СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ РАДИОСИГНАЛА В СООТВЕТСТВИИ С ИЗМЕНЕНИЯМИ ЧАСТОТЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕРЕДАТЧИКЕ ПОИСКОВОГО ВЫЗОВА Российский патент 1999 года по МПК H04B7/26 

Область техники.

Изобретение относится к способу управления приемопередатчиком поискового вызова. Более конкретно, оно относится к способу обеспечения заданного выходного уровня мощности за счет компенсации изменений выходного уровня мощности, обусловленных изменениями частоты и температуры.

Предшествующий уровень техники.

На фиг. 1 представлена блок-схема обычного передатчика поискового вызова. Управление выходным сигналом передатчика поискового вызова осуществляется следующим образом. Передаваемый сигнал, модулированный в модуляторе 2, передается антенной 10 после его усиления в усилителе мощности 4. Блок определения мощности 6, включенный между усилителем мощности 4 и антенной 10, определяет мощность выходного радиочастотного сигнала, поступающего в оконечную нагрузку передатчика поискового вызова. Напряжение (PDV), соответствующее продетектированному уровню мощности, формируется в блоке определения мощности 6 путем преобразования выходного сигнала усилителя мощности 4 в постоянный ток. Полученное напряжение (PDV), соответствующее продетектированному уровню мощности, подается в основной блок управления 8. Кроме того, напряжение (TDV), соответствующее измеренной температуре, формируется в блоке определения мощности 6 путем преобразования текущего значения температуры для выходного сигнала усилителя мощности 4 в постоянный ток. Напряжение (TDV) затем подается на основной блок управления 8. Напряжение PDV, соответствующее продетектированному уровню мощности, и напряжение TDV, соответствующее измеренному значению температуры, передаются на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) основного блока управления 8, где соответствующие аналоговые сигналы преобразуются в цифровые данные, которые подаются на внутренний процессор.

Внутренняя обработка, выполняемая главным блоком управления 8, иллюстрируется на фиг. 2, где представлена блок-схема операций известной процедуры управления радиочастотной мощностью в передатчике поискового вызова. Внутренний процессор, установленный в главном блоке управления 8, на этапе 100 проверяет, сформирован ли на выходе радиочастотный сигнал. Затем, если определено, что радиочастотный сигнал сформирован, то процессор обнаруживает напряжение PDV, соответствующее измеренной мощности, и напряжение TDV, соответствующее измеренной температуре, приложенные от блока определения мощности 6 в виде цифровых данных. После этого процессор переходит к этапу 102 и осуществляет поиск для текущей мощности радиочастотного сигнала и соответствующей температуры в таблице сравнения, содержащейся в памяти. Текущая мощность радиочастотного сигнала и соответствующая температура определяются на базе напряжения PDV и напряжения TDV. Полученные при поиске значения отображаются в виде выходных данных оператору. Процессор на этапе 104 сравнивает выходные данные (значение мощности радиочастотного сигнала) с предварительно установленными данными мощности. Если данные мощности отличаются от предварительно установленных данных, то процессор увеличивает или снижает напряжение PCV управления мощностью с использованием цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Таким образом, если предварительно установленные данные рабочей мощности превышают текущую мощность, то процессор на этапе 106 увеличивает напряжение PCV управления мощностью. Однако если предварительно установленные данные рабочей мощности меньше текущей мощности, то процессор на этапе 108 снижает напряжение PCV управления мощностью. В соответствии с этим мощность на оконечной нагрузке передатчика может увеличиваться или уменьшаться в соответствии с напряжением PCV управления мощностью. Таким образом, напряжение, прикладываемое к главному блоку управления 8, будет также изменяться, и процессор замыкает контур управления и повторяет вышеуказанные операции до тех пор, пока цифровые данные напряжения не станут равными предварительно установленному рабочему значению.

Способ управления радиочастотной мощностью в передатчике поискового вызова в соответствии с предшествующим уровнем техники, как описано выше, осуществляется просто управлением радиочастотной мощностью на одной частоте и при нормальной температуре. Однако если передатчик поискового вызова используется в широком диапазоне частот (например, свыше 100 МГц) и в широком диапазоне температур (от -30 до +60^oC), то значение управления мощностью передатчика поискового вызова на конкретной частоте и при конкретной температуре будет существенно отличаться от значения управляющей команды измерителя мощности, определяемого измерителем реальной мощности.

