移動通訊系統的轉發器的製作方法
2023-06-01 16:39:31
專利名稱：移動通訊系統的轉發器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來放大在如可攜式電話等通訊終端和基站之間傳輸和接收到的信號的轉發器，更具體來說，是一種用於移動通訊系統的轉發器，它能適應於信號的強度或者與輸入信號的存在狀態聯繫起來地放大從通訊終端接收到的信號，然後將放大的信號傳輸到基站。
背景技術：
最近，一個使能夠用戶在運動中執行聲音電話通話和數據傳輸/接收的移動通訊系統被迅速地發展並廣泛地應用。這種移動通訊系統將通話區域分成單元單位並在每個單元單位建立起基站，因此用戶能夠通過基站執行交流。通過使用從上百赫茲到幾兆赫茲的頻率信號和考慮到通訊陰影地區比如室內的地方而建立的多個轉發器，使基站和和終端能夠傳輸和接收數據。
轉發器放大來自於基站的信號(向前方向的連結信號)並將放大的信號傳輸到終端上且放大來自終端的信號(向後方向的連結信號)並將放大的信號傳輸到基站，這樣就在基站和終端之間完成了令人滿意的數據交流。特別是，根據從基站接收到的信號的強度，轉發器探測到在基站和轉發器之間的傳輸損耗，然後根據探測到的結果調節從終端接收到的信號的放大增加，這樣就將信號強度設置在適當的水平，以便於利用轉發器將信號從終端傳輸到基站。
同時，連接在一個單位裡面，也就是一個基站裡面的轉發器的數量隨著新建高層大廈和公寓大廈的增加而被極大地增加了，這就惡化了基站的接收靈敏性。
就是說，傳統的轉發器向基站連續不斷地傳輸信號，而不考慮由於根據從基站接收到的向後方向的連結信號的強度而被放大的從終端上應用的向後方向的連結信號的存在。就是說，如果沒有來自終端的向後方向的連結信號，傳統的轉發器傳輸具有預定強度的噪音信號。因此，舉例說，如果普通的白噪音的強度是-128dBm，轉發器的向後方向連結的放大增加是60dBm，如果沒有來自終端的向後方向的連結信號，那麼大約-68dBm的噪音信號就被從轉發器傳輸到了基站。考慮到只有一個轉發器，因為從轉發器到基站的傳輸損耗大約是70--100dBm，從轉發器接收到的噪音信號的強度傳輸到終端時的最大值達到-138dBm，這些是基站可以忽略的。但是，如果連接在基站的轉發器的數量增加到超過特定的數量，接收到基站的噪音信號的數量迅速增加，所以由於噪音信號重疊等原因而增加了噪音信號的強度。噪音信號強度的增加嚴重地惡化了基站的接收靈敏性。
由於上述問題同樣發生在光學轉發器和RF轉發器中，且連接在一個基站中的轉發器的數量應該被限制在特定的數量，這樣要給用戶提供最好的電話通話質量就非常困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於移動通訊系統的轉發器，它能使由基站的噪音信號傳輸導致的接收靈敏性的惡化降到最小。
另外，本發明的另一個目的是提供一個用於移動通訊系統的轉發器，它能夠通過使需要的信號傳輸時間最小化從而使電量消耗最小化。
為了達到本發明的第一方面的目的，這裡提供一種用來放大終端和基站之間傳輸和接收到的數據的移動通訊系統的轉發器，它包括用於發送和接收發往終端或由終端發出的頻率信號的服務天線；用於放大通過服務天線接收到的頻率信號的第一放大裝置；用於向基站傳輸利用第一放大裝置被放大的頻率信號的傳輸裝置；用於產生與被輸入到第一放大裝置中的某一頻率信號成比例的增加控制信號的增加控制信號產生裝置，第一放大裝置通過由增加控制信號產生裝置產生的增加控制信號來放大輸入頻率信號。
增加控制信號產生裝置包括利用非線性增加特徵放大輸入的頻率信號的第二放大裝置和用於輸出與第二放大裝置的輸出信號相應的驅動電流的偏壓裝置。
用於被輸入到第一放大裝置中的頻率信號的延遲裝置被進一步設置在第一放大裝置的前面。
