专利名称：监控移动电话中继器的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方法和设备，用于监控具有两个天线和它们之间两条链路类型的移动电话中继器，所述两条链路包括一个用于放大从移动电话到基地台的信号的上行链路以及一个用于放大从所述基地台到所述移动电话的信号的下行链路，所述两个链路备有若干放大器链，每一个设计为通过一个特定的信号频道或频带，其中通过应用一个包括测量信号电平并且检查是否测量的信号电平超过一个门限值的测试准则来检测由一个涉及所述两个天线之间正反馈的不稳定或者由一个干扰信号引起的可能的连续强信号，因此根据稳定测试的结果调整相应放大器链中的放大增益。
在蜂窝式电话系统中使用的中继器是一种放大接收的RF信号并且以相同的载频转发放大的信号的设备。因此，存在着一种风险，即从一个天线转发的信号被另一个天线拾取以致引起一个正反馈并且由特定放大器链中的放大器保持的强自激振荡信号。
如果下行链路振荡，可能会干扰中继器覆盖的区域使得这个区域的移动电话不能工作。另一方面，如果上行链路振荡，有关的基地台将接收一个连续的强信号，该信号阻塞基地台的接收机并且破坏它的正常功能。
因此，当安装中继器的两个天线时必须特别注意，使得它们之间有足够的隔离。
由于一些因素，主要是从基地台传输的信号强度，必须选择相应放大器链中的放大增益。然而，测量中继器的天线之间的隔离或者一旦进行更改，如更新各种参数时检查它是困难的。
另外，天线之间的隔离不是恒定的，但一般取决于变化的环境，如变化的天气条件，移动大的金属物体等等。
因此，为了避免自激振荡或其他强的、连续信号的转发，需要对稳定性进行自动的并且最好是连续的监控。
由文献US-A-5,095,528可以了解如上面第一段定义的方法和设备，该文献公开了一种设计为当移动单元接近中继器时限制发射机输出功率的中继器。通过监控中继器的输出功率电平并且根据其电平调整增益而获得这一点。这样，当输出功率电平超过一个预定门限时，可能分几步减少增益，直到输出功率电平衰落到门限值以下。
然而，在中继器的工作信号来自一些不同的移动单元，至少不是最佳的路径的情况下，公知的方法和设备不能解决不稳定问题，因为通常是瞬时到达门限值，因此增益下降到不必要的低值。
本发明的目的是提供一种用于执行稳定测试的方法和设备，以便控制每个放大器链的放大增益并且保持中继器的可操作性。
参照
的优选实施例可以更全面地描述本发明。
图1是一个根据本发明备有一个监控设备的中继器的方框图；以及图2是一个根据本发明说明监控方法的示意流程图。
图1所示的中继器基本上是文献WO95/31866中公开的类型。它包括用于中继器和蜂窝式移动电话(未示出)之间无线电通讯的第一天线1以及用于中继器和基地台(未示出)之间对应的无线电通讯的第二天线2。第一天线1接收的RF信号，在放大后由第二天线2以相同的载频(与第一个天线相同)转发。同样的，第二天线2接收的RF信号从第一天线1以相同的载频(与第二个天线相同)转发。
第一和第二天线1、2经过双工滤波器3、13连接到两个相反方向的链路，即一个上行链路100用于传送从移动电话产生的信号到有关的基地台，以及一个下行链路200用于传送相反方向的信号。
在上行链路100，第一天线1接收的信号经过双工滤波器3馈给分配信号到若干并行的放大器链6的多路耦合器放大器4，并且进一步经过组合器12和双工滤波器13到达第二天线2。相应地，在下行链路，来自第二天线2的信号经过双工滤波器13、多路耦合器放大器14、若干并行的放大器链15、组合器5，并且进一步经过双工滤波器3馈给第一天线1。
