公开/公告号CN102171950A
专利类型发明专利
公开/公告日2011-08-31
原文格式PDF
申请/专利权人 空中客车作业有限公司;
申请/专利号CN200980139188.5
发明设计人 马丁·席尔马赫尔;
申请日2009-09-30
分类号H04B7/185;
代理机构北京德琦知识产权代理有限公司;
代理人康泉
地址 德国汉堡
入库时间 2023-12-18 03:17:32
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2014-02-26
授权
授权
2011-10-12
实质审查的生效 IPC(主分类):H04B7/185 申请日:20090930
实质审查的生效
2011-08-31
公开
公开
技术领域
本发明涉及数字信号处理器、通信设备、具有诸如这种数字信号处理器的数字信号处理器的通信系统以及操作诸如这种数字信号处理器的数字信号处理器的方法。
尽管本发明可以用于任意期望的区域，但将参照飞机或客机更详细地描述本发明。
本发明的技术领域涉及机舱中的通信系统。诸如这些通信系统的通信系统为飞机的机组人员或乘客提供诸如GSM、UMTS或WLAN等的通信服务或服务。
背景技术
泄漏线路天线可以用于发射相应服务的相应服务信号，并且沿机舱的长度被布置。为了检查通信系统的正确安装和操作，具体是为了确保高频(HF)信号在机舱内的分布，在机舱中多个不同位置处借助于HF频谱分析仪和测量天线对相应服务的每个频带进行覆盖测量(无线电供应测量)。在这种情况下，测量结果可能依赖于机舱的状况和配置以及测量点的选择而大幅变化。为了这个原因，必须以适合的方式对测量结果进行平均，并且借助于所使用的测量天线的相应天线系数对测量结果进行校正。
在某些情况下，即使实际上已超过预定的具体是官方的极限值，不准确或不正确进行的测量也可能会导致未达到预定的具体是官方的极限值。此外，即使实际上并不存在故障，也可能触发故障消息。
在借助于HF频谱分析仪和专门提供的测量天线进行传统测量的情况下，不利的是，相应测量必须手动进行，因此花费大量的时间并且具有高的成本。此外不利的是，需要专门培训的人员以便进行并评估传统测量。具体而言，这些受训人员必须具有HF测量的经验。此外，传统测量需要专用硬件，例如HF频谱分析仪和测量天线。
为了允许在机舱中的任意期望点处进行测试，通常使用处于需要官方许可的功率水平的HF测试信号。由于处于所使用的功率水平的传统HF测试信号在飞机外部也仍然可以测量到，并且潜在地可能会导致对其它服务的干扰，因此通常这种官方许可是必需的。
为了解决这些问题，申请人内部注意到包括借助于HF信号自动执行对通信系统的功能测试的设备。
该内部已知的设备具有传输路径，该传输路径具有被布置在机舱中的至少一个泄漏线路天线。此外，该设备具有连接到传输路径的控制设备。控制设备具有用于生成宽带噪声信号的生成设备以及多个传输/接收设备。各个传输/接收设备适合于提供用于提供预定服务的、并经由传输路径进行传输的固定定义的相应服务信号。作为示例，该设备包含五个专用的传输/接收设备，用于提供GSM服务、CDMA服务、IMT服务、UMTS服务和WLAN服务。
此外，提供合并设备，该合并设备被设立为合并所提供的宽带噪声信号和服务信号，以便形成可以喂送到传输路径的HF信号。
此外，提供传输设备，以便将合并设备所提供的HF信号喂送到泄漏线路天线中，从而对通信系统执行功能测试。
申请人内部已知的整个设备需要总数为至少三个的专用设备，以便提供具有噪声信号和至少一个服务信号的HF信号，具体地，该三个专用设备包括：用于生成噪声信号的生成设备、用于生成至少一个服务信号的至少一个传输/接收设备以及用于合并噪声信号和服务信号的合并设备。
不利的是，所述至少三个专用设备需要占用空间和重量。具体而言，在飞机中，增加空间和重量需求涉及相当大的成本缺点。
发明内容
相应地，本发明的一个目的在于提供一种空间最佳和重量最佳的方案，以提供用于飞机中的通信系统的HF信号。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的数字信号处理器、具有权利要求5的特征的通信系统和具有权利要求7的特征的方法来实现。
相应地，数字信号处理器适用于飞机机舱中的通信系统，其中数字信号处理器具有用于提供预定数字信号的提供装置，所述预定数字信号适合于形成用于映射相应预定服务信号和预定噪声信号的相应波形。
