FI89846B - En deviationsbegraensare foer en fraon en radiotelefon utsaend signal - Google Patents

Description

1 89846

Radiopuhelimen lähettävän signaalin deviaation rajoitin -En deviationsbegränsare för en frän en radiotelefon utsänd signal 5

Keksinnön kohteena on radiopuhelimen lähettävän signaalin deviaation rajoitin, jolla voidaan rajoittaa deviaatiota aikaisempia ratkaisuja paremmin ja hallitummin.

10 Kuvassa 1 on esitetty tunnetun tekniikan mukaisen radiopuhelimen puhesignaalin lähetystien pientaajuisen osan yksinkertaistettu lohkokaavio. Lähetystie koostuu mikrofonista 1, mikrofonivahvistimesta 2, kaistanpäästösuodattimesta 3, kompressorista 4, esikorostussuodattimesta 5, pehmoleikkurista 15 6, kovaleikkurista 7, alipäästö-kaistanestosuodattimesta 8 ja summaimesta 9.

Mikrofoni 1 muuttaa akustisen äänisignaalin sähköiseksi signaaliksi. Mikrofonivahvistin 2 vahvistaa pienitasoisen ää-20 nisignaalin. Kaistanpäästösuodatin 3 rajoittaa lähetettävän signaalin kaistaa. Suodattimen 3 päästökaista on noin 0,3 kHz:stä 3 kHz:iin.

Kompressori 4 kompressoi lähetettävän signaalin dynamiikkaa 25 kompressiosuhteella 2:1. Tietyn tasoisella signaalilla kompressorin 4 vahvistus on 0 dB. Kyseistä tasoa nimitetään vaikutuksettomaksi tasoksi. Jos tulosignaalin taso on +x dB vaikutuksettomaan tasoon verrattuna, niin lähtösignaalin taso on +x/2 dB (jossa x on positiivinen luku) vaikutuksetko tomaan tasoon verrattuna. Jos tulosignaalin taso on -x dB vaikutuksettomaan tasoon verrattuna, niin lähtösignaalin taso on -x/2 dB. Kompressorin 4 vahvistus asettuu hitaasti. Vahvistuksen muutosnopeutta karakterisoivat isku- ja palau-tumisajat. Esikorostussuodatin 5 korostaa lähetettävän taa-35 juuskaistan yläpään taajuuskomponentteja alapään komponentteihin nähden. Esikorostus on +6 dB/oktaavi.

2 O 9 8 4 6

Pehmoleikkuri 6 ja kovaleikkuri 7 rajoittavat lähetettävän signaalin huipusta huippuun mitattavaa amplitudia, jotta signaalin deviaatio radiotiellä pysyy vaadittua radiopuhelin järjestelmäkohtaista raja-arvoa pienempänä. Kuvassa 1 5 esitetylle tunnetun tekniikan mukaiselle ratkaisulle on tyypillistä se, että pehmoleikkuri mittaa ainoastaan lähtösig-naaliaan.

Pehmoleikkurin 6 vahvistus on vakio G (esim 0 dB), kun tu-10 losignaalin huipusta huippuun mitattu arvo on pienempi kuin valittu VINpp,max. Kun tulosignaalin huipusta huippuun mitattu amplitudi kasvaa VINpp,max -arvosta, pehmoleikkurin 6 vahvistus pienenee siten, että lähtösignaalin huipusta huippuun mitattu arvo pysyy tulosignaalista riippumattomana va-15 kiona G * VINpp,max. Pehmoleikkurin 6 vahvistus asettuu hitaasti. Vahvistuksen muutosnopeutta karakterisoivat isku- ja palautumisaj at.

Hetkellisten deviaatioiden ylitysten estämiseksi pehmoleik-20 kuria 6 seuraa kovaleikkuri 7. Kun signaalin hetkellinen arvo VIN kovaleikkurin 7 tulossa on pienempi kuin VIPmax ja suurempi kuin VINmax (VIPmax = -VINmax), niin lähtösignaalin arvo on kovaleikkurin 7 vahvistus G kertaa VIN (G * VIN).

