СПОСОБ И УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ МОЩНОСТИ, АНТЕННАЯ РЕШЕТКА И НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ МОЩНОСТИ, АНТЕННАЯ РЕШЕТКА И НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ

Ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка основана на заявке на выдачу патента Китая №201811648135.3, поданной 29 декабря 2018 г., и для нее испрашивается конвенционный приоритет в соответствии с этой заявкой, все описание указанной выше заявки ссылкой полностью включено в настоящий документ.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящая заявка относится к области связи и, в частности, относится к способу и устройству регулировки мощности, антенной решетке и носителю данных.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В известном уровне техники активная антенная система (ААС) базовой станции сети мобильной связи пятого поколения (5G) выполняет масштабирование мощности и динамическое управления мощностью передающего канала с помощью применения независимого ответвляющего канала обратной связи (эквивалентного принимающему каналу обратной связи ТХ1 на фиг. 1) для каждого передающего канала в аппаратуре. Блок-схема архитектуры аппаратуры такой системы соответствует показанной на фиг.1. В большинстве случаев ответвляющий канал обратной связи выполняет измерение мощности в передающем канале, сбор данных для управления коэффициентом усиления и сбор данных для цифровой коррекции предыскажений в режиме мультиплексирования с временным разделением. При проектировании каналов антенной решетки для каждого передающего канала требуется соответствующий ответвляющий канал обратной связи для выполнения управления мощностью передачи канала внутри ААС, что увеличивает объем аппаратуры, а также сложность и стоимость монтажа соединительных линий.
Пока в рамках известного уровня техники еще не было предложено никакого эффективного технического решения для проблем с большим объемом аппаратуры и высокой стоимостью соединительных линий, вызванных необходимостью иметь для каждого передающего канала в ААС соответствующий ответвляющий канал обратной связи.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложены способ и устройство регулировки мощности, антенная решетка и носитель данных, которые нацелены на решение, по меньшей мере, проблем большого объема аппаратуры и высокой стоимости соединительных линий в известном уровне техники, вызванных необходимостью иметь для каждого передающего канала в ААС соответствующий ответвляющий канал обратной связи.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предложена антенная решетка, включающая в себя: блок обработки базовых частот, n пакет-модулей, блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, причем каждый из n пакет-модулей включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления, при этом назначенный пакет-модуль из числа n пакет-модулей подключен к блоку обработки базовых частот и к блоку ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, и он выполнен с возможностью, после приема сигнала базовых частот, переданного блоком обработки базовых частот, передавать принятый сигнал базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, где п является целым положительным числом; блок обработки базовых частот выполнен с возможностью сравнивать значение мощности принятого сигнала базовых частот при тестировании со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения; и указывать величину коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления; и n первых блоков регулировки коэффициента усиления выполнены с возможностью регулировать, согласно коэффициенту усиления, коэффициент усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен способ регулировки мощности, предусматривающий стадии: приема назначенным пакет-модулем из числа n пакет-модулей сигнала базовых частот, переданного блоком обработки базовых частот, и передачи принятого сигнала базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, где n является целым положительным числом, причем блок обработки базовых частот, n пакет-модулей, подключенных к блоку обработки базовых частот, блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, подключенный к каждому из n пакет-модулей, и блок коррекции антенны, подключенный к блоку ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, расположены на антенной решетке, и каждый из n пакет-модулей включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления; сравнения с помощью блока обработки базовых частот значения мощности принятого сигнала базовых частот при тестировании со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения; и указания величины коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления; и регулирования, с помощью n первых блоков регулировки коэффициента усиления и согласно коэффициенту усиления, коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле среди n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения дополнительно предложено устройство регулировки мощности, включающее в себя: принимающий модуль, выполненный с возможностью принимать, с помощью назначенного пакет-модуля из числа n пакет-модулей, сигнал базовых частот, переданный блоком обработки базовых частот; передающий модуль, выполненный с возможностью передавать принятый сигнал базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, где n является целым положительным числом, причем блок обработки базовых частот, n пакет-модулей, подключенных к блоку обработки базовых частот, блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, подключенный к каждому из n пакет-модулей, и блок коррекции антенны, подключенный к блоку ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, расположены на антенной решетке, и каждый из n пакет-модулей включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления; определяющий модуль, выполненный с возможностью сравнивать с помощью блока обработки базовых частот значение мощности принятого сигнала базовых частот при тестировании со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения; и указывать величину коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления; и регулирующий модуль, выполненный с возможностью регулировать, с помощью n первых блоков регулировки коэффициента усиления и согласно коэффициенту усиления, коэффициент усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен носитель данных с хранящейся в нем компьютерной программой, причем компьютерная программа выполнена с возможностью выполняться для реализации указанных выше способов регулировки мощности.
С помощью технических решений, предложенных в вариантах осуществления настоящего изобретения, решены проблемы с большим объемом аппаратуры и высокой стоимостью соединительных линий в известном уровне техники, вызванных необходимостью иметь для каждого передающего канала в ААС соответствующий ответвляющий канал обратной связи, и требуется только один ответвляющий канал обратной связи, так что уменьшаются как площадь аппаратной части, так и сложность проектирования.
Краткое описание фигур
На прилагаемых фигурах, которые введены для обеспечения более полного понимания изобретения и включены в настоящее изобретение и являются его частью, показан(ы) вариант(ы) осуществления изобретения и они вместе с описанием предназначены для объяснения изобретения, а не для ограничения изобретения. На фигурах:
на фиг.1 показана блок-схема архитектуры аппаратуры антенной решетки ААС в известном уровне техники;
на фиг.2 показана блок-схема структуры антенной решетки согласно настоящему изобретению;
на фиг.3 показана блок-схема алгоритма способа регулировки мощности согласно настоящему изобретению;
на фиг.4 показана схема аппаратуры управления мощностью для передающего канала согласно настоящему изобретению;
на фиг.5 показана схема аппаратуры блока многоступенчатого сумматора для каналов плоскости ТХ1 антенной решетки согласно настоящему изобретению;
на фиг.6 показана схема ответвляющего сумматора для элементов плоскости ТХ1 антенной решетки согласно настоящему изобретению;
на фиг.7 показана блок-схема структуры устройства регулировки мощности согласно настоящему изобретению;
на фиг.8 показана схема аппаратуры приемного канала блока коррекции антенны согласно настоящему изобретению;
на фиг.9 показана блок-схема алгоритма способа регулировки мощности в замкнутом контуре согласно настоящему изобретению;
на фиг.10 показана схема расположений элементов регулировки коэффициента усиления (Ka) в плоскости антенной решетки согласно настоящему изобретению;
на фиг.11 показана блок-схема алгоритма способа регулировки мощности в разомкнутом контуре согласно настоящему изобретению;
на фиг.12 показана схема точек ответвления сигнала обратной связи в передающем канале согласно настоящему изобретению; и
на фиг.13 показана схема плоскости антенной подрешетки согласно настоящему изобретению.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Настоящее изобретение будет подробно описано ниже со ссылками на соответствующие фигуры совместно с вариантами осуществления. Следует отметить, что варианты осуществления и признаки в вариантах осуществления настоящего изобретения можно комбинировать друг с другом в произвольном порядке, пока они не противоречат друг другу.
Следует также отметить, что термины «первый», «второй» и подобные в описании, пунктах формулы изобретения и на фигурах вариантов осуществления настоящего изобретения используются с целью различения подобных объектов, а не для указания конкретного порядка или последовательности.
Для высокочастотной ААС вклад цифровых предыскажений (DPD) в индекс модуляции высокой частоты не является большим, и если отказаться от канала обратной связи, уровень мощности в передающем канале можно регулировать с помощью обычной таблицы преобразования в режиме разомкнутого контура. Однако такой способ имеет некоторые недостатки, включая следующие: 1) характеристики коэффициента усиления передающего канала с полной полосой частоты пропускания необходимо получить из испытаний небольшого числа образцов ААС, а проблемы отклонений в серийном производстве трудно контролировать; и 2) после эксплуатации ААС в течение долгого времени характеристики коэффициента усиления передающего канала изменяются, и нет никаких эффективных средств для обнаружения и исправления этого. Два указанных выше дефекта вызывают чрезмерное отклонение мощности, что затем приводит к снижению коэффициента направленного действия антенны. Однако для каждого передающего канала ААС требуется соответствующий ответвляющий канал обратной связи, что приводит к большому объему аппаратуры и высокой стоимости соединительных линий. В связи с этими проблемами в настоящем изобретении предложено следующее техническое решение.
