專利名稱：數(shù)字通信的射頻收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的制作方法
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及無線電通信。更具體地說，本發(fā)明涉及無線電通信中用于將射頻信號與數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接口的射頻收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。
II.相關(guān)技術(shù)的描述無線電話系統(tǒng)采用通過射頻(RF)信號互相聯(lián)系的用戶單元和基站，提供電話服務(wù)。用戶單元給稱為“用戶”的個(gè)人提供對基站的接口，而基站為用戶為用戶單元提供對呼叫處理中心的接口。蜂窩狀無線電話系統(tǒng)綜合利用散布在給定區(qū)域中的多個(gè)基站，藉此允許以高度移動的方式使用用戶單元。用戶單元常類似于一臺有天線的小型電話手機(jī)，它在進(jìn)行發(fā)送和接收電話呼叫的工作時(shí)，通常以完全移動的方式由用戶攜帶。
數(shù)字無線電話系統(tǒng)為了比模擬無線電話系統(tǒng)更有效地使用可用RF帶寬，以各種專門的方法處理和傳送與通信對話或電話呼叫相關(guān)的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這種處理，用于數(shù)字無線電話系統(tǒng)的用戶單元包含一個(gè)將話音和數(shù)據(jù)信息在模擬信號形式和數(shù)字信號形式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的調(diào)制解調(diào)器，還有一個(gè)包含天線和RF信號處理電路的RF收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。配置調(diào)制解調(diào)器是為了適當(dāng)?shù)亟庹{(diào)由收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)提供的信號。這些信號，其電平的分貝(dB)值對應(yīng)于與用戶單元預(yù)計(jì)工作的基站的距離。
現(xiàn)有技術(shù)中熟知的碼分多址(CDMA)數(shù)字無線電信系統(tǒng)為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的RF帶寬使用效率，通過采用擴(kuò)頻碼以擴(kuò)頻波形安排用于通信的RF信號。在一些CDMA數(shù)字無線電信系統(tǒng)中，呼出信號的強(qiáng)度通過嚴(yán)格的控制隨時(shí)間顯著變化，以減小由各種用戶單元產(chǎn)生的RF信號之間的干擾。這樣，在給定的RF帶寬上，可以輸出最大數(shù)量的通信對話。然而，由于功率的變化量相當(dāng)大，還要對功率實(shí)行限制以保證收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)不受過載的損害。在美國專利申請序號為08/203,151，題目是“無線電話系統(tǒng)中的反向鏈路以及發(fā)送功率校正和限制”(1993年3月3日提交)，并被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的代理人的專利中描述了該功率限制的一種實(shí)施設(shè)備。由于調(diào)制解調(diào)器和RF收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)都參與對發(fā)送的RF信號強(qiáng)度的決定，故功率限制功能和功率控制功能都要求調(diào)制解調(diào)器和RF收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)通過各種控制信號進(jìn)行接口。
組成用于數(shù)字無線電話系統(tǒng)的用戶單元的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)和調(diào)制解調(diào)器在工作過程中通常相互保持靠得很近。這樣做主要是出于可移動的目的而使用戶單元保持小型化，這歷來是無線電話系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。不過，小型化的配置還提供了其它優(yōu)點(diǎn)。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過保持使用戶單元體積小的各系統(tǒng)間接線長度，降低用戶單元對周圍環(huán)境變化的靈敏度。這減小了對環(huán)境參數(shù)影響用戶單元工作的擔(dān)心。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中的信號處理電路放得離天線很近。這樣使天線接收到(后要處理的呼入信號，或接收(Rx))信號，其損耗和噪聲的引入會盡可能小。最后，用戶單元的小型化便于調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)之間交換控制信號。這樣，當(dāng)執(zhí)行包括上面在CDMA無線電話系統(tǒng)的范圍內(nèi)所描述的功率限制功能在內(nèi)的各種功能時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)可進(jìn)行合作。