為了達到與本發明的第二方面相適應的另一個目的，這裡提供一種用來放大終端和基站之間傳輸和接收到的數據的移動通訊系統的轉發器，它包括用於發送和接收發往終端或由終端發出的頻率信號的服務天線；用於放大通過服務天線接收到的頻率信號的第一放大裝置；用於向基站傳輸利用第一放大裝置被放大的頻率信號的傳輸裝置；用於產生與被輸入到第一放大裝置中的某一頻率信號或高或低的增加控制信號的增加控制信號產生裝置，第一放大裝置根據增加控制信號被打開/關閉。
增加控制信號產生裝置包括用來輸出具有與輸入的頻率信號的強度相應的信號的結合裝置；用來放大結合裝置的輸出信號的第三放大裝置；通過比較第三放大裝置的輸出水平和特定標準水平來輸出或高或低水平的探測信號的比較部和根據比較部的輸出信號被打開/關閉並用來給第一放大裝置輸出或高或低的增加控制信號的開關部。
用於延遲輸入到第一放大裝置的頻率信號的延遲裝置被進一步設置在第一放大裝置的前面。
為更進一步理解本發明而製作的圖是與說明書、實施例聯合構成本發明的，並和說明書一起用來說明本發明原理圖1是顯示依據本發明的最佳實施例的移動通訊系統的轉發器的框圖。
圖2是對圖1中的第一放大器5的放大增加特徵的實例的說明圖表。
圖3是對圖1中的增加控制信號產生器8的具體結構的描述的圖。
圖4是對圖2中的放大器81的操作特徵的說明圖表。
圖5是顯示依據本發明的另一個實施例的移動通訊系統的另一個轉發器的框圖。
圖6是對圖1中的增加控制信號產生器8的另一個具體結構的描述的圖。
具體實施例方式
下面參考圖，結合最佳實施例，對本發明做更加詳細的說明。
此外，本發明也一樣可以應用於普通的RF轉發器和光學轉發器，但是，下面的說明是基於RF轉發器作出的。
圖1是顯示依據本發明的最佳實施例的移動通訊系統的轉發器的框圖。在圖1中，參考符號1表示用於發送和接收發往終端或由終端發出的頻率信號的服務天線，符號2表示用於發往終端或由終端發出轉發和接收數據的贈與天線。用於從要被傳輸的頻率信號分離接收到的頻率信號的第一和第二雙過濾器3和4被分別連接在服務天線1贈與天線2上。用於放大傳輸/接收頻率信號的第一和第二放大器5和6通過耦合電容器C1-C4被與雙過濾器3和4連接。天線1和2、第一和第二雙過濾器3和4及第一和第二放大器5和6與普通轉發器所採用的是完全一致的。
在上述結構中，通過服務天線1從終端接收到的頻率信號通過第一雙過濾器3被應用到第一放大器5中並被放大器5放大。被放大的頻率信號通過第二雙過濾器4和贈與天線2的方式被傳輸到基站。通過天線2從基站接收到的頻率信號通過第二雙過濾器4被應用到第二放大器6中並被放大器6放大。被放大的頻率信號通過第一雙過濾器3和服務天線1的方式被傳輸到終端。
一個直線連接器7被建立在第一雙過濾器3和第一放大器5之間的傳輸線上。直線連接器7還有設置在臨近第一雙過濾器3和第一放大器5之間的傳輸線的另一個直線(參考下文的「感應線」)。感應線的端部通過一個電阻器R1被接在地上，如下文所描述的，另一端通過一個耦合電容器C5被連接在增加控制信號產生器8上。電阻器R1被使用與增加控制信號產生器8相匹配的電阻。當通過第一雙過濾器3被從終端輸入的頻率信號經過傳輸線被傳輸到第一放大器5上的時候，在連接器7的連接線7上就產生了相應於通過傳輸線被傳輸的頻率信號水平的感應電流，然後感應電流被輸入到增加控制信號產生器8中。
增加控制信號產生器8產生了與從直線連接器7應用的信號的水平相應比例的增加控制信號，然後將增加控制信號應用到放大器5上。就是說，如果通過直線連接器7輸入的感應信號的水平由於從終端輸入的信號而是高的，那麼增加控制信號產生器8就產生用來提高第一放大器5的放大增加的增加控制信號，反之，如果通過直線連接器7輸入的感應信號的水由於沒有輸入信號而是低的，那麼產生器8就產生用來設置放大增加低的或者用來延緩放大操作的增加控制信號。
第一放大器5由用於建立適當放大增加的多個互相連接的放大器組成。放大器是由WJ通訊公司生產的比如AH1型的裝置。圖2是說明AH1型發大器的法大增加特徵的說明圖表。如果從增加控制信號產生器8上應用的偏置電壓為2.04-5V，那麼相對於具有大約70MHZ到1.7GHZ波段的輸入頻率信號，AH1型放大器具有的放大增加是大約18-10dB。如果偏置電壓低於2.0V，那麼法大增加九迅速降低了。上面描述的放大增加特徵與在另一個非AH1型裝置的放大器中顯示的是一致的。
