PT92892B - COMBINATION SPACE DIVERSITY SYSTEM - Google Patents

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John David Kaewell Jr
Nicholas Carl Schreier
James Joseph Roller
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Int Mobile Machines
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Abstract

The invention relates to a spatial diversity system for digital mobile telephone networks which comprises at least two antennas, one antenna being part of a primary (or master) unit and the other being part of a diversity (or slave) unit, each unit having processing means to detect the "quality" of digital audio signals received by their respective antennas, the "quality" comprising link quality, automatic gain control level and parity errors; the primary unit being capable of comparing the "quality" of the audio signals received by each antenna, selecting the higher "quality" signal and transmitting the higher "quality" signal to the telephone network. <IMAGE>

Description

INTERNATIONAL MOBILE MACHINES CORPORATION &quot;SISTEMA DE DIVERSIDADE DE ESPAÇO DE COMBINAÇÃO&quot;INTERNATIONAL MOBILE MACHINES CORPORATION "COMBINATION SPACE DIVERSITY SYSTEM"

FUNDAMENTO DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Os sistemas telefónicos celulares (ou móveis) estão a assumir uma importância crescente na técnica telefónica, podendo eventualmente desviar uma porção significativa do serviço fixo por circuito por fios, quando se tornar tecnicamente mais eficiente. A telefonia celular assenta nas radiofrequên-cias (RF) em vez de na tecnologia da transmissão por fios, estando por isso sujeita a muitos problemas que não surgem no serviço telefónico por fios.Cellular (or mobile) telephone systems are assuming an increasing importance in the telephone technique, and may eventually divert a significant portion of the fixed service by wired circuit, when it becomes technically more efficient. Cellular telephony relies on radio frequencies (RF) instead of wired transmission technology and is therefore subject to many problems that do not arise in wired telephone service.

Embora até agora os sistemas celulares móveis tenham sido baseados principalmente na tecnologia analógica, esta tecnologia tem limitações severas que envolvem, entre outras coisas, a complexidade, a eficiência do espectro, a privacidade e os custos. Isso conduziu a desenvolvimentos pelos quais a tecnologia digital, que tem já um lugar fixo no serviço telefónico, está agora a substituir a tecnologia analógica. Ê evidente que os sistemas móveis incluirão eventualmente quer o telefone do tipo portátil, ou trans- portado pela mão, quer do tipo montado em veículos. A presente invenção, embora previsivelmente adaptável ao tipo portátil, refere-se principalmente ao tipo de sistema montado num veiculo.Although mobile cellular systems have hitherto been based primarily on analogue technology, this technology has severe limitations involving, among other things, complexity, spectrum efficiency, privacy and costs. This has led to developments in which digital technology, which already has a fixed place in the telephone service, is now replacing analogue technology. It is clear that mobile systems will eventually include either a portable or hand-held telephone or a vehicle-mounted telephone. The present invention, although predictably adaptable to the portable type, relates mainly to the type of system mounted on a vehicle.

Um dós problemas nos sistemas de comunicação baseados nas RP, em especial quando usados no ambiente móvel, é a sua susceptibilidade ao desvanecimento do sinal e ao efeito de sombra. Trata-se de um fenómeno comum que se encontra muitas vezes num rádio montado num veículo, segundo o qual a recepção enfraquece subitamente numa zona restrita mas é restaurada em seguida a um pequeno deslocamento do veí culo.One of the problems with PR-based communication systems, especially when used in the mobile environment, is their susceptibility to signal fading and the shadow effect. This is a common phenomenon that is often found in a radio mounted on a vehicle, according to which the reception suddenly weakens in a restricted area but is restored after a small displacement of the vehicle.

Uma técnica bem conhecida para combater estes efeitos de desvanecimento e de sombra é a utilização de processos de diversidade. Até agora têm sido usados dois tipos de diversidade, a diversidade no tempo, que compreende a emissão e a recepção da mesma mensagem mais de uma vez e a diversidade de frequência que compreende a emissão e a recepção de uma mensagem em mais de uma frequência portadora. Contudo, ambos estes processos apresentam o inconveniente de necessitarem de uma largura de banda adicional.A well-known technique for combating these fading and shadowing effects is to use diversity processes. So far, two types of diversity have been used, diversity over time, which comprises the sending and receiving of the same message more than once, and the frequency diversity comprising the sending and receiving of a message on more than one carrier frequency. . However, both of these processes have the disadvantage that they require additional bandwidth.

Um terceiro tipo de diversidade, que não exige essa largura de banda adicional, é a diversidade de espaço. Esta compreende a utilização de duas ou mais antenas separadas umas das outras, a uma distância apropriada, no veículo. Como as características de desvanecimento destas antenas são estatisticamente independentes, quando uma está sujeita ao desvanecimento a outra pode geralmente transmitir o sinal completo, obviando assim os efeitos do desvanecimento. Contudo, estas antenas separadas proporcionam sinais separados que podem conduzir a uma duplicação e interferência mútua, se não forem controlados de maneira apropriada.A third type of diversity, which does not require this additional bandwidth, is space diversity. This comprises the use of two or more antennas separated from each other, at an appropriate distance, on the vehicle. As the fading characteristics of these antennas are statistically independent, when one is subject to fading the other can generally transmit the complete signal, thus obviating the effects of fading. However, these separate antennas provide separate signals that can lead to duplication and mutual interference, if not properly controlled.

