FI86123C - Radiosaendarmottagarsystem. - Google Patents

Description

1 86123

Radiolähetinvastaanotinjärjestelmä

Keksintö koskee radiolähetinvastaanotinjärjestel-mää, joka käsittää lähetinvastaanotinvälineet signaalin 5 lähettämiseksi ainakin yhdellä lähetystaajuudella ja signaalin vastaanottamiseksi ainakin yhdellä vastaanottotaa-juudella sekä kantataajuiset signaalinkäsittelyvälineet mainitun lähetettävän signaalin ennen lähetystaajuudelle sekoittamista ja mainitun vastaanotetun signaalin vastaan-10 ottotaajuudelta alassekoittamisen jälkeen tapahtuvaa kantataajuista käsittelyä varten.

Keksinnön päämääränä on vähentää digitaalisten lä-hetinvastaanottimien laitetelineissä tarvittavaa kaapelointia.

15 Tämä aikaansaadaan johdannossa esitetyn tyyppisellä radiolähetinvastaanotinjärjestelmällä, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että lähetinvastaanotinvälinei-den ja kantataajuisten signaalinkäsittelyvälineiden välillä on kaksisuuntainen sarjamuotoinen digitaalinen siirto-20 yhteys, jolle on aikajakomultipleksoitu sekä lähetinvas-taanottimelta tuleva vastaanotettu signaali että lähetin-vastaanottimelle menevä lähetettävä signaali.

Keksinnön perusajatuksena on hakijan havainto, että lähetinvastaanotinjärjestelmissä, joissa lähetinvastaanot-Y:.: 25 timella on eriaikaiset lähetys- ja vastaanottohetket, lä- hetinvastaanotinjärjestelmän radio-osien ja kantataajuus-osien väliseen signalointiin voidaan käyttää sekä vastaanotto- että lähetyssuunnassa samaa sarjamuotoista yhteyttä. Yhteyden kaksisuuntaisuus saadaan aikaan sillä, 30 että samaa yhteyttä käytetään eri aikoina lähetyssuuntai-selle signaalille ja vastaanottosuuntaiselle signaalille. Tällainen kaksisuuntainen sarjamuotoinen siirtoyhteys vähentää kaapelointia lähetinvastaanotinjärjestelmän laite-telineissä.

35 Keksinnön avulla voidaan lisäksi huomattavasti yk- 2 86123 sinkertaistaa kantataajuuskytkintä järjestelmissä, joissa taajuushyppely toteutetaan kytkemällä signaalit kantataajuisina kiinteätaajuisille lähetinvastaanottimille.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin suo-5 ritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirrokseen, jossa kuvio 1 esittää erään keksinnön mukaisen lähetin-vastaanotinj ärj estelmän lohkokaavion, kuvio 2 esittää kuvion 1 kantataajuusyksiköiden 7a-7c periaatteellisen lohkokaavion, ja 10 kuvio 3 havainnollistaa kuvion 1 aikajakoisen sar jamuotoisen väylän 8a jakamista lähetys- ja vastaanotto-suunnille.

Keksintöä voidaan soveltaa missä tahansa radiolä-hetinvastaanotinjärjestelmässä, mutta se on erityisen so-15 velias käytettäväksi solukkotyyppisissä digitaalisissa matkapuhelinjärjestelmissä, kuten GSM-matkapuhelinjärjestelmissä, tukiasemien ja liikkuvien radioasemien (matkapuhelimet) välisten radioyhteyksien taajuushyppelyn toteuttamiseen.

20 Kuviossa 1 on esitetty erään keksinnön mukaisen lä- hetinvastaanotinjärjestelmän lohkokaavio. Järjestelmä käsittää vähintään kaksi, edullisesti neljä, lähetinvastaan-otinyksikköä 6a, 6b ja 6c. GSM-järjestelmässä kukin lähe-tinvastaanotin on full-duplex -tyyppinen ja sen vastaanot-25 to- ja lähetystaajuuksien välinen duplex-väli on 45 MHz. Järjestelmän käyttämä taajuusalue on edullisesti välillä 800-1000 MHz. Lähetinvastaanottimilla 6a-6c on keskenään erilaiset kiinteät lähetys- ja vastaanottotaajuudet. Lähe-tinvastaanottimien 6a-6c ulostulot 10a-10c on kytketty 30 radiotaajuiselle summainelimelle 1, joka yhdistää lähetin-vastaanottimien 6a-6c lähettimet yhteiseen lähetysanten-. . niin 2 ja vastaanottimet yhteiseen vastaanotinantenniin 3.

