DE10196568B4

DE10196568B4 - Sendeleistungssteuerung in einem drahtlosen Sender

Info

Publication number: DE10196568B4
Application number: DE10196568T
Authority: DE
Inventors: Eric Scottsdale Jacobsen
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: CN1218507C; TWI248729B; GB2381708B; DE10196568T1; WO2002019562A2; GB0303836D0; AU2001286878A1; WO2002019562A3; CN1442001A; GB2381708A; US7245880B1

Abstract

System für die Verwendung beim drahtlosen Senden eines Kommunikationssignals zu einem entfernten Transceiver, wobei das System umfasst:
eine Anordnung von Sendeantennenelementen, die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind;
eine Richtungsbestimmungseinheit, um die Richtung eines entfernten Transceivers zu bestimmen;
einen Sendestrahlformer, der mit der Anordnung der Antennenelemente verbunden ist, um einen Sendestrahl in Richtung des entfernten Transceivers zu erzeugen;
eine Leistungssteuerungseinheit, um einen auf den Antennengewinn bezogenen Parameter zu bestimmen, der mit dem Sendestrahl in Zusammenhang steht, der von dem Sendestrahlformer erzeugt wurde, und um das Sendeleistungsniveau des Systems auf Basis des auf den Antennengewinn bezogenen Parameters einzustellen, wobei die
Leistungssteuerungseinheit das Sendeleistungsniveau des Systems einstellt, um mit erlassenen Sendeleistungsgrenzwerten übereinzustimmen;
zumindest einen variablen Gewinnverstärker, um ein Sendesignal zu verstärken, bevor es an die Anordnung der Sendeantennenelemente während eines Sendevorgangs übertragen wird, wobei die Leistungssteuerungseinheit den Gewinn des zumindest einen variablen Gewinnverstärkers regelt, um das...

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationssysteme und insbesondere darin zu verwendende Leistungssteuerungsverfahren.
Wide Area Networks (WANs), auf die von zu Hause und von kleinen Büros aus drahtlos zugegriffen werden kann, werden immer beliebter. Solche Systeme können den Teilnehmern eine Unzahl an Datendiensten bereitstellen, einschließlich beispielsweise einer relativ schnellen Verbindung mit dem Internet. Normalerweise ist eine fachgerechte Einrichtung einer Transceiver- und Antennenanlage am Ort des Teilnehmers erforderlich, um dem Teilnehmer Zugang zu einem WAN zu verschaffen. Während des Installationsvorgangs muss ein Techniker zuerst eine geeignete Befestigungsstelle für eine Antenneneinheit an der Hülle des Gebäudes des Teilnehmers bestimmen und dann einen relativ komplexen Antennenrichtvorgang durchführen, um sicherzustellen, dass die Antenne in Bezug auf die Antenne der Basisstation des WANs korrekt ausgerichtet ist. Dann wird die Transceiveranlage installiert und die Verkabelung von dem außenliegenden Ort der Antenne zu dem Ort innerhalb des Gebäudes verlegt, an dem der Teilnehmer seine Kommunikationsanlage hat. Dieser eher komplizierte Einrichtungsvorgang vergrößert die Gesamtkosten und die Komplexität der Einrichtung von WAN-Services und ist relativ ineffizient.
Es besteht daher der Bedarf nach einem Verfahren und einem Gerät, das eine vereinfachte Installation und Einrichtung eines drahtlosen Teilnehmerterminals für den Einsatz mit einem WAN oder einem vergleichbaren Kommunikationsnetzwerk ermöglicht. Vorzugsweise wird das Verfahren und das Gerät es dem Teilnehmer erlauben, die Terminaleinrichtung vorzunehmen, ohne dass er einen professionellen Installateur benötigt.
Druckschrift WO 99/57574 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Richtung eines Signals, z. B. eines empfangenen Funksignals eines Mobilfunksystems. Insbesondere beschreibt die Druckschrift Zuverlässigkeit und Genauigkeit einer Schätzung einer Ankunftsrichtung zu verbessern und die Zuverlässigkeit der Schätzung zu bestimmen.
