MXPA00004561A - Sistema de recepcion multiple - Google Patents

Abstract

Un sistema de recepción múltiple para uso en un sistema de comunicación de frecuencia de radio de banda estrecha incluye una pluralidad de receptores (102), cada uno genera una señal detectada (110) desde una señal de frecuencia de radio recibida. El sistema de recepción múltiple se conmuta entre receptores (102) para sacar una señal de audio de calidad alta (202). El sistema selecciona un receptor que tiene la recepción de más alta calidad en cualquier tiempo dado usando una señal detectada que tiene la proporción de señal a ruido relativa más alta y señales detectadas tienenmenos proporción de señal a ruido de umbral preseleccionado y una señal detectada que tiene la resistencia de señal relativa más alta cuando uno o más de los receptores estágenerando una señal detectada que tiene una proporción de señal a ruido en o arriba de la proporción de señal a ruido de umbral preseleccionado.

Description

SISTEMA DE RECEPCIÓN MÚLTIPLE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de comunicación de frecuencia de radio de banda estrecha y más particularmente a sistemas de recepción múltiple que reducen los efectos dañinos de desvanecimiento de trayectoria múltiple en receptores de comunicación portátiles. Los sistemas de comunicación de radio portátiles se basan en las señales de frecuencia de radio para transmitir datos. La calidad de la señal recibida en el sistema depende de la resistencia de una señal portadora con relación a cualquier señal de ruido que se introduce durante la transmisión o mediante el circuito del sistema de comunicación. La resistencia relativa de la señal recibida se afecta por la resistencia de la señal transmitida y por la distancia entre el receptor y el transmisor. Conforme la distancia se incrementa, la resistencia de la señal recibida tiende a deteriorarse. Además, la señal usualmente no viaja solamente a lo largo de una trayectoria directa desde el transmisor hasta el receptor. Aunque la trayectoria directa es una trayectoria de propagación potencial, no existen otras trayectorias posibles. Por ejemplo, la señal puede reflejar objetos que son grandes con respecto a la longitud de onda de la señal, tal como el lado de un edificio, provocando de está manera que la señal viaje a lo largo de una trayectoria reflejada. La señal se puede reflejar por una superficie de borde de cuchillo, tal como la esquina de un edificio, provocando de está manera que la señal viaje a lo largo de una trayectoria reflejada. Finalmente, un objeto que es pequeño con relación a la longitud de onda, tal como un semáforo, puede provocar que la señal se disperse, provocando de está manera que la señal viaje al receptor a lo largo de una trayectoria dispersada . De está manera, la señal puede viajar desde el transmisor hasta el receptor a lo largo de una trayectoria directa, una trayectoria reflejada, una trayectoria retraída, una trayectoria dispersada, o cualquier combinación de las mismas. Cuando la señal viaja a lo largo de trayectorias múltiples, cada una de las señales coherentes múltiples viaja a una distancia diferente entre el transmisor y el receptor. Como resultado, cada señal tiene una fase y amplitud aleatorias. La fase y amplitud de la señal recibida general resulta de la adición de vector de las señales coherentes múltiples. En algunos casos, la combinación resulta en un mejoramiento en la resistencia de la señal recibida (interferencia constructiva) . En otro casos, la resistencia de la señal recibida se degrada (interferencia destructiva) por la propagación de la trayectoria múltiple (trayectoria múltiple) . En el ambiente móvil, el desvanecimiento de la trayectoria múltiple ocurre conforme el receptor se mueve desde una zona de interferencia constructiva a una zona de interferencia destructiva. Conforme la suma del vector de las señales coherentes múltiples varia con el tiempo, existen variaciones significativas en la resistencia de la señal portadora general con respecto a la resistencia de la señal de ruido. Aunque estas variaciones pueden existir cuando la distancia entre el transmisor y el receptor es estática, el desvanecimiento de la trayectoria múltiple tiende a incrementarse con incrementos en la velocidad relativa del transmisor y el receptor conforme el receptor viaja entre zonas de interferencia constructiva y destructiva. Debido a las variaciones significativas en la resistencia de señal recibida, el desvanecimiento de la trayectoria múltiple algunas veces provocará que la resistencia de la señal de ruido exceda instantáneamente a la señal portadora. Cuando esto ocurre, la señal recibida puede experimentar una rotación de fase de 360 grados, lo cual provocará clicks o saltos en la señal de audio recibida. Una manera de disminuir los efectos del desvanecimiento de la trayectoria múltiple es mediante el empleo de un sistema de recepción múltiple. Un sistema de recepción múltiple utiliza una pluralidad de receptores y selecciona entre los receptores para generar una señal general mejorada. Los receptores en un sistema de recepción múltiple se acoplan individualmente a antenas que se separan espacialmente entre si. Cuando un receptor experimenta un desvanecimiento provocado por la propagación de trayectoria múltiple de la señal portadora, otro receptor puede tener una mejor recepción debido a la separación espacial de los receptores. Mediante la selección del receptor con la mejor recepción, la señal de audio general producida por el sistema de recepción múltiple se puede mejorar. En un tipo de sistema de recepción múltiple, el sistema selecciona al receptor activo de acuerdo con el nivel de señal de entrada RF de cada receptor. El uso del nivel de señal de entrada de RF de receptor como los criterios de selección, sin embargo, no siempre es efectivo debido a que el nivel de señal de entrada RF del receptor no proporciona una indicación adecuada de la calidad de la señal en niveles de señal de entrada RF bajos. Un sistema de recepción múltiple puede también basarse en la relación de señal a ruido de las señales de salida del receptor para seleccionar el receptor activo. El uso de la relación de señal a ruido de la señal de salida de acuerdo con los criterios de selección, sin embargo, es problemático debido a que la relación de señal a ruido tiende a saturarse en los niveles de señal RF altos . Por lo tanto, se requiere un sistema de recepción múltiple que proporcione una selección de receptor mejorada en niveles de entrada de señal RF altos y bajos. La presente invención permite la selección del receptor en niveles