DE10039205A1

DE10039205A1 - base station

Info

Publication number: DE10039205A1
Application number: DE10039205A
Authority: DE
Inventors: Gunther Doehler; Stefan Feuchtinger; Kimoo Karjalainen; Eckhard Papproth; Jordan Schilbach; Arnd Sibila; Joerg Siewerth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2002-02-28
Also published as: WO2002013553A1; AU2001285702A1

Abstract

Eine Basisstation eines Funk-Kommunikationssystems umfaßt eine Basiskonfiguration, bestehend aus einem Kommunikationsmodul, einem Stromversorgungsmodul und einem Radiomodul, und mindestens ein weiteres Radiomodul, wobei die Module voneinander getrennte Vorrichtungen mit jeweils einem eigenen Gehäuse sind, die zur Kommunikation und zur Stromversorgung miteinander verbunden sind. Ferner weist eine weitere Basisstation mindestens zwei miteinander verbundene Basiskonfigurationen auf, wobei jede Basiskonfiguration als eigenständiges Modul mit eigenem Gehäuse ausgelegt ist.A base station of a radio communication system comprises a basic configuration consisting of a communication module, a power supply module and a radio module, and at least one further radio module, the modules being separate devices, each with its own housing, which are connected to one another for communication and for power supply. Furthermore, a further base station has at least two interconnected base configurations, each base configuration being designed as an independent module with its own housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Basisstation eines Funk-Kommuni kationssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise in einem mobilen Kommunikationssystem nach dem GSM-Standard verwendet wird.The invention relates to a base station of a radio communication cation system according to the preamble of claim 1 as they for example in a mobile communication system according to GSM standard is used.

Mobile Funkkommunikationssysteme basieren auf der Einteilung einer zur Kommunikation abzudeckenden Gesamtfläche in Funk zellen, wobei jede Funkzelle durch eine Basisstation, abge kürzt BTS, versorgt wird. Mit anderen Worten, die Basissta tion verwaltet die in ihrer Funkzelle befindlichen Mobilsta tionen und führt die Kommunikation mit ihnen durch. Ideali sierend haben die Funkzellen eine sechseckige Form und über lappen sich, um eine Übergabe (Handover) einer Mobilstation an eine benachbarte Funkzelle sicherzustellen. Im allgemeinen umfaßt eine Basisstation Sende- und Empfangsanlagen ein schließlich der Antennen und der gesamten, für die Funk schnittstelle spezifischen Signalverarbeitung. Sie stellt das Gegenstück zur Mobilstation dar und stellt den Datenaustausch mit nachgeschalteten Netzelementen bis hin zur Vermittlungs stelle her.Mobile radio communication systems are based on the classification a total radio area to be covered for communication cells, each radio cell by a base station, abge shortens BTS, is supplied. In other words, the base sta tion manages the Mobilsta located in their radio cell functions and carries out communication with them. Ideali The radio cells are hexagonal in shape and over overlap to handover a mobile station to an adjacent radio cell. In general includes a base station transmitting and receiving systems finally the antennas and the whole, for the radio interface specific signal processing. She poses that Counterpart to the mobile station and represents the data exchange with downstream network elements up to switching manufacture.

Je nach Anwendung unterscheidet man im allgemeinen zwischen Macro-Basisstationen - MacroBTS (Macro Base Transceiver Sta tion)- und Micro-Basisstationen - MicroBTS (Micro Base Transceiver Station). Im Zuge des weiteren Ausbaus der Mobil funknetze werden die Zellgrößen in sog. Hot Spots in Zukunft immer kleiner werden und damit wird auch die Miniaturisierung der Basisstationen weitergehen. Daher sind mittlerweile im Bereich der Micro-Basisstationen Pico- und Femto-Basisstatio nen (PicoBTS, FemtoBTS) im Gespräch, wobei die Überlegungen so weit gehen, daß beispielsweise in einer Firmen-Umgebung (sog. Corporate-Umgebung) in Zukunft einzelne Besprechungs räume mit dedizierten Basisstationen ausgerüstet werden. Depending on the application, a distinction is generally made between Macro Base Stations - MacroBTS (Macro Base Transceiver Sta tion) - and micro base stations - MicroBTS (Micro Base Transceiver station). In the course of the further expansion of the Mobil Cell networks will become radio networks in so-called hot spots in the future get smaller and smaller and with it miniaturization the base stations continue. Therefore in the meantime Area of the micro base stations Pico and Femto base stations nen (PicoBTS, FemtoBTS) in conversation, with the considerations go as far as, for example, in a corporate environment (so-called corporate environment) individual meetings in the future rooms can be equipped with dedicated base stations.

