專(zhuān)利名稱(chēng)：射頻通信系統(tǒng)中的測(cè)試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻通信系統(tǒng)的測(cè)試，特別是一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)通信頻段內(nèi)有多個(gè)通信信道，一個(gè)基站可以與多個(gè)移動(dòng)臺(tái)(如移動(dòng)電話)通信。
在下面文章中，本發(fā)明討論在基站發(fā)射機(jī)中的有關(guān)內(nèi)容，該基站用于傳輸數(shù)據(jù)，可以向一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)傳送，而每個(gè)移動(dòng)臺(tái)都裝有相應(yīng)接收電路。但很明顯，移動(dòng)臺(tái)也裝有發(fā)送電路，基地臺(tái)裝有相應(yīng)的接收電路，因此，此處討論的發(fā)明既適用于基站也適用于移動(dòng)臺(tái)。
另外，本發(fā)明在這里討論的是在寬帶碼分多址(W-CDMA)通信的有關(guān)內(nèi)容。按照W-CDMA通信，發(fā)送的數(shù)據(jù)以調(diào)制信號(hào)的形式生成，調(diào)制信號(hào)調(diào)制在發(fā)射機(jī)的一個(gè)選定的載波頻率上。載波頻率與其調(diào)制形成一個(gè)中心頻率為選定載波頻率的預(yù)定帶寬的傳輸信道。預(yù)定的傳輸帶寬分配給每部發(fā)射機(jī)，載頻和相應(yīng)的傳輸信道必須設(shè)置在發(fā)射機(jī)內(nèi)。發(fā)射機(jī)中的控制器控制著傳輸載波頻率的選擇。每個(gè)傳輸信道的傳輸頻段帶寬和調(diào)制信號(hào)帶寬由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)確定。按照標(biāo)準(zhǔn)，傳輸帶寬為60MHz，頻段為2.11GHz至2.17GHz，調(diào)制信號(hào)帶寬為5MHz。
當(dāng)需要測(cè)試發(fā)射機(jī)電路時(shí)有多種情況，例如一種是在發(fā)送之前需要一個(gè)發(fā)送電路的設(shè)置相位或初始相位來(lái)處理通信信道。另一種是在正常使用當(dāng)中指示出發(fā)送電路的工作情況。還可能是診斷發(fā)送電路的故障。對(duì)于這些和其他類(lèi)似的測(cè)試目的，眾所周知要使用一個(gè)診斷信號(hào)，這個(gè)信號(hào)被引入發(fā)送電路，由發(fā)送電路處理，然后按照診斷或測(cè)試程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
如果診斷信號(hào)所處的頻率接近發(fā)送電路的正常工作頻率明顯是有利的。因此，如果診斷信號(hào)所處的頻率在發(fā)信機(jī)工作所選的傳輸頻段內(nèi)是有利的。不過(guò)，對(duì)于上面列舉的射頻頻率或更寬的范圍如400MHz到2.4GHz，很難在一個(gè)診斷信號(hào)上運(yùn)行診斷或測(cè)試程序，因?yàn)椋@個(gè)頻率對(duì)于處理設(shè)備工作的正常數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)太高了。
本發(fā)明的目的就是克服這些難點(diǎn)，讓診斷或測(cè)試程序運(yùn)行在一個(gè)中間的頻率上，這個(gè)頻率明顯低于用于傳輸?shù)纳漕l頻率。
試圖達(dá)到此目的而出現(xiàn)的問(wèn)題是位于傳輸頻段內(nèi)的診斷信號(hào)頻率不能簡(jiǎn)單地向下轉(zhuǎn)換成一個(gè)較低的中間頻率，其原因如

圖1所示。圖1是一個(gè)診斷頻率圖，在水平軸上有一個(gè)斷點(diǎn)，其表示頻率范圍從100KHz量級(jí)或幾MHz量級(jí)的低頻段到幾百M(fèi)Hz至GHz量級(jí)的高頻段的變化。CB表示通信頻段，LO表示用于向下變換通信頻段CB的本機(jī)振蕩器信號(hào)。本振信號(hào)LO和通信頻段CB之間的頻率差Δ，是按照下變換后希望的中間頻率來(lái)選擇的?？墒乾F(xiàn)有的下變換電路不僅向下變換通信頻段，而且也下變換了所謂的鏡像頻段IB，IB位于本振信號(hào)LO的另一邊，與LO的頻率差同樣是Δ。因此，如圖1中箭頭所示，不僅有用的通信頻段，而且無(wú)用的鏡像頻段同時(shí)都下變換，在低的中間頻率上形成下變換頻段DB。
