專利名稱：組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)以及其中組件的識別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，以及其中組件的識別。本發(fā)明尤其涉及能夠識別配屬組件功能的自配置組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，但并不局限于該系統(tǒng)。
移動(dòng)無線通信網(wǎng)由至少一個(gè)基站和多個(gè)移動(dòng)臺組成。移動(dòng)臺借助基站相互通信?；景ㄒ粋€(gè)基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，它有至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)，用于與移動(dòng)臺中的收發(fā)信機(jī)通信。希望基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)是可調(diào)整的，這樣終端用戶可以根據(jù)其需要優(yōu)化該系統(tǒng)。例如在信號衰減較大時(shí)，希望在基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中提供增強(qiáng)器電路來放大信號，而在業(yè)務(wù)量較大時(shí)，最好能包含第二或第三收發(fā)信機(jī)，而不是增強(qiáng)器電路。這樣，希望購買到組件化系統(tǒng)形式的基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，通過替換或增加功能組件來改進(jìn)或升級該系統(tǒng)。但是，基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)是功能單元的復(fù)雜集合，成功聚合這些單元是一項(xiàng)技巧性較高、難度較大的任務(wù)。如果基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)是自配置的，則希望如此。這樣，終端用戶可以簡單地將必要的功能性組件配屬在基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)上，該系統(tǒng)進(jìn)行自配制，從而得到具有所需功能的工作系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于無線通信網(wǎng)中組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中的連接的功能組件，它工作在RF頻率范圍中的某一RF頻率，該功能組件包括接收該RF頻率上的輸入信號的輸入；連接到所述輸入，接收并處理所述輸入信號的RF信號處理器；生成表征該功能組件的標(biāo)識信號的ID生成電路；以及將標(biāo)識信號發(fā)送給收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中的查詢電路的ID端口。
功能組件可以是例如功率放大器組件，例如增強(qiáng)器組件或?yàn)V波器組件。
本發(fā)明還提供了一種自配置收發(fā)信機(jī)組件，用于無線通信網(wǎng)中的組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，它工作在RF頻率范圍中的某一RF頻率，該收發(fā)信機(jī)組件包括生成并接收RF頻率范圍中的RF信號的RF單元；從連接的功能組件接收標(biāo)識信號的ID端口，所述標(biāo)識信號表征了所述功能組件；以及檢測電路，用于根據(jù)該標(biāo)識信號識別功能組件的特性，以及之后配置該收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。
這使得收發(fā)信機(jī)組件可以根據(jù)它所連接的功能組件自動(dòng)配置收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。這樣，不需要用戶人工確定插入到組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的組件的類型，因?yàn)樽耘渲檬瞻l(fā)信機(jī)組件能根據(jù)連接的功能組件自動(dòng)完成收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的適當(dāng)配置。
在另一方面，本發(fā)明還提供了一種方法，用于自動(dòng)識別組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中的功能組件，所述系統(tǒng)工作在RF頻率范圍內(nèi)，該方法包括以下步驟向功能組件傳送一個(gè)檢查信號，該檢查信號位于所述RF頻率范圍之外的檢查頻率；在所述檢查頻率測量所述功能組件的響應(yīng)，所述響應(yīng)表征了該功能組件的特性；以及根據(jù)所述響應(yīng)識別功能組件的特性，并相應(yīng)配置收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。
該方法使得能夠通過檢查頻率上的查詢，識別出功能組件，在優(yōu)選實(shí)施例中，檢查頻率是直流。但是，檢查頻率不一定是直流，而可以是比RF頻率低得多的頻率，例如RF頻率的1/10或1/100。
標(biāo)識信號的功率源可以包含在功能組件或收發(fā)信機(jī)組件中。如果功率源在功能組件中提供，則ID信號可以是電壓值，電流值或者串行數(shù)據(jù)流。
