CN1533050A - 基站装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有高效简单的安装工程的基站装置。当将天线(ANT1～ANT8)与基站连接时、即使与基站的连接器(CON1～CON8)进行随机连接，也可以在后来利用天线切换开关(2)进行切换，从而能够使利用分集方式的接收或自适应阵列处理的接收处于最佳连接关系。控制电路(8)通过试验电波发射电路(11)从任一个天线发射电波、对利用剩余的天线接收的电波电平进行分析、以判明所连接的天线的相对位置关系。天线选择控制电路(9)根据该分析结果控制天线切换开关(2)、重新连接天线。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动体通信的基站装置。
背景技术
一般来说，携带电话或PHS(Personal Handyphone System)等的移动体通信中，为了有效利用电波多采用蜂窝方式，因此需要许多基站。
还有，最近采用分集接收方式或自适应阵列等处理。分集接收方式或自适应阵列等处理中，在各基站采用多个天线。多个天线设置在规定配置、如同心圆上。通过采用这种分集接收方式或自适应阵列等处理，达到提高效益、消除干扰或者提高电波利用效率等目的。
但是，在这种需要多个天线的基站进行天线设置，需要用电缆将多个天线与基站装置的本体连接起来。天线电缆的数量与天线元件数相当，并且要与离开天线的位置的基站装置本体连接，工程上有一定困难。
图11为天线与基站装置本体的连接安装示意图。
如图11所示，在支柱P的上端部，设置有配置同心圆上的天线ANT1～ANT8。另一方面，支柱P的下部设有箱子B，中间安放着基站装置。天线ANT1～ANT8分别通过电缆CB1～CB8与基站连接。
图12为表示已有的基站装置501的结构的方框图。
如图12所示，基站装置501包括利用天线ANT1、ANT3、ANT5、ANT7进行发送接收的第1系统的无线发送接收电路503和用天线ANT2、ANT4、ANT6、ANT8进行发送接收的第2系统的无线发送接收电路506。
基站501还包括与无线发送接收电路503对应设置的第1系统的数字信号处理电路504、与无线发送接收电路506对应设置的第2系统的数字信号处理电路507、作为数字信号处理电路504、507与通信网之间的接口的线路接口电路505、以及对基站装置501的各个电路进行整体控制的控制电路508。
如图12所示，近年来，为了在1个基站的区域尽量使更多的用户进行通话，越来越多的基站搭载了这种多个无线发送接收电路(调谐器)。多个无线发送接收电路在相同频带中分别使用不同的频道。
虽然多个无线发送接收电路可以共用天线，但此时基站装置内部需要有将来自多个无线发送接收装置的发射电波进行合成并传送到天线的电路。这样造成基站装置的本体价格升高。
还有，例如当根据用户使用频度、在市区的基站搭载多个无线发送接收电路、而郊外或山区的基站则搭载单个无线发送接收电路时，如果根据无线接收电路而分别设计天线，可以共用无线发送接收电路的部件，很方便。
图13表示将图11中的天线与图12中的基站装置进行连接的例子。
如图13所示，在例如分集接收时，最好利用分开的2个天线而不是邻近的2个天线进行接收。从此观点出发，天线的配置最好配置为例如与2个调谐器分别对应的组群G1、组群G2。
例如，如果将天线ANT1、ANT2分配给1个调谐器，由于二者的空间配置很近，当收到附近高楼等影响时，可以想象到天线ANT1、ANT2二者的接收状态会同时变弱。因此，当天线ANT1的接收变弱时，就需要天线ANT5能够进行接收。即、对于1个调谐器的天线的分配应该离散分布而不是集中在位置邻近区域。
还有，专利文献1(特开平10-41873)可以作为说明基站装置的安装工程的参考文献。
[专利文件1]
特开平10-41873
发明内容
(本发明要解决的问题)
但是，在如图11、图12所示的已有的基站中，天线安装工程中多个天线必须按照如图13所示的理想对应关系与基站的接口连接。这样，在与基站的连接器相连接的电缆的端部必须附上标明对应天线的记号。还有，即使附上记号，在工程中也会发生连接错误，此时就不能最大限度地发挥基站装置的作用。
