監控在頻轉發器的穩定性的製作方法
2023-06-01 16:36:41
專利名稱：監控在頻轉發器的穩定性的製作方法
技術領域：
本申請涉及無線接入網絡，並且具體地說涉及一種用於監控在頻轉發器的穩定性的系統和方法。
背景技術：
在頻轉發器在該領域是已知的，用於放大輸入信號而無需另外改變其頻譜。有時候，除了只是簡單地提高功率電平之外，在頻轉發器也可以採用各種各樣類型的有源電路以便增強信噪比(S/N)。在頻轉發器的典型應用是用於在無線網絡的劃定的區域內改善無線服務，在這種區域中為了令人滿意的服務質量信號電平將不能太低。例如，在建築物或者高樓林立的城區內，信號衰減、由建築物和/或山丘造成的盲區、由各種各樣的射頻源產生的噪聲和多路徑效應可以嚴重地降低想要的RF信號的質量。有時候，無線網絡提供者可以安裝轉發器以便在位於由基站提供服務的覆蓋範圍的邊緣的區域中提高服務質量，從而有效地擴展該基站力所能及的範圍。
在頻轉發器的特徵在於輸入和輸出信號(或者在上行鏈路或者在下行鏈路路徑方向)具有相同的頻率的事實。為了本發明的目的，該術語「在頻轉發器」應該被理解為指的是具有這個特徵的任何放大器系統，不管該系統是否被用作無線通信網絡的一部分，或者用在任何其他的環境中。由該轉發器接收的外部輸入信號(例如，來自基站或者用戶的無線通信設備-WCD)可以被表示為Se＝A·Cos(ωt+m(t))(1)這裡A是該外部輸入信號的峰值振幅，ω是載頻，並且m(t)是應用於該外部輸入信號的(頻率)調製。在這種情況下，由該轉發器輻射出的相應的輸出信號可以被表示為
So＝G·A·Cos(ω(t-δ)+m(t-δ))(2)這裡G是該轉發器增益，並且δ是在該載頻ω上經由該轉發器的時間延遲。
可以看到，由該轉發器輻射出的輸出信號(So)是由該轉發器接收的輸入信號的複本，其已經被放大和由於在該轉發器內的電氣延遲而經歷的時間延遲δ。這個延遲部分是該放大過程固有的，而不是主要由在該轉發器中使用的帶通濾波器所引起的，以防止在所考慮的頻帶外的不需要的信號放大。通常，這個延遲是與該濾波器的帶寬成反比的。該轉發器增益(G)提供使該轉發器有效的信號電平的增長。
在頻轉發器的限制在於該輸出信號(So)可以經由所謂的「洩漏路徑」反饋給轉發器輸入端。那麼出現於轉發器的輸入天線上的這個反饋信號是Sf=(GA)LCos((t--)+m(t--))---(3)]]>這裡L是在該反饋路徑(也就是說，該天線隔離)中的信號損失，並且Δ是在載頻ω上在反饋路徑中的時間延遲。
可以看到，如果與 相比較調製速率是緩慢的，該反饋信號作為該外部輸入信號(Se)的相移版本出現。因此，只要(GAL)1,]]>由該轉發器接收的該結果輸入信號(Si)將是該外部輸入信號Se(等式1)和該反饋信號Sf(等式3)的矢量和。該輸入信號(Si)的數值是該外部輸入信號(Se)和該反饋信號Sf的幅度和它們的相對相位兩者的函數。對於採用自動增益控制的轉發器系統，該輸出信號(So)的數值將在很寬的輸入功率的範圍內被保持近似恆定，且因此反饋信號(Sf)的數值也將在很寬的輸入功率的範圍內被保持近似恆定。如果該反饋信號Sf始終小於該輸入信號(Se)，上述的系統將保持穩定。
但是，如果該系統增益(G)變得太高，使得Sf＝Se，那麼在輸出和輸入天線之間的信號洩漏將會使得系統振動。原則上，通過確保天線隔離(L)等於或者大於該系統增益(G)可以獲得系統穩定性。但是，實際上，天線隔離很難預測，並且將經常地隨著時間而變化。因此，現有的在頻轉發器增益是由技術人員手動地調整為小於該期望的天線隔離很大的餘量，以便在改變RF環境的過程中提供條件穩定性。這個餘量顯著地降低該轉發器的有效性，並且還不防止對於所有潛在情形的振動。
