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CN1048603C - 使发射机的相位误差减至最小的方法 - Google Patents

使发射机的相位误差减至最小的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使收发信机单元的发射机(1)的相位误差最小的方法。为了能简便的快速地调整相位误差，经一个延迟装置(20)向该收发信机单元的发射机部分(1)的输入端提供一预定测试信号；该发射机部分(1)的输出信号被提供给该收发信机单元的接收机(2)；接收机(2)的输出信号与所述预定测试信号比较；根据该比较结果对该延迟装置(20)进行调整，以使该发射机(1)的相位误差减至最小。本发明还涉及一种能在本发明中使用的收发信机单元。

Description

使发射机的相位误差减至最小的方法
本发明涉及一种使收发信机单元的发射机的相位误差减至最小的方法。本发明还涉及一种发送和接收信号的收发信机单元，所述单元包括一个发射机、一个接收机和天线装置，该天线装置用于与当前位于该收发信机单元的覆盖区域内的有效无线电单元建立无线连接。
在本文中，收发信机单元指的是一个包括无线接收机和无线发射机的单元。本发明特别涉及调整发射机单元的发射机的相位误差，众所周知，鉴于这种单元制造中的情况，这种调整逐个单元地进行。然而，在实践中业已表明，由于发射机部件容许偏差引起的相位误差将不保持恒定，而是随着该发射机的使用期逐个单元地变化，因此，须对每个单元的发射机分别进行重新调整。因为这种操作需要维护人员在场，所以除了占用大量时间外，费用是昂贵的，在这一期间，该收发信机单元不能用于正常的业务操作。
本发明的目的是解决上述的问题并提供一种调整收发信机单元相位误差的方法，利用该方法能以比以前更简单和更快的方式进行收发信机单元相位误差的调整。利用本发明的方法实现了这些目的，本发明的方法其特征在于经一个延迟装置向该收发信机单元的发射机部分的输入加上预定测试信号；将该发射机部分的输出信号转换成接收机的接收频率；把该接收频率信号提供给该收发信机单元的接收机；将该接收机的输出信号与所述预定测试信号比较；根据比较的结果，以使发射机相位误差最小的方式调整该延迟装置。
本发明还涉及一种能使用本发明方法的收发信机单元。本发明的收发信机单元的特征在于，它包括一个其内存有测试数据的存储装置；一个延迟装置，它连接到发射机的输入端并经它把数据提供给该发射机：用于将由发射机提供的并根据存储在存储装置中的测试数据生成的测试信号从发射频率转换成接收频率的一个混合装置，该混合装置的输出端被连接到接收机的输入端，以提供该接收频率测试信号；以及一个控制装置，用于经该延迟装置将存储在存储装置中的测试数据提供给该单元的发射机，和将该接收机的输出信号与存储装置中存储的测试数据比较，以及根据上述的比较调整所述延迟装置，以便使所述输出信号与所述存储的测试信号之间的差值减到最小。
本发明基于这样的思想，亦即收发信机单元具有能自动地调整发射机相位误差的装置，而无需任何专门的维护操作。本发明的方法和收发信机单元的最大优点是其不必在制造阶段对该收发信机单元的相位误差分别地调整，从而简化了该单元的制造过程，和因为通过设置在该收发信机单元中的自动调整装置能不断地对相位误差进行调整，所以该单元的老化不会对相位误差产生影响。
在本发明的收发信机单元的一个优选实施例中，该单元包括使用正交调制发送两个信号的装置。这样，可以通过改变这两个被发送的信号的相互相移实现使该收发信机单元相位误差减到最小程度。这意味着当这两个被发送的信号之一通过该可控制的延迟装置时能够实现充分的调整。
本发明的方法和收发信机单元的优选实施例在所附的从属权利要求2-3和4-8中公开了。
本发明将通过其优选实施例之一并参考附图(图1)进行更详细地描述。
图1示出了本发明的收发信机单元的一个优选实施例的方框图。
图1示出了在一FDMA/TDMA型(频分多址/码分多址)频分和时分系统中工作的基站的收发信机单元，如GSM系统，该收发信机单元能够通过天线3和4与当前位于该基站的无线覆盖区域内的工作的无线单元建立无线联系。GMS系统的结构和工作情况已在例如“用于移动通信的GMS系统”(M.mouly & M-BPautet，Palaiseau，France，1992，ISBN：2-95071900-7)一文中描述了，因此这里将不对它们作进一步的描述。
图1所示的收发信机单元包括能够通过被集成在该单元中的环路自动地测试其发射机1的相位误差的装置。这种类型的环路被集成在基站中使用的每个收发信机单元中。
当一个工作电压连接到该单元或该单元被引到特定测试状态时，包括在该单元的基带部分5中的控制逻辑8的工作使得存储在存储器9中的测试数据提供给该发射机1的输入端。由于图1中所示的发射机单元包括使用正交调制以公知方式发送两个信号(I和Q)的装置，所以该控制逻辑8的工作使得测试信号被分别提供给I支路11和Q支路12两者的移位寄存器20和21。如从该图可看出，一个时钟脉冲CLK也被提供给移位寄存器20和21。从移位寄存器20和21的输出获得的信号经设置在支路11和12中的D/A(数/模)转换器13被提供给设置在发射机1中的混频器14a和14b，其中利用一个振荡器LO对测试信号执行正交调制。当I支路和Q支路的信号被组合并转换成该发射机1的发射频率时，将被发射的信号在输出级15被放大。
混频器17经一个定向耦合器16连接到发射机1的输出。在该混频器中，通过在测试期间该振荡器LO的工作，该测试信号被转换成接收频率，所述振荡器通过RF开关18由控制单元8控制。
一个定向耦合器19连接到混频器17的输出，接收频率信号经该耦合器被加到接收机2的输入端。接收机2使用振荡器LO和混频器2a及2b对加到I和Q支路的信号解调，解调之后，该接收机2的输出信号经设置在该单元的基带部分5中的A/D(模/数)转换器6提供给一个测量单元7，该测量单元将接收的测试信号与存储在存储装置9中的测试数据进行比较，并根据该比较结果计算误码率(BER)。
如果计算得到误码率超过了一预设值，则控制装置8调整由移位寄存器20或移位寄存器21对信号传输产生的延迟，以这样一种方式进行：经I支路11和Q支路12提供的两信号之间的相位差改变，从而使发射机1的整个相位误差改变。于是，通过仅对移位寄存器20和21之一进行调整就能在发射机的相位误差方面产生充分的变化。这种相位差的改变在实际中例如可以按±0.5°的等级来实现，然而该相位差最好是不超过大约±0.5°。在这之后，上述的测试周期被重复，直到计算的误码率达到该预设值为止，从而使发射机1的相位误差处于最小时的移位寄存器20和21的“延迟值”存储在存储器9(memory chart)中。
在正常业务使用期间，由发射机单元发送的数据经过移位寄存器20和21，由此这两个移位寄存器根据存储在存储器9中的数值延迟发生在由控制单元8的工作的I支路和/或Q支路中。
以上描述和附图仅是为了对本发明的收发信机单元的优选实施例进行说明，而并不限制本发明。在细节上，本发明的方法和收发信机单元可以在所附权利要求的范围内变化。虽然本发明作为FD-MA/TDMA无线系统的一部分已在上面进行了描述，但是，很明显本发明的方法和收发信机单元也可以使用在其它类型的无线系统中。