SUMARIO DA INVENÇÃO A presente invenção compreende um sistema com diversidade de espaço no qual os sinais individuais das antenas separadas são combinados eíectivamente para produzir um sinal único de alta qualidade, sem desvanescimento, sem efeito de sombra, evitando assim a duplicação e a interferência dos sinais individuais, mas mantendo as vantagens da diversidade de espaço, nomeadamente a não necessidade de utilização de uma largura de banda adicional, que é necessária em outros sistemas de diversidade, tais como a diversidade no tempo ou a diversidade de frequência.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a system with space diversity in which the individual signals from the separate antennas are combined effectively to produce a single high quality signal, without fading, without shadow effect, thus avoiding the duplication and interference of the signals but maintaining the advantages of space diversity, namely the non-need to use additional bandwidth, which is necessary in other diversity systems, such as time diversity or frequency diversity.

Essencialmente, no sistema segundo a presente invenção, um circuito de antena compreende uma unidade primária (ou directora) enquanto o outro compreende uma unidade de diversidade (ou dirigida). Cada uma das unidades recebe o seu sinal individual e processa o mesmo para detectar erros de paridade, o nível de comando automático de volume e a qualidade do circuito de ligação (a expressão &quot;erro de ^paridade&quot; significa um erro de bits que provoca distorção ou desvanescimento, iam nível de comando automático de volume indica a deterioração dos sinais devida quer ao desvanescimento quer â interferência e a qualidade do circuito de ligação é uma medida do erro de fase - quanto maior for o índice de qualidade do circuito de ligação menor será o erro de fase)Essentially, in the system according to the present invention, one antenna circuit comprises a primary (or director) unit while the other comprises a diversity (or directed) unit. Each unit receives its individual signal and processes it to detect parity errors, the level of automatic volume control and the quality of the connection circuit (the expression "parity error" means a bit error that causes distortion or fading, iam level of automatic volume control indicates signal deterioration due to both fading and interference and the quality of the connection circuit is a measure of the phase error - the higher the quality index of the lower connection circuit will be the phase error)

Os erros de paridade, a qualidade do circuito de ligação e o nivel de comando automático de volume processados das duas unidades de antena são depois comparados, sendo então o melhor sinal, o que contém menor número de erros de paridade, o nivel de controlo automático de volume mais baixo e a melhor qualidade do circuito de ligação, o que ê aplicado ao receptor.The parity errors, the quality of the connection circuit and the level of automatic volume control processed from the two antenna units are then compared, being the best signal, which contains the least number of parity errors, the level of automatic control. lower volume and better quality of the connection circuit, which is applied to the receiver.

Embora aqui se descreva este sistema de diversidade de espaço como sendo aplicado ao lado da recepção de uma unidade de assinante ou da estação de base, ele é também aplicável ao lado de emissão, quer da unidade de assinante, quer da estação de base.Although this space diversity system is described here as being applied to the receiving side of a subscriber unit or base station, it is also applicable to the sending side of either the subscriber unit or the base station.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A fig. 1 é um esquema de blocos de um sistema de diversidade de espaço com pòs-sintese, que realiza a presente invenção, utilizado para a recepção numa unidade de assinante; A fig. 2, é um esquema análogo ao da fig. 1, mas representando um sistema de diversidade de espaço com pré-síntese;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block scheme of a space diversity system with post-synthesis, which realizes the present invention, used for reception in a subscriber unit; Fig. 2, is a diagram similar to that of fig. 1, but representing a space diversity system with pre-synthesis;

As fig. 3A e 3B incluem um esquema de blocos de um sistema de diversidade de espaço do tipo com pós-sín-tese, que é utilizado numa estação de base. A fig. 4 é um diagrama de blocos da unidade de combinação de diversidade usada no sistema das fig. 3A e 3B. - 5 - f A fig. 5 é um esquema de blocos de um sistema de diversidade de espaço com pré-sintese utilizado na estação de base.Figs. 3A and 3B include a block diagram of a space diversity system of the type with post-synthesis, which is used in a base station. Fig. 4 is a block diagram of the diversity combination unit used in the system of figs. 3A and 3B. - 5 - f Fig. 5 is a block diagram of a space diversity system with pre-synthesis used at the base station.

GLOSSÁRIO DE ACRÓNIMOSGLOSSARY OF ACRONYMS

AcrónimoAcronym

DefiniçõesDefinitions

AGC CCU CODEC DMA PIPO IP LQ MODEM MUX PCM PE RELP RP Rx SUD &quot;Automatic Gain Control&quot; &quot;Channel Control Unit&quot; &quot;Combined Goder and Decoder&quot; &quot;Direct Memory Access&quot; &quot;Pirst-in Pirst-out Memory&quot; &quot;Intermediate Frequencies&quot; &quot;Link Quality &quot;Combined Modulator and Demodulator&quot; &quot;Multiplexer&quot; &quot;Pulse Code Modulation&quot; &quot;Parity Error&quot; &quot;Residual Exited Linear Prediction&quot; &quot;Radio Prequency&quot; &quot;Receive&quot; &quot;Synthesizer Up/Down Converter&quot;AGC CCU CODEC DMA PIPO IP LQ MODEM MUX PCM PE RELP RP Rx SUD "Automatic Gain Control" &quot; Channel Control Unit &quot; &quot; Combined Goder and Decoder &quot; &quot; Direct Memory Access &quot; &quot; Pirst-in Pirst-out Memory &quot; &quot; Intermediate Frequencies &quot; &quot; Link Quality &quot; Combined Modulator and Demodulator &quot; &quot; Multiplexer &quot; &quot; Pulse Code Modulation &quot; &quot; Parity Error &quot; &quot; Residual Exited Linear Prediction &quot; "Radio Prequency" &quot; Receive &quot; &quot; Synthesizer Up / Down Converter &quot;

