PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60119303T2 22.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001277279
Titel ABSTIMMVERFAHREN UND -SYSTEM
Anmelder Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ), Stockholm, SE
Erfinder CULLBOM, Peter, S-181 30 Lidingö, SE;
AHL, Torbjörn, S-117 29 Stockholm, SE
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60119303
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.02.2001
EP-Aktenzeichen 019064716
WO-Anmeldetag 15.02.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/SE01/00323
WO-Veröffentlichungsnummer 2001063761
WO-Veröffentlichungsdatum 30.08.2001
EP-Offenlegungsdatum 22.01.2003
EP date of grant 03.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.2007
IPC-Hauptklasse H03J 3/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01P 1/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung, so wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert ist, bezieht sich im wesentlichen auf ein Abstimmungsverfahren von der Art, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannt ist, und ein System zum Ausführen des Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich auf das Abstimmen eines Kombinatorfilters in einem antennennahen System für Basisstationsapparatur. Die Erfindung bezieht sich auf Funkkommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sie sich auf ein antennennahes System mit Komponenten für Funkbasisstationsapparatur, welche Komponenten zum Kombinieren von übertragener Leistung entworfen sind, wobei mehrere Trägerfrequenzen verwendet werden.

Hintergrund

Mobile Funktelefonie-Kommunikationssysteme sind während der letzten Jahre immens angewachsen. Die Betreiber stehen derzeit vor schwerwiegenden Problemen in Bezug auf verfügbare Übertragungs- und Empfangsfrequenzspektrum-Zuweisung. Dies ist ein allgemeines Kapazitätsproblem. Im Zusammenhang mit diesen Problemen muss die Anzahl der Basisstationsantennen minimalisiert werden. Das letztere ist nicht nur aufgrund hoher Installationskosten sondern auch im Hinblick auf Umweltaspekte notwendig.

Daher haben sich hohe Marktanforderungen entwickelt für Funkbasis-Apparaturen, die in der Lage sind, wenige Antennen zu benutzen und die dennoch eine hohe Verkehrsdichte bereitstellen, d.h. viele Anrufe gleichzeitig bedienen, und die auch eine begrenzte Benutzung des Frequenzspektrums bereitstellen.

Stand der Technik

Die Hersteller von Basisstationen verwenden häufig Kombinatorfilter als die antennennahen Komponenten der Basisstationen, um Basisstationsapparatur zu entwerfen, die den Marktanforderungen für hohe Kapazität, wenig Antennen und akzeptable Frequenzspektrumsbelegung erfüllt. Ein Kombinatorfilter ist eine Art von einstellbarem Bandpassfilter. Die Kombinatorfilter verwenden Filter zum Kombinieren mehrerer Übertragungsträger zu den mobilen Stationen in ein und derselben Antenne. Um die Systeme für die Betreiber sinnvoll verwaltbar zu machen, weisen diese Filter normalerweise eine automatisierte Abstimmungsfunktion auf, so dass jedes Filter sich auf die spezifischen Übertragungsträger, die diesem bestimmten Kombinatorfilter zugeordnet ist, abstimmen kann. Eine Anzahl von abstimmbaren Kombinatorfiltern sind mit einer Antenne verbunden.

Problem

Das intrinsische Problem mit Kombinatorfiltern rührt von dem folgenden grundsätzlichen Konflikt her:

  • Betreiber möchten einen engen Kanalabstand, einen niedrigen Verlust und eine niedrige Verlustvariation. Jedoch können die Filter nicht so entworfen werden, dass sie perfekte Kanalantwort und perfekte Isolation außerhalb des Bandes, d.h. perfekte Abschwächung zwischen den Kanälen, aufweisen.

Beispielsweise gibt es in einem GSM-System ziemlich breite Bandübertragungssignale, die bearbeitet werden müssen. Insbesondere ist dies ein Problem für GSM EDGE, d.h. Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung. Schmale Filter, die enge Kanalabstände ermöglichen, werden die übertragene Signalqualität beeinträchtigen.

Filter werden mit der Temperatur triften. Daher wird stets eine Notwendigkeit bestehen, sie erneut abzustimmen, nachdem sie einmal abgestimmt waren. Erneute Abstimmungen können auch aus anderen Gründen erforderlich werden. Eine Verschlechterung des übertragenen Signals durch einen nicht exakten erneuten Abstimmungsvorgang wird während dieses Vorgangs nicht erlaubt. Die Grenzen der Abstimmungsungenauigkeiten werden sehr klein für ein System, das einen angemessenen engen Kanalabstand ermöglicht.

Zugehöriger Stand der Technik

In US 5,757,247 wird ein System zum Abstimmen eines Kombinatorfilters beschrieben. Ein RF-(Funkfrequenz)Testsignal wird proportional zu der Leistung des Eingangs des Kombinatorfilters abgeleitet. In einer Ausführungsform wird eine Probe des Ausgangs des Kombinatorfilters abgeleitet. Das Signal wird dann abwärts gewandelt. Das erhaltene Signal weist eine Gleichstrom-(DC)Komponente auf, die entfernt wird. Die Signalstärken des abwärts gewandelten Signals werden bestimmt. Die Mittenfrequenz des Kombinatorfilters wird auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken abgestimmt.

