CN104067443A - 移动通信基站的天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动通信基站的天线系统，具备信号分离部和远程控制对象设备，其中，所述信号分理部具备在天线的天线罩的内部，分离从基站主体系统通过供电电缆传送的无线信号、直流电源信号以及天线控制用的预设的格式的控制信号的合成信号，直流电源信号以及控制信号与无线信号分离而进行输出，无线信号提供给天线部；所述远程控制对象设备在天线的天线罩内部接收从信号分离部输出的直流电源信号以及控制信号，直流电源信号作为动作电源使用，具备将控制信号变换为内部可识别的预设的格式的调制解调器，根据控制信号执行天线控制动作。

Description

移动通信基站的天线系统

技术领域

本发明涉及移动通信基站的天线系统，特别是，涉及基于3GPP（3rd Generation Partnership Project：第三代合作伙伴计划）或根据AISG（Antenna Interface Standards Group：天线接口标准组织）协议对相应天线的动作进行远程控制的天线系统。

背景技术

当前广泛使用的移动通信基站的天线系统通常具备垂直排列有多个能用相互垂直的两个极化波（通常是X型极化波）来进行发送或接收的辐射元件的构造。关于X型极化波，极化波平面基本上相对于水平或垂直平面成+45度或－45度的角度进行排列。

在这样的天线系统中，通常具备用于以远程方式控制天线的辐射波束的状态的装置，例如，以用于进行电子方式的下倾（Down Tilt）角调节的RET（Remote Electrical Tilt：远程电控）装置为代表，可以具备用于以远程方式进行方位角转向调节的RAS（Remote Azimuth Steering：远程方位转向）装置以及以远程方式进行方位角的波束宽度调节的RAB（Remote Azimuth Beamwidth：远程方位波束宽度）装置等。作为具备这样的装置的天线的例子，可举出由安费诺公司（Amphenol Corporation）在先提出申请的大韩民国专利公开号第10－2010－012202号（发明名称：具有多设备控制单元的多波束天线，发明人Gregory Girard、Frank Soulie，公开日：2010年11月19日）所公开的例子。

在上述中，例如，为了减少同信道干扰（Co－channel interference）或覆盖在基站附近不能提供服务的地区而使用下倾角调节。此外，还为了在市区通话量密集而基站较多的地区将各基站扇区间重叠减至最少、减小由天线旁瓣（Side－lobe）造成的对相邻基站的干扰而使用。

为了对如上所述的RET装置或RAS装置以及RAB装置进行控制，近年来，提出了AISG（Antenna Interface Standards Group）v2.1.0，还提出了通过3GPP（3rd Generation Partnership Project）协议的通信方式。

图1是在以往的移动通信基站中进行天线的RET控制用的框结构的一个例示图。按照3GPP或AISG的标准，例如，RET控制大致区分为主站（primary station）和从属站（secondary station）。参照图1，移动通信基站通常可以由设置在像建筑物或支柱等那样的较高的位置的天线系统、设置在地面上的基站主体系统、以及在它们之间进行连接的供电电缆（feeder cable）构成，所述主站部分相当于基站主体系统，从属站部分相当于天线系统。

更详细地说明为，主站部分作为主要（master）部分，指的是能具备在基站主体系统中的、MCU（Master Control Unit：主控制单元）22等发送控制信号的部分，从属站作为从属（slave）部分，是像RET14和ALD调制解调器（Antenna Line Device Modem：天线装置的调制解调器）13那样接收控制信号执行与相应控制信号对应的动作的部分。

基站主体部21执行基本的发送和接收RF信号处理动作，通过供电电缆发送RF信号，在MCU22中发送相当于驱动RET设备14用的动作电源的DC信号和控制用的RS485通信信号。从以上两部分发送的信号在基站主体系统具备的下部调制解调器（Bottom ALD modem）23中变换为DC（Direct Current：直流）信号+RF信号+OOK（On－Off Keying：开关键控）信号而汇合。上述信号再通过供电电缆发送到天线底端。天线系统所具备的上部调制解调器（Top ALD modem）13从像上述那样通过供电电缆传送的信号中滤除DC信号＋OOK信号而提供给RET设备14，使得RET设备14能够接收命令。

此时，在上部调制解调器13与RET设备14之间通过AISG电缆进行连接而发送信号，在上部调制解调器13与天线10之间通过供电电缆进行连接而传送RF信号。此外，上部调制解调器13将与所述DC信号+OOK信号分离的RF信号提供给由多个发送和接收辐射元件构成的第一天线部11。另一方面，天线10可以具备分别由多个发送和接收辐射元件构成的多个天线部，例如，可以具备第一天线部11和第二天线部12等，用于控制RET设备14的控制信号可以通过其中的一个天线部，例如第一天线部11的供电电缆来提供。

