MXPA97000603A - Probador de antena y cable alimentador - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de comunicaciones que incluyen una estación de base con una antena de transmisión por medio de un cable alimentador de transmisión y acoplado con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor, un método y sistema para las antenas y los cables alimentadores incluye un aparato de prueba colocado en o cerca del extremo de la antena de los cables alimentadores. Un procesador colocado dentro del aparato de prueba inicia las pruebas en respuesta a los mandos recibidos desde la estación de base por medio de una interfaz digital que de preferencia usa uno o ambos cables alimentadores como un medio de comunicaciones. El aparato de prueba incluye acopladores direccionales para cada uno de los cables alimentadores y detectores de energía correspondientes para medir tanto la potencia de avance (incidente) como de reversa (reflejada). Todos los resultados de la prueba pueden enviarse luego a la estación de base, por medio de un interfaz digital para análisis adicional e informe del estado actual.

Description

PROBADOR DE ANTENA Y CABLE ALIMENTADOR" ANTECEDENTES La presente invención se relaciona con un probador de antena y cable alimentador y, más particularmente con la prueba de antenas y cables alimentadores asociados con la estación de base en un sistema de comunicación de teléfono móvil. Los sistemas de comunicaciones móviles, tales como sistemas de teléfono celular, dependen típicamente del uso de radio para comunicarse con los abonados móviles. Como se ilustra en la Figura 1, estos sistemas tienen un sitio fijo, tal como una estación de base de sistema de teléfono celular (BS) 101, acoplada con una antena 105 de transmisión (TX) por medio de un cable 103 alimentador TX . La BS 101 se acopla además con una antena 109 receptora (RX) por medio de un cable 107 alimentador RX. Cuando el sistema está en funcionamiento, las señales de frecuencia de radio son transmitidas desde la antena 105 TX al abonado 111 móvil. Las señales transmitidas por el abonado 111 móviles son recibidas por la antena 109 RX y suministradas a la BS 101 por medio del cable alimentador 107 RX. Debido al funcionamiento apropiado de los cables TX y RX 103, 107 y las antenas TX y RX 105, 109, es crítico para el sistema de comunicaciones, que estas se prueben al tiempo de instalación y contin en supervisándose durante su funcionamiento. Se usan convencionalmente dos métodos para la supervisión de la operación de los cables alimentadores TX y RX 103, 107 y las antenas TX y RX 105, 109: la medición directa de la relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR) y el uso de métodos estadísticos. Se proporciona un aparato 113 de prueba en la BS 101 para llevar a cabo cualesquiera o ambas de estas pruebas. Para probar la trayectoria de transmisión, la medida de VSWR directa puede llevarse a cabo midiendo la VSWR del cable 103 alimentador y/o la antena TX 105 usando una potencia de señal que ya se ha transmitido mediante la BS 101. Usando el aparato 113 de prueba situado en la BS 101, la potencia que sale de la BS '101 se compara con la potencia reflejada en la BS 101 desde el alimentador TX 103. Una pérdida de regreso baja indica una buena combinación del alimentador TX/antena TX (todo se ha irradiado) ; una pérdida de regreso elevada indica que algo está mal (v.gr., el alimentador TX 103 está quebrado, la antena TX 105 falta, etc.). La función de medición se lleva a cabo con un acoplador direccional y detectores de potencia, que son bien conocidos en la técnica. Los detectores de potencia alternativamente pueden ser de la variedad de banda angosta o banda amplia. En sistemas de acceso múltiples de división en tiempo (TDMA) , los detectores de potencia pueden trabajar sobre una base por intervalo de tiempo (comparando la potencia de avance y de reversa en cada intervalo de tiempo) . En los sistemas que no son de TDMA, puede detectarse la potencia promedio. La prueba de la antena TX 105 además puede incluir la comprobación de la condición de los transmisores (no ilustrados) midiendo la potencia de avance. A fin de probar la trayectoria receptora, puede hacerse una medida del cable 103 alimentador y/o de la antena 105 inyectando una señal de tono de prueba en el lado de la estación de base del cable RX alimentador 107 inhibiendo la señal reflejada. Alternativamente, la prueba de la trayectoria receptora puede simplemente involucrar métodos estadísticos tales como correlacionar la intensidad de la señal recibida con una distancia conocida entre la BS 101 y el abonado 111 móvil. (La distancia entre la BS 101 y el abonado 111 móvil puede determinarse en la BS 101 midiendo la duración de tiempo desde la transmisión de una ráfaga desde la BS 101 hasta que es recibida una respuesta del abonado 111 móvil. En sistemas de acceso múltiples de división de tiempo el tiempo de "ida y vuelta" del abonado 111 móvil es ajustable de acuerdo con un mando de la BS 101 a fin de permitir que los intervalos de los abonados móviles diferentes lleguen a un receptor de la estación de base y buen orden del TDMA sin traslaparse) . Una intensidad de señal menor que la esperada podría ser indicativa de un problema con uno o ambos de la antena RX 109 y el cable RX alimentador 107. En su forma más sencilla, los métodos estadísticos se pueden usar también para comprobar que la salud total del sistema de comunicaciones incluyendo las antenas TX y RX 105, 109 y los cables 103, 107 alimentadores. Es decir, si el tráfico de las comunicaciones se intercambia, entonces se considera que el sistema está funcionando apropiadamente. Si el tráfico no se ha intercambiado a través de una cierta cantidad de tiempo, entonces se detecta el problema. Los métodos de prueba convencionales anteriormente descritos presentan un número de problemas. Uno de estos se suscita del hecho de que los cables alimentadores típicos tiene un pérdida de aproximadamente 3 dB. Consecuentemente, aún si la antena se removiera enteramente, una medida de VSWR llevada a cabo en el extremo de la BS del cable alimentador no detectaría una pérdida de regreso que exceda de 6 dB. La pérdida de regreso medida luego es tanto una función de la pérdida real del cable alimentador como es una función de la antena VSWR. La exactitud de la medida puede mejorarse midiendo/valorando la pérdida del cable alimentador y compensando esta pérdida en el sistema de medición. Sin embargo, aún cuando se conozca la pérdida del cable alimentador, la exactitud de la medida todavía será muy deficiente. De esta manera, a pesar del hecho de que pueda hacerse una medida exacta de la potencia transmitida en el lado de la BS del alimentador, la cantidad de esta potencia transmitida que se transmite en realidad a través de la antena es insegura debido a la exactitud muy limitada de la medida de VS R. Los métodos estadísticos también tienen problemas, a pesar de su sencillez. Para comenzar, la exactitud de estos métodos está limitada. Asimismo, los métodos estadísticos sólo pueden usarse cuando se intercambia el tráfico de la comunicación. En ausencia de este tráfico, es imposible saber si es simplemente el caso de que nadie está llamando o si las llamadas no están siendo recibidas debido a que antena está funcionando incorrectamente. Este puede ser un problema serio para estaciones de base que están situadas en ubicaciones distantes. Por ejemplo, tomemos en cuenta de una estación de base colocada en una isla en un archipiélago, que no han intercambiado una llamada durante todo el mes de Noviembre. Debido a la ubicación distante, esto simplemente puede ser el resultado natural de que nadie ha tratado de colocar una llamada. Sin embargo, es también posible de que un huracán en Octubre haya roto la antena RX. En esta situación, es necesario que el operario tenga una manera para determinar si debe ser enviada a la isla una persona que se encarga de reparación.