Kun signaalin hetkellinen arvo on suurempi kuin VIPmax, niin 25 lähtösignaalin arvo on kovaleikkurin 7 vahvistus G kertaa VIPmax (G * VIPmax). Kun signaalin hetkellinen arvo on pienempi kuin VINmax, niin lähtösignaalin arvo on kovaleikkurin 7 vahvistus G kertaa VINmax (G * VINmax).

.30 Alipäästö-kaistanestosuodatin 8 rajoittaa lähetettävän signaalin kaistaa (vaimentaa mahdollisesti syntyneitä harmonisia taajuuskomponentteja) ja vaimentaa puhetieltä valvonta-signaalin kaistalle tulevia häiriöitä. Summain 9 summaa puhesignaalin, datasignaalin DATA ja valvontasignaalin SVS.

35 Summasignaali MOD on modulaattoria moduloiva signaali.

Kuvassa 2 on esitetty tunnetun tekniikan mukainen pehmoleikkurin 6 toteutustapa. Esitetty toteutus soveltuu erittäin 3 ϋ 9 8 4 6 hyvin integroitavaksi CMOS-tekniikalla. Pehmoleikkuri 6 koostuu digitaalisesti ohjattavasta säädettävästä vahvistimesta 10, ikkunakomparaattorista 11 ja säätölogiikasta 12.

5 Tulosignaali CTRL on tasoltaan huipusta huippuun mitattava signaali. Tulosignaali IN on pehmoleikkurin 6 tulosignaali ja lähtösignaali OUT on pehmoleikkurin 6 lähtösignaali. Kuvan 1 lohkokaaviossa mitattava signaali on pehmoleikkurin 6 lähtösignaali. Tasajännitereferenssit REFPja REFN määräävät 10 maksimiarvon lähtösignaalin jatkuvan tilan huipusta huippuun mitattavalle arvolle.

Ikkunakomparaattori 11 vertaa, onko monitoroitava signaali CTRL referenssien välissä vai referenssien ulkopuolella.

15 Logiikka 12 lukee vertailutuloksen kellosignaalin CLK nousevalla tai laskevalla reunalla.

Logiikka 12 sisältää L bittisen säätösanan, jonka N ylintä bittiä ohjaavat säädettävää vahvistinta 10. Logiikan 12 ydin 20 rakentuu L-bittisestä laskurista. Vaihtoehtoisessa toteutuksessa laskurin korvaa yksinkertainen sarjamuodossa laskeva aritmeettinen yksikkö. Mitä suurempi on säätösanan N:stä eniten merkitsevästä bitistä muodostetun sanan arvo, sitä pienempi on säädettävän vahvistimen 10 vahvistus.

25

Luetun komparaattorin 11 vertailutuloksen mukaan L-bittisen säätösanan arvoon joko lisätään vakio A (Attack) tai arvosta vähennetään vakio D (Decay). Laskennan ylivuoto on estetty; säätösanan minimiarvo on 0 ja maksimiarvo Lmax (2M - 1). Va-:30 kio A on suuri vakioon D verrattuna.

____ Kun komparaattorin 11 vertailutulos on rajojen ulkopuolella, L-bittisen säätösanan arvoa lisätään vakiolla A. Vakiolla A määrätään pehmoleikkurin 6 iskuaika. Kun komparaattorin 11 • 35 vertailutulos on rajojen sisäpuolella, L-bittisen säätösanan arvosta vähennetään vakio D. Vakiolla D määrätään pehmoleikkurin 6 palautumisaika.

4 3 9 8 46

Pehmoleikkurin 6 tulosignaalin tason äkillisesti kasvaessa pehmoleikkuri 6 alkaa hitaasti rajoittaa lähtösignaalinsa eli kovaleikkurin 7 tulosignaalin tasoa. Kovaleikkuri 7 leikkaa signaalin huippuja ja muodostaa tällöin harmonisia 5 komponentteja. Harmonisia komponentteja on myös jatkuvassa tilassa, mikäli signaali on leikkautunut jo ennen pehmoleik-kuria 6.