因此，如果診斷信號(hào)置于通信頻段內(nèi)，要下變換診斷信號(hào)會(huì)遇到在下變換當(dāng)中下變換的有用傳輸信道落在鏡像頻段內(nèi)的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面就是在射頻通信系統(tǒng)中提供一種測(cè)試方法，該系統(tǒng)中至少有一個(gè)射頻通信信道位于射頻通信頻段內(nèi)已知的載波頻率上。該方法包括將診斷信號(hào)引入到被測(cè)電路，射頻診斷頻率位于通信頻段內(nèi)；通過(guò)被測(cè)電路處理后，將診斷信號(hào)下變換成一個(gè)用于診斷的中間頻率，其中，診斷頻率是根據(jù)至少一個(gè)通信信道的已知載波頻率來(lái)選擇的，因此通信信道不會(huì)下變換為一個(gè)帶有診斷信號(hào)的鏡像頻段。
這種方法在診斷信號(hào)被引入傳輸電路的發(fā)射機(jī)測(cè)試時(shí)特別適用。在此處描述的例子中，傳輸電路包含一個(gè)線性功率放大器，在發(fā)送前放大器處理至少一個(gè)通信信道，本發(fā)明特別適用于這種情況，因?yàn)榫€性功率放大器在工作頻段周?chē)鷥?nèi)的線性被設(shè)計(jì)的很好，在此情況下，發(fā)送之前診斷信號(hào)從通信頻段中被去掉。
當(dāng)然，這種測(cè)試方法同樣適用于診斷環(huán)境下的接收機(jī)，被測(cè)接收電路接收到診斷信號(hào)，也接收到至少一個(gè)通信信道。
在診斷信號(hào)用于線性功率放大器的情況中，適合使用一個(gè)單一頻率或純單音。
在診斷信號(hào)用于接收電路的情況中，適合使用一個(gè)預(yù)定帶寬的工作信道發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供一種射頻通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，它包括發(fā)射電路，用于在發(fā)射之前處理射頻發(fā)射頻段內(nèi)的通信信道；控制器，用于選擇至少一個(gè)傳輸信道的載波頻率，載波頻率位于射頻通信頻段內(nèi)，所述控制器也可用于選擇射頻通信頻段內(nèi)的診斷頻率，把診斷頻率上的診斷信號(hào)引入傳輸電路用來(lái)測(cè)試；以及在由發(fā)射電路處理后，為了論斷而將診斷信號(hào)下變換成一個(gè)中間的頻率信號(hào)的裝置，其中診斷頻率是根據(jù)至少一個(gè)通信信道的已知載波頻率來(lái)選擇的，這樣通信信道就不隨診斷信號(hào)向下變換。
更可取的是控制器也選擇用于下變換診斷信號(hào)的本機(jī)振蕩器信號(hào)。當(dāng)然，振蕩器信號(hào)也可以由另外的電路來(lái)選擇或者復(fù)位。不過(guò)，最好是震蕩器信號(hào)隨診斷頻率變化，這樣，下變換的中間頻率就不變(為診斷頻率和本機(jī)振蕩器頻率之間的差值)。
當(dāng)診斷信號(hào)用于線性功率放大器時(shí)，發(fā)射機(jī)可以包括用來(lái)在發(fā)射前清除診斷信號(hào)的電路。
在移動(dòng)通信環(huán)境中，發(fā)射機(jī)的工作包括用代表要發(fā)射的數(shù)據(jù)的調(diào)制信號(hào)對(duì)選定的載波頻率進(jìn)行調(diào)制。如前所述，本發(fā)明特別適用于寬帶CDMA環(huán)境。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，它提供了一種射頻通信系統(tǒng)的測(cè)試方法，在這種系統(tǒng)中一個(gè)通信頻段內(nèi)至少有兩個(gè)射頻通信信道，每個(gè)信道相應(yīng)地落在已知的載波頻率上，該方法包括為了用一個(gè)下變換信號(hào)進(jìn)行診斷，把所說(shuō)的射頻通信信道中的一個(gè)，下變換到一個(gè)中間頻率，下變換信號(hào)的頻率按通信信道的已知載波頻率選擇，這樣其它信道不隨已下變換的通信信道變換，只作為一個(gè)鏡像頻率。
