NO179656B - Radiotestslöyfe for en radiosender/mottaker - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for å sløyfekople et radiofrekvent testsignal som utsendes av en senderseksjon i en kombinert sender/mottaker til en mottakerseksjon for å teste senderen/mottakeren.

Spesifikasjonene for det europeiske mobiltelefonsystemet GSM (Groupe Special Mobile) definerer en testfunksjon hvor en basisstasjon tester virkemåten av radioseksjonene i sin sender/mottaker ved å generere et testsignal som blir sendt av senderseksjonen og som blir sløyfekoplet tilbake til mottaker-stasjonen.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som danner en testsløyfe av denne typen.

Dette blir oppnådd ved hjelp av en anordning som er karakterisert ved at den omfatter blanderanordninger for å omforme testsignalet fra en senderfrekvens til en mottakerfrekvens, idet utganger fra blanderanordningene kan koples for å tilføre testsignalet som er modulert på mottakerfrekvensen til mottakerseksjonen under forut bestemte testintervaller; minst en styrbar oscillatoranordning for generering av lokaloscillator-signaler til blandeanordningene; og en styreanordning for å tilføre et frekvensinnstillings-signal til oscillator-anordningen før begynnelsen av hvert testintervall og for å overvåke frekvensene til lokaloscillatorsignalene, hvilken styreanordning forhindrer utgangssignalene fra blanderanordningene fra å bli tilført mottakerseksjonen under testintervallet hvis frekvensene til lokaloscillator-signalene ikke har låst seg til lokaloscillator-frekvenser som er bestemt av frekvensinnstillings-signalet før begynnelsen av testintervallet.

For å sløyfekople et testsignal som genereres av senderen på passende måte til mottakeren, bør testsignalet omformes over et dupleks-intervall fra sendefrekvensen til mottakerfrekvensen. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen blir testsignalet først demodulert fra senderfrekvensen til en grunnfrekvens og så modulert fra grunn-frekvensen til mottakerfrekvensen. Frekvensene til lokaloscillator-signalene for demodulatoren og modulatoren blir innstilt som reaksjon på en kommando fra en annen komponent i senderen/mottakeren, for eksempel fra en frekvenshopp-enhet, separat for hvert testintervall litt før begynnelsen av testintervallet. Ifølge oppfinnelsen blir låsingen av lokaloscillator-frekvensene overvåket, og hvis en eller begge lokaloscillator-frekvensene ikke er låst før begynnelsen av testintervallet, blir matingen av testsignalet til mottakeren under testintervallet forhindret. På denne måten er det mulig å unngå interferens i mottakeren og/eller mistolkning av tilstanden til senderen/mottakeren som et resultat av et dårlig testsignal. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen blir matingen av testsignalet forhindret ved hjelp av en skillebryter anordnet ved utgangen fra anordningen.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet mer detaljer ved hjelp av eksempler på utførelsesformer og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et blokkskjema over en sender/mottaker som

omfatter en anordning ifølge oppfinnelsen; og

Fig. 2 illustrerer hovedtrekkene ved anordningen ifølge oppfinnelsen ved hjelp av et blokkskjema.

Formålet med radiotestenheten ifølge oppfinnelsen er å gjøre det mulig at et radiofrekvent testsignal som genereres av senderseksjonen i en sender/mottaker av full duplekstype, kan styres på en slik måte at den blir ført riktig tilbake til senderseksjonen i den samme senderen/mottakeren for mottakelse og analyse. På denne måten blir det dannet en testsløyfe som inneholder minst radioseksjonene i senderen/mottakeren, muligens også multipleks-anordningene o.s.v. Tilstanden og virkemåten til senderen/mottakeren kan observe-res automatisk ved å måle testytelsen og egnede egenskaper ved det mottatte testsignalet som er ført gjennom testsløyfen. I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet i forbindelse med en sender/mottaker som skal brukes ved basisstasjonen i et celledelt, mobilt radiotelefonsystem, men oppfinnelsen er ikke på noen måte begrenset til denne anvendelsen.