Claims (8)

1.一种使收发信机单元的发射机的相位误差减至最小的方法，其特征在于：
经一个延迟装置(20)向该收发信机单元的发射机部分加上预定测试信号；
将该发射机部分(1)的输出信号转换成接收机(2)的接收频率；
把该接收频率信号提供给该收发信机单元的接收机(2)；
将该接收机(2)的输出信号与所述测试信号比较；和
根据比较的结果，以使发射机相位误差减至最小的方式调整该延迟装置(20)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过计算误码率来实现该接收机(2)的输出信号与预定测试信号的比较，从而调整延迟装置(20)以使该误码率最小。
3.一种用于发送和接收信号的收发信机单元，所述单元包括一个发射机(1)、一个接收机(2)和用于与当前位于该收发信机单元的覆盖区域内的工作的无线单元建立无线联系的天线(3、4)，其特征在于，该单元包括：
一个存储装置(9)，其中存有测试数据，
一个延迟装置(20)，它连接到发射机(1)的输入并经它把数据提供给该发射机；
用于将由发射机(1)提供并根据存储在存储装置(9)中的测试数据生成的测试信号从发射频率转换成接收频率的一个混频装置(17)，该混频装置(17)的输出被连接以把该接收频率测试信号提供到接收机(2)的输入端；和
一个控制装置(8)，用于经该延迟装置(20)将存储在存储装置(9)中的测试数据提供给该单元的发射机(1)，和将该接收机(2)的输出信号与存储装置(9)中的测试数据比较，以及根据上述的比较调整所述延迟装置(20)，以便使所述输出信号与所述存储的测试信号之间的差值减至最小。
4.根据权利要求3的收发信机单元，其特征在于，控制单元(8)通过计算接收机(2)的输出信号与存储在存储装置(9)中的测试数据之间的误码率执行所述的比较。
5.根据权利要求3或4的收发信机单元，其特征在于，所述单元是TDMA/FDMA系统的一个收发信机单元，该单元的基带部分(5)的帧单元起着存储装置(9)的作用。
6.根据上述权利要求3-5中任一个权利要求的收发信机单元，其特征在于，所述单元包括发送使用正交调制的两个信号的装置，通过利用该延迟装置(20)以这种方式调整这两个信号之间的相位差使发射机(1)的相位误差减至最小，使所述输出信号和所述存储的测试信号之间的差值减至最小。
7.根据权利要求6的收发信机单元，其特征在于，所述信号之间的相移能通过延迟装置(20)改变大约±5°。
8.根据上述权利要求3-7中任一个权利要求的收发信机单元，其特征在于，延迟装置(20)包括一个移位寄存器，该相移最好可以大约0.5°的等级变化。
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