已經提出了用於動態地監控天線隔離以控制或者防止轉發器振動的各種各樣的系統。
例如，美國專利No.5,125,108和5,584,065公開了使用由單獨的輔助天線接收的幹擾信號的採樣除去幹擾信號的方法，該幹擾信號是隨同想要的通信信號話務一起存在的。在這些參考資料中，採用自適應技術以調整該採樣的幅度和相位，使得當其與該通信系統的接收天線的輸出結合的時候，消除該幹擾信號。
美國專利No.4,475,243描述了一種用於將在轉發器中從發射機到接收機的「溢出」的信號減到最小的裝置。在這個參考資料中，該接收信號被變換為用於放大(再生)的基帶(即，該載波被除去)，然後被變換回用於重發的相同的載頻(即，再調製載波)。一個基於採樣再生的通信信號的「注入信號」被和混頻和相關技術一起使用，以隔離輸入信號的溢出分量，使得其可以被在該接收機的中頻(IF)階段除去。這種系統被設計成能操縱具有窄帶模擬話音調製的單一通信信號，因此，不適用於和攜帶多個並行通信信號的寬帶信號業務一起使用。
此外，在美國專利No.4,701,935和4,789,993中，描述了一種數字微波無線轉發器，其中想要的數位訊號是單個信號並且被在基帶上再生(放大)。在這些參考資料中，出現在基帶上的發射機到接收機的耦合幹擾分量是通過減去估計的基帶幹擾信號消除的。該估計的基帶幹擾信號是利用由橫向濾波器實現的均衡技術的方式產生的，其特徵在於是自適應地確定的。
美國專利No.4,383,331教導了一種系統，其中在重傳之前，將以一個或多個側頻率形式的「標識符」添加到該輸出信號。在接收的輸入信號中檢測該標識符允許測量該反饋信號的功率電平，並且這個信息允許轉發器減去幹擾。原則上，這種技術可以應用於監控在工作在寬帶RF環境中的轉發器中的天線隔離。但是，問題在於該標識符必須設置在側頻帶(即，位於想要的通信信號業務的帶寬的上面或者下面)，以便避免破壞想要的通信信號話務的幹擾和/或幹擾其他的網絡組成部分。因為天線隔離可以隨著頻率強烈地改變，基於側頻帶「標籤」的測量最好僅在想要的通信信號話務的頻率上提供該天線隔離的粗略近似。
美國專利No.5,835,848教導了一種轉發器，其中使用在不存在通信話務的周期期間執行的校準步驟來確定天線隔離。該校準步驟包括打開開關以防止在該輸入天線接收的信號的傳輸；從該輸出天線發送測試(導頻)信號；然後檢測經由輸入天線接收的測試信號的信號功率。藉助於這個方案，可以在任何想要的頻率上發送測試信號，因此，有可能在該通信業務的整個工作帶寬上測量作為頻率的函數的天線隔離。但是，為了實現這些，在該校準步驟期間必須沒有通信信號話務。這必然地需要中斷該通信信號話務，且是非常不受歡迎的。
美國專利No.4,383,331和5,835,848的系統的另外的缺點在於，在大多數情況下，該接收的測試(導頻或者標識符)信號的功率電平是非常低的，需要高靈敏度的檢測電路進行成功地監控。但是，這個高靈敏度使該檢測電路對由許多共用的電子設備發出的射頻幹擾(RFI)和/或由其他的轉發器發送的測試信號變得很敏感。在與該測試信號相同的頻率上存在噪聲可以容易地使該系統變得不能精確地檢測天線隔離，並且實際上可能使該轉發器完全無效。