ETSI EN 300 328-1, V1.2.2 „Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Wideband Transmission systems; data transmission equipment operating in the 2,4 GHz ISM band and using spread spectrum modulation techniques; Part 1: Technical characteristics and test conditions” betrifft technische Minimaleigenschaften für Funkübertragungssysteme.
Druckschrift EP 1 014 599 A1 betrifft ein Funksystem, welches Funkübertragung unter Verwendung einer Mehrzahl von Antennen durchführt sowie ein Verfahren zur Kontrolle der Übertragungsleistung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das ein Kommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für die Verwendung beim Aufrechterhalten einer drahtlosen Verbindung mit einem entfernten Transceiver in Übereinstimmung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bedarfsgemäß wird ein System zum drahtlosen Senden eines Kommunikationssignals zu einem entfernten Transceiver, ein Verfahren zum drahtlosen Senden eines Übertragungssignals an einen entfernten Ort, sowie ein Übertragungssystem zum Kommunizieren mit einer entfernten Kommunikationseinheit gemäß den unabhängigen Ansprüchen angezeigt. Vorteilhafte Ausgestaltung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung betrifft ein drahtloses Sender-/Antennensystem, das von Teilnehmern verwendet werden kann, um einen drahtlosen Zugang zu einem entfernten Kommunikationssystem oder Netzwerk zu erzielen. Das System ist relativ einfach zu installieren und kann normalerweise von dem Teilnehmer alleine, ohne die Hilfe eines professionellen Installateurs eingerichtet werden. Da das System einfach installiert und eingerichtet werden kann, kann es darüber hinaus in Verbindung mit einer transportablen Datenverarbeitungseinrichtung verwendet werden, um einem mobilen Teilnehmer einen drahtlosen Zugang zu einem entfernten System zur Verfügung zu stellen. Das System kann eingesetzt werden, um eine drahtlose Verbindung mit irgendeinem der großen Vielzahl von verschiedenen Netzwerktypen, wie Wide Area Networks (WANs), drahtlosen Local Area Networks (LANs), kommunalen Netzwerken [municipal area networks] (MANs), Netzwerken mit öffentlichen Zugang [public access networks] (PANs), öffentlichen Fernsprechnetzen, die einen drahtlosen Teilnehmeranschluss verwenden und anderen zu unterstützen. Das System verwendet eine Strahlenbündelungs- oder anpassungsfähige Antennenordnung, die geeignet ist, automatisch einen Sendestrahl in Richtung einer Basisstation eines externen Kommunikationssystems oder dergleichen zu erzeugen. Das System ist ferner geeignet, Leistungssteuerungsvorgänge durchzuführen, um sicherzustellen, dass die Sendeleistung in dem System geeignet ist, beispielsweise die Außenwände des Gebäudes des Teilnehmers zu durchdringen und die externe Basisstation ohne Überschreitung staatlich erlassener Leistungsgrenzen zu erreichen. Gemäß einem Ansatz berechnet das System den Antennengewinn der Hauptkeule aus dem erzeugten Antennendiagramm, wobei es unter anderem die Sendestrahlbündelungsparameter verwendet. Diese Information bezüglich des Antennengewinns bzw. der Antennenverstärkung wird dann verwendet, um die Sendeleistung der Antenne so einzustellen, dass die staatlich erlassenen Grenzwerte nicht überschritten werden. Andere Parameter, wie beispielsweise der durchschnittliche Sendenutzzyklus [transmit duty cycle], können ebenso in die Sendeleistungseinstellung eingehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Innensende-/Antennensystem bereitgestellt, das Teil eines kompletten Arbeitsplatzsystems sein kann, das eine integrierte Innenantenne verwendet. Die Verwendung eines Innensystems vereinfacht den Terminalinstallationsvorgang, da komplizierte Außenantennenplatzierung und Verkabelungsaufgaben vermieden werden. Ein Innensystem muss jedoch fähig sein, ausreichende Sendeleistung zu erzeugen, um die Außenwände des Gebäudes des Teilnehmers zu durchdringen, um die Kommunikation mit einem Transceiver einer entfernten Basisstation zu ermöglichen. Ferner muss ein Innensystem mit den FCC-Standards bezüglich der Belastung des Menschen durch elektromagnetische Strahlung und den von der FCC erlassenen Leistungsbegrenzung für individuelle Bandenspektren übereinstimmen. Andere staatlich erlassene Leistungsbegrenzungen können ebenfalls greifen. Um mit diesen unterschiedlichen Anforderungen übereinzustimmen, verwendet das System der vorliegenden Erfindung Leistungsmanagementverfahren, die ausgelegt sind, die Sendeleistung so zu optimieren, dass vorhandene Leistungsgrenzen nicht überschritten werden.
