DE60026776T2

DE60026776T2 - Datenkompensierende Leistungsmessung

Info

Publication number: DE60026776T2
Application number: DE60026776T
Authority: DE
Inventors: Uwe Hildebrand; Erik Scheid
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: US7088967B2; ATE321272T1; JP4066311B2; EP1209475A1; DE60026776D1; US20020123363A1; EP1209475B1; JP2002228692A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Leistungsmessungen für linear modulierte Funkfrequenzsignale und im Besonderen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompensieren einer Datenabhängigkeit einer durch lineare Modulation bewirkten Leistungsmessung.
2. Diskussion des Standes der Technik
Der Zustand von Funksystemen, wie beispielsweise Mobiltelefonsystemen oder Satellitensystemen, muss fortlaufend durch Leistungsmessungen überwacht werden, um eine hohe Übertragungsqualität sicherzustellen und um an Ausgangsstufen auftretende Schäden zu vermeiden, welche sich aus überhohen Leistungspegeln ergeben.
In derzeitigen Transceiver- bzw. Sende/Empfangs-Einheiten in den GSM ("Global System for Mobile Communications")-Sende/Empfangs-Basisstationen werden eine Messung der über einen Ausgangsanschluss übertragenen Ausgabeleistung (P_fwd) und eine getrennte Messung der Leistung (P_refl), die an dem Ausgangsanschluss reflektiert wird, durchgeführt. P_fwd wird beispielsweise am Beginn des Nutzteils eines übertragenen GMSK ("Gaussian Minimum Shift Keying"; Gauss'sches minimales Umtasten")-Bursts gemessen, und P_refl wird beispielsweise am Ende des Nutzteils des Bursts gemessen. Die Leistungsmessungen werden daher zeitgemultiplext durchgeführt.
Auf der Grundlage der gemessenen Werte von P_fwd und P_refl kann der Zustand der Sende/Empfangs-Basisstation beurteilt werden, beispielsweise durch Berechnen des spannungsbezogenen Stehwellenverhältnisses ("voltage standing wave ratio"; VSWR). In WO 94/24576 wird ein Verfahren zum Überwachen des Zustands einer Sendeantenne eines Funksystems auf der Grundlage des VSWR beschrieben. Das VSWR ist eine Messung der Impedanzfehlanpassung zwischen einer Übertragungsleitung und ihrer Last. Je höher das Verhältnis ist, desto größer ist die Fehlanpassung. Mit anderen Worten: wenn das VSWR ansteigt, nimmt die Übertragungsqualität ab.
Die GMSK-Modulationstechnik ist eine nicht-lineare Modulationstechnik, welche nur sehr kleine Änderungen der Einhüllenden des Funkfrequenzsignals während des Nutzteils des Bursts einführt. Die Leistungen P_fwd und P_refl sind nicht datenabhängig und können daher zu beliebigen Zeitpunkten während eines Bursts gemessen werden. Die Messergebnisse können unmittelbar für die Berechnung des angepassten VSWR verwendet werden.
Lineare Modulationstechniken führen große Veränderungen in der Ausgabeleistung abhängig von der Datenfolge ein, welche übertragen werden. Der dynamische Leistungsbereich überstreicht bis zu 19 dB über den Nutzteil des Bursts, wie in 5 gezeigt. Die Messung von P_fwd und P_refl während des Nutzteils des Bursts führt bei einer linearen Modulationstechnik aufgrund der Datenabhängigkeit der Ausgabeleistung nicht zu zuverlässigen Ergebnissen. Die maximale Veränderung in der durchschnittlichen Ausgabeleistung aufgrund der linearen Modulation zwischen der ersten und der zweiten Hälfte eines einzelnen Bursts kann 2 dB erreichen, falls jedes Symbol gemessen und für das Berechnen der durchschnittlichen Ausgabeleistung verwendet wird. Falls weniger Symbole gemessen werden, kann die maximale Änderung der durchschnittlichen Ausgabeleistung sich sogar noch weiter erhöhen.
