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Die
Erfindung betrifft eine Antennenanlage, insbesondere eine Mobilfunk-Antennenanlage
sowie eine zugehörige Übertragungs- und Steuerungseinrichtung.
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Mobilfunkantennen
können in einem oder in mehreren Frequenzbändern
strahlen und/oder empfangen, beispielsweise in einem 900 MHz-Band,
in einem 1800 MHz-Band, in einem 1900 MHz-Band, oder z. B. in einem
UMTS-Band, beispielsweise also in einem Bereich von ca. 1920 MHz
bis 2170 MHz. Beschränkungen auf andere Frequenzbereiche
liegen grundsätzlich nicht vor.
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Bewährte
Mobilfunkantennen arbeiten dabei mit Strahlern oder Strahlereinrichtungen,
die beispielsweise in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen
senden und/oder empfangen können. Es wird insoweit häufig
auch von einer X-Polarisation gesprochen, da die beiden Polarisationsebenen
vom Grundsatz her in einem +45° Winkel bzw. einem –45° Winkel
gegenüber der Horizontalebene oder Vertikalebene ausgerichtet
sind. Unabhängig davon können die Mobilfunkantennen
häufig in ihrer Hauptstrahlrichtung in einem von einer
Horizontalausrichtung abweichenden Abstrahlwinkel eingestellt werden,
der vorzugsweise fernsteuerbar veränderbar ist. Es wird hier
von einer fernsteuerbaren elektronischen Down-Tilt-Winkeleinstellung
und einer zugehörigen Einstelleinrichtung gesprochen, die
häufig kurz auch als RET-Einheit bezeichnet wird.
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Ein
derartiges Steuergerät ist beispielsweise aus der
EP 1 356 539 B1 sowie
ein zugehöriges Verfahren zum Betrieb einer derartigen
RET-Einheit beispielsweise aus der
EP 1 455 413 B1 als bekannt zu entnehmen.
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Unabhängig
von dem Aufbau der Antennenanlagen im Bereich einer Basisstation
ist es erforderlich, dass die entsprechenden Antennenanlagen miteinander
synchronisiert werden.
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Gemäß den
meisten Mobilfunkstandards wird die Synchronisation der Basisstation über
ein Netzwerk- und Vermittlungssystem sichergestellt, welches auch
als ”Network and Switching System”, kurz als ”NSS” bezeichnet
wird, welches zudem auch als Backbone-Netzwerk bekannt ist.
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Satellitensignale
sind hier nicht erforderlich, da die Synchronisation der Teilnehmer
in dem jeweiligen Verbindungskanal erfolgt. Die grundlegenden Eigenschaften
eines derartigen Mobilfunksystems sind beispielsweise in P.
Jung: Analyse und Entwurf digitaler Mobilfunksysteme, Verlag Teubner,
Stuttgart, 1997, S. 231–240 wiedergegeben.
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Vor
diesem Hintergrund erfolgt die ständige Ausweitung des
Mobilfunknetzes auch unter Bereitstellung neuer Mobilfunkanlagen,
ggf. auch an einem gleichen Standort, insbesondere an einem gleichen Mast.
Dies führt zur Verdopplung, Verdreifachung etc. einer Basisstation,
d. h. z. B. zur Verdopplung der über die Basisstation angesteuerten
Antennen sowie zu einer Verdopplung der zwischen der Basisstation und
der Antenne verlaufenden HF-Speiseleitungen, der zugehörigen
elektronischen Komponenten zum Betrieb einer Anlage beispielsweise
in Form von stromalarmierten Geräten (nachfolgend auch
teilweise kurz als CWA-Geräte bezeichnet, wobei die Abkürzung ”CWA” für ”Current
Window Alarm” steht). Neuere Antennenanlagen sind dabei
beispielsweise auch mit der sog. AISG-Gerätefunktionalität
ausgestattet (wobei AISG für ”Antenna Interface
Standards Group” steht). Daneben sind auch Antennenanlagen z.
B. mit einer 3GPP-Gerätefunktionalität ausgestattet,
die eine Kommunikation nicht über das AISG-Protokoll sondern über
das 3GPP-Protokoll erlaubt (wobei ”3GPP” für ”3rd Generation Partnership Project” steht).
