移动无线电设备的发送信号传输中的信号衰减的补偿的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于补偿移动无线电设备的发送信号的传输中的信号衰减的电路装置和方法。可选地，本发明也涉及移动无线电设备的接收信号的传输中的信号衰减的补偿。
【背景技术】
[0002]例如由WO 2007/118694A1已知，将移动电话通过天线结构无线地耦合到机动车的装置上、尤其机动车的外部天线上。移动无线电设备的发送和接收信号通过所述外部天线发送或者接收。由此可以明显提高无线电连接的质量。
[0003]本发明尤其涉及一种用于传输在机动车中应用的移动无线电设备(例如移动电话、智能电话或紧急情况发送器)的发送信号和接收信号的电路装置。然而，尤其具有如在WO 2007/118694A1中基本上描述的那样的无线信号耦合装置的电路装置也可以静止地应用，例如应用在建筑物中，以便例如通过建筑物上的外部天线在移动无线电网络中或通过移动无线电链路传输信号并且因此相对于仅仅使用移动无线电设备的天线改善传输质量。
[0004]具有已经提到的无线信号耦合装置的电路装置是本发明的主要应用情况。这种耦合装置使得移动无线电设备的操作变得容易，因为不必建立与移动无线电设备的线路连接(即尤其有线连接)以便能够与电路装置组合地运行移动无线电设备。然而，在用于传输移动无线电设备的发送信号的其他电路装置一一其除移动无线电设备以外附加地使用一一中也可能通过电路装置或可选地与电路装置连接的附加部件出现附加信号衰减，所述附加信号衰减通过电路装置并且可选地通过附加部件引起。
[0005]电路装置、频率滤波器、频率分离器、探测器内的用于传输信号的高频线路尤其可能导致附加信号衰减。
[0006]只要附加信号衰减是时间恒定的，就可以通过简单的方式如此补偿所述附加信号衰减:具有相应的、恒定的放大系数的信号放大器又放大这些信号并且因此补偿衰减。在此，不同于所谓的中继器一一也称作转换器，不期望提高信号电平高于以下水平:直接在移动无线电设备的发送天线上的信号电平(关于设备的发送信号)或者直接在外部天线上的信号电平(关于从移动无线电网络接收的信号)具有该水平。这会是不利的，因为干预了发生在移动无线电设备与移动无线电网络的移动无线电台或移动无线电链路之间的发送功率与接收功率的协调。或者会使协调变得困难或者会损害协调或者必须由电路装置自身通过与移动无线电设备和移动无线电台的通信来执行所述功率的或者信号电平的协调。这伴随着高的电路技术开销。
[0007]在以上所述种类的电路装置一一其与相应的移动无线电设备组合地引起视组合的状态而定的不同附加信号衰减一一中，附加信号衰减的尽可能精确的补偿的目标不能借助对于每一种可能的状态相同的、恒定的信号增益实现。可以考虑，在所述组合的可能状态的每一种中求取附加信号衰减并且相应地调节信号增益。但因为移动无线电设备如所提到的那样在可变发送功率的情况下发送其发送信号一一视与移动无线电台的协调结果而定，所以附加信号衰减的求取是不可能的或又要求与移动无线电设备的协调。例如移动无线电设备必须在对于电路装置已知的时间段中以预给定的或已知的发送功率来发送发送信号。在此也有问题的是，不能够预见并且通过未知方式改变移动无线电设备与电路装置之间的耦合的状态，这导致附加信号衰减的变化。
[0008]例如，移动无线电设备可以如同在W0 2007/118694A1中或在WO 2012/010560A1中描述的那样以不同的位置和定向放置到支承面上，以便将移动无线电设备的发送与接收天线置于电路装置的天线结构附近，其中，天线结构构成无线信号耦合装置的至少一部分。在移动无线电设备的运行期间，在移动无线电设备的发送与接收天线与天线结构之间无线地传输发送信号和接收信号(用于移动无线电网络中的运行的高频信号)。由于不同的位置和定向，通过无线耦合引起的信号衰减是不同的，从而附加信号衰减也总体上变化。
【发明内容】
[0009]本发明的任务是，说明一种用于补偿移动无线电设备的发送信号的传输中的信号衰减的电路装置和方法，其在通过移动无线电设备与电路装置组合引起的可变信号衰减的情况下实现附加信号衰减的补偿，从而在移动无线电设备的运行时不损害在移动无线电设备与远离的移动无线电台之间协商的信号电平调节。
[0010]本发明的认识是，电路装置与移动无线电设备组合如同在移动无线电系统中的无线电信号的传输中的其他影响因素那样表现。但另一方面，电路装置的影响不如同在一些其他影响因素(例如无线电波的传播的障碍物)那样导致信号传输的干扰直至无线电连接的中断。
[0011]因此，应进行信号放大作为附加信号衰减的至少部分补偿，然而，所述信号放大通常不将附加信号衰减补偿至零，即使可以发生这种情况。
[0012]本发明的一个重要基本思想在于，使发送信号的最终信号增益在信号电平的所定义的、尤其预给定的范围中不变并且当达到或超过或者低于所述范围的边界值时才改变。通过所述匹配一方面实现了不损害在移动无线电设备和移动无线电台之间的信号电平协调而另一方面不或不显著(尤其在所允许的公差范围内不)超过用于所允许的信号电平的最大值。此外实现了移动无线电设备的发送功率的减小在任何情况下都导致信号电平的减小直至所允许的信号电平最小值，即移动无线电台和移动无线电设备也能够接近所允许的最小值地相互协商所述发送电平。
