FI85080C - Anordning foer bildning av en radiotestslinga i en saendarmottagare. - Google Patents

Description

1 85080

Laite radiotestisilmukan muodostamiseksi lähetinvastaanot-timessa

Keksinnön kohteena on laite lähetinvastaanottimen 5 lähetinosan lähettämän radiotaajuisen testisignaalin sil-mukoimiseksi vastaanotinosalle lähetinvastaanottimen testausta varten.

Eurooppalaisen matkapuhelinjärjestelmän GSM (Groupe Special Mobile) spesifikaatioissa on määritelty tes-10 titoiminto, jossa tukiasema testaa lähetinvastaanottimensa radio-osien toimintaa kehittämällä testisignaalin, jonka lähetinosa lähettää ja joka silmukoidaan takaisin vastaanotinosalle .

Keksinnön päämääränä on aikaansaada tämän tyyppisen 15 testisilmukan muodostava laite.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista,että laite käsittää sekoitinvälineet (23, 28) testisignaalin siirtämiseksi lähetystaajuudelta vastaanottotaajuudelle, joiden sekoitinvälineiden ulostulo 20 on kytkettävissä syöttämään vastaanottotaajuudelle moduloi tu testisignaali vastaanotinosalle (10A, 10B) ennalta määrättyjen testijaksojen aikana, ainakin yhden ohjattavan os-killaattorivälineen (44, 45) paikallisoskillaattorisig- naalien synnyttämiseksi sekoitinvälineille (23,28), ja 25 ohjausvälineen (38) taajuudenasetussignaalin syöttämiseksi mainitulle oskillaattorivälineelle (44, 45) ennen kunkin testijakson alkamista ja mainittujen paikaalisoskillaat-torisignaalien taaJ uuksien tarkkailemiseksi, ohj ausvälineen (38) estäessä sekoitinvälineiden (23,28) ulostulosignaalin : 30 syöttämisen vastaanotinosalle (10A, 10B) testijakson aika na, jos paikallisoskillaattorisignaalien taajuudet eivät ole lukkiutuneet taajuudenasetussignaalin määräämille pai-kallisoskillaattoritaajuuksille ennen testijakson alkamista.

...: 35 Lähettimen tuottaman testisignaalin silmukoimiseksi 2 85080 asianmukaisella tavalla vastaanottimelle, testisignaalia tulisi siirtää duplexvälin verran lähetystaajuudelta vas-taanottotaajuudelle. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa testisignaalille suoritetaan ensin demodulointi 5 lähetystaajuudelta kantataajuudelle ja sitten modulointi kantataajuudelta vastaanottotaajuudelle. Demodulaattorin ja modulaattorin paikallisoskillaattorisignaalien taajuudet asetetaan muualta lähetinvastaanottimesta, esimerkiksi taajuushyppely-yksiköltä, saatavan käskyn mukaisesti jokai-10 selle testiaikavälille erikseen hieman ennen testiaikavälin alkamista. Keksinnössä valvotaan paikallisoskillaattoritaa-juuksien lukkiutumista ja mikäli toinen tai molemmat pai-kallisoskillaattoritaajuuksista ei ole lukkiutunut ennen testiaikavälin alkamista, testisignaalin syöttäminen tes-15 tiaikavälin aikana vastaanottimelle estetään. Näin vältetään vastaanottimen häirintä ja/tai väärän tulkinnan tekeminen lähetinvastaanottimen kunnosta epäkelvoilleen testisignaalin seurauksena. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa testisignaalin syöttäminen estetään laitteen ulos-20 tuloon sijoitetulla erotuskytkimellä.

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkinomaisten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa lähetinvastaan-25 otinta, joka sisältää keksinnön mukaisen laitteen, ja kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen periaatteellisen kytkentä- ja lohkokaavion.