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Um
hier zu einer gewissen Vereinfachung zu gelangen, ist es ebenfalls
bekannt, bei Erweiterung einer Mobilfunkanlage durch Hinzufügen
einer zweiten Antennenanlage und einer zweiten Basisstation die
Speiseleitung zwischen der Basisstation und den Antennen so weit
als möglich gemeinsam zu nützen (Feeder-Sharing).
Gegebenenfalls sind noch separate Gleichstrom-Versorgungs- und Stromalarmierungs-Leitungen
zu den HF-Speiseleitungen notwendig.
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Durch
eine der vorstehend erwähnten Erweiterungen können
komplexe oder Hybrid-Antennenstrukturen entstehen, wobei diese beispielsweise
anhand von 1 für den Stand der
Technik dargestellt ist.
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Bei
der nach dem Stand der Technik bekannten Antennenanlage gemäß 1 sind
beispielsweise an einem Montageort 1 beispielsweise in
Form eines Mastes 1' (oder an einem Gehäuse oder
Gebäude etc.) drei Antenneneinrichtungen montiert nämlich eine
erste Antenneneinrichtung ANT1, eine zweite Antenneneinrichtung
ANT2 und eine dritte Antenneneinrichtung ANT3, die wie eingangs
geschildert mit geeigneten Strahlern, beispielsweise X-polarisierten Strahlern,
ausgestattet sein kann, um in zwei Polarisationen zu senden und/oder
zu empfangen.
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Jede
der drei Antenneneinrichtungen ANT1 bis ANT3 sind drei Basisstationen
BS1 bis BS3 zugeordnet.
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Die
Basisstation BS3 kann beispielsweise eine herkömmliche
Basisstation darstellen, die die dritte Antenneneinrichtung ANT3
steuert und speist. Der Betrieb der Antenneneinrichtung wird gemäß dieser
Ausführungsform nicht über ein Protokoll gesteuert
durchgeführt, sondern mittels einer ”Stromalarmierung”,
also mittels einer CWA-Logik bzw. CWA-Geräte, die in Abhängigkeit
von Fehler- und/oder Statusänderungen unterschiedliche
Ströme ziehen, was eine entsprechende Steuerung der Komponenten
erlaubt. Dazu ist die dritte Basisstation BS3 mit der CWA-Logik
bzw. CWA-Steuereinrichtungen ausgestattet, beispielsweise über
zwei HF-/DC-Speiseleitungen 5.3a und 5.3b, die
mit einer antennenseitigen CWA-Geräteeinheit 17.3 in
Verbindung stehen, die der zugehörigen Antenneneinrichtung
ANT3 vorgeschaltet ist, so dass über HF-/DC-Verbindungsleitungen 5.3a und 5.3b die
zur Antenneneinrichtung ANT3 gehörigen Strahler entsprechend
für den Betrieb der Antennenanlage angesteuert werden können.
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Das
nach dem Stand der Technik bekannte Beispiel nach 1 kann
dadurch entstanden sein, dass beispielsweise die vorstehend genannte
Basisstation BS3 mit der zugehörigen Antennenanordnung ANT3
und den stromalarmierten Antennen-Komponenten 17.3 um eine
weitere ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Antennenanlage
mit einer Antenneneinrichtung ANT1 und einer zugehörigen
Basisstation BS1 sowie einer zugehörigen Mobilfunkkomponente 17.1 erweitert
wurden, wobei diese hinzugekommene Antennenanlage beispielsweise mit
der Gerätefunktionalität AISG ausgestattet ist, also
eine Kommunikation über das AISG-Protokoll zwischen der
Basisstation BS1 und der antennenseitigen Mobilfunkkomponente 17.1 durchführbar
ist.
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Gemäß dem
nach dem Stand der Technik bekannten und in 1 wiedergegebenen
Beispiel ist eine dritte Basisstation BS2 zusätzlich nachgerüstet
worden, die beispielsweise mit der 3GPP-Gerätefunktionalität
ausgestattet ist, die eine Kommunikation über das 3GPP-Protokoll
erlaubt. Eine entsprechende Schnittstelleneinheit ist an der Basisstation BS2
vorgesehen. Ferner ist antennennah zur zugehörigen Antenneneinrichtung
ANT2 (also in der Regel oben am Mast) die 3GPP-Steuerungs- oder
Mobilfunkkomponente 17.2 vorgesehen.
