NO176988B - Sendeeffektstyrekrets - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en sendeeffektstyrekrets for anvendelse i en mobilradioutrustning eller liknende for å frembringe en sendeeffekt med en forutbestemt verdi.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en sendeeffekt styrekrets som omfatter en utgangsnivådetektor som detekterer et utgangsnivå til en sendeutgangsenhet for utmating av et sendesignal med et forutbestemt nivå, og som utmater et nivåsignal på grunnlag av dette utgangsnivå, en referanseverdigenererende enhet som genererer en antall utgangsref eranseverdier som svarer til respektive utgangsnivåer innenfor det normale effektområde, og en sendeutgangsstyreenhet som genererer et instruksjonssignal som gir ordre om å innstille det nevnte utgangsnivå på en forutbestemt verdi innenfor det normale effektområde på grunnlag av det nevnte nivåsignal og utgangsref eranseverdien, og deretter tilfører instruksjonssignalet til sendeutgangsenheten.

En sendeeffektstyrekrets av ovennevnte type er kjent fra GB-2 213 002A og JP-A-60-130 931. Fra US-4 817 089 er det videre kjent et abonnenttelefonsystem i hvilket et effektnivå av et datasignal styres i overenstemmelse med detekterte signalfeil. Denne publikasjon angir imidlertid ikke den idé at et datasignal og et talesignal oppdeles på forhånd, og at en utgangsreferanseverdi svarende til et høyere utgangsnivå velges når sendesignalet er et datasignal, og en utgangsreferanseverdi svarende til et lavere utgangsnivå velges når sendesignalet er et talesignal.

En konvensjonell mobilradioutrustning skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningenes fig. 6-10.

Fig. 6 er et blokkskjerna som viser en del av sendesiden av en konvensjonell mobilradioutrustning. På denne figur betegner henvisningstallet 1 et hovedapparat av en radioutrust-ning, 2 betegner en sendeutgangsenhet for utmating av et overførings- eller sendesignal med et forutbestemt nivå, 41 betegner en styreenhet som styrer starting av sendeutgangsenheten 2, 5 betegner en antenne for sending av et sendesignal, og 8 betegner en referansesignalgenerator for generering av en utgangsreferanseverdi. Enheten 2 omfatter videre en høyfrekvens-signalforsterker 21 (heretter omtalt som forsterker) for forsterkning av sendesignalet til det forutbestemte nivå i overensstemmelse med et instruksjonssignal, en utgangsnivådetektor 22 for å tillate sendesignalet med det forutbestemte nivå å passere, og for utmating av et nivåsignal i overensstemmelse med et sådant forutbestemt nivå, og en sendeutgangsstyreenhet 23 for sammenlikning av nivåsignalet og utgangsreferanseverdien, og for å tilføre en strøm som avhenger av differansen mellom disse signaler, til forsterkeren 21 som et instruksjonssignal.