de señal de entrada RF altos y bajos mediante la selección del receptor con la relación de señal a ruido de salida más alta cuando el receptor proporciona menos de una relación de señal a ruido de umbral y selecciona al receptor con un nivel de señal de entrada RF más alto. La presente invención comprende un sistema de recepción múltiple de diversas ramas para reducir los efectos de daño del desvanecimiento de la trayectoria múltiple en un ambiente de radio portátil. Cada rama del sistema incluye un receptor para recibir las señales de entrada de frecuencia de radio de recepción (RF) y para generar una señal de audio detectada en respuesta a una señal de entrada RF. El sistema de la presente invención también incluye un selector receptor que se acciona entre la pluralidad de receptores. El selector de receptor selecciona al receptor que tiene una señal de salida de audio detectada con la relación de señal a ruido más alta cuando los receptores se suministran a menos de una relación de señal de ruido alcanzable máxima. Cuando los receptores se proporcionan en una señal de salida de audio detectada que tiene una relación de señal a ruido que es la relación de señal a ruido alcanzable máxima, el selector de receptor selecciona al receptor que tiene el nivel de señal de entrada RF más alto. Cada receptor "incluye un Indicador de Resistencia de Señal Recibida (RSSI) que genera una señal de voltaje que indica la resistencia de señal recibida. Un controlador de selección múltiple en cada rama del sistema igual a la señal de voltaje RSSI en cada rama con respecto a las señales de voltaje RSSI en las otras ramas del sistema para ajustar las variaciones en el rendimiento del RSSI y el receptor. De acuerdo con la presente invención, cada controlador de recepción múltiple se calibra para ajustar las señales de voltaje RSSI para indicar de manera adecuada la relación de señal a ruido de la salida de receptor cuando el receptor se proporciona a menos de una relación de señal a ruido alcanzable máxima. Cada controlador de recepción múltiple además se calibra para ajustar los voltajes RSSI para indicar de manera adecuada el nivel de entrada de la señal RF cuando el receptor se suministra a una relación de señal a ruido alcanzable máxima. Una vez que los controladores de recepción múltiple se calibran, un selector de receptor compara los voltajes RSSI ajustados de todos los receptores para seleccionar el receptor con la mejor recepción en cualquier momento. El selector de receptor emite la señal detectada del receptor seleccionado como se determina por el procedimiento de selección múltiple. De acuerdo con otra característica de la invención, cada rama del sistema de recepción múltiple incluye una etapa de entrada de señal detectada para ajustar la amplitud de las señales de audio detectadas para compensar las variaciones en los niveles de salida de detector y para remover cualquier desvio de DC presentes. Además, cada receptor en el sistema de recepción múltiple incluye un amplificador de ruido bajo para amplificar las señales recibidas. Un circuito para desconectar el amplificador de ruido bajo para amplificar las señales recibidas. Un circuito para desconectar el amplificador de ruido bajo en los niveles de señal de entrada RF altos también se proporciona. Mediante la desactivación del amplificador de ruido bajo en los niveles de señal de entrada RF altos, el sistema evita la saturación de los voltajes RSSI y permite que el procedimiento de selección múltiple contribuya con los niveles de señal de entrada más altos de lo que se podria lograr de otra manera. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Un entendimiento más completo de la presente invención se puede alcanzar mediante la referencia a la descripción detallada siguiente cuando se toma junto con los dibujos anexos en donde: La FIGURA ÍA es un primer circuito de prueba de receptor para ilustrar los efectos de circuito RSSI en la selección de receptor cuando se utilizan los voltajes RSSI como los criterios de selección; la FIGURA IB es un segundo circuito de prueba de receptor para ilustrar los efectos del circuito RSSI en la selección de receptor cuando se utilizan los voltajes RSSI como los criterios de selección; la FIGURA 2A es un primer circuito de prueba de receptor para ilustrar los efectos de las variaciones en el rendimiento de relación de señal a ruido de receptor en la selección de receptor cuando se utiliza en los voltajes RSSI como los criterios de selección; la FIGURA 2B es un segundo circuito de prueba de receptox para ilustrar los efectos de las variaciones en el rendimiento- de relación de señal a ruido del receptor en la selección de receptor cuando se utilizan los voltajes RSSI como los criterios de selección; la FIGURA 3 es un sistema de recepción múltiple de acuerdo con la presente invención; la FIGURA 4 es un diagrama en bloque de un receptor de acuerdo con la presente invención; la FIGURA 5 es un diagrama en bloque de un circuito para calibrar un controlador de recepción múltiple de acuerdo con la presente invención; y la FIGURA 6 es un diagrama en bloque de un selector de receptor de acuerdo con la presente invención. Se hace ahora referencia a los dibujos en donde los caracteres de referencia similares indican partes iguales o similares en las diversas Figuras. El sistema de recepción múltiple de la presente invención funciona como sistema posdetección mediante las señales transmitidas de recepción que se han detectado por un discriminador o desmodulador. El sistema tiene la utilidad en varios sistemas de radio de banda estrecha y tiene la aplicación en sistemas de comunicación de voz y datos. Un sistema de recepción múltiple selecciona entre receptores múltiples para generar una señal de audio de calidad superior que se puede generar por un sistema que tiene un receptor único. La calidad de señal de audio generada por un sistema de recepción múltiple depende de la capacidad del sistema para seleccionar el receptor con la mejor recepción de señal en cualquier momento. El mejoramiento en la emisión de señal de audio general producida por un sistema de recepción múltiple se refiere al _ factor de mejoramiento múltiple. Un sistema de recepción múltiple evita el fenómeno de ruido "click" provocado por el desvanecimiento de trayectoria múltiple mediante el cambio entre los receptores para producir una señal de salida de audio general que no incluye los desvanecimientos de señal profundos que ocurren en los sistemas de receptores únicos. En los niveles de entrada de señal RF bajos, la calidad de recepción por un receptor en un instante