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Um
die insgesamt benötigten Speiseleitungen 5 zu
reduzieren, können diese teilweise gemeinsam genutzt werden.
Im selben Ausführungsbeispiel sind neben den beiden Speiseleitungen 5.3a und 5.3b für
den Betrieb der Antennenanlage ANT3 noch zwei weitere Basis-Speiseleitungen 5.1 und 5.2 vorgesehen,
die von der Antennenanlage ANT1 und ANT2 gemeinsam benutzt werden.
Dazu sind den beiden Basisstationen BS1 und BS2 zwei Diplexer 11 zugeordnet,
wobei jeweils die beiden Ausgangs- bzw. Basis-Speiseleitungen 5.1a und 5.1b bzw. 5.2a und 5.2b sowohl
bezüglich der ersten Basis station BS1 und der zweiten Basisstation
BS2 über die beiden Diplexer 11L geführt
sind, so dass die hier benötigten zusätzlichen
Speiseleitungen von vier auf zwei reduziert werden können.
Ebenso muss durch zwei Diplexer 11H, die in der Regel an
der oberen Seite des Mastes 1' antennennah vorgesehen sind,
wiederum eine Aufspaltung auf die beiden Antennenanlagen ANT1 und
ANT2 vorgenommen werden, um die HF-Signale zum Senden bzw. Empfangen
den einzelnen Antennenanlagen richtig zuzuordnen.
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Ferner
ist in 1 noch angedeutet, dass beispielsweise von der
ersten sowie der zweiten Basisstation BS1 bzw. BS2 jeweils über
die eine Basis-Speiseleitungen 5.1a bzw. 5.2a eine
Gleichstromversorgung sowie das AISG bzw. das 3GPP-Protokoll in
die jeweilige Speiseleitung 5.1 bzw. 5.2 über den
jeweils zugeordneten basisstationsseitigen Diplexer 11L eingespeist
und über die antennenseitigen Diplexer 11H und
die nachfolgenden Antennen-Speiseleitungen 5.1'a und 5.2'a den
Mobilfunk-Komponenten 17.1 bzw. 17.2 zugeführt
wird. Diese Gleichstromübertragung sowie die Übertragung
des AISG- bzw. 3GPP-Protokolls ist in 1 punktiert
angedeutet, wobei die HF-Speiseleitung zwischen der Basis und der
Antenne grundsätzlich in dicken Linien wiedergegeben ist.
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1 zeigt
dabei auch, dass die beiden Speiseleitungen 5.3a und 5.3b auch
zur Gleichstromversorgung insbesondere für die stromalarmierten Geräte
dienen. Diese Gleichstromübertragung ist in der 1 strichliert
dargestellt.
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Die
Nutzung der gemeinsamen Speiseleitungen 5 kann noch weiter
verbessert und optimiert werden, wie dies beispielsweise anhand
von 2 für eine weitere Gesamt- Antennenanlage
dargestellt ist. Dort werden basisstationsseitig nunmehr zwei Triplexer 111L vorgesehen,
die jeweils mit drei basisstationsseitigen Anschlüssen
verbunden sind, wobei jeweils ein Anschluss der beiden Triplexer 111L mit
jeweils einem Anschluss der zugehörigen Basisstation BS1,
BS2 bzw. BS3 verbunden ist. Mit anderen Worten ist jeweils ein erster
Anschluss der drei Basisstationen BS1 bis BS3 mit dem einen Triplexer 111L und jeweils
ein zweiter Anschluss der drei Basisstationen BS1 bis BS3 mit einem
Eingang des zweiten Triplexers 111L verbunden. Die beiden
Triplexer haben antennenseitig jeweils einen Anschluss, der mit
jeweils einer der beiden Speiseleitungen 5a bzw. 5b verbunden
ist.