Die FCC-Richtlinien für die Belastung des Menschen legen einen Grenzwert für die durchschnittliche Sendeleistung fest, die von einem System über eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. derzeit sechs Minuten) erzeugt werden kann. Somit kann ein System, das nur für einem Bruchteil jedes Zeitintervalls sendet, ein Momentansendeleistungsniveau verwenden, das größer ist als bei einem System, das kontinuierlich sendet. Das erhöhte Leistungsniveau wird zum Nutzzyklus [duty cycle] des Senders über diese Periode umgekehrt proportional sein. Ein Sender mit beispielsweise einem durchschnittlichen Nutzzyklus von 20% einer sechsminütigen Periode kann eine Spitzenausgangsleistung erzeugen, die fünfmal so groß ist, wie bei einem System, das ein kontinuierliches Signal über dieselbe Dauer hinsichtlich des Standards sendet.
1 ist ein Blockschaltbild, das ein Innenkommunikationssystem 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das System 10 wird für die Verwendung beim Bereitstellen einer drahtlosen Verbindung zu einem Sendeempfänger, wie beispielsweise einer WAN-Basisstation oder dergleichen, normalerweise innerhalb des Hauses oder des Büros des Teilnehmers angeordnet sein. Das System 10 umfasst einen Eingang 100, um an einen entfernten Transceiver zu sendende Daten (d. h. Sendedaten) von einer Datenverarbeitungseinheit (beispielsweise einem Personalcomputer) am Ort des Teilnehmers zu empfangen. Das System 10 umfasst ebenfalls einen Ausgang 102, um Daten an die lokale Datenverarbeitungseinheit auszugeben, die von dem entfernten Transceiver (d. h. Empfangsdaten) empfangen wurden. Das Kommunikationssystem 10 wird vorzugsweise in einem oder zwei einzelnen Gehäusen eingehaust sein, die leicht unter Verwendung von Standardschnittstellenverfahren mit einem Personalcomputer oder dergleichen verbunden werden können. Beispielsweise können parallele oder serielle Kabel, Universal-Serien-Bus-Strukturen (USB), Koaxialkabel, Infrarotverbindungen, PCMCIA-Kabel oder andere Verbindungstechniken verwendet werden. Alternativ kann das ganze oder ein Teil des Kommunikationssystems 10 auf einer Erweiterungskarte angeordnet werden, die in einen verfügbaren Slot der Datenverarbeitungseinheit eingesteckt werden kann. Die Schnittstelle kann ebenso Plug-and-Plag-Fähigkeit umfassen. In einem typischen Setup-Vorgang würde der Teilnehmer das System 10 unter Verwendung der geeigneten Anschlusstechnik an die Datenverarbeitungseinheit anschließen, jegliche notwendige Software auf der Datenverarbeitungseinheit installieren, das System 10 anschalten und ein Setup-Programm in der Datenverarbeitungseinheit ausführen.
Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst das Übertragungssystem 10: eine Sendeanordnung 12, eine Sendestrahlbündelungseinheit 14, einen variablen Gewinnverstärker 16, einen Sendesignalgenerator 18, eine Leistungssteuerungseinheit 20, eine Nutzzyklusbestimmungseinheit 22, eine Empfangsanordnung 24, einen Empfangsstrahlformer 25, eine Richtungsbestimmungseinheit 26 und einen Empfänger 28. Die Empfangsanordnung 24 ist geeignet, ein Radiofrequenzsignal (RF) (36) von einem entfernten Transceiver (nicht gezeigt), mit dem das System 10 kommuniziert, zu empfangen. Die Empfangsanordnung 24 umfasst mehrere Antennenelemente, die in einer festen Konfiguration angeordnet sind und von denen jedes einen Anteil des ankommenden Signals 36 empfangt. Jeder der empfangenen Signalanteile wird zu dem Empfangsstrahlformer 25 übertragen, der die Signalanteile zu einem einzigen RF-Empfangssignal zusammenfügt, um es an den Empfänger 28 zu übertragen. Der Empfänger 28 verarbeitet das RF-Empfangssignal, um die Empfangsdaten zu erzeugen, die über den Ausgang 102 an die lokale Datenverarbeitungseinheit übertragen werden. Der Empfänger 28 kann unter anderem Abwärtswandlerfunktionalität, Decoderfunktionalität und Fehlererkennungs-/Korrekturfunktionalität umfassen.
Die Richtungsbestimmungseinheit 26 analysiert die Signale, die von den Elementen der Empfangsanordnung 24 empfangen wurden, um die Richtung zu bestimmen, aus der das RF-Signal 36 empfangen wurde. Verfahren für die Bestimmung der Richtung eines ankommenden RF-Signals sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Die Richtungsbestimmungseinheit 26 überträgt die Richtungsinformation an den Sendestrahlformer 14, der die Richtungsinformation zusammen mit der Kenntnis über die Anordnungskonfiguration der Übertragungsanordnung 12 nutzt, um einen Sendestrahl in Richtung des entfernten Transceivers zu erzeugen. Der neu erzeugte Sendestrahl kann dann von dem Kommunikationssystem 10 verwendet werden, um ein RF-Sendesignal 38 an den entfernten Transceiver zu senden.
Der Sendesignalgenerator 18 empfangt das Sendesignal von der lokalen Datenverarbeitungseinheit und verwendet die Daten, um ein RF-Signal für die Übertragung an den entfernten Transceiver zu erzeugen. Der Sendesignalgenerator 18 wird normalerweise einen Modulator umfassen, um ein RF-Trägersignal unter Verwendung der Eingangsdaten zu modulieren. Ferner kann der Sendesignalgenerator 18 unter anderem einen Datencodierer und/oder einen Fehlerkorrekturcodierer umfassen, um die Eingangsdaten zu codieren, bevor der Träger moduliert wird. Der variable Gewinnverstärker 16 empfängt das RF-Sendesignal von dem Sendesignalgenerator 18 und verstärkt das Signal um einen vorbestimmten Betrag.
Das verstärkte Sendesignal wird dann an den Sendestrahlformer 14 übertragen, der das Signal in eine Anzahl von Bestandteilen für die Übertragung an die einzelnen Elemente der Sendeanordnung 12 aufteilt. Die Amplituden und Phasen der einzelnen Signalkomponenten, die von dem Sendestrahlformer 14 an die Elemente der Sendeanordnung 12 übertragen werden, bestimmen die Form und die Richtung des resultierenden Sendestrahls.
Die Sendeanordnung 12 kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung praktisch jede Anzahl von Antennenelementen umfassen. Ferner können praktisch beliebige Antennenelementtypen verwendet werden, obwohl leichte, kostengünstige Elementtypen mit einem flachen Profil bevorzugt werden (z. B. Mikrostrip Patches oder Dipole, etc.). Außerdem kann praktisch jede Anordnungsgestaltung verwendet werden. Der Sendestrahlformer 14 wird normalerweise eine separate variable Verzögerungseinheit und eine variable Gewinneinheit für jedes Element der Sendeanordnung 12 umfassen. Ferner wird der Sendestrahlformer 14 vorzugsweise eine Verarbeitungseinheit umfassen, die so programmiert ist, um die geeignete Einstellungen für die variable Gewinn- und Verzögerungseinheiten zu bestimmen, um einen relativ schmalen Sendestrahl in Richtung des entfernten Transceivers zu erzeugen (z. B. unter Verwendung bereits bekannter Verfahren für phasengesteuerte Antennengruppen bzw. phasengesteuerte Arrayanordnungen).