Keksinnön mukaisen radiotestiyksikön tarkoituksena on mahdollistaa full duplex -tyyppisen lähetinvastaanotti-30 men lähetinosan synnyttämän radiotaajuisen testisignaalin ohjaaminen oikealla tavalla takaisin saman lähetinvastaanottimen vastaanotinosalle vastaanottoa ja analysointia varten. Tällä tavoin muodostuu testisilmukka joka sisältää ainakin lähetinvastaanottimen radio-osat, mahdollisesti 35 myös kanavointilaitteet jne. Testin onnistumista ja tes- 3 85080 tisilmukan kautta kulkeneen vastaanotetun testisignaalin sopivia ominaisuuksia mittaamalla voidaan automaattisesti tarkkailla lähetinvastaanottimen kuntoa ja toimintaa. Seu-raavassa keksintöä kuvataan solukkoradiopuhelinjärjestelmän 5 tukiasemalla käytettävän lähetinvastaanottimen yhteydessä, mutta keksintöä ei ole mitenkään rajoitettu tähän sovellutukseen.

Kuviossa 1 lähetinvastaanotin käsittää vähintään kaksi, edullisesti neljä, lähetinvastaanotinparia IA,10A 10 sekä vastaavasti IB, 10B, jolloin kukin pari muodostaa yhden full duplex- yhteyden. Lähetinyksikköiden IA ja IB ulostulot on kytketty summainelimen 2 avulla yhteiseen anten-nilinjaan 3 ja yhteiseen lähetinantenniin 4. Vastaanottoan-tenni 6 on kytketty antennilinjan 7 kautta haaroitinelimel-15 le 9, joka jakaa vastaanotetun signaalin vastaanotinyk-siköille 10A ja 10B. Lähetin-ja vastaanotiyksiköillä tarkoitetaan tässä yhteydessä ensisijaisesti lähetinvastaanottimen radio-osia. Jokaisella lähetin- ja vastaanotinyk-siköllä on oma lähetys- tai vastaanottotaajuutensa, jolloin 20 full duplex- parin muodostavien yksiköiden, esim. IA ja 10A, lähetys- ja vastaanottotaajuudet ovat duplex-välin, esim. 45 MHz, etäisyydellä toisistaan. Lisäksi kukin taajuuskanava on TDMA-aikajakokanavoitu käsittämään useita digitaalisia liikenne- ja/tai ohjauskanavia. GSM-spesifi-25 kaatiossa on tukiasemalle määritelty kahdeksan kantoaaltotaajuutta, joista kukin on jaettu kahdeksaan aikaväliin.

Keksinnön ensijäisessä suoritusmuodossa radiotes-tiyksikkö 11 on kytketty antennilinjojen 5 ja 7 väliin. Tätä varten antennilinjassa 5 on haaroitinelin 3, joka 30 haaroittaa osan lähetetystä signaalista radiotestiyksikön 11 sisääntuloon 12. Radiotestiyksikön 11 ulostulo 13 on kytketty antennilinjaan 7 suuntakytkimellä 8, joka syöttää radiotestiyksikön ulostulosignaalin antennilinjaan 7 vas-taanotinyksiköiden suuntaan. Vaihtoehtoisesti radiotestiyk-35 sikkö voidaan esimerkiksi liittää suoraan yksittäisiin * 85080 lähetin- ja vastaanotinyksiköihin.