本申請人的未授權美國專利申請No.09/919,888提出了一種解決方案，其中唯一的比特序列被編碼為籤名信號，將其作為施加在寬帶RF信號上的低電平衰減經由輸出天線發送。經由該輸入天線接收的信號被與比特序列相關，並且該相關度被用作系統穩定性的間接指示。將籤名信號作為低電平衰減施加到寬帶RF信號(即，想要的通信信號話務)上允許連續不斷地監控該系統穩定性而不妨礙在該網絡內的其他設備的通信信號話務。使用唯一的比特序列去產生該籤名信號有效地確保該系統可以容易地在噪聲(隨機RFI和來自其他轉發器的測試和/或籤名信號兩者)和其自己的籤名信號之間進行區分。但是，在該接收信號和比特序列之間精確的相關性是充分可計算的。有時候，期望一種無需犧牲通過利用唯一的籤名信號而獲得的優點的更簡單的解決方案。
因此，希望一種能夠以低廉的成本可靠地監控在頻轉發器的穩定性的系統和方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於監控在頻轉發器的穩定性的系統和方法。
這個目的是由在所附的獨立權利要求中限定的本發明的特點來滿足的。此外，本發明可選擇的特點在從屬的權利要求中限定。
因此，本發明的方面提供一種監控在頻轉發器的穩定性的方法。按照本發明，產生包括連續串行信號脈衝的籤名信號。每個信號脈衝具有選擇的脈衝函數和持續時間。該籤名信號被經由轉發器的輸出端傳送。在傳輸連續信號脈衝之間的靜止周期期間，檢測經由該轉發器的輸入端接收的、且具有對應於選擇的脈衝函數的頻率的輸入信號分量的各個靜止功率電平。在傳輸下一個連續信號脈衝期間，檢測該輸入信號分量的各個發射功率電平。然後，該傳送的籤名信號和該檢測的輸入信號分量的靜止和發射功率電平被用於估計轉發器的穩定性。
因此，本發明利用一脈衝籤名信號，在信號脈衝的傳輸和在脈衝之間的靜止階段期間，其被在輸入信號Si中檢測。這種布置使得對應於出現在該輸入信號(Si)(經由洩漏路徑)中的籤名信號的信號分量能夠被從具有與該籤名信號相同頻率的外界噪聲中正確地區分。通過作為該輸出信號(So)的低電平幅度調製傳送籤名信號，可以獲得穩定性的連續實時監控而不妨礙想要的通信信號話務。該系統穩定性信息可以被以各種各樣的方式使用，諸如控制系統增益。
從下面與所附的附圖結合進行的詳細說明中，本發明更多的特點和優勢將變得顯而易見，其中圖1是大略地舉例說明按照本發明實施例的在在頻轉發器中配置的隔離監控系統的原理元件的方框圖；圖2是舉例說明圖1的穩定性監控系統的原理操作的流程圖；和圖3a-3c是舉例說明圖1的穩定性監控系統的操作的信號圖。
注意到，在所有所附的附圖中，相同的特點是由相同的參考數字標識的。
具體實施例方式
本發明提供一種用於監控在頻轉發器的穩定性的系統和方法。圖1是舉例說明按照本發明實施例的示範系統的原理元件的方框圖。
如圖1所示，在頻轉發器包括用於接收輸入信號(Si)的輸入端2；用於輻射出輸出信號(So)的輸出端4；和耦合在該輸入端2和輸出端4之間，以便放大該接收的輸入信號(Si)用於作為輸出信號(So)重發的信號路徑6。如果想要的話，該信號路徑6可以包括中頻(IF)部分(未示出)，以促進過濾、放大和其他的信號處理功能。
圖1示出耦合在輸入端2和輸出端4之間的單一RF信號路徑6，其中輸入端2和輸出端4兩者都由各自的天線提供。這種布置清楚地適合於單向的RF信號話務。通過複製圖1的系統，或者通過經由雙工器在二個天線之間耦合一對信號路徑可以容易地適應經由該轉發器的雙向信號話務。這兩種解決方案在本領域是為大家所熟知的，因此，將不更詳細地描述。
總的來說，該信號路徑6的帶寬是按照該轉發器在其內工作的通信網絡來確定的。例如，在北美洲，公共可接入蜂窩通信網絡分別利用以836.5MHz和881.5MHz為中心的25MHz上行鏈路和下行鏈路信道帶寬。