在特別推薦的優(yōu)選實(shí)施例中，同軸電纜形式的雙工連接器提供了接收RF信號的輸入，以及發(fā)送標(biāo)識信號的標(biāo)識端口。這使得標(biāo)識信號位于RF頻率范圍之外的某個(gè)頻率，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于RF頻率成為可能。然后，ID信號和輸入信號可以由功能組件中的扼流圈和電容設(shè)備，以及收發(fā)信機(jī)組件中的類似裝置分離。
本發(fā)明由其適用于以下情況收發(fā)信機(jī)組件有一個(gè)功率控制環(huán)路，它使用了輸出RF信號的回饋檢測功率值。在有濾波器組件時(shí)的功率控制環(huán)路的配置方案與有增強(qiáng)放大器組件時(shí)不同。
在已有的收發(fā)信機(jī)組件中，峰值功率檢測器是功率控制環(huán)路的一個(gè)元件，它位于收發(fā)信機(jī)組件中。當(dāng)增強(qiáng)器組件連接到收發(fā)信機(jī)組件的輸出時(shí)，增強(qiáng)器組件中獨(dú)立的峰值功率檢測器應(yīng)當(dāng)在功率控制環(huán)路中配置。因此，收發(fā)信機(jī)組件的功率控制環(huán)路中剩余的功率控制電路應(yīng)當(dāng)使用增強(qiáng)器組件中的峰值功率檢測器的輸出，而不是收發(fā)信機(jī)組件中的峰值功率檢測器的輸出。在我們較早的英國專利申請第9706423.2中提到，這可以通過開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的上述方面使得該開關(guān)在檢測到存在增強(qiáng)器組件時(shí)能夠自動(dòng)切換，從而如果升級基于組件的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，采用增強(qiáng)器組件，則不需要操作人員干預(yù)。它還有利于收發(fā)信機(jī)組件的標(biāo)準(zhǔn)化。
為了更好的理解本發(fā)明，并說明本發(fā)明如何實(shí)現(xiàn)，請參看附圖的例子。


圖1是基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的框圖；圖2是收發(fā)信機(jī)組件的內(nèi)部元件框圖；圖3說明了基于組件的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)；圖4的框圖說明了作為本發(fā)明不同方面的基礎(chǔ)的原理；圖5a是基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的一種實(shí)施例的概要說明；圖5b是組件間采用雙工連接器的圖5a實(shí)施例的概要說明；圖5c是圖5b實(shí)施例的概要實(shí)現(xiàn)；圖6a是基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的另一實(shí)施例的概要說明；圖6b是組件間采用雙工連接器的圖6a實(shí)施例的概要說明；圖6c是圖6b實(shí)施例的概要實(shí)現(xiàn)；圖7說明了較早實(shí)施例中電流源中的電壓源的替換；圖8是收發(fā)信機(jī)組件中功率均衡環(huán)路的電路圖；圖9是TDMA系統(tǒng)中信號脈沖串的定時(shí)圖10的電路圖示出了存在增強(qiáng)器組件時(shí)功率均衡環(huán)路的配置；圖11是適用于圖10電路的積分器框圖；圖12說明了連接有濾波器組件的收發(fā)信機(jī)組件；圖13a是圖6a到6c所示電壓值檢測電路29的示例性例子；圖13b是圖6a到6c所示電壓值檢測電路29的另一示例性例子；圖13c說明了適用于圖13b的電壓值檢測電路29的交流檢測器45；以及圖14說明了本發(fā)明的另一實(shí)施例。
圖1是作為背景技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10(BTS)的框圖。兩個(gè)收發(fā)信機(jī)TRX1、TRX2的每一個(gè)包含本領(lǐng)域眾所周知的發(fā)送電路和接收電路。發(fā)送電路Tx1、Tx2的輸出連接到濾波器3，后者以適合發(fā)送的形式通過天線5將其發(fā)送。發(fā)送的無線信號由數(shù)字17表示。天線5還從移動(dòng)臺接收無線信號19，將它們以接收信號Rx的形式傳送到收發(fā)信機(jī)TRX1、TRX2中的接收電路。
發(fā)送電路包括調(diào)制電路，用于將需要傳送的數(shù)據(jù)調(diào)制到適當(dāng)載頻上的載波。目前，GSM標(biāo)準(zhǔn)的載頻在900MHz附近，實(shí)際的上行鏈路是890-915MHz(移動(dòng)臺到基站)，下行鏈路是935-960MHz(基站到移動(dòng)臺)。如圖2所示，每個(gè)收發(fā)信機(jī)TRX包括一個(gè)處理器7和一個(gè)RF單元(RFU)。需要傳送的數(shù)據(jù)由處理器7輸送。處理器7和RF單元還下向轉(zhuǎn)換、濾波、解調(diào)并解碼從濾波器單元傳送給它的接收信號Rx。處理器7還將控制信號傳送給RF單元。特別是處理器7還傳送功率控制信號Vc，后者控制收發(fā)信機(jī)所發(fā)送的信號的功率值。