Indem ein relativ schmaler Strahl in Richtung des entfernten Transceivers erzeugt wird, wird die verfügbare Sendeleistung innerhalb des Übertragungssystems 10 in die Richtung des entfernten Transceivers konzentriert. Somit ist ein höheres Leistungsniveau zum Durchdringen der Außenwände des Gebäudes erreichbar als mit einem ungerichteten Sendestrahl (oder einem Strahl mit weiter Strahlungsbreite) erreicht werden könnte. Da weniger Leistung verschwendet wird, kann in dem Übertragungssystem 10 ferner ein kleinerer Leistungsverstärker verwendet werden, was die Anlagenkosten reduziert. Wie jedoch bereits oben beschrieben wurde, darf das gesteigerte Leistungsniveau, das durch die Konzentration der verfügbaren Energie zu einen schmalen Sendestrahl erreicht wird, die staatlich erlassenen Leistungsgrenzen nicht überschreiten. Wie im Folgenden noch eingehend beschrieben wird, ist die Leistungssteuerungseinheit 20 betriebsfähig, um das Leistungsniveau, das momentan von dem System gesendet wird, einzustellen, um sicherzustellen, dass die maßgebenden Leistungsgrenzen nicht überschritten werden.
Die Leistungssteuerungseinheit 20 empfangt von dem Sendestrahlformer 14 die Strahlparameter des gegenwärtig konfigurierten Sendestrahls und verwendet die Parameter, um den Antennengewinn der Hauptkeule des Sendemusters zu berechnen. Basierend auf dem berechneten Antennengewinn stellt die Leistungssteuerungseinheit 20 den Gewinn des variablen Gewinnverstärkers 16 so ein, dass die maßgebenden Leistungsgrenzen nicht überschritten werden. Die Nutzzyklusbestimmungseinheit 22 überwacht die Sendeaktivität des Sendesignalgenerators 18, um einen kontinuierlichen Mittelwert des Sendenutzzyklus über ein sechsminütiges Zeitintervall aufrecht zu erhalten. Die Durchschnittsnutzzyklusinformation wird dann zu der Leistungssteuerungseinheit 20 übertragen, die die Information nutzt, um die Systemsendeleistung einzustellen. Wenn somit ein relativ geringer Sendenutzzyklus verwendet wird, kann eine höhere Spitzenleistung übertragen werden, bevor die FCC-Belastungsgrenzwerte des Menschen überschritten werden. Die Leistungssteuerungseinheit 20 kann ferner andere herkömmlichere Leistungssteuerungsvorgänge ausführen, die die Sendeleistung von dem maximal zulässigen Wert reduzieren, wenn günstige Verbindungsbedingungen bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine einzelne Antennenelementanordnung verwendet, um sowohl die Funktionen der Sende- und Empfängeranordnungen 12, 24 auszuführen. Ein Duplexer (nicht gezeigt) kann bereitgestellt werden, um die Sende- und Empfangssignale innerhalb des Systems 10 zu trennen. Alternativ kann eine adaptive Antennenanordnung verwendet werden, um automatisch den Ort des entfernten Transceivers anzupassen. Eine adaptive Anordnung kann beispielsweise in Systemen für mobile Teilnehmer verwendet werden.
Es sollte erkannt werden, dass die in 1 dargestellten einzelnen Blocks dem Wesen nach funktionsfähig sind und nicht notwendigerweise mit diskreten Hardware-Elementen übereinstimmen. Gemäß einem Ansatz sind beispielsweise zwei oder mehr der Funktionsblocks in einer einzigen digitalen Verarbeitungseinheit implementiert. Ferner können die Orte der einzelnen Funktionsblocks geändert werden, ohne dabei den Gedanken und den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der variable Gewinnverstärker 16 zwischen dem Sendestrahlformer 14 und der Sendeanordnung 12 angeordnet werden. Alternativ können multiple Verstärkerstufen an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Systems implementiert werden. Beispielsweise kann der variable Gewinnverstärker 16 durch einen leistungsarmen variablen Gewinnverstärker ersetzt werden, der von der Leistungssteuerungseinheit 20 gesteuert wird und von einem linearen Leistungsverstärker gefolgt wird. Gemäß einem Ansatz ist die Leistungssteuerungseinheit 20 geeignet, die variablen Gewinneinheiten innerhalb des Sendestrahlformers 14 für die Verwendung beim Einstellen der Sendeleistung zu steuern.
