SE467719B - Saett och anordning vid bedoemning av kvaliteten paa mobil datakommunikation - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 467 719 Dessutom använder en mobil station en rundstrålande antenn för att möjliggöra kommunikation med en cellan- läggning oavsett i vilken riktning den är placerad.

Följaktligen är därför all radiovågsutbredning mel- lan en mobilstation och en cellanläggning i utrymmen bland många byggnader i ett tättbebyggt distrikt kompli- cerad på grund av inverkan från reflekterade vågor från omgivande byggnader, så att färd med en mobil enhet med- för att styrkan hos en mottagen elektrisk våg hög grad variera.

Perioden hos radiovågsvariationerna har samband med såväl transporthastigheten för den mobila enheten som ra- diofrekvenserna. Vid snabbare transporthastigheten och högre frekvens hos ifrågavarande radiovåg, uppkommer ett fadningsfenomen med kort period.

T ex varieras ett mottaget elektriskt fält ungefär trettio gånger i sekunden vid en transporthastighet på 40Km/h i ett 800MHz-band.

Från många försök att undersöka sådan radio- vågsutbredning är det känt att styrkan hos ett mottaget elektriskt fält i ett tättbebyggt område blir lägre när den mobila enheten är längre ifrån en cellanläggning och får ett avsevärt lägre värde än det teoretiska för en ra- diovåg som utbreder sig längs planmark vid god sikt.

För att genomföra datakommunikation vid så dåliga omgivningsförhållanden har fram tills nu en mottagen elektrisk våg helt enkelt visats på en display på ett analogt eller digitalt sätt.

Härvid uppstår inga problem i händelser av mantill- man kommunikation, eftersom en användare på rätt sätt kan bedöma kvaliteten vid talkommunikation.

Vid tillämpning av systemet att enkelt visa en mot- tagen signal eller en display på datakommunikation, kan emellertid även en bedömning av en lämplig användare or- saka frekventa digitala kodfel och gör det svårt att 10 15 20 25 30 35 467 719 tillfredställande upprätta datakommunikation och säker- ställa datakommunikation av god kvalitet.

Följaktligen har många försök gjorts att uppfinna en apparat för bedömning av kvaliteten vid mobil datakommu- nikation.

Med tanke på nackdelarna med den konventionella snedställningsmekanismen är ett syfte med den före- liggande uppfinningen att åstadkomma en apparat med för- måga att lätt bedöma kvaliteten på mobil data- kommunikation genom att tillhandahålla en kvalitets- bedömningsreferens för datakommunikation, till och med för många och ospecificerade personer.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en apparat med förmåga att bedöma om datakom- munikation från en mobil enhet är bra eller dålig baserat på styrkan hos ett mottaget elektriskt fält avgrenat av en mottagningskrets med användning av en kvalitetsbedöm- ningsanordning och att säkert informera en operatör om förhållandena vid den mobila datakommunikationen genom att visuellt åskådliggöra datat när kommunikationen bedö- mes vara bra men att undertrycka datat till hörbar ton när den bedömes vara dålig.

För att uppnå ovannämnda syften är en apparat för bedömning av kvaliteten på mobil datakommunikation, vid vilken styrkan hos en mottagen elektrisk våg varierar stort, anordnad att i förväg inställa medelstyrkan hos ett mottaget elektriskt fält motsvarande gränsen för ett kodfelkorrigerande system hos en mottagningskrets för att använda inställningsvärdet som en referens för att speci- ficera kvaliteten på den mobila datakommunikationen. Ap- paraten är vidare anordnad att förstärka en inkommande elektrisk våg som varierar momentant vid utförande av da- takommunikation för att detektera styrkan hos det mot- tagna elektriska fältet vid den tidpunkten och att däri- genom jämföra styrkan med referensvärdet för bedömningen. 10 15 20 25 30 467 .719 När styrkan hos det mottagna elektriska fältet är större än referensvärdet för bedömningen åstadkommer ap- paraten en synlig indikering eftersom bra datakommunika- tion då kan säkerställas, medan om styrkan är mindre än referensvärdet kan apparaten säkert informera operatören om kvaliteten på den mobila datakommunikationen genom att alstra en hörbar ton med hjälp av en högtalare, etc.