Kuviossa 2 on havainnollistettu lohkokaaviomuodossa radiotestiyksikön 11 ensisijaista suoritusmuotoa. Sisääntulosta 12 radiotaajuinen testisignaali, esim. 800-1000 MHz, 5 syötetään kiinteän vaimentimen 21 kautta haaroitinelimelle 22, joka jakaa signaalin kvadratuuridemodulaattorin 23 sisääntuloihin A ja B, jolloin sisääntuloissa olevat signaalit sekoitetaan sekoittimissa 23A ja 23B kvadratuurivai-heisilla (90 asteen vaihe-ero) paikallisoskillaattorisig-10 naaleilla kantataajuudelle, niin että muodostuu kaksi kvad-ratuurivaiheista signaalia I ja Q, joiden taajuusalue on 0-100 kHz. Sekoittimen 23A ulostulosignaali I johdetaan ali-päästösuodattimen 24A, vahvistimen 25A, viivelinjan 26A ja alipäästösuodattimen 27A kautta kvadratuurimodulaattorin 15 28 sekoittimelle 28A. Vastaavasti sekoittimen 26 B ulos tulosignaali johdetaan alipäästösuodattimen 24B, vahvistimen 25B, viivelinjan 26B ja alipäästösuodattimen 27B kautta kvadratuurimodulaattorin 28 sekoittimelle 28B. Kvad-ratuurimodulaattorissa 28 signaalit 1 ja Q moduloidaan 20 kvadratuurivaiheisilla paikallisoskillaattorisignaaleilla vastaanottotaajuudelle. Sekoittimien 28A ja 28B ulostulosignaalit yhdistetään summainelimellä 29 muodostaen lopullinen testisignaali, joka syötetään vahvistimen 30 kautta kytkentäyksikölle 31, joka ohjausyksikön 38 oh-25 jaamana kytkee testisignaalin lävitseen ainoastaan ennalta määrättyjen testiaikavälien aikana. Kytkentäyksiköltä 31 testisignaali johdetaan haaroitinelimelle 32, joka jakaa signaalin signaalitason valvontahaaraan sekä kaistanpäästö-suodattimen 33 kautta radiotestiyksikön ulostuloon 13.

30 Viivelinjojen 26A ja 26B tarkoituksena on viivästää testisignaalia ennen vastaanottimelle syöttämistä aika, joka kyseisessä lähetinvastaanottimessa tulee olla yhden kanavan lähetyksen ja vastaanoton välillä. GSM-spesifikaatioissa tämä aika on kolme kanava-aikaväliä. Viivelinjat 35 26A ja 26B ovat keskenään identtiset ja ne on keksinnön en- 5 85080 sisijäisessä suoritusmuodossa toteutettu analogiseen näyt-teitykseen ja varauksen siirtoon perustuvalla piirillä, jossa varauksia siirretään oskillaattorin 39 synnyttämän kellosignaalin tahdissa. Sopiva piiri on esimerkiksi 5 RD5108A, jota valmistaa Reticon Inc ja jossa varauksental- lettajia on kytketty peräkkäin 2048. Signaaleista I ja Q otetaan näytteitä joka toisella kellojaksolla ja näytteet siirtyvät varauksen tallettajasta toiseen jokaisen kellojakson aikana. Viiveen suuruus määrätään oskillaattorin 10 39 taajuudella, joka esimerkkitapauksessa on 1,216 MHz, jolloin saavutetaan mainittu GSM-järjestelmän kolmen aikavälin viive. Viivelinjojen 26A ja 26B ulostuloissa olevat viivästetyt signaalit I ja Q ovat näytteistettyjä analogisia signaaleja, joiden spektreissä on mukana näytteenotto-15 taajuus. Tämä näytteenottotaajuus suodatetaan pois viive-linjojen perään kytketyillä alipäästösuodattimilla 27A ja 27B. Vaihtoehtoisesti viivelinjat 26A ja 26B voidaan toteuttaa myös digitaalisesti, jolloin ne käsittävät kumpaakin kantataajuista signaalia varten analogia-digitaali-20 muuntimen, digitaalisen siirtorekisterin ja digitaali-ana-logiamuuntimen.

