Область техники
Настоящее изобретение в основном имеет отношение к схеме регулировки условия для радиопередатчиков, а более конкретно, к схеме регулировки усиления радиопередатчика, предназначенного для передачи промодулированных сигналов в виде дискретных пакетов.
Предшествующий уровень техники
Система связи предназначена для передачи информации (в дальнейшем это понятие определяется как "информационный сигнал") между двумя или более объектами; эта система, как минимум, содержит передатчик и приемник, связанные между собой каналом связи.
Система радиосвязи - это система связи, в которой канал передачи информации содержит радиочастотный канал, характеризующийся определенным диапазоном частот, выделенным для такой связи.
Передатчик, который является частью системы радиосвязи, содержит схему для такого преобразования информационного сигнала, после которого его можно передавать по радиочастотному каналу. Такая схема содержит блок модуляции, с помощью которого производится модуляция сигнала. При этом передаваемый информационный сигнал преобразуется в радиочастотное электромагнитное колебание.
Радиочастотное электромагнитное колебание, на которое налагается информационный сигнал, представляет собой сигнал радиочастоты, соответствующий частотному диапазону данного радиочастотного канала, по которому и производится передача информации. Радиочастотное электромагнитное колебание обычно называется "сигналом несущей", а радиочастотное электромагнитное колебание, промоделированное информационным сигналом, обычно называют промоделированным сигналом.
Для наложения информационного сигнала на сигнал несущей и получения промоделированного сигнала используются различные схемы модуляции. Так например, для получения промодулированного сигнала применяется амплитудная модуляция, частотная модуляция, фазовая модуляция и комбинации всех указанных схем модуляции, с помощью которых информационный сигнал налагается на сигнал несущей.
Системы радиосвязи имеют то преимущество, что в них отсутствует непосредственная физическая связь между передатчиком и приемником; после того как информационный сигнал будет представлен в виде промодулированного сигнала, его можно передавать на большие расстояния.
Система двусторонней радиосвязи - это система радиосвязи, подобная описанной выше системе радиосвязи; но она обеспечивает как передачу информации в какое-либо место, так и передачу информации из этого места. Очевидно, что в каждом месте такой системы двусторонней радиосвязи имеются как передатчик, так и приемник. Находящиеся в одном месте передатчик и приемник обычно размещаются в блоке, называемом приемопередатчиком радиостанции или просто приемопередатчиком.
Обычно приемопередатчики, предназначенные для работы в системах двусторонней связи, передают промодулированный сигнал по первому радиочастотному каналу и принимают промодулированный сигнал, передаваемый по второму радиочастотному каналу. Поскольку передаваемые такими приемопередатчиками сигналы поступают по разным каналам, то возможна одновременная двусторонняя связь между двумя и более приемопередатчиками. При этом по каждому из двух радиочастотных каналов производится непрерывная передача сигналов, что и обеспечивает двустороннюю связь. Такая двустороння связь обычно называется дуплексным режимом работы приемопередатчика.
Для такой двусторонней связи были выделены определенные диапазоны электромагнитного частотного спектра. Например, для систем сотовой связи в США выделен частотный диапазон в интервале 800-900 МГц. В частном диапазоне, в котором могут работать несколько сотовых радиотелефонов (схемы которых соответствуют схеме приемопередатчика), было выделено несколько радиочастотных каналов.
Обычно приемопередатчики, работающие в сотовых системах связи, вырабатывают промодулированные сигналы и применением устройств частотной модуляции. Другой частотный диапазон был выделен для беспроволочных радиотелефонов, схемы которых соответствуют иной схеме приемопередатчика.
Широкое распространение таких систем двусторонней связи привело к повышению запросов на доступ к ограниченному числу радиочастотных каналов, выделенных для таких систем связи. Поэтому были разработаны устройства, которые позволили более эффективно использовать выделенные для этих целей частотные диапазоны.
В ряде таких устройств применяется модуляция закодированных информационных сигналов. При этом сигнал становится более компактным и его можно передавать более эффективно, т.е. то же количество информации за более короткое время. Кроме того, промодулированный таким способом сигнал можно передавать не только непрерывно, но и в виде дискретных пакетов.
Один из примеров таких устройств рассмотрен в патенте США N 4.592.073.
В указанном патенте описан блок управления сигналами для системы передачи пакетов импульсов, содержащей компаратор для приема сигналов управления пакетами импульсов с генератора сигнала управления пакетами импульсов, а также выходного сигнала с детектора огибающей и для генерирования разностного сигнала. Разностный сигнал прикладывается к аттенюатору, предусилителю или нелинейному усилителю мощности для приема модулированной несущей с возможностью осуществления управления коэффициента затухания аттенюатора, либо коэффициента усиления усилителя, причем форма выходного сигнала, снимаемого с нелинейного усилителя анатогична форме сигнала управления пакетами импульсов, снимаемого с соответствующего генератора.