Diese Art von Basisstation geht in Richtung Massenmarkt, d. h. ohne die von den großen Macro-BTS angebotene Flexibilität und sind auch nur mit einem eingeschränkten Funktionen-Satz aus gerüstet.This type of base station is heading towards the mass market, i.e. H. without the flexibility and flexibility offered by the large Macro BTS are also only with a limited set of functions equipped.

Diese verschiedenen Formen einer Basisstation haben unter schiedliche Spezifikationen zu erfüllen. Eine MacroBTS ist in der Regel für große Ausgangsleistungen konzipiert und hat alle für eine Basisstation denkbaren technischen Anforderun gen zu erfüllen. Folglich ist die dafür benötigte Elektronik, einschließlich Kühlung, Lüftung bzw. Filterung, umfangreich. Im Gegensatz dazu sind die MicroBTS, PicoBTS und FemtoBTS für Anwendungen in kleinen und kleinsten Zellen gedacht und müs sen daher verschiedenartigsten Randbedingungen gerecht wer den, beispielsweise geringem Einbauraum, eingeschränkte Mög lichkeiten der Verkabelung etc. Durch diese Randbedingungen ergeben sich Einschränkungen, die praktisch alle technischen Parameter umfassen, wie beispielsweise Ausgangsleistung, An zahl der Transceiver TRX, Vielfalt der Optionen sowie Funk tionen und Ähnliches.These different forms of a base station have under to meet different specifications. A MacroBTS is in usually designed and designed for large output powers all conceivable technical requirements for a base station gen to meet. So the electronics needed for that including cooling, ventilation or filtering, extensive. In contrast, the MicroBTS, PicoBTS and FemtoBTS are for Applications in small and smallest cells thought and must therefore meet a wide variety of boundary conditions the, for example, small installation space, limited poss possibilities of the wiring etc. by these boundary conditions there are restrictions that are practically all technical Parameters include, such as output power, An number of transceivers TRX, variety of options and radio tion and the like.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine miniatu risierte Basisstation eines Mobilkommunikationssystems zu schaffen, die mit geringstem Aufwand zu installieren und leicht an die tatsächlich erforderliche Kapazität anpaßbar ist.The invention is therefore based on the object, a miniatu rized base station of a mobile communication system create that with the least effort and install easily adaptable to the capacity actually required is.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale einer Basisstation nach Anspruch 1 und Anspruch 9 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is characterized by the characteristics of a base station Claim 1 and claim 9 solved. Further refinements of the Invention are the subject of the dependent claims.

Eine erste erfindungsgemäße miniaturisierte Basisstation ei nes mobilen Funkkommunikationssystems weist eine Basiskonfi guration, bestehend aus einem Kommunikationsmodul, einem Stromversorgungsmodul und einem Radiomodul, sowie mindestens ein weiteres Radiomodul auf, wobei die einzelnen Module voneinander getrennt sind und jedes Modul jeweils ein eigenes Gehäuse aufweist.A first miniaturized base station according to the invention nes mobile radio communication system has a basic confi guration, consisting of a communication module, a Power supply module and a radio module, as well as at least another radio module, with the individual modules from each other are separate and each module has its own Has housing.