Diesen datenabhängigen Fluktuationen der durchschnittlichen Ausgabeleistung innerhalb eines einzelnen Bursts können zu ernsten Problemen führen, wenn der Zustand des Funksystems auf der Grundlage zeitgemultiplexter Messungen beurteilt wird. Falls aufgrund der Datenabhängigkeit der Ausgabeleistung sich beispielsweise das tatsächliche VSWR und das berechnete VSWR um 2 dB oder mehr unterscheiden, kann das System beispielsweise folgern, dass ein Antennenspeisungskabel unterbrochen ist, und es wird fehlerhafterweise ein Alarm ausgesandt. Die Ungenauigkeit der sich aus der Datenabhängigkeit der Ausgabeleistung ergebenden Leistungsmessungen kann daher zu Fehlinterpretationen des Ergebnisses der VSWR-Berechnung führen. Es können sich sogar noch ernstere Probleme aus Fehlinterpretationen der Messungen von P_fwd ergeben, da der gemessene Wert von P_fwd ein wichtiger Parameter für die korrekte Überwachung der Ausgabeleistung ist, um Schäden zu vermeiden, welche sich aus überhohen Ausgabeleistungspegeln ergeben.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Kompensieren der Datenabhängigkeit von zeitgemultiplexten Messungen von P_fwd und P_refl für lineare Modulationstechniken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung befriedigt dieses Bedürfnis durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Kompensieren einer durch eine lineare Modulation bewirkten Datenabhängigkeit, umfassend ein Durchführen einer ersten Messung einer übertragenen Ausgabeleistung, Durchführen einer zweiten Messung einer reflektierten Leistung, wobei die zweite Messung zeitgemultiplext bezüglich der ersten Messung durchgeführt wird, Berechnen einer ersten durchschnittlichen Leistung auf der Grundlage von während der ersten Messung übertragenen Daten, Berechnen einer zweiten durchschnittlichen Leistung auf der Grundlage von während der zweiten Messung übertragenen Daten und Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung und der zweiten durchschnittlichen Leistung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kompensieren einer durch eine lineare Modulation bewirkten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung umfasst einen Modulator zum linearen Modulieren eines Datensignals, eine Messeinheit zum Durchführen einer ersten Messung einer übertragenen Ausgabeleistung und einer zweiten Messung einer reflektierten Leistung, wobei die zweite Messung zeitgemultiplext bezüglich der ersten Messung durchgeführt wird, und eine Kompensationseinheit zum Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung und der zweiten durchschnittlichen Leistung. Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens eine Berechnungseinheit zum Berechnen der ersten durchschnittlichen Leistung auf der Grundlage von während der ersten Messung übertragenen Daten und der zweiten durchschnittlichen Leistung auf der Grundlage von während der zweiten Messung übertragenen Daten sowie eine Datenbank zum Abspeichern einer Differenz zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung und der zweiten durchschnittlichen Leistung.
Die Erfindung erlaubt es, Leistungsmessungen innerhalb beliebiger Zeitfenster und unabhängig von der Struktur eines bestimmten Bursts durchzuführen. Die ersten und zweiten Messungen können vor dem, gleichzeitig mit oder nach dem Berechnen der ersten und der zweiten Ausgabeleistung durchgeführt werden, und zwar abhängig davon, ob die übertragenen Daten vor der ersten und der zweiten Messung bekannt waren oder nicht. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Messung integrierende Messungen oder werden durch Mitteln einer Vielzahl von Einzelmessungen durchgeführt.
Erfindungsgemäß werden die erste und die zweite Messung zeitgemultiplext durchgeführt, d.h. während verschiedener Zeitfenster. Da die ersten und zweiten Messungen zeitgemultiplext durchgeführt werden, können die Hardware-Kosten verringert werden, weil beide Messungen vorzugsweise mittels z.B. eines einzelnen Mess-ASICs durchgeführt werden. Die Erfindung erlaubt daher die Anpassung herkömmlicher Leistungsmessverfahren und -vorrichtungen, welche bisher für nicht-linear modulierte Signale verwendet worden sind, für lineare Modulationstechniken wie 8-PSK-Signale.
Bei GSM besteht ein Burst, d.h. eine kleinste Übertragungseinheit, aus einer Vielzahl von Datenfolgen. Die Vielzahl der Datenfolgen umfasst eine erste Schlussbitfolge, eine erste Nutzerdatenfolge, eine Trainingsfolge, eine zweite Nutzerdatenfolge und eine zweite Schlussbitfolge. Die erste Messung und die zweite Messung können in den Nutzerdatenfolgen, in der Trainingsfolge oder in den Schlussbitfolgen eines Bursts durchgeführt werden. Darüber hinaus können die erste und die zweite Messung in einem einzelnen Burst oder in unterschiedlichen Bursts durchgeführt werden.
