ITMI941722A1

ITMI941722A1 - PROCEDURE FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF AMPLIFICATION IN A RECEIVER

Info

Publication number: ITMI941722A1
Application number: IT94MI001722A
Authority: IT
Inventors: Michael Reiner; Ulrich Langewellpott
Original assignee: Aeg Mobile Communication
Priority date: 1993-08-16
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-05
Also published as: IT1274600B; GB2281157A; FR2709215A1; GB2281157B; ITMI941722A0; FR2709215B1; GB9416082D0; DE4327541A1

Abstract

In un procedimento per la regolazione automatica dell'amplificazione in un ricevitore, il livello di un segnale ricevuto dal ricevitore viene misurato in determinati intervalli di tempo con riguardo all'amplificazione importate nel ricevitore e memorizzazione di un valore rappresentativo del livello misurato. L'amplificazione per un determinato intervallo temporale futuro è determinata a partire da una serie di, valori memorizzati, in cui il valore massimo degli stessi è preferibilmente utilizzato per la regolazione dell'amplificazione.In a method for automatically adjusting the amplification in a receiver, the level of a signal received by the receiver is measured in certain time intervals with regard to the amplification imported into the receiver and storing a representative value of the measured level. The amplification for a given future time interval is determined starting from a series of stored values, in which the maximum value of the same is preferably used for the regulation of the amplification.

Description

DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE DESCRIPTION OF INDUSTRIAL INVENTION

Nei tradizionali ricevitori a funsiornamento analogico sono generalmente noti procedimenti per la regolazione automatica dell'amplificazione. I moderni ricevitori con elaborazione digitale dei segnali, quali ad esempio i ricevitori dei sistemi TDMA, sono soggetti a particolari requisiti per la regolazione dell 'ampiificaz ione che non possono essere ottenuti attraverso le conoscenze tradizionali. In traditional receivers with analogue update, methods are generally known for the automatic adjustment of the amplification. Modern receivers with digital signal processing, such as the receivers of TDMA systems, are subject to particular requirements for the regulation of the amplification that cannot be obtained through traditional knowledge.

Nei sistemi TDMA a banda larga, quali ad esempio il sistema cellulare GSM, numerosi utenti hanno accesso allo stesso canale di frequenza, ripartito in intervalli di tempo assegnati ai singoli utenti. Questi intervalli di tempo sono trame che si ripetono periodicamente in moda tale che un collegamento per l'invio messaggi in un canale di frequenza tra due stazioni viene periodicamente interrotto da messaggi scambiati tra altre stazioni in altri intervalli di tempo sullo stesso canale di frequenza. Questi ulteriori messaggi possono presentare intensità di campo estremamente differenti, le quali non devono influire sulla regolazione dell'amplificazione, a livello dei ricevitori, operante in altri intervai1i,di tempo. Il ricevitore deve d'altro canto reagire a variazioni dell'intensità di campo del segnale ricevuto nel1 'interval1o di tempo assegnato. Tali variazioni possono verificarsi ad esempio a seguito di propagazioni a più vie ed oscuramenti, soprattutto durante il funzionamento di radiomobili. In broadband TDMA systems, such as the GSM cellular system, many users have access to the same frequency channel, divided into time intervals assigned to individual users. These time slots are frames which repeat periodically so that a link for sending messages in one frequency channel between two stations is periodically interrupted by messages exchanged between other stations in other time slots on the same frequency channel. These further messages can have extremely different field strengths, which must not affect the regulation of the amplification, at the level of the receivers, operating in other time intervals. On the other hand, the receiver must react to variations in the field strength of the received signal in the allotted time interval. Such variations can occur, for example, as a result of multi-way propagations and obscurations, especially during the operation of mobile radios.

Nei sistemi TDMA è possibile che, in determinati intervalli di tempo, non si verifichi alcuna trasmissione, ad esempio a seguito della disattivazione del trasmettitore, nel momento in cui non è necessario inviare informazioni, ad esempio durante le pause di conversazione. La regolazione dell'amplificazione nel ricevitore deve quindi, da un lato, prendere in considerazione solo gli intervalli di tempo assegnati al ricevitore in oggetto e, dall'altro, non deve interessare gli intervalli di tempo in cui non avviene alcun invio, in quanto, in caso contrario, l'amplificazione sarebbe regolata a livelli eccessivamente elevati. In TDMA systems it is possible that, in certain time intervals, no transmission occurs, for example following the deactivation of the transmitter, when it is not necessary to send information, for example during conversation pauses. The adjustment of the amplification in the receiver must therefore, on the one hand, take into consideration only the time intervals assigned to the receiver in question and, on the other hand, must not affect the time intervals in which no transmission takes place, since, otherwise, the amplification would be adjusted to excessively high levels.