På figur 1 omfatter senderen/mottakeren minst to, fortrinnsvis fire, sender/mottaker-par IA, 10A og IB, 10B, respektive, slik at hvert par danner en full dupleks-forbindelse. Utgangene fra senderenhetene IA og IB er koplet ved hjelp- av en summeringsanordning 2 til en felles antennelinje 3 og til en felles senderantenne 4. En mottakerantenne 6 er koplet gjennom en antennelinje 7 til en forgrenings-anordning 9 som deler det mottatte signalet til mottakerenhetene 10A og 10B. Uttrykket sender- og mottaker-enheter slik de brukes her, refererer hovedsakelig til radioseksjonene i senderen/mottakeren. Hver sender- og mottaker-enhet har sin egen sender- eller mottaker-frekvens hvorved sender- og mottaker-frekvensene til enheter som danner et fullt dupleks-par, for eksempel IA og 10A, er anordnet ved en avstand på et dupleks-intervall fra hverandre, for eksempel 45 Mhz. I tillegg er hver frekvenskanal tidsdelt multiplekset (TDMA), slik at den omfatter flere digitale trafikk- og/eller styre-kanaler. GSM-spesifikasjonen definerer åtte grunnfrekvenser for basisstasjonen, hver delt i åtte kanalintervaller.

I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, er en radiotestenhet 11 koplet mellom antennelinjene 5 og 7. For dette formål omfatter antennelinjen 5 en forgreningsanordning 3 som avgrener endel av det utsendte signalet til en inngang 12 i radiotestenheten 11. En utgang 13 i radiotestenheten 11 er koplet til antennelinjen 7 ved hjelp av en retningskopler 8 som tilfører et utgangssignal fra radiotestenheten til antennelinjen 7 i retning mot mottakerenhetene. Alternativt kan radiotestenheten være for eksempel koplet direkte til de enkelte sender- og mottaker-enheter.

Figur 2 er et blokkskjema over den foretrukne utførelses-form av radiotestenheten 11. Fra inngangen 12 blir et radiofrekvent testsignal, for eksempel 800-1000 Mhz, tilført gjennom et fast dempeledd 21 til en forgreningsanordning 22 som deler signalet til innganger A og B i en kvadratur-demodulator 23, slik at signalene ved inngangene blir blandet i blandetrinn 23A og 23B ved hjelp av lokaloscillator-signaler i kvadraturfase (en fasedreining på 9 0 °) til en grunnfrekvens for å danne to kvadraturfase-signaler I og Q, hvis frekvensom-råde er mellom 0 og 100 KHz. Utgangssignalet I fra blandetrinnet 23A blir tilført gjennom et lavpassfilter 24A, en forsterker 25A, en forsinkelseslinje 26A og et lavpassfilter 27A til et blandetrinn 28A i en kvadratur-modulator 28. Tilsvarende blir utgangssignalet fra blandetrinnet 23B tilført gjennom et lavpassfilter 24B, en forsterker 25B, en forsinkelseslinje 26B og et lavpassfilter 27B til et blandetrinn 28B i kvadraturmodulatoren 28. I kvadraturmodulatoren 28 blir signalene I og Q modulert ved hjelp av lokaloscillator-signaler i kvadraturfase til mottakerfrekvensen. Utgangssignalene fra blandetrinnene 28A og 28B blir kombinert ved hjelp av en summeringsanordning 29 for å danne det endelige testsignalet, som blir tilført gjennom en forsterker 3 0 til en koplingsenhet 31, som under styring av en styreenhet 38 kopler testsignalet gjennom bare under forutbestemte testintervaller. Fra koplingsenheten 31 blir testsignalet tilført en forgreningsanordning 32 som deler signalet til en signalnivå-styregren og gjennom et båndpassfilter 33 til utgangen 13 fra radiotestenheten.