Aufgaben

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abstimmungssystem bereitzustellen, das die Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Abstimmungsgenauigkeit von gegenwärtigen Kombinatorsystemen deutlich verbessert.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abstimmungsverfahren oder -system bereitzustellen, das die erneute Abstimmung der Filter verbessert, wenn sie mit der Temperatur und/oder für eine andere zeitbezogene Art von Veränderungen getriftet sind.

Erfindung

Ein sehr genaues Hilfsmittel zum Auswerten, wie die Filter abgestimmt werden, erhält man durch Ausführen einer Spektralanalyse der übertragenen Signale vor dem Kombinatorfiltersystem und Vergleichen derselben mit einer Spektralanalyse der aus dem Kombinatorfiltersystem abgehenden Signale. Dieses Verfahren ermöglicht eine Kompensation der Meßsystem-Eigenschaften, wie die Variation der Antwort innerhalb eines Kanals. Somit kann ein deutliches Bild des wahren Einflusses des Kombinatorfiltersystems hergeleitet werden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abstimmungsverfahren oder -system für einen Kombinatorfilter in einem antennennahen System für Basisstationsapparatur. Der Kombinatorfilter ist mit einem Funkübertrager verbunden und ist dazu gedacht, eine auf die Trägerfrequenz des Funkübertragers abgestimmte Mittenfrequenz aufzuweisen. Die auf den Kombinatorfilter bezogenen übertragenen Signale werden miteinander verglichen. Das System ist gekennzeichnet durch Mittel zum Ausführen einer Spektralanalyse von jedem der übertragenen Signale und Vergleichen der Ergebnisse der Spektralanalyse in Hinblick auf die Stärken und/oder Phasen der Signale, und Steuerungsmittel, die den Kombinatorfilter, auf der Grundlage der Analyse abstimmen, in einem Iterationsvorgang, bis der Kombinatorfilter entsprechend vorbestimmter Bedingungen abgestimmt ist.

Die übertragenen Signale sind vorzugsweise Signale, die sich auf den Eingang und den Ausgang des Kombinatorfilters beziehen. Absatzmittel könnten die Signale während eines vorbestimmten Zeitintervalls zum Übertragen in den Frequenzbereich abtasten. Vergleichsmittel könnten die Spektralanalyse der übertragenen Signale hinsichtlich der Stärken und/oder Phasen bereitstellen und die einzelnen Stärken und/oder Phasen der vorbestimmten Frequenzen miteinander vergleichen. Ein Messschaltkreis könnte eine Vorkalibration der Signale in Bezug auf eine interne Antwort des Schaltkreises und eine Korrektur des spektralen Vergleichs mit der internen Antwort bereitstellen.

Abwärtsumwandlungsmittel könnten die Signale auf ein Videofrequenzniveau umwandeln. Hinsichtlich ihrer Verstärkung steuerbare Verstärkermittel könnten jedes der abwärts gewandelten Signale verstärken, bevor sie verglichen werden. Signalauswertungsmittel könnten die Verstärkermittel auf der Grundlage der Signalstärken der zu vergleichenden Signale steuern.

Auswertemittel könnten eine diskrete bzw. unstetige Fouriertransformation oder eine FIR-Filteranalyse der zu vergleichenden Signale ausführen und ihre individuelle Spektraldichte korrelieren und/oder deren Fehler bestimmen. FIR-Filterbänke oder analoge Filterbänke könnten die Auswertung ausführen. Die Auswertemittel könnten die Signale (Stärken und/oder Phasen), die sich auf den Eingang und den Ausgang des Kombinatorfilters beziehen, in mindestens zwei symmetrisch um eine Mittenfrequenz für den Kombinatorfilter bereitgestellten Frequenzbänder, aufteilen. Die Abstimmmittel könnten den Kombinatorfilter in iterativen Schritten abstimmen, bis die aufgeteilten Signale an dem Eingang und dem Ausgang des Kombinatorfilters so nahe beieinander sind, wie das möglich ist. Die Frequenzbänder könnten zwei sein, eines auf jeder Seite der Mittenfrequenz, und dann könnte das Auswertemittel das Verhältnis zwischen Pfwd(niedrig)/Pi(niedrig) bereitstellen und es mit dem Verhältnis Pfwd(hoch)/Pi(hoch) vergleichen, wobei Pi(niedrig) ein niedriger Teil unterhalb und Pi(hoch) ein hoher Teil oberhalb der Mittenfrequenz f0 einer Darstellung des Eingangs des Kombinatorfilters ist. Pfwd(niedrig) ist ein niedriger Teil unterhalb und Pfwd(hoch) ist ein hoher Teil oberhalb der Mittenfrequenz f0 einer Darstellung des Ausgangs des Kombinatorfilters. Alternativ könnten die Frequenzbänder mehrere auf jeder Seite der Mittenfrequenz sein, und der Auswertungsschaltkreis könnte Produkte aller spektralen Komponenten Pfwd(niedrig) und Pi(niedrig) mit Produkten von Pfwd(hoch) und Pi(hoch) vergleichen. Die Auswertemittel könnten eine schnelle Berechnung einer Fouriertransformation der Signale ausführen und eine Korrelation der einzelnen Spektraldichten der Signale ausführen. Die Auswertemittel könnten FIR-Filterbänke oder analoge Filterbänke umfassen. Stattdessen könnten die Auswertemittel eine Fehlerbestimmung der Größen und/oder Phasen der Signale ausführen.