因為輻射出的輸出信號(So)是接收的輸入信號(Si)的放大的(和相移的)複本，反饋信號(Sf)經由洩漏路徑8耦合在輸出端4該輸入端2之間，如上所述和在圖1中示出的。因此，該接收的輸入信號(Si)是外部輸入信號(Se)和反饋信號(Sf)的矢量和。如上所述，如果在輸出端4和輸入端2之間的隔離小於信號路徑6的總增益，那麼(Sf)變得大於(Se)，並且將會出現轉發器的不穩定工作(以振動的形式)。
總的來說，通過將籤名信號添加到輸出信號(So)，並且檢測經由該洩漏路徑8出現在接收的輸入信號(Si)中的相應的信號分量來完成本發明。設計該籤名信號使得相應的信號分量可以被清楚地從在接收的輸入信號(Si)中的噪聲加以區分。另外，該籤名信號被以不妨礙用戶話務的方式添加到輸出信號(So)。在添加進輸出信號(So)中的籤名信號與在輸入信號(Si)內檢測的信號分量之間的相關性提供轉發器的穩定性的間接指示。圖1舉例說明按照本發明的示範的穩定性監控系統。
如圖1所示，該隔離監控系統包括調製器10，其用於將該籤名信號添加到輸出信號(So)；耦合到該信號路徑6的可調諧的隔離器12，器用於隔離出現在接收的輸入信號(Si)中的對應於傳送的籤名信號的信號分量；檢測器14，其用於檢測隔離的信號分量；和在適宜的軟體控制之下工作的微控制器16，其用於控制該調製器和可調諧檢測器的操作，和用於估計系統穩定性。
應該認可，各種裝置可用於將該籤名信號添加到輸出信號(So)用於傳輸。原則上，可以單獨或者組合使用幅度或者相位調製技術，以實現這個功能。相位調製具有的優勢在於在洩漏路徑8中較少受失真的影響。但是，在這種情況下，需要審慎的設計以確保在經由信號路徑6傳送調頻RF信號話務時插入籤名信號不增加顯著的頻域噪聲。
在舉例說明的實施例中，可變增益放大器用作由微控制器16控制的調製器10。這種布置使得該信號路徑6的增益能夠被按照籤名信號改變，有效地將籤名信號作為寬帶調幅疊加到該輸出信號(So)上。在這種情況下，由轉發器輻射出的輸出信號(So)可以表示為So＝C(t)·G·A·Cos(ω(t-δ)+m(t-δ))(4)這裡C(t)是由該可變增益放大器10按照籤名信號施加的幅度調製。這個幅度調製也出現在反饋信號中，其可以表示為Sf=(GAC(t))LCos((t--)+m(t--))---(5)]]>該接收的輸入信號(Si)將包括與出現在反饋信號(Sf)中的幅度調製對應的信號分量，並且這個信號分量由該可調諧的檢測器12和檢測器14隔離和檢測。然後，由檢測器14測量的信號分量的調製功率電平由現有的模擬-數字(A/D)轉換器18採樣，並且將數位化的採樣值傳送給微控制器16。在傳送的籤名信號的各個功率電平和在輸入信號(Si)內檢測的信號分量之間的相關性提供總的信號洩漏的直接顯示，以及系統穩定性的間接顯示。基於這個信息，微控制器16可以執行各種各樣的控制功能，諸如，控制該信號路徑6的增益以確保無條件的系統穩定性。
原則上，該籤名信號可以被作為可以在接收的輸入信號(Si)內可靠地檢測的任何的信號模式提供，而無需中斷無線通信網絡的該轉發器或者其他收發信機的正常操作。按照本發明，作為由相應的靜止周期期間分開的信號脈衝流構成該籤名信號，如可以在圖3a中看到的。每個信號脈衝是由脈衝函數Sp(t)定義的，其控制該脈衝的波形(形狀)、頻率和幅度。在舉例說明的實施例中，該脈衝函數Sp(t)定義具有選擇的幅度和脈衝頻率(Fp)的正弦波，其中幅度和脈衝頻率兩者大體上都是恆定的值(至少在任何一個脈衝期間)。原則上，可以使用在該輸入信號(Si)中正確地檢測的任何的脈衝波形，諸如矩形、正弦或者三角波形。