Comando automático de volumeAutomatic volume control

Unidade de controlo de canalChannel control unit

Codificador-Descodifi- cadorEncoder-Decoder

Acesso directo à memóriaDirect memory access

Memória com processamento pela ordem de chegadaFirst-come, first-served memory

Frequências intermédiasIntermediate frequencies

Qualidade da junção de ligaçãoConnection joint quality

Modulador-desmoduladorModulator-demodulator

MultiplexadorMultiplexer

Modulação por impulsos codificadosEncoded pulse modulation

Erro de paridadeParity error

Predição linear residual sai daResidual linear prediction comes out of

RadiofrequênciaRadio frequency

RecepçãoReception

Conversor elevador/abai-xador sintetizador - 6 - - 6 - Acrónimo Tx &quot;Transmit&quot; VCP &quot;Voice Coder Processor&quot; VCU &quot;Voice Codec Unit&quot;Synthetic elevator / down converter - 6 - - 6 - Acronym Tx &quot; Transmit &quot; VCP &quot; Voice Coder Processor &quot; VCU "Voice Codec Unit"

DefiniçõesDefinitions

EmissãoEmission

Processador do codi ficador de sinais telefónicosTelephone signal encoder processor

Unidade CODEC telefónicaTelephone CODEC unit

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS A fig. 1 ilustra a presente invenção aplicada a uma unidade de assinante, genericamente designada por (10), e compreende uma unidade primária (ou directora) (12) e uma unidade de diversidade (ou dirigida) (14). Cada uma das unidades inclui uma antena, respectivamente (16) e (18), estando cada uma das anténas ligada a um rádio (20) e (22), respectivamente. Cada um dos rádios está em comunicação bidi-reccional, para emissão e recepção, com um processador de MODEM (24) e (26), respectivamente, estando cada MODEM em combinação bilateral, através das interfaces DMA respectivas (28) e (30), com processadores de banda básica respectivos (32) e (34).DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Fig. 1 illustrates the present invention applied to a subscriber unit, generically referred to as (10), and comprises a primary (or director) unit (12) and a diversity (or directed) unit (14). Each unit includes an antenna, respectively (16) and (18), each antenna being connected to a radio (20) and (22), respectively. Each of the radios is in two-way communication, for transmission and reception, with a MODEM processor (24) and (26), respectively, with each MODEM in bilateral combination, through the respective DMA interfaces (28) and (30) , with respective baseband processors (32) and (34).

Cada um dos processadores de banda básica está em combinação com um retentor respectivo (36) e (38). Cada processador de banda básica está também em comunicação com um multiplexador (40), como se indica em (42) e (44), respectivamente, sendo desse modo aplicados os sinais de modulação de impulsos fcodificados (PCM) de cada processador de banda básica ao multiplexador, que inclui' um comutador que é controlado através da linha (46) pelo processador de banda básica (32). 0 multiplexador aplica a sua saída PCM, através da linha (48), a um CODEC (50), que está em comunicação bidireccional com o microtelefone em (52).Each of the baseband processors is in combination with a respective retainer (36) and (38). Each baseband processor is also in communication with a multiplexer (40), as indicated in (42) and (44), respectively, thus being applied the encoded pulse modulation (PCM) signals of each baseband processor to the multiplexer, which includes a switch that is controlled over the line (46) by the baseband processor (32). The multiplexer applies its PCM output, through the line (48), to a CODEC (50), which is in bidirectional communication with the handset at (52).

Em funcionamento, quando se receberem sinais de audio da estação de base, eles são recebidos quer pela unidade primária (12) quer pela unidade de diversidade (14). Estes sinais, que foram comprimidos e codificados, por exemplo por análise RELP, passam das antenas respectivas (16) e (18) para os rádios respectivos (20) e (22), que os transferem, como sinais de RF, para os processadores dos MODEM respectivos (24) e (26). Os processadores de MODEM desmodulam os sinais e transmitem os símbolos desmodulados para as interfaces DMA respectivas (28) e (30), de onde são transferidos para os processadores de banda básica respectivos (32) e (34).In operation, when audio signals are received from the base station, they are received by either the primary unit (12) or the diversity unit (14). These signals, which have been compressed and encoded, for example by RELP analysis, pass from the respective antennas (16) and (18) to the respective radios (20) and (22), which transfer them, as RF signals, to the processors respective MODEMs (24) and (26). MODEM processors demodulate the signals and transmit the demodulated symbols to the respective DMA interfaces (28) and (30), from where they are transferred to the respective baseband processors (32) and (34).

Cada um dos processadores de banda básica está provido de meios para efectuar a síntese RELP nos dados de entrada comprimidos, de modo que os dados são descompri-midos ou expandidos. Os dados descomprimidos (PCM) são trans feridos, selectivamente, ou através da linha (42) do processador de banda básica primário (32) ou através da linha (44) do processador de banda básica (44) para o multiplexador (40), conforme a posição do comutador do multiplexador.Each of the baseband processors is provided with means to perform the RELP synthesis on the compressed input data, so that the data is decompressed or expanded. The uncompressed data (PCM) is transferred, selectively, either through the line (42) of the primary baseband processor (32) or through the line (44) of the baseband processor (44) to the multiplexer (40), depending on the position of the multiplexer switch.