В настоящем изобретении предложена антенная решетка. На фиг.2 представлена блок-схема структуры антенной решетки согласно настоящему изобретению; Как показано на фиг.2, антенная решетка включает в себя: блок 20 обработки базовых частот, n пакет-модулей 22, блок 24 ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок 26 коррекции антенны. Каждый из n пакет-модулей 22 включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления. Назначенный пакет-модуль из числа n пакет-модулей подключен к блоку обработки базовых частот и к блоку ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, и он выполнен с возможностью, после приема сигнала базовых частот, переданного блоком обработки базовых частот, передавать принятый сигнал базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, где n является целым положительным числом.
Блок 20 обработки базовых частот выполнен с возможностью сравнивать значение мощности принятого сигнала базовых частот при тестировании со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения, и указывать величину коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления, n первых блоков регулировки коэффициента усиления выполнены с возможностью регулировать, согласно коэффициенту усиления, коэффициент усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
С помощью антенной решетки, предложенной в настоящем изобретении, решены проблемы с большим объемом аппаратуры и высокой стоимостью соединительных линий в известном уровне техники, вызванных необходимостью иметь для каждого передающего канала в ААС соответствующий ответвляющий канал обратной связи, и, следовательно, требуется только один ответвляющий канал обратной связи, так что уменьшаются как площадь аппаратной части, так и сложность проектирования.
В настоящем изобретении n первых блоков регулировки коэффициента усиления дополнительно выполнены с возможностью регулировать, с помощью первого блока регулировки коэффициента усиления назначенного пакет-модуля, коэффициент усиления элемента антенной решетки, соответствующего первому блоку регулировки коэффициента усиления, и принимать, с помощью другого первого блока регулировки коэффициента усиления, значение разницы первого коэффициента усиления, записанное блоком обработки базовых частот, и регулировать передаваемую мощность элемента антенной решетки, соответствующего другому первому блоку регулировки коэффициента усиления, согласно значению разницы первого коэффициента усиления, так что элементы антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность. Другой первый блок регулировки коэффициента усиления означает первый блок регулировки коэффициента усиления из числа n первых блоков регулировки коэффициента усиления, кроме первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле, а значение разницы первого коэффициента усиления означает значение разницы между коэффициентом усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле и коэффициентом усиления другого первого блока регулировки коэффициента усиления.
В настоящем изобретении каждый из пакет-модулей дополнительно включает в себя: m вторых блоков регулировки коэффициента усиления, и блок многоступенчатого сумматора, который подключен к m вторым блокам регулировки коэффициента усиления. Блок многоступенчатого сумматора выполнен с возможностью принимать сигнал базовых частот, делить сигнал базовых частот между m путями передачи сигналов, и передавать сигналы по m путям сигналов на элементы антенной решетки через m вторых блоков регулировки коэффициента усиления.
Элемент антенной решетки выполнен с возможностью передавать сигнал по k-му пути сигнала из числа m путей принимаемых сигналов, с помощью элемента ответвления или фидерной линии антенны для элемента антенной решетки, на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, k-й путь передачи сигнала соответствует k-му второму блоку регулировки коэффициента усиления из числа m вторых блоков регулировки коэффициента усиления.
Блок 20 обработки базовых частот выполнен с возможностью сравнивать значение мощности сигнала при тестировании, принятого по k-му пути сигнала, со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления для k-го пути сигнала согласно результату сравнения, и указывать величину коэффициента усиления для k-го пути сигнала m первым блокам регулировки коэффициента усиления.
m втор блоков регулировки коэффициента усиления выполнены с возможностью регулировать коэффициент усиления m путей сигналов согласно коэффициенту усиления по k-му пути сигнала, так что m путей сигналов имеют одинаковый коэффициент усиления, где к является целым положительным числом, которое не превышает m
В настоящем изобретении m вторых блоков регулировки коэффициента усиления дополнительно выполнены с возможностью регулировать коэффициент усиления по k-му пути сигнала с помощью k-го второго блока регулировки коэффициента усиления, и принимать, с помощью другого второго блока регулировки коэффициента усиления, второе значение разницы коэффициентов усиления, записанное блоком обработки базовых частот, и регулировать коэффициент усиления сигнала, соответствующий другому второму блоку регулировки коэффициента усиления, согласно второму значению разницы коэффициентов усиления, так что в m путях передачи сигналов имеется одинаковый коэффициент усиления. Другой второй блок регулировки коэффициента усиления означает второй блок регулировки коэффициента усиления из числа m вторых блоков регулировки коэффициента усиления, кроме второго блока регулировки коэффициента усиления, соответствующего k-му пути передачи сигнала, а второе значение разницы коэффициентов усиления означает значение разницы между коэффициентом усиления второго блока регулировки коэффициента усиления, соответствующего k-му пути передачи сигнала, и коэффициентом усиления другого второго блока регулировки коэффициента усиления.
В настоящем изобретении блок 20 обработки базовых частот дополнительно выполнен с возможностью настраивать регулируемый коэффициент усиления первого блока регулировки коэффициента усиления согласно, по меньшей мере, следующей формуле:
txad
tx
txtemp
G = Gtxtar - (G + G),
txad
txtar
tx
txtemp
где G является регулируемым коэффициентом усиления, G является коэффициентом усиления во время тестирования для передающего канала между блоком обработки базовых частот и элементом антенной решетки, G является целевым коэффициентом усиления для передающего канала, a G является значением отклонения коэффициента усиления из-за разницы температур между текущей температурой и нормальной температурой.
На основе упомянутой выше антенной решетки в настоящем изобретении дополнительно предложен способ регулировки мощности. На фиг.3 показана блок-схема алгоритма способа регулировки мощности согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.3, способ предусматривает следующие стадии с S302 по S306.
На стадии S302 выполняется прием назначенным пакет-модулем из числа n пакет-модулей сигнала на базовых частотах, переданного блоком обработки базовых частот, и передача принятого сигнала базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, где n является целым положительным числом. Блок обработки базовых частот, n пакет-модулей, подключенных к блоку обработки базовых частот, блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, подключенный к каждому из n пакет-модулей, и блок коррекции антенны, подключенный к блоку ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, расположены на антенной решетке, и каждый из n пакет-модулей включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления.
На стадии S304 выполняется сравнение блоком обработки базовых частот значения мощности принятого сигнала базовых частот при тестировании со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения, и указание величины коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления.
На стадии S306 выполняется регулировка n первыми блоками регулировки коэффициента усиления согласно коэффициенту усиления, коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
С помощью вариантов осуществления настоящего изобретения решены проблемы с большим объемом аппаратуры и высокой стоимостью соединительных линий в известном уровне техники, вызванных необходимостью иметь для каждого передающего канала в ААС соответствующий ответвляющий канал обратной связи, и требуется только один ответвляющий канал обратной связи, так что уменьшаются как площадь аппаратной части, так и сложность проектирования.
В настоящем изобретении стадия регулировки n первыми блоками регулировки коэффициента усиления согласно значению коэффициента усиления величины коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля, так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность, предусматривает: регулировку первым блоком регулировки коэффициента усиления назначенного пакет-модуля величины коэффициента усиления элемента антенной решетки, соответствующего первому блоку регулировки коэффициента усиления; и прием другим блоком регулировки коэффициента усиления значения разницы первого коэффициента усиления, записанного блоком обработки базовых частот, и регулировку передаваемой мощности элемента антенной решетки, соответствующего другому первому блоку регулировки коэффициента усиления, согласно значению разницы первого коэффициента усиления, так что элементы антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность. Другой первый блок регулировки коэффициента усиления означает первый блок регулировки коэффициента усиления из числа n первых блоков регулировки коэффициента усиления, кроме первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле, а значение разницы первого коэффициента усиления означает значение разницы между коэффициентом усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле и коэффициентом усиления другого первого блока регулировки коэффициента усиления.
В настоящем изобретении стадия приема назначенным пакет-модулем из числа n пакет-модулей сигнала базовых частот, переданного блоком обработки базовых частот, и передачи принятого сигнала базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, предусматривает: прием многоступенчатым блоком сумматора сигнала базовых частот, разветвление сигнала базовых частот на m путей передачи сигнала, и передача по m путям сигналов на элементы антенной решетки через m вторых блоков регулировки коэффициента усиления. Каждый из пакет-модулей дополнительно включает в себя: m вторых блоков регулировки коэффициента усиления, и блок многоступенчатого сумматора, который подключен к m вторым блокам регулировки коэффициента усиления. Элемент антенной решетки выполнен с возможностью передавать сигнал по k-му пути сигнала из числа m путей принимаемых сигналов, с помощью элемента ответвления или фидерной линии антенны для элемента антенной решетки, на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, k-й путь передачи сигнала соответствует k-му второму блоку регулировки коэффициента усиления из числа m вторых блоков регулировки коэффициента усиления.
