DE602004003078T2

DE602004003078T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung des Antennenzustandes einer Mobilstation

Info

Publication number: DE602004003078T2
Application number: DE602004003078T
Authority: DE
Inventors: Chang-Kyu Lee
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: US20040166909A1; CN100356700C; CN1525652A; ATE345020T1; EP1453335A1; JP3889007B2; KR100540229B1; US7155267B2; KR20040076344A; JP2004260826A; DE602004003078D1; EP1453335B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sich auf das sendeseitige Ende eines mobilen Kommunikationsendgeräts beziehen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Antenne eines mobilen Kommunikationsendgeräts.
2. Hintergrund des Stands der Technik
Eine Mobilstation kann sowohl Mobilfunkdienste der zweiten Generation als auch Mobilfunkdienste der dritten Generation zur Verfügung stellen. Multimode-Endgeräte können sowohl einen Multimediadienst als auch einen Sprachdienst und einen Datendienst bieten.
1 gibt den Sender einer Multimode – Mobilstation mit einem beispielhaften Aufbau wieder. Auch andere Anordnungen sind möglich. Wie in 1 dargestellt, kann der Sender einer Multimode-Mobilstation einen regelbaren Verstärker 10, einen Kraftverstärker 20, einen Duplexer 30, einen Kommunikationsbandschalter 40 und eine Außenantenne (externe Antenne) 50 umfassen. Der regelbare Verstärker 10 kann den Verstärkungsgrad eines Sendesignals verändern. Der Kraftverstärker 20 kann de Leistung eines Ausgangssignals des regelbaren Verstärkers 10 verstärken. Der Duplexer 30 kann das leistungsverstärkte Sendesignal an einen Sendeweg abgegeben. Der Kommunikationsbandschalter 40 kann das Ausgangssignal eines Wideband CDMA (Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA)) des Duplexers 30 an eine Außenantenne 50 ausgeben und kann einen Sendeweg für ein GSM (Global System for Mobile Communications) -Signal und ein DSC (Digital Cellular Service) – Signal zur Verfügung stellen.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Kommunikationsbandschalters. Es sind auch andere Ausführungsformen und andere Anordnungen möglich. Wie dargestellt, umfasst der Kommunikationsbandschalter 40 eine Frequenzweiche (Diplexer) 41, einen ersten Schalter 42, einen zweiten Schalter 43 und einen dritten Schalter 44. Die Frequenzweiche 41 kann Signale unterschiedlicher Frequenzen mittels Tiefpassfiltern und Hochpassfiltern voneinander trennen. Der erste Schalter 42 kann das GSM-Signal durch Schalten aufgrund eines Bandschaltsteuersignaleingangs an ein Bandschaltsteuergerät übertragen und empfangen. Der zweite Schalter 43 kann das DCS-Signal aufgrund eines Bandschaltsteuersignals übertragen und empfangen. Der dritte Schalter 44 kann das WCDMA-Signal durch Schalten entsprechend dem Bandschaltsteuersignal übertragen.
Der zuvor beschriebene Sender einer Multimode-Mobilstation kann auf folgende Weise arbeiten. Das WCDMA-Sendesignal kann auf den Kraftverstärker 22 über den regelbaren Verstärker 10 gegeben werden. Der Kraftverstärker 20 kann das WCDMA-Sendesignal leistungsverstärken. Der Duplexer 30 kann das leistungsverstäkte WCDMA-Sendesignal über den Kommunikationsbandschalter 40 auf die Außenantenne 50 leiten.
Der Ausgangspegel des Senders der Mobilstation kann entsprechend den Standardvorgaben konfiguriert werden. Da die Außenantenne 50 aus der Mobilstation vorragt, kann die Außenantenne 50 leicht abgebrochen oder angebrochen werden. Es besteht daher eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Antenne eine elektrische Fehlfunktion zeigt. In einem solchen Fall kann der Ausgangspegel der Mobilstation sehr stark verschlechtert sein, während der Stromverbrauch des Kraftverstärkers 20 erheblich ansteigt.
Eine Zunahme des Stromverbrauchs des Kraftverstärkers 20 kann zu physikalischer Zerstörung von Bauteilen führen, die einen Einfluss auf das Zusammenspiel eines Ausgangsterminals haben, wie den Duplexer 30, der Kommunikationsbandschalter 40 und die Außenantenne 50. Dieser Zustand kann auch zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Batterie der Mobilstation führen.
Der Einbau eines Trennschalters in die Mobilstation kann dazu führen, dass der physische Schaden von Bauelementen, die das Zusammenspiel des Ausgangsterminals der Mobilstation beeinflussen, reduziert ist. Aber in diesem Falle tritt aufgrund des Einbaus des Trennschalters unvermeidlich ein Verlust ein, der zu einem höheren Stromverbrauch des Kraftverstärkers als bei einer Mobilstation ohne einen solchen Trennschalter führt und eine verkürzte Lebensdauer der Batterie zur Folge hat.
