CN1325245A - 在皮基站收发信机系统中用于发送和接收无线电信号的装置 - Google Patents

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Abstract

一种在pico－BTS中用于发送和接收无线电信号的装置。该装置包括:一组天线,安装在预定的位置,用于发送和接收无线电信号;连接到这些相关天线的一组转发器,用于将发送和接收信号的电平控制到预定的电平。该装置还包括一组双向放大器,安装在这些转发器之间的预定位置上,用于补偿信号损失。

Description

在皮基站收发信机系统中用于发送和接收无线电信号的装置
本发明一般涉及一种皮(pico)-BTS基站收发信机系统，更具体地涉及一种以皮-基站收发信机发送和接收无线电信号的装置。
通常，移动通信系统通过将它的服务区域分成许多小区来提供通信服务。根据大小将小区分类为宏小区、微小区和皮小区。在近来的移动通信系统中，将半径为5-30km的小区称为宏小区，半径减小到500m-1km以增加用户容量的小区称为微小区。其大小在该宏小区和微小区之间的小区称为小型小区，将半径在200m以下的小区称为皮小区。另外，一种低轨道卫星移动通信系统采用半径在100km以上的小区，称为大型小区。
通常将皮小区用于提供建筑物内的通信服务，对诸如校园、运动场、机场和商业区等有限的区域提供通信服务。另外，将皮小区用于补偿宏小区和包括诸如隧道等地形障碍的小型小区的服务质量的变坏，以增加在具有低通信质量的区域中的通信质量。由皮-BTS提供皮小区的通信服务。
这里参考philippe charas的美国专利NO.5991630，题目为“Dynamic Channel Allocation For Sectorized Radio AccessUnits of A Mobile Communication System”其中讨论了诸如皮小区等的小蜂窝区域中的无线通信的概念和微带插接(patch)天线；和Shinji Matsumoto等的美国专利NO.5898683，题目为：“BaseStation System Smitable for Microcells”，还讨论了在适用于微小区的预定频率上的无线电通信基站的使用。
本发明的目的是提供一种用于稳定在皮-BTS中发送和接收无线电信号的天线的信号电平的装置。
本发明的另一目的是提供一种在皮-BTS中的简单高效率的装置，用于对移动站发送和接收无线电信号。
为达到上述和其它目的，提供一种用于在皮-BTS中发送和接收无线电信号的装置。该装置包括：一组天线，分配在预定的位置，用于发送和接收无线电信号，一组转发器，连接到相关的天线，用于将发送和接收信号的电平控制到预定的电平。
另外，该装置包括一组双向放大器，安装在这些转发器之间的预定位置上，用于补偿信号损失。
最好这些天线的每个包括一个在相关转发器中的微带插接天线(microstrip patch atenna)。
通过参考结合附图的下面详细描述将会更好更全面地了解本发明，及其它的许多优点，其中同样的标号表示相同或类似的部件，其中：
图1是表示在pico-BTS中用于发送和接收无线电信号的装置的图形；和
图2是表示根据本发明的最佳实施方案在pico-BTS中用于发送和接收无线电信号的装置的图形。
下面将参考附图描述本发明的最佳实施方案。在以下的描述中，未详细地描述众所周知的功能或结构，因为这种不必要的细节将会模糊本发明。
图1表示在pico-BTS(基站收发信机系统)中的一种用于发送和接收无线电信号的装置。参考图1，如果假设该pico-BTS服务于一个N层的建筑，通过转发器113将从pico-BTS主单元111产生的信号放大到预定的电平，然后，通过同轴电缆115将它供给安装在每一层的功率分配器。将由该功率分配器分配的信号提供给分散在每一层中的一组天线117，并发送到每一层的移动站(未示出)。同时，在天线117上接收来自该移动站的信号，然后通过该功率分配器和该转发器113提供给该pico-BTS主单元111。
在这一结构中，分配在每一层的天线117根据距该转发器113的距离和由安装在每一层的功率分配器所分配的功率水平具有不同的信号电平。具体地，当该pico-BTS采用2频率分配(2FA)技术(其中使用两个工作频率)或3频率分配(3FA)技术而不是采用1频率分配(1FA)技术时，这种结构使转发器113和天线117的数量增加，因此增加了该pico-BTS的复杂性和成本。