Способ дополнительно предусматривает: сравнение блоком обработки базовых частот значения мощности сигнала при тестировании, принятого по k-му пути сигнала, со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления для k-го пути сигнала согласно результату сравнения, и указание величины коэффициента усиления для k-го пути сигнала m вторым блокам регулировки коэффициента усиления; и регулировку m вторыми блоками регулировки коэффициента усиления величин коэффициентов усиления в m путях передачи сигнала согласно k-му пути передачи сигнала, так что в m путях сигнала имеется одинаковый коэффициент усиления, где к является целым положительным числом, которое не больше m.
В настоящем изобретении стадия регулировки m вторыми блоками регулировки коэффициента усиления величин коэффициентов усиления по m путям передачи сигналов согласно величине коэффициента усиления по k-му пути сигнал, так что в гл путях сигнала имеется одинаковый коэффициент усиления, предусматривает: регулировку с помощью k-го второго блока регулировки коэффициента усиления величины коэффициента усиления в k-м пути сигнала, и прием с помощью другого второго блока регулировки коэффициента усиления, второго значения разницы коэффициентов усиления, записанного блоком обработки базовых частот, и регулировку коэффициента усиления сигнала, соответствующего другому второму блоку регулировки коэффициента усиления, согласно второму значению разницы коэффициентов усиления, так что в m путях передачи сигналов имеется одинаковый коэффициент усиления. Другой второй блок регулировки коэффициента усиления означает второй блок регулировки коэффициента усиления из числа m вторых блоков регулировки коэффициента усиления, кроме второго блока регулировки коэффициента усиления, соответствующего k-му пути передачи сигнала, а второе значение разницы коэффициентов усиления означает значение разницы между коэффициентом усиления второго блока регулировки коэффициента усиления, соответствующего k-му пути передачи сигнала, и коэффициентом усиления другого второго блока регулировки коэффициента усиления.
В настоящем изобретении перед стадией приема назначенным пакет-модулем из числа n пакет-модулей сигнала базовых частот, переданного блоком обработки базовых частот, способ дополнительно предусматривает: настройку блоком обработки базовых частот регулируемого коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления согласно, по меньшей мере, следующей формуле:
txad
txtar
tx
txtemp
G = G - (G + G),
txad
txtar
tx
txtemp
где G является регулируемым коэффициентом усиления, G является целевым коэффициентом усиления для передающего канала между блоком обработки базовых частот и элементом антенной решетки, G является коэффициентом усиления во время тестирования для передающего канала, a G является значением отклонения коэффициента усиления из-за разницы температур между текущей температурой и нормальной температурой.
r1
rm
В итоге варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют способ и аппаратное устройство для комбинированного управления мощностью канала в режимах с замкнутым и разомкнутым контуром. Предлагаемая архитектура показана на фиг.4, на которой модуль обработки базовых частот выдает сигнал базовых частот в n путей передачи, по которым он поступает на модуль обработки промежуточной радиочастоты. После преобразования в промежуточную радиочастоту коэффициент усиления канала регулируется с помощью аттенюатора с цифровым управлением (соответствует точкам регулировки коэффициента усиления K…K на фиг.4). Затем n путей передачи сигналов канала разделяются на n*m путей передачи сигналов канала с помощью блока многоступенчатого сумматора (показан на фиг.4 и 5) и окончательно сигналы подаются на m фидерных источников на n плоскостях антенной решетки. Схема одной плоскости антенной решетки показана на фиг.6. Сигнал с каждого фидерного источника разделяется на 2 элемента антенны, так что аппаратная система может реализовать n*2*m антенных элементов и управление коэффициентом усиления требуется для n*m каналов. Для снижения площади и сложности проектирования аппаратной части проектирование аппаратуры канала обратной связи было прекращено на уровне интерфейса радиочастоты.
С помощью описанных выше вариантов осуществления специалисты в этой области техники могут четко понять, что способ согласно описанному выше варианту осуществления может быть реализован с помощью программного обеспечения плюс необходимой общей аппаратной платформы, и, конечно, его можно реализовать аппаратными средствами, но во многих случаях первый вариант является предпочтительным. На основе такого понимания технические решения, предложенные в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут в основном или, другими словами, их части, улучшающие известный уровень техники, могут быть реализованы в виде программного продукта, при этом программный продукт хранится на носителе данных (например, на ПЗУ/в ОЗУ, на диске или на оптическом диске) и включает в себя ряд инструкций, которые заставляют терминальное устройство (которое может быть мобильным телефоном, компьютером, сервером или сетевым устройством и т.п.) выполнять способы различных вариантов осуществления настоящего изобретения.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство регулировки мощности, выполненное с возможностью реализовывать приведенные выше варианты осуществления, а также дополнительные варианты осуществления. Здесь не будут повторяться моменты, которые уже были объяснены. Используемый здесь термин «модуль» может быть комбинацией программного обеспечения и/или аппаратных средств, которая может реализовать заранее определенную функцию. Описанные в последующих вариантах осуществления устройства могут быть реализованы в виде программного обеспечения, однако также возможна и должна быть рассмотрена аппаратная реализация или комбинация программной и аппаратной реализации.
На основе упомянутой выше антенной решетки в настоящем изобретении дополнительно предложено устройство для регулировки мощности. На фиг.7 представлена блок-схема структуры устройства регулировки мощности согласно настоящему изобретению; Как показано на фиг.7, устройство включает в себя принимающий модуль 70, передающий модуль 72, определяющий модуль 74 и регулирующий модуль 76.
Принимающий модуль 70 выполнен с возможностью принимать, с помощью назначенного пакет-модуля из числа n пакет-модулей, сигнал на базовых частотах, переданный блоком обработки базовых частот.
Передающий модуль 72 выполнен с возможностью передавать принятый сигнал базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, где n является целым положительным числом, при этом блок обработки базовых частот, n пакет-модулей, подключенных к блоку обработки базовых частот, блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, подключенный к каждому из n пакет-модулей, и блок коррекции антенны, подключенный к блоку ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки, расположены на антенной решетке, и каждый из n пакет-модулей включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления.
Определяющий модуль 74 выполнен с возможностью проводить сравнение с помощью блока обработки базовых частот значения мощности принятого сигнала базовых частот при тестировании со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения, и указывать величину коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления.
Регулирующий модуль 76 выполнен с возможностью проводить регулировку, с помощью n первых блоков регулировки коэффициента усиления согласно коэффициенту усиления, значения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
С помощью технических решений, предложенных в вариантах осуществления настоящего изобретения, решены проблемы с большим объемом аппаратуры и высокой стоимостью соединительных линий в известном уровне техники, вызванных необходимостью иметь для каждого передающего канала в ААС соответствующий ответвляющий канал обратной связи, и требуется только один ответвляющий канал обратной связи, так что уменьшаются как площадь аппаратной части, так и сложность проектирования.
В настоящем изобретении принимающий модуль 70 дополнительно выполнен с возможностью принимать сигнал базовых частот с помощью блока многоступенчатого сумматора; передающий модуль 72 дополнительно выполнен с возможностью разветвлять сигнал базовых частот на m путей передачи сигналов, и передавать сигналы по m путям к элементам антенной решетки через вторые m блоков регулировки коэффициента усиления, каждый из пакет-модулей дополнительно включает в себя: m вторых блоков регулировки коэффициента усиления и блок многоступенчатого сумматора, подключенного к m вторым блокам регулировки коэффициента усиления.
Передающий модуль 72 дополнительно выполнен с возможностью передавать сигнал по k-му пути сигнала из числа m путей принимаемых сигналов, с помощью элемента ответвления или фидерной линии антенны для элемента антенной решетки, на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки и блок коррекции антенны, при этом k-й путь сигнала соответствует k-му второму блоку регулировки коэффициента усиления из числа m вторых блоков регулировки коэффициента усиления.
Определяющий модуль 74 дополнительно выполнен с возможностью проводить сравнение, с помощью блока обработки базовых частот значения мощности сигнала при тестировании, принятого по k-му пути сигнала, со значением передаваемой при тестировании мощности от блока обработки базовых частот с целью определения коэффициента усиления для k-го пути сигнала согласно результату сравнения, и указывать величину коэффициента усиления для k-го пути сигнала m вторым блокам регулировки коэффициента усиления.
Регулирующий модуль 76 дополнительно выполнен с возможностью проводить регулировку, с помощью m вторых блоков регулировки коэффициента усиления, значений коэффициентов усиления по m путям сигналов согласно значению коэффициента усиления для k-го пути сигнала, так что в m путях сигнала имеется одинаковый коэффициент усиления, где к является целым положительным числом, которое не больше m.
