NO174988B - Automatisk effektkontrollsystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse referer seg til et automatisk effektstyresystem (APC) i signaltransmisjon mellom sendende og mottakende stasjoner via radiolink, og spesielt radiolinker som nytter digitale modulasjonsteknikker.

En utførelse av oppfinnelsen refererer seg til radiolinker som knytter flernivå QAM-modulasjon i flerlinjers system som kan utstyres med opptil 11 + 1 radiokanaler.

Den automatiske effektkontrollen i radiotransmisjon er beskrevet i litteraturen. Spesielt US patent nr.4,004,224 beskriver en metode der operasjonen av alle sendere i en link foregår, ved perioder med ingen falming, med et effektnivå lavere enn det som normalt nyttes ved perioder der det er falming. I perioder med falming, blir sendereffekten i linken automatisk økt av en kommando som på en hjelpekanal rettes til senderen av den fjerne mottakeren som er forbundet med denne. Hver sender-forbundete fjerne mottaker krever en effektkontrollsinnretning som består av en detektor for mottatt effekt; en komparator som sammenlikner det tilhørende signalet med en referanseverdi, en modulator som modulerer nevnte styresignal og setter det inn i et høyfrekvens-transmisjonssystem som nyttes for informasjonssignalet. Åpen-bart vil nevnte APC innretning også omfatte en styringssignal demodulator, som driver en effektforsterkers styrkeregulatorkrets. I US patent nr.4,495,648 som angår en type av automatisk effektkontroll, vil en proposjonalitet bli etablert i den sender-forbundete mottakeren (for eks. Rx/Tx A ) mellom det nivå på det mottatte signal (Vn) og amplituden til en DC spenning (Vdc) ved utgangen av den automatiske styrkekontrollen (AGC) kretsen i mottakeren. Frekvensen på AC spenningen (VAC) ved utgangen fra en FM bryter er proporsjonal med amplituden til Væ spenningen. I senderen blir sendesignalet V12 amplitudemodulert av et modulerende signal ved en frekvens tilsvarende den til VAC spenningen. Som en følge av dette blir FM-AM modulasjon overlagret sendersignalet, bærer av informasjon om nivået på det mottatte signal.

I Rx/Tx B er amplitudemodulasjonsfrekvensen av det mottatte signalet V13 bestem-mende for frekvensen til en AC spenning (VAC) ved utgangen av AGC kretsen i mottakeren. Amplituden til Vdc spenningen som kommer fra en FM diskriminator, som er proporsjonal til frekvensen av VAC sendingen, styrer effektnivået på utgangen fra sende RF forsterkeren. Som en følge av dette vil nivået på V10 signalet sendt av senderen 10 stå i forhold til nivået på V10 signalet mottatt av mottaker 11.

EP 230 691 viser en anordning til å styre sendeeffekten i en radiooverføringsvei, der effekten mellom minst en sendestasjon og en mottaksstasjon styres ved hjelp av informasjon om nivået av det mottatte signal og kvaliteten på det mottatte signal. Dette systemet styrer enten intensiteten ved motatt felt eller feilgraden. Det betrakter passelige terskelverdier ved motatt felt og av feigraden som ved hjelp av en logisk krets gir ut et styresignal for utstrålt effekt.

Disse og andre konvensjonelle utførelsesteknikker er ikke enkle å bruke i andre transmisjonssystemer som bruker digital modulajon, for eksempel flernivå QAM systemer. Når disse teknikker er nevnt kan en i tillegg ta med behovet for å møte linearitetskravene til transmisjonskretser og interfrensproblemer, de utgjør ingen løsning som effektivt kan brukes i radioutstyr som nytter flernivå QAM modulasjons-systemer. Det er heller ingen spesielle referanser til bruken av APC teknikk i kom-munikasjonssystemer som består av flere radiokanaler. Nå er rekkevidden av foreliggende oppfinnelse en automatisk sendeeffekt kontroll (APC) teknikk som ikke innehar de ulemper hittil nevnt og spesielt ikke har noe restriksjoner i bruken.

