SE515636C2 - Metod och anordning för att reglera utsänd effekt i ett telekommunikationssystem - Google Patents

Description

25 30 515 ess 2 US 5,659,892 redovisar också en anordning för att reglera uteffekt i ett multi- carriersystem. Denna anordning förefaller inte kunna göra mätningar vid fullt kapacitetsutnyttjande av systemet, vilket gör att mätningar sätter ner kapaciteten hos systemet. Mätningar kan vidare inte göras samtidigt på samtliga bärvågor, vilket gör att de kapacitetsnedsättande mätningarna måste genomföras ofta för att ge god precision, och omvänt, om kapaciteten hos systemet skall bibehållas kan mätningar bara göras sällan, vilket således resulterar i dålig precision. Den anordning eller metod som redovisas i detta patent förefaller vidare ha behov av en speciell testmod i systemet, vilket ställer krav på särskild mjukvara.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det problem som löses genom föreliggande uppfinning är således att framtaga en utsänd effekt i ett telekommunikationssystem med ett flertal radiobärvågor, ett så kallat multi- anordning och en metod för att reglera carriersystem, vilken metod och anordning gör det möjligt att genomföra mätning och påföljande reglering med fullt kapacitetsutnyttjande av systemet, utan behov av särskilda testmoder i systemet.

Detta problem löses i ett multi-carriersystem i vilket system varje ingående bärvåg har definierad uteffekt vid vissa kända tidpunkter, genom mätning av medeleffekten för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågoma i systemet vid tidpunkter då bärvågornas respektive uteffekt är definierad. Den önskade medeleffekten för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet beräknas, och effekten hos den sammanlagrade utsända signalen regleras till önskad medeleffekt.

Uppfinningen avser även en anordning för reglering av den totala utsända effekten i ett mobiltelefonisystem med ett flertal bärvågor, ett multi-carriersystem, i vilket system varje ingående bärvåg har definierad uteffekt vid vissa kända tidpunkter, vilken anordning innefattar medel för mätning av medeleffekten (Pm) för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet vid tidpunkter då bärvågornas respektive uteffekt är definierad, medel för beräkning av önskad medeleffekt för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågoma i systemet, 10 15 20 25 30 A515 ess 3 samt medel för reglering av effekten hos den sammanlagrade utsända signalen till önskad medeleffekt.

De huvudsakliga variationerna i uteffekt hos bärvågorna orsakas av variationer hos hårdvaran i systemet, vilka kan uppstå exempelvis på grund av åldrings- och temperaturvariationer. Då en och samma hårdvara utnyttjas för samtliga bärvågor i en multicarrier-transceiver kan variationema därför anses vara lika stora hos bärvågorna över den aktuella bandbredden, vilket gör att god precision i mätningen/regleringen kan uppnås genom mätning av medeleffekten för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet vid de tidpunkter då bärvågornas respektive uteffekt är definierad.

Genom att mäta medeleffekten för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet vid de tidpunkter då bärvågornas respektive uteffekt är definierad kan behovet av en speciell mätningsmod elimineras, eftersom den önskade effekten är känd av systemet. Vidare kan komplexiteten i den utrustning som används för mätningen reduceras avsevärt, samtidigt som behovet av beräkningar hålls nere till ett minimum.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan, med hjälp av exempel på utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig 1 schematiskt visar de olika bärvågoma i ett multi-carriersystem, och Fig 2 översiktligt visar principen bakom uppfinningen, och Fig 3 visar exempel på hur signalens uteffekt definieras i ett system med konstant signalenvelopp, GSM med GMSK-modulation, och Fig 4 visar exempel på hur signalens uteffekt definieras i ett system med varierande signalenvelopp, GSM med EDGE-system, och Fig 5-7 visar blockscheman över olika system där uppfinningen tillämpas.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I fig 1 visas schematiskt hur ett antal, N, olika bärvågor på olika frekvenser ingår i ett multi-carriersystem. Var och en av bärvågoma har en amplitud A. I fig 1 har 10 15 20 25 30 515 636 4 amplituden för bärvåg nummer n betecknats med An. Mot varje amplitud An svarar en effektnivå Pn, och den sammanlagrade utsända effekten av bärvågorna i systemet utgörs av summan av dessa effekter, med andra ord 2 Pn. l fig 2 visas ett grovt principiellt blockschema över ett multi-carriersystem 200 i vilket föreliggande uppfinning tillämpas. l systemet ingår en antenn 210, en förstärkare 250, en effektdetektor 220, en sändardämpare 240 samt en anordning 230 för beräkning av önskad medeleffekt för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet. Hur exempelvis förstärkaren 250och anordningen 230 för beräkning av önskad medeleffekt är uppbyggda kommer att skildras mer ingående längre fram i beskrivningen.