图2表示根据本发明的最佳实施方案的在pico-BTS中一种用于发送和接收无线电信号的装置。将图2中所示的pico-BTS应用到3FA/OMNI专用无线电交换机，包括PMCC(pico-BTS主控制器插件(未示出))，PCC(pico-BTS信道插件(未示出))，PMV(专用BTS主单元)200，和专用BTS无线电单元(PRUs)211-213。为简化将免去对该pico-BTS的一些元件的详细描述，因为它们具有与公用移动通信系统中的通常BTS同样的结构和操作。
参考图2，该PMU200具有提供10MHz时钟和基带1/2信号给该PRUs211-213的功能，和从该PRUs211-213接收239MHzIF(中频)双工信号及在它的内部TRIC(发送和接收接口插件)202中处理该接收的双工信号的功能。包括在该PMU200中的该TRIC202执行在该PRUs与该PCC(pico-BTS信道插件，未示出)之间的Tx/Rx(发送/接收)接口功能。另外，该PMU200包括电源204。
对于FA1(频率分配1)，FA2(频率分配2)和FA3(频率分配3)的PRU#1211,PRU#2212和PRU#3213将基带I/Q信号上变频到RF(射频)发送信号，并将所接收的RF信号下变频到239MHz IF信号。该PRUs211-213每个包括一个收发信机(XCVR)216，一个pico-BTS远程单元控制器(PRC)218和信号分配器(或分离器(splitter))219。
对根据本发明的装置提供的电缆前端单元(CFEU)230具有组合从该PRUs211-213输出的FA1,FA2,FA3信号和经过用于发送Tx/Rx载波的同轴电缆通过在下面级中的分配器和小转发器将该组合的信号提供给该天线的功能，和将在每个天线上接收的FA1,FA2，和FA3信号分配到对应的PRUs211-213的功能。
为此，该CFEU230包括：由4路功率分配器(4WPD)组成的组合器234，用于组合由该PRUs211-213的发送端(Tx)经分配器219提供的FA1,FA2，和FA3信号；双工器232，用于将由组合器234组合的信号发送到同轴电缆，并从通过该同轴电缆接收的信号中滤出FA1,FA2，和FA3信号；和一个由4WPD组成的分配器236，用于将由该双工器232滤波的接收信号FA1,FA2，和FA3分配到对应的PRUs211-213的接收端(Rx)。除了用于发送和接收FA1,FA2，和FA3信号的端口之外组合器234和分配器236每个包括一个附加的端口，采用诸如频谱分析器等测量设备通过这个附加的端口监视该CFEU的操作。
同时，安装在每一层中的用于发送和接收无线电信号的天线分别连接到小转发器240a-240d，以便控制相关天线的信号电平。这些小转发器240a-240d，在发送之前将该最后的无线电发送信号的功率放大到预定的水平，例如10dBm，并放大所接收的无线电信号。为此，该小转发器可包括一个自动增益控制器(AGC，未示出)。这些天线可由微带插接天线组成，它包含在相关的小转发器中。
分别通过功率分配器260a-260d将这些小转发器240a-240d连接到用于发送RF载波的同轴电缆。将用于补偿信号损失的一组双向放大器(BDAs)250a和250b安装在用于连接这些功率分配器或这些小转发器的路径上的适当位置。
通过在CFUE230中的组合器234将从这些PRUs211-213输出的FA1,FA2和FA3信号组合，通过在双工器232，分配器260a-260d,BDAs250a-250b和小转发器240a-240d及天线中用于发送信号的带通滤波器300将其辐射；通过分配器260a-260d,BDAs 250a-250b,在CFEU230的双工器232和分配器236中用于接收信号的带通滤波器302，将从天线和小转发器240a-240d接收的FA1,FA2和FA3信号分配到 PRUs211-213。
如上所述，该新的装置可稳定在pico-BTS中用于发送和接收无线电信号的天线的信号电平，并使该pico-BTS简化和效率提高。
虽然参考其一定的最佳实施方案表示和描述了本发明，但本领域的技术人员应理解，在不偏离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节上可对本发明做出各种变化。例如，尽管是参考3FA/OMN1专用无线电交换机描述了本发明，同样还可将本发明应用到2FA或1FA pico-BTS。