Formålet med forsinkelseslinjene 26A og 26B er å forsinke testsignalet før det blir tilført mottakeren for en tidsperiode som tilsvarer den tid som er nødvendig mellom utsendelsen og mottakelsen på en linje i senderen/mottakeren. I GSM-spesifikasjonene er denne tidsperioden tre kanalintervaller. Forsinkelseslinjene 26A og 26B er innbyrdes identiske. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen er de realisert ved hjelp av en krets basert på analog sampling og ladnings-forskyvning, i hvilke ladninger blir overført i synkronisme med et taktsignal som genereres av en oscillator 39. En passende krets er RD5108A som fremstilles av Reticon Inc og i hvilke der er 2048 ladningslagrede anordninger koplet i sekvens. Signalene I og Q blir samplet under annenhver taktperiode, og samplene føres fra en ladningslagrende anordning til en annen under hver taktperiode. Størrelsen av forsinkelsen blir bestemt av frekvensen til oscillatoren 39, 1,216 Mhz i dette spesielle tilfellet, for således å oppnå den ovennevnte forsinkelse på tre kanalintervaller i overensstem-melse med GSM-systemet. De forsinkede signalene I og Q ved utgangene fra forsinkelseslinjene 26A og 26B er samplede analoge signaler hvis spektere innbefatter samplingsfrekvensen. Denne samplingsfrekvensen blir fjernet ved hjelp av lavpassfiltrene 27A og 27B som er koplet etter forsinkelseslinjene. Alternativt kan forsinkelseslinjene 26A og 26B realiseres digitalt, hvorved de omfatter en analog/digital-omformer, et digitalt skiftregister og en digital/analog-omformer for begge grunnfrekvens-signaler.

I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen har koplingsenheten 31 to hovedfunksjoner: 1) å separere testsignalet ved utgangen fra modulatoren 28 tilstrekkelig effektivt fra mottakeren mellom testintervallene, og 2) å innstille det innledende nivå av testsignalet til en ønsket verdi. Derfor omfatter inngangen til koplingsenheten en forgrenings-anordning 311 som deler utgangssignalet fra forsterkeren 30 i to grener. Den første grenen omfatter tre bryteranordninger 312, 313 og 314 som er koplet i serie, og en forsterker med konstant forsterkning, slik at grenens forsterkning er 15 dB. Den andre grenen omfatter to bryteranordninger 316 og 317 som er koplet i serie, og et fast dempeledd, idet grenens dempning er 15 Db. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen er differansen i effektnivåene til signaler som føres gjennom de forskjellige grenene, således 3 0 dB. Utgangssignalene fra dempeleddet 318 og forsterkeren 315 blir matet til en summeringsanordning 319 hvis utgang danner utgangen fra koplingsenheten 31 som er koplet til forgreningsanordningen 32. Under testintervallet får styreenheten 38 bryteranordningene 312 til 314 til å være lukket ved hjelp av et styresignal RF HØY eller får alternativt bryter-anordningene 316 til 317 til å være lukket ved hjelp av et styresignal RF LAV for å tilføre et testsignal ved mottakerfrekvensen til mottakeren. Mellom testsignalene er bryteranordningene i begge grener åpne slik at de separerer testsignalet fra inngangen til mottakeren. Valget av effektnivå for grenen og testsignalet avhenger av om det er den øvre eller nedre ende av mottakerens dynamiske område som skal testes. Dempningen til åpne bryteranordninger i radiofrekvensområdet må være slik at nivået til et signal som lekker gjennom en åpen gren, er minst 25 dB mindre enn signalnivået ved utgangen på den valgte gren. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen er bryteranordningene realisert ved hjelp av PlN-dioder. De alternative effektnivåene til testsignalet kan dannes ved kombinasjoner av brytere, forsterkere og dempeledd som er forskjellige fra hva som er beskrevet ovenfor, forutsatt at minst to alternative signalbaner med forskjellige faste dempninger eller forsterk-ninger blir oppnådd.