particular se determina por la relación de señal a ruido de la señal de salida de receptor. Generalmente, la relación de señal a ruido de una señal de salida de receptor se incrementa con la resistencia de señal de entrada. En cierto nivel sin embargo, un receptor alcanza una relación de señal a ruido alcanzable máxima, y además se incrementa en el nivel de señal de entrada FR para tener cualquier efecto verificable en las relaciones de señal a ruido en la señal de salida de receptor. Un tipo de sistemas de recepción múltiple mide la relación de señal a ruido de las señales de salida de los receptores del sistema para seleccionar entre los receptores múltiples. Un sistema de recepción múltiple que utiliza solamente la relación de señal a ruido medida conforme los criterios de selección se detendrá para funcionar adecuadamente en áreas en donde el nivel de señal de entrada RF se encuentra en o por arriba del nivel requerido para producir la relación de señal a ruido máxima. Debido a que la relación de señal a ruido tiene el cambio una vez que se alcance el nivel máximo, la selección de receptor en el sistema de recepción múltiple ya tampoco se cambia. Este tipo de sistema tiende al fenómeno de ruido de "clic" de alto nivel que resulta del desvanecimiento de la trayectoria múltiple . Otro tipo de sistema de recepción múltiple utiliza un indicador de resistencia de señal recibida (RSSI) para medir la resistencia de entrada RF de cada receptor. El nivel de señal RF relativamente altos, la resistencia de la señal recibida proporciona una indicación apenas adecuada de la calidad -de la señal recibida. El RSSI generó un voltaje que es proporcional a la resistencia de señal de entrada. Un controlador de sistema múltiple selecciona al receptor junto con el voltaje RSSI más alto, y el sistema emite la señal de audio desde el receptor seleccionado. Un sistema de recepción múltiple que utiliza el voltaje RSSI como los criterios de selección únicos muestra dos errores operacionales que actúan para reducir la efectividad del sistema. El primer error surge de una falta de agudeza en la cuantificación del nivel de señal de entrada RF de un receptor. El circuito RSSI de calidad más alta disponible indicará la resistencias de señal recibida con una agudeza de +/-1.5 dB sobxe la escala lineal del RSSI. El rendimiento del RSSI es lineal desde aproximadamente -124 dB desde alrededor de +/-1.5 dB . La agudeza de RSSI además genera en ambos extremos en la escala de RSSI con referencia a las FIGURAS ÍA y IB se ilustra como la inadecuación de +/-1.5 dB en el voltaje RSSI afecta el procedimiento de selección entre los receptores 102. Se hacen dos suposiciones para propósitos de está ilustración. En primer lugar, la relación de señal a ruido de salida de los receptores 102 se asume que es idéntica cuando el nivel de señal de entrada RF para cada uno de los dos receptores 102 es el mismo; normalmente los receptores no tiene tal rendimiento idéntico. En segundo lugar, la agudeza del RSSI se asume que es +/-1.5 dB . En el extremo inferior de la escala de RSSI sin embargo, normalmente no es tan preciso. Las dos suposiciones se hacen para facilitar la explicación; en una aplicación real, la confianza en el voltaje RSSI como los criterios de selección es más problemática de lo que indica está ilustración. El rendimiento de los dos receptores 102 se mide mediante la conexión de un generador de señal de RF 104 a una terminal de entrada 106 de cada receptor 102 y el analizador de audio 112 a una terminal de salida de audio 110 de cada receptor. El generador de señal RF 104 emite una señal de entrada controlada, y el analizador de audio 112 mide la relación de señal a ruido (SNR) de la salida de señal de audio para cada receptor 102. Los receptores 102 también incluyen una terminal de salida RSSI 108. Un circuito RSSI contenido dentro de cada receptor 102 emite un voltaje proporcional a la resistencia de señal recibida.

En este ejemplo, el generador de señal RF 104 conectado a un primer receptor 102, transmite una señal con un nivel de -116.0 decibeles por arriba de 1 miliwatt (dBm) al primer receptor 102_.. Con este nivel de señal de entrada, el primer receptor 102 produce una señal de salida de audio con una relación de señal a ruido de 12.0 dB, como se mide por el analizador de audio 112. La salida RSSI en la linea 108 del primer receptor 102? indica que la señal de entrada tiene un nivel de -114.5 dBm. De está manera, la salida RSSI tiene un error de +1.5 dB . Otro generador de señal 104 conectado a un segundo receptor 1022 transmite una señal con un nivel de -113.1 dB al segundo receptor 1022- En este caso, el analizador de audio 112 indica que una señal de salida de audio desde el segundo receptor 102 tiene un 18.0 dB SNR. El SNR más alto generado por el segundo receptor 1022 comparado con el primer receptor 102? resulta del nivel de señal de entrada más alto transmitido al segundo receptor 1022. El voltaje RSSI del segundo receptor 1022 sin embargo, indica un nivel de señal de -114.6 dBm. De está manera, la salida de voltaje de RSSI para el segundo receptor 1022 tiene un error de -1.5 dB . Si el receptor activo 102 en un sistema de recepción múltiple se selecciona con base en el voltaje RSSI, el primer receptor 102? se puede seleccionar debido a que tiene un voltaje RSSI más alto. La selección del primer receptor 102? sin embargo, es inadecuado debido a que el segundo receptor 1022 tiene una calidad de señal más alta como se indica por la relación de señal a ruido más alta que se lee en el analizador de audio 112. El uso de voltaje RSSI en este ejemplo, por lo tanto, puede resultar en la selección de receptor ineficiente. Un segundo error operacional provocado por el uso del voltaje RSSI como los criterios de selección surge de la falta de correlación entre un nivel de señal de entrada RF del receptor y la relación de señal a ruido de la salida de receptor. El rendimiento de receptor varia de receptor a receptor incluso cuando los receptores 102 tienen un diseño idéntico Un receptor 102 puede generar una señal de salida de audio con una relación de señal a ruido alta en un nivel de señal de entrada relativamente inferior a otro receptor 102. Si la resistencia de señal recibida, como se indica por el voltaje RSSI, es el criterio para la selección de un receptor particular 102 y los receptores no tienen rendimiento idéntico a pesar de la relación del nivel de señal de entrada RF del receptor y la relación de señal a ruido de salida del receptor, entonces el mejoramiento en la señal de audio general se reducirá desde un sistema que utiliza la