COMPENDIO Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un método y un. aparato para hacer determinaciones exactas de las condiciones de la antena y el cable alimentador. Un objeto adicional de la presente invención es controlar y tomar medidas de la antena y el cable alimentador desde una ubicación distante tal como una estación de base. De conformidad con un aspecto de la presente invención, el objeto anteriormente citado y otros objetos se logran en un sistema de comunicaciones que incluyen una estación de base acoplada con una antene de transmisión por medio de un cable alimentador de transmisión y acoplado con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor. Se sitúa un aparato de prueba en o cerca de los extremos de la antena (es decir, en la parte superior) de los cables alimentadores . El aparato de prueba incluye un procesador que controla a los elementos restantes en el aparato de prueba. El aparato incluye asimismo medios de comunicación para proporcionar comunicación bidireccional entre el procesador y la estación de base. En una modalidad preferida, el medio de comunicación es una interfaz de comnunicaciones digital tal como una interfaz en serie/salida (1/0) acoplada con uno o más de los cables alimentadores . Desde luego, la estación de base está equipada de manera semejante con medios de comunicación que son compatibles con aquél que se proporciona en el aparato de prueba. En respuesta a los mandos recibidos desde la estación de base, el procesador puede iniciar una o más pruebas. Para probar el cable alimentador de transmisión, un detector de potencia acoplado en o cerca del extremo de la antena del cable, mide la intensidad de una señal que se está suministrando a la antena de transmisión. El acoplamiento de preferencia se proporciona mediante un acoplador bidireccional. La pérdida ocasionada por el cable puede determinarse comparando la potencia medida en la parte superior del cable con la potencia conocida de la señal suministrada al otro extremo del cable mediante la estación de base. Se proporciona asimismo una combinación de detector de potencia/acoplador direccional de manera que la potencia reflejada desde la antena de transmisión también pueda medirse. En una modalidad alternativa, se acopla un solo detector de potencia con los dos acopladores direccionales, siendo el detector de potencia capaz de conmutarse bajo el control del procesador entre las direcciones de avance y de reversa. Las medidas de potencia de avance y de reversa pueden usarse para determinar la VSWR de la antena. Estos resultados se pueden comunicar de nuevo a la estación de base, a través del medio de comunicación de manera que la estación de base pueda comparar la VSWR medida con un valor esperado. Para probar el lado receptor, el dispositivo de prueba además incluye un generador de tono de prueba. La condición del cable de transmisión receptor puede probarse en respuesta a un mando desde la estación de base suministrando un tono de prueba de intensidad conocida o determinable al extremo de la antena del cable alimentador receptor. La intensidad de la señal en el otro extremo del cable alimentador receptor puede medirse en la estación de base. La estación de base luego puede determinar la cantidad de atenuación que ocurrió en el cable y comparar esto con un valor esperado. El generador de tono de prueba también puede ser útil para probar la antena receptora. En este caso, la potencia del tono de prueba que se está suministrando a la antena receptora es ya conocida o se ha medido. Un detector de potencia acoplado con el extremo de la antena del cable alimentador receptor mide la potencia de la señal de tono de prueba reflejada de manera que pueda determinarse la VSWR. Esta información se puede comunicar a la estación de base a través del medio de comunicación. En la estación de base, la VSWR medida puede compararse con una VSWR esperada a fin de determinar la condición de la antena receptora. En cualesquiera de las modalidades anteriormente citadas, el procesador dentro del aparato de prueba alternativamente puede calcular la VSWR medida, comparar esta a los valores esperados y comunicar un resultado de prueba "O /No O "de nuevo a la estación de base.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los objetos y ventajas de la invención se comprenderán leyendo la siguiente descripción detallada junto con los dibujos en los cuales: La Figura 1 es un diagrama funcional de un sistema de comunicaciones móvil de la técnica anterior; La Figura 2 es un diagrama funcional de un sistema de comunicaciones móvil, incluyendo un aparato de prueba de conformidad con la presente invención; y La Figura 3 es un diagrama funcional detallado del aparato de prueba de la invención.; y La Figura 4 es una gráfica de flujo de una secuencia para probar un cable TX alimentador de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA Es evidente de la descripción que antecede que seria útil hacer medidas en el lado de la antena del cable alimentador en donde pueden medirse exactamente la antena VSWR. Podría considerarse hacer esto colocando el equipo de detección de potencia en el extremo de la antena del cable alimentador y enviando las señales de medición de potencia detectadas incidentes y reflejadas a las líneas dedicadas hasta la estación de base. Este enfoque tiene problemas, sin embargo, debido a que se requiriría una interfaz analógica compleja que envía ya sea las señales de frecuencia de radio acopladas (RF) o las señales de corriente directa detectadas (DC) a través de un par de cables largos hasta la BS 101, en donde se hace la determinación de