FI85081C - Anordning foer bildning av en radiotestslinga i en saendarmottagare. - Google Patents

Description

1 85081

Laite radiotestisilmukan muodostamiseksi lähetinvastaanot-timessa

Keksinnön kohteena on laite lähetinvastaanottimen 5 lähetinosan lähettämän radiotaajuisen testisignaalin sil-mukoimiseksi vastaanotinosalle lähetinvastaanottimen testausta varten.

Eurooppalaisenmatkapuhelinjärjestelmän GSM (Groupe Special Mobile) spesifikaatioissa on määritelty tes-10 titoiminto, jossa tukiasema testaa lähetinvastaanottimensa radio-osien toimintaa kehittämällä testisignaalin, jonka lähetinosa lähettää ja joka silmukoidaan takaisin vastaanotinosalle .

Keksinnön päämääränä on aikaansaada tämän tyyppisen 15 testisilmukan muodostava laite.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista, että laite käsittää sekoitinvälineet testisignaalin siirtämiseksi lähetystaajuudelta vastaanot-totaajuudelle, kytkinvälineet, jotka kytkevät testisig-20 naalin sekoitinvälineiden ulostulosta laitteen ulostuloon ja sitä kautta vastaanotinosalle ainoastaan ennalta määrättyjen testi jaksojen aikana, ja valvontavälineet kytkinväli-neiden toiminnan valvomiseksi tarkkailemalla signaalitasoa laitteen ulostulossa.

25 Lähettimen tuottaman testisignaalin silmukoimiseksi asianmukaisella tavalla vastaanottimelle, testisignaalia tulisi siirtää duplexvälin verran lähetystaajuudelta vas-taanottotaajuudelle. Keksinnössä testisignaalille suoritetaan ensin demodulointi lähetystaajuudelta kantataajuudelle 30 ja sitten modulointi kantataaj uudelta vastaanottotaaj uudelle.

Keksinnössä on vastaanottimen normaalin vastaanoton häirriintyminen testisignaalin vaikutuksesta estetty varustamalla laite kytkinvälineillä, jotka erottavat testisig-·' 35 naalin vastaanottimen sisääntulosta testiaikavälin ulkopuo- 2 85081 lella tai laitteen virhetoiminnan aikana. Kytkinvälineinä voidaan käyttää mitä tahansa riittävän erotuksen tai vaimennuksen radiotaajuuksilla aikaansaavia kytkinelimiä. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa käytetään PIN-5 diodeja.

Kytkinelinten rikkoutuminen tai virhetoiminta voi kuitenkin johtaa siihen, että testisignaali pääsee vas-taanottimelle jatkuvasti myös testiaikavälin ulkopuolella. Tästä seuraa häiriöitä vastaanotossa tai pahimmmassa ta-10 pauksessa vastaanottimen tukkeutuminen ja liikennöinnin estyminen testisignaalitaajuudella. Tämän vuoksi keksinnön mukainen laite on varustettu erotuskytkinten valvonnalla, joka tarkkailee signaalia laitteen ulostulossa kytkinten takana ja estää vastaanottotaajuisen testisignaalin muodos-15 tamisen, jos signaalitaso laitteen ulostulossa kytkinten rikkoutumisen tai virhetoiminnan seurauksena ylittää tietyn raja-arvon. Tällainen ulostuloon vuotavan signaalin absoluuttisen tason mittaaminen on selvästi luotettavampi keino kytkinten toiminnan varmistamiseksi kuin esimerkiksi kyt-20 kinten ohjausvirran tarkkaileminen. Ohjausvirran puuttumi nen kytkimiltä kertoisi kyllä että kytkimet eivät todennäköisesti toimi oikein, mutta ohjausvirran perusteella ei kuitenkaan päätellä kytkinten rikkoutumisesta johtuvaa testisignaalivuotoa vastaanottimelle.

25 Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisem min esimerkinomaisten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa lähetinvastaan-otinta, joka sisältää keksinnön mukaisen laitteen, ja 30 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen pe riaatteellisen kytkentä- ja lohkokaavion.

