專(zhuān)利名稱(chēng)：接收機(jī)中的交調(diào)補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 一般地講，本發(fā)明涉及接收機(jī)，更具體地講，涉及要求交調(diào)補(bǔ)償?shù)姆涓C狀無(wú)線電話接收機(jī)。
陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)(如蜂窩狀無(wú)線電話)經(jīng)常使用能夠支持多個(gè)無(wú)線電信單元(RCU)的基站。每個(gè)RCU包含必要的接收機(jī)硬件，用于支持一個(gè)射頻(RF)載波。為了簡(jiǎn)化實(shí)際的基站地點(diǎn)天線系統(tǒng)，基站地點(diǎn)還必須包括一個(gè)接收機(jī)多耦合器網(wǎng)絡(luò)(RMN)，它允許多個(gè)RCU共用一個(gè)接收機(jī)天線或天線組。(如蜂窩狀基站地點(diǎn)可以有多于100個(gè)RCU)。
為了允許系統(tǒng)操作者在一個(gè)特定的基站地點(diǎn)的規(guī)模和復(fù)雜性有靈活性，一般要求RCU的設(shè)計(jì)在幾個(gè)不同的RMN結(jié)構(gòu)中恰當(dāng)?shù)仄鹱饔?。其差別可以包括網(wǎng)絡(luò)的可用端口的數(shù)目、增益、噪聲系統(tǒng)、三次交叉點(diǎn)等等。如果該網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成允許多個(gè)天線輸入轉(zhuǎn)換到每一個(gè)RCU，那么可引入對(duì)該RMN的附加復(fù)雜性。(這個(gè)特性在蜂窩狀基站地點(diǎn)促進(jìn)系統(tǒng)性能增強(qiáng)，如特定頻率復(fù)用模式、分集接收等經(jīng)常遇到)。
對(duì)于任何接收機(jī)、靈敏度性能(噪聲系數(shù))和交調(diào)性能(三次交叉點(diǎn))代表對(duì)接收機(jī)設(shè)計(jì)相對(duì)立的要求。高的增益值，特別在接收機(jī)的前端，對(duì)靈敏度有益，但對(duì)交調(diào)(IM)性能不利。相反地，適中的低值前端增益以靈敏度為代價(jià)導(dǎo)致改善IM性能。
對(duì)于一個(gè)給定的接收機(jī)，同時(shí)滿(mǎn)足靈敏度和IM技術(shù)要求總是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮的問(wèn)題，而且經(jīng)常是一個(gè)困難的挑戰(zhàn)。在一個(gè)基站RCU中獲得這兩個(gè)參數(shù)的最佳性能具有在移動(dòng)設(shè)計(jì)中所沒(méi)有的若干困難。這種復(fù)雜性是由于RCU工作在幾個(gè)不同的RMN結(jié)構(gòu)的要求而產(chǎn)生的。每個(gè)結(jié)構(gòu)要支持多個(gè)RCU和多個(gè)天線。
對(duì)靈敏度和IM性能這個(gè)要求的影響是雙重的。首先，與該RMN的多個(gè)信號(hào)分離級(jí)有關(guān)的高衰耗要求相應(yīng)高的增益優(yōu)于總的噪聲系數(shù)。如果不需要分離器的話，該放大器級(jí)和分離級(jí)(要求獲得規(guī)定的噪聲系數(shù))的組合增益比可能要求的增益更高。這增加的增益對(duì)IM性能是不利的。
第二個(gè)復(fù)雜性是由各RMN不可避免的增益變化產(chǎn)生的。要求該RCU與多個(gè)接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)配合工作給它帶來(lái)了前端增益的不可避免的變化。這一影響進(jìn)一步擴(kuò)大了，這是由于每個(gè)RMN結(jié)構(gòu)由多級(jí)組成的，每級(jí)有它自己的是頻率、溫度和部件與部件偏差的函數(shù)的增益容許變化偏差。前端增益變化的凈影響可以簡(jiǎn)化如下為了保證在增益分配的低端滿(mǎn)足靈敏度的要求，在增益分配的高端，RCU必須有多余的IM余量來(lái)處理不可避免的IM變壞。
因此，在保持規(guī)定的接收機(jī)性能時(shí)，對(duì)接收機(jī)/基站需要對(duì)接收機(jī)靈敏度與交調(diào)性能之間進(jìn)行最佳的折衷。
一種接收機(jī)用于補(bǔ)償信號(hào)的交調(diào)。該接收機(jī)至少有一個(gè)信號(hào)作為輸入信號(hào)，該信號(hào)具有在預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率，該信號(hào)由至少一個(gè)具有頻率相關(guān)特性的天線所接收。該天線連接到一個(gè)修正網(wǎng)絡(luò)和具有頻率相關(guān)特性的天線，該網(wǎng)絡(luò)具有與該頻帶的各個(gè)頻率相關(guān)的增益特性值。該接收機(jī)存儲(chǔ)該增益特性值，確定哪個(gè)增益特性值最接近地相應(yīng)于該輸入信號(hào)的頻率和具有頻率相關(guān)特性的天線，并提供至少一個(gè)增益閾值。當(dāng)所確定的增益特性值大于至少一個(gè)增益閾值時(shí)，該接收機(jī)補(bǔ)償該輸入信號(hào)。