VSWR. Además, este enfoque también requeriría el conocer con un alto grado de precisión, la pérdida de estos dos cables adicionales. La presente invención, permite tomar las medidas en el lado de la antería del cable alimentador, mientras que se evitan los problemas justamente descritos. Haciendo ahora referencia a la Figura 2, un diagrama funcional de un sistema de comunicaciones móvil de conformidad con la presente invención se ha mostrado. La estación 201 de base está acoplada con un cable TX alimentador 203 y con un cable RX alimentador 205. Los extremos de la antena de cada cable TX alimentador 203 y cable RX alimentador 205 se acoplan con las antenas TX y RX 209, 211, respectivas para suministrar y recibir las señales asociadas con el funcionamiento normal del sistema de comunicaciones móvil. Un aparato 207 de prueba que lleva a cabo las funciones de prueba que se describirán a continuación se acopla esencialmente en o cerca de los extremos de la antena de los cables TX y RX alimentadores 203, 205. Esta ubicación en o cerca de los extremos de antena de los cables TX y RX alimentadores 203, 205 se referirá a continuación en esta especificación como la "parte superior" de los cables alimentadores respectivos. De conformidad con la presente invención, las funciones de medición asociadas con la prueba y supervisión de las antenas y los cables alimentadores se llevan a cabo mediante el aparato 207 de prueba en las partes superiores de los cables TX y RX alimentadores 203, 205 en vez de la BS 201. Esto supera todos los problemas de medición asociados con la técnica anterior en donde un sistema de medición se coloca en la ?? 101. Un diagrama funcional detallado del aparato de prueba 207 se ilustra en la Figura 3. El aparato 207 de prueba de preferencia es una unidad integral alojada en una caja a prueba de intemperie resistente (no ilustrada) . El corazón del aparato 207 de prueba es un procesador 301 que puede se cualesquiera de un número de microprocesadores de una sola pastilla comercialmente obtenibles. El microprocesador 301 lleva a cabo un programa de control almacenado en al memoria 303, que ocasiona que coordine el funcionamiento de los elementos restantes que comprenden el aparato 207 de prueba. Debido a que el aparato 207 de prueba típicamente está situado en una ubicación que no es fácilmente accesible para un operario humano, la memoria 303 de preferencia es una memoria no volátil, tal como una memoria de lectura solamente (ROM) en donde se almacena permanentemente el programa de control . El aparato 207 de prueba está también equipado con interfaces de comunicación digitales para comunicarse ' con la BS 201. En la modalidad preferida, estas son la interfaz 305 de entrada/salida de la serie TX (SIO) y la interfaz 307 de RX SIO. Cada una de estas está acoplada con el procesador 301 y con un cable respectivo de los cables TX y RX alimentadores 203, 205. De esta manera, los cables alimentadores de antena no solamente transmiten las señales de frecuencia de radio que constituyen el tráfico de comunicación normal asociado con la BS 201 sino que porporcionan también un enlace de comunicaciones entre la BS 201 y el procesador 301, de manera que las operaciones de medición puedan iniciarse desde la BS 201 y a fin de que el procesador 301 pueda informar de nuevo a la BS 201 los resultados de la medición. Cada una de las interfaces 305, 307 TX y RS SIO, por ejemplo, puede comprender un receptor/transmisor sincrónico-asincrónico universal (USART) acoplado con un modulador/demodulador para transmitir los bits de datos en serie de los cables TX y RX alimentadores respectivos 203, 205 y para recibir de los mismos los bits de datos en serie. Estos dispositivos son bien conocidos en la técnica y no se describen adicionalmente . Asimismo, aquellos que tienen conocimientos de la técnica podrán fácilmente idear, para la comunicación de los mandos y resultados de la operación de medición, una estructura de mensaje para usarse con cualesquiera de un número de protocolos de comunicaciones conocidos. De conformidad con otro aspecto de la presente invención, ya sea uno o ambos de los cables TX y RX alimentadores 203, 205 suministra además la potencia al aparato 207 de prueba. Los T de polarización de preferencia se usan en ambos extremos del cable alimentador para acoplar la potencia y de preferencia es una corriente directa (DC) , hacia y desde el cable. Para comunicaciones entre el aparato 207 de prueba y la BS 201, los bits de datos en serie y modulados (generados por las interfaces 305, 307 TX o RX SIO) de preferencia de sobreponen en el voltaje de suministro de corriente directa. En una modalidad alternativa de la invención, la señal de potencia de corriente directa que se suministra a un cable alimentador se usa también para transmitir los mandos y resultados de la operación de medición. Aqui, la polaridad del suministro se conmutaría para que corresponda al juego de 0's y l's para comunicarse en serie. Un circuito en el aparato 207 de prueba debe detectar la polaridad de la señal recibida con el objeto de recibir la comunicación y convertir simultáneamente la señal de polaridad variable en una señal de corriente directa estable por medio de un circuito convencional. En esta modalidad, el aparato 207 de prueba puede enviar información de nuevo a la BS 201 modulando su consumo de corriente. Como se ha mencinado anteriormente, el aparato 207 de prueba incluye los componentes para llevar a cabo las medidas asociadas con la prueba y supervisión de los cables TX y RX alimentadores 203, 205 y las antenas 209, 211. Estos componentes se describirán a continuación.