Keksinnön mukaisen radiotestiyksikön tarkoituksena on mahdollistaa full duplex -tyyppisen lähetinvastaanotti-men lähetinosan synnyttämän radiotaajuisen testisignaalin : 35 ohjaaminen oikealla tavalla takaisin saman lähetinvastaan- 3 85081 ottimen vastaanotinosalle vastaanottoa ja analysointia varten. Tällä tavoin muodostuu testisilmukka joka sisältää ainakin lähetinvastaanottimen radio-osat, mahdollisesti myös kanavointilaitteet jne. Testin onnistumista ja tes-5 tisilmukan kautta kulkeneen vastaanotetun testisignaalin sopivia ominaisuuksia mittaamalla voidaan automaattisesti tarkkailla lähetinvastaanottimen kuntoa ja toimintaa. Seu-raavassa keksintöä kuvataan solukkoradiopuhelinjärjestelmän tukiasemalla käytettävän lähetinvastaanottimen yhteydessä, 10 mutta keksintöä ei ole mitenkään rajoitettu tähän sovellutukseen .

Kuviossa 1 lähetinvastaanotin käsittää vähintään kaksi, edullisesti neljä, lähetinvastaanotinparia ΙΑ,ΙΟΑ sekä vastaavasti ΙΒ,ΙΟΒ, jolloin kukin pari muodostaa yhden 15 full duplex- yhteyden. Lähetinyksikköiden IA ja IB ulostulot on kytketty summainelimen 2 avulla yhteiseen anten-nilinjaan 3 ja yhteiseen lähetinantenniin 4. Vastaanottoan-tenni 6 on kytketty antennilinjan 7 kautta haaroitinelimel-le 9, joka jakaa vastaanotetun signaalin vastaanotinyk-20 siköille 10A ja 10B. Lähetin-ja vastaanotiyksiköillä tarkoitetaan tässä yhteydessä ensisijaisesti lähetinvastaanottimen radio-osia. Jokaisella lähetin- ja vastaanotinyk-siköllä on oma lähetys- tai vastaanottotaajuutensa, jolloin full duplex- parin muodostavien yksiköiden, esim. IA ja .25 10A, lähetys- ja vastaanottotaajuudet ovat duplex-välin, esim. 45 MHz, etäisyydellä toisistaan. Lisäksi kukin taajuuskanava on TDMA-aikajakokanavoitu käsittämään useita digitaalisia liikenne- ja/tai ohjauskanavia. GSM-spesifi-kaatiossa on tukiasemalle määritelty kahdeksan kantoaal-30 totaajuutta, joista kukin on jaettu kahdeksaan aikaväliin.

Keksinnön ensijäisessä suoritusmuodossa radiotes-tiyksikkö 11 on kytketty antennilinjojen 5 ja 7 väliin. Tätä varten antennilinjassa 5 on haaroitinelin 3, joka haaroittaa osan lähetetystä signaalista radiotestiyksikön 35 11 sisääntuloon 12. Radiotestiyksikön 11 ulostulo 13 on 4 85081 kytketty antennilinjaan 7 suuntakytkimellä 8, joka syöttää radiotestiyksikön ulostulosignaalin antennilinjaan 7 vas-taanotinyksiköiden suuntaan. Vaihtoehtoisesti radiotestiyk-sikkö voidaan esimerkiksi liittää suoraan yksittäisiin 5 lähetin- ja vastaanotinyksikköihin.

Kuviossa 2 on havainnollistettu lohkokaaviomuodossa radiotestiyksikön 11 ensisijaista suoritusmuotoa. Sisääntulosta 12 radiotaajuinen testisignaali, esim. 800-1000 MHz, syötetään kiinteän vaimentimen 21 kautta haaroitinelimelle 10 22, joka jakaa signaalin kvadratuuridemodulaattorin 23 sisääntuloihin A ja B, jolloin sisääntuloissa olevat signaalit sekoitetaan sekoittimissa 23A ja 23B kvadratuurivai-heisilla (90 asteen vaihe-ero) paikallisoskillaattorisig-naaleilla kantataajuudelle, niin että muodostuu kaksi kvad-15 ratuurivaiheista signaalia I ja Q, joiden taajuusalue on 0-100 kHz. Sekoittimen 23A ulostulosignaali I johdetaan ali-päästösuodattimen 24A, vahvistimen 25A, viivelinjan 26A ja alipäästösuodattimen 27A kautta kvadratuurimodulaattorin 28 sekoittimelle 28A. Vastaavasti sekoittimen 26 B ulos-20 tulosignaali johdetaan alipäästösuodattimen 24B, vahvistimen 25B, viivelinjan 26B ja alipäästösuodattimen 27B kautta kvadratuurimodulaattorin 28 sekoittimelle 28B. Kvad-ratuurimodulaattorissa 28 signaalit 1 ja Q moduloidaan kvadratuurivaiheisilla paikallisoskillaattorisignaaleilla 25 vastaanottotaajuudelle. Sekoittimien 28A ja 28B ulos tulosignaalit yhdistetään summainelimellä 29 muodostaen lopullinen testisignaali, joka syötetään vahvistimen 30 kautta kytkentäyksikölle 31, joka ohjausyksikön 38 ohjaamana kytkee testisignaalin lävitseen ainoastaan ennalta 30 määrättyjen testiaikavälien aikana. Kytkentäyksiköltä 31 testisignaali johdetaan haaroitinelimelle 32, joka jakaa signaalin signaalitason valvontahaaraan sekä kaistanpäästö-suodattimen 33 kautta radiotestiyksikön ulostuloon 13.