圖1一般地描述多個(gè)無(wú)線電信道單元，這些單元可以用在與本發(fā)明相配合的一個(gè)基站結(jié)構(gòu)中。
圖2一般地以方框圖的形式敘述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)基站使用一個(gè)無(wú)線電信道單元的情況。
圖3一般地描述一個(gè)接收機(jī)前端的最壞情況的增益配置的情況。
圖4一般地描述根據(jù)本發(fā)明位于該接收機(jī)前面的一個(gè)衰耗器。
圖5一般地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)RCU進(jìn)行補(bǔ)償交調(diào)的步驟的流程圖。
圖1一般地描述可應(yīng)用本發(fā)明的基站115。三個(gè)天線100-102連接到一個(gè)修正的網(wǎng)絡(luò)或接收機(jī)的前站105。每個(gè)基站115天線的數(shù)目取決于基站115所用的網(wǎng)孔點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，可以從一個(gè)天線到六個(gè)天線間變化。接收機(jī)前端105作為進(jìn)入基站115的射頻RF信號(hào)和許多接收機(jī)模塊或無(wú)線電信道單元(RCU)之一之間的接口點(diǎn)。這些RCU是該基站的主要無(wú)線電部件，用于經(jīng)過(guò)天線100-102接收和發(fā)送信號(hào)。這些RCU從另外的設(shè)備接收數(shù)據(jù)，這另外的設(shè)備控制TDMA系統(tǒng)中的頻率和天線路徑的分配。它們還發(fā)送數(shù)據(jù)到另外的設(shè)備以便建立/保持到公共電話系統(tǒng)的通信。為建立用戶(hù)接口，在RCU110-114還有一個(gè)控制器接口。
圖2符合邏輯地描述可應(yīng)用本發(fā)明的基站115。在這個(gè)簡(jiǎn)化的描述中，只示出一個(gè)天線100連接到該基站115。還有，取決于該網(wǎng)孔點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，該基站115可以支持多達(dá)六個(gè)天線。接著，天線110通過(guò)一個(gè)隔板(BULKHEAD)連接器103連接到接收機(jī)的前端105，連接器103作為連接到基站115的天線100的實(shí)際接口點(diǎn)。在圖2中還描述一個(gè)RCU110的接收機(jī)部分;在圖1中描述的所有的RCU110-114都具有相同的這種結(jié)構(gòu)。接收機(jī)200具有作為輸入的從接收機(jī)前端105分配的信號(hào)，其中接收機(jī)200把該信號(hào)解調(diào)為同相(I)和正交相位(Q)分量。從接收機(jī)200來(lái)的I和Q分量輸入到均衡器210，均衡器進(jìn)行多路徑，交叉相關(guān)和失真增強(qiáng)。均衡器210連接到控制器205，該控制器協(xié)調(diào)RCU110中的所有的定時(shí)，頻率合成器的調(diào)諧，天線路徑分配，增益特性值或增益校正值的更新/檢索，等等。存儲(chǔ)器215也接到控制器205，在最佳實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器是一個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。存儲(chǔ)器215存儲(chǔ)預(yù)定的校正值，如信號(hào)強(qiáng)度指示，自動(dòng)增益控制參數(shù)和天線路徑/頻率增益特性值，等等。在最佳的實(shí)施例中，上述參數(shù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，如只讀存儲(chǔ)器(ROM，未畫(huà)出)和裝入RAM用于更快的操作。
圖3一般地描述一個(gè)典型的接收機(jī)前端105的結(jié)構(gòu)。最簡(jiǎn)單的接收機(jī)前端(105)結(jié)構(gòu)將支持單個(gè)天線，而且包含一個(gè)預(yù)選擇器濾波器320，低噪聲放大器325，和一個(gè)六路分離器330，將獲得最小的前端增益。最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)將支持所有的六個(gè)天線，包含第一預(yù)選器濾波器330，第一低噪聲放大器305，通過(guò)六路分離器310接到四路分離器315實(shí)現(xiàn)的24路的分離器，第二預(yù)選擇器濾波器320，第二低噪聲放大器325，接著一個(gè)接收機(jī)轉(zhuǎn)換矩陣(未畫(huà)出，是代替六路分離器330)，該矩陣能夠把任何天線路徑轉(zhuǎn)換到任何的RCU110-114。圖3所示的前端105的結(jié)構(gòu)，具有以一個(gè)轉(zhuǎn)換矩陣代表六路分離器330，可獲得最大的前端增益。雖然已敘述了最簡(jiǎn)單和最復(fù)雜的前端結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)孔點(diǎn)的結(jié)構(gòu)存在著其它的前端結(jié)構(gòu)。因此，接收機(jī)前端105的增益隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差別可在很大的范圍內(nèi)變化。