此外，提出一种通信系统，所述通信系统具有：
如上所述的至少一个数字信号处理器，用于提供相应数字信号；
以及
具有被布置在飞机机舱中的至少一个泄漏线路天线的传输路径，用于将相应数字信号传输到机舱中。
此外，提出一种用于操作飞机机舱中的通信系统的数字信号处理器的方法，其中数字信号处理器被设立为使得其适合于提供预定数字信号，所述预定数字信号适合于形成用于映射相应预定服务信号和相应预定掩蔽信号的相应波形。
此外，提出一种用于飞机机舱中的通信系统的通信设备，包括：
如上所述的N个数字信号处理器，各个数字信号处理器被设立为提供预定数字信号，所述预定数字信号适合于形成处于基带范围内的用于映射至少一个相应服务信号和至少一个相应噪声信号的相应波形；
M个前端模块，各个前端模块被设立为至少将用于形成HF信号的相应波形混合到预定高频范围内；以及
可控制的切换器件，用于根据至少一个控制信号将至少一个数字信号处理器切换到至少一个前端模块。
本发明的一个优点在于，可以使用数字信号处理器(DSP)来不仅提供预定服务的相应预定服务信号，而且提供用于掩蔽来自基站的至少一个相应基站信号的预定噪声信号或掩蔽信号。
因此，根据本发明，通过集成在数字信号处理器中生成噪声信号，空间和成本得以节省。
此外，根据本发明，相应的服务信号可以预定，因而可以根据可编程预设进行调节。因此，可以借助于单个数字信号处理器在第一时刻供给诸如GSM的第一服务，并且在第二时刻供给诸如IMT的第二服务。
本发明的有利的细化和改进可以在从属权利要求中找到。
依据根据本发明的数字信号处理器的一个优选细化，提供装置被设立为形成相应数字信号，使得所述相应数字信号适合于形成具有预定带宽且具有预定信噪比的相应波形，用于映射相应预定服务信号和相应预定噪声信号。
根据进一步优选的细化，所提供的宽带噪声信号包含至少一个掩蔽信号，其中相应掩蔽信号具体适合于掩蔽使用相应预定频带的相应陆地基站信号。
根据进一步优选的细化，相应服务信号适合于提供诸如GSM、UMTS或WLAN的预定服务。
依据根据本发明的通信系统的一个优选细化，提供软件定义的无线电设备，该无线电设备包括多个数字信号处理器。
此外，根据通信系统的进一步优选的细化，所述通信系统具有：
传输路径，至少具有被布置在机舱中的泄漏线路天线；
软件定义的无线电设备，连接到传输路径，并具有数字信号处理器以及向泄漏线路天线喂送HF信号的传输设备，其中所喂送的HF信号处于预定的功率水平；
至少一个测量设备，在预定连接点处连接到传输路径，用于测量连接点处的HF信号的功率水平，并且用于提供与所测量的功率水平成比例的测量信号；以及
评估装置，借助于所提供的测量信号与依赖于所喂送的HF信号的功率水平的标称信号之间的比较来提供测试结果。
根据进一步优选的细化，所提供的噪声信号具有比传输路径的相干带宽宽的带宽。
根据进一步优选的细化，传输路径具有沿机舱的长度布置的传输泄漏线路天线以及沿机舱的长度布置的接收泄漏线路天线。
作为示例，传输泄漏线路天线和接收泄漏线路天线被平行布置在机舱中，并且分别连接在传输路径的第一端与第二端之间。
根据进一步优选的发展，提供多个测量设备，其中第一测量设备在传输路径的第二端处被连接到传输泄漏线路天线，并且第二测量设备在传输路径的第一端处被连接到接收泄漏线路天线。
此外，提出一种计算机程序产品，其使得在程序控制的设备上执行如上所述的根据本发明的方法。
诸如计算机程序装置之类的计算机程序产品例如可以被提供或供应为诸如存储卡、USB棒、软盘、CD-ROM、DVD的存储介质，或采用来自网络中的服务器的可下载文件的形式。例如，这在无线通信网络中可以通过传输具有计算机程序产品或计算机程序装置的合适的文件而发生。
附图说明
下文中，将参照示例性实施例并参照附图更详细地描述本发明，附图中：
图1示出根据本发明的数字信号处理器的一个示例性实施例的示意性框图；
图2示出根据本发明的波形和三个陆地基站信号的一个示例性实施例的示意性振幅-频率图；
图3示出根据本发明的通信系统的一个示例性实施例的示意性框图；
图4示出根据本发明的通信设备的一个示例性实施例的示意性框图；以及
图5示出操作飞机机舱中通信系统的数字信号处理器的方法的一个示例性实施例的示意性流程图。
具体实施方式