該脈衝波形的幅度可以根據要求保持不變或者可以按照需要改變(例如，遵循幅度調製模式)。類似地，該脈衝波形的脈衝頻率(Fp)可以是恆定的或者可以被改變(例如，線性調頻或者頻率調製)。可以使用任何或者各種各樣公知的手段來控制每個脈衝的持續時間(Np)，諸如，使用脈衝波形的想要的周期數。各種各樣的裝置可用於產生籤名信號。例如，該微控制器16可以被編程，以通過從只讀存儲器(ROM)中順序地讀取連續的值來合成該籤名信號。然後，從該ROM中讀取的數字值可以被數字-模擬轉換器(D/A)轉換成相應的模擬值，其中數字-模擬轉換器(D/A)的輸出被用於控制VGA 10。但是，可以等效地使用其他的技術。這些技術的任何一個被認為在該領域的普通技術人員熟知的，因此，將不進一步描述。
可以在連續脈衝之間的靜止周期期間，和在傳輸下一個連續脈衝期間，通過在對應於脈衝函數Sp(t)的頻率上檢測接收的輸入信號(Si)的各個幅度來實現在疊加在輸出信號(So)上的籤名信號和在接收的輸入信號(Si)內相應的信號分量之間的相關性。在脈衝頻率(Fp)恆定的實施例中，這可以通過適宜地調諧檢測器到合適的脈衝頻率(Fp)來實現。在脈衝周期期間該脈衝頻率(Fp)改變的實施例中，調諧檢測器以遵循該脈衝函數Sp(t)的頻率輪廓。在任一情況下，與在輸出信號(So)內的籤名信號的已知的調製功率結合，該產生的測量數值使得能夠估計系統穩定性，如將在下面參考圖2和3更詳細的描述。
圖2是示出在按照本發明的估計系統穩定性的過程中的原理步驟的流程圖。當初始步驟302時，初始化每個脈衝的脈衝持續時間(Np)和該調製功率(Pm)，並且選擇該脈衝函數Sp(t)(包括信號波形和脈衝頻率Fp)(在304)。原則上，可以使用任何想要的脈衝頻率(Fp)。但是，該頻率(Fp)應該足夠高以確保可以以及時的方式在該輸入信號(Si)中檢測到籤名信號，並且足夠低以避免幹擾用戶信號話務。在其中多個轉發器工作的環境中，為每個轉發器選擇不同的脈衝函數參數(主要地是頻率)可以將誤操作的風險率減到最小，例如，由於由另一個轉發器傳送的籤名信號的錯誤檢測引入誤操作。
通過利用多個不同的脈衝函數還可以獲得有效的區分。例如，用於一組預定的「候選」脈衝函數的參數可以被存儲在存儲器中。之後，微控制器16可以選擇候選函數的一個，並且使用該選擇的函數控制籤名信號的產生。根據要求，這個選擇過程可以是「靜態的」或者「動態的」。在靜態的選擇過程中，微控制器16可以選擇脈衝函數一次(例如，作為起動程序的一部分)，然後其後使用與該函數有關的參數(包括信號波形、頻率等等)。在這種情形下，脈衝函數可以是「固定的」預設值，而在這樣情況下，可以去掉「選擇脈衝函數」的分離的操作步驟(步驟304)。可以以多種方式執行動態選擇過程。例如，微控制器16可以依次選擇每個候選的函數，並且與每個選擇的候選函數有關的參數在預定的一段時間(例如，想要的連續脈衝的數量)用作脈衝函數。候選函數的選擇可以遵循預定的順序，或者根據要求隨機地選擇。在任一情況下，使用多個候選函數降低了二個鄰近的轉發器同時使用相同的脈衝函數的概率。應該認可，基於由鄰近轉發器傳送的籤名信號，這有效地消除轉發器錯誤地估計系統穩定性的風險。
一旦已經選擇了該脈衝函數，調諧該隔離器12(在306)，以便於在以該脈衝頻率(Fp)為中心的窄帶內信號(或者調製)功率的檢測。在簡單的實施例中，這可以使用調諧到該選擇的脈衝函數的脈衝頻率(Fp)的可調諧的窄帶通濾波器來實現。但是，優選地，使用一對級聯的可調諧的濾波器20、22，如圖1所示。在這種情況下，第一可調諧的濾波器20是在信號路徑6的整個頻帶上可調諧的，並且因此，可用於在該信號路徑6內選擇想要的窄帶通道。然後，第二濾波器22被調諧到該脈衝頻率(Fp)，以便隔離在該選擇的窄帶信道內對應於籤名信號的信號分量。這個後一個布置的優點在於，第一濾波器20可用於在該信號路徑6的頻道上掃描，使得可以監控作為頻率的函數的穩定性。如果想要的話，通過將第一濾波器20調諧到對於其該系統穩定性最小的窄帶信道，還可以採用這個功能去改善系統性能。