Для оптимального использования имеющегося частотного спектра желательно модулировать как фазу, так и амплитуду сигнала. Одним из таких устройств, которое производит кодирование информационного сигнала, является устройство для квартернарной фазовой манипуляции со сдвигом фазы сигнала (на π/4/π/4-QPSK). Полезная информация в промодулированном таким устройством сигнале содержится в фазе сформированного сигнала.
Однако быстрые изменения фазы, связанные со скоростью передачи данных в таких системах связи, приводят к большим девиациям частоты промодулированных сигналов, что в свою очередь сказывается на ширине частотных каналов. Поэтому для повышения эффективности использования частотного спектра полосу частот модулирующих сигналов ограничивают (фильтруют), из-за чего значительно возрастают колебания амплитуд промодулированных сигналов.
Сигнал, преобразованный устройством для π/4-QPSK, можно передавать дискретными пакетами данных. При пересылке указанных сигналов дискретными пакетами можно на одной и той же частоте передавать более одного сигнала. Такой способ передачи информации называется параллельным доступом с временным разделением каналов (TDMA).
Но поскольку амплитуда сигнала, преобразованного устройством для π/4-QPSK, оказывает воздействие на ширину полосы, то необходимо позаботиться об усилении такого сигнала. Поэтому в радиопередатчик должен входить усилитель, который будет усиливать промодулированный сигнал до его передачи.
Схема регулировки усиления является частью многих радиопередатчиков. С помощью такой схемы изменяется уровень промодулированного сигнала, передаваемого радиопередатчиком; обычно такая схема содержит усилитель для усиления поступившего в нее промодулированного сигнала. Для изменения коэффициента усиления усилителя (т.е. для регулирования усиления усилителя) можно уровень усиленного промодулированного сигнала, передаваемого радиопередатчиком.
Схему регулировки усиления можно выполнить таким образом, чтобы с ее помощью определять среднюю мощность сигнала, преобразованного устройством π/4-QPSK, и зная это среднее значение, соответственно регулировать усиление промодулированного сигнала. Но из-за наличия составляющих амплитудной модуляции при измерении средней мощности необходимо определять уровень промодулированного сигнала в течение некоторого времени. Такой период необходимого времени, предшествующий определению нужного усиления промодулированного сигнала, препятствует точному измерению нужного усиления этого сигнала. Это препятствие сохраняется на время длительности периода необходимого временя и определения нужного усиления.
При использовании обычной схемы регулировки усиления в радиопередатчике, с помощью которого дискретными пакетами передаются амплитудно-модулированные сигналы, нет необходимости определять коэффициент усиления усилителя в течение времени, соответствующего начальному дискретному пакету, с помощью которого производится передача промодулированного сигнала.
Если же первоначальный уровень усиления все-таки определяется, то его оценка может оказаться неточной, так как она основана на определении ряда недостаточно важных параметров.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена задача создания способа и устройства регулировки усиления для быстрого определения нужного усиления промодулированного сигнала.
Поставленная задача решается тем, что предлагается схема регулировки усиления для изменения коэффициента усиления усилителя радиопередатчика.
В этом же изобретении предлагается схема регулировки усиления для радиопередатчика, в котором формируются амплитудно-модулированные сигналы в виде дискретных пакетов.
В настоящем изобретении предлагается также улучшенный способ изменения коэффициента усиления усилителя радиопередатчика.
Согласно настоящему изобретению раскрыта схема регулировки усиления для радиопередатчика. Последний предназначен для формирования информационного сигнала в дискретных пакетах, в которых информационный сигнал, передаваемый по меньшей мере в одном из дискретных пакетов, содержит предопределенную последовательность данных. При этом усилитель с переменным усилением, который является частью схемы радиопередатчика, используется для получения усиленного сигнала в тех дискретных пакетах, в которых содержится информационный сигнал.
При этом производится измерение уровня усиленного сигнала и генерируется сигнал, определяющий измеренное значение. Производится также определение тех значений времени, в течение которых усиленный сигнал, выданный усилителем с переменным усилением, содержит предопределенную последовательность данных. Определяются параметры огибающей усиленного сигнала, по меньшей мере, в течение времени, когда усиленный сигнал, полученный в усилителе с переменным усилением, содержит предопределенную последовательность данных. В зависимости от измеренных значений параметров огибающей усиленного сигнала изменяется коэффициент усиления усилителя с переменным усилением.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает упрощенную схему, которая характеризует соотношение между промодулированным сигналом, полученным обычным способом амплитудной гармонической модуляции, и промодулированным сигналом, полученным с помощью способа, обеспечивающего передачу промодулированных сигналов дискретными пакетами.
Фиг. 2 - общий вид временного интервала (сегмента), представляющего часть промодулированного сигнала.
Фиг. 3A и 3B - общий вид, аналогичный приведенному на фиг. 2, временного интервала, представляющего формат определенной системы связи.
