一種減少基帶幹擾的時分無線電臺的製作方法
2023-06-09 19:28:51
專利名稱：一種減少基帶幹擾的時分無線電臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一般的無線電臺，尤其涉及減少基帶幹擾的時分無線電臺和方法。
使用時分技術的無線電臺被認為是在某些電氣裝置中引起基帶幹擾的原因。時分多址聯接(「TDMA」)，時分雙工(「TDD」)，以及混合的時分多址聯接/時分雙工(「TDMA/TDD」)都是這些時分系統的典型。用在本說明書中，「時分技術」不包括時分復用(「TDM」)。
TDMA有幾種國內和國際的標準，它們包括全球移動通信系統(「GSM」)，電信工業聯合會臨時標準No.54(「IS-54」)，以及日本數字蜂窩網(「JDC」)。規定TDD的一個標準是「CT-2」。規定TDMA/TDD的兩個標準包括個人手持電話和歐洲數字無繩電話。
IS-54規定了典型的TDMA系統的工作按照IS-54，三個無線電臺(各在不同的無線終端內)時分共享一個頻率確定的信道，以便發送信號到一個基地臺。為了本說明書的目的，該信道稱為「發送方式信道」。
每個TDMA無線電臺均在「發送方式」和「空閒方式」間循環。在發送方式時，一個TDMA無線電臺用一個承載信息的信號調製一個載波，並將已調製的載波用發送方式信道發送到一個基地臺。在空閒方式時，TDMA無線電臺什麼都不發送，以便(1)防止空閒的無線電臺幹擾恰好正在發射的無線電臺。(即是防止發送方式信道中的噪聲)和(2)節省電池能量。
圖1a和1b分別地說明依照IS-54的三個無線電臺中第一個電臺的頻率和平均RF功率包絡(作為時間的函數)，在不同的無線終端中的這三個無線電臺時分復用一個指定為fc的發送方式信道。第一個無線電臺的發送方式在時間區間t3n+1到t3n+2期間(n是一個整數)，它與第二個和第三個無線電臺的空閒方式相一致。第一個無線電臺的空閒方式在時間區間t3n+2到t3n+4期間。雖然在圖1a和1b中未曾示出，但第二個無線電臺的發送方式出現在時間區間t3n到t3n+1期間，它與第一個無線電臺和第三個無線電臺的空閒方式相一致。同樣地，第三個無線電臺的發送方式出現在時間區間t3n+2到t3n+3期間，它和第一個無線電臺和第二個無線電臺的空閒方式相一致。
一個時分無線電臺在發送方式和空閒方式之間循環的速率稱之為「幀速率」。這個循環使得無線電臺發射的平均RF功率包絡隨時間變化。具體地說，如圖1b所示，依照IS-54的無線電臺產生一個平均RF功率包絡，它具有等於幀速率的一個基頻分量。
圖2a和2b分別地說明一個通常依照GSM的無線電臺的頻率和平均RF功率包絡(作為時間的函數)，像現有技術中典型的無線終端所包含的一樣。
根據GSM標準，在不同的無線終端，多個時分無線電臺在多個發送方式信道中時分共享和跳頻，如圖2a所示。因此，在單一呼叫期間，依照GSM的單一無線電臺將很可能以幾個頻率確定的發送方式信道發送信號。和現有技術的其它時分無線電臺一樣，一個通常依照GSM的無線電臺在空閒方式時停止發射。因此，一個依照GSM的無線電臺也產生一個時變的平均RF功率包絡，它具有等於幀速率的基頻分量。
TDD系統的工作類似(雖然不完全相同)於一個TDMA系統。在TDD系統中，為了和其它電臺通信，兩個無線電臺分時一個頻率確定的信道。每個TDD無線電臺在發送方式和空閒方式之間周期地循環，並且像TDMA無線電臺一樣，在發送方式期間，用一個承載信息的信號調製一個載波，並將該已調製載波用發送方式信道發送。由於和TDMA無線電臺相同的原因，在空閒方式期間，TDD無線電臺什麼也不發送。也和TDMA無線電臺一樣，一個TDD無線電臺產生一個平均RF功率包絡，它具有等於幀速率的一個基頻分量。
