DE20321814U1

DE20321814U1 - Zwischenverstärker mit digitalem Kanalformer

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Publication number: DE20321814U1
Application number: DE20321814U
Authority: DE
Original assignee: Axell Wireless Ltd
Current assignee: Axell Wireless Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-22
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2013-06-23
Also published as: CA2490529A1; CN1685632A; EP1522155A2; EP1522155A4; WO2004002015A3; KR100992663B1; EA200500050A1; WO2004002015A2; AU2003238647A1; CA2490529C; US6873823B2; ES2390268T3; IL165824A0; EA006619B1; KR20050024345A; US20030236067A1; EP1522155B1

Abstract

System zur Weiterübertragung von Funksignalen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs, wobei das System aufweist:
einen Empfänger zum Empfangen von Signalen mit einer Frequenz innerhalb des Frequenzbereichs;
einen Analog-Digital-Wandler zum Erzeugen eines mit jedem Empfangssignal korrelierten digitalen Signals;
ein Filter zum Filtern der digitalen Signale;
einen Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen eines mit jedem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals; und
einen Sender zum Übertragen des mit jedem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals;
dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine feldprogrammierbare digitale Filterbank ist, die aufgebaut ist, um die digitalen Signale zu filtern, indem sie mehrere Signale, die zu mehreren Kommunikationskanälen gehören, durchläßt;
wobei jeder Kanal aufgebaut ist, um mehrere Signale durchzulassen, die ein Band aus Frequenzkomponenten innerhalb des genannte Frequenzbereich abdecken, wobei die digitale Filterbank programmiert ist, um eine getrennte und verschiedene Übertragungsfunktion für jeden wenigstens einiger der Kommunikationskanäle zu erzeugen.

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Fachgebiet der Kommunikation. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Zwischenverstärker für ein Kommunikations- oder Übertragungssystem (z. B. bidirektionale zellulare Kommunikationssysteme).
Hintergrund der Erfindung
Die Verschlechterung des Rauschabstands („SNR”) tritt in einem Signal auf, das entlang eines Übertragungsmediums (z. B. Koaxialkabel, nicht abgeschirmter Leiter, Wellenleiter, freie Luft oder sogar Lichtleiter) transportiert wird. Die SNR-Verschlechterung ist ein Faktor, der die Bandbreite über ein Übertragungsmedium begrenzen kann. Um den SNR von Signalen, die über weite Entfernungen übertragen werden, zu verbessern, und folglich die Übertragungsentfernung und/oder die Datenrate zu erhöhen, können Signalzwischenverstärker in Abständen entlang des Übertragungswegs angeordnet werden. Zwischenverstärker sind wohlbekannt und können für optische, Mikrowellen- und Funkfrequenz-(HF-)Kommunikationssysteme verwendet werden. Zwischenverstärker wurden als Teil von zellularen Übertragungssystemen verwendet, um die Abdeckungsreichweite zwischen einer zellularen Basisstation und einem zellularen Handapparat zu verlängern.
Jedoch kann die Verwendung eines Zwischenverstärkers für einen oder mehrere Kanäle bei einer oder mehreren Frequenzen innerhalb eines gemeinsam genutzten Frequenzbereichs des Spektrums (z. B. 800 MHz bis 830 MHz) Störungen bzw. Interferenzen erzeugen. Uns nun 1A zuwendend ist ein Spektraldiagramm gezeigt, das die Kanalfrequenzen beispielhaft zeigt, die ein erster Zellularbetreiber innerhalb des Frequenzbereichs von 800 bis 830 MHz verwenden kann. Uns nun 1B zuwendend ist ein Spektraldiagramm gezeigt, das die Kanalfrequenzen beispielhaft zeigt, die ein zweiter Zellularbetreiber an dem gleichen geographischen Ort wie der erste innerhalb des gleichen Frequenzbereichs 800 bis 830 MHz verwenden kann. Wie aus 1A und 1B zu sehen, können die Kanalfrequenzen jedes Betreibers voneinander verschieden sein. Jedoch können zwei oder mehr Kanalfrequenzen eines Betreibers entweder zwischen zwei oder mehr Kanalfrequenzen des anderen Betreibers sein oder können auf einer Seite einer oder mehrerer der Kanalfrequenzen des anderen Betreibers sein.