為了更好地理解本發(fā)明和表示出其實(shí)現(xiàn)過(guò)程，將通過(guò)附圖來(lái)加以描述圖1表示了一個(gè)高頻下變換的過(guò)程；圖2表示本發(fā)明的內(nèi)容。
圖3是一個(gè)電路圖，表示發(fā)射機(jī)線性功率放大器中診斷的一個(gè)例子。
圖4是用在圖3的發(fā)射機(jī)中的控制器部件的框圖。
圖5是一個(gè)頻率選擇的例子。
圖6a到6d表示不同的幾種下變換本機(jī)振蕩器頻率選擇的例子。
本發(fā)明將在移動(dòng)通信環(huán)境中加以描述，如在圖2中以圖解法說(shuō)明的那樣。一個(gè)基站BTS可以通過(guò)射頻通信信道CC與多個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS通信，基站與移動(dòng)臺(tái)根據(jù)預(yù)選發(fā)射載頻的發(fā)射信道發(fā)送數(shù)據(jù)，所發(fā)射的數(shù)據(jù)被調(diào)制在所發(fā)射的載頻上。
圖3是發(fā)射機(jī)中有關(guān)電路的電路圖，該電路既用于基站BTS又用于每個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS，電路包括數(shù)據(jù)發(fā)生器2，它生成預(yù)定帶寬的調(diào)制信號(hào)fm，例如5MHz，代表了要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)?；祛l器4接收調(diào)制信號(hào)fm和由第一振蕩器6產(chǎn)生的載波頻率fc。第一振蕩器6由控制器8控制。控制器8也控制第二振蕩器10，它產(chǎn)生一個(gè)診斷頻率信號(hào)fp，且第三振蕩器12產(chǎn)生一個(gè)本機(jī)振蕩信號(hào)LO。線性功率放大器14接收傳輸信道的fTX，fTX包括載波頻率fc和調(diào)制信號(hào)fm。放大器14的輸出經(jīng)過(guò)耦合器16加到一個(gè)消除電路18上，最后到天線20用于發(fā)射。
如在已有技術(shù)知道的，還應(yīng)該包括合適的濾波器。由第二振蕩器10產(chǎn)生的信號(hào)fp作為線性功率放大器14的一個(gè)導(dǎo)頻單音。線性放大器14的輸出部分是在耦合器16中被提取出來(lái)并加給下變換電路22，該電路22接收本機(jī)振蕩器信號(hào)LO。下變換電路22用本機(jī)振蕩信號(hào)LO在一個(gè)低中頻上產(chǎn)生一個(gè)診斷信號(hào)24。診斷信號(hào)24提供給一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)處理器26，用來(lái)運(yùn)行診斷程序。消除電路18在天線20發(fā)送之前從發(fā)射信號(hào)fTX中去除導(dǎo)頻單音。
控制器從線28上的一個(gè)中央系統(tǒng)接收載波頻率數(shù)據(jù)。如圖4所示，這個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)控制由第二振蕩器10產(chǎn)生的振蕩信號(hào)頻率來(lái)控制導(dǎo)頻單音的頻率?？刂破?根據(jù)對(duì)特定基站或移動(dòng)臺(tái)預(yù)定的設(shè)置選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)妮d波頻率fc用來(lái)產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)fTX，為此，控制器保留傳輸頻段帶寬和傳輸頻段的上、下端頻率的信息，并且保留帶內(nèi)可用傳輸信道的信息?？刂七壿?8分析這個(gè)信息，為導(dǎo)頻單音確定一個(gè)適當(dāng)?shù)念l率，當(dāng)下變換導(dǎo)頻單音時(shí)，確定在下變換過(guò)程中沒(méi)有其它正在使用的傳輸信道落在鏡像頻段內(nèi)。由控制邏輯28所作的選擇信號(hào)提供給一個(gè)頻率合成器30，該合成器30相應(yīng)地控制著第二振蕩器10。