Dabei weist vorzugsweise jedes Radiomodul genau einen Träger (Carrier) auf. Hinsichtlich der notwendigen Antennen zum Übermitteln der Daten zwischen der Basisstation und den Mo bilstationen kann entweder jedes Radiomodul seine eigene An tenne aufweisen, oder der Datentransfer zwischen den Mobil stationen und den Radiomodulen verläuft über eine gemeinsame Antenne. Vorzugsweise weist im letzteren Fall eines der Ra diomodule eine sog. Combiner-Funktion auf, so daß die Anten nensignale aller Radiomodule mittels der Combiner-Funktion von diesem Radiomodul mit Combiner-Funktion bearbeitet wer den. Diese Combiner-Funktion ist vorzugsweise in dem zuletzt angeordneten Radiomodul angeordnet. Es ist jedoch auch mög lich, die Combiner-Funktion im ersten, zu der Basiskonfigura tion gehörenden Radiomodul anzuordnen.Each radio module preferably has exactly one carrier (Carrier) on. With regard to the necessary antennas for Transfer the data between the base station and the mo Each radio module can either have its own station tenne, or the data transfer between the mobiles stations and the radio modules run over a common one Antenna. In the latter case, one of the Ra diomodule a so-called. Combiner function, so that the Anten signals of all radio modules using the combiner function edited by this radio module with combiner function the. This combiner function is preferably in the last arranged radio module arranged. However, it is also possible Lich, the combiner function in the first, to the basic configuration tion to arrange radio module.

Mit dem Anordnen eines neuen Radiomoduls wird vorzugsweise eine Funknetzplanung durchgeführt, die automatisch initiiert werden kann. Diese Funknetzplanung betrifft beispielsweise im GSM-System das Feststationsteilsystem (Base Station Subsystem BSS) bestehend aus der Basisstation BTS und dem dazugehörigen Controller BSC, der für die Verwaltung der Basisstation ver antwortlich ist und die Verbindung zum Vermittlungssystem durchführt.Arranging a new radio module is preferred a radio network planning is carried out, which initiates automatically can be. This radio network planning affects, for example, in GSM system the base station subsystem BSS) consisting of the base station BTS and the associated one Controller BSC, which ver. For the management of the base station is responsible and the connection to the switching system performs.

Eine zweite erfindungsgemäße Basisstation umfaßt mindestens zwei der oben genannten Basiskonfigurationen, wobei jede Ba siskonfiguration, bestehend aus Kommunikationseinheit, Strom versorgungseinheit und Radioeinheit, als eigenständiges Modul ausgelegt ist und ein eigenes Gehäuse aufweist. Eine Erweite rung der Basisstation erfolgt durch Hinzufügen weiterer Ba siskonfigurationsmodule. Auch hier wird vorzugsweise mit dem Anordnen eines weiteren Moduls die Initiierung einer Funk netzplanung veranlaßt. Ferner kann ein Modul eine Combinerfunktion aufweisen, so daß nur die Antenne eines Moduls ver wendet wird.A second base station according to the invention comprises at least two of the above basic configurations, each Ba configuration, consisting of communication unit, electricity supply unit and radio unit, as a separate module is designed and has its own housing. An expanse The base station is added by adding more Ba siskonfigurationsmodule. Here too, preferably with the Arranging another module initiating a radio network planning. A module can also have a combiner function have so that only the antenna of a module ver is applied.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.Preferred embodiments of the invention are as follows explained using the drawings.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der ersten er findungsgemäßen miniaturisierten Basisstation, und Fig. 1 shows a schematic representation of the first he inventive miniaturized base station, and

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der zweiten erfin dungsgemäßen miniaturisierten Basisstation. Fig. 2 shows a schematic representation of the second inventive miniaturized base station.