Следует отметить, что технические решения из описанных выше вариантов осуществления могут быть использованы совместно или по отдельности, это никак не ограничено в вариантах осуществления настоящего изобретения.
Ниже описаны упомянутые выше технические решения со ссылками на варианты осуществления, но технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения никак не ограничиваются описанными.
Дополнительный вариант осуществления 1:
В настоящее время компенсация коэффициента усиления в канале передаваемой мощности ААС выполняется с помощью предварительного составления таблицы для двух характеристик канала, т.е. коэффициента усиления канала при тестировании и изменения коэффициента усиления передающего канала при повышении и понижении температуры. После эксплуатации ААС в течение некоторого периода времени коррекция коэффициента усиления будет невозможна, когда характеристики коэффициента усиления передающего канала изменятся.
В настоящем изобретении используется канал коррекции, используемый для коррекции антенны в качестве ответвляющего канала обратной связи от передающего канала для реализации управления уровнем мощности в замкнутом контуре, как показано на фиг.8.
Для удобства описания n каналов определяются как каналы плоскости антенной решетки, a m каналов определяются как каналы элементов антенны.
Для образования контура обратной связи один путь сигнала измерения мощности можно начать с ответвления сигнала с положения 1-го элемента в n плоскостях антенной решетки, и сигналы по n путям ответвления сигналов обратной связи посылаются через блок ответвляющего сумматора плоскости антенной решетки в канал коррекции антенны, в котором сигнал радиочастоты преобразуется на шкале частот вниз до полосы базовых частот. Принимающий канал коррекции антенны показан на фиг.8. Элемент ответвления можно выбрать согласно фактической ситуации, и здесь приведено только одно из правил ответвления сигнала. Значение измеренной мощности в виде показателя уровня передаваемого сигнала (TSSI) на базовых частотах передающего канала сравнивается со значением измеренной мощности в виде показателя уровня принимаемого сигнала (RSSI) на базовых частотах, получаемого с помощью принимающего канала коррекции антенны (точки измерения TSSI и RSSI расположены, как показано на фиг.4), и затем выполняется динамическое управление передаваемой мощностью.
r1
В настоящем изобретении применен способ, объединяющий настройку коэффициента усиления с разомкнутым контуром и управление коэффициентом усиления с замкнутым контуром, усиление каждого канала подрешетки, т.е. точка регулировки коэффициента усиления K и коэффициент усиления каждого канала фидерного источника в подрешетке, настраиваются в режиме разомкнутого контура, а управление коэффициентом усиления каждого канала подрешетки выполняется в режиме замкнутого контура в режиме разделения времени с помощью источника спонтанного сигнала тестирования.
Для реализации управления коэффициентом усиления с разомкнутым контуром и замкнутым контуром необходимо выполнить следующие стадии.
tx1
tx2
txn
rx1
rx2
rxn
bf11
bf12
bf1m
bf21
bf22
bf2m
bfnm
На фиг.4 с точками регулировки коэффициента усиления (Kr, Ka) подлежащего тестированию передающего канала, не ослабляемыми в качестве опорных, коэффициенты усиления G, G … G из точки А измерения мощности на базовых частотах в каждом передающем канале до положения 1-го элемента антенны на каждой плоскости антенной решетки определяются с помощью тестирования и записываются в ААС в табличном формате. Приняв 1-й элемент на каждой плоскости антенной решетки в качеств опорного (одно правило для выбора опорного элемента определено в настоящем документе, но настроенное правило можно изменить согласно фактическим требованиям), коэффициенты усиления G, G … G от опорного элемента до положения точки Н для измерения показателя мощности RSSI на базовых частотах в канале коррекции определяются с помощью тестирования и записываются в ААС в табличном формате. Значения коэффициентов усиления G, G … G, G, G, … G, … G от входов на блок многоступенчатого сумматора в точке С каждого канала до каждого элемента антенной решетки (см. фиг.13) определяются с помощью тестирования и записываются в ААС в табличном формате.
txtemp1
txtemp2
txtempn
rxtemp1
rxtemp2
rxtempn
Значения коэффициентов усиления G, G … G для температурной компенсации характеристик из точки А измерения мощности на базовых частотах в нисходящем канале до положения 1-го элемента антенны на каждой плоскости антенной решетки, и значения коэффициентов усиления G, G … G для температурной компенсации характеристик усиления от элементов ответвления до положения точки Н измерения мощности RSSI через ответвляющий сумматор плоскости антенной решетки и принимающий канал коррекции определяются с помощью тестирования.
Коэффициенты усиления каждой ступени в линии передающего канала настроены в режиме разомкнутого контура для подачи на антенну требуемой передаваемой мощности. В способе предусмотрены следующие стадии:
1) Настройка коэффициента усиления в режиме разомкнутого контура выполняется для каждой плоскости антенны после запуска ААС. Целевой коэффициент усиления передающего канала определяется как заданное значение теоретически желаемого коэффициента усиления от точки измерения мощности TSSI до положения элемента антенны, так что значение коэффициента усиления, требуемого для настройки в точке регулировки коэффициента усиления Кг канала промежуточной радиочастоты, может быть вычислено по целевому значению коэффициента усиления передающего канала, значению фактического коэффициента усиления при тестировании и значению коэффициента усиления для температурной компенсации. Для упрощения описания номер канала не указан в формуле, и коэффициент усиления каждого канала плоскости антенной решетки может быть вычислен по следующей формуле:
,
txad
txtar
tx
txtemp
где G является заданным значением регулируемого коэффициента усиления Kr передающего канала до блока многоступенчатого сумматора, G является целевым значением коэффициента усиления передающего канала, G является полученным при тестировании значением коэффициента усиления Кг передающего канала плоскости антенной решетки от блока обработки сигнала базовых частот до опорного элемента антенны, a G является значением отклонения коэффициента усиления при текущей температуре от нормальной температуры, при которой проводилось тестирование.
bf
bf11
bf12
bf1m
bf11
bf21
bf22
bf2m
bfnm
2) Настройки компенсации коэффициента усиления предоставляются для линии, отведенной от блока многоступенчатого сумматора до канала элемента антенны, так что обеспечивается равенство мощностей на элементах каждой плоскости антенной решетки с мощностью на 1-м элементе 1-й плоскости антенной решетки. Величина коэффициента усиления от блока многоступенчатого сумматора до элемента антенны обозначается G. Конкретный способ предусматривает следующие стадии: сначала вычитание из коэффициента усиления G 1-го элемента 1-й плоскости антенной решетки значений коэффициентов усиления G … G других элементов плоскости антенной решетки, и запись значений разностей коэффициентов усиления в модуль регулировки коэффициента усиления элементов между блоком многоступенчатого сумматора канала плоскости антенной решетки и антенной решеткой, так что коэффициенты усиления между элементами плоскости антенной решетки становятся согласованными; и затем вычитание из коэффициента усиления G 1-го элемента 1-й плоскости антенной решетки значений коэффициентов усиления G, G … G … G элементов других плоскостей антенной решетки, и запись значений разностей коэффициентов усиления в модуль регулировки коэффициента усиления элементов между блоком многоступенчатого сумматора канала плоскости антенной решетки и антенной решеткой, так что в результате коэффициенты усиления элементов из плоскостей антенной решетки становятся согласованными. Способ для реализации согласования мощности между элементами различных плоскостей антенной решетки может дополнительно предусматривать выбор одного элемента на каждой плоскости антенной решетки в качестве опорного, выравнивание коэффициентов усиления других элементов плоскости решетки с коэффициентом усиления опорного элемента, затем выбор одной плоскости решетки в качестве опорной плоскости, и компенсация значения разности между коэффициентом усиления опорного элемента на другой плоскости антенной решетки и коэффициентом усиления опорного элемента на опорной плоскости с помощью регулируемого коэффициента усиления канала плоскости решетки. Алгоритм настройки значений коэффициентов усиления в режиме разомкнутого контура показан на фиг.11.