Damit ein Betreiber in der vorstehend beschriebenen und in 1A und 1B beispielhaft gezeigten Situation einen Zwischenverstärker verwendet, müßte der Betreiber entweder eine getrennte Antwort für jeden Kanal benötigen, oder der Betreiber kann einen breitbandigeren Zwischenverstärker verwenden, um einen Frequenzbereich, innerhalb dem sich mehrere Kanäle des Betreibers befinden, abzudecken. Wenn jedoch ein breitbandigerer Zwischenverstärker verwendet wird, kann der Zwischenverstärker irrtümlich einen oder mehrere Kanäle weiter übertragen, die zu beiden Betreibern gehören. Die Weiterübertragung eines Kanals/von Kanälen eines anderen Betreibers hat sowohl rechtliche als auch geschäftliche Konsequenzen, die ein Zellularbetreiber vorzugweise vermeiden will.
Analoge Kanalformzwischenverstärker sind im bisherigen Stand der Technik vorhanden. Kanalformzwischenverstärker des bisherigen Stands der Technik verwenden analoge Filter, um alle Signale oder Kommunikationskanäle, die nicht zu dem Betreiber gehören, dessen Kanäle zwischenverstärkt werden sollen, auszuschließen oder auszufiltern. Wenn zum Beispiel das Betriebsband des Zwischenverstärkers 800 bis 830 MHz ist und der Betreiber, der den Zwischenverstärker verwendet, Kommunikationskanäle bei 805 MHz, 807 MHz und 809 MHz hat, kann der Zwischenverstärker mit analogen Filtern ausgestattet sein, die nur Signale bei den Frequenzen der Kanäle des Betreibers zu- oder durchlassen. Der analoge Kanalformzwischenverstärker überträgt auf diese Weise nur Signale bei den Frequenzen der Kommunikationskanäle des Betreibers weiter.
Analoge Kanalformzwischenverstärker des bisherigen Stands der Technik haben zahlreiche Nachteile, auf deren Behandlung die vorliegende Erfindung abzielt.
Gemäß einer 1. Ausführungsform wird ein System zur Weiterübertragung eines Kommunikationskanals bei einer spezifischen Frequenz bereitgestellt, wobei das System aufweist:
einen Empfänger zum Empfangen eines Signals einschließlich der spezifischen Frequenz des Kommunikationskanals;
einen Analog-Digital-Wandler zum Erzeugen eines mit dem Empfangssignal korrelierten digitalen Signals;
ein digitales Filter, das aufgebaut ist, um das digitale Signal zu filtern und Frequenzkomponenten bei oder um die spezifische Frequenz des Kommunikationskanals herum durchzulassen;
einen Digital-Analog-Wandler, um ein mit dem gefilterten digitalen Signal korreliertes analoges Signal zu erzeugen; und
einen Sender zum Übertragen des mit dem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals.

2. System nach Ausführungsform 1, das ferner einen Abwärtswandler zum Umsetzen des Empfangssignals auf eine Zwischenfrequenz aufweist.
3. System nach Ausführungsform 2, das ferner einen Aufwärtswandler zum Umsetzen des mit dem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals auf eine Übertragungsfrequenz aufweist.
4. System nach Ausführungsform 1, das ferner ein zweites digitales Filter aufweist, das aufgebaut ist, um Frequenzkomponenten bei oder um eine zu einem zweiten Kommunikationskanal gehörende zweite Frequenz herum durchzulassen.
5. System nach Ausführungsform 4, das ferner eine Summiereinheit aufweist, um Ausgaben von den ersten und zweiten digitalen Filtern zu kombinieren.