圖3給出了基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10的組件結(jié)構(gòu)?；臼瞻l(fā)信機(jī)系統(tǒng)10包括機(jī)架11，它具有一個(gè)背板和多個(gè)連接器(未示出)，多個(gè)組件分別連接到這些連接器。圖3示出了在狀態(tài)A有濾波器組件3，第一收發(fā)信機(jī)組件TRX1，第二收發(fā)信機(jī)組件TRX2和功率輸送組件PSU9。為實(shí)現(xiàn)基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的功能，其他的一些組件也是必要的。收發(fā)信機(jī)可以利用連接在每個(gè)收發(fā)信機(jī)和濾波器組件3之間的同軸電纜14、15容易地互換。狀態(tài)A所示的同軸連接是收發(fā)信機(jī)TRX1、TRX2作為發(fā)送機(jī)工作時(shí)所必要的連接，它們作為接收機(jī)工作時(shí)的必要連接未示出。組件化基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，一個(gè)組件可以被替換成另一具有不同功能的組件。例如，通過將同軸電纜14與第一收發(fā)信機(jī)上的連接器40斷開，并將其連接到增強(qiáng)器組件的輸出連接器62，可以將第一收發(fā)信機(jī)TRX1替換成增強(qiáng)器組件12。其他收發(fā)信機(jī)TRX2上的同軸電纜連接到增強(qiáng)器組件12上的輸入連接器52。
圖4涉及到組件化基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10，它說明了本發(fā)明的多個(gè)方面?；臼瞻l(fā)信機(jī)系統(tǒng)10由多個(gè)功能組件構(gòu)成，其中之一單獨(dú)表示成功能組件30。其他組件由數(shù)字20表示，為簡明起見，此后將其成為基站組件20?；窘M件20和功能組件30組合成了組件化基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10。
在圖3的例子中，基站組件20包括TRX2和電源9，而功能組件30可以是連接到TRX2的輸出53的增強(qiáng)器組件12(后跟濾波器)或者功率放大組件(未示出)。因此，在所描述的實(shí)施例中，功能組件30具有輸入32，用于接收基站組件20的輸出22來的射頻信號(RF信號)23。RF信號處理器34處理RF信號23，在輸出35給出其輸出。RF信號位于發(fā)送或接收它們的頻率上。功能組件30還具有ID生成電路36，它在ID端口38上給出了標(biāo)識信號(ID信號)37。ID信號37將功能組件30識別成例如增強(qiáng)器組件12，功能放大組件或者濾波器組件3。如果功能組件30是增強(qiáng)器組件，則RF信號處理器在將來自TRX2的信號發(fā)送到天線5之前，將其功率值升高。如果功能組件30是濾波器組件，則RF信號處理器在將來自TRX的信號(根據(jù)需要增強(qiáng)之后)發(fā)送到天線5之前，將其濾波。如果功能組件30是功率放大組件，則RF信號處理器在將來自TRX2的信號發(fā)送之前，放大信號的功率值。功率放大還會(huì)發(fā)生在增強(qiáng)和/或?yàn)V波之前。應(yīng)當(dāng)理解，如上所述，TRX可以直接連接到濾波器組件3，或者通過增強(qiáng)器組件12連接到濾波器組件3。
基站組件20包括查詢電路26，后者根據(jù)接收的ID信號37識別功能組件30，并根據(jù)連接的功能組件的識別配置基站組件20。
每個(gè)特定類型的功能組件生成相同的ID信號，該ID信號用于區(qū)分不同類型的功能組件30。ID信號可以是例如電壓值，該值的改變依賴于功能組件30的功能。這樣，可以比較接收的ID信號37和預(yù)期值，確定配屬的功能組件30的功能。通過適當(dāng)?shù)嘏渲没窘M件20，功能組件30的類型識別可以用于控制基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10的操作。
如上所述，基站組件20和功能組件30可以通過同軸電纜互連。這種連接使得RF信號23能夠從基站組件20傳送到功能組件30，ID信號37從功能組件30傳送到基站組件20。
如上所述，GSM標(biāo)準(zhǔn)中的RF信號位于890-960MHz范圍，前面提過，該范圍劃分成用于上行鏈路和下行鏈路。按照該標(biāo)準(zhǔn)的無線通信在該指定的頻率范圍中進(jìn)行，RF信號被限定在該范圍內(nèi)。如果基站組件20和功能組件30由同時(shí)傳送RF信號23和ID信號37的同軸電纜互連，則ID信號在直流或較低的頻率上生成，使得它能夠在同一同軸電纜上傳送。
ID信號37在ID生成電路36中生成。但是，這種生成的功率源可以位于功能組件30或者基站組件20中。圖5a到5c說明了ID生成電路36和查詢電路26，其中ID信號37的功率源位于功能組件30中。
圖5a是包括基站組件20和功能組件30的基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10的一種實(shí)施例的概要說明。功能組件30中的ID生成電路36提供了建立和維護(hù)ID信號37的功率。ID生成電路36是一個(gè)電壓元，ID信號37是一個(gè)電壓值，基站組件20的查詢電路26是電壓值檢測器。每種類型的功能組件具有不同于ID生成電路36的電壓源，因此提供的電壓值與ID信號37不同。查詢電路26測量接收的電壓值，識別配屬的功能組件30。這種識別可以通過比較測得的電壓值和存儲的電壓值來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)存儲的電壓值與特定類型的功能組件30相關(guān)聯(lián)。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，ID生成電路36是提供直流電壓的電壓源。盡管示出的ID生成電路36是電壓源，但任何活躍的發(fā)生器都行，例如電流源也行。這樣，查詢電路26可以根據(jù)電流形式的ID信號進(jìn)行調(diào)整。