В таблицах 1-3 (см. в конце описания) показаны эти различия. В таблице 1 показано влияние изменяющихся частот на значение управляющей команды главного блока управления и значение управляющей команды измерителя мощности. В таблице 2 показано влияние изменяющейся температуры на значение управляющей команды главного блока управления и значение управляющей команды измерителя мощности. В таблице 3 показано влияние изменений частоты и температуры на значение управляющей команды главного блока управления и значение управляющей команды измерителя мощности. Как следует из таблиц 1-3, значение управляющей команды главного блока управления и значение управляющей команды измерителя мощности изменяются в ответ на изменения частоты в широком диапазоне частот (свыше 10 МГц) и изменения температуры в широком диапазоне температур (от -30 до +60^oC).

На фиг. 4 показан график, показывающий сравнительные характеристики значения управляющей команды блока управления для радиочастотной мощности и значения управляющей команды измерителя мощности в функции от частоты и температуры соответственно известному передатчику поискового вызова.

Сущность изобретения.

Задачей изобретения является создание способа управления мощностью и поддержания мощности радиочастотного выходного сигнала в передатчике поискового вызова при использовании передатчика поискового вызова в широком диапазоне частот (свыше 10 МГц) и изменения температуры в широком диапазоне температур (от -30 до +60^oC).

Также задачей изобретения является создание способа обнаружения ошибок в радиочастотном выходном сигнале передатчика поискового вызова, являющихся результатом изменений частоты и температуры, компенсации обнаруженных ошибок и поддержания постоянной мощности передатчика поискового вызова.

Для достижения указанного результата настоящее изобретение предусматривает способ управления радиочастотной мощностью передатчика поискового вызова с использованием таблицы для сравнения, где отображаются значение мощности, соответствующее напряжению продетектированного уровня мощности радиосигнала, переданного от базовой станции, и значение температуры, соответствующее напряжению, соответствующему измеренной температуре, после передачи радиосигнала. Передатчик поискового вызова работает в широком диапазоне температур и в широкой полосе частот. Способ включает следующие этапы: (a) детектирование напряжения, представляющего мощность радиосигнала при передаче сигнала, осуществление поиска значения текущей мощности и температуры в таблице сравнения для передачи радиосигнала и отображение полученных при поиске значений оператору; (b) анализ частоты и температуры передаваемого радиосигнала и вычисление конечных данных значения мощности радиосигнала, причем конечные данные значения мощности компенсируются с использованием первого значения смещения, имеющего предварительно установленное рассогласование по мощности между реальной или текущей мощностью и требуемой рабочей мощностью, соответствующее частотному диапазону широкой полосы частот, и второго значения смещения, имеющего предварительно установленное рассогласование мощности между реальной или текущей мощностью и требуемой рабочей мощностью, соответствующее температурному диапазону широкого интервала рабочих температур, и (c) сравнение вычисленных конечных данных мощности с текущими данными рабочей мощности и управление мощностью передаваемого радиосигнала.

Краткое описание чертежей.

Изобретение и его дополнительные преимущества поясняются в последующем детальном описании со ссылками на чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями и на которых представлено следующее:
Фиг. 1 - блок-схема известного передатчика поискового вызова;
Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций в процедуре управления радиочастотной мощностью в известном передатчике поискового вызова;
Фиг. 3A и 3B - блок-схемы последовательности операций в процедуре управления радиочастотной мощностью в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 - диаграмма, иллюстрирующая сравнение значения управляющей команды блока управления и значения управляющей команды измерителя радиочастотной мощности в функции частоты и температуры для передатчика, известного из предшествующего уровня техники;
Фиг. 5 - диаграмма, иллюстрирующая сравнение значения управляющей команды блока управления и значения управляющей команды измерителя радиочастотной мощности в функции частоты и температуры для передатчика, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Детальное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения будет описан со ссылками на иллюстрирующие чертежи. На всех чертежах одинаковые элементы или эквивалентные элементы с одинаковыми функциями обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Кроме того, детальное описание известных функций или конструкций, не принципиальное для раскрытия изобретения, опускается в целях большей наглядности описания сущности изобретения.

На фиг. 1 представлена блок-схема известного передатчика поискового вызова. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения управление радиочастотной мощностью осуществляется на основе детектирования сигнала текущей мощности и компенсации любых рассогласований, возникающих вследствие изменений частоты и температуры. Как следует из таблицы 3, рассогласования возникают на высоких частотах и при низких температурах и на низких частотах и при высоких температурах.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения после определения радиочастотной мощности передатчика поискового вызова осуществляют компенсацию разностей между текущим или реальным значением радиочастотной мощности, соответствующим текущим условиям для частоты и температуры, и оптимальным или требуемым значением рабочей мощности.