Vastaanotinantenneja voi vaihtoehtoisesti olla kaksi, jos ·' käytetään diversiteettivastaanottoa. Radiotaajuinen sum- : 35 mainelin 1 sisältää kunkin yksikön 6a lähetintä varten sen 3 86123 manuaalisesti tai automaattisesti lähetystaajuudelle viritetyn kaistanpäästötyyppisen lähetyssuodattimen. Kanavakohtaiset vastaanottotaajuiset suodattimet puolestaan sijaitsevat lähetinvastaanotinyksiköissä 6a-6c. Vastaanot-5 tosuunnassa signaalit eivät siten käytännössä kulje sum-mainelimen 1 kautta. Vastaavasti summainelin 1 sisältää kunkin yksikön 6a-6c vastaanotinta varten vastaanottosuo-dattimen, joka rajaa antennista tulevan signaalin vastaan-ottokaistalle sekä vahvistaa signaalia ja jakaa sen kai-10 kille vastaanottimille.

Kuvion 1 mukainen järjestelmä käsittää lisäksi useita kantataajuisia signaalinkäsittely-yksiköitä 7a, 7b ja 7c, jotka muodostavat kantataajuiset modulointisignaa-lit lähetinvastaanotinyksiöitä 6a-6c varten ja jotka kä-15 sittelevät lähetinvastaanottimien vastaanottamat ja kanta-taajuudelle siirtämät signaalit. Lähetinvastaanotinyksi-köiden 6a-6c ja kantataajuisten signaalinkäsittely-yksi-köiden 7a-7c välissä on cross point -tyyppinen kytkentä-matriisi 5, joka kytkee kantataajuisten signaalinkäsitte-20 ly-yksiköiden 7 muodostamat lähetettävät kantataajuiset signaalit tietyn taajuushyppelysekvenssin mukaisesti vuorotellen eri lähetinvastaanottimille 6a-6c, niin että tietyn kantataajuisen signaalinkäsittely-yksikön 7 signaalin lähetystaajuus hyppii lähetystaajuudelta toiselle. Vastaa-25 vasti kytkentämatriisi 5 kytkee lähetinvastaanottimien vastaanottamat ja kantataajuudelle siirtämät vastaanotetut signaalit tietyn taajuushyppelysekvenssin mukaisesti kantataajuisille signaalinkäsittely-yksiköille 7a-7c.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa lähetet-30 tävä signaali on sarjamuotoinen aikajakokanavoitu digitaalinen signaali, jossa on useita, edullisesti kahdeksan, . . kanava-aikavälejä. Kuviossa 2 on havainnollistettu kuvion 1 signaalinkäsittely-yksiköiden 7a-7c periaatteellista rakennetta tällaisen digitaalisen signaalin tapauksessa. 35 Yksiköissä 7a-7c tapahtuu kaikki signaalien kantataajuinen 4 86123 käsittely. Yleisesti sanottuna kantataajuisissa signaalinkäsittely-yksiköissä 7a-7c lähetettävä data koodataan ja sijoitetaan kehysrakenteeseen. Vastaanotossa data demoduloidaan, puretaan kehysrakenne ja suoritetaan dekoodaus.