Nivået på testsignalet som lekker til utgangen på radiotestenheten 11, blir overvåket ved å føre en del av utgangssignalet fra koplingsenheten 31 ved forgreningsanordningen 32 til effektnivå-styregrenen, hvor signalets effektnivået blir målt. Hvis effektnivået til utgangssignalet mellom testintervallene overstiger en forut bestemt terskel-nivå,, antar styreenheten 38 at bryterne er ødelagt eller virker feilaktig og forhindrer genereringen av testsignalet ved å avbryte kraftforsyningen til oscillatoren 45, for eksempel. Effektnivå-styregrenen overvåker også nivået til det uttrukne testsignalet under testintervallet. Hvis effektnivået til testsignalet under testen ikke overstiger det forut bestemte terskelverdi, antar styreenheten 38 at koplingsenheten 31 har virket feilaktig og oppdaterer feiltelleren og/eller forkaster den sløyfetesten som er utført i løpet av dette intervallet. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen omfatter styregrenen en seriekopling av følgende komponenter i følgende rekkefølge: et båndpassfilter 34, en bryteranordning 35 som i sin lukkede tilstand virker som et 10 dB dempeledd for å beskytte etterfølgende komponenter; en likeretter dannet av en diode Dl; og en nivåmålings-krets slik som en komparator, anordnet i styreenheten 38. Styreenheten 3 8 får bryteranordningen 3 5 til å åpne under testintervallene og lukke mellom testintervallene med hjelp av et signal SDETC.

Lokaloscillator-signalene til demodulatoren 23 blir generert fra utgangssignalet fra en frekvenssyntetisator 44 ved å mate det til blandetrinnet 23A med en fasedreining på 0° og til blandetrinnet 23B med en fasedreining på 90°. Tilsvarende blir lokaloscillator-signalene for modulatoren 28 dannet ved å mate utgangssignalet fra en frekvens-syntetisator 45 til blandetrinnet 28A for modulatoren 28 med en fasedreining på 0° og til blandetrinnet 28B med en fasedreining på 90° .

Under testing mottar radiotestenheten et testsignal fra senderenheten 1 og sender det videre til mottakerseksjonen 2, enten under hvert testintervall innenfor den samme faste frekvenskanal, eller når senderen/mottakeren arbeider i frekvenshopp-modus, ved å endre den fysiske frekvenskanalen under hvert testintervall. Driften av frekvens-syntetisatorene blir styrt og overvåket ved hjelp av styreenheten 38. Under testing mottar styreenheten 38 fra en eller annen komponent i senderen/mottakeren, for eksempel fra frekvenshopp-enheten, et absolutt kanaltall for hvert testintervall før begynnelsen av testintervallet. Deretter genererer styreenheten 38 kommandodata fra dette absolutte kanalnummeret for syntetisatorene 44 og 45, på grunnlag av hvilke data utgangssignalene fra syntetisatorene blir låst til en frekvens som svarer til hver spesiell kanal. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen der hver frekvenskanal har åtte kanalintervaller, blir kommandodataene tilført syntetisatorene omkring 4 ms, d.v.s. syv intervaller, før testintervallet. På denne måten blir det sikret at syntetisatorene 44 og 45 har en innstillingstid på minst 3 ms før testintervallet. Omkring 0,5 ms før begynnelsen av testintervallet, overvåker styreenheten 3 8 tilstandene til alarmsignaler RXALM og TXALM for syntetisatorene, hvilke signaler indikerer om syntetisatorene 44 og 45 er låst eller ikke. Hvis begge syntetisatorene har låst seg før begynnelsen av testintervallet, så styrer styreenheten 38 koplingsenheten 31 slik at den forbinder testsignalet med utgangen 13 i testintervallet. Hvis bare en eller ingen av syntetisatorene 44 og 45 har låst seg før begynnelsen av testintervallet, lukker styreenheten 38 ikke bryterne i koplingsenheten 31 og testsignalet vil ikke bli tilført utgangen 13, slik at interferens i mottakeren blir forhindret.

Styreenheten 38 inneholder flere feiltellere for overvåk-ning av virkemåten til radiotestenheten. Feiltellere som skal oppdateres, innbefatter en frekvenshoppkommando-teller, syntetisator-tellere, koplingsenhet-tellere og en teller for tellerintervaller som går tapt på grunn av feil i testenheten under testing.