Falls die erste Messung und die zweite Messung in unterschiedlichen Bursts durchgeführt werden, wird zumindest eine der Messungen vorzugsweise auch auf der Grundlage einer Differenz in den eingestellten Leistungspegeln der unterschiedlichen Bursts kompensiert. Dies berücksichtigt, dass die Ausgabeleistung nicht nur aufgrund der Datenabhängigkeit der Signaleinhüllenden von einem Burst zum anderen variiert, sondern auch aufgrund von Veränderungen in den eingestellten Leistungspegeln. Falls sich beispielsweise die Übertragungsbedingungen von einem Burst zum anderen verbessern, kann das System den maximalen Ausgabeleistungspegel automatisch verringern.
Es wurde oben darauf hingewiesen, dass die erste Messung und die zweite Messung in den Nutzerdatenfolgen, in den Trainingsfolgen oder in den Schlussbitfolgen durchgeführt werden können. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden die erste und die zweite Messung in unterschiedlichen Arten von Datenfolgen durchgeführt. Daher kann die erste Messung beispielsweise in einer Nutzerdatenfolge durchgeführt werden und die zweite Messung kann in einer Schlussbitfolge durchgeführt werden. Andere Permutationen sind ebenso möglich.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die erste Messung und die zweite Messung innerhalb der gleichen Art von Datensequenzen durchgeführt. Daher können sowohl die erste als auch die zweite Messung innerhalb einer einzigen oder innerhalb unterschiedlicher Nutzerdatenfolgen durchgeführt werden, und die erste durchschnittliche Leistung und die zweite durchschnittliche Leistung können auf der Grundlage der Nutzerdaten berechnet werden, welche innerhalb der Nutzerdatenfolge oder der Nutzerdatenfolgen enthalten sind. Jedoch können die erste Messung und die zweite Messung auch beide innerhalb eines einzigen oder, falls die eingestellten Leistungspegel der beiden Bursts bekannt sind, innerhalb unterschiedlicher Trainingsfolgen durchgeführt werden. Die erste durchschnittliche Leistung und die zweite durchschnittliche Leistung können dann auf der Grundlage der Trainingsfolgedaten berechnet werden. Da die Trainingsfolgen standardisierte Daten umfassen, welche vor den Messungen bekannt sind, kann die Differenz zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung und der zweiten durchschnittlichen Leistung vor den Messungen berechnet und in einer Datenbank gespeichert werden. Auch können die erste Messung und die zweite Messung beide innerhalb einer einzigen oder innerhalb unterschiedlicher Schlussbitfolgen durchgeführt werden. Falls die Messungen innerhalb unterschiedlicher Schlussbitfolgen durchgeführt werden, können die unterschiedlichen Schlussbitfolgen Teil eines einzelnen Bursts oder von unterschiedlichen Bursts sein. Die erste und die zweite durchschnittliche Leistung können dann auf der Grundlage der Schlussbitdaten berechnet werden.
Vorzugsweise werden sowohl die erste Messung als auch die zweite Messung vor einem Ausgangsanschluss beispielsweise einer Sende/Empfangs-Einheit oder einer Kombinations- und Verteilungseinheit durchgeführt. Eine weitere Komponente kann mit dem entsprechenden Ausgangsanschluss verbunden sein. Dies erlaubt es, die Anpassung der weiteren Komponente auf der Grundlage einer kompensierten Messung zu bestimmen. Um die Anpassung zu bestimmen, kann das VSWR berechnet werden. Das Vorsehen eines Berechnungsmittels zum Berechnen des VSWR ist daher vorteilhaft. Die Messungen werden vorzugsweise gemäß bestimmten Zeitsteuerungsereignissen durchgeführt. Daher kann eine Datenbank zum Speichern der Zeitsteuerungsereignisse vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß kann das obige Verfahren zum Kompensieren einer Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung auch zum Überwachen des Zustands eines Übertragungs- und Empfangspfads innerhalb einer Sende/Empfangs-Einheit verwendet werden. Daher können sowohl die erste als auch die zweite Messung innerhalb der Sende/Empfangs-Einheit durchgeführt werden, und vorzugsweise zwischen einem Funkfrequenzmischer und einem Leistungsverstärker der Sende/Empfangs-Einheit. Die Daten zwischen dem Funkfrequenzmischer und dem Leistungsverstärker können auf der Leiterplatte der Sende/Empfangs-Einheit zum Empfänger weitergeleitet werden. Der Empfänger kann dann die weitergeleiteten Daten erkennen, einen Leistungspegel bestimmen und eine Bitfehlerrate berechnen. Der Leistungspegel kann in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und mit Bezug auf die Zeichnungen klar, in denen:
1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kompensieren einer durch lineare Modulation bewirkten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung zeigt;
2 einen ersten Graphen eines GSM-Bursts zeigt;
3 einen zweiten Graphen eines GSM-Bursts zeigt;
4 einen Graphen der Leistungspegeldifferenzen zeigt;
5 einen Graphen eines Linearmodulationsbursts zeigt; und
6 ein Blockdiagramm eines Doppelmessempfängers zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun werden die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In 1 ist ein schematisches Diagramm verschiedener Komponenten einer Vorrichtung zum Kompensieren einer durch lineare Modulation erzeugten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung innerhalb einer Sende/Empfangs-Basisstation 100 gezeigt. Die Sende/Empfangs-Basisstation 100 ist Teil eines zellularen Kommunikationssystems und umfasst eine Sende/Empfangseinheit 120 in Kommunikation mit einer Kombinier- und Verteileinheit 110 sowie eine Antenne 101 in Kommunikation mit der Kombinier- und Verteileinheit 110.
Die Kombinier- und Verteileinheit 110 umfasst einen Eingangsanschluss 152, einen TX-Bandpassfilter 151 zum Vermindern der Ausstrahlungen in die Seitenbänder, einen Richtkoppler 150 und einen Ausgangsanschluss 153. Die Sende/Empfangs-Einheit 120 umfasst eine Messeinheit in Form eines einzelnen Messempfängers 160, eine Funksteuerung 170, einen Analog/Digital-Wandler 161, ein EPROM-Chip 162 zum Speichern einer oder mehrerer Datenbanken, einen Quadraturwandler 180, einen Funkfrequenzmischer 181 und einen Leistungsverstärker 182. Der Messempfänger 160 umfasst ein einzelnes Mess-ASIC, das in 1 nicht dargestellt ist. Die Sende/Empfangseinheit 120 gibt Daten zur Kombinier- und Verteileinheit 110 über ein Kabel 104 aus. Jedoch kann gemäß einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform, die Kombinier- und Verteileinheit 110 auch dazu verwendet werden, Ausgabesignale von einer Vielzahl von Sende/Empfangs-Einheiten 120 zu kombinieren.
Eine Messung der übertragenen Ausgabeleistung P_fwd und eine getrennte Messung der reflektierten Leistung P_refl wird vor dem Ausgangsanschluss 153 der Kombinier- und Verteileinheit 110 genommen. Alternativ hierzu kann diese Messung an einem Anschlussstück der Antenne 101 oder an einem Ausgangsanschluss der Sende/Empfangs-Einheit 120 genommen werden. Die übertragene Ausgabeleistung P_fwd und die reflektierte Leistung P_refl werden von dem Richtkoppler 150 aufgenommen und von der Kombinier- und Verteileinheit 110 zum Messempfänger 160 in der Sende/Empfangs-Einheit 120 über Kabel 102, 103 übertragen.
Der Messempfänger 160 kann auch innerhalb der Kombinier- und Verteileinheit 110 angeordnet sein, wobei die übertragene Ausgabeleistung P_fwd und die reflektierte Leistung P_refl an die Sende/Empfangs-Einheit über einen digitalen Bus übertragen werden. Falls der Messempfänger 160 innerhalb der Kombinier- und Verteileinheit 110 angeordnet ist, kann der digitale Bus auch dazu verwendet werden, ein in der Kombinier- und Verteileinheit 110 berechnetes VSWR zur Sende/Empfangseinheit 120 zu übertragen.
Der Messempfänger 160 misst die Leistungspegel der übertragenen Ausgabeleistung P_fwd und der reflektierten Leistung P_refl. P_fwd und P_refl können in getrennten Teilen eines Bursts oder in unterschiedlichen Bursts gemessen werden, und zwar unter Kenntnis der eingestellten Leistungspegel im aktuellen Burst. Die gemessenen Leis tungspegel P_fwd,meas und P_refl,meas werden dann von dem Analog/Digital-Wandler 161 in ein digitales Signal umgewandelt und zu einer Funksteuer-Firmware 171 in der Funksteuerung 170 übertragen.