Фиг. 4 - огибающую во временном интервале, представленную с сегментом на фиг. 3а, при этом огибающая соответствует сигналу, преобразованному устройство для π/4-QPSK.
Фиг. 5 - графическое представление сигнала, подобного приведенному на фиг. 4, при этом приводится в расширенном виде часть огибающей, показанная на фиг. 4.
Фиг. 6 - графическое представление усиленной усилителем огибающей и огибающей с тем уровнем, который должен быть при нужном уровне усиления.
Фиг. 7 - упрощенную блок-схему устройства для регулировки усиления в первом предпочтительном варианте настоящего изобретения.
Фиг. 8 - блок-схему устройства для регулировки усиления во втором предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 9 - блок-схему приемопередатчика второго предпочтительного варианта выполнения настоящего изобретения, в котором содержится устройство для регулировки усиления, приведенное на фиг. 8.
Фиг. 10 - логическую схему последовательности операций при реализации способа, предложенного в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления изобретения
При работе обычного радиопередатчика промодулированный сигнал передается непрерывно по каналу передачи информации в виде амплитудно-модулированного колебания. В обычном приемопередатчике, который содержит радиоприемник и радиопередатчик, промодулированный сигнал получают таким же способом амплитудной гармонической модуляции и передают его непрерывно.
Промодулированный сигнал, передаваемый приемопередатчиком (и принимаемый приемным устройством того же приемопередатчика), также непрерывно передается по каналу передачи. Поскольку промодулированный сигнал передается (и принимается) обычным приемопередатчиком непрерывно, то для обеспечения двусторонней связи с помощью такого приемопередатчика необходимо иметь два канала передачи.
В последнее время резко возросло число систем радиосвязи с применением приемопередатчиков в виде сотовых радиотелефонов. Выделенные для этой связи частотные диапазоны временами сильно загружены, что ограничивает возможность дальнейшего расширения таких систем связи. Был разработан ряд устройств, которые позволяют более эффективно использовать те частотные диапазоны, которые выделены для таких целей.
В частности, были разработаны схемы модуляций для кодирования и модуляции информационных сигналов, обеспечивающие передачу промодулированных сигналов по каналу связи в виде дискретных пакетов. Два или несколько радиопередатчиков, предназначенных для передачи промодулированных сигналов такими дискретными пакетами, могут передавать указанные сигналы по одному каналу передачи до тех пор, пока промодулированный сигнал, выданный одним из радиопередатчиков, не перекроет некоторый временной интервал. При помощи такого способа передачи информации можно повысить пропускную способность существующих, выделенных для такой связи частотных диапазонов.
На фиг. 1 схематически показано соотношение между промодулированным сигналом, полученным амплитудной гармонической модуляцией (в данном случае при помощи средства частотной модуляции), и промодулированным сигналом, который получают способом, обеспечивающим его передачу дискретными пакетами.
В верхней части фиг. 1 приведены расположенные последовательно блоки 100, 106 и 112, а вписанные в них кривые - это колебания, полученные при помощи обычного способа амплитудной гармонической модуляции, в данном случае при помощи частотной модуляции.
Обычный радиопередатчик, предназначенный для генерации и передачи таких промодулированных сигналов, передает их непрерывно во время передачи информации. А поскольку передача происходит непрерывно, то для обеспечения передачи промодулированного сигнала необходимо выделить один канал передачи данных. То же самое можно сказать о приемнике обычного приемопередатчика, который принимает промодулированный сигнал, полученный обычным способом амплитудной гармонической модуляции.
На фиг. 1 в соотношении 3:1 показано информационное наполнение в виде тех колебаний, которые приведены в блоках 100, 106 и 112 и соответственно отображены в блоках 150A, 156A и 162A. Изображенные в блоках 150A, 156A и 162A сигналы представляют передаваемые промодулированные колебания в дискретных пакетах и представляют ту информацию, которая содержится в блоках 100, 106 и 112. После кодирования эту информацию можно передавать дискретными пакетами, содержащими те колебания, изображения которых приведены в блоках 150A, 156A и 162A.
Поскольку блоки 150B, 150C, 156B, 156C, 162B и 162C колебаний не содержат, то они представляют те временные интервалы, в течение которых дискретными пакетами можно передавать другие сигналы.
При передаче промодулированных сигналов дискретными пакетами с помощью радиопередатчика большое значение имеют временные соотношения и синхронизация. Одновременная передача промодулированных сигналов по одному каналу связи не может происходить без их взаимной интерференции. Кроме того, радиоприемник, принимающий дискретные пакеты промодулированных сигналов, должен получать информацию, позволяющую определять, какие из принятых в дискретных пакетах сигналы нужно демодулировать, а какие из них пропускать.
