專利名稱：用于調諧諧振模塊的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的領域和背景本發(fā)明涉及一種方法和系統(tǒng)，用于以反饋調諧環(huán)調諧例如無線基站內的多個諧振模塊，每個諧振模塊具有調諧裝置、發(fā)射機連接和天線連接。
這種用于調諧諧振模塊的結構在公開的PCT申請PCT/SE92/0004和PCT/SE97/01125中披露。這些出版物涉及使用本發(fā)明的典型領域的現(xiàn)有技術。這里并入它們作為參考。
上述文件中的諧振模塊包括諧振腔和諧振體，諧振體的位置可以通過電機調整，以控制諧振模塊的諧振頻率。只要諧振模塊的高頻輸入和輸出信號之間存在相位差，該結構就調整諧振體的位置以降低相位差。
這些現(xiàn)有技術的其中一種結構包括產生高頻信號的壓控振蕩器，該高頻信號分別在第一和第二混頻器中與輸入信號和輸出信號混頻。因此，形成兩個低頻信號，這兩個低頻信號的相位差是諧振模塊失諧的量度。因此，諧振模塊通過電機調諧到正確的諧振頻率，該諧振頻率是諧振模塊輸入信號的頻率。但是，這種壓控振蕩器是相對復雜和昂貴的組件，需要具有高動態(tài)特性，因為以現(xiàn)有技術的調諧方法必須掃描相對較寬的頻率范圍。
這些現(xiàn)有技術的另一種結構中，已經(jīng)去掉了壓控振蕩器，但是該系統(tǒng)和方法仍然依賴相當大數(shù)目的射頻組件和其它類似的組件，這些組件固有地包括老化、漂移和容差。為了提供和保持高性能，這樣一種設備變得相對昂貴。
本發(fā)明的內容本發(fā)明的目的在于提供一種用于調諧振模塊的方法，該方法消除了RF組件具有的的問題，例如老化、漂移和容差。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種有效和精確的方法，其中多個諧振模塊可以順序的過程或并行過程調諧，其中復用可用于降低所需的電路和得到易于對不同頻帶和存取方法配置的通用硬件平臺，并提供一種有效和成本效應的系統(tǒng)，用于調諧諧振模塊，特別是用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。
根據(jù)所附權利要求書的方法和系統(tǒng)達到這些和其它目的并解決上述問題。
發(fā)射機上類似的高頻輸入和輸出信號和天線連接被感測和直接轉換成數(shù)字形式，以用于在數(shù)字信號處理機中處理。根據(jù)這兩種數(shù)字轉換的信號為每個諧振模塊確定調諧矢量。相應的一個調諧向量用到每個調諧裝置。該過程連續(xù)重復，并為每個諧振模塊提供反饋控制環(huán)。
本發(fā)明方法和系統(tǒng)的一個特殊優(yōu)點在于它們提供一種可能性。即例如當通信標準被改變或擴展時，系統(tǒng)自身將檢查其信號環(huán)境并適應它。
本發(fā)明方法和系統(tǒng)適用于任何類型的諧振模塊，包括，但不局限為空腔諧振器、半波或四分之一波諧振器和導波諧振器。
另外，本發(fā)明方法和系統(tǒng)可以比較在不同位置感測的兩個或多個信號，例如感測的原始(S1)、內部(S2)、反射(S3)和天線(S4)信號，和/或在諧振器調諧裝置的不同位置和在不同的時間點感測的一個或多個這些信號。
在從屬權利要求和下面的詳細描述中闡明了本發(fā)明進一步有利的發(fā)展。
附圖的簡短描述

圖1表示諧振模塊調諧系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)包括經(jīng)一合適的復用器連接到A/D轉換器裝置的多個合適的感測位置和用于控制諧振模塊的調諧裝置的數(shù)字信號處理機。
圖2表示圖1調諧系統(tǒng)的第一個實施例，其包括復用器和通用A/D轉換器。
圖3表示圖1調諧系統(tǒng)的第二個實施例，其包括單獨的A/D轉換器。
本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述參照圖1，表示了用于例如PCS移動電話系統(tǒng)中基站的多信號組合器單元的單個信號鏈路(參考PCT/SE97/01125)。本發(fā)明的實施例中，該組合器單元可以包括四個可調諧的諧振模塊，每個模塊安排成一側經(jīng)各自的隔離器連接到各自發(fā)射機的輸出，另一側經(jīng)定相網(wǎng)絡連接到公用的發(fā)射天線。
圖1用于調諧第一諧振模塊1的改進子系統(tǒng)包括具有調諧裝置3、發(fā)射機連接4和天線連接5的可調諧振器2。該系統(tǒng)進一步包括包含兩個循環(huán)器元件的隔離器6和傳感器P3，該傳感器P3用于感測來自發(fā)射機(未示出)的發(fā)射機信號T1、經(jīng)過隔離器6到達諧振模塊1的發(fā)射機連接4。隔離器6中的傳感器P3產生實質上是一小部分發(fā)射機信號T1的輸入信號S3。