但是，用戶單元的小型化配置未必提供最佳發(fā)送和接收用于進(jìn)行無線電通信的RF信號。這是因?yàn)檎Ｇ闆r下，用戶單元在使用時(shí)是靠近用戶的，而用戶常常處于對RF信號的發(fā)送和接收來說不太有利的位置，包括在建筑里面或者在山的背后。然而，由于上述用戶單元小型化配置所產(chǎn)生的、包括可移動性在內(nèi)的各種好處，收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)不處于最佳位置的情況是可以允許的。
但是，在某些無線電通信系統(tǒng)中，可移動性并不是最重要的事情。在共同待批的美國專利申請序號為＿＿＿，題目是“用于無線本地回路的用戶集中系統(tǒng)”(于1995年1月31日提交)，并被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的代理人的專利中描述了這么一個(gè)系統(tǒng)。與早先的無線電話系統(tǒng)相比，用戶集中系統(tǒng)使多個(gè)用戶可用一套共用的調(diào)制解調(diào)器和一個(gè)收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，通過RF信號與一個(gè)基站進(jìn)行接口，從而以較低的成本提供無線電話服務(wù)。在最佳實(shí)施例中的用戶系統(tǒng)中所用的調(diào)制解調(diào)器和現(xiàn)有技術(shù)的移動用戶單元的調(diào)制解調(diào)器相同或者類似，所以減少了用戶集中系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)用。在使用時(shí)用戶集中系統(tǒng)被置于一個(gè)固定的位置，該位置離開基站的距離范圍等于或者大于現(xiàn)有技術(shù)的移動用戶單元離開基站的距離范圍。這是因?yàn)橛脩艏袉卧粌H要在有無線電話服務(wù)的地方，而且要在沒有無線電話服務(wù)的地方，即無論附近是否有基站，都提供便宜的非移動對話服務(wù)。在最佳實(shí)施例中，用戶集中系統(tǒng)引入了CDMA無線電話系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。
由于使用中用戶集中系統(tǒng)是不移動的，不需要象現(xiàn)有技術(shù)的移動用戶單元那樣的小型化。因此，通過將天線和用戶分開，置于具有較好的RF信號發(fā)送和接收能力的地方，可以改善用戶集中系統(tǒng)的接收。然而，為了讓這么一個(gè)配置在數(shù)字無線電環(huán)境中出色地工作，要求小型系統(tǒng)中提供的各種附加好處也應(yīng)同樣在此非小型配置中提供。這些好處包括收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)和調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)之間的控制信號簡便交換，收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中RF信號處理電路靠近天線的放置，以及在變化的環(huán)境下進(jìn)行工作的能力。因此要求提供一種可以提供這些好處并顧及天線的最佳部署的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。另外，由于在最佳實(shí)施例中，為了降低成本，用戶集中系統(tǒng)利用標(biāo)準(zhǔn)移動用戶單元的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，但該系統(tǒng)在使用中可以放置在離基站較遠(yuǎn)的范圍內(nèi)，所以還要求收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)將Rx信號的強(qiáng)度調(diào)整到原先調(diào)制解調(diào)器所設(shè)計(jì)工作電平的分貝值范圍，以便調(diào)制解調(diào)器可以對信號進(jìn)行適當(dāng)處理。
發(fā)明概要基于上述內(nèi)容，描述了一種用于無線電話用戶集中系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，該收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)允許將天線置于最佳接收的位置，并可以和現(xiàn)有的或修改最少的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行接口。此收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)包含天線，以及由同軸電纜分隔開的天線接口系統(tǒng)和調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)。將天線放置在具有最佳接收性能的位置(比如建筑的屋頂)并和天線接口系統(tǒng)靠得很近。同軸電纜將天線接口系統(tǒng)連接到安置在建筑內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)器上，從而可以方便地接入該系統(tǒng)進(jìn)行檢修和調(diào)配，還可以連接到用戶集中系統(tǒng)的其他部分。