每个放大器链6和15分别设计为通过一个特定的频道并且包括一个第一混频器7、一个本地振荡器10、一个滤波器8、一个第二混频器9、若干放大器17(在例子中示出它们中的两个)，一个在滤波器8的输入端一侧的可控衰减器18、一个用于测量链6中输入信号电平的二极管检波器19，一个用于在一定情况下很强地衰减通过链的信号的开关装置20，一个输出功率放大器11和一个用于测量在功率放大器11输出端的功率电平的二极管检波器21。
二极管检波器19、21经过A/D转换器连接到一个包括编号处理器的控制单元22，该控制单元也经过D/A转换器耦合到衰减器18和开关装置20。如图1所示，控制单元22连接到相应的下行链路放大器链15的对应的元件。以这种方式，可以测量每个放大器链6、15的输入信号电平和输出功率电平，并且借助于相应的衰减器18可以控制放大增益。振荡器10也是可控的，并且当检查到中继器可能的不稳定状态或持久地存在连续的干扰信号时使用开关装置20来暂时地中断频道。
控制单元22被编程以完成某些测试并且根据测试结果作出调整。它最好经过一个电话调制解调器连接到一个操作和监控中心(未示出)以便能够连续检查中继器、遥控它的操作以及更新各种参数。
控制单元22还包括两个计数器。第一计数器(未特别示出)测量在一个测量周期期间的比例时间，在此期间检波器19检测的输入信号电平超过一个门限值，例如-70dBm。第二计数器基本上测量相同的比例时间，尽管表示为GSM时隙的数量(1-8)，在此期间信号电平超过门限。
在测量周期，本例子中是2秒钟期间检波器19也记录检测的最大和最小电平值。类似地，检波器21也记录在测量周期期间检测的最大输出功率电平。
现在参照图2的流程图描述稳定性测试和监控过程。假定在上行链路链6执行测量，而根据测试结果所做的任何调整在相应的上行链路链6以及在相应的下行链路链15中产生影响，因此得到一个好的平衡。
当中继器开始工作或者一旦报警复位、电源故障或更新参数而重新开始工作时，在上行链路100的放大器链6中的每一个中启动稳定测试(T0，见图2)。首先，借助于相应的衰减器18，放大增益暂时增加到一个增益值，该值超过选择的正常增益值一个相对大的值，即一个稳定边界值，一般选择为10～20dB，特别地选择为13dB，以便建立一个足够的边界用于两个天线1、2的隔离。
然后，重复地执行某些测量(T1)以便确立特定的频道是稳定的和可操作的，还是存在着涉及两个天线之间具有正反馈的自激振荡的不稳定、或必须被抑制的连续干扰信号。
测量周期大约为2秒，并且在每个放大器链6中测量下面的变量-如检波器19检测的输入信号电平的最大和最小值；-如第一或者第二时间计数器记录的输入信号电平超过门限值，例如-70dBm的比例时间；以及-如检波器21检测的输出功率电平。
现在，控制单元22中的编号处理器应用一个测试准则，用于不稳定或干扰的检测。如果符合下列条件则满足准则-在测量周期的至少90％，特别是97％期间，输入信号电平超过门限值；-输出功率超过27dBm；以及-对于不同时隙的最大和最小输入信号电平之间的差值小于10dB。
在没有满足测试准则，即如果上面三部分准则中的至少一个不满足的情况下，测量重复若干次(编号1b)，并且在大约30秒后，假如测试结果没有改变，在放大增益被连续地重复测量(T1)监控的同时放大增益被调整到选择的正常值并且中继器开始正常地工作。
另一方面，在测试准则表示可能的不稳定或干扰信号(编号1a)的情况下，用于输入信号电平的门限值增加到测量的最大值以下5dB的一个值，并且开关装置20被激活使得切断信道(T2)。这样，一旦重复测量至少五次时确认自激振荡信号或干扰信号(编号2b和2a)。
当切断信道时，在检测到(T3)涉及这个特定链6中的自激振荡和由检测的不再连续的输入信号确认的不稳定的时候(编号3a、3b和3c)，放大增益一步步地减少(T4)，每一步为1dB(编号4b)，直到不稳定停止(编号4a)。然后，放大增益减少边界值，如13dB，使得中继器将工作在一个足够不稳定的边界，随后放大增益保持在一个减少的电平上。此外，一个不稳定报警信号经过控制单元22送到操作和监控中心。