relación de señal a ruido de salida como los criterios de selección. Con referencia a las FIGURAS 2A y 2B, se ilustra cómo las variaciones en el rendimiento de receptor entre diferentes receptores 102 reduce el factor de mejoramiento múltiple. En está ilustración los voltajes RSSI se asume que son adecuados. Como se describió con relación a las FIGURAS ÍA y IB, sin embargo, los voltajes RSSI normalmente no tienen más de +/-1.5 dB grado de agudeza. En este ejemplo, el generador de señal RF 104 transmite una señal con un nivel de -116.0 dBm al primer receptor 102_. La salida de voltaje RSSI en linea 108? indica adecuadamente que la señal recibida tiene un nivel de -116.0 dBm. El primer receptor 102? produce una señal de salida de audio con una relación de señal a ruido de 12.0 dBm con el nivel de señal de entrada de -116.0 dBm. Un generador de señal RF 104 acoplado con entrada 1062 de un segundo receptor 1022 transmite una señal con un nivel de -116.5 dBm. La salida de voltaje RSSI en linea 1082 indica adecuadamente un nivel de entrada de -116.5 dBm. En este ejemplo, el segundo receptor 1022 tiene una eficiencia mayor al primer receptor 102_ y produce una señal de audio con una relación de señal a ruido de 18.0 dB que corresponde al nivel de entrada de -116.5 dBm. Si un sistema de recepción múltiple selecciona receptores con base en el voltaje RSSI, el primer receptor 102? puede seleccionarse debido a que tiene una resistencia de señal de entrada mayor. La selección del primer receptor 102? es inadecuada en este caso debido a que el segundo receptor 1022 genera una señal de salida de audio que tiene una relación de señal a ruido superior. El uso del voltaje RSSI en este ejemplo, por lo tanto, puede resultar en la selección de receptor ineficiente. Con referencia ahora a la FIGURA 3, se ilustra un diagrama de bloque de un sistema de recepción múltiple 100 de dos ramas. El sistema de recepción múltiple 100 se selecciona de los receptores 102 en las dos ramas mediante la transmisión de una señal de audio en linea 110 de un receptor 102 que tiene una relación de señal a ruido más alta cuando los receptores 102 generan señales de salida de ruido que tiene menos de la relación de señal a ruido alcanzable máxima, y midiendo la transmisión de la salida de un receptor 102 con el nivel de señal de entrada RF más alto cuando los receptores 102 se generan en la relación de señal a ruido alcanzable máxima. La selección del receptor activo 102 con base en la relación de señal a ruido de receptor como los criterios de selección en niveles de entrada RF bajos y en la resistencia de señal de entrada RF en los receptores 102 conforme los criterios de selección en niveles de entrada RF permiten que el sistema genere la señal de entrada general lo mejor posible. El sistema de recepción múltiple 100 incluye dos ramas que tienen un antena 120, un receptor 102, una etapa de entrada de señal detectada 140 y un controlador de recepción múltiple 160. Una señal de entrada RF se recibe por la antena 120 y se transmite al receptor 102 a través de una terminal de señal de entrada 106. El receptor 102 incluye una terminal de señal detectada 110 y una linea de salida RSSI 108. La terminal de señal detectada 110 se acopla a una etapa de entrada de señal detectada 140. La etapa de entrada de señal detectada 14Q regula a las señales detectadas del receptor 102 y proporciona un medio para ajustar la amplitud de las señales para compensar las variaciones en los niveles de salida de detector mediante la ecualización de los niveles de señal detectada. La ecualización de las señales detectadas minimiza cualquier oscilación que pueda provocarse por el cambio 102 que generan señales detectadas que tienen niveles desiguales. Además, las señales detectadas pueden incluir un desvio DC que difiere entre los receptores 102. La etapa de entrada de señal detectada 140 de paso alto filtra las señales para remover cualquier desvio DC presente. La linea de salida RSSI 108 se conecta a un controlador de recepción múltiple 160 que ajusta el voltaje RSSI para compensar las diferencias en el rendimiento RSSI entre los receptores 102. Un selector de receptor 180 selecciona un receptor activo 102 mediante . la comparación de las diferentes señales de salida de controlador de recepción múltiple transmitidas a lo largo de las lineas 162. El selector de receptor 180 también recibe a la emisión de audio ajustada desde cada receptor 102 a lo largo de las lineas 142. Para seleccionar al receptor 102 que tiene la recepción de calidad superior, el selector de receptor 180 emite el voltaje RSSI ajustado del receptor seleccionado 102 en una linea RSSI 182 y emite la señal de audio de receptor seleccionado 102 en una linea de audio 184. La linea de audio 184 se acopla con un filtro de salida 200 para remover cualquier oscilación de velocidad alta que pueda inducirse por el cambio a alta velocidad entre los receptores 102. El filtro de salida 200 genera una emisión de audio de sistema múltiple en una linea de salida de audio 202. Un separador de datos de codificación de frecuencia-cambio (FSK) 204 se acopla a la linea de emisión de audio 202. El separador de datos de codificación de frecuencia-cambio 204 genera las salidas de datos de sistema múltiple en la terminal de salida de datos 206 mediante la decodificación de mensajes de datos que pueden codificarse en la señal de audio. El sistema de recepción múltiple 100 también incluye un circuito de reducción de ganancia 190 que responde al voltaje de salida RSSI ajustado del receptor seleccionado 102 para controlar la operación de amplificadores incluidos en cada receptor 102. Mediante la desactivación de los amplificadores en los receptores 102 en niveles de señal de entrada RF altos, el circuito de reducción de ganancia 190 permite que el procedimiento de selección múltiple continúe a niveles de entrada más altos de lo que seria posible de otra manera. El incremento en el número de ramas en el sistema 100 incrementa el factor de mejoramiento múltiple del sistema si las antenas 120 se colocan en una configuración eficiente. La separación requerida de -la antena para la operación eficiente de sistema es principalmente una función de la longitud de onda de las señales transmitidas . El grado de la correlación general entre los receptores 102 se reduce por el incremento del número de receptores 102. El mejoramiento en incremento que resulta de la adición de receptores, sin embargo, se reduce con cada receptor adicional. Por ejemplo, la adición de un tercer receptor proporciona un mayor incremento en el factor de mejoramiento múltiple en la