一旦該隔離器12已經被調諧到該脈衝頻率(Fp)，採樣由檢測器14測量的功率電平(在308)。因為在靜止周期期間(最初地，在傳輸第一脈衝之前，並且其後在連續脈衝之間)採樣這個功率電平測量，其可以被稱為「靜止」功率電平(Po)，並且直接表示在該輸入信號Si內的該選擇的脈衝頻率(Fp)上的外界噪聲的電平。這個值可用於在310計算噪聲量度(M)。在簡單的實施例中，該噪聲量度(M)可以簡單地是該靜止功率(Po)電平本身。在其他的實施例中，該噪聲量度(M)可以是還考慮了該系統巳知的特徵(例如，相位延遲、信號增益、濾波器特性、檢測器靈敏度、A/D精度等等)和每個信號脈衝的波形、頻率(Fp)以及持續時間(Np)的計算的參數。作為簡單的例子，考慮使用下面形式的等式計算的噪聲量度(M)M=PoNp---(6)]]>其中該脈衝持續時間Np被作為每個脈衝的周期數目計數。這個公式反映該系統的噪聲公差隨著脈衝持續時間改善的事實。明顯地，根據要求可以使用其他的等式。開發適宜的噪聲量度等式被認為在該領域的普通技術人員熟知的，因此，將不進一步詳細描述。應該認可，使用計算的噪聲量度(與簡單地使用靜止功率電平Po相對比)提供的優勢在於使用該選擇的脈衝函數，該噪聲量度(M)可以直接表示在當前的外界噪聲條件之下系統精確地估計系統穩定性的能力。
如在該領域公知的，外界噪聲可以隨著時間和地點動態地改變。在理想狀況下，外界噪聲將是最小的，因此，該檢測的靜止功率(Po)接近於零。但是，實際上，經常地不會是這樣的情況，具體地說如果存在多個噪聲源。如果外界噪聲電平過高，那麼精確地檢測和採樣對應於隨後發送的脈衝的信號分量將是不可能的，且因此準確地估計穩定性將是不可能的。
因此，在312，該噪聲量度(M)與表示最大可容忍的外界噪聲電平的閾值電平(Mmax)相比較。如果該噪聲量度(M)大於閾值電平(Mmax)，那麼可以增加每個脈衝的該持續時間(Np)(在314)以改善檢測性能。但是，通過降低發送連續脈衝的速率，增加持續時間(Np)具有降低系統響應的影響。在某個點上，通過增加每個脈衝的持續時間提供的提高的靈敏度由該降低的系統響應時間所抵銷。
因此，然後，脈衝持續時間(Np)與預定的最大可允許的脈衝長度(Nmax)相比較(在316)。如果Np大於Nmax，那麼假定外界噪聲電平過高而不允許使用當前的脈衝函數令人滿意地估計穩定性。在這種情況下，拋棄當前的脈衝函數，這有利於新的函數(例如，具有不同的脈衝頻率Fp)(在318)，並且過程從以上的步驟306繼續。
這個選擇、測試和拋棄脈衝函數的過程(304-318)可以持續直到滿足任何想要的退出條件。典型的退出條件包括，但是不局限於對於M＜Mmax發現脈衝函數；或者確定對於M＜Mmax沒有脈衝函數。如果發現令人滿意的脈衝函數(即，M＜Mmax)，該系統的工作可以使用新的函數繼續。否則，外界噪聲被假定為太嚴重而不允許準確地監控系統穩定性，並且該系統可以進入「恢復」模式(未示出)，其中信號路徑的總的增益被限制在預定的電平以便提供無條件的穩定性。之後，直到對於M＜Mmax發現脈衝函數，該系統可以繼續脈衝函數的選擇304，靜止功率電平(Po)的檢測308，噪聲量度M的計算310和與Mmax相比較312。當出現這種情況的時候，該系統的正常操作可以繼續，如在下面進行描述的。
