datavirta alipäästösuodatetaan digitaalisuotimilla 1224 mahdollisten, ei-toivottujen valetoistokomponenttien (alias components) poistamiseksi. Desimointisuotimet 1222 ja digi-taalisuotimet 1224 saavat aikaan karkean selektiivisyyden, 20 lopullinen selektiivisyys saadaan aikaan tunnetulla tavalla kanavaprosessoreissa 228.
Kuten kuviosta 2 nähdään, parhaana pidetyssä suoritusmuo-*: dossa on käytetty useita DDC:itä 214 ja kukin niistä on |\ 25 yhdistetty ADM:iin 210. Kukin DDC 214 voi valita yhden , . useista ADMristä 210/antenneista 202, jolta nopea digitaa- linen sanavirta vastaanotetaan taustalevyn 1106 kautta. DDC:iden 214 ulostulot, pieninopeuksinen datavirta (esim. noin 10 MHz, kantataajuussignaali), kytketään aika-alue-30 multipleksoituun (TDM, time domain multiplex) väylään 226 useille kanavaprosessoreille 228 siirrettäväksi lähtödatan muokkaimen 1232 kautta. Asetettaessa DDC:iden ulostulot ,’· TDM-väylälle 226 on mahdollista saada mikä tahansa kanavani prosessori 228 valitsemaan mikä tahansa DDC:istä 214, [·' 35 jolta kantataajuussignaali vastaanotetaan. Kanavaprosesso- * * > * · ‘ a · > · · f * 16 115431 rin 228 tai DDC: n 214 vikatapauksessa kanavaprosessoreja 228 käytettäisiin yhdistämään, ohjausväylän 224 ja ohjaus-väyläliitännän 1234 välityksellä, käytettävissä olevat kanavaprosessorit tarkoituksenmukaista kilpavaraus-/väli-5 tyskäsittelyä soveltaen kahden kanavaprosessorin estämiseksi yrittämästä päästä käsiksi samaan DDC:hen. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa DDC:ille 214 on kuitenkin varattu kullekin tarkoitettu aikaväli TDM-väylällä 226 tiettyyn kanavaprosessoriin 228 yhdistämistä varten.
10
Kanavaprosessorit 228 ohjataan lähettämään ohjaussignaalit ohjausväylän 224 välityksellä DDC:ille 214 digitaalisen sanavirran käsittelyparametrien asettamiseksi. Toisin sanoen kanavaprosessorit 228 voivat käskeä DDC:itä 214 15 valitsemaan alasmuunnostaajuuden, desimointisuhteen ja suotimien ominaisarvot (esim. taajuuskaistan muoto ym. ) digitaalisten sanavirtojen käsittelyä varten. Ymmärretään että NCO 1218, kompleksikertoja 1220, desimoitin 1222 ja digitaalisuodin 1224 vastaavat numeerisesta ohjauksesta 20 signaalinkäsittelyparametrien muuttamiseksi. Tämä sallii vastaanottimen 200 vastaanottaa mitkä tahansa useita eri radioliityntästandardeja noudattavista viestintäsignaa- '· - leista.
» · • ·. 25 Edelleen kuvion 2 mukaan esillä olevan keksinnön vastaan- ottimessa on lisäksi käytetty useita vastaanotinryhmiä ;·. (kaksi esitetty ja kuvattu viitenumeroilla 230 ja 230').
# · *·§. Kukin vastaanotinryhmä 230 ja 230' käsittää edellä kuvatut • · TDM-väylää 226 edeltävät elementit radiotaajuussignaalin 30 vastaanottamista ja käsittelyä varten. Toistevastaanoton aikaansaamiseksi esillä olevan keksinnön yhteydessä kaksi vierekkäistä antennia, joista toinen kuuluu antenneihin , ’· 202 ja toinen antenneihin 202' (osoitettu yksilöllisesti * » · viitenumeroilla 2, 4, ..., n) ja jotka kukin liittyvät , ,· 35 vastaaviin vastaanotinryhmiin 230 ja 230', osoitetaan * I 14» * » » > » · • · > » 17 115431 palvelemaan viestintäjärjestelmän jotakin sektoria. Kullakin antennilla 202 ja 202' vastaanotetut signaalit käsitellään erikseen vastaavassa vastaanotinryhmässä 230 ja 230'. Vastaanotinryhmien 230 ja 230' ulostulot siirretään 5 vastaavasti TDM-väylillä 226 ja 226', vaikka onkin ymmärrettävä, että on mahdollista käyttää yhtä ainoata väylää, kanavaprosessoreille 228, joissa toistevastaanotto suoritetaan.
10 Kanavaprosessorit 228 vastaanottavat kantataajuussignaalit ja suorittavat kantataajuussignaalin vaaditun selektiivisen käsittelyn viestintäkanavien palauttamiseksi ennalleen. Tähän käsittelyyn kuuluvat ainakin äänitaajuussuoda-tus analogista CAI:tä käyttävissä viestintäjärjestelmissä 15 sekä vastaanotetun signaalin voimakkuuden ilmaisu (RSSI, received signal strength indication) kaikissa viestintäjärjestelmissä. Kukin kanavaprosessori 228 palauttaa lii-kennekanavat ennalleen itsenäisesti. Lisäksi toistevas-taanoton aikaansaamiseksi kutakin kanavaprosessoria 228 20 käytetään kuuntelemaan kutakin sektorille osoitettua an-tenniparia ja siten vastaanottamaan ja käsittelemään kaksi kantataajuussignaalia, yhden antennia kohti. Kanavaproses- V, soreille 228 on lisäksi järjestetty liitäntä 236, kuvio 4, viestintäverkkoon, esimerkiksi solukkojärjestelmässä tuki-25 asemaohjaimeen tai matkapuhelinkeskukseen sopivan keski- ·.*·, näisliitännän välityksellä.
• t ,·,· Kuviossa 17 on esitetty kanavaprosessorin 228 parhaana * * pidetty suoritusmuoto. Kuten jäljempänä on selitetty, 30 kutakin kanavaprosessoria käytetään sekä lähetys- että vastaanottotoimintoihin. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa kukin kanavaprosessori 228 pystyy käsittelemään enintään 8 viestintäjärjestelmän viestintäkanavaa sekä *,* lähetys- että vastaanottotilassa (4 kanavaa vastaanotto- ,.· 35 tilassa toistevastaanottoa käytettäessä). TDM-väyliltä 226 • ♦ · s * · * * » 1 » i k 18 115431 tai 226' tuleva pieninopeuksinen kantataajuussignaali vastaanotetaan vastaavasti syöttö-/tulostusportteihin (I/O ports; I/O-portteihin) 1740 ja 1740' ja siirretään kahdelle suorittimelle 1742 ja 1742'. Kuhunkin suorittimeen 1742 5 ja 1742' on liitetty digitaalinen signaaliprosessori (DSP, digital signal processor) 1744 ja 1744' sekä muisti 1746 ja 1746'. Kumpaakin suoritinta 1742 ja 1742' käytetään palvelemaan neljää (4) viestintäkanavaa. Kuten kuviosta 17 nähdään, parhaana pidetyssä suoritusmuodossa suorittimet 10 1742 ja 1742' on konfiguroitu kuuntelemaan jompaakumpaa tai kumpaakin vastaanotinryhmistä 230 ja 230' sen mukaan kuin parhaana pidetyssä toistevastaanottosovitelmassa vaaditaan. Mahdollistaessaan toistevastaanoton tämä rakenne saa samalla aikaan redundanssin. Jos vastaanottotilassa 15 toinen suorittimista 1742 tai 1742' vikaantuu, vain tois-tevastaanottomahdollisuus menetetään, koska toinen suorittimista 1742 tai 1742' on vielä käytettävissä toisesta vastaanotinryhmästä tulevien ylöspäisten (uplink) kanta-taajuussignaalien käsittelemiseksi. Ymmärrettäneen että 20 suorittimet 1742 ja 1742' voidaan toteuttaa tarkoituksenmukaisella toistevalintakyvyllä tai toisteiden yhdistämis- :Y: kyvyllä varustettuna. Suorittimet 1742 ja 1742' ovat li säksi yhteydessä vastaaviin ohjauselementteihin 1748 ja • · · :\ 1748' ohjaustietojen käsittelemiseksi ja siirtämiseksi ; 25 DDC:ille 214 I/O-porttien 1740 ja 1740' sekä ohjausväylän • · .! ‘ 224 välityksellä kuten selitetty.
• · · • t · '· ’ Seuraavassa on selitetty lähetin-vastaanottimen 400 lähe- tinosa 300 (lähetin) viitaten edelleen kuvioon 17 sekä • · : 30 viitaten kuvioon 4. Lähetystilassa kanavaprosessorit 228 vastaanottavat alaspäiset (downlink) viestintäsignaalit Γ. . viestintäjärjestelmän verkosta (liitännän 436 kautta, jota .·*·. kuviossa 17 ei ole esitetty) viestintäkanavalla siirrettä- • % viksi. Nämä alaspäiset signaalit voivat olla esimerkiksi 35 ohjaus- tai signalointi-informaatiota, joka on tarkoitettu 19 115431 koko solulle (esim. hakusanoina) tai solun tietylle sektorille (esim. kanavanvaihtokäsky) tai alaspäistä puhetta ja/tai dataa (esim. liikennekanava). Kanavaprosessoreissa 228 suorittimet 1742 ja 1742' operoivat itsenäisesti alas-5 päisillä signaaleilla pieninopeuksisten kantataajuussig-naalien kehittämiseksi. Lähetystilassa kanavaprosessorit 228 pystyvät palvelemaan kahdeksaa (8) viestintäkanavaa (joko liikennekanavia, signalointikanavia tai näiden yhdistelmää). Jos toinen suorittamista 1742 tai 1742' vi-10 kaantuu, tämän vaikutus järjestelmään on kapasiteetin aleneminen mutta ei koko sektorin tai solun menetys. Lisäksi yhden useista kanavaprosessoreista 228 poistaminen viestintäjärjestelmästä aiheuttaa vain kahdeksan kanavan menetyksen.
15
Kantataajuussignaalien käsittely lähettimessä 300 on vas-taanottimessa 200 suoritetun käsittelyn suhteen komplementaarinen. Pieninopeuksiset kantataajuussignaalit siirretään kanavaprosessoreilta 228 Ι/0-porttien 1740 tai 1740' 20 kautta alaspäisille TDM-väylille 300 ja 300', vaikka on mahdollista käyttää yhtä ainoata väylää, ja siitä useille digitaalisille ylösmuuntimille (DUC, digital up converter) ' .*. 302. DUC:t 302 interpoloivat kantataajuussignaalit sopi- * , valle datanopeudelle. Interpolointia tarvitaan, jotta * *· 25 kaikki kanavaprosessoreilta 228 lähtevät kantataajuussig- : */ naalit ovat samalla nopeudella, mikä tekee mahdolliseksi kantataajuussignaalien summauksen tietyssä paikassa. In- i terpoloidut kantataajuussignaalit ylösmuunnetaan sitten ) tarkoituksenmukaiseksi VT-signaaliksi kuten esimerkiksi 30 kvadratuuri-vaihemoduloiduksi (QPSK, quadrature phase shift keying), differentiaalisesti kvadratuuri-vaihemoduloiduksi (DQPSK, differential quadrature phase shift keying), taajuusmoduloiduksi (FM, frequency modulation) tai > amplitudimoduloiduksi (AM, amplitude modulation) signaa-; 35 leiksi (I,Q-sisäänmenolla modulointi suoritetaan kanava- s · · * » » i III • · % · » 1 » I t * » « 9 t » • · 20 115431 prosessoreissa 228). Kantataajuussignaalit ovat nyt nollan hertsin tienoilta sivulle siirrettyjä kantoaaltomoduloitu-ja nopeita kantataajuisia datasignaaleja. Siirron määrää ohjataan DUC:iden 302 ohjelmoinnilla. Moduloidut kantataa-5 juussignaalit siirretään nopean taustalevyliitännän 304 välityksellä signaalinvalitsimille 306. Signaalinvalitsi-met ovat ohjattavissa valitsemaan moduloitujen kantataa-juussignaalien alaryhmät. Valitut alaryhmät ovat viestintäkanavia, jotka on määrä lähettää viestintäjärjestelmän 10 tietyllä sektorilla. Valittu moduloitujen kantataajuussig-naalien alaryhmä siirretään sitten digitaalisummaimille 308 ja summataan. Summatut signaalit siirretään sitten taustalevyliitännän (backplane interconnect) 1130 kautta, edelleen suurella nopedella, digitaali-analogimuuntiraille 15 (DAM) 310 ja muunnetaan välitaajuisiksi analogisignaaleik-si. Nämä välitaajuiset analogisignaalit ylösmuunnetaan sen jälkeen ylösmuuntimilla 314 RF-signaaleiksi, vahvistetaan vahvistimilla 418 (kuvio 4) ja lähetetään antenneilta 420 (kuvio 4).
