CN1198360C - 移动电话系统中发射机和接收机单元上的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种涉及移动电话系统的收发信单元的方法，其中的收发信单元安装在建筑物内并用于建筑物内的移动电话业务，而且其中的建筑物包括通风系统。本发明的特征是，在所述建筑物的通风系统附属的一个或多个通风管(9、10)中，安装一根或多根天线(17、18、20、21)，并把所述一根或多根天线(17、18、20、21)与收发信单元(16)连接。

Description

移动电话系统中发射机和接收机单元上的方法和装置

技术领域

本发明涉及适用于移动电话系统的收发信单元的一种方法。本发明还涉及实施该方法的一种装置。

更具体说，本发明涉及在大型建筑物中，特别是在非常高的建筑物，诸如所谓摩天大楼中移动电话系统的一种方法和装置。移动电话系统可以是任何已知的无线移动系统，例如GSM系统。虽然下面参照GSM系统说明本发明，但是应当指出，本发明不限于该特定系统。例如，该系统可以是PABX系统或无线LAN系统。本发明还能用于大型建筑物中完全内部的无线移动电话系统，而该内部系统通过已有电话网络与外界连接。

背景技术

在大型建筑物，特别是摩天大楼中使用移动系统，存在严重的问题，除非在涉及的建筑物中采取措施。这一点归结于若干理由。一个理由在实际的建筑物本身，因为摩天大楼一般包括极大数量的加强钢筋、钢梁等等，这些材料会在磁性上屏蔽大楼，不受外界影响。大楼通常大部分覆着有金属镀层的外墙玻璃也有该种作用。因此必须在高层建筑物中安装大量与移动电话通信的基站，而且这些基站要能覆盖整个建筑物面积。这就提出一个涉及与给定的移动电话通信的基站的系统问题。

另一个问题是在大型建筑物内提供有效的无线电覆盖范围问题。当使用地面安装的基站时，由于建筑物使无线电信号衰减，从而覆盖范围越进入建筑物越弱。地面安装的基站是指位于室外的基站。

还有一个问题是大型建筑物需要高的网络容量，因为在这种建筑物内有大量用户。例如，如果高层建筑物与地面基站有良好的无线电接触，那么所述建筑物将占用该基站的大部分容量，从而缩减基站用于建筑物外的用户的容量。此外，覆盖该建筑物的基站之间常常发生干扰，导致话音质量低劣，并且时常丢失连接。

因此，在大型和高层建筑物内，常常安装相互独立的内部移动电话系统。

在前面已经论及摩天大楼和大型建筑物。所谓大型建筑物也指大型的公共综合结构或建筑物，诸如飞机场大楼、火车站、饭店、办公楼，等等。

本发明不限于任何特定类型的建筑物，而能用于所有类型的建筑物，这些建筑物由于它们的大小和/或配置，需要安装独立的系统，以便在相关的建筑物内获得具有良好覆盖范围的满意的移动电话业务，该独立系统若用已知技术实施时，需要安装包括综合布线、大量天线、等等。现在要努力实现的是更高的话音质量、更好的覆盖范围、和更大的容量。

该类独立的设备，包括本地收发信单元，把它连接至安装在建筑物内的移动电话网络固定部分。该收发信单元是一种基地收发信台，与GSM网络中通常的基站对应。从收发信单元引出电缆至建筑物内不同的楼层或层，在每一楼层设置一根或多根天线。

按照一个实施例，从收发信单元经所谓分路器，引出同轴电缆至建筑物中各无源天线。该办法基本上适用于较小型的建筑物。除其他原因外，由于同轴电缆中的高损耗，使它对较大型的建筑物不是很有效。

因此，例如，在大型建筑物的每一层楼中，在收发信单元与有源天线单元之间使用光纤光缆。有源天线单元除包含收发信机天线外，还把光纤光缆中的光变换为RF信号及其反变换。该种性质的设备还可以辅以某种装置，使有源天线单元也经分路器向无源天线供电。

显然，在大型建筑物中实施移动电话系统的已知解决办法，要求在该建筑物中敷设大量同轴电缆和光纤光缆，并且必须安装大量分路器、组合器、天线单元和天线。这类设备是非常费力和费钱的。

发明内容

本发明以非常简单和相对而言非常便宜的方式解决前述问题。

因此，本发明涉及适用于移动电话系统的收发信单元的一种方法，其中，收发信单元安装于建筑物内，该建筑物有通风系统，可供建筑物内部的移动电话业务使用，所述方法的特征是，把一根或多根天线安装在该建筑物附属的通风系统的一个或多个通风管内，并把所述天线与所述收发信单元连接。

