CN1385040A - 带有第一和第二基本单元的基站 - Google Patents
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Abstract
一种带有第一和第二基本单元的基站被描述。每个基本单元包括用于发送和接收无线电信号的天线系统,用于处理供天线系统发送的信号的发射机部件,用于处理由天线系统接收到的信号的第一接收机部件,用于分离由天线系统接收到的信号的分离器,和被连到其他基本单元的分离器,用于处理由其他基本单元的天线系统接收到的信号的第二接收机部件。由第一接收机部件处理的信号和由第二接收机部件处理的信号提供分集接收。第一基本单元的发射机部件包括用于发送第一技术规格信号的至少两个发射机和用于将发射机信号组合到第一基本单元的天线部件的组合器,第二基本单元的发射机部件包括用于发送第二技术规格信号的发射机。
Description
本发明涉及一种带有第一和第二基本单元的基站。特别是本发明涉及这样的一种基站，其中每个基本单元包括：
-用于发送和接收无线电信号的天线系统，
-发射机部件，用于处理由天线系统传送的信号，
-第一接收机部件，用于处理由该天线系统接收到的信号，
-分离器，用于分离由天线系统接收到的信号，
-第二接收机部件，连到其他的基本单元的分离器，用于处理由其他的基本单元的天线系统接收到的信号，和
-其中由第一接收机部件处理的信号和由第二接收机部件处理的信号提供分集接收。
当前存在着不同的移动通信系统，一般，一个经营者利用一种所谓的蜂窝无线电网络系统对一个规定的区域提供服务，其中每个小区由一个基站覆盖，按一组包括例如，GSM 900，GSM 1800，GSM 1900，PDC，ETACS取出的规定标准发送和接收信号。如果一个经营者想要提供附加的通信业务容量或给他的用户提供服务，他必须对基站场所上的现有硬件增加附加的硬件。例如，如果他想要按照由GSM规定的标准增加通信业务容量，从一个基站场所对更多的用户提供服务，除了现有的设施外，他必须增加附加的发送接收机或一个相同标准的新基站。如果除了现有的服务外，他想要提供新的服务，例如，一种新的标准，除了现有的设施外，通常他也必须增加一个新的基本单元。但是对一个基站场所上的现有硬件增加附加硬件时，他必须考虑某些限制。例如，在某些区域中不允许在这个基站场所上增加附加的天线系统。
在现有技术中是众所周知的，为了增加一个GSM蜂窝无线电网络系统中的通信业务容量，将用于附加载波信号的发射机和接收机加到一个基站的场所。如WO 95/06367中所示，这可通过这样一种方案来实现，其中一种带有一个发射机的基站以这样一种方式连到一种现有基站的双天线系统，使得在该基站场地上不需要附加的天线。通过免除发送部件中的组合器使发送信号不损失功率。因此从附加的发射机发送的信号被传递到现有基站的天线，而这种天线以前是仅用于接收的。现有的和新的发送接收机被以这样一种方式连接，使得该天线系统接收对于分集接收所用的信号。有一个限制是如果需要非常大的容量，为了避免组合器必须要附加天线。
专利文件EP 05 666 03B公开了一种基站系统，装有用于不同类型移动电话系统如TACS，ETACS或GSM的基站，使用基站场地上的现有的天线和天线电缆用以提供对用户的附加服务。这种系统的缺点是为了将所有发射机的信号引到一个发射机天线上需要附加的滤波器装置。由几个不同类型的发送信号组合共享一个天线的缺点是例如互调制或功率下降。利用不同的调制技术但使用相同的频率范围或重迭的频率范围将不同标准的信号组合也是不可能的。
本发明的一个目的由一个基站提供用于话音信道的高通信业务容量或同时提供话音信道和数据服务。本发明还有一个目的是避免如在以上的技术状况中所描述的不足。这是通过权利要求1的讲授内容实现的。在权利要求1和整个本文中，不同的信号技术规格表示不同的频率范围或不同的调制类型或两者皆有。依据权利要求2，为了达到高通信业务容量和/或数据速率服务中的高容量，使用一种用于既在第一基本单元又在第二基本单元中将至少两个发射机组合的组合器是有利的。
其它有利的实施方案被描述在权利要求3-7中。
依据权利要求4，为了增加通信业务容量，使用一种滤波器组合器，利用将来自发射机的信号的低损耗组合实现每个发送天线的高容量是有利的。
依据权利要求5，为了实现数据速率服务中的高容量和/或允许充分的频率跳跃能力，使用一种具有低畸变的较高调制技术如8PSK或16QAM的混合组合器是有利的。
以下将依据附图和用举例的方法进一步描述本发明。
图1：示出一种带有两个被连接的基本单元的基站
图2a：示出一种本发明的优选实施方案
图2b：示出一种提供高话音信道通信业务和高数据速率服务的基站的覆盖区域
图3：示出本发明的第二实施方案
图4：示出一种可被依据本发明升级的带有一个基本单元的基站
在不同的图中出现的相同标记的部件认为是相同的部件。