20
Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa, jälleen kerran järjestelmän paremman luotettavuuden aikaansaamiseksi, on käytetty useita DAMreja 310 kolmen DAM:n ryhminä 311 RF-hyllyille sovitettuina, missä hyllyyn liittyy yksi DAM. J!" 25 DAM:ien ryhmät 311 muuntavat kolme, taustalevyliitännän . 1130 eri signaaliväylillä 313 vastaanotettua summattua ’· signaalia analogisignaaleiksi. Tämä saa aikaan suurentu- : neen dynaamisen alueen verrattuna siihen, mikä yhdellä ’.· · DAM:llä olisi mahdollista saada aikaan. Tämä sovitelma saa 30 lisäksi aikaan redundanssin, koska minkä tahansa DAM:n vikaannuttua muita on käytettävissä. Vikatapauksen seurauksena on ainoastaan järjestelmäkapasiteetin pienenemi-.·. nen eikä koko sektorin tai solun menetys. DAM:ien ryhmän 311, joka vastaanottaa signaaleja viestintäjärjestelmän '· · 35 jollakin sektorilla, ulostulot summataan sitten analogi- 21 115431 sesti summaimissa 312, ja summattu analogisignaali siirretään ylösmuuntimille 314.
Samoin kuin vastaanotin 200 myös lähetin 300 on sovitettu 5 useiksi lähetinryhmiksi (kaksi osoitettu viitenumeroilla 330 ja 330'). Lähetinryhmät 330 ja 330' käsittävät kaiken laitteiston lähetintä 300 varten kanavaprosessorien 228 ja vahvistimien 418 välillä. Ylösmuuntimien 314, jotka ylös-muuntavat summatut analogiasignaalit viestintäjärjestelmän 10 jonkin sektorin osalta, ulostulo kunkin lähetinryhmän 330 ja 330' tapauksessa summataan sitten RF-summaimissa 316. Summatut RF-signaalit siirretään sen jälkeen vahvistimille 418 ja lähetetään antenneilla 420. Jos koko lähetinryhmä 330 tai 330' vikaantuu, tämän vaikutuksena on vain järjes-15 telmäkapasiteetin aleneminen eikä koko viestintäjärjestelmän osan menetys.
Kuviossa 13 on esitetty esillä olevana keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukainen DUC 302. Parhaana pidetys-20 sä suoritusmuodossa on käytetty useita DUC:itä 302, joista kukin käsittää ylösmuuntimen/modulaattorin 1340, joka vastaanottaa alaspäiset kantataajuussignaalit väyliltä 300 ja 300' sekä ohjaussignaalit ohjausväylältä 224 muokkain-piirien 1341 kautta. Ylösmuuntimen/modulaattorin 1340 ·.: 25 ulostulo siirretään sitten valitsimelle 306. Parhaana : '·· pidetyssä suoritusmuodossa valitsin 306 voi olla muodostu- :,**j nut kaksiporttisten JA-veräjien ryhmistä, joiden JA-verä- : ·.. jien yksi sisäänmeno on kytketty datasanan (ts. moduloidun kantataajuussignaalin) yhteen bittiin. Pidettäessä ohjaus-30 linja ylhäällä (looginen 1) ulostulot seuraavat sisäänmeno j en muutoksia. Valitsimen 306 ulostulo siirretään tällöin digitaaliseen summainryhmään 1308, joka summaa edellisistä, toisiin DUCceihin liittyvistä digitaalisum-maimista tulevan datan yhdelle useista signaaliteistä 313. 35 Kukin signaalitie, kuten esitetty, liittyy viestintäjär- » * · t » $ 22 115431 jestelmän johonkin sektoriin ja siirtää summatut signaalit DAM-ryhmille 311. Jos valitsin 306 on auki, valitsimen 306 ulostulossa on nollia, ja koska se on summaimen 1308 si-säänmenona, se jättää tulevan signaalin muuttumattomaksi.
5 Ymmärrettäneen myös, että sisäänmenolla, kummankin summaimen 1308 ulostulolla, voidaan tarvita skaalausta summatun digitaalisignaalin skaalaamiseksi summaimien 1308 dynaamiselle alueelle. Täten DUC:iden ulostulot, jotka edustavat viestintäjärjestelmän tietyille sektoreille osoitettuja 10 signaaleja, voidaan summata yhdeksi signaaliksi analogi-signaaliksi muuttamista varten tai, kuten parhaana pidetyssä suoritusmuodossa on tehty, ne voidaan koota joukoiksi ja muuntaa analogisignaaleiksi useilla DAM:illä dynaamisen alueen suurentamiseksi ja redundanssin aikaansaami-15 seksi.
Kuviossa 14 on esitetty esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon ylösmuunnin 1400 I,Q-moduloinnin tapauksessa. Ylösmuunnin 1400 käsittää ensimmäisen ja 20 toisen interpolointisuotimen 1402 ja 1404 (esim. äärelli sen impulssivasteen omaavat (FIR, finite impulse response) suotimet) kantataajuussignaalin I,Q-osien interpoloimisek-. . si vastaavasti. Kantataajuussignaalin interpoloidut I,Q- ; osat ylösmuunnetaan sekoittimissa 1406 ja 1408, jotka 25 vastaanottavat sisäänmenon numeerisesti ohjatulta oskil- ; ‘ laattorilta 1410. Numeerisesti ohjattu oskillaattori (NCO, numerically controlled oscillator) 1410 vastaanottaa si-• ’·· säänmenona ylösmuunnostaajuuden <i)q ja näytteitysnopeuden : : käänteisarvon x tulon, joka on ylösmuunnostaajuudesta 30 riippuva kiinteä vaiheinkrementti. Tämä tulo syötetään NC0:ssa 1410 olevaan vaiheakkuun (phase accumulator) 1412. Vaiheakun 1412 ulostulo on näytevaihe φ, joka siirretään ;·. sini- ja kosinigeneraattoreille 1414 ja 1416 ylösmuunnos- ... signaalien kehittämiseksi. Kantataajuussignaalin ylösmuun- . 35 netut I,Q-osat summataan sen jälkeen summaimessa 1418, 23 115431 joka muodostaa ylösmuuntimen 1400 moduloidun VT-signaa-liulostulon.
Kuviossa 15 on esitetty modulaattori 1500 R,©-moduloinnin, 5 vaiheen suoran moduloinnin tapauksessa. Modulaattori 1500 saa aikaan yksinkertaistetun tavan FM: n kehittämiseksi ylösmuuntimeen 1400 verrattuna. Kantataajuussignaali siirretään interpolointisuotimeen 1502 (esim. FlR-suotimeen), minkä jälkeen se skaalataan kr:11a skaalaimessa 1504. In-10 terpoloitu ja skaalattu kantataajuussignaali summataan sitten summaimessa 1506 kiinteän vaiheinkrementin UqT kanssa numeerisesti ohjatussa oskillaattorissa/modulaatto-rissa (NCOM, numerically controlled oscillator/modulator) 1508. Tämä summa siirretään sen jälkeen vaiheakkuun 1510, 15 joka tulostaa näytevaiheen φ, joka vuorostaan siirretään siniaaltogeneraattorille 1512, joka kehittää modulaattorin 1500 moduloidun VT-signaaliulostulon.
Kuvioissa 14 ja 15 esitetyt laitteet soveltuvat käytettä-20 väksi esillä olevan keksinnön ylösmuuntimessa/modulaatto-rissa 1340. Ylösmuunnin 1400 ei kuitenkaan ole tehokas, mitä tulee FM:n kehittämiseen, kun taas modulaattori 1500 , ei suorita I,Q-ylösmuunnosta. Kuviossa 16 on esitetty [ parhaana pidetty ylösmuunnin/modulaattori 1340, joka suo- 25 rittaa sekä I,Q-ylösmuunnoksen että taajuusmoduloinnin ja * saa siten aikaan moniliityntäisyyden eri liityntämenetel- ’· 1 miä käytettäessä lisäämättä huomattavasti tukiaseman lait- : 1 teistoa ja kustannuksia. Ylösmuunnin/modulaattori 1340 suorittaa I,Q-ylösmuunnoksen yhden kantataajuussignaalin 30 tapauksessa tai R,©-moduloinnin kahden kantataajuussignaalin tapauksessa.
Kantataajuussignaalin I,Q-osat tai kaksi R,©-signaalia ·;· syötetään ylösmuuntimeen/modulaattoriin 1340 vastaaviin • 35 portteihin 1602 ja 1604. Siinä on käytetty signaalinvalit- » 24 115431 simia 1606 ja 1608, ja ne tekevät valinnan I,Q- ja R,0-signaalien välillä ylösmuuntimen/modulaattorin 1340 toimintatavan perusteella.
5 I,Q-signaalin käsittelyn tapauksessa signaalin I-osa siirretään valitsimelta 1606 interpolointisuotimeen (esim. FIR-suotimeen) 1610. Interpoloitu signaali siirretään sen jälkeen sekoittimeen 1612, jossa se ylösmuunnetaan kosini-generaattorista 1614 saatavalla siniaallolla. Kosinigene-10 raattori 1614 vastaanottaa sisäänmenona näytevaiheen φ vaiheakusta 1616. Valitsin 1618 valitsee I,Q-ylösmuunnok-sen tapauksessa nollasisäänmenon. Valitsimen 1618 ulostulo skaalataan kt:lla skaalaimessa 1620, mikä tuottaa nolla-ulostulon, joka summataan <i)Qx:hun summaimessa 1622. Tämä 15 summa, joka I,Q-ylösmuunnoksen tapauksessa on Oqx, syötetään vaiheakkuun 1616 näytevaiheulostulon φ tuottamiseksi.
Signaalin Q-osan käsittely on samanlainen. Q-signaali valitaan valitsimella 1608 ja siirretään interpolointi-20 suotimeen (esim. FIR-suotimeen) 1626. Interpoloitu Q-sig-naali siirretään sen jälkeen sekoittimeen 1628, jossa se ylösmuunnetaan sinigeneraattorista 1630 saatavalla sini-. .· aallolla. Sinigeneraattori 1630 vastaanottaa sisäänmenon valitsimelta 1632, joka I,Q-tapauksessa valitsee vaiheakun j,’’ 25 1616 kehittämän näytevaiheen φ. Ylösmuunnetut I,Q-signaa- lit summataan sitten summaimessa 1634 ylösmuuntimen/modu-’ laattorin 1340 ylösmuunnetuksi/moduloiduksi ulostuloksi : “ I,Q-toimintatavalla.
