SE519688C2 - Anordning och metod för förbättrad filtrering med variabelt filter - Google Patents

Description

25 30 ..,.;( 519 688 11 1356 USN 00-05-29 I mottagaren blandas vanligtvis den mottagna signalen ner till lägre frekvenser, och för att kunna förbättra signal-brusförhållandet i en signal som har påverkats av störsignaler har man hittills använt olika typer av Signalbehandling på den signal som kommer ut från mottagaren, med andra ord den nerblandade signalen.

Eftersom signalbehandlingen tillämpas på den signal som kommer ut från mottagaren finns det en gräns för hur mycket signal-brusförhållandet kan förbättras av signalbehandlingen, på grund av att den störande signalen redan har gått genom mottagaren och således kan finnas närvarande i den nerblandade signalen.

Det föreligger med andra ord ett behov av att på ett bättre sätt än tidigare kunna förbättra signal-brusförhållandet i en anordning på mikrovågsområdet.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Det problem som löses av föreliggande uppfinning är att på ett bättre sätt än tidigare kunna förbättra signal-brusförhållandet i en anordning för bruk vid mottagning av elektromagnetiska signaler på mikrovågsområdet.

Problemet löses genom att tillhandahålla en anordning som innefattar en mottagare, en antenn, ett filter med varierbar filterkarakteristik, samt en anordning för att styra det varierbara filtret, där det varierbara filtret är anordnat mellan antennen och mottagaren.

Genom att det varierbara filtret är beläget mellan antennen och mottagaren kommer det att kunna avlägsna eller reducera störsignaler innan dessa når mottagaren, vilket gör att den signal som behandlas i mottagaren och efterföljande steg kommer att ha en lägre nivå av störande signaler än vad som hittills har varit möjligt. 10 15 20 25 30 519 688 ïïff§ï_.-" f 111356UsN ' " 1 00-05-29 Lämpligtvis är det varierbara filtret ett så kallat notch-filter, vilket gör att det kan styras så att det avlägsnar störsignaler utan att nämnvärt försämra den mottagna nyttosignalen.

FlGURBESKRlVNlNG Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan, med hjälp av exempel pà utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig 1 visar en princip bakom uppfinningen, och Fig 2 visar ett kommunikationssystem samt en störare, och Fig 3 visar en anordning enligt uppfinningen, och Fig 4 visar filterkarakteristik för två olika filter som kan ingå i en anordning enligt uppfinningen, och Fig 5 visar ett system enligt en variant av uppfinningen, och Fig 6 visar filterkarakteristik för filter från fig 5.

UTFÖRINGSFORMER l fig 1 visas en princip bakom uppfinningen: l en anordning 100 på mikrovàgsområdet används en antenn 110 för att ta emot elektromagnetiska signaler. Anordningen innefattar vidare en mottagare 140, samt ett varierbart filter 120 vilket är kopplat mellan antennen och mottagaren. För att kunna styra det varierbara filtret innefattar anordningen vidare ett medel 130 för att styra det varierbara filtret.

Att det varierbara filtret 120 är anordnat så att den signal som tas emot av antennen 110 kommer att passera genom filtret innan den når mottagaren 140 gör att filtret kan användas för att anpassa den signal som når mottagaren. Medlet 130 för att styra det varierbara filtret kan vara anordnat på ett antal olika sätt, vilka kommer att beskrivas längre fram, i likhet med filtret 120. 10 15 20 25 30 519 688V*ÜÄfÉÄH= 111356 USN “ ' ' i 00-05-29 4 l fig 2 visas schematiskt ett kommunikationssystem 200 i vilket uppfinningen kan tillämpas, ett så kallat punkt-till-multipunktsystem. En central radiostation 210 används för att kommunicera med ett antal andra radiostationer 220,230,240,250 inom en viss sektor. Den centrala radiostationen täcker med sin antenn hela sektorn, ett område med en vinkel d, vanligtvis ca 90 grader, medan antennerna hos var och en av de stationer som den kommunicerar med bara täcker en tämligen smal sektor.