Principiellt fungerar systemet i fig 2 som så att effektdetektorn 220 mäter medeleffekten i en viss punkt, ARP (Antenna Reference Point), för den utsända sammanlagrade signalen av samtliga bärvågor. I anordningen 230 jämförs denna medeleffekt med motsvarande önskade medeleffekt, och som ett resultat av jämförelsen regleras den sammanlagrade uteffekten, uppåt eller nedåt, med hjälp av sändardämparen 240.

Den önskade medeleffekten kan vara känd i förväg i anordningen 200, exempelvis i form av en lagrad tabell, eller kan alternativt även beräknas i anordningen 200.

Beräkningen sker då lämpligtvis genom att anordningen 200 tillförs information om antalet N bärvågor i systemet, samt varje bärvågs önskade uteffekt, P1, P2, P3....PN, utgående från vilket en beräkning kan göras av den sammanlagrade medeleffekten.

För att mätningen och regleringen enligt uppfinningen skall kunna göras med önskvärd precision bör mätningen göras vid tidpunkter då bärvågornas uteffekt är definierad. Sådana tidpunkter anges i specifikationerna för respektive systems standard. Ett exempel på en sådan standard är GSM. l fig 3 visas specifikationen för en så kallad "burst" i GMSK-modulation, Gaussian Minimum Shift Keying, som används i GSM-systemet, och som är ett exempel på I ~ = ; , , 10 15 20 25 30 A515 656 5 ett system med konstant signalenvelopp. Bilden är hämtad ur ETS 300 910, andra upplagan, augusti 1997, sidan 35. Två ramar visas, en yttre som visar signalens maximala effekt som funktion av tiden, och en inre som visar signalens miniminivå som funktion av tiden.

Som framgår av fig 3 finns det ett tidsintervall, tj-tz, inom vilket signalens uteffekt måste ligga inom ett mycket snävt intervall, Pm", - Pmax. l ett system med konstant signalenvelopp, till exempel ett GSM-system med GMSK-modulation, görs således mätningen enligt uppfinningen inom det tidsintervall, t1-t2, under vilket signalens uteffekt är definierad inom mycket snäva gränser, vilket gör det lätt att se om signalens uteffekt har varierat från önskat värde.

Det faktum att uppfinningen utnyttjar sig av tidpunkter vid vilka varje ingående bärvåg har definierad uteffekt, och mäter medeleffekten för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet gör att uppfinningen kan tillämpas på ett mycket stort antal olika mobiltelefonisystem. GSM med GMSK-modulation har redan nämnts, och som exempel på andra system där uppfinningen också kan tillämpas kan nämnas system av typerna DAMPS (lS136), GSM-EDGE (Enhanced Data GSM Evolution) och DAMPS-EDGE. För att illustrera hur uppfinningen kan tillämpas i ett system med varierande signalenvelopp visas i fig 4 GSM med EDGE- modulation. Bilden är hämtad ur dokument ETSl, Draft GSM 05.05 V8.0.0, sid 61.

I fig 4 visas också en yttre och en inre ram, och i likhet med motsvarande ramar i fig 3 visar den yttre ramen signalens maximala effekt som funktion av tiden, och den inre visar signalens miniminivå som funktion av tiden. l ett system med varierande tidsenvelopp och EDGE-modulation finns, som framgår av fig 4, två tidsintervall, t1-t2, t1'-t2', inom vilka signalens uteffekt är definierad inom ett relativt snävt intervall, Pmin-Pmax. I ett system med varierande signalenvelopp, till exempel GSM-system med EDGE-modulation bör således mätningen enligt uppfinningen göras inom endera av de tvà tidsintervallen t1-t2, tf-tz”.

I fig 2 visades ett mycket grovt, principiellt, blockschema över ett system där uppfinningen tillämpas. l fig 5-7 visas något mer detaljerade blockscheman över 10 15 20 25 30 515 636 6 olika system i vilka uppfinningen kan tillämpas. Följande beteckningar kommer att användas i fig 5-7: MCPA: Multi Carrier Power Amplifier, effektförstårkare TXBP: Transmit Band Pass filter, bandpassfilter i sändaren P: Power detector, effektdetektor RXBP: Receive Band Pass filter, bandpassfilter i mottagaren LNA: Low Noise Amplifier, lågbrusförstärkare CPU: Central Processing Unit DXBP: Duplex Band Pass Filter TXA: Transmit Attenuator, sändardämpare, vanligtvis analog RXA: Receive Attenuator, mottagardämpare, vanligtvis analog MT: Multicarrier Transceiver BB: Basband lF: lntermediate Frequency, mellanfrekvens.

I fig 5 visas ett system som innehåller två huvudsakliga delar, en som ingåri själva basstationen, rutan betecknad med B, och en del som är placerad i eller i anslutning till antennen, rutan betecknad med A.

