SE521039C2 - Kanalsimulator för mobila system - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 40 521 039 2 modelleras på ett korrekt sätt. Frekvenskorrelationen bestämmer i sin tur vilken frekvensdiversitet som erhålls.

Därmed går det inte att på ett verklighetstroget sätt testa frekvenshopp med kanalsimulatorer som använder en sådan fixerad ”tapped delay line”-struktur.

Syftet med föreliggande uppfinning är således att lösa detta problem och åstadkomma en kanalsimulator som på ett verklighetstroget sätt kan testa frek- venshopp.

För att utröna huruvida den tidigare tekniken har löst detta problem genomfördes en förundersökning, varvid följande dokument framkom.

WO, Al, 93/20626 beskriver en fädningssimulator där insignalen leds in i seriekopplade FIR-filterblock, där filterkoefficientema varierar i tiden. Se fram- förallt figur 3.

US, A, 4 105 958 avser en kanalsimulator som använder två eller flera kaskadkopplade fördröjningslinjer med ett flertal tappar för att simulera kanaler med stor spridning på tidsfördröjningarna.

Dessa dokument är emellertid behäfiade med samma statiska modell som den ovan beskrivna COST 207-modellen.

Sammanfattning av uppfinningen Det ovan nämnda syftet uppnås med en anordning och en metod som beskrivs ide självständiga patentkraven l respektive ll.

Uppfinningen uppvisar en mångfald viktiga fördelar gentemot känd teknik.

Ett exempel på en sådan fördel är möjligheten att variera tappamas tidsför- dröjning, vilket ger en unik avbrottsfri kanal, till skillnad från nuvarande statiska teknik. Detta ger en realistisk bild av de långsamt varierande bredbandiga kanal- egenskaperna. Med uppfinningen kan man därmed korrekt uppskatta prestanda hos frekvenshoppande system.

Nuvarande kanalsimuleringsteknik ger kanalen en konstant dämpning per tapp borträknat den snabba fadningen. Med uppfinningen möjliggörs kontinuerligt varierande tappdämpning, vilket efterliknar kanalens skuggfadande egenskaper.

Nuvarande kanalsimulatorteknik ger kanalen en konstant emulerad hastighet.

Med uppfinningen kan mobilhastigheten och därtill hörande parametrar varieras under pågående emulering.

Realiseringen av fördröjningsmodulema i SAW-teknik och med PlN-diod- dämpare, som beskrives nedan i de osjälvständi ga patentkraven, är unik. Denna teknik förenar fi1ll styrbarhet och flexibilitet med avbrottsfrihet.

Ytterligare särdrag hos uppfinningen ges i de osjälvständiga patentkraven.

Kortfattad beskrivning av ritningen I det följande ges en detaljerad beskrivning av en utföringsform av upp- 10 15 20 25 30 35 40 521 059 3 finningen med hänvisning till den enda ritningen.

Figur l visar schematiskt kanalsimulatorn enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av en utföringsform enligt uppfinningen I den följande beskrivningen hänvisas till figur 1. Figur 1 visar två för- dröjningsmoduler B som emulerar antingen två tappar med samma fördröjnings- spann eller två tappar där fördröjningsmodulema B seriekopplats för att uppnå ökad tidsfördröjning i den ena tappen. Förstärkama vid ingången av fördröjningsmodulerna B kompenserar för genomgångsdämpning i dessa. Antalet erforderliga uttag från fördröjningsmodulema är relativt stort.

Det skall inses att ett godtyckligt antal fördröjningsmoduler B kan utnyttjas i kanalsimulatom.

Uppfinningen består i en kanalsimulator för mobila kommunikationssystem (t.ex. GSM) som på ett flexibelt och verklighetstroget sätt både emulerar de tids- dispersiva egenskaperna och de bredbandiga frekvenskorrelationsegenskapema hos radiokanalen.

Uppfinningen kännetecknas av flera flexibla fördröjningsmoduler B, där varje modul emulerar en tapp. Antalet tappar kan t.ex. motsvara COST 207-modellens (6 eller 12). Fördröjningsmodulen B består av en fördröjningsledning med flera ut- gångar realiserade i ytvågsfilterteknik, t.ex. SAW (Surface Acoustic Wave). Varje enskild utgång har en specifik fördröjning, där fördröjningsvärdena fördelas över modulens fördröjningsspann. Respektive utgång förses med en kontinuerligt varier- bar dämpare, realiserade med en PIN-diod H, vars dämpning kontrolleras av en styrdator via en D/A-krets (PIN betyder här Positive Intrinsic Negative). Signalema från dämpama H adderas i en adderare D och leds till en fädningsmodul E som genererar en flat fädning på signalen. Fädningsmodulen E realiseras med DSP- teknik alternativt en datorstyrd dämpare av PIN-diodtyp. .

Insignalen kopplas via en datorstyrd förstärkningsregulator, t.ex. AGC (Automatic Gain Control) till fördröjningsmodulerna B antingen parallellt eller i serie för att erhålla längre fördröjning. Utsignalerna från fädningsmodulerna E adderas ihop i en adderare G och går till en datorstyrd förstärkare F som kompen- serar för genomgångsdämpning och aktuell förstärkningsinställning på ingångs- steget. Förstärkaren F styrs av styrdatorn.