Heretter skal virkemåten beskrives. Forsterkeren 21 forsterker et sendesignal i overensstemmelse med instruksjonssignalet og utmater et sendesignal med det forutbestemte nivå. Det forsterkede sendesignal overføres til antennen 5. Nivået av det forsterkede sendesignal detekteres av utgangsnivådetektoren 22. Utgangsnivådetektoren 22 utmater et nivåsignal i overensstemmelse med det detekterte nivå. Sendeutgangsstyreenheten 23 sammenlik-ner utgangsreferanseverdien som innmates fra referanseverdigene-ratoren 8, og nivåsignalet og utmater en differansestrøm til forsterkeren 21 som instruksjonssignal. Sendeutgangsstyreenheten 23 styrer følgelig forsterkeren 21 slik at nivåsignalet passer til referanseverdien. Forsterkerens 21 utgangsnivå holdes således konstant. Da nivået av sendesignalet for en mobilradioutrustning bestemmes i avhengighet av det benyttede system, innstilles videre utgangsreferanseverdien slik at utgangsnivået blir likt et nivå i det spesifiserte område. Fig. 7 er et kretsskjerna som viser et eksempel på sendeutgangsstyreenheten 23. Som vist på fig. 7, innmates nivåsignalet til en inngangsklemme 27. Samtidig tilføres utgangsreferanseverdien til en inngangsklemme 28. Komparatoren 24 genererer en spenning avhengig av en spenningsforskjell mellom et par inngangsspenninger. Videre flyter en basisstrøm inn i en transistor 25 avhengig av denne spenning, og dermed flyter en resulterende kollektorstrøm. Transistorens 25 kollektorstrøm blir deretter en basisstrøm for en transistor 26. Transistoren 26 tillater derfor flyt av kollektorstrømmen avhengig av transistorens 25 kollektorstrøm. Denne kollektorstrøm flyter frem til en utgangsklemme 29 som et instruksjonssignal. Slik som ovenfor omtalt, tilfører sendeutgangsstyreenheten 23 et instruksjonssignal til forsterkeren 21 avhengig av nivåsignalet for å styre et utgangsnivå for forsterkeren 21. Fig. 8 viser forbindelsen mellom effektnivå og utgangsnivå til en mobilstasjon tilhørende Advanced Mobile Phone Service (AMPS) i USA. I dette tilfelle er effektnivået definert i åtte (8 ) trinn (seks typer). En referanseverdigenerator som genererer seks typer av utgangsreferanseverdier (verdier som avhenger av det utgangsnivå som er angitt ved svarte punkter på fig. 8), kreves følgelig i stedet for den referanseverdigenererende enhet 8. Dessuten avgir styreenheten 41 en instruksjon til den referanseverdigenererende enhet 8 for å utmate utgangsreferanseverdien avhengig av det effektnivå som er beordret fra en basisstasjon.

I et vanlig mobilradiokommunikasjonssystem frembringes feltendring, kalt fading, avhengig av beliggenheten av en mobilstasjon. Fig. 9 viser et eksempel på fadingen. Denne profil observeres på mobilstasjonssiden, men når en mobilstasjon beveger seg, kan et liknende fenomen også observeres på basis-stas j onen. På fig. 9 er det antatt at det feltnivå som kan mottas på mottakssiden, er A. Dersom feltet i dette tilfelle endrer seg slik at det oppviser den feltfordeling som er vist ved B, med det forutbestemte sendenivå på sendesiden på grunn av fadingen, blir mottaking i noen tilfeller umulig. På sendesiden kreves det derfor at et signal med et høyere nivå enn dette sendenivå sendes for å oppnå for eksempel feltfordelingen C på mottakssiden. Mobilstasjonen sender her det datasignal som skal benyttes for innkommende og utgående anrop, og talesignalet. Det er nødvendig at datasignalet oppviser fordelingen C av mottaks-feltet for å eliminere feil, men talesignalet trenger ikke alltid å oppvise en sådan fordeling. Dersom for eksempel mottaksfelt-fordelingen B oppnås, forstyrres ikke kommunikasjonen, selv om en momentan støy frembringes under kommunikasjon.

Når det dreier seg om mobilradioutstyr, blir effekten nesten forbrukt i forsterkeren 21. Fig. 10 viser forbindelsen mellom forsterkerens 21 utgangseffekt og strømforbruk. Når f.eks. forsterkeren 21 drives med et utgangssignal på 30 dBm, er strømforbruket 600 inA. Når det benyttes et batteri med en kapasitet på 0,6 Ah, kan det gjøre tjeneste i en time. Når forsterkeren drives med et utgangssignal på 29 dBm, er strømfor-bruket 500 mA og batteriet kan gjøre tjeneste i 1,2 timer. Slik som foran omtalt, innstilles utgangssignalet fra forsterkeren 21 så lavt som mulig innenfor det spesifiserte område for å dempe effektforbruket, men det vil resultere i et problem å senke forsterkerens 21 utgangssignal med henblikk på å hindre en feil i datasignalet, slik som ovenfor omtalt.