La presente invenzione indica un procedimento per la regolazione automatica dell'amplificazione in un ricevitore, che possa risultare idoneo per una regolazione digitale della amplificazione. The present invention indicates a method for the automatic adjustment of the amplification in a receiver, which can be suitable for a digital adjustment of the amplification.

Questo obiettivo è conseguito grazie alle caratteristiche oggetto della prima rivendicazione. Vantaggiose realizzazioni dell'invenzione sono oggetto delle rivendicazioni secondarie. This objective is achieved thanks to the characteristics object of the first claim. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the secondary claims.

∑1 procedimento oggetto della presente invenzione è vantaggiosamente, anche se non limitatamente, applicabile ai sistemi TDMA. L'invenzione sarà comunque descritta in maggior dettaglio con riferimento ad un sistema TDMA secondo una forma di reaiizzazione preferenzial e con l'ausilio dei seguenti disegni Fig. 1 Schema elettrico a blocchi della parte di ricevitore interessata dalla presente invenzione; The process object of the present invention is advantageously, although not limitedly, applicable to TDMA systems. The invention will in any case be described in greater detail with reference to a TDMA system according to a preferred embodiment and with the aid of the following drawings Fig. 1 Electrical block diagram of the part of the receiver concerned by the present invention;

Fig. 2 Schema elettrico a blocchi analogo a quello illustrato nella Fig. 1 per un ricevitore idoneo per funzionamento DTX e Fig. 2 Block wiring diagram similar to that shown in Fig. 1 for a receiver suitable for DTX e operation

Fig. 3 Diagramma di un andamento di curva esemplificativo dell'amplificazione da regolare in funzione del livello di ricezione del segnale. Fig. 3 Diagram of an illustrative curve of the amplification to be adjusted as a function of the signal reception level.

Nel procedimento oggetto della presente invenzione, la potenza di ricezione assoluta o il livello del segnale di ricezione viene misurato una volta per ogni intervallo di tempo con riguardo all'amplificazione impostata e un valore rappresentativo di tale livello viene memorizzato. Questo può avvenire logaritmicamente, per conseguire una considerevole riduzione del campo numerico necessario per la rappresentazione del possibile livello di ricezione. La potenza di ricezione può essere ad esempio calcolata dopo commutazione ft/D. Un commutatore A/D presenta di norma un campo numerico limitato. Questo calcolo può avvenire logaritmicamente, ad esempio con il sussidio di una tabella. L'effetto dell'amplificazione impostata può essere facilmente ricavato mediante addizione del corrispondente vaiore di amplificazione logaritmico. In the process object of the present invention, the absolute reception power or the level of the reception signal is measured once for each time interval with regard to the set amplification and a value representative of this level is stored. This can be done logarithmically, to achieve a considerable reduction of the numerical field necessary for the representation of the possible reception level. The reception power can be calculated, for example, after switching ft / D. An A / D switch usually has a limited number range. This calculation can be done logarithmically, for example with the aid of a table. The effect of the set amplification can be easily obtained by adding the corresponding logarithmic amplification value.

Quando si calcola secondo la Fig. 1 il fattore di amplificazione da impostare a partire dai livelli di ricezione degli ultimi N intervalli di tempo, si ottiene una media degli ultimi N livelli di ricezione considerati. L 'ampiificazione viene impostata in base ad una curva caratteristica che può essere lineare e che pertanto, nel caso più semplice, è una retta. When the amplification factor to be set is calculated according to Fig. 1 starting from the reception levels of the last N time intervals, an average of the last N reception levels considered is obtained. The widening is set on the basis of a characteristic curve which can be linear and which therefore, in the simplest case, is a straight line.

Per potenze di ricezione molto basse, la modulazione può anch'essa essere selezionata maggiormente ridotta, in questo caso la più piccola potenza di ricezione può essere limitata dal livello di rumore e, in caso di ulteriore riduzione della potenza, una ricezione non risulta più possibile. Questo significa una limitazione della massima amplificazione necessaria. L'amplificazione minima si ricava dal massimo livello di ricezione possibile. Il risultato di queste riflessioni è pertanto una curva caratteristica secondo la Fig. 3, che assume valori costanti in corrispondenza della sua estremità superiore ed interiore. For very low reception powers, the modulation can also be selected more reduced, in this case the smallest reception power can be limited by the noise level and, in case of further reduction of the power, a reception is no longer possible . This means a limitation of the maximum amplification needed. The minimum amplification is derived from the highest possible reception level. The result of these reflections is therefore a characteristic curve according to Fig. 3, which assumes constant values at its upper and inner extremities.