另一方面，虽然在上述中以RET设备14为例，作为安装于天线10，接收从基站主体系统传送的控制信号而执行与相应控制信号对应的动作的设备，但是，也可以同样地安装RAS和RAB设备并以相同方式进行动作。此外，在RET设备、RAS设备以及RAB设备全部安装的情况下，它们之间可以具有利用AISG电缆以菊链（daisy chain）方式进行连接的构造。此时，可以以使从外部的上部调制解调器13提供的DC+RS485信号首先提供给RET设备的方式进行连接。

另一方面，参照如上所述的结构，RET设备14等被安装在形成天线10的外观的天线罩内部，以通过AISG连接器与外部连接的方式设置。此外，上部调制解调器13作为独立的设备而附加设置在天线10的天线罩的外部的底端，通过AISG电缆与RET设备14连接，关于天线10，则通过独立的供电电缆与形成在天线10的天线罩的下部帽的连接器，例如，DIN（Deutsch Industrial Norms：德国工业标准）连接器连接。

在这样的结构中，除了为了将信号从基站主体系统传递到天线系统而需要的几m~几十m的供电电缆以外，为了在上部调制解调器13与RET设备14和天线10的连接器之间传递信号，还需要追加独立的供电电缆和AISG电缆。此外，对于上部调制解调器13本身，也构成为独立的构成物而以安装在天线10的外部的构造进行设置，因此，在设置费用、设置空间以及重量等方面存在相当大的负担。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于，提供一种移动通信基站的天线系统，能简化用于接收从设置在天线系统的基站主体系统传送的控制信号而执行与相应控制信号对应的动作的装置以及所需的部件，能使设置变得容易而减少由设备设置造成的费用，能减少所需的设置空间和重量。

用于解决课题的方案

为了达成上述的目的，本发明的移动通信基站的天线系统，其特征在于，包括信号分离部和远程控制对象设备，其中，所述信号分理部具备在天线的天线罩的内部，分离从基站主体系统通过供电电缆传送的无线信号、直流电源信号以及天线控制用的预设的格式的控制信号的合成信号，所述直流电源信号以及所述控制信号与所述无线信号分离进行输出，所述无线信号提供到天线部；所述远程控制对象设备在所述天线的天线罩内部接收从所述信号分离部输出的所述直流电源信号以及所述控制信号，将所述直流电源信号作为动作电源使用，具备将所述控制信号变换为内部可识别的预设的格式的调制解调器，根据所述控制信号执行天线控制动作。

在上述中，从信号分离部输出的所述控制信号的特征在于，是OOK（On－Off Keying）信号格式，所述远程控制对象设备将所述OOK信号格式变换为RS485信号和TTL（Transistor－Transistor Logic：晶体管－晶体管逻辑）信号。

在上述中，远程控制对象设备包括：将从所述信号分离部输出的直流电源信号作为内部各功能部的动作电源进行提供的电源部；将所述OOK信号变换为TTL（Transistor－Transistor Logic）信号的所述调制解调器；将从所述调制解调器输出的TTL信号变换为RS485信号的第一RS485电路；将从所述第一RS485电路输出的RS485信号重新变换为TTL信号的第二RS485电路；以及接收从所述第二RS485电路输出的TTL信号，识别控制命令，对驱动为了控制天线的动作而预设的电/机械设备的驱动部输出动作控制信号的CPU（Central Processing Unit：中央处理单元）。

发明效果

如上所述，根据本发明的移动通信基站的天线系统，能简化用于接收从基站主体系统传送的控制信号而执行与相应控制信号对应的动作的装置以及所需的部件，能使设置变得容易而减少由设备设置造成的费用，能减少所需的设置空间和重量。

附图说明

图1是用于在以往的移动通信基站中进行天线的RET控制的框结构的一个例示图。

图2是用于在本发明的一个实施例的移动通信基站中进行天线的RET控制的基站主体系统和天线系统的概略性的框结构图。

图3是图2中的天线的主要部分的详细结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。在以下说明中，对相同的构成要素尽可能标注相同的附图标记。