本发明的目的在于提供能够提高工程效率的基站装置。
(解决问题的手段)
本发明为一种基站装置，其特征在于具有用于分别与多个天线连接的多个连接器、利用多个天线进行发送接收的多个发送接收电路、设置在多个连接器与多个发送接收电路之间并能够改变多个连接器与多个发送接收电路的连接关系的天线切换开关。
作为优选状态，多个天线被分割成与多个发送接收电路的数量相等的多个组群。基站装置还具有在天线切换开关处于初始状态时、通过多个连接器获得多个天线的特性、根据获得的特性判断分别与多个连接器连接的多个天线所应该属于多个组群中的哪一个、将天线切换开关的状态从初始状态切换到适合使用的使用状态的控制部。
作为更好状态，控制部还具有将与多个连接器中的一个相连接的天线作为发射天线发射试验电波的发射电路、将多个天线中除发射天线之外的天线作为接收天线接收试验电波的接收电路、从接收电路的多个天线的实验电波的接收信号中抽出信息并进行记录的记录电路、向天线切换开关发出在多个连接器中顺次切换与发射电路连接的连接器的指示的选择控制电路、从记录在记录电路中的信息推定天线配置并决定天线切换开关的使用状态的设定的控制电路。
作为更好状态，与配置位置相对应的具有互不相同特性的多个元件分别与多个天线连接，控制部具有通过多个连接器测定多个元件的各自特性的测定电路、根据测定电路的测定结果推定天线配置并决定天线切换开关的使用状态的设定的控制电路。
还有，作为优选状态，多个元件为电阻元件。
附图说明
图1为表示第1实施方式的基站装置1的结构的方框图。
图2说明在本发明的PHS基站装置的安装工程中，进行天线连接的情况。
图3表示天线切换开关的内部结构。
图4说明试验电波的发射与接收。
图5表示试验时天线切换开关2内部的信号的流向。
图6为说明推定天线配置和设定天线切换开关的操作的流程图。
图7为在步骤S12制成的表的一个例子。
图8表示根据图7所示的接收电平的一个例子所推定的整体配置。
图9说明天线切换开关的连接。
图10为表示第2实施方式的基站装置100的结构的方框图。
图11为天线与基站装置本体的连接安装示意图。
图12为表示已有的基站装置501的结构的方框图。
图13表示将图11中的天线与图12中的基站装置进行连接的例子。
符号说明：
1，100-基站装置，2，102-天线切换开关，3，6，103，106-无线发送接收电路，4，7，104，107-数字信号处理电路，5，105-线路接口电路，8，108-控制电路，9，109-天线选择控制电路，10-信号分析记录电路，11-试验电波发射电路，12-试验电波接收电路，21-切换部，22，23-连接开关，110-阻抗测定电路，ANT～ANT8，ANT11～ANT18-天线，B-箱子，CB1～CB8-电缆，CON1～CON8-连接器，P-支柱，R1～R8-电阻。
具体实施方式
下面参照附图说明有关本发明的实施方式。图中同一或者相当部分采用同一符号。
在以下的实施方式中，以通信装置之一的PHS基站装置为例进行说明。
(第1实施方式)
图1为表示第1实施方式的基站装置1的结构的方框图。
如图1所示，基站装置1具有与移动体终端装置通过无线连接的8根天线ANT1～ANT8、切换ANT1～ANT8与基站的内部电路的信号连接的天线切换开关2、对与天线切换开关2连接的天线的无线信号进行放大或变频以及调制解调等无线信号处理的无线发送接收电路3，6、分别与无线发送接收电路3，6对应设置并对基带电平的发送接收信号进行数字处理的数字信号处理电路4，7、设置在数字信号处理电路4，7与通信网之间并与通信网进行呼叫连接从而发送接收数据的线路接口电路5。
基站装置1还具有安装天线工程时发射试验电波的实验电波发射电路11、通过天线ANT1～ANT8接收试验电波发射电路11发射的电波的实验电波接收电路12、对来自试验电波接收电路12的接收信号进行电平分析并进行记录的信号分析记录电路10、根据信号分析记录电路10分析的结果控制天线切换开关2的连接方法的天线选择控制电路9、与基站装置1的内部的功能块综合连接并进行整体综合控制的控制电路8。