Das erfindungsgemäße System ist insbesondere aufgebaut, um die folgenden Verfahrensaspekte auszuführen.

1. Verfahren zur Weiterübertragung eines Kommunikationskanals bei einer spezifischen Frequenz, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen eines Signals einschließlich der spezifischen Frequenz des Kommunikationskanals; Erzeugen eines mit dem Empfangssignal korrelierten digitalen Signals; Filtern des digitalen Signals mit einem digitalen Filter, das aufgebaut ist, um Frequenzkomponenten bei oder um die Frequenz der spezifischen Frequenz des Kommunikationskanals herum durchzulassen; Erzeugen eines mit dem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals; und Übertragen des mit dem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals.
2. Verfahren nach Verfahrensaspekt 1, das ferner vor dem Erzeugen eines digitalen Signals das Abwärtswandeln des Empfangssignals auf eine Zwischenfrequenz aufweist.
3. Verfahren nach Verfahrensaspekt 2, das ferner vor dem Übertragen des analogen Signals das Aufwärtswandeln des mit dem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals aufweist.
4. Verfahren nach Verfahrensaspekt 1, das ferner das Filtern des digitalen Signals mit einem digitalen Filter aufweist, das aufgebaut ist, um Frequenzkomponenten bei oder um eine zweite Frequenz herum, die zu einem zweiten Kommunikationskanal gehört, durchzulassen.
5. Verfahren nach Verfahrensaspekt 4, das ferner das Kombinieren der digitalen Signale aus jedem der Filterschritte und das Erzeugen eines mit dem kombinierten digitalen Signal korrelierten analogen Signals aufweist.
6. Verfahren nach Verfahrensaspekt 5, das ferner das Übertragen des mit dem kombinierten digitalen Signal korrelierten analogen Signals aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung
Als Teil der vorliegenden Erfindung kann ein Empfänger ein Signal empfangen, das zu einem gewissen Kommunikationskanal bei einer spezifischen Frequenz gehört. Ein Analog-Digital-Wandler kann ein digitales Signal erzeugen, das mit dem Empfangssignal korreliert ist, und das digitale Signal kann ein digitales Filter durchlaufen, das aufgebaut ist, um das digitale Signal zu filtern und Frequenzkomponenten bei oder um die Frequenz der spezifischen Frequenz des Kommunikationskanals herum durchzulassen. Ein Digital-Analog-Wandler kann ein analoges Signal erzeugen, das mit dem gefilterten digitalen Signal korreliert ist, und ein Sender kann das analoge Signal übertragen.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein zweites digitales Filter enthalten sein, das aufgebaut ist, um Frequenzkomponenten bei oder um eine zweite Frequenz herum, die zu einem zweiten Kommunikationskanal gehört, durchzulassen.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Abwärtswandler enthalten sein, um ein Empfangssignal auf ein Zwischensignal abwärtszuwandeln. Ein Aufwärtswandler kann ebenfalls enthalten sein, um ein analoges Signal, das mit dem gefilterten digitalen Signal korreliert ist, auf eine Übertragungsfrequenz aufwärtszuwandeln.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird insbesondere in dem Abschlussteil der Beschreibung dargelegt und klar beansprucht. Die Erfindung kann jedoch sowohl als die Einrichtung als auch das Betriebsverfahren zusammen mit ihren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten unter Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, wobei:
1A ein Spektraldiagramm ist, das vier Frequenzen beispielhaft zeigt, die von einem ersten Zellularbetreiber für vier Kommunikationskanäle in einer spezifischen geographischen Region verwendet werden können;
1B ein Spektraldiagramm ist, das drei Frequenzen beispielhaft zeigt, die von einem zweiten Zellularbetreiber für drei Kommunikationskanäle in einer spezifischen geographischen Region verwendet werden können;
2 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel für einen bidirektionalen Zwischenverstärker mit einem digitalen Kanalformer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, das eine detailliertere Ansicht der Filterbank in 2 zeigt;
4A bis 4D Spektraldiagramme sind, die Beispiele für Frequenzantworten der digitalen Filter 140A bis 140D in 3 zeigen; und
5 ein Blockdiagramm ist, das ein anderes Beispiel eines bidirektionalen Zwischenverstärkers mit einem digitalen Kanalformer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Es wird zu schätzen gewußt, daß der Einfachheit und Deutlichkeit der Darstellung halber Elemente in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind. Zum Beispiel können die Abmessungen einiger der Elemente relativ zu anderen Elementen der Deutlichkeit halber übertrieben sein. Wo es für passend erachtet wurde, können Bezugszahlen zwischen den Figuren wiederholt werden, um entsprechende oder analoge Elemente anzuzeigen.
