专利名称：蜂窝通信系统中的自动增益设定的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统中的控制，尤其涉及通信系统内中继器的增益控制。
背景技术：
在诸如建筑物或隧道等与电磁辐射隔离的区域内操作的蜂窝通信网络一般通过使用中继器系统来实现隔离区域内的覆盖。中继器系统包括直接与基站接收系统(BTS)通信的区域外的第一中继器、在与隔离区内的移动单元直接通信的区域内的第二中继器、以及连接两个中继器的电缆。本领域中已知，改变BTS或移动单元处的信号电平会对网络操作造成不利影响。通过大大增加网络中的噪声，从而减少信号/噪声电平。这种效应通过持续监控BTS和移动单元处的信号电平来克服，并且最好调节移动单元的增益来使信号电平尽可能保持恒定。随着在BTS和移动单元间插入中继器系统，很重要的是使中继器系统内由增益变化引起的信号电平改变最小，而且使它们缓慢改变，以便保证中继器系统保持对网络大致透明。
Soliman的美国专利5799005，其揭示通过引用被结合与此，描述了用于估计与通信信道相关联质量和路径损耗的系统和方法。该估计通过测量由通信接收机接收的导频信号功率实现。通信接收机测量接收信号的功率，并也测量接收导频信号的相关导频强度。然后，通过使用接收信号功率和相关导频强度测量来计算导频信号的功率。基站发出表示导频信号以哪个功率被发送的指示。然后通过确定发送导频信号和接收导频信号的指示功率之差来作出对路径损耗的估计。
Willenegger等人的美国专利5991284经引证被结合与此，它描述了用于控制由发出信道的站产生的每条子信道的发送功率的方法。站产生由子信道之和组成的信道，以便每条子信道或一组子信道用随来自接收站的子信道功率控制消息而改变的唯一增益值来放大。接收站在监控和计算基于接收子信道的度量后产生各子信道功率控制消息。
发明摘要本发明一些方面的目标是提供在蜂窝通信网内控制中继器间增益的方法和装置。
本发明一些方面的进一步目标是提供在蜂窝通信网的自动校准过程中设定增益的方法和装置。
在本发明的优选实施例中，基站收发器系统(BTS)与蜂窝通信网内的主中继器单元通信。主单元通过电缆与远程单元通信，该远程单元又与同BTS直接通信断开的移动收发器进行通信，如在建筑物内。通信包括从主单元到远程单元的前向传输通路，和从远程单元到主单元的反向通路。主单元和远程单元间通信使移动收发器能在网络中起作用。
在初始化阶段，各远程单元的前向增益和反向增益都是分开设定的，最好是以自动方式来设定。前向增益被设定以便产生缺省功率输出，最好大致相等。或者，根据从主单元发送到各远程单元设定来设定各远程单元的输出功率。各远程单元的反向增益响应诸如电缆插入损耗这样的前向参数而被调节，前向参数在安装阶段被测量，并且已知对于反向传输通路的参数之差。
为设定前向增益，导频参考频率在主单元输入级之后被注入，最好大致等于由输入级产生的电平，前提是后者可使用。输入级在初始阶段被禁用，使得只有导频信号在初始化时在系统中被发送。导频参考信号最好是在用于网内通信的频带内某一频率处的窄带信号。导频信号由包括在各远程单元内相应的第一检测器来检测。使用已知输入电平和由第一检测器读出的电平，于是远程单元的前向增益被设定，以便为特定单元产生所需的功率输出。同样，主单元和特定远程单元间的电缆前向插入损耗从这两个电平计算而得。
各远程单元的反向增益电平通过外插初始阶段发现的前向插入损耗而找到反向插入损耗。外插考虑到前向和反向通路间的差异。差异包括由前向和反向通路之间的传输频率之差引起的电缆损耗之差，以及两条通路上元件的不同插入损耗。最好，为各远程单元设定的反向增益一般比电缆反向插入损耗大一个预定值，如5dB。
各远程单元包括输出级，它在某特定远程单元被初始化时期被禁用。远程单元的第一检测器被安置在输出级前。被禁用的主单元输入级和远程单元输出级作为隔离器。因此，可以对各远程单元实现前向和反向增益调节，而不产生任何外部干扰，并且没有外部信号引起的调节干扰。
在操作阶段导频被禁用，主单元输入级和各远程单元的输出级被激活。主单元输入级的前向增益被设定以便产生大致固定的额定输出电平。(导频在初始阶段被注入时的电平最好等于该输出电平)。主单元反向增益最好被设定，以便使系统反向增益大致等于系统前向增益。或者，反向增益被设为与前向增益不同，其差为一个预定值。
各远程单元包括用于监控相应远程单元的输出级的功率输出的第二检测器。为了使系统增益与其安装设定大致不变，主单元和各远程单元的前向和反向增益尽可能被保持恒定，这又保持了前向和反向传输通路中的信噪比。在系统操作期间，各远程单元的前向和反向增益以及功率输出在需要时被监控并被调节，例如当系统参数改变时，以便保持前向和反向增益根据位置设计大致不变。为了进行测量，譬如常规在安装阶段实现的功率损耗值的更新，在操作阶段，主单元输入级和/或一个或多个远程单元输出级可能暂时被禁用。
