РАДИОЧАСТОТНАЯ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЦИФРОВОЙ СВЯЗИ Российский патент 2001 года по МПК H04B1/38 H04B1/06 H04B7/00 

Изобретение относится к радиосвязи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к приемопередающей системе радиочастотных сигналов для сопряжения радиочастотных сигналов с цифровыми модемами, используемыми для радиосвязи.

Предшествующий уровень техники
Радиотелефонные системы обеспечивают телефонное обслуживание посредством использования абонентского аппарата и базовой станции, которые осуществляют связь друг с другом, используя радиочастотные (РЧ) сигналы. Абонентский аппарат обеспечивает индивидуального вызываемого абонента сопряжением с базовой станцией, а базовая станция обеспечивает абонентский аппарат сопряжением с центром обработки вызовов. Сотовые радиотелефонные системы используют множество базовых станций, распределенных в заданной зоне, тем самым обеспечивая возможность использовать абонентский аппарат в мобильном режиме. Абонентский аппарат часто имеет сходство с компактной микротелефонной трубкой, имеющей антенну, и обычно переносится абонентом в процессе передачи и приема телефонных вызовов полностью в мобильном режиме.

Цифровые радиотелефонные системы обрабатывают и передают данные, связанные с сеансом связи или телефонным вызовом, разными специальными способами для более эффективного использования имеющейся РЧ полосы по сравнению с аналоговыми радиотелефонными системами. Для осуществления такой обработки абонентский аппарат для цифровой радиотелефонной системы включает в себя модем, который осуществляет преобразование речевых и информационных данных из аналогового в цифровой формат и наоборот, и радиочастотную приемопередающую систему, включающую в себя антенну и схемы обработки РЧ сигнала. Модем выполнен с возможностью демодулирования надлежащим образом сигналов, обеспечиваемых приемопередающей системой, которые находятся в пределах диапазона децибельных (дБ) уровней, которые соответствуют диапазону расстояний от базовой станции, в котором ожидается работа абонентского аппарата.

Цифровые системы радиосвязи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКРК), хорошо известные в технике, используют РЧ сигналы связи в форме сигнала с расширенным спектром, при этом расширяющий код используется для дальнейшего увеличения эффективности использования РЧ полосы. В некоторых цифровых системах радиосвязи МДКРК уровень исходящего сигнала существенно изменяется на протяжении всего времени строго управляемым образом для снижения взаимных помех между РЧ сигналами, генерируемыми разными абонентскими аппаратами. Это обеспечивает возможность осуществлять максимальное количество сеансов связи в данной РЧ полосе. Однако из-за существенной величины изменений мощности также выполняется ограничение мощности для исключения возможности перегрузки приемопередающей системы. Возможная реализация такого ограничения мощности описана в заявке на патент США с регистрационным номером 08/203.151 на "Обратный канал связи, коррекция и ограничение мощности передачи в радиотелефонной системе" от 3 марта 1993 г., переуступленной правопреемнику настоящего изобретения. Функции ограничения мощности и управления мощностью требуют, чтобы модем и РЧ приемопередающая система сопрягались посредством различных сигналов управления, поскольку оба принимают участие в определении уровня исходящего РЧ сигнала.

Приемопередающая система и модем, которые составляют абонентский аппарат для цифровой радиотелефонной системы, в общем случае находятся в непосредственной близости друг к другу во время работы. Это делается в первую очередь для того, чтобы сохранить компактность абонентского аппарата для обеспечения его мобильности, что традиционно является главным преимуществом радиотелефонных систем. Однако благодаря компактной конфигурации обеспечиваются также другие преимущества. Одно преимущество заключается в том, что чувствительность к изменениям внешних условий абонентского аппарата снижается за счет небольшой протяженности соединений между системами, которые составляют абонентский аппарат. Это снижает возможность влияния этих параметров окружающей среды на характеристики абонентского аппарата. Другое преимущество заключается в том, что схемы обработки сигнала в приемопередающей системе расположены в непосредственной близости к антенне. Это позволяет обрабатывать входящий или принимаемый антенной сигнал с наименьшими возможными потерями и вносимым шумом. И наконец, сохранение компактности абонентского аппарата облегчает обмен сигналами управления между модемом и приемопередающей системой. Это позволяет объединять две системы при выполнении различных функций, включающих описанную выше функцию ограничения мощности в радиотелефонной системе, работающей в режиме МДКРК.

Однако компактная конфигурация не обязательно обеспечивает оптимальную передачу и прием РЧ сигналов при осуществлении радиосвязи. Это объясняется тем, что абонентский аппарат при его использовании обычно находится около абонента, который может находиться в месте плохого приема и передачи РЧ сигналов, например в здании или за холмом. Однако такое неоптимальное местоположение для приемопередающих систем допускается ввиду выгод, обеспечиваемых компактной конфигурацией описанного выше абонентского аппарата, включая мобильность.