Den eksisterende sendeeffektstyrekrets er oppbygd slik som ovenfor omtalt. Forsterkerens 21 utgangsnivå er derfor konstant, og denne konstante verdi er innstilt på en forholdsvis høyere verdi i det spesifiserte område, idet man tar i betrakt-ning overføring av datasignalet. Da nemlig et høyt utgangsnivå som er nødvendig for overføring av datasignalet, benyttes indirekte også for overføring av talesignalet, oppstår følgende problemer, nemlig at strømforbruket øker, et batteri med stor kapasitet er nødvendig for langtidskommunikasjon, og apparatet blir stort av størrelse.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å til-veiebringe en sendeeffektstyrekrets som reduserer kretsanordningens effektforbruk, som realiserer langtidskommunikasjon ved benyttelse av et batteri med liten kapasitet, og som dessuten reduserer kretsanordningens størrelse.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en sendeeffektstyrekrets av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den referanseverdigenererende enhet utmater den ene eller den andre av utgangsreferanseverdiene svarende til et par forskjellige utgangsnivåer innenfor det normale effektområde, og at sendeef f ektstyrekretsen videre omfatter en omkoplingsstyreenhet som tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det høyeste utgangsnivå, til den referanseverdigenererende enhet i tilfelle sendesignalet er et datasignal, og tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det laveste utgangsnivå, til den referanseverdigenererende enhet i tilfelle sendesignalet er et talesignal.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en sendeef fektstyrekrets av den angitte type som er kjennetegnet ved at den referanseverdigenererende enhet genererer utgangsreferanseverdiene svarende til respektive utgangsnivåer hvor utgangsnivåene i hvert av flere normale effektområder er to forskjellige høyere og lavere nivåer, og det er samme nivå i det tilstøtende effektområde som hvert utgangsnivå, og at sendeef f ektstyrekretsen videre omfatter en omkoplingsstyreenhet som til den referanseverdigenererende enhet tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det høyere utgangsnivå i det angitte effektområde i tilfelle sendesignalet er et datasignal, og tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det lavere utgangsnivå i det angitte effektområde i tilfelle sendesignalet er et talesignal.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et blokkskjema som viser en mobilradioutrustning som benytter en sendeeffektstyrekrets ifølge en første utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 er et tidsinnstil-lingsdiagram som viser omkopling av utgangsnivåene, fig. 3 er et blokkskjema som viser en mobilradioutrustning som benytter en sendeeffektstyrekrets ifølge en andre utførelse av oppfinnelsen, fig. 4 er et diagram for forklaring av forbindelsen mellom effektnivå og utgangsnivå, fig. 5 er et blokkskjema som viser en mobilradioutrustning som benytter en sendeef fektstyrekrets ifølge en tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 6 viser et blokkskjema av en mobilradioutrustning som benytter en konvensjonell sendeeffektstyrekrets, fig. 7 er et kretsskjerna som viser et eksempel på sendeutgangsstyreenheten på fig. 6, fig. 8 er et diagram for forklaring av forbindelsen mellom effektnivå og utgangsnivå, fig. 9 er et diagram for forklaring av et eksempel på fading, og fig. 10 er et diagram som viser et eksempel på forbindelsen mellom strømforbruk og utgangseffekt for en forsterker.

I den på fig. 1 viste utførelse ifølge oppfinnelsen betegner henvisningstallet 3 en referanseverdigenererende enhet som omfatter en analog bryter 3a med to kontakter a, b. Motstandsverdiene for de respektive motstander er forinnstilt, slik at en spenning som tilføres til sendeutgangsstyreenheten 23 når kontakten a er ledende, er høyere enn den spenning som tilføres til sendeutgangsstyreenheten 23 når kontakten b er ledende. Begge spenninger er utgangsreferanseverdier og svarer til verdiene innenfor det spesifiserte område av utgangsnivåer. Henvisningstallet 4 betegner en styreenhet som arbeider som den konvensjonelle styreenhet og tilfører et omkoplingssignal for bryteren i den referanseverdigenererende enhet 3. De andre elementer er betegnet med tilsvarende henvisningstall som de som er vist på fig. 6.