Viivelinjojen 26A ja 26B tarkoituksena on viivästää ' “ 35 testisignaalia ennen vastaanottimelle syöttämistä aika, 5 85081 joka kyseisessä lähetinvastaanottimessa tulee olla yhden kanavan lähetyksen ja vastaanoton välillä. GSM-spesifikaa-tioissa tämä aika on kolme kanava-aikaväliä. Viivelinjat 26A ja 26B ovat keskenään identtiset ja ne on keksinnön en-5 sisijäisessä suoritusmuodossa toteutettu analogiseen näyt- teitykseen ja varauksen siirtoon perustuvalla piirillä, jossa varauksia siirretään oskillaattorin 39 synnyttämän kellosignaalin tahdissa. Sopiva piiri on esimerkiksi RD5108A, Jota valmistaa Reticon Inc ja jossa varauksental-10 lettajia on kytketty peräkkäin 2048. Signaaleista I ja Q otetaan näytteitä joka toisella kellojaksolla ja näytteet siirtyvät varauksen tallettajasta toiseen jokaisen kellojakson aikana. Viiveen suuruus määrätään oskillaattorin 39 taajuudella, joka esimerkkitapauksessa on 1.216 MHz, 15 jolloin saavutetaan mainittu GSM-järjestelmän kolmen aikavälin viive. Viivelinjojen 26A ja 26B ulostuloissa olevat viivästetyt signaalit I ja Q ovat näytteistettyjä analogisia signaaleja, joiden spektreissä on mukana näytteenottotaajuus. Tämä näytteenottotaajuus suodatetaan pois viive- 20 linjojen perään kytketyillä alipäästösuodattimilla 27A ja 27B. Vaihtoehtoisesti viivelinjat 26A ja 26B voidaan toteuttaa myös digitaalisesti, jolloin ne käsittävät kumpaakin kantataajuista signaalia varten analogia-digitaali-muuntimen, digitaalisen siirtorekisterin ja digitaali-ana-25 logiamuuntimen.

Kytkinyksiköllä 31 on keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kaksi päätarkoitusta: 1) erottaa modulaattorin 28 ulostulossa oleva testisignaali riittävän tehokkaasti vastaanottimelta testiaikavälin ulkopuolella, ja 2) 30 asettaa testisignaalin lähtötaso halutuksi. Tätä varten kytkinyksikön sisääntulon muodostaa haaroitinelin 311, joka jakaa vahvistimen 30 ulostulosignaalin kahteen haaraan. Ensimmäinen haara käsittää sarjaankytkettyinä kolme kyt-kinelintä 312, 313 ja 314 sekä vakiovahvistuksisen vahvis-35 timen 315, niin että haaran vahvistus on 15 dB. Toinen 6 85081 haara käsittää sarjaankytkettyinä kaksi kytkinelintä 316 ja 317 sekä kiinteän vaimentimen 318, niin että haaran vaimennus on 15 dB. Haarojen läpikulkeneiden signaalien signaalien tehotasojen ero on siten keksinnön ensisijaisessa 5 suoritusmuodossa 30 dB. Vaimentimen 318 ja vahvistimen 315 ulostulosignaalit syötetään summainelimelle 319, jonka ulostulo muodostaa kytkinyksikön 31 ulostulon, joka on kytketty haaroitinelimelle 32. Testiaikavälin aikana ohjausyksikkö 38 ohjaa joko ohjaussignaalilla RF HIGH kytkin-10 elimet 312-314 kiinni tai vaihtoehtoisesti ohjaussignaalilla RF LOW kytkinelimet kiinni 316-317 siten, että vas-taanottotaajuinen testisignaali syötetään vastaanottimelle. Testiaikavälin ulkopuolella molempien haarojen kytkinelimet ovat auki, jolloin ne erottavat testisignaalin vastaanot-15 timen sisääntulosta. Haaran ja testisignaalin tehotason valinta riippuu siitä halutaanko testata vastaanottimen dynamiikka-alueen ylä- vai alapäätä. Avointen kytkinten vaimennuksen radiotaajuuksilla tulee olla sellainen, että avoimen haaran kautta vuotavan signaalin taso on vähintään 20 25 dB pienempi kuin signaalitaso valitun haaran ulostulos sa. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa kytkinelimet on toteutettu PlN-diodeilla. Testisignaalin vaihtoehtoiset tehotasot voidaan muodostaa myös muunlaisilla kytkinten, vahvistimien ja vaimentimien yhdistelmillä, kunhan vain 25 saadaan vähintään kaksi vaihtoehtoista signaalireittiä, joilla on keskenään erilainen kiinteä vaimennus tai vahvistus.