Однако в некоторых системах радиосвязи мобильность не имеет основополагающего значения. Такая система описана в находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке на патент США на "Концентрированную абонентскую систему для местной сети радиосвязи" от 31 января 1995 г., принадлежащей правопреемнику настоящего изобретения. Концентрированная абонентская система обеспечивает радиотелефонное обслуживание при пониженной стоимости по сравнению с прежними радиотелефонными системами благодаря обеспечению возможности для многочисленных абонентов осуществлять радиочастотное сопряжение с базовой станцией посредством группы совместно используемых модемов и приемопередающей системы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения модемы, используемые в абонентской системе, являются теми же самыми или аналогичными модемами, используемыми в известных мобильных абонентских аппаратах, так что стоимость разработки концентрированной абонентской системы снижена. Концентрированная абонентская система расположена стационарно при ее использовании, причем ее местоположение может находиться в пределах диапазона расстояний от базовой станции, равного или превышающего расстояния, имеющие место для известных мобильных абонентских аппаратов. Это объясняется тем, что концентрированный абонентский аппарат предназначен для обеспечения экономичного немобильного телефонного обслуживания в тех областях, где обеспечивается мобильное обслуживание и где оно отсутствует, т.е. в областях, где может иметься доступная базовая станция или где она отсутствует. В предпочтительном варианте осуществления изобретения концентрированная абонентская система включает в себя использование технологии радиотелефонных систем МДКРК.

Поскольку концентрированная абонентская система является стационарной при ее использовании, нет необходимости в ее компактности, как в случае известных мобильных абонентских аппаратов. Поэтому прием концентрированной абонентской системы можно улучшить за счет размещения антенны на расстоянии от абонента в местоположении, характеризуемом улучшенной возможностью передачи и приема РЧ сигнала. Однако для того чтобы такая конфигурация функционировала надлежащим образом в цифровом режиме радиосвязи, желательно также обеспечить дополнительные преимущества, обеспечиваемые в компактных системах, в этой менее компактной конфигурации. Эти преимущества включают в себя упрощенный обмен управляющими сигналами между приемопередающей системой и системой модема, близкое расположение схем обработки РЧ сигнала к антенне в системе приемопередатчика и возможность работать при изменяющихся условиях окружающей среды. Поэтому желательно создать приемопередающую систему, которая может обеспечить эти преимущества, в то же время обеспечивая возможность оптимального расположения антенны. Кроме того, поскольку в предпочтительном варианте осуществления для снижения стоимости в концентрированной абонентской системе используются цифровые модемы из стандартного мобильного абонентского аппарата, но ее можно располагать в большом диапазоне расстояний от базовой станции при использовании, желательно также иметь возможность регулирования приемопередающей системой уровня принимаемого сигнала до диапазона децибельных уровней, для работы в котором первоначально конструировали модемы, так чтобы обработка сигналов модемами осуществлялась надлежащим образом.

Сущность изобретения
Предложена приемопередающая система для радиотелефонной концентрированной абонентской системы, которая позволяет размещать антенну в местоположении, имеющем оптимальные условия приема, и которая может сопрягаться с существующими или минимально модифицированными модемами. Приемопередающая система включает в себя антенну, систему сопряжения антенны и систему сопряжения модема, разделенные коаксиальным кабелем. Антенна размещается в местоположении, имеющем оптимальные условия приема, например на крыше здания, и в непосредственной близости от системы сопряжения антенны. Коаксиальный кабель подсоединяет систему сопряжения антенны к системе сопряжения модема, которую располагают в здании, так что к ней можно осуществлять легкий доступ для обслуживания и конфигурирования и можно подсоединять к остальной части концентрированной абонентской системы.

Для обеспечения возможности использования модемов, сконструированных для применения в существующих мобильных абонентских аппаратах для демодуляции принимаемого антенной РЧ сигнала, система сопряжения модема включает в себя регулируемый аттенюатор на два состояния и регистр ослабления, которые выполнены с возможностью понижения уровня входящего сигнала, когда концентрированная абонентская система находится около базовой станции, либо для пропускания входящего сигнала без ослабления, когда концентрированный абонентский аппарат находится в более удаленном месте. После установки концентрированной абонентской системы в месте ее расположения система определения потерь сигнала фиксирует величину потерь сигнала для сигнала приема (R_x) до его подачи на модемы и сигнала передачи (T_x) до его поступления на антенну при изменении условий окружающей среды. Системы определения потерь сигнала включают в себя детектор, размещенный в системе сопряжения модема, который принимает сигнал колебаний, передаваемый из системы сопряжения антенны по коаксиальному кабелю и через аттенюатор, управляемый детектором. Дифференциальный интегратор в системе определения потерь сигнала определяет разницу между сигналом колебаний и опорным значением, чтобы потери, испытываемые сигналами R_x и T_x, оставались постоянными или "нормированными".