Die US Patentschrift 6,118,409 und die japanische Patentanmeldung 01-060027 A offenbaren die Messung reflektierter Signale von einer ersten Antenne oder einem ersten Antennenzweig in einem Sendeweg und das Umschalten zu einer zweiten Antenne oder einem zweiten Antennenzweig in Abhängigkeit des reflektierten Signals, wenn dieses eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Nach der US Patentschrift 6,118,409 wird das Verhältnis des eingespeisten Leistungswerts und des reflektierten Leistungswerts bestimmt, um ein Qualitätssignal zu erhalten, aufgrund dessen das Umschalten der Antenne erfolgt. Nach der japanischen Patentanmeldung 01-060027 A wird die Stärke des reflektierten Signals gemessen und mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Wenn die gemessene Stärke einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird das Umschalten der Antenne vorgenommen.
Ferner offenbart die US Patentschrift 6,437,577 B1 einen Schaltkreis zum Testen der Arbeitsweise von Antennen für ein Funktelefon. Testströme werden erzeugt, um durch Antennenleitungen zu den Antennen unabhängig von einem Signalstrom zu fließen. Ein zweiter Weg mit einer Impedanz, der parallel zu dem RF-Weg liegt, wird mit dem Radiator jeder Antenne verbunden, um die voneinander unabhängigen Testströme zurückzuleiten. Eine Schaltung zur Auswertung der Spannung überwacht im Betriebszustand der Antennen durch Vergleich mit einem Referenzwert der durch die Testströme induzierten Testspannungen an den Verbindungen der Antennen und erzeugt entsprechende Anzeigesignale, die Information über den Betriebszustand der Antennen liefern.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, zu verhindern, dass in einer Mobilstation physischer Schaden aufgrund einer Fehlfunktion einer Antenne auftritt, und ferner die Lebensdauer einer Batterie der Mobilstation zu erhöhen.
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, stellt die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Antenne einer Mobilstation entsprechend den Ansprüchen 1 und 11 zur Verfügung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Antenne (d.h. des Zustandes einer Antenne) einer Multimode-Mobilstation zur Verfügung stellen, die die Verschlechterung der Eigenschaften der Antenne oder einen Schaden an der Antenne feststellen. Dies kann es dem Benutzer erlauben, die problematische Antenne auszutauschen oder nicht mehr einzusetzen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Antennenzustandes einer Mobilstation zur Verfügung stellen, die den Wirkungsgrad eines Senders verbessern und die Lebensdauer einer Batterie verlängern. Dies kann dadurch erfolgen, dass durch Messung des Stromverbrauchs bzw. der Stromaufnahme eines Kraftverstärkers eine elektrische Fehlfunktion in einer Antenne festgestellt wird. Die Leistung kann dadurch verbessert werden, dass auf eine normale Antenne umgeschaltet wird.
Eine Vorrichtung zur Überwachung einer Antenne einer Mobilstation kann geschaffen sein. Diese kann einen Schaltkreis zur Strommessung für die Bestimmung der Stromaufnah me eines Kraftverstärkers, der die Leistung eines Sendesignals verstärkt, umfassen. Ein Basisband-Chip kann eine Fehlfunktion einer ersten Antenne aufgrund des Anstiegs der gemessenen Stromaufnahme feststellen. Der Basisband-Chip kann ferner das Umschalten zu einer zweiten Antenne steuern, wenn die erste Antenne eine elektrische Fehlfunktion zeigt, und kann den Benutzer von der Fehlfunktion einer Antenne informieren, wenn die erste und/oder zweite Antenne nicht richtig arbeiten. Ferner kann ein Kommunikationsband(um)schalter das Sendesignal zwischen der ersten und zweiten Antenne gesteuert durch den Basisband-Chip umschalten.
Eine Vorrichtung zur Überwachung eines Antennenzustands einer Mobilstation kann ferner einen Widerstand aufweisen, der zwischen einen Spannungsanschluss einer Batterie und einem Spannungsanschluss einer Stromversorgung für einen Kraftverstärker geschaltet ist, um die Stromaufnahme des Kraftverstärkers zu bestimmen. Eine Vergleichsschaltung kann einen Spannungspegel oder eine Spannung bestimmen, der bzw. die dem Spannungsabfall an dem Widerstand entspricht. Ein Basisband-Chip erkennt auf der Grundlage des festgestellten Spannungspegels, ob sich die an den gerade aktuellen Sendeweg angeschaltete Antenne in einem Zustand elektrischer Fehlfunktion befindet.
Auch ein Verfahren zur Überwachung eines Antennenzustandes einer Mobilstation ist zur Verfügung gestellt. Dieses umfasst das Messen des Stromverbrauchs eines Kraftverstärkers und das Prüfen, ob der gemessene Stromverbrauch innerhalb (oder außerhalb) eines Toleranzbereiches für die Feststellung eines normalen Betriebs liegt. Eine Umschaltung kann zu einer vorübergehend vorgesehenen Antenne erfolgen, wenn der gemessene Stromverbrauch nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegt.