Wie weiter unten beschrieben, kann die Funksteuer-Firmware 171 sowohl als eine Berechnungseinheit zum Berechnen einer ersten durchschnittlichen Leistung auf der Grundlage von während der ersten Messung übertragenen Daten und als eine Berechnungseinheit zum Berechnen einer zweiten durchschnittlichen Leistung auf der Grundlage von während der zweiten Messung übertragenen Daten dienen, als auch als eine Berechnungseinheit zum Berechnen des VSWR auf der Grundlage der vorher berechneten ersten und zweiten durchschnittlichen Leistungen. Darüber hinaus kann die Funksteuer-Firmware 171 als eine Kompensationseinheit zum Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auf Grundlage einer Differenz zwischen der berechneten ersten und zweiten durchschnittlichen Leistung dienen.
Die Funksteuer-Firmware 171 kann eine Dateneingabe der Basisband-gefilterten In-Phasen (I_ik)- und Quadratur-Phasen (Q_ik)-Datenbits, der gemessenen Leistungspegel P_fwqd,meas und P_refl,meas und der Zeitsteuerungsereignisse aus einer in dem EPROM 162 gespeicherten Datenbank empfangen und kann das VSWR, wie weiter unten genauer beschrieben, berechnen. Die Basisband-gefilterten In-Phasen (I_ik)- und Quadratur-Phasen (Q_ik)-Datenbits erhält man aus den zugehörigen "harten" Bits I' und Q' durch Burst-Formen in einer Burstform-Einheit 130 und durch Interpolation in zwei parallelen Interpolatoren 140 innerhalb der Funksteuerung 170. Die in der Datenbank des EPROM 162 gespeicherten Zeitsteuerungsereignisse geben der Funksteuerungs-Firmware 171 die genauen Zeitpunkte für die Messung der übertragenen Ausgabeleistung P_fwd und der reflektierten Leistung P_refl an.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Kompensieren einer durch lineare Modulation erzeugten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung innerhalb der Sende/Empfangs-Basisstation 100 genauer beschrieben. Als ein Beispiel wird das Überwachen des Zustands der Sende/Empfangs-Basisstation 100 mittels des VSWR veranschaulicht.
Die 2 und 3 zeigen zwei beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen zum Messen von P_fwd und P_refl innerhalb eines einzelnen Bursts 200 bei GSM. Bei GSM besteht ein Burst aus zwei Schlussbitfolgen 210, 220, einer nach dem Hochfahren der Leistung und der anderen vor dem Herunterfahren der Leistung, einer Trainingsfolge 230, welche zwischen den zwei Schlussbitfolgen 210, 220 angeordnet ist und zwei Nutzerdatenfolgen 240, 250. Eine erste Nutzerdatenfolge 240 ist zwischen der ersten Schlussbitfolge 210 und der Trainingsfolge 230 angeordnet, und eine zweite Nutzerdatenfolge 250 ist zwischen der Trainingsfolge 230 und der zweiten Schlussbitfolge 220 angeordnet.
Gemäß den in 2 gezeigten Messungen, werden P_fwd und P_refl zeitgemultiplext innerhalb der unterschiedlichen Nutzerdatenfolgen 240, 250 gemessen. P_fwd wird während eines ersten Zeitfensters innerhalb der ersten Nutzerdatenfolge 240 gemessen und P_refl wird während eines zweiten Zeitfensters innerhalb der zweiten Nutzerdatenfolge 250 gemessen.
Alternativ hierzu können P_fwd und P_refl während unterschiedlicher Zeitfenster innerhalb der Trainingsfolge 230 gemessen werden, wie in 3 gezeigt. Die Trainingsfolge 230 ergibt den Vorteil weniger hoher Anforderungen an den dynamischen Bereich des Messempfängers 160 aufgrund der vergleichsweise geringen Leistungsschwankungen von typischerweise 4,5 dB im Vergleich zu den 19 dB während der Nutzerdatenfolgen 240, 250 des Bursts 200.
Bei den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen wird die Messung von P_fwd vor der Messung von P_refl durchgeführt. Selbstverständlich kann die Messung von P_fwd auch nach der Messung von P_refl durchgeführt werden.