Tyypillisesti kovaleikkurin 7 jälkeisen alipäästö-kaistan-10 estosuodattimen 8 kulkuaikasärö on merkittävä. Kulkuaikasä-rön kompensointi kulkuaikakorjaimella lisäisi lähetystien kompleksisuutta merkittävästi ja lisäisi kohinaa, joten kyseisen suodattimen 8 suunnittelussa ei kiinnitetä lainkaan huomiota vaihevasteeseen vaan pelkästään amplitudivastee-15 seen.

Alipäästö-kaistanestosuodattimen 8 kulkuaikasärön takia leikkautunut harmonisia komponentteja sisältävä ja pahimmassa tapauksessa lähes kanttiaaltoa muistuttava signaali vää-20 ristyy. Lähtösignaalin huipusta huippuun mitattu arvo ei ole yhtä kuin suodattimen 8 vahvistus kertaa tulosignaalin huipusta huippuun mitattu arvo, vaan C kertaa suodattimen 8 vahvistus kertaa tulosignaalin huipusta huippuun mitattu arvo, jossa C on taajuuden funktio ja tyypillisesti merkit-25 tävästi suurempi kuin 1 etenkin puhekaistan alapään taajuuk silla, esimerkiksi 1,4.

Hetkelliset deviaation ylitykset eivät yleensä aiheuta ongelmia, mutta pitkäaikaiset ylitykset saattavat aiheuttaa. t30 Helpoimmin havaittavia ongelmia ovat puheluiden katkeamiset.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen deviaation rajoitin, jonka avulla voidaan estää puhesignaalin pitkäaikaiset deviaation ylitykset ja jolla 35 voidaan rajoittaa deviaatiota aikaisempia ratkaisuja paremmin ja hallitummin. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että radiopuhelimen puhesignaalin lähetystien pehmoleikkuri on sovitettu mittaamaan sekä lähtösig- 5 8 9 8 4 6 naaliaan että kovaleikkurin jälkeisen alipäästö-kaistanesto-suodattimen lähtöä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viita-5 ten oheisiin kuviin, joista: kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaisen radiopuhelimen puhesignaalin lähetystien pientaajuisen osan yksinkertaistettua lohkokaaviota, kuva 2 esittää tunnetun tekniikan mukaisen pehmoleikkurin 10 toteutustapaa, kuva 3 esittää keksinnön mukaisen radiopuhelimen puhesignaalin lähetystien pientaajuisen osan yksinkertaistettua lohkokaaviota, kuva 4 esittää keksinnön mukaisen kahta signaalia mittaa-15 van pehmoleikkurin toteutustapaa.

Kuvat 1 ja 2 on selostettu edellä. Keksinnön mukaista ratkaisua kuvataan seuraavassa viitaten kuviin 3-4, jotka esittävät keksinnön mukaisen ratkaisun toteutusta.

20

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukaisen radiopuhelimen puhesignaalin lähetystien pientaajuisen osan yksinkertaistettu lohkokaavio. Ratkaisulle on tunnusomaista se, että pehmo-leikkuri 13 mittaa sekä lähtöään että kovaleikkurin 7 jäl-25 keisen alipäästö-kaistanestosuodattimen 8 lähtöä. Jatkuvassa tilassa pehmoleikkuri 13 rajoittaa signaalitason mainituissa solmupisteissä siten, että pehmoleikkurin 13 lähdössä huipusta huippuun mitattavan arvon maksimi on valittu Vmaxl ja • alipäästö-kaistanestosuodattimen 8 lähdössä huipusta huip- -‘30 puun mitattavan arvon maksimi on valittu Vmax2.

Kuvassa 4 on esitetty keksinnön mukaisen kahta signaalia mittaavan pehmoleikkurin 13 toteutustapa. Toteutuksessa on kaksi ikkunakomparaattoria 14 ja 15. Komparaattori 14 vertaa 35 mitattavan signaalin CTRL1 arvoa referensseihin REFP1 ja · REFN1, jolloin REFP1 = -REFN1 ja toinen komparaattori 15 vertaa mitattavan signaalin CTRL2 arvoa referensseihin REFP2 ja REFN2, jolloin REFP2 = -REFN2. Komparaattorien 14 ja 15 6 o 9 8 -4 6 vertailutulokset yhdistetään TAI-elimellä 16. Logiikka 12 ja säädettävä vahvistin 10 toimivat samalla tavoin kuin tunnetun tekniikan mukaisen yhtä signaalia mittaavan pehmoleikku-rin 6 toteutuksessa.

5

Kun signaali CTRL1 tai vastaavasti CTRL2 on referenssien REFP1 ja REFN1 tai vastaavasti REFP2 ja REFN2 määräämässä ikkunassa, niin komparaattorin 14 tai vastaavasti komparaattorin 15 lähdön arvo on looginen 0, muutoin looginen 1. Kun 10 molempien komparaattorien 14 ja 15 lähdöt ovat loogisia 0, niin TAI-elimen 16 lähdön arvo on looginen 0 eli signaalien arvot ovat referenssien sisällä, muutoin TAI-elimen 16 lähdön arvo on looginen 1 eli signaalien arvot ovat referenssien ulkopuolella.

15

Kahden ikkunakomparaattorin 14 ja 15 sijasta voidaan käyttää yhtä, jolloin tarvittavat kaksi vertailua on suoritettava limittäin, esimerkiksi toinen vertailu kellosignaalin CLK toisella puolijaksolla ja toinen vertailu toisella puolijak-20 solia.

Keksinnön ansiosta valitun maksimideviaation ylitykset rajoittuvat hetkellisiin ylityksiin. Maksimideviaatio on jatkuvan tilan maksimi silloin, kun signaali ei leikkaudu ennen 25 pehmoleikkuria. Puhesignaalin pitkäaikaiset deviaation yli tykset estyvät.

i,

Claims (4)

7 0 9 0 4 6

1. Radiopuhelimen lähettävän signaalin deviaation rajoitin, jolloin lähetystiehen kuuluu mikrofoni (1), mikrofoni-vahvistin (2), kaistanpäästösuodatin (3), kompressori (4), 5 esikorostussuodatin (5), pehmoleikkuri (6), kovaleikkuri (7), alipäästö-kaistanestosuodatin (8) ja summain (9), tunnettu siitä, että radiopuhelimen puhesignaalin lähetystien pehmoleikkuri (13) on sovitetttu mittaamaan sekä lähtösignaaliaan että kovaleikkurin (7) jälkeisen alipäästö-10 kaistanestosuodattimen (8) lähtöä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen deviaation rajoitin, tunnettu siitä, että pehmoleikkuri (13) on sovitettu rajoittamaan pehmoleikkurin (13) lähtösignaalin huipusta 15 huippuun mitattavan arvo valittuun maksimiinsa sekä alipäästö-kaistanestosuodattimen (8) lähtösignaalin huipusta huippuun mitattavan arvo valittuun maksimiinsa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen deviaation rajoi-20 tin, tunnettu siitä, että pehmoleikkuri (13) käsittää kaksi kumpikin omaa signaaliaan mittaavaa komparaattoria (14 ja 15), komparaattorit yhdistävän TAI-elimen (16), logiikan (12) ja säädettävän vahvistimen (10).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen deviaation rajoi tin, tunnettu siitä, että pehmoleikkuri (13) käsittää yhden komparaattorin, joka mittaa yhden signaalin kellosignaalin ensimmäisellä puolijaksolla ja toisen signaalin kellosignaalin toisella puolijaksolla, logiikan (12) ja sää-30 dettävän vahvistimen (10). 8 8 9 8 4 6