Die Messung kann das Messen des Spannungsabfalls an einem Widerstand, der zwischen einem Spannungsanschluss einer Batterie und den Spannungsanschluss einer Stromversorgung des Kraftverstärkers geschaltet ist, umfassen. Es wird eine dem gemessenen Spannungsabfall entsprechende Spannung erzeugt.
Die Messung des Spannungsabfalls an einem Widerstand kann dadurch bewirkt werden, dass der Spannungsanschluss der Batterie mit dem nicht-invertierten Eingangsanschluss einer Vergleichsschaltung und der Spannungsanschluss der Stromversorgung des Kraftverstärkers mit dem invertierten Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung verbunden wird.
Wenn die erzeugte Spannung um einen zugegebenen Betrag größer als eine korrespondierende gespeicherte Spannung ist, wird für die gerade mit dem Sendeweg verbundene Antenne festgestellt, dass sie sich in einem Zustand elektrischer Fehlfunktion befindet. Die gespeicherte Spannung kann einen Wert haben, der während die Antenne normal arbeitete, gemessen und gespeichert wurde.
Das Umschalten kann ein Umschalten eines Sendewegs zu der vorübergehend vorgesehenen Antenne sein, wenn die gemessene Stromstärke nicht innerhalb eines Toleranzbereiches liegt und die vorübergehend vorgesehene Antenne normal arbeitet.
Das Umschalten kann ferner das Informieren eines Benutzers von einem Fehlfunktionszustand einer gerade betriebenen Antenne und der vorübergehend vorgesehenen Antenne umfassen, wenn die gemessene Stromstärke bzw. -aufnahme nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegt und der Betrieb der vorübergehend vorgesehenen Antenne elektrisch nicht normal ist. Wenn die gemessene Stromstärke innerhalb des Toleranzbereiches liegt, kann der Sendeweg beibehalten bleiben.
Weitere Vorteile, Ziele, Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich zum einen aus der nachfolgenden Beschreibung und ergeben sich zum anderen für diejenigen, die normale Fachkenntnisse haben, aufgrund eines näheren Studiums dessen was folgt, oder kann sich aus einer praktischen Verwirklichung der Erfindung ergeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet sind und worin:
1 einen Sender einer Multimode-Mobilstation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
2 einen Kommunikationsbandschalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
3 eine Vorrichtung zur Überwachung eines Antennenzustands einer Mobilstation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ein Diagramm ist, das die Stromaufnahme und den Ausgangspegel eines Kraftverstärkers zeigt, wenn eine Antenne normal arbeitet;
5 ein Diagramm ist, das die Stromaufnahme und den Ausgangspegel eines Kraftverstärkers zeigt, wenn eine Antenne nicht normal arbeitet;
6 ein Fließschaltbild für ein Verfahren zur Überwachung eines Antennenzustands einer Mobilstation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 die Stromaufnahme und den Ausgangspegel eines Kraftverstärkers und jede Ausgangsspannung eines Schaltkreises zur Strommessung wiedergibt, wenn sich die Antenne in einem normalen Zustand befindet;
8 die Stromaufnahme und den Ausgangspegel eines Kraftverstärkers und jede Ausgangsspannung eines Schaltkreises zur Strommessung wiedergibt, wenn sich die Antenne in einem elektrisch nicht normalen Zustand befindet, und
9 einen Antennenumschaltvorgang eines Kommunikationsbandschalters gemäß der Steuerung durch einen Basisband-Chip wiedergibt.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen.
3 zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung eines Antennenzustandes einer Mobilstation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Andere Ausführungsformen und Konfigurationen liegen ebenfalls innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung.
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst die Vorrichtung zur Überwachung eines Antennenzustandes einer Mobilstation einen Regelverstärker 10, einen Kraftverstärker 20, einen Duplexer 30, einen Schaltkreis 100 zur Strommessung, einen Basisband-Chip 200 und einen Kommunikationsbandschalter 300. Der Regelverstärker 10 kann den Verstärkungsgrad eines Sendesignals aufgrund eines Verstärkungssteuersignals verändern. Der Kraftverstärker 20 kann die Leistung eines Ausgangssignals eines Regelverstärkers 10 verstärken. Der Duplexer 30 kann das kraftverstärkte Sendesignal an einem Sendeweg abgeben. Der Schaltkreis 100 zur Strommessung kann den Stromverbrauch bzw. die Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 messen. Eine Fehlfunktion einer ersten Antenne kann der Basisband-Chip 200 aufgrund eines gemessenen Anstiegs der Stromaufnahme feststellen. Der Basisband-Chip 200 kann ferner eine Umschaltung auf eine zweite Antenne steuern, wenn die erste Antenne fehlerhaft arbeitet, und einen Benutzer von der Fehlfunktion der ersten und/oder der zweiten Antenne informieren. Der Kommunikationsbandschalter 300 kann einen Ausgangsanschluss des Duplexer 30 wahlweise auf die erste oder zweiten Antenne auf der Grundlage einer Steuerung durch den Basisband-Chip 200 schalten.