Os dois processadores de banda básica funcionam também para detectar erros de paridade por meio de uma codificação para detecção de erros. Há várias formas de codificação para detecção de erros conhecidas na técnica,The two baseband processors also work to detect parity errors through error-coding. There are several forms of coding for detecting errors known in the art,

tais como, por exemplo, a codificação de &quot;Hamming&quot;, a codi-cação de &quot;Reed-Solomon&quot; e outras análogas. Na presente forma x-de realização preferida, é utilizada a codificação de &quot;Hamming&quot;.such as, for example, the encoding of "Hamming", the encoding of "Reed-Solomon" and other similar ones. In the present preferred x-embodiment, "Hamming" encoding is used.

Os dados dos sinais telefónicos provenientes do processador de MODEM (24) são transmitidos, através da interface DMA (28), para o processador de banda básica (32), que funciona de modo a efectuar a síntese RELP e detectar a qualidade da junção de ligação, o nível de comando automático de volume AGC e os erros de paridade nestes dados.The telephone signal data from the MODEM processor (24) are transmitted, through the DMA interface (28), to the basic band processor (32), which works in order to perform the RELP synthesis and detect the quality of the data junction. connection level, automatic AGC volume control level and parity errors in this data.

Os dados dos sinais telefónicos provenientes do processador do MODEM (26) são igualmente transmitidos, através da interface DMA (30), para o processador de banda básica (34), que funciona para efectuar a síntese RELP e para detectar os dados de qualidade, que incluem a qualidade da junção de ligação, o nível de controlo automático de volume AGC e os erros de paridade nesses dados dos sinais telefónicos. Os dados de qualidade provenientes do processador de banda básica (34) são depois transmitidos, através dos retentores (38) e (36), que actuam como circuitos tampão, para o processador de banda básica (32). 0 processador de banda básica (32) está programado para comparar os dados de qualidade que contêm os erros de paridade, a qualidade da junção de ligação e o AGC do seu próprio circuito com os recebidos do processador de banda de base (34). Esse processador escolhe os dados dos sinais telefónicos com a melhor qualidade, isto é, os que têm a mais elevada qualidade da junção de ligação, o menor número de erros de paridade e o mais baixo nível de - 9 - AGC, dos dois circuitos e, através da linha (46), utiliza os dados de qualidade escolhidos para actuar o comutador no multiplexador para ligar o multiplexador, ou a linha (42) que vem da unidade primária, ou à linha (44) proveniente da unidade de diversidade para utilizar os dados do sinal telefónico provenientes do circuito escolhido. 0 sinal PCM expandido resultante proveniente do multiplexador passa, através da linha (48), para o CODEC (50), onde é transformado num sinal analógico e passa para o lado da recepção do microtelefone (52). 0 sistema representado na fig. 2 é semelhante ao da fig. 1, excepto que representa um sistema de pré-sín-tese, no qual o sinal telefónico seleccionado é transmitido para o processador de banda básica primário antes de ser expandido, expandindo-se depois o processador de banda básica primário e transmitindo o sinal telefónico seleccionado para o CODEC.The telephone signal data from the MODEM processor (26) are also transmitted, via the DMA interface (30), to the basic band processor (34), which works to perform the RELP synthesis and to detect the quality data, which include the quality of the link junction, the level of automatic AGC volume control and the parity errors in that telephone signal data. The quality data from the baseband processor (34) is then transmitted, through the retainers (38) and (36), which act as buffer circuits, to the baseband processor (32). The baseband processor (32) is programmed to compare the quality data containing the parity errors, the quality of the link junction and the AGC of its own circuit with those received from the baseband processor (34). This processor chooses the data from the telephone signals with the best quality, that is, those that have the highest quality of the connection junction, the lowest number of parity errors and the lowest level of - 9 - AGC, of the two circuits and , through line (46), uses the quality data chosen to actuate the switch in the multiplexer to connect the multiplexer, or the line (42) coming from the primary unit, or the line (44) coming from the diversity unit to use the telephone signal data from the chosen circuit. The resulting expanded PCM signal from the multiplexer passes, through the line (48), to the CODEC (50), where it is transformed into an analog signal and passes to the receiving side of the handset (52). The system shown in fig. 2 is similar to that of fig. 1, except that it represents a pre-synthesis system, in which the selected telephone signal is transmitted to the primary baseband processor before it is expanded, then expanding the primary baseband processor and transmitting the selected telephone signal for CODEC.

Aqui o sistema tem a designação genérica (100) e compreende uma unidade de assinante primária (102) e uma unidade de assinante de diversidade (104). De maneira análoga â do sistema da fig. 1, cada unidade compreende uma antena, respectivamente (106) e (108), um rádio, respectiva-mente (110) e (112), um processador de MODEM, respectivamente (114) e (116), cada um em comunicação bidireccional com o rádio correspondente, e uma interface DMA, respectivamente (118) e (120), ligando o processador de MODEM respec-tivo com o processador de banda básica respectivo, (122) e (124).Here the system has the generic designation (100) and comprises a primary subscriber unit (102) and a diversity subscriber unit (104). Analogously to the system of fig. 1, each unit comprises an antenna, respectively (106) and (108), a radio, respectively (110) and (112), a MODEM processor, respectively (114) and (116), each in bidirectional communication with the corresponding radio, and a DMA interface, respectively (118) and (120), connecting the respective MODEM processor with the respective baseband processor, (122) and (124).