试验电波发射电路11、试验电波接收电路12、信号分析记录电路10、天线选择控制电路9以及控制电路8作为控制部15进行工作。该控制部15当天线切换开关2处于初始状态时，通过与天线连接的多个连接器CON1～CON8获得多个天线ANT1～ANT8的特性。控制部15根据获得的特性判断分别与多个连接器CON1～CON8连接的多个天线ANT1～ANT8所应该属于与上述无线发送接收电路3，6所对应的2个组群中的哪一个、将天线切换开关2的状态从初始状态切换到适合使用的使用状态。
图2说明在本发明的PHS基站装置的安装工程中、进行天线连接的情况。
参照图1、图2，说明安装工程。基站装置本体或天线、断路器等电源设备、保险器等通信线路设备等的安装或连接处于完毕后的状态。这里，天线ANT1～ANT8的8根天线与基站装置1通过电缆CB1～CB8连接。
天线ANT1～ANT8与连接器 CON1～CON8为一对一连接，但至于各天线与哪个连接器连接，还是处于不明状态。这样从机械安装或连接完毕后的状态开始进行说明。
首先，当接通基站装置的电源后，控制电路8通过线路接口电路5尝试与连接在通信网上的图中未表示的中心装置进行连接，进行有关通信网的同步确定或协议的确认等开通通信线路所需的操作。
接着，确认了通信线路的设定后，控制电路8向数字信号电路4，7发出指示、启动无线发送接收电路3，6。接着，控制电路8确认基站周边的电波状况，如果周边发现运行中的基站，则确立与该基站的电波发射定时为基准的无线定时同步。
此时，天线ANT1～ANT8与无线发送接收电路3，6的连接处于初始状态。在初始状态下，天线切换开关2处于使图2的基站的天线连接器CON1，CON2，CON3，CON4与图1的无线发送接收电路3连接、天线连接器CON5，CON6，CON7，CON8与无线发送接收电路6连接的状态。
但是，基站安装工程中，由于天线ANT1～ANT8与基站的天线连接器CON1～CON8的连接为随机状态，其结果是天线与无线发送接收电路3，6的连接关系也处于随机状态。但是，对于不区别天线的同步确认的接收来说，操作上不会有问题。
根据到此为止的设置操作，除了天线与无线发送接收电路3，6之间的连接关系，已经进入了运行准备状态。但是，由于天线为随机连接，对于提高无线特性所需理想的空间离散没有到达最佳状态。
例如，如果为分集接收，理想的是天线间的位置处于分散状态，但是在初始状态下分配给无线发送接收电路3的天线有可能是相邻配置。这里，天线安装工程所得到的随机连接的结果如图2所示，假定连接器CON1，CON2，CON3，CON4分别与天线ANT1，ANT8，ANT3，ANT6连接。还有，连接器CON5，CON6，CON7，CON8分别与天线ANT2，ANT4，ANT7，ANT5连接。在该状态下，本发明的基站装置进行天线配置的推定和天线切换开关的设定。
如图1所示的基站当将天线ANT1～ANT8与基站连接时，即使对基站的连接器CON1～CON8进行随机连接，也可以在后来利用天线切换开关2进行切换，从而能够使利用分集方式的接收或自适应阵列处理的接收处于最佳连接关系。控制电路8通过试验电波发射电路11从任一个天线发射电波、对利用剩余的天线接收的电波电平进行分析、以判明所连接的天线的相对位置关系。天线选择控制电路9根据该分析结果控制天线切换开关2、重新连接天线。
图3表示天线切换开关的内部结构。
如图3所示，天线切换开关2具有设置有与天线连接的连接器的切换部21、确定切换部21与无线发送接收电路3，6之间的连接关系的连接开关22、决定切换部21与试验电波发射电路11、试验电波接收电路12的连接的连接开关23。
切换部21可以任意切换连接器CON1～CON8与内部接点N1～N8的连接。作为代表，下面说明连接器CON1。连接器CON1能够与内部接点N1～N8的任意一个进行连接。具体来说，可以内置将内部接点N1～N8中的一个接点与连接器CON1连接的切换开关，也可以选择导通分别与内部接点N1～N8连接的8个开关中的一个。对其他连接器CON2～CON8也采用与连接器CON1相同的结构。