圖5b說明了采用圖5a電路的基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10，其中RF信號23和ID信號37沿基站組件20和功能組件之間的公用互連線路傳送。公用互連線路可以是圖5b所示的同軸電纜。圖5b中與圖4和圖5a相同的數(shù)字所指含義相同。在功能組件30中，輸入32和ID端口38是公用的。通過該公用端口接收的RF信號23被傳送到RF信號處理器34。通過該公用端口32、38和同軸電纜41將ID生成電路36所生成的ID信號37傳送到基站組件20。數(shù)字24代表了提供RF信號23的功能電路(例如處理器7和RF單元RFU)，RF信號23出現(xiàn)在輸出22，沿同軸電纜41傳送。查詢電路26從同軸電纜41接收ID信號37。
圖5c說明了如何實(shí)現(xiàn)圖5b的圖解電路。圖5c與圖5b相同的數(shù)字所指含義相同。同軸電纜41從基站組件20向功能組件30傳送RF信號23，從功能組件30向基站組件20傳送ID信號37，ID信號37位于直流。這利用RF扼流圈實(shí)現(xiàn)，例如電感或四分之一波長軌跡和電容來實(shí)現(xiàn)。電容33連接在公用端口32、38和RF信號處理器34之間。電容對高頻RF信號23的阻抗較低，而對直流ID信號37的阻抗較高，因而將RF信號處理器34與ID信號37相隔離，但并不阻止RF信號23的傳送?；窘M件20中的電容27與功能電路24的工作方式完全相同。RF扼流圈39連接在公用端口32、38和ID生成電路36中的電壓源之間。RF扼流圈39對高頻RF信號23的阻抗較高，而對直流ID信號37的阻抗較低。因此，RF扼流圈39將ID生成電路36中的電壓源與RF信號23相隔離，但并不阻止ID信號37的傳送?；窘M件20中的RF扼流圈28以類似方式工作。功能組件30中的電容31連接在這樣的節(jié)點(diǎn)和地之間該節(jié)點(diǎn)將ID生成電路36的輸出連接到RF扼流圈39。它為高頻信號提供了到地的低阻抗路徑?；窘M件20中的電容21以類似方式工作。
ID信號不需要位于直流，而是可以在遠(yuǎn)低于RF信號23頻率的頻率上。識別頻率最好是指定頻率范圍的頻率值的1/10，甚至是1/100。
ID生成電路36中電壓源所生成的ID信號37因此通過RF扼流圈39，公用端口32、38，同軸電纜41，RF扼流圈28，由查詢電路26接收。功能電路24所生成的RF信號23通過電容27，同軸電纜41，電容33，由RF信號處理器單元34接收。
現(xiàn)在參看圖6a到6c，這些圖說明了結(jié)合查詢電路26的ID生成電路36，其中ID信號37的功率由基站組件20提供。
圖6a是基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10的概要說明(如前面圖4所示)，其中基站組件20向功能組件30提供功率，從而允許功能組件提供ID信號37。功能組件30具有ID生成電路36，后者包含連接在地和ID端口38之間的阻抗Z2?；窘M件20具有查詢電路26，后者包含電壓源25，阻抗Z1和電壓值檢測電路29。連接基站組件20和功能組件30，形成分壓電路，其中阻抗Z1和Z2串聯(lián)在功能組件30的地和基站組件20的電壓源25之間。電壓值檢測電路29測量阻抗Z2(或Z1)上的電壓。因此，對已知電壓源25而言，不同的Z2值將表征不同類型的功能組件30。
在RF信號的頻率范圍內(nèi)，連接組件的輸入阻抗和輸出阻抗一般是匹配的，以防止波反射。RF頻率范圍內(nèi)的組件的輸入阻抗一般是50歐姆。但是，通過設(shè)計(jì)，不同類型的功能組件在直流上可以具有不同的阻抗值，相同類型的組件可以具有相同的阻抗值。因此，如果查詢電路發(fā)送查詢信號給功能組件，則測得的功能組件的阻抗，ID信號能夠用于識別功能組件的類型。
在所描述的實(shí)施例中，電壓源25提供了固定的直流電壓，阻抗Z1和Z2是電阻。電壓值檢測電路29測量接收的電壓值，識別配屬的功能組件30。這種識別可以通過比較比較測得的電壓值和存儲的電壓值來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)存儲的電壓值與特定類型的功能組件30相關(guān)聯(lián)。
功能組件的識別可以連續(xù)進(jìn)行。ID生成電路36也可以僅在較短時(shí)間段內(nèi)選通，例如在功能組件30首次連接到基站組件時(shí)，或者在基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10的初始化序列期間選通。
圖6b說明了采用圖6a電路的基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)10，其中RF信號23和ID信號37沿基站組件20和功能組件之間的公用互連線路傳送。公用互連線路可以是圖6b所示的同軸電纜41。圖6b中與圖4和圖6a相同的數(shù)字所指含義相同。在功能組件30中，輸入32和ID端口38是公用的。通過該公用端口32、38接收的RF信號23被傳送到RF信號處理器34。通過該公用端口32、38和同軸電纜41將ID生成電路36所生成的ID信號37傳送到基站組件20。與前面相同，基站組件20具有提供RF信號23的功能電路24，RF信號23出現(xiàn)在輸出22，沿同軸電纜41傳送。查詢電路26(在本例中包括電壓值檢測電路29)從同軸電纜41接收ID信號37。電壓值檢測電路29檢測ID信號37的電壓值。通過Z2生成的ID信號37經(jīng)公用互連線路傳送，由電壓值檢測電路29測量。ID信號37取決于分壓電路對查詢信號的激勵(lì)的響應(yīng)。