Кроме того, из системы сопряжения модема в систему сопряжения антенны по коаксиальному кабелю передается энергия постоянного тока, так что система сопряжения антенны может устанавливаться и размещаться без каких-либо затруднений, принимая во внимание только оптимальный прием, а не наличие энергии. Система сопряжения антенны обеспечивает возможность множеству модемов генерировать сигнал с использованием одной схемы усилителя мощности путем включения системы ограничения максимальной мощности, которая обнаруживает когда генерируемый сигнал превышает возможность усилителя передаваемой мощности и которая в ответ передает сигнал тревожной сигнализации в систему сопряжения модема, так что система сопряжения модема может передавать сигнал в остальную часть концентрированной абонентской системы.

Краткое описание чертежей
Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в нижеследующем описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - схема сотовой телефонной системы, выполненной в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
фиг. 2 - блок-схема управляющего устройства концентрированной абонентской системы, выполненного в соответствии с описываемым вариантом осуществления изобретения;
фиг. 3 - блок-схема системы сопряжения антенны и антенны, выполненных в соответствии с описываемым вариантом осуществления изобретения;
фиг. 4 - блок-схема системы сопряжения модема, выполненной в соответствии с описываемым вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Ниже изобретение описано на примере цифровой сотовой телефонной системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что изобретение может быть использовано в различных системах радиосвязи с цифровой или аналоговой модуляцией с использованием одной или множества базовых станций или спутниковых узлов межсетевого сопряжения. Кроме того, хотя в последующем описании использован коаксиальный кабель, очевидным является использование других проводных средств связи. В различных других примерах для достижения требуемого децибельного уровня выполняется регулируемое ослабление некоторых сигналов. Ясно, что для обеспечения аналогичных результатов можно использовать регулируемое усиление этих сигналов. В последующем описании различные известные системы и устройства сопряжения представлены в форме блоков. Это сделано для обеспечения наглядности описания настоящего изобретения.

На фиг. 1 представлена блок-схема сотовой радиотелефонной системы, выполненной в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Базовая приемопередающая станция 102 передает РЧ сигналы к удаленным аппаратам связи 100 и 112 и принимает РЧ сигналы от них. В предпочтительном варианте осуществления изобретения эти РЧ сигналы модулированы в соответствии с методами расширения спектра МДКРК, описанными в патенте США N 4901307 на "Систему связи многостанционного доступа с расширенным спектром, использующую спутниковый или наземный ретранслятор" и патенте США N 5103459 на "Систему и способ генерирования форм сигналов в сотовой телефонной системе МДКРК", принадлежащих компании Квэлкомм^ТМ Инкорпорейтед, а также в документе IS-95 Ассоциации отраслей связи (2001 Пенсильвания Авеню, Сьюит 800, Вашингтон, округ Колумбия 20006) "Стандарт совместимости мобильной станции с базовой станцией для двухрежимной широкополосной сотовой системы с расширенным спектром" (IS-95). Кроме того, базовая приемопередающая станция 102 сопрягается с контроллером базовой станции (КБС) 104 любым из множества способов, включая сверхвысокочастотную линию связи, подземные проводные соединения, оптико-волоконный кабель или их сочетание. КБС 104 сопрягается с коммутационной телефонной сетью общего пользования (КТС ОП) 106 через центр коммутации мобильного обслуживания (ЦКМО) 105, обеспечивая возможность установления различных сеансов связи или телефонных вызовов между базовой приемопередающей станцией 102, базовой приемопередающей станцией 110 и другими базовыми приемопередающими станциями 108.

Базовая приемопередающая станция 110 сопрягается с КБС 104 аналогично базовой приемопередающей станции 102 и осуществляет связь с удаленным аппаратом связи 112 и концентрированной абонентской системой (КАС) посредством РЧ сигналов, модулированных в соответствии с упомянутыми выше патентами и стандартом IS-95. В системе КАС 113 абонентские аппараты 116(1) - 116(50) подсоединены к управляющему устройству 114 КАС, которое выполняет функцию сопряжения с базовой приемопередающей станцией 110. Каждый абонентский аппарат 116(1) - 116(50) используется способом, аналогичным стандартному телефонному аппарату для инициирования и приема телефонных вызовов и в некоторых случаях может быть стандартным проводным телефонным аппаратом с импульсно-кодовой модуляцией или телефонным аппаратом другого типа, имеющим микрофон и динамик. Хотя управляющее устройство 114 КАС показано подсоединенным непосредственно к абонентским аппаратам 116, возможны альтернативные способы для обмена информацией, включая упрощенную форму связи, основанную на радиоволнах. Кроме того, к управляющему устройству 114 КАС можно подключать другие количества абонентских аппаратов 116, отличающиеся от показанных пятидесяти аппаратов.