如果從增加控制信號產生器8上應用的增加控制信號被設置成比特定的水平高，那麼第一放大器5就放大了從第一雙過濾器3種輸入的頻率信號。被放大的信號通過第二雙過濾器4和贈與天線2的方式被傳輸到基站。除此之外，如果從增加控制信號產生器8上應用的增加控制信號被設置成低於特定的水平，那麼第一放大器5的放大增加就被設置成接近0dB。就是說，第一放大器5被設置成完全非啟動狀態。在這種情況下，由於沒有放大或者輸入信號的輸出中斷，第一放大器5輸出輸入信號。
同時，圖3是描述增加控制信號產生器8的具體結構的圖。增加控制信號產生器8包括一個用於輸出具有相應於輸入頻率信號的強度的特定水平信號的原木放大器81；一個用於放大從原木放大器81輸出的水平信號的放大器82；和一個具有電阻R2和電晶體831的偏壓電路83。
原木放大器81是由Analog裝置公司生產的比如AD83 14型的裝置。原木放大器81通過結合信號產生與輸入頻率信號強度相應得特定水平的信號，並利用非線性增加特徵放大信號。
圖4時說明原木放大器81的操作特徵的圖。一般來說，如果從終端上傳輸的頻率信號被結合，被結合的信號不因為頻率信號的強度而被線性改變，而是如圖4中實曲線所描述的，具有相應於頻率信號的強度的指數函數的特徵。原木放大器81利用如虛線記述的補充增加特徵放大輸入信號，如實曲線所記述的信號強度具有的特徵。因此，原木放大器81輸出依據輸入信號的強度具有線性輸出水平的放大信號。
然後，原木放大器81的輸出信號利用放大器82被放到特定的水平並被發送到偏置電路83上。在偏置電路83上，放大器82的輸出端通過電阻R2被連接在電晶體831的底部，電晶體831發出相應於連接在第一放大器5的底部的如增加控制信號的信號水平的輸出信號。
就是說，根據從直線連接器7輸入的頻率信號的強度，通過線性驅動偏壓電路83，增加控制信號產生器8產生與輸入頻率信號水平成比例的增加控制信號。
在下文中，說明書的製作是用來說明具有上述如本發明所記載的結構的轉發器的操作。
從基站被傳送到轉發器的頻率信號通過贈與天線2的方式被輸入到第二放大器6中並以與普通的轉發器相同的方式被輸入到第二雙過濾器4中。然後，被第二放大器5放大的信號利用第一雙過濾器3和服務天線1的方式被發送到終端。
同時，包括通過服務天線1接收到的白噪音的頻率信號被通過第一雙過濾器3應用到第一放大器5上。第一放大器5基於從增加控制信號產生器8輸出的增加控制信號放大頻率信號，並通過第二雙過濾器4和贈與天線2的方式將放大的信號傳送到基站。
如果從終端傳送來的頻率信號通過服務天線1倍接收，那麼具有別特定強度更高強度的感應信號就被通過顯性連接器7感應到，並被作用到增加控制信號產生器8上。然後，增加控制信號產生器8產生具有被特定水平更高的增加控制信號，並如上面所述的偏置電壓那樣用第一放大器5供給信號。接下來，第一放大器5放大通過具有高放大增加的服務天線1輸入的頻率信號並向贈與天線2輸出放大的信號。
除此之外，如果從終端沒有接收到頻率信號，通過直接連接器7感應到並被應用到增加控制信號產生器8上的感應信號被設置成比相應於白噪音的信號強度低。然後，從增加控制信號產生器8輸出的增加控制信號的水平被設置成「0」或者接近於「0」。因此，第一放大器5的放大增加被設置成接近於0dB或者第一放大器5被設置成非驅動狀態。所以，從第一放大器5向贈與天線2輸出的信號的強度被設置成比白噪音的水平要低很多的水平。
同時，如果在從終端上不存在頻率信號的情況下，通過服務天線1的方式以外從終端上接收到頻率信號，就是說，在第一放大器5被設置成非驅動狀態的情況下，頻率信號被應用到放大增加被設置成接近於0dB的第一放大器5。同時，與輸入頻率信號強度相應成比例的感應信號被以直線連接器7感應到並被發送到增加控制信號產生器8上。然後，通過增加控制信號產生器8產生的增加控制信號將第一放大器5的放大增加設置成一個標準的狀態。