连接开关22具有使内部接点N1～N4与无线发送接收电路3连接的4个开关、使内部接点N5～N8与无线发送接收电路6连接的4个开关。
连接开关23具有使内部接点N1与试验电波发射电路11的输出连接的1个开关、使内部接点N2～N8与试验电波接收电路12的输出连接的7个开关。
图4说明试验电波的发射与接收。
如图4所示，本发明中，从天线ANT1～ANT8中的一个发射电波，利用剩下的天线接收所发射的电波。例如，对于从天线ANT1发射的试验电波，与天线ANT1距离较近的天线接收较强，而距离较远的天线则接收较弱。因此，从从天线ANT1发射的试验电波在天线ANT2(与基站连接器CON5连接)和天线ANT8(与基站连接器CON2连接)的接收很强。
图5表示试验时天线切换开关2的内部信号的走向。
图6为说明推定天线配置和设定天线切换开关的操作的流程图。
如图5、图6所示，首先在步骤S1，在工程中的机械设置或连接完成后的状态下开始天线切换操作。
在步骤S2，进行天线切换开关2的设定。使连接开关22全部处于开放状态。分离切换部21与无线发送接收电路3以及6，利用连接开关23连接切换部21和试验电波发射电路11以及试验电波接收电路12。接着，在步骤S3设定初始值N＝1。
接着在步骤S4，在切换部21的内部将第N个天线连接器与试验电波发射电路连接。在步骤S5，在切换部21的内部将除了第N个天线连接器以外的连接器与试验电波接收电路12连接。在步骤S6，从第N个天线连接器发射试验电波。
这里，N＝1时，在图5的切换部21，连接器CON1与接点N1连接，从试验电波发射电路11送出的信号经过该线路从与连接器连接的天线发射出去。还有在切换部21，连接器CON2～CON8分别与接点N2～N8连接，通过该连接形成接收线路。
从试验电波发射电路11发射的试验电波是微弱电波。例如，发射出处于在PHS基站装置本来发射的电波的范畴、同时对于终端是无意义的极微弱的信号。发射定时与前期所确立的周边基站的发射定时同步。
接着在步骤S7，利用除了与第N个天线连接器连接的天线以外的天线接收试验电波。例如当N＝1时，由于从与连接器CON1连接的天线发射的电波极其微弱，所以在离发射天线较近的天线接收较强，随着距离的增加而衰减为较弱的接收。该接收也可以在试验电波接收电路12中设置多个接收部同时进行接收。还有，如果只设置1个接收部，则可以顺次连接与连接开关23的试验电波接收电路12连接的开关而进行顺序一个个接收。
接受完成后，在步骤S8停止从试验电波发射电路11发射试验电波。在步骤S9利用信号分析记录电路10对所接受的信号进行分析和记录。信号分析记录电路10记录各天线的接受电平，通知控制电路8停止从与连接器CON1连接的天线发射试验电波。
然后在步骤10，确认是否完成全部天线，如果对全部天线的试验还未完成，则进入步骤S11，增加N。当N增加后、N＝2时，在切换部21，天线连接器CON2与接点N1连接，连接器CON1与接点N2连接。这样，从连接器CON2进行电波发射。从连接器CON1、CON3～CON8进行试验电波的接收。这样，循环进行步骤S4～S9的操作，直至所有的天线完成为止。
当对所有的天线完成了接收信号的记录后，进入步骤S12，信号分析记录电路10根据所收集的数据制作成表，开始推定天线配置。
图7为在步骤S12制作的表的一个例子。
在图7中，各天线接收的数据中，接受电平的最大值设定为100。例如，从连接器CON1发射的电波经过连接器CON2的接收电平为100。还有，从连接器CON1发射的电波经过连接器CON3的接收电平为30。
这样，在接受电平例中，纵方向表示发射天线连接器，横方向表示接受天线连接器。在此状态下，由于基站的天线序号不明，所以在连接器序号之间进行对应。
利用图7的接收电平可以推定天线位置。首先，如果考虑连接器CON1的基准，从连接器CON1发射的试验电波在连接器CON2和连接器CON5的接收电平较高。因此，可以推定分别与连接器CON2、CON5连接的2个天线位于与连接器CON1连接的天线两侧。