In Fig. 1 umfaßt eine Basisstation 1 eines mobilen Kommunika tionssystems eine Basiskonfiguration 2, bestehend aus einem Kommunikationsmodul 3, einem Stromversorgungsmodul 4 und ei nem Radiomodul 5, und ein weiteres Radiomodul 6, das mit der Basiskonfiguration 2 verbunden ist und mit den Modulen der Basiskonfiguration 2 kommuniziert. Die Kommunikation zwischen den Module 3, 4, 5 und 6 findet auf einem gemeinsamen inter nen Bus 7 mit einem vorgegebenen Protokoll statt. Dabei kann die Datenübertragung auf dem Bus 7 auch auf einem Internet Protokoll basieren. Dies hat den Vorteil, daß das weitere Ra diomodul 6 nicht notwendigerweise am Ort der Basiskonfigura tion 2 angeordnet sein muß.In Fig. 1, a base station 1 of a mobile communication system comprises a basic configuration 2 , consisting of a communication module 3 , a power supply module 4 and a radio module 5 , and a further radio module 6 , which is connected to the basic configuration 2 and to the modules of the basic configuration 2 communicates. The communication between the modules 3 , 4 , 5 and 6 takes place on a common internal bus 7 with a predetermined protocol. The data transmission on the bus 7 can also be based on an Internet protocol. This has the advantage that the further Ra diomodul 6 does not necessarily have to be arranged at the location of the basic configuration 2 .

Die Radiomodule 5, 6 unterhalten die Verbindung zu der oder den Mobilstationen, d. h. die Radiomodule verkörpern die Funkschnittstelle. In der einfachsten Ausführungsform weist ein Radiomodul 5, 6 einen Träger (Carrier) auf. Weitere Trä ger können durch Anstecken weiterer Radiomodule 6 bereitge stellt werden. Es können jedoch auch Radiomodule 5, 6 mit mehreren Trägern zum Einsatz gelangen. Ferner ist im allge meinen jedes Radiomodul mit einer internen Antenne zum Daten austausch mit der Mobilstation ausgerüstet. Es kann jedoch auch ein externer Antennenanschluß vorgesehen sein, entweder zusätzlich zu einer vorhandenen internen Antenne oder es ist nur der externe Antennenanschluß zum Anschluß der Antenne eines anderen Radiomoduls vorgesehen. Falls, beispielsweise, eines der Radiomodule mit einer sog. Combiner-Funktion ausge rüstet ist, so kann seine Antenne auch von den übrigen Radio modulen mitbenutzt werden, so daß hier der externe Antennen anschluß zum Einsatz kommt und die internen Antennen (falls vorhanden) der anderen Radiomodule abgeschaltet werden. Die ser externe Antennenanschluß eines Radiomoduls wird über den Bus 7 mit der internen Antenne eines Radiomoduls mit Combi ner-Funktion verbunden.The radio modules 5 , 6 maintain the connection to the mobile station or stations, ie the radio modules embody the radio interface. In the simplest embodiment, a radio module 5 , 6 has a carrier. Other carriers can be provided by plugging in further radio modules 6 . However, radio modules 5 , 6 with multiple carriers can also be used. Furthermore, every radio module is generally equipped with an internal antenna for data exchange with the mobile station. However, an external antenna connection can also be provided, either in addition to an existing internal antenna or only the external antenna connection is provided for connecting the antenna of another radio module. If, for example, one of the radio modules is equipped with a so-called combiner function, its antenna can also be used by the other radio modules, so that the external antenna connection is used and the internal antennas (if available) other radio modules can be switched off. The water external antenna connection of a radio module is connected via bus 7 to the internal antenna of a radio module with combi ner function.

Das Stromversorgungsmodul 4 dient zur Stromversorgung der an deren Module (Kommunikationsmodul 3, Radiomodul 5, 6), wobei die Versorgung über entsprechende Leitungen des Busses 7 er folgt. Bei der ersten Basisstation nach Fig. 1 ist das Strom versorgungsmodul 4 zur Versorgung mehrerer Radiomodule 5, 6 ausgelegt.The power supply module 4 serves to supply power to the other modules (communication module 3 , radio module 5 , 6 ), the supply via corresponding lines of the bus 7 following it. In the first base station according to FIG. 1, the power supply module 4 is designed to supply a plurality of radio modules 5 , 6 .