輸入信號53經(jīng)第一復用器(MUX1)7饋送到抽樣器和模數(shù)轉換器(ADC)8，將在下面進一步描述其操作序列，模數(shù)轉換器(ADC)8將數(shù)字形式的信號饋送到數(shù)字信號處理器(DSP)9。DSP9處理該數(shù)字信號并因此計算一調諧矢量，該矢量包括移動該調諧裝置3的距離和方向信息。DSP9向調諧裝置發(fā)送控制信號C1以獲得希望的調諧位置，即諧振模塊1希望的諧振頻率。另外對于調諧矢量，DSP9可以指定一調諧速率并加速以啟動調諧裝置3。
該子系統(tǒng)可以包括安排在諧振器2內部的另一個傳感器P2，用于感測天線信號A1或表示該信號的量。此已感測的信號S2經(jīng)MUX17和ADC8饋送到DSP9，與信號S3比較，以確定相對相位差。該相位差是發(fā)射機信號T1和諧振模塊目前正調諧的頻率之間的相對差值的量度。信號S2實質上是一小部分天線信號A1?；蛘撸敵鲂盘柨梢杂蓚鞲衅鱌4在天線連接5上感測以產生用于代替信號S2的信號S4。但是，在這種情況下，從另一個發(fā)射機(未示出)產生的信號可能是更大的問題。在理想的調諧諧振模塊中，發(fā)射機連接4上的發(fā)射機信號T1和天線連接5上的天線信號A1之間的相位差將是零(當考慮到補償信號傳輸時)。
當然，測量值之間的實際時間差是由DSP了解和確定的。MUX17的連接信號(S1-S4)的順序對于測量原理來說不是很關鍵。
下面分別參照圖2和圖3描述兩種不同的方式估計主和次信號之間的差值，用于確定調諧矢量。這些例子包括估計信號相應量。但是，另一個可能的量是信號幅度。
在圖2中，更詳細地表示圖1所示的主實施例。當DSP9控制MUX17的操作時，從發(fā)射機信號T1得到的S1和從天線信號A1得到的次信號S2饋送到MUX17并且一次一個地在ADC8中轉換成數(shù)字形式。必須考慮到復用時樣值之間的時間差。
如果抽樣S1和S2之間的時間很短(1/Fs的數(shù)量級，其中Fs是ADC的抽樣頻率)，有可能忽略相位調制導致的信號中的任何相位變化。要補償?shù)南辔谎舆t(用傳統(tǒng)的方法)則與復用中的轉換周期成比例。
如果抽樣S1和S2之間的時間很長(復用轉換周期實質上大于1/Fs)，則應當預計信號中的調制相位變化以補償它。這主要利用抽樣值S1的傳統(tǒng)預測方法執(zhí)行，但也可以是反饋抽樣值S2。要補償?shù)目傁辔坏难舆t則與復用中的轉換周期和調制相位變化成比例。
為了易于理解，將對于圖3所描述的情況更全面的描述DSP9中的操作，其中主和次信號S1和S2分別在單獨的ADC10和ADC11同時抽樣和轉換。DSP操作中的不同步驟是1.估計信號S1的載頻(＝2Fc)。標記該估計值。此步驟由離散傅里葉變換來實現(xiàn)。
2.如果干擾信號在信號S2附近出現(xiàn)，則應用適當?shù)膸V波器去除這種信號，該濾波器具有系統(tǒng)的估計值和設計參數(shù)確定的特性。信號S1可以由相同或類似的濾波器過濾，以濾除中改變信號S2相同的方法改變S1。這在比較S1和S2時消除了任何不必要的濾除影響。
3.估計濾除后的主和次信號的相對相位。這最好使用離散傅里葉變換的方法。
4.根據(jù)步驟1-3的結果和諧振模塊的功能模型，現(xiàn)在可以根據(jù)S1和S2相對相位成比例的調諧矢量改變諧振器模塊的濾波器功能。這種調諧裝置經(jīng)DSP的控制輸出啟動。
當應用調諧矢量時，步驟1-3的結果可以與期望值進行比較。
為了獲得本質上與圖2和圖3解決方案相同的性能，圖2的解決方案中需要至少兩倍高的采樣率。另一方面，復用減少了所需模數(shù)轉換器的數(shù)目。
在所描述的實施例中，受到來自DSP9的信號C1控制的步進電機執(zhí)行第一諧振模塊的調整，通過經(jīng)機械鏈接移動諧振模塊的諧振器中的調諧元件。電機本身可以對諧振模塊的調整速率設置一個極限。
雖然已經(jīng)結合優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。應當理解可以做出各種修改而不偏離所附權利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明并入用于實現(xiàn)方法權利要求所定義方法的任何系統(tǒng)。雖然披露了本優(yōu)選方法，很明顯，本發(fā)明范圍內組合在一個或多個不同信號感測位置P1、P2、P3、P4(或其他)的測量值的方式比這里明確解釋的多。
權利要求