adición de un cuarto receptor; la adición de un cuarto receptor proporciona un mayor incremento en el factor de mejoramiento que la adición de un quinto receptor; y asi sucesivamente. En una modalidad preferida, el sistema de recepción múltiple 100 incluye tres receptores 102. Cada receptor 102 se acopla individualmente a una antena respectiva 120. Mediante la colocación de cada antena 120 en una esquina de un triángulo imaginario equilateral, existe la posibilidad de una correlación entre las tres señales recibidas si se utiliza un triángulo adecuadamente dimensionado. De está- manera, el uso de una configuración de antena triple reduce la ocurrencia de desvanecimiento a una mayor extensión de un sistema de recepción múltiple de dos ramas . Con referencia ahora a la FIGURA 4, se ilustra un diagrama de bloque más detallado de un receptor 102 en el sistema de recepción múltiple 100. El receptor 102 incluye un amplificador de ruido bajo 114 para amplificar las señales de entrada RF. El amplificador de ruido bajo 114 produce aproximadamente 15 dB de ganancia en el receptor 102. La señal amplificada se emite a través de la linea 118 y se detecta por el detector 130. El detector 130 incluye un desmodulador y/o discriminador para generar una señal detectada RF desde la señal recibida por la antena 120. La señal detectada se emite a una terminal de salida de audio 110. El receptor 102 también incluye una linea de ACTIVACIÓN LNA 192 para la recepción de señales desde el circuito de reducción de ganancia 190 (FIGURA 3) . Una alta emisión lógica desde el circuito de reducción de ganancia 190 se activa al amplificador 114 e interrumpe la ganancia de 15 dB del amplificador. Cuando el amplificador de ruido bajo 114 se desactiva, el amplificador genera aproximadamente 7 dB de pérdida en la señal RF, reduciendo de está manera la emisión de audio por una cantidad total de alrededor de 22 dB . Un Indicador de Resistencia de Señal Recibida 116 (RSSI) mide la resistencia de señal de la señal producida a lo largo de la linea 118 desde el amplificador 114 y emite un voltaje que indica la resistencia de señal en un puerto de salida RSSI 108. Con referencia ahora a la FIGURA 5, se ilustra un circuito para calibrar un controlador de recepción múltiple 160 en un sistema de recepción múltiple 100. El controlador de recepción múltiple 160 incluye un filtro de paso bajo 164 acoplado con la linea de salida RSSI 108. La salida de filtro se acopla con un procesador de RSSI 166. El filtro de paso bajo 140 remueve cualquier componente de frecuencia alta de las señales de voltaje de RSSI mientras se conservan las fluctaciones de amplitud de frecuencia inferior producidas por el desvanecimiento de trayectoria múltiple inducida por el movimiento relativo. Aunque el filtro de paso bajo 140 mejora la respuesta del sistema de selección de receptor en general, el filtro es particularmente útil para el mejoramiento del sistema en respuesta a niveles de entrada de RF bajos. El procesador de RSSI 166 contiene el nivel para ajustar el circuito que permite el cambio de un nivel de salida del procesador con respecto al nivel de la señal de voltaje de RSSI generada por el receptor 102. Cada procesador RSSI 166 en el sistema de recepción múltiple 100 se calibra individualmente para producir un voltaje que indica la relación de señal a ruido cuando el receptor 112 genera las señales de salida de audio que tienen menos de una relación de señal a ruido de umbral seleccionada. Una calibración adicional del procesador RSSI 166 también permite que el procesador RSSI produzca una señal que indica el nivel de señal de entrada RF una vez que la señal de salida de audio del receptor alcanza la relación de señal a ruido de umbral seleccionado. En la modalidad preferida, un valor de relación de señal a ruido se encuentra en o cerca de la relación de señal a ruido alcanzable máxima se selecciona en la relación de señal a ruido de umbral. El procedimiento de calibración se lleva a cabo antes de que el receptor 102 se instale en el sistema de recepción múltiple 100. En el procedimiento de calibración, un generador de señal RF 104 se acopla con la linea de señal de entrada 106 del receptor 102 para generar señales de entrada de RF controladas. Un analizador de audio 112 se acopla con la línea de salida de audio 110 para medir la relación de señal a ruido de la señal de audio desde el receptor 102, y un medidor de voltaje digital (DVM) 164 se acopla con la salida del procesador de RSSI 166 para la medición de la señal de voltaje RSSI filtrada de paso bajo procesada . El generador de señal 104 primero se ajusta para generar una señal de entrada de receptor que tiene una amplitud suficiente para producir una primera señal a ruido especificada (normalmente 12.0 dB) como se mide por el analizador de audio 112. El circuito de ajuste de nivel del procesador de RSSI 166 entonces se cambia a la salida de un voltaje preseleccionado, como se mide por el DVM 164, representativo de la primera relación de señal a ruido especificada . El procedimiento de calibración continúa mediante el incremento de la salida del generador de señal 104 hasta que el receptor 102 produce una señal de salida de audio con una segunda relación de señal a ruido (22.0 dB, por ejemplo) . El circuito de ajuste de nivel en el procesador RSSI 166 se ajusta para cambiar además la salida de procesador para producir un segundo voltaje preseleccionado, como se mide por el DVM 164. El segundo voltaje preseleccionado es representativo de la segunda relación de señal a ruido. El procedimiento de calibración se repite en una pluralidad de valores de relación de señal a ruido diferentes hasta que la relación de señal a ruido máxima (tipicamente alrededor de 40 dB) se alcanza. En este punto, otro incremento de la salida del generador de señal no tendrá ningún efecto en la relación de señal a ruido de la señal recuperada. Mediante la repetición del procedimiento de calibración en una pluralidad de niveles de generador de señal diferente 104 para cada uno de los receptores 102, diferencias en el rendimiento de cada receptor 102 pueden removerse mediante el ajuste adecuado de circuito de ajuste de nivel de cada procesador de RSSI 166. Esta ecualización del rendimiento de receptor permite que el selector de receptor 180 compare las salidas de procesador RSSI para determinar de manera adecuada que el receptor 102 produzca la mejor relación de señal a ruido cuando opera a menos de la relación de señal a ruido alcanzable máxima. Una vez que el procesador de RSSI 166 se calibra a través de la escala dinámica de las relaciones de señal a ruido, el procedimiento de calibración se continua para incrementar además la salida de generador de señal para el receptor 102 por arriba del nivel requerido para producir la relación de señal a ruido alcanzable máxima. En la modalidad preferida, el nivel de la entrada de diseño RF al receptor 112 incrementa en 50 dB . El circuito de ajuste de nivel se cambia a la salida de un voltaje representativo del nivel de señal de entrada superior. Siguiendo el procedimiento para cada procesador de RSSI 166, la salida de RSSI de cada receptor 102 se calibra para permitir las comparaciones adecuadas entre los voltajes de RSSI. Una vez que los procesadores de RSSI 166 se calibran totalmente, el sistema de recepción múltiple 100 se establece para seleccionar el receptor 102 produciendo la relación de señal a ruido más alta cuando se opera por debajo de las relación de señal a ruido alcanzable máxima y se ajusta para seleccionar el receptor 102 que tiene el nivel de señal de RF superior.