在主单元和远程单元内包括可被禁用而作为隔离器的级，以及可被激活而工作在单元内的级，这些级的结合导致用来将单元增益保持在最佳电平的高度灵活系统，并且大致没有输入或输出干扰。
因此根据本发明的优选实施例提供了一种在蜂窝通信网内调节射频(RF)功率电平的方法，该网络包括作为第一可变增益中继器、用于接收通信信号的第一组信号传输元件，作为第二可变增益中继器、用于发送通信信号的第二组信号传输元件，第一组传输元件耦合到第二组传输元件，该方法包括禁用至少某些第一组信号使得通信信号在第一组不被接收到；禁用至少某些第二组信号使得通信信号不从第二组被发送；在第一组信号传输元件处注入有预定注入功率电平的参考信号；在第二组信号传输元件处接收参考信号；在第二组信号传输元件处测量参考信号的接收功率电平；比较注入和接收到的功率电平；以及响应该比较，设定第一组和第二组内包括的至少一个信号传输元件的增益。
该方法最好包括激活至少某些第一组信号传输元件；在第一组信号传输元件处接收来自第一区域的通信信号；激活至少某些第二组信号传输元件；以及从第二组信号传输元件处将通信信号发送到第二区域。
第一和第二区域最好不重叠。
注入参考信号最好包括用第一检测器测量预定的注入功率电平，接收功率电平的测量包括用第二检测器测量接收功率电平，而激活至少某些第二组信号传输元件包括激活功率放大器并且设定对由第三检测器测得的功率放大器输出、由第一检测器测得的预定注入功率电平、以及由第二检测器测得的接收功率电平作出响应的功率放大器的功率电平输出。
该方法最好还包括设定对功率放大器电平和接收功率电平作出响应的警报。
该方法最好包括在第一组信号传输元件处接收频率在预定的前向中频(FWD-IF)带外的通信信号；将通信信号与本地振荡器(LO)信号混频以产生在FWD-IF频带的前向IF信号；将前向IF信号传送到第二组信号传输元件；以及将前向IF信号与LO信号混频以便在第二组信号传输元件处恢复通信信号内的信息。
注入参考信号最好还包括产生参考信号，其频率在FWD-IF频带内。
该方法最好包括在第二组信号传输元件处接收频率在预定反向中频(REV-IF)带外的通信信号，REV-IF与FWD-IF频带不同；将通信信号与本地振荡器(LO)信号混频以便产生REV-IF频带内的反向IF信号；将反向IF信号传送到第一组信号传输元件；以及将反向IF信号与LO信号混频以便在第一组信号传输元件处恢复通信信号内的信息；而设定第一组信号传输元件之一的增益和第二组信号传输元件之一的增益包括确定参考频率处的增益值；以及对第一组和第二组信号传输元件以及耦合这两组电缆的参数作出响应，推断出REV-IF频带的增益值。
第一组信号传输元件和第二组信号传输元件最好由电缆耦合，且该方法包括对比较作出响应而确定电缆的有效长度和有效损耗。
电缆的有效损耗最好还包括相应于前向中频的前向有效损耗以及相应于反向中频的反向有效损耗，前向中频不同于反向中频。
该方法最好包括从第一组信号传输元件广播期望输出电平值；在第二组信号传输元件处接收期望输出电平值；以及根据期望输出电平值设定第一组内包括的至少一个信号传输元件的增益。
增益的设定最好包括在第一组和第二组内的前向通路上设定通信信号的前向增益，以及在第一组和第二组内的反向通路上设定通信信号的反向增益。
前向增益和反向增益之差为一预定值。
第一组信号传输元件最好接收信号接收电平处的通信信号，而注入参考信号包括注入处在大致等于信号接收电平的输入电平处的注入参考信号。
根据本发明优选实施例还提供了用于在蜂窝通信网络内调节射频(RF)功率电平的装置，该装置包括作为第一可变增益中继器耦合的第一组信号传输元件；作为第二可变增益中继器耦合的第二组信号传输元件；连接第一组和第二组信号传输元件的耦接头，用于在两者间传送通信信号；参考振荡器，用于在第一组信号传输元件处注入带有预定注入功率电平的参考信号；接收机，用于在第二组信号传输元件处测量参考信号的接收功率电平；开关电路，用于禁用至少某些第一组和第二组信号传输元件，使得参考信号不从耦接头以及第一组和第二组信号传输元件中被发出；以及控制电路，用于根据注入功率电平和接收功率电平来设定第一组和第二组内一个信号传输元件的增益。
开关电路最好用于激活至少某些第一组信号传输元件以及至少某些第二组信号传输元件，以便第一组信号传输元件从第一区域接收通信信号，而第二组信号传输元件将通信信号发送到第二区域。
第一区域和第二区域最好不重叠。
第二组信号传输元件最好包括功率放大器，且该装置包括第一检测器，用于测量预定注入功率电平；第二检测器，用于测量接收功率电平；以及第三检测器，用于测量功率放大器的功率放大器电平输出，以便根据功率放大器电平输出和预定注入功率电平和接收功率电平来设定功率放大器。
