FI98259C - Menetelmä ja laitteisto testisilmukan muodostamiseksi radioaseman toiminnan valvontaan - Google Patents

Description

98259

Menetelmä ja laitteisto testisilmukan muodostamiseksi radioaseman toiminnan valvontaan

Keksintö liittyy radiolähetin-vastaanotinlaitteiden toiminnan valvontaan, erityisesti matkaviestinjärjestelmien 5 tukiasemissa.

Kuviot 1 ja 2 esittävät tekniikan tason mukaista ratkaisua testilaitteiston liittämiseksi tukiasemaan. Tukiasema 1, joka liittyy tukiaseman ohjaimeen 2 sisältää ainakin seuraavat toiminnalliset lohkot: käytönohjauksen 3, 10 kehysyksikön 4, lähetin/vastaanotinyksikön 5, kompainerin 6 sekä jakovahvistimen 7.

Keksinnön kannalta oleellisin osa on testilaite 8, jota käytetään tukiaseman kunnon mittaamiseen. Kuviossa 1 testilaite 8 on liitetty kaapeleilla kompaineriin 6 ja ja-15 kovahvistimeen 7. Kuvio 2 näyttää järjestelyn, jossa testi- laite 8 on varustettu omalla antennillaan eikä täten liity kaapeleilla lähetys- ja vastaanottohaaroihin, vaan mittaa ilmaraj apinnasta.

Erillisen testilaitteiston epäkohtia ovat runsaat 20 liitännät, jotka huonontavat luotettavuutta ja mittaustarkkuutta sekä lisäävät järjestelmän kustannuksia. Lisäksi tunnetut ratkaisut ovat joustamattomia, eli testisignaali kulkee joko kuvion 1 mukaan suoraan kytkettynä tai kuvion 2 mukaan antennien kautta, mutta tunnetuilla ratkaisuilla 25 ei voida joustavasti valita mitattavaksi sekä suoraan kytkettyjä että antennien kautta välitettyjä signaaleja.

TDMA-matkaviestinjärjestelmien, kuten GSM- ja DCS1800-järjestelmien yhteydessä erilliset testilaitteet simuloivat signaalin kulkua tukiasemasta matkaviestimeen ja 30 takaisin. Tämän vuoksi niihin on asennettu viivesilmukka, joka viivästää signaalin kulkua kolmella TDMA-aikavälillä. Mm, tämän viivesilmukan vuoksi tekniikan tason mukaiset testilaitteet ovat kalliita ja monimutkaisia.

Keksinnön kohteena on testilaite, sen asennus tukia-35 semaan ja käyttömenetelmä, jolla ratkaistaan tunnetun tek- 2 98259 nilkan ongelmat ja tuotetaan edullinen, mutta silti joustava ja luotettava ratkaisu lähetin-vastaanotinyksikön ja antennien toiminnan valvontaan.

Keksinnön tavoite saavutetaan siten, että testaus-5 laitteisto integroidaan lähetin-vastaanotinyksikön sisään, jolloin sillä on käytettävissään sekä lähetin-vastaanotinyksikön sisäiset että antennien kautta tulevat ulkoiset signaalit.

Keksintöä selostetaan lähemmin kuvioiden avulla, 10 joista:

Kuvio 1 edustaa tekniikan tason mukaista järjestelyä, jossa testisignaalit on liitetty suoralla yhteydellä testilaitteeseen.

Kuvio 2 edustaa tekniikan tason mukaista järjeste-15 lyä, jossa testisignaalit on liitetty antennien kautta tes tilaitteeseen .

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista testilaitteen j ärj estelyä lähetin-vastaanotinyksikköön.

Kuvio 4 on keksinnön mukaisen testilaitteen yksi-20 tyiskohtaisempi lohkokaavio.

Kuviot 5-6 ovat kuvion 4 laajennuksia tapauksissa, joissa vastaanottohaaroja on enemmän kuin kaksi.

Keksinnön mukainen testilaitteen järjestely ilmenee kuviosta 3. Keksintö selostetaan toistelähetys- ja vastaan-25 otto-ominaisuuksin varustetun matkaviestinjärjestelmän tu kiaseman yhteydessä, mutta on ilmeistä, että keksintöä voidaan soveltaa myös muunlaisiin lähetin-vastaanotinyksiköi-hin. Kuvion 3 esittämän tukiaseman lähetin-vastaanottotoi-minnat on kahdennettu. Järjestelmän kahdentamisella saadaan 30 aikaan ns. diversiteetti, eli toistelähetys ja -vastaanotto. On mahdollista, että joissakin tukiasemissa di-versiteettiominaisuuksia pyritään parantamaan asentamalla tukiasemaan useampia kuin kaksi vastaanottohaaraa. Aluksi oletetaan selkeyden vuoksi, että lähetys- ja vastaanotto-35 haaroja on kumpiakin kaksi. Useamman vastaanottohaaran vaa- 3 98259 timat muutokset selostetaan myöhemmin kuvioiden 5 ja 6 yhteydessä .