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Antennenseitig
ist der Aufbau quasi symmetrisch wiedergegeben, wobei über
zwei weitere Triplexer 111H nunmehr die über die
beiden einzelnen Speiseleitungen 5a, 5b zugeführten
HF-Signalen über die jeweils drei Anschlüsse der
beiden Triplexer 111H entsprechend aufgespalten und den
drei Antennenanlagen ANT1 bis ANT3 zugeführt werden. Somit
sind die drei Ausgänge des ersten Triplexers 111H mit
drei Eingängen der Mobilfunk-Komponenten 17.1, 17.2 und 17.3 verbunden,
wobei die drei Ausgänge des zweiten Triplexers 111H an
den jeweils zweiten Anschlüssen an den Mobilfunk-Komponenten 17.1, 17.2 und 17.3 angeschlossen
sind. Dadurch stehen jeweils die beiden entsprechenden HF-Signale
an den Mobilfunk-Komponenten 17.1 bis 17.3 an
und können über die Verbindungsleitungen 5.1''a, 5.1''b zur
Antenne ANT1, über die Verbindungsleitungen 5.2''a und 5.2''b zur
zweiten Antenne ANT2 und über die beiden Verbindungsleitungen 5.3''a und 5.3''b zur
dritten Antenneneinrichtung ANT3 übertragen werden.
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Somit
werden die drei Antennenanlagen ANT1 bis ANT3 mittels dem AISG-
und/oder dem 3GPP-Protokoll bzw. über die CWA-Stromalarmierung
(ohne Verwendung eines Protokolles) gesteuert.
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Bezüglich
der Antennenanlage ANT3 sind Basisstations- wie antennenseitig jeweils
noch sogenannte Bias Tee-Geräte BT vorgesehen (also Geräte zur
HF-transparenten Gleichstrom-Ein- bzw. Auskopplung), um hier die
CWA-Komponenten zum einen mit Gleichstrom zu versorgen und andererseits zu
ermöglichen, dass die antennenseitig vorgesehenen CWA-Geräte
bzw. Steuerungskomponenten 17.3 unterschiedliche Ströme
in Abhängigkeit von Fehler- und unter Status-Änderungen
ziehen können, die dann an der Basisstation entsprechend
ausgewertet werden können.
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Mit
anderen Worten sind also bei den Antennenanlagen ANT1 bis ANT3 beispielsweise
am Mast 1', an einer Wand 1 eines Gebäudes
etc. montierte Mobilfunkkomponenten 17 vorgesehen, wie
beispielsweise TMA-Verstärker (sogenannte rauscharme ”Tower
Mounted Amplifier” Empfangsverstärker) und/oder
RET-Einheiten zur fernsteuerbaren Einstellung des Absenk-, also
des Abstrahlwinkels der Antennen, kurz auch Down-Tilt-Winkel genannt
etc.
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So
könnte in Abweichung zu den 1 und 2 daran
gedacht werden, die Anzahl der im Stand der Technik benötigten
Speiseleitungen auch aus Kostengründen zu reduzieren.
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Bei
bekannten Anlagen wie anhand von 1 und 2 erläutert,
würde dann aber das Problem auftreten, dass nicht klar
ist, welche Basisstation BS1 bis BS3 tatsächlich eine entsprechende ALD-Mobilfunkkomponente
mit Gleichspannung (DC-Spannung) versorgt. In der Regel kann nämlich eine
Basisstation nicht die gesamte Gleichstrom-Leistung für
alle ALD-Mobilfunk-Komponenten bereitstellen, und/oder abdecken,
die beispielsweise einer anderen Basisstation zugeordnet sind.
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Wenn
unterschiedliche Gleichstrom-Versorgungsspannungen durch mehrere,
parallel geschaltete Basisstationen bereit gestellt werden, würde
dies ebenfalls ein Problem darstellen, wenn hierüber die ALD-Mobilfunkkomponenten über
eine gemeinsame HF-Speisestrecke gespeist werden sollen.
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Schließlich
können auch ältere sogenannte stromalarmierte
CWA-Komponenten bei einer weiteren Reduzierung der Speiseleitungen
in den anhand von 1 und 2 erläuterten
Komplexen, d. h. kombinierten Mobilfunkanlagen, ein weiteres Problem
darstellen. Denn die Verwendung derartiger stromalarmierter (CWA)
ALD-Geräte bzw. Mobilfunkkomponenten zieht in Abhängigkeit
von Fehler- und/oder Status-Änderungen unterschiedliche
Ströme, welche die entsprechende Basisstation überwacht
und auswerten muss, um in Abhängigkeit davon Status- und
Fehler-Änderungen an übergeordnete Systeme weiterzuleiten.