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden detaillierten Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Jedoch wird von Fachleuten der Technik verstanden, daß die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Methoden, Verfahren, Komponenten und Schaltungen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu vernebeln.
Wenn nicht spezifisch anders angegeben, wird, wie aus den folgenden Diskussionen offensichtlich ist, zu schätzen gewußt, daß über die Beschreibung hinweg, die Diskussionen, welche Begriffe, wie etwa „Verarbeiten”, „Computerberechnen”, „Berechnen”, „Bestimmen” oder ähnliche verwenden, sich auf die Tätigkeit und/oder Verfahren eines Rechners oder Rechensystems oder einer ähnlichen elektronischen Berechnungsvorrichtung beziehen, die Daten, die als physikalische, wie etwa elektronische, Größen in den Registern und/oder Speichern des Berechnungssystems dargestellt sind, in andere Daten, die ähnlich als physikalische Größen in den Speichern, Registern oder anderen derartigen Informationsspeicher-, Übertragungs- oder Anzeigevorrichtungen dargestellt sind, verarbeiten und/oder umwandeln.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Vorrichtungen zum Durchführen der Arbeitsgänge darin umfassen. Diese Vorrichtung kann speziell für die gewünschten Zwecke aufgebaut sein oder kann einen Allzweckcomputer aufweisen, der von einem in dem Computer gespeicherten Computerprogramm selektiv betätigt oder umkonfiguriert wird. Ein derartiges Computerprogramm kann in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden, wie etwa jeder Art von Platte einschließlich Disketten, optischen Platten, CD-ROMS, magnetooptischen Platten, Nur-Lese-Speichern (ROMs), Arbeitsspeichern (RAMs), elektrisch programmierbaren Nur-Lesespeichern (EPROMs), elektrisch löschbaren und programmierbaren Nur-Lesespeichern (EEPROMs), magnetischen oder optischen Karten, ohne auf diese beschränkt zu sein, oder jeder anderen Art von Medien, die zum Speichern elektronischer Anweisungen geeignet sind und fähig sind, mit einem Computersystembus verbunden zu werden.
Die hier vorgestellten Verfahren und Anzeigen sind nicht von Natur aus auf irgendeinen bestimmten Computer oder eine andere Vorrichtung bezogen. Vielfältige Allzwecksysteme können mit Programmen gemäß den Lehren hier verwendet werden oder können sich als praktisch erweisen, um eine spezialisiertere Vorrichtung aufzubauen, um das gewünschte Verfahren auszuführen. Die erwünschte Struktur für eine Vielfalt dieser Systeme wird aus der nachstehenden Beschreibung sichtbar werden. Außerdem werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unter Bezug auf irgendeine bestimmte Programmiersprache beschrieben. Es wird zu schätzen gewußt, daß eine Vielfalt an Programmiersprachen verwendet werden kann, um die Lehren der Erfindungen, wie sie hier beschrieben werden, zu implementieren.