Das System könnte für Funkkommunikationssysteme angepasst werden, beispielsweise das globale System für Mobiltelefon (GSM) oder digitale weiterentwickelte mobile Telefondienste (DAMPS, Englisch: Digital Advanced Mobile Telephone Service). Umschaltmittel könnten für Zwecke der Überwachung nach dem Abstimmen zwischen der Signaldarstellung des Ausgangs des Kombinatorfilters und einem Signal (Pref1) umschalten, wobei das Signal (Pref1) sich auf ein von der Antenne reflektiertes Signal bezieht, zu welcher Antenne der Ausgang des Kombinatorfilters übertragen wird.

Das Verfahren nach der Erfindung funktioniert in derselben Weise, wie sie für das obige System beschrieben worden ist.

Vorteile

Die Erfindung beruht auf preiswerten Signalverarbeitungstechniken in Verbindung mit derzeit verwendeten Messverfahren, die zum Bestimmen der Leistungsverhältnisse für die durch das Kombinatorfiltersystem übertragenen Signale für optimale Empfindlichkeit entwickelt worden sind.

Die Erfindung schlägt ein Abstimmungsmessverfahren vor, das die Leistungsfähigkeit von derzeit benutzten Kombinationssystemen deutlich verbessert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und für weitere Aufgaben und Vorteile derselben, wird nun verwiesen auf die folgende Beschreibung im Zusammenspiel mit den beigefügten Zeichnungen, die nur als Beispiele angeführt werden und für die gilt:

1 ist ein Blockschaubild, das die Anordnung der Übertrager, für die das System nach der Erfindung beabsichtigt ist, veranschaulicht;

2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht;

3 veranschaulicht schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung;

4A und B zeigen Schaubilder, die die Spektralverteilung der Stärken an dem Eingang und Ausgang des Kombinatorfilters, der in einer ersten Ausführungsform zum Abstimmen des Kombinatorfilters verwendet wird, veranschaulichen;

5A und B zeigen Schaubilder, die die spektrale Dichte an dem Eingang und Ausgang eines Kombinatorfilters, das in einer zweiten Ausführungsform zum Abstimmen des Kombinatorfilters verwendet wird, veranschaulichen; und

6A und B zeigen Schaubilder, die den Phasengang des Eingangs und Ausgangs eines Kombinatorfilters, der in einer dritten Ausführungsform zum Abstimmen des Kombinatorfilters verwendet wird, veranschaulichen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Mit Bezugnahme auf 1 ist eine Anzahl von Funkübertragern TRX1, TRX2, ... TRXn jeweils mit einem individuellen Kombinatorfilter CF1, CF2, ... CFn verbunden. Jedes der Kombinatorfilter wird auf eine individuelle Trägerfrequenz f1, f2, ... fn abgestimmt. Die Filter werden mit einem Kombinationssystem, das eine gemeinsame Antenne A versorgt, verbunden, wobei die Filtercharakteristiken und die (elektrischen) Abstände zu den Filtern in Betracht gezogen worden sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein individuelles, automatisches Abstimmen von jedem der Kombinatorfilter bereitzustellen, um Temperatur und/oder andere Arten von zeitbezogenen Veränderungen zu kombinieren. Die Aufgabe wird gelöst durch einen Einstellschaltkreis ADJUST 1, ADJUST 2, ... ADJUST n für jeden Kombinatorfilter CF1, CF2, ... CFn.

Jetzt wird Bezug genommen auf 2, die das Prinzip von einem der TRX/Kombinatorfilter und seinem Abstimmungsschaltkreis veranschaulicht. Eine Darstellung des Signals Pi des Signals Pin in den Kombinatorfilter CF wird von einer Ausschneideeinheit E1 extrahiert und mit einer Ausführungsform eines Schaltkreises zum Implementieren der Erfindung verbunden. Ein Darstellungssignal Pfwd am Ausgang Pout des Kombinatorfilters CF wird durch eine Ausschneideeinheit E2 extrahiert und dann mit dem Schaltkreis verbunden. Es sei angemerkt, dass der Eingang Pin und der Ausgang Pout durch diesen Extraktionsvorgang vernachlässigbar beeinflusst wird.

Die Signale Pi und Pfwd werden zunächst in einem Signalaufbereitsschaltkreis SC (Englisch: Signal Conditioning) verarbeitet, um die Signale in Bedingungen umzusetzen, so dass sie durch das Analysemittel AT (Englisch: Analysis Tool), das Signalverarbeitung verwendet, verarbeitet werden kann. Die Signalbedingungen für den Signalaufbereitungsschaltkreis SC könnten von verschiedenen Arten sein.