30 R,θ-käsittelyssä valitsimet 1606 ja 1608 valitsevat kaksi eri R,θ-signaalia. R,θ-käsittelyn tapauksessa ylösmuunnin-ta/modulaattoria 1340 käytetään käsittelemään kaksi R,0-signaalia samanaikaisesti. Ensimmäinen signaali R,0-1 .;· interpoloidaan ja suodatetaan interpolointisuotimessa 35 1610. R,Θ-tapauksessa valitsin 1618 valitsee interpoloidun 25 115431 R,9-l-signaalin, joka skaalataan kr :11a skaalaimessa 1620 ja summataan ÖQr:hun summaimessa 1622. Summaimen 1622 ulostulo siirretään sen jälkeen vaiheakkuun 1616, joka muodostaa näytevaiheen φ, joka syötetään kosinigeneraatto-5 riin 1614. Kosinigeneraattorin 1614 ulostulo on toinen ylösmuuntimen/modulaattorin 1340 kahdesta moduloidusta VT-signaaliulostulosta R,θ-käsittelytilassa.
Valitsin 1608 valitsee toisen R,θ-signaalin R,0-2, joka 10 siirretään interpolointisuotimeen 1626. Interpoloitu R,0-2-signaali siirretään sen jälkeen skaalaimeen 1636, jossa se skaalataan kr:11a. Skaalattu signaali summataan sen jälkeen b)Qt:n kanssa summaimessa 1638. Summaimen 1638 ulostulo syötetään vaiheakkuun 1640, joka tuottaa lähtevän 15 näytevaiheen φ, jonka valitsin 1632 valitsee ja joka siirretään sinigeneraattoriin 1630. Sinigeneraattorin 1630 ulostulo on toinen ylösmuuntimen/modulaattorin 1340 kahdesta moduloidusta VT-signaaliulostulosta R,θ-käsittelytilassa.
20
On selvää, että summaimille 1622 ja 1638 siirretty arvo a>QX voi olla yksiselitteinen joko kosinigeneraattoriin ,>,· 1614 tai sinigeneraattoriin 1630 liittyvän asianmukaisen ! vaiheulostulon muodostamiseksi. Lisäksi <i)Qr:n arvot voivat 25 olla ohjelmoitavia kanavaprosessorien 228 ohjauksessa ' * esimerkiksi tietyn kantoaaltotaajuuden omaavan ulostulon ' · ' valitsemiseksi kosinigeneraattorista 1614 tai sinigene- : * raattorista 1630. Myös skaalainarvo kr voi samaten olla : ohjelmoitava taajuuspoikkeaman valitsemiseksi.
30
Kun nyt on selitetty erikseen lähetin-vastaanottimen 400 vastaanotin- 200 ja lähetinosa 300, lähetin-vastaanotin 400 on seuraavassa selitetty yksityiskohtaisemmin kuvioon ,·;· 4 viitaten. Lähetin-vastaanotin on konstruoitu lähetinryh- ’. 35 mien 402 ja 404 pariksi. Kumpikin ryhmä on samanlainen ja i « * » * • · < t • * < 26 115431 käsittää useita RF-käsittelyhyllyjä 406. Kukin RF-käsitte-lyhylly 406 sisältää RF-sekoittimen 408 ja ADM:n 410, jotka on kytketty vastaanottamaan ja digitoimaan antennilta 412 saatava signaali. RF-käsittelyhylly 406 käsittää 5 lisäksi kolme DAM:ää 414, joiden ulostulot summataan sum-maimella 416 ja siirretään RF-ylösmuuntimeen 417. RF-ylös-muuntimen 417 ulostulo siirretään lisäksi RF-summaimeen 419 summattavaksi lähetin-vastaanotinryhmästä 404 saatavan vastaavan ulostulon kanssa. Summattu RF-signaali siirre-10 tään sen jälkeen vahvistimelle 418, jossa se vahvistetaan ennen antennilta 420 lähettämistä.
ADM:ltä 410 vastaanotetut signaalit yhdistetään useille digitaalimuunninmoduuleille (DCM, digital converter mod-15 ule) 426 vastaanottoväylien 428 välityksellä. Samaten lähetyssignaalit siiretään DCM:iltä 426 DAM:eille 414 lähetysväylien 430 välityksellä. Kuten ymmärretään, vas-taanottoväylät 428 ja lähetysväylät 430 ovat nopeita tietoväyliä, jotka on toteutettu RF-kaapissa 432 olevassa 20 taustalevyarkkitehtuurissa. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa tiedonsiirto taustalevyn kautta tapahtuu noin 60 MHz:llä, mutta elementtien läheinen fysikaalinen suhde , ,· mahdollistaa kuitenkin tällaisen nopean tiedonsiirron J ilman nopean datasignaalin merkittäviä virheitä.
25
Kuviossa 11 on esitetty DCM:n 426 parhaana pidetty suori-" tusmuoto. DCM 426 käsittää useita sovelluskohtaisia inte- : " groituja DDC-piirejä (ASIC, application specific integrat- ’ · ed Circuit; integroitu sovelluspiiri) 1102 ja useita DUC- 30 ASICreja 1104 vastaanoton ja lähetyksen signaalinkäsittelyn suorittamista varten. Vastaanottosignaalit siirretään antenneilta 412 vastaanottopuolen taustalevyliitännän 1108, taustalevyvsataanottimen 1106 ja puskuri-/ohjainryh-;· män 1107 välityksellä DDC-ASICreille 1102 tiedonsiirtoyh- • 1 35 teyksien 1110 välityksellä. Parhaana pidetyssä suoritus- * ( « 1 * » ·
I · I
* · » · I · > » · 27 115431 muodossa DCM 426 käsittää kymmenen DDC-ASIC:ia 1102, ja kussakin DDC-ASIC:issa 1102 on toteutettu kolme yksittäistä DDC:tä, kuten edellä on selitetty. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa kahdeksan DDC-ASIC:ia 1102 suorittavat 5 viestintäkanavien toimintoja, kun taas kaksi DDC-ASIC:ia 1102 suorittavat pyyhkäisytoimintoja. DDC-ASIC:ien 1102 ulostulot siirretään yhteyksien 1112 ja taustalevymuokkai-men 1114 sekä taustalevyohjäimien 1116 välityksellä taus-talevyliitäntään 1118. Taustalevyliitännästä 1118 vastaan-10 ottosignaalit siirretään liitäntävälineille 450 (kuvio 4) siirrettäväksi useille kanavaprosessoreille 448, jotka on sovitettu ryhmiin prosessorihyllyissä 446.
Lähetystilassa lähetyssignaalit siirretään kanavaprosesso-15 reiltä 448 liitäntävälineiden 450 ja taustalevyliitännän 1118 välityksellä lähetyspuolen taustalevyvastaanottimien 1120 kautta useille DUC-ASIC:eille 1104 valitsimen/muok-kaimen 1124 kautta. Kukin DUC-ASIC 1104 sisältää neljä yksittäistä DUC:tä, jotka DUC:t on kuvattu edellä, neljän 20 viestintäkanavan käsittelemiseksi R,©-toimintatavalla tai kahden viestintäkanavan käsittelemiseksi I,Q-toimintata-valla. DUC-ASIC:ien 1104 ulostulot siirretään yhteyksien 1126 välityksellä lähetyspuolen taustalevyohjäimille 1128 ja taustalevyliitäntään 1130 DAM:ille 414 siirtämistä 25 varten.
i ‘ ♦ '· ’ Ymmärrettäneen että kellosignaalien antamiseksi DCM:n 426 ’ elementeille on tehty sopivat järjestelyt kuten viitenu- i > ',· merolla 460 on yleisesti osoitettu.
30
Mitä tulee DCM:ien 426 ja kanavaprosessorien 448 välillä sijaitseviin liitäntävälineisiin 450, nämä liitäntäväli-neet 450 voivat olla mitä tahansa sopivia tiedonsiirtovä-·,1 lineitä. Liitäntävälineet voivat käsittää esimerkiksi * · 35 mikroaaltolinkin, TDM-jänteen tai kuituoptisen yhteyden.
e ( 1 1 t ' i 1 • « · I » t · « » * 1 » I I • · 28 115431 Tällainen sovitelma mahdollistaisi neljän kanavaprosesso-rin 448 sijoittamisen olennaisesti etäälle DCMtistä 426 ja RF-käsittelyhyllyistä 406. Kanavankäsittelytoiminnot voitaisiin siis suorittaa keskitetysti, kun taas lähetin-5 vastaanotintoiminnot suoritetaan viestintäsolun tukiasemassa. Tämä sovitelma yksinkertaistaa viestintäsolujen tukiasemien rakennetta, koska olennainen osa viestintä-laitteistosta voidaan sijoittaa etäälle varsinaisesta viestintäsolun tukiasemasta. Tästä seuraa operaattorille 10 säästöjä laitteiston tarvitseman pienemmän fysikaalisen tilan ja keskitetymmän käyttö- ja ylläpitotoiminnan vuoksi.
Kuten kuviossa 4 on esitetty, lähetin-vastaanotin 400 15 käsittää kolme DCM:ää 426, jotka pystyvät käsittelemään kaksitoista viestintäkanavaa DCM:ää 426 kohti. Tämä sovitelma antaa järjestelmälle luotettavuutta. Mikäli DCM 426 vikaantuu, järjestelmä menettää vain osan käytettävissä olevista viestintäkanavista. Lisäksi DCM:iä voidaan muut-20 taa useiden radioliityntöjen toimintakyvyn aikaansaamiseksi. Toisin sanoen DDC:t ja DUC:t DCMrissä voidaan yksilöllisesti ohjelmoida tiettyjä radioliityntöjä varten. Siten . , lähetin-vastaanotin 400 saa aikaan kyvyn käyttää useita ’ ; radioliityntöjä.
::: 25
Kuten edellä esitetystä käy ilmi, lähetin-vastaanottimen ·,’·· 400 rakenteeseen liittyy useita etuja. Kuviossa 5 on esi- \ '·· tetty lähetin-vastaanottimen 400 vastaanotin 500, joka on : ; : hyvin samanlainen kuin kuviossa 2 esitetty vastaanotin 30 200. Mainitut useat DDC:t 214 ja keskinäisliitännän muo dostava TDM-väylä 226 on poistettu vain selvyyden vuoksi, ja tulee ymmärtää, että vastaanotin 500 käsittää nämä .· elementit. Vastaanotin 500 käsittää lisätyn DDC:n 502, 'joka on yhdistetty, kuten edellä, valitsimen 504 kautta ·’. 35 ADMriin 506 ylöspäisten digitaalisignaalien vastaanottami- 29 115431 seksi antenneilta 508/sekoittimilta 509 ja datasignaalien siirtämiseksi kanavaprosessoreille 510 tietoväylän 514 välityksellä. Toiminnan aikana voi olla välttämätöntä, että kanavaprosessori 510 tarkkailee toisia antenneja, 5 muita kuin sitä antennia, johon liittyvää viestintäkanavaa se on parhaillaan käsittelemässä, sen toteamiseksi, suorittaako se viestintää parhaan antennin kautta viestin-täsolussa. Toisin sanoen, jos viestintäsolun toista sektoria palveleva antenni antaa paremman viestintälaadun, 10 viestiyhteys tulisi muodostaa uudelleen tämän antennin kautta. Tällaisten paremman viestintälaadun antavien antennien käytettävissä olemisen toteamiseksi kanavaprosessori käy pyyhkäisemällä läpi viestintäsolun jokaisen sektorin. Esillä olevassa keksinnössä tämä suoritetaan anta-15 maila kanavaprosessorin 510 varata DDC 502 ja ohjelmoida se, ohjausväylän 512 välityksellä, vastaanottamaan tietoliikennettä jokaiselta antennilta viestintäsolussa. Kana-vaprosesssorit 510 evaluoivat vastaanotetun informaation, esimerkiksi vastaanotetun signaalin voimakkuuslukemat 20 (RSSI, received signal strength indication) ja muut sel laiset todetakseen, onko parempi antenni olemassa. DDC:ssä 502 suoritettu käsittely on samanlainen kuin DDCrissä 214 . . suoritettu käsittely lukuunottamatta sitä, että DDC 502, ’ ; kanavaprosessorin 510 käskystä, vastaanottaa signaalit ·;·· 25 useilta antenneilta viestintäsolussa eikä yhdeltä ainoal- * ta, aktiivista viestintäkanavaa palvelevalta antennilta.