Als Teil der vorliegenden Erfindung kann ein Empfänger ein Signal empfangen, das zu einem Kommunikationskanal bei einer spezifischen Frequenz gehört. Ein Analog-Digital-Wandler kann ein digitales Signal erzeugen, das mit dem Empfangssignal korreliert ist, und das digitale Signal kann durch ein digitales Filter geführt werden, das aufgebaut ist, um das digitale Signal zu filtern und Frequenzkomponenten bei oder um die Frequenz der spezifischen Frequenz des Kommunikationskanals herum durchzulassen. Ein Digital-Analog-Wandler kann ein analoges Signal erzeugen, das mit dem gefilterten digitalen Signal korreliert ist, und ein Sender kann das analoge Signal übertragen.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein zweites digitales Filter enthalten sein, um Frequenzkomponenten bei oder um eine zu einem zweiten Kommunikationskanal gehörende zweite Frequenz herum durchzulassen.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Abwärtswandler zum Abwärtswandeln eines Empfangssignals auf ein Zwischensignal enthalten sein. Ein Aufwärtswandler kann ebenfall enthalten sein, um ein mit dem gefilterten digitalen Signal korreliertes analoges Signal auf eine Übertragungsfrequenz aufwärtszuwandeln.
Uns nun 2 zuwendend ist ein Blockdiagramm eines bidirektionalen Zwischenverstärkers 100 mit einem digitalen Kanalformer gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der bidirektionale Zwischenverstärker 100 kann zwei grundlegende Abschnitte umfassen: (A) einen Aufwärtsstrecken- oder Uplink-Abschnitt, der Signale von einer Mobilvorrichtung (z. B. Zellulartelefon) empfängt und das Signal an eine Basisstation weiterüberträgt; und (B) einen Abwärtsstrecken- oder Downlink-Abschnitt, der Signale von einer Basisstation empfängt und die Signale an eine Mobilvorrichtung weiterüberträgt.
Wenn man zuerst den Uplink-Abschnitt (A) von links nach rechts in 2 betrachtet, kann es ein Eingangsfilter 110U geben, das für dieses Beispiel ein Funkfrequenz(„HF”-) Filter sein kann oder insbesondere ein Filter sein kann, das abgestimmt ist, um zum Beispiel Frequenzen im Bereich von 800 bis 830 MHz durchzulassen. Das HF-Eingangsfilter 110U kann Signale von einer Antenne empfangen und kann Frequenzen in dem Frequenzbereich eines oder mehrerer Kommunikationskanäle, die zwischenverstärkt werden sollen, an einen Abwärtswandler 120U weiterleiten. Der Abwärtswandler 120U kann ein Empfangssignal mit einer Sinus- oder Cosinuswelle einer gegebenen Frequenz mischen, so daß das Empfangssignal auf eine Zwischenfrequenz („IF”) abwärtsgewandelt wird. Entweder das HF-Eingangsfilter 110U oder der Abwärtswandler 120U kann einen (in 2 nicht gezeigten) Signalverstärker umfassen. Ein Analog-Digital- („A/D”-)Wandler 130U kann das IF-Signal abtasten und kann ein digi tales Signal erzeugen, welches das abgetastete IF-Signal darstellt. Das digitale Signal, welches das IF-Signal darstellt, kann in eine digitale Filterbank 140U eintreten. 3 zeigt eine detailliertere Ansicht der digitalen Filterbank 140U einschließlich digitaler Filter 140a bis 140d.
Uns nun 3 zuwendend ist ein Blockdiagramm einer digitalen Filterbank 140U gezeigt, die digitale Filter 140a bis 140d umfaßt. Ein digitales Signal, das in die digitale Filterbank 140U eintritt, kann auf jedes der digitalen Filter 140a bis 140d angewendet werden, und die Ausgabe jedes der digitalen Filter kann durch einen Addierer 142 oder eine funktional äquivalente Vorrichtung kombiniert werden. Jedes der Filter innerhalb der Filterbank 140U kann eine getrennte und verschiedene Frequenzantwort haben. Digitale Filter sind auf dem Fachgebiet der Kommunikationen wohlbekannt. Die Implementierung einer digitalen Filterbank kann auf einem einzigen oder mehreren Prozessoren (z. B. DSP) durchgeführt werden oder kann auf einer einzigen oder mehreren dedizierten digitalen Filterschaltungen implementiert werden. In dem Beispiel von 3 sind vier diskrete digitale Filterschaltungen gezeigt. Als Teil einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die digitalen Filter 140a bis 140d feldprogrammierbare digitale Filter („FPDF”) sein. Das heißt, die Übertragungsfunktion jedes Filters kann zusammen mit seiner Frequenzantwort umprogrammiert oder eingestellt werden.