Der Schaltkreis 100 zur Strommessung kann einen Widerstand 110 umfassen, der zwischen einen Anschluss A (Verbindungsknoten A) und einen Anschluss B (Verbindungsknoten B) zur Messung der Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 geschaltet ist. Der Schaltkreis 100 zur Strommessung kann ferner eine Vergleichsschaltung 120 zur Ausgabe eines Spannungspegels entsprechend einer Differenz zwischen einer Spannung des Verbindungsknotens A, die auf den nicht-invertierten Eingangsanschluss gegeben ist, und einer Spannung des Verbindungsknotens B, die an den invertierten Eingangsanschluss gegeben ist, umfassen.
Die Spannung des Verbindungsknotens A kann die Spannung einer Batterie der Mobilstation sein und die Spannung des Verbindungsknotens B kann eine Spannung sein, die sich aus der Subtraktion des Spannungsabfalls am Widerstand 110 von der Spannung der Batterie ergibt und am Spannungsanschluss der Stromversorgung des Kraftverstärkers 20 liegt.
Der Kommunikationsbandschalter 300 kann eine Frequenzweiche (Diplexer) 310, einen ersten Schalter 320, einen zweiten Schalter 330 und einen dritten Schalter 340 umfassen. Die Frequenzweiche 310 kann die GSM (Global System for Mobile Communications) – Signale und die CDMA (Code Division Mulitple Access) -Signale durch ein Tiefpassfiltern und ein Hochpassfiltern voneinander trennen. Der erste Schalter 320 kann die GSM-Signale aufgrund eines Bandschaltsteuersignals, das an einen Anschluss des Bandschaltsteuergeräts gelegt ist, übertragen und empfangen. Der zweite Schalter 330 kann die DCS-Signale auf der Grundlage des Steuersignals des Bandschalters übertragen und empfangen. Der dritte Schalter 340 kann einen Ausgangsanschluss des Duplexers 30 wahlweise entweder auf die erste Antenne oder die zweite Antenne auf der Grundlage des Schaltsteuersignals des Basisband-Chips 200 legen.
Wie es in 3 dargestellt ist, kann die erste Antenne eine Außenantenne 400 sein, die aus der Mobilstation vorragt. Die zweite Antenne kann eine Hilfsantenne 500 sein, die innerhalb der Mobilstation vorgesehen ist. Alternativ kann die erste Antenne eine Hilfsantenne 500 und die zweite Antenne eine Außenantenne 400 sein.
4 ist ein Diagramm, das die Stromaufnahme und einen Ausgangspegel eines Kraftverstärkers zeigt, wenn die Antenne normal arbeitet. Beträgt das Steuersignal für den Verstärkungsgrad eines Anschlusses "D" 2,5 V, ist die passende Impedanz eines Ausgangsanschlusses 50 Ω, befindet sich die Antenne in einem normalen Funktionszustand und beträgt ein Eingangspegels des Kraftverstärkers 20 0 dBm und ist eine Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 201 mA dann würde ein Ausgangspegel des Kraftverstärkers 20 etwa 21,9 dBm betragen. Zum Vergleich 0 dBm ist das Äquivalent von 1 mW. Andere Werte sind ebenfalls möglich.
5 ist ein Diagramm, das die Stromaufnahme und den Ausgangspegel eines Kraftverstärkers zeigt, wenn die Antenne elektrisch nicht normal arbeitet. Wenn ein Steuersignal für den Verstärkungsgrad am Anschluss "D" 2,5 V beträgt, ist die passende Impedanz des Ausgangsanschlusses größer als 50 Ω, weil die Antenne elektrisch in einem Fehlzustand arbeitet, und ist ein Eingangspegel des Kraftverstärkers 20 0 dBm, ist ein Ausgangspegel des Kraftverstärkers 21,9 dBm, was der gleiche Wert ist wie bei normalem Betrieb, würde aber die Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 337 mA betragen, was sehr viel höher als der Stromverbrauch von 201 mA bei normalem Betrieb der Antenne ist. In dem Fall, dass der Eingangspegel 4 dBm beträgt, ist der Stromaufnahme stärker erhöht, was die Ineffektivität des Ausgangspegels und des Stromaufnahme erhöht. Andere Werte sind ebenfalls möglich.