5 Tarkemmin sanottuna muualta radiojärjestelmästä, esim. GSM-järjestelmän tukiasemaohjaimelta, tuleva lähetettävä data käsitellään kanavakooderiyksiköllä 71. Kanavakoodaus-yksikkö 71 voi suorittaa esimerkiksi seuraavat toiminnot: siirtonopeuden sovitus, kanavakoodaus, lomittelu, salaus, 10 TDMA-kehyksen muodostaminen ja lähettimen tehonsäädön ase tus. Yksikkö 71 lähettää joka aikavälissä sarjaliitäntäyk-sikölle 74 purskeen, joka sisältää kyseisessä aikavälissä lähetettävän datan. Liitäntä 74 muuttaa yksiköltä 71 vastaanottamansa rinnakkaismuotoisen datan sarjamuotoiseksi 15 ja lähettää sen sarjamuotoisena kytkentämatriisin 5 kautta sille lähetinvastaanottimelle 6a-6b, johon se on kytkentämatriisin 5 kautta taajuushyppelyalgoritmin mukaisesti tässä aikavälissä kytketty. Vastaavasti liitäntä 74 vastaanottaa jokaisessa vastaanottoaikavälissä väylältä 8 20 sarjamuotoisen signaalin, joka sisältää taajuushyppelyalgoritmin mukaisesti kytkentämatriisilla 5 valitun lähetin-vastaanottimen 6a-6c vastaanottamasta signaalista otetut kantataajuiset näytteet. Liitäntä 74 syöttää nämä näytteet rinnakkaismuodossa demodulaattorille 73, joka käsittelee .*. 25 näytteet. Demodulaattori 73 sisältää esimerkiksi seuraavat toiminnot: näytteiden puskurointi, salauksen purku, GMSK-demodulointi. Demodulaattori 73 syöttää demoduloidun datan kanavadekooderille, joka suorittaa esimerkiksi seuraavat toiminnot: eri antenneista tulevien signaalien yhdistämi-... 30 nen antennidiversiteettiä (kahta vastaanottoantennia) käy tettäessä, kehysrakenteen purku, lomittelun purku, konvo-luutiodekoodaus, lohkodekoodaus, CRC:n tarkistus ja vir-: heen korjaus, siirtonopeuden sovitus. Kanavadekooderiyk- sikkö 72 lähettää dekoodatun datan edelleen muille yksi-35 köille ja esimerkiksi GSM-järjestelmän tukiasemaohjaimel- 5 86123 le, kun lähetinvastaanotinjärjestelmä sijaitsee tukiasemalla.

Demodulaattoria 73 vastaava modulaattori sijaitsee keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kussakin lähe-5 tinvastaanottimessa 6a-6c, jossa lähetettävä data moduloidaan ja nostetaan oikealle radiotaajuudelle. Vastaavasti vastaanotossa vastaanotettu data lasketaan lähetinvastaan-ottimessa kantataajuudelle ja esikäsitellään demodulointia varten. Demodulointi tapahtuu vasta yksiköissä 7a-7c. Li-10 säksi jokaisessa lähetinvastaanottimessa 6a-6b on sarja-liitäntäyksikköä 74 vastaava yksikkö, joka vastaanottaa sarjamuotoisen signaalin kytkentämatriisin 5 kautta siihen kulloinkin kytketyltä kantataajuusyksiköltä 7a-7c ja vastaavasti lähettää sarjamuotoisen signaalin samalle kan-15 tataajuusyksikölle.

Kuten edellä todettiin, kullakin kantataajuisella signaalinkäsittely-yksiköllä 7a-7c on vastaava sarjamuotoinen kaksisuuntainen väylä 8a-8c, jolla se on kytketty kytkentämatriisin vastaavaan porttiin. Vastaavasti kukin 20 lähetinvastaanotin 6a-6c on kytketty omalla kaksisuuntaisella sarjamuotoisella väylällään 9a-9c omaan kytkentämat-riisissa 5 olevaan porttiinsa. Tällöin kunkin signaalinkäsittely-yksikön 7 ja siihen taajuushyppelyalgoritmin mukaisesti kytkentämatriisin 5 kautta kulloinkin kytketyn . 25 lähetinvastaanottimen välille muodostuu kaksisuuntainen aikajakoinen digitaalinen yhteys. Kantataajuiset signaalinkäsittely-yksiköt 7a-7c kytketään uudelle lähetin-vastaanottimelle edullisesti aina jokaisen kanava-aikavälin lähetyksen tai vastaanoton jälkeen kanava-aikavälien 30 välisten suoja-aikojen aikana. Kaksisuuntaisuus merkitsee sitä, että samaa linjaa käytetään eri aikoina sekä lähe-tyssuuntaisille aikaväleille että vastaanottosuuntaisille : aikaväleille. GSM-spesifikaation mukainen aikaväli voi olla tämän sarjamuotoisen väylän hallinnassa jaettu useaan . 35 lyhyempään aikaikkunaan, jotka allokoidaan eri tarkoituk- 6 86123 siin lähetys (Tx), vastaanotto (Rx) ja testaus (test), kuten kuviossa 3 on havainnollistettu. Tämän sarjamuotoisen yhteyden esitetty aikajako on mahdollista GSM-järjes-telmän eriaikaisten lähetys- ja vastaanottohetkien vuok-5 si.