Во время преобразования информационного сигнала для представления его в компактной форме в кодируемый сигнал вводится информация о синхронизации. Такая информация может быть представлена, например, в виде предопределенной последовательности данных. Промодулированный сигнал, который формируется и передается радиопередатчиком, в виде дискретных пакетов поступает в приемник. В то же время информация о синхронизации, которая является частью одного или нескольких промодулированных сигналов и передается дискретными пакетами, используется радиоприемником для синхронизации и установления временных соотношений.
На фиг. 2 схематически показан формат промодулированного сигнала, который передается во временном интервале, соответствующем одному дискретному пакету; иногда этот интервал называют "сегментом" (на этой фигуре он обозначен числом 200). Сегмент 200 представляет промодулированный сигнал, генерируемый в течение временного интервала, соответствующего блоку 150A, 1566A или 162A на фиг. 1.
Как видно на фиг. 2, сегмент 200 имеет часть 206 с предопределенной последовательностью данных и информационную часть 212. Часть 206 находится в левой стороне сегмента 200, и такое расположение типично "для предварительной обработки данных" сегмента. Часть 206 с предопределенной последовательностью данных может содержать различные виды данных, что определяется нормативами той системы, с помощью которой происходит передача сигналов.
Например, если сегмент 200 содержит промодулированный сигнал, представляющий начальную часть передаваемого сигнала (например, в виде части промодулированного сигнала, находящегося в блоке 150A на фиг. 1), то характеристики и длина части 206 с последовательностью данных может отличаться от сегмента, содержащего другую часть передаваемого сигнала (например, в виде промодулированного сигнала, находящегося в блоке 156A или 162A, приведенных на фиг. 1).
На фиг. 3A, подобно фиг. 2, схематически изображен формат сегмента, обозначенного числом 250, в котором находится часть промодулированного сигнала. Но сегмент 250 представляет тот формат, который применяется в определенной системе связи. В частности, он соответствует сотовой системе связи, которая подробно описана в японском стандарте RCR STD-27 на цифровую систему связи. Сегмент 250 содержит начальный блок 254, части 256A, 256B, 256C и 256D с определенной последовательностью данных и информационные части 262A и 262B.
Начальный участок 254 этого сегмента обычно называется участком "быстрого изменения" (он обозначен буквой R), а находящаяся в нем часть информации промодулированного сигнала пропускается. Часть 256A с предопределенной последовательностью данных характеризует "преамбулу" сегмента (обозначена буквой P); часть 256B с определенной последовательностью данных представляет "слово синхронизации" сегмента (обозначена буквами SW); часть 256C с предопределенной последовательностью данных представляет "цветовой код" сегмента (обозначена буквами CC); часть 256D с предопределенной последовательностью данных представляет "захват флага" сегмента (обозначена буквами SF) и, наконец, часть 256E с предопределенной последовательностью данных представляет "канал управления медленным воздействием" сегмента (обозначена буквами SAACH).
Информационные части 262A и 262B сегмента содержат информационные сведения информационного сигнала, которые кодируются так, чтобы представлять часть промодулированного сигнала, введенного в сегмент 250. Информационные части участков 262A и 262B соответствуют информационной части 212 промодулированного сигнала сегмента 200, приведенного на фиг. 2.
На фиг. 3B, подобно фиг. 3A, схематически изображен формат сегмента, обозначенного числом 300, в котором находится часть промодулированного сигнала. На фиг. 3B сегмент 300 представляет формат другой определенной системы связи - формат сегмента промодулированного сигнала, который формируется в цифровой сотовой системе связи, предназначенный для персональной сети связи; она подробно описана в японском стандарте RCR STD-28 на цифровую беспроволочную связь.
Приведенный на фиг. 3B сегмент 300 промодулированного сигнала содержит начальный блок 304, части 306A, 306B и 306C с определенной последовательностью данных и информационную часть 312 сегмента.
Начальный участок 304, подобный начальному участку 254 сегмента 250 промодулированного сигнала на фиг. 3A, обычно называется участком "быстрого изменения" (он обозначен буквой R), а находящаяся в нем информация промодулированного сигнала, помещенного в сегмент 300, пропускается.
Участок 306A сегмента с предопределенной последовательностью данных представляет "начальный символ" сегмента (обозначен буквами SS); часть 306B с предопределенной последовательностью данных характеризует "преамбулу" сегмента (обозначена буквой P); часть 306C с предопределенной последовательностью данных представляет "слово синхронизации" сегмента (обозначена буквами SW). Информационная часть 312 сегмента содержит информационные данные информационного сигнала, которые кодируются так, чтобы представлять часть сегмента 300.
Сегменты 250 и 300 - это два примера особых форматов, которые могут соответствовать более общему формату сегмента 200, приведенного на фиг. 2. Характерной особенностью этих форматов является наличие предопределенной последовательности данных, которые входят в определенные части этих сегментов. В качестве примера необходимо отметить, что участки 256A и 306B в соответствующих сегментах 250 и 300 могут содержать последовательность данных вида 1001.