Claims (13)

1．在pico-BTS(基站收发信机系统)中一种用于发送和接收无线电信号的装置，包括：
一组天线，安装在预定的位置，用于发送和接收无线电信号；和
一组转发器，与所述一组天线对应地连接，用于将发送和接收信号的电平控制到预定的电平。
2．根据权利要求1的装置，还包括一组双向放大器，安装在这些转发器之间的预定位置，用于补偿信号损失。
3．根据权利要求1的装置，其中这些天线的每一个包括一个在对应的转发器中的微带插接天线(microstrip patch antenna)。
4．在具有至少一个工作频率的pico-BTS(基站收发信机系统)中一种用于发送和接收无线电信号的装置，包括：
至少一个对于所述至少一个工作频率的无线电单元；
一个电缆前端单元，用于组合从该无线电单元输出的工作频率，并将接收的操作频率分配给该无线电单元；
一组天线，安装在预定的位置，用于发送和接收无线电信号；和
一组转发器，通过同轴电缆和一组分配器连接到该电缆前端单元，还将所述的转发器连接到所述的对应天线以便将发送和接收信号的电平控制到预定的电平。
5．根据权利要求4的装置，还包括一组双向放大器，安置在这些转发器之间的预定位置上，用于补偿信号损失。
6．根据权利要求4的装置，其中这些天线的每个包括一个在对应转发器中的微带插接天线。
7．在具有三个指定频率的pico-BTS(基站收发信机系统)中一种用于发送和接收无线电信号的装置，包括：
一组无线电单元，用于在所述三个指定的频率上发送和接收无线电信号；
一个电缆前端单元，用于组合从该无线电单元输出的在该三个指定频率上发送的发送信号，并将接收的组合信号分成为在该三个指定频率上接收的分立的接收信号，以便分配到这些无线电单元；
沿着同轴电缆顺次分配的一组分配器，连接到所述电缆前端单元；
一组天线，安装在预定的位置，用于发送和接收无线电信号；和
一组转发器，每个连接在所述一组分配器的对应一个与所述一组天线的对应一个之间，以便将发送和接收信号的电平控制到预定的电平。
8．根据权利要求7的装置，其中这些天线的每个包括一个在对应的转发器中的微带插接天线。
9．根据权利要求7的装置，还包括一组双向放大器，沿着所述的同轴电缆顺次地安装在所述分配器的某些之间的预定位置上，用于补偿信号损失。
10．根据权利要求7的装置，其中所述的电缆前端单元包括：
一个组合器，用于组合从这些无线电单元输出的在该三个指定频率上发送的所述发送信号；和
一个分配器，用于将所述接收的组合信号分成为在该三个指定的频率上接收的分立接收信号，以便分配给这些无线电单元。
11．根据权利要求10的装置，其中所述的电缆前端单元还包括一个双工器，所述双工器包括：
第一带通滤波器，用于对要加到所述同轴电缆上的发送信号进行滤波，和
第二带通滤波器，用于对从所述同轴电缆上接收的接收信号进行滤波。
12．根据权利要求11的装置，其中这些天线的每一个包括一个在对应的转发器中的微带插接天线。
13．根据权利要求12的装置，还包括一组双向放大器，沿着所述同轴电缆顺次地安装在所述分配器的某些之间的预定位置上，用于补偿信号损失。
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