Durch die DC-Zusammenschaltung verschiedener ALD-Mobilfunkkomponenten über
einen gemeinsamen Feeder, also gemeinsame Speiseleitungen, können
die Ströme einzelner ALD-Mobilfunkkomponenten auf der Basisstationsseite
nicht mehr getrennt werden. Somit ist gerade bei einer Antennenanlage
mit CWA-Systemen eine korrekte Alarmierung und/oder Anzeige eventueller
Statusänderungen nicht mehr gewährleistet.
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Bei
der erläuterten Kombination von älteren stromalarmierten
(CWA-)Systemen und neueren Systemen, bei denen die Alarmierung und/oder
Steuerung zum Beispiel über das AISG- oder das 3GPP-Protokoll
erfolgt, können aber (wenn diese Anlagen über
eine gemeinsame Feeder-Speise-Struktur gespeist werden) noch weitere
Probleme auftreten. Dies führt nämlich unter Umständen
zu Inkompatibilitäten auf einer gemeinsamen Speiseleitung, wenn
nämlich unterschiedliche, unabhängig voneinander
eingesetzte Protokolle (unterschiedliche ”Primaries”)
eingesetzt werden. Mit anderen Worten kann es zu Datenkollisionen
auf dem Datenbus kommen, die einen korrekten Betrieb der gesamten
Antennenanlage im Rahmen einer gemischten Antennenstruktur wie erläutert
nicht erlaubt. Es kann nämlich passieren, dass beispielsweise
AISG- oder 3GPP-Protokoll-Signale oder gegebenenfalls zusätzliche
kundenspezifische Protokolle durch CWA-ALD-Komponenten kurzgeschlossen
werden (und zwar unterschiedlich in Abhängigkeit der diversen
stromalarmierten ALD-Komponenten), wodurch eine korrekte Datenkommunikation
völlig zum Erliegen kommen kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine verbesserte komplexe
Antennenanlage sowie die hierfür benötigte zentrale Übertragungs-
und Steuerungseinrichtung zu schaffen, die den Betrieb mehrerer
einzelner Antennenanlagen mit zugehörigen Basisstationen
(also zur Übertragung unterschiedlicher Frequenzbänder)
in einer ”gemischten” Umgebung unter Einsatz unterschiedlicher Komponenten
erlaubt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich
der wesentlichen zentralen Übertragungs- und Steuerungseinrichtung
entsprechend den im Anspruch 1 bzw. 8 und bezüglich einer
Antennenanlage, insbesondere Mobilfunkantennenanlage unter Verwendung
der vorstehend genannten erfindungsgemäßen Übertragungs-
und Steuerungseinrichtung, entsprechend Anspruch 20 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Lösung basiert darauf,
dass basisstationsseitig und darüber hinaus antennenseitig
jeweils ein Multiplexer (MUX), also eine Multiplexer-Schaltung,
eingesetzt wird, die nachfolgend teilweise auch kurz als MUX bezeichnet
wird.
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Es
handelt sich dabei um eine sogenannte ”intelligente” Multiplexer-Schaltung,
die je nach Anforderung in Form eines Diplexers, Triplexers, also allgemein
in Form eines Multiplexers konzipiert sein kann, je nachdem wie
viele Basisstationen und zugehörige Antenneneinrichtungen
gemeinschaftlich unter Ausnützung einer gemeinsamen Feeder-Struktur (gemeinsame
Speiseleitungs-Struktur) eingesetzt werden sollen.
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Die
Multiplex-Struktur auf der Basisstations-Seite scannt dabei auf
der den Basisstationen zugeordneten Anschlussseiten, ob von der
betreffenden Basisstation beispielsweise ein oder mehrere AISG-Protokolle,
ein oder mehrere 3GPP-Protokolle und/oder gegebenenfalls nur ein
oder mehrere Gleichstromsignale (DC-Signal) ohne ein entsprechendes
Protokoll übertragen wird, wobei im zuletzt genannten Falle
es sich dann um eine stromalarmierte (CWA) Gerätesteuerung
handeln würde. Das entsprechende Abtast-Ergebnis wird dann über
eine geeignete Protokollierung über die gemeinsame Feeder-Struktur
zu den Antenneneinrichtungen übertragen, d. h. zu den den
Antenneneinrichtungen vorgeschalteten antennenseitigen Multiplex-Schaltungen. Hierüber
erfolgt wiederum eine Rück-Übertragung (Rück-Über setzung)
beispielsweise zu einem AISG-Protokoll oder einem 3GPP-Protokoll
oder einer Bereitstellung eines reinen Gleichstromsignals, so als
ob von der betreffenden Basisstation auf getrenntem Wege ein AISG-Protokoll,
ein 3GPP-Protokoll übertragen worden wäre oder
eine entsprechende Antennensteuerung nur über stromalarmierte
Geräte (CWA) erfolgen würde. Mit anderen Worten
werden die zwischen der basisstationsseitigen und der antennenseitigen
Multiplex-Schaltung ausgetauschten und/oder übertragenen
Protokolle zuordnungsrichtig den entsprechenden Antenneneinrichtungen bzw.