Heretter skal virkemåten beskrives under henvisning til tidsinnstillingsdiagrammet på fig. 2. Når det dreier seg om generering av et utgående anrop, utvelger styreenheten 4 en ledig styrekanal (kanal A) for utgående anrop basert på det mottakings-nivå som mottas av mottakeren (ikke vist). Styreenheten 4 tilfører et utgående anropssignal etter avstemning av senderen (ikke vist) til kanalen A. Det utgående anropssignal moduleres i senderen, forsterkes i forsterkeren 21 og overføres deretter fra antennen 5 til basisstasjonen. I dette tilfelle avgir styreenheten 4 et omkoplingssignal for å gi ordre om lukning av kontakten a i den referanseverdigenererende enhet 3. Følgelig innstilles utgangsnivået på et høyere nivå (se fig. 2D). Basisstasjonen kunngjør kanalnummeret for den kommunikasjonskanal (kanal V) som skal benyttes, idet kanal A benyttes. Etter oppnåelse av dette kanalnummer via mottakeren innstiller styreenheten 4 både senderen og mottakeren på sendetilstanden ved hjelp av den kanal V som er utpekt. Mobilradioutrustningen mottar her et kontinuitets-prøvesignal (SAT) fra basisstasjonen og innfører talekommunikasjonstilstanden etter å ha returnert dette SAT-signal til basisstasjonen. Ved dette tidspunkt tilfører styreenheten 4 omkoplingssignalet for å angi frigjøring av kontakten a og lukning av kontakten b til den referanseverdigenererende enhet 3. Talesignalet overføres derfor med det lavere utgangsnivå (se fig. 2D). Slik som forklart foran, er sendesignalet under datakommunikasjonen blitt overført med et høyt utgangsnivå i det spesifiserte område for å hindre datafeil på grunn av fading, men da datakommunikasjon utføres bare innenfor en kort periode i løpet av den totale kommunikasjonsperiode, kan strømforbruket reduseres når man betrakter den totale kommunikasjonstidsperiode. Ifølge det eksempel som er vist på fig. 10, innstilles f.eks. utgangsnivået på 30 dBm under datasignaloverføringen, eller på 28 dBm under talesignalover-føringen. Dersom datakommunikasjonen krever 5% av den totale kommunikasjonsperiode, vil et batteri med en kapasitet på 0,6 Ah realisere kommunikasjon i 1,4 timer. Kommunikasjonsperioden kan nemlig forlenges opp til 1,4 timer mer enn perioden ved over-føring med 30 dBm.

Fig. 3 er et blokkskjema som viser en mobilradioutrustning som skal benyttes når et antall effektnivåer benyttes for sendesignalet. På denne figur betegner henvisningstallet 6 en referanseverdigenererende enhet omfattende en analog bryter 6a med sju kontakter a-g. Fig. 4 viser effektnivåer for AMPS-stasjonen. De svarte punkter angir utgangsnivåer som benyttes av den mobilradioutrustning som den foreliggende utførelse anvendes på. Det er for eksempel vist at når det andre effektnivå er utpekt fra basisstasjonen, overføres datasignalet med utgangsnivået i punktet a (29 dBm), mens talesignalet overføres med utgangsnivået i punkt b (25 dBm). Dessuten svarer utgangsnivåene i punktene a-g henholdsvis til punktene a-g på fig. 3. Motstandsverdiene for respektive motstander i den referanseverdigenererende enhet 6 innstilles derfor for å generere utgangsreferanseverdier som svarer til utgangsnivåene i punktene a-g. Når for eksempel det andre effektnivå utpekes, tilfører styreenheten 4a omkoplingssignalet til den referanseverdigenererende enhet 6 for å lukke kontakten a under datasig-naloverføring, eller lukke kontakten b under talesignalover-føring. Slik som foran forklart, har den referanseverdigenererende enhet 6 med sju kontakter a-g realisert innstilling av det høye nivå svarende til datasignalet, og det lave nivå svarende til talesignalet innenfor det spesifiserte område med de seks typer av effektnivåer.

I hver av de foregående utførelser er de analoge brytere 3a, 6a blitt benyttet til å generere utgangsreferanseverdier, men en D/A-omformer 7 kan være anordnet som vist på fig. 5. I dette tilfelle digitaliseres hver utgangsreferanseverdi i styreenheten 4b. Styreenheten 4b utmater den digitale utgangsreferanseverdi ved det samme tidspunkt som utgangsreferanseverdi-innstillingstidspunktet i den første utførelse eller i den andre utførelse. D/A-omformeren 7 utmater utgangsreferanseverdien avhengig av denne digitale utgangsreferanseverdi til sendeutgangsstyreenheten 23. Slik som foran forklart, kan den samme virkning realiseres i hver utførelse, kretskonstruksjonen kan også forenkles, og selve innretningen kan også reduseres i størrelse.