Et annet formål med oppfinnelsen er å framskaffe en automatisk effektkontroll (APC) som er spesielt effektiv i radio transmisjonen som nytter flernivå QAM modulasjon.

Et videre formål av oppfinnelsen er å framskaffe en APC for radiolinksystemer som består av flere RF kanaler (flerlinjers system), som nytter digital hjelpekanal-utstyr, fortrinnvis multipleksere og digitale dropp/innsett-innretninger, for å sende kontrollsignaler nødvendig for å styre nevnte RF kanaler. Et annet formål av oppfinnelsen er å framskaffe en APC med en kontinuerlig styring på senderens linearitet og en samtidig tilsvarende reduksjon av interferensproblemene.

Disse og andre formål oppnås ved hjelp av en styring i henhold til oppfinnelsen, og som er beskrevet i patentkrav 1.

Andre trekk av oppfinnelsen er spesifisert i underkravene.

Det forskjellige trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil bedre forstås gjennom den foretrukne (men ikke begrensende) utførelsen illustrert i vedlagte teg-ninger, hvor fig. 1 til 4 er funksjonelle blokkdiagram.

Fig.l er et funksjonelt blokkdiagram av systemet i henhold til foreliggende oppfinnelse, brukt som et eksempel i sending- mottak av fire RF kanaler i vest til øst retning, og fire radiokanaler i øst til vest retning. For enkelthets skyld, viser figuren bare en terminal (TOE.l), og spesielt den fra vest til øst, består av en modulator (MOD.l) som modulerer informasjonssignaler som skal sendes, SOE.l 3; den vir-kelige senderen TX1 1 og den respektive antenne A.O.E.l 5. Den repeterende mottaker 6 inkluderer konvensjonelt den korresponderende mottaker RX1 8 koplet til antenna A.O.E.l' fulgt av hjelpekanal (CS) dropp/innsett (D/I) krets 7, og ved senderen TX2 9 koplet til antenna A.O.E.2 10 som er en del av det påfølgende radioavsnitt.

I følge et trekk av oppfinnelsen, er en terskelkrets SOx 12 forbundet med hver av mottakerene RX1 8 (de øvrige RX2, RX3 og RX4 er ikke tatt med); nevnte terskelkrets gir ut et digitalt signal til en informasjonsmultiplekser MUX 13 som også mottar gjenværende terskelsignal SOj 112 S03212 og S04312 og genererer en ramme, for eksempel en bitrate på 64 Kbit/S, som bærer med seg informasjon som kommer fra terskelkretsene og som skal sendes tilbake i vestretningen, gjennom en passelig øst-vest grensesnittkrets IEO-T1 14, for eksempel standard G.703 kontra-direksjonell type.

I henhold til oppfinnelsen, er signalet som kommer ut fra grensesnittet IEO-T1 14 (ved en bitrate på 64 Kbit/S) videre ledet inn i senderdelen MPX-T 20 til en hjelpe-multiplekser, der den blir multiplekset sammen med andre (for eksempel 3) liknende signal på 64 Kbit/S; hjelpemultiplekseren gir ut på linje 25 et signal på, for eksempel 288 Kbit/s som ledes til dropp/innsett-utstyret D/I' 7' til øst-vest repetereren R.E.O. 6', som mater signaler 7" til senderen TXn 9' som mater det til antenna 10'. Signalet som stråler ut av antennea når mottaker RXn, der det blir demodulert i DEM blokka, og ledes igjennom linje 30 til demultiplekser MPX-R (mottakerside) 21'. MPX-R gir ut de forskjellige signal (fire i det tilfelle som er i figuren) ved 64 Kbit/s, en av disse ledes til grensesnitt I.E.O.-R1 15, utgangssignalet av denne 200 blir demultiplekset og parallellisert i DEMUX 23. Utgangssignalet 201 er, ifølge oppfinnelsen, prosessert i O-E logikken (O.E.-24) som utfører flere kritiske funksjoner: 1) Henter stasjonsidentifikasjonsordet PIS som er satt inn i 26, og sammenlikner det med et ord PIS' generert lokalt i 27;