接着，关注被推定连接在与连接器CON1连接的天线旁边的天线的连接器CON5。当从连接器CON5进行发射时，经过连接器CON1和连接器CON3的接收电平较高。从上述结果，可以推定与连接器CON1、CON5、CON3连接的3个天线为顺序排列。
还有，如果关注连接器CON3，当从连接器CON3发射时在连接器CON5和连接器CON6的接收电平较高。从上述结果，可以推定连接器CON1、CON5、CON3、CON6为顺序排列。反复进行该操作，可以推定出整体配置。
图8表示根据图7所示的接收电平的一个例子所推定的整体配置。
推定结果为天线ANT1、ANT2、ANT3、ANT4分别与连接器CON1、CON5、CON3、CON6连接。还有，天线ANT5、ANT6、ANT7、ANT8分别与连接器CON8、CON4、CON7、CON2连接。
再次参照图6，完成推定天线配置后，进入步骤S13，进行天线切换开关的连接。
图9说明天线切换开关的连接。
如图9所示，根据推定结果，利用天线切换开关2内部的切换部21将连接器CON1、CON3、CON8、CON7与无线发送接收电路3连接。还利用切换部21将连接器CON5、CON6、CON4、CON2与无线发送接收电路6连接。这样进行切换后，连接开关22全部处于连接状态。还有，图中没有表示的连接开关23全部处于断开状态，试验电波发射电路11以及试验电波接收电路12从连接器CON1～CON8分离开来。
通过这样设定，结果是天线ANT1、ANT3、ANT5、ANT7与无线发送接收电路3连接。另一方面，天线ANT2、ANT4、ANT6、ANT8与无线发送接收电路6连接。这样，实现图13所说明的分成组群G1、G2。
还有，到此为止的说明中，试验电波的发送接收中形成了专用的试验电波发射、接受电路，但并不局限于此，例如在运行中可以使用无线发射、接受电路中的任一个，也可以使用二者。
还有，试验电波接收电路在同一定时接收多个天线时，内置有等于天线个数的接收电路。还有，利用1个接收电路顺次切换天线进行接收也能够获得同样效果。
如上所述，第1实施方式的基站装置在安装工程中没有必要严格规定天线与连接器的对应关系，工程简单，基站安装工程效率高，同时利用天线切换开关能够实现适当连接以充分发挥性能。
还有，现实中是先输出电波，再通过天线进行接收以确定连接，所以也可以在连接中反映周围环境。
(第2实施方式)
第2实施方式中，说明通过测定电阻值来推定天线的配置。
图10为表示第2实施方式的基站装置100的结构的方框图。
如图10所示，基站装置100具有与移动体终端装置通过无线连接的8根天线ANT11～ANT18、分别与天线ANT11～ANT18连接并在与接地之间具有固定电阻值的电阻元件R1～R8、切换天线与基站的内部电路的信号连接的天线切换开关102、通过天线切换开关与天线ANT11～ANT18连接并对无线信号进行放大或变频以及调制解调等无线信号处理的无线发送接收电路103，106、分别与无线发送接收电路103，106对应设置并对基带电平的发送接收信号进行数字处理的数字信号处理电路104，107、与通信网进行呼叫连接从而发送接收数据的线路接口电路105。电阻元件R1、R2、R3...R8电阻值分别为10kΩ、11kΩ、12kΩ...17kΩ。由于电阻值足够大，所以电阻元件R1～R8对电波的发送接收不会产生坏影响。
基站装置100还具有安装天线工程时测定与每个天线连接的电阻元件的阻抗的阻抗测定电路110、根据阻抗测定电路的测定结果控制天线切换开关102的连接方法的天线选择控制电路109、与基站装置100的内部的功能块综合连接并进行整体综合控制的控制电路108。
阻抗测定电路110、天线选择控制电路109以及控制电路108作为控制部115进行工作。该控制部115当天线切换开关102处于初始状态时，通过与天线连接的多个连接器CON1～CON8获得多个天线ANT11～ANT18的特性、即阻抗。控制部115根据获得的特性判断分别与多个连接器CON1～CON8连接的多个天线ANT11～ANT18所应该属于与无线发送接收电路103，106所对应的2个组群中的哪一个、将天线切换开关102的状态从初始状态切换到适合使用的使用状态。