Das Analysemittel ist eines der wesentlichen Teile der Erfindung und führt die spektrale Analyse von jedem der extrahierten Signale in Bezug auf ihre Stärken und/oder Phasen aus. Die spektrale Analyse des Analysemittels könnte auch von anderer Art bzw. anderen Arten sein. Das Analysemittel AT wird in dem Block E auch die analysierten Signale auswerten.

Die Auswertungsinformation wird dann einem Steuerungssystem CT zum Abstimmen, das diese Information in geeignete Signale zum Steuern einer Einheit M, wie einem Motor, eine elektrische Aktionsvorrichtung oder dergleichen umsetzt, zugeführt, um den abzustimmenden Filter in Übereinstimmung mit vorbestimmten Bedingungen zu ersetzen. Die am meisten wahrscheinliche Bedingung ist es, den Kombinatorfilter zu optimieren. Es können jedoch auch andere Bedingungen vorherrschen, wie die Anpassung an eine Art von Schaltkreis in seiner Nähe oder dergleichen. Das Steuerungssystem CT zum Abstimmen könnte auch von einem externen Steuerungssignal gesteuert sein, was eine gesonderte Bedingung darstellen könnte.

3 zeigt eine Ausführungsform des in 2 gezeigten Schaltkreises. Ein Eingang Pin wird von dem Funkübertrager (TRX) 1 zu dem Kombinatorfilter 2 zugeführt. Der Ausgang Pout des Kombinatorfilters 2 wird der Antenne 3 zugeführt. Ein Signal Pi, das aus dem Eingangssignal Pin von einer Extraktionseinheit E1 extrahiert worden ist, wird dem Signalaufbereitungsschaltkreis SC' zugeführt. Das Signal Pi wird dort durch einen Umschalter 5 und einen Bandpassfilter 6 gefolgt von einem oder zwei Mischern 7, 10 zum Abwärtswandeln des Signals zugeführt.

Ein anderes Signal Prefl, das von der Antenne 3 reflektierte Signale repräsentiert, kann ebenfalls mit dem Umschalter 5 verbunden sein, wobei der Umschalter 5, wenn er betrieben wird, zwischen den Signalen Pi und Prefl umschalten kann. Das Signal Prefl wird mit Pfwd zum Überwachen des Zustands der Antenne oder des Antennensystems 3 nach dem Abstimmen verwendet.

In der in 3 gezeigten Ausführungsform wird ein Ausgang eines lokalen Funkfrequenz-Oszillators 8 dem anderen Eingang des Mischers 7 zugeführt, um den Träger in einem ersten Abwärtsumwandlungsschritt auf Funkfrequenzniveau abwärts zu wandeln. Das Signal von dem Mischer 7 wird durch ein Filter 9, beispielsweise ein Sägezahnfilter, zu einem zweiten Mischer 10 übertragen, der, wenn er eingesetzt wird, seinen anderen Eingang mit einem eine Zwischenfrequenz aufweisenden lokalen Oszillator 11 verbunden hat, um das Eingangssignal Pi in einem zweiten Schritt abwärts zu wandeln. Die lokalen Oszillatoren 8 und 11 werden mit phasenstarren Schleifen 14 verbunden. Die abwärts gewandelten Signale von dem Mischer 10 könnten dann durch ein Bandpassfilter 12 einem steuerbaren Videoverstärker 13 zugeführt werden.

Ein Ausgang Pfwd, der von dem Ausgang Pout des Kombinatorfilters 2 von einer Extraktionseinheit E2 extrahiert wird, wird ebenfalls dem Signalaufbereitungsschaltkreis SC' zugeführt, und dort einem über ein Band mit einem Mischer 16 verbundenen Bandpassfilter 15 zugeführt. Ein Ausgang des lokalen Oszillators 8 auf Funkfrequenz wird dem anderen Eingang des Mischers 16 zugeführt, um den Träger als einen ersten Abwärtsumwandlungsschritt auf Funkfrequenz abwärts zu wandeln. Das Signal von dem Mischer 16 wird durch einen Filter 19, beispielsweise einen Sägezahnfilter, übertragen zu einem anderen Mischer 20, dessen anderer Eingang mit dem eine Zwischenfrequenz aufweisenden lokalen Oszillator 11 verbunden ist, um den Ausgang Pfwd in einem zweiten Schritt abwärts zu wandeln. Das abwärts gewandelte Signal aus dem Mischer 20 könnte dann durch ein Bandpassfilter 22 einem steuerbaren Videoverstärker 23 zugeführt werden.

Obwohl die Abwärtsumwandlung in der in 3 gezeigten Ausführungsform in zwei Schritten in der Signalaufbereitungsarbeit SC' ausgeführt wird, sei angemerkt, dass sie genauso gut in nur einem Schritt ausgeführt werden könnte.

Der Nachweis und das Abtasten werden auf einer niedrigen Zwischenfrequenz durchgeführt, um die Kosten für das System zu senken. Typischerweise wird das übertragene Signal auf eine Signalfrequenz unterhalb von, häufig weit unterhalb von, einigen wenigen MHz abwärts gewandelt.