Nesta forma, o processador de banda básica (124) está em comunicação com o processador de banda básica (122) através de uma memória PIPO (126), mas apenas o processador de banda básica (122) efectua a sintese RELP para expandir os sinais comprimidos. A este respeito, os dados do sinal telefónico passam do processador de banda básica (124), através da memória PIPO (126) para o processador de bànda básica (122). Este último compara os dados de qualidade, que incluem a qualidade da junção de ligação, os erros de paridade e o nível AGC, nos dados do sinal telefónico proveniente do processador de banda básica (124) com os seus próprios dados análogos e toma depois os melhores dados comprimidos e efectua nos mesmos a síntese RELP, para expandir os dados comprimidos do sinal telefónico para se obter um sinal PCM. Paz depois passar o sinal PCM resultante para o CODEC (128) onde é convertido num sinal analógico que passa depois para a parte de recepção do microtelefone (130). 0 sistema combinador de diversidade foi atrás descrito com referência ao posto de assinante, mas pode também ser adaptado para se utilizar na estação de base. Um tal sistema para a estação de base (sob a forma de um sistema de pós-síntese) está representado nas fig. 3A e 3B, onde tem a designação genérica (200). Este sistema (200) compreende um módulo de canal primário (202) e um módulo de canal de diversidade (204). 0 módulo (202) compreende uma antena (206) acoplada a um conversor elevador/abaixador sintetizador (SUD) (208) que está em comunicação com um M0DEM (210), através de uma linha de recepção (212). 0 M0DEM está também em comunicação com o SUD (208), através da linha (214) para a transmissão. 0 MODEM está acoplado a uma unidade de controlo de canal (CCU) (216), que funciona para transmitir os dados provenientes do MODEM para as faixas temporais apropriadas. 0 sintetizador do SUD proporciona frequências de oscilador que são combinadas com frequências recebidas da antena e convertidas em frequências mais baixas, sendo depois passadas para o MODEM através da linha (212). Quando se emite, as frequências IP provenientes do MODEM são encaminhadas através da linha (214) para o SUD, onde são combinadas com as frequências do oscilador do sintetiza dor e convertidas em frequências mais elavadas para passar para a antena. Em qualquer dos casos, como as frequências do oscilador estão relativamente isentas de erro, quaisquer erros que apareçam admite-se serem os que se encontram nas frequências da saída da antena ou do MODEM. A estrutura e o funcionamento do MODEM, da CCU e dos seus elementos associados estão descritos mais completamente nas patentes de invenção norte-americanas IP 4 644 651 e IP 4 675 863, cujas descrições se incluem aqui por referência. 0 MODEM (210) está em comunicação com uma unidade CODEC telefónica (VCU), com a referência genérica (218), que compreende um certo número de processadores CODEC telefónicos (VCP), aqui em número de quatro, e designados por VCP primários (IP 1), (IP 2), (IP 3) e (IP 4). 0 MODEM (210) está em comunicação com cada VCP na VCU (218) através de interfaces DMA, designadas res- - 12 pectivamente por (220), (222), (224) e (226), que actuam para fazer passar os dados do sinal telefónico pelas faixas de 'tempo respectivas do MODEM (210) para os VCP individuais na VCU (218). Estes dados do sinal telefónico são analisados pelos respectivos VCP primários, que são programados para determinar os dados de qualidade que compreendem os erros de paridade, os niveis AGC e a qualidade da junção de ligação e para encaminhar estes dados de qualidade, juntamente com o PCM, para a unidade de combinação de diversidade (228). 0 mesmo tipo de dados é transmitido para a unidade (228) a partir da VCU, com a designação genérica (230). A VCU (230), que é idêntica à VCU (218) e compreende VCP de diversidade (NS1), (N92), (N23) e (N94), faz parte do módulo de canal de diversidade (204). Um MODEM (232), análogo ao MODEM (210) e tendo uma unidade de controlo de canal (234), está em comunicação com um SUD (236), semelhan te ao SUD (208), através da linha de recepção (238) e da linha de emissão (240). 0 MODEM (232) está em comunicação com a VCU (23O) através de interfaces DMA, respectivamente (242), (244), (246) e (248), que actuam para fazer passar dados através das faixas de tempo respectivas do MODEM (234) para a VCU (230).In this form, the baseband processor (124) is in communication with the baseband processor (122) through a PIPO memory (126), but only the baseband processor (122) performs RELP synthesis to expand the signals pills. In this regard, the telephone signal data passes from the basic band processor (124), through the PIPO memory (126) to the basic band processor (122). The latter compares the quality data, which includes the quality of the connection junction, parity errors and the AGC level, in the telephone signal data from the basic band processor (124) with its own analog data and then takes the data. better compressed data and performs the RELP synthesis on them to expand the compressed data of the telephone signal to obtain a PCM signal. Paz then pass the resulting PCM signal to the CODEC (128) where it is converted into an analog signal which then passes to the handset receiving part (130). The diversity combining system has been described above with reference to the subscriber station, but it can also be adapted for use at the base station. Such a system for the base station (in the form of a post-synthesis system) is shown in figs. 3A and 3B, where it has the generic designation (200). This system (200) comprises a primary channel module (202) and a diversity channel module (204). The module (202) comprises an antenna (206) coupled to a synthesizer lift / lower converter (SUD) (208) that is in communication with an M0DEM (210), through a receiving line (212). The M0DEM is also in communication with the SUD (208), through the line (214) for transmission. The MODEM is coupled to a channel control unit (CCU) (216), which works to transmit data from MODEM to the appropriate time bands. The SUD synthesizer provides oscillator frequencies that are combined with frequencies received from the antenna and converted to lower frequencies, which are then passed to MODEM over the line (212). When emitted, the IP frequencies from MODEM are routed through the line (214) to the SUD, where they are combined with the frequencies of the synthesizer's oscillator and converted into higher frequencies to pass to the antenna. In any case, as the oscillator frequencies are relatively error free, any errors that appear are admitted to be those found in the frequencies of the antenna or MODEM output. The structure and operation of MODEM, CCU and its associated elements are described more fully in US patents IP 4 644 651 and IP 4 675 863, the descriptions of which are included here by reference. The MODEM (210) is in communication with a telephone CODEC unit (VCU), with the generic reference (218), which comprises a number of telephone CODEC processors (VCP), here in number of four, and designated as primary VCP ( IP 1), (IP 2), (IP 3) and (IP 4). The MODEM (210) is in communication with each VCP in the VCU (218) through DMA interfaces, designated respectively - (220), (222), (224) and (226), which act to pass the telephone signal data by the respective MODEM time bands (210) for the individual VCPs in the VCU (218). This telephone signal data is analyzed by the respective primary VCP, which are programmed to determine the quality data that comprise parity errors, AGC levels and the quality of the connection junction and to forward these quality data, together with the PCM , for the diversity combining unit (228). The same type of data is transmitted to the unit (228) from the VCU, with the generic designation (230). VCU (230), which is identical to VCU (218) and comprises diversity VCP (NS1), (N92), (N23) and (N94), is part of the diversity channel module (204). A MODEM (232), analogous to MODEM (210) and having a channel control unit (234), is in communication with an SUD (236), similar to the SUD (208), through the receiving line (238) and the emission line (240). The MODEM (232) is in communication with the VCU (23O) through DMA interfaces, respectively (242), (244), (246) and (248), which act to pass data through the respective MODEM time bands. (234) for the VCU (230).