На фиг. 2 представлена блок-схема управляющего устройства 114 КАС фиг. 1, выполненного в соответствии с описываемым вариантом осуществления изобретения. Система сопряжения антенны 270 передает и принимает модулированные с расширением спектра РЧ сигналы на базовую приемопередающую станцию 110 фиг. 1 и из нее через антенну 250. Принимаемые сигналы подаются по коаксиальному кабелю 251 и через систему сопряжения модема 252 в банк модемов 260, который состоит из модемов 262(1) - 262(16). Передаваемые сигналы генерируются банком модемов 260 и передаются через систему сопряжения модема 252 и коаксиальный кабель 251 в систему сопряжения антенны 270, которая подает сигналы в антенну 250. Мультиплексорная система 266 подсоединяет линии абонентов 256(1) - 256(50) к модемам 262(1) - 262(16) банка модемов 260. Система управления 254 принимает и передает информацию в банк модемов 260 и управляет мультиплексорной системой 266, используя информацию, хранящуюся в подсистеме запоминающего устройства 253. Работа и конфигурация системы управления 254, а также модемов 262 и мультиплексорной системы 266 описаны в вышеупомянутой, находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке на "Концентрированную абонентскую систему для местной сети радиосвязи". Хотя показано шестнадцать модемов, в соответствии с изобретением может быть использовано другое количество модемов.

На фиг. 3 представлена блок-схема системы сопряжения антенны 270, выполненной в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Антенный переключатель 302 подсоединен ко входу малошумящего усилителя 304 и к выходу ответвителя 305, а также к антенне 250. Антенный переключатель 312 подсоединен к выходу малошумящего усилителя 304 и входу регулируемого аттенюатора 313, а также к коаксиальному кабелю 251. Усилитель мощности передачи 306 расположен между ответвителем 305 и регулируемым аттенюатором 313. Детектор 307 подсоединен через ответвитель 305 к выходу усилителя мощности передачи 306 и ко входу дифференциального интегратора 309, на другой вход которого подается опорное напряжение. Выходной сигнал дифференциального интегратора 309 поступает на управляющий вход регулирующего аттенюатора 313 и на низкочастотный генератор 316. Катушка индуктивности 322 подсоединяет низкочастотный генератор 316 и систему распределения энергии 300 к коаксиальному кабелю 251. Высокочастотный генератор 325 подсоединен к коаксиальному кабелю 251 через конденсатор 321, резистор 329 и фильтр нижних частот 330. Усилитель мощности 306 и малошумящий усилитель 304 могут быть образованы рядом схем усилителей и фильтров, расположенных в разных местах на пути прохождения сигнала, но для упрощения чертежа показанных в виде одной системы.

Во время работы принятый сигнал (R_x), принимаемый антенной 250, проходит в антенный переключатель 302, который направляет сигнал несущей в малошумящий усилитель 304. Малошумящий усилитель 304 усиливает сравнительно слабый R_x сигнал несущей до диапазона децибельного уровня больше, чем диапазон децибельного уровня, надлежащим образом демодулированный одним из модемов 262, на величину, которая по меньшей мере равна максимальному ожидаемому ослаблению сигнала, вносимому коаксиальным кабелем 251 и любыми другими промежуточными схемами. Затем усиленный R_x сигнал несущей передается через антенный переключатель 312 и коаксиальный кабель 251 в систему сопряжения модема 252 (фиг. 2). Исходящие или передаваемые (T_x) сигналы, передаваемые от системы сопряжения модема 252 по коаксиальному кабелю 251, направляются антенным переключателем 312 в регулируемый аттенюатор 313, который пропускает сигнал в усилитель мощности 306. Полученный в результате усиленный сигнал, образующийся на выходе усилителя мощности 306, проходят через ответвитель 305 и антенный переключатель 302 на антенну 250, с которой передается на базовую приемопередающую станцию 110 (фиг. 1).