Получается сопоставляющее соотношение между значениями измеренной мощности сигнала базовых частот и фактическими значениями мощности на элементах антенны в восходящем и нисходящем каналах, и измеряются показатели мощности на базовых частотах TSSI и RSSI для определения фактической передаваемой мощности соответствующего элемента. В этом конкретном способе предусмотрены следующие стадии:
rx
rxtemp
1) Фактический коэффициент усиления при тестировании от опорного элемента антенны на каждой плоскости антенной решетки до точки Н измерения мощности сигнала обратной связи на базовых частотах получается из параметра коэффициента усиления G, заранее сохраненного в ААС, компенсационное значение коэффициента усиления при текущей температуре получается из параметра температурной компенсации коэффициента усиления G, заранее сохраненного в ААС, а значение коэффициента усиления канала обратной связи по мощности текущего опорного элемента вычисляется. Для упрощения описания номер канала не указан в формуле, и коэффициент усиления каждого канала плоскости антенной решетки может быть вычислен по следующей формуле:
,
rxad
rx
rxtemp
где G является коэффициентом усиления канала обратной связи по мощности опорного элемента при текущей температуре, G является фактическим значением коэффициента усиления при тестировании канала обратной связи по мощности, a G является значением температурной компенсации канала обратной связи по мощности.
Показатель передаваемой мощности элемента RSSI (дБм) на порту антенны может быть вычислен из значения коэффициента усиления канала обратной связи по мощности при текущей температуре по формуле:
,
где RSSI (дБПШ) является значением отношения между измеренным значением мощности цифрового сигнала на базовых частотах и полным номинальным значением мощности на базовых частотах.
Требуемый коэффициент усиления для передающего канала получается из соотношения между номинальной мощностью элемента плоскости антенной решетки и номинальной мощностью сигнала базовых частот, а фактическая передаваемая мощность на положении элемента может быть вычислена по требуемому коэффициенту усиления и текущему измеренному показателю мощности сигнала на базовых частотах TSSI с помощью формулы:
,
txexp
где RSSI (дБПШ) является значением отношения между измеренным значением мощности цифрового сигнала на базовых частотах и полным номинальным значением мощности на базовых частотах, a G является требуемым коэффициентом усиления от блока обработки базовых частот до элемента в передающем канале.
Управление мощностью в каналах антенны в каждой плоскости подрешетки в режиме разделения времени выполняется в режиме замкнутого контура, и сигнал на базовых частотах передающего канала достигает элементов плоскости антенной решетки по передающему каналу. Каждая антенная подрешетка выводит сигналы обратной связи из одного из опорных элементов, и сигналы поступают на блок обработки базовых частот после прохождения через блок сумматора и принимающий канал коррекции. Значение коэффициента усиления каждого канала плоскости антенной решетки регулируется за счет сравнения измеренной мощности TSSI передаваемого вперед сигнала базовых частот и измеренной мощности сигнала обратной связи RSSI на порту антенны, так что передаваемая мощность плоскости антенной решетки согласована с передаваемой мощностью сигнала базовых частот. Поскольку n каналов плоскости антенной решетки мультиплексируются в один канал коррекции и при этом канал коррекции также должен выполнить функцию коррекцию антенны, необходимо выполнять измерение мощности в режиме замкнутого контура по очереди в момент защитного интервала GP между принимающим и передающим временными слотами в формате кадра данных. Пока измерение мощности в режиме замкнутого контура выполняется в одном канале плоскости антенной решетки, другие каналы находятся в состоянии ожидания. Измерение мощности в режиме замкнутого контура в одном канале плоскости антенной решетки предусматривает две стадии, т.е. передачу тестового сигнала и измерение показателей мощности TSSI и RSSI, а регулировка коэффициента усиления каждого канала выполняется после завершения измерения мощности в режиме замкнутого контура в канале плоскости решетки. Так как функция коррекции антенны запускается периодически, сбор значений коэффициентов усиления каналов плоскости решетки и информации о фазе проводится с использованием показанного на фиг.1 принимающего канала коррекции антенны и за счет передачи последовательности КА (последовательность данных базовых частот для коррекции антенны) на базовых частотах по передающему каналу в момент интервала GP между принимающим и передающим временными слотами в формате кадра данных. Следовательно, сбор данных коррекции антенны и сбор данных мощности, измеренной в режиме замкнутого контура, конфликтуют друг с другом, и захват ресурсов канала двумя рабочими режимами канала коррекции необходимо упорядочить по времени. В процессе управления мощностью в режиме замкнутого контура предусмотрены следующие рабочие стадии (блок-схема алгоритма управления показана на фиг.9):
1) Для канала коррекции антенны настроены два рабочих режима, т.е. режим управления мощностью и режим коррекции антенны. Программное обеспечение запускает режим управления мощностью и режим коррекции антенны через регулярные интервалы времени и оба режима не могут быть запущены одновременно.
2) Сначала канал коррекции мультиплексируется в режим управления мощностью, в котором группа широкополосных тестовых сигналов частоты посылаются по 1-му каналу плоскости антенной решетки (т.е. по каналу подрешетки с номером i=1) для измерения коэффициента усиления передающего канала. Широкополосные тестовые сигналы посылаются в момент интервала GP между принимающим и передающим временными слотами для устранения влияния сигналов восходящей и нисходящей служб на измеряемый уровень тестовых сигналов.
3) Принимаются сигнал измерения показателя передаваемой мощности TSSI и сигнал измерения показателя мощности обратной связи RSSI, ответвленного с порта антенны, и затем передача широкополосных тестовых сигналов прекращается.
4) Тестовые сигналы последовательно посылаются по всем каналам плоскости решетки, как описано в стадии 2), и повторяется стадия 3), пока не будет завершен сбор данных по всем каналам плоскостей решетки. В практических применениях можно определять, меньше ли номер i канала подрешетки величины n, где n равно числу каналов плоскости решетки. Когда определено, что номер i канала подрешетки меньше величины n, проводится выбор канала подрешетки номер i+1 и стадии 2) и 3) повторяются, пока не будет определено, что номер i канала подрешетки не меньше величины п.
5) Значение отклонения величины коэффициента усиления передающего канала получается согласно значению разности между измеренными показателями передаваемой мощности сигнала TSSI и сигнала обратной связи RSSI в каждом канале, и значение отклонения компенсируется в точке регулировки коэффициента усиления в канале промежуточной радиочастоты. Что касается способа определения значения отклонения величины коэффициента усиления передающего канала и способа компенсации в точке регулировки коэффициента усиления, можно посмотреть изложенные выше варианты осуществления и эти подробности здесь не повторяются.
6) Рабочий режим канала коррекции антенны переключается на режим коррекции антенны и запускается процесс коррекции антенны.
Дополнительный вариант осуществления 2:
Для решения проблем с отсутствием ответвляющего канала обратной связи в высокочастотной базовой станции ААС, невозможностью регулировки передаваемой мощности на порту антенны в замкнутом контуре управления, и невысокой точности передаваемой мощности, настоящий вариант осуществления предлагает способ для реализации управления мощностью в режиме замкнутого контура за счет использования принимающего канала коррекции антенны для удовлетворения требований управления мощностью. В этом варианте осуществления в аппаратуру ААС входят 4 канала плоскостей антенной решетки, при этом каждая плоскость антенной решетки содержит 64 пары элементов антенны, каждая пара состоит из двух элементов антенны, и таким образом всего имеется 4*64*2=512 элементов антенны, такая структура приведена с целью объяснения способа.
r1
r4
11
12
nm
a
a
a
Модуль обработки базовых частот выдает сигналы базовых частот в 4 пути передачи, и измеряет мощность данных базовых частот до их поступления в модуль обработки промежуточной радиочастоты, например, в точке измерения мощности TSSI, показанной на фиг.1. Значения измеренной мощности в 4 каналах называются TSSI1, TSSI2, TSSI3 и TSSI4. После преобразования сигналов каналов 4 путей в промежуточную радиочастоту коэффициент усиления канала регулируется с помощью аттенюатора с цифровым управлением (соответствует точкам регулировки коэффициента усиления K … K на фиг.4). Затем 4 пути передачи сигналов канала разделяются на 4*64 путей передачи сигналов канала с помощью блока многоступенчатого сумматора «2 в 1» (показан на фиг.4 и 5) и сигнал окончательно подается на 64 фидерных источника на 4 плоскостях антенной решетки. В каждом фидерном источнике можно выполнить регулировку коэффициента усиления. Точки регулировки коэффициента усиления называются K, K, … K, где n=4 соответствует числу каналов плоскостей антенной решетки; а m=64 соответствует числу фидерных источников для пар элементов каждой плоскости антенной решетки. Схема одной плоскости антенной решетки показана на фиг.4, а положение точек Ka показано на фиг.10. Каждый фидерный источник подключен к 2 элементам антенны, 1-й элемент на плоскости решетки выполняет роль опорного элемента, а элемент ответвления размещен рядом с опорным элементом для выполнения роли точки отбора сигнала обратной связи о передаваемой мощности опорного элемента. В каждой из 4 плоскостей антенной решетки имеется элемент ответвления, сигнал обратной связи с которого принимается и суммируется по соответствующей плоскости антенной решетки, как показано на фиг.4. Затем сигнал поступает в принимающий канал коррекции антенны для смещения радиочастотного сигнала на базовые частоты, как показано на фиг.8. Наконец, измерение мощности RSSI сигнала обратной связи выполняется на базовых частотах.