E' particolarmente vantaggioso determinare l'amplificazione per l'intervallo di tempo successivo secondo il valore massimo dei livelli di segnale ricevuti negli ultimi N intervalli di tempo. Il vantaggio di questo procedimento è rappresentato dal fatto che eventuali estinzioni del segnale in singoli intervalli di tempo, verificatesi ad esempio a seguito di una ricezione a più vie, non si ripercuotono sulla regolazione della amplificazione. Non è pertanto necessario prevedere ingenti riserve dinamiche in caso di aumento della potenza dopo una estinzione del segnale. Con l'utilizzo del valore massimo, in caso di aumento della potenza media di ricezione, si ottiene un tempo di reazione della regolazione dell'amplificazione pari ad un unico intervallo di tempo. Per una riduzione della potenza di ricezione, il tempo di reazione è N intervalli di tempo. It is particularly advantageous to determine the amplification for the next time interval according to the maximum value of the signal levels received in the last N time intervals. The advantage of this procedure is represented by the fact that possible extinctions of the signal in single time intervals, occurring for example following a multi-channel reception, do not affect the regulation of the amplification. It is therefore not necessary to provide for large dynamic reserves in the event of an increase in power after a signal extinction. With the use of the maximum value, in the event of an increase in the average reception power, a reaction time of the amplification regulation equal to a single time interval is obtained. For a reduction of the reception power, the reaction time is N time intervals.

La modulazione ottimale del ricevitore dovrebbe collocarsi approssimativamente al di sotto della massima modulazione possibile, onde poter sempre disporre della necessaria riserva. The optimal modulation of the receiver should be approximately below the maximum possible modulation, in order to always have the necessary reserve.

Nel caso più semplice, il rilevamento del livello negli ultimi N intervalli di tempo è effettuato con il sussidio del circuito illustrato nella Fig. 1, secondo cui i valori che rappresentano i livelli di segnale sono ottenuti attraverso un registro a scorrimento, le cui celle sono collegate in parallelo ad un circuito di valutazione. Questo circuito di valutazione può essere realizzato come semplice circuito di calcolo del valore medio o, come illustrato nel vantaggioso esempio di realizzazione appena descritto, come circuito per il rilevamento del livello massimo tra gli ultimi N livelli rilevati. In the simplest case, the detection of the level in the last N time intervals is carried out with the aid of the circuit illustrated in Fig. 1, according to which the values representing the signal levels are obtained through a shift register, the cells of which are connected in parallel to an evaluation circuit. This evaluation circuit can be realized as a simple circuit for calculating the average value or, as illustrated in the advantageous embodiment example just described, as a circuit for detecting the maximum level among the last N levels detected.

Nelle reti radiomobili accade di frequente che, per brevi intervalli di tempo, in un collegamento già stabilito non sia necessario trasmettere informazìoni utili, ad esempio durante pause di conversazione. In una conversazione telefonica parla di norma un solo interlocutore per volta. Per minimizzare anomalie sullo stesso canale, ovvero disturbi sulla stessa frequenza da parte di stazioni radio distanti, è vantaggioso disattivare il trasmettitore durante queste pause di conversazione. Questo procedimento è denominato DTX (Discontinuous Transmission). Per il ricevitore è tuttavia necessario trasmettere a determinati intervalli di tempo alcune informazioni di controllo o In mobile radio networks, it often happens that, for short periods of time, it is not necessary to transmit useful information in an already established connection, for example during conversation breaks. In a telephone conversation, usually only one interlocutor speaks at a time. To minimize anomalies on the same channel, i.e. disturbances on the same frequency by distant radio stations, it is advantageous to deactivate the transmitter during these pauses in conversation. This process is called DTX (Discontinuous Transmission). For the receiver, however, some control information o must be transmitted at certain time intervals

> comando, ad esempio per mantenere la sincronizzazione del ricevitore. Questo significa che, in determinati intervalli di tempo, anche quando non devono essere trasmesse informazioni utili, è comunque necessario trasmettere un segnale (informazione di comando) per mantenere un regolare collegamento con il ricevitore. Nel sistema GSM viene utilizzata a tale scopo una griglia temporale fissa nota al ricevitore, vale a dire esistono intervalli di tempo in cui è riservata la trasmissione delle informazioni di comando e che non possono essere influenzati da DTX, nei quali viene quindi in ogni caso trasmesso un segnale. > command, for example to keep the receiver synchronized. This means that, in certain time intervals, even when useful information is not to be transmitted, it is still necessary to transmit a signal (command information) to maintain a regular connection with the receiver. In the GSM system, a fixed time grid known to the receiver is used for this purpose, i.e. there are time intervals in which the transmission of the control information is reserved and which cannot be influenced by DTX, in which it is therefore transmitted in any case a signal.