Uppfinningen är avsedd att användas för funktionsprov, systemprov och typprov av tenninal- och nätutrustning för mobila kommunikationssystem med krav på realistisk emulering av kanalens tidsdispersion och bredbandiga kanalegenskaper (frekvenskorrelation). Exempel på dylika system är GSM med frekvenshopp eller framtida bredbandiga mobiltelefonisystem.

I det följande kommer funktionen hos de i kanalsimulatorn ingående enhetema att beskrivas. En kanals tidsdispersion emuleras enligt en ”tapped delay”-modell. 10 15 521 039 4 Fördröjningsmodulen B åstadkommer varje tapps fórdröjningsvärde som varierar med tiden. Fädningsmodulema E ombesörjer kanalfädningsemulering för varje enskild tapp. Fädningsmodulerna E kan vara Oberoende eller kopplade med en korrelationskoefficient. Fädningskarakteristika kan styras medelst ett datorprogram.

Kanalens förändring i tiden kan beskrivas väl. PIN-dioddämpama H kan användas for att byta tappfordröjning genom att dämpa ut den utgång från fór- dröjningsenheten som givit aktuell tidsfórdröjning, samtidigt som dämpningen minskas for en ny utgång som ger den nya tidsfordröjningen. Övergången mellan de diskreta tidsfordröjningarna är avbrottsfri och sker med kontinuerlig ändring av dämpningsinställningarna, vilket efterliknar beteendet hos den mobila radiokanalen.

Under den tid som en tapp bibehåller en tidsfordröjning kan tappens amplitud varieras (med hjälp av dess PIN-dioddämpare) kring den givna medelnivån for att efierlikna radiokanalens skuggfádning.

Den modellerade mobilhastighetens inverkan på frekvensen hos den snabba fadningen och skuggfardningen, samt variationstakten hos tappamas tidsfordröjning kan hanteras och under pågående emulering varieras medelst styrdatom.

Det ovan nämnda är endast att betrakta som en fordelakti g utfóringsform av uppfinningen och uppfinningens skyddsomfång definieras endast av vad som anges i de följande patentkraven.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 40 521 os9p=p¿; 5 PATENTKRAV

1. Anordning för simulering av en radiokanal i ett mobilt kommunikations- system, kännetecknad av att den innefattar åtminstone två flexibla fördröjnings- moduler (B), varvid var och en av nämnda moduler (B) är anordnade att emulera en tapp samt att nämnda fördröjningsmodulers (B) utgångar är hopkopplade med kontinuerligt varierbara dämpare (H) som kan dämpa tappsignaler från nämnda moduler (B), där dämpningen för nämnda dämpare (H) styrs av en styrdator.

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att nämnda fördröjnings- moduler (B) emulerar nämnda tappar med samma fördröjningsspann.

3. Anordning enligt patentkrav l, kännetecknad av att nämnda fördröjnings- moduler (B) är seriekopplade för att erhålla ökad tidsfördröjning i någon av nämnda tappar.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att nämnda fördröjningsmoduler (B) består av en fördröjningsledning med utgångar realiserade i ytvågsfilterteknik, t.ex. SAW.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att nämnda dämpare är PIN-dioder.

6. Anordning enligt patentkrav 5, kännetecknad av att nämnda dämpare (H) är kopplade till en adderare (D) som adderar signalerna från nämnda dämpare (H), vilken adderare (D) är kopplad till en fädningsmodul (E) som ombesörjer kanalfädningsemulering för varje enskild tapp.

7. Anordning enligt patentkrav 6, kännetecknad av att nämnda fadnings- modul är realiserad i DSP-teknik eller av en datorstyrd dämpare.

8. Anordning enligt patentkrav 7, kännetecknad av att nämnda fädnings- modul (E) är kopplad till en adderare (G) som adderar ihop fädningsemulerings- signalema från samtliga fördröjningsmoduler (B), varvid nämnda adderare (G) är kopplad till en utgång via en datorstyrd förstärkare (F).

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att nämnda förstärkare (F) är anordnad att kompensera för genomgångsdämpning och förstärkarinställning på ingångsste get.

10. Metod för simulering av en radiokanal i ett mobilt kommunikationssystem, kännetecknad av att nämnda radiokanal emuleras enligt en tappfördröjningsmodul, varvid en tapps tidsfördröjning, som varierar i tiden, realiseras medelst en fördröjningsmodul (B) och att under den tid som nämnda tapp bibehåller en tidsfördröjning kan nämnda tapps amplitud varieras medelst dämpare (H) för att emulera radiokanalens skuggfädning, varvid nämnda dämpare (H) utnyttjas för att byta tappfördröjning genom att dämpa ut den utgång från nämnda fördröjningsmodul (B) som givit aktuell tidsfördröjning samt att övergången mellan diskreta tidsfördröjningar är avbrottsfri och sker med kontinuerlig ändring av dämpningsinställningarna medelst dämparna (H), vilket emulerar beteendet hos den 521 059 mobila radiokanalen.

11. Metod enligt patentkrav 10, kännetecknad av att nämnda radiokanals fádning emuleras för varje tapp i en fadningsmodul (E), varvid fadningskarak- teristika i nämnda fädningsmoduler styrs av ett datorprogram.