Uns nun 4A bis 4B zuwendend sind Beispiele für mögliche Frequenzantworten für digitale Filter 140a bis 140d von 3 gezeigt, wobei digitale Filter 140a bis 140d jeweils den in 1A beispielhaft gezeigten ersten bis vierten Kommunikationskanälen entsprechen. Das heißt, die Impulsantwort- oder Frequenzübertragungscharakteristik für jedes digitale Filter 140a bis 140d kann getrennt festgelegt oder eingestellt werden, um Frequenzkomponenten eines digitalen Signals, die bei oder um die Trägerfrequenz des zu dem Kommunikationskanal gehörenden Filters herum sind, durchzulassen. Zum Beispiel kann ein digitales Filter 140a mit ei ner Übertragungsfunktion programmiert werden, die eine Bandpaßfrequenzantwort mit einer Spitze bei oder um die in 1A gezeigte Trägerfrequenz des ersten Kommunikationskanals herum hat; das digitale Filter 140b kann mit einer Übertragungsfunktion programmiert werden, die eine Bandpaßfrequenzantwort mit einer Spitze bei oder um die in 1A gezeigte Trägerfrequenz des zweiten Kommunikationskanals herum hat, etc...
Die Konstruktion digitaler Filter und digitaler Filterübertragungsfunktionen ist wohlbekannt. Wenngleich vorstehend spezifische Filter und Übertragungsfunktionen erwähnt sind, kann jedes beliebige digitale Filter oder jede Übertragungsfunktionskombination, die gegenwärtig bekannt ist oder die in der Zukunft entworfen wird, als Teil der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Uns nun wieder 2 zuwendend ist direkt nach der digitalen Filterbank 140U ein Digital-Analog-Wandler („D/A”) 150U gezeigt. Der D/A 150U kann die gefilterte digitale Signalausgabe der digitalen Filterbank 140U in ein analoges Signal umwandeln, wobei dieses analoge Signal dann von dem Aufwärtswandler 160U in die ursprüngliche Frequenz, die an dem HF-Eingangsfilter 110U empfangen wurde, aufwärtsgewandelt werden kann. Ein Ausgangsfilter 170U kann verwendet werden, um jegliche Harmonische zu entfernen, die von dem Aufwärtswandler 160U in das Signal eingeschleppt worden sein können. Entweder der Aufwärtswandler 160U oder das HF-Ausgangsfilter 170U kann einen (in 2 nicht gezeigten) Signalverstärker umfassen. Das gefilterte Signal kann sich dann zu und aus der Sendeantenne ausbreiten.
Der Abwärtsstrecken- oder Downlink-Abschnitt (B) des bidirektionalen Zwischenverstärkers 100 kann den vorstehend diskutierten Aufwärtsstreckenabschnitt (A) fast spiegeln. Ein Unterschied ist, daß das HF-Eingangsfilter 110D, die Filter der digitalen Filterbank 140D und das HF-Ausgangsfilter 170D abgestimmt werden können, um im Gegensatz zum Durchlassen von Frequenzen bei oder um Aufwärts strecken-Kommunikationskanäle herum Frequenzen von Abwärtsstreckenkommunikationskanälen durchzulassen.