Для точного измерения мощности элемента на порту антенны нужно, прежде всего, получить характеристики коэффициента усиления передающего канала и ответвляющего канала обратной связи.
Коэффициент усиления передающего канала разделяется на коэффициент усиления канала от блока обработки базовых частот до опорного элемента на плоскости антенной решетки и на коэффициент усиления канала от блока обработки базовых частот к другим элементам на плоскости антенной решетки. Здесь сначала описано тестирование коэффициента усиления канала от блока обработки базовых частот до опорного элемента на плоскости антенной решетки в передающем канале. Характеристики коэффициента усиления включают в себя измеренный при тестировании коэффициент усиления канала при нормальной температуре и изменения коэффициента усиления при повышении и понижении температуры, измеренные при специальном тестировании. Для случая двух каналов даются 4 файла параметров характеристик коэффициента усиления при нормальной температуре и при изменившихся температурах. Файл коэффициента усиления передающего канала при нормальной температуре называется TxGain.txt, а файл коэффициента усиления ответвляющего канала обратной связи при нормальной температуре называется RxGain.txt. Информация тестирования, помещенная в файл коэффициента усиления при нормальной температуре, включает в себя индекс канала, индекс значения частоты теста, значение сигнала с датчика температуры во время тестирования и значения коэффициента усиления во время тестирования при различных точках перестройки частоты в разных каналах. Файл коэффициента усиления передающего канала при изменяющейся температуре называется TxTempGain.txt, а файл компенсации температурного изменения коэффициента усиления ответвляющего канала обратной связи называется RxTempGain.txt. Информация тестирования, помещенная в файл температурного изменения коэффициента усиления, включает в себя индекс канала, индекс значения частоты теста, значение индекса шага изменения температуры с датчика температуры и значения компенсации коэффициента усиления при различных значениях индекса шага температуры при различных точках перестройки частоты в разных каналах. Значения компенсации являются значениями отклонений коэффициента усиления при различных температурах от опорного значения при нормальной температуре.
Так как нельзя гарантировать, что каналы опорного элемента и других элементов в плоскости решетки после многоступенчатого сумматора будут полностью согласованными, необходимо соответственно тестировать коэффициенты усиления от входов каналов на плоскость решетки от блока многоступенчатого сумматора и до выходов от элементов на решетке.. Необходимо протестировать коэффициенты усиления 64 каналов на каждой плоскости решетки, и, таким образом, всего необходимо протестировать коэффициенты усиления 256 каналов на 4 плоскостях решетки. Относительная разность коэффициента усиления получается при сравнении коэффициента усиления канала каждого элемента с коэффициентом усиления канала опорного элемента, и, окончательно, значение компенсации коэффициента усиления записывается в файл TxKaGain.txt для использования при регулировке коэффициента усиления фидерного источника для каждого элемента.
В процессе регулировки мощности ААС предусмотрены три стадии: 1. Организация параметров точек регулировки коэффициента усиления для 4 каналов плоскости решетки и 256 каналов фидерных источников для режима разомкнутого контура так, чтобы передаваемая мощность каждого элемента была в значительной степени точная; 2. Сопоставление измеренной мощности передачи TSSI и полученной по обратной связи мощности RSSI с элементом антенны; и 3. Регулировка коэффициентов усиления 4 каналов плоскости решетки в режиме замкнутого контура согласно значениям измеренной мощности таким образом, чтобы дополнительно улучшить точность мощности антенны и отслеживающую регулировку изменений коэффициента усиления канала.
На первой стадии настройка коэффициентов усиления для режима разомкнутого контура конкретно включает следующие этапы:
1) Настройка коэффициента усиления в режиме разомкнутого контура выполняется на каждой плоскости антенны после запуска ААС. Целевой коэффициент усиления передающего канала определяется как заданное значение теоретически желаемого коэффициента усиления от точки измерения мощности TSSI до элемента антенны, так что значение коэффициента усиления, требуемого для настройки в точке регулировки коэффициента усиления Kr в 4 каналах плоскости решетки, может быть вычислено по целевому значению коэффициента усиления передающего канала, значению фактического коэффициента усиления при тестировании и значению коэффициента усиления для температурной компенсации. Для упрощения описания номер канала не указан в формуле, и коэффициент усиления каждого канала плоскости антенной решетки может быть вычислен по следующей формуле:
,
txad
txtar
tx
tx
txtemp
tx
где G является заданным значением регулируемого коэффициента усиления Kr передающего канала до блока многоступенчатого сумматора, G является целевым значением коэффициента усиления передающего канала, a G является полученным при тестировании значением коэффициента усиления передающего канала плоскости решетки от блока обработки сигнала базовых частот до опорного элемента антенны. Поскольку значение G получается из тестов при нормальной температуре окружающей среды, а значение G является отклонением величины коэффициента усиления при текущей температуре от его величины при тестах при нормальной температуре, текущая температура по данным датчика температуры и температура согласно датчику температуры, записанная во время тестирования G, запрашиваются в файле TxTempGain.txt для индексации значения компенсации коэффициента усиления при соответствующей температуре, так что разница между двумя значениями компенсации коэффициента усиления может быть вычислена для получения значения компенсации изменяющегося коэффициента усиления между двумя значениями температуры, а полученный при тестировании коэффициент усиления при нормальной температуре можно скорректировать для получения расчетного значения коэффициента усиления при текущей температуре.
bf
bf11
bf12
bf1m
bf11
bf21
bf22
bf2m
bfnm
2) Настройки компенсации коэффициента усиления предоставляются для линии, отведенной от блока многоступенчатого сумматора до канала элемента антенны, так что обеспечивается равенство мощностей на элементах каждой плоскости антенной решетки с мощностью в 1-м элементе 1-й плоскости антенной решетки. Величина коэффициента усиления от блока многоступенчатого сумматора до элемента антенны обозначается G. Конкретный способ предусматривает следующие стадии: сначала вычитание из коэффициента усиления G 1-го элемента 1-й плоскости антенной решетки значений коэффициентов усиления G … G (m=64) других элементов плоскости антенной решетки, и запись значений разностей коэффициентов усиления в модуль регулировки коэффициента усиления элементов между блоком многоступенчатого сумматора канала плоскости антенной решетки и элементом антенны, так что коэффициенты усиления между элементами плоскости антенной решетки становятся согласованными; и затем вычитание из коэффициента усиления G 1-го элемента 1-й плоскости антенной решетки значений коэффициентов усиления G, G … G … G (n=4, m=64) элементов других плоскостей антенной решетки, и запись значений разностей коэффициентов усиления в модуль регулировки коэффициента усиления элементов между блоком многоступенчатого сумматора канала плоскости антенной решетки и элементом антенны, так что в результате коэффициенты усиления элементов на плоскостях антенной решетки становятся согласованными. Способ для реализации согласования мощности между элементами различных плоскостей антенной решетки может дополнительно предусматривать выбор одного элемента на каждой плоскости антенной решетки в качестве опорного, выравнивание коэффициентов усиления других элементов плоскости решетки с коэффициентом усиления опорного элемента, затем выбор одной плоскости решетки в качестве опорной плоскости, и компенсация значения разности между коэффициентом усиления опорного элемента другой плоскости решетки и коэффициентом усиления опорного элемента на опорной плоскости посредством регулируемого коэффициента усиления канала плоскости решетки.
На 2-й стадии получается сопоставляющее соотношение между значениями измеренной мощности сигнала базовых частот и фактическими значениями мощности на элементах антенны в восходящем и нисходящем каналах, и измеряются показатели мощности на базовых частотах TSSI и RSSI для определения фактической передаваемой мощности соответствующего элемента. В этом конкретном способе предусмотрены следующие стадии:
rx
rxtemp
rxad
rx
rxtemp
1) Фактический коэффициент усиления при тестировании от опорного элемента антенны на каждой плоскости антенной решетки до точки Н измерения мощности сигнала обратной связи на базовых частотах получается из параметра коэффициента усиления G, заранее сохраненного в ААС, компенсационное значение коэффициента усиления при текущей температуре получается из параметра температурной компенсации коэффициента усиления G, заранее сохраненного в ААС, а значение коэффициента усиления канала обратной связи по мощности текущего опорного элемента вычисляется. Для упрощения описания номер канала не указан в формуле, и коэффициент усиления каждого канала плоскости антенной решетки может быть вычислен по следующей формуле: G = G + G
rxad
rx
rxtemp
где G является коэффициентом усиления канала обратной связи по мощности опорного элемента при текущей температуре, G является фактическим значением коэффициента усиления канала обратной связи по мощности при тестировании, a G является значением температурной компенсации канала обратной связи по мощности.