因此，对于每一个已经检测到不稳定的放大器链，每60分钟进行另一次稳定性测试，随后放大增益每次暂时地增加13dB。在尽管增加了增益仍不存在不稳定的情况下，放大增益减少到选择的正常增益值。一个不稳定报警停止信号被送到操作和监控中心。
尽管切断了信道，当检测到由检波器19确认的连续、强干扰信号时(T3)，这样一个信号被分类为连续的干扰信号(编号3d)并且一个对应的干扰报警信号被送到操作和监控中心。然后，阻断特定的信道(T5)以避免转发干扰信号到有关的基地台。只有当干扰信号不再被检波器19检测时将复位报警(5b)并且再次启动稳定性测试(T0)。
在某些情况下，当检测到不稳定时(T3,T4)，放大增益必须减少(编号4b)直到获得最小的增益(编号4c)。如果这样，借助于开关装置20阻断特定的信道(T6)直到不稳定已经停止，或者复位报警(6b)，因此再次启动稳定性测试(T0)。
可以在权利要求书的范围内修改上面描述的方法。例如，仅仅测量输入信号电平而省去功率电平传感器21和开关装置20就足够的。然后，当检测到不稳定时使用衰减器18用于控制放大增益并且切断信道。
图1的方框图是示意性的并且没有详细地示出所有元件。每个放大器链6、15包括若干放大器、衰减器和其他元件，不必如图1所示的次序。
当然，上面提到的特定信号电平、边界值、时间持续等等可以随着中继器的详细设计而变化。另外，每个放大器链6、15可以被设计为通过一个特定的频带而不是一个特定的频率。
权利要求
1．一种监控具有两个天线(1,2)和它们之间两条链路类型的移动电话中继器的方法，所述两条链路包括一个用于放大从移动电话到基地台的信号的上行链路(100)以及一个用于放大从所述基地台到所述移动电话的信号的下行链路(200)，所述两个链路备有若干放大器链(6,15)，每个设计为通过一个特定的信号频道或者频带，对于所述两个链路中的一个(100)中的每个放大器链(6)完成稳定性测试(T0,T1)，其中通过应用一个包括测量(19)信号电平和检查是否测量的信号电平超过一个门限值的测试准则来检测由一个涉及所述两个天线之间正反馈的不稳定或者由一个干扰信号引起的可能连续的强信号，因此根据稳定性测试的结果调整(18)相应放大器链中的放大增益，其特征在于测试准则包括在测量期间的至少一个较大预定部分期间检查(22)是否相应的放大器链中的输入信号的电平超过一个门限值的步骤。
2．如权利要求1所述的方法，其中所述测试准则还包括测量(21)来自相应放大器链的输出功率电平并且检查(22)是否测量的输出功率电平超过一个预定值。
3．如权利要求1或2所述的方法，其中所述测试准则还包括检查(22)是否如所述测量周期期间测量的(19)，在所述输入信号电平的最大和最小值之间的差值(以dBm为单位)小于一个设置值。
4．如权利要求1到3中任何一个所述的方法，其中所述测试准则包括检查(22)是否满足所有下面三个条件-在测量周期的至少一个较大部分期间输入信号电平超过门限值；-输出功率电平超过一个预定值；以及-如在所述测量周期期间测量的所述输入信号电平的最大和最小值之间的差值小于一个设置值。
5．如权利要求1到4中任何一个所述的方法，其中当满足所述测试准则时，在所述相应放大器链中的信号被很强地衰减(20；T2)，因此进行一次新的测量(T3)以确定是否信号在强信号消失的情况下由不稳定引起，或者在保持强信号的情况下由干扰信号引起。
6．如权利要求5所述的方法，其中当满足所述测试准则时，在进行所述新的测量之前，所述门限值被调整到一个较高的值。