该装置最好包括响应功率放大器电平和接收功率电平而被激活的警报。
第一组信号传输元件最好用于接收频率在预定前向中频(FWD-IF)带外的通信信号，并且将通信信号与本地振荡器(LO)信号混频，以便产生FWD-IF频带内的前向IF信号；以及第二组信号传输元件用于接收前向IF信号并且将前向IF信号与LO信号混频以便恢复通信信号内的信息。
参考振荡器最好还用于产生参考信号，其频率在FWD-IF频带内的参考频率处。
第二组信号传输元件最好用于接收频率在预定反向中频(REV-IF)带外的通信信号，REV-IF频带不同于FWD-IF频带，并且将通信信号与LO信号混频以产生REV-IF频带内的反向IF信号；第一组信号传输元件用于将反向IF信号和LO信号混频以便恢复通信信号内的信息；以及控制电路，用于确定参考频率处的增益值并且根据第一组和第二组信号传输元件以及耦合这两组的电缆的参数而将增益值推断为REV-IF频带。
耦接头最好包括电缆，而控制电路最好用于根据注入功率电平和接收功率电平来确定的电缆有效长度和有效损耗。
电缆的有效损耗最好还包括相应于前向中频的前向有效损耗以及相应于反向中频的反向有效损耗，反向中频与前向中频不同。
第一组信号传输元件最好用于从中广播期望输出电平值；第二组信号传输元件用于接收期望输出电平值；以及控制电路用于根据期望输出电平值来设定第一组和第二组中至少一个信号传输元件的增益。
第一组和第二组最好包括沿着从第一组到第二组的前向通路的通信信号的前向通路元件；以及沿着从第二组到第一组的反向通路的通信信号的反向通路元件；而控制电路用于设定前向通路元件的前向增益以及反向通路元件的反向增益。
前向增益和反向增益最好相差一个预定值。
第一组信号传输元件最好在信号接收电平处接收通信信号，而参考振荡器用于在大致等于信号接收电平的注入电平处注入参考信号。
通过下面提出的结合附图的本发明优选实施例详细描述，对本发明将有更深的认识。
附图的简要描述
图1是说明根据本发明优选实施例的蜂窝通信系统；图2是根据优选实施例、图1网络中主单元的示意框图；图3是根据优选实施例、图1网络中远程单元的示意框图；图4是根据优选实施例、图1网络中产生的信号的频率示意图；图5是根据优选实施例、图1网络的安装阶段和操作阶段中包括的步骤的流程图。
优选实施例的详细描述参考图1，这是根据本发明优选实施例的蜂窝通信网络10的示意框图。在网络10中，建筑物18内部与来自基站收发器系统(BTS)12的射频(RF)电磁辐射隔离，基站收发器系统位于该建筑物外部或同处于该建筑物内。主单元14，最好位于建筑物18内，它能接收并从BTS 12发送信号。或者，主单元14部分或全部位于建筑物18外。由BTS 12发出的RF信号最好是工作在工业标准码片速率下并且处在工业标准频带内的码分多址(CDMA)信号，然而本发明的原理亦可应用于其他编码和传输方案。
主单元14作为从BTS 12接收到的信号的第一可变增益中继器并将接收到的信号内的信息传送到多个位于建筑物18内的大致相同的远程单元16。远程单元16作为第二可变增益中继器并发射包含从建筑物内的主站14接收到的信息的信号。从远程单元16发射的信号处于可由建筑物18内的移动收发器15接收的形式，收发器用于接收由BTS 12发射的信号。主单元14和远程单元16最好由一条或多条电缆17耦合，如同轴电缆，它们能在主站和远程单元间传送信号。远程单元16最好以星形结构耦合到主单元14。或者，主单元14和远程单元16以串级链结构、或是以星形和串级链的组合方式、或是已知方法的其他结构相耦合。最好有至少某些远程单元16作为主远程单元，接收作为主信号使用的信号，而至少某些远程单元作为分集远程单元，接收作为分集信号使用的信号。
网络10还包括使网络操作员能通过将控制信号经由主单元14发送到网络元件来控制并监控网络操作的操作员控制台19。控制台19也通过接收经由主单元14从网络元件而来的监控信号来监控网络的操作。主单元14最好包括主处理单元(CPU)11和调制解调器13，在以下图2中详述，它们尤其对监控和控制信号进行编码和解码。主单元14最好能实现，以便能以自动或半自动方式安装网络10，如下进一步详述。控制和监控信号通过本技术领域已知的方法在控制台19和主单元14间被传送，譬如通过电缆耦合和/或通过电磁传输。
移动收发器15也用于发射可由BTS 12接收的信号。由收发器发送的信号被一个或多个远程单元16接收，信号内的信息以下面详述的方式被传送到主单元14。主单元14将包括从移动收发器15接收到的信息的信号发送到BTS 12。