Fig.2 viser fire "terskel" kretser, SOI til S04, som ståri forhold til de fire RF kanalene av en retning (for eksempel øst til vest, E-O). Disse signaler sendes til fire "utvelgelses" kretser, SEI til SE4, som også mottar en manuell operasjonskontroll beskjed OPP/NED, og en manuell-automatisk utvelgelseskommando SEL, begge kommer fra "manuell operasjonsstyring" kretsen (GOM).

Det 8-bits ordet fra de fire utvelgelseskretsene, SEI- SE4, lagres i en 8-bits port 1 P8B1. Den 8-bit porten 2 P8B2 mottar og lagrer fire manuell/automatisk utvalgte informasjonsbiter SEL, som kommer fra "manuelloperasjonsstyring" kretsen GOM, og fire paritetsbit som kommer fra en "paritetsgenerator" krets CGP. Den 8-bits porten 3 P8B3 mottar og lagrer fire innstillingsbiter som kommer fra en "innstillings-ord-generator" krets GPA og fire stasjonidentifikasjonsbiter som kommer fra en "stasjonsidentifikasjonsord-generator" krets PIS. Disse 8-bits porter 1, 2, 3 er aktiv-ert alternativt under styringav en "aktiveringsgenerator" krets FO.AB, og i 8-bits ordene blir lagt i serie en "beskjedgenerator" krets FO.ME, den 64 Kbit/S utgangen fra hvilken det ble sendt til et "G.703 grensesnitt" INT og herfra til senderdelen av hjelpekanalmultiplekseren som nyttes, MPX-T.

Tidsstyringssignaler for "beskjedgenerator" FO.ME og "aktiveringsgenerator" FO.AB kretsene blir gitt av en "klokkeutgang" krets E.CK, som mottar et 64 KHz klokke CK fra senderdelen av hjelpemultiplekseren.

Fig.3 er et funksjonelt blokkdiagram av en foretrukketutførelse av APC/Rx, det vil si som er forbundet med mottakeren og innenfor det brukne rektangelet 100 i fig. 1.1 fig.3 mottas signaler fra mottakerseksjonen av hjelpekanalmultiplekseren MPX-R, ledes til en "grensesnitt" krets INT, for eksempel av typen G703, og utgangen fra denne 501edes til en demultiplekser-paralleUiserings blokk DEMTJX-PA som gir ut informasjonsbitene på en buss (BUS), for eksempel en 8-bits buss, koplet til en styringslogikk LOC. Det 64 KHz klokkesignalet CK, som også mottas fra mottaker-delen av hjelpekanalmultiplekseren MPX-R, ledes til"klokkeekstraktor" krets CK som gir de nødvendige tidsstyringssignaler for nevnte "demultiplekser- parallel-liserer" DEMUX-PA og "kontroll logikk" LOC. Nevnte kontrollogikk LOC mottar også på bussen, fra en "8-bits port 1" P8.1, stasjonsidentifikasjonsordet lokalt generert av en "stasjonsidenitfikasjonsord lokal generator" PIS', og en hjelpekanal multiplekseralarm, hvis en slik finnes. Styringslogikken mottas også på bussen, fra "8-bit port 2" P82, den lokale manuell/automatisk utvelgelsesinformasjon SEL og sendereffektøknm<g>/mirikingkommandoer OPP/NED, som gjør det mulig å gå forbi den tilhørende fjernkommandoen, hvis den lokale manuelle operasjonsmodus har blitt valgt for en kanal. Den samme styringslogikk LOC prosesserer all informasjon som mottas på bussen (både den som er generert i den lokale stasjon og den som er generelt i den fjerne stasjonen) og gir ut igjennom bussen følgende informasjon:

a) til "8-bits port 4" P8.4: informasjon relevant til fire digitale styringssignaler som vil bli sendt av nevnte 8-bits port 4 til de fire radiosendernes respektive kontrollere; b) til de fire digital/analog konvertere D/A1-D/A4: den digitale informasjon relevant til kontinuerlig effektstyring, som sendes av de fire D/A kretser til et tilsvarende analoge kontrollsignaler som så blir ført til de fire radiosenderne respektive kontrollere;

c) til "8-bits port 3" P8.3: alarm og signaleringsinformasjon.