TDMA/TDD無線電臺的工作是TDMA和TDD系統的混合，並且也產生一個平均RF功率包絡，它具有等於幀速率的一個基頻分量。
比起現有技術的TDMA無線電臺，本發明的實施例能夠在敏感的電子裝置中產生更小的基帶幹擾。本發明的一個圖解的實施例包括一個在發送方式和空閒方式都連續地發送的TDMA無線電臺。在發送方式期間，TDMA無線電臺用一個或多個發送方式信道來發射一個信號，而在空閒方式期間，TDMA無線電臺以和發送方式期間同樣的平均RF功率發射的一個信號，但它是用為此目的所指定的一個或多個空閒方式信道。通過以空閒方式信道發射信號，TDMA無線電臺降低了無線電臺的平均RF功率包絡的基頻和低頻諧肢中的能量並減少了對於敏感電子裝置幹擾的危險性。
為了更全面地理解本發明，現在參考附圖，圖中相同的號碼表示相同的部件，其中圖1a和1b是分別說明依照IS-54的TDMA無線電臺的頻率圖和平均RF功率包絡圖(作為時間的函數)；圖2a和2b是分別說明依照GSM的無線電臺的頻率圖和平均RF功率包絡圖(作為時間的函數)；圖3a和3b是分別說明依照IS-54的本發明一個實施例的頻率圖和平均RF功率包絡圖(作為時間的函數)；圖4a和4b是分別說明依照GSM的本發明一個實施例的頻率圖和平均RF功率包絡圖(作為時間的函數)；圖5是本發明一個圖解實施例的框圖；圖6是依照本發明的原理用於圖5無線電臺的載頻發生器的框圖；圖7是依照本發明的原理用於圖5無線電臺的另一個載頻發生器的框圖；以及圖8是本發明的一個典型實施例的工作流程圖。
帶有時變平均功率包絡的一個RF信號能夠在對於無線電肢有非線性響應特點的裝置中引起基帶幹擾，其工作機理可能是(但不一定是)該裝置中的二階非線性，它產生的作用類似於平方律包絡檢波器的作用。圖1a，1b，2a和2b表示依照IS-54和GSM的無線電臺，每個電臺產生一個平均RF功率包絡，它帶有聲頻頻帶內的一個基頻分量。所以，這些無線電臺可能是幹擾某些電子裝置(如助聽器)的原因。
圖3a和3b分別說明依照IS-54用於本發明的圖解實施例的頻率和平均RF功率包絡(作為時間的函數)，在這個實施例中，在發送方式期間(例如從t3n+1到t3n+2的時間區間期間，其中n為一個整數)，TDMA無線電臺在發送方式信道中使用載頻fc1發送一個承載信息的信號。在空閒方式期間(例如從t3n+2到t3n+4的時間區間期間)TDMA無線電臺連續發送信號，不過要在不同的頻率確定的信道中使用不同的載頻fc2。
為了本說明書的目的，含有載頻fc2的信道稱之為「空閒方式信道」。對於空閒方式信道中所發送的信號，不論有什麼樣的信息內容都是無關緊要的。例如，TDMA無線電臺能在空閒方式信道發送在上一次發送方式期間所發送的承載有信息的信號。或者反過來說，TDMA無線電臺也能夠發送一個未經調製的載波。如圖3b所示，本實施例的平均RF功率包絡沒有顯示出現有技術中TDMA無線電臺的周期性，因此，不會產生帶有很大能量的基頻分量的平均RF功率包絡。
多個TDMA無線電臺能夠在相同的時間用空閒方式信道發射信號，這減少了需要分配給進行空閒態傳輸所需的頻譜量。例如，一個無線業務提供者只需要在整個系統中分配一個信道來充當空閒方式信道。此後，無線業務提供者能夠編出程序或遙控指示系統中的TDMA無線終端在相應的空閒方式期間應該用哪個信道來廣播。有利的是，體現本發明的TDMA無線電臺不要求對於當前TDMA標準的廣播接口設備作任何修改。