Ambas as VCU (218) e (230) recebem a sua dis tribuição de tempos PCM do multiplèxador (252) através da linha de relógio (254) e da linha de portas (256). 0 multi-plexador (252), por sua vez, recebe os sinais PCM da unida- - 13 - de de combinação de diversidade (228) através das linhas (258), (260), (262) e (264). A unidade de combinação de diversidade (228), que compreende um certo número de circuitos de interface VCP, está representada mais completamente na fig. 4. Esta figura mostra o circuito de interface para o VCP NSl em pormenor, mostrando no entanto os outros circuitos de interface para o VCP apenas genericamente. Contudo, todos os quatro circuitos de interface do VCP são iguais, tendo cada um deles os circuitos específicos representados para o circuito de interface para o VCP NSl.Both VCUs (218) and (230) receive their PCM time allocation from the multiplier (252) via the clock line (254) and the port line (256). The multi-plexer (252), in turn, receives the PCM signals from the diversity combining unit (228) via lines (258), (260), (262) and (264). The diversity combining unit (228), which comprises a number of VCP interface circuits, is shown more fully in fig. 4. This figure shows the interface circuit for the VCP NSl in detail, however showing the other interface circuits for the VCP only generically. However, all four VCP interface circuits are the same, each having the specific circuits represented for the VCP NS1 interface circuit.

Observando o circuito de interface do VCP NSl, existem quatro retentores, respectivamente (302), (304), (306) e (308). 0 retentor (302) recebe os dados de qualidade da junção de ligação e dos erros de paridade do VCP NSl da unidade VCU primária (218) enquanto o retentor (304) recebe os dados de qualidade da junção de ligação e dos erros de paridade do VCP N21 da VCU de diversidade (230). 0 retentor (306) recebe os dados de AGC do VCP N21 da VCU primária (218), enquanto o retentor (308) recebe os dados AGC do VCP NSl da VCU de diversidade (230). Todos os dados dos quatro retentores são encaminhados através de tuna linha omnibus comum (310) para um microprocessador (312) que compara os dados de qualidade primários e de diversidade e de-teimina quais são os preferíveis. 0 microprocessador usado nesta forma de realização é um microprocessador de 8 bits &quot;Intel 8031&quot;, fabricado pela Intel Corp. de Santa Clara,Looking at the VCP NSl interface circuit, there are four seals, respectively (302), (304), (306) and (308). The retainer (302) receives the quality of the link junction and parity errors from the VCP NS1 of the primary VCU unit (218) while the retainer (304) receives the quality data of the link junction and parity errors from the primary VCU unit (218). VCP N21 of the diversity VCU (230). The retainer (306) receives the AGC data from the VCP N21 of the primary VCU (218), while the retainer (308) receives the AGC data from the VCP NS1 of the diversity VCU (230). All data from the four retainers are sent via a common omnibus line (310) to a microprocessor (312) that compares the primary quality and diversity data and de-determines which are preferable. The microprocessor used in this embodiment is an 8-bit "Intel 8031" microprocessor, manufactured by Intel Corp. from Santa Clara,

Califórnia - 14 -California - 14 -

Os dados de qualidade preferidos são utilizados para proporcionar um sinal de controlo que faz oscilar um interruptor no dispositivo interruptor (314) para uma de duas posições, uma que recebe o sinal PCM do VCP NS1 primário, através da linha (316), e outra que recebe o sinal PCM do VCP N21 de diversidade através da linha (318). 0 sinal PCM escolhido é encaminhado do dispositivo comutador (314), através do canal (258) (também representado nas fig. 3A e 3B) para o multiplexador (242). 0 multiplexador (252) faz parte da estação de base. Esta estação de base não está aqui descrita, mas é do tipo apreséntado nas patentes de invenção norte-americanas NS 4 777 633 e NS 4 779 262, ambas aqui incorporadas por referência.Preferred quality data is used to provide a control signal that oscillates a switch on the switch device (314) to one of two positions, one that receives the PCM signal from the primary VCP NS1, through the line (316), and another which receives the PCM signal from the VCP N21 of diversity through the line (318). The chosen PCM signal is sent from the switching device (314), through the channel (258) (also shown in Figs. 3A and 3B) to the multiplexer (242). The multiplexer (252) is part of the base station. This base station is not described here, but is of the type shown in United States patents NS 4,777,633 and NS 4,779,262, both of which are incorporated herein by reference.