Basisstationen zugeführt.
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Die
antennenseitige Multiplexer-Schaltung überprüft,
ob Verbraucher an ihren antennenseitigen Ausgängen angeschlossen
sind, misst gegebenenfalls deren Stromaufnahme und kommuniziert
dieses Ergebnis an die basisstationsseitige Multiplex-Schaltung.
Somit ist auch eine entsprechende Bereitstellung einer Gleichstromleistung
für die CWA-Geräte genau in jener Größenordnung
möglich, wie beispielsweise bei Verwendung einer älteren
Basisstation in betreffender Höhe in eine HF-Speiseleitung
eingespeist werden würde.
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Dadurch
lässt sich der jeweilige erforderliche Gleichstrom genau
einstellen und eine entsprechende Gleichstromversorgung der zugehörigen
Antenneneinheiten an den basisstationsseitigen Anschlüssen
der basisstationsseitigen Multiplexer-Schaltung simulieren.
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Letztlich
lässt sich im Rahmen der Erfindung eine Zusammenschaltung
unterschiedlicher Gleichstrom-Spannungsquellen an den Basisstationen
realisieren, wobei ferner eine galvanische Trennung zwischen den
basisstationsseitigen Anschlüssen des Muliplexers von den
antennenseitigen Anschlüssen des Multiplexers vorgenommen
wird. Dadurch ist es möglich, dass der basisstationsseitige
Multiplexer Leistungsaufnahmen an den entsprechenden, für
die Verbindung zur Basisstation vorgesehenen Eingängen
simulieren kann, die den Zuständen (z. B. die entsprechende
Leistungsaufnahme in einem Betriebs- oder Fehlerzustand) an den
der jeweiligen Basisstation zugeordneten ALD-Komponenten entsprechen
(entweder fest eingestellt und/oder beispielsweise voll konfigurierbar).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist noch
eine weitere separate Schnittstelle an dem betreffenden Multiplexer
zur Verfügung gestellt, die entweder zur Ansteuerung des
Multiplexers und/oder einer darüber erreichbaren Antenneneinrichtung
und/oder zur Bereitstellung von Gleichstrom verwendet werden kann.
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Diese
erwähnte zusätzliche Schnittstelle an dem Multiplexer
kann bei einer ausreichenden Gleichstrom-Gesamtleistung an den basisstationsseitigen
Anschlüssen auch weggelassen werden.