在一个数字蜂窝网，例如GSM系统内现有的第二代基站在功能上主要是为话音信道开发的。该系统的结构和操作被描述在M.Mouly &M-B Pautet，“The GSM System for Communications”，Palaiseanfrance，1992，中。图4示出一种在GSM 900中所规定的典型技术水平的基站，装有一个基本单元100，用于经天线系统110发送和接收信号。在一个发射机部件120中，几个发射机TS11-TS1N处理用于经组合器121和双工器DPX1发送到天线111的信号。相同的天线可用于接收只在指向接收机部件130的方向通过双工器DPX1经放大器LNA11的信号并在接收机部件130中被处理。由第二天线112接收并经滤波器部件BP1和放大器LNA12传送到第二接收机部件150的信号也在第二接收机部件150中被按这样一种与由第一接收机部件130接收到的信号一起进行的方式处理，通过一种所谓的分集接收可将两种信号用于增加接收信号的质量。
例如GSM 900被规定拥有两个靠近900MHz的频段用于发送和接收并采用高斯最小移位键控(GMSK)调制。在两个频段中可用的频率被分配给不同的基站，每个覆盖在蜂窝网内的一个规定的区域，分配给每个基站的频率数目规定了用于小区话音信道的可用通信业务容量。在基站的发射机部件120中发射机TX11-TX1N的最大数目取决于在所覆盖的区域内所分配的频率。如果需要增加通信业务容量以便对所覆盖的区域内的更多用户提供服务，需要附加发射机。一种容易的方法是对覆盖相同区域的现有基站又增加一个基站。
然而增加发送相同技术规格信号的发射机受到可用频率的限制，本发明的一种优选实施方案，如图1所示，是对现有的基本单元100增加一个分离的基本单元200用以发送接收不同技术规格的信号。例如可以使用两个基本单元的组合，一个发送接收在GSM 900中所规定的信号，另一个在GSM 1800中发送接收，或者GSM 1800和UMTS的组合。优点是可以增加话音信道的数目，因为从不同的标准使用频段中的频率。
一个附加的基本单元通常具有它自己的天线系统，被增加到基站的场地上。为了免除在基站场地上增加附加的天线系统的必要性并限制天线的数目，现有的天线由两个基本单元使用。一种使用相同数目天线增加附加的话音信道容量的本发明的优选实施方案示于图3中。在功能上，第一基本单元100被用于例如，支持GSM 900，而第二基本单元200支持GSM 1800。两个基本单元被以这样一种方式连接，使天线数目不增加。
第一基本单元100的发射机部件120包括几个发射机TX11-TX1N，用在GSM 900系统内被使用的频率上。每个发射机的信号被组合器121组合，然后经双工器DPX1传送到天线111。一种滤波器组合器被方便地用作组合器部件121用以实现高通信业务容量。
如果一个现有的基本单元被升级为一个依据图3的基站，来自以前的现有的基本单元的天线112被从第二接收机单元150脱开并与第二基本单元200的双工器DPX2连接。第二基本单元200的发射机部件220包括几个发射机TX21-TX2N，用在GSM 1800系统内被使用的频率上。每个发射机的信号被组合器221组合，然后经双工器DPX2传送到天线112。一个滤波器组合器是可能的，但一种混合组合器更有利于用作组合器部件221，使充分的频率跳跃能力成为可能。用这种方法可以提供移动通信网中更好的传输质量和更好的频率复用，同时保持相同数目的天线。
第一基本单元100的第一接收机部件130从天线111经双工器DPX1和放大器LNA1接收信号。一个分离器140被插入在天线111和第一接收机部件130之间的信号路径中，以便抽取由天线111接收到的第二技术规格信号。这种被抽取的信号被用于第二基本单元200的分集接收。同样，分离器240被放置在天线112和第二接收机部件230之间，以便抽取由天线112接收到的第一技术规格信号。被抽取的信号通过滤波器部件BP1，BP2和附加的放大器LNA12，LNA22。一种调节部件A1，A2被插入以便调节被抽取的信号供各自的接收机部件进一步处理。可对被抽取的信号的增益和/或频率和/或相位实施这种调节。利用这样一种方案实现了几个优点。话音信道通信业务容量被增加，天线数目与用第二基本单元200将第一基本单元100升级以前相同，并且也保留了分集接收。
图3示出一种花费最少硬件在功能上从现有的GSM基本单元升级的方案，是利用一个GSM 1800的第二基站实现的。通过将一个天线112从第一基本单元100脱开并将它连到第二基本单元200，在每个基本单元的接收支路中插入分离器140和240，增加两条附加的电缆将分离器与相应的接收机部件150和250相连实现了升级。很明显，天线111和112至少必须适合于发送相应的基本单元的技术规格的信号和接收两种技术规格的信号。除了天线必须用适当的天线替换外，天线的数目仍然没有增加。这样一种方案，如图3中所示，为了达到高话音信道通信业务容量，可以是例如，如上所述的基本单元的组合以及GSM 900和GSM 450的组合，或GSM和IS 136，或GSM和NMT，或GSM和UMTS或GSM和EDGE的组合。
使用组合如GSM和UMTS或GSM和EDGE有另一个优点。UMTS以及EDGE与主要为支持话音信道通信业务所开发的GSM系统相比，被指定用于支持高数据速率。这意味着所描述的实施方案能够同时支持一个区域中的话音信道通信业务和高的数据速率。
