FI97178B - Vastaanotinryhmän jakovahvistinsovitelma - Google Patents

Description

97178

Vastaanotinryhmän jakovahvistinsovitelma Tämän keksinnön kohteena on vastaanotinryhmän jako-5 vahvistinsovitelma, johon kuuluu antenniväline, sovitusvä-line antennivälineen kytkemiseksi vahvistinvälineeseen sekä välineet vahvistinvälineen lähdöstä saatujen signaalien syöttämiseksi edelleen vastaanotinryhmään kuuluvalle vastaanotinyksikölle.

10 Keksintö liittyy erityisesti solukkoradiojärjestel- män tukiasemaan, joka käsittää yhden yhteisen antennin, jonka avulla tukiasemassa oleva vastaanotin tai vastaanottimet vastaanottavat tukiaseman radiopeittoalueella sijaitsevien aktiivisten radiolähettimien lähettämiä signaa-15 leja. Antennilla vastaanotetut signaalit syötetään tu kiaseman jakovahvistimen kautta eri vastaanottimille.

Tulosovituksella tarkoitetaan tässä yhteydessä antennin ja esivahvistimen impedanssien sovittamista keskenään yhteensopiviksi siten, että olosuhteet ovat optimaa-20 liset signaaleja syötettäessä jompaan kumpaan suuntaan, jolloin tehohäviöt ovat mahdollisimman pieniä. Tukiaseman jakovahvistimen tulosovitukselle on asetettu kaksi keskenään ristiriitaista vaatimusta. Tukiaseman toiminnan testaamisen yhteydessä suoritettavia antennimittauksia varten 25 on tulosovituksen oltava niin sanottu "gain-sovitus", eli kompleksikonjugaatti sovitus esivahvistimen suhteen. Normaalin liikennetoiminnan aikana tulisi ensimmäisen asteen tulosovituksen sitä vastoin olla niin sanottu kohinasovi-tus vastaanottimen kohinaluvun (herkkyyden) optimoimisek-30 si. Kohinasovitusta ja kompleksikonjugaattisovitusta on lähemmin kuvattu esimerkiksi kirjassa "Microwave transistor amplifiers", Gozales Guillermo, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, USA, 1984, ISBN: 0-13-581646-7.

Eräässä tunnetussa ratkaisussa on edellä mainittuja 35 vaatimuksia pyritty noudattamaan tekemällä kompromissi 97178 2 kyseisten vaatimusten välillä. Tämä ratkaisu kuitenkin johtaa siihen, että antennimittauksesta tulee epävarma, joissakin tilanteissa jopa virheellinen. Tukiaseman normaalin liikennetoiminnan aikana vuorostaan kyseinen komp-5 romissi johtaa tilanteeseen, jossa kohinasovitus ei ole optimaalinen, minkä vuoksi vastaanottimen herkkyys on huono.

Eräässä toisessa tunnetussa ratkaisussa on jakovah-vistimen signaalitie jaettu kahteen rinnakkaiseen haaraan 10 heti tulossa, jolloin kumpaankin haaraan on sovitettu transistorivahvistinasteita. Tällöin jakajan vaimennus (3 - 4 dB) parantaa tuloliittimelle näkyvää sovitusta anten-nimittauksen yhteydessä, vaikka jonkinlainen kohinasovitus on voitu toteuttaa rinnakkaisten esivahvistimien tuloon. 15 Tämän tunnetun ratkaisun heikkoutena on se, että rinnakkain kytkettyjen vahvistimien kohinaluku on teoriassakin noin 1.5 dB huonompi kuin yhden vastaavan vahvistimen. Tämä johtuu siitä, että hyötysignaali vaimenee tulojaka-jassa ainakin 3 dB, mutta kohina ei vaimene, koska pohja-20 kohina on läsnä 174 dBm/Hz tasolla myös jakajan jälkeen. Tämän lisäksi rinnakkaisten vahvistimien tulossa syntyvät kohinasignaalit summautuvat keskenään ainakin jossakin määrin, jolloin koko vastaanotinketjun herkkyys huononee noin 1 - 1.5 dB.

* 25 Tämän keksinnön tarkoitus on poistaa edellä maini tut ongelmat, ja tarjota käyttöön jakovahvistinsovitelma, jonka avulla saadaan aikaan paras mahdollinen kohinaluku (herkkyys) esivahvistimelle tukiaseman normaalin liikennetoiminnan aikana, ja jonka avulla tukiaseman toiminnan 30 testauksen yhteydessä suoritettavan antennimittauksen tarkkuus säilyy parhaimmillaan. Nämä päämäärät saavutetaan keksinnön mukaisella jakovahvistinsovitelmalla, jolle on tunnusomaista, että sovitelma käsittää ohjausyksikön, joka on sovitettu muuttamaan sovitusvälineen tilaa kahden vaih-35 toehtoisen tulosovitustilan välillä, että vastaanottimien

II

3 97178 normaalin liikennetoiminnan aikana ohjausyksikkö asettaa sovitusvälineen tilaan, jossa antennivälineen tulosovitus on kohinasovitus, ja että antennivälineen testauksen ajaksi ohjausyksikkö asettaa sovitusvälineen tilaan, jossa an-5 tennivälineen tulosovitus on kompleksikonjugaattisovitus.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että jakovah-vistimen tulosovituspiiristä tehdään muunneltava siten, että antennimittauksen ajaksi tulosovituspiiri asetetaan sellaiseen tilaan, jossa tulosovituspiiri on parhaimmil-10 laan antennimittausten kannalta, eli sellaiseen tilaan, jossa kompleksikonjugaattisovitus toteutuu. Vastaavasti liikennöinnin aikana tulosovituspiiri asetetaan tilaan, jossa se on optimoitu kohinan (herkkyyden) kannalta. Keksinnön mukaisen sovitelman merkittävimmät edut ovat näin 15 ollen, että minkäänlaista kompromissia ei tarvitse tehdä jakovahvistimen tulosovitukselle asetettujen vaatimusten välillä, koska tulosovituspiirin tilaa voidaan muuttaa kulloinkin tarvittavien optimaalisten ominaisuuksien saavuttamiseksi sovitelmaan kuuluvan ohjausyksikön ansiosta. 20 Eräälle keksinnön mukaisen sovituksen edulliselle suoritusmuodolle on tunnusomaista, että vastaanotinryhmä on osa solukkoradiojärjestelmän, edullisesti GSM-järjes-telmän, tukiasemaa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin sen *. 25 ensimmäisen edullisen suoritusmuodon avulla viitaten oheiseen kuvioon, joka esittää lohkokaaviota eräästä keksinnön mukaisen jakovahvistinsovitelman edullisesta suoritusmuodosta .

Kuviossa näkyvä jakovahvistinsovitelma voi olla 30 esimerkiksi GSM-järjestelmän tukiasemassa oleva jakovah vistinsovitelma. GSM-järjestelmän rakennetta ja toimintaa on kuvattu esimerkiksi kirjassa "The GSM system for mobile communications", M. Mouly & M-B Pautet, Palaisean, France, 1992, ISBN: 2-9507190-0-7, minkä vuoksi sitä ei lähemmin 35 kuvata tässä yhteydessä.

4 97178

Kuvion esittämälle jakovahvistimelle syötetään antenniliitännän 1 kautta tukiaseman antennilla 10 vastaanotettuja signaaleja suodattimen 2 kautta. Suodattimen lähtöön on kytketty tulosovituspiiri 3, jonka avulla tu-5 kiaseman antennin ja esivahvistiraen 4 impedanssit sovitetaan keskenään yhteensopiviksi siten, että tukiasemassa olevien vastaanottimien herkkyydet ovat parhaimmillaan tukiaseman normaalin liikennetoiminnan aikana. Tällöin esivahvistimen 4 ja tukiaseman antennin 10 välisen sovi-10 tuksen tulee olla kohinasovitus.

Sovituspiirin 3 ja esivahvistimen 4 väliin on sovitettu kytkin 5, jonka avulla tukiaseman antennilla vastaanotetut signaalit johdetaan valinnaisesti joko esivah-vistimelle 4 tai 7. Esivahvistimet 4 ja 7 ovat tyypiltään 15 identtisiä. Kahta vahvistinta tarvitaan, jotta tukiaseman toiminta ei keskeytyisi jomman kumman vahvistimen toimintahäiriön sattuessa. Esivahvistimista 4 ja 7 käytetään kerrallaan vain toista, toisen ollessa varalla häiriötilanteita varten.

20 Vahvistimien 4 ja 7 tulot on kytketty kytkimeen 5, joka tyypiltään on identtinen kytkimen 6 kanssa. Kytkimiä 5 ja 6 ohjataan häiriötilanteissa tukiasemassa olevan ohjausyksikön avulla (ei esitetty kuviossa).

Kytkimen 6 lähtö on kytketty haaroituselimiin 8, 25 joiden avulla jakovahvistimesta haarotetaan vastaanotetut signaalit tukiasemissa oleville vastaanottimille RX 1 - 4.

Tukiaseman toiminnan testauksen yhteydessä sovitus-piiri 3 asetetaan testitilaan, antennimittausten suorittamisen ajaksi. Tällöin tukiaseman antennin ja esivahvisti-30 men 4 välinen sovitus on niin sanottu gain-sovitus, eli kompleksikonjugaatti sovitus.

Sovituspiirin 3 asettaminen testitilaan tapahtuu siten, että tukiasemassa olevan ohjausyksiköstä 9 syötetään ohjaussignaali sovituspiirille 3. Kuviossa näkyvä oh-35 jausyksikön 9 lähdön 13 kautta syötettävä signaali, jonka

II

5 97178 jännite on joko 0 V tai 0,7 V, riippuen siitä halutanko saada aikaan kompleksikonjugaatti- vai kohinasovitus.

Sovituspiiri 3 käsittää sovituselimen 11, joka joko maadoitetaan tai ei maadoiteta toisesta päästään, jolloin 5 se joko on tai ei ole olemassa suodattimen 2 ja esivahvis-timen 4 välisen RF-signaalin kannalta, eli antennisovituk-sen tila vaihtelee. Sovituselimen 11 maadoitus, johon ohjausyksikkö 9 vaikuttaa, on kuvion esittämässä tapauksessa toteutettu PIN-diodilla 12, jonka kautta kulkeva virta on 10 ohjausyksikön 9 vaikutuksesta riippuen esimerkiksi joko 0 mA tai 15 mA.

On ymmärrettävä että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuviot on ainoastaan tarkoitettu havainnollistamaan erästä keksinnön mukaisen sovitelman edullista suori-15 tusmuotoa rajoittamatta itse keksintöä. Näin ollen keksinnön mukaista sovitelma voidaan hyödyntää myös muissa yhteyksissä kuin pelkästään solukkoradiojärjestelmien tukiasemissa, vaikka keksintöä on edellä selostettu lähinnä tukiasemiin liittyen. Keksinnön mukaisen sovitelman edul-20 liset suoritusmuodot voivat näin ollen vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (2)

6 97178

1. Vastaanotinryhmän jakovahvistinsovitelma, johon kuuluu antenniväline (10), sovitusväline (3) antenniväli-5 neen kytkemiseksi vahvistinvälineeseen (4) sekä välineet (8) vahvistinvälineen lähdöstä saatujen signaalien syöttämiseksi edelleen vastaanotinryhmään kuuluvalle vastaan-otinyksikölle, tunnettu siitä, että sovitelma käsittää ohjausyksikön (9), joka on 10 sovitettu muuttamaan sovitusvälineen (3) tilaa kahden vaihtoehtoisen tulosovitustilan välillä, että vastaanottimien normaalin liikennetoiminnan aikana ohjausyksikkö (9) asettaa sovitusvälineen (3) tilaan, jossa antennivälineen (10) tulosovitus on kohina-15 sovitus, ja että antennivälineen (10) testauksen ajaksi ohjausyksikkö (9) asettaa sovitusvälineen (3) tilaan, jossa antennivälineen (10) tulosovitus on kompleksikonjugaatti-sovitus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tun nettu siitä, että vastaanotinryhmä on osa solukko-radiojärjestelmän, edullisesti GSM-järjestelmän, tukiasemaa. II « 7 97178