Lähetyssuunnassa signaalin kulkutiellä ovat lähetin TX (ei näytetty), isolaattori 10, suuntakytkin 22, duplex-5 suotimen 40 lähetyshaara TXF ja antenni 50. Diversiteetti-lähettimen vastaavat osat on merkitty heittomerkein.

Vastaanottosuunnassa signaalin kulkutiellä ovat antenni 50, duplex-suotimen 40 vastaanottohaara RXF, ja vastaanotin RX (ei näytetty) . Diversiteettivastaanoton vastaa-10 vat osat on tässäkin merkitty heittomerkein. Antennit 50 ja 50' toimivat sekä lähetys- että vastaanottoantenneina.

Tässä esimerkissä isolaattori (suuntavaimennin) 10 sovittaa lähettimen antoportin siten, että lähettimen signaali TX kulkee isolaattorin 10 kautta antennin 50 suun-15 taan, mutta takaisin tuleva signaali kytkeytyy isolaattorin 10 ja maan väliseen vastukseen. Sovitus voidaan toteuttaa muillakin elimillä kuin isolaattorilla.

Suuntakytkimellä 22 otetaan näytteet etenevästä ja heijastuneesta radiotaajuisesta signaalista. Näytteet sum-20 mataan summauselimellä 32 ja kytketään testilaitteen 60 valintakytkimelle 62.

Testilaitteen 60 yksityiskohtaisempi lohkokaavio on kuviossa 4. Testilaite 60 sisältää ainakin ottoportit (61, 61' ) , ensimmäisen ohjattavan valintakytkimen 62, jakoelimen 25 68, antoportit (69, 69') sekä lisäksi paikallisoskillaat- torin 64 ja sekoittimen 66. Paikallisoskillaattorin taajuus on sama kuin järjestelmän duplex-taajuus eli lähetys- ja vastaanottotaajuuksien erotus, esim. GSM:llä 45 MHz. Valintakytkimen 62 ohjaus tulee tukiasemalta alla olevan taulu-30 kon 1 mukaisesti.

GSM-järjestelmässä paikallisoskillaattorin 64 ohjaus on yksinkertaisesti signaali, jolla oskillaattorin 64 taajuus on yllä mainittu 45 MHz. Käytettäessä keksintöä järjestelmässä, jossa duplex-taajuus muuttuu, on myös paikal-35 lisoskillaattorin ohjausta muutettava vastaavasti.

4 98259

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa jakoelin 68 on symmetrinen tehojakaja, esim. Wilkinsonin jakaja. Tällöin ensimmäisen valintakytkimen anto vaikuttaa samanaikai- r sesti molemmissa antoporteissa 69, 69' . Jakoelimenä 68 voi-5 daan käyttää myös toista ohjattavaa valintakytkintä. Tässä tapauksessa testisignaali vaikuttaa kerrallaan vain toisessa antoportissa 69 tai 69'.

Keksinnön mukaisella järjestelyllä saadaan aikaan taulukon 1 mukaiset testisilmukat: 10 Taulukko 1

Testi Lähe- Vast. Kytk. Testisilmukka tys otto asento 1 TX RX' 61 Yksikön sisäinen 2 TX' RX 61' Yksikön sisäinen 15 3 TX RX' 61' Antennien kautta 4 TX' RX 61 Antennien kautta 5 TX RX 61 Yksikön sisäinen 6 TX' RX' 61' Yksikön sisäinen 20 Taulukon 1 testejä 1-6 vastaavat signaalien kulkutiet ovat seuraavan taulukon 2 mukaiset, jossa viitataan kuvion 3 viitemerkintöihin.

Taulukko 2

Testi 1: TX-10-22-32-61-69'-RX' 25 Testi 3: TX-10-40-50-50'-TXF'-22'-32'-61'-69'-RX'

Testi 5: TX-10-22-32-61-69-RX

Parilliset testit 2, 4, 6 ovat vastaavia kuin parittomat testit 1, 3 ja 5, jolloin heittomerkilliset viitteet 30 korvataan heittomerkittömillä ja päinvastoin.