1.一種方法，用于通過相應的多個可調諧諧振模塊組合一個天線、來自可操作在可變載頻的相應的多個無線發(fā)射機的多個發(fā)射機信號和包括存儲器裝置的信號處理裝置，每個所述諧振模塊具有調諧裝置、發(fā)射機連接和天線連接，所述方法包括步驟(a)確定所述可調諧諧振模塊的信號響應，(b)將所述信號響應的信息存儲在所述存儲器裝置中，(c)從所述發(fā)射機信號的第一個中得出第一主模擬信號，(d)模數(shù)轉換所述第一主模擬信號，以形成第一主數(shù)字信號，(e)選擇第一次模擬信號補充第一主模擬信號，(f)從所述第一個所述發(fā)射機信號中得出所述第一次模擬信號，(g)模數(shù)轉換所述第一次模擬信號，以形成第一次數(shù)字信號，(h)對第一主模擬信號進行時間離散操作以確定第一主信號量，(i)對所述第一次模擬信號進行時間離散操作以確定第一次信號量，(j)比較所述第一主和次信號量，以形成差量，(k)比較所述差量與所述信號響應以確定表示調諧方向和絕對值的調諧矢量，(l)由所述調諧矢量啟動所述第一諧振模塊的所述調諧裝置以獲得所述第一發(fā)射機信號的諧振，(m)重復步驟(c)-(d)和(f)-(m)用于反饋調諧。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中每個諧振模塊執(zhí)行步驟(a)-(m)，通過時間離散操作處理復用信號。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中直接在所述第一發(fā)射機信號的高頻執(zhí)行所述模數(shù)轉換。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述信號量從一組量中選擇，這組量包括信號相位、信號相位改變、信號振幅和信號振幅改變。
5.根據(jù)權利要求1的方法，進一步包括利用共同的測量電路和共同的信號處理單元復用和處理另一個諧振模塊的另一個輸入和輸出信號。
6.根據(jù)權利要求1的方法，進一步包括利用單獨的測量電路和共同的信號處理單元并行處理另一個諧振模塊的另一個輸入和輸出信號。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中在信號通路的不同位置獲得主和次信號。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中主和次信號是原始的發(fā)射機信號、由所述諧振模塊反射的信號、所述諧振模塊內的信號、從所述諧振模塊的輸出信號中的兩個的一組。
9.根據(jù)權利要求1的方法，其中主和次信號在所述調諧裝置工作中間的不同時間點獲得。
10.根據(jù)權利要求1的方法，其中模數(shù)轉換和啟動調諧裝置之間進一步包括步驟(i)估計所述第一主模擬信號的載頻，(ii)如果干擾信號在所述第一次模擬信號附近出現(xiàn)，則應用該估計值確定特性的帶通濾波器去除此類信號，(iii)估計濾波后的第一主和次模擬信號之間的相對相位，(iv)根據(jù)(i)-(iii)的結果和所述諧振模塊的所述信號響應，確定所述調諧矢量。
11.根據(jù)權利要求1的方法，其中在主和次信號上執(zhí)行的操作適于響應所述發(fā)射機信號特性的任何改變以保持所述反饋調諧的穩(wěn)定性。
12.用于調諧無線基站中至少一個可調諧諧振模塊的系統(tǒng)，所述可調諧諧振模塊(1)具有調諧裝置(3)、發(fā)射機連接(4)和天線連接(5)，所述系統(tǒng)包括至少一個模數(shù)轉換器用于將至少一個輸入信號和輸出信號的高頻測量信號分別轉換到所述可調諧諧振模塊和從所述可調諧諧振模塊轉換，用于通過時間離散操作計算控制所述調諧裝置的調諧矢量。
13.根據(jù)權利要求12的方法，用于實現(xiàn)前面任何一個方法權利要求的方法。
全文摘要
一種方法和系統(tǒng)涉及確定多個可調諧諧振模塊的信號響應;從第一個所述發(fā)射機信號中感測至少一個第一主模擬信號;模數(shù)轉換所述第一主模擬信號以形成第一數(shù)字信號;對所述主數(shù)字信號執(zhí)行時間離散操作以確定第一主信號量;比較感測的信號量以形成差量,比較所述差量和所述信號響應以確定調諧矢量;通過所述調諧矢量啟動所述第一諧振模塊的所述調諧裝置以得到所述第一發(fā)射機信號的諧振;和為每個模塊重復并得到反饋調諧。
文檔編號H03J7/02GK1346541SQ0080610
公開日2002年4月24日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權日1999年4月16日
發(fā)明者布喬恩·約翰遜, 蘭那爾特·拉爾森, 羅爾夫·福爾克森, 弗雷德里克·奧斯卡森 申請人:奧根公司