Способ и устройство для автоматической регулировки передаваемой мощности

 

Изобретение относится к устройству и способу для автоматической регулировки передаваемой мощности на передающей станции системы МДКР на основе автоматической регулировки мощности передаваемых сигналов высокой частоты на передающей станции системы МДКР. Устройство для автоматической регулировки передаваемой мощности на передающей станции системы мобильной связи МДКР включает: по крайней мере один блок цифровой обработки, предназначенный для кодирования данных в канале передачи; передатчик, предназначенный для преобразования, фильтрации и усиления выходных сигналов блока цифровой обработки; усилитель мощности, предназначенный для усиления передаваемого сигнала до уровня, необходимого для распространения усиленного сигнала в открытом пространстве; перестраиваемый аттенюатор, расположенный между передатчиком и усилителем мощности и предназначенный для регулировки выходного сигнала передатчика, поступающего в усилитель мощности; измеритель мощности, предназначенный для измерения передаваемой мощности на выходе усилителя мощности; детектор, предназначенный для сравнения расчетного значения передаваемой мощности с измеренным значением передаваемой мощности и определения, таким образом, ошибки установки мощности; блок регулировки мощности, предназначенный для сравнения абсолютного значения ошибки установки мощности с заданным допустимым отклонением и регулировки перестраиваемого аттенюатора в соответствии с результатами этого сравнения; а также ответвитель для подключения усилителя мощности к измерителю мощности. Техническим результатом является автоматическая регулировка передаваемой мощности на передающей станции системы МДКР посредством автоматической регулировки мощности передаваемых сигналов высокой частоты. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к мобильным системам связи множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) и, в частности, к способу и устройству для точного автоматического управления передаваемой мощностью на передающей станции (site) системы МДКР.

Описание уровня техники В мобильных системах связи МДКР пропускная способность для заданного интервала частот определяется распределением шума по всем ячейкам, использующим данный частотный диапазон. Следовательно, для оптимизации пропускной способности всех ячеек необходимо соответствующим образом регулировать мощность сигналов высокой частоты, передаваемых этими ячейками. Управление мощностью передаваемых сигналов высокой частоты необходимо осуществлять с высокой точностью; однако управление мощностью передаваемых высокочастотных сигналов представляет собой сложную задачу, что объясняется различиями в характеристиках аналоговых устройств и цифровых передающих устройств передатчиков, находящихся на передающих станциях систем МДКР.

Передающее устройство обычной мобильной системы связи МДКР состоит из несовместимых аналоговых и высокочастотных устройств. Поэтому в системах МДКР, в которых требуется точная регулировка передаваемой мощности, передаваемая мощность регулируется путем измерения передаваемой мощности и регулировки в соответствии с результатами измерения коэффициентов усиления перестраиваемых элементов. В конечном счете элементы печатной платы с перестраиваемым коэффициентом усиления точно регулируются в процессе изготовления, либо высокочастотные элементы и аналоговые элементы регулируются вручную после измерения полной передаваемой мощности в процессе установки передающей станции. Такой традиционный способ требует высокой технической подготовки специалистов, а также продолжительного времени для точной регулировки передаваемой мощности.

Краткое изложение сущности изобретения Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка устройства и способа, обеспечивающих автоматическую регулировку передаваемой мощности на передающей станции системы МДКР посредством автоматической регулировки мощности передаваемых сигналов высокой частоты.

Эта задача решается тем, что в соответствии с настоящим изобретением устройство для автоматической регулировки передаваемой мощности на передающей станции мобильной связи МДКР включает: по крайней мере один блок цифровой обработки, предназначенный для кодирования данных в канале передачи; передатчик, предназначенный для преобразования, фильтрации и усиления выходных сигналов блока цифровой обработки; усилитель мощности, предназначенный для усиления передаваемого сигнала до уровня, необходимого для распространения усиленного сигнала в открытом пространстве; перестраиваемый аттенюатор, расположенный между передатчиком и усилителем мощности и предназначенный для регулировки выходного сигнала передатчика, поступающего в усилитель мощности; измеритель мощности, предназначенный для измерения передаваемой мощности на выходе усилителя мощности; детектор, предназначенный для сравнения расчетного значения передаваемой мощности с измеренным значением передаваемой мощности и определения, таким образом, ошибки установки мощности; блок регулировки мощности, предназначенный для сравнения абсолютного значения ошибки установки мощности с заданным допустимым отклонением и регулировки перестраиваемого аттенюатора в соответствии с результатами этого сравнения; а также ответвитель для подключения усилителя мощности к измерителю мощности.