在本发明优选实施例中，来自BTS 12的前向RF信号通过在主单元内将接收信号第一次下变频为前向中频(IF)信号而被发送到远程单元16。前向IF信号然后在电缆17上被发送到远程单元16，其中它们被上变频为RF信号并被发射到建筑物18内。同样，来自移动收发器15的反向RF信号在一个或多个远程单元16内被下变频为反向IF信号，通过电缆17被传送到主单元14，再被上变频为RF信号，RF信号被发射并由BTS 12接收。上述对发送RF信号的上变频和下变频是本技术领域中已知的。一个这种方法的详述在题为“In-Building Radio FrequencyCoverage”的美国专利申请中给出，该申请于1999年10月29日提交，它被转让给本发明的受让人并通过引用被结合与此，序列号为09/430616。
图2是根据本发明优选实施例的主单元14的示意框图。主单元14包括将信号从BTS 12传送到远程单元16的前向单元20。单元14也包括主反向单元22和分集反向单元24，它们都将反向信号从BTS 12传送到远程单元16。主反向单元22从作为主发射机的远程单元16发射反向信号；分集反向单元24从作为分集发射机的远程单元16发射反向信号。前向单元20、主反向单元22和分集反向单元24内的元件由通过控制和监控总线31耦合到元件的中央处理单元(CPU)11来控制。
在前向单元20内，来自BTS 12的前向RF信号由RF天线26接收。信号被输入低噪声放大器28，低噪声放大器28的增益由RF衰减器信号RF-ATT1控制并且将经放大的信号输出到混频器32。混频器32接收来自本地振荡器42的本地振荡器(LO)参考信号，并将其输入RF信号下变频为中频(IF)信号。选择一LO频率以便产生电缆17可传输的IF频带内的IF频率。IF信号被输入IF放大器，其增益由IF衰减器信号IF-ATT1来控制。来自放大器36来的输出IF信号的功率电平由IF电平检测器40测量。如本领域众所周知的那样，IF信号通过电缆17经由有源分离器/组合器21被传送到远程单元16。由导频振荡器38产生的导频参考信号在放大器36的输出端被注入，使得参考信号也被传送到远程单元16。导频信号最好包括频率处在IF频带内的窄带信号。或者，导频信号的频率被设为IF频带外电缆17能传送的频率。
前向单元20的元件，如本地振荡器42、IF电平检测器40和导频振荡器38，最好耦合到单元的总线31。总线31也传送衰减设定信号RF-ATT1和IF-ATT1。这由，可以通过总线来设定操作输入参数，如前向单元的相应元件的增益和/或频率。前向单元20的元件的操作输入参数最好用从控制台19到总线的信号来设定，所用的方法是本领域已知的，如通过RS-232接口33。信号由CPU 11和调制解调器13进行解码。或者，单元20元件的操作输入参数以本领域已知的其它方法来设定。同样，前向单元20元件的输出参数值，如由检测器40测得的IF电平，最好被放置在总线上，并且以本领域已知方法可由控制台19使用，如通过RS-232接口33和/或CPU 11和调制解调器13。在本发明的某些优选实施例中，参数的值被存储在单元14的存储器35内，以后被传送到控制台19。或者，单元20的元件输出参数值可以通过本领域已知另一方法可由控制台19使用。
图3是根据本发明优选实施例远程单元16之一的示意框图。最佳情况下，至少某些远程单元作为主远程收发器，而且至少某些远程单元作为分集远程收发器。以下描述用于或作为主收发器或作为分集收发器的远程单元。单元16包括耦合到电缆17的四倍器(quadriplexer)100，并且尤其将从电缆接收到的前向IF信号发送到前向IF预放大级102。级102的衰减由IF衰减器信号IF-ATT2控制。级102放大IF信号并将经放大的信号输出到混频器106。混频器106也接收来自本地振荡器110的信号，最好以与主单元14内的LO 42产生LO频率大致相同。混频器106上变频IF信号以产生经恢复的前向RF信号，并且将经恢复的信号输入前向RF放大级108。级108的输出电平由第一RF检测器112测量，经恢复的RF输出被传送到RF功率放大器114。放大器114由开关131被激活和禁用。放大器114的增益由RF衰减器信号RF-ATT2控制，而经放大的信号的输出电平由第二RF检测器116测量。经放大的RF信号通过天线共用器118输出到天线119，天线119把信号发射到收发器15。
远程单元16还在天线119处接收由移动收发器15发射的反向RF信号。反向RF信号被传送到反向RF预放大级120，后者的增益由RF衰减器信号RF-ATT3控制。经放大的RF信号被传送到混频器124，混频器124也接收来自LO110的LO信号，并且将RF信号下变频为反向IF信号。IF信号在由开关127激活和禁用的IF放大器129内被放大。放大器的增益由IF衰减器信号IF-ATT3设定，反向IF信号的输出电平由IF检测器128测量。反向IF信号通过四倍器100被传送到电缆17。