Ob die elektrische Arbeitsweise der Antenne normal oder nicht normal ist, wird folglich durch die Messung, ob sich der Stromverbrauch bzw. die Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 erhöht hat, bestimmt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Bestimmung eines Antennenzustands einer Mobilstation wird nun näher beschrieben. 6 ist ein Fließschaltbild für ein Verfahren zur Überwachung eines Antennenzustands einer Mobilstation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Andere Ausführungsformen, Arbeitsweisen und Abfolgen der Arbeitsschritte liegen ebenfalls im Bereich der vorliegenden Erfindung.
Der Schaltkreis 100 zur Strommessung kann die Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 (Schritte S100 und S110) messen. Der Basisband-Chip 200 kann prüfen, ob die gemessene Stromaufnahme innerhalb eines Toleranzbereiches zur Feststellung eines normalen Betriebs liegt. Wenn die gemessene Stromaufnahme innerhalb des Toleranzbereiches liegt, kann der Basisband-Chip 200 feststellen, dass sich die Antenne gegenwärtig in einem normalen Funktionszustand befindet und kann die aktuelle Stellung des Kommunikationsbandschalters 300 (Schritt S120) beibehalten.
Wenn jedoch die gemessene Stromaufnahme nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegt, kann der Basisband-Chip 200 feststellen, dass sich die Antenne in einem Zustand elektrischer Fehlfunktion befindet und ein Schaltsteuersignal an den Kommunikationsbandschalter 300 abgeben. Dann kann der Kommunikationsbandschalter 300 die aktuell betriebene Antenne entsprechend dem Schaltsteuersignal auf eine andere Antenne umschalten.
Fernerhin kann der Basisband-Chip 200 den Benutzer von diesem Fehlverhalten der Antennen (Schritte S130 bis S170) informieren, wenn erkannt wird, dass sich alle Antennen der Mobilstation in einem Fehlfunktionszustand befinden. Der Basisband-Chip 200 kann den Benutzer auch darüber unterrichten, dass sich eine Antennen in einem Fehlfunktionszustand befindet.
Wenn sich die Antenne in einem normalen Funktionszustand befindet, kann der Basisband-Chip 200 jeden Spannungspegel der Anschlüsse des Schaltkreises 100 für die Strommessung entsprechend einem Eingangspegel des Kraftverstärkers 20 für einen speziellen Signalwert der Verstärkungsgradsteuerung speichern. Der Toleranzbereich kann unter Verwendung der gespeicherten Spannungswerte bestimmt werden.
7 gibt die Stromaufnahme und Ausgangspegel des Kraftverstärkers und jede Anschlussspannung eines Schaltkreises zur Strommessung, wenn sich die Antenne in einem normalen Funktionszustand befindet, wieder. Auch andere Werte sind möglich.
Mit Bezug auf 1 kann eine Spannung des Anschlusses "A" die Batteriespannung der Mobilstation und eine Spannung des Anschlusses "B" die Differenz der Spannung zwischen der Spannung des Anschlusses "A" und der Höhe des Spannungsabfalls am Widerstand 110, die an den Spannungsanschluss der Stromversorgung des Kraftverstärkers 20 angelegt ist, sein. Eine Spannung des Anschlusses "C" kann die Spannung am Spannungsausgangsanschluss des Schaltkreises 100 zur Strommessung, die der Differenz zwischen der Spannung des Anschlusses "A" und der Spannung des Anschlusses "B" entspricht, sein.
Die Stärke des durch den Kraftverstärker 20 aufgenommenen Stroms (d.h. der zum Widerstand 110 geflossene Strom) kann als (der Spannung des Anschlusses "A" – der Spannung des Anschlusses "B")/Widerstandswert gemessen werden.
Wenn der Wert des Steuersignals für den Verstärkungsgrad 2,5V beträgt, kann die passende Ausgangsimpedanz 50 Ω sein, ist der Eingangspegel 0 dBm, dann beträgt der Ausgangspegel des Kraftverstärkers 20 21,9 dBm, ist die Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 201 mA, beträgt die Spannung des Anschlusses "A" des Schaltkreises 100 zur Strommessung 3,4V, ist die Spannung des Anschlusses "B" 3,38995 V und beträgt die Spannung des Anschlusses "C" 0,201 V. Wiederum gilt, dass auch andere Werte möglich sind.
Wenn sich die Antenne im normalen Funktionszustand befindet, kann der Basisband-Chip 200 eine Stromaufnahme und einen Ausgangspegel entsprechend einem Eingangspegel des Kraftverstärkers 20 und jeweils die Spannung an den Anschlüssen A, B und C des Schaltkreises 100 zur Strommessung für einen bestimmten Wert des Steuersignals für den Verstärkungsgrad speichern.
Der Basisband-Chip 200 kann für die Bestimmung eines normalen Funktionszustandes einen Toleranzbereich für die Spannung des Anschlusses "C" entsprechend dem jeweils gespeicherten Eingangspegel speichern.
