SE465991B - Foerfarande foer att i en mottagare vaelja den laempligaste av tvaa eller flera antenner - Google Patents

Description

465 991' 10 15 20 25 30 Genom EP, A2, 0 318 665 är det känt att i en mottagare fortlöpan- de välja en av tvà mottagarantenner på olika sätt. Enligt en metod mäts och lagras värdet pà den mottagna signalstyrkan för den antenn som används under en tidslucka då sändning sker till mottagaren i fråga. Under en kommande tidslucka då sändning sker till en annan mottagare mäts värdet av signalstyrkan för den andra antennen, varefter detta värde jämförs med det lagrade värdet för den förut använda antennen. Det beslutas därefter i beroende av vilket värde som är högst vilken antenn som skall användas under nästa tidslucka då sändning skall ske till mottagaren i fràga.

Enligt en annan metod mäts signalstyrkorna fràn båda antennerna under en tidslucka då sändning sker till en annan mottagare, varefter den antenn som har den högsta signalstyrkan kommer att användas under den tidslucka då sändning skall ske till den aktuella mottagaren.

Om kända metoder för antennval tillämpas är det risk att signalstyrkan för den ena antennen 'mäts just då denna sig- nalstyrka är mycket låg. Det är därför risk för ett mindre lämpligt antennval, dvs att den antenn som väljs inte kommer att vara den som skulle ge den högsta signalstyrkan under den tidslucka då sändning skall ske till den aktuella mottagaren.

REnoGöRELsE rön UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att föreslå ett förfarande av inledningsvis angivet slag, men som minskar risken för mindre lämpliga antennval jämfört med kända metoder. Detta àstadkoms genom att signalstyrkan för var och en av antennerna mäts vid flera tillfällen under den tidslucka som närmast föregår den som är avsedd för stationen i fråga, och att värdena av de uppmätta signalstyrkorna linjärkombineras pá lämpligt sätt.

Därigenom bildas för varje antenn ett lämplighetsmátt som exempelvis är proportionellt mot signalstyrkans medelvärde, eller som är mer beroende av signalstyrkevärdena i slutet än i början 10 15 20 25 30 2 465 991 av en mätningsperiod under vilken signalstyrkan mäts flera gånger, eller som både är beroende av signalstyrkans storlek och dess tidsderivata.

Uppfinningens kännetecken framgår av patenkraven.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till ritningarna, på vilka figur 1 är ett diagram som visar ett exempel på variationer i tiden av mottagna signalstyrkor för två skilda antenner, figur 2 visar ett exempel på en anordning för utförande av förfarandet enligt uppfinningen och figur 3 är ett diagram som visar ett andra exempel på variationer i tiden av två mottagna signalstyrkor.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 är ett diagram som visar ett exempel på hur mottagna signalstyrkor för signaler som mottagits i två skilda antenner kan variera med tiden. Antennerna är belägna ett relativt kort stycke från varandra och kan exempelvis vara placerade på ett fordon i rörelse. Signalstyrkan betecknas i diagrammet med s(t).

Den heldragna kurvan, sl, visar signalstyrkan i den ena antennen, vilken refereras till som antenn 1, och den streckade kurvan, s2, visar signalstyrkan i den andra antennen, vilken refereras till som antenn 2. På tidsaxeln har det markerats med Al respektive A2 vilken av antennerna 1 och 2 som för tillfället har högst mottagen signalstyrka. Som framgår av kurvorna kan den mottagna signalstyrkan bli förhållandevis mycket låg under korta tids- perioder. Tidsavståndet mellan sådana markanta nedgångar i signalstyrkan är i. ett tidsmultiplext mobiltelefonisystem av samma storleksordning som varaktigheten av en tidslucka, men detta har inte markerats i figuren.

Som nämnts ovan är det risk för ett felaktaigt antennval på grund av att signalstyrkan för den ena antennen kanske mäts under en kortvarig nedgång i. signalstyrkan. Det förutsätts härvid att 10 15 20 25 30 465 991 E 4 signalstyrkorna j. de båda antennerna mäts i. en tidslucka dä signaler mottages som är avsedda för en annan station, och att denna tidslucka infaller närmast före en tidslucka då informa- tion överförs till den aktuella mottagaren.

Enligt uppfinningen minskas risken för ett felaktigt antennval genom att signalstyrkan för var och en av de båda antennerna mäts vid flera tillfällen under en mätningsperiod som infaller i den tidslucka då mätningarna sker. Exempelvis kan ett lämplig- hetsmàtt i form av ett medelvärde av signalstyrkan för varje antenn därefter räknas ut, varefter medelvärdena jämförs med varandra. Antennvalet sker genom att den antenn väljs vars framräknade medelvärde är störst. I fallet med medelvärdesbild- ning bör den mätningsperiod under vilken flera mätningar av de olika signalstyrkorna sker inte vara avsevärt kortare än en tidslucka. I annat fall skulle samtliga signalstyrkevärden för den ena antennen kunna vara uppmätta under en av de kortvariga, markanta nedgângarna av signalstyrkan, vilket skulle ge ett mycket lågt och missvisande medelvärde på signalstyrkan för den antennen.