Information bezüglich der übertragenen Leistung für den nächsten übertragenen Schlitz bzw. Zeitschlitz könnte daher von dem Übertragungs-Empfangssystem TRX an das Messsystem gegeben werden. Diese Information könnte zum Steuern der hochgenauen, jedoch auf der Zwischenfrequenz betriebenen, preiswerten Videoverstärkers 13 und 23 verwendet werden. Daher könnte der TRX1 ein Steuerungssignal aussenden zu einem Steuerungssystem 28 zum Abstimmen, welches neben dem Abstimmen des Kombinatorfilters durch einen Digital-/Analogumwandler (DAC) 29 eine Steuerung der Verstärker 13 und 23 bereitstellt. Die CPU 28 könnte ebenfalls eine Steuerung derselben Verstärker als eine Reaktion auf ein externes Steuerungssignal bereitstellen.

Die Ausgänge der Verstärker 13 und 23 werden einem Analysemittel AT' zugeführt, das umfasst: einen Auswerteschaltkreis 25 mit Signalverarbeitungsmerkmalen, der mittels eines Analog-/Digitalwandlers 26 und 27 als eine Mess-/Abtastvorrichtung arbeitet. Jeder Analog-/Digitalumwandler könnte beispielsweise ein schneller Zehn-Bit A/D-Wandler sein. Durch diese Zwischensignalverstärkungssteuerung wird der erforderliche dynamische Betriebsbereich des analog/digitalen Umwandlungssystems vergrößert, d.h. er vereinfacht die Verstärkung und senkt die Kosten in bedeutender Weise.

Wie weiter unten beispielhaft dargestellt, wird die spektrale Analyse der übertragenen Signale vor und nach dem Kombinatorfilter 2 mit herkömmlichen Verfahren, wie einer schnellen Berechnung einer Fouriertransformation ausgewertet, oder unter Verwendung einer DFT- oder FIR-Filterbank (FIR = finite Impulsantwort, Englisch: Finite Impulse Response) (in 25). Analoge Filterbänke könnten ebenfalls in Betracht bezogen werden. Dies ermöglicht die Kalibration bei der Herstellung der Messsystemeigenschaften. So könnte eine Kompensation der Eigenschaften des Messsystems ausgeführt werden.

Die spektralen Dichten des Eingangs in den, und des Ausgangs aus dem, Kombinatorfilter 2 könnten auf diese Weise verglichen werden. Diese Werte sollten zuerst mit der internen Messsystemantwort kompensiert werden. Auf diese Weise wird der filternde Einfluss der Filter 6, 9, 12, 15, 19, 22 des Kombinatorschaltkreises für das übertragene Signal in Betracht gezogen. Für ein breitbandig übertragenes Signal, wie beispielsweise für GSM (globales System für mobile Telefonie), liefert dies Information darüber, wie nahe die optimale Filterposition eingestellt worden ist und ob das Filter in Bezug auf die Frequenz unterhalb oder oberhalb der gewünschten Position angeordnet ist. Information wird auch bereitgestellt hinsichtlich der Verluste durch die Filter. Die letztgenannte Information kann zum Überwachen verschiedener Zustände, ebenso wie zum Abstimmen eines schmalerbandigen Signals (Digital Advanced Mobile Phone Service (DAMPS), nordische mobile Telefonie (NMT), usw.) verwendet werden. Die Abstimmung des Kombinatorfilters 2 wird als ein iterativer Vorgang ausgeführt. So wird das Abstimmen durch Vergleichen der Signalproben des Kombinatorfilterausgangs Pfwd mit den entsprechenden Signalproben des Kombinatorfilterausgangs Pi ausgeführt.

Das abwärts gewandelte und verstärkte extrahierte Signal Pi in dem Kombinatorfilter 2 und das abwärts gewandelte und verstärkte extrahierte Signal Pfwd aus dem Ausgang des Kombinatorfilters 2 werden so individuell durch die A/D-Wandler 26 und 27 abgetastet und durch die Auswerteeinheit 25, die als ein digitaler Signalprozessor arbeitet, verglichen. Eine akzeptable Frequenzauflösung von ca. 2 kHz wird zusammen mit einigen zusätzlichen Kanalfilterungen erhalten, indem 256 Proben bei 500 kHz genommen werden. Eine Leistungsdichte von 0,25 bis 0,3 dB unterhalb des Maximalwerts wird für GSM auf einer Mittenfrequenz von ± 40 kHz erwartet. Ein derartiges symmetrisches Spektrum soll durch das Abstimmen in einem iterativen Vorgang des Wiederabstimmschaltkreises erhalten werden. Die Steigung für ein Kombinatorfilter, das für 400 kHz Trägerabstand zwischen den verschiedenen Funkübertragern TRX1, TRX2, ... TRXn (in 1) entworfem ist, wird etwa 0,25 dB/10kHz. Dies liefert ein Hilfsmittel zum Bestimmen, in welcher Richtung der Filter abzustimmen ist.