Детектор 307 принимает сигнал из ответвителя 305, который по существу пропорционален T_x сигналу несущей на выходе усилителя мощности 306 и предполагает пропорциональное напряжение постоянного тока, которое подается на дифференциальный интегратор 309. Хотя предпочитают использование пропорционального соотношения между сигналами на входе и выходе детектора 307, можно также использовать другие соотношения, отображающие мощность, обеспечиваемую усилителем мощности 306. Дифференциальный интегратор 309 образует другой сигнал напряжения постоянного тока, основанный на разности между напряжением постоянного тока с детектора 307 и опорным напряжением. Если напряжение с детектора 307 меньше, чем опорное напряжение, второе напряжение постоянного тока с дифференциального интегратора 309 будет находиться на первом уровне, который в предпочтительном варианте осуществления составляет 11 В, хотя может использоваться какой-либо другой уровень напряжения. Как только напряжение постоянного тока с детектора 307 превысит опорное напряжение, напряжение постоянного тока с дифференциального интегратора 309 начинает снижаться пропорционально разности между напряжением постоянного тока с детектора 307 и опорным напряжением. И здесь предпочтительно использовать пропорциональное соотношение между входными сигналами и выходным сигналом системы, в данном случае дифференциального интегратора 309, но не обязательно, так как специалистам в данной области техники должно быть понятно, что другие соотношения между входными и выходными сигналами дифференциального интегратора 309 обеспечат аналогичные результаты.

Регулируемый аттенюатор 313 реагирует на это снижение напряжения, выявляемое дифференциальным интегратором 309, путем введения ослабления в передаваемый сигнал, принимаемый с антенного переключателя 312. Это ослабление увеличивается пропорционально величине снижения напряжения, выявляемой дифференциальным интегратором 309. Кроме того, когда напряжение постоянного тока с дифференциального интегратора начинает снижаться ниже одиннадцати вольт, низкочастотный генератор 316 начинает генерировать низкочастотный сигнал, который передается через катушку индуктивности 322 и коаксиальный кабель 251 в систему сопряжения модема 252. Этот низкочастотный сигнал образует сигнализацию о мощности и используется системой сопряжения модема 252 и системой управления 254 для выполнения дополнительных функций управления мощностью. Специалистам в данной области техники очевидны альтернативные способы осуществления этой цепи обратной связи, иные, чем использование снижения напряжения постоянного тока с дифференциального интегратора 309 для увеличения величины ослабления, вносимого регулируемым аттенюатором 313. Таким образом, мощность выходного сигнала с усилителя мощности 306 удерживается на заранее определенном максимальном значении и, следовательно, предотвращается формирование усилителем мощности 306 выходной мощности с уровнем за пределами этого заранее определенного максимального значения.

Высокочастотный генератор 325 непрерывно генерирует сигнал определения потерь сигнала, который имеет частоту, близкую к частотам сигналов R_x и T_x, на которой осуществляются различные телефонные вызовы и другие сеансы связи.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения эта частота должна быть достаточно близкой к частотам сигналов R_x и T_x, так чтобы сигнал определения потерь сигнала испытывал потери сигнала, аналогичные потерям, испытываемым сигналами R_x и T_x при их прохождении по коаксиальному кабелю 251. Однако в изобретении допустимо также использование сигналов определения потерь сигнала, имеющих частоту, которая не близка к частоте сигналов T_x или R_x. Кроме того, мощность этого сигнала определения потерь сигнала строго контролируется, так что можно измерять величину затухания, которое он испытывает при прохождении по коаксиальному кабелю. Сигнал определения потерь сигнала передается через фильтр нижних частот 330, конденсатор 321 и резистор 329 в коаксиальный кабель 251, который пропускает сигнал в систему сопряжения модема 252. Система распределения энергии 300 принимает напряжение постоянного тока из системы сопряжения модема 252 по коаксиальному кабелю 251 и распределяет энергию по различным другим системам, которые составляют систему сопряжения антенны 270, через соединения, не показанные для упрощения чертежа.

На фиг. 4 представлена блок-схема системы сопряжения модема 252, выполненной в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Усиленный сигнал R_x из системы сопряжения антенны 270 (фиг. 3) пропускается по коаксиальному кабелю 251 во второй регулируемый аттенюатор 350 через конденсатор 352. Затем сигнал с второго регулируемого аттенюатора 350 проходит через ответвитель 355, третий регулируемый аттенюатор 354, антенный переключатель 356 на малошумящий усилитель 358. Малошумящий усилитель 358 усиливает сигнал и подает его на делитель 360, который делит его на четыре сигнала, обеспечиваемые для четырех систем модемов (не показаны), каждая из которых имеет четыре модема, составляющих шестнадцать модемов банка модемов 260. Сигналы T_x из четырех систем модемов, которые составляют банк модемов 260 (фиг. 2), объединяются сумматором 362 и проходят через усилитель мощности 364, который их усиливает, антенный переключатель 356, третий регулируемый аттенюатор 354, ответвитель 355 и второй регулируемый аттенюатор 350. Затем полученный в результате сигнал T_x проходит через конденсатор 352 и коаксиальный кабель 251 к системе сопряжения антенны 270. Система вырабатывания электроэнергии 380 подсоединена к коаксиальному кабелю 251 через катушку индуктивности 382.