本機(jī)振蕩器信號(hào)LO的頻率也可以由控制器8通過(guò)對(duì)第三振蕩器12的控制來(lái)選擇，以便把導(dǎo)頻信號(hào)下變換到一個(gè)預(yù)定的中頻，這樣有其優(yōu)點(diǎn)，可以讓中頻固定，而濾波器如29和其它電路可以設(shè)置工作在一個(gè)預(yù)定的頻率上，簡(jiǎn)化了數(shù)字信號(hào)處理器24的操作，只接收一個(gè)固定的、預(yù)定頻率的信號(hào)。
在描述的例子中，頻率的選擇是由控制器8根據(jù)下面的方法來(lái)做的fc落在2110MHz到2170MHz范圍內(nèi)。
每個(gè)傳輸信道的帶寬為5MHz(fm＝2.5MHz)。
fp＝fc±(fm+fx)，此處對(duì)于一個(gè)W-CDMA系統(tǒng)例如fx落在100KHz到2.5MHz范圍內(nèi)。
fLO＝fp±fy，此處fy以DSP26的處理能力來(lái)選擇，如在W-CDMA系統(tǒng)中fy落在100KHz到1.25MHz范圍內(nèi)。
圖5示出了一個(gè)頻率fc、fp和fLO選擇的例子。在圖5中，示出了兩個(gè)發(fā)送信道fTX1和fTX2，每個(gè)信道的都是5MHz的帶寬和一個(gè)載頻fc。FR表示頻率范圍，在此范圍內(nèi)，fp和fco按照上述標(biāo)準(zhǔn)選擇。下變換的診斷信號(hào)設(shè)為24，由虛線包圍，表示基帶濾波器的通帶?？梢岳斫庀伦儞Q診斷信號(hào)24是差頻fy，用來(lái)產(chǎn)生下變換信號(hào)fLO，用在下變換電路22中。
因此，在描述的例子中，線性功率放大器14用一個(gè)窄帶導(dǎo)頻單音來(lái)效準(zhǔn)，發(fā)送信道fTX可以是寬頻段內(nèi)(這里例如是60MHz)許多信道中的任何一個(gè)，效準(zhǔn)單音位于發(fā)射頻段內(nèi)，但不能超出發(fā)射信道本身。因此，效準(zhǔn)單音的位置是不固定的，而是位于一個(gè)頻率上，這個(gè)頻率與傳輸無(wú)關(guān)，在下變換中的鏡像頻率上沒(méi)有傳送信道，是使用有關(guān)傳輸頻率的可用信息。
下變換振蕩器頻率fLO的選擇可用于另一個(gè)目的。就是，傳輸信道fTX本身能夠在線性放大器14之后被下變換做診斷用，因此，考慮到這種情況，需要把帶寬5MHz的射頻頻率(范圍在2.11-2.17GHz之間)上的單個(gè)傳輸信道下變換成7.5MHz的中間頻率用于診斷。另外，要考慮兩個(gè)傳送信道在傳送帶寬內(nèi)的一個(gè)分波段中同時(shí)出現(xiàn)，分波段的帶寬為20MHz，而發(fā)射帶寬為60MHz。圖6a至圖6d表示了發(fā)射信道的一些可能的組合和用于下變換的振蕩器信號(hào)LO的頻率。
在每種情況中，本機(jī)振蕩器信號(hào)LO是以下變換鏡像頻率上沒(méi)有其它傳輸信道的方式來(lái)選擇的。如同已經(jīng)描述過(guò)的，鏡像頻率位于作為轉(zhuǎn)換信道的本機(jī)振蕩器信號(hào)的另一邊，在同樣的頻率間隔上(圖1中的Δ)。圖6a到6d中，下變換的傳輸信道用陰影表示，鏡像頻率以虛線表示，在每種情況中能容易的看出，鏡像頻率沒(méi)有覆蓋其它傳輸信道。要注意的是圖6a和6b表示給下變換電路22的高注入頻率，即本機(jī)振蕩器信號(hào)位于高于將要下變換的頻率。圖6c和6d表示低注入頻率，即本機(jī)振蕩器信號(hào)位于低于將要下變換的頻率。在每種情況中，鏡像頻率相對(duì)于將要下變換的頻率位于機(jī)地振蕩器信號(hào)的另一邊。
因此，按照振蕩器信號(hào)LO的這種用法，用已知的無(wú)線環(huán)境知識(shí)通過(guò)合理安排下變換本機(jī)振蕩器信號(hào)的位置來(lái)提供簡(jiǎn)單和有效的下變換。含在下變換中的信號(hào)fLO的頻率以下變換中的鏡頻干擾抑制達(dá)到最大而不預(yù)先濾波的方法來(lái)控制。發(fā)射機(jī)使用發(fā)射頻率的信息，這個(gè)信息對(duì)于確定傳輸信道來(lái)說(shuō)是必要的，其用來(lái)確定什麼地方放置下變換信號(hào)fLO最好，以防止轉(zhuǎn)換一個(gè)錯(cuò)誤的頻率分量，而那是另外的傳輸信道，就如同一個(gè)鏡像頻率。
權(quán)利要求
1.一種在射頻通信系統(tǒng)中的測(cè)試方法，至少一個(gè)射頻通信信道落在射頻通信頻段中一個(gè)已知的載波頻率上，該方法包括在通信頻段內(nèi)的一個(gè)RF診斷頻率上向被測(cè)電路引入一個(gè)診斷信號(hào)；在被測(cè)電路處理之后，將診斷信號(hào)下變換到一個(gè)用于診斷的中間頻率，診斷頻率是根據(jù)至少一個(gè)通信信道的已知載波頻率來(lái)選擇的，以使通信信道不會(huì)與診斷信號(hào)一起被下變換。