圖4a和4b同樣的說明包括本發明另一實施例的依照GSM的無線電臺的頻率和平均RF功率包絡。對比於依照IS-54的無線電臺，雖然依照GSM的無線電臺採用跳頻率，但對於熟悉本技術的人員，根據現在公開的技術，如何製作並使用體現本發明的依照GSM的無線電臺是很明白的。
圖5描述本發明一個圖解實施例的框圖，和TDMA通信系統的內容一樣。如上所述，TDMA無線電臺100和兩個或更多的其它無線電臺(未示出)共用一個頻道，即「發送方式信道」。每個無線電臺都有(1)一個用發送方式信道發射承載信息的信號時的發送方式，(2)一個在發送方式信道什麼都不發射，而在空閒方式信道發射某些信號的空閒方式。通過在發送和空閒兩個方式期間保持一個不變的平均RF功率電平，就能大大減少基帶幹擾的影響。
將要發送給接收器的一個承載信息的信號(例如語音、數據等)很方便地饋送給放大器101，放大器101的增益由自動增益控制103方便地加以控制。承載信息的信號從放大器101傳送到調製器105，在調製器裡，它調製從載頻發生器107接收的載波。載頻發生器107根據一個發送/空閒信號生成一個載波，對於熟悉本技術的人員，如何製作並使用放大器101，自動增益控制103和調製器105是很明白的。
從調製器105輸出的已調信號饋給放大器109併到達天線111。分接頭(tap)113對饋送到天線111的信號採樣並將樣本饋給包絡檢波器115。包絡檢波器115饋送一個表示所發射信號的平均RF功率的信號給自動增益控制103，對於熟悉本技術的人員，如何製作並使用分接頭113和包絡檢波器115是很明白的。應該記住放大器101，分接頭113，包絡檢波器115，以及自動增益控制103的目的就是確保圖示實施例總是發射基本上近乎相同的平均RF功率，而不論該實施例處在發送方式還是空閒方式。
圖6描述和圖5的TDMA無線電臺100一起使用的載頻發生器107a的一個實施例的框圖。控制器117接收一個指示TDMA無線電臺100是在發送方式還是在空閒方式的信號，當TDMA無線電臺100處在發送方式時，控制器117控制可編程序合成器119在分配給TDMA無線電臺100的發送方式信道內合成一個載波。可是當TDMA無線電臺100處在空閒方式時，控制器117則控制可編程序合成器119合成具有相應於空閒方式信道的頻率的載波。振蕩器121提供一個參考信號給可編程序合成器119。對於熟悉本技術的人員，如何製作並使用控制器117和振蕩器121是很明白的。
圖7描述和TDMA無線電臺100一起使用的一個載頻發生器107b的另一實施例的框圖，轉換器123接收三個信號(1)一個指示TDMA無線電臺100處在發送方式還是在空閒方式的控制信號，(2)在分配給TDMA無線電臺100的發送方式信道中的已合成載波(來自合成器125和振蕩器127)，以及(3)來自振蕩器129的用於空閒方式信道的一個載波，當TDMA無線電臺100處在發送方式時，轉換器123控制來自可編程合成器125的載波到調製器105。當TDMA無線電臺100處在空閒方式時，轉換器123控制來自振蕩器129的載波到調製器105。圖7中的圖解實施例的優點在於合成器125不必是可編程的，並且比起振蕩器127，振蕩器129可以有更低的精確度因而花費也就相對更少些。對於熟悉本技術的人員，如何製作並使用載頻發生器107b的這個實施例是很明白的。