Con algunos receptores 102 es posible utilizar un procedimiento de calibración abreviado en el que los receptores se calibran solamente en los niveles de señal de entrada RF de receptor. En un procedimiento de calibración abreviado, el generador de señal 104 primero se ajusta para generar una señal de entrada que produce una señal de audio que tiene menos de una relación de señal a ruido alcanzable máxima. El circuito de ajuste de un nivel se calibra para la salida de un voltaje especificado en la relación de señal a ruido seleccionada. El generador de señal 104 entonces ajusta para producir un segundo nivel de entrada de señal RF que está por arriba del nivel necesario para producir la relación de señal a ruido alcanzable máxima, y el circuito de ajuste de nivel se calibra para emitir un voltaje especificado mayor para el segundo nivel de entrada específico. Mediante el uso del procedimiento de calibración total o abreviado en cada rama del sistema de recepción múltiple permite la selección eficiente entre receptores mediante la remoción efectiva de los efectos de medición inadecuados en el circuito de RSSI. El procedimiento de calibración también se ajusta para las diferencias entre receptores en el grado de correlación entre los niveles de señal de entrada de RF de receptor y las relaciones de señal a ruido de salida del receptor. De está manera, el sistema de recepción múltiple de la presente invención representa un mejoramiento sobre sistemas que solamente se basan en voltajes de RSSI como los criterios de selección. Además, a diferencias de los sistemas que utilizan solamente la relación de señal a ruido como criterios de selección, el procedimiento de calibración descrito con anterioridad también permite la selección múltiple para continuar aún después de que un receptor alcanza su relación de señal a ruido alcanzable máxima. Con referencia ahora a la FIGURA 6, se muestra un diagrama de bloque del selector de receptor 180. El receptor del receptor 180 incluye un comparador 186 para comparar los voltajes de RSSI ajustados que se emiten desde los procesadores de RSSI 166 en las diversas ramas del sistema de recepción múltiple 100. EL comparador 186 genera una señal que indica la rama del sistema que tiene el nivel de voltaje de RSSI ajustado más alto en cualquier momento. La salida de señal del comparador se acopla con un selector de RSSI 189 y un selector de audio 188. En respuesta a la emisión de señal comparador, el selector de RSSI 189 emite el voltaje de RSSI (RSSI SELECT) del receptor seleccionado 102, y el selector de audio 188 emite la salida de señal de audio (AUDIO SELECT) del receptor seleccionado 102. De está manera, el selector de receptor 180 emite solamente las señales desde el receptor 102 que tienen la salida de audio de calidad superior en cualquier momento.

El selector de receptor 180 mostrada en la FIGURA 6 incluye dos ramas. Como se describió con anterioridad, un sistema de recepción múltiple 100 puede incluir ramas adicionales para incrementar el factor de mejoramiento múltiple. El selector de receptor 180 en el sistema 100 puede seleccionarse entre tres o más ramas mediante el uso de un comparador 186 que compara los tres o más voltajes de RSS1. El selector de RSSI 189 y el selector de audio 188 seleccionan entre las señales de RSSI y audio de las tres o más ramas en respuesta a la salida del comparador. En otra modalidad, el selector de receptor 180 incluye etapas de comparador/selector adicionales idénticas a la etapa única mostrada en la FIGURA 6. Por ejemplo, en el sistema de tres brazos, un comparador de segunda etapa 186 comparará a la salida de RSSI de la primera etapa de comparador/selector con la salida de RSSI ajustada desde una tercera rama del sistema 100. El selector de RSSI 189 y un selector de audio 188 en la segunda etapa entonces emite- a las señales de RSSI y audio desde el receptor seleccionado 102 de acuerdo con la señal de salida de comparador de segunda etapa. Con referencia de nuevo a la FIGURA 3, el sistema de recepción múltiple incluye un circuito de reducción de ganancia por controlar la operación del amplificador de ruido bajo 114 (mostrada en la FIGURA 4) en cada receptor 102. Los voltajes de RSSI tienden a saturarse a niveles de entrada de RF relativamente altos. Una vez que la entrada de RF alcanza cierto nivel, el RSSI 116 en el receptor 112 es limitado y no generará emisiones de voltaje que sean proporcionales a incrementos adicionales en el nivel de entrada de RF. Cuando el voltaje de RSSI se satura, el procesador de RSSI 166 no producirá una emisión de voltaje que indique de manera adecuada la alta calidad de la señal de entrada de RF. Los efectos dañinos del desvanecimiento de trayectoria múltiple ocurren sin embargo, incluso a niveles altos de señal de RF. Para aliviar tal situación, el sistema de recepción múltiple 100 incluye un circuito de reducción de ganancia 190 que reduce la ganancia de señal introducida por el amplificador de ruido bajo 114 en el receptor 102. El circuito de reducción de ganancia 190 detecta el nivel de la señal de RSSI recibida desde un selector de receptor 180 a lo largo de la línea 182. Al detectar una señal de RSSI de amplitud suficiente, el circuito de reducción de ganancia 190 produce una emisión de nivel lógica (LNA DISABLE) . La emisión de nivel lógico apaga los amplificadores de ruido bajo 114 en los receptores 102. La desactivación del amplificador de ruido bajo 114 reduce la entrada de RF para el receptor 102 alrededor de 22dB, esencialmente añadiendo otros 22dB de escala dinámica en el extremo superior de la escala de resistencia de señal.