Neben dem Messen aktueller Werte von P_fwd und P_refl müssen die durchschnittlichen Leistungen während der entsprechenden Zeitfenster der Messungen von P_fwd und P_refl bestimmt werden, um die Datenabhängigkeit von P_fwd und P_refl zu kompensieren. Allgemein braucht das Messzeitfenster nicht mit den mittelnden Zeitfenstern identisch zu sein.
Die durchschnittlichen Leistungen können auf der Grundlage der I- und Q-Datensignale berechnet werden. Vorzugsweise werden die Werte der I- und Q-Daten nach einem Basisband-Datenfiltern verwendet. Das arithmetische Mittel der Leistungen kann mittels unterschiedlicher Mittelungsalgorithmen berechnet werden. Ein möglicher Mittelungsalgorithmus ist:
wobei L die Länge der gemessenen Datenfolge ist, d.h. die Zahl der Symbole. N ist die Menge der I- und Q-Datenabtastungen nach einem Basisband-Datenfiltern, und "calci" gibt die durchschnittliche Leistung für die unterschiedlichen Messperioden von P_fwd und P_refl an. Daher ist P_out,calc1 die zur Messung von P_fwd gehörige durchschnittliche Leistung und P_out,calc2 ist die zur Messung von P_refl gehörige durchschnittliche Leistung.
Die Differenz ΔP_out,calc in der durchschnittlichen Leistung während beider Messungen wird dann durch Subtrahieren der durchschnittlichen Leistung P_out,calc2 von der durchschnittlichen Leitung P_out,calc1 berechnet. Eine Darstellung der Differenz ΔP_out,calc ist in 4 gezeigt.
P_out,calc1 und P_out,calc2 können vor, gleichzeitig mit oder nach der Messung von P_fwd und P_refl berechnet werden. Falls P_out,calc1 und P_out,calc2 gleichzeitig mit oder nach der Messung von P_fwd und P_refl gemessen werden, werden die I- und Q-Datenbits von der Funksteuer-Firmware 171 online empfangen, wenn sie von der Funksteuerung 170 ausgegeben werden, und die Funksteuer-Firmware 171 berechnet P_out,calc1, P_out,calc2 und ΔP_out,calc online. Diese Online-Berechnung kann sowohl für die in 2 gezeigten Messungen als auch für die in 3 gezeigten Messungen durchgeführt werden. Im Fall von Online-Berechnungen kann auf den in 1 dargestellten EPROM 162 verzichtet werden.
Die in 3 gezeigten Messungen erlauben es, P_out,calc1, P_out,calc2 und ΔP_out,calc vor der Messung von P_fwd und P_refl zu berechnen. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Bitmuster der Trainingsfolgen, und daher die I- und Q-Daten der Trainingsfolgen, standardisiert und daher vor der Herstellung der Sende/Empfangseinheit ("transmission/receive unit"; TRU) 120 bekannt sind. Im Standard GSM 05.02 sind beispielsweise acht unterschiedliche Trainingsfolgen-Bitmuster für normale, durch 8-Phasenumtastung ("phase shift keying"; PSK) modulierte Bursts definiert. Die Differenz ΔP_out,calc kann daher für diese Bitmuster berechnet und in einer weiteren Datenbank im EPROM 162 während der Herstellung der Sende/Empfangs-Einheit 120 gespeichert werden. Zusammen mit P_out,calc können zugehörige Zeitsteuerungsereignisse für die Funksteuer-Firmware 171 in einer Datenbank im EPROM 162 gespeichert werden. Mittels der Zeitsteuerungsereignisse wird sichergestellt, dass P_fwd und P_refl exakt während der Zeitfenster gemessen werden, für welche der gespeicherte Wert von ΔP_out,calc berechnet wurde.
Nachdem P_fwd und P_refl gemessen worden sind, und nachdem ΔP_out,calc berechnet worden ist, können die zum Berechnen des VSWR verwendeten Leistungspegel bestimmt werden zu: Pfwd = Pfwd,meas Prefl = Prefl,meas + ΔPout,calc
Bezug nehmend auf die obigen Gleichungen und 4 kann man erkennen, dass die Pegel von P_out,calc1 und P_out,calc2 sich um ΔP_out,calc unterscheiden. Falls P_fwd und P_refl in unterschiedlichen Bursts gemessen worden sind, muss die obige Gleichung für P_refl durch einen additiven Ausdruck korrigiert werden, welcher jegliche Differenz zwischen den eingestellten Leistungspegeln zwischen den zwei Bursts berücksichtigt.