Utöver de stationer som ingår i systemet finns även en annan radiostation 260 i närheten som sänder på samma frekvensområde som systemet 200 inom den sektor som täcks av systemet, vilket gör att dess sändningar kommer att tas emot av den centrala radiostationen 210. I traditionella system finns det två olika möjligheter att åtgärda problemet med de mottagna störsändningarna. Den första av dessa möjligheter är att ändra de frekvenser som enheterna 210-250 i systemet kommunicerar med varandra på, vilket är en dyr åtgärd som eventuellt även kan vara förbjuden om operatören inte har tillstånd att sända på andra frekvenser. Den andra åtgärden som har varit möjlig hittills är att signalbehandla den signal som kommer ut från mottagaren i respektive enhet 210-250, och således redan är uppblandad med den störande signalen. l fig 3 visas en anordning 300 enligt uppfinningen som på ett bättre sätt än de tidigare kända sätten löser problemet med mottagna störsignaler: Anordningen 300 innefattar en mottagare 340, en antenn 310, ett filter 320 med varierbar filterkarakteristik samt medel 350 för att styra det varierbara filtret. Det varierbara filtret 320 är anordnat mellan antennen 310 och mottagaren 340, vilket gör att det kan användas för att reducera eller helt avlägsna störande signaler innan dessa ens nått mottagaren, vilket ger förbättrade erhålla ett signal-brusförhållande.

Anordningen 300 innefattar dessutom ett bandpassfilter 315, vars funktion är möjligheter att gott att dämpa eller avlägsna signaler utanför det frekvensområde på vilket 10 15 20 25 30 519 688 . . - . _ . 1 11356 USN 00-05-29 anordningen arbetar. Bandpassfiltret 315 är lämpligen anordnat mellan mottagaren 340 och antennen 310.

Lämpligtvis är det varierbara filtret 320 ett notch-filter, med andra ord ett filter med ett mycket smalt spärrband. Denna filteregenskap samt det faktum at filtret 320 är varierbart gör att spärrbandet kan styras så att det avlägsnar störsignaler som uppträder på i stort sett godtycklig plats inom det frekvensområde på vilket anordningen 300 arbetar. l detta syfte innefattar anordningen även medel 350 för att styra det varierbara filtret 320 så att dess spärrband hamnar optimalt med avseende på den mottagna störsignalen.

För att styrningen av filtret 320 skall ske på bästa sätt kan medlet 350 för att styra filtret exempelvis innefatta en anordning som mäter signal- brusförhållandet (SNR, Signal to Noise Ratio) i signalen efter mottagaren 340. Om SNR efter mottagaren faller under en viss förutbestämd nivå styrs filtrets spärrband så att det sveper över hela mottagarens arbetsområde.

Värdena på SNR för olika lägen pä spärrbandet jämförs, exempelvis genom att de lagras i en tabell, och det läge på spärrbandets centerfrekvens som ger bäst SNR används. Om ingen störsignal är närvarande kan notch-filtret styras så att dess spärrband ligger så långt från nyttosignalen som möjligt. l fig 4 visas schematiskt filterkarakteristiken för de två filter som finns i anordningen 300 i fig 3, bandpassfiltret (BP) och det variabla notch-filtret.

Bandpassfiltret används för att ta bort störande signaler utanför ett arbetsområde, f1-f2 för anordningen. I figuren visas en mottagen nyttosignal, fRX, och en mottagen störsignal fi. Eftersom störsignalen ligger inom arbetsområdet kommer bandpassfiltret inte att kunna dämpa den. Notch- filtret, med sitt smala spärrband, har styrts så att spärrbandet kommer att vara centrerat kring störfrekvensen fi, vilket gör att inverkan av stöifrekvensen kommer att reduceras kraftigt, varvid den önskade effekten av uppfinningen uppnås, nämligen att den signal som når mottagaren kommer att vara ”ren”. 10 15 20 25 30 519 688 111356 USN 00-05-29 6 l fig 5 visas en variant av uppfinningen, i ett system 500 för radiokommunikation på mikrovågsomràdet. Systemet 500 innefattar en sändande anordning och en mottagande anordning, där den sändande anordningen innefattar en sändare 530, en antenn 510', ett filter 520' med varierbar filterkarakteristik, och en anordning 550' för att styra det varierbara filtret 520', och den mottagande anordningen innefattar en mottagare 540, en antenn 510, ett filter 520 med varierbar filterkarakteristik, och en anordning 550 för att styra det varierbara filtret 520. l likhet med vad som har beskrivits ovan är de varierbara filtren 520, 520”. anordnade mellan antennen 510, 510' och mottagaren 540, respektive sändaren 530, vilket gör att de varierbara filtren kan styras så att det frekvensområde på vilken respektive anordning och därmed hela systemet 500 arbetar kan styras under drift.

Till skillnad från den anordning som har beskrivits ovan är det varierbara filtret 520,520', i respektive anordning i denna variant av uppfinningen ett bandpassfilter, vars funktion är att med sitt passband i den sändande anordningen undertrycka spurioser, respektive att i den mottagande anordningen "skära ut” enbart det frekvensområde som man vill ta emot på.