Det ovan nämnda och andra syften, särdrag och förde- lar hos den föreliggande uppfinningen kommer att förtyd- ligas i den följande beskrivningen, i vilken ett föredra- get utförande av föreliggande uppfinning visas med hjälp av belysande exempel under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka FIG. 1 visar ett blockschema som belyser den grund- läggande idén med en apparat för bedömning av kvaliteten på mobil datakommunikation enligt föreliggande uppfin- ning; FIG. 2 visar ett blockschema som belyser en föredra- gen konfiguration av föreliggande uppfinning; FIG. 3 visar ett blockschema som i detalj belyser en mellanfrekvensförstärkare med en detektor för avkänning av styrkan hos ett elektriskt fält; FIG. 4 är en graf som tydligt visar en statisk ka- rakteristika mellan elektrisk effekt som mottagits av en mottagningskrets och en utsignal som likriktats och för- stärkts av en detektorkrets för elektrisk fältstyrka; FIG. 5 är en graf som tydligt visar en dynamisk ka- rakteristika hos en utsignal från den elektriska fält- styrkeavkänningen med avseende på tiden när en mobil en- het rör sig; FIG. 6 är ett detaljerat blockschema över en A/D-om- vandlare; FIG. 7 är en graf som belyser en funktion hos A/D- omvandlaren; och 10 15 20 25 30 35 467 719 FIG. 8 är ett blockschema som belyser ett arr- angemang vid en central processorkrets.

Med hänvisning till FIG. 1 belyses en grundläggande idé för en apparat som bedömer kvaliteten på mobil data- kommunikation enligt föreliggande uppfinning. Apparatens funktion kommer att beskrivas.

I figuren betecknar 10 en antenn, 20 en mottag- ningskrets, 30 en elektrisk fältstyrkedetektor, 40 en anordning för bedömning av kvaliteten på data- kommunikation, 50 en display för visuell indikering av styrkan hos ett mottaget elektriskt fält, och 60 en lju- dindikator för alstrande av en hörbar ton.

En önskad signal bland många olika signaler som kom- mer från antennen 10 utväljes och förstärkes medelst mot- tagningskretsen 20; Styrkan hos det mottagna elektriska fältet som ingår i den förstärkta signalen detekteras med hjälp av en detektoranordning för elektrisk fältstyrka.

Den detekterade signalen undergår, efter omvandling till en digital signal, sampling och aritmetiska operationer medelst en bedömningsanordning för datakommunikation för uppskattning av dess medelvärde.

Medelvärdet jämföres med bedömningsreferensvärdet som är förutbestämt i bedömningsanordningen för datakom- munikation och undergår visuell indikering med hjälp av indikatoranordningar, såsom ett analogt instrument och en lampa, etc., när den mottagna elektriska fältstyrkan är större än bedömningsreferensvärdet, medan en hörbar ton åstadkommes medelst en tonalstrande anordning såsom en en högtalare, etc., när den mottagna elektriska fältstyrkan är mindre än bedömningsreferensvärdet.

Varje block i den ovan nämnda signalbehandlingen kommer att beskrivas mer utförligt under hänvisning till FIG. 2, som belyser ett utförande av en apparat för be- dömning av kvaliteten på mobil datakommunikation enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 4671719 I figuren betecknar 10 en antenn, 20 en mottag- ningskrets, 21 en högfrekvensförstärkare, 22 en blandare, 23 en lokaloscillator, 24 en mellanfrekvensförstärkare, 25 en begränsare, 26 en frekvensmodulationsdetektor, 27 en lågfrekvensförstärkare, 31 en detektor för elektrisk fältstyrka, 32 en A/D-omvandlare, 41 en central proces- sorkrets, 51 en display, 61 en oscillator och 62 en hög- talare.