這裡，在感應信號被應用後，要從增加控制信號產生器8輸出具有比特定水平高的增加控制信號需要大約100ns的延時，而直到第一放大器5的德放大增加從0dB達到標準增加需要大約700ns的延時。因此，從終端輸入到第一放大器5上的頻率信號丟失了大約800ns部分的初始數據，沒有被傳輸到基站。
一般來說，用於從終端到底部向後方向連結的通道包括一個入口通道和一個交通通道。這裡，因為入口通道對於從終端到底部的傳輸通道信號具有優先性，所以增加控制信號產生器8和第一放大器5需要的延時可能會影響入口通道數據。但是，如果入口通道數據傳輸率被固定了，比如是4.8Kbps，那麼入口通道數據是利用為到達精確的數據傳輸和接收而分成的前序數據和容器數據來被傳輸的。這裡，因為前序數據是由四個分別具有拍長為1.25ms的前序數據組成的，前序數據的信號部分被設置成總共大約5ms。所以，由於增加控制信號產生器8和第一放大器5需要的延時相對於一個前序數據的時間較少，因此就不存在通過形成一個反常的向後方向的連結而終端不能提供標準服務的可能性。
在上述的本發明的最佳實施例中，要被傳輸到基站的信號的放大增加被設置成是可變的並與通過服務天線1接收到的頻率信號的存在是相關聯的，因此就解決了轉發器連續不斷地向基站傳輸具有比特定水平高的噪音信號的問題。
圖5是顯示依據本發明的另一個實施例的移動通訊系統的另一個轉發器的框圖。和圖1中記述的原件完全相同的原件帶有相同的參考標號，並將省略詳細的說明。
用來將通過服務天線1從終端輸入的頻率信號延遲到預定的時間的延遲電路51被設置在直線連接器7和第一放大器5之間。延遲電路51延遲頻率信號以便被作用在第一放大器5上以相應於增加控制信號產生器8和第一放大器5所需要的時間的一定時間，比如，輸出相應於被應用到增加控制信號產生器8上的感應信號的增加控制信號的延遲時間和直到第一放大器5的放大增加從0dB達到標準增加的時間。隨著本發明的最佳實施例的延遲電路51將通過直線連接器7和第一放大器5應用的頻率信號延遲了上述的預計時間，就可以解決將要從終端被傳輸的頻率信號的初始數據由於增加控制信號產生器8和第一放大器5所需要的延遲時間而不能被傳遞的問題，因此增加了本發明的轉發器的可靠性。
圖6是對圖1中的增加控制信號產生器8的另一個具體結構的描述的圖。和圖3中記述的原件完全相同的原件帶有相同的參考標號，並將省略詳細的說明。
圖6中的增加控制信號產生器8包括一個替代偏置電路83用於探測從放大器82輸出的信號的水平是高於或者是低於特定的水平的比較部84，和一個具有根據比較部84的輸出水平被打開/關閉的開關851的開關部85。在這個結構中，如果從放大器82輸出的信號比特定水平高，比如，圖1中數據通過服務天線1和雙過濾器3的方式從終端被接收到，開關部85的開關85 1被打開且具有特定水平的增加控制信號被應用到第一放大器5上。相反地，如果從放大器82上輸出的信號的水平低於預定的水平，比如，沒有從終端接收到數據，開關部85的開關851倍關閉且「0」水平的增加控制信號被應用到第一放大器上。
因此，當圖6中描述的增加控制信號產生器8被採用圖1中的結構的時候，如果存在從終端接收到的數據，第一放大器5以預定放大增加被驅動來向基站傳輸頻率信號，相反，如果不存在來自終端的數據，第一放大器5以0dB的放大增加被驅動來延緩頻率信號向基站的傳輸。
根據上述的本發明，如果不存在從終端向轉發器的信號，那麼從轉發器向基站傳輸的信號水平就被設置成較低，或者數據的傳輸被延緩，相反，如果存在從終端向轉發器接收到的信號，那麼具有標準水平的傳輸信號就被從轉發器傳遞。
因此，如果雙轉發器被連接在一個基站，那麼轉發器就不能在所有的時間被設置成驅動狀態，而是在存在傳輸信號時被有選擇地驅動，這樣就防止了由於從轉發器傳遞的噪音信號導致的基站接收靈敏度的降低。