圖5到圖7中圖解實施例的工作可用圖8中的流程圖來說明，該程序從框300開始。在框301，進行判定TDMA無線電臺是處在發送方式還是處在空閒方式。若無線電臺處在發射方式，則程序進行到框303，並且在與其它TDMA無線電臺分時的發送方式信道上發射一個承載信息的信號。在框305，監控所發送的承載信息的信號的平均RF功率。然後控制返回框301。
在框301，若TDMA無線電臺處在空閒方式，則程序進行到框307。在框307，TDMA無線電臺在空閒方式信道上發送一個信號，在框309，該程序調節在空閒方式信道上發射信號的平均RF功率到基本接近所發射的承載信息的信號的平均RF功率。
雖然已經詳細地敘述了本發明的實施例，可以理解，不需要脫離所附權利要求書規定的本發明的精神和範圍就能對它作出各種改變、變例和替代。例如，本發明的實施例可以和三個以上用戶共用同一發送信道的TDMA系統一起使用。此外，本發明的原理適用於使用跳頻的TDMA系統(例如一個依照GSM的無線終端)。再者，如何製作並使用採取多於一個的發送方式信道和/或多於一個的空閒方式信道的本發明實施例，對於熟悉本技術的人員是很明白的。而且，所述實施例可以結合到具有一個或多個其它無線電臺的無線終端中，這被稱為「雙態」或「三態」無線終端。
權利要求
1.一種時分多址聯接無線電臺包括一個載頻發生器；以及一個響應於所述載頻發生器的調製器，在發送方式期間，它用第一信號來調製第一載波信號；而在空閒方式期間，它用第二信號來調製第二載波信號，所述第二載波信號不同於所述第一載波信號。
2.權利要求1的無線電臺，其中所述第二信號與所述第一信號相同。
3.如權利要求1的無線電臺，其中所述載頻發生器包括一個第一振蕩器；一個合成器，它響應於產生第一載波信號的所述振蕩器；一個產生第二載波信號的第二振蕩器；一個接收所述第一和第二載波信號的轉換器，當所述無線電臺處於所述發送方式時，它控制所述第一載波信號到所述調製器；而當所述無線電臺處於所述空閒方式時，它控制所述第二載波信號到所述調製器。
4.權利要求3的無線電臺，其中所述無線電臺發射一個基本上不變的平均RF功率。
5.權利要求3的無線電臺，還連接有一個反饋電路，以便控制無線電臺維持一個基本上不變的平均RF功率。
6.權利要求1的無線電臺，其中所述載頻發生器包括一個提供參考信號的振蕩器；一個響應於所述振蕩器的可編程合成器，產生用於所述調製器的第一和第二載波信號；以及一個連接到上述可編程合成器的控制器，當所述無線電臺處於空閒方式時，它控制所述可編程合成器產生所述第二載波信號。
7.權利要求6的無線電臺，其中所述無線電臺發射一個基本上不變的平均RF功率。
8.權利要求6的無線電臺，還連接有一個反饋電路，來控制無線電臺維持一個基本上不變的平均RF功率。
全文摘要
分開了一種減少電磁幹擾的方法和設備，這幹擾是由TDMA和TDD無線電臺引起的，也就是由發射具有時變功率包絡的RF信號的無線電臺年引起的，包括本發明實施例的一個無線電臺在發送方式，以發送方式信道中的平均RF功率發射一個承載信息的信號；而在空閒方式，則在空閒方式信道中以同一平均RF功率發射一個信號。實質上，無線電臺在空閒方式期間發射和在發送狀態期間同樣的平均功率電平、只是得在一個用於該目的的不同頻道發射。
文檔編號H04B1/38GK1154019SQ96112928
公開日1997年7月9日 申請日期1996年9月16日 優先權日1996年9月16日
發明者老倫斯·喬爾·格林斯坦, 尼廷·傑安·沙, 喬萬尼·瓦努西 申請人:美國電報電話公司