La trayectoria eléctrica entre el cable TX alimentador 203 y la antena TX 209 incluye un acoplador 311 direccional conectado con el detector de potencia TX 309. A fin de permitir la medidas de la potencia incidente que llegan a la parte superior del cable TX alimentador 203 y la antena VSWR (determinando de esta manera la potencia en realidad transmitida) , el detector 309 TX de potencia toma ambas medidas de potencia de avance y de reversa. Es decir, el detector TX de potencia 309 de preferencia comprende dos acopladores/detectores uno para cada dirección. En esta modalidad, se hacen simultáneamente ambas medidas de avance y de reversa. Alternativamente, el detector TX de potencia 309 puede comprender un solo detector que se conecta conmutablemente bajo el control del procesador 301 con uno de los dos detectores para efectuar las medidas de potencia de avance y de reversa. Con cualesquiera de las modalidades anteriormente descritas del detector TX de potencia 309, esta unidad se acopla además con el procesador 301 de manera que al último pueda recibir los resultados de las medidas de potencia de avance y de reversa. Después de haberse llevado a cabo una medición, el procesador 301 usa la interfaz TX SIO número 305 para dar a conocer los valores medidos de nuevo a la BS 201 para análisis adicional.

Se describirá ahora una secuencia típica para probar el cable TX alimentador 203 con referencia a la gráfica de flujo ilustrada en la Figura 4. En respuesta a un mando del centro de operaciones y mantenimiento (O&M) (no ilustrado) , la BS 201 coloca una señal de prueba en el cable TX alimentador 203 (paso 401). La señal de prueba, por ejemplo, puede ser una señal portadora modulada constante, una portadora modulada con un modulador pseudo-aleatorio o una portadora modulada con el dato de tráfico normal. (En el último caso, esta señal ordinariamente se colocaria en el cable TX alimentador 203 aún sin el mando del centro O&M) . Luego, la BS 201 ordena al aparato de prueba llevar a cabo la operación de comprobación del alimentador TX (paso 403) . Este mando es comunicado desde la BS 201 al aparato 207 de prueba a través del cable TX alimentador 203 por medio de 1/0 en serie descrito en lo que antecede. En respuesta al mando recibido desde la BS 201, el aparato 207 de prueba mide la potencia tanto de avance como de reversa de la señal que aparece en el extremo de la antena del cable TX alimentador 203 (paso 405) . Luego, en el paso 407, el procesador 301 dentro del aparato 207 de prueba usa los valores medidos para calcular los valores para VSWR y potencia que aparecen en la parte superior del cable TX alimentador 203. (Aún cuando la potencia se mide en realidad, cierto cálculo puede ser necesario, por ejemplo, para compensar los errores conocidos en el detector TX 309) . Después de llevar a cabo los cálculos, el aparato 207 de prueba da a conocer los valores de VSWR y potencia calculados de nuevo a la BS 201 (paso 409) . Esta comunicación se lleva a cabo por medio de I/O en serie a través del cable TX alimentador 203. Después de recibir los valores VSWR y de energía dados a conocer desde el aparato 207 de prueba, la BS 201 desconecta la señal de prueba (a no ser desde luego que la señal de prueba comprende el dato de tráfico normal) (paso 411) . Luego, la BS 201 calcula la pérdida del alimentador (en dB) como el valor de potencia dado a conocer (desde la parte superior del cable alimentador) menos el nivel de potencia de la señal de prueba (paso 413) . El nivel de potencia de la señal de prueba alternativamente puede ser un valor conocido o puede medirse. La BS 201 luego envía alternativamente los valores de VSWR y pérdida del alimentador calculados dados a conocer al centro O&M o puede usar estos valores para identificar los problemas con el cable TX alimentador 203 (es decir, la pérdida del alimentador calculado es mayor de lo esperado) y con la antena TX 209 (la potencia en realidad transmitida es menor de lo esperado) y luegoo simplemente envía un informe de estado actual sencillo de OK/No OK de nuevo al centro O&M. La BS 201 luego reanuda la operación o funcionamiento normal. Una trayectoria eléctrica desde la antena RX 211 al cable RX alimentador 205 incluye de manera semejante un acoplador 317 RX direccional. Un detector 315 de potencia RX conectable entre las medidas de potencia delantera y de reversa y acoplado con el acoplador 317 RX direccional es capaz de medir la potencia que fluye en cualquier dirección en el cable RX alimentador 205. El detector 315 RX de potencia a su vez está conectado con el procesador 301 para permitir que el último controle al primero, y para proporcionar una trayectoria para dar a conocer los resultados de la medición de nuevo al procesador 301. Un generador 313 de tono de prueba se está también acoplado con la parte superior del cable RX alimentador 205. Una conexión entre el generador 313 de tono de prueba y el procesador 301 proporciona un medio para controlar al generador 313 de tono de prueba. Cuando el procesador 301 determina por ejemplo desde una instrucción recibida de la BS 201 por medio de la interfaz 307 de SIO que la antena RX 211 va a probarse, el generador 313 de tono de prueba se activa y una medida de potencia de avance (es decir, una medida de la cantidad de potencia que se está suministrando a la antena RX 211) se lleva a cabo mediante el detector 315 RX de potencia. Alternativamente, puede evitarse la medición de potencia de avance y se usa en vez de esto un valor predeterminado si el generador 313 de tono de prueba es muy exacto o si la salida del generador 313 de tono de prueba puede supervisarse mediante el dectector RX de potencia 315 y regularse exactamente para producir el valor predeterminado. Si se mide la potencia de avance, entonces este valor se suministra al procesador 301 (el procesador 301 ya tendría los valores de potencia de avance predeterminados en las modalidades alternativas) . El uso de un generador 313 de tono de prueba exacto se prefiere en relación con las otras modalidades. Luego, con el generador 313 de tono de prueba todavía activado, el procesador 301 ocasiona que el detector RX de potencia 315 elimina la cantidad de potencia que se está reflejando de nuevo desde la antena 211 RX al cable RX alimentador 205. Este valor de medición se suministra también al procesador 301. Finalmente, el procesador 301 da a conocer los resultados de ambas de estas medidas de nuevo a la BS 201 para análisis adicional. Alternativamente, el procesador 301 -por si puede usar los valores de potencia medidos de avance y reflejado para determinar un valor de VSWR medido que luego se da a conocer al BS 201.