7．如权利要求6所述的方法，其中所述较高值位于所述输入信号电平的先前测量最大值以下的一个预定距离上。
8．如前面权利要求中任何一个所述的方法，其中在一个测试周期内功率和信号电平测量被连续地重复预定的若干次。
9．如前面权利要求中任何一个所述的方法，其中在不满足所述测试准则并且因此没有检测到不稳定的情况下，在相应放大器链中的放大增益被调整到一个预定的正常操作增益。
10．如前面权利要求中任何一个所述的方法，其中当中继器开始工作或者当在更新或电源故障之后复位而重新开始中继器工作时，完成稳定性测试，其中在所述测量周期期间所述放大增益暂时增加一个稳定边界值。
11．如权利要求10所述的方法，其中在已经检测到不稳定的情况下(T4)，一步步地减少放大增益，并且当已经停止不稳定时，放大增益减少所述稳定边界值而下落到一个减少的工作增益值。
12．如权利要求11所述的方法，其中在中继器正常操作期间以固定的间隔自动地完成稳定性测试。
13．如权利要求12所述的方法，其中以所述固定的间隔，放大增益暂时增加所述稳定边界值，因此完成稳定性测试并因而调整放大增益。
14．如前面权利要求中任何一个所述的方法，其中在所述一个链路(100)的每一个放大器链(6)中调整的放大增益对应于另一个链路(200)的每一个放大器链(15)来调整。
15．如前面权利要求中任何一个所述的方法，其中在所述上行链路(100)完成稳定性测试。
16．一种监控具有两个天线(1,2)和它们之间的两条链路(100；200)类型的移动电话中继器的设备，所述两条链路包括一个用于放大从移动电话到基地台的信号的上行链路(100)以及一个用于放大从所述基地台到所述移动电话的信号的下行链路(200)，所述两条链路备有若干放大器链(6,15)，每个设计为通过一个特定的信号频道或者频带并且每个具有一个频率滤波器(8)和一个输出功率放大器(11)，该设备包括一个检测装置(19)用于检测在一个相应放大器链中的输入信号电平，以及一个控制单元(22)用于控制在相应的放大器链(6)中的放大增益，其特征在于该设备包括一个装置，用于测量在测量周期期间由所述检测装置(19)检测的输入信号电平超过一个门限值期间的比例时间。
17．如权利要求16所述的监控设备，其中每个放大器链(6)包括一个可控衰减器(18)用于控制所述放大器链中的放大增益。
18．如权利要求16或17所述的监控设备，包括一个功率检测装置(21)，用于检测在所述放大器链中所述输出功率放大器(11)的输出端的功率电平，所述功率检测装置(21)连接到所述控制单元(22)。
19．如权利要求18所述的监控设备包括一个开关装置(20)，插入在所述输入信号电平检测装置(19)的输出端一侧的所述放大器链上，所述开关装置(20)连接到所述控制单元(22)并且适合于通过或者阻断所述放大器链中的输出信号。
20．如权利要求16到19中任何一个所述的监控设备，其中所述控制单元(22)包括一个被编程的数字处理器，如同权利要求1到15中任何一个所述的完成稳定性测试。
全文摘要
一种用于监控移动电话中继器的方法和设备。中继器是包括两个天线(1,2)之间的一个上行链路(100)和一个下行链路(200)类型的,其中中继器接收、放大和转发基地台和移动电话之间的信号。自动地完成稳定性测试,因而检测到由涉及两个天线之间的正反馈的不稳定或者由干扰信号引起的可能的连续强信号,因此根据稳定性测试的结果调整放大增益。测试准则包括至少在一个测量周期的较大部分期间检查是否在相应放大器链中的输入信号的电平超过一个门限值的步骤。
文档编号H04B7/15GK1212797SQ9719282
公开日1999年3月31日 申请日期1997年2月19日 优先权日1996年3月4日
发明者安德斯·普拉维茨, 玛茨·豪尔摩根 申请人:奥根公司