8 gibt die Stromaufnahme und den Ausgangspegel des Kraftverstärkers und jede Ausgangsspannung des Schaltkreises zur Strommessung wieder, wenn sich die Antenne in einem elektrisch nicht normalen Funktionszustand befindet.
Wenn die passende Ausgangsimpedanz (Scheinwiderstand) 50 Ω überschreitet während sich die Antenne in einem elektrisch nicht normalen Funktionszustand befindet, beträgt der Wert für das Steuersignal für den Verstärkungsgrad 2,5V und ist der Eingangspegel 4 dBm, so dass dann der aufgenommene Strom des Kraftverstärkers 20 511 mA beträgt, was sehr viel mehr als 289 mA im normalen Funktionszustand ist.
Wenn sich die Mobilstation im Sendebetrieb befindet, kann die Schaltung 100 zur Strommessung die Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 (Schritte S100 und S110) bestimmen. Das bedeutet, dass die Batteriespannung der Mobilstation an dem Spannungsanschluss der Stromversorgung des Kraftverstärkers 20 gelegt werden kann, und dass zu diesem Zeitpunkt der an die Leitung, an der die Batteriespannung liegt, gelegte Schaltkreis 100 zur Strommessung die Stromstärke in der Leitung misst, um so eine Stromaufnahme des Kraftverstärkers 20 zu messen. Der Schaltkreis 100 zur Strommessung kann dann eine Spannung bestimmen, die dem durch den Widerstand 110 fließenden Strom entspricht, der an der Leitung zum Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung 120 liegt.
Der Basisband-Chip 200 kann dann prüfen, ob die vom Schaltkreis 100 zur Strommessung ausgegebene Spannung, sich innerhalb eines Toleranzbereiches der Spannung, die dem Eingangspegel des Kraftverstärkers 20 entspricht, befindet. Darüber hinaus kann der Basisband-Chip 200 sowohl den gerade aktuellen Schaltzustand des Kommunikationsbandschalters 300 und Informationen über den Funktionszustand einer anderen Antenne, die gerade nicht angeschlossen ist, ermitteln.
So kann z.B. in einem Zustand, in dem ein Ausgangsanschluss des Duplexers 30 mit dem Anschluss 4 (3) der Außenantenne 400 verbunden ist, wenn der Ausgangspegel des Kraftverstärkers 20 4 dBm und die vom Schaltkreis 100 für die Strommessung ausgegebene Spannung 0,289V ist, der Basisband-Chip 200 erkennen, dass die Antenne gerade im Toleranzbereich zur Feststellung eines normalen Betriebs arbeitet und den gerade aktuellen Zustand der Schalterstellung des Kommunikationsbandschalters 300 (Schritt S120) beibehalten.
Wenn jedoch die Information über den Funktionszustand der anderen Antenne, die gerade nicht angeschlossen ist, einen normalen Funktionszustand zeigt und sich die vom Schaltkreis 100 für die Strommessung ausgegebene Spannung nicht innerhalb des Toleranzbereiches für die entsprechende Spannung befindet, kann der Basisband-Chip feststellen, dass sich die gegenwärtig verbundene Antenne in einem Zustand elektrischer Fehlfunktion befindet.
Wenn der Eingangspegel beispielsweise 4 dBm und die Spannung des Anschlusses "C" des Schaltkreises 100 für die Strommessung 0,511V betragen, kann der Basisband-Chip 200 feststellen, dass sich die Antenne gegenwärtig nicht im Toleranzbereich für die Feststellung eines normalen Funktionszustandes befindet und über den Anschluss E ein Schaltsteuersignal an den Kommunikationsbandschalter 300 abgeben.
Wenn der Ausgangsanschluss des Duplexers 30 und der Anschluss 4 (3) der Außenantenne 400 miteinander verbunden sind und die Information über den Zustand der anderen Antenne, die gerade nicht angeschlossen ist, einen normalen Funktionszustand anzeigt und sich die von dem Schaltkreis 100 für die Strommessung ausgegebene Spannung nicht innerhalb des Toleranzbereiches befindet, kann der Basisband-Chip 200 feststellen, dass sich die Außenantenne 400 in einem elektrisch nicht normalen Funktionszustand befindet und ein Schaltsteuersignal mit hohem Pegel abgeben (Schritte S140 und S150).
Wenn der Ausgangsanschluss des Duplexers 30 und der Anschluss 5 (3) der inneren Hilfsantenne 500 miteinander verbunden sind, kann die Information über den Betriebszustand der anderen Antenne, die gerade nicht angeschlossen ist, einen normalen Funktionszustand angeben und kann sich der vom Schaltkreis 100 für die Strommessung ausgegebene Spannungspegel nicht innerhalb des Toleranzbereiches befinden, so dass der Basisband-Chip 200 dann feststellt, dass sich die Hilfsantenne 50 in einem elektrisch nicht normalen Funktionszustand befindet und ein Schaltsteuersignal mit niedrigem Pegel ausgibt (Schritte S140, S160 und S170).