图2是用于在本发明的一个实施例的移动通信基站中进行天线的RET控制的基站主体系统以及天线系统的概略性的框结构图。参照图2，本发明的一个实施例的移动通信基站与以往类似，可大致区分为基站主体系统和天线系统。此外，在基站主体系统中，为了按照3GPP或AISG的标准执行与主站（primary station）相当的动作而具备MCU（Master Control Unit）22以及下部调制解调器23等，在天线系统中，为了执行与从属站（secondary station）相当的动作而具备根据本发明的特征的RET设备16以及信号分离部15。天线系统与基站主体系统之间用供电电缆（feeder cable）连接。

基站主体部21与以往相同，执行基本的发送和接收RF信号处理动作，通过供电电缆发送RF信号。在MCU22中发送相当于驱动RET设备16用的动作电源的DC信号和控制用的RS485通信信号。从以上两部分发送的信号在基站主体系统具备的下部调制解调器（Bottom ALD modem）23中变换为直流电源信号（DC信号）+无线信号（RF信号）+天线控制用的预设的格式的控制信号（OOK信号）而汇合。即，下部调制解调器23将从MCU22提供的RS485通信信号变换为作为能通过供电电缆传送的格式的信号的预设的OOK（On－Off Keying）信号，将其与从基站主体部21传送的RF信号进行合成。

像这样，从基站主体系统通过供电电缆传送的信号提供给天线系统，其中，不经由以往的下部调制解调器（图1的13），根据本发明的特征，以通过供电电缆直接与形成在天线10的天线罩的下部帽的连接器（DIN连接器）连接的方式构成。即，在本发明中，不具备独立地附着在以往的天线10的外侧的下部调制解调器（图1的13）。

天线10在其天线罩的内部具备信号分离部15，为了分离RF信号和DC信号（以及与DC信号结合的OOK信号），信号分离部15可以具有由电容器C和感应器L简单构成的T型偏置器（bias－T）构造，可以由印刷有相关的部件和电路图案的PCB（Printed Circuit Board：印刷电路板）形态实现。具有这样的构造的信号分离部15在天线10的内部接收通过供电电缆输入到DIN连接器的RF+DC+OOK信号，滤除DC信号＋OOK信号后提供给RET设备16，RF信号提供给由多个收发用辐射元件构成的第一天线部11。另一方面，天线10可以具备分别由多个发送和接收辐射元件构成的多个天线部，例如，可以具备第一天线部11和第二天线部12等，在本发明中，用于控制RET设备16的控制信号可以通过其中的一个天线部，例如第一天线部11的供电电缆来提供。

在RET设备16中，与以往同样地具有用于进行RET控制的基本的结构，与此同时，根据本发明的特征，接收从所述信号分离部15提供的DC+OOK信号，将DC信号作为动作电源使用。此外，RET设备16具备将OOK信号变换为内部可识别的预设的格式，例如，变换为RS485信号和TTL（Transistor－Transistor Logic）信号的调制解调器161。由此，RET设备16通过内部具备的所述调制解调器161接收RET控制命令而执行相关的RET控制动作。在该情况下，RET设备16与信号分离部15之间可以利用通常的同轴电缆进行连接。

参照如上所述的结构，本发明的RET设备16以及信号分离部15等安装在形成天线10的外观的天线罩内部，它们之间具有利用（与供电电缆相比相当廉价的）通常的同轴电缆进行连接的构造，因此，与以往的上部调制解调器（图1的13）的设置构造相比，能够减少所需的供电电缆的数量，而且不需要连接上部调制解调器（图1的13）和RET设备14的AISG电缆。此外，还能减少对上部调制解调器（图1的13）本身的额外的制作费用或将上部调制解调器安装到天线10的外部所需的设置费用等。

另一方面，虽然在上述中以RET设备16为例，作为安装在天线10而接收从基站主体系统传送的控制信号而执行与相应控制信号对应的动作的设备，但是，也可以同样地安装RAS和RAB设备，以同样的方式进行动作。此外，在RET设备、RAS设备以及RAB设备全都安装的情况下，它们之间可以具有利用AISG电缆以菊链方式进行连接的构造。

图3是图2中的天线的主要部分的详细结构图，公开了信号分离部15和RET设备16的详细结构等。参照图3，信号分离部15具有基本上由电容器C和感应器L简单构成的T型偏置器构造，通过第一电容器C1实质上只分离出RF信号而提供给天线部11，通过第一感应器L1实质上分离出DC+OOK信号而提供给RET设备16。

在RET设备16中，具备接收从所述信号分离部15提供的DC+OOK信号并将其中的DC信号作为内部各功能部的动作电源进行提供的电源部162，此外，像已在上述图2中说明的那样，还具备将OOK信号变换为TTL信号的调制解调器161。这样的电源部162例如可以接受10～30V的DC电压供给，可以具备3个功率IC，例如，分别变换为+12V、+5V、+3 .3V的电压而提供给需要相应电压的各功能部。