В схеме регулирования усиления предпочтительного варианта настоящего изобретения используются существующие предопределенные последовательности данных, например последовательность вида 1001, которая входит в преамбулы 256A и 306B сегментов. Это позволят быстро определять необходимый коэффициент усиления усилителя, входящего в блок радиопередатчика. И хотя некоторая часть предопределенной последовательности данных и может меняться в зависимости от конкретного применяемого в данной системе связи формата, тем не менее фактически каждая система связи, содержащая радиопередатчики для передачи промодулированных сигналов дискретными пакетами, использует некоторые виды предопределенных данных, которые вводятся в по меньшей мере один из сегментов, передаваемый в одно из дискретных пакетов.
На фиг. 4 показана огибающая колебания части промодулированного сигнала, введенного в сегмент так, как показано на фиг. 2 применительно к сегменту 200. На фиг. 4 ось ординат 350 представляет шкалу единиц мощности (например ватты или вольты), а ось абсцисс 356 - это шкала времени, измеряемого, например, в секундах. Огибающая 362 соответствует сегменту, например сегменту 200 на фиг. 2, и представляет график зависимости о времени связанных с мощностью величин.
Огибающая 362 представляет дискретный сигнал, преобразованный устройством для π/4-QPSK/π/4-DQPSK/, который определяется сегментом с участком предопределенных последовательных данных и информационным участком. Участок предопределенных последовательных данных - здесь это последовательность вида 1001, промодулированная и закодированная при помощи модулятора для получения дискретных сигналов, преобразованных устройством для π/4- DQPSK - находится в левой части огибающей. Поскольку эта часть промодулированного сигнала, а следовательно и огибающая этого сигнала предопределена, т.е. детерминирована, то принимающий такой сигнал приемник способен определять наличие указанных последовательных данных.
График на фиг. 5 аналогичен приведенному на фиг. 4, но в данном случае абсцисса имеет более широкую шкалу времени. Ось ординат 400, как и на предшествующем чертеже, представляет шкалу единиц мощности, а ось абсцисс 406, по-прежнему, представлена в единицах времени. Огибающая 412 - это расширенная часть огибающей 362 на фиг. 4. Здесь огибающая 412 представляет последовательность данных, определяющих часть огибающей 362, приведенной на фиг. 4. Поскольку часть с последовательностью данных детерминирована, то принимающий такой сигнал приемник способен определить наличие таких предопределенных данных.
Промодулированный сигнал, преобразованный в передаваемые дискретными пакетами сегменты, до его передачи усиливается в усилителе радиопередатчика. Усиленный промодулированный сигнал, выдаваемый усилителем радиопередатчика, можно представить в виде колебаний, приведенных на фиг. 4 и 5. Измерение мощности этого сигнала достаточно просто производится при помощи обычного устройства, например диодным детектором мощности. Затем значение мощности действительного усиленного промодулированного сигнала сравнивается с соответствующей мощностью, которую должен иметь требуемый усиленный промодулированный сигнал; такое сравнение возможно, поскольку мощность требуемого усиленного промодулированного сигнала детерминирована.
Характеристикой мощности может быть любая огибающая усиленного промодулированного сигнала. Огибающая такого сигнала в некотором интервале времени представляет лишь среднюю мощность усиленного промодулированного сигнала. Поскольку часть предопределенной последовательности данных сегмента определена, то оказывается определенной и огибающая этой части промодулированного сигнала. Можно также определить отношение максимальной и средней мощностей этой огибающей и сравнить указанное отношение действительного усиленного промодулированного сигнала с отношением максимальной и средней мощности, которое должно быть у требуемого усиленного промодулированного сигнала.
Поскольку огибающая части сегмента, в которой находится часть предопределенной последовательности данных детерминирована, то можно определить корреляционную зависимость между действительным и желательным уровнями промодулированных сигналов, для чего определяют лишь максимальную мощность действительного усиленного промодулированного сигнала. В зависимости от значения этой корреляции меняется коэффициент усиления усилителя, для обеспечения соответствующего усиления промодулированного сигнала и получения усиленного промодулированного сигнала нужного уровня.
На фиг. 6 приведен график, подобный графику мощности на фиг. 4. Здесь мгновенные значения мощности, выраженные в милливаттах и приведенные на оси ординат 478, являются функцией времени, приведенной на оси абсцисс 456. Огибающая 462, приведенная в системе координат с осями 478 и 456, представляет часть сегмента, содержащего предопределенную последовательность данных, характеризующих требуемый уровень сигнала. Изображенная пунктирной линией кривая 466 представляет огибающую части сегмента, содержащего предопределенную последовательность данных действительного усиленного промодулированного сигнала.
Максимальное значение мощности огибающей 462 отмечено точкой 472 на оси ординат 478; точно так же максимальное значение мощности огибающей 466 отмечено точкой 450 на той же оси ординат. Действительное и необходимое значения максимальной мощности указанных огибающих 462 и 466 могут быть коррелированы. В зависимости от их корреляции коэффициент усиления усилителя радиопередатчика можно изменить с тем, чтобы выдаваемый усилителем сигнал имел необходимый для данного случая уровень.