Secondo una realizzazione della presente invenzione, durante il funzionamento del ricevitore nell'ambito di un tale sistema, l'amplificazione del ricevitore non è regolata solo in considerazione degli ultimi N intervalli di tempo in cui sono state trasmesse informazioni utili, bensì anche in considerazione degli intervalli di tempo in cui sono trasmesse informazioni di comando del tipo succitato. In questo caso sono rilevati i livelli dei segnali di comando e gli ultimi M valori da questi ottenuti sono memorizzati e presi in considerazione in fase di regolazione del fattore di ampiificazione. In questo modo è possibile evitare che l'amplificazione del ricevitore subisca aumenti nei periodi in cui non si verifica alcun invio. L'amplificazione è quindi aumentata solo quando il livello di questi segnali di comando è corrispondentemente basso. According to an embodiment of the present invention, during the operation of the receiver within such a system, the amplification of the receiver is not adjusted only in consideration of the last N time intervals in which useful information has been transmitted, but also in consideration of the time intervals in which control information of the aforementioned type is transmitted. In this case, the levels of the command signals are detected and the last M values obtained from these are stored and taken into consideration when adjusting the expansion factor. This way you can prevent the receiver's amplification from increasing during periods when no sending occurs. The amplification is therefore only increased when the level of these control signals is correspondingly low.

Per la realizzazione di questo procedimento appare particolarmente idonea la disposizione rappresentata nella Fig. 2 in forma di schema elettrico a blocchi, secondo il quale al circuito di valutazione non sono condotti solo i valori di livello ottenuti, negli intervalli di tempo dei segnali utili, bensì anche gli ultimi M valori di livello rilevati per i segnali di comando trasmessi in determinati intervalli di tempo. A tale scopo è presente un secondo registro a scorrimento dotato di M celle in cui, a seguito di azionamento di un interruttore, sono introdotti solo i valori di livello dei segnali di comando. Le celle del registro a scorrimento sono collegate in parallelo al circuito di valutazione ed i loro valori sono elaborati insieme con i valori di livello attenuti dai segnali utili. The arrangement shown in Fig. 2 in the form of an electrical block diagram appears particularly suitable for carrying out this procedure, according to which not only the level values obtained are transmitted to the evaluation circuit, in the time intervals of the useful signals, but rather also the last M level values detected for the control signals transmitted in certain time intervals. For this purpose there is a second shift register equipped with M cells in which, following the actuation of a switch, only the level values of the control signals are introduced. The cells of the shift register are connected in parallel to the evaluation circuit and their values are processed together with the level values attenuated by the useful signals.

Claims

RETAILS 1. Procedure for the automatic adjustment of the amplification in a receiver, characterized in that in certain time intervals the level of a signal received by the receiver is measured with regard to the amplification set in the receiver and a value representative of the measured level is stored, 1 'broadening being determined for a given future time interval starting from the respective last N stored values, in which N> 1.

2. Process according to claim 1, characterized in that the amplification is determined for a determined future time interval starting from the maximum of the last N stored values.

3. Process according to any one of the preceding claims characterized by the fact that it is used in a TDMA system, and furthermore by the fact that the level is always measured in the time intervals assigned to the receiver.

Method according to claim 3, in which in certain time intervals assigned to the receiver there is no reception signal when no information is to be transmitted and in which in other equally assigned time intervals, a signal is always transmitted to the receiver (command or useful information), characterized in that the level in time intervals always containing a signal is measured with regard to the amplification set in the receiver and a selected value representative of the measured level is stored and the amplification for a certain interval of future time is determined from the last N stored level values of all time intervals and from the last M stored level values of the time intervals in which a signal is always transmitted, where M> 1.

Method according to claim 4, characterized in that the amplification is determined starting from the maximum value of the last N level values stored for all the time intervals assigned to the receiver for useful information and of the last M level values stored in the time intervals in which a signal is always transmitted.

6. Process according to claim 2 or 5, characterized in that the amplification is determined with the aid of a characteristic curve which establishes a correlation between the measured level and the amplification to be set.

7. Method according to claim 6, characterized in that the characteristic curve is linear.

8. Process according to claim 6, characterized in that the characteristic curve has a linear section which, at the upper and lower extremities, assumes constant limit values.

Method according to claim 3, characterized in that the amplification is not changed within a time interval.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample values of the receive signal are digitized and the level of the receive signal is determined from the digitized sample values