图中，除非进行相反的陈述，否则相同的附图标记表示相同或功能等同的部件。
图1示出根据本发明的数字信号处理器401的一个示例性实施例的示意性框图。
数字信号处理器401具有用于提供可预先确定的数字信号D的提供装置B。各个可预先确定的数字信号D适合于形成用于映射相应预定服务信号D1和预定噪声信号R的相应波形W。相应波形W形成高频信号HF。提供数字/模拟转换器402以将数字信号D转换为相应波形W。数字信号处理器401和数字/模拟转换器402具体形成通信设备400。
优选地，提供装置B被设立为形成相应数字信号D，使得相应数字信号D适合于形成具有预定带宽以及具有预定信噪比的相应波形W，相应波形W用于映射相应预定服务信号D1和相应预定噪声信号R。
优选地，相应服务信号D1适合于提供诸如GSM、UMTS或WLAN的可预先确定的服务。
优选地，所提供的宽带噪声信号R包含至少一个掩蔽信号M1-M3，相应掩蔽信号M1-M3适合于掩蔽相应陆地基站信号B1-B3。相应陆地基站信号B1-B3优选使用相应预定频带F1-F3。
提供装置B具体以数字信号处理器401中的软件的形式实现。
在这种情况下，提供装置B可以采用计算机程序产品、函数、例程、程序代码的部分或可执行对象的形式。
在该背景下，图2示出根据本发明的波形W和HF信号HF以及三个陆地基站信号B1-B3的一个示例性实施例的示意性振幅-频率图。根据图2，HF信号HF包括噪声信号R和附加在其上的服务信号D1。
图3示出根据本发明的通信系统1的一个示例性实施例的示意性框图。通信系统1具有传输路径2、连接到传输路径2的控制设备4、在预定连接点K处连接到传输路径2的至少一个测量设备7、以及评估装置8。
传输路径2具有被布置在机舱中的至少一个泄漏线路天线3。例如，泄漏线路天线3采用具有多个穿孔的同轴线缆的形式。
作为示例，控制设备4借助于线路19a连接到泄漏线路天线3。此外，控制设备4具有软件定义的无线电设备400。
软件定义的无线电设备400具有用于提供相应数字信号D的多个数字信号处理器401。此外，控制设备4具有用于将HF信号HF喂送到泄漏线路天线3中的传输设备6，其中被喂送的HF信号HF处于预定的功率水平。数字/模拟转换器(DAC)连接在传输设备6与各个数字信号处理器401之间。各个数字/模拟转换器(DAC)将相应数字信号D转换为形成相应HF信号HF的相应波形W。在不失一般性的情况下，图3示出仅仅一个数字信号处理器401。
所提供的噪声信号R具有比传输路径2的相干带宽宽的带宽。此外，所提供的宽带噪声信号R优选包含至少一个掩蔽信号M1-M3。各个掩蔽信号M1-M3适合于掩蔽使用相应预定频带F1-F3的相应陆地基站B1-B3(参见图2)。
测量设备7适合于测量预定连接点K处的HF信号HF的功率水平，以便提供与所测量的功率水平成比例的测量信号MS。作为示例，测量设备7借助于线路19b连接到泄漏线路天线3。此外，测量设备7借助于线路19e被供应有来自控制设备4的电流I。另外，测量设备7借助于线路19f将测量信号MS传输给评估装置8。
测量设备7具有HF终端。作为示例，测量设备7具有用于HF终端的终端电阻器9。可替代地，测量设备7可以连接到终端电阻器9。例如，测量信号MS采用直流电压信号、电流信号或频率信号的形式。作为示例，测量设备7可以采用HF检测器的形式，其被设立为将连接点K处的HF信号HF的功率水平转换为成比例的直流电压信号。
评估装置8被设立为通过将所提供的测量信号MS与依赖于所喂送的HF信号HF的功率水平的标称信号SS进行比较来提供测试结果E。
此外，控制设备优选具有故障检测装置18。故障检测装置18被设立为根据评估装置8所提供的测试结果E检测传输路径2上的故障F。
根据图3的软件定义的无线电设备400优选采用根据图4的通信设备100的形式。以这种方式，根据图4的通信设备100可以代替图3中的软件定义的无线电设备400。
就这一点来说，图4示出根据本发明的通信设备100的示例性实施例的示意性框图。
根据图4的通信设备100具有N个数字信号处理器101-104、M个前端模块105-107以及可控制的切换器件111。在不失一般性的情况下，图4中的数字信号处理器的个数N为4，并且前端模块的个数M为5。