Приведенные на фиг. 6 кривые соответствуют тому случаю, когда действительный усиленный промодулированный сигнал имеет мощность больше необходимой. Поэтому в соответствии с коэффициентом корреляции действительного и требуемого уровней мощности коэффициент усиления усилителя радиопередатчика следует уменьшить.
На блок-схеме на фиг. 7 числом 500 обозначена схема регулировки усиления первого предпочтительного варианта изобретения. В схеме 500 производится сравнение уровня сигнала с предопределенной последовательностью данных первого сегмента промодулированного сигнала, усиленного усилителем с переменным усилением, с уровнем сигнала с такой же предопределенной последовательностью данных сегмента, усиленного до необходимого в данном случае уровня. Поскольку предопределенная последовательность данных имеет известный уровень --, то уровни сигналов промодулированной части сегмента, содержащего фактически выданную предопределенную последовательность данных, можно сравнивать с уровнями сигналов, соответствующих той части предопределенной последовательности данных сегмента, которые усилены до необходимого уровня. После такого сравнения при передаче первого сегмента можно изменить коэффициент усиления усилителя с переменным усилением.
Промодулированный сигнал, образующий передаваемые в виде дискретных пакетов сегменты, по цепи 506 подается в усилитель с переменным усилением 512. Последний усиливает поступивший в него промодулированный сигнал и подает его в цепь 518.
По цепи 518 в детектор уровня сигнала 546 поступает усиленный промодулированный сигнал. После детектирования сигнала указанный блок по цепи 550 выдает значения мощности усиленного промодулированного сигнала, поступившего по цепи 518. По цепи 550 сигнал поступает в детектор параметров огибающей 562, где определяется мощность, соответствующая уровню сигнала, поступившего по цепи 550.
В предпочтительном варианте вычисления настоящего изобретения детектор 562 определяет максимальный уровень мощности, соответствующий предопределенной последовательности данных первой части сегмента промодулированного сигнала. По цепи 566 детектор огибающей 562 выдает сигнал, характеризующий полученное значение.
Запоминающий элемент 570 хранит значение мощности сегмента, усиленной до необходимого уровня. Это значение соответствует тому, которое определено детектором 562. Определяющий это значение сигнал по цепи 574 поступает в компаратор 578. Выданный детектор огибающей 562 сигнал по цепи 566 также поступает в компаратор 578.
В компараторе 578 происходит сравнение уровней сигналов, поступающих по цепям 566 и 574, и по цепи 582 выдается сигнал, соответствующий операции сравнения. Цепь 582 подключена к регулятору усиления 586, который до цепи 590 подает сигнал в усилитель с переменным усилением 512. Поступивший по цепи 590 в усилитель 512 сигнал изменяет его коэффициент усиления. Сигнал, выданный регулятором усиления 586 по цепи 590, способен повысить, уменьшить или оставить неизменным коэффициент усиления усилителя 512.
В приведенной на фиг. 7 блок-схеме имеется таймер 594, подключенный к детектору уровня сигнала 546, к детектору огибающей 562, к запоминающему элементу 570 и к регулятору усиления 586. В таймере 594 вырабатывается сигнал, который вызывает срабатывание детекторов 546 и 562 и принуждает запоминающий элемент 570 выдать сигнал в цепь 574. Это происходит в течение времени, когда предопределенная последовательность данных части промодулированного сигнала подается по цепи 506, и следовательно, по цепи 518. В результате происходит срабатывание детекторов 546 и 562, запоминающего элемента 570 и регулятора усиления 586 в тот момент, когда по цепи 506 подается предопределенная последовательность данных.
На фиг. 8 числом 600 обозначена схема регулировки усиления предпочтительного варианта выполнения изобретения. В данном случае промодулированный сигнал, выданный блоком модуляции радиопередатчика и образующий сегменты дискретно предаваемых пакетов, поступает в усилитель с переменным усилением. Как видно на чертеже, промодулированный сигнал подается в цепь 606 и поступает в усилитель с переменным усилением 612.
Усилитель с переменным усилением 612 по цепи 618 выдает усиленный промодулированный сигнал, который в данном случае поступает в преобразователь частоты 622. Хотя здесь и не показано, но в преобразователь 622 подается также сигнал возбуждения той частоты, которая обеспечивает необходимое преобразование частоты с понижением. Преобразователь частоты 622 выдает сигнал повышенной частоты, который по цепи 626 поступает в усилитель мощности 630, где и подвергается соответствующему усилению. Усилитель мощности 630 выдает сигнал, который по цепи 634 поступает в направленный ответвитель 638.
Один конец цепи 642 подключен к первому каналу направленного ответвителя 638, а ее второй конец подключен к детектору уровня сигнала; в данном случае это диодный детектор мощности 646. Он используется для определения уровней мощности сигналов, поступающих по цепи 634, и для генерации сигнала, соответствующего измеренной мощности, который пересылается по цепи 650.