Apparaten fungerar enligt följande beskrivning.

En önskad signal bland många olika signaler som kom- mer genom antennen tillföres efter utväljande och för- stärkning av högfrekvensförstärkaren 21 till blandaren 22.

När en signal av frekvensen f2, som är skild från den mottagna signalen fl, tillföres blandaren 22 från lo- kaloscillatorn 23 åstadkommes ett svängningsfenomen mel- lan den mottagna frekvensen fl och lokaloscillatorfrek- vensen f2 som ger en signal med frekvenserna If2 flI, som är summan av de båda signalerna och skillnaden mellan dem.

Den del som innehåller skillnaden mellan dem skiljes ut med hjälp av ett filter (ej visat) och ledes till mel- lanfrekvesförstärkaren 24 för förstärkning. Även om en FM signal har konstant amplitud och en frekvens som ändras i tiden är den utsatt för amplitudmo- dulering på grund av elektriska störningar och interfe- renser bland elektriska vågor som förorsakas av flervägs- radiovågsutbredning till mottagningsantennen, varför dess amplitud varierar.

Vid FM-detektering av denna signal som den är kommer störningskomponenter att bildas i den detekterade utsig- nalen och försämra ljudkvaliteten, och därför formas ut- signalen till en FM-signal med konstant amplitud i be- gränsaren 25 och demoduleras därefter i frekvensmodula- 10 15 20 25 30 467 719 tionsdetektorn 26 för att åstadkomma en lâgfrekvenssig- nal.

Lågfrekvenssignalen förstärkes därefter av låg- frekvensförstärkaren 27 till en nivå som medger drivning av högtalaren.

Den grundläggande funktionen hos den allmänna FM- mottagningskretsen 20 är enligt beskrivningen ovan. Hä- refter beskrives detektorkretsen 31 för elektrisk fält- styrka, A/D-omvandlaren 32 och den centrala processor- kretsen 41 under hänvisning till FIG. 3.

I figuren betecknar 240 en ingångsanslutning på mel- lanfrekvensförstärkaren, 241 till 24n differen- tialförstärkare och 249 en utgångsanslutning på mellan- frekvensförstärkaren.

I samma figur betecknar 31 en detektorkrets för elektrisk fältstyrka, 311 en ström-till-spänningom- vandlare, 312 en likspänningsförstärkarkrets och 313 en utgångsanslutning på detektorkretsen för elektrisk fältstyrka.

Differentialförstärkarna 241 till 24n i samma figur innefattar alla två transistorer, vilka tjänar till å ena sidan att förstärka en mellanfrekvenssignal och å andra sidan att detektera signalen för att erhålla signalerna il, i2, i3,..,in genom att tillvarataga funktionen som en diod, som användes mellan en bas och en emitter hos transistorn.

Det vill säga mellanfrekvenssignalen förstärkes i följd medelst differentialförstärkarna 241 till 24n, un- der âstadkommande av detekteringsströmmarna il, i2,i3,...,in enligt ovan. Dessa strömmar adderas sedan för att bilda summan: I = il + i2 + i3 + ... + in Den summerade strömmen I omvandlas till spänning i ström/spänning-omvandlarkretsen 311 och förstärkes av 10 15 20 25 30 35 4-67 719 likspänningsförstärkaren 312 och ledes till en analog ut- gång 313.

FIG. 4 visar beskrivande statisk karakteristika hos en utsignal som likriktats och förstärkts i en detektor- krets för elektrisk fältstyrka med avseende på den av mottagningskretsen mottagna effekten.

FIG. 5 visar beskrivande dynamisk karakteristika för ögonblickliga variationer i den likriktade spänningen när den elektriska vågen är utsatt för fadning.

Utspänningen Vs, som likriktats och förstärkts i de- tektorkretsen 31 för fältstyrka, ledes in i A/D-omvandla- ren 32.