如果發現M顯著地低於Mmax(在320)，那麼無需過度地犧牲檢測靈敏度就有可能改善系統響應。這可以通過降低該脈衝持續時間(Np)來實現，如在圖2中的步驟322所示。
一旦已經確定了脈衝函數和持續時間(Np)，可以產生籤名信號的相應的信號脈衝(在324)並且將其插入信號路徑6中。如上所述，作為在信號路徑6的整個工作帶寬上的幅度調製，該信號脈衝被疊加到在信號路徑6中的RF信號話務上。例如，在圖1的實施例中，該籤名信號用作可變增益放大器控制信號以調製信號路徑6的增益。為了避免幹擾接收由輸出端4輻射出的輸出信號(So)的無線設備的性能，該信號脈衝的調製功率(Pm)優選地保持於低水平(例如，小於大約3dB)。
如可以在圖3c中看到的，在傳輸信號脈衝期間(326)，由可調諧檢測器檢測的功率電平(在328)將會增加到所謂的「發射」功率電平(P1)，同樣地，對應於脈衝的信號分量反饋給該輸入端2；出現在接收的輸入信號(Si)中；並且由該隔離器12、檢測器14和A/D轉換器18檢測和集成。在步驟328檢測的發射功率值(P1)表示外界噪聲(PO)和在反饋信號(Sf)內的脈衝的矢量和。因此，對應於在接收的輸入信號Si內的脈衝的信號分量的調製功率電平(Pp)可以被確定為Pp＝P1-P0，該系統穩定性(I)被估計為I＝Pm-Pp。
如上所述的本發明的實施例意欲僅僅是示範性的。因此，本發明的範圍意在僅僅由所附的權利要求的範圍來限定。
權利要求
1.一種監控在頻轉發器的穩定性的方法，該方法包括步驟產生包括連續串行的信號脈衝的籤名信號，每個信號脈衝具有選擇的脈衝函數；經由放大器的輸出端傳送籤名信號；在傳輸連續信號脈衝之間的靜止周期期間，檢測經由該放大器的輸入端接收的、並且具有對應於選擇的脈衝函數的頻率的輸入信號分量的各個靜止功率電平；在傳輸下一個連續信號脈衝期間，檢測輸入信號分量的各個發射功率電平；和至少使用該傳送的籤名信號和該輸入信號分量的檢測的靜止和發射功率電平，來估計轉發器穩定性。
2.如權利要求1所述的方法，其中，該產生籤名信號的步驟包括選擇脈衝持續時間的步驟。
3.如權利要求2所述的方法，其中，該選擇脈衝持續時間的步驟包括以下的步驟計算噪聲量度；將計算的噪聲量度與預定的閾值噪聲值比較；和基於該比較結果，調整每個脈衝的周期數目。
4.如權利要求3所述的方法，其中，該計算噪聲量度的步驟包括使用該檢測的靜止功率電平作為噪聲量度的步驟。
5.如權利要求3所述的方法，其中，該計算噪聲量度的步驟包括至少作為該檢測的靜止功率電平和脈衝持續時間的函數來計算噪聲量度參數的步驟。
6.如權利要求2所述的方法，其中，該產生籤名信號的步驟進一步包括從多個預定的候選函數之中選擇脈衝函數的步驟。
7.如權利要求6所述的方法，其中，該選擇的候選函數被用作一組一個或多個連續信號脈衝的脈衝函數。
8.如權利要求7所述的方法，其中，該選擇脈衝函數的步驟被對於每個連續信號脈衝組重複。
9.如權利要求8所述的方法，其中，該每個連續函數是被按照預定的選擇順序從預定的候選函數組中選擇出來的。
10.如權利要求6所述的方法，其中，該選擇脈衝函數的步驟進一步包括步驟檢測在對應於該選擇的脈衝函數的頻率上是否存在過多的噪聲；和如果檢測到過多的噪聲，選擇另一脈衝函數。
11.如權利要求10所述的方法，其中，該檢測是否存在過多的噪聲的步驟包括將脈衝持續時間與預定的最大可允許脈衝持續時間比較的步驟。