Der Auswerteschaltkreis 25 könnte auch reagieren, wenn die Signalniveaus seiner Eingangssignale unterhalb erlaubter Grenzwerte sind, und dann die zwei Videoverstärker 13 und 23 entsprechend ansteuern oder ein Warnsignal bereitstellen, das warnt, dass irgend etwas außer Kontrolle gegangen ist.

Das von dem Auswertungsschaltkreis 25 bereitgestellte Vergleichsergebnis wird der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 28 zugeführt. Die CPU 28 berechnet die Abstimmung für den Kombinatorfilter 2 und steuert eine Abstimmungseinheit (nicht gezeigt) zum entsprechenden Abstimmen des Filters 2.

Beispiel (Stand der Technik)

Eine Bestimmung, ob der Kombinatorfilter zentriert ist oder nicht, könnte durch Vergleichen der Stärken des Spektrums des Leistungssignals vor (Pi) und nach (Pfwd) dem Kombinatorfilter 2 erzielt werden. Eine einfache, jedoch nicht zufriedenstellend genauere und einfache Art zum Abstimmen ist es, ein Verhältnis Pfwd/Pi bereitzustellen und den Kombinatorfilter 2 in Iterationsschritten abzustimmen, bis dieses Verhältnis maximal ist. Die bestimmte spektrale Analyse, die im Zusammenhang mit der Erfindung ausgeführt wird, wird daher in diesem Beispiel nicht ausgeführt.

Erfinderisches Beispiel 1

Wie aus der 4A ersichtlich, könnte die Leistung Pi in ein unteres Teil Pi(niedrig) unterhalb und ein hohes Teil Pi(hoch) oberhalb der Mittenfrequenz f0 aufgeteilt werden. 4B veranschaulicht, dass die Ausgangsleistung Pfwd ebenfalls in ein unteres Teil Pfwd(niedrig) unterhalb und ein hohes Teil Pfwd(hoch) oberhalb der Mittelfrequenz f0 aufgeteilt werden könnte. Die Form der Kurve in 4B ist in Bezug auf die Kurvenform in 4A versetzt und gestört und die Abstimmung wird ausgeführt, um die Kurvenformen in den 4A und 4B zu besser angepassten Filterantworten zu machen.

Die Abstimmung könnte dann durch Bereitstellen des Verhältnisses zwischen Pfwd(niedrig)/Pi(niedrig) und Vergleichen desselben mit dem Verhältnis Pfwd(hoch)/Pi(hoch) ausgeführt werden. Dies wird einen Hinweis darüber geben, wie der Kombinatorfilter zu bewegen ist. Wenn Pfwd(niedrig)/Pi(niedrig) weniger ist als Pfwd(hoch)/Pi(hoch), dann ist der Kombinatorfilter 2 in Richtung auf die "Niedrig"-Seite zu bewegen. Diese Bewegung wird in iterativen Schritten ausgeführt, bis der Unterschied zwischen den verglichenen Verhältnissen minimalisiert ist.

Erfinderisches Beispiel 2

Die Korrelation könnte auch durch Vergleichen der Produkte aller spektraler Komponenten Pfwd(niedrig) und Pi (niedrig) mit den Produkten von Pfwd(hoch) und Pi(hoch) ausgeführt werden. So würde in diesem Fall das Frequenzband für die Leistungssignale vor dem Kombinatorfilter 2 vor der Korrelation in schmalere Bänder eingeteilt, wie in 5A veranschaulicht. Ein asymmetrisches Spektrum, das von einem verstimmten Kombinatorfilter 2, d.h. vor dem erneuten Abstimmvorgang, bereitgestellt wird, ist in 5B veranschaulicht.

Dann könnten verschiedene Korrelationsverfahren verwendet werden.

Beispiel 3

Die Phasen der Signale unterhalb und oberhalb der Mittelfrequenz könnten für den Vergleich verwendet werden. 6A veranschaulicht diese Phasen der Leistung vor dem Kombinatorfilter 2, und 6B veranschaulicht diese Phasen der Leistung oberhalb des Kombinatorfilters. Eine Fehlerabschätzung könnte durch Verwenden der spektralen Komponenten und Auswerten der Leistungs- (Pi, Pfwd) und Phasen-(ϕi, ϕfwd) Komponenten ausgeführt werden.

Das Verfahren und das System nach der Erfindung ermöglichen so die Kompensation der Eigenschaften des Messsystems, wie eine Variation der Antwort innerhalb eines Kanals. Auf diese Weise kann ein deutliches Bild des wahren Einflusses des Kombinatorfiltersystems abgeleitet werden.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wird, sollte verstanden werden, dass Abänderungen ausgeführt werden könnten, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht als auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt angesehen werden, sondern nur als durch die folgenden Ansprüche definiert, wobei die Ansprüche beabsichtigen, dass alle Äquivalente davon mit umfasst sind.