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Weitere
Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den anhand von Zeichnungen beigefügten Ausführungsbeispielen. Dabei
zeigen im einzelnen
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1:
ein erstes schematisches Ausführungsbeispiel einer Mobilfunkanlage
mit drei Basisstationen und drei zugehörigen Antenneneinrichtungen
nach dem Stand der Technik;
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2:
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zu 1,
wie es ebenfalls nach dem Stand der Technik bekannt ist,
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3:
ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Antennenanlage unter Verwendung
von zwei unterschiedlich arbeitenden Basisstationen;
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4:
ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Antennenanlage unter Verwendung
von drei unterschiedlich arbeitenden Basisstationen;
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5a:
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Multiplexers (Triplexers) zur Erläuterung der integrierten
Scaneinrichtung zur Abfrage der Multi-Anschlüsse, die zu
den diversen Basisstationen führen;
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5b:
zur Verdeutlichung einer Durchschaltung einer Schnittstelle (die
eine Verbindung zu einer von mehreren Basisstationen darstellt)
zu den antennenseitigen Komponenten nach Feststellung, an welcher
Schnittstelle ein HDLC-Protokoll-Signal anliegt;
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5c:
eine schematische Darstellung einer Durchschaltung einer Schnittstelle
(die eine Verbindung zu einer von mehreren Basisstationen darstellt) zu
den antennenseitigen Komponenten nach dem Verbindungsaufbau mit
diesen über ein HDLC-Protokoll-Signal;
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5d:
eine Darstellung zur Verdeutlichung der Durchschaltung zweier Schnittstellen
(die eine Verbindung zu den entsprechenden Basisstationen darstellen)
zu den entsprechenden antennenseitigen Komponenten nach einem Verbindungsaufbau
mit diesen über zwei eventuell unterschiedliche HDLC-Protokoll-Signale
(z. B. AISG und 3GPP);
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6a:
eine weitere schematische Darstellung zur Erläuterung eines
erfindungsgemäßen antennennahen Multiplexers (Triplexers),
der die Kommunikation zwischen der HF-Speisestrecke und der einer
entsprechenden Basisstation zugehörigen Antenneneinrichtung
ermöglicht, und zwar nach einem Verbindungsaufbau über
ein HDLC-Protokoll-Signal;
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6b:
eine Darstellung zur Verdeutlichung eines erfindungsgemäßen
antennennahen Multiplexers (Triplexers), der über zwei
Schnittstellen die Kommunikation zu den entsprechenden antennenseitigen
Komponenten ermöglicht, und zwar nach einem Verbindungsaufbau
mit diesen über zwei eventuell jeweils unterschiedliche
HDLC-Protokoll-Signale; und
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7:
ein zu 6a und 6b abweichendes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Multiplexers.
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Nachfolgend
wird auf 3 Bezug genommen.
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Anhand
von 3 ist ein erstes erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel für zwei Antennensysteme mit
einer ersten Antenneneinrichtung ANT1 und einer zweiten Antenneneinrichtung
ANT2 gezeigt, von denen in 3 im Wesentlichen
nur das Radom zu ersehen ist, unterhalb dessen die in der Regel
beispielsweise in einem, zwei oder in mehreren Frequenzbändern
strahlenden Strahlereinrichtungen vorgesehen sind. Bevorzugt erfolgt
der Sende- und/oder Empfangsbetrieb in zwei senkrecht zueinander
stehenden Polarisationsebenen. Es wird insoweit auf bekannte Lösungen
verwiesen. Grundsätzlich wird nachfolgend davon ausgegangen,
dass eine sogenannte Basisstation jeweils HF-Signale in einem Frequenzband überträgt
bzw. empfängt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 strahlen
die beiden Antennen in zwei Frequenzbändern, wobei jeweils
eine Basisstation einem Frequenzband zugeordnet ist. Auch wenn beispielsweise
eine Basisstation in mehreren Frequenzbändern senden und/oder empfangen
soll, würde die nachfolgende Schilderung bezüglich
der Steuerung (der protokollabhängigen Steuerung) jeweils
für ein Frequenzband gelten, auch wenn beispielsweise die
Sende- und Empfangseinheiten für zwei verschiedene Frequenzbänder
in einer sogenannten einzigen Basisstation zusammengefasst werden.
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Den
beiden Antennensystemen ANT1 und ANT2 sind, wie beim Stand der Technik
auch, zwei Basisstationen BS1 und BS2 zugeordnet, wobei die Basisstation
BS1 beispielsweise zu einem älteren Antennensystem gehört,
bei welchem die Basisstation über stromalarmierte Mobilfunkkomponenten
gesteuert wird.
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An
einem Mast 1' stehen wiederum grundsätzlich nur
zwei Speiseleitungen 5a und 5b zur Verfügung,
die sich beide Antennensysteme teilen sollen.
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Das
Antennensystem ANT1 wird wiederum auch antennenseitig über
stromalarmierte (CWA) ALD-Mobilfunkkomponenten 17.1 gesteuert,
die über zwei HF-Verbindungsleitungen 5.1''a und 5.1''b mit der
zugehörigen Antenne ANT1 verbunden sind.
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Auch
in diesem Ausführungsbeispiel sind wiederum zwei Basis-Diplexer 11L vorgesehen,
wobei für die eine Polarisation der Ausgang BS1-A1 über
eine basisstationsseitige Verbindungsleitung 5.1a mit einem
ersten Eingang des Diplexers 11L verbunden ist und der
antennenseitige Anschluss des Diplexers 11L über
die HF-Speiseleitung 5a mit dem einen der beiden antennenseitigen
Diplexer 11H verbunden ist, dessen antennenseitiger eine
Anschluss mit der stromalarmierten ALD-Mobilfunkkomponente 17.1 über
eine Verbindungsleitung 5.1'a in Verbindung steht.