In der dargestellten Ausführungsform bestimmt die Richtungsbestimmungseinheit 26 die Richtung des entfernten Transceivers, indem sie die Signalanteile analysiert, die von den einzelnen Elementen der Empfängeranordnung 24 empfangen werden. Es sollte erkannt werden, dass die Erfindung praktisch jede beliebige Form von Richtungsbestimmungsverfahren verwenden kann, und dass die Erfindung nicht auf den oben beschriebenen Ansatz beschränkt ist. Gemäß einer Ausführungsform wird beispielsweise eine globale Positionsbestimmungssystemanlage (GPS) verwendet, um die gegenwärtige Position des Übertragungssystems 10 zu bestimmen, so dass die Entfernung und Richtung der nächstgelegenen WAN-Basisstation (oder ein anderer entfernten Sendeempfänger) ermittelt werden kann. Wie der Durchschnittsfachmann erkennen wird, können andere Verfahren zur Bestimmung der Richtung des entfernten Transceivers ebenfalls existieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Übertragungssystem 10 für die Verwendung in einer mobilen oder portablen Plattform implementiert. Ein Teilnehmer kann sich somit von einem Ort zum anderen bewegen und stets eine Verbindung beispielsweise zu einem Kommunikationsserviceprovider aufrecht erhalten. Beispielsweise kann ein Vertreter einen Labtop-Computer mit sich führen, der ein System 10 umfasst oder an solch einem System angeschlossen ist, das die Grundbestandteile der vorliegenden Erfindung aufweist. Beispielsweise kann der Vertreter beim Besuch des Betriebs eines Kunden wie zuvor bereits beschrieben einen Erfassungsvorgang durchführen, um den Labtop-Computer mit der nächstgelegenen WAN-Basisstation zu verbinden, um mit dem Hauptsitz des Vertreters zu kommunizieren. Das Übertragungssystem wird einen gerichteten Strahl in Richtung der Basisstation erzeugen und die Sendeleistung so einstellen, dass sie mit den zulässigen Grenzwerten übereinstimmt. In vergleichbarer Weise können die Grundsätze der vorliegenden Erfindung für den Einsatz in mobilen Anwendungen implementiert werden. In solch einer Anordnung wird ein adaptiver Antennenstrahl verwendet werden, der unbeachtet der Bewegung des zugehörigen Teilnehmers auf die maßgebliche Basisstation gerichtet bleibt.
Gemäß diesem Ansatz wird der Gewinn des Antennenhauptstrahls kontinuierlich nachgefahren und die Leistungsniveaus werden in Übereinstimmung damit kontinuierlich eingestellt.
Die 2 ist ein Flussdiagramm, dass ein Verfahren für die Verwendung beim Aufrechterhalten einer drahtlosen Verbindung mit einer entfernten Kommunikationseinheit zeigt, die eine Strahlbündelungsantenne in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Zuerst wird eine gewünschte Senderichtung bestimmt (Block 40). Danach wird eine Strahlbündelungseinheit konfiguriert, um ein Antennensendemuster zu erzeugen, das die gewünschte Senderichtung umfasst (Block 42). Auf Basis der Strahlformerparameter wird dann der Gewinn der Hauptkeule des erzeugten Antennenmusters berechnet (Block 44). Der durchschnittliche Nutzzyklus des Sendesignals über ein vorbestimmtes Zeitintervall wird bestimmt (Block 46). Der Antennengewinn (bzw. bzw. die Antennenverstärkung) und die durchschnittliche Nutzzyklusinformation wird dann verwendet, um die Leistung einzustellen, die von der Antenne gesendet wird, so dass sie maßgebende Grenzwerte nicht überschreitet (Block 48).