為了使設(shè)計(jì)用在現(xiàn)有移動用戶單元中的調(diào)制解調(diào)器可用于解調(diào)由天線所接收的RF信號，調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)包括雙態(tài)可變衰減器和數(shù)據(jù)寄存器，它們被配置成當(dāng)用戶集中系統(tǒng)位于基站附近時(shí)，減小呼入信號的強(qiáng)度，或者當(dāng)用戶集中系統(tǒng)位于較遠(yuǎn)的位置時(shí)不加衰減地傳送呼入信號。一旦將用戶集中系統(tǒng)放在適當(dāng)?shù)奈恢?，隨著環(huán)境條件的變化，信號損失檢測系統(tǒng)在“接收”(Rx)信號被提供給調(diào)制解調(diào)器之前，以及發(fā)送(Tx)信號被提供給天線之前，確定它們所遇到的信號損失量。信號損失檢測系統(tǒng)包括位于調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)內(nèi)的檢測器，它接收從天線接口系統(tǒng)通過同軸電纜傳送來的振蕩信號，還包括由該檢測器控制的衰減器。在信號損失檢測系統(tǒng)內(nèi)的差動積分器相應(yīng)地決定振蕩信號和參考信號之間的差值，因而Rx和Tx信號所遇到的損失保持不變或者“規(guī)范化”。
另外，直流電力從調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)通過同軸電纜傳送到天線接口系統(tǒng)，因而該系統(tǒng)可以只考慮最佳接收而不用考慮電源的可得性，安裝定位方便。天線接口系統(tǒng)通過包含最大功率限制系統(tǒng)，檢測何時(shí)正在產(chǎn)生的信號超過發(fā)送功率放大器容量，并相應(yīng)向調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)發(fā)送告警信號，以使調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)可以向用戶集中系統(tǒng)的其它部分發(fā)出信號。利用此方法，天線接口系統(tǒng)使多個(gè)調(diào)制解調(diào)器可用一個(gè)功率放大電路來產(chǎn)生信號。
從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中本發(fā)明的特點(diǎn)，目的和好處將更加明顯，所有附圖內(nèi)相同的符號作相同的表示，其中附圖概述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的蜂窩狀電話系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)所述本發(fā)明實(shí)施例配置的用戶集中系統(tǒng)控制器的方框圖；圖3是根據(jù)所述本發(fā)明實(shí)施例配置的天線接口系統(tǒng)和天線的方框圖；圖4是根據(jù)所述本發(fā)明實(shí)施例配置的調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)的方框圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)敘述描述一種向用戶集中系統(tǒng)提供射頻接口的方法和設(shè)備。在下面的敘述中，在碼分多址(CDMA)數(shù)字蜂窩狀電話系統(tǒng)的總狀況下對本發(fā)明進(jìn)行了描述。對于熟悉本領(lǐng)域的人，本發(fā)明顯然可以在各種采用數(shù)字或模擬調(diào)制的無線電無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)施，這些通信系統(tǒng)使用單個(gè)或多個(gè)基站或者衛(wèi)星關(guān)口站。同樣，盡管下文采用同軸電纜，顯然也可用其他有線傳輸媒體。在各種其它的情況下，為了達(dá)到想要的分貝電平，而施行某一信號的可變衰減。我們能夠理解，為提供類似的結(jié)果可以采用這些信號的可變放大。在下面的敘述中還以方塊的形式提供各種熟知的系統(tǒng)和接口。這么做是為了避免不必要地搞混本發(fā)明的揭示。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的一種蜂窩狀電話系統(tǒng)的方框圖。收發(fā)信機(jī)基站102與遠(yuǎn)端通信單元112以及100之間相互收發(fā)射頻(RF)信號。在最佳實(shí)施例中，這些RF信號根據(jù)CDMA擴(kuò)展頻譜技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，這一技術(shù)在美國第4,901,307(‘307)號題為“采用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴(kuò)展頻譜多址通信系統(tǒng)”的專利中，在轉(zhuǎn)讓給Qualcom公司的美國第5,103,459(‘459)題為“用于在CDMA蜂窩狀電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的系統(tǒng)和方法”專利中，均有描述。美國電信業(yè)協(xié)會(TIA，2001 Pennsylvania Avenue，Suite 800，Washington，DC20006)rIS-95規(guī)范(題為“雙模式寬帶擴(kuò)頻蜂窩區(qū)通信系統(tǒng)的移動臺-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)”)中，也有描述。另外，收發(fā)信機(jī)基站102用包括微波鏈路、地面有線連接、光纜、或它們的組合在內(nèi)的各種方法中的任何一種方法，和基站控制器(BSC)104接口。BSC 104通過移動通信交換中心(MSC)105和公用電話交換網(wǎng)(PSTN)106接口，允許在收發(fā)信機(jī)基站102、收發(fā)信機(jī)基站110和其它收發(fā)信機(jī)基站108之間發(fā)送各種通信對話和電話呼叫。
收發(fā)信機(jī)基站110和BSC 104以與收發(fā)信機(jī)基站102類似的方式接口，并和遠(yuǎn)端通信單元112以及用戶集中系統(tǒng)(CSS)113通過根據(jù)上面的參考專利’459和’307以及規(guī)范IS-95調(diào)制的RF信號進(jìn)行通信。在CSS113中，用戶單元116(1)到(50)連接到執(zhí)行和收發(fā)信機(jī)基站110接口的功能的CSS控制器114。用戶單元116(1)到(50)中每一個(gè)都以和標(biāo)準(zhǔn)電話機(jī)類似的方法用于發(fā)送和接收電話呼叫，在某些情況下也可以是標(biāo)準(zhǔn)有線脈碼調(diào)制電話機(jī)或其它類型的有送話器和揚(yáng)聲器的電話機(jī)。盡管CSS控制器114畫成直接和用戶單元116連接，也考慮另外的方法交換信息，包括無線電波通信的簡便方式。再者，除了已指出的50個(gè)單元外，CSS控制器114上可以連接其他數(shù)量的用戶單元116。
圖2是圖1中根據(jù)所述本發(fā)明的實(shí)施例配置的CSS控制器114的方框圖。天線接口系統(tǒng)270通過天線250對圖1的收發(fā)信機(jī)基站110收發(fā)擴(kuò)展頻譜調(diào)制RF信號。接收到的信號通過同軸電纜251和調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252提供給由調(diào)制解調(diào)器262(1)到262(16)構(gòu)成的調(diào)制解調(diào)器組合260。發(fā)送信號由調(diào)制解調(diào)器組合260產(chǎn)生，并通過調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252和同軸電纜251發(fā)送到將信號提供給天線250的天線接口系統(tǒng)270。多路復(fù)用系統(tǒng)266將用戶線256(1)到(50)連接到調(diào)制解調(diào)器組合260的調(diào)制解調(diào)器262(1)到262(16)?？刂葡到y(tǒng)254接收信息并將其提供給調(diào)制解調(diào)器組合260，并用存儲在存儲子系統(tǒng)253中的信號控制多路復(fù)用系統(tǒng)266。上面援引的共同待批申請“用于無線本地回路的用戶集中系統(tǒng)”描述了控制系統(tǒng)254以及調(diào)制解調(diào)器262和多路復(fù)用系統(tǒng)266的運(yùn)作和配置。雖然畫出16個(gè)調(diào)制解調(diào)器，但采用不同數(shù)量的調(diào)制解調(diào)器的作用和本發(fā)明是一致的。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的天線接口系統(tǒng)270的方框圖。將雙工器302連接到低噪聲放大器304的輸入端和耦合器305的輸出端，還連接到天線250上。將雙工器312連接到低噪聲放大器304的輸出端和可變衰減器313的輸入端，還連接到同軸電纜251上。將輸出功率放大器306置于耦合器305和可變衰減器313之間。將檢測器307經(jīng)耦合器305連接到輸出功率放大器306的輸出端和差動積分器309的輸入端，該積分器的另一端上施加參考電壓。將差動積分器309的輸出提供給可變衰減器313的控制輸入和低頻振蕩器316。電感器322將低頻放大器316和配電系統(tǒng)300連接到同軸電纜251。高頻振蕩器325經(jīng)電容器321、電阻器329和低通濾波器連接到同軸電纜251。功率放大器306和低噪聲放大器304可以由一組放置在信號路徑中各個(gè)位置的放大器和濾波電路構(gòu)成，但為了畫圖簡便起見，圖中以單個(gè)系統(tǒng)表示。
工作中，天線205所接收到的接收(Rx)信號被傳送到雙工器302，該雙工器將此載波信號引至低噪聲放大器304。低噪聲放大器304將相對比較微弱的Rx載波信號放大至一分貝電平，該電平比調(diào)制解調(diào)器262中的一個(gè)適當(dāng)解調(diào)后的信號電平至少大同軸電纜251和其它任何中間電路所引入的信號損失的最大估計(jì)值。放大了的Rx載波信號通過雙工器312和同軸電纜251傳輸?shù)秸{(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252(圖2)。通過同軸電纜251從調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252傳輸出來的呼出或發(fā)送(Tx)信號由雙工器312引至可變衰減器313，將該信號傳輸?shù)焦β史糯笃?06。在功率放大器306的輸出端產(chǎn)生的放大信號通過耦合器305和雙工器302傳輸?shù)教炀€205，從那里信號被發(fā)射到圖1的收發(fā)信機(jī)基站110。
檢測器307接收到來自耦合器305且實(shí)質(zhì)上和功率放大器306輸出端的Tx載波信號成比例的信號，并出示與之成比例的直流電壓，此電壓用于差動積分器309。盡管選用檢測器307的輸入和輸出成比例的關(guān)系，其它表示功率放大器306所產(chǎn)生功率的關(guān)系也可以用。對熟悉本領(lǐng)域的人來說，這是顯然的。差動積分器309根據(jù)檢測器307的直流電壓和參考電壓之間的差異產(chǎn)生另一個(gè)直流電壓信號。如果檢測器307的電壓小于參考電壓，則差動積分器309的第二直流電壓處于第一個(gè)值，在最佳實(shí)施例中該值為11伏，然而不難以代換為任何其它的電壓值。當(dāng)檢測器307的直流電壓超過參考電壓時(shí)，差動積分器309的直流電壓開始和檢測器307與參考電壓之間的差異成比例地減小。用次選用系統(tǒng)(這時(shí)為差動積分器309)輸入、輸出之間成比例的關(guān)系。但是，熟悉本領(lǐng)域者會明白，在差自動積分器309輸入、輸出的其他關(guān)系具有相同結(jié)果時(shí)，未必這樣。
可變衰減器313以雙工器312接收到的傳輸信號引入衰減的方式響應(yīng)上述差動積分器309所示電壓的減小。此衰減與差動積分器309所示電壓的減小量成比例地增加。另外，當(dāng)差動積分器309的鹽水電壓開始低于11伏時(shí)，低頻振蕩器316開始產(chǎn)生低頻信號，此信號通過電感器322和同軸電纜251傳輸?shù)秸{(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252。此低頻信號產(chǎn)生被調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252和控制系統(tǒng)254使用的功率告警信號，以執(zhí)行進(jìn)一步的功率控制功能。除了使用差動積分器309的直流電壓的減小來使可變衰減器313引入的衰減量增加外，對熟悉本領(lǐng)域的人來說，顯然還可選用其它各種的執(zhí)行此反饋環(huán)路的方法。這樣，功率放大器306輸出信號的功率保持在預(yù)定的最大值，從而防止了功率放大器306產(chǎn)生超過此預(yù)定最大值的輸出功率。
高頻振蕩器325不斷地產(chǎn)生信號損失檢測信號，該信號的頻率接近承載各種電話呼叫和其他通信對話的Rx和Tx信號的頻率。在最佳實(shí)施例中，頻率要充分接近Rx和Tx信號，從而頻率損失檢測信號遇到信號損失和Rx及Tx在同軸電纜251上傳輸時(shí)遇到的類似。然而，頻率不和Rx及Tx信號的頻率接近的信號損失檢測信號的應(yīng)用也和本發(fā)明的作用一致。另外，嚴(yán)格控制此信號損失檢測信號的強(qiáng)度，以便能測量該信號沿同軸電纜傳輸遇到的損失。信號損失檢測信號通過低通濾波器330、電容器321和電阻器329傳輸?shù)綄⑿盘杺髦琳{(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252的同軸電纜251。配電系統(tǒng)300通過同軸電纜251，從調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252接收直流電壓，并通過為了畫圖簡便而示示出的連接，將電力分配給組成天線接口系統(tǒng)270的其它系統(tǒng)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)252的方框圖。來自圖3的天線接口系統(tǒng)270的放大的Rx信號由同軸電纜251通過電容器352傳給可變衰減器350。然后，衰減器350的信號通過耦合器355、衰減器354、雙工器356，傳至低噪聲放大器358。低噪聲放大器358放大該信號，并將它提供給將它分裂成4個(gè)信號的分裂器360，這4個(gè)信號被提供給4個(gè)調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)(圖中未示)，每個(gè)系統(tǒng)有4個(gè)調(diào)制解調(diào)器，組成了調(diào)制解調(diào)器組合260的16個(gè)調(diào)制解調(diào)器。來自圖2的組成調(diào)制解調(diào)器組合260的4個(gè)調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)的Tx信號由加法器362組合后，穿過將它們放大的功率放大器364、雙工器356、可變衰減器354、耦合器355和衰減器350。得到的Tx信號穿過電容器352和同軸電纜251至天線接口系統(tǒng)270。電力生成系統(tǒng)380通過電感器382連接到同軸電纜251。
帶通濾波器366從耦合器355接收到信號，該信號和衰減器350輸出端的信號成比例，并過濾除圖3中高頻振蕩器325所產(chǎn)生信號的頻率以外的噪聲和信號。這使得高頻振蕩器325的信號傳送到產(chǎn)生加至差動積分器370輸入端的相應(yīng)直流電壓的檢測器368。差動放大器370根據(jù)來自檢測器368的電壓和另一個(gè)輸入端所加參考電壓之間的差值產(chǎn)生直流電壓加至可變衰減器350。來自差動積分器370的信號使可變衰減器350相應(yīng)地減小來自天線接口系統(tǒng)270的載波信號的強(qiáng)度，這樣由同軸電纜251傳入的損失將被規(guī)范化，而信號可置于調(diào)制解調(diào)器組合的調(diào)制解調(diào)器262中的一個(gè)調(diào)制解調(diào)器能解調(diào)的電平范圍。給差動積分器370加參考電壓，使同軸電纜引入的信號損失增加時(shí)，可變衰減器350引入的衰減減小。從而信號在天線接口板和調(diào)制解調(diào)器接口板之間穿行時(shí)引入的損失量不變。在最佳實(shí)施例中，此信號損失量設(shè)為同軸電纜251單獨(dú)處于最劣配置和條件下所引入損失的最大估計(jì)值。這樣，盡管同軸電纜251長度變化，且工作環(huán)境和溫度變化，提供給調(diào)制解調(diào)器的信號強(qiáng)度可以保持不變。電力生成系統(tǒng)380通過同軸電纜251和電感器382提供直流電力給天線接口系統(tǒng)270。
帶通濾波器372使圖3中低頻振蕩器316產(chǎn)生的低頻信號可在通過電感器377和電容器378后傳送到檢測器374。當(dāng)檢測器374接收到這低頻信號時(shí)，產(chǎn)生加至圖2的控制系統(tǒng)254的功率告警信號。UHF(超高頻)調(diào)整寄存器376設(shè)置成啟動的還是不啟動衰減器354，取決于圖1的用戶集中系統(tǒng)113到圖1的收發(fā)信機(jī)基站110的距離。如果用戶集中系統(tǒng)的位置和收發(fā)信機(jī)基站靠得很近，此寄存器就設(shè)置成啟動衰減器354，從而使由雙工器356接收到的信號的強(qiáng)度減小。如果CCS的位置與收發(fā)信機(jī)基站110有一值得注意的距離，寄存器就設(shè)置成不啟動衰減器354，從而不減小由雙工器356接收到的信號。這給用戶集中系統(tǒng)提供了擴(kuò)大的動態(tài)范圍來接收和發(fā)送信號，因此增加了它可以良好地和收發(fā)信機(jī)基站互作用的距離。來自圖2的調(diào)制解調(diào)器組合260和圖4的加法器362的發(fā)送載波信號也通過衰減器354和350，它們有助于保證接收信號和發(fā)送載波信號之間電平差值保持在預(yù)定范圍內(nèi)。在本較佳實(shí)施中，此預(yù)定范圍是IS-95規(guī)范公布的范圍。然而，如果需要旁路衰減器的配置，也可考慮使Tx載波信號繞過衰減器354。
如上所述，借助提供通過同軸電纜將天線連接到用戶集中系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收能性能改善的用戶集中系統(tǒng)。這是因?yàn)橛脩艏邢到y(tǒng)引入這種收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)時(shí)，天線可以放在使用于通信的RF信號能更容易發(fā)送的遠(yuǎn)處，而這時(shí)用戶單元仍和用戶離得很近。賃藉通過對天線接口系統(tǒng)的采用而得到的自調(diào)節(jié)信號損失控制性能，使采用同軸電纜將天線連接到用戶集中系統(tǒng)的能力成為可能。其中，該天線接口系統(tǒng)產(chǎn)生高頻信號，沿同軸電纜和調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)發(fā)送，此調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)又根據(jù)高頻信號遇到的損失，調(diào)節(jié)引入載波信號的衰減量。這樣可在各種纜線長度和配置下，以及各種環(huán)境條件(包括溫度)下，使信號損失規(guī)范化，從而加至調(diào)制解調(diào)器的信號的電平在要求的范圍內(nèi)。通過同軸電纜將電源從調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)傳送到天線接口系統(tǒng)，不需要將收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)放得離電壓很近，因而天線處于最優(yōu)位置的能力進(jìn)一步提高。
另外，UHF調(diào)整寄存器在調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)中的應(yīng)用，增加了對基站的距離范圍。該范圍內(nèi)，用戶集中系統(tǒng)通過使調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)可按附加信號衰減配置，能使用現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)器良好地工作。這使現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器可以在用戶集中系統(tǒng)里面應(yīng)用，藉此降低了開發(fā)和實(shí)施用戶集中系統(tǒng)的成本。采用位于天線接口系統(tǒng)通過同軸電纜以低頻信號通知調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的功率輸出檢測電路，能在收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)中提供功率控制和限制功能。該功率控制和限制功能使內(nèi)含所述收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的用戶集中系統(tǒng)可用CDMA數(shù)字蜂窩區(qū)通信調(diào)制解調(diào)器，如上所述該調(diào)制解調(diào)器為了進(jìn)行電話呼叫必須顯著改變功率輸出。因?yàn)镃DMA數(shù)字蜂窩區(qū)通信調(diào)制解調(diào)器改善帶寬利用和通信質(zhì)量，采用這種調(diào)制解調(diào)器是合乎需要的。
這樣，描述了用于和數(shù)字蜂窩區(qū)通信調(diào)制解調(diào)器接口的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。對熟悉本領(lǐng)域的人來說，本發(fā)明的各種替換實(shí)施例是顯而易見的。以上提供的示范用的實(shí)施例僅僅是出于舉例說明的目的，而不用來限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于包括用于接收射頻信號的天線；連接到所述天線的天線接口系統(tǒng)，用于處理所述射頻信號；具有第一端和第二端的同軸電纜，其中第一端連接到所述天線接口系統(tǒng)；連接到所述同軸電纜的所述第二端的調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)，用于處理所述射頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述天線接口系統(tǒng)包括用于放大所述射頻信號且引入噪聲最小的低噪聲放大器。
3.如權(quán)利要求2所述無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述天線接口系統(tǒng)還包括連接到所述同軸電纜的第一振蕩發(fā)生電路，用于將第一振蕩信號引入所述同軸電纜。
4.如權(quán)利要求2所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于還包括連接到所述天線的功率放大器，用于產(chǎn)生呼出射頻信號；連接到所述功率放大器的可變衰減器，用于衰減所述呼出射頻信號；功率輸出檢測電路，用于控制所述可變衰減器，并在所述功率放大器產(chǎn)生具有超過預(yù)定電平的功率電平的信號時(shí)，產(chǎn)生衰減信號；第二振蕩發(fā)生電路，用于響應(yīng)所述衰減信號，產(chǎn)生第二振蕩信號。
5.如權(quán)利要求4所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)包括連接到所述同軸電纜的第二可變衰減器，用于將通過所述同軸電纜的射頻信號所遇到的損失規(guī)范化；功率損失檢測電路，用于根據(jù)所述第一振蕩信號決定信號損失量，并相應(yīng)調(diào)整所述第二可變衰減器。
6.如權(quán)利要求5所述的無線電話收發(fā)信機(jī)，其特征在于所述調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)還包括連接到所述同軸電纜的直流電源，用于將直流電力傳遞給所述天線接口系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)還包括功率告警傳感器，用于檢測所述第二振蕩信號，并產(chǎn)生相應(yīng)功率告警信號。
8.如權(quán)利要求7所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述天線接口系統(tǒng)還包括配電電路，用于通過同軸電纜從所述調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)接收所述直流電力，并分配所述直流電力。
9.如權(quán)利要求2所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述天線接口系統(tǒng)和所述天線被放在具備改善過的射頻接收性能的位置，并互相靠得很近。
10.如權(quán)利要求2所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)還包括接收所述射頻信號的第三可變衰減器；用于控制所述第三可變衰減器的調(diào)整寄存器。
11.一種無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于包括用于接收和發(fā)送無線電波信號的裝置；用于處理所述無線電波信號的第一裝置，連接到所述用于接收和發(fā)送所述無線電波信號的裝置，使所述無線電波信號處于傳輸狀態(tài)。具有第一端和第二端的傳導(dǎo)電纜，所述第一端連接到所述第一裝置以處理所述無線電波信號；用于處理所述無線電波信號的第二裝置，連接到所述傳導(dǎo)電纜的第二端，使所述無線電波信號處于調(diào)解狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理所述無線電波信號的第一裝置包括用于放大所述無線電波信號且引入噪聲最小的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理所述無線電波信號的第一裝置包括用于將第一振蕩信號引入所述傳導(dǎo)電纜的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理所述無線電波信號的第一裝置包括連接到所述用于接收的裝置的功率放大裝置，用于產(chǎn)生呼出射頻信號；連接到所述功率放大裝置的可變衰減器裝置，用于衰減所述呼出射頻信號；連接到所述可變衰減器的功率輸出檢測裝置，用于當(dāng)所述功率放大裝置產(chǎn)生具有超過預(yù)定電平的功率電平的信號時(shí)，產(chǎn)生衰減信號；第二振蕩產(chǎn)生裝置，用于響應(yīng)所述衰減信號，產(chǎn)生第二振蕩信號。
15.如權(quán)利要求14所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理所述無線電波信號的第二裝置包括連接到所述傳導(dǎo)電纜的第二衰減裝置，用于將通過所述傳導(dǎo)電纜的所述射頻信號遇到的損失規(guī)范化；用于根據(jù)所述第一振蕩信號而決定信號損失量，并相應(yīng)調(diào)整所述第二衰減器裝置的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理所述無線電波信號的第二裝置還包括連接到所述傳導(dǎo)電纜的裝置，用于將電力傳遞到所述天線接口系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求16所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理無線電波信號的第二裝置還包括用于檢測所述第二振蕩信號并相應(yīng)產(chǎn)生功率告警信號的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理無線電波信號的第一裝置還包括用于通過所述傳導(dǎo)電纜從所述第二處理裝置接收所述電力，并將電力分配給所述用于放大的裝置和所述用于產(chǎn)生信號的裝置的裝置。
19.如權(quán)利要求12所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于接收信號的裝置和所述用于處理信號的裝置被放在具備改善了的射頻信號接收性能的位置，并互相靠得很近。
20.如權(quán)利要求19所述的無線電話收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述用于處理信號的第二裝置包括第三可變衰減裝置，它接收所述射頻信號；存儲裝置，用于控制所述第三可變衰減裝置。
21.一種用于接收射頻信號的方法，其特征在于包括以下步驟(a)用天線接收所述射頻信號；(b)用低噪聲放大器放大所述射頻信號；(c)在傳導(dǎo)電纜上傳送所述射頻信號和第一振蕩信號；(d)決定由所述同軸電纜引入的信號損失量；(e)根據(jù)所述信號損失量衰減所述射頻信號。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于還包括以下步驟用功率放大器產(chǎn)生輸出信號；當(dāng)所述功率放大器產(chǎn)生具有超過預(yù)定電平的功率電平的信號時(shí)，產(chǎn)生第二振蕩信號。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于步驟(d)包括以下步驟接收通過所述同軸電纜傳輸后的所述第一振蕩信號；接收到所述第一振蕩信號后，根據(jù)它的強(qiáng)度決定信號的損失量。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于還包括以下步驟通過所述傳導(dǎo)電纜，將電力從所述調(diào)制解調(diào)器傳遞到所述天線接口系統(tǒng)。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于還包括以下步驟存儲表示所要求的衰減值的信息；以固定的方法依照所述存儲的信息，衰減所述射頻信號。
全文摘要
描述了一種用于使射頻信號和數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接口的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括通過同軸電纜連接到天線接口的調(diào)制解調(diào)器接口和天線。用于提供交換信號的功率調(diào)整的電路包括功率檢測電路和在天線接口以及調(diào)制解調(diào)器接口中的衰減器。
文檔編號H04B7/005GK1185246SQ96193259
公開日1998年6月17日 申請日期1996年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月1日
發(fā)明者C·B·馬丁, R·K·科恩費(fèi)爾德, 舍曼·格雷戈里 申請人:夸爾柯姆股份有限公司