'·· Kuvio 19 esittää menetelmää 1900-1926 tämän kanavapyyh- : : : käisypiirteen aikaansaamiseksi. Menetelmä alkaa kuplasta 30 1900 ja etenee vaiheeseen 1902, jossa asetetaan ajastin.
Sen jälkeen kanavaprosessori tarkistaa, onko DDC 302 vapaa, päätösvaihe 1904, ts. ettei se ole parhaillaan suorittamassa pyyhkäisyä toiselle kanavaprosessorille, ja jos ... se on vapaa, tarkistaa, onko myös ohjausväylä 312 vapaa, . 35 päätösvaihe 1906. Jos se on vapaa, ajastin pysäytetään > · « * 30 115431 1908 ja kanavaprosessori 310 varaa ohjausväylän 312, 1909. Jos kanavaprosessori 310 ei pysty varaamaan ohjausväylää 312, 1912, menetelmä palaa silmukassa takaisin vaiheeseen 1902. Jos joko DDC 302 tai ohjausväylä 312 ei ole vapaa, 5 tehdään aikakatkaisutarkistus, 1910; jos aikakatkaisua ei ole saavutettu, menetelmä palaa silmukassa takaisin tarkistamaan, onko DDC tullut käytettävissä olevaksi. Jos aikakatkaisu on saavutettu, ilmoitetaan virheestä, 1920, ts. kanavaprosessori 310 ei pystynyt suorittamaan haluttua 10 pyyhkäisyä.
Jos ohjausväylä 312 on onnistuttu varaamaan, 1912, kanava-prosessori ohjelmoi DDC:n 302 pyyhkäisytoiminnolle, 1914. Jos taas DDC 302 on tullut aktiiviseksi, 1916, ohjelmointi 15 keskeytetään ja ilmoitetaan virheestä, 1920. Muussa tapauksessa DDC 302 hyväksyy ohjelmoinnin ja alkaa kerätä näytteitä, 1918, eri antenneilta 308. Kun kaikki näytteet on kerätty, 1922, DDC ohjelmoidaan vapaa-tilaan, 1924, ja menetelmä päättyy 1926.
20 Lähetin-vastaanottimen 400 toinen piirre on kyky muodostaa signalointi tietylle sektorille tai viestintäsolun kaikil-le sektoreille. Jälleen kuvioiden 3 ja 13 mukaan ylösmuun-! timien/modulaattorien 1340 ulostulot siirretään valitsi- ” 25 mille 306, jotka ovat ohjattavissa ulostulojen valitsemi- • seksi niiltä nimenomaisilta ylösmuuntimilta/modulaatto- reilta 1340, jotka on osoitettu viestintäsolun tietylle : *· sektorille. Kuten kuviossa 3 on esitetty, kolmisektorisen viestintäsolun tapauksessa, siinä on käytetty kolmea data-30 tietä 313, jotka vastaavat viestintäsolun kolmea sektoria, ja valitsimien 306 tehtävänä on summata ylösmuuntimien/mo-dulaattorien 1340 ulostulo yhdelle näistä kolmesta data-tiestä. Tällä tavoin ylösmuuntimilta/modulaattoreilta 1340 ··· saatavat alaspäiset signaalit siirretään viestintäsolun .. 35 asianomaiselle sektorille.
> · 1T 5431 31
Valitsin 306 on lisäksi kuitenkin ohjattavissa syöttämään ylösmuuntimen/modulaattorin 1340 ulostulo kaikille signaa-liteille 313. Tässä tapauksessa ylösmuuntimesta/modulaat-torista 1340 saatavat alaspäiset signaalit siirretään 5 samanaikaisesti viestintäsolun kaikille sektoreille. Täten yhtaikaislähetyksen (simulcast) avulla muodostetaan ikäänkuin suuntaamaton signalointikanava osoittamalla ylösmuun-nin/modulaattori signalointikanavaksi ja ohjelmoimalla valitsin 306 siirtämään alaspäiset signaalit tältä ylösmuun-10 timelta/modulaattorilta viestintäsolun kaikille sektoreil le. Lisäksi ymmärrettäneen, että signalointi tietyille sektoreille voidaan saada aikaan ohjelmoimalla valitsin 306 siirtämään alaspäiset signaalit signaloivalta ylös-muuntimelta/modulaattorilta 1340 viestintäsolun yhdelle 15 tai useammalle sektorille.
Kuviossa 6 on esitetty lähetin-vastaanotin 600, joka muodostaa toisenlaisen arkkitehtuurisovitelman, vaikka se sisältääkin lähetin-vastaanottimen 400 yhteydessä selite-20 tyt toimielementit. Lähetin-vastaanotin 600 suorittaa edullisesti ylöspäisen (uplink) digitaalisen alasmuunnok-sen ja vastaavan alaspäisen (downlink) digitaalisen ylös-• muunnoksen kanavaprosessoreissa. Kanavaprosessorit on tällöin yhdistetty RF-laitteistoon nopean yhteyden väli-25 tyksellä.
Vastaanottotilassa RF-signaalit vastaanotetaan antenneilla : ·· 602 (jotka on yksilöllisesti numeroitu 1, 2, ..., n) ja : : siirretään niihin liittyville vastaanottopuolen RF-käsit- 30 telyhyllyille 604. Kukin vastaanottopuolen RF-hylly 604 sisältää RF-alasmuuntimen 606 ja analogi-digitaalimuunti-men 608. Vastaanottopuolen RF-hyllyjen 604 ulostulot ovat nopeita digitaalisia datavirtoja, jotka siirretään ylöspäisen väylän 610 välityksellä useille kanavaprosessoreil-35 le 612. Ylöspäinen väylä 610 on sopiva nopea väylä kuten
» I
9 · 32 115431 kuituoptinen väylä tai muu sellainen. Kanavaprosessorit 612 käsittävät valitsimen yhden antennin valitsemiseksi, jolta datavirta vastaanotetaan, sekä DDC:n ja muut kanta-taajuuden käsittelykomponentit 613 yhdeltä antennilta 5 saatavan datavirran valitsemiseksi ja käsittelemiseksi viestintäkanavan palauttamiseksi ennalleen. Viestintäkanava siirretään sen jälkeen sopivan keskinäisliitännän välityksellä solukkoverkkoon ja PSTN:ään.
10 Lähetystilassa kanavaprosessorit 612 vastaanottavat alas-päiset signaalit solukkoverkosta ja PSTN:stä. Kanavaprosessorit käsittävät ylösmuuntimet/modulaattorit 612 alas-päisten signaalien ylösmuuntamiseksi ja moduloimiseksi ennen alaspäisen datavirran siirtämistä lähetyspuolen RF-15 hyllyille 614 lähetysväylän 616 välityksellä. Ymmärrettäneen että myös lähetysväylä 616 on sopiva nopea väylä. Lähetyspuolen RF-käsittelyhyllyt 614 käsittävät digitaa-lisummaimet 618, DAM:t 620 ja RF-ylösmuuntimet 622 alas-päisten datavirtojen käsittelemiseksi RF-analogisignaa-20 leiksi. RF-analogisignaalit siirretään sen jälkeen analogisen lähetysväylän 624 välityksellä tehovahvistimelle 624 ja antenneille 628, joilta RF-analogisignaalit lähetetään.
Kuviossa 7 on esitetty lähetin-vastaanotin 700, joka, 25 vaikkakin se sisältää lähetin-vastaanottimen 400 yhteydessä selitetyt toimielementit, muodostaa silti toisen arkki-’ tehtuurisovitelman. Lähetin-vastaanotin 700 on selitetty “ sektoreihin jaetun viestintäjärjestelmän yhden sektorin tapauksessa. Ymmärrettäneen että lähetin-vastaanotinta 700 30 on helppo muuttaa palvelemaan useita sektoreita.
Vastaanottotilassa RF-signaalit vastaanotetaan antenneilla 702 ja siirretään vastaanottopuolen RF-käsittelyhyllyille 704. Kukin vastaanottopuolen RF-käsittelyhylly 704 sisäl-35 tää RF-alasmuuntimen 703 ja ADM:n 705. Vastaanottopuolen > · 33 115431 RF-käsittelyhyllyjen 704 ulostulo on nopea datavirta, joka siirretään nopean taustalevyn 706 kautta useille DDC:ille 708. DDC:t 708 toimivat, kuten edellä on selitetty, nopeiden datavirtojen valitsemiseksi ja näiden datavirtojen 5 alasmuuntamiseksi. DDC:iden 708 ulostulot ovat pieninope-uksisia datavirtoja, jotka siirretään väylillä 710 ja 712 kanavaprosessoreille 714. Kanavaprosessorit 714 toimivat, kuten edellä on selitetty, viestintäkanavan käsittelemiseksi ja viestintäkanavan siirtämiseksi solukkoverkkoon ja 10 PSTN:ään kanavaväylän 716 ja verkkoliitäntöjen 718 välityksellä. Lähetin-vastaanottimen 700 DDC:t 708 voidaan edullisesti sijoittaa myös kanavaprosessorihyllyyn yhdessä tarkoituksenmukaisen nopean taustalevyliitännän kanssa.
15 Lähetystilassa alaspäiset signaalit siirretään solukkoverkosta ja PSTN:stä liitäntöjen 718 ja kanavaväylän 716 välityksellä kanavaprosessoreille 714. Kanavaprosessorit 714 käsittävät DUC:t ja DAM:t alaspäisten signaalien ylös-muuntamiseksi ja digitoimiseksi analogisiksi VT-signaa-20 leiksi. Analogiset VT-signaalit siirretään koaksiaalikaa-peliyhteyksien 722 tai joidenkin muiden sopivien keski-näisliitäntävälineiden välityksellä lähetysmatriisiin 724, jossa alaspäiset signaalit yhdistetään toisiin alaspäisiin ; analogisiin VT-signaaleihin. Yhdistetyt analogiset VT- ’ 25 signaalit siirretään sen jälkeen koaksiaalisten keskinäis- liitäntöjen 726 välityksellä RF-ylösmuuntimille 728. RF- ylösmuuntimet 728 muuntavat VT-signaalit RF-signaaleiksi.
: “ Ylösmuuntimilta 728 saatavat RF-signaalit RF-summataan summaimessa 730 ja siirretään sen jälkeen tehovahvistimil-30 le ja lähetysantenneille (ei esitetty).
Kuten lähettimestä 700 käy ilmi, nopea tietojenkäsittely, ts. digitaalinen ylösmuunnos, alaspäisillä signaaleilla , ;· suoritetaan edullisesti kanavaprosessoreissa 714. Kanava- 35 prosessorin 714 parhaana pidetty suoritusmuoto on esitetty t t 34 115431 kuviossa 18. Kanavaprosessori 714 on useimpien näkökohtien osalta samanlainen kuin kuviossa 17 esitetty kanavaprosessori 228, ja näiden kanavaprosessorien samanlaisilla elementeillä on sama viitenumero. Kanavaprosessori 714 käsit-5 tää näiden elementtien lisäksi DUC:t 1802, jotka on kytketty vastaanottamaan alaspäiset signaalit suorittimilta 1742, 1742'. DUC:t 1802 ylösmuuntavat alaspäiset signaalit, jotka siirretään DAM:ille 1806, joissa alaspäiset signaalit muunnetaan analogisiksi VT-signaaleiksi. Analo-10 giset VT-signaalit siirretään sitten porttien 1740, 1740' kautta lähetysmatriisiin 724.