Полосовой фильтр 366 принимает сигнал с ответвителя 355, который пропорционален сигналу на выходе второго регулируемого аттенюатора 350, и отфильтровывает большую часть шумов и сигнала не на частоте сигнала высокочастотного генератора 325 (фиг. 3). Это вызывает прохождение сигнала от высокочастотного генератора 325 на детектор 368, который формирует соответствующее напряжение постоянного тока, поступающее на вход дифференциального интегратора 370. Дифференциальный интегратор 370 вырабатывает напряжение постоянного тока на основании разности между напряжением с детектора 368 и опорным напряжением, подаваемым на его другой вход, которое подается на второй регулируемый аттенюатор 350. Сигнал с дифференциального интегратора 370 заставляет второй регулируемый аттенюатор 350 снижать уровень несущего сигнала из системы сопряжения антенны 270 соответственно, так что затухание, вносимое коаксиальным кабелем 251, нормализуется, и сигнал может находиться в децибельной области, которую можно легко и надлежащим образом демодулировать одним из модемов 262 банка модемов 260. Опорное напряжение подается на дифференциальный интегратор 370 так, что вводимое вторым регулируемым аттенюатором 350 ослабление снижается, когда затухание сигнала, вносимое коаксиальным кабелем 251, увеличивается, благодаря чему стабилизируется величина вносимого в сигнал затухания сигнала, когда он проходит между печатной платой сопряжения антенны и печатной платой сопряжения модема. В предпочтительном варианте осуществления изобретения значение затухания сигнала устанавливается на максимальную величину затухания, ожидаемую только от коаксиального кабеля 251, помещенного в наименее оптимальные конфигурацию и условия. Это обеспечивает возможность оставлять постоянным уровень подаваемого на модемы сигнала, несмотря на изменения длины коаксиального кабеля 251 и изменения окружающих рабочих условий и температуры. Система вырабатывания электроэнергии 380 обеспечивает постоянный ток, проходящий через коаксиальный кабель 251 и катушку индуктивности 382 в систему сопряжения антенны 270.

Полосовой фильтр 372 обеспечивает возможность генерируемому низкочастотным генератором 316 (фиг. 3) низкочастотному сигналу проходить на детектор 374 после прохождения через катушку индуктивности 377 и конденсатор 378. Когда детектор 374 принимает низкочастотный сигнал, он вырабатывает сигнал предупредительной сигнализации о мощности, который подается в управляющую систему 254 (фиг. 2). Регулируемый регистр УВЧ (ультравысокой частоты) 376 устанавливается для включения или для отключения третьего регулируемого аттенюатора 354 в зависимости от расстояния концентрированной абонентской системы 113 (фиг. 1) от базовой приемопередающей станции 110 (фиг. 1). Если концентрированная абонентская система расположена в непосредственной близости от базовой приемопередающей станции, регистр устанавливается для включения третьего регулируемого аттенюатора 354, так что уровень принимаемого антенным переключателем 356 сигнала понижается. Если КАС расположена на значительном расстоянии от приемопередатчика базовой станции 110, регулируемый регистр УВЧ 376 устанавливается на отключение третьего регулируемого аттенюатора 354, так чтобы уровень сигнала, подаваемого на антенный переключатель 358, не снижался. Это обеспечивает концентрированную абонентскую систему увеличенным динамическим диапазоном для приема и передачи сигналов, и таким образом увеличивает диапазон расстояний, на которых она может взаимодействовать надлежащим образом с базовой приемопередающей станцией 110. Передаваемый несущий сигнал из банка модемов 260 (фиг. 2) и сумматора 362 (фиг. 4) также передается через третий и второй регулируемые аттенюаторы 354 и 350 соответственно, которые обеспечивают, чтобы разница между уровнем в дБ сигналов несущих приема и передачи оставалась в пределах заранее определенного диапазона, который в предпочтительном варианте осуществления соответствует стандарту IS-95. Однако также предполагается, что сигнал несущей T_x может передаваться в обход третьего регулируемого аттенюатора 354, если желательна такая конфигурация.