Detta visas schematiskt i fig 6, där ett passband som sträcker sig mellan frekvenserna fi och fz visas, och kan flyttas för att undgå inverkan av en störande signal fi. Passbandet har centrerats kring den sändande länkens frekvens fTX, vilken följaktligen svarar mot den mottagande länkens frekvens fRX .

Om man önskar byta sänd/mottagarfrekvens har man i tidigare anordningar varit tvungen att antingen byta filter i sändande/mottande anordning, eller att byta hela anordningen. Med ett varierbart filter enligt uppfinningen kan frekvenserna bytas på plats, eventuellt fjärrstyrt, varigenom ett antal fördelar uppnås: 10 15 20 25 519 688 šüšfiï* f”- 1 1 1356 USN 00-05-29 - Ändring av frekvensplanering görs avsevärt mycket enklare, eftersom ändringen kan göras på plats, utan byte av hårdvara.

- Den frekvens som anordningen skall arbeta pà kan bestämmas på platsen, vilket gör att en operatör kan köpa in och lagerhålla en ”standardanordning”, i stället för en stor mängd olika anordningar på olika frekvenser.

- Om man märker att systemet får in (eller avger) störande frekvenser kan sänd/mottagarfrekvensen enkelt bytas.

Sändande respektive mottagande anordning måste givetvis bägge byta frekvens vid ett frekvensbyte, vilket gör att de behöver ”koordineras”. Vid ändring av frekvensplanering kan detta ske genom att de medel som finns i respektive anordning för att styra dess varierbara filter mottar en signal från en central styranordning, och därigenom beordras att byta centerfrekvens för sitt passband. Alternativt kan den ena anordningen signalera till den andra, lämpligtvis via en särskild signalkanal, att den önskar byta frekvens, vilket sedan verkställs.

Om frekvensbytet sker för att eliminera utsändning eller mottagning av störsignaler kan man även tänka sig ett förfarande där anordningarna prövar ett antal sänd/mottagnlngsfrekvenser, för att se vilken som ger bäst resultat.

Givetvis kan i systemet 500 den mottagande och/eller den sändande anordningen kompletteras så att de vidare innefattar varierbara notch-filter anslutna mellan antennen 510, 510' och sändaren 520 respektive mottagaren 530.

Claims (7)

10 15 20 25 30 519 688 1113seUsN 2001-08-22 PATENTKRAV

1. System (500) för radiokommunikation på mikrovågsområdet, innefattande en sändande anordning (Tx) och en mottagande anordning (Rx) vilka vardera (5102510), ett filter (520',520) filterkarakteristik och en anordning (5502550) för styrning av det varierbara innefattar en antenn med variabel filtret, i vilket system den sändande anordningen innefattar en sändare (530) (540) kännetecknat därav att det variabla filtret (520',520) i respektive anordning är och den mottagande anordningen innefattar en mottagare anordnat mellan antennen (5102510) och mottagaren (Rx) respektive sändaren (Tx), och att anordningarna (550',550) för styrning av de respektive varierbara filtren är fjärrstyrbara.

2. System enligt krav 1, i vilket anordningarna (5502550) för styrning av de respektive varierbara filtren (5202520) är ägnade att fjärrstyras från en central styranordning.

3. System enligt krav 1, i vilket anordningarna (5502550) för styrning av de respektive varierbara filtren (520',520) är ägnade att fjärrstyras via signalering från motsvarande andra anordning.

4. System enligt något av kraven 1-3, i vilket de styrbara filten är bandpassfilter.

5. System enligt något av kraven 1-3, i vilket de styrbara filten är notch-filter.

6. Metod för fjärrstyrning av frekvensbyte i ett system (500) för radiokommunikation på mikrovågsområdet, lämpligtvis systemet enligt något av krav 1-3, vilken metod innefattar mätning av signal-brusförhållandet (SNR) efter en mottagare, kännetecknat därav att om SNR efter mottagaren faller under en viss förutbestämd nivå styrs ett filter kopplat till mottagaren så att det sveper över hela mottagarens arbetsområde, varvid värden på SNR 519 688 1 1 1356 USN 2001-08-22 för olika lägen på filtret jämförs, och det läge på filtret som ger bäst SNR används.

7. Metod enligt krav 6, enligt vilken, om ingen störsignal är närvarande, filtret styrs så att ett spärrband i filtret ligger så långt från nyttosignalen som möjligt.