Falls P_refl,meas zwischen T3 und T4 gemessen wird, ist sie um ΔP_out,calc kleiner im Vergleich zu einer Messung zwischen T1 und T2. Folglich wird in der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform P_refl,meas durch Hinzufügen der berechneten Differenz ΔP_out,calc erhöht.
In der Realität sind die berechneten Leistungspegel nicht die gleichen wie die am Ausgabeanschluss 150 der Kombinier- und Verteileinheit 110 gemessenen Leistungspegel, und die berechneten Leistungen werden durch einen Verstärkungsfaktor a verzerrt sein. Daher müssen die obigen Gleichungen für P_refl und P_fwd modifiziert werden zu: Pfwd = Pfwd,meas + 10·log10(a) Prefl = Prefl,meas + 10·log10(a) + ΔPout,calc
Dann wird das Quadrat des Reflexionskoeffizienten r berechnet zu:
Die VSWR, welche in der Funksteuerung 170 berechnet wird, ist gegeben als
Wie bereits ausgeführt, ist das VSWR eine Messung der Impedanzfehlanpassung zwischen der Übertragungsleitung und ihrer Last. Diese Messung kann vor dem Ausgangsanschluss 153 der Kombinier- und Verteileinheit 110 durchgeführt werden, an einem Antennenanschlussstück selbst oder an einem Ausgangsanschluss der Sende/Empfangs-Einheit 110. Je höher das VSWR, desto größer ist die Fehlanpassung. Mit anderen Worten: falls das spannungsbezogene Stehwellenverhältnis sich erhöht und einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird ein Alarm gegeben, welcher beispielsweise zeigt, dass die Antenne 101 der Sende/Empfangs-Basisstation 100 abgetrennt worden ist.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Messempfänger 400 zum Berechnen des VSWR gemäß der Erfindung in einem linearen Modulationssystem. Im Gegensatz zum in 1 gezeigten Messempfänger 160 umfasst der Doppelmessempfänger 400 zwei Mess-ASICs 410, 420 parallel innerhalb des Doppelmessempfängers 400. Ein ASIC 410 führt die P_fwd-Messung durch und der andere ASIC 420 eine zeitgemultiplexte P_refl-Messung. Der Doppelmessempfänger 400 muss mit einem Signalsplitter bzw. -verteiler 450 mit zwei Synthesizer-Signalen 430, 440 zum Herunterwandeln der P_fwd- und P_refl-Signale ausgerüstet sein.
In den obigen Ausführungsformen sind P_fwd und P_refl entweder in einer Nutzerdatenfolge oder einer Trainingsfolge gemessen worden. Jedoch können P_fwd und P_refl auch in einer Schlussbitfolge gemessen werden, obwohl die Datenabhängigkeit der Signalumhüllenden der Schlussbitfolgen klein ist.

Claims

Verfahren zum Kompensieren einer durch eine lineare Modulation bewirkten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung, umfassend: – Durchführen einer ersten Messung einer übertragenen Ausgabeleistung (P_fwd); – Durchführen einer zweiten Messung einer reflektierten Leistung (P_refl), wobei die zweite Messung zeitgemultiplexed bezüglich der ersten Messung durchgeführt wird; – Berechnen einer ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1) auf der Grundlage von während der ersten Messung übertragenen Daten (I, Q); – Berechnen einer zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2) auf der Grundlage von während der zweiten Messung übertragenen Daten (I, Q); und – Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auf der Grundlage einer Differenz (ΔP_out,calc) zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1) und der zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Messung und die zweite Messung in unterschiedlichen Bursts (200) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend ein Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auch auf der Grundlage einer Differenz in den konfigurierten Leistungspegeln zwischen den unterschiedlichen Bursts (200).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Messung und die zweite Messung in einem einzigen Burst (200) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Messung und die zweite Messung innerhalb einer einzigen Nutzerdatenfolge (240, 250) oder innerhalb unterschiedlicher Nutzerdatenfolgen (240, 250) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste durchschnittliche Leistung (P_out,calc1) und die zweite durchschnittliche Leistung (P_out,calc2) auf der Grundlage der Nutzerdaten berechnet werden, die von der Nutzerdatenfolge (240, 250) oder den Nutzerdatenfolgen (240, 250) umfasst sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Messung und die zweite Messung innerhalb einer einzigen Trainingsfolge (230) oder innerhalb unterschiedlicher Trainingsfolgen (230) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erste durchschnittliche Leistung (P_out,calc1) und die zweite durchschnittliche Leistung (P_out,calc2) auf der Grundlage von Daten berechnet werden, die