[0013]下面描述一种具体构型，在所述具体构型中必要时通过衰减装置的信号衰减的调节来实现最终信号增益的所需匹配。然而，以上所述的基本原理也能够通过其他方式实现。作为信号衰减调节的替代或附加，也可以直接调节至少一个信号放大器的信号增益。
[0014]在应用衰减装置的情况下，电路装置的信号放大器的信号增益至少可以在移动无线电设备运行的预给定的时间段上或在整个运行时间段期间调节到一个恒定的值上。这具有以下优点:可以通过简单的方式并且成本有利地制造信号放大器。然后，最终信号增益由信号放大器的恒定的信号增益减去可调节的衰减装置的信号衰减得出。所述衰减装置可在信号衰减值的范围内连续调节。然而优选的是具有离散的、预给定的衰减值的衰减装置，所述衰减值可调节。例如，可以通过开关的控制来接通或关断衰减机构。在任何情况下，具有离散的、预给定的衰减值的衰减装置使得信号衰减的尤其通过微控制器实现的控制、即数字调节变得容易。然而原则上也可能的是，不仅调节衰减装置的衰减而且调节信号放大器的增益，以便调节最终信号增益。
[0015]与可调节的最终增益的实现无关地，在达到或超过用于移动无线电信号的信号电平的上边界值时减小最终信号增益。由此，可以保持用于在电路装置的信号输出端上存在的高频信号的最大值。
[0016]然而，本发明的另一重要认识基于以下:在达到或低于信号电平的下边界值时也减小最终信号增益。其原因在于，(如以上提到的那样)在基本上(可能在上边界值和下边界值的范围中迟滞除外)处于信号电平的下边界值和上边界值之间的信号电平范围中不实施最终信号增益的改变。因此可以在所述范围内发生移动无线电运行，所述移动无线电运行从移动无线电设备和移动无线电台来看与无电路装置的情况下移动无线电设备的运行没有区别。但因为当前的附加信号衰减是未知的，所以所调节的最终信号增益在上边界值和下边界值之间的所述信号电平范围中可能过大。如果移动无线电设备在这样的运行状况中尝试进一步减小(例如因为具有过高功率的信号到达移动无线电台的接收装置)信号电平，则可能已经达到了移动无线电设备的或移动无线电台的用于发送信号电平或者发送功率的最小值。在无电路装置的情况下，这也不是必需的。但因为电路装置的最终信号增益在假定的运行状态中过大，所以移动无线电台例如请求移动设备进一步减小信号电平，尽管这从移动无线电设备来看不再是允许的和可能的。因此，根据本发明，在达到或低于用于信号电平的下边界值时减小最终信号增益。在所述优选实施方式中，这通过以下方式实现:将可调节的衰减装置的信号衰减调节到一个比先前更大的值上。
[0017]尤其当已经相应地调节了信号电平的上边界值和下边界值时，在所有运行状况中电路装置的输出功率可以在其最大值和其最小值之间的整个范围中进行调节。因此，保持对于移动无线电设备的运行所要求的动态性。
[0018]下面尤其提出:一种电路装置，其用于补偿移动无线电设备的发送信号的传输中的信号衰减，其中，所述电路装置具有:
[0019]-可调节的信号电平放大装置，所述信号电平放大装置具有至少一个信号放大器，所述至少一个信号放大器用于以由所述信号放大器产生的信号增益来放大所述发送信号，
[0020]-调节装置，其用于调节由所述信号电平放大装置产生的最终信号增益，
[0021]-探测器装置，其构型用于探测所述移动无线电设备的发送信号的信号电平是否达到或超过预给定的上边界值并且所述信号电平是否达到或低于预给定的下边界值，
[0022]其中，
[0023]a)所述探测器装置和所述调节装置相互连接，
[0024]b)所述探测器装置构型用于在达到或超过所述上边界值时促使所述调节装置减小由所述信号电平放大装置产生的最终信号增益，
[0025]c)所述探测器装置构型用于在达到或低于所述下边界值时促使所述调节装置减小由所述信号电平放大装置产生的最终信号增益。
[0026]此外提出:一种用于补偿移动无线电设备的发送信号的传输中的信号衰减的方法，其中:
[0027]-以由信号放大器产生的信号增益来放大所述信号，
[0028]-根据由所述移动无线电设备的发送信号的信号电平来调节由可调节的信号电平放大装置产生的最终信号增益，所述信号电平放大装置至少具有所述信号放大器，
[0029]-探测所述信号电平是否达到或超过预给定的上边界值并且所述信号电平是否达到或低于预给定的下边界值，
[0030]其中，
[0031]a)在达到或超过所述上边界值时减小由所述信号电平放大装置产生的最终信号增益，
[0032]b)在达到或低于所述下边界值时减小由所述信号电平放大装置产生的最终信号增益。
[0033]信号电平放大装置优选具有衰减装置。最终信号增益由信号放大器的信号增益减去衰减装置的衰减得出。尤其在这种情况下增大所述最终信号增益，其方式是，减小由衰减装置产生的信号衰减。
[0034]因此优选地，用于补偿移动无线电设备的发送信号的传输中的信号衰减的电路