9 gibt ein Beispiel eines Schaltvorgangs des Kommunikationsbandschalters 300 als Folge eines Schaltsteuersignals wieder. Wenn der Ausgang des Basisband-Chips 200 für das Schaltsteuersignal z.B. einen hohen Pegel hat, verbindet der dritte Schalter 340 des Kommunikationsbandschalters 30 den Ausgangsanschluss des Duplexers 30 mit dem Anschluss 5 der inneren Hilfsantenne 500. Als Folge hiervon wird das Ausgangssignal des Kraftverstärkers 20 über den Anschluss 3 an den Anschluss 5 übertragen.
Wenn das Schaltsteuersignal einen niedrigen Pegel hat, verbindet der dritte Schalter 340 des Kommunikationsbandschalters 300 den Ausgangsanschluss des Duplexers 30 mit dem Anschluss 4 der Außenantenne 400. Dies hat zur Folge, dass das Ausgangssignal des Kraftverstärkers 20 über den Anschluss 3 an den Anschluss 4 übertragen wird.
Wenn nun die Information über den Funktionszustand der anderen Antenne, die gerade nicht angeschlossen ist, einen nicht normalen Funktionszustand angibt und der vom Schaltkreis 100 zur Strommessung ausgegebene Spannungspegel sich nicht innerhalb des Toleranzbereiches des entsprechenden Spannungspegels befindet, stellt der Basisband-Chip 200 fest, dass sich die Außenantenne 400 und die Hilfsantenne 500 alle beide nicht in einem normalen Funktionszustand befinden und informiert den Benutzer von dem nicht normalen Funktionszustand der beiden Antennen über den Anschluss F (Schritte S130 und S180). Daraufhin kann der Benutzer nach dem Erkennen des nicht normalen Funktionszustandes der Antennen eine Maßnahme ergreifen.
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Überwachung eines Antennenzustandes einer Mobilstation gemäß der vorliegenden Erfindung können viele Vorteile erbringen.
Wenn die Batteriespannung an den Spannungsanschluss der Stromversorgung des Kraftverstärkers angeschlossen ist, kann die Stärke des durch die angeschlossene Leitung fließenden Stroms gemessen werden, um festzustellen, ob sich der aufgenommene Strom des Kraftverstärkers erhöht hat oder nicht, damit die Feststellung eines elektrisch nicht normaler Funktionszustands der Antenne und die Umschaltung zu einer normal funktionierenden Antenne erfolgen. Dies kann bewirkt werden, so dass die Leistung des Ausgangsanschlusses der Mobilstation verbessert wird und die Verbrauchsleistung der Batterie erniedrigt wird. Hierdurch kann eine Verkürzung der Lebensdauer der Batterie vermieden werden.
Darüber hinaus gilt, dass in einer Mobilstation ohne einen Trennschalter, da die Umschaltung zu einer normal funktionierenden Antenne durch Feststellung eines elektrisch nicht normalen Funktionszustandes der Antenne gesteuert wird, eine Verschlechterung des Ausgangspegels der Mobilstation vermieden ist und auf diese Weise die Arbeitsweise des Ausgangsterminals verbessert werden kann. Da eine übermäßige Belastung der Batteriespannung durch den Kraftverstärker verhindert werden kann, ist somit die Lebensdauer der Batterie verlängert.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Vorteile sind lediglich beispielhaft und dürfen nicht dahingehend verstanden werden, dass sie die vorliegende Erfindung einschränken. Die vorliegende Lehre kann ohne weiteres auf andere Arten von Vorrichtungen übertragen werden. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, illustrativ zu sein und nicht den Schutzbereich der Ansprüche zu begrenzen. Viele Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen werden für den Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet ersichtlich sein.