圖4一般地描述根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)方框200，由接收機(jī)前端分配的信號(hào)輸入到接收機(jī)200，其中，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)自動(dòng)交調(diào)補(bǔ)償(AIC)衰耗器可被插入或被旁路。AIC衰耗器400接到傳統(tǒng)的GMSK(BT＝3)接收機(jī)硬件405，該硬件在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的。把該輸入信號(hào)解調(diào)并變換為I和Q分量，然后I和Q分量被送到均衡器210作進(jìn)一步的處理。控制器205執(zhí)行必要的處理以確定什么時(shí)候AIC衰耗400要插入或旁路。
圖5描述RCU對(duì)輸入信號(hào)交調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償步驟的流程。在500，RCU110，存儲(chǔ)相應(yīng)于天線路徑/頻率的不同組合的增益特性值。然后在505，RCU110確定最能代表輸入信號(hào)頻率和接收該輸入信號(hào)的天線的增益特性值。在510，RCU提供至少一個(gè)預(yù)定的增益閥值，在515，當(dāng)該確定的增益特性值大于上述至少一個(gè)增益閥值時(shí)，補(bǔ)償該輸入信號(hào)。
正如前面所述的，同時(shí)滿(mǎn)足一給定接收機(jī)的接收機(jī)靈敏度和交調(diào)(IM)技術(shù)要求總是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮的問(wèn)題，而且經(jīng)常是一個(gè)困難的挑戰(zhàn)?？梢钥闯?，而且對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的，考慮參數(shù)，如接收機(jī)檢測(cè)器靈敏度，前端105和接收機(jī)200的噪聲系數(shù)，以及前端105和接收機(jī)200的交叉點(diǎn)，接收機(jī)前端105的增益反比于交調(diào)電平，或者反比于該接收機(jī)抑制由偏離所希望信號(hào)頻率f0相隔△f和2△f的兩個(gè)截止頻率信號(hào)產(chǎn)生的干擾的能力。這個(gè)復(fù)雜性是由于要求RCU110-114工作在幾個(gè)不同的接收機(jī)前端105的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的。每個(gè)結(jié)構(gòu)支持多個(gè)RCU110-114和多個(gè)天線100-102，而且每個(gè)具有不同的增益值。
靈敏度反比于IM的性能問(wèn)題通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的AIC網(wǎng)絡(luò)而減輕了。該AIC網(wǎng)絡(luò)基本上包括三個(gè)主要部分;AIC衰耗器400，它也是在RCU110-114的那個(gè)輸入端，一個(gè)接收機(jī)前端增益查找表，和由RCU110-114中的控制器205執(zhí)行的管理算法。與由于輸入電平變化而控制接收機(jī)增益的傳統(tǒng)的自動(dòng)電平控制(ALC)系統(tǒng)不同，AIC網(wǎng)絡(luò)中的AIC衰耗器400是根據(jù)接收機(jī)前端105的增益進(jìn)行控制的，而且是與輸入或輸出電平無(wú)關(guān)的。接收機(jī)前端105的增益查找表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器215中，對(duì)每個(gè)RCU110-114是唯一的。該表包含增益特性值，這些增益特性值是接收的天線路徑和接收的頻率的每一個(gè)可能組合的接收機(jī)前端105增益的數(shù)值。這些值在該基站115設(shè)備安裝在網(wǎng)孔點(diǎn)中時(shí)被測(cè)出并寫(xiě)入RCU110-114的存儲(chǔ)器215。