各个数字信号处理器101-104被设立为提供可预先确定的数字信号DS1-DS3。各个数字信号DS1-DS3被设立为形成处于基带范围内的相应波形W1-W3，相应波形W1-W3用于形成至少一个相应的服务信号D1-D3和/或至少一个相应的噪声信号R。数字/模拟转换器108-110被提供用于将相应数字信号DS1-DS3转换为模拟波形W1-W3。
可控制的切换器件111被设立为根据至少一个控制信号S将至少一个数字信号处理器101-104切换到至少一个前端模块105-107。
在根据图4的示例性实施例中，切换器件111将第一数字信号处理器101切换到第二前端模块106，将第二数字信号处理器102切换到第三前端模块107，并且将第三数字信号处理器103切换到第一前端模块105。
各个前端模块105-107被设立为将用于形成HF信号HF的相应波形W1-W3混合到预定的高频范围内。在此背景下，各个前端模块105-107具体被设立为接收由相应数字信号处理器101-103传输的处于基带范围内的波形W1-W3，并将其混合在相应的预定高频范围内。此外，各个数字信号处理器101-104被设立为生成处于基带范围内的相应波形W1-W3，用于提供至少一个预定服务和/或提供至少一个预定掩蔽，并且将所述波形传输到切换后的相应前端模块105-107。
此外，通信设备100优选具有控制设备112，其借助于至少一个控制信号S控制切换器件111。例如，控制设备112被设立为将至少两个数字信号处理器S切换到预定的单个前端模块105-107。
控制设备112还可以被设立为借助于至少一个控制信号将N个数字信号处理器101-104切换到M个前端模块105-107。例如，为了这个目的，控制设备112生成N个控制信号。
M个前端模块105-107优选被设立为，使得相应前端模块105-107的相应预定高频范围与预定服务的频率范围对应。
然后，控制设备112优选还被设立为，监控机舱内处于相应频率范围内的相应预定服务的相应无线电流量，并根据无线电流量的监控在至少一个预定服务的频率范围内生成N个控制信号S。
此外，控制设备112可以被设立为根据相应服务的频率范围中无线电流量的监控生成相应数字信号处理器101-103的相应调节信号E1-E3，并且借助于所生成的调节信号E1-E3调节相应数字信号处理器101-103的功率。例如，控制设备112可以被设立为，使得借助于相应调节信号E1-E3调节相应数字信号处理器101-103的多个信息信道和/或相应数字信号处理器101-103的时钟频率。
通信设备100优选采用软件定义的无线电设备的形式。此外，软件定义的无线电设备100优选包括合并设备113，其被设立为合并前端模块105-107所提供的处于高频范围内的波形W1-W3以形成HF信号。
此外，通信设备100优选包括又一DSP 414和前端模块415，前端模块415连接到DSP 414，用于提供处于诸如450-900MHz的预定频率范围内的噪声信号或掩蔽信号HF4。此外，该又一DSP 414还可以连接到切换器件411。具体而言，该又一DSP 414和该又一前端模块415适合于根据飞机的绝对位置生成特定噪声本底。
图5示出操作飞机机舱中通信系统1的数字信号处理器401的方法的示例性实施例的示意性流程图。
以下将参照图5中的框图并参照图1至图4的框图描述根据本发明的方法。根据图5的本发明方法包括方法步骤S1至S2：
方法步骤S1：
为飞机机舱中的通信系统1提供数字信号处理器401。
方法步骤S2：
数字信号处理器401被设立为适合于提供预定数字信号D，预定数字信号D适合于形成用于映射相应预定服务信号D1和相应预定噪声信号R的相应波形W。
尽管已参照优选的示例性实施例描述了本发明，但本发明不限于此，而是可以以多种方式进行修改。
附图标记列表
1 通信系统
2 传输路径
3 泄漏线路天线
4 控制设备
6 传输设备
7 测量设备
8 评估装置
9 终端电阻器
14 选择装置
15 触发装置
18 障检测装置
19a-19e 线路
A 功率水平
D1 服务信号
E 测试结果、测试结果矢量
F 故障
F1-F3 频带
HF HF信号
I 电流
MS 测量信号
R 噪声信号
SS 标称信号
S1、S2 方法步骤
机译： 数字信号处理器，通信设备，通信系统和用于操作数字信号处理器的方法
机译： 数字信号处理器，通信设备，通信系统和用于操作数字信号处理器的方法
机译： 数字信号处理器，通信设备，通信系统以及用于操作所述数字信号处理器的方法