В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения способ автоматической регулировки передаваемой мощности на передающей станции системы мобильной связи МДКР, содержащей передатчик сигналов высокой частоты, усилитель мощности, измеритель мощности, детектор, блок регулировки мощности, а также перестраиваемый аттенюатор, расположенный между передатчиком сигналов высокой частоты и усилителем мощности, включает следующие этапы: вычисления детектором мощности, передаваемой в установившемся режиме, с целью выдачи полученного значения мощности, передаваемой в установившемся режиме; измерения передаваемой мощности с целью выдачи полученного значения передаваемой мощности; определения ошибки установки мощности путем вычитания расчетного значения из измеренного значения; сравнения абсолютного значения ошибки установки мощности с заданным допустимым отклонением; регулировки перестраиваемого аттенюатора с учетом ошибки установки мощности в случае, если абсолютное значение ошибки установки мощности превышает допустимое отклонение; а также хранения значения ошибки установки мощности в случае, если абсолютное значение ошибки установки мощности ниже допустимого отклонения; и регулировки перестраиваемого аттенюатора с учетом записанного значения ошибки установки мощности.

Приведенные выше задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения далее будут раскрыты при помощи описания возможного варианта воплощения изобретения, приведенного в сочетании с чертежами, на которых: фиг. 1 - структурная схема устройства автоматической регулировки передаваемой мощности передающей станции в соответствии с вариантом предпочтительной реализации настоящего изобретения; фиг. 2 - блок-диаграмма, иллюстрирующая способ автоматической регулировки передаваемой мощности передающей станции в соответствии с вариантом предпочтительной реализации настоящего изобретения.

Описание предпочтительной реализации изобретения Предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения далее будет подробно описан со ссылками на сопутствующие чертежи, в которых одинаковые ссылочные номера использованы для обозначения одинаковых элементов.

Необходимо отметить, что термин "измеренное значение передаваемой мощности" всюду используется для обозначения текущей передаваемой мощности, а термин "расчетное значение передаваемой мощности" означает мощность, передаваемую в установившемся режиме (или идеальное значение передаваемой мощности).

На фиг. 1 настоящее изобретение реализовано в оконечном выходном каскаде 160 передатчика передающей станции с целью регулировки интенсивности выходного сигнала без влияния на характеристики системы в целом. А именно, передаваемая мощность, выдаваемая усилителем мощности 160, т.е. оконечным каскадом, излучается в открытое пространство посредством антенны 128. Здесь ответвитель 127, расположенный между усилителем мощности 160 и измерителем мощности 129, обеспечивающим точное измерение передаваемой мощности, подсоединяет усилитель мощности 160 к измерителю мощности 129. Детектор 130 получает значение передаваемой мощности, измеренное измерителем мощности 129, для сравнения измеренного значения со значением, вычисленным для установившегося режима, так, чтобы получить значение ошибки установки мощности, исходя из расчетного и измеренного значений. Детектор 130 реализуется на основе персональной ЭВМ, оснащенной шиной GP-IB (General Purpose Interface Bus, Интерфейсной шиной общего назначения). Значение ошибки установки мощности поступает из детектора 130 в блок регулировки мощности 131. Перестраиваемый аттенюатор 123 устанавливают между усилителем мощности 160 и передатчиком 140, предназначенным для усиления, преобразования и фильтрации выходных сигналов нескольких блоков цифровой обработки (111-1, 111-2, ..., 111-N). Передатчик 140 состоит из усилителей (112, 116), преобразователей (113, 117, 120), фильтров (115, 119, 122) и гетеродинов (114, 118, 121). Перестраиваемый аттенюатор 123 ослабляет выходной сигнал передатчика 140 в соответствии со значением ошибки установки мощности, поступающей из блока регулировки мощности 131, в результате чего формируется ослабленный выходной сигнал, который затем подается на усилитель мощности 160. После этого усилитель мощности 160 усиливает и формирует усиленный сигнал. В результате мощность выходного сигнала высокой частоты измеряется при помощи измерителя мощности 129, а величина ошибки установки мощности определяется детектором 130. Затем перестраиваемый аттенюатор 123 автоматически и с высокой точностью управляется блоком регулировки мощности 131 в соответствии со значением ошибки установки мощности.

На фиг. 1, 2 выходные данные с блоков цифровой обработки 111-1, 111-2, . .., 111-N поступают в передатчик передающей станции системы МДКР, где осуществляется кодирование каналов обработки данных. Затем передатчик 140 объединяет сигналы соответствующих каналов и модулирует объединенные сигналы выходным сигналом первого гетеродина 114 с частотой 4,95 МГц, а модулированный сигнал преобразуется в передаваемые сигналы УВЧ с использованием четырехпозиционной фазовой манипуляции (QPSK, ФМн-4). Усилитель мощности 160 усиливает сигналы УВЧ для их последующей передачи. При этом блок управления передающей станцией (не показан) управляет станцией так, чтобы передача осуществлялась только выборочно по каналу передачи.