Os circuitos de interface VCP (N92), (N23) e (N24), todos idênticos ao circuito de interface (N21), estão ligados, em comum, â linha omnibus (310) e proporcionam saidas PCM nos canais respectivos (260), (262) e (264) (também representados nas fig. 3A e 3B). 0 sistema foi atrás descrito relativamente à recepção de dados; mas ele pode também funcionar de maneira análoga, mas inversa, quando se emite. A este respeito, se uma das antenas proporcionar melhor recepção do que a outra, também proporcionará melhor emissão, visto que a outra antena está sujeita ao mesmo efeito de sombra, etc., quer para a recepção quer para a emissão. A fig. 5 representa um sistema de uma estação de base com pré-sintese, com a referência genérica (400), que compreende um módulo primário (402) e um módulo de diversidade (404). Cada um deles tem uma antena, respec- tivamente (406) e (408). Cada uma destas antenas está acoplada a um rádio (410) e (412), respectivamente, e cada rádio está em comunicação com um MODEM, respectivamente (414) e (416).The VCP (N92), (N23) and (N24) interface circuits, all identical to the interface circuit (N21), are connected in common to the omnibus line (310) and provide PCM outputs on the respective channels (260), (262) and (264) (also shown in Figs. 3A and 3B). The system has been described above with respect to data reception; but it can also work in a similar way, but inverse, when it is emitted. In this regard, if one of the antennas provides better reception than the other, it will also provide better emission, since the other antenna is subject to the same shadow effect, etc., for both reception and emission. Fig. 5 represents a base station system with pre-synthesis, with the generic reference (400), comprising a primary module (402) and a diversity module (404). Each of them has an antenna, respectively (406) and (408). Each of these antennas is coupled to a radio (410) and (412), respectively, and each radio is in communication with a MODEM, respectively (414) and (416).

Cada MODEM está em comunicação com vim certo número de DMA, neste caso com as referências (418), (420), (422) e (424), no módulo de canal primário e (426), (428), (430) e (432) no módulo de canal de diversidade. Cada DMA está em comunicação com um VCP respectivo do tipo representado nâs fig. 3A e 3B, com as designações (434), (436), (438) e (440), no módulo de canal primário e (442), (444), (446) e (448), no módulo de canal de diversidade.Each MODEM is in communication with a certain number of DMAs, in this case with the references (418), (420), (422) and (424), in the primary channel module and (426), (428), (430) and (432) in the diversity channel module. Each DMA is in communication with a respective VCP of the type represented in fig. 3A and 3B, with the designations (434), (436), (438) and (440) on the primary channel module and (442), (444), (446) and (448) on the primary channel module diversity.

Os VCP (434) a (440) do módulo de canal primário estão em comunicação com as memórias PIPO respectivas (450), (452), (454) e (456), enquanto os VCP (442) a (448) do módulo de canal de diversidade estão também em comunicação com as memórias PIPO.The VCPs (434) to (440) of the primary channel module are in communication with the respective PIPO memories (450), (452), (454) and (456), while the VCPs (442) to (448) of the module diversity channels are also in communication with PIPO memories.

Os VCP primários estão programados para proporcionar uma função de comparação adicional, pela qual tomam os seus próprios dados de qualidade que compreendem a qualidade da junção de ligação, os erros de paridade e o nivel de AGC mais o da diversidade VCP, comparam os dois conjuntos de dados de qualidade e efectuam a sintese RELP (expansão) nos dados telefónicos comprimidos preferidos.The primary VCPs are programmed to provide an additional comparison function, whereby they take their own quality data that comprises the quality of the link junction, parity errors and AGC level plus that of VCP diversity, comparing the two sets quality data and perform RELP (expansion) synthesis on preferred compressed phone data.

Os dados PCM resultantes são aplicados, através dos canais (46O), (462), (464) e (466), ao multiplexador (não representado,) .The resulting PCM data is applied, through channels (46O), (462), (464) and (466), to the multiplexer (not shown).

Além das funções anteriores, uma vantagem - 16 - - 16 -In addition to the previous functions, an advantage - 16 - - 16 -

deste sistema é que se uma das antenas ficar não operacional, por exemplo se sofrer uma descarga atmosférica ou for danificada por qualquer outro motivo, faz-se automaticamente uma comutação para a outra antena.of this system is that if one of the antennas becomes non-operational, for example if it undergoes an atmospheric discharge or is damaged by any other reason, a switch is automatically made to the other antenna.

Embora este sistema tenha sido descrito an-teriormente com referência a dois módulos de antena, ê possível usar mais de dois, sendo escolhido o melhor sinal de qualidade de cada antena pela unidade primária para proporcionar os dados PCM. Realizar-se-ia assim uma antena primária mais um certo número de unidades de antena de diversidade o que seria viável especialmente para a estação de base. E ainda possível também utilizar um certo número de sistemas de antena, incluindo cada um uma unidade ou várias unidades de diversidade, funcionando a unidade primária de um sistema como directora de toda a rede para fazer a escolha dos sinais a usar. Tudo isso seria especialmente realizável para a estação de base.Although this system was previously described with reference to two antenna modules, it is possible to use more than two, the best quality signal of each antenna being chosen by the primary unit to provide the PCM data. This would make a primary antenna plus a number of diversity antenna units, which would be feasible especially for the base station. It is also possible to use a number of antenna systems, including each unit or several units of diversity, with the primary unit of a system acting as the director of the entire network to make the choice of signals to use. All of this would be especially achievable for the base station.