Die spezifischen Frequenzbänder, auf welche jedes der Filter festgelegt wird, können von den spezifischen Frequenzen der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Kommunikationskanäle abhängen, die ein Betreiber innerhalb eines spezifischen geographischen Orts zwischenverstärken möchte. Die in 1A und 1B gezeigten Frequenzen sind nur Beispiele für derartige Kommunikationskanalfrequenzen. Es wird in 1A und 1B keine Unterscheidung zwischen Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanälen getroffen. Jedoch versteht jemand mit gewöhnlichen Kenntnissen der Technik daß es in einem Zellularsystem einen entsprechenden Aufwärtsstrecken-Kommunikationskanal für jeden Abwärtsstrecken-Kommunikationskanal geben kann. Die Beziehung zwischen der Aufwärtsstrecken-Kanalfrequenz und der Abwärtsstrecken-Kanalfrequenz kann fest sein, oder jede kann getrennt zwischen einer Mobilvorrichtung und einer Basisstation ausgehandelt werden.
Uns nun 5 zuwendend ist eine andere mögliche Ausführungsform eines bidirektionalen Zwischenverstärkers 100 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie bei dem bidirektionalen Zwischenverstärker 2 gibt es zwei Abschnitte; (A) einen Aufwärtsstrecken- oder Uplink-Abschnitt und (B) einen Abwärtsstrecken- oder Downlink-Abschnitt. Auch in der Ausführungsform von 2 können die Uplink- und Downlink-Abschnitte sich, abgesehen von den Frequenzen, auf deren Durchlaß und Weiterübertragung abgestimmt ist, im wesentlichen gegenseitig spiegeln.
Wenn man den Abwärtsstrecken- oder Downlink-Abschnitt (B) des bidirektionalen Zwischenverstärkers 100 von 5 betrachtet, kann es einen Duplexer einschließlich eines HF-Eingangsfilters 110D geben. Das HF-Eingangsfilter 110D kann zu einer Vorfilterstufe 115D führen, die einen rauscharmen Verstärker („LNA”) und ein Dämpfungsglied umfassen kann. Die Ausgabe des Vorfilterblocks 115D kann in eine HF-Einheit 125D eintreten, die die Ausgabe abwärtswandeln kann und auch einen A/D-Wandler aufweisen kann. Digitale Filter in dem digitalen Filterblock 140D können ähnlich den in für 2, 3 oder 4A bis 4D beschriebenen sein oder können jedes beliebige für die vorliegende Erfindung passende andere digitale Filter sein. Die Ausgabe des digitalen Filterblocks 140D kann in die HF-Einheit 125D eintreten, die die Ausgabe aufwärtswandeln und auch einen D/A-Wandler aufweisen kann. Ein Leistungsverstärkerblock 145D kann ein Dämpfungsglied, einen Hochleistungsverstärker und eine Leistungsüberwachungseinrichtung aufweisen. Eine automatische Verstärkungsregelungsschaltung („AGC”) kann das Dämpfungsglied derart einstellen, daß das Ausgangssignal von dem Leistungsverstärkerblock 145D im wesentlichen konstant bleibt. Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkerblocks 145D kann sich zu und durch einen Duplexer einschließlich eines Ausgangsfilters 170D ausbreiten.
Was den bidirektionalen Zwischenverstärker 100 in 2 anbetrifft, kann der bidirektionale Verstärker 100 von 5 konfiguriert sein, um spezifische Gruppen von Kommunikationskanälen bei oder um spezifische Trägerfrequenzen herum in der Aufwärtsstreckenrichtung zwischenzuverstärken und um spezifische Gruppen von Kommunikationskanälen bei oder um spezifische Trägerfrequenzen herum in der Abwärtsstreckenrichtung zwischenzuverstärken. Digitale Filter in den digitalen Filterbänken oder Blöcken 140U und 140D können eingestellt werden, um nur Frequenzen bei den oder um die Trägerfrequenzen der relevanten Kommunikationskanäle herum durchzulassen. Trägerfrequenzversätze aufgrund der Aufwärtswandlung oder Abwärtswandlung können berücksichtigt werden und innerhalb der digitalen Filter kompensiert werden. Außerdem kann der bidirektionale Zwischenverstärker 100 der vorliegenden Erfindung eingestellt werden, um schmalbandige Rauschstörungen innerhalb des Frequenzbands des Kommunikationskanals zu sperren.