Благодаря созданию приемопередающей системы, которая связывает антенну с концентрированной абонентской системой через коаксиальный кабель, как это описано выше, можно создать концентрированную абонентскую систему с улучшенными возможностями передачи и приема. Это объясняется тем, что, когда такая приемопередающая система включена в концентрированную абонентскую систему, антенну можно располагать на удаленной позиции, в которой используемые РЧ сигналы связи могут передаваться и приниматься более эффективно, а абонентские аппараты при этом могут находиться в непосредственной близости от абонентов. Возможность использования коаксиального кабеля для подсоединения антенны к концентрированной абонентской системе реализуется за счет саморегулирующего контроля потерь сигнала, обеспечиваемого путем использования системы сопряжения антенны, которая генерирует высокочастотный сигнал, передаваемый через коаксиальный кабель, и системы сопряжения модема, которая регулирует величину ослабления, вносимую в сигнал несущей на основании затухания, испытываемого этим высокочастотным сигналом. Это позволяет нормализовать ослабление сигнала по множеству длин кабеля и конфигураций и при различных условиях окружающей среды.

Изобретение относится к радиосвязи, может быть использовано для сопряжения радиочастотных сигналов с цифровыми модемами, используемыми для радиосвязи. Радиотелефонная приемопередающая система содержит антенну, систему сопряжения антенны, которая включает в себя малошумящий усилитель, усилитель мощности, коаксиальный кабель, регулируемый аттенюатор, схему определения выходной мощности, две схемы генерирования колебаний, систему сопряжения модема. Способ приема радиочастотного сигнала включает этапы, при которых осуществляют прием радиочастотного сигнала, усиление его, пропускание по проводящему кабелю, определение величины затухания сигнала, ослабление радиочастотного сигнала на основании полученной величины затухания сигнала. Достигаемый технический результат - снижение чувствительности к изменениям внешних условий при расположении в непосредственной близости к антенне, уменьшение возможных потерь и вносимых шумов. 3 с. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Радиотелефонная приемопередающая система, содержащая (а) антенну для приема и передачи радиочастотных сигналов, (b) систему сопряжения антенны, подсоединенную к антенне, для обработки радиочастотных сигналов, причем система сопряжения антенны содержит (1) малошумящий усилитель для усиления радиочастотных сигналов с минимальными вносимыми шумами, после их приема антенной, (2) усилитель мощности, подсоединенный к антенне, для формирования выходного радиочастотного сигнала, предназначенного для передачи его антенной, и (с) коаксиальный кабель для передачи радиочастотных сигналов, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец кабеля подсоединен к системе сопряжения антенны, отличающаяся тем, что (d) система сопряжения антенны дополнительно содержит (1) регулируемый аттенюатор, подсоединенный к усилителю мощности, для ослабления выходного радиочастотного сигнала перед его передачей и (2) схему определения выходной мощности для управления регулируемым аттенюатором путем выработки и приложения сигнала ослабления к регулируемому аттенюатору, когда усилитель мощности вырабатывает сигнал, имеющий уровень мощности выше предварительно определенного уровня, (е) и радиотелефонная приемопередающая система дополнительно содержит (1) первую схему генерирования колебаний, подсоединенную к коаксиальному кабелю, для введения первого сигнала колебаний в коаксиальный кабель, (2) вторую схему генерирования колебаний для генерирования второго сигнала колебаний в ответ на сигнал ослабления и (3) систему сопряжения модема, подсоединенную к второму концу коаксиального кабеля, для обработки радиочастотных сигналов. 2. Радиотелефонная приемопередающая система по п.1, отличающаяся тем, что система сопряжения модема дополнительно содержит (а) второй регулируемый аттенюатор, подсоединенный к коаксиальному кабелю, для нормировки потерь, испытываемых радиочастотными сигналами, предаваемыми по коаксиальному кабелю, и (b) схему определения потерь мощности для определения величины потерь сигнала на основании первого сигнала колебаний и регулирования в ответ на это второго регулируемого аттенюатора, так что система сопряжения модема принимает от системы сопряжения антенны посредством коаксиального кабеля радиочастотные сигналы без изменений, вызываемых изменением длины коаксиального кабеля, и изменения окружающих рабочих условий и температуры. 3. Радиотелефонная приемопередающая система по п.1, отличающаяся тем, что (а) система сопряжения модема дополнительно содержит источник энергии постоянного тока, подсоединенный к коаксиальному кабелю, для подачи энергии постоянного тока в систему сопряжения антенны по коаксиальному кабелю и (b) система сопряжения антенны дополнительно содержит схему распределения энергии для приема энергии постоянного тока из системы сопряжения модема по коаксиальному кабелю и для распределения энергии постоянного тока. 4. Радиотелефонная приемопередающая система по п.1, отличающаяся тем, что система сопряжения модема дополнительно содержит датчик предупредительной сигнализации о мощности для (а) обнаружения второго сигнала колебаний и (b) выработки в ответ на него сигнала предупредительной сигнализации о мощности. 