圖6c說明了如何實(shí)現(xiàn)圖6b的圖解電路。圖6c與圖6b相同的數(shù)字所指含義相同。同軸電纜41從基站組件20向功能組件30傳送RF信號23和直流查詢信號，從功能組件30向基站組件20傳送ID信號37。利用RF扼流圈，例如電感或四分之一波長軌跡和電容來實(shí)現(xiàn)。電容33連接在公用端口32、38和RF信號處理器34之間。電容33對高頻RF信號23的阻抗較低，而對直流ID信號37和查詢信號的阻抗較高，因而將RF信號處理器34與ID信號37相隔離，但并不阻止RF信號23的傳送。基站組件20中的電容27與功能電路24的工作方式完全相同。RF扼流圈39連接在公用端口32、38和ID生成電路36之間。RF扼流圈39對高頻RF信號23的阻抗較高，而對直流ID信號37和查詢信號的阻抗較低。因此，RF扼流圈39將ID生成電路36中的電壓源與RF信號23相隔離，但并不阻止ID信號37和查詢信號的傳送。基站組件20中的RF扼流圈28以類似方式工作。功能組件30中的電容31連接在這樣的節(jié)點(diǎn)和地之間該節(jié)點(diǎn)將ID生成電路36的輸出連接到RF扼流圈39。它為高頻信號提供了到地的低阻抗路徑?；窘M件20中的電容21以類似方式工作。
查詢信號和響應(yīng)的ID信號37通過RF扼流圈39，公用端口32、38，同軸電纜41，RF扼流圈28，由查詢電路26接收。功能電路24所生成的RF信號通過電容27，同軸電纜41，電容33，由RF信號處理器單元34接收。
圖6a到6c說明了輸送能量以生成ID信號37的基站組件20。這些圖中的能量輸送都是電壓源25。在圖7中說明了一種可選方案，其中基站組件20的查詢電路26中的電壓源25和阻抗Z1被替換成電流源。電流源輸送功率(查詢信號)以生成ID信號37。
下面參看圖8到12，說明了本發(fā)明的一種特定的尤為有利的實(shí)現(xiàn)。
圖8說明了收發(fā)信機(jī)TRX中的功率均衡環(huán)路。放大電路4包括具有第一和第二預(yù)放大級124、126的預(yù)放大級4a，以及具有功率RF放大器128的功率放大級4b。預(yù)放大級4a接收已調(diào)載波作為RF輸入信號108。預(yù)放大級4a還包括增益控制電路130，例如可變電壓衰減器(VVA)。VVA 130連接在第一和第二放大器124、126之間，從包括積分器134的比較器電路接收控制輸入132。積分器134是標(biāo)準(zhǔn)的積分器，盡管圖10中示出了它的一些部件，但此處不再進(jìn)一步描述。圖11示出了適當(dāng)?shù)姆e分器。RF信號108是預(yù)放大級4a的輸入，它在傳送到VAA 130和第二放大器126之前，由第一RF放大器124放大。第二放大器126根據(jù)控制信號132在VVA 130設(shè)置的衰減進(jìn)一步放大信號。這樣放大的信號被傳送到功率RF放大器128，后者實(shí)現(xiàn)批量的功率放大。放大的信號Vamp通過循環(huán)器146傳送到濾波器電路3。數(shù)字22表示了連接到濾波器電路3的連接器。
積分器134接收檢測的電壓值Vdet，后者代表了從功率放大器128出來的放大信號Vamp的峰值電壓。檢測電壓值由檢測電路120從功率耦合器144導(dǎo)出的一部分放大信號中檢測出。這可以通過邊緣耦合的并行線微帶合成定向耦合器來實(shí)現(xiàn)。積分器還從處理器7接收功率控制信號Vc，確定Vc和Vdet之差132。功率控制信號Vc采用了電壓包絡(luò)的形式，為TDMA系統(tǒng)中的每個(gè)信號脈沖指定電壓值和斜坡實(shí)踐，圖9給出了例示性的說明。每個(gè)脈沖的斜坡時(shí)間和時(shí)長根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。典型的值是斜坡時(shí)間為10μs，脈沖時(shí)長為577μs。電壓包絡(luò)的幅值取決于所需的功率值，它根據(jù)多個(gè)不同的參數(shù)設(shè)置，包括蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中的小區(qū)大小，天線的功率和移動(dòng)臺所報(bào)告的信號強(qiáng)度。Vc和Vdet 132之差被傳送到VVA 130以控制其衰減。這樣就建立了功率均衡環(huán)路。
圖8給出了收發(fā)信機(jī)的已有功率控制結(jié)構(gòu)，其中所有的放大級都包括在功率均衡環(huán)路中。但是，對擴(kuò)展的小區(qū)應(yīng)用而言，功率增強(qiáng)器有時(shí)是必需的。因?yàn)榫_控制放大的功率值也是必要的，所以希望將增強(qiáng)器放置在功率均衡環(huán)路中。
圖10示出了具有增強(qiáng)器組件12的功率均衡環(huán)路的配置。與圖8相同的數(shù)字表示了相同的部件。圖10的電路類似于在我們較早的共同未決英國專利申請第9706423.2中描述并說明的電路，該專利的內(nèi)容在此處并入以供參考。
增強(qiáng)器組件12包含和RF放大器118，它提供了增強(qiáng)的信號Vboost。功率放大器電路4包含了兩個(gè)峰值檢測器中的第一個(gè)120。兩個(gè)峰值檢測器中的第二個(gè)122連接到RF放大器之后的增強(qiáng)器電路12。增強(qiáng)信號Vboost的一部分通過耦合器158耦合到第二檢測器122。在描述的實(shí)施例中，耦合器是邊緣耦合的，并行線微帶合成定向耦合器，盡管其他實(shí)現(xiàn)也是可行的。增強(qiáng)的信號Vboost的主要分量通過循環(huán)器160傳送到輸出連接器35，以傳送給濾波器電路。第二檢測器122提供了檢測電壓值VBDET，它代表了RF增強(qiáng)信號Vboost的峰值電壓。第二檢測器122的輸出信號通過同軸電纜15發(fā)送回功率放大器4的功率均衡電路130、134。