Kuvioissa 8, 9 ja 10 on esitetty vielä eräitä sovitelmia lähetin-vastaanottimen 400 elementtien liittämiseksi toi-15 siinsa. Jotta vältettäisiin koko solun menetys yhden ainoan komponentin vikaantumisen takia, komponenttien ketjutettua keskinäistä liittämistä on vältetty. Kuten kuviosta 8 nähdään, ja esimerkin vuoksi alaspäisessä sovitelmassa, DCM:iin 802 on järjestetty valitsimet 800 ennen DUCritä 20 804 ja DAMrää 806. Suorat tietoyhteydet 808 on järjestetty DUCriltä 804 valitsimille 800, DCM:iltä 802 DCMtille 802 ja lopuksi vielä DAM:lie 806. Lisäksi on järjestetty ohi-,·, tustietoyhteydet 810, jotka haarautuvat suorille tietoyh teyksille 808. Jos yksi tai useampi DCMristä toiminnan I! 25 aikana vikaantuu, valitsimet 800 on ohjattavissa aktivoi- \ maan tarkoituksenmukaiset ohitustietoyhteydet 810 vikaan- *· * tuneen DCM:n 802 ohittamiseksi ja signaalien jatkuvan * ' : ’* siirron sallimiseksi vahvistimille 812 ja lähetysantennil- • ‘ le 814. Ymmärrettäneen että ylöspäiset elementit voidaan 30 samoin yhdistää lähetin-vastaanottimen vikasietoisen vastaanotto-osan aikaansaamiseksi.
: ^ Kuvio 9 esittää vaihtoehtoista sovitelmaa. Kuviossa 9 , ;· kanavaprosessorit 920 on liitetty toisiinsa ja DCM:iin 902 35 TDM-väylän 922 välityksellä. DCM:t on yhdistetty kuten
* I
« « I · 4 I » k > 35 115431 kuviossa 8 on kuvattu, kuhunkin DCM:ään 902 liittyviä valitsimia 900 ei ole esitetty, ja ymmärretään, että valitsimet voidaan helposti toteuttaa suoraan DCMrissä 902. Ohitusyhteydet 924 yhdistävät kanavaprosessorit 920 suo-5 raan niihin liittyvään DCM:ään ja DCMtissä 902 olevaan lisävalitsimeen (ei esitetty). Kanavaprosessorin 920 vika-tapauksessa, joka vikaannuttaa TDM-väylän 922, tai itse TDM-väylän 922 vikatapauksessa DCM:issä 902 olevat valitsimet voivat aktivoida tarkoituksenmukaisen ohitusyhteyden 10 924 signaalin jatkuvan siirron DAMrlle 906, vahvistimelle 912 ja lähetysantennille 914 sallimiseksi.
Kuvio 10 esittää vielä yhtä vaihtoehtoista sovitelmaa. DCM:t 1002 on jälleen kytketty kuten kuviossa 8 on kuvat-15 tu. Kuviossa 10 suorat yhteydet 1030 yhdistävät kanava-prosessorit ketjutetulla tavalla, kunkin kanavaprosessorin 1020 ulostulo summataan summaimissa 1032 ja siirretään sen jälkeen DCM:ille 1002 TDM-väylällä 1034. Toisen väylän muodostavat ohitusyhteydet 1036 samoin kuin valitsimet 20 1038 on järjestetty samanlaisella tavalla kuin kuviossa 8 DCMrien 802 tapauksessa on esitetty. Minkä tahansa kanava-prosessorin vikatapauksessa jäljellä olevilta kanavapro-,·,· sessoreilta 1020 saatavat signaalit voidaan reitittää : valitsimelle 1000, DAM:lle 1006, vahvistimelle 1012 ja |25 antennille 1014 vikaantuneiden kanavaprosessorien ohitse samalla tavoin kuin edellä DCM:ien 802 tapauksessa on se-; ’ litetty.
• Esillä olevan keksinnön mukaan kvantisointipiirin sisään- 30 menoon muodostetaan takaisinkytkentäsignaali kvantisointi- kohinan pienentämiseksi. Takaisinkytkentäsignaali kehitetään N-bittisen signaalin näytteen ja M-bittisen kvanti-; ·_ soidun signaalin samanaikaisen näytteen suodatettuna ero- . ;· tuksena, missä M < N. Takaisinkytkentäsignaali vähennetään •· 35 tulosignaalista ennen kvantisointia, ja siten tulosignaa- * t » • 1 i » » 36 115431 liin tuodaan kaistan ulkopuolista kohinaa kaistan sisäpuolisen kohinan vähentämiseksi kvantisoidussa signaalissa.
Kuviossa 20 on esitetty esillä olevan keksinnön mukainen 5 N-bittisestä M-bittiseksi, missä M < N, muuntava kvanti-sointipiiri 2000. N-bittinen signaali X kytketään summai-meen 2002, jossa N-bittinen takaisinkytkentäsignaali W vähennetään. Tulokseksi saatu signaali X' näytteitetään sen jälkeen N-bittisessä lukkopiirissä (latch) 2004 ja 10 kvantisoidaan samanaikaisesti M-bittisessä kiintokvanti-soijassa (hard quantizer) 2006. Kiintokvantisoija katkaisee signaalin X’ LSB:t (least significant bits; vähiten merkitsevät bitit) N - M asettaen todellisuudessa LSB:t N - M arvoon nolla. Summaimessa 2008 kehitetään N-bittinen 15 virhesignaali E lukkopiirin 2004 sisältämän X';n N-bitti-sen näytteen M eniten merkitsevän bitin (MSB, most significant bits) ja kiintokvantisoijan 2006 sisältämän M-bit-tisen kvantisoidun näytteen erotuksena. X':n N-bittisen näytteen LSB:t siirtyvät muuttumattomina. Virhesignaali E 20 suodatetaan suotimella 2010, joka muodostaa N-bittisen takaisinkytkentäsignaalin W. Ymmärrettäneen kuitenkin että . signaalin X' mitkä tahansa M bittiä voidaan säilyttää . kiintokvantisoijassa 2006 kulloisestakin sovelluksesta j. riippuvasti.
\ ! 25 • | t; * Kuviossa 20 on lisäksi esitetty 12-bittinen DAM 2012 kiin- * tokvantisoijan lähtösignaalin Y muuntamiseksi analogisig- » · * ' naaliksi. Ymmärrettäneen kuitenkin että esillä olevan keksinnön kvantisointipiiri 2000 on hyödyllinen missä | 30 tahansa digitaalisessa signaalinkäsittelysovelluksessa, : joka vaatii muunnoksen suurella tarkkuudella esitetystä informaatiosignaalista pienemmällä tarkkuudella esitetyksi informaatiosignaaliksi, missä kvantisointikohinan aiheut-;·’ tamisen välttäminen on kriittinen asia.
·! 35 37 115431
Suodin 2010 on valittu päästämään vain ne virhesignaalin E komponentit, jotka ovat kaistan ulkopuolella tulosignaalin X suhteen. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa suodin 2010 on alipäästösuodin, joka olennaisesti pitää takaisinkyt-5 kentäsignaalin W signaaliin X' tuomat kohinakomponentit pienillä taajuuksilla ja poissa kiinnostuksen kohteena olevalta kaistalta. Tämä on esitetty kuvioissa 22 ja 23. Kuten kuviosta 22 nähdään, ilman esillä olevaa keksintöä, häiritseviä kohinakomponentteja, jotka on esitetty fg:n 10 kohdalla ja joilla on huomattava energiasisältö, esiintyy kiinnostavan signaalin tienoilla, joka on esitetty fx:n kohdalla. Kuten kuviosta 23 nähdään, vaikka taajuuden ffco' suotimen 2010 rajataajuuden, alapuolella on huomattava määrä kohinaa, niin siinä on vain matala kohinataso, 15 joka on olennaisen tasaisesti jakautunut taajuudella fx olevan kiinnostavan signaalin molemmin puolin. Esillä olevaa keksintöä testattaessa .fx:n kohdalla havaittiin kohinan minimitaso -93 dBc, kun toisaalta ilman esillä olevaa keksintöä tämän voitaisiin tyypillisesti odottaa 20 olevan -72 dBc. Nämä tiedot kehitettiin käyttämällä DAM:n 2012 analogista signaaliulostuloa vertailukohtana.
,\ Kvantisointipiirin 2000 toinen piirre on se, että kun signaalia X ei ole olemassa tai kun se on olennaisesti ! 25 nolla, kohinaulostuloa ei ole. Ennestään tunnetuilla vä- risyttämistekniikoilla kvantisointipiiriin syötetään jat-' kuvasti pseudosatunnaiskohinaa. Kun tulosignaalia ei ole t ** * olemassa, kvantisointipiirin lähtösignaali on tätä pseu dosatunnaiskohinaa. Esillä olevassa keksinnössä, kun tu-30 losignaali X puuttuu tai on olennaisesti nolla, X':n N-bittisen näytteen ja M-bittisen kvantisoidun näytteen erotus on olennaisesti nolla. Kvantisointipiirin 2000 ulostulo on siten nolla, kun tulosignaalia ei ole olemassa.
35 * · » · • » · < » » · < * » k • · 38 115431
Kuten kvantisointipiirin 2000 parhaana pidetyn suoritusmuodon yhteydessä on selitetty, virhesignaali E on 16-bittinen signaali. Koska se käsittää ne N - M LSB:tä, jotka pääasiallisesti vaikuttavat virhesignaaliin E, niin 5 se voitaisiin korvata N - M -bittisellä signaalilla. Tällaisessa toteutuksessa virhesignaalin E etumerkkitieto menetetään. Siten voi olla toivottavamapaa, että toteutetaan (N - M) +1 -bittinen virhesignaali, joka säilyttää signaalista X' saadun etumerkkibitin. Tällainen toteutus yk-10 sinkertaistaa virhesignaalille E tarkoitettua datatietä ja pienentää suotimen 210 kokoa.
Kuviossa 21 on esitetty suotimen 2010 parhaana pidetyn suoritusmuodon siirtofunktio. Kuten kuviosta 21 nähdään, 15 suodin 2010 on 3 reaalista nollakohtaa omaava suodin, joka voidaan toteuttaa kolmea kokosummainta 2302, 2304 ja 2306 sekä yhtä viive-elementtiä 2308 käyttäen. Esillä olevan keksinnön parhaana pidetyssä suoritusmuodossa suotimen 2010 navat on valittu olemaan kohdassa 15/16, mikä mahdol-20 listaa kuviossa 21 esitetyn yksinkertaistetun toteutuksen. Kuten nähdään, tämä toteutus eliminoi edullisesti kertojien tarpeen, mikä sallii suotimen 2010 yksinkertaistetun ,·, toteutuksen integroidussa sovelluspiirissä (ASIC, applica- tion specific integrated circuit). Suodin 2010 käsittää 25 lisäksi kokonaisvahvistuskertoimen, parhaana pidetyssä suoritusmuodossa noin 100 dB. Vahvistus saadaan aikaan i » ’ suotimen 2010 jokaisessa asteessa, mikä suurentaa takai- • ‘ sinkytkentäsignaalin W tasoa suhteessa tulosignaaliin X ja ’ siten takaisinkytkentäsignaalin W kohinaa kehittävää vai- 30 kutusta tulosignaaliin X.