Taajuushyppelyn osalta on lisäksi huomattava, että GSM-järjestelmässä on yksi kanava-aikaväli, joka lähetetään aina kiinteällä taajuudella (ts. se ei ole mukana taajuushyppelyssä). Tässä aikavälissä lähetetään verkon 10 järjestelmätietoja matkapuhelimille.

Oheiset kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen järjestelmä voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

7 86123 Patent t ivaatimukset

1. Radiolähetinvastaanotinjärjestelmä, joka käsittää lähetinvastaanotinvälineet (6a-6c) signaalin lähettä- 5 miseksi ainakin yhdellä lähetystaajuudella ja signaalin vastaanottamiseksi ainakin yhdellä vastaanottotaajuudella sekä kantataajuiset signaalinkäsittelyvälineet (7a-7c) mainitun lähetettävän signaalin ennen lähetystaajuudelle sekoittamista ja mainitun vastaanotetun signaalin vastaan-10 ottotaajuudelta alassekoittamisen jälkeen tapahtuvaa kan tataajuista käsittelyä varten, tunnettu siitä, että lähetinvastaanotinvälineiden (6a-6c) ja kantataajuisten signaalinkäsittelyvälineiden (7a-7c) välillä on kaksisuuntainen sarjamuotoinen digitaalinen siirtoyhteys, 15 jolle on aikajakomultipleksoitu sekä lähetinvastaanotti-melta tuleva vastaanotettu signaali että lähetinvastaanot-timelle menevä lähetettävä signaali.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jossa on lähetinvastaanotinvälineet (6a-6c) ainakin yhden 20 digitaalisen signaalin lähettämiseksi ainakin kahdella tietyn taajuushyppelysekvenssin mukaisesti vuorottelevalla lähetystaajuudella ja ainakin yhden digitaalisen signaalin vastaanottamiseksi ainakin kahdella saman taajuushyppelysekvenssin mukaisesti vuorottelevalla vastaanottotaajuu-25 della, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää kiinteätaajuisen radiolähetinvastaanottimen (6a-6c) kutakin lähetys- ja vastaanottotaajuusparia varten, kantataajuisen signaalinkäsittely-välineen (7a-7c) kutakin lähetettävän signaalin ja vastaanotetun signaalin 30 muodostamaa kantataajuista signaaliparia varten, kussakin lähetinvastaanottimessa ja signaalinkäsit-telyvälineessä sarjaliitäntävälineen (74) vastaanotetun kantataajuisen signaalin ja lähetettävän kantataajuisen signaalin siirtämiseksi mainitun kaksisuuntaisen sar-. . 35 jamuotoisen yhteyden kautta, ja β 86123 kytkentävälineet (5) mainittujen kantataajuisten signaalinkäsittely-yksiköiden (7a-7c) kytkemiseksi mainitun taajuushyppelysekvenssin mukaisesti vuorotellen mainituille kiinteätaajuisille lähetinvastaanottimille (6a-5 6c) mainittujen sarjamuotoisten yhteyksien muodostamisek si .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kytkentäväline (5) on kyt-kentämatriisi.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu sarjamuotoinen digitaalinen signaali on aikajakokanavoitu signaali, jossa on kahdeksan kanava-aikaväliä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, 15 tunnettu siitä, että kantataajuiset signaalinkä- sittelyvälineet (7a-7c) kytketään jokaisen kanava-aikavälin lähetyksen tai vastaanoton jälkeen eri radiolähetin-vastaanottimelle mainitun taajuushyppelysekvenssin mukaisesti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kantataajuiset signaalikäsit-telyvälineet kytketään uudelle lähetinvastaanottimelle edullisesti aina jokaisen kanava-aikavälin lähetyksen tai vastaanoton jälkeen kanava-aikavälien välisten suoja-aika-25 välien aikana.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lähetinvastaanotinjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainitulla sarjamuotoisella aikajakoisella yhteydellä siirretään myös ohjaussignaaleja ainakin kanta-30 taajuusyksiköltä (7a-7c) lähetinvastaanottimelle (6a-6c) päin. 9 86123