Как показано выше в таблицах 1 и 2, разность с учетом частоты и температуры формируется с конкретным соотношением и поэтому необходимое смещение для каждого случая может быть получено в соответствии со способами 1, 2 и 3, как описано ниже.

Способ 1.

Поскольку рабочая мощность (значение управляющей команды главного блока управления) равна значению управляющей команды измерителя мощности, как в большинстве идентичных случаев, средняя рабочая мощность может быть определена в качестве опорного значения.

Таким образом, опорное значение равно
(300 + 290 + 280 + 270 + 260 + 250)/6 = 275 Вт.

Способ 2.

Частотное смещение частоты может быть получено с использованием разности между опорным значением и средним значением для значения управляющей команды измерителя мощности на каждой частоте.

Среднее значение для значения управляющей команды измерителя мощности на частоте 928 МГц равно
(293 + 285 + 275 + 263 + 253 + 245)/6 = 268 Вт.

Таким образом, усредненное рассогласование (т.е. смещение) равно
268-275 =-7 Вт.

А среднее значение для значения управляющей команды измерителя мощности на частоте 944 МГц равно
(305 + 295 + 283 + 277 + 265 + 255)/6 = 280 Вт
И усредненное рассогласование (т.е. смещение) равно
280 - 275 = +5 Вт.

Способ 3.

Температурное смещение может быть получено с использованием разности между опорным значением и средним значением для значения управляющей команды измерителя мощности для каждой температуры.

Поскольку среднее значение для значения управляющей команды измерителя мощности при высокой температуре равно
(270 + 261 + 250 + 243 + 233 + 225)/6 = 247 Вт,
усредненное рассогласование (смещение) равно
247 - 275 = -28 Вт.

А поскольку среднее значение для значения управляющей команды измерителя мощности при низкой температуре равно
(330 + 321 + 315 + 303 + 291 + 281)/6 = 280 Вт,
усредненное рассогласование (смещение) равно
306 - 275 = +31 Вт.

На фиг. 3A и 3B показаны блок-схемы последовательности операций управления радиочастотной мощностью в соответствии с изменениями частоты и температуры согласно возможному варианту осуществления изобретения.

Со ссылками на фиг. 1-3 ниже будет описана реализация настоящего изобретения. Напряжение PDV, соответствующее измеренной мощности, и напряжение TDV, соответствующее измеренной температуре, подаваемые от блока определения мощности 6 на главный блок управления 8, поступают на АЦП главного блока управления 8, где напряжения постоянного тока (напряжение PDV, соответствующее измеренной мощности, и напряжение TDV, соответствующее измеренной температуре) преобразуются в цифровую форму. Преобразованные напряжения затем поступают на внутренний процессор блока управления 8. Внутренний процессор проверяет на этапе 300, сформирован ли на выходе радиочастотный сигнал. Затем, если определено, что радиочастотный сигнал сформирован, то процессор обнаруживает напряжение PDV, соответствующее измеренной мощности, и напряжение TDV, соответствующее измеренной температуре, приложенные от блока определения мощности 6 в виде цифровых данных. После этого процессор переходит к этапу 302 и осуществляет поиск для текущей или измеренной мощности радиочастотного сигнала и соответствующей температуры в таблице сравнения, содержащейся в памяти. Текущая мощность радиочастотного сигнала и соответствующая температура определяются на базе напряжения PDV и напряжения TDV. Полученные при поиске значения отображаются в виде выходных данных оператору.

Процессор проверяет на этапе 304, является ли частота данных мощности высоким, низким или промежуточным значением частоты. Если определено, что частота низкая, например 928 МГц, то процессор переходит к этапу 306 для использования частотного смещения для низкой частоты, полученного вышеописанным способом 2 (т.е. -7 Вт). Если определено, что частота высокая, например 944 МГц, то процессор переходит к этапу 310 для использования частотного смещения для высокой частоты, полученного вышеописанным способом 2 (т.е. +5 Вт). В противном случае, при определении частоты как промежуточной, например 936 МГц, никакого смещения частоты не требуется.

После завершения процедуры частотной компенсации процессор переходит к этапу 312 и при этом проверяет, является ли температура для данных мощности высокой, низкой или нормальной. Если определено, что температура низкая, то процессор переходит к этапу 314 для адаптации смещения, соответствующего низкой температуре, полученного способом 3 (т.е. +31 Вт). Если определено, что температура высокая, то процессор переходит к этапу 318 для применения смещения, соответствующего высокой температуре, полученного способом 3 (т.е. -28 Вт). В противном случае, при нормальной температуре процессор не производит адаптации для температурного смещения, как показано этапом 316.