增益控制的范圍是根據(jù)對(duì)不同的接收機(jī)前端105的結(jié)構(gòu)，接收機(jī)前端105希望提供給RCU110-114的增益范圍確定的。由控制器205執(zhí)行的管理算法選擇RCU正在使用的特定天線路徑/頻率組合的合適的增益特性值，在最佳實(shí)施例中該控制器是莫托羅拉68030微處理器。當(dāng)前端105的增益是高的時(shí)候，插入AIC衰耗器400;當(dāng)前端105的增益是低的時(shí)候，AIC衰耗器被旁路。這個(gè)選擇過(guò)程完全是動(dòng)態(tài)的，而且當(dāng)RCU110-114使用不同的頻率或天線時(shí)更新該插入/旁路。該過(guò)程也是通用的而且很容易延伸到該最佳實(shí)施中。該實(shí)施例是一個(gè)TDMA接收機(jī)，對(duì)于不同的TDMA時(shí)隙，RCU110-114可能使用不同的天線或頻率。
例如，當(dāng)基站115安裝及網(wǎng)孔點(diǎn)優(yōu)化時(shí)，在預(yù)定頻率的16個(gè)頻率對(duì)每個(gè)天線路徑的接收機(jī)前端105的增益進(jìn)行表征和校準(zhǔn)。預(yù)定的頻帶，在最佳實(shí)施例中是25MHz，被再分為16個(gè)分開(kāi)的頻率組，而每組的中心頻率用來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。接收機(jī)前端105的這個(gè)表經(jīng)過(guò)每個(gè)RCU110-114中的控制器205的控制器接口裝入存儲(chǔ)器215。在操作期間，RCU控制器205確定哪一個(gè)天線/頻率組合將用于下一個(gè)時(shí)隙，并且從存儲(chǔ)器215檢索相關(guān)的接收機(jī)前端105的增益值。該增益值與一個(gè)增益閥值進(jìn)行比較。在最佳實(shí)施例中增益閥值是17.5dB。如果該增益值超過(guò)該閥值，AIC衰耗器400，在最佳實(shí)施例中它是一個(gè)5dB的衰耗器，自動(dòng)地插入在該RCU的那個(gè)輸入端。如果該增益低于該閥值，AIC衰耗器400被旁路。AIC衰耗器400的插入或去掉是在每個(gè)時(shí)隙而且特別是在該時(shí)隙的保護(hù)期間或建立期間進(jìn)行的。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果是有效地減少了由接收機(jī)前端105提供給RCU110-114的前端增益分配。這樣，當(dāng)前端105的增益是高的時(shí)候，接收機(jī)的交調(diào)不是折衷的，而當(dāng)前端105的增益是低的時(shí)候接收機(jī)的靈敏度也不是折衷的。
權(quán)利要求
1.一種接收機(jī)模塊，具有對(duì)信號(hào)的交調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償和具有在一個(gè)預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率的至少一個(gè)信號(hào)作為輸入信號(hào)，上述信號(hào)由具有頻率相關(guān)特性的至少一個(gè)天線接收，上述天線連接到具有與上述頻段的各個(gè)頻率相關(guān)的增益特性值的修正網(wǎng)絡(luò)，和上述天線具有頻率相關(guān)的特性，該接收機(jī)模塊包括用于存儲(chǔ)該增益特性值的裝置；用于確定哪個(gè)上述增益特性值最接近地相應(yīng)于上述輸入信號(hào)的頻率和具有頻率相關(guān)特性的上述天線的裝置；用于提供至少一個(gè)增益閥值的裝置；和當(dāng)上述確定的增益特性值大于上述至少一個(gè)增益閥值時(shí)用于補(bǔ)償上述輸入信號(hào)的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)模塊，其中上述補(bǔ)償裝置還包括當(dāng)上述確定的增益特性值大于上述至少一個(gè)增益閥值時(shí)，通過(guò)提供用于衰減上述接收信號(hào)的至少一個(gè)衰減值，用于衰減上述接收信號(hào)的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)模塊，其中上述增益特性值可以是正的或負(fù)的。
4.一種時(shí)分多址(TDMA)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有對(duì)信號(hào)的交調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償，并且應(yīng)用一個(gè)接收機(jī)模塊，該接收機(jī)模塊在至少一個(gè)TDMA時(shí)隙期間有至少一個(gè)信號(hào)輸入作為一個(gè)輸入信號(hào)，上述信號(hào)具有在一個(gè)預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率，該TDMA通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