von der Trainingsfolge (230) oder den Trainingsfolgen (230) umfasst sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Differenz (ΔP_out,calc) zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1) und der zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2) vor der ersten und der zweiten Messung berechnet wird und in einer Datenbank (162) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Messung und die zweite Messung innerhalb einer einzigen Schlussbitfolge (210, 220) oder innerhalb unterschiedlicher Schlussbitfolgen (210, 220) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste durchschnittliche Leistung (P_out,calc1) und die zweite durchschnittliche Leistung (P_out,calc2) auf der Grundlage von Daten berechnet werden, die von der Schlussbitfolge (210, 220) oder den Schlussbitfolgen (210, 220) umfasst sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Messung und die zweite Messung innerhalb unterschiedlicher Arten von Datenfolgen (210, 220, 230, 240, 250) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste Messung und die zweite Messung vor einem Ausgabeanschluss (153) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Ausgabeanschluss (153) der Ausgabeanschluss (153) einer Kombinier- und Verteileinheit (110) ist oder der Ausgabeanschluss (153) einer Sende-/Empfangseinheit (120).
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, weiterhin umfassend das Berechnen einer Anpassungsgröße (VSWR) am Ausgabeanschluss (153) auf der Grundlage der kompensierten ersten und/oder zweiten Messung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste Messung und die zweite Messung innerhalb einer Sende-/Empfangseinheit (120) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste Messung und die zweite Messung zwischen einem Mischer (181) und einem Verstärker (182) der Sende/Empfangseinheit (120) durchgeführt werden.
Vorrichtung zum Kompensieren einer durch eine lineare Modulation bewirkten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung, umfassend: – einen Modulator (180) zum linearen Modulieren eines Datensignals; – eine Messeinheit (160, 400) zum Durchführen einer ersten Messung einer übertragenen Ausgabeleistung (P_fwd) und einer zweiten Messung einer reflektierten Leistung (P_refl), wobei die zweite Messung zeitgemultiplexed bezüglich der ersten Messung durchgeführt wird; – eine erste Berechnungseinheit (171) zum Berechnen einer ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1) auf der Grundlage von während der ersten Messung übertragenen Daten (I, Q) und einer zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2) auf der Grundlage von während der zweiten Messung übertragenen Daten (I, Q); und – eine Kompensationseinheit (171) zum Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auf der Grundlage einer Differenz (ΔP_out,calc) zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1) und der zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2).
Vorrichtung zum Kompensieren einer durch eine lineare Modulation bewirkten Datenabhängigkeit einer Leistungsmessung, umfassend: – einen Modulator (180) zum linearen Modulieren eines Datensignals; – eine Messeinheit (160, 400) zum Durchführen einer ersten Messung einer übertragenen Ausgabeleistung (P_fwd) und einer zweiten Messung einer reflektierten Leistung (P_refl), wobei die zweite Messung zeitgemultiplexed bezüglich der ersten Messung durchgeführt wird; – eine erste Datenbank (162) zum Speichern einer Differenz (ΔP_out,calc) zwischen einer ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1), die auf der Grundlage von während der ersten Messung übertragenen Daten (I, Q) berechnet wird, und einer zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2), die auf der Grundlage von während der zweiten Messung übertragenen Daten (I, Q) berechnet wird, und – eine Kompensationseinheit (171) zum Kompensieren der ersten Messung und/oder der zweiten Messung auf der Grundlage einer Differenz (ΔP_out,calc) zwischen der ersten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc1) und der zweiten durchschnittlichen Leistung (P_out,calc2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, weiterhin umfassend eine zweite Datenbank (162) zum Speichern von Zeitsteuerungsereignissen, welche die erste Messung und die zweite Messung betreffen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, weiterhin umfassend eine zweite Berechnungseinheit (171) zum Berechnen eines spannungsbezogenen Stehwellenverhältnisses.
Sende-/Empfangs-Basisstation (100) für ein drahtloses Kommunikationssystem, umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21.