远程单元16的元件，如开关131和本地振荡器110，最好耦合到单元的总线101。总线101也传送衰减设定信号RF-ATT2、IF-ATT2、RF-ATT3以及IF-ATT3。这样，可以通过总线来设定远程单元相应元件的操作输入参数，如增益、状态或频率。远程单元16的元件操作输入参数最好用从主单元14到总线的信号来设定。##这样的信号最好是从主单元通过电缆17发射的键控信号，其中信号由调制解调器103和中央处理单元(CPU)105进行解码，以便经解调信号能通过本领域已知的一种或多种方法来设定相应参数。或者，单元16元件的输出参数值通过本领域已知的其它方法来设定。同样，远程单元16的元件输出参数，譬如由IF检测器128测得的IF电平，最好被放置在总线上，并且可以本领域已知的方法由主单元14使用，譬如对调制解调器103内的值进行编码并将经编码的值发送到主单元。或者，单元16的元件输出参数的值可以用本领域已知的一种或多种其它方法由主单元14得使用。可以理解，如为了操作并控制系统的任何元件，控制台19可以存取由主单元14接收到的输出参数值。
返回图2，主反向单元22从作为主远程单元的远程单元16接收反向IF信号，这里称作主反IF信号。分集反向单元24从作为分集远程单元的远程单元接收IF信号，这里称作分集反IF信号。信号通过电缆17和有源分离器/组合器21被接收。以下的描述针对单元22。除了以下描述的不同之外，单元22的操作一般与单元24的操作相似，使得由相同参考数字表示的元件在结构上和操作上一般相同，单元22和24内相应的后缀为A和B，而单元22和24内具有相同前缀的信号一般具有相同的效应。
电缆17将反向IF信号提供给IF放大器66A，放大器的增益可由IF衰减信号IF-ATT4-A设定。经放大的IF信号被输入还接收来自LO 42的本地振荡信号的混频器60A。混频器60A上变频IF信号以产生经恢复的反向RF信号，该信号在RF放大器58A内被放大。经放大信号的电平由RF检测器56A测量。经放大的信号进一步在RF功率放大器52A内被放大。放大器52A由开关51A激活和禁用，且其增益由RF衰减信号RF-ATT4-A设定。放大器52A的输出最好通过天线50A被传送到BTS 12，而放大器52B的输出最好通过天线50B被传送到BTS 12。天线50B最好发射与天线50A正交的极化信号。或者，放大器52A和52B的输出通过本领域已知的其它方法被传送到BTS 12，譬如通过电缆和/或通过多路复用器和注入天线26这样的天线。
主反向单元22和分集反向单元24的元件，譬如开关51A和51B以及检测器56A和56B，最好耦合到总线31。总线31也传送衰减设定信号IF-ATT4-A、IF-ATT4-B、RF-ATT4-A与RF-ATT4-B。单元22和24元件的操作输入参数最好如以上用于单元20的方式来设定。单元22和24元件的操作输出参数值最好如上述用于单元20的方式可由控制台19和/或CPU 11使用。
在系统10内实际上有两条信号传输通路。前向传输通路包括前向单元20的元件、电缆17、以及诸如放大器102、混频器106和放大器108及114这样的发射前向信号的远程单元16的元件。反向传输通路包括诸如放大器120、混频器124和放大器129这样的发射反向信号的远程单元16的元件、电缆17、以及反向单元22或24的元件。
图4是说明根据优选实施例在网络10中产生的信号频率的示意图。LO 42和LO 110最好被调节，以使前向IF频率约在110MHz到170MHz的频带86内，反向IF频率约在190MHz到250MHz的频带90内，对应于前向和反向PCS传输的带宽。或者，传输一般在频带86和频带90内较窄的子频带内。可以理解，当系统10用于为一种或多种其它传输方案而工作时，IF频率的带宽和频率的间距可能相应地被调节。主单元14的导频振荡器37最好被设定为中央频率88处在前向IF频带86内。
图5示出根据优选实施例、在网络10的安装阶段和操作阶段包括的步骤的流程图。这里描述的过程最好发生在主单元14和远程单元16已被放置在建筑物18内并由电缆17耦合在一起之后。该过程最好以自动或半自动方式通过来自主单元14的控制信号来实现，在主单元10处，对系统10内元件的测量结果可由控制台19使用。该过程最好通过控制台19来初始化。
在安装阶段的最初步骤，包括在网络10内前向传输通路中的有源“目标”元件被禁用，以便有效地使前向通路的内部元件与通路外部的元件隔离。主单元14内的有源目标元件包括前向单元20中的点37前的元件，其中来自导频振荡器38的导频信号被注入系统。这由，单元20内的目标元件包括放大器28和IF放大器36。禁用最好通过将放大器的增益经由相应的衰减信号RF-ATT1和IF-ATT1减少到尽可能低的值来实现，以及/或者通过禁用放大器的开关27和39来实现。对所有远程单元16而言，目标元件放大器114通过开关131被禁用。一旦目标元件已被禁用，则前向传输通路的其余内部元件大致与外部环境隔离，从而使外部信号不能由内部元件接收，且由内部元件产生的信号不进入外部环境。