Показатель передаваемой мощности элемента RSSI (дБм) на порту антенны может быть вычислен из значения коэффициента усиления канала обратной связи по мощности при текущей температуре по формуле:
,
где RSSI (дБПШ) является значением отношения между измеренным значением мощности цифрового сигнала на базовых частотах и полным номинальным значением мощности на базовых частотах.
2) Требуемый коэффициент усиления для передающего канала получается из соотношения между номинальной мощностью элемента плоскости антенной решетки и номинальной мощностью сигнала базовых частот, а фактическая передаваемая мощность в положении элемента может быть вычислена по требуемому коэффициенту усиления и текущему измеренному показателю мощности сигнала на базовых частотах TSSI с помощью формулы:
,
txexp
где RSSI (дБПШ) является значением отношения между измеренным значением мощности цифрового сигнала на базовых частотах и полным номинальным значением мощности на базовых частотах, a G является требуемым коэффициентом усиления от блока обработки базовых частот до элемента в передающем канале.
На 3-й стадии выполняются измерение мощности в режиме замкнутого контура и регулировка коэффициента усиления. Управление мощностью в каналах антенны на каждой плоскости подрешетки в режиме разделения времени выполняется в режиме замкнутого контура, и сигнал на базовых частотах передающего канала достигает элементов плоскости антенной решетки по передающему каналу. Каждая антенная подрешетка выводит сигналы обратной связи от одного из опорных элементов, и сигналы поступают на блок обработки базовых частот после прохождения через блок сумматора и принимающий канал коррекции. Значение коэффициента усиления каждого канала плоскости антенной решетки регулируется за счет сравнения измеренной мощности TSSI передаваемого вперед сигнала базовых частот и измеренной мощности сигнала обратной связи RSSI на порту антенны, так что передаваемая мощность плоскости антенной решетки согласована с передаваемой мощностью сигнала базовых частот. Поскольку n каналов плоскости антенной решетки мультиплексируются в один канал коррекции и при этом канал коррекции также должен выполнить функцию коррекцию антенны, необходимо выполнять измерение мощности в режиме замкнутого контура по очереди в момент защитного интервала GP между принимающим и передающим временными слотами в формате кадра данных. Пока измерение мощности в режиме замкнутого контура выполняется в одном канале на плоскости антенной решетки, другие каналы находятся в состоянии ожидания. Измерение мощности в режиме замкнутого контура в одном канале плоскости антенной решетки предусматривает две стадии, т.е. передачу тестового сигнала и измерение показателей мощности TSSI и RSSI, а регулировка коэффициента усиления каждого канала выполняется после завершения измерения мощности в режиме замкнутого контура в канале плоскости решетки. Так как функция коррекции антенны запускается периодически, сбор значений коэффициентов усиления каналов плоскости решетки и информации о фазе проводится с использованием показанного на фиг.1 принимающего канала коррекции антенны и за счет передачи последовательности КА (последовательность данных базовых частот для коррекции антенны) на базовых частотах по передающему каналу в момент интервала GP между принимающим и передающим временными слотами в формате кадра данных. Следовательно, сбор данных коррекции антенны и сбор данных мощности, измеренной в режиме замкнутого контура, конфликтуют друг с другом, и захват ресурсов канала двумя рабочими режимами канала коррекции необходимо упорядочить по времени. В процессе управления мощностью в режиме замкнутого контура предусмотрены следующие конкретные рабочие стадии:
1) Для канала коррекции антенны настроены два рабочих режима, т.е. режим управления мощностью и режим коррекции антенны. Программное обеспечение запускает режим управления мощностью и режим коррекции антенны через регулярные интервалы времени и оба режима не могут быть запущены одновременно.
2) В режиме управления мощностью группа широкополосных тестовых сигналов посылается по 1-му канала плоскости антенной решетки для измерения коэффициента усиления передающего канала. Широкополосные тестовые сигналы посылаются в момент интервала времени GP между принимающим и передающим временными слотами для устранения влияния сигналов восходящей и нисходящей служб на измеряемый уровень тестовых сигналов.
3) Принимаются сигнал измерения показателя передаваемой мощности TSSI и сигнал измерения показателя мощности обратной связи RSSI, снимаемого с порта антенны, и затем передача широкополосных тестовых сигналов прекращается.
4) Тестовые сигналы последовательно посылаются по всем каналам плоскости решетки, как описано в стадии 2), и повторяется стадия 3), пока не будет завершен сбор данных по всем каналам плоскостей решетки.
5) Значение отклонения величины коэффициента усиления передающего канала получается согласно значению разности между измеренными показателями передаваемой мощности сигнала TSSI и сигнала обратной связи RSSI в каждом канале, и значение отклонения компенсируется в точке регулировки коэффициента усиления в канале промежуточной радиочастоты.
6) Рабочий режим канала коррекции антенны переключается на режим коррекции антенны и запускается процесс коррекции антенны.
7) Перечисленные выше стадии запускают первый цикл управления мощностью в режиме замкнутого контура и коррекции антенны, и стадии с 2) по 6) повторяются, когда таймер системного программного обеспечения запускает следующий цикл управления мощностью в режиме замкнутого контура и коррекции антенны, тем самым осуществляется выполнение полного цикла.
Дополнительный вариант осуществления 3:
Аппаратное устройство канала антенной решетки в настоящем изобретении включает в себя n*m каналов спаренных элементов. В традиционной базовой станции 5G многоступенчатый блок сумматора в аппаратном канале можно снять, так что будет образовано n*1 каналов спаренных элементов. В традиционной базовой станции 5G можно спроектировать точку ответвления сигнала обратной связи на выходе усилителя мощности перед каждым элементом, и вводить базовые частоты через ответвляющий сумматор и принимающий канал коррекции для выполнения измерения показателя мощности RSSI. Измененная архитектура аппаратной части все еще может реализовать управление мощностью с использованием способа, описанного в настоящем изобретении. Конкретные стадии реализации предусматривают:
тестирование для получения коэффициентов усиления и значений температурной компенсации коэффициентов усиления для n передающих каналов;
тестирование для получения коэффициентов усиления и значений температурной компенсации коэффициентов усиления для n принимающих каналов коррекции, поскольку имеется n точек ответвления сигналов обратной связи;
настройка сопоставления коэффициента усиления мощности от точки TSSI блока обработки базовых частотах до элемента антенны, чтобы получить показатель мощности TSSI (дБм) на элементе антенны, и настройка сопоставления коэффициента усиления мощности от элемента антенны до точки измерения показателя мощности RSSI на базовых частотах согласно 2-й стадии для получения показателя мощности RSSIx (дБм) на каждом элементе антенны, где х указывает последовательный номер канала и х = 1, 2 … n;
настройка регулируемых коэффициентов усиления в n путях в режиме разомкнутого контура, чтобы обеспечить приближение значения передаваемой мощности элемента к желаемому значению мощности; и
запуск измерения мощности и управления в режиме замкнутого контура для выполнения регулировки коэффициентов усиления в n путях.
Дополнительный вариант осуществления 4:
В этом варианте осуществления настоящего изобретения настройка коэффициента усиления передающего канала включает в себя процесс в режиме разомкнутого контура и процесс в режиме замкнутого контура. Блок-схема алгоритма настройки в режиме разомкнутого контура показана на фиг.11, в нем регулируемый коэффициент усиления канала плоскости решетки сначала настраивается настройкой коэффициента усиления Кг каждого канала подрешетки в режиме разомкнутого контура с канала 1-й плоскости антенной решетки (т.е. номер канала подрешетки i=1); и затем настройки регулируемого коэффициента усиления каждого источника канала решетки на плоскости решетки, т.е. настройка коэффициента усиления Ka канала источника решетки в подрешетке в режиме разомкнутого контура от номера канала источника решетки j=1, пока не будет выполнена настройка всех каналов плоскости решетки и всех каналов источников решетки в каждой подрешетке. В практических применениях можно определять, меньше ли номер i канала подрешетки величины n, где n равно числу каналов плоскости решетки. Когда определено, что номер канала подрешетки i меньше величины n, проводится выбор канала подрешетки номер i+1 и стадия настройки коэффициента усиления каждого канала подрешетки в режиме разомкнутого контура повторяется, пока не будет определено, что номер i канала подрешетки не меньше величины n. В практических применениях можно определять, меньше ли номер j канала источника решетки величины m, где m равно числу каналов источников решетки. Когда определено, что номер j канала источника решетки меньше величины т, проводится выбор канала источника решетки номер j+1 и стадия настройки коэффициента усиления каждого канала источника решетки в подрешетке в режиме разомкнутого контура повторяется, пока не будет определено, что номер канала источника решетки j не меньше величины m.