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Für
die zweite Polarisation ist eine weitere basisseitige Verbindungsleitung 5.1b vom
Ausgang BS1-A2 mit einem ersten Eingang des zweiten Diplexers 11L verbunden,
dessen antennenseitiger Anschluss über die zweite HF-Speiseleitung 5b mit
dem antennenseitigen zweiten Diplexer 11H verbunden ist,
dessen einer Ausgang wiederum über eine entsprechende Verbindungsleitung 5.1'b mit
dem zweiten Eingang der stromalarmierten ALD-Mobilfunkkomponente 17.1 verbunden
ist.
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Aus
der Zeichnung (strichliert angedeutet) ist auch zu ersehen, dass über
die geschilderten beiden HF-Speisestrecken 5a, 5b von
der Basisstation BS1 zur ersten An tenneneinrichtung ANT1 nicht nur
die HF-Signale, sondern auch die zugehörige DC-Versorgung
für die Stromalarmierung mit erfolgt.
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Entsprechend
sind die beiden Ausgänge BS2-A1 und BS2-A2 der zweiten
Basisstation BS2 mit den entsprechenden zweiten Eingängen
der beiden basisstationsseitigen Diplexer 11L verbunden.
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Für
den Betrieb ist nunmehr vorgesehen, dass die obere Multiplexereinrichtung,
im vorliegenden Fall in Form eines Diplexers 11H, den Leistungsverbrauch
an seinen antennenseitigen Schnittstellen misst und ein entsprechendes
Informationssignal z. B. in Form eines HDLC-Protokolls an den basisstationsseitigen
Diplexer überträgt, beispielsweise mit einer Übertragungsrate
von 115,2 kb/sec.
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Diese
Information kann den gemessenen Strom oder einen Ausfallzustand
betreffen, beispielsweise bezüglich eines rauscharmen Empfangsverstärkers
oder bezüglich zweier rauscharmer, in einem Gehäuse
vorgesehener Empfangsverstärker TMA, wie sie für
die Antenneneinrichtung ANT1 vorgesehen sind.
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Die
basisstationsseitige Diplexer-Schaltung 11L kann diese
Information aus der Strom- und Datenleitung extrahieren und in Abhängigkeit
dieser Information den benötigten Strom entsprechend einstellen.
Dadurch wird die basisstationsseitige externe Strom- und Spannungsversorgung
auf minimale Last gefahren.
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Die
Multiplex-, im vorliegenden Falle die Diplexschaltung, ermöglicht
die jeweils benötigte Modulation, Demodulation, die Leistungs-Transformation sowie
die Regelung bezüglich des Stromverbrauches.
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In
Abhängigkeit des Aufbaus der Multiplex- oder Diplexschaltung
kann auch sichergestellt werden, dass die entsprechende Leistungsversorgung von
der Strom- und Leistungsversorgung der Basisstationen getrennt wird.
Mit anderen Worten kann die Leistungsversorgung für die
Diplexeinheit separat extern zur Basisstation vorgesehen sein.
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Die
zweite Antenneneinrichtung ANT2 mit der zweiten Basisstation BS2
steuert die zugehörige Antenneneinrichtung ANT2 beispielsweise über
ein 3GPP-Protokoll, wobei die beiden Anschlussleitungen an der Basisstation
ebenfalls über die beiden Diplexer 11L und die
nachgeschalteten beiden HF-Speisekabel 5a und 5b mit
den beiden antennenseitigen Diplexer 11H verbunden sind,
und zwar mit den jeweils zweiten Anschlüssen der oberen
Diplexer 11H. In diesen beiden Diplexer 11H erfolgt
dann wiederum die Aufspaltung der HF-Signale, wozu die antennenseitig
jeweils vorgesehenen zweiten Anschlüsse an den Diplexern 11H mit
den beiden Eingängen einer zugehörigen 3GPP-Mobilfunkkomponente 17.2 über
Verbindungsleitungen 5.2'a und 5.2'b erfolgen.
Die 3