2.如權(quán)利要求1的測(cè)試方法，當(dāng)用于發(fā)射機(jī)時(shí)，診斷信號(hào)被引入傳輸電路。
3.如權(quán)利要求2的測(cè)試方法，其中傳輸電路包括一個(gè)線性功率放大器，用來(lái)在傳輸之前處理至少一個(gè)通信信道，并且其中在傳輸之前診斷信號(hào)已從通信頻段中被去除。
4.如權(quán)利要求1的測(cè)試方法，在診斷情況中用于接收機(jī)時(shí)，被測(cè)接收電路接收診斷信號(hào)，也接收至少一個(gè)通信信道。
5.如權(quán)利要求1，2，3或4的測(cè)試方法，其中診斷信號(hào)為一個(gè)單音。
6.如權(quán)利要求1，3或4的測(cè)試方法，其中診斷信號(hào)是一個(gè)測(cè)試信道，其有與通信信道相差不大的帶寬。
7.按照前面任何一個(gè)權(quán)利要求的測(cè)試方法，其中診斷信號(hào)用下變換信號(hào)在一個(gè)頻率上被下變換，選擇該頻率，以使中間頻率固定，而不用管診斷頻率。
8.一種射頻通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，包括發(fā)射電路，用于在發(fā)射之前處理射頻傳輸頻段內(nèi)的通信信道；控制器，用于選擇至少一個(gè)用于發(fā)送的通信信道的載波頻率，載波頻率位于射頻通信頻段內(nèi)，所述控制器也可用于選擇射頻通信頻段內(nèi)的診斷頻率，把診斷頻率上的診斷信號(hào)引入發(fā)射電路用來(lái)測(cè)試；以及在由發(fā)射電路處理后，用于將診斷信號(hào)下變換成一個(gè)中間的頻率用來(lái)做診斷用的裝置，其中診斷頻率是根據(jù)至少一個(gè)通信信道的已知載波頻率來(lái)選擇的，這樣，通信信道不隨診斷信號(hào)下變換。
9.如權(quán)利要求8的發(fā)射機(jī)，其中控制器也選擇了一個(gè)下變換頻率，用來(lái)下變換診斷信號(hào)，以使中間頻率固定，而不用管診斷頻率。
10.如權(quán)利要求8的發(fā)射機(jī)，其中發(fā)射電路包括一個(gè)線性功率放大器。
11.如權(quán)利要求8，9或10的發(fā)射機(jī)，其中包括在發(fā)射之前消除診斷信號(hào)的電路。
12.如權(quán)利要求8，9，10或11的發(fā)射機(jī)，其中包括用表示要發(fā)射的數(shù)據(jù)的調(diào)制信號(hào)調(diào)制所選載頻的裝置。
13.一種在射頻通信系統(tǒng)中的測(cè)試方法，在這種系統(tǒng)中一個(gè)通信頻段內(nèi)至少有兩個(gè)射頻通信信道，每個(gè)信道相應(yīng)地落在已知的載波頻率上，該方法包括用一個(gè)下變換信號(hào)把所說(shuō)的射頻通信信道中的一個(gè)下變換到一個(gè)中間頻率用于診斷，下變換信號(hào)的頻率按通信信道的已知載波頻率選擇，這樣其他通信信道不隨已下變換的通信信道變換，只作為一個(gè)鏡像頻率。
全文摘要
本文描述了一種射頻通信系統(tǒng)的測(cè)試方法,在通信系統(tǒng)中,至少一個(gè)射頻通信信道落在射頻通信頻段內(nèi)的已知載波頻率上,按照這個(gè)方法,一個(gè)診斷信號(hào)被引入被測(cè)電路,如線性功率放大器。具有射頻診斷頻率的論斷信號(hào)落在通信頻段內(nèi),診斷信號(hào)被下變換到一個(gè)中間頻率用來(lái)診斷,從而使DSP簡(jiǎn)化。診斷頻率是根據(jù)通信信道的已知載波頻率來(lái)選擇的,從而使通信信道不會(huì)與診斷信號(hào)一起被下變換為鏡像頻段。本文還描述了發(fā)射機(jī)和另一種測(cè)試方法。
文檔編號(hào)H03C1/62GK1271484SQ98809540
公開(kāi)日2000年10月25日 申請(qǐng)日期1998年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月27日
發(fā)明者J·佩卡里南, T·內(nèi)夫林 申請(qǐng)人:諾基亞電信股份公司