Slik som tidligere beskrevet, omfatter sendeeffektstyrekretsen ifølge oppfinnelsen en referanseverdigenererende enhet som genererer et par utgangsreferanseverdier avhengig av to utgangsnivåer innenfor det spesifiserte område, og er oppbygd slik at en vilkårlig utgangsreferanseverdi benyttes avhengig av sendetidspunktet for datasignalet og talesignalet. Følgelig kan strømforbruket reduseres, og et batteri kan benyttes i en lang tidsperiode.

Ifølge oppfinnelsen omfatter dessuten sendeef f ektstyrekretsen en referanseverdigenererende enhet som genererer en utgangsreferanseverdi som svarer til et par utgangsnivåer innenfor det spesifiserte område for hvert effektnivå og benyttes sammen med utgangsnivået for tilstøtende effektnivåer, og er oppbygd slik at hvilken som helst utgangsreferanseverdi benyttes avhengig av overføringstidspunktet for datasignalet og talesignalet. Derved kan innretningens strømforbruk reduseres, og konstruksjonen kan forenkles betraktelig selv når mange typer av effektnivåer benyttes.

Claims (2)

1. Sendeeffektstyrekrets omfattende

en utgangsnivådetektor (22) som detekterer et utgangsnivå til en sendeutgangsenhet (21) for utmating av et sendesignal med et forutbestemt nivå, og som utmater et nivåsignal på grunnlag av dette utgangsnivå, en referanseverdigenererende enhet (3) som genererer et antall utgangsreferanseverdier som svarer til respektive utgangsnivåer innenfor det normale effektområde, og en sendeutgangsstyreenhet (23) som genererer et instruksjonssignal som gir ordre om å innstille det nevnte utgangsnivå på en forutbestemt verdi innenfor det normale effektområde på grunnlag av det nevnte nivåsignal og utgangsreferanseverdien, og deretter tilfører instruksjonssignalet til sendeutgangsenheten (21), KARAKTERISERT VED at den referanseverdigenererende enhet (3) utmater den ene eller den andre av utgangsreferanseverdiene svarende til et par forskjellige utgangsnivåer innenfor det normale effektområde, og at sendeeffektstyrekretsen videre omfatter en omkoplingsstyreenhet (4) som tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det høyeste utgangsnivå, til den referanseverdigenererende enhet (3) i tilfelle sendesignalet er et datasignal, og tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det laveste utgangsnivå, til den referanseverdigenererende enhet (3) i tilfelle sendesignalet er et talesignal.

2. Sendeeffektstyrekrets omfattende en utgangsnivådetektor (22) som detekterer et utgangsnivå til en sendeutgangsenhet (21) for utmating av et sendesignal med et forutbestemt nivå, og som utmater et nivåsignal på grunnlag av dette utgangsnivå, en referanseverdigenererende enhet (6) som genererer et antall utgangsreferanseverdier som svarer til respektive utgangsnivåer innenfor det normale effektområde, og en sendeutgangsstyreenhet (23) som genererer et instruksjonssignal som gir ordre om å innstille det nevnte utgangsnivå på en forutbestemt verdi innenfor det normale effektområde på grunnlag av det nevnte nivåsignal og utgangsreferanseverdien, og deretter tilfører instruksjonssignalet til sendeutgangsenheten (21), KARAKTERISERT VED at den referanseverdigenererende enhet (6) genererer utgangsreferanseverdiene svarende til respektive utgangsnivåer hvor utgangsnivåene i hvert av flere normale effektområder er to forskjellige høyere og lavere nivåer, og det er samme nivå i det tilstøtende effektområde som hvert utgangsnivå, dg at sendeeffektstyrekretsen videre omfatter en omkoplingsstyreenhet (4a) som til den referanseverdigenererende enhet (6) tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det høyere utgangsnivå i det angitte effektområde i tilfelle sendesignalet er et datasignal, og tilfører en instruksjon om å utmate den nevnte utgangsreferanseverdi som svarer til det lavere utgangsnivå i det angitte effektområde i tilfelle sendesignalet er et talesignal.