Выходной сигнал ответвителя 127 поступает в измеритель мощности 129, а детектор 130 определяет величину текущей передаваемой мощности с использованием шины GP-IB. После этого детектор 130 сравнивает полученное текущее значение передаваемой мощности с расчетным значением передаваемой мощности, в результате чего получается величина ошибки установки мощности. А именно, на шаге 211 детектор 130 определяет мощность, передаваемую в установившемся режиме (т. е. расчетное значение). Расчетное значение передаваемой мощности определяется следующим образом: Мощность передаваемого сигнала высокой частоты (расчетное значение) = { (цифровой коэффициент усиления канала передачи)²/127²} • (мощность сигнала высокой частоты на канал при цифровом коэффициенте усиления, равном 127). (1) На шаге 212 измеритель мощности 129 определяет измеренное значение передаваемой мощности, а детектор 130 на шаге 213 сравнивает измеренное значение с расчетным значением в соответствии с выражением (1) и на шаге 214 определяет величину ошибки установки мощности. Ошибка установки мощности определяется путем вычитания расчетного значения из измеренного значения. Затем значение ошибки установки мощности передается из детектора 130 в блок регулировки мощности 131, причем для этого используется последовательный порт. На шаге 215 блок регулировки мощности 131 принимает решение о том, превышает ли абсолютное значение ошибки установки мощности заданное допустимое отклонение; если абсолютное значение ошибки установки мощности превышает допустимое отклонение, то осуществляется переход на шаг 216. На шаге 216 блок регулировки мощности 131 для регулировки мощности сигнала высокой частоты, выдаваемого усилителем мощности 160, управляет перестраиваемым аттенюатором 123 в соответствии с величиной ошибки установки мощности.

Шаги с 212 по 216 повторяются до тех пор, пока мощность сигнала высокой частоты в оконечном выходном каскаде не окажется в пределах допустимого интервала отклонений.

В то же время, если абсолютное значение ошибки установки мощности на шаге 215 оказывается ниже заданного допустимого отклонения, то блок регулировки мощности 131 на шаге 217 записывает значение ошибки установки мощности, а затем в ходе нормального функционирования управляет перестраиваемым аттенюатором 123 с учетом записанного значения ошибки установки мощности. Таким образом, в передатчике постоянно с высокой точностью может поддерживаться необходимый уровень передаваемой мощности. При этом измеритель мощности 129 и детектор 130 необходимы только при установке передающей станции. Следовательно, измеритель мощности 129 и детектор 130 используются только при установке нескольких систем и в дальнейшем могут быть изъяты.

Как было описано выше, в соответствии с настоящим изобретением мощность сигнала высокой частоты, передаваемого передатчиком системы МДКР, автоматически измеряется и точно регулируется, благодаря чему повышается пропускная способность системы связи и упрощается измерительная процедура.

Хотя выше был рассмотрен вариант предпочтительной реализации настоящего изобретения, специалистами может быть предложено много вариаций и/или модификаций основной идеи, попадающих в объем настоящего изобретения, соответствующий приведенной далее формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования мощности передающей станции в мобильной системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), содержащее по меньшей мере один блок цифровой обработки, предназначенный для кодирования данных в канале передачи, передатчик для преобразования, фильтрации и усиления выходного сигнала блока цифровой обработки, усилитель мощности для усиления выходного сигнала передатчика до необходимого уровня, перестраиваемый аттенюатор, включенный между передатчиком и усилителем мощности и предназначенный для регулирования выходного сигнала передатчика, измеритель мощности, предназначенный для измерения передаваемой мощности на выходе усилителя мощности, ответвитель, включенный между выходом усилителя мощности и входом измерителя мощности, детектор, предназначенный для сравнения расчетного значения передаваемой мощности с измеренным значением передаваемой мощности для получения ошибки установки мощности, и блок регулировки мощности, предназначенный для сравнения абсолютного значения ошибки установки мощности с заданным допустимым отклонением, для управления перестраиваемым аттенюатором в соответствии с результатами сравнения, при этом блок регулировки мощности выполнен с возможностью управления перестраиваемым аттенюатором согласно абсолютному значению ошибки установки мощности, если абсолютное значение ошибки установки мощности превышает допустимое отклонение, и запоминания абсолютного значения ошибки установки мощности, если абсолютное значение ошибки установки мощности находится в пределах допустимых отклонений, для использования запомненного значения при управлении перестраиваемым аттенюатором в ходе нормального функционирования передающей станции. .

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор содержит персональный компьютер для вычисления ошибки установки мощности и для вычисления расчетного значения передаваемой мощности.

3. Способ регулирования мощности передающей станции в мобильной системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), содержащей передатчик сигналов высокой частоты, усилитель мощности, измеритель мощности, детектор, блок регулировки мощности и перестраиваемый аттенюатор, включенный между передатчиком сигналов высокой частоты и усилителем мощности, включающий этапы, при которых вычисляют с помощью детектора мощность, передаваемую в установившемся режиме, для получения расчетного значения передаваемой мощности, измеряют передаваемую мощность для получения измеренного значения передаваемой мощности, определяют ошибку установки мощности путем вычитания расчетного значения передаваемой мощности из измеренного значения передаваемой мощности, сравнивают абсолютное значение ошибки установки мощности с заданным допустимым отклонением, если абсолютное значение ошибки установки мощности превышает допустимое отклонение, то управляют перестраиваемым аттенюатором с учетом величины ошибки установки мощности, а если абсолютное значение ошибки установки мощности ниже допустимого отклонения, то запоминают ошибку установки мощности и управляют перестраиваемым аттенюатором с учетом запомненной ошибки установки мощности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2