Radiotestiyksikön 11 ulostuloon vuotavan testisignaalin tasoa valvotaan johtamalla haaroitinelimellä 31 osa 30 kytkinyksikön 31 ulostulosignaalista tehotasonvalvon- tahaaraan, jossa signaalin tehotaso mitataan. Mikäli ulostulosignaalin tehotaso testiaikavälien ulkopuolella ylittää ennalta määrätyn kynnystason, ohjausyksikkö 38 olettaa kytkimien rikkoutuneen tai toimivan virheellisesti ja estää 35 testisignaalin muodostamisen katkaisemalla käyttöjännitteen 7 85081 esimerkiksi oskillaattorilta 45. Tehotasonvalvontahaara tarkkailee myös lähtevän testisignaalin tasoa testiaikavä-lin aikana. Mikäli testisignaalin tehotaso testin aikanaie ylitä ennalta määrättyä kynnysarvoa, ohjausyksikkö 38 tul-5 kitsee kytkinyksikön 31 toimineen virheellisesti ja päivittää virhelaskuria ja/tai hylkää kyseisen aikavälin aikana suoritetun silmukkatestin. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa valvontahaara käsittää seuraavassa järjestyksessä sarjaankytkettyinä: kaistanpäästösuodattimen 34; 10 suljetussa tilassaan 10 dB:n vaimentimena toimivan kytkin-elimen 35 myöhempien komponenttien suojaamiseksi; diodin Dl muodostaman tasasuuntaajan; sekä ohjausyksikössä 38 sijaitsevan tasonmittauspiirin, kuten komparaattorin. Ohjausyksikkö 38 ohjaa signaalilla SDETC kytkinelimen 35 auki tes-15 tiaikavälin ajaksi ja kiinni testiaikavälin ulkopuolella.

Demodulaattorin 23 paikallisoskillaattorisignaalit synnytetään taajuussyntetisaattorin 44 ulostulosignaalista syöttämällä se 0-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 23A ja 90-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 23A. Vastaavasti 20 modulaattorin 28 paikallisoskillaattorisignaalit muodostetaan syöttämällä taajuussyntetisaattorin 45 ulostulosignaali 0-asteen vaihesiirrossa modulaattorin 28 sekoittimelle 28A ja 90-asteen vaihesiirrossa sekoittimelle 28B.

Testitoiminnan aikana radiotestiyksikkö vastaanot-25 taa testisignaalin lähetinyksiköltä 1 ja lähettää sen edelleen vastaanotinosalle 2 joko jokaisen testiaikavälin aikana samalla kiinteällä taajuuskanavalla tai lähetinvas-taanottimen ollessa taajuushyppelytoimintatilassa vaihtaen fyysistä taajuuskanavaa jokaisella testiaikavälillä. Taa-30 juussyntetisaattoreiden toimintaa ohjataan ja valvotaan ohjausyksikkönä 38. Testitoiminnan aikana ohjausyksikkö 38 saa muualta lähetinvastaanottimesta, esim. taajuushyppely-yksiköltä, absoluutisen kanavanumeron kutakin tes-tiaikaväliä varten ennen testiaikavälin alkamista. Tämän 35 jälkeen ohjausyksikkö 38 generoi tästä absoluuttisesta 8 85081 kanavanumerosta syntetisaattoreille 44 ja 45 käskydatan, jonka perusteella syntetisaattorien ulostulosignaalit lukittuvat kyseistä kanavaa vastaavalle taajuudelle. Käskyda-ta syötetään keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa, 5 jossa kullakin taajuuskanavalla on kahdeksan kanava-aikaväliä, syntetisaattoreille n. 4ms eli 7 aikaväliä ennen tes-tiaikaväliä. Näin syntetisaattoreille 44 ja 45 on taattu vähintään 3 ms asettumisaika ennen testiaikaväliä. Noin 0,5 ms ennen testiaikavälin alkamista ohjausyksikkö 38 tarkas-10 taa syntetisaattoreiden hälytyssignaalien RXALM ja TXALM tilat, jotka ilmaisevat ovatko syntetisaattorit 44 ja 45 lukittuneet. Mikäli molemmat syntetisaattorit ovat lukittuneet ennen testiaikavälin alkamista, ohjausyksikkö 38 ohjaa kytkinyksikön 31 kytkemään testisignaalin ulostuloon 15 13 testiaikavälin ajaksi. Mikäli toinen tai kumpikaan syn tetisaattoreista 44 ja 45 ei ole lukkiutunut ennen testiaikavälin alkamista, ohjausyksikkö 38 ei sulje kytkinyksikön 31 kytkimiä ja päästä testisignaalia ulostuloon 13, jotta estetään vastaanottimen häirintä.