Styringslogikken styrer 8-bits portene og D/A konverterne ved hjelp av passelige

aktiveringssignaler Abil 1,2,3,4,5,6,7,8.

Fig.4 er et funksjonelt blokkdiagram av en senderdel som består av, i henhold til oppfinnelsen, en for- forvregningskrets 61, en opp-konverter 62 og en RF forsterker 63. Dette funksjonelle blokkdiagrammet viser operasjonsmetoden som nyttes for automatisk styring avsendereffektnivået, som er formålet med foreliggende oppfinnelse.

Denne operasjonsmetoden gjør bruk av to forskjellige kommandoer som kommer fra styringslogikk LOC 64, den første av disse er en aktiveringskommando A og den andre er en effektnivå kontrollkommando C.

Når det automatiske styringssystemet aktiveres (ved dårligere forhold), vil aktiv-eringssignal A virke på en slik måte at krets 65, som kontrollerer forsterkerstyrken, lagrer og holder nevnte styrke for den tid det automatiske kontrollsystemet opererer.

Styringssignal C for sendereffektnivå, som aktiveres samtidig med signal A, regu-lerer dempinga av ATI, via krets 66, slik at den ønskede effektnivåvariasjonen blir implementert på senderens utgang, punkt 67. Nivåstyringssignal C opererer med demper ATI og resulterer i en redusert demping, og derpå følgende i en økt utsendt effektnivå, hver gang en falmende tilstand oppstår, slik atdet resulterer i en økt demping og et minsket sendereffektnivå hver gang en falmende tilstand forsvinner.

Variasjon av dempinga i ATI, produsert av styringskrets 66 og drevet av signal C, er kontinuerlig. Operasjonen på demper ATI for å øke og redusere sendereffektnivået blirfulgt av en samtidig økning og reduksjon av forvregninga generert av forvregningskrets 68. Ved å operere som beskrevet her, vil forvregninga generert av kretsen 68 variere nøyaktig med den samme mengde som forvregninga av forsterker 63 som funksjon av dens utgangseffektnivå.

Ettersom at forvregninga generert av forvregningskrets 68 er komplementær til den av forsterker 63, vil sluttforvregninga til senderen bli holdt stabil nede på en lav verdi.