Kuviot 5-6 esittävät ratkaisuja, joissa vastaanottimia on enemmän kuin kaksi. Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty vain muutokset kuvioon 4 nähden. Kuvion 5 piirissä vastaanottimia on kolme, joista RX on varsinainen vastaanotin ja RX' 35 sekä RX' ' ovat toistevastaanottimia. Tehojakajan 68 anto on 5 98259 edelleen jaettu kahdella jakajalla 68a ja 68b. Jakajan 68a annot johdetaan vastaanottimille RX ja RX1. Jakajan 68b ensimmäinen anto johdetaan vastaanottimelle RX1' ja toinen anto päätetään vastuksella, jonka impedanssi vastaa vas-5 taanottimien RX... ottoimpedanssia. Jakaja 68b voi näyttää tarpeettomalta, mutta sen avulla saadaan aikaan, että kaikkien vastaanottimien RX... ottosignaalit kulkevat yhtä monen jakajaportaan kautta ja siten vaimenevat samalla kertoimella .

10 Kuvion 6 piirissä jakoelin 68 on toinen ohjattava kyt kin. Tässä piirissä testisilmukan kautta vastaanotettava signaali vaikuttaa vain yhdessä vastaanottimessa kerrallaan, jolloin jakajien aiheuttama, mahdollisesti erilainen signaalin vaimennus vältetään. Haittana on luonnollisesti 15 se, että antokytkimelle 68 on järjestettävä ohjaussignaali. Taulukon 1 mukaiset ohjaussignaalit ja taulukon 2 mukaiset reitit ovat edelleen sovellettavissa kuvion 6 piiriin. Tällöin on toistevastaanottimen RX' sijasta käytettävä sitä toistevastaanotinta RX1, RX' ' jne, jonka kuntoa halutaan 20 kulloinkin seurata. Antokytkin 68 on luonnollisesti ohjattava testauksessa käytettävää vastaanotinta vastaavaan asentoon.

Koska keksinnön mukaisella järjestelyllä voidaan valita useita erilaisia testisilmukoita, sitä voidaan käyttää tes-25 taamaan radioaseman kaikki lähettimet, vastaanottimet ja antennit. Mikäli esim. testisignaali kulkee lähettimeltä vastaanottimelle yksikön sisällä, mutta ei antennien kautta, voidaan vika paikallistaa antenneihin tai niiden liitoksiin.

30 Esitetty keksintö soveltuu yhtä hyvin tukiaseman käy tönaikaisiin testeihin kuin käyttöönoton yhteydessä suoritettaviin testeihin.

Keksinnön mukainen ratkaisu on yksinkertainen mm. siksi, että se ei sisällä TDMA-järjestelmän mukaista kolmen 35 aikavälin viive-elintä. Pieni haitta tästä on tosin se, 6 98259 että testilaitetta käytettäessä järjestelmän välityskykyä kuormitetaan hieman tekniikan tason mukaista järjestelyä enemmän, koska keksinnön mukaiselle testilaitteistolle on varattava kaksi aikaväliä. Tämä epäkohta on kuitenkin vain 5 nimellinen, sillä testilaitetta ei käytetä jatkuvasti vaan lähinnä tukiasemaa käyttöön otettaessa, määräajoin käytön aikana ja ongelmatilanteissa.

Edelleen keksinnön mukaisen testilaitteiston etuna on se, että se soveltuu hyvin myös "älykkäillä" antenneilla 10 varustettujen tukiasemien mittauksiin. "Älykkäiden" antennien suuntakuvioita voidaan muuttaa sähköisesti, esim. siten, että testauksen ajaksi antennien suuntakeiloja käännetään hieman toisiaan kohti. Koska keksinnön mukaisella laitteistolla voidaan testata sekä aseman sisäiset reitit 15 että antennien kautta kulkevat reitit, on antennien ominaisuuksien muuttuminen helposti mitattavissa.

Edellä on kuvattu keksinnön sovellus toistelähetys- ja vastaanotto-ominaisuuksilla varustetussa matkaviestinjärjestelmän tukiasemassa. On ilmeistä, että keksintöä voidaan 20 soveltaa mihin tahansa radioasemaan, jossa on ainakin kaksi antennia. Jos lähettimiä ja vastaanottimia on kumpaakin vain yksi, voidaan keksintöä silti soveltaa yksikön sisäisen testisilmukan valvontaan.