Das Kommunikationsmodul 3 realisiert die Schnittstelle zum sog. Backbone des Mobilfunksystems, also beispielsweise di rekt zum entsprechenden Basisstations-Controller BSC oder über das Internet an den entsprechenden BSC, falls die Daten übertragung über das Internet erfolgen soll. Im letzteren Fall wird das Internet Protokoll IP verwendet. Ferner ver sorgt im Fall der Basisstation nach Fig. 1 das Kommunikati onsmodul 3 mindestens zwei Radiomodule 5, 6.The communication module 3 realizes the interface to the so-called backbone of the mobile radio system, that is to say, for example, directly to the corresponding base station controller BSC or via the Internet to the corresponding BSC if the data is to be transmitted via the Internet. In the latter case, the Internet protocol IP is used. Furthermore, in the case of the base station according to FIG. 1, the communications module 3 ensures at least two radio modules 5 , 6 .

Jedes der Module, ob Kommunikationsmodul 3, Stromversorgungs modul 4 oder Radiomodul 5 bzw. 6, ist jeweils in einem eige nen Gehäuse angeordnet, die Module sind daher als eigenstän dig zu betrachten. Die Module werden beispielsweise auf einem den Bus 7 enthaltenden Rahmen (Rack) bzw. Steckvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet bzw. aufgesteckt, wobei die Gehäuse der Module entsprechende Stecker enthalten. Es ist auch möglich, die Module in einem geeigneten Gestell anzuord nen und die Busverbindung über eine entsprechende Verkabelung zu realisieren. Each of the modules, whether communication module 3 , power supply module 4 or radio module 5 or 6 , is each arranged in its own housing, the modules are therefore to be regarded as independent dig. The modules are, for example, arranged or plugged onto a frame (rack) or plug-in device (not shown) containing the bus 7 , the housings of the modules containing corresponding plugs. It is also possible to arrange the modules in a suitable frame and to implement the bus connection using appropriate cabling.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, in der gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hier wird die zweite erfindungsgemäße Basisstation durch das Hintereinanderschalten mehrerer Basiskonfiguratio nen 2 und 2' realisiert, wobei jede Basiskonfiguration 2, 2' über jeweils eine Kommunikationseinheit 8 bzw. 8', eine Stromversorgungseinheit 9 bzw. 9' und eine Radioeinheit 10 bzw. 10' verfügt. Die Kommunikationseinheiten 8, 8', die Stromversorgungseinheiten 9, 9' und die Radioeinheiten 10, 10' entsprechen in ihrer jeweiligen Funktionalität den ent sprechenden Modulen 3, 4 bzw. 5 der Basisstation nach Fig. 1, weisen jedoch im Unterschied dazu keine eigenen Gehäuse auf. Die genannten Einheiten 8, 8', 9, 9' und 10, 10' können daher auf einer gemeinsamen Platine angeordnet werden, um eine mög lichst kompakte Basiskonfiguration 2, 2' zu erzielen. Mit an deren Worten, die Einheiten 8, 8', 9, 9' und 10, 10' stellen in der Fig. 2 funktionale Einheiten dar. Fig. 2 shows a second embodiment of the invention, in which the same elements are provided with the same reference numerals. Here, the second base station according to the invention is realized by connecting a plurality of basic configurations 2 and 2 'in series, each basic configuration 2 , 2 ' using a communication unit 8 or 8 ', a power supply unit 9 or 9 ' and a radio unit 10 or 10 '. features. The communication units 8 , 8 ', the power supply units 9 , 9 ' and the radio units 10 , 10 'correspond in their respective functionality to the corresponding modules 3 , 4 and 5 of the base station according to FIG. 1, but in contrast thereto do not have their own housing on. Said units 8 , 8 ', 9 , 9 ' and 10 , 10 'can therefore be arranged on a common circuit board in order to achieve the most compact possible basic configuration 2 , 2 '. In other words, the units 8 , 8 ', 9 , 9 ' and 10 , 10 'represent functional units in FIG. 2.

In dem Fall der in Fig. 2 dargestellten zweiten Basisstation ist eine Stromversorgungseinheit 9 bzw. 9' nur zur Versorgung eines Kommunikationsmoduls 3 bzw. 3' und eines Radiomoduls 5 bzw. 5' ausgelegt. Der Vorteil liegt hier in der einfacheren Produktlinie und der höheren Flexibilität.In the case of the second base station shown in FIG. 2, a power supply unit 9 or 9 'is only designed to supply a communication module 3 or 3 ' and a radio module 5 or 5 '. The advantage here is the simpler product line and the higher flexibility.