对于这种装置，PHS基站装置的安装工程中，参照图10进行说明天线连接的情况。还有，天线工程与第1实施方式相同，不重复说明。
除了天线的接头连接顺序，进入运用准备状态。首先，控制电路108对天线选择控制电路109发出指示，操作天线切换开关102，只将天线连接器中的1个与阻抗测定电路110连接。
阻抗测定电路110确认天线的连接后，测定天线的阻抗，并将其值传送给控制电路108。控制电路108为了测定下一个连接器的阻抗，操作天线选择控制电路109，将第2个连接器与阻抗测定电路110连接。同样进行阻抗测定。
控制电路108循环进行等于天线连接器个数的次数的这种操作，获得等于天线数量的个数的阻抗测定值。
每个天线的阻抗值为表示天线基座位置的固有值，利用阻抗值的测定可以判定天线位于天线基座的哪个位置。
这样，控制电路108从阻抗测定值推定天线位置，在此基础上通过天线选择控制电路109，控制天线切换开关102，设定可能获得最佳无线性能的天线配置、如图13所示。
在第2实施方式中，即使在安装工程中多个天线与基站的连接器的连接对应处于不明状态，也能够在后来的最佳天线配置中对应多个无线发送接收装置、在内部重新进行连接。
还有，对于图4所说明的天线切换开关2的结构，天线切换开关102的结构为在与连接开关23的试验电波发射电路11以及试验电波接收电路12连接侧作为共同接点与阻抗测定电路110连接，只要顺次改变每个使连接开关23导通的开关位置即可。
第2实施方式中，即使天线的电缆与基站的连接器按任意连接关系连接后，也可以在后来适当变更连接。这样可以提高安装工程效率。还有，能够充分发挥基站装置的性能。
还有，由于在决定连接时没有发射试验电波，相比第1实施方式的基站装置，可以实现简单的结构。
本说明所提出的实施方式的所有点均为示例，不应该认为有限制意义。本发明的范围不是上述说明，而是专利的权利要求书所表示的范围，与权利要求的范围相等的意义以及在范围内的所有变更均被包含在内。
(发明效果)
根据本发明，即使天线的电缆与基站的连接器按任意连接关系连接后，也可以在后来适当变更连接。这样可以提高安装工程效率。还有，能够充分发挥基站装置的性能。
Claims (5)
1.一种基站装置，其特征在于：
具有用于分别与多个天线连接的多个连接器、
利用上述多个天线进行发送接收的多个发送接收电路、
设置在上述多个连接器与上述多个发送接收电路之间并能够改变上述多个连接器与上述多个发送接收电路的连接关系的天线切换开关。
2.根据权利要求1所述的基站装置，其特征在于：
上述多个天线被分割成与上述多个发送接收电路的数量相等的多个组群、
上述基站装置
还具有在上述天线切换开关处于初始状态时、通过上述多个连接器获得上述多个天线的特性、根据获得的上述特性判断分别与上述多个连接器连接的上述多个天线所应该属于上述多个组群中的哪一个、将上述天线切换开关的状态从上述初始状态切换到适合使用的使用状态的控制部。
3.根据权利要求2所述的基站装置，其特征在于：
上述控制部
还具有将与上述多个连接器中的一个相连接的天线作为发射天线发射试验电波的发射电路、
将上述多个天线中除上述发射天线之外的天线作为接收天线接收上述试验电波的接收电路、
从上述接收电路的上述多个天线的上述实验电波的接收信号中抽出信息并进行记录的记录电路、
对上述天线切换开关发出在上述多个连接器中顺次切换与上述发射电路连接的连接器的指示的选择控制电路、
从记录在上述记录电路中的上述信息推定天线配置并决定上述天线切换开关的上述使用状态的设定的控制电路。
4.根据权利要求2所述的基站装置，其特征在于：
与配置位置相对应的具有互不相同特性的多个元件分别与上述多个天线连接、
上述控制部
具有通过上述多个连接器测定上述多个元件的各自上述特性的测定电路、
根据上述测定电路的测定结果推定天线配置并决定上述天线切换开关的上述使用状态的设定的控制电路。
5.根据权利要求4所述的基站装置，其特征在于：
上述多个元件为电阻元件。
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