Normalmente, el procedimiento de selección de receptor no continua cuando el RSSI se satura debido a que los voltajes de RSSI no cambian. Si los voltajes RSSI no cambian, el receptor seleccionado 102 tampoco cambiará. Mediante la reducción de la ganancia introducida en el receptor 102, el circuito de reducción de ganancia 190 permite que el procedimiento de selección múltiple continúe a niveles de señal más altos y asegure que el mejoramiento múltiple se extenderá en áreas con niveles de señal superiores. El sistema de recepción múltiples 100 también proporciona un voltaje proporcional a la calidad de la señal, como se genera por el procedimiento de selección múltiple, a un dispositivo de calidad de señal externa 196. El dispositivo externo 196 muestra una indicación de resistencia de señal para un usuario del sistema de comunicación. Se apagan los amplificadores de ruido bajo 114 en respuesta a una señal LNA DISABLE, sin embargo, esto produce un cambio abrupto en el voltaje de RSSI generado por los receptores 102. El cambio abrupto provoca una discontinuidad en el voltaje de la calidad de señal y resultará en una lectura inadecuada de la calidad de la señal por el dispositivo de calidad de señal externa 196. Para evitar la discontinuidad en el voltaje de calidad de señal, el sistema de recepción múltiple 100 incluye un sumador de voltaje 194. El sumador de voltaje 194 responde a la señal LNA DISABLE mediante la adición al voltaje de calidad de señal de un voltaje igual en magnitud al cambio abrupto en el voltaje de RSSI. De está manera, el sumador de voltaje 194 minimiza la discontinuidad en el voltaje suministrado al dispositivo de calidad de señal externo 196 permitiendo que el dispositivo 196 indique una calidad de señal alta incluso cuando la ganancia interna del sistema se reduce. Aunque una modalidad preferida de la invención se ha ilustrado en los dibujos anexos y descrito en la Descripción Detallada anterior, se entenderá que la invención no se limita a la modalidad descrita, sino que es capaz de numerosas disposiciones y modificaciones de partes y elementos sin apartarse del espíritu de la invención.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de recepción múltiple para recepción ífl de señal, caracterizado porque comprende: una pluralidad de receptores, cada receptor 5 generando una señal detectada desde una señal de frecuencia de radio recibida; y un selector de receptor acoplado a cada uno de la pluralidad de receptores para seleccionar un receptor y emitir la señal detectada de receptor seleccionado, el ^P 10 selector de receptor incluye un selector de audio para seleccionar el receptor de una pluralidad de receptores que generan la señal detectada que tiene la relación de señal a ruido relativa más alta cuando la señal detectada de cada uno de los receptores tiene una relación de señal a ruido en o 15 por arriba del umbral.
2. 2. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada receptor comprende un indicador de resistencia de señal para generar una señal de resistencia recibida que indica la resistencia 20 de señal de la señal de frecuencia de radio recibida, y en donde el selector de receptor incluye un comparador para seleccionar uno de la pluralidad de receptores con base en la señal de resistencia recibida generada.
3. 3. El sistema de recepción múltiple de conformidad 25 con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende una pluralidad de controladores de recepción múltiples, cada controlador de recepción múltiple estando acoplado individualmente al indicador de resistencia de señal de uno de la pluralidad de receptores para recibir a la señal de resistencia recibida y ecualizar la señal de resistencia recibida desde el indicador de resistencia de señal con relación a la señales ecualizadas desde otros controladores de recepción múltiples, cada controlador de recepción múltiple emitiendo la señal ecualizada, las señales ecualizadas acopladas con el comparador del selector de receptor para seleccionar al receptor que tiene a la señal detectada -de calidad relativa más alta.
4. 4. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque cada controlador de recepción múltiple comprende un procesador de resistencia de señal ajustable para girar la señal de resistencia recibida para emitir una señal ecualizada que tiene un nivel de señal específico que corresponde al nivel de señal de entrada seleccionado.
5. 5. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada controlador de recepción múltiple comprende además un filtro de paso bajo para filtrar los componentes de frecuencia alta de las señales de resistencia recibidas desde el indicador de resistencia de señal.
6. 6. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque una etapa de entrada de señal detectada para cada una de la pluralidad de receptores y la recepción de la señal detectada desde un receptor para ecualizar la amplitud de las señales detectadas para compensar las variaciones en los niveles de salida de receptor para filtrar la desviación de CD desde las señales detectadas.