Цепь 650 подключена к аналого-цифровому преобразователю 654, который в цепь 658 выдает цифровой сигнал, поступающий в процессор 662. Последний с помощью соответствующих алгоритмов обеспечивает работу детектора параметров огибающей 562, компаратора 578 и регулятора усиления 586 схемы регулировки усиления, приведенной на фиг. 7.
Запоминающий элемент 670 хранит значения, соответствующие нужным параметрам характеристики мощности, а также - и главным образом - значение максимальной мощности, о чем говорилось выше. По цепи 674 сигнал этого элемента поступает в процессор 662.
Процессор 662 определяет уровень действительной характеристики мощности, измеренной диодным детектором 646, и сравнивает его с тем уровнем, который хранится в запоминающем элементе 670. Кроме того, процессор 662 коррелирует эти два значения и по цепи 690 выдает сигнал регулировки усиления, соответствующий коэффициенту корреляции. По цепи 690 сигнал регулировки усиления поступает в цифроаналоговый преобразователь 694, откуда аналоговый сигнал вводится в цепь 698. Последняя подключена к усилителю с переменным усилением 612, который и меняет коэффициент усиления усилителя в зависимости от уровня сигнала, поступившего по цепи 698.
В приведенной на фиг. 8 блок-схеме таймер 704 подключен к процессору 662. Под воздействием сигналов таймера процессор обеспечивает применение соответствующих алгоритмов в течение того времени, когда сегменты, содержащие промодулированный сигнал (поступающий по цепи 606 и, следовательно, сигнал, передаваемый по цепи 634), заполнены предопределенной последовательностью данных.
Поскольку схема регулировки усиления 600 должна лишь обнаружить максимальный уровень мощности в предопределенной последовательности данных и определить нужный коэффициент усиления усилителя с переменным усилением 612, то схема 600 выполняет операцию по определению коэффициента усиления усилителя 612 достаточно быстро.
На фиг. 9 приведена блок-схема радиотелефона, которая обозначена числом 780 и соответствует предпочтительному варианту настоящему изобретения. Радиотелефон 780 - это радиоприемоперадатчик с приемником и передатчиком, причем в схеме передатчика имеется схема регулировки усиления, приведенная на фиг. 7 и 8.
В верхней части блок-схемы радиотелефона 780 находится приемник радиотелефона, а в нижней части этой схемы - передатчик радиотелефона.
В приемную часть радиотелефона поступает промодулированный сигнал, который воспринимается антенной 784. Поступивший сигнал антенна 784 преобразует в электрические колебания и передает их по цепи 788. Эта цепь подключена к фильтру 790, который выдает отфильтрованный сигнал в цепь 794. Последняя подключена к первому входу преобразователя частоты с понижением 798, куда поступает сигнал и от местного гетеродина 806.
Преобразователь с понижением частоты 798 выдает сигнал пониженной частоты, который по цепи 810 поступает в фильтр 812. Последний по цепи 814 подает отфильтрованный сигнал на первый вход второго преобразователя частоты с понижением 818, на второй вход которого поступает сигнал возбуждения от местного гетеродина 826.
Преобразователь с понижением частоты 818 выдает второй сигнал пониженной частоты, который по цепи 828 поступает в фильтр 830. Последний по цепи 832 подает отфильтрованный сигнал в усилитель 834, который вырабатывает усиленный сигнал и по цепи 836 подает его в демодулятор 838.
Демодулятор 838 вырабатывает демодулированный сигнал и по цепи 840 подает его в декодер 842. С последнего декодированный сигнал по цепи 846 поступает в преобразователь - в данном случае громкоговоритель 848.
Частоты возбуждений местных гетеродинов 806 и 826 находятся в определенном соотношении с частотой эталонного генератора 850, так как подключены к нему цепью 852.
Передающая часть радиотелефона 780 приведена в нижней половине чертежа. Информационный сигнал, например речевой, преобразуется с помощью соответствующего преобразователя - здесь это микрофон 856 - в электрические колебания, после чего указанный сигнал поступает в цепь 860. Последняя подключена к кодирующему устройству 864, которое производит кодирование информационного сигнала в соответствии со схемой кодирования, например в виде устройства для выполнения операции вида π/4- QPSK. Кодирующее устройство 864 вырабатывает сигнал, который поступает в сумматор 865.
Генератор последовательности данных 866 также посылает сигнал в сумматор 865. В нем происходит объединение поступивших сигналов в соответствующие последовательности и их представление определенными форматами, например в виде сегментов, на фиг. 2 и 3A-3B. Сумматор 865 по цепи 868 выдает сигнал в фильтр 872; в данном случае это фильтр с характеристикой, соответствующей корню квадратному из нарастающей косинусоидальной функции (SRRC).