En funktion hos A/D-omvandlaren kommer att beskrivas under hänvisning till FIG. 6, som utförligt belyser A/D- omvandlaren.

I figuren betecknar 320 en nollställningsingång hos en binärräknare, 321 en klockingång, 322 en in- gångsanslutning för en signal som likriktats och för- stärkts i detektorkretsen 31 för fältstyrka, 323 en OCH- krets, 324 en komparator, 325 en binärräknare och 326 en D/A-omvandlare.

En nollställningspuls, som ledes in från noll- ställningsingången, sätter binärräknaren 325 till noll.

Därefter räknar räknaren klockpulser, som är tillgängliga från klockingången i ett binärt format. Eftersom antalet på detta sätt räknade pulser är linjärt ökande med den tid som förflyter, användes ett binärt ord som ingår i detta antal som en utsignal till en buss och som en in- signal till D/A-omvandlaren, vilket framgår av FIG. 6. En utgång hos komparatorn 324 är hög så länge den analoga insignalen Vs, som är tillgänglig från detektorkretsen för fältstyrka, är större än Vd, och därför uträttar bi- närräknaren 325 räkneoperationer i följd eftersom OCH- grinden 323 medger att en klockpuls, som tillförts från anslutningen 321, passerar igenom. Komparatorutsignalen 10 15 20 25 30 467 719 ändras till låg när Vd blir större än Vs och därigenom stänges OCH-grinden och stoppar räknefunktionen hos bi- närräknaren 325.

När Vd blir väsentligen lika stor som Vs visar föl- jaktligen binärräknarens utgång den analoga inspänningen, vilken spänning kan utläsas som ett digitalt ord.

FIG. 7 är en beskrivning som visar ett tillstånd hos Vd när den ökar stegvis och Vs är given som 0,5 V.

Funktionen hos en central processorkrets 41 kommer nu att beskrivas under hänvisning till FIG. 8, som avbil- dar arrangemanget med den centrala processorkretsen 41.

Som framgår av FIG. 8 betecknar 411 en mikro- processor, vars syfte är att styra hela den centrala kretsen 41, 412 ett minne för lagring av instruktioner och data, 413 en I/O-port för styrning av igångsättningen av displaykretsen 51 och oscillatorkretsen 61 eller styr- ning av deras avbrytning, och 414 en buss för befordring av data mellan de ovan beskrivna enheterna och A/D-om- vandlaren. Bussen innefattar typiskt tre typer av bussar, databuss, adressbuss och styrbuss.

Mikroprocessorn läser ett utsignalvärde från A/D-om- vandlaren 32 via bussen och lagrar det temporärt i ett RAM 412. Mikroprocessorn läser sedan ytterligare ett ut- signalvärde från A/D-omvandlaren efter att en förutbes- tämd tid har förflutit, medan den läser det värde som ti- digare skrivits in i RAM:et och efter att ha adderat dem lagrar den ånyo summan i RAM:et. Mikroprocessorn läser på så sätt ett utsignalvärde från A/D-omvandlaren på ungefär 2 ms och adderar det till det tidigare värdet och upp- repar dessa åtgärder ytterligare 256 gånger för upp- skattning av medelvärdet.

I detta fall är medelvärdet av styrkan hos mottagna elektriska fält, som motsvarar gränsen hos den apparat som används vid datakommunikationen för rättande av fel- 10 15 20 25 30 35 467 719 10 aktíga koder, bestämt till 0,5 V uttryckt i utspänning från detektorkretsen för fältstyrka.

När ett medelvärde som på så sätt uppskattats vid additionen i mikroprocessorn är större än 0,5 V driver mikroprocessorn displaykretsen 51 via I/Oporten och tän- der en lampa, etc, eller slår till och från den för att indikera medelvärdet med hjälp av den visuella indikato- ranordningen 50.