7. 7. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque cada selector de receptor comprende: el comparador recibe las señales ecualizadas desde la pluralidad de controladores de recepción múltiples y determina al receptor que tiene la calidad de señal detectada relativa más alta de acuerdo con la comparación, seleccionando al receptor que genera la calidad de señal detectada relativa más alta, y generando una señal de selección de receptor para indicar al receptor seleccionado; un selector de resistencia de señal que responde a la señal de selección de receptor y a las señales ecualizadas desde la pluralidad de controladores de recepción múltiples para seleccionar y omitir una señal ecualizada seleccionada, la señal ecualizada seleccionada definida como la emisión de señal ecualizada desde el controlador de recepción múltiple acoplado con el receptor seleccionado; y un selector de señal detectada que responde a la señal de selección de receptor y a las señales detectadas desde la pluralidad de receptores para seleccionar y emitir una señal detectada seleccionada, desde el receptor seleccionado.
8. 8. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque cada receptor de la pluralidad de receptores además comprende un amplificador de ruido bajo para amplificar la señal de frecuencia de radio recibida.
9. 9. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende un circuito de reducción de ganancia para desactivar el amplificador de ruido bajo en un receptor cuando una señal ecualizada del receptor alcanza un nivel de umbral preseleccionado.
10. 10. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende una pluralidad de antenas, cada antena acoplada individualmente con uno de la pluralidad de receptores para recibir una señal de frecuencia de radio transmitido.
11. 11. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque cada receptor además comprende un detector para detectar una señal de frecuencia de radio recibida.
12. 12. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un filtro de salida acoplado con el selector de receptor para filtrar las oscilaciones de alta velocidad inducidas por el cambio de alta velocidad y para emitir una salida, de audio de recepción múltiple desde el receptor seleccionado.
13. 13. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende un separador de datos de codificación de cambio de frecuencia acoplado al filtro de salida en respuesta a la emisión de audio de recepción múltiple para generar una emisión de datos de recepción múltiple.
14. 14. Un sistema de recepción múltiple para recepción de señal de alta calidad caracterizado porque comprende: una pluralidad de ramas de recepción, cada rama de recepción comprendiendo: una antena para recibir una señal de frecuencia de radio transmitida; un receptor individualmente acoplado con la antena para generar una señal detectada desde la señal de frecuencia de radio recibida, el receptor incluyendo un indicador de resistencia de señal para generar una señal de resistencia recibida que indica la resistencia de señal de la señal de frecuencia de radio recibida; un controlador de recepción múltiple acoplado con el indicador de resistencia de -señal del receptor y que recibe a la señal de resistencia recibida, el controlador de recepción múltiple ecualizando a la señal de resistencia recibida con relación a las señales ecualizadas en las otras ramas de recepción del sistema de recepción múltiple, y emitiendo la señal de ecualizado; y un selector de receptor acoplado con el receptor en el controlador de recepción múltiple de cada una de la pluralidad de ramas de recepción emitiendo la señal detectada de un receptor seleccionado, el selector de receptor incluyendo un selector de audio para seleccionar al receptor desde la pluralidad de receptores que generan la señal detectada que tiene la relación de señal a ruido relativa más alta cuando la señal detectada desde cada uno de los receptores tiene una relación de señal a ruido por debajo de un umbral, y para la selección del receptor desde la pluralidad de receptores que generan la señal detectada que tiene la resistencia de señal relativa más alta cuando la señal detectada desde cada uno de los receptores tiene una relación de señal a ruido en o por arriba del umbral.
15. 15. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el controlador de recepción múltiple en cada una de la pluralidad de ramas de recepción comprende además: un filtro de paso bajo para filtrar los componentes de alta frecuencia de la señal de resistencia recibido; y un procesador de resistencia de señal ajustable para encender el controlador de recepción múltiple para emitir una señal ecualizada que tiene un nivel de señal específico que corresponde al nivel de señal de entrada seleccionado .
16. 16. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque cada rama de recepción comprende además una etapa de entrada de señal detectada para ecualizar la amplitud de las señales detectadas para compensar las variaciones en los niveles de emisión de receptor y para filtrar la desviación DC desde las señales detectadas.
17. 17. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el receptor en cada rama de recepción comprende además: un amplificador de ruido bajo para amplificar una señal de frecuencia de radio recibido; y un detector acoplado con el amplificador de ruido bajo para detectar una señal de frecuencia de radio recibida.
18. 18. El sistema de recepción múltiple de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque comprende un circuito de reducción de ganancia acoplado con el selector de receptor para desactivar el amplificador de ruido bajo en el receptor en cada rama de recepción cuando la señal ecualizada del receptor seleccionado alcanza un nivel de umbral preseleccionado.
19. 19. Un método para mejorar la recepción de señal de frecuencia de radio en un sistema de comunicación que tiene una pluralidad de receptores, caracterizado porque comprende los pasos de: recibir una señal de frecuencia de radio transmitida en cada uno de la pluralidad de receptores; detectar la señal de frecuencia de radio recibida por cada receptor para generar una señal detectada para cada receptor; generar una pluralidad de señales ecualizadas, cada señal ecualizada correspondiendo con la señal detectada para un receptor individual, en donde la generación de una señal ecualizada que corresponde a un receptor individual, comprende los pasos de: generar una señal de resistencia recibida relacionada con la resistencia de la señal de frecuencia de radio recibida por el receptor; ajustar la amplitud de una señal de resistencia recibida por debajo de un nivel requerido para producir una relación de señal a ruido de umbral preseleccionado para compensar las imprecisiones en la señal de resistencia recibida y para proporcionar la correlación entre la señal de resistencia recibida y una relación de señal a ruido de la señal detectado; y calibrar la amplitud de la señal de resistencia recibida para indicar la resistencia de la señal recibida con referencia a la señal de resistencia recibida por arriba del niveJ requerido para producir la relación de señal a ruido de umbral preseleccionado; y comparar las señales ecualizadas para cada uno de la pluralidad de receptores; y seleccionar el receptor activo que tiene la amplitud más alta entre la pluralidad de señales ecualizadas.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende los pasos de: ajustar la amplitud de la señal detectadas para compensar las variaciones en los niveles de emisión de receptor; y filtrar las señales detectadas para remover la desviación de DC desde las señales detectadas.