12.如權利要求1所述的方法，其中，該傳送籤名信號的步驟包括將該籤名信號添加到與該轉發器的輸出端耦合的寬帶RF信號路徑的步驟。
13.如權利要求12所述的方法，其中，該將籤名信號添加到寬帶RF信號路徑的步驟包括使用籤名信號調製以下的任何一個或多個的步驟寬帶RF信號路徑的增益；和寬帶RF信號路徑的相位延遲。
14.如權利要求1所述的方法，其中，該估計轉發器穩定性的步驟包括以下的步驟計算在該檢測的靜止和發射功率電平之間的差值；和將該計算的差值與各個信號脈衝的發射功率電平比較。
15.如權利要求14所述的方法，其中，該估計轉發器穩定性的步驟是對於一組兩個或更多個連續信號脈衝的每一個重複的。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括平均轉發器穩定性的兩個或更多個連續估計的步驟。
17.一種用於監控在頻轉發器的穩定性的系統，該系統包括信號發生器，其適於產生包括連續串行信號脈衝的籤名信號，每個信號脈衝具有選擇的脈衝函數；調製器，其用於經由放大器的輸出端傳送籤名信號；可調諧的檢測器，其適於檢測經由放大器的輸入端接收的、並且具有對應於選擇的脈衝函數的頻率的輸入信號分量的功率電平，該可調諧的檢測器在傳輸連續信號脈衝之間的靜止周期期間被操作以檢測各個靜止功率電平，並且進一步在傳輸下一個連續信號脈衝期間被操作以檢測輸入信號分量的各個發射功率電平；和微控制器，其適於至少使用傳送的籤名信號和輸入信號分量的檢測的靜止和發射功率電平來估計穩定性。
18.如權利要求17所述的系統，其中，該信號發生器包括用於至少存儲該籤名信號的脈衝持續時間的存儲器。
19.如權利要求18所述的系統，其中，該脈衝持續時間包括在每個脈衝內選擇的周期數，該信號發生器被在軟體控制之下操作以計算噪聲量度；將該計算的噪聲量度與預定的閾值噪聲值比較；和基於該比較結果調整周期的數目。
20.如權利要求18所述的系統，其中，該信號發生器被操作以從多個預定的候選函數之中選擇脈衝函數。
21.如權利要求20所述的系統，其中，該選擇的候選函數被用作一組一個或多個連續信號脈衝的脈衝函數。
22.如權利要求21所述的系統，其中，不同的脈衝函數是對於每個連續的信號脈衝組選擇的。
23.如權利要求20所述的系統，其中，該信號發生器進一步被操作以檢測是否存在過多的噪聲；和如果檢測到過多的噪聲，選擇另一脈衝函數。
24.如權利要求17所述的系統，其中，該調製器包括耦合到寬帶RF信號路徑的可變增益放大器，該可變增益放大器由籤名信號控制以調製寬帶RF信號路徑的增益。
25.如權利要求17所述的系統，其中，該調製器包括耦合到寬帶RF信號路徑的相位調製器，該相位調製器是由籤名信號控制的以調製寬帶RF信號路徑的相位延遲。
26.如權利要求17所述的系統，其中，該微控制器被操作以計算在該檢測的靜止和發射功率電平之間的差值；和通過將計算的差值與各個信號脈衝的發射功率電平比較來估計穩定性。
全文摘要
一種提供在頻轉發器的穩定性估計的系統。唯一的籤名被施加在由轉發器發送的RF信號上，並且分析由轉發器接收的RF信號以檢測對應於該籤名的信號分量。該籤名信號由被靜止周期分開的順序串行的信號脈衝組成。檢測由轉發器接收的輸入信號的信號分量的各個發射和靜止的功率電平。然後，這些功率電平被用於估計系統穩定性。
文檔編號H04B7/155GK1714520SQ200380103769
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月14日 優先權日2002年11月20日
發明者倫道夫·巴拉貝爾達 申請人:斯波微無線公司