20 Ohjausyksikkö 38 sisältää useita virhelaskureita radiotestiyksikön toiminnan tarkkailemiseksi. Päivitettäviä virhelaskureita ovat taajuushyppelykäskylaskuri, syn- tetisaattorilaskurit, kytkinyksikkölaskuri sekä tes- titoiminnan aikana testiyksikössä ilmenneen vian vuoksi 25 menetettyjen testiaikavälien laskuri.

Taajuushyppelykäskylaskurin avulla valvotaan vastaanotettujen kanavanumerokäskyjen oikeellisuutta. Ohjausyksikkö 38 vastaanottaa kanavanumerot lähetinvastaa-nottimelta kahdennetussa muodossa ja tarkistaa että molem- 30 mat kanavanumerot ovat samanlaiset ja niiden pariteetti on oikea. Mikäli näin ei ole, ohjausyksikkö päivittää taajuus-hyppelylaskuria eikä generoi syntetisaattoreille 44 ja 45 käskydataa. Näin kyseinen testiaikaväli hylätään radiotes-tiyksikössä ja menetetettyjen aikavälien laskuria kas-35 vatetaan.

g 85081

Kumpaakin syntettisaattoria varten on oma syn-tetisaattorilaskuri, jota kasvatetaan, jos syntetisaattori ei lukitu ennen testiaikaväliä ja testiaikaväli hylätään. Mikäli syntetisaattorilaskurien lukema ylittää ennalta 5 määrätyn raja-arvon, radiotestiyksikkö lopettaa toimintansa kokonaan.

Kytkinyksikkölaskuria kasvatetaan mikäli todetaan, että kytkinyksikön 31 kytkimet eivät ole sulkeutuneet tai avautuneet oikea-aikaisesti testitoiminnan aikana.

10 Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen laite voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (5)

10 85 081

1. Laite lähetinvastaanottimen lähetinosan (IA, IB) lähettämän radiotaajuisen testisignaalin silmukoimiseksi 5 vastaanotinosalle (10A, 10B) lähetinvastaanottimen tes tausta varten, tunnettu siitä, että laite käsittää sekoitinvälineet (23, 28) testisignaalin siirtämiseksi lähetystaajuudelta vastaanottotaajuudelle, 10 kytkinvälineet (31), jotka kytkevät testisignaalin sekoitinvälineiden (23,28) ulostulosta laitteen ulostuloon (13) ja sitä kautta vastaanotinosalle (10A, 10B) ainoastaan ennalta määrättyjen testijaksojen aikana, ja valvontavälineet (Dl, 35, 36, 38) kytkinvälineiden 15 (31) toiminnan valvomiseksi tarkkailemalla signaalitasoa laitteen ulostulossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että valvontavälineet (38) poistavat sekoitinvälineet (23, 28) toiminnasta, kun signaalitaso 20 laitteen ulostulossa ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon mainittujen testijaksojen ulkopuolella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että valvontavälineet (38) toteavat kytkinvälineiden (31) virheellisen toiminnan testijak- 25 son aikana ja sitä kautta testin epäonnistumisen, kun signaalitaso laitteen ulostulossa alittaa ennalta määrätyn kynnysarvon testijakson aikana.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että valvontavälineet (38) käsittävät 30 virhelaskurin, jota kasvatetaan aina testin epäonnistues-sa.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kytkinvälineet (31) käsittävät sarjaankytkettyjä PIN-diodeja (312-314, 316- - : 35 317). n 85081