本发明还涉及一种装置，该装置基本上具有权利要求7规定的特性。

附图说明

现在参照本发明的一个示例性实施例，并参照附图，更详细地说明本发明，附图有

-图1是摩天大楼的示意图；

-图2是按空调系统形式的通风系统示意图，且按摩天大楼各楼层的截面图画出；

-图3是示意图，扼要画出大楼内一种设备；和

-图4-6画出各种天线设备。

具体实施方式

下面参照摩天大楼详细说明本发明，但是，应当指出，如前面所述，本发明同样能够用于其他类型的建筑物。

图1画出典型的摩天大楼1。图1中标出三层特别的楼层2、3、4。这些楼层被用作空调站和电力和水的供给源。关于空调系统，安装在该楼层或层的空调站，一般要向建筑物的该空调站的上面和下面许多楼层或层服务，如图上箭头5、6、7所示。例如，空调站可以为该站下面的六层楼层和该站楼层上面的六层楼层服务。

代替空调站，该相关系统可以是一般的通风系统，或一方面通风一方面对建筑物加热的通风系统。

图2示意画出空调站8，它通过主通风管9、10，为各楼层供气和排气。每楼层设有与主通风管9、10连通的副通风管11、12，向各楼层配气。

空调系统包括管道系统12、10，把空气送至建筑物不同的部分，还有管道系统11、9，从所述建筑物不同部分抽气。鼓风机13把空气吹进供气管道。废气通常在排放前经过滤器14。空气的流向在图2以箭头表示。冷却和/或加热蛇管15与单元8连通，以调节供气的温度。当然，空调站的设计随建筑物的大小和地理位置而有所不同。

大楼中各个空间、房间，应包括能让空气进入和离开该相关空间的窗孔。在有空调的建筑物中，通常把窗孔布置在使整座大楼获得均匀气流的位置。这些窗孔通常置于大楼的所有房间内和其他空间内。

本发明涉及适用于移动电话系统的收发信单元的一种方法，其中，收发信单元16安装于建筑物内，供建筑物内部的移动电话业务使用，并且该建筑物设有已知类型的通风系统。

该收发信单元16的类型是已知的，诸如所谓基地收发信台，并通常经一固定的通信网络，与相关的移动电话网络连接。收发信单元16可以放在建筑物内任何地方，并且建筑物内可以放置多于一个收发信单元。

按照本发明，把一根或多根天线17、18安装在大楼通风系统的一个或多个通风管9、10内，该通风系统例如是空调系统。该一根/多根天线17、18与收发信单元16连接，在图2以点画线19示意地画出天线与收发信单元间的这一连接。

使用的天线类型例如是用于移动电话的类型，即全向辐射天线。但是，应当指出，在应用本发明时，也可以使用其他天线。例如，也可以替换着用有方向效应的天线。举例说，在通风管开一能把天线插入的孔，把天线安装在里面。或者，把天线安装在通风管内，并用适当的夹持器夹持在适当位置。

在本发明的一个优选实施例中，至少一根天线安装在主通风管9、10之内，如图2画出的天线17、18所示。主通风管与许多较小的或副的通风管11、12连通，这些副通风管通向建筑物中不同房间的窗孔。在建筑物内，房间或其他空间中相应通风管洞口附近的格栅，应能使相关的无线电信号自由通过该洞口。这一要求可以用塑料格栅解决。

天线在1800MHz的发射频率上，具有例如仅0.5W的发射功率。在大楼中按前述方式应用本发明，用该种天线与常规的GSM电话所作试验表明，天线与移动电话间获得极其有效的接触。

但是，本领域熟练人员应当知道，频率和输出功率都可以按使用的无线电系统选取。

因为天线放在空调系统的中心，收发信单元通过该天线发送的信号，通常都同样传播至建筑物的该相关主通风管延伸到的所有部分。同样，移动电话发送的信号将被引导通过建筑物空间所述类型的洞口，进入较小的通风管11、12，再通过所述通风管到达主通风管9、10，并由此到达天线17、18。

在本发明的一个实施例中，在空调系统通风管9、10的每一段5、6、7中至少安装一根天线，所述每一段为该建筑物给定数量的楼层或层服务。按常规，一段这样的段可以包括从摩天大楼的12层至24层，但是应当指出，服务的楼层数量与空调系统的设计有关。

当由一个或同一个主通风管服务于许多楼层时，在空调系统通风管9、10的为大楼不同部分服务的每一段，安装一根或多根附加天线是十分有利的。这一点在图2用附加天线20、21表示。

按照一个优选实施例，一根或多根天线安装在供气管道10，同时，一根或多根天线安装在排气管道9。因为分别在建筑物不同空间的供气系统洞口和排气系统洞口，常常位于所述空间的不同位置，所以该实施例给出有效且均匀的无线电覆盖范围。