Kuten edellä esitetystä ilmenee, esillä olevan keksinnön >( kvantisointipiiri 2000 saa aikaan suuresti yksinkertaiste- ;· tun toteutuksen erityisesti, mitä tulee ASIC-toteutukseen.
k •t* 35 Aikaisemmin värisyttämistekniikkoja varten tarvitun pseu- ) * > > * i » « * t » > » I · I · ' ♦ » i · » > 39 115431 dosatunnaiskohinageneraattorin pois jääminen ja suotimen rakenteen edullinen valinta minimoivat ASIC:issa tarvittavat veräjät.
5 Laajakaistasignaalin digitoija ja menetelmä laajakaista-signaalin digitoimiseksi mahdollistaa laajakaistasignaalin optimaalisen sijoittamisen analogi-digitaalimuuntimen Nyquist-kaistalle. Laajakaistasignaalin jäljelle jääneet segmentit sijoitetaan lähelle ensimmäistä segmenttiä si-10 ten, että koko laajakaistasignaali digitoidaan helposti käyttäen yhtä tai useaa alennetulla näytteitysnopeudella toimivaa analogi-digitaalimuunninta samalla kun eliminoidaan ei-halutut häiriösignaalit tulokseksi saadusta digitoidusta signaalista tai pienennetään tällaisia häiriösig-15 naaleja.
Seuraavassa esitetty yksityiskohtainen selitys on esitetty viitaten digitoijaan ja menetelmään solukkojärjestelmän A-kaistan taajuuskaistan erillisten osien digitoimiseksi te-20 hokkaasti ja tarkasti. Alan asiantuntijoille on kuitenkin ilman muuta selvää, että esillä oleva keksintö on sovellettavissa minkä tahansa sellaisen laajakaistasignaalin , digitointiin, joka käyttää yhtäjaksoista tai epäjatkuvaa spektriä. Lisäksi vaikka esillä oleva keksintö on seli-25 tetty laajakaistasignaalin kahdella segmentillä operoiva-:t na, niin esillä oleva keksintö soveltuu yhtä hyvin laaja- ‘ kaistasignaalille, joka on jaettu useisiin segmentteihin : " ja joka käsitellään useiden signaaliteiden avulla.
30 Kuviossa 24 on esitetty esillä olevan keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon laajakaistasignaalin digitoija 2410. Analogisignaali vastaanotetaan antennilla 2412 ja signaali vakioidaan suotimilla 2414 ja 2418 sekä vahvisti-,···. mella 2416 alalla tunnetulla tavalla. Vakioitu analogisig- \ . 35 naali siirretään sekoittimeen 2420, jossa se sekoitetaan 40 115431 paikallisoskillaattorista 2422 saatavan signaalin kanssa. Tämä muuntaa eli taajuussiirtää vastaanotetun ja vakioidun signaalin välitaajuussignaaliksi (VT-signaaliksi).
5 Taajuussiirretty (VT-) signaali siirretään sen jälkeen jaottimeen 2424, jossa taajuussiirretty signaali jaetaan ensimmäiseen segmenttiin ja toiseen segmenttiin. Toinen segmentti suodatetaan suotimella 2426 ja sekoitetaan pai-kallisoskillaattorin 2428 signaalin kanssa sekoittimessa 10 2430. Toinen segmentti suodatetaan sen jälkeen suotimessa 2431 ja siirretään summaimeen 2434. Ensimmäinen segment-tisignaali suodatetaan suotimella 2432 ja siirretään myös summaimeen 2434. Ensimmäinen ja toinen segmentti summataan ja sen jälkeen digitoidaan analogi-digitaalimuuntimella 15 2436 näytteitystaajuudella fg.
Sekoittimien 2420 ja 2430 tehtävänä on taajuussiirtää laajakaistasignaalin segmenttejä siten, että se voidaan digitoida. Tämä on esitetty kuvioissa 27A ja 27B, ja digi-20 toijän 2410 toiminta on selitetty näihin viitaten. Kuvios sa 27A esitetty spektri 2700 on tyypillinen signaalille, joka vastaanotetaan antennilla 2412 solukon A-kaistan • _ osalta sen jälkeen kun se on käsitelty suotimilla 2414 ja 2418 sekä vahvistimella 2416. Kuviossa 27B esitetty spekt-25 ri 2700' edustaa kuvion 27A spektriä sekoittimilla 2420 ja : ” 2430 suoritetun käsittelyn jälkeen. Spektri 2700' on siir- ' .‘1 retty analogi-digitaalimuuntimen Nyquist-kaistalla oleval- • '·· le välitaajuudelle. Spektrin 2700' leveämpi osa 2702 on : sijoitettu hyvin lähelle näytteitystaajuutta fg. Spektrin 30 2700' kapeampi osa 2704 on erotettu spektristä 2700' ja käsitellään erillisenä segmenttinä. Sekoittimen 2430 tehtävänä on siirtää laajakaistasignaalin toinen segmentti 2704 hyvin lähellä ensimmäistä segmenttiä 2702 olevaan ’·;· kohtaan kuten kuviosta nähdään. Näin sijoitettu ensimmäi- 35 nen ja toinen segmentti 2702 ja 2704 voidaan sitten digi- > · · * · · I · 41 115431 toida yhdellä ADMrllä näytteitysnopeudella, joka on hieman suurempi kuin ensimmäisen ja toisen segmentin kokonaistaa-juuskaista. Tämä on minimi näytteitysnopeus: fs= 2 * (BWw + BWn) MHz (a) 5 jossa BWw, BWn ovat kuten esitetty ja jossa ensimmäisen ja toisen segmentin 2702 ja 2704 väliin on muodostettu ero-tuskaista BWg 406 suodatusta varten. Ensimmäinen ja toinen segmentti voidaan sijoittaa vain niin lähelle toisiaan kuin on mahdollista ilman että ensimmäisen ja toisen seg-10 mentin osat joutuvat suotimien siirtymäalueille.
Analogisuotimen siirtymäalue on esitetty kuviossa 27A. Siirtymäalue alkaa kaistasegmentin reunalta ja ulottuu kohtaan "A". Kohta "A" edustaa vaimennuskohtaa, joka par-15 haana pidetyssä suoritusmuodossa on noin 80 desibeliä (dB), joka on määritelty "valetoistokohtana", ts. kohtana, johon suodatetun alueen ulkopuolella olevilla taajuuksilla olevat signaalit tuottaisivat digitoidun spektrin ei-toi-vottuja valetoistoja.
20
Kuviossa 25 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen laajan taajuuskaistan digitoijan 2500 toinen suoritusmuoto. Signaalit vastaanotetaan antennilla 2512 ja käsitellään suotimella 2514 ja vahvistimella 2516. Signaali jae-. 25 taan jaottimessa 2518 ensimmäiseen ja toiseen segmenttiin, ‘, . jotka siirretään vastaavasti ensimmäiselle ja toiselle signaalitielle 2520 ja 2522. Ensimmäinen segmentti suodatetaan suotimella 2524 ja sekoitetaan paikallisoskillaat-torin 2528 signaalin kanssa sekoittimessa 2526. Sekoitettu 30 ensimmäinen segmenttisignaali suodatetaan sitten suotimella 2530 ja digitoidaan ADMrssä 2532 ensimmäisellä näytteitysnopeudella £g. Digitoitu ensimmäinen segmentti suodate-taan sen jälkeen digitaalisuotimella 2534 ja siirretään summaimeen 2550.
• · 35 42 115431
Signaalin toinen segmentti, joka siirretään signaalitietä 2522 pitkin, suodatetaan suotimella 2536 ja sekoitetaan paikallisoskillaattorin 2540 signaalin kanssa sekoittimes-sa 2538. Sen jälkeen signaali jälleen suodatetaan suoti-5 mella 2542 ja digitoidaan ADM:ssä 2544 näytteitysnopeudel-la fg/2. Tulokseksi saatu signaali suodatetaan sen jälkeen digitaalisesti digitaalisuotimella 2546 ja interpoloidaan fs:lle sekä ylipäästösuodatetaan interpolaattorissa/suoti-messa 2548. Tulokseksi saatu signaali siirretään sen jäl-10 keen summaimeen 2550, jossa se summataan signaalin digitoidun ensimmäisen segmentin kanssa, mikä tuottaa koko digitoidun signaalin.
Digitoijaa 2500 pidetään parempana, mikäli signaalin toi-15 sen segmentin taajuuskaista on pienempi kuin siirtymäalue ja pienempi kuin puolet ensimmäisen segmentin taajuuskaistasta. Tämä on esitetty kuvioissa 28A-28H, ja digitoijan 2500 toiminta on selitetty näihin kuvioihin viitaten. Kuvioiden 28A-28H vasen ja oikea puoli kuvaavat erikseen 20 digitoijan 2500 vastaanottaman signaalin signaaliteillä tapahtuvaa käsittelyä.
.1 Kuviot 28A ja 28B esittävät vastaanotetun signaalin eril- lisiä segmenttejä 2802 ja 2804. Kuviossa 28A segmentti ' ' 25 2802 on ensimmäisellä signaalitiellä 2520 suotimella 2530 • , suoritetun signaalinkäsittelyn tulos. Segmentti 2802 digi- ’· toidaan sen jälkeen ADM:llä 2432 näytteitysnopeudella fg, *. 1 mikä tuottaa tulokseksi kuviossa 28B esitetyt digitaaliset signaalinosat 2806. Näytteitysnopeus £g on valittu noin 30 2,5 kertaa niin suureksi kuin segmentin 2802 taajuuskais ta. Nämä signaalinosat suodatetaan sen jälkeen digitaalisesti suotimella 2534 kuten kuviossa 28C on esitetty mah-dollisten ei-toivottujen taajuuskomponenttien poistamisek-,·;· si digitaalisignaaleista.
35 » i · 1 i 43 115431
Segmentti 2804 on toisella signaalitiellä 2522 suotimella 2542 suoritetun signaalinkäsittelyn tulos. Segmentti 2804 digitoidaan sen jälkeen ADMrllä 2446 näytteitysnopeudella fs/2, mikä tuottaa tulokseksi kuviossa 28E esitetyt digi-5 taaliset signaalinosat 2808. Digitaaliset signaalinosat 2808 suodatetaan ensin digitaalisesti digitaalisuotimella 2546 ei-toivottujen signaalikomponenttien poistamiseksi. Seuraavaksi digitaaliset signaalinosat interpoloidaan nopeudelle f g ja suodatetaan digitaalisesti interpolaatto-10 rissa/suotimessa 2548, kuten kuviossa 28F on esitetty, kuviossa 28G esitetyn digitaalisen signaalinosan 2810 tuottamiseksi. Digitaalinen signaalinosa 2810 summataan digitaalisten signaalinosien 2806 kanssa summaimessa 2550, mikä tuottaa tulokseksi kuviossa 28H esitetyn digitaalisen 15 signaalispektrin.
Esillä oleva keksintö yhdistää edullisesti analogisen suodatuksen ennen digitointia, mitä seuraa digitoitavan signaalin jaettujen segmenttien digitaalinen suodatus.