Anspruch[de]
Ein Abstimmungsverfahren für einen Kombinatorfilter (2) in einem einer Antenne nahen System für Basisstationsapparatur, wobei der Kombinatorfilter mit einem Funksender (1) verbunden und dazu gedacht ist, eine auf die Trägerfrequenz des Funksenders abgestimmte Mittenfrequenz aufzuweisen, wobei sich auf den Kombinatorfilter beziehende, übertragene Signale miteinander verglichen werden, gekennzeichnet durch

Ausführen einer Spektraldichteanalyse von jedem der übertragenen Signale (Pein) der Spektraldichteanalyse, umfassend Aufteilen jedes Signals in mindestens zwei spektrale Komponenten;

Vergleichen der Ergebnisse der Spektraldichteanalyse hinsichtlich Stärken und/oder Phasen der spektralen Komponenten des Signals;

Abstimmen des Kombinatorfilters (2), basiert auf der Spektraldichteanalyse in einem Iterationsvorgang bis der Kombinatorfilter entsprechend vorbestimmter Bedingungen abgestimmt ist.
Abstimmungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die übertragenen Signale Signale sind, die sich auf den Eingang und den Ausgang des Kombinatorfilters (2) beziehen. Abstimmungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

Bereitstellen der Spektraldichteanalyse der übertragenen Signale hinsichtlich der Stärken und/oder der Phasen durch Abtasten der Signale während eines vorbestimmten Zeitintervalls oder mittels einer vorbestimmten Anzahl von Abtastungen mit einer vorbestimmten Abtastrate, zum Übertragen in den Frequenzbereich; und

Vergleichen (25) der einzelnen Stärken und/oder Phasen der vorbestimmten Frequenzen untereinander.
Abstimmungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

Bereitstellen einer Vorkalibrierung des Signals (Pin), das im Verhältnis zu einer internen Antwort eines Mess-Schaltkreises zu vergleichen ist;

Korrigieren des Ergebnisses des Vergleichs (25) mit der internen Antwort.
Abstimmungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

Abwärtsumwandeln (16, 7) der Signale auf ein Videofrequenz-Niveau;

Verstärken von jedem der abwärts-umgewandelten Signale mit einem hinsichtlich seiner Verstärkung steuerbaren Verstärker (13, 23) bevor sie verglichen werden;

Wiedererlangen des Steuerns des Verstärkers, basiert auf den Signalstärken der zu vergleichenden Signale, betrieben durch externe Quellen.
Abstimmungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch Aufteilen der sich auf den Eingang und den Ausgang des Kombinatorfilters (2) beziehenden Signale in mindestens zwei Frequenzbänder symmetrisch um eine vorbestimmte Mittenfrequenz (f0); Abstimmen des Kombinatorfilters (2) in iterativen Schritten, bis die aufgeteilten Signale an dem Eingang und dem Ausgang des Kombinatorfilters in Übereinstimmung mit den vorbestimmten Bedingungen sind. Abstimmungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausführen einer diskreten bzw. unstetigen Fouriertransformation, einer DFT- und/oder einer FIR-Filteranalyse der Signale, die den Eingang (Pin) und Ausgang (Pout) des Kombinatorfilters (2) darstellen, basiert auf Berechnungs- und/oder Fehlerabschätzungsverfahren ihrer einzelnen Spektren. Abstimmungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für Funkkommunikationsanlagen, beispielsweise für das globale System für Mobilfunk (GSM)-Systeme (Englisch: Global System For Mobile Telephony Systems) oder für digital erweiterten bzw. hochentwickelten Mobilfunkdienst (DAMPS, Englisch: Digital Advanced Mobile Telephone Service), angepasst ist. Abstimmungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

Umschalten (5), zum Zweck der Überwachung nach dem Abstimmen, so dass die übertragenen Signale wenigstens ein sich auf den Eingang des Kombinatorfilters (2) beziehendes Signal (Pi) und ein Signal (Prefl), das sich auf ein von der Antenne, an die der Ausgang des Kombinatorfilters (2) übertragen wird, reflektiertes Signal bezieht, sind;

Vergleichen der so bereitgestellten Signale.
Abstimmungssystem für einen Kombinatorfilter (2) in einem einer Antenne (3) nahen System für Basisstationsapparatur, wobei der Kombinatorfilter mit einem Funksender verbunden und dazu gedacht ist, eine auf die Trägerfrequenz des Funksenders abgestimmte Mittenfrequenz aufzuweisen, wobei sich auf den Kombinatorfilter beziehende, übertragene Signale miteinander verglichen werden, gekennzeichnet durch

Mittel (25) zum Ausführen einer Spektraldichteanalyse von jedem der übertragenen Signale, wobei die Spektraldichteanalyse umfasst Aufteilen von jedem Signal in mindestens zwei spektrale Komponenten und Vergleichen der Ergebnisse der Spektraldichte hinsichtlich Stärken und/oder Phasen der spektralen Komponenten des Signals; und

Steuerungsmittel (28), die den Kombinatorfilter (2) abstimmen, basiert auf der Spektraldichteanalyse in einem Iterationsvorgang, bis der Kombinatorfilter nach vorbestimmten Bedingungen abgestimmt ist.
Das Abstimmungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die übertragenen Signale dem Eingang und dem Ausgang des Kombinatorfilters (2) zugeordnete Signale (Pi, Pfwd) sind. Abstimmungssystem nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch Abtastmittel (26, 27), die die Signale während eines vorbestimmten Zeitintervalls oder mit einer vorbestimmten Anzahl von Abtastungen mit einer vorbestimmten Abtastrate abtasten zur Übertragung in den Frequenzbereich;

Vergleichsmittel (25) zum Bereitstellen der Spektralanalyse der übertragenen Signale hinsichtlich der Stärken und/oder der Phasen und Vergleichen der einzelnen Stärken und/oder Phasen der vorbestimmten Frequenzen miteinander.
Abstimmungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch einen Mess-Schaltkreis (25), der eine Vorkalibrierung der Signale im Verhältnis zu einer internen Antwort des Schaltkreises und Korrektur des Spektralvergleichs mit der internen Antwort bereitstellt. Abstimmungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch

Abwärtsumwandlungsmittel (7, 8, 10, 11, 14, 16, 20) zum Umwandeln der Signale auf ein Videofrequenz-Niveau;

Verstärkermittel (13, 23), die hinsichtlich ihrer Verstärkung steuerbar sind, zum Verstärken von jedem der abwärts umgewandelten Signale bevor diese verglichen werden;

ein Steuerungssystem (28) zum Steuern der Verstärkermittel, basiert auf vorbestimmten Bedingungen für die Signalstärken der zu vergleichenden Signale.
Abstimmungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch Berechnungsmittel (25), die eine diskrete bzw. unstetige Fouriertransformation, eine DFT- oder eine FIR-Filteranalyse der zu vergleichenden Signale ausführen und zum Korrelieren und/oder Fehlerabschätzen ihrer einzelnen Spektraldichten. Abstimmungssystem nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch FIR-Filterbänke oder analoge Filterbänke zum Ausführen der Abschätzung. Abstimmungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch Berechnungsmittel (25), welche die sich auf den Eingang und den Ausgang des Kombinationsfilters beziehende Signale (Stärken und/oder Phasen) in mindestens zwei Frequenzbänder symmetrisch um eine Mittenfrequenz für den Kombinatorfilter aufteilen; Abstimmungsmittel (28), die den Kombinatorfilter (2) in iterativen Schritten abstimmen, bis die aufgeteilten Signale an dem Eingang und dem Ausgang des Kombinatorfilters vorbestimmte Bedingungen erfüllen. Abstimmungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzbänder zwei sind, eins für jede Seite der Mittenfrequenz, und dass die Berechnungsmittel (25) das Verhältnis zwischen Pfwd(niedrig)/Pi(niedrig) bereitstellen und dieses mit dem Verhältnis Pfwd(hoch)/Pi(hoch) vergleichen, wobei Pi(niedrig) ein niedriger Teil unterhalb und Pi(hoch) ein hoher Teil oberhalb der Mittenfrequenz f0 einer Darstellung des Eingangs des Kombinatorfilters (2) ist, Pfwd(niedrig) ein niedriger Teil unterhalb und Pfwd(hoch) ein hoher Teil oberhalb der Mittenfrequenz f0 einer Darstellung des Ausgangs des Kombinatorfilters (2) ist. Abstimmungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzbänder mehrere auf jeder Seite der Mittenfrequenz sind und dass der Berechnungsschaltkreis Produkte aller spektralen Komponenten Pfwd(niedrig) und Pi(niedrig) mit Produkten von Pfwd(hoch) und Pi(hoch) vergleicht, wobei Pi(niedrig) ein niedriger Teil unterhalb und Pi(hoch) ein hoher Teil oberhalb der Mittenfrequenz f0 einer Darstellung des Eingangs des Kombinatorfilter (2) ist, Pfwd(niedrig) ein niedriger Teil unterhalb und Pfwd(hoch) ein hoher Teil oberhalb der Mittenfrequenz f0 einer Darstellung des Ausgangs des Kombinatorfilters (2) ist. Abstimmungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsmittel (25) eine schnelle Fouriertransformation (Englisch: Fast Fourier Transform) der Signale ausführen und eine Korrelation der einzelnen Spektraldichten der Signale durchführen. Abstimmungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsmittel (25) FIR-Filterbänke oder analoge Filterbänke umfassen. Abstimmungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsmittel (25) eine Fehlerabschätzung der Stärken und/oder der Phasen der Signale ausführen. Abstimmungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das System für Funkkommunikationssysteme, beispielsweise für das globale System für Mobilfunk-(GSM) Systeme oder für digitalen erweiterten bzw. hochentwickelten Mobilfunkdienst (DAMPS, Englisch: Digital Advanced Mobile Telephone Service), angepasst ist. Abstimmungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 23, gekennzeichnet durch Schaltmittel (5), zum Umschalten zum Zweck der Überwachung nach dem Abstimmen, von dem Ausgang des Kombinatorfilters zu einem Signal (Prefl), das sich auf ein von der Antenne, zu der der Ausgang des Kombinatorfilters übertragen wird, reflektierten Signal bezieht.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com