Bei beiden Ausführungsformen erfolgt mit dem Einstecken jedes weiteren Radiomoduls 6 (falls dies aus Kapazitätsgründen noch möglich ist) bzw. dem Einstecken jeder weiteren Basiskonfigu ration 2' zusammen mit dem entsprechenden Basisstations-Con troller BSC eine Funknetzplanung, die vorzugsweise automa tisch initiiert wird, so daß dem Anwender ein maximale Bedie nungskomfort angeboten wird. In both embodiments, radio network planning, which is preferably initiated automatically, takes place with the insertion of each additional radio module 6 (if this is still possible for reasons of capacity) or the insertion of each additional basic configuration 2 'together with the corresponding base station controller BSC that the user is offered maximum ease of use.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Basisstation
base station

22

, .

22

' Basiskonfiguration
'Basic configuration

33

Kommunikationsmodul
communication module

44

Stromversorgungsmodul
Power supply module

55

Radiomodul
radio module

66

Radiomodul radio module

22

77

Bus
bus

88th

, .

88th

' Kommunikationseinheit
'' Communication unit

99

, .

99

' Stromversorgungseinheit
'' Power supply unit

1010

, .

1010

' Radioeinheit
'' Radio unit

Claims

1. Base station ( 1 ) of a radio communication system with a basic configuration ( 2 ) consisting of a communication module ( 3 ), a power supply module ( 4 ) and a radio module ( 5 ), characterized in that the base station ( 1 ) has at least one other Radio module ( 6 ), each module ( 3 , 4 , 5 , 6 ) each having its own housing and the separate modules ( 3 , 4 , 5 , 6 ) being connected to one another for data communication and power supply.

2. Base station according to claim 1, characterized in that each radio module ( 5 , 6 ) has exactly one carrier.

3. Base station according to claim 1 or 2, characterized in that each radio module ( 5 , 6 ) has its own antenna.

4. Base station according to claim 2 or 3, characterized in that the signals of all radio modules ( 5 , 6 ) are given to a common antenna.

5. Base station according to claim 4, characterized in that one of the radio modules ( 5 , 6 ) contains a combiner function, so that the antenna signals of all radiomo modules ( 5 , 6 ) by means of the combiner function of this combi-radio module ( 5 , 6 ) are processed.

6. Base station according to claim 5, characterized in that the combiner function is arranged in the last arranged radio module ( 6 ).

7. Base station according to one of the preceding claims, characterized in that radio network planning is carried out with the arrangement of a new radio module ( 6 ).

8. Base station according to claim 7, characterized in that the modules ( 3 , 4 , 5 , 6 ) are connected to one another via a bus.

9. base station ( 1 ) of a radio communication system, which has a basic configuration ( 2 ) consisting of a communication unit ( 8 ), a power supply unit ( 9 ) and a radio unit ( 10 ), characterized in that the base station ( 1 ) at least has a further basic configuration ( 2 '), each basic configuration ( 2 , 2 ') being designed as a separate module, each with its own housing, and the basic configuration modules ( 2 , 2 ') being connected to one another for data exchange.

10. Base station according to claim 9, characterized in that a basic configuration module ( 2 , 2 ') has a combiner function, so that only the antenna of the module ( 2 , 2 ') with the combi ner- for sending and receiving data. Function is used.

11. Base station according to one of claims 9 or 10, characterized in that after the arrangement of a further base configuration module ( 2 ') radio network planning is carried out.

12. Base station according to one of claims 9-11, characterized in that the basic configuration modules ( 2 , 2 ') are interconnected via a bus ( 7 ).

13. Radio communication system with at least one base station ( 1 ) according to one of the preceding claims and at least one base station controller, the radio network planning being carried out automatically after the base station ( 1 ) has been expanded.

14. Radio communication system according to claim 13, characterized in that the communication between the base station ( 1 ) and the corresponding controller is handled via the Internet.