Blant de mest signifikante trekk og fordeler hos foreliggende oppfinnelse vil vi nevne de følgende: 1) Effektkontrollen blir implementert innenfor en for- forvregningskrets forbundet med senderen, for å aktiveres under en prosentvis tidsepoke når effekten økes (0,01 % av tida) og deaktiveres når systemet opereres på et redusert effektnivå; denne løs-ninga er slik at mikrobølgeeffektforsterkeren opererer med høy lineariteter for nesten hele tida (99,99%), noe som er et krav for de før nevnte flernivå QAM systemer, uten tap av den korrigerende effekten til for-forsterkerkretsen under de korte tids-periodene der effektnivået er på maksimum. 2) Reguleringa av sendereffektnivået foregår kontinuerlig. Det nominelle effektnivå (det vil si dempinga med hensyn til maksimal sendereffektnivå) og APC kretsen sin terskeloperasjonsverdi, blir bestemt. APC kretsen sin terskel for operasjon øker sendereffekten innenoperasjonsområdet til driveren, i henhold til loven om variasjon av falmingen. 3) Det foreslåtte APC systemet kan nyttes i høykapasitet digitale radiolinker som nytter flernivå QAM kombinasjonssystemet og den utførelsen i samsvar med oppfinnelsen kan meget godt nyttes for å utvidesystemkonfigurasjoner opp til 11 + 1 RF kanaler. 4) Et stasjonsidentifikasjonssystem har blitt introdusert, for å forhindre risiko for å motta et APC styringssignal som kommer fra en annen stasjon hvis det opereres med en beskyttet krets, for eksempel som en følgeav dropp-innsett krets blir forbigått i en repeteringsstasjon. 5) Systemet drar full nytte av styringsbeskjed konvalidieringsteknikker, der nivået på sendereffekten vises på nominelt nivå i det tilfellet at det er feil ellermisfunksjoner i kanalen som nyttes for å sende informasjonen (se for eks. logikken som er i APC/RX 100). 6) Systemet inkluderer en manuell vedlikeholdskontroll som gir fasiliteter for lokale og fjerne kontrolloperasjoner. 7) Systemkarakteristikkene til den foreslåtte løsning og deres implimentering gjør det mulig med en lett utvidelse av effektkontrollen til systemkonfigurasjoner som består av flere RF kanaler, opptil masksimal 11 + 1. 8) Det legges også vekt på at den automatiskesendereffektnivå kontrollen i samsvar med foreliggende oppfinnelse ikke blir påvirket av de nå kjente lokale sendereffekt-kontrollere, som virker mot variasjoner i omliggende operasjonsforhold og elding av komponenter. Den foreliggende oppfinnelsen har blitt beskrevet med referansetil en foretrukket utførelse, for å gjøre forklaringa lettere å forstå; den er imidlertid mot-takelig for variasjoner, modifikasjoner og erstatninger som, når den er tilgjengelig for teknikere som har en gjennomsnittlig kunnskap innenfor sektoren, vil naturlig falle inn under denutvidete idé for foreliggende oppfinnelse.

Claims (4)

1. Et sendereffekt-styringssystem ved flerlinjers radiolinker, som nytter digital modulasjon av mikrobølgesignal, og spesielt såkalt flernivå QAM modulajon, nevnte styring brukes i flerlinjers radiolinksystemer og spesielt i hver RF-sender som mottar, fra de respektive mottakere som er forbundet med disse, signaler som indikerer nivåene på de brukbare signalene mottatt på den RF-kanalen og sender dem tilbake til nevnte tilhørende sender i den hensikt å regulere nevnte senders effektnivå, karakterisert ved at det omfatter: -midler for å utlede et terskelsignal for hver RF-kanal i hver mottaker, -midler for å multiplekse alle terskelsignaler fra de individuelle mottakerne, -midler for å sette inn et passelig signal i nevnte multiplekser som er nødvendig for å identifisere stasjonen det kommer fra, -midler for videre å multiplekse nevnte multipleksesignal med andre hjelpesignaler, -midler for å sette inn det dual-mulitpleksete signalet i den ramme av hovedinformasjonssignalet som sendes i den andre retningen av transmisjonen, -midler for å motta og demultiplekse det mottatte signalet to ganger, -midler for å prossesere det demultipleksete signalet for å utlede, på den ene siden et styringssignal for senereffektnivået, beskyttet fra mulige feil og funksjonssvikt, til den digitale hovedsendekanalen og på den andre siden stasjonsidentifikasjonssignalet, og -midler for å lede nevnte styringssignal til en for-forvregningskrets i senderens effektforsterker.

2. Styringssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det også inkluderer midler som muliggjør manuell utførelse.

3. Styringssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at for-forvrengningskretsen har en korrektiv effekt for forvrengninga til RF-sender-forsterkeren bare i tidsperioder der sendereffektnivået er ved maksimum.

4. Styringssystem i samsvar med krav 1 og 3, karakterisert ved at for-forvrengningskretsen holder den konvensjonelle automatiske sendereffekt-styringskretsen i drift i tidsperioder når APC styringen ikke er i drift, og holder den før tilegnete tilstand i de tidsperioder der APC styringen er i drift.