Wie der Fachmann leicht erkennt, können, obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, selbstverständlich Modifikationen und Veränderungen gemacht werden, ohne den Gedanken und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Solche Modifikationen und Variationen sind als im Bereich und Rahmen der Erfindung und der beigefügten Ansprüchen zu betrachten.

Claims

System für die Verwendung beim drahtlosen Senden eines Kommunikationssignals zu einem entfernten Transceiver, wobei das System umfasst: eine Anordnung von Sendeantennenelementen, die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind; eine Richtungsbestimmungseinheit, um die Richtung eines entfernten Transceivers zu bestimmen; einen Sendestrahlformer, der mit der Anordnung der Antennenelemente verbunden ist, um einen Sendestrahl in Richtung des entfernten Transceivers zu erzeugen; eine Leistungssteuerungseinheit, um einen auf den Antennengewinn bezogenen Parameter zu bestimmen, der mit dem Sendestrahl in Zusammenhang steht, der von dem Sendestrahlformer erzeugt wurde, und um das Sendeleistungsniveau des Systems auf Basis des auf den Antennengewinn bezogenen Parameters einzustellen, wobei die Leistungssteuerungseinheit das Sendeleistungsniveau des Systems einstellt, um mit erlassenen Sendeleistungsgrenzwerten übereinzustimmen; zumindest einen variablen Gewinnverstärker, um ein Sendesignal zu verstärken, bevor es an die Anordnung der Sendeantennenelemente während eines Sendevorgangs übertragen wird, wobei die Leistungssteuerungseinheit den Gewinn des zumindest einen variablen Gewinnverstärkers regelt, um das Sendeleistungsniveau des Systems einzustellen; und eine Nutzzykluseinheit, die mit der Leistungssteuerungseinheit verbunden ist, um über eine fortbestimmte Zeitdauer einen durchschnittlichen Sendenutzzyklus des Systems zu bestimmen, und um die durchschnittliche Sendenutzzyklusinformation an die Leistungssteuerungseinheit zu übergeben, wobei die Leistungssteuerungseinheit die durchschnittliche Sendenutzzyklusinformation nutzt, um das Leistungsniveau des Systems einzustellen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Anordnung der Sendeantennenelemente, die Richtungsbestimmungseinheit und der Sendestrahlformer jeweils Teil einer adaptiven Antennenanordnung sind.
System gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: eine Anordnung von Empfangsantennenelementen, die für die Verwendung beim Empfangen eines Übertragungssignals von dem entfernten Transceiver in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, wobei die Richtungsbestimmungseinheit Mittel umfasst, um Signalanteile zu analysieren, die von einzelnen Antennenelementen innerhalb der Anordnung der Empfangselemente empfangen wurden, um die Richtung des entfernten Transceivers zu bestimmen.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Sendestrahlformer für jedes der Antennenelemente innerhalb der Anordnung der Sendeantennenelemente eine variable Verzögerungseinheit und eine Steuerung umfasst, um auf Basis der Richtung des entfernten Transceivers, die von der Richtungsbestimmungseinheit bestimmt wurde, eine Verzögerungseinstellung für jede variable Verzögerungseinheit zu bestimmen.
System gemäß Anspruch 4, wobei die Leistungssteuerungseinheit eine Steuerung umfasst, um den auf den Antennengewinn bezogenen Parameter auf Basis der Verzögerungseinstellungen des Sendestrahlformers zu berechnen.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Sendestrahl, der von dem Sendestrahlformer erzeugt wurde, ungefähr in der Richtung des entfernten Transceivers zentriert ist, die von der Richtungsbestimmungseinheit bestimmt wurde.
System gemäß Anspruch 1 weiterhin umfassend: eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle, um das System mit einer Datenverarbeitungseinheit zu verbinden.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle einen seriellen Datenport umfasst.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Ein-/Ausgangsschnittstelle einen Universal-Serien-Bus-Port (USB) umfasst.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle Plug-and-Plag-Fähigkeit umfasst.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Anordnung der Sendeantennenelemente, die Richtungsbestimmungseinheit, der Sendestrahlformer und die Leistungssteuerungseinheit jeweils auf einer gemeinsamen Trägerstruktur angeordnet sind.