除此之外，由於轉發器是根據傳輸信號的存在被選擇性地驅動，所以就可以降低轉發器的電力消耗。
另外，本發明不被限制在上述的實施例中，對本發明的上述最佳實施例可以做各種修改和變化。
比如，在上述的實施例中，用於基站的轉發器的放大增加是根據從終端接收到的信號的存在被設置的；但是，也可以應用增加控制方式，同時，用來根據從基站接收到的信號水平調整被傳輸到基站的信號的放大增加。
並且，在上述的實施例中，可以通過探測偏置電路83或者開關部851的輸出水平來計算轉發器的使用效率。
並且，在上述的實施例中，說明書中舉例說明使用的是RF型轉發器；但是，本發明也可以以同樣的方式被應用到普通的光學轉發器中。
除此之外，在上述圖4中描述的實施例中，可以通過結合和線性放大輸入頻率信號的水平和判別放大水平是比特定水平高或者低的方式而不採用原木放大器81來產生增加控制信號。
對本領域的技術人員來說很明顯的是，只要不背離本發明的實質和範圍，可以對本發明的移動通訊系統的轉發器作各種修改和變化。這樣的目的是本發明能覆蓋那些在本發明的權利要求範圍內或者同等範圍內所作的各種修改和變化。
權利要求
1.一種用來放大終端和基站之間傳輸和接收到的數據的移動通訊系統的轉發器，它包括用於發送和接收發往終端或由終端發出的頻率信號的服務天線；用於放大通過服務天線接收到的頻率信號的第一放大裝置；用於向基站傳輸利用第一放大裝置被放大的頻率信號的傳輸裝置；用於產生與被輸入到第一放大裝置中的某一頻率信號成比例的增加控制信號的增加控制信號產生裝置，第一放大裝置通過由增加控制信號產生裝置產生的增加控制信號來放大輸入頻率信號。
2.根據權利要求1所述的移動通訊系統的轉發器，其特徵是增加控制信號產生裝置包括利用非線性增加特徵放大輸入的頻率信號的第二放大裝置和用於輸出與第二放大裝置的輸出信號相應的驅動電流的偏壓裝置。
3.根據權利要求1所述的移動通訊系統的轉發器，其特徵是用於被輸入到第一放大裝置中的頻率信號的延遲裝置被進一步設置在第一放大裝置的前面。
4.一種用來放大終端和基站之間傳輸和接收到的數據的移動通訊系統的轉發器，它包括用於發送和接收發往終端或由終端發出的頻率信號的服務天線；用於放大通過服務天線接收到的頻率信號的第一放大裝置；用於向基站傳輸利用第一放大裝置被放大的頻率信號的傳輸裝置；用於產生與被輸入到第一放大裝置中的某一頻率信號或高或低的增加控制信號的增加控制信號產生裝置，第一放大裝置根據增加控制信號被打開/關閉。
5.根據權利要求4所述的移動通訊系統的轉發器，其特徵是增加控制信號產生裝置包括用來輸出具有與輸入的頻率信號的強度相應的信號的結合裝置；用來放大結合裝置的輸出信號的第三放大裝置；通過比較第三放大裝置的輸出水平和特定標準水平來輸出或高或低水平的探測信號的比較部和根據比較部的輸出信號被打開/關閉並用來給第一放大裝置輸出或高或低的增加控制信號的開關部。
6.根據權利要求4所述的移動通訊系統的轉發器，其特徵是用於延遲輸入到第一放大裝置的頻率信號的延遲裝置被進一步設置在第一放大裝置的前面。
全文摘要
本發明關於一種用來放大在如可攜式電話等通訊終端和基站之間傳輸和接收到的信號的轉發器，更具體來說，是關於一種用於移動通訊系統的轉發器，它能適應於信號的強度或者與輸入信號的存在狀態聯繫起來地放大從通訊終端接收到的信號，然後將放大的信號傳輸到基站。本發明的轉發器在傳輸線上給用來放大從終端接收到的頻率信號的第一放大器5設置有直線連接器7，並分離被輸入到第一放大器5上的頻率信號。增加控制信號產生器8相應於被直線連接器7分離的頻率信號的水平有比例地產生增加控制信號並將增加控制信號應用到第一放大器5上。這裡，第一放大器5把將要被傳輸到基站的頻率信號的增加水平設置成變量，或者根據增加控制信號來判定是否傳輸。
文檔編號H04B7/15GK1902839SQ200480040312
公開日2007年1月24日 申請日期2004年8月30日 優先權日2003年11月13日
發明者李基榮, 權喆 申請人:Gs電子技術有限公司