图3中所示的优选实施方案可容易地用于GSM 900和UMTS系统的组合以便同时支持话音信道通信业务和高数据速率。如果双工器不能够支持来自两种技术规格的频率，必须在双工器DPX1，DPX2之前插入分离器140，240。特别是如果一个用于GSM的现有基本单元100被用一个用于UMTS技术规格的第二基本单元200升级，分离器140必须插入在天线和双工器DPX1之间，因为双工器和放大器一般具有有限的频率范围。
本发明的第二实施方案示于图2a中。在此第一基本单元100是GSM900系统，而第二基本单元200是相同频段的EDGE系统。图2a和图3之间的判别在于以这样一种方式安排分离器140，240，使它在基本单元100，200的第一接收部件130，230之前直接抽取分集信号。这是可能的，因为在功能上用于支持GSM 900和EDGE的两个基本单元使用相同的频段，在接收路径内的现有部件可以重新使用。依据一种优选实施方案，第一基本单元100是GSM 900系统，并具有一个滤波器组合器作为组合器部件121，通过将来自发射机TX11-TX1N的信号的低损耗组合使每个发射天线111能够有高容量。第二基本单元200是EDGE系统，并使用一个混合组合器作为组合器部件212，使得对于在天线112上发送的信号能够有充分的频率跳跃能力，因为对于较高调制技术如8PSK或16QAM的信号畸变低。
一个规定用于GSM 900的基本单元100和一个规定用于EDGE系统的第二基本单元200的组合的主要优点是第二基本单元可以支持高数据速率和/或话音信道容量。
如上所述，组合器221是一种众所周知的混合组合器。被集成在支持EDGE技术规格的基本单元中的混合组合器的优点是与滤波器组合器相比较。对信号的畸变低，对于发送的基本单元和用户之间给定的路径衰减，允许有较高的数据速率。
用于EDGE的基本单元最好能够在两种调制方式之间切换，一种支持用于话音信道通信业务的GMSK，第二种支持用于较高数据速率通信业务的8PSK方式。在这种情况下，规定用于GSM 900和EDGE的基本单元的组合，如果EDGE基本单元是处于GMSK调制方式中，这一次可以增加话音信道容量，如果EDGE基本单元是处于8PSK调制方式中，则这次可以同时支持话音信道通信业务和高数据速率。
图2b示出由如关于图2a所描述的，规定用于GSM 900的第一基本单元和规定用于EDGE的第二基本单元的组合所覆盖的区域。在内部区域1’中，如果第二基本单元200是处于8PSK调制方式中，则同时支持高数据速率和高话音信道通信业务。在区域1’外面的扩展区域1只可能由采用GMSK调制的第二基本单元所覆盖。在这个区域中，相当于规定用于GSM的第一基本单元100的数据通信业务和话音信道通信业务服务可由规定用于EDGE的第二基本单元200实现。
本发明并不限于以上所描述的特定的实施方案和例子。根据在本描述中所包含的讲授内容，可由专业人员实现对本发明的各种修改和变更。以上所解释的使用不同组合器的优点也是明显的，基本单元可被用于两种基本单元对应于相同技术规格的场合。
Claims (7)
1.一种带有第一和第二基本单元的基站，每个基本单元包括：
-用于发送和接收无线电信号的天线系统，
-发射机部件，用于处理供天线系统发送的信号，
-第一接收机部件，用于处理由天线系统接收到的信号，
-分离器，用于分离由天线系统接收到的信号，
-第二接收机部件，连到其他的基本单元的分离器，用于处理由其他的基本单元的天线系统接收到的信号，
-其中由第一接收机部件处理的信号和由第二接收机部件处理的信号提供分集接收，
其特征在于：
-第一基本单元的发射机部件至少包括两个发射机，用于发送第一技术规格的信号，和一个组合器，用于将发射机的信号组合到第一基本单元的天线部件，
-第二基本单元的发射机部件包括一个发射机，用于发送第二技术规格的信号。
2.依据权利要求1的基站，其特征在于：
-第二基本单元的发射机部件包括至少两个发射机和一个用于将发射机的信号组合到第二基本单元的天线部件的组合器。
3.依据权利要求2的基站，其特征在于：
-第一基本单元的组合器是与第二基本单元的组合器不同类型的。
4.依据以上的权利要求中任一项的基站，其特征在于：
-基本单元的组合器是一种滤波器组合器。
5.依据权利要求1-3中任一项的基站，其特征在于：
-基本单元的组合器是一种混合组合器。
6.依据权利要求2-4中任一项的基站，其特征在于：
-第一基本单元的组合器是一种混合组合器和
-第二基本单元的组合器是一种滤波器组合器。
7.依据前面的权利要求中任一项的基站，其特征在于：
-第一基本单元遵循EDGE技术规格，和第二基本单元遵循GSM技术规格。
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Granted publication date: 20040929 Termination date: 20181019 |
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