La prueba del cable RX alimentador 205 continua de la siguiente manera. El generador 313 de tono de prueba se activa y la potencia del tono de prueba que se está suministrando al cable RX alimentador 205 se mide, si es necesario mediante el detector RX de potencia 315, y el valor medido se suministra al procesador 301. Desde luego, esta medición puede suprimirse si se puede depender en el generador 313 de tono de prueba para producir un valor de potencia predeterminado que pueda almacenarse en la BS 201. Si el aparato 207 de prueba tiene que medir la potencia que se genera mediante el generador 313 de tono de prueba, entonces el procesador 301 utiliza la interfaz RX SIO número 307 para dar a conocer su valor medido a la BS 201. Mientras tanto, un receptor (no ilustrado) en la BS 201 mide la intensidad de la señal del tono de prueba recibido. Finalmente, la BS 201 utiliza el valor de potencia transmitido medido (o predeterminado) y el valor de potencia recibido medido para determinar la pérdida del alimentador RX. Los métodos de prueba anteriormente descritos de preferencia se llevan a cabo solamente al tiempo de instalación de la antena y/o de la instalación del cable alimentador o durante una auto-prueba del sistema. La auto-prueba periódica de la antena/cable alimentador/ sistema BS durante las horas de bajo tráfico/ningún tráfico . Durante periodos de tiempo cuando el sistema de comunicaciones móvil está dando servicio a los abonados, la condición de las antenas y cables alimentadores debe supervisarse mediante los métodos estadísticos anteriormente descritos (es decir, manteniendo cuenta de la cantidad de tráfico de comunicación) . Si no se han intercambiado llamadas (o excepcionalmente unas cuantas) entonces puede iniciarse una auto-prueba a fin de proporcionar al operario una confianza muy elevada en la condición del sitio de la BS. El sistema de antena y prueba de alimentador que se describe en lo que antecede proporciona grandes ventajas debido a que en el cable TX alimentador 203, la VSWR de la antena y la potencia del transmisor real que llega a la antena pueden valorarse automáticamente de manera exacta y completa. De manera semejante, en el cable RX alimentador 205, la VSWR de la antena y la pérdida de trayectoria real entre la antena RX 211 y la BS 201 puede determinarse exactamente. Estas ventajas se producen mediante la colocación de los detectores 309-315 de potencia y el generador 313 de plano de prueba en la parte superior de los cables alimentadores como se ha descrito en lo que antecede. Esta colocación a su vez se hace posible mediante la provisión de una interfaz de comunicaciones digital en los cables alimentadores 203, 205, que proporciona dos capacidades: control remoto o a distancia del aparato 207 de prueba y la comunicación de los resultados de medición de nuevo hacia la BS 201. Debido a la exactitud de las medidas, el sistema anteriormente descrito puede usarse por un operario para determinar en cualquier momento si el sistema de antena de la estación de base está funcionando de acuerdo con las especificaciones de diseño y de si en realidad se está amparando el área de la celda destinada. Esta es una gran mejora en relación con los sistemas de supervisión convencionales que permiten todos que la cobertura del área de celda se reduzca mediante una cantidad significativa antes de que se haga sonar la alarma. En sistemas convencionales, este problema es manejado teniendo celdas traslapantes de manera que la degradación de una celda se pueda compensar por una celda vecina. Sin embargo, esta solución es una que desperdicia potencia y espectros de frecuencia. En contraste, el sistema de prueba de la invención permite la detección mucho más temprana de los problemas de antena/cable alimentador a fin de que los sistemas de comunicaciones móviles puedan diseñarse para funcionar de una manera más eficiente.