有頻率相關(guān)特性的天線，在上述TDMA時(shí)隙期間至少接收一個(gè)信號(hào);用于存儲(chǔ)上述頻帶的各頻率及具有頻率相關(guān)特性的上述天線有關(guān)的增益特性值的裝置;用于確定哪個(gè)上述增益特性值最接近的相應(yīng)于上述接收信號(hào)的頻率和在上述至少一個(gè)TDMA時(shí)隙期間接收上述接收信號(hào)的上述至少一個(gè)天線的裝置;在上述至少一個(gè)TDMA時(shí)隙期間，提供至少一個(gè)增益閥值的裝置;和當(dāng)上述確定的增益特性值大于上述至少一個(gè)增益閥值時(shí)，在上述至少一個(gè)TDMA時(shí)隙期間補(bǔ)償上述接收信號(hào)的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的TDMA通信系統(tǒng)，其中上述產(chǎn)生的裝置還包括把上述預(yù)定的頻帶再分為至少兩個(gè)頻率組的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的TDMA通信系統(tǒng)，其中上述確定裝置還包括;在上述至少一個(gè)TDMA時(shí)隙期間，用于確定上述至少兩個(gè)頻率組的哪個(gè)頻率組包含上述接收信號(hào)的頻率的裝置。
7.一種補(bǔ)償接收機(jī)模塊中的信號(hào)交調(diào)的方法，該接收機(jī)模塊有在一個(gè)預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率的至少一個(gè)信號(hào)作為輸入信號(hào)，上述信號(hào)由具有頻率相關(guān)特性的至少一個(gè)天線接收，上述天線連接到具有與上述頻帶的各頻率及具有頻率相關(guān)特性的上述天線相關(guān)的增益特性值的一個(gè)修正的網(wǎng)絡(luò)，該方法包括步驟存儲(chǔ)該增益特性值;確定哪個(gè)上述增益特性值最接近的相應(yīng)于上述輸入信號(hào)的頻率及具有頻率相關(guān)特性的上述天線;提供至少一個(gè)增益閥值;和當(dāng)上述確定的增益特性值大于上述至少一個(gè)增益閥值時(shí)，補(bǔ)償上述輸入信號(hào)。
8.一種補(bǔ)償固定地點(diǎn)基站中的信號(hào)交調(diào)的方法，該固定地點(diǎn)基站具有在一預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率的至少一個(gè)信號(hào)作為輸入信號(hào)，該方法包括步驟在具有頻率相關(guān)特性的至少一個(gè)天線上接收至少一個(gè)信號(hào);存儲(chǔ)與上述頻帶的頻率及具有頻率相關(guān)特性的上述天線有關(guān)的增益特性值;確定哪個(gè)上述增益特性值最接近的相應(yīng)于上述接收信號(hào)的頻率和上述天線;提供至少一個(gè)增益閥值;和當(dāng)上述確定的增益特性值大于上述至少一個(gè)增益閥值時(shí)，補(bǔ)償上述接收的信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中上述產(chǎn)生的步驟還包括把上述預(yù)定的頻帶再分為至少兩個(gè)頻率組的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中上述確定的步驟還包括確定上述至少兩個(gè)頻率組的哪一組包含上述接收信號(hào)的頻率的步驟。
全文摘要
一個(gè)接收機(jī)(200)自動(dòng)地補(bǔ)償輸入信號(hào)的交調(diào)。該接收機(jī)(200)之前是一個(gè)接收機(jī)前端(105)，該接收機(jī)前端接到接收該信號(hào)的天線(100—102)。對(duì)所有的天線路徑/頻率的組合的天線路徑/頻率的增益進(jìn)行校正并存儲(chǔ)。當(dāng)接收一個(gè)信號(hào)時(shí)，該接收機(jī)(200)確定代表接收該信號(hào)的天線和該信號(hào)頻率的正確的存儲(chǔ)增益系數(shù)。該增益系數(shù)與一個(gè)預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，如果該增益系數(shù)大于該閾值，位于該接收機(jī)(200)前面的衰耗器(400)被插入來(lái)優(yōu)化信號(hào)的交調(diào)。如果該增益系數(shù)小于該閾值，該衰耗器(400)被旁路以?xún)?yōu)化該接收機(jī)(200)的靈敏度。
文檔編號(hào)H04B1/18GK1065763SQ9210096
公開(kāi)日1992年10月28日 申請(qǐng)日期1992年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月16日
發(fā)明者肯尼思·B·賴(lài)爾登 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司