Antalet signalstyrkemätningar för varje antenn bör uppgå till åtminstone cirka tio för att inte antennvalet skall påverkas för mycket av brus. Ett lämpligt värde på mätningsperiodens längd är cirka 30 % av längden på en tidslucka.

I figur 2 visas ett exempel i blockschemaform på en anordning för utförande av förfarandet enligt uppfinningen. Uppmätta värden av signalstyrkorna från tvâ mottagarantenner, antenn 1 och antenn 2, är betecknade sli respektive s2j. Värdena tillförs tvâ analog- digitalomvandlare ADl, AD2 och därefter, i digital form, två lagringsorgan M1, M2. Från organen M1, M2 tillförs signalstyrke- värdena tvâ behandlingsorgan B1, B2, i vilka ett lämplighetsmått för varje antenn beräknas genom att dessa värden behandlas på ett förutbestämt sätt. Som nämnts ovan kan exempelvis medelvärdet av signalstyrkevärdena beräknas. Givetvis kan mätvärdena alternativt i helt enkelt summeras för varje antenn för sig, varigenom ett lämplighetsmått erhålls för varje antenn som är proportionellt 10 15 20 25 .30 5 465 991 mot signalstyrkevärdenas medelvärde utan att ange själva medelvärdet. De båda kvalitetsmåtten jämförs slutligen i. ett jämförande organ J, varvid ett beslut om antennval fattas i beroende av vilket lämplighetsmátt som är högst.

Det är även tänkbart att mâtvärdena viktas på lämpligt sätt, dvs multipliceras med var sin koefficient, innan de adderas.

Exempelvis kan senare tagna mätvärden.multipliceras med.högre tal än tidigare mätvärden.

Det kan nämnas att signalstyrkan för antenn 1 lämpligen mäts vid något skilda tidpunkter i. förhållande till signalstyrkan för antenn 2, vilket minskar behovet av mottagaranordningar.

I figur' 3 visas ett andra diagranx med exempel på. mottagna signalstyrkor för tvâ skilda antenner. Signalstyrkorna betecknas sl och s2 som i figur l. Med T betecknas en tidslucka under vilken information skall överföras till en station för vilken en av två mottagarantenner skall väljas. Ett beslut om antennval fattas i slutet av en mätningsperiod M som ligger i slutet av en tidslucka som kommer omedelbart före tidsluckan T och under vilken information överförs till en annan station. Under mätningsperioden M mäts signalstyrkorna sl och s2 vardera ett lämpligt antal gånger. Som framgår av figuren har signalstyrkan s2 ett högre medelvärde än signalstyrkan sl under mätningsperio- den IL Det är dock lämpligare att välja antenn 1, som har signalstyrkan sl, än antenn 2, eftersom signalstyrkan sl är högre än signalstyrkan s2 under större delen av tidsluckan T. I detta fall är mätningsperioden M kort i förhållande till varaktigheten av en tidslucka. Ett lämpligt värde är cirka 5 % av en tidsluckas varaktighet. Det är därför lämpligt att de lämplighetsmátt som beräknas i behandlingsorganen Bl, B2 i figur 2 i detta fall är beroende av både signalstyrkan och dess tidsderivata.

Ett förenklat exempel på hur ett lämplighetsmátt kan beräknas som är beroende av signalstyrkan och tidsderivatan kan beskrivas på följande sätt. Antag att endast tre signalstyrkeprov tas för varje antenn och att dessa betecknas x, y och z. Ett lämplig- 10 15 20 25 30 465 991 i ' 6 hetsmàtt L kan då beräknas enligt formeln L = x + y + z + a- (z-y) + b- (y-x) , där a och b är lämpligt valda konstanter. Detta uttryck kan förenklas till (1-b) -x + (1-a+b) -y + (1+a) -z, vilket är en linjärkombination av x, y och z. De tre termerna x, y och z i början av formeln kan givetvis också multipliceras med var sin konstant analogt med vad som nämnts tidigare. Detta förändrar endast koefficienterna i den linj ärkombination som skall utföras i vart och ett av behandlingsorganen Bl, B2. I praktiken bör dock signalstyrkan även i detta fall mätas minst cirka tio gånger för varje antenn för att undvika att antennvalet pâverkas för mycket av brus.

Ett mer verklighetstroget exempel på hur ett lämplighetsmátt som är beroende av signalstyrkan och derivatan kan beräknas beskrivs på följande sätt. Om ett antal signalstyrkesampel Ri = RI Rz R . . .