Während gewisse Merkmale der Erfindung hier dargestellt und beschrieben wurden, werden Fachleuten der Technik nun viele Modifikationen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente einfallen. Es versteht sich daher, daß die beigefüg ten Ansprüche alle derartigen Modifikationen und Änderungen abdecken sollen, die in den wahren Geist der Erfindung fallen.

Claims

System zur Weiterübertragung von Funksignalen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs, wobei das System aufweist: einen Empfänger zum Empfangen von Signalen mit einer Frequenz innerhalb des Frequenzbereichs; einen Analog-Digital-Wandler zum Erzeugen eines mit jedem Empfangssignal korrelierten digitalen Signals; ein Filter zum Filtern der digitalen Signale; einen Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen eines mit jedem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals; und einen Sender zum Übertragen des mit jedem gefilterten digitalen Signal korrelierten analogen Signals; dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine feldprogrammierbare digitale Filterbank ist, die aufgebaut ist, um die digitalen Signale zu filtern, indem sie mehrere Signale, die zu mehreren Kommunikationskanälen gehören, durchläßt; wobei jeder Kanal aufgebaut ist, um mehrere Signale durchzulassen, die ein Band aus Frequenzkomponenten innerhalb des genannte Frequenzbereich abdecken, wobei die digitale Filterbank programmiert ist, um eine getrennte und verschiedene Übertragungsfunktion für jeden wenigstens einiger der Kommunikationskanäle zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die feldprogrammierbare digitale Filterbank aufgebaut ist, um schmalbandige Störungen innerhalb des Frequenzbands wenigstens eines der mehreren Kommunikationskanäle zu sperren.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feldprogrammierbare digitale Filterbank fähig ist, eine optimale Filterübertragungsfunktion für jeden der mehreren Kommunikationskanäle zu wählen.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, das ferner gekennzeichnet ist durch: ein variables HF-Dämpfungsglied, um den Pegel der Empfangssignale auf die dynamischen Bereichsanforderungen der Analog-Digital-Wandler einzustellen, einen HF-IF-Abwärtswandler zum Abwärtswandeln der eingestellten Signale auf die IF, wobei der Analog-Digital-Wandler die Ausgabe von dem Abwärtswandler empfängt und sie an das digitale Filter sendet, wobei der Digital-Analog-Wandler die analogen Signale auf die IF umsetzt, und ferner durch eine Aufwärtswandlereinheit gekennzeichnet, um die erzeugten IF-Signale auf analoge HF-Signale aufwärtszuwandeln, und einen weiteren variablen Verstärker/Dämpfungsglied zum Verstärken oder Dämpfen der HF-Signale, um sie derart einzustellen, daß die Leistung der übertragenen Signale im wesentlichen konstant bleibt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feldprogrammierbare digitale Filterbank lokal steuerbar ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feldprogrammierbare digitale Filterbank fernsteuerbar ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die feldprogrammierbare digitale Filterbank in einem Aufwärtsstreckenabschnitt arbeitet und ferner einen Abwärtsstreckenabschnitt aufweist, der ein zweites Filter umfaßt, wobei das zweite feldprogrammierbare Filter durch eine zweite digitale Filterbank gekennzeichnet ist, die aufgebaut ist, um mehrere Signale, die mehreren Kommunikationskanälen entsprechen, durchzulassen, wobei jeder Kanal konfiguriert ist, um mehrere Signale mit einem Band aus Frequenzkomponenten innerhalb eines zweiten Frequenzbereichs durchzulassen, wobei die zweite feldprogrammierbare digitale Filterbank programmiert ist, um eine getrennte und verschiedene Übertragungsfunktion für wenigstens einige der Kommunikationskanäle zu erzeugen; und ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Abwärtsstreckenabschnitt, abgesehen von dem Hilfsfrequenzbereich, ein Spiegel des Aufwärtsstreckenabschnitts ist.