После этого процессор переходит к этапу 320, осуществляя адаптацию смещений для полученных значений частоты и температуры и вычисляя конечные данные мощности. Пример вычисления конечных данных при адаптации смещения с учетом полученных значений частоты и температуры будет рассмотрен ниже при пояснении процедуры управления реальной мощностью.

Процессор переходит к этапу 322, где он сравнивает текущую вычисленную мощность, т.е. конечные данные мощности, с рабочей мощностью. При этом если текущие данные мощности, вычисленные с применением частотного и температурного смещений, отличаются от данных рабочей мощности, то процессор увеличивает или уменьшает напряжение управления мощностью (PCV), подаваемое на усилитель мощности 4 с использованием ЦАП. А именно, если определено, что данные рабочей мощности превышают текущую мощность, то процессор на этапе 324 увеличивает напряжение PCV управления мощностью. Однако если определено, что данные рабочей мощности меньше текущей мощности, то процессор на этапе 326 снижает напряжение PCV управления мощностью. В соответствии с этим мощность на оконечной нагрузке передатчика может увеличиваться или уменьшаться в соответствии с напряжением PCV управления мощностью. Таким образом, напряжение, прикладываемое к главному блоку управления 8, будет также изменяться, и процессор замыкает контур управления и повторяет вышеуказанные операции до тех пор, пока цифровые данные напряжения не станут равными предварительно установленному рабочему значению.

Ниже будет рассмотрен пример осуществления управления реальной мощностью с адаптацией смещения, полученного с использованием вышеописанных способов 1-3.

Если значение управляющей команды главного блока управления 8 на частоте 928 МГц и при высокой температуре равно 300 Вт, то выполняется следующая процедура управления мощностью. Процессор главного блока управления 8 отображает напряжение PDV, соответствующее измеренной мощности, и напряжение TDV, соответствующее измеренной температуре, приложенные от блока определения мощности 6, посредством таблицы сравнения, установленной в памяти, в условиях текущей передачи мощности. Также процессор сравнивает частоту текущей передачи. Поскольку частота установлена в полосе 928 МГц, процессор имеет первое смещение -7 Вт. Процессор также сравнивает температуру для текущей передачи. Поскольку температура для передатчика определена как высокая, то процессор имеет второе смещение -28 Вт. Поэтому общее смещение становится равным -35 Вт (соответствует суммарному значению -7 Вт и -28 Вт), и данные, отображаемые в главном блоке управления 8 для текущей мощности, имеют значение 265 Вт (соответствует разности 300 Вт - 35 Вт). В результате процессор увеличивает напряжение управления мощностью (PCV) так, чтобы значение управляющей команды главного процессорного блока 8 соответствовало значению 300 Вт. В этом случае мощность с измерителя мощности становится равной 298 Вт, увеличиваясь от значения 263 Вт на 35 Вт.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения, в случае значения управляющей команды главного блока управления 8 при частоте 944 МГц и при низкой температуре, смещение становится равным 36 Вт (соответствует сумме 5 Вт + 31 Вт), что означает, что данные, отображаемые в главном блоке управления 8 для текущей мощности, имеют значение 366 Вт (соответствует сумме 300 Вт + 36 Вт). Соответственно процессор снижает напряжение управления мощностью (PCV), и значение, используемое согласно вышеописанному способу, можно видеть в таблице 4.

Из таблицы 4 следует, что максимальная ошибка соответствует диапазону ± 2%. Также показаны сравнительные характеристики для изменений частоты и температуры.

Из вышеописанного следует то, что настоящее изобретение обеспечивает подержание стабильной радиочастотной мощности при селекции и передаче в широком диапазоне частот и в широком диапазоне рабочих температур при использовании передатчика поискового вызова в системе поискового вызова. Аналогичным образом, при взаимодействии с терминалом системы поискового вызова настоящее изобретение обеспечивает преимущество, состоящее в том, что радиочастотная мощность передатчика поискового вызова, расположенного на удалении от базовой станции, может регулироваться с удаленного местоположения.

Таким образом, следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается ни конкретным вариантом, представленным в данном описании в качестве наилучшего способа воплощения настоящего изобретения, ни конкретными раскрытыми вариантами его осуществления, а определяется формулой изобретения.