När det ovan nämnda medelvärdet i motsats däremot är mindre än 0,5 V driver mikroprocessorn oscillatorkretsen 61 via I/O-porten till ringning i en högtalare för att åstadkomma en kontinuerlig ton eller en intermittent ton via förstärkarporten för låg frekvens, varvid en operatör tydligt informeras om kvaliteten på den mobila datakommu- nikationen.

Vid en sådan metod att åstadkomma en hörbar ton kan en annan metod att åstadkomma en ton när signalen i fråga är större än bedömningsreferensvärdet användas eller kan ytterligare en annan metod användas för att ändra signal- tonen så att den motsvarar intensiteten hos ett mottaget elektriskt fält. Dessutom kan, för högtalarens 62 oscil- latorkrets 61, den existerande kretsen som ingår i den mobila enheten användas för att uppnå syftet med förelig- gande uppfinning.

Enligt föreliggande uppfinning, sådan den är beskri- ven ovan, har åstadkommíts en bedömningsreferens för att bedöma styrkan hos ett mottaget elektriskt fält motsva- rande en gräns för datakommunikation för bedömning av kvaliteten på förhållandena vid datakommunikation, varvid en visuell display tändes eller sättes i gång och stänges av när styrkan är större än bedömningsreferensen medan en hörbar ton åstadkommes från en högtalare när styrkan är mindre än referensen. När många och ospecificerade perso- ner handhar datakommunikation genom användning av all- männa mobila radiotelefoner eller en publik mobil telefon 10 467 719 ll som är en mobil enhet kan de härigenom noggrant informe- ras om kvaliteten på förhållandena vid ifrågavarande kom- munikation genom att kontrollera en display eller upp- märksamma en hörbar ton. Dessutom är det också möjligt att, när en bil är parkerad bland genomgångar av elek- triska fält (svaga fält), som skall mottagas, söka en po- sition för att möjliggöra datakommunikation där den hör- bara tonen försvinner genom att flytta bilen under lyss- nande till den hörbara tonen. Även om vissa föredragna utföranden har visats och beskrivits, torde det förstås, att många ändringar och modifieringar kan göras utan att gå utanför patentkravens ram.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 467 719 12 PATENTKRAV

1. Sätt vid bedömning av kvaliteten på mobil datakommuni- kation, k ä n n e t e c k n a t av at en elektrisk fält- signal mottages och förstärkes varefter signalstyrkan hos den mottagna elektriska fältsignalen detekteras, att värdet på signalstyrkan jämföres med ett förutbestämt be- dömningsreferensvärde, att en visuell indikering åstad- kommes när värdet på signalstyrkan är högre än referens- värdet och att en hörbar indikering åstadkommes när värdet på signalstyrkan är mindre än referensvärdet.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det detekterade värdet på den elektriska fältstyrkan samplas under en förutbestämd tid, att den samplade signalen medelvärdesbehandlas och att resultatet av medelvärdes- bildningen jämföres med det förutbestämda bedömningsefe- rensvärdet.

3. Anordning för bedömning av kvaliten på mobil datakom- munikation enligt sättet i krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av en elektrisk fältstyrkedetektor, för åstadkom- mande av en signal med ett värde som motsvarar signal- styrkan hos ett mottaget elektriskt fält, en anordning för bedömning av datakommunikationen genom jämförelse med ett förutbestämt bedömningsareferensvärde för ett kommu- nikationsgränsvärde vid datakommunikation med ett utsi- gnalvärde från den elektriska fältstyrkedetektorn, en display för åstadkommande av visuell indikering när signalstyrkan hos det mottagna elektriska fältet är högre än det förutbestämda bedömningsreferensvärdet och en ton- alstringsanordning för åstadkommande av en hörbar ton när signalstyrkan hos det mottagna elektriska fältet är lägre än det förutbestämda bedömningsreferensvärdet.

4. Anordning för bedömning av kvaliteten på mobil data- kommunikation enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den elektriska fältstyrkedetektorn likriktar en 467 719 13 mellanfrekvenssignal, till vilken den mottagna signalen har letts av en mellanfrekvensförstärkare hos en mot- tagarkrets.