Riktigheten av de mottatte kanalnummer-kommandoer blir kontrollert ved hjelp av frekvenshoppkommando-telleren. Styreenheten 38 mottar kanalnummerne fra frekvenshopp-enheten i senderen/mottakeren i dupleksform og kontrollerer at begge kanalnummere er identiske og at de har riktig paritet. Hvis dette ikke er tilfelle, oppdaterer styreenheten frekvenshopp-telleren og genererer ikke kommandodata til syntetisatorene 44 og 45. På denne måten blir vedkommende testintervall forkastet i radiotest-enheten, og telleren for tapte intervaller blir inkrementert.

En separat syntetisator-teller er anordnet for hver syntetisator, hvilken teller blir inkrementert hvis synteti-satoren ikke er låst før testintervallet og testintervallet blir forkastet. Hvis lesingen av syntetisatortellerne overskrider en forut bestemt terskelverdi, stopper driften av radiotestenheten fullstendig.

Koplingsenhet-telleren blir inkrementert hvis det blir funnet at bryterne i koplingsenheten 31 ikke har lukket eller åpnet til riktige tidspunkter under testingen.

Figurene og beskrivelsen vedrørende disse er bare ment å illustrere foreliggende oppfinnelse. Når det gjelder detaljene kan anordningen ifølge oppfinnelsen variere innenfor rammen av de vedføyde krav. For eksempel kan omformingen av testsignalet fra senderfrekvensen til mottakerfrekvensen utføres ved hjelp av andre teknikker enn de som er beskrevet ovenfor.

Claims (7)

1. Anordning for sløyfekopling av et radiofrekvent testsignal som utsendes av en senderseksjon (IA, IB) i en kombinert sender/mottaker til en mottaker-seksjon (10A, 10B) for testing av senderen/mottakeren, karakterisert ved at anordningen omfatter blanderanordninger (23, 28) for å omforme testsignalet fra en senderfrekvens til en mottakerfrekvens, idet utgangen fra blanderanordningene kan koples for å tilføre testsignalet som er modulert på mottakerfrekvensen til mottakerseksjonen (10A, 10B) under forutbestemte testintervaller; minst en styrbar oscillator-anordning (44, 45) for generering av lokaloscillator-signaler til blanderanordningene (23, 28); og en styreanordning (38) for å tilføre et frekvens-innstillingssignal til oscillator-anordningene (44, 45) før begynnelsen av hvert testintervall og for å overvåke frekvensene til lokaloscillator-signalene, idet styreanordningen (38) forhindrer utgangssignalet fra blanderanordningene (23, 28) fra å bli tilført mottakerseksjonen (10A, 10B) under testintervallet hvis frekvensene til lokaloscillator-signalene ikke har låst seg til lokaloscillator-frekvensene som bestemt av frekvensinnstillings-signalet før begynnelsen av testintervallet.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at blanderanordningene omfatter en demoduleringsanordning (23) som har sin inngangsside koplet for å motta testsignalet med senderfrekvensen; en moduleringsanordning (28) som har sin inngangsside koplet til utgangssiden på demodulerings-anordningen (23) og hvis utgang danner utgangen fra blanderanordningen.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at en koplingsenhet (31) er forbundet med utgangen på moduleringsanordningen (28) , idet koplingsenheten kan styres av styreanordningen (38).

4. Anordning ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at oscillator-anordningene (44, 45) er frekvenssyntetisatorer.

5. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at anordningen er koplet mellom en senderantenne-linje (5) og en mottakerantenne-linje (7) i senderen/mottakeren.

6. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at forsinkelses-anordninger (26A, 26B) er anordnet mellom demodulerings-anordningen (23) og modulerings-anordningen (28) for å forsinke testsignalet med en tidsperiode som svarer til den nødvendige tidsforskjell mellom utsendelsen og mottakelsen fra senderen/mottakeren.

7. Anordning i følge et av de foregående krav, karakterisert ved at styreanordningen (38) omfatter en feilteller som blir inkrementert hver gang noen av lokaloscillator-signalene ikke blir låst til den forut bestemte verdi.