Изобретение относится к радиотехнике. Техническим результатом является создание способа управления мощностью и поддержания мощности радиочастотного выходного сигнала в передатчике поискового вызова, работающего в широком диапазоне частот (свыше 10 МГц) и в широком температурном диапазоне (от -30 до +60^oС). С использованием таблицы для сравнения отображается значение мощности, соответствующее напряжению (PDV) продетектированного уровня мощности радиосигнала, передаваемого от базовой станции, и значение температуры, соответствующее напряжению (TDV) для измеренной температуры при передаче радиосигнала. Способ включает следующие этапы: (а) детектирование напряжения, представляющего мощность радиосигнала при его передаче, поиск в таблице для сравнения значений мощности и температуры для передачи радиосигнала и отображение полученных при поиске значений оператору, (b) анализ частоты и температуры передаваемого радиосигнала и вычисление конечных данных значения мощности радиосигнала после компенсации значения мощности с использованием первого значения смещения, имеющего предварительно установленное рассогласование мощности между реальной мощностью и рабочей мощностью, соответствующее конкретному частотному диапазону широкой полосы частот, и второго значения частотного смешения для коррекции рассогласования мощности между реальной мощностью и рабочей мощностью, соответствующего конкретному температурному диапазону широкого интервала рабочих температур, и (с) сравнение вычисленных конечных данных мощности с текущими данными рабочей мощности и управление мощностью передаваемого радиосигнала. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил. 4 табл.

1. Способ управления радиочастотной мощностью передатчика поискового вызова, содержащего таблицу сравнения, где отображено значение мощности, соответствующее напряжению детектирования мощности радиосигнала, передаваемого от базовой станции, и значение температуры, соответствующее напряжению измерения температуры при передаче упомянутого радиосигнала, причем упомянутый передатчик поискового вызова используют в широком диапазоне рабочих температур и в широкой полосе частот, отличающийся тем, что включает этапы определения значений напряжения, представляющего текущую мощность радиосигнала при передаче, анализа частотной и температурной характеристик текущей мощности радиосигнала, компенсации различий между текущей мощностью и требуемой рабочей мощностью, соответствующих изменениям частоты и температуры, сравнения конечного вычисленного значения мощности радиосигнала с текущей мощностью и управления мощностью передаваемого радиосигнала в соответствии с результатами сравнения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы осуществления поиска полученных значений напряжения в таблице сравнения и отображения полученных при поиске значений оператору. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап компенсации включает этапы проверки частотного диапазона текущей мощности радиосигнала и применения значения частотного смещения для данных текущей мощности, если частотный диапазон не находится в пределах промежуточного диапазона. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап компенсации дополнительно включает этапы проверки температурного диапазона текущей мощности радиосигнала и применения значения температурного смещения для данных текущей мощности, если частотный диапазон не находится в пределах промежуточного диапазона. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутое значение частотного смещения представляет предварительно установленное рассогласование мощности между текущей мощностью радиосигнала и рабочей мощностью, определенной на основе частотного диапазона широкой полосы частот. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что упомянутое значение температурного смещения представляет предварительно установленное рассогласование мощности между текущей мощностью радиосигнала и рабочей мощностью, определенной в соответствии с температурным диапазоном широкого диапазона рабочих температур. 7. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно включает этап определения значения частотного смещения, включающий этап вычитания усредненного значения текущих мощностей каждого частотного диапазона из опорного значения, причем указанное опорное значение получают усреднением значений рабочей мощности. 8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что дополнительно включает этап определения значения температурного смещения, включающий этап вычитания усредненного значения текущих мощностей каждого температурного диапазона из опорного значения, причем указанное опорное значение получают усреднением значений рабочей мощности. 9. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное значение частотного смещения равно -7 Вт при работе в нижней части частотного диапазона на частоте 928 МГц. 10. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное значение частотного смещения равно +5 Вт при работе в верхней части частотного диапазона на частоте 944 МГц. 11. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанное значение температурного смещения равно -28 Вт при работе в высокотемпературном диапазоне. 12. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанное значение температурного смещения равно +31 Вт при работе в низкотемпературном диапазоне. 13. Способ управления радиочастотной мощностью передатчика поискового вызова, причем упомянутый передатчик поискового вызова используют в широком диапазоне рабочих температур и в широкой полосе частот, отличающийся тем, что включает этапы вычисления значений компенсации для рассогласований мощности, обусловленных изменениями температуры и частоты, запоминания вычисленных значений компенсации, обнаружения ошибок в радиосигнале на выходе передатчика поискового вызова, зависящих от частоты и температуры, и компенсации обнаруженых ошибок с использованием упомянутых значений компенсации. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно включает этап поддержания мощности передатчика поискового вызова на постоянном уровне.