同軸電纜15從功率放大器4輸送放大的信號Vamp到增強(qiáng)器12，將增強(qiáng)信號的檢測值VBDET從增強(qiáng)器12返回給TRX2。這利用RF扼流圈39實(shí)現(xiàn)，例如電感或四分之一波長軌跡和電容來實(shí)現(xiàn)。RF扼流圈39和電容31串聯(lián)在輸入連接器52(32)和地之間。電容33連接在輸入連接器(52)32和RF增強(qiáng)放大器118之間。檢測值VBDET通過到電容31的連接輸送到RF扼流圈39。
應(yīng)當(dāng)理解，檢測值VBDET變化非常緩慢，在擴(kuò)展周期中可以是恒定的直流值。其變化頻度與TDMA脈沖的脈沖頻度相關(guān)聯(lián)。在任何情況下，電容表示了到檢測值VBDET的開放電路，而RF扼流圈代表了低電阻路徑。因此，檢測值通過RF扼流圈39，經(jīng)同軸電纜15發(fā)送到收發(fā)信機(jī)TRX2的輸出53(22)。利用電容33可以避免影響RF放大器118。在TRX的功率放大級4b中提供了類似的RF扼流圈和電容裝置，用以接收檢測值VBDET。因此，電容27防止檢測值反饋回功率放大器128，而RF扼流圈28將其沿線路42發(fā)送到預(yù)放大級4a。
線路142連接到預(yù)放大級4a，將增強(qiáng)信號的檢測值VBDET輸送給3個(gè)終端開關(guān)136的一個(gè)輸入。開關(guān)136的第二輸入從原功率均衡環(huán)路接收放大信號的檢測值Vdet，如同前面針對圖8所描述的那樣。
預(yù)放大級4a中的開關(guān)136用于將第一檢測器120的輸出Vdet輸送給積分器135，如果裝配了增強(qiáng)器，則將第二檢測器122的輸出VBDET輸送給積分器135?？刂菩盘?38決定了哪個(gè)輸入被輸送到積分器134。
控制信號138由查詢組件26輸送，后者從線路142接收輸入。查詢組件26的輸入由ID生成電路36提供，該電路位于連接到RF扼流圈39和電容31之間的增強(qiáng)器12中。查詢組件26與ID生成電路36之間的連接實(shí)現(xiàn)方式如圖5c和6c所示，這些電路的工作方式已針對這些圖給出。具體而言，ID生成電路36生成ID信號37，該信號標(biāo)識了增強(qiáng)器12到輸出節(jié)點(diǎn)53(充當(dāng)RF輸出22)的連接。當(dāng)查詢組件26中的檢測電路檢測到該信號時(shí)，生成控制輸出138。該輸出控制開關(guān)136，確保線路142連接到積分器134。在按照圖6c的實(shí)現(xiàn)中，ID生成電路36的阻抗Z2不等于50歐姆。
現(xiàn)在參看圖12。除了增強(qiáng)器組件12被替換成天線濾波器組件3之外，該圖與圖10相同。天線濾波器組件3包括循環(huán)器171。該循環(huán)器連接到公用端口54(32)，后者通過同軸電纜15連接到功率放大電路4b；連接到連接到地的阻抗Z3；并連接到功能電路172，后者對通過同軸電纜15接收的RF信號進(jìn)行濾波。阻抗Z3可以是同軸電纜15的特征阻抗，例如50歐姆。在圖12的電路中，阻抗Z3和地與循環(huán)器171之間的連接的工作方式類似于ID生成電路36。該ID生成電路與圖10的ID生成電路相差很大，使得查詢組件26可以區(qū)分存在增強(qiáng)器還是濾波器。查詢組件26根據(jù)線路142上接收的信號控制開關(guān)136。在本例中，因?yàn)椴樵兘M件沒有識別出有增強(qiáng)器電路12連接在功率放大器4b的輸出，所以查詢組件并不控制開關(guān)136將線路142連接到積分器134。因此，圖12所示電路的功率控制環(huán)路等同于圖8所示的功率控制環(huán)路。
應(yīng)當(dāng)理解，開關(guān)136的控制取決于查詢組件的靈敏度，以及圖10和圖12的ID生成電路的差別，即Z3與Z2相差很大。
因此，利用圖12所述的電路，當(dāng)不存在增強(qiáng)器，并且功率放大器4b連接到濾波器時(shí)，功率放大信號Vamp的值由這樣的功率均衡環(huán)路控制，該功率均衡環(huán)路由第一檢測器120、積分器134和衰減電路30組成，功率放大信號Vamp的值在TRX的輸出節(jié)點(diǎn)53(22)生成，以輸送給濾波器組件3。當(dāng)存在增強(qiáng)器組件12時(shí)，如圖10所示，增強(qiáng)功率信號Vboost的值由這樣的功率均衡環(huán)路控制，該功率均衡環(huán)路由第二檢測器122，RF扼流圈39形式的發(fā)送電路，RF扼流圈28形式的接收電路，積分器134和衰減電路130組成。然后在增強(qiáng)器的輸出連接器35將均衡后的，增強(qiáng)的功率信號Vboost的值輸送給濾波器組件3。
同軸電纜15用于將增強(qiáng)信號的檢測值VBDET發(fā)送回放大級4a、4b。同軸電纜還用于將功率放大信號Vamp發(fā)送給增強(qiáng)器組件12。對GSM標(biāo)準(zhǔn)而言，信號Vamp位于900MHz的RF頻率級(其他標(biāo)準(zhǔn)中采用其他頻率)，因此無法通過RF扼流圈39、28。這防止了RF信號Vamp通過下行線路142傳輸，或者影響第二檢測器22。電容33、27將通過RF信號，因?yàn)镽F信號的頻率較高。因此，同軸電纜15為放大RF信號Vamp和直流檢測值VBDET提供了傳輸路徑。這樣，可以以簡單有效的方式關(guān)閉功率均衡環(huán)路。具體而言，在增強(qiáng)器組件12取代收發(fā)信機(jī)組件TRX 1時(shí)，不需要對機(jī)架11的背板作任何改動(dòng)。