在一个实施例中，天线17、18、20、21是无源天线，并通过同轴电缆22、23与收发信单元16连接，如图3所示。

另外，天线24、25是有源天线，并通过光纤光缆26、27与收发信单元16连接。在此情形下，有源天线除包括发送天线和接收天线外，还包括把光纤光缆中的光变换为RF信号和反变换的装置28、29。

图4、5和6画出通风管9、10中另外的天线设备。

图4画出一种装在金属盒31中的天线30。在通风管中开一孔并盖上非金属的盖32，比如塑料盖。盖32和盒31用螺丝接头33、34夹紧在通风管9、10内。天线30可以是定向天线或其他适当类型的天线。

图5画出一种由平板36承载的天线35，该平板覆在通风管的开孔上。该天线适合用作全向辐射天线。

图6画出一种天线装置，其中的天线37向通风管内发射。该天线可以是偶极天线或其他适当类型的天线。

有源和无源天线两者都可以用于一个和同一个系统，并放在相互不同的位置上。

本领域熟练人员在确定要求的天线数量和它们在通风管中的位置，以获得需要的无线电覆盖范围时，应当不会有麻烦。

显而易见，因为本发明把现有的通风管基础设施用作波导，所以本发明与采用前述已知技术比较，要求在建筑物中安装的设备是最少的。

因此，在建筑物中能为移动电话提供快速和便宜的高效无线电覆盖范围方面，本发明给出显著的优点，并且还给出非常高的话音质量和高的容量。

虽然已经参照若干实施例和只参照一段空调系统，描述了本发明，但应当指出，可以在不同方面改变本发明而获得需要的无线电覆盖范围。代替把天线相互叠置地放在空调管道位于不同高度的各段内，在大型的伸延的航空港建筑物中，也可以把天线一个接一个水平地放在空调管道的各段上。

因此，由于在所附权利要求书的范围内，能够作出各种改变，所以不能认为本发明只限于前述示例性的实施例。

Claims (10)

1.一种用于移动电话系统的收发信单元的方法，其中的收发信单元安装在建筑物内并用于建筑物内的移动电话业务，而且其中的建筑物包括通风系统，本方法的特征在于，在所述建筑物的通风系统附属的一个或多个通风管(9、10)中，安装一根或多根天线(17、18、20、21)，并把所述一根或多根天线(17、18、20、21)与收发信单元(16)连接，以及在所述通风系统的通风管(9、10)的每一段中安装一根或多根天线(17、18、20、21)，而所述每一段分别服务于建筑物的不同部分。

2.按照权利要求1的方法，特征是在主通风管(9、10)中至少安装一根天线(17、18、20、21)，该主通风管与多个较小的或副的通风管(11、12)连通，这些副通风管在建筑物中各房间和空间内开有窗孔。

3.按照权利要求1或2的方法，特征是在向建筑物供气的通风管(10)中安装一根或多根天线(18、21)，并在排气通风管(9)内安装一根或多根天线(17、20)。

4.按照权利要求1的方法，特征在于所述一根或多根天线(17、18、20、21)是经同轴电缆(22、23)与收发信单元(16)连接的无源天线。

5.按照权利要求1的方法，特征在于所述一根或多根天线(28、29)是经光纤光缆(26、27)与收发信单元连接的有源天线。

6.一种用于移动电话系统的收发信单元的装置，其中所述收发信单元安装在建筑物内并用于所述建筑物内的移动电话业务，而且其中的建筑物包括通风系统，本装置的特征在于，在所述建筑物的通风系统附属的一个或多个通风管(9、10)中，安装一根或多根天线(17、18、20、21)，并与收发信单元(16)连接，以及在所述通风系统的通风管(9、10)的每一段中安装一根或多根天线(17、18、20、21)，而所述每一段分别服务于建筑物的不同部分。

7.按照权利要求6的装置，特征是在主通风管(9、10)中至少安装一根天线(17、18、20、21)，该主通风管与许多较小的或副的通风管(11、12)连通，这些副通风管在建筑物中不同的房间和空间内开有窗孔。

8.按照权利要求6或7的装置，特征是在向建筑物供气的供气通风管(9)中安装一根或多根天线(18、21)，并在排气通风管(10)内安装一根或多根天线(17、20)。

9.按照权利要求6的装置，特征在于各天线(17、18、20、21)是经同轴电缆(22、23)与收发信单元(16)连接的无源天线。

10.按照权利要求6的装置，特征在于各天线(24、25)是经光纤光缆(26、27)与收发信单元(16)连接的有源天线。

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