20 Digitaalinen suodatus tarjoaa sen edun, että se sallii digitoitujen signaalinosien sijoittamisen spektraalisesti hyvin lähelle toisiaan näytteitystaajuuden ja datanopeuk-.· . sien pienentämiseksi.
k * 1 ’ 25 Kuviossa 26 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen *, laajan taajuuskaistan digitoijan 2600 kolmas suoritusmuo- ’; to. Digitoija 2600 käsittää kaksi signaalitietä 2620 ja 2622, jotka ovat yleisesti samanlaiset kuin digitoijan 2500 signaalitiet mutta joissa signaalin käsittelyä ADM:n 30 jälkeen on muutettu. Signaalit vastaanotetaan antennilla 2612 ja käsitellään suotimella 2614 sekä vahvistimella 2616. Signaali jaetaan jaottimessa 2618 ensimmäiseen ja • ·.. toiseen segmenttiin, jotka siirretään vastaavasti ensim mäiselle ja toiselle signaalitielle 2620 ja 2622. Ensim- • · 35 mäinen segmentti suodatetaan suotimella 2624 ja sekoite- * »
* I I
< I
S I * > t k 44 115431 taan paikallisoskillaattorin 2628 signaalin kanssa sekoit-timessa 2626. Sekoitettu ensimmäinen segmenttisignaali suodatetaan sen jälkeen suotimella 2630 ja digitoidaan ADM:ssä 2632 ensimmäisellä näytteitysnopeudella fg. Digi-5 toitu ensimmäinen segmentti suodatetaan sen jälkeen digi-taalisuotimella 2634, interpoloidaan 3:11a interpolaatto-rissa 2636, alipäästösuodatetaan digitaalisuotimella 2638 ja desimoidaan l,5fg:lle desimoittimessa 2640 ja siirretään sen jälkeen summaimeen 2650.
10
Signaalin toinen segmentti, joka siirretään signaalitietä 2622 pitkin, suodatetaan suotimella 2642 ja sekoitetaan paikallisoskillaattorin 2646 signaalin kanssa sekoittimes-sa 2644. Sen jälkeen signaali jälleen suodatetaan suoti-15 mella 2648 ja digitoidaan ADM:ssä 2652 näytteitysnopeudella fg/2. Tulokseksi saatu digitaalisignaali alipäästösuodatetaan sen jälkeen digitaalisuotimella 2654 ja interpoloidaan l,5fs:lle interpolaattorissa 2656 ja ylipäästösuo-datetaan suotimessa 2660. Tulokseksi saatu signaali siir-20 retään sen jälkeen summaimeen 2650, jossa se summataan signaalin digitoidun ensimmäisen segmentin kanssa, mikä tuottaa koko digitoidun signaalin l,5fs:n kohdalle.
Digitoijaa 2600 pidetään parempana, mikäli toinen, pienem-25 pi kaistasegmentti on suurempi kuin siirtymäalue mutta pienempi kuin puolet ensimmäisen segmentin taajuuskaistas-; ta. Mikäli toinen, pienempi kaistasegmentti on suurempi kuin puolet ensimmäisestä kaistasegmentistä, digitoijaa 2600 muutetaan hieman. Toinen signaali digitoidaan näyt-30 teitysnopeudella fg. Kuten lisäksi ymmärretään, interpo-laattoreita 2636 ja 2656 sekä desimoitinta 2640 ei tarvita.
:* Toisen segmentin digitointi Nyquist-kriteerin mukaan an- • · 35 taisi aiheen asettaa näytteitysnopeudeksi noin 2 - 2,5 45 115431 kertaa toisen segmentin taajuuskaista. Esillä olevassa keksinnössä näytteitysnopeus on kuitenkin edullisesti valittu fg/2:ksi, joka kehitetään helposti fs:stä ja joka ei aiheuta kaistalle harmonisia. Tämä näytteitysnopeus 5 valitaan, vaikka fg/2 tai fg olisi suurempi kuin mitä Nyquist-kriteeri edellyttäisi toiselle segmentille. Pai-kallisoskillaattorin taajuuden valinta on suoraviivainen, ja taajuudet valitaan siten, että kaistat sijoitetaan spektraalisesti hyvin lähelle toisiaan ilman limitystä 10 kuten kuvioissa 4A-4B ja 5A-5H on esitetty. Digitaalisen suodatuksen käyttäminen yksinkertaistaa kaistasegmenttien erottamista sallien segmenttien sijoittamisen hyvin lähelle toisiaan.
15 Esillä olevan keksinnön parhaana pidetyt suoritusmuodot on esitetty kaksi segmenttiä käsittävän taajuuskaistan digitointiin viitaten. Ymmärrettäneen kuitenkin että laaja taajuuskaista, joka voidaan jakaa useisiin segmentteihin, voidaan digitoida esillä olevan keksinnön mukaan. Esimer-20 kiksi digitoija 10 on käyttökelpoinen, mikäli segmentit voidaan sekoittaa hyvin lähelle toisiaan yhdelle Nyquist-kaistalle. Digitoijat 2500 ja 2600 ovat käyttökelpoiset, .· mikäli segmenttejä ei voida sekoittaa yhdelle Nyquist- * kaistalle, yhdistämällä useita signaaliteitä, joiden luku-' 25 määrä on yhtä suuri kuin digitoitavien segmenttien luku- ’, määrä.
: “ Modulaatiokaistan (split frequency band) sisältämän analo- gisignaalin digitointi suoritetaan esillä olevassa keksin-30 nössä sekä alemmalla näytteitystaajuudella että pienemmillä laitteistoa koskevilla vaatimuksilla. Esillä oleva keksintö mahdollistaa koko modulaatiokaistan sekoittamisen referenssitaajuuden tienoille, mikä mahdollistaa digitoin-;* nin pienemmällä näytteitystaajuudella. Referenssitaajuus * · 35 valitaan siten, että modulaatiokaistan segmentit käyttävät i » » » · 46 115431 viereisiä valetoistokaistoja. Digitointi pienemmällä näyt-teitystaajuudella tuottaa tulokseksi digitaalisignaalin, ja koko modulaatiokaista esitetään näytteitystaajuuden yhdellä Nyquist-kaistalla.
5
Kuviossa 29 on esitetty digitaalinen radiovastaanotin 2910, joka käsittää esillä olevan keksinnön digitoijan. Modulaatiokaistan sisältämä analogisignaali vastaanotetaan antennilla 2912 ja alassekoitetaan ja vakioidaan suotimel-10 la 2914 ja vahvistimella 2916 alalla tunnetulla tavalla. Sen jälkeen modulaatiokaista siirretään sekoittimelle 2918, jossa se taajuussiirretään paikallisoskillaattorista 2920 saatavan signaalin avulla.
15 Kuvioissa 30A - 30C on esitetty modulaatiokaistan sisältämä signaali 3000. Signaali 3000 on tyypillinen solukon A-kaistan sisältämä signaali, mutta ymmärrettäneen kuitenkin, että esillä oleva keksintö soveltuu mitä tahansa tyyppiä olevan modulaatiokaistan sisältämän analogisignaa-20 Iin digitoimiseen. Tuloksena signaalin 3000 sekoittamisesta referenssitaajuuden kanssa sekoittimessa 2918 on signaali 3000', kuvio 30B. Kuten nähdään, sekoituksen jälkeen ,· modulaatiokaistan sisältämää signaalia siirretään siten, että signaalin 3000' erilliset segmentit sijaitsevat refe-! 25 renssitaajuuden tienoilla, joka on esitetty fg/2:na. On ' selvää, että tarkoituksenmukainen paikallisoskillaattori- taajuus voidaan valita joko yläpuolista tai alapuolista - * injektiota varten modulaatiokaistan sisältämästä signaa lista riippuvasti signaalin siirtämiseksi referenssisig-30 naalin tienoille.
Sekoitettu modulaatiokaistan sisältämä signaali vakioidaan vieiä suotimella 2922 ja vahvistimella 2924. Siirretty modulaatiokaistan sisältämä signaali siirretään sen jäl-• · 35 keen analogi-digitaalimuuntimelle (ADM) 2926. Analogi- r » ‘ i I · » > . » » » · > t
> I
' » < t » ‘ I t t 47 115431 digitaalimuunnin 2926 digitoi modulaatiokaistan sisältämän analogisignaalin näytteitysnopeudella tunnetulla tavalla digitaalisignaalin 2927 tuottamiseksi. Digitaalisignaa-li 2927 on kuviossa 30C esitetty 3000":na. Kuten kuviosta 5 30C nähdään, signaalin 3000' digitointi johtaa signaalin 3000' modulaatiokaistan segmenttien valetoistoon (esitetty katkoviivalla), missä valetoistosegmentit sisältyvät näyt-teitystaajuuden fg Nyquist-kaistalle.
10 Esillä olevan keksinnön parhaana pidetyssä suoritusmuodossa näytteitystaajuus fg valitaan siten, että se on noin 2,5 kertaa niin suuri kuin modulaatiokaistan sisältämän signaalin leveämmän segmentin taajuuskaista. Referenssi-taajuus valitaan siten, että se on likimain puolet näyt-15 teitystaajuudesta tai sen kerrannainen. Kuten ymmärretään, koko modulaatiokaistan sisältämä signaali digitoidaan käyttäen näytteitysnopeutta, joka on pienempi kuin puolet modulaatiokaistan sisältämän signaalin koko spektrikais-tanleveydestä, kuten esim. kuviossa 30A on esitetty. Ku-20 viossa 30C on esitetty vielä erityinen esimerkki näyttei-tystaajuuden valitsemisesta solukon A-kaistaa varten. Esitetystä spektrikuvaajasta voidaan tehdä kaksi havaintoa, ensiksikin: X + 1,5 + 2Y = 10 (a) ·· 25 ja toiseksi: Z + 11 + X + 1,5 + Y = fs/2 (b) joista voidaan määrittää että: : fg = 33,5 + X + 2Z (c) missä X, Y ja Z ovat kuviossa 30C esitetyt, ja 11 MHz ja 30 1.5 MHz ovat digitoitavien segmenttien vastaavat taajuus kaistat. Tämä riippuvuussuhde pätee tarkasteltavasta vale-toistokaistasta huolimatta.
Edellä esitetystä nähdään, että fg voi olla lähellä 33,5 ; 35 Ms/s, kun digitoitavalle solukon A-kaistalle muutoin vaa- 48 115431 dittaisiin 56 Ms/s. Käytännön sovelluksissa fg riippuu suodatuksesta. Toisin sanoen X-segmentin täytyy olla riittävän leveä, jotta se sallisi valetoistojen poistosuotimen (anti-aliasing filter) päästää 11 MHz:n kaistan mutta 5 vaimentaa 1,5 MHz:n valetoistoa. Z-segmentin täytyy olla riittävän suuri, jotta sekoittamisen jälkeen näytteityksen kehittämä kuva voidaan suodattamalla poistaa. Käytännössä fg voi realistisesti olla lähellä 35 Ms/s.
10 Digitaalisignaali 3000" siirretään sitten kanavaprosesso-reille 2928. Kanavaprosessorit operoivat signaalilla 3000" koko modulaatiokaistan sisältämän signaalin digitaalisen esitysmuodon talteenottamiseksi. Tällaisten kanavaproses-sorien selitys löytyy edellä mainitusta US-patenttihake-15 muksesta, jonka otsikkona on "Multi-channel Digital Transceiver and Method". Huomattakoon että signaalin digitaalinen esitysmuoto sisältää valetoiston vuoksi modulaatio-kaistan siirtyneitä segmenttejä. Alan asiantuntijoilla olisi kuitenkin tietämys siitä, miten modulaatiokaistan 20 sisältämä signaali rekonstruoidaan asianmukaisesti näistä siirtyneistä segmenteistä.
•·' Kuviossa 31 on esitetty esillä olevan keksinnön mukainen .·- menetelmä modulaatiokaistan sisältämän signaalin digitoi- i ·· 25 miseksi, 3100-3108. Modulaatiokaistan sisältämä signaali • ·· vastaanotetaan, 3102, ja sekoitetaan, 3104, siten että taaajuussiirretyt modulaatiokaistan sisältämät signaali-segmentit sijaitsevat referenssitaajuuden tienoilla. Sekoitettu signaali sekoitetaan, 3106, mikä tuottaa tulok-30 seksi digitaalisignaalin, joka sisältää modulaatiokaistan valetoistoja. Sekoitettu signaali digitoidaan näytteitys-.. nopeudella, joka on pienempi kuin kaksi kertaa modulaa tiokaistan sisältämän signaalin kokonaistaajuuskaista. Sen ' _ jälkeen modulaatiokaistan sisältämä signaali talteenote- ; : · 35 taan digitaalisignaalista kanavaprosessorikortissa 3108.