导频振荡器38被激活，且由检测器40测得的振荡器的输出电平最好被设为0dB。或者，输出电平还可被设为任何其它适宜值，譬如额定设计位置的输出功率电平，并且由检测器40测量。主单元14将表示初始化过程开始的信号广播到每个远程单元。单元14最好通知各远程单元16取决于位置特征的期望额定输出功率电平，远程单元要被调节而在初始化过程中生成。或者，在过程中，至少某些远程单元16被调节以产生预定的缺省功率输出电平。主单元14通知远程单元16时间延迟间隔，在该间隔期间要作出对特定单元的测量。
对每个远程单元16而言，RF检测器112测量由放大器108输出的RF电平。然后，各相应远程单元16通过IF衰减信号IF-ATT2调节它的输入IF放大器102的增益。如上所述，调节增益使得由检测器112测得的RF电平是一个预定值，最好对应于从主单元14接收到的期望额定输入值。或者，增益被调节为缺省值，或任何合适值。增益最好用一种或多种存储在存储器35内的增益调节查找表被被递增地调节。或者，可以用本领域已知的一种或多种其它方法来调节增益。
随着使用导频振荡器电平、经测量的检测器112电平、以及前向传输通路中中间元件的已知增益和损耗，如放大器102的增益和由分离器/组合器21引起的损耗，主单元14和特定远程单元间的前向电缆损耗被估得。估计最好用存储在存储器35内的一个或多个估计查找表来进行。或者，估计可以用本领域已知的任何其它方法进行。可以通过本领域已知的方法按照电缆17的已知属性，从电缆损耗中计算出等价电缆长度。反向电缆损耗可从电缆属性、所确定的等价电缆长度、以及诸如由分离器/组合器21引起的不同损耗这样的反向IF通路与前向通路相比的任何差异中估得。可以理解，前向和反向电缆损耗尤其取决于上述参考图4的前向和反向IF传输的频率。
根据所确定的反向电缆损耗，IF放大器129和/或放大器120的增益被设定来补偿损耗，最好约为大于损耗5dB。或者，放大器129和/或放大器120的增益被设为任何其它适宜值，以便补偿电缆17中的反向损耗。
上述校准的过程由通过来自主单元14的指令而应用于每个远程单元16。每个远程单元校准结束时，特定远程单元最好经过轮询检查。虽然对特定远程单元作出测量，然而如果检测到测量过程中或轮询期间的问题，譬如可能由连接到远程单元的电缆中的错误引起的，则最好将警报发送到控制台19的操作员处。
当所有远程单元都已被校准后，主单元14禁用导频振荡器38。放大器28和36的增益按照远程单元16所处的特定位置的设计数据、并且按照网络10的连接预算而被调节。这样，前向传输通路的总增益被设定。
一旦前向传输通路增益被设定，则还未被设定的元件的反向通路中的增益被调节。增益最好被设定为使反向传输通道增益大致等于前向传输通道增益。反向通路增益通过设定主反向单元22中放大器52A和66A的增益以及主分集单元24中放大器52B和66B的增益而被调节。
在最后一步中，各远程单元16内的功率放大器114用相应的开关131来激活，且网络10在操作阶段开始接收并发送到其附近的移动收发器，如移动单元15。在操作阶段，来自各放大器114的功率输出电平由相应的RF检测器116读取，而检测器112也被读取。值之间的差异可以被发送到主单元14以用作监控工具。在失败和/或由不期望差异示出的放大器114增益的显著变化的情况下，主单元14接收指示并将警报发送到控制台19。
可以理解，在网络10的操作期间，上述参考远程单元16的安装而描述的步骤可以根据特定远程单元16的要求而被实现。例如，步骤可以被实现来改变和/或诊断特定远程单元的参数。例如，如果检测器116监测到比期望较低的RF电平，则包括电缆损耗在内的特定远程单元的前向通路内的参数值可能要被重新估计。
可以理解，上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
权利要求