5. Радиотелефонная приемопередающая система по п.1, отличающаяся тем, что система сопряжения антенны и антенна размещены в местоположении, (а) имеющем возможность улучшенного радиочастотного приема, и (b) в непосредственной близости друг от друга. 6. Радиотелефонная приемопередающая система по п.1, отличающаяся тем, что система сопряжения модема дополнительно содержит (а) третий регулирующий аттенюатор, который принимает радиочастотные сигналы, и (b) регулируемый регистр для управления третьим регулируемым аттенюатором. 7. Радиотелефонная приемопередающая система, содержащая (а) средство приема и передачи сигналов радиоволн, (b) первое средство обработки сигналов радиоволн, подсоединенное к средству приема и передачи, которое устанавливает сигналы радиоволн в условия для передачи, причем первое средство обработки содержит (1) средство усиления сигналов радиоволн с минимальными вносимыми шумами и (2) усилитель мощности, подсоединенный к средству приема и передачи сигналов радиоволн, для выработки выходного радиочастотного сигнала, предназначенного для передачи средством приема и передачи сигналов радиоволн, и (с) проводящий кабель для передачи сигналов радиоволн, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец кабеля подсоединен к первому средству обработки, (d) второе средство обработки сигналов радиоволн, подсоединенное ко второму концу проводящего кабеля, которое устанавливает сигналы радиоволн в условия для демодуляции, отличающаяся тем, что (е) первое средство обработки дополнительно содержит (1) регулируемый аттенюатор, подсоединенный к усилителю мощности, для ослабления выходного сигнала радиоволн и (2) средство определения выходной мощности для управления регулируемым аттенюатором путем выработки и подачи сигнала ослабления на регулируемый аттенюатор, когда усилитель мощности вырабатывает сигнал, имеющий уровень мощности, превышающий предварительно определенный уровень, (f) и радиотелефонная приемопередающая система дополнительно содержит (1) первое средство генерирования колебаний, связанное с проводящим кабелем, и (2) второе средство генерирования колебаний для генерирования второго сигнала колебаний в ответ на упомянутый сигнал ослабления. 8. Радиотелефонная приемопередающая система по п.7, отличающаяся тем, что второе средство обработки содержит (а) второй регулируемый аттенюатор, подсоединенный к проводящему кабелю, для нормировки потерь, испытываемых сигналами радиоволн, передаваемыми по проводящему кабелю, и (b) средство определения величины потерь сигнала на основании первого сигнала колебаний и регулирования в ответ на нее второго регулируемого аттенюатора. 9. Радиотелефонная приемопередающая система по п.7, отличающаяся тем, что (а) второе средство обработки дополнительно содержит средство для подачи энергии по проводящему кабелю в первое средство обработки, (b) первое средство обработки дополнительно содержит (1) средство приема энергии по проводящему кабелю из второго средства обработки и (2) средство распределения энергии на усилитель и средство для выработки сигнала. 10. Радиотелефонная приемопередающая система по п.7, отличающаяся тем, что второе средство обработки дополнительно содержит (а) средство обнаружения второго сигнала колебаний и (b) средство выработки в ответ на него сигнала предупредительной сигнализации о мощности. 11. Радиотелефонная приемопередающая система по п.7, отличающаяся тем, что средство приема и первое средство обработки размещены в местоположении, (а) обеспечивающем возможность улучшенного приема сигнала радиоволн, и (b) в непосредственной близости друг от друга. 12. Радиотелефонная приемопередающая система по п.7, отличающаяся тем, что второе средство обработки дополнительно содержит (а) второе средство регулируемого ослабления, которое принимает сигналы радиоволн, и (b) средство запоминания для управления вторым средством регулируемого ослабления. 13. Способ приема радиочастотного сигнала, включающий этапы, при которых осуществляют (а) прием радиочастотного сигнала с использованием антенны и (b) усиление радиочастотного сигнала с использованием малошумящего усилителя, отличающийся тем, что (с) пропускают упомянутый радиочастотный сигнал и первый сигнал колебаний по проводящему кабелю, (d) определяют величину затухания сигнала, вносимую проводящим кабелем, с использованием первого сигнала колебаний и (3) осуществляют ослабление радиочастотного сигнала на основании полученной величины затухания сигнала. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы (а) запоминания информации, показывающей требуемую величину ослабления, и (b) внесения ослабления в радиочастотный сигнал постоянным образом в соответствии с запомненной информацией. 15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что на этапе (d) осуществляют прием первого сигнала колебаний после его передачи по проводящему кабелю и определяют величину затухания сигнала, основываясь на уровне упомянутого первого сигнала колебаний после его приема. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно включает этап передачи энергии в систему сопряжения антенны из системы модема по проводящему кабелю.