RN tagna vid tidpunkterna ti = tl 1:2 t3 .. . t" betraktas kan en rät linje tänkas kring vilken samplen är fördelade. Linjens uppgift är att utgöra en approximation av signalstyrkan som funktion av tiden om signalstyrkan inte hade varit påverkad av brus. Linjens ekvation tecknas R = A + B-t, där A och B är konstanter. Dessa kan upskattas med hjälp av minsta-kvadrat- metoden på följande sätt: 2 (ti - )-(ni - ) B = 2 z (ti - ) A = - B-, där 1 =-N- Z t =ï ER och där alla summeringar går från i = 1 till i = N.

Det kan visas att om ett lämplighetsmått L beräknas som L = A + K-B, där K är en konstant, utgör detta lämplighetsmàtt en linjärkombination av signalstyrkesamplen R¿_. Detta visas nedan i v! .LO 15 20 25 30 35 7 465 991 specialfallet N = 4, dvs med endast fyra signalstyrkesampel, och tl = 0, t2= T, t3 = 2T, t4 = 3T. Detta ger följande värden: =_¿_ =.§ï = š!L 4(o+¶'+2'r+3'1') 4 2 __L. - 4 (R1 + R2 + R3 + R4) Täljaren i uttrycket för B blir w--šïa - (121 3 - ) + (T -ïå-(R, - ) + (zT - -szå-(RB - )+ + (an: -å-Tq-(Ig - ) = =3z-(-3R1 - R, + Ra + 3114) Nämnaren i uttryckekt för B blir: (o --åï)2+ (T-íïq 2+ (2T-3-T)2+ (str-EE) 2=5T2 2 2 2 2 Om täljaren divideras med nämnaren fås således: -3R1 -Rz +R3 +3R4 B = 10T Insätts värdet på B i uttrycket för A fås: A :f (RI j+ 122 + Rs + 124) _'3R1 'Rg *Ra *3R4 . 3” 4 10T 2 14R1 + sn: + 2:3 - 4:4 20 Lämplighetsmâttet L = A + K-B blir då: 14R1 +8R2 +2R3 -4R4 + K--SRI -Rz +R3 +3R4 _ 20 10T \ 1 ' 1' f- _ 1 -ÄJRH/Lß m +s¿.1.+§ :R3+;_2.+Ä)R,, _ 10 10T \_1O 1ÜK) g 10 'IOT/ \ 10 10T Detta uttryck är en linjärkombination av signalstyrkesamplen R1-R4. Det visade exemplet kan generaliseras för godtyckligt antal signalstyrkesampel.

I ekvationen för den tankta räta linjen R = A + B-t represente- rar' A linjens startvärde, vilket om linjen âr' kort ungefär lO 465 991 ° ' 8 motsvarar signalstyrkans nivå, medan B representerar linjens lutning. Konstanten K i lämplighetsmåttet L = A + K-B kan lämpligen ha värdet cirka 5-10, vilket innebär att lutningen tillmâts cirka 5-10 gånger större betydelse än nivån. Detta torde vara lämpligt om mätningsperioden M är avsevärt kortare än en tidslucka.

Det är givetvis tänkbart att även använda metoden enligt uppfinningen i stationer med fler ån två antenner, varvid ett lämplighetsmàtt beräknas för varje antenn, som i fallet med två antenner.

Claims (3)

.LO 15 20 25 9 465 991 PATENTKRAV
1. l. Förfarande för att i en mottagare i en mobil radiostation ingående i ett tidsmultiplexerat radiokommunikationssystem för varje tidslucka som är avsedd för den egna stationen välja den lämpligaste av två eller flera antenner, signalstyrka (sl, s2) för varje antenn mäts under en tidslucka varvid mottagen som närmast föregår den som är avsedd för den egna stationen, och val av antenn sker i beroende av dessa signalstyrkor, k ä n n e t e c k n a t av att signalstyrkan (s1,s2) för var och en av antennerna mäts vid flera tillfällen (M) under nämnda tidslucka som föregår den (T) som är avsedd för den egna stationen och att ett lämplighetsmâtt bildas för varje antenn genom att de uppmätta signalstyrkevärdena för 'varje enskild antenn linjärkombineras, och att val av antenn därefter sker genom att den antenn vars lämplighetsmâtt är högst väljs.
2. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att signalstyrkorna för antennerna mäts under en tidsperiod (M) som är kort i förhållande till varaktigheten av en tidslucka (T), och att signalstyrkevärdena linjärkombineras på ett sådant sätt att varje lämplighetsmâtt är beroende av signalstyrkans storlek och tidsderivata.
3. 3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att signalstyrkorna för antennerna mäts under en tidsperiod (M) som inte är avsevärt kortare än varaktigheten av en tidslucka (T), och att signalstyrkevärdena linjärkombineras på ett sådant sätt att varje lämplighetsmâtt är proportionellt mot sig- nalstyrkevärdenas medelvärden.