Es evidente que el sistema de prueba de la invención puede usarse con gran ventaja por operarios que requieren un alto grado de confianza en el funcionamiento de sus estaciones de base. Además, la capacidad para efectuar medidas cerca de la antena hace que el sistema de prueba anteriormente descrito sea particularmente bien apropiado para usarse en mástiles elevados en donde las pérdidas del alimentador elevadas pueden ocasionar métodos de supervisión y prueba convencionales para producir resultados deficientes. La capacidad de controlar el sistema de prueba de la invención desde una ubicación distante hace también especialmente apropiado el uso de sitios distantes en donde el costo de visitas del sitio extra de otra manera superarla grandemente el costo del equipo de prueba. La invención se ha descrito haciendo referencia a una modalidad especifica. Sin embargo, se hará fácilmente evidente para aquellas personas expertas en la técnica que es posible abarcar la invención en formas especificas que no sean aquellas de la modalidad preferida anteriormente descrita. Esto puede hacerse sin desviarse del espíritu de la invención. Por ejemplo, el aparato de prueba se ha ilustrado como teniendo interfaces separadas RX y TX de la serie I/O. Sin embargo, debido a que cada una de las interfaces I/O sirve esencialmente para el mismo fin (es decir, proporcionar un medio de comunicación entre la estación de base y el aparato de prueba) este aparato de prueba podría también diseñarse teniendo solamente un interfaz 1/0 en una sola serie acoplado alternativamente con el cable RX o TX alimentador. El aparato de prueba también se ha ilustrado como teniendo un solo microprocesador para controlar la prueba tanto de los cables RX y TX alimentadores como de las antenas. Sin embargo, aquellas personas expertas en la técnica reconocerán que el aparato de prueba podría dividirse alternativamente en dos unidades RX y TX separadas. En este caso, cada una de las unidades requeriría su propio microprocesador y su memoria. Otro uso del aparato de prueba de la invención es un sistema en donde se instala un aparato dúplex en la estación de base, a fin de que se use un solo cable alimentador y una antena tanto para, transmisión como para recepción. En este caso, solamente aquellos componentes asociados con la transmisión (es decir, el procesador 301, la memoria 303, la interfaz 305 de tipo TX SIO, el detector TX de potencia 309 y el acoplador TX 311) son necesarios para probar adecuadamente el cable alimentador y la antena. Sin embargo, podría todavía desearse incluir un generador de tono de prueba en el aparato de prueba, acoplado con un solo cable alimentador para ser capaces de probar el equipo de extremo RX frontal colocado en la estación de base. Desde luego, cualesquiera de las modalidades anteriormente citadas no necesitan construirse como un equipo solo, sino que en vez de esto podrían alojarse dentro de los dispositivos existentes, tales como un pre-amplificador receptor montado en la antena. De esta manera, las modalidades preferidas son únicamente ilustrativas y no deben considerarse a una restricción de manera alguna. El alcance de la invención se proporciona mediante las reivindicaciones anexas en vez de la descripción que antecede y todas las variaciones de equivalentes que quedan dentro del alcance de las reivindicaciones se destinan a quedar abarcadas en la presente .

Claims (37)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena de transmisión por medio del cable alimentador de transmisión que tiene un extremo superior que esencialmente está en o cerca de la antena de transmisión, un aparato de prueba que comprende : un primer medio para medir la potencia incidente de una señal en el extremo superior del alimentador de transmisión; un procesador, acoplado con el primer medio, para controlar una operación de medición de potencia incidente y recibir un valor de medición de potencia incidente; y un medio de comunicación, acoplado con el procesador, para enviar la información desde el procesador a la estación de base, y para recibir información desde la estación de base y suministrar la información recibida del procesador, en donde en respuesta a la información recibida que es un primer mando, el procesador inicia la operación de medición de potencia incidente.

2. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 1, en donde el medio de comunicación comprende una interfaz de comunicaciones digital acoplada con el procesador y que tiene una interfaz para acoplarse en el extremo superior del cable alimentador de transmisión, el medio de comunicaciones usa el cable alimentador de transmisión como un medio de comunicaciones.

3. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 2, en donde la interfaz de comunicaciones digital es un dispositivo de interfaz en serie de entrada/salida.

4. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 1, en donde el primer medio comprende: un acoplador direccional para detectar la potencia en el extremo superior del cable alimentador de transmisión; y un medio de medición de potencia acoplado con el acoplador direccional para medir la potencia detectada.

5. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 1, en donde además el procesador usa el medio de comunicación para enviar el valor de medición incidente a la estación de base.

6. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende: un segundo medio para medir, en el extremo superior del cable alimentador de transmisión, la potencia de una señal reflejada desde la antena de transmisión, y en donde el procesador se acopla además con un segundo medio para controlar una operación de medición de potencia reflejada y recibir un valor de medició de potencia reflejada; y en respuesta a la información recibida que es el primer mando, el procesador inicia la operación de medición de potencia reflejada. .

En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor que tiene un extremo superior que esencialmente queda en o cerca de la antena receptora, un aparato de prueba que comprende: un generador de tono de prueba que tiene una salida para acoplarse con el extremo superior del cable alimentador receptor; un primer medio para medir en el extremo superior del cable alimentador receptor, la potencia de una señal de tono de prueba reflejada desde la antena receptora; un procesador, acoplado con el generador de tono de prueba y con el primer medio para controlar una operación de medición de potencia reflejada y recibir un valor de medición de potencia reflejada; y un medio de comunicación acoplado con el procesador para enviar la información desde el procesador a la estación de base y para recibir la información desde la estación de base y suministrar la información recibida al procesador, en donde en respuesta a la información recibida que es un primer mando, el procesador inicia la operación de medición de potencia reflejada.

8. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 7, en donde el medio de comunicación comprende una interfaz de comunicaciones digital acoplada con el procesador y que tiene una interfaz para acoplarse en el extremo superior del cable alimentador receptor, el medio de comunicación usa el cable alimentador receptor como un medio de comunicaciones.

9. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 8, en donde la interfaz de comunicaciones digital es un dispositivo de interfaz en serie de entrada/salida .

10. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 7, en donde el primer medio comprende: un acoplador direccional para detectar la potencia en el extremo superior del cable alimentador receptor; y un medio de medición de potencia acoplado con el acoplador direccional para medir la potencia detectada.

11. El aparato de prueba de conformidad con la reivindicación 7, en donde además el procesador usa el medio de comunicación para enviar el valor de medición de la potencia reflejada a la estación de base.

12. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena de transmisión por medio de un cable alimentador de transmisor que tiene un extremo superior que está esencialmente en o cerca de la antena de transmisión, un método para probar el cable alimentador de transmisión que comprende los pasos de: en la estación de base, suministrar al cable alimentador de transmisión una señal que tiene un valor de potencia conocido; en un aparato de prueba acoplado con el cable alimentador de transmisión medir la potencia incidente de la señal en el extremo superior del tubo del cable alimentador de transmisión, produciendo de esta manera un valor medido de potencia incidente que se suministra a la antena de transmisión; transmitir el valor de potencia medido a la estación de base; y en la estación de base, comparar el valor medido de potencia con el valor de potencia conocido.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de prueba son en respuesta a un mando recibido desde la estación de base.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba a través del cable alimentador de transmisión.

15. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena de transmisión por medio de un cable alimentador de transmisión que tiene un extremo superior que esencialmente queda en o cerca de la antena de transmisión, un método para probar la antena de transmisión que comprende los pasos de: en la estación de base, suministrar al cable alimentador de transmisión una señal que tiene un valor de potencia conocido; un aparato de prueba acoplado con el cable alimentador de transmisión, medir la potencia incidente de la señal en el extremo superior del cable alimentador de transmisión, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia incidente que se suministra a la antena de transmisión; en el aparato de prueba medir como en la parte superior del cable alimentador de transmisión, la potencia de una señal reflejada desde la antena de transmisión produciendo de esta manera un valor medido de la potencia reflej ada; transmitir los valores medidos de potencia e incidencia reflejada a la estación de base; y en la estación de base, determinar una relación de la onda estacionaria de voltaje, medida desde los valores medidos para potencia incidente y reflejada y comparar la relación de la onda estacionaria de voltaje medida con una relación de onda estacionaria de voltaje predeterminada .

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de prueba son en respuesta a un mando recibido de la estación de base.

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba a través del cable alimentador de transmisión.

18. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena de transmisión por medio de un cable alimentador de transmisión que tiene un extremo superior que está esencialmente en o cerca de la antena de transmisión, un método para probar la antena de transmisión que comprende los pasos de: en la estación de base, suministrar al cable alimentador de transmisión una señal que tiene un valor de potencia conocido; en un aparato de prueba acoplado con el cable alimentador de transmisión, medir la potencia incidente de la señal en el extremo superior del cable alimentador de transmisión, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia incidente que se suministra a la antena de transmisión; en el aparato de prueba medir, en la parte superior del cable alimentador de transmisión, la potencia de una señal reflejada desde la antena de transmisión, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia reflej ada; en el aparato de prueba, determinar una relación de onda estacionaria de voltaje y medido desde los valores medidos de la potencia incidente reflejada; transmitir la relación de la onda estacionaria de voltaje medida hacia la estación de base; y en la estación de base, comparar la relación de la onda estacionaria de voltaje medido con una relación de onda estacionaria de voltaje predeterminado.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de prueba son en respuesta a un mando recibido desde la estación de base.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba a través del cable alimentador de transmisión.

21. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena de transmisión por medio de un cable alimentador de transmisión que tiene un extremo superior que esencialmente queda en o cerca de la antena de transmisión, un método para probar la antena de transmisión que comprende los pasos de: en la estación de base, suministrar al cable alimentador de transmisión una señal que tiene un valor de potencia conocido; en un aparato de prueba acoplado con el cable de alimentador de transmisión, medir la potencia incidente de la señal en el extremo superior del cable alimentador de transmisión, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia incidente que se suministra a la antena de transmisión; en el aparato de prueba medir, la parte superior del cable alimentador de transmisión, la potencia de una señal reflejada desde la antena de transmisión produciendo de esta manera un valor medido de la potencia reflejada; en el aparato de prueba, determinar una relación de onda estacionaria de voltaje medido desde los valores medidos de la potencia incidente y reflejante y comparar la relación de onda de señales de voltaje medido con una relación de onda estacionaria de voltaje predeterminado para generar un resultado de prueba alternativamente indicativo de una operación apropiada o defectuosa de la antena de transmisión; y transmitir el resultado de la prueba a la estación de base.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de pruebas son en respuesta a un mando recibido de la estación de base.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba a través de un cable alimentador de transmisión.

24. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor que tiene un extremo superior que esencialmente queda en o cerca de la antena receptora, un método de prueba del cable alimentador receptor que comprende los pasos de: en un aparato de prueba suministrar al extremo superior del cable alimentador receptor, una señal de prueba que tiene una valor de potencia conocido; en la estación de base medir, en el extremo de la estación de base del cable alimentador receptor, un valor de potencia de la señal de prueba; y en la estación de base, comparar el valor de potencia medido con el valor de potencia conocida.

25. El método de conformidad con la reivindicación 24, que además comprende, antes del paso de comparación, el paso de transmitir el valor de potencia conocido desde el aparato de prueba a la estación de base.

26. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de prueba son en respuesta a un mando recibido de la estación de base.

27. El método de conformidad con la reivindicación 26, que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba, a través del cable alimentador receptor.

28. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor que tiene un extremo superior que esencialmente queda en o cerca de la antena receptora, un método para probar la antena receptora que comprende los pasos de: en un aparato de prueba, suministrar al extremo superior del cable alimentador receptor una señal de prueba que tiene un valor conocido de potencia incidente; en el aparato de prueba a medir, en la parte superior del cable alimentador receptor, la potencia de una señal de prueba reflejada desde la antena receptora, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia reflej ada; transmitir el valor medido de la potencia reflejada en la estación de base; y en la estación de base, determinar una relación de onda estacionaria de voltaje medido desde el valor conocido de la potencia incidente y el valor medido de la potencia reflejada y comparar la relación de la onda estacionaria de voltaje medido con una relación de onda estacionaria de voltaje predeterminado.

29. El método de conformidad con la reivindicación 28, en donde el paso de transmitir el valor medido de la potencia reflejada en la estación de base comprende además transmitir el valor conocido de la potencia incidente a la estación de base.

30. El método de conformidad con la reivindicación 28, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de pruebas son en respuesta a un mando recibido desde la estación de base.

31. El método de conformidad con la reivindicación 30 y que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba a través del cable alimentador receptor.

32. En un sistema de comunicaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor que tiene un extremo superior que esencialmente queda en o cerca de la antena receptora, un método para probar la antena receptora que comprende los pasos de: en un aparato de prueba, suministrar al extremo superior del cable alimentador receptor una señal de prueba que tiene un valor conocido de la potencia incidente; en el aparato de prueba medir, en la parte superior del cable alimentador receptor, la potencia de una señal de prueba reflejada desde la antena receptora, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia reflejada; en el aparato de prueba, determinar una relación de onda estacionaria de voltaje añadido desde el valor conocido de la potencia incidente y un valor medido de la potencia reflejada; transmitir la relación de onda estacionaria de voltaje medido a la estación de base; y en la estación de base, comparar la relación de onda estacionaria de voltaje medido con una relación de onda estacionaria de voltaje predeterminado.

33. El método de conformidad con la reivindicación 32, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de prueba son en respuesta a un mando recibido desde la estación de base. 3 .

El método de conformidad con la reivindicación 33, que además comprende el paso de transmitir el comando desde la estación de base al aparato de prueba a través del cable alimentador receptor.

35. en un sistema de comuniaciones que incluye una estación de base acoplada con una antena receptora por medio de un cable alimentador receptor que tiene un extremo superior que queda en esencialmente cerca de la antena receptora, un método para probar la antena receptora que comprende los pasos de: en un aparato de prueba, suministrar hacia el extremó superior del cable alimentador receptor una señal de prueba que tiene un valor conocido de la potencia incidente; en el aparato de prueba medir, en la parte superior del cable alimentador receptor, la potencia de una señal de prueba reflejada desde la antena receptora, produciendo de esta manera un valor medido de la potencia reflejada; en el aparato de prueba, determinar una relación de onda estacionaria de voltaje medido desde el valor conocido de la potencia incidente y el valor medido de la potencia reflejada, y comparar la relación de onda estacionaria de voltaje medido con una relación de onda estacionaria de voltaje predeterminado a fin de generar un resultado de prueba indicativo alternativamente del funcionamiento apropiado o defectuoso de la antena receptora; y transmitir el resultado de la prueba a la estación de base.

36. El método de conformidad con la reivindicación 35, en donde los pasos llevados a cabo por el aparato de prueba son en respuesta a un mando recibido desde la estación de base.

37. El método de conformidad con la reivindicación 36, que además comprende el paso de transmitir el mando desde la estación de base al aparato de prueba, a través del cable alimentador receptor.