Claims (9)

REIVINDICAÇÕES 1.- Sistema de diversidade de espaço para sistemas de radio telefone, caracterizado por compreender: várias unidades de antena incluindo uma unidade primária e pelo menos uma unidade de diversidade, cada uma com uma antena; tendo cada unidade meios para determinar os dados da qualidade, que compreendem a qualidade do circuito de ligação, o nível de comando automático de ganho e os erros de paridade de um sinal de audio inicial; meios para comparar os dados da qualidade da unidade de diversidade com os dados da qualidade da unidade primária; meios para seleccionar o sinal de audio que tem os dados de qualidade preferíveis; e 18- meios para transmitir o sinal de audio seleccionado para o sistema telefónico.CLAIMS 1.- Space diversity system for radio telephone systems, characterized by comprising: several antenna units including a primary unit and at least one diversity unit, each with an antenna; each unit having means to determine the quality data, which comprise the quality of the connection circuit, the level of automatic gain control and the parity errors of an initial audio signal; means for comparing the quality data of the diversity unit with the quality data of the primary unit; means for selecting the audio signal that has the preferred quality data; and 18- means for transmitting the selected audio signal to the telephone system. 2. - Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os sinais de audio iniciais serem transmitidos para as referidas unidades de antena a partir das ***# suas antenas respectivas.2. Space diversity system according to claim 1, characterized in that the initial audio signals are transmitted to said antenna units from the *** # their respective antennas. 3. - Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os sinais de audio iniciais serem transmitidos das referidas unidades de antenas para as suas antenas respectivas.3. Space diversity system according to claim 1, characterized in that the initial audio signals are transmitted from said antenna units to their respective antennas. 4.- Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as antenas serem receptivas para sinais de audio digitais comprimidos e por cada unidade ter meios para sintetizar e expandir os sinais recebidos da sua antena res-pectiva.4.- Space diversity system according to claim 1, characterized in that the antennas are receptive to compressed digital audio signals and that each unit has means to synthesize and expand the signals received from its respective antenna. 5.- Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as antenas serem receptivas para sinais de audio digitais comprimidos mas apenas a unidade primária ter meios para sintetizar e expandir os sinais comprimidos e tran£ miti-los para o sistema telefónico. -19-5.- Space diversity system according to claim 1, characterized in that the antennas are receptive to compressed digital audio signals but only the primary unit has means to synthesize and expand the compressed signals and transmit them to the system telephone. -19- 6. - Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser aplicado a um posto de assinante.6. Space diversity system according to claim 1, characterized by being applied to a subscriber station. 7. - Sistema de diversidade, de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser aplicado numa estação telefónica de base.7. - Diversity, space system according to claim 1, characterized in that it is applied to a base telephone station. 8. - Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a unidade primária estar em comunicação operativa com um meio de comutação, utilizando a referida unidade primária os dados de qualidade para operar o meio de comutação para formar vim trajecto para o sinal de audio seleccionado da unidade primária para o sistema telefónico.8. - Space diversity system according to claim 1, characterized in that the primary unit is in operative communication with a switching means, using said primary unit the quality data to operate the switching means to form a path for the audio signal selected from the primary unit to the telephone system. 9. - Sistema de diversidade de espaço de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o referido sinal de audio seleccionado ser transmitido pelo referido trajecto para um multiplexador do qual ele passa para o sistema telefónico. Lisboa,, 18 de Janeiro de 1990 O Agente Oficiei da Propriedade Industrial9. Space diversity system according to claim 8, characterized in that said selected audio signal is transmitted by said path to a multiplexer from which it passes to the telephone system. Lisbon ,, January 18th, 1990 The Official Industrial Property Agent -20- RESUMO &quot;SISTEMA DE DIVERSIDADE DE ESPAÇO DE COMBINAÇÃO&quot; A invenção refere-se a um sistema com diversidade de espaço para redes telefónicas de telemõvel digitais que compreende pelo menos duas antenas, fazendo uma antena parte de uma unidade primária (directora) e fazendo a outra parte de uma unidade de diversidade (dirigida), tendo cada uma das unidades meios de processamento para detectar a &quot;qualidade&quot; dos sinais digitais de audio recebidos pelas antenas respectivas, incluindo-se na &quot;qualidade&quot; a qualidade do circuito de ligação, o nível de controlo automático do ganho e os erros de paridade, sendo a unidade primária susceptível de comparar a &quot;qualidade&quot; dos sinais de audio recebidos por cada antena, seleccionar o sinal de melhor &quot;qualidade&quot; e transmitir o sinal de melhor &quot;qualidade&quot; para a rede telefónica. -21- -21- 12 ,ΙΟ-20- SUMMARY "COMBINATION SPACE DIVERSITY SYSTEM" The invention relates to a system with space diversity for digital cellular telephone networks that comprises at least two antennas, making an antenna part of a primary unit (director) and the other part of a diversity unit (directed), having each of the units processing means to detect the "quality" of the digital audio signals received by the respective antennas, including "quality" the quality of the connection circuit, the level of automatic gain control and parity errors, the primary unit being able to compare the "quality" of the audio signals received by each antenna, select the signal with the best &quot; quality &quot; and transmit the signal of "better quality" to the telephone network. -21- -21- 12, ΙΟ r—' 1—. η -11—ί I________J I________J Lisboa, 18 de Janeiro de 1990 O Agente Oíicicl cia Propriedade Industrialr— '1—. η -11 — ί I________J I________J Lisbon, January 18, 1990 Agent Oíicicl cia Industrial Property
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