以上針對圖10到12描述的系統(tǒng)利用了收發(fā)信機(jī)的輸出和增強(qiáng)器的輸入之間的已有電纜，從而使得對基站中其他組件的改動(dòng)最小。同時(shí)盡可能地減小了噪聲采集的可能性，因?yàn)榉答伃h(huán)路維護(hù)在同軸電纜中，不在任何高速數(shù)字信號線路附近通過。上述系統(tǒng)要求基站中有一個(gè)增強(qiáng)器組件。但是，也可以將增強(qiáng)器組件從基站轉(zhuǎn)移到例如天線桿，從而增加了同軸電纜的長度。任何傳輸時(shí)延的影響都需要考慮在內(nèi)。
在以上針對圖10到12描述的系統(tǒng)中，增強(qiáng)信號的檢測電壓值以模擬電壓形式反饋給功率均衡環(huán)路。它也可以以數(shù)字化形式反饋，這增加了信噪比，但需要使用A/D轉(zhuǎn)換器。
將增強(qiáng)器中的檢測器的電壓輸出反饋給預(yù)放大級的另一方式是將其調(diào)制到某一載頻上。例如，其形式為在增強(qiáng)器中生成100MHz FM調(diào)制的載波，利用雙工器將其發(fā)送到同軸電纜上，在同軸電纜的另一端由另一雙工器析取。解調(diào)這種載波，恢復(fù)出原檢測器信號。根據(jù)主載頻和反饋載頻之間的不同，可能需要雙工濾波器取代前述扼流系統(tǒng)來復(fù)用這些信號。
圖10的電路為基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)提供了功率均衡環(huán)路，包括第一放大電路，連接到輸出節(jié)點(diǎn)以接收RF輸入信號，并將第一放大信號輸送到輸出節(jié)點(diǎn)；第一檢測電路，用于檢測所述第一放大信號，并可連接以根據(jù)第一放大信號的檢測值修改第一放大電路的放大因子；自動(dòng)切換電路，其第一輸入連接到第一檢測電路，第二輸入連接到接收第二放大信號檢測值的裝置，可以控制該開關(guān)來選擇第一或第二輸入，其中如果選擇了第二輸入，則根據(jù)第二放大信號的檢測值修改第一放大電路的放大因子。
盡管單元34被表示成RF信號處理器，但在其他實(shí)現(xiàn)中，如果信號23是數(shù)字信號，那么它可以實(shí)現(xiàn)DSP功能。
現(xiàn)在參看圖13a到13c，這些圖說明了電壓值檢測電路29的實(shí)現(xiàn)，前面針對圖6a到6c的描述部分中給出了相關(guān)的說明。圖13a到13c中與圖6a到6c相同的數(shù)字所指的結(jié)構(gòu)元件是相同的。
連接基站組件20和功能組件30形成分壓電路，其中阻抗Z1和Z2串聯(lián)在功能組件30的地和基站組件20的電壓源25之間。電壓值檢測電路29從位于阻抗Z1和Z2之間的電壓節(jié)點(diǎn)63接收輸入(ID信號37)。電壓值檢測電路29比較該電壓節(jié)點(diǎn)63的電壓和基準(zhǔn)電壓。該比較由比較器44完成，該比較器具有兩個(gè)輸入輸入節(jié)點(diǎn)47和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)46。輸入節(jié)點(diǎn)47接收ID信號37，基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)46通過電阻43連接到基準(zhǔn)電壓42，并接收基準(zhǔn)信號48。基準(zhǔn)電壓42與電壓源25的電壓相同。因此，比較器44的輸出取決于R、Z1和Z2的值。因此，不同的Z2值可以表征不同的功能組件30。在電壓源25提供直流電壓時(shí)，采用圖13a所示的電壓值檢測電路29。比較器44的輸出可以例如用于控制圖10和12所示的開關(guān)。
如果電壓源25提供交流電壓，則實(shí)現(xiàn)圖13b所示的電壓值檢測電路29。圖13b中與圖13a相同的輸入指示同一結(jié)構(gòu)元件。圖13b與圖13a的不同在于，交流檢測器45具有輸入54和輸出55，它處理到比較器44的每個(gè)輸入。第一交流檢測器45位于比較器44的基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)46和電阻43之間。它在其輸入54上接收基準(zhǔn)信號48，其輸出55連接到比較器44的輸入節(jié)點(diǎn)47。交流檢測器45處理接收的交流信號(ID信號37和基準(zhǔn)信號48)，在比較器44的輸入節(jié)點(diǎn)47和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)46提供直流信號，這兩個(gè)信號分別表征了ID信號37和基準(zhǔn)信號48的交流值。
圖13c說明了一種合適的交流檢測器45二極管檢測器。檢測器45具有輸入54，用于接收交流信號，以及輸出55，用于提供直流信號，該信號正比于緩慢變化的接收交流信號幅值。檢測器45包括以下元件電容57和60，電阻58和61，二極管59和緩沖器56。電阻58和61以及電容60連接到地。選擇檢測器的元件以提供輸出信號，該信號正比于電壓源頻率上接收交流信號的幅值(以及基準(zhǔn)電壓25的頻率)。該頻率位于RF頻率范圍之外，最好遠(yuǎn)低于RF頻率。