Фильтр 872 по цепи 876 направляет отфильтрованный сигнал в модулятор 880, на второй вход которого по цепи 884 поступает сигнал от генератора 888. Модулятор 880 по цепи 892 подает сигнал в фильтр 896. Из него по цепи 898 отфильтрованный сигнал поступает в схему регулировки усиления 900, очерченную пунктирной линией. Схема 900 подобна схеме регулировки усиления 600 на фиг. 8.
Как и схема 600, схема регулировки усиления 900 содержит усилитель с переменным усилением 912, который по цепи 918 посылает сигнал в преобразователь частоты 922. На второй вход этого преобразователя по цепи 924 поступает сигнал возбуждения от генератора 925. Из преобразователя 922 по цепи 926 сигнал повышенной частоты поступает в усилитель мощности 930. Последний по цепи 934 посылает свой выходной сигнал в направленный ответвитель 938.
Цепь 942 одним концом подключена к первому каналу ответвителя 938, а ее другой конец связан с диодным пиковым детектором 946.
Выходной сигнал диодного пикового детектора 946 по цепи 950 поступает в аналого-цифровой преобразователь 954, который выдает оцифрованный сигнал, по цепи 958 поступающий в процессор 962. Запоминающий элемент 970 подключен к процессору 962 с помощью цепи 974.
Таймер 976 является частью схемы регулировки усиления 900, он связан с процессором 962 и с генератором последовательности данных 866. Работа таймера обеспечивает исполнение соответствующих алгоритмов, которые реализуются процессором в то время, когда сегменты с промодулированным сигналом, поступающие по цепи 898, содержат предопределенную последовательность данных.
Процессор 962 выдает сигнал в цепь 990, который поступает в цифроаналоговый преобразователь 994. Последний выдает аналоговый сигнал, который по цепи 998 поступает в усилитель с переменным усилением 912 и соответствующим образом изменяет его коэффициент усиления.
Работа схемы регулировки усиления 900 подобна работе такой же схеме 700 на фиг. 8 и поэтому подробное описание первой из указанных схем здесь не приводится.
На фиг. 9 в схеме радиотелефона 780 показана цепь 1002, первый конец которой подключен к направленному ответвителю 938, а второй - к вентилю 1006. С последнего по цепи 1010 сигнал поступает в фильтр 1016, выходной сигнал которого вводится в цепь 1020. Эта цепь подключена к антенне 784, которая и получает поступивший сигнал.
На фиг. 10 изображена блок-схема последовательности операций при реализации предпочтительного варианта осуществления заявленного способа. Все операции этого способа обозначены числом 1100, и следующим способом перечисляют последовательность действий, соответствующих предпочтительному варианту настоящего изобретения.
Первой операцией способа 1100, преложенного в предпочтительном варианте настоящего изобретения, является та, которая указана в блоке 1106 - измерение уровней сигнала, выдаваемого усилителем с переменным усилением.
Следующая операция - блок 1112 - генерация сигнала, соответствующего измеренным уровням усиленного сигнала, после измерительной операции.
Следующая операция - блок 1118 - определение значений времени, в течение которых усиленный сигнал, выданный усилителем с переменным усилением, содержит предопределенную последовательность данных.
Следующая операция - блок 1124 - определение параметров огибающей усиленного сигнала.
И наконец - блок 1130 - изменение коэффициента усиления усилителя с переменным усилением в соответствии с теми параметрами огибающей усиленного сигнала, которые были определены в предыдущем шаге.
Хотя в настоящем описании приведены предпочтительные примеры осуществления изобретения, поясненные чертежами, можно использовать и другие подобные варианты, измененные и дополненные и выполняющие те же функции настоящего изобретения без отклонения от его сути.
Предложены способ и схема регулировки усиления для радиопередатчика, которая может быть частью радиопередатчика в радиотелефоне, передающего преобразованный устройством для π/4-DQPSK сигнал в виде дискретных пакетов. Передаваемая в каждом дискретном пакете часть сигнала представляется в виде частей сегмента и по меньшей мере одна из таких частей содержит заданную последовательность данных. Значение максимальной мощности той части сегмента, которая содержит заданную последовательность данных и усилена усилителем радиотелефона, измеряется с помощью измерительного устройства. Это значение сравнивается с хранимым в памяти значением, характеризующим уровень максимальной мощности, соответствующей той части сегмента, усиление которой должно соответствовать нужному уровню сигнала. Под воздействием полученного сигнала сравнения изменяется коэффициент усиления усилителя. Техническим результатом является создание способа и устройства регулировки усиления для быстрого определения нужного усиления промодулированного сигнала. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
| US 4592073 A, 27.05.86 | |||
| US 4706262 A, 10.11.82 | |||
| US 4885798 A, 05.12.89 | |||
| Способ регулирования мощности излучения передатчика | 1987 |
|
SU1524188A1 |
| Пожарный двухцилиндровый насос | 0 |
|
SU90A1 |