1.蜂窝通信网络中一种用于调节射频(RF)功率电平的方法，该网络包括作为第一可变增益中继器、用于接收通信信号的第一组信号传输元件，以及作为第二可变增益中继器用于发出通信信号的第二组信号传输元件，其中第一可变增益中继器耦合到第二组信号传输元件，该方法的特征在于包括禁用至少某些第一组信号传输元件，以便通信信号不在第一组内被接收到；禁用至少某些第二组信号传输元件，以便通信信号不从第二组被发送；在第一组信号传输元件处注入具有预定注入功率电平的参考信号；在第二组信号传输元件处接收参考信号；在第二组信号传输元件处测量参考信号的接收功率电平；比较经注入和经接收的功率电平；以及根据比较，设定第一组和第二组内的至少一个信号传输元件的增益。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括激活至少某些第一组信号传输元件；在第一组信号传输元件处接收来自第一区域的通信信号；激活至少某些第二组信号传输元件；以及将通信信号从第二组信号传输元件发送到第二区域。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一区域和第二区域不重叠。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述注入参考信号包括用第一检测器测量预定的注入功率电平，其中测量接收功率电平包括用第二检测器测量接收功率电平，且其中激活至少某些第二组信号传输元件包括激活功率放大器并且根据由第三检测器测得的功率放大器输以及由第一检测器测得的预定注入功率电平以及由第二检测器测得的接收功率电平来设定功率放大器的功率电平输出。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于还包括，设定响应于功率放大器电平和接收功率电平的警报。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于还包括在第一组信号传输元件处接收频率在预定前向中频(FWD-IF)带外的通信信号；将通信信号与本地振荡器(LO)信号混频，以便产生FWD-IF频带内的前向IF信号；将前向IF信号传送到第二组信号传输元件；以及将前向IF信号与LO信号混频，以便在第二组信号传输元件处恢复通信信号内的信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述注入参考信号包括产生参考信号，其频率在FWD-IF频带内的参考频率处。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括在第二组信号传输元件处接收频率在预定反向中频(REV-IF)带外的通信信号，REV-IF频带与FWD-IF频带不同；将通信信号与LO信号混频以便产生REV-IF频带内的反向IF信号；将反向IF信号传送到第一组信号传输元件；以及将反向IF信号与LO信号混频以便在第一组信号传输元件处恢复通信信号内的信息；其中所述设定第一组信号传输元件之一的增益和第二组信号传输元件之一的增益包括确定参考频率处的增益值；以及根据第一组和第二组信号传输元件的参数以及耦合这两组的电缆的参数，推断增益值为REV-IF频带。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组信号传输元件和第二组信号传输元件由电缆耦合，且包括根据比较确定电缆的有效长度和有效损耗。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电缆的有效损耗包括相应于前向中频的前向有效损耗和相应于反向中频的反向有效损耗，反向中频与前向中频不同。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括从第一组信号传输元件广播期望的输出电平值；在第二组信号传输元件处接收期望的输出电平值；以及根据期望的输出电平值设定第二组内包括的至少一个信号传输元件的增益。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增益的设定包括在第一组和第二组内包括的前向通路中设定通信信号的前向增益，以及在第一组和第二组内包括的反向通路上设定通信信号的反向增益。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述前向增益和反向增益相差一预定值。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组信号传输元件接收信号接收电平处的通信信号，且其中所述注入参考信号包括以大致等于信号接收电平的注入电平注入参考信号。
15.蜂窝通信网中用于调节射频(RF)功率电平的装置，其特征在于包括作为第一可变增益中继器被耦合的第一组信号传输元件；作为第二可变增益中继器被耦合的第二组信号传输元件；连接第一和第二组信号传输元件的耦接头，用于在两者间传送通信信号；参考振荡器，用于在第一组信号传输元件处注入具有预定的注入功率电平的参考信号；接收机，用于在第二组信号传输元件处测量参考信号的接收功率电平；开关电路，用于禁用至少某些第一和第二组信号传输元件，使得参考信号不从耦接头以及第一和第二组信号传输元件中被发出；以及控制电路，用于根据注入功率电平和接收功率电平来设定第一和第二组内包括的一个信号传输元件的增益。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述开关电路用于激活至少某些第一组信号传输元件以及至少某些第二组信号传输元件，使得第一组信号传输元件接收来自第一区域的通信信号，而第二组信号传输元件将通信信号发送到第二区域。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一区域和第二区域不重叠。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第二组信号传输元件包括功率放大器，并且还包括第一检测器，用于测量预定的注入功率电平；第二检测器，用于测量接收功率电平；以及第三检测器，用于测量功率放大器的功率放大器电平输出，从而根据功率放大器电平输出以及预定的注入功率电平以及接收功率电平来设定功率放大器电平。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于还包括，响应功率放大器电平和接收功率电平而被激活的警报。
20.如权利要求16所述的装置，其特征在于第一组信号传输元件用于接收频率在预定前向中频(FWD-IF)带外的通信信号并且将通信信号与本地振荡器(LO)信号混频，以便产生FWD-IF频带内的前向IF信号；以及第二组信号传输元件用于接收前向IF信号并且将前向IF信号与LO信号混频，以便恢复通信信号内的信息。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述参考振荡器用于产生参考信号，其频率为FWD-IF频带内的参考频率。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于第二组信号传输元件用于接收频率在预定的反向中频(REV-IF)带外的通信信号，其中REV-IF与FWD-IF频带不同，并且将通信信号与LO信号混频以便产生REV-IF频带内的反向IF信号；第一组信号传输元件用于将反向IF信号和LO信号混频以便恢复通信信号内的信息；以及控制电路用于确定参考频率处的增益值，并且根据第一和第二组信号传输元件的参数以及耦合这两组的电缆的参数而推断增益值处于REV-IF频带。
23.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述耦接头包括电缆，且其中所述控制电路根据注入功率电平和接收功率电平来确定电缆的有效长度和有效损耗。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述电缆的有效损耗包括相应于前向中频的前向有效损耗和相应于反向中频的反向有效损耗，反向中频与前向中频不同。
25.如权利要求15所述的装置，其特征在于第一组信号传输元件用于从中广播期望的输出电平值；第二组信号传输元件用于接收期望的输出电平值；以及控制电路用于根据期望的输出电平值来设定第二组内包括的至少一个信号传输元件的增益。
26.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一和第二组包括沿着从第一组到第二组的前向通路的通信信号的前向通路元件；以及沿着从第二组到第一组的反向通路的通信信号的反向通路元件；且其中控制电路设定前向通路元件的前向增益和反向通路元件的反向增益。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述前向增益和反向增益相差一个预定值。
28.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一组信号传输元件接收信号接收电平处的通信信号，且其中所述参考振荡器用于以大致等于信号接收电平的注入电平注入参考信号。
全文摘要
通信网中一种用于调节功率电平的方法，该网络包括用于接收信号的第一组信号传输元件，以及用于发出信号的第二组信号传输元件，其中第一组信号传输元件耦合到第二组信号传输元件。该方法包括禁用至少某些第一组信号传输元件以使信号不在第一组内被接收，以及禁用至少某些第二组信号传输元件以使信号不从第二组被发出。该方法包括在第一组处注入具有预定的注入功率电平的参考信号；在第二组处接收参考信号；在第二组处测量参考信号的接收功率电平；比较经注入的和接收到的功率电平；以及根据比较来设定第一组和第二组内包括的至少一个信号传输元件的增益。
文档编号H04B7/005GK1483249SQ01821229
公开日2004年3月17日 申请日期2001年11月14日 优先权日2000年11月21日
发明者H·韦斯曼, H 韦斯曼 申请人:高通股份有限公司