49 115431
Esillä olevan keksinnön monet edut ja piirteet käyvät ilmi edellä esitetystä useiden parhaiden suoritusmuotojen selityksestä. Ymmärrettäneen että monet muut edut ja piirteet ovat sen laajassa suojapiirissä, kuten oheisten patentti-5 vaatimusten perusteella on ymmärrettävissä.

Claims (3)

50 115431
1. Digitaalinen vastaanotin, joka käsittää: useita antenneja (202) radiotaajuussignaalien vas-5 taanottamiseksi; ensimmäisen sekoittimen (204), joka on kytketty vastaanottamaan analoginen modulaatiokaistan (split frequency band) sisältämä signaali ainakin yhdeltä mainittuihin useisiin antenneihin kuuluvalta antennilta, jolla 10 modulaatiokaistan sisältämällä signaalilla on ensimmäinen segmentti, jolla on ensimmäinen taajuuskaista ja ensimmäinen keskitaajuus, toinen segmentti, jolla on toinen taajuuskaista ja toinen keskitaajuus, ja kokonaistaajuuskais-ta, joka on suurempi kuin ensimmäisen ja toisen taajuus-15 kaistan summa, joka sekoitin sekoittaa vastaanotetun signaalin referenssitaajuuden kanssa taajuussiirretyn signaalin synnyttämiseksi, joka referenssitaajuus sijaitsee ensimmäisen keskitaajuuden ja toisen keskitaajuuden välillä; useita analogi-digitaalimuuntimia (210), jotka on 20 kytketty mainittuihin useisiin antenneihin; t u n n e t t u siitä, että • > · • » ainakin yksi analogia-digitaalimuuntimista on vas-’ ’ teellinen mainitulle sekoittimelle, joka ainakin yksi analogia-digitaalimuunnin digitoi mainitun taajuussiir-* 25 retyn signaalin näytteittämällä taajuussiirretyn signaalin ‘ näytteitysnopeudella, joka on pienempi kuin kaksi kertaa modulaatiokaistan sisältämän signaalin kokonaistaajuus- kaista, digitaalisignaalin synnyttämiseksi, joka käsittää modulaatiokaistan sisältämän signaalin ensimmäisen ja .* 30 toisen segmentin; : vaihtokytkettävän digitaalisen alasmuuntimen > > · ‘ ! (214), joka on vasteellinen mainituille useille analogia- » · , digitaalimuuntimille ja jotka ovat ohjattavissa valitse- ',· maan yhden useista digitaalisignaaleista; sekä :tti.* 35 kanavaprosessorin (288), joka on kytketty mainit tuun vaihtokytkettävään alasmuuntimeen. j 51 115431
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen digitaalinen vastaanotin, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja 5 toisen segmentti sekä ensimmäisen ja toisen segmentin valetoistettu muunnos sijaitsevat spektraalisesti sellaisella taajuusalueella, joka on pienempi kuin analogisen modulaatiokaistan sisältämän signaalin kokonaistaajuus-kaista, ja että referenssitaajuus on Nyquist-taajuuden 10 kerrannainen.
3. Digitaalinen lähetin, joka käsittää kanavaproses- | sorin; useita ylösmuuntimia, jotka ovat vasteellisia ka- navaprosessorille; useita digitaali-analogimuuntimia, 15 jotka ovat vasteellisia mainituille useille ylösmuuntimil- i le; ja useita antenneja, jotka ovat vasteellisia mainituille useille digitaali-analogimuuntimille, tunnettu siitä, että digitaalinen lähetin käsittää: 20 useita digitaalisia summaimia, jotka ovat vasteel- ’· lisiä mainituille useille digitaalisille ylösmuuntimille; analogisen summaimen, joka on vasteellinen useille II ( ;· digitaali-analogiamuuntimille; ja * · · , radiotaajuisen ylösmuuntimen, joka on vasteellinen * : » ‘ 25 analogiselle summaimelle. > * * i > * » » 52 115431 ί {
FI972748A 1994-12-29 1997-06-25 Moniliityntäinen digitaalinen vastaanotin ja lähetin FI115431B (fi)

Applications Claiming Priority (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36620594A 1994-12-29 1994-12-29
US36628394 1994-12-29
US36620594 1994-12-29
US08/366,347 US5668836A (en) 1994-12-29 1994-12-29 Split frequency band signal digitizer and method
US08/366,283 US5579341A (en) 1994-12-29 1994-12-29 Multi-channel digital transceiver and method
US36634794 1994-12-29
US08/389,474 US5602874A (en) 1994-12-29 1995-02-14 Method and apparatus for reducing quantization noise
US38947495 1995-02-14
US41538795A 1995-04-03 1995-04-03
US41538795 1995-04-03
US55217795A 1995-11-02 1995-11-02
US55217795 1995-11-02
US9517014 1995-12-28
PCT/US1995/017014 WO1996021305A1 (en) 1994-12-29 1995-12-28 Multiple access digital transmitter and receiver

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI972748A FI972748A (fi) 1997-06-25
FI972748A0 FI972748A0 (fi) 1997-06-25
FI115431B true FI115431B (fi) 2005-04-29

Family

ID=27559854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI972748A FI115431B (fi) 1994-12-29 1997-06-25 Moniliityntäinen digitaalinen vastaanotin ja lähetin

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0800737B1 (fi)
JP (1) JPH10512114A (fi)
CN (1) CN1154313C (fi)
AU (1) AU686046B2 (fi)
BR (1) BR9510374A (fi)
CA (1) CA2206311C (fi)
DE (1) DE19581876T1 (fi)
FI (1) FI115431B (fi)
GB (1) GB2311916B (fi)
SE (1) SE9702156L (fi)
WO (1) WO1996021305A1 (fi)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2788904A1 (fr) * 1999-01-27 2000-07-28 France Telecom Procede de traitement de signal pour radio logicielle et architecture de reception radio correspondante
DE50007298D1 (de) 1999-05-10 2004-09-09 Infineon Technologies Ag Empfängerschaltung für kommunikationsendgerät und verfahren zur signalverarbeitung in einer empfängerschaltung
JP2001044910A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Nec Corp 装置内高速信号の伝送方式
DE19939588A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zum Senden eines quadraturamplitudenmodulierten Sendesignals
FR2803972B1 (fr) * 2000-01-17 2002-10-25 Sagem Reseau de radiocommunication apte a communiquer en direct avec un terminal fixe
EP1202514A1 (en) * 2000-10-26 2002-05-02 Alcatel Multicarrier GSM receiver
GB0103903D0 (en) * 2001-02-16 2001-04-04 Radioscape Ltd An open digital interface between sdr baseband processors and rf
EP1435143A2 (en) 2001-10-08 2004-07-07 QinetiQ Limited Signal processing system and method
DE10201284C2 (de) * 2002-01-15 2003-11-20 Infineon Technologies Ag Frequenzkonverter zur Umsetzung eines digitalen Basisbandsignals in ein reeles Bandpasssignal
US20060227898A1 (en) * 2003-07-10 2006-10-12 Gibson Timothy P Radio receiver
WO2006022124A1 (ja) * 2004-08-27 2006-03-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. オーディオデコーダ、方法及びプログラム
JP4735312B2 (ja) * 2006-02-14 2011-07-27 パナソニック株式会社 受信装置とこれを用いた電子機器
WO2008067584A1 (en) 2006-12-05 2008-06-12 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Wireless frequency-domain multi-channel communications
KR20100042817A (ko) * 2008-10-17 2010-04-27 삼성전자주식회사 다단계 채널 필터를 가지는 무선 통신 시스템의 송수신 장치
CN103580703B (zh) 2012-07-30 2017-04-12 华为技术有限公司 发射电路、收发机、通信系统和发射数据的方法
GB2580294A (en) 2018-11-09 2020-07-22 Stratospheric Platforms Ltd Communication network and method of wireless communication
GB2580296A (en) * 2018-11-09 2020-07-22 Stratospheric Platforms Ltd Communication network and method of making a connection
CN112910475B (zh) * 2021-05-10 2021-07-20 成都瀚德科技有限公司 应对复杂信号监测的数字接收机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783385A (en) * 1972-11-28 1974-01-01 Itt Digital diversity combiner
US4616364A (en) * 1984-06-18 1986-10-07 Itt Corporation Digital hopped frequency, time diversity system
US5220583A (en) * 1988-10-03 1993-06-15 Motorola, Inc. Digital fm demodulator with a reduced sampling rate
US5274836A (en) * 1989-08-08 1993-12-28 Gde Systems, Inc. Multiple encoded carrier data link
GB2259430B (en) * 1991-09-07 1996-05-01 Motorola Ltd Radio receiver and transmitter providing diversity
WO1994009568A1 (en) * 1992-10-09 1994-04-28 E-Systems, Inc. Adaptive co-channel interference reduction system for cellular telephone central base stations
US5412352A (en) * 1994-04-18 1995-05-02 Stanford Telecommunications, Inc. Modulator having direct digital synthesis for broadband RF transmission

Also Published As

Publication number Publication date
CA2206311A1 (en) 1996-07-11
BR9510374A (pt) 1998-06-02
CN1154313C (zh) 2004-06-16
EP0800737A1 (en) 1997-10-15
FI972748A (fi) 1997-06-25
GB2311916B (en) 2000-01-19
CA2206311C (en) 2003-11-11
AU4610696A (en) 1996-07-24
EP0800737A4 (en) 2002-07-24
EP0800737B1 (en) 2004-02-18
JPH10512114A (ja) 1998-11-17
SE9702156D0 (sv) 1997-06-06
CN1172566A (zh) 1998-02-04
DE19581876T1 (de) 1997-11-27
GB2311916A (en) 1997-10-08
WO1996021305A1 (en) 1996-07-11
GB9711998D0 (en) 1997-08-06
AU686046B2 (en) 1998-01-29
SE9702156L (sv) 1997-08-29
FI972748A0 (fi) 1997-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6009130A (en) Multiple access digital transmitter and receiver
FI115431B (fi) Moniliityntäinen digitaalinen vastaanotin ja lähetin
KR100199316B1 (ko) 다중 채널 디지탈 송수신기 및 방법
FI111422B (fi) Lähetin, siirtomenetelmä ja vastaanotin
US5535240A (en) Transceiver apparatus employing wideband FFT channelizer and inverse FFT combiner for multichannel communication network
US5077562A (en) Digital beam-forming technique using temporary noise injection
US8705634B2 (en) Compression of baseband signals in base transceiver systems
US5490172A (en) Reducing peak-to-average variance of a composite transmitted signal via out-of-band artifact signaling
EP2184866B1 (en) Flexible digital transparent transponder
EP1107462B1 (en) Digital-to-analog converter with sigma delta conversion and storage
US5854813A (en) Multiple access up converter/modulator and method
KR100210633B1 (ko) 업변환/변조장치및방법과,다중액세스디지탈송신기
WO1997005721A1 (en) Reducing peak-to-average variance of a composite transmitted signal via out-of-band artifact signaling
Efstathiou Base station transceiver trends for 3G and beyond wireless systems
AU736120B2 (en) Transceiver apparatus employing wideband FFT channelizer and inverse FFT combiner for multichannel communication network
MXPA96003701A (en) Multiple and met digital channel transceiver
Matich et al. The application of software radio techniques for airborne passenger telephony and future ATC communication systems
JPH0575559A (ja) 送信装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 115431

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: MOTOROLA MOBILITY, INC.

Free format text: MOTOROLA MOBILITY, INC.

MA Patent expired