Kytkinyksiköllä 31 on keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kaksi päätarkoitusta: 1) erottaa modulaattorin 28 ulostulossa oleva testisignaali riittävän tehok-25 kaasti vastaanottimelta testiaikavälin ulkopuolella, ja 2) asettaa testisignaalin lähtötaso halutuksi. Tätä varten kytklnyksikön sisääntulon muodostaa haaroitinelin 311, joka jakaa vahvistimen 30 ulostulosignaalin kahteen haaraan. Ensimmäinen haara käsittää sarjaankytkettyinä kolme kyt-30 kinelintä 312, 313 ja 314 sekä vakiovahvistuksisen vahvistimen 315, niin että haaran vahvistus on 15 dB. Toinen ..... haara käsittää sarjaankytkettyinä kaksi kytkinelintä 316 ja 317 sekä kiinteän vaimentimen 318, niin että haaran vaimennus on 15 dB. Haarojen läpikulkeneiden signaalien sig-35 naalien tehotasojen ero on siten keksinnön ensisijaisessa 6 85080 suoritusmuodossa 30 dB. Vaimentimen 318 ja vahvistimen 315 ulostulosignaalit syötetään summainelimelle 319, jonka ulostulo muodostaa kytkinyksikön 31 ulostulon, joka on kytketty haaroitinelimelle 32. Testiaikavälin aikana oh-5 jausyksikkö 38 ohjaa joko ohjaussignaalilla RF HIGH kytkin-elimet 312-314 kiinni tai vaihtoehtoisesti ohjaussignaalilla RF LOW kytkinelimet kiinni 316-317 siten, että vas-taanottotaaj uinen testisignaali syötetään vastaanottimelle. Testiaikavälin ulkopuolella molempien haarojen kytkinelimet 10 ovat auki, jolloin ne erottavat testisignaalin vastaanottimen sisääntulosta. Haaran ja testisignaalin tehotason valinta riippuu siitä halutaanko testata vastaanottimen dynamiikka-alueen ylä- vai alapäätä. Avointen kytkinten vaimennuksen radiotaajuuksilla tulee olla sellainen, että 15 avoimen haaran kautta vuotavan signaalin taso on vähintään 25 dB pienempi kuin signaalitaso valitun haaran ulostulossa. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kytkinelimet on toteutettu PIN-diodeilla. Testisignaalin vaihtoehtoiset tehotasot voidaan muodostaa myös muunlaisilla kytkinten, 20 vahvistimien ja vaimentimien yhdistelmillä, kunhan vain saadaan vähintään kaksi vaihtoehtoista signaalirelttiä, joilla on keskenään erilainen kiinteä vaimennus tai vahvistus.

Radiotestiyksikön 11 ulostuloon vuotavan testisig-25 naalin tasoa valvotaan johtamalla haaroitinelimellä 31 osa kytkinyksikön 31 ulostulosignaalista tehotasonvalvon-tahaaraan, jossa signaalin tehotaso mitataan. Mikäli ulostulosignaalin tehotaso testiaikavälien ulkopuolella ylittää ennalta määrätyn kynnystason, ohjausyksikkö 38 olettaa 30 kytkimien rikkoutuneen tai toimivan virheellisesti ja estää testisignaalin muodostamisen katkaisemalla käyttöjännitteen esimerkiksi oskillaattorilta 45. Tehotasonvalvontahaara tarkkailee myös lähtevän testisignaalin tasoa testiaikavälin aikana. Mikäli testisignaalin tehotaso testin aikanaie 35 ylitä ennalta määrättyä kynnysarvoa, ohjausyksikkö 38 tul- 7 85080 kitsee kytkinyksikön 31 toimineen virheellisesti ja päivittää virhelaskuria ja/tai hylkää kyseisen aikavälin aikana suoritetun silmukkatestin. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa valvontahaara käsittää seuraavassa järjestyk-5 sessä sarjaankytkettyinä: kaistanpäästösuodattimen 34; suljetussa tilassaan 10 dB:n vaimentimena toimivan kytkin-elimen 35 myöhempien komponenttien suojaamiseksi; diodin Dl muodostaman tasasuuntaajan; sekä ohjausyksikössä 38 sijaitsevan tasonmittauspiirin, kuten komparaattorin. Ohjausyk-10 sikkö 38 ohjaa signaalilla SDETC kytkinelimen 35 auki tes-tiaikavälin ajaksi ja kiinni testiaikavälin ulkopuolella.

Demodulaattorin 23 paikallisoskillaattorisignaalit synnytetään taajuussyntetisaattorin 44 ulostulosignaalista syöttämällä se 0-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 23A ja 15 90-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 23A. Vastaavasti modulaattorin 28 paikallisoskillaattorisignaalit muodostetaan syöttämällä taajuussyntetisaattorin 45 ulostulosignaali 0-asteen vaihesiirrossa modulaattorin 28 sekoittimelle 28A ja 90-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 28B.

20 Testitoiminnan aikana radiotestiyksikkö vastaanot taa testisignaalin lähetinyksiköltä 1 ja lähettää sen edelleen vastaanotinosalle 2 joko jokaisen testiaikavälin aikana samalla kiinteällä taajuuskanavalla tai lähetinvas-taanottlmen ollessa taajuushyppelytoimintatilassa vaihtaen ; 25 fyysistä taajuuskanavaa jokaisella testiaikavälillä. Taa- juussyntetisaattoreiden toimintaa ohjataan ja valvotaan ohjausyksikkönä 38. Testitoiminnan aikana ohjausyksikkö 38 saa muualta lähetinvastaanottimesta, esim. taajuushyppely-yksiköltä, absoluutisen kanavanumeron kutakin tes-30 tiaikaväliä varten ennen testiaikavälin alkamista. Tämän jälkeen ohjausyksikkö 38 generoi tästä absoluuttisesta kanavanumerosta syntetisaattoreille 44 ja 45 käskydatan, jonka perusteella syntetisaattorien ulostulosignaalit lukittuvat kyseistä kanavaa vastaavalle taajuudelle. Käskyda--35 ta syötetään keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa, 8 85080 jossa kullakin taajuuskanavalla on kahdeksan kanava-aikaväliä, syntetisaattoreille n. 4ms eli 7 aikaväliä ennen tes-tiaikaväliä. Näin syntetisaattoreille 44 ja 45 on taattu vähintään 3 ms asettumisaika ennen testiaikaväliä. Noin 0,5 5 ms ennen testiaikavälin alkamista ohjausyksikkö 38 tarkastaa syntetisaattoreiden hälytyssignaalien RXALM ja TXALM tilat, jotka ilmaisevat ovatko syntetisaattorit 44 ja 45 lukittuneet. Mikäli molemmat syntetisaattorit ovat lukittuneet ennen testiaikavälin alkamista, ohjausyksikkö 38 10 ohjaa kytkinyksikön 31 kytkemään testisignaalin ulostuloon 13 testiaikavälin ajaksi. Mikäli toinen tai kumpikaan syntetisaattoreista 44 ja 45 ei ole lukkiutunut ennen testiaikavälin alkamista, ohjausyksikkö 38 ei sulje kytkinyksikön 31 kytkimiä ja päästä testisignaalia ulostuloon 13, 15 jotta estetään vastaanottimen häirintä.

Ohjausyksikkö 38 sisältää useita virhelaskureita radiotestiyksikön toiminnan tarkkailemiseksi. Päivitettäviä virhelaskureita ovat taajuushyppelykäskylaskuri, syn- tetisaattorilaskurit, kytkinyksikkölaskuri sekä tes- 20 titoiminnan aikana testiyksikössä ilmenneen vian vuoksi menetettyjen testiaikavälien laskuri.

Taajuushyppelykäskylaskurin avulla valvotaan vastaanotettujen kanavanumerokäskyjen oikeellisuutta. Ohjausyksikkö 38 vastaanottaa kanavanumerot lähetinvastaa-25 nottimen taajuushyppely-yksiköltä kahdennetussa muodossa ja tarkistaa että molemmat kanavanumerot ovat samanlaiset ja niiden pariteetti on oikea. Mikäli näin ei ole, ohjausyksikkö päivittää taajuushyppelylaskuria eikä generoi syntetisaattoreille 44 ja 45 käskydataa. Näin kyseinen tes-30 tiaikaväli hylätään radiotestiyksikössä ja menetetettyjen aikavälien laskuria kasvatetaan.

Kumpaakin syntettisaattoria varten on oma syn-tetisaattorilaskuri, jota kasvatetaan, jos syntetisaattori ei lukitu ennen testiaikaväliä ja testiaikaväli hylätään. 35 Mikäli syntetisaattorilaskurien lukema ylittää ennalta 9 85080 määrätyn raja-arvon, radiotestiyksikkö lopettaa toimintansa kokonaan.

Kytkinyksikkölaskuria kasvatetaan mikäli todetaan, että kytkinyksikön 31 kytkimet eivät ole sulkeutuneet tai 5 avautuneet oikea-aikaisesti testitoiminnan aikana.

Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen laite voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Esimerkiksi testisignaalin 10 siirtäminen lähetystaajuudelta vastaanottotaajuudelle voi daan suorittaa myös muilla tekniikoilla kuin edellä on esitetty.

Claims (7)

10 85080

1. Laite lähetinvastaanottimen lähetinosan (IA, IB) lähettämän radiotaajuisen testisignaalin silmukoimiseksi 5 vastaanotinosalle (10A, 10B) lähetinvastaanottimen tes tausta varten, tunnettu siitä, että laite käsittää sekoitinvälineet (23, 28) testisignaalin siirtämiseksi lähetystaajuudelta vastaanottotaajuudelle, joiden 10 sekoitinvälineiden ulostulo on kytkettävissä syöttämään vastaanottotaajuudelle moduloitu testisignaali vastaanotinosalle (10A, 10B) ennalta määrättyjen testijak- sojen aikana, ainakin yhden ohjattavan oskillaattorivälineen (44, 15 45) paikallisoskillaattorisignaalien synnyttämiseksi se- koitinvälineille (23,28), ja ohjausvälineen (38) taajuudenasetussignaalin syöttämiseksi mainitulle oskillaattorivälineelle (44, 45) ennen kunkin testijakson alkamista ja mainittujen paikaalis-20 oskillaattorisignaalien taajuuksien tarkkailemiseksi, oh jausvälineen (38) estäessä sekoitinvälineiden (23,28) ulostulosignaalin syöttämisen vastaanotinosalle (10A, 10B) testijakson aikana, jos paikallisoskillaattorisignaalien taajuudet eivät ole lukkiutuneet taajuudenasetussignaalin 25 määräämille paikallisoskillaattoritaajuuksille ennen tes tijakson alkamista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoitinvälineet käsittävät demodulaattorivälineen (23), jonka sisääntulopuoli 30 on kytketty vastaanottamaan mainittu lähetystaaj uinen tes tisignaali, modulaattorivälineen (28), jonka sisääntulopuoli on kytketty demodulaattorivälineen (23) ulostulopuolelle ja jonka ulostulo muodostaa sekoitinvälineiden ulostulon.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n - n 85080 n e t t u siitä, että modulaattorivälineen (28) ulostuloon on kytketty kytkinyksikkö (31), jota ohjataan mainitulla ohjausvälineellä (38).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että oskillaattorivälineet (44, 45. ovat taajuussyntetisaattoreita.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on kytketty lähetinvastaanottimen lähetysantennilinjan (5) ja vas- 10 taanottoantennilinjan (7) väliin.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että demodulaattoriväli-neen (23) ja modulaattorivälineen (28) välissä on viivevä-lineet (26A, 26B) testisignaalin viivästämiseksi lähetin- 15 vastaanottimen lähetyksen ja vastaanoton välillä vaadittavan aikaeron verran.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjausväline (38) käsittää virhelaskurin, jota kasvatetaan aina kun jompi 20 kumpi paikallisoskillaattorisignaali ei lukitu asetettuun arvoon. 12 85080