从调制解调器161输出的TTL信号提供给第一RS485电路163，第一RS485电路163将其变换为RS485信号而提供给第二RS485电路164。第二RS485电路164将其重新变换为CPU（Central Processing Unit）可接收的TTL信号，提供给CPU165。由此，接收CPU165控制命令，为了驱动作为用于进行RET调节的电/机械设备的电机17和MLPS（Multi Line Phase Shifter：多线移相器）18而对电机驱动部166输出动作控制信号，电机驱动部166据此驱动所述电机17。

在上述中，之所以利用第一RS485电路163和第二RS485电路164将从调制解调器161提供的TTL信号变换为RS485信号之后再重新变换为TTL信号，是为了例如以菊链形态连接的作为其它远程控制对象设备的RAS以及RAB设备或另一个RET设备等，在第一RS485电路163中变换为RS485信号的信号以除第二RS485电路164以外还分配到AISG连接器的方式构成，由此构成为向外部提供。由此，在RAS设备以及RAB设备或RET设备等以菊链形态连接的情况下，如上所述，可以接收从RET设备16向外部输出的RS485信号。

另一方面，所述MLPS18以使第一天线部11（和/或第二天线部12）的各辐射元件的相位彼此产生预设的相位差的方式进行调节，从而调节整个天线的下倾（Down Tilt）角。虽然所述MLPS18实际上被设置为从信号分离部15提供给第一天线部11（和/或第二天线部12）的各辐射元件的信号路径，但是，在图3中，为了说明的方便，只是概略性地示出了MLPS18的位置。

可以像上述那样构成本发明的一个实施例的移动通信基站的天线系统的结构并进行动作，另一方面，虽然在上述的本发明的说明中对具体的实施例进行了说明，但是，可以在不脱离本发明的范围的情况下实施多种变形。

例如，在上述的说明中，虽然以RET设备16为例作为安装在天线10而接收从基站主体系统传送的控制信号来执行与相应控制信号对应的动作的设备，但是，还可以同样地安装RAS以及RAB设备，以同样的方式进行动作。此外，还可以以同样的方式设置多种设备。

Claims (6)

1.一种天线系统，是移动通信基站的天线系统，其特征在于，包括：

信号分离部，具备在天线的天线罩的内部，分离从基站主体系统通过供电电缆传送的无线信号、直流电源信号以及天线控制用的预设的格式的控制信号的合成信号，所述直流电源信号以及所述控制信号与所述无线信号分离而进行输出，所述无线信号提供到天线部；以及

远程控制对象设备，在所述天线的天线罩内部接收从所述信号分离部输出的所述直流电源信号以及所述控制信号，将所述直流电源信号作为动作电源使用，具备将所述控制信号变换为内部可识别的预设的格式的调制解调器，根据所述控制信号执行天线控制动作。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，

从所述信号分离部输出的所述控制信号是OOK（On－Off Keying）信号格式，所述远程控制对象设备将所述OOK信号格式变换为RS485信号以及TTL（Transistor－Transistor Logic）信号。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述远程控制对象设备包括：

电源部，将从所述信号分离部输出的直流电源信号作为内部各功能部的动作电源进行提供；

所述调制解调器，将所述OOK信号变换为TTL（Transistor－Transistor Logic）信号；

第一RS485电路，将从所述调制解调器输出的TTL信号变换为RS485信号；

第二RS485电路，将从所述第一RS485电路输出的RS485信号重新变换为TTL信号；以及

CPU（Central Processing Unit），接收从所述第二RS485电路输出的TTL信号，识别控制命令，对驱动为了控制天线的动作而预设的电/机械设备的驱动部输出动作控制信号。

4.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，具有如下结构，即，

从所述第一RS485电路向第二RS485电路提供的R485信号被分配到相应远程控制对象设备的外部而输出。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的天线系统，其特征在于，

所述信号分离部（15）具有由电容器（C）和感应器（L）构成的T型偏置器构造，以印刷有相关的部件和电路图案的PCB（Printed Circuit Board）形态实现。

6.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的天线系统，其特征在于，

所述远程控制对象设备是用于进行电子方式的下倾（Down Tilt）角调节的RET（Remote Electrical Tilt）设备、用于进行方位角转向调节的RAS（Remote Azimuth Steering）设备、以及用于进行方位角的波束宽度调节的RAB（Remote Azimuth Beamwidth）设备中的至少一种。