Claims (10)

1. Menetelmä radioaseman lähettimien, vastaanottimien ja antennien kunnon valvontaan käytettävän testisilmukan muodostamiseksi, jolloin radioasema sisältää ainakin kaksi 5 antennia (50, 50') ja lisäksi silmukkalaitteen (60), jolla on ainakin kaksi ottoporttia, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vaiheet: kehitetään lähetyssignaali ainakin yhdellä lähettimellä (TX, TX' ) ; 10 johdetaan lähetyssignaali silmukkalaitteen (60) ensim mäiseen ottoporttiin (61) ennen lähetyssignaalin johtamista ensimmäiselle antennille (50) ; johdetaan toisen antennin (50') kautta vastaanotettu lähetyssignaali silmukkalaitteen (60) toiselle ottoportille 15 (61') valitaan ohjattavalla valintakytkimellä (62) valinta-kytkimen (62) antoon haluttua ottoporttia (61, 61') vastaava signaali; siirretään valintakytkimen antosignaalin taajuus vas-20 taanottotaajuudelle; ja johdetaan vastaanottotaajuudelle siirretty signaali ainakin yhteen vastaanottimeen,-

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolloin radioasema sisältää ainakin kaksi lähetintä ja ainakin kak- 25 si vastaantotinta, tunnettu siitä, että silmukkalaitteen ensimmäiseen ottoporttiin (61) johdetaan signaali, jossa vaikuttavat sekä ensimmäisellä antennilla (50) lähetettävä että samalla antennilla vastaanotettu signaali ja silmukka-laitteen toiseen ottoporttiin (61') johdetaan signaali, 30 jossa vaikuttavat sekä toisella antennilla (50') lähetet tävä että samalla antennilla vastaanotettu signaali.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolloin radioasema on TDMA-aikajakomenetelmää käyttävän matkaviestinjärjestelmän tukiasema, tunnettu siitä, että menetelmä 35 sisältää lisäksi vaiheen: 8 98259 varataan lähettimelle ensimmäinen aikaväli ja vastaan-ottimelle toinen, lähetyksen kanssa samanaikainen aikaväli.

4. Silmukkalaitteisto (60) radioaseman lähettimien, vastaanottimien ja antennien kunnon valvontaan käytettävän 5 testisilmukan muodostamiseksi, jolloin radioasema sisältää ainakin kaksi antennia (50, 50'), tunnettu siitä, että laitteistoon (60) kuuluu: ensimmäinen ja toinen ottoportti (61, 61') sekä ensimmäinen ja toinen antoportti (69, 69'); 10 ensimmäinen ulkoiselle ohjaukselle vasteellinen valin- takytkin (62) , jolla valinnaisesti kytketään ensimmäisen ottoportin (61) tai toisen ottoportin (61') signaali va-lintakytkimen (62) antoon; jakoelin (68) ensimmäisen valintakytkimen (62) annon 15 kytkemiseksi toiminnallisesti ainakin yhteen antoporteista (69, 69'); ja että lisäksi silmukkalaite (60) on sovitettuna siten, että ensimmäinen ottoportti (61) ja toinen ottoportti (61') on toiminnallisesti kytketty vastaavasti ensimmäisen 20 lähettimen (TX) ja toisen lähettimen (TX') antoon; ja että ensimmäinen antoportti (69) ja toinen antoportti (69') on toiminnallisesti kytketty vastaavasti ensimmäisen vastaanottimen (RX) ja toisen vastaanottimen (RX1) ottoon.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu 25 siitä, että jakoelin (68) on tehojakaja, jolloin ensimmäisen valintakytkimen (62) anto vaikuttaa kaikissa antopor-teissa (69, 69').

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jakoelin (68) on toinen ulkoiselle ohjaukselle 30 vasteellinen valintakytkin, jolloin ensimmäisen valintakytkimen (62) anto vaikuttaa kerrallaan vain yhdessä antopor-tissa (69, 69 1) .

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että silmukkalaitteen (60) ottoportit (61, 61') on 35 kytketty summauselimiin (32, 32'), jolloin ottoportteihin 9 98259 (61, 61') vaikuttaa sekä antenneilla (50, 50') lähetetyt että niillä vastaanotetut signaalit.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että silmukkalaiteeseen (60) kuuluu lisäksi 5 ensimmäisen valintakytkimen (62) antoon toiminnallisesti kytketty sekoitin (66) ja sekoittimeen kytketty paikal-lisoskillaattori (64) signaalin siirtämiseksi lähetystaajuudelta vastaanottotaajuudelle.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukainen laitteisto, 10 tunnettu siitä, että mainitut ensimmäinen lähetin (TX) ja ensimmäinen vastaanotin (RX) muodostavat tukiaseman varsinaisen lähetin-vastaanotinyksikön ja mainitut toiset lähettimet (TX1, TX1'...) ja toiset vastaanottimet (RX1, RX''...) muodostavat tukiaseman toistelähetin-vastaan-15 otinyksiköt.

10 98259