System gemäß Anspruch 11, wobei die gemeinsame Trägerstruktur für die Desktopplatzierung geeignet ist.
Verfahren für die Verwendung beim drahtlosen Senden eines Übertragungssignals an einen entfernten Ort, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Richtung des entfernten Ortes; Erzeugen eines Sendeantennenstrahls in die Richtung des entfernten Ortes unter Verwendung von Prinzipien phasengesteuerter Antennengruppen; Bestimmen eines Parameters, der auf den Antennengewinn bezogen ist, der mit dem Sendeantennenstrahl in Zusammenhang steht; Verwenden des auf den Antennengewinn bezogenen Parameters, um das Leistungsniveau eines Sendesignals einzustellen, das über den Sendeantennenstrahl zu dem entfernten Ort übertragen werden soll; Verwenden des auf den Antennengewinn bezogenen Parameters Einstellen des Leistungsniveaus des Sendesignals in einer Art und Weise umfasst, die mit erlassenen Sendeleistungsgrenzwerten übereinstimmt; Verwenden des auf den Antennengewinn bezogenen Parameters, um das Leistungsniveau zu maximieren, Einstellen des Leistungsniveaus des Sendesignals umfasst, wobei erlassene Sendeleistungsgrenzwerte nicht überschritten werden; Bestimmen eines durchschnittlichen Sendenutzzyklus, der mit den Übertragungen zu dem entfernten Ort in Zusammenhang steht; und Verwenden des durchschnittlichen Sendenutzzyklus, um das Leistungsniveau des Sendesignals einzustellen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei Bestimmen einer Richtung eines entfernten Ortes Empfangen eines RF-Signals von dem entfernten Ort und Analysieren des RF-Signals umfasst, um die Richtung des entfernten Ortes zu bestimmen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei Bestimmen einer Richtung, Erzeugen eines Sendeantennenstrahls, Bestimmen eines auf den Antennengewinn bezogenen Parameters und Verwenden des auf den Antennengewinn bezogenen Parameters von einem einzigen Innenort aus durchgeführt wird.
Kommunikationssystem für die Verwendung beim Kommunizieren mit einer entfernten Kommunikationseinheit, umfassend: eine Anordnung von Antennenelementen, die in einer vorbestimmten Anordnung angeordnet sind; einen einstellbaren Strahlformer, der mit der Anordnung von Antennenelementen verbunden ist, um als Antwort auf ein Steuersignal einen Sendestrahl in einer vorbestimmten Richtung zu erzeugen, wobei der einstellbare Strahlformer geeignet ist, einen Strahl in irgendeine der Vielzahl verschiedener Richtungen zu erzeugen; eine Leistungssteuerungseinheit, um ein Leistungsniveau eines von der Anordnung von Antennenelementen zu übertragenden Sendesignals, auf Basis zumindest eines Parameters, der mit dem Sendestrahl, der von dem einstellbaren Sendestrahlformer erzeugt wird, in Zusammenhang steht, einzustellen, wobei die Leistungssteuerungseinheit das Leistungsniveau des Sendesignals so einstellt, dass ein maximal zulässiges Leistungsniveau nicht überschritten wird; und eine Nutzzyklusbestimmungseinheit, um einen durchschnittlichen Sendenutzzyklus des Systems über eine vorbestimmte Zeitdauer zu bestimmen, wobei die Leistungssteuerungseinheit das Leistungsniveau des von der Anordnung von Antennenelementen zu übertragenden Sendesignals auf Basis des durchschnittlichen Sendenutzzyklus einstellt.
Übertragungssystem gemäß Anspruch 16, wobei der zumindest eine Parameter, der mit dem Sendestrahl in Zusammenhang steht, zumindest einen auf den Antennengewinn bezogenen Parameter umfasst.
Übertragungssystem gemäß Anspruch 16, wobei der einstellbare Strahlformer den Sendestrahl in der vorbestimmten Richtung unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens für phasengesteuerte Antennengruppen erzeugt.
Übertragungssystem gemäß Anspruch 16, wobei der einstellbare Strahlformer Teil einer adaptiven Antennenanordnung ist.