Claims

Vorrichtung zur Überwachung des Antennenzustandes einer Mobilstation mit einem Kraftverstärker (20), einer ersten Antenne (400) und einer zweiten Antenne, umfassend: – einen Schaltkreis (100) zur Messung eines Stromverbrauchs des Kraftverstärkers (20); – eine Prüfeinrichtung (200) zur Bestimmung einer Fehlfunktion der ersten Antenne (400) auf der Grundlage des gemessenen Stromverbrauchs; und – eine Schalteinrichtung (300) zur wahlweisen Umschaltung von der ersten Antenne (400) zur zweiten Antenne (500) auf der Grundlage des Prüfergebnisses der Prüfeinrichtung (200).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Schaltkreis (100) umfasst: – einen zwischen einen ersten Verbindungsknoten (A) und einen zweiten Verbindungsknoten (B) geschalteten Widerstand (110), wobei der erste Verbindungsknoten mit einem Spannungsanschluss einer Batterie verbunden ist und der zweite Verbindungsknoten mit dem Spannungsanschluss der Stromversorgung des Verstärkers (20) verbunden ist und der Widerstand (110) den Stromverbrauch des Verstärkers (20) misst, und – eine Vergleichsschaltung (120) zur Ausgabe eines Spannungspegels, der der Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung des ersten Verbindungsknotens und einer Spannung des zweiten Verbindungsknotens entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Spannung des ersten Verbindungsknotens (A) an einen nicht-invertierten Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung (120) gelegt ist und die Spannung des zweiten Verbindungsknotens (B) an den invertierten Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung (120) angelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Prüfeinrichtung (200) einen Basisband-Chip (200) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine Fehlfunktion feststellt, wenn der gemessene Strom ansteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der, wenn sich der Stromanstieg nicht innerhalb eines Toleranzbereiches zur Feststellung eines normalen Betriebs der ersten Antenne (400) befindet, der Basisband-Chip (200) derart ausgebildet ist, dass er feststellt, dass sich die erste Antenne (400) im Zustand einer elektrischen Fehlfunktion befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Basisband-Chip (200) derart ausgebildet ist, dass er einen Benutzer über eine Fehlfunktion der Antenne informiert, wenn wenigstens eine der Antennen (400, 500) eine Fehlfunktion zeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schalteinrichtung (300) einen Kommunikationsbandschalter (300) aufweist, der umfasst: – einen Diplexer (310) zur Trennung erster Signale und zweiter Signale durch Tiefpassfiltern und Hochpassfiltern; – einen ersten Schalter (320) zur Übertragung und zum Empfang der ersten Signale in Abhängigkeit eines Bandschaltsteuersignalseingangs an einem Bandschaltsteuergerät; – einen zweiten Schalter (330) zur Übertragung und zum Empfang der zweiten Signale in Abhängigkeit des Bandschaltsteuersignals, und – einen dritten Schalter (340) zur Umschaltung eines von einem Duplexer (30) erhaltenen, kraftverstärkten Sendesignals auf die erste Antenne (400) oder die zweite Antenne (500) auf der Grundlage eines Schaltsteuersignals des Basisband-Chips (200).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Antenne eine zunächst im Sendeweg eines Sendesignals liegende Antenne bildet und die zweite Antenne eine vorübergehend vorgesehene Antenne bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Antenne (400) eine Außenantenne und die zweite Antenne (500) eine Hilfsantenne bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Antenne eine Hilfsantenne und die zweite Antenne eine Außenantenne bildet.
Verfahren zur Überwachung einer Antenne (400) einer Mobilstation umfassend: – Messen (S110) des Stromverbrauchs eines Kraftverstärkers (20), – Prüfen (S120), ob der gemessene Stromverbrauch innerhalb eines Toleranzbereiches zur Feststellung eines normalen Betriebs liegt; und – Umschalten (S150, S170) auf eine vorübergehend vorgesehene Antenne (500), wenn der gemessene Stromverbrauch sich nicht innerhalb des Toleranzbereiches befindet.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Messung umfasst: – Messen des Spannungsabfalls an einem Widerstand (110), der zwischen einen Spannungsanschluss einer Batterie und den Spannungsanschluss einer Spannungsversorgung des Kraftverstärkers (20) geschaltet ist; und – Erzeugen eines Spannungspegels, der dem gemessenen Spannungsabfall entspricht.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Messen des Spannungsabfalls am Widerstand (110) dadurch verwirklicht wird, dass der Spannungsanschluss der Batterie mit dem nicht-invertierten Eingangsanschluss einer Vergleichsschaltung (120) und der Spannungsanschluss der Stromversorgung des Kraftverstärkers (20) mit dem invertierten Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung (120) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem, wenn der erzeugte Spannungspegel um einen zugegebenen Betrag größer als ein korrespondierender gespeicherter Spannungspegel ist, für die gerade mit dem Sendeweg verbundene Antenne (400) eine Fehlfunktion festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der gespeicherte Spannungspegel einen Wert hat, der im Normalbetrieb der Antenne (400) gemessen und gespeichert wurde.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Umschalten das Umschalten eines Sendewegs auf die vorübergehend vorgesehene Antenne (500) bildet, wenn sich der gemessene Strom nicht innerhalb eines Toleranzbereiches befindet und die vorübergehend vorgesehene Antenne (500) normal arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend das Informieren eines Benutzers über die Fehlfunktion der aktuellen Antenne (400) und der vorübergehend vorgesehenen Antenne (500), wenn der gemessene Strom nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegt und der Betrieb der vorübergehend vorgesehenen Antenne (500) elektrisch nicht normal ist.
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend das Beibehalten eines Sendewegs, wenn der gemessene Strom innerhalb des Toleranzbereiches liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die vorübergehend vorgesehene Antenne (500) eine weitere Antenne umfasst, die gegenwärtig nicht in einem Sendeweg liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die weitere Antenne eine Außenantenne, die aus der Mobilstation nach außen ragt, oder eine Hilfsantenne innerhalb der Mobilstation bildet.