После выполнения полного цикла выполнена настройка коэффициентов усиления в n*m путях в режиме разомкнутого контура. Блок-схема алгоритма управления мощностью в режиме замкнутого контура показана на фиг.9, в нем после достижения момента времени для управления мощностью в режиме замкнутого контура программное обеспечение сначала выбирает режим мультиплексирования принимающего канала коррекции как режим управления мощностью в режиме замкнутого контура, затем выбирает канал 1 плоскости решетки и подает последовательность сигналов КА (последовательность коррекции антенны) с источника сигнала в блоке обработки базовых частотах канала для измерения показателей мощности TSSI 1/RSSI на базовых частотах, затем прекращает передачу последовательности сигналов АК после завершения измерения мощности. После того, как последовательно собрана информация о мощности во всех каналах, вычисляется отклонение коэффициента усиления канала, и, наконец, завершается регулировка коэффициента усиления.
Поскольку амплитудно-фазовая характеристика канала будет изменяться при каждой регулировке коэффициента усиления передающего канала, то коррекцию антенны необходимо проводить снова, время начала первой корректировки антенны выбирается после запуска ААС и завершения первой регулировки коэффициентов усиления в режиме замкнутого контура, после этого функция коррекции антенны запускается согласно настройкам режима замкнутого контура регулировки коэффициентов усиления. Если коэффициент усиления был правильно настроен в режиме замкнутого контура и температура окружающей среды существенно не изменяется, коэффициент усиления передающего канала для каждого элемента будет в относительно стабильном значении на протяжении долгого времени и регулировка мощности в режиме замкнутого контура не будет запускаться долгое время. Однако поскольку формирование диаграммы направленности плоскости антенной решетки гораздо более чувствительно к фазовым характеристикам, чем к характеристикам коэффициента усиления канала решетки, это состояние не может гарантировать, что фазовые характеристики канала также удовлетворяют требованиям формирования диаграммы направленности, и поэтому коррекцию антенны необходимо запускать периодически. Программному обеспечению нужно запретить запуск измерения мощности в режиме замкнутого контура, когда выполняется коррекция антенны, т.е. эти две функции являются взаимно исключающим для любого момента времени.
Когда значение разности между показателями мощности TSSI и RSSI, полученными при измерении мощности в режиме замкнутого контура, слишком велико и достигает порогового значения исключения, считается, что в системе возникло состояние исключения, которое может быть программным исключением, исключением передающего канала или исключением ответвляющего канала обратной связи. В этот момент режим замкнутого контура может быть остановлен независимо от причин, и может быть выполнена настройка коэффициента усиления канала в режиме разомкнутого контура. Если исключение возникает в канале обратной связи, этот способ может защитить усилитель мощности радиочастоты и стабилизировать передаваемую мощность.
Дополнительный вариант осуществления 5:
В этом варианте осуществления настоящего изобретения коэффициент усиления каждой пары элементов необходимо настраивать в режиме разомкнутого контура на плоскости антенной подрешетки, чтобы обеспечить, что коэффициенты усиления элементов плоскости подрешетки являются согласованными, и в тоже время необходимо скорректировать коэффициенты усиления элементов внутри множества плоскостей решетки. Настройки компенсации коэффициента усиления проводятся на канале от входа блока многоступенчатого сумматора до элемента антенны, так что обеспечивается равенство коэффициентов усиления на элементах разных плоскостей антенной решетки.
Выравнивание коэффициентов усиления может быть реализовано с помощью двух следующих способов: первый способ предусматривает выбор одного элемента на каждой плоскости решетки как опорного элемента, выравнивание других элементов каждой плоскости антенной решетки с опорным элементом плоскости решетки за счет настройки регулируемого коэффициента усиления фидерного источника элемента, и затем выравнивание значений разностей коэффициентов усиления между плоскостями решетки с помощью точек регулировки коэффициента усиления в канале цифровой обработки сигнала. Второй способ предусматривает выбор из множества плоскостей решетки на ААС одного элемента на одной плоскости решетки в качестве опорного элемента, в то время как все остальные элементы считаются не опорными элементами, и вычисление значения разности коэффициентов усиления за счет сравнения с опорным элементом для компенсации значения отклонения путем регулировки коэффициента усиления фидерного источника элемента, и таким образом обеспечивается, что коэффициенты усиления на разных плоскостях антенной решетки становятся выровненными.
Дополнительный вариант осуществления 6:
В этом варианте осуществления настоящего изобретения ответвление мощности в порт антенны может быть реализовано за счет ответвления сигнала с элемента антенны или за счет ответвления сигнала с фидерной линии антенны, подсоединенной к элементу. В обоих способах можно реализовать управление мощностью в режиме замкнутого контура. Как показано на фиг.12, ответвление сигнала обратной связи с элемента может помочь снизить сложность проектирования компоновки элементов антенны, но при этом характеристика постоянства коэффициента усиления в полосе частот относительно плохая. Ответвление сигнала обратной связи с фидерной линии антенны приводит к хорошей характеристики постоянства коэффициента усиления в полосе частот, но проектирование соединительных линий становится относительно сложным.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен носитель данных с хранящейся в нем компьютерной программой, причем компьютерная программа во время своего выполнения вызывает реализацию одного из указанных выше способов.
При необходимости в этом варианте осуществления носитель данных может быть выполнен с возможностью хранения программного кода для выполнения следующих стадий:
На стадии S1 выполняется прием назначенным пакет-модулем из числа n пакет-модулей сигнала базовых частот, посланного с блока обработки базовых частот, и передача принятого сигнала базовых частот на блок обработки базовых частот через блок ответвляющего сумматора плоскости решетки и блок коррекции антенны, где n является целым положительным числом, при этом блок обработки базовых частот, n пакет-модулей, подключенных к блоку обработки базовых частот, блок ответвляющего сумматора плоскости решетки, подключенный к каждому из n пакет-модулей, и блок коррекции антенны, подключенный к блоку ответвляющего сумматора плоскости решетки, расположены на антенной решетке, и каждый из n пакет-модулей включает в себя: первый блок регулировки коэффициента усиления и элемент антенной решетки, подключенный к первому блоку регулировки коэффициента усиления.
На стадии S2 выполняется сравнение блоком обработки базовых частот значения мощности принятого сигнала базовых частот во время тестирования со значением передаваемой мощности от блока обработки базовых частот во время тестирования с целью определения коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в назначенном пакет-модуле согласно результату сравнения, и указание величины коэффициента усиления первому блоку регулировки коэффициента усиления.
На стадии S3 выполняется регулировка n первыми блоками регулировки коэффициента усиления согласно коэффициенту усиления, коэффициента усиления первого блока регулировки коэффициента усиления в пакет-модуле из числа n пакет-модулей, кроме назначенного пакет-модуля; так что n элементов антенной решетки в n пакет-модулях имеют одинаковую передаваемую мощность.
При необходимости в этом варианте осуществления носитель данных может содержать, помимо прочего, накопитель USB, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), переносной накопитель на жестком диске, диск или оптический диск или любой другой носитель данных, который может хранить программный код.
При необходимости конкретные примеры в этом варианте осуществления могут относиться к примерам, описанных в указанных выше вариантах осуществления и в альтернативных вариантах осуществления, и они не будут описаны здесь повторно.
Очевидно, что специалист в этой области техники поймет, что описанные выше модули и стадии в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы с использованием универсального вычислительного устройства, могут быть встроены в выделенное вычислительное устройство или распределены по сети, которая состоит из множества вычислительного устройств; и, альтернативно, они могут быть реализованы при использовании выполняемого программного кода на вычислительном устройстве, так что они могут храниться в носителе данных и выполняться вычислительным устройством, в некоторых случаях показанные или описанные стадии могут выполняться в последовательности, отличной от приведенной здесь, или они могут быть изготовлены в виде различных модулей интегральных схем соответственно, или множество модулей или стадий способов могут быть изготовлены в виде одного модуля интегральной схемы, это может быть реализовано. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено какой-то конкретной комбинацией аппаратного и программного обеспечения.
Выше приведены просто варианты осуществления настоящего изобретения, которые не предназначены для ограничения вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисты в этой области техники могут внести различные изменения и отклонения в варианты осуществления настоящего изобретения. Любые поправки, эквивалентные замены, улучшения и т.п., лежащие в рамках принципа вариантов осуществления настоящего изобретения, включены в объем правовой охраны, относящийся к вариантам осуществления настоящего изобретения.