Radiogränssnittet mellan den del som ingår i själva basstationen och den del av utrustningen som är placerad i eller i anslutning till antennen är på RF-nivå. I själva basstationen är placerat en CPU, DXBP och MT, vilka tillsammans ingår i BTS. Även i den utrustning som har placerats i eller i anslutning till antennen ingår en CPU. Utöver RF-gränssnittet finns mellan CPU:n i basstationen och CPU:n i antenndelen ett digitalt informationsgränssnitt, vilket används för att utbyta information för installation och/eller kalibrering. Som exempel på sådan information uteffekt och synkroniseringssignaler. Vid tillämpning av uppfinningen på detta system får kan nämnas frekvensområde, antal bärvågor, uppmätt således CPU:n i antenndelen information om bärvågornas sammanlagrade uppmätta effekt i ARP från effektdetektorn P, och information om antal bärvågor och deras respektive önskade uteffekt i ARP från CPU:n i basstationsdelen.

Utgående från detta kan CPU:n i antenndelen beräkna sammanlagrad önskad 10 15 20 25 _5113 636 7 uteffekt, jämföra denna med uppmätt sammanlagrad uteffekt, och reglera med hjälp av TXA. För att systemet skall ha balans finns även en RXA, vilken regleras motsvarande mycket som TXA.

Det system som visas i fig 6 motsvarar systemet i fig 5, med den skillnaden att fler av själva radiodelarna (RF TX, RF RX) har placerats i eller i anslutning till antennen. l ett sådant system är RF-gränssnitt i fig 5 utbytt mot ett radiogränssnitt på mellanfrekvens, lF. Att placera fler av själva radiodelarna i eller i anslutning till antennen gör att dämparna, TXA och RXA kan arbeta på mellanfrekvens, vilket ger bättre noggrannhet och enklare realisering. l fig 7 visas ett system där samtliga radiodelar har placerats i eller i anslutning till antennen, vilket gör analoga mottagar- och sändardämpare överflödiga, då all reglering sker på basbandsnivå. Radiogränssnittet mellan BTS och utrustningen i eller i anslutning till antennen har i detta system ersatts med ett digitalt gränssnitt. lnformationsgränssnittet mellan de två CPU:erna bibehålles.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsexempel som har skildrats ovan, utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis har uppfinningen ovan genomgående skildrats tillämpad på basstationer i ett mobiltelefonisystem. Det bör påpekas att uppfinningen kan tillämpas även i andra delar av ett sådant system, exempelvis i olika typer av radiolänkar som använder sig av multi-carrierteknik, då det även i sådana kan föreligga behov av att reglera uteffekt på grund av att man vill ändra antalet bärvågor, eller på grund av variationer i uteffekt orsakade av exempelvis åldring och temperaturdrift.

Regleringen enligt uppfinningen kan ske antingen vid installation av ett nytt system, kontinuerligt vid drift av ett befintligt system, eller vid ändring av antalet bärvågor i systemet.

Claims (6)

10 15 20 25 30 515 636 8 PATENTKRAV

1. Metod för att reglera total utsänd effekt i ett mobiltelefonisystem med ett flertal bärvågor, ett multi-carriersystem, i vilket system varje ingående bärvåg har definierad uteffekt vid vissa kända tidpunkter, vilken metod kännetecknas av att den innefattar: - mätning av medeleffekten (Pm) för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet vid tidpunkter då bärvågornas respektive uteffekt är definierad, - beräkning av önskad medeleffekt för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet, - reglering av effekten hos den sammanlagrade utsända signalen till önskad medeleffekt.

2. Metod enligt krav 1, vidare innefattande tillförsel av information om antalet bärvàgor (N) i systemet, vilken information utnyttjas vid beräkningen av önskad medeleffekt för den sammanlagrade signalen av bärvågorna i systemet.

3. Metod enligt krav 1 eller 2, vidare innefattande tillförsel av information om önskad uteffekt för varje enskild bärvåg i systemet, vilken information utnyttjas vid beräkningen av önskad medeleffekt för den sammanlagrade signalen av bärvågorna i systemet.

4. Anordning (200) för reglering av den totala utsända effekten i ett mobiltelefonisystem med ett flertal bärvågor, ett multi-carriersystem, i vilket system varje ingående bärvåg har definierad uteffekt vid vissa kända tidpunkter, vilken anordning kännetecknas av att den innefattar: - medel (220) för mätning av medeleffekten (Pm) för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet vid tidpunkter då bärvågornas respektive uteffekt är definierad, - medel (230) för beräkning av önskad medeleffekt för den sammanlagrade utsända signalen av bärvågorna i systemet, . . . » . . v 10 515 636 9 - medel (240) för reglering av effekten hos den sammanlagrade utsända signalen till önskad medeleffekt.

5. Anordning enligt krav 4, vidare innefattande medel för tillförsel av information om antalet bärvågor (N) i systemet till medlen för beräkning av önskad medeleffekt för den sammanlagrade signalen av bárvågorna i systemet.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, vidare innefattande medel för tillförsel av information om önskad uteffekt för varje enskild bärvåg i systemet till medlen för beräkning av önskad medeleffekt för den sammanlagrade signalen av bärvågoma i systemet.