圖14說明了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中與圖5a到5c相同的數(shù)字表示的部件相同。該實(shí)現(xiàn)的工作方式類似，但是ID生成電路被替換成了數(shù)據(jù)生成器36’，查詢電路被替換成數(shù)據(jù)解碼器26’。數(shù)據(jù)生成器生成的數(shù)據(jù)流唯一標(biāo)識了功能組件30，該數(shù)據(jù)流沿同軸電纜41例如采用二相格式(也稱為“Manchester”編碼)傳送。數(shù)據(jù)解碼器解碼該信號，識別出功能組件。
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信網(wǎng)中組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的自配置收發(fā)信機(jī)組件，它工作在RF頻率范圍中的某一RF頻率，該收發(fā)信機(jī)組件包括生成并接收RF頻率范圍中的RF信號的RF單元；從連接的功能組件接收標(biāo)識信號的ID端口，所述標(biāo)識信號表征了所述功能組件；以及檢測電路，用于根據(jù)該標(biāo)識信號識別功能組件的特性，以及之后配置該收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括生成查詢信號的查詢電路，以及將查詢信號發(fā)送到連接的功能組件的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中查詢信號和標(biāo)識信號由公用的互連線路傳送。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中公用的互連線路是同軸電纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的系統(tǒng)，其中RF信號也由公用的互連線路傳送。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的系統(tǒng)，其中在檢查頻率處生成查詢信號，該檢查頻率位于RF頻率范圍之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中檢查頻率小于RF頻率信號的頻率的1/10，最好是1/100。
8.根據(jù)權(quán)利要求2，或者在追加到權(quán)利要求2的權(quán)利要求3到7中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)，它包括生成查詢信號的功率源。
9.組合根據(jù)任一前述權(quán)利要求的自配置收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)和與其相連的功能組件，后者是功率放大組件。
10.組合根據(jù)權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)的自配置收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)和與其相連的功能組件，后者是濾波器組件。
11.一種用于無線通信網(wǎng)中組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)(10)的功能組件(1，2，3，12；30)，它工作在RF頻率范圍中的某一RF頻率，該收發(fā)信機(jī)組件包括接收該RF頻率上的輸入信號(23)的輸入(32)；連接到所述輸入(32)，接收并處理所述輸入信號(23)的RF信號處理器(34)；生成表征該功能組件(30)的標(biāo)識信號(37)的ID生成電路(36)；以及將標(biāo)識信號(37)發(fā)送給收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)(10)中的查詢電路(26)的ID端口(38)。
12.組合根據(jù)權(quán)利要求11的功能組件，以及與其相連的自配置收發(fā)信機(jī)組件，自配置收發(fā)信機(jī)組件符合權(quán)利要求1到8中的任意一項(xiàng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的功能組件，它包括生成標(biāo)識信號的功率源。
14.一種自動(dòng)識別組件化收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中的功能組件的方法，所述系統(tǒng)工作在RF頻率范圍內(nèi)，該方法包括以下步驟向功能組件傳送一個(gè)檢查信號，該檢查信號位于所述RF頻率范圍之外的檢查頻率；在所述檢查頻率測量所述功能組件的響應(yīng)，所述響應(yīng)表征了該功能組件的特性；以及根據(jù)所述響應(yīng)識別功能組件的特性，并相應(yīng)配置收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中檢查頻率小于RF頻率范圍中工作RF頻率信號的1/10，最好是1/100。
全文摘要
一種用于無線通信網(wǎng)中組件化妝發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中的連接的功能組件。該功能組件包括接收RF頻率上的輸入信號的輸入,接收并處理該輸入信號的RF信號處理器,生成表征該功能組件的ID信號的ID生成電路,以及將標(biāo)識信號發(fā)送給查詢電路的ID端口。還提供了接收并處理ID信號的自配置收發(fā)信機(jī)組件。
文檔編號H04B17/00GK1267407SQ98808319
公開日2000年9月20日 申請日期1998年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日
發(fā)明者安德魯·克里斯托夫·金斯吾德, 蒂莫西·蘭登 申請人:諾基亞網(wǎng)絡(luò)有限公司