FI85082C - Anordning foer bildning av en radiotestslinga i en saendarmottagare. - Google Patents

Description

1 85082

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 testisignaalin siirtämiseksi lähetystaajuudelta vastaanot-totaajuudelle, sekä kytkinvälineet, joilla testisignaali on 20 kytkettävissä sekoitinvälineiden ulostulosta laitteen ulos tuloon ja sitä kautta vastaanotinosalle vähintään kahden vaihtoehtoisen signaalireitin kautta, joilla on keskenään erilainen kiinteä vaimennus tai vahvistus.

Lähettimen tuottaman testisignaalin silmukoimiseksi 25 asianmukaisella tavalla vastaanottimelle, testisignaalia tulisi siirtää duplexvälin verran lähetystaajuudelta vas-taanottotaajuudelle. Keksinnössä testisignaalille suoritetaan ensin demodulointi lähetystaajuudelta kantataajuudelle ja sitten modulointi kantataaj uudelta vastaanottotaajuudel-30 le.

Vastaanotinta on edullista testata vähintään kahdella erilaisella testisignaalitasolla, jotka ovat riittävän kaukana toisistaan, jotta voidaan testata vastaanottimen dynamiikka-alueesta sekä ylä- että alapää. Tällöin 35 signaalitasojen eron tulisi olla suuruusluokaltaan vähin- 2 85082 tään 30 dB. Testisignaalin tehotason säätö olisi periaatteessa mahdollista toteuttaa säätämällä kantataajuisen signaalin tasoa ennen vastaanottotaajuudelle sekoittamista. Tällöin olisi kuitenkin mahdotonta totetuttaa sekoittimien 5 tulo- ja lähtösovitukset siten, että paikallisoskillaat-torisignaalien ja sekoitustuloksen välinen erotus sekoittimien lähdössä olisi riittävä (suurempi kuin 25 dB). Toinen vaihtoehto olisi käyttää sekoittimien jälkeen olevaa takaisinkytkettyä lähetystaajuisen testisignaalin tasonsää-10 töä. Tällöin laitteen ulostuloon tulisi sijoittaa suun-takytkin takaisinkytkentäsignaalin muodostamiseksi. Laitteessa käytetyillä tehotasoilla suuntakytkimeltä saatavan takaisinkytkentäsignaalin taso olisi pieni, joten sitä tulisi vahvistaa ennen takaisinkytkentätehotason ilmaisua. 15 Tällöin vahvistimen ja säätölogiikan toteuttaminen veisi huomattavasti tilaa piirilevyllä. Lisäksi radiotaajuuksille tarkoitettujen säädettävien vaimentimien hinta on huomattavan korkea.

Keksinnössä lähetystaajuinen testisignaali on kyt-20 kettävissä laitteen ulostuloon vähintään kahden vaihtoehtoisen reitin kautta, joilla on keskenään erilainen kiinteä vaimennus tai vahvistus. Näin tarvittavat testisignaalita-sot voidaan muodostaa erittäin suurella tarkkuudella ja yksinkertaisella ja edullisella piiriratkaisulla.

25 Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisem min esimerkinomaisten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa lähetinvastaan-otinta, joka sisältää keksinnön mukaisen laitteen, ja 30 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen pe riaatteellisen kytkentä- ja lohkokaavion.

Keksinnön mukaisen radiotestiyksikön tarkoituksena on mahdollistaa full duplex -tyyppisen lähetinvastaanotti-men lähetinosan synnyttämän radiotaajuisen testisignaalin 35 ohjaaminen oikealla tavalla takaisin saman lähetinvastaan- 3 85082 ottimen vastaanotinosalle vastaanottoa ja analysointia varten. Tällä tavoin muodostuu testisilmukka joka sisältää ainakin lähetinvastaanottimen radio-osat, mahdollisesti myös kanavointilaitteet jne. Testin onnistumista ja tes-5 tisilmukan kautta kulkeneen vastaanotetun testisignaalin sopivia ominaisuuksia mittaamalla voidaan automaattisesti tarkkailla lähetinvastaanottimen kuntoa ja toimintaa. Seu-raavassa keksintöä kuvataan solukkoradiopuhelinjärjestelmän tukiasemalla käytettävän lähetinvastaanottimen yhteydessä, 10 mutta keksintöä ei ole mitenkään rajoitettu tähän sovellutukseen.

Kuviossa 1 lähetinvastaanotin käsittää vähintään kaksi, edullisesti neljä, lähetinvastaanotinparia IA,10A sekä vastaavasti ΙΒ,ΙΟΒ, jolloin kukin pari muodostaa yhden 15 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-le 9, joka jakaa vastaanotetun signaalin vastaanotinyk-20 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 full duplex- parin muodostavien yksiköiden, esim. IA ja . . . 25 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-kaatiossa on tukiasemalle määritelty kahdeksan kantoaal-30 totaajuutta, 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 haaroittaa osan lähetetystä signaalista radiotestiyksikön 35 11 sisääntuloon 12. Radiotestiyksikön 11 ulostulo 13 on 4 85082 kytketty antennilinjaan 7 suuntakytkimellä 8, joka syöttää radiotestiyksikön ulostulosignaalin antenniIinjaan 7 vas-taanotinyksiköiden suuntaan. Vaihtoehtoisesti radiotestiyk-sikkö voidaan esimerkiksi liittää suoraan yksittäisiin 5 lähetin- ja vastaanotinyksiköihin.

Kuviossa 2 on havainnollistettu lohkokaaviomuodossa radiotestiyksikön 11 ensisijaista suoritusmuotoa. Sisääntulosta 12 radiotaajuinen testisignaali, esim. 800-1000 MHz, syötetään kiinteän vaimentimen 21 kautta haaroitinelimelle 10 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-naaleilla kantataajuudelle, niin että muodostuu kaksi kvad-15 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 28 sekoittimelle 28A. Vastaavasti sekoittimen 26 B ulos-20 tulosignaali johdetaan alipäästösuodattimen 24B, vahvistimen 25B, viivelinjan 26B ja alipäästösuodattimen 27B kautta kvadratuurimodulaattorin 28 sekoittimelle 28B. Kvad-ratuurimodulaattorissa 28 signaalit I ja Q moduloidaan kvadratuurivaiheisilla paikallisoskillaattorisignaaleilla . .·_ 25 vastaanottotaajuudelle. Sekoittimien 28A ja 28B ulostulosignaalit yhdistetään summainelimellä 29 muodostaen lopullinen testisignaali, joka syötetään vahvistimen 30 kautta kytkentäyksikölle 31, joka ohjausyksikön 38 ohjaamana kytkee testisignaalin lävitseen ainoastaan ennalta 30 määrättyjen testiaikavälien aikana. Kytkentäyksiköltä 31 testisignaali johdetaan haaroitinelimelle 32, joka jakaa signaalin signaalitason valvontahaaraan sekä kaistanpäästö-suodattimen 33 kautta radiotestiyksikön ulostuloon 13.

Viivelinjojen 26A ja 26B tarkoituksena on viivästää 35 testisignaalia ennen vastaanottimelle syöttämistä aika, 5 85082 joka kyseisessä lähetinvastaanottimessa tulee olla yhden kanavan lähetyksen ja vastaanoton välillä. GSM-spesifikaa-tioissa tämä aika on kolme kanava-aikaväliä. Viivelinjat 26A ja 26B ovat keskenään identtiset ja ne on keksinnön en-5 sisijäisessä suoritusmuodossa toteutettu analogiseen näyt- teitykseen ja varauksen siirtoon perustuvalla piirillä, jossa varauksia siirretään oskillaattorin 39 synnyttämän kellosignaalin tahdissa. Sopiva piiri on esimerkiksi RD5108A, jota valmistaa Reticon Inc ja jossa varauksental-10 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 39 taajuudella, joka esimerkkitapauksessa on 1,216 MHz, 15 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 näytteenottotaajuus. Tämä näytteenottotaajuus suodatetaan pois viive- 20 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-muuntimen, digitaalisen siirtorekisterin ja digitaali-ana-25 logiamuuntimen.

Kytkinyksiköllä 31 on keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kaksi päätarkoitusta: 1) erottaa modulaattorin 28 ulostulossa oleva testisignaali riittävän tehokkaasti vastaanottimelta testiaikavälin ulkopuolella, ja 2) 30 asettaa testisignaalin lähtötaso halutuksi. Tätä varten kytkinyksikön sisääntulon muodostaa haaroitinelin 311, joka jakaa vahvistimen 30 ulostulosignaalin kahteen haaraan. Ensimmäinen haara käsittää sarjaankytkettyinä kolme kyt-kinelintä 312, 313 ja 314 sekä vakiovahvistuksisen vahvis-35 timen 315, niin että haaran vahvistus on 15 dB. Toinen 6 85082 haara käsittää sarjaankytkettyinä kaksi kytkinelintä 316 ja 317 sekä kiinteän vaimentimen 318, niin että haaran vaimennus on 15 dB. Haarojen läpikulkeneiden signaalien signaalien tehotasojen ero on siten keksinnön ensisijaisessa 5 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 ohjausyksikkö 38 ohjaa joko ohjaussignaalilla RF HIGH kytkin-10 elimet 312-314 kiinni tai vaihtoehtoisesti ohjaussignaalilla RF LOW kytkinelimet kiinni 316-317 siten, että vas-taanottotaajuinen testisignaali syötetään vastaanottimelle. Testiaikavälin ulkopuolella molempien haarojen kytkinelimet ovat auki, jolloin ne erottavat testisignaalin vastaanot-15 timen sisääntulosta. Haaran ja testisignaalin tehotason valinta riippuu siitä halutaanko testata vastaanottimen dynamiikka-alueen ylä- vai alapäätä. Avointen kytkinten vaimennuksen radiotaajuuksilla tulee olla sellainen, että avoimen haaran kautta vuotavan signaalin taso on vähintään 20 25 dB pienempi kuin signaalitaso valitun haaran ulostulos sa. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kytkinelimet on toteutettu PIN-diodeilla. Testisignaalin vaihtoehtoiset tehotasot voidaan muodostaa myös muunlaisilla kytkinten, vahvistimien ja vaimentimien yhdistelmillä, kunhan vain 25 saadaan vähintään kaksi vaihtoehtoista signaalireittiä, joilla on keskenään erilainen kiinteä vaimennus tai vahvistus.

Radiotestiyksikön 11 ulostuloon vuotavan testisignaalin tasoa valvotaan johtamalla haaroitinelimellä 31 osa 30 kytkinyksikön 31 ulostulosignaalista tehotasonvalvon- tahaaraan, jossa signaalin tehotaso mitataan. Mikäli ulostulosignaalin tehotaso testiaikavälien ulkopuolella ylittää ennalta määrätyn kynnystason, ohjausyksikkö 38 olettaa kytkimien rikkoutuneen tai toimivan virheellisesti ja estää 35 testisignaalin muodostamisen katkaisemalla käyttöj ännitteen 7 85082 esimerkiksi oskillaattorilta 45. Tehotasonvalvontahaara tarkkailee myös lähtevän testisignaalin tasoa testiaikavä-lin aikana. Mikäli testisignaalin tehotaso testin aikanaie ylitä ennalta määrättyä kynnysarvoa, ohjausyksikkö 38 tul-5 kitsee kytkinyksikön 31 toimineen virheellisesti ja päivittää virhelaskuria ja/tai hylkää kyseisen aikavälin aikana suoritetun silmukkatestin. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa valvontahaara käsittää seuraavassa järjestyksessä sarjaankytkettyinä: kaistanpäästösuodattimen 34; sullo jetussa tilassaan 10 dB:n vaimentimena toimivan kytkineli-men 35 myöhempien komponenttien suojaamiseksi; diodin Dl muodostaman tasasuuntaajan; sekä ohjausyksikössä 38 sijaitsevan tasonmittauspiirin, kuten komparaattorin. Ohjausyksikkö 38 ohjaa signaalilla SDETC kytkinelimen 35 auki tes-15 tiaikavälin ajaksi ja kiinni testiaikavälin ulkopuolella.

Demodulaattorin 23 paikallisoskillaattorisignaalit synnytetään taajuussyntetisaattorin 44 ulostulosignaalista syöttämällä se 0-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 23A ja 90-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 23A. Vastaavasti 20 modulaattorin 28 paikallisoskillaattorisignaalit muodostetaan syöttämällä taajuussyntetisaattorin 45 ulostulosignaali 0-asteen vaihesiirrossa modulaattorin 28 sekoittimelle 28A ja 90-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 28B.

Testitoiminnan aikana radiotestiyksikkö vastaanot-. 25 taa testisignaalin lähetinyksiköltä 1 ja lähettää sen edel leen vastaanotinosalle 2 joko jokaisen testiaikavälin aikana samalla kiinteällä taajuuskanavalla tai lähetinvas-taanottimen ollessa taajuushyppelytoimintatilassa vaihtaen fyysistä taajuuskanavaa jokaisella testiaikavälillä. Taa-30 juussyntetisaattoreiden toimintaa ohjataan ja valvotaan ohjausyksikkönä 38. Testitoiminnan aikana ohjausyksikkö 38 saa muualta lähetinvastaanottimesta, esim. taajuushyppely-yksiköltä, absoluutisen kanavanumeron kutakin tes-tiaikaväliä varten ennen testiaikavälin alkamista. Tämän 35 jälkeen ohjausyksikkö 38 generoi tästä absoluuttisesta 8 85082 kanavanumerosta syntetisaattoreille 44 ja 45 käskydatan, jonka perusteella syntetisaattorien ulostulosignaalit lukittuvat kyseistä kanavaa vastaavalle taajuudelle. Käskyda-ta syötetään keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa, 5 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 ms ennen testiaikavälin alkamista ohjausyksikkö 38 tarkas-10 taa syntetisaattoreiden hälytyssignaalien RXALM ja TXALM tilat, jotka ilmaisevat ovatko syntetisaattorit 44 ja 45 lukittuneet. Mikäli molemmat syntetisaattorit ovat lukittuneet ennen testiaikavälin alkamista, ohjausyksikkö 38 ohjaa kytkinyksikön 31 kytkemään testisignaalin ulostuloon 15 13 testiaikavälin ajaksi. Mikäli toinen tai kumpikaan syn tetisaattoreista 44 ja 45 ei ole lukkiutunut ennen testiaikavälin alkamista, ohjausyksikkö 38 ei sulje kytkinyksikön 31 kytkimiä ja päästä testisignaalia ulostuloon 13, jotta estetään vastaanottimen häirintä.

20 Ohjausyksikkö 38 sisältää useita virhelaskureita radiotestiyksikön toiminnan tarkkailemiseksi. Päivitettäviä virhelaskureita ovat taajuushyppelykäskylaskuri, syn- tetisaattorilaskurit, kytkinyksikkölaskuri sekä tes- titoiminnan aikana testiyksikössä ilmenneen vian vuoksi 25 menetettyjen testiaikavälien laskuri.

Taajuushyppelykäskylaskurin avulla valvotaan vas taanotettujen kanavanumerokäskyjen oikeellisuutta. Ohjausyksikkö 38 vastaanottaa kanavanumerot lähetinvastaa-nottimen taajuushyppely-yksiköltä kahdennetussa muodossa ja 30 tarkistaa että molemmat kanavanumerot ovat samanlaiset ja niiden pariteetti on oikea. Mikäli näin ei ole, ohjausyk sikkö päivittää taajuushyppelylaskuria eikä generoi syntetisaattoreille 44 ja 45 käskydataa. Näin kyseinen tes-tiaikaväli hylätään radiotestiyksikössä ja menetetettyjen 35 aikavälien laskuria kasvatetaan.

9 85082

Kumpaakin syntettisaattoria varten on oma syn-tetisaattorilaskuri, jota kasvatetaan, jos syntetisaattori ei lukitu ennen testiaikaväliä ja testiaikaväli hylätään. Mikäli syntetisaattorilaskurien lukema ylittää ennalta 5 määrätyn raja-arvon, radiotestiyksikkö lopettaa toimintansa kokonaan.

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

10 Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen laite voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

10 85082

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, sekä kyt-kinvälineet (312-314, 316-317), joilla testisignaali on 10 kytkettävissä sekoitinvälineiden (23, 28) ulostulosta laitteen ulostuloon (13) ja sitä kautta vastaanotinosalle vähintään kahden vaihtoehtoisen signaalireitin kautta, joilla on keskenään erilainen kiinteä vaimennus tai vahvistus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että sekoitinvälineiden (23,28) ulostuloon on kytketty haaroitinväline (311) testisignaalin jakamiseksi ensimmäiseen ja toiseen haaraan, jolloin ensimmäinen haara käsittää kolmen suurtaajuuskytkimen (312-20 314) ja vahvistimen (315) sarjaankytkennän ja toinen haara käsittää kahden suurtaajuuskytkimen (316-317) ja vaimenti-men (318) sarjaankytkennän, ja että haarat on kytketty summainelimelle (32).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n -25 n e t t u siitä, että suurtaajuuskytkimet ovat PIN-diodi- kytkimiä.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että haarojen tehotasojen ero on 30 dB.

5. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että valittuun haaraan toisesta haarasta vuotavan signaalin taso on vähintään n. 25 dB pienempi kuin valitun haaran testisignaalitaso.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 35 laite, tunnettu siitä, että laite (11) on kytketty 11 85082 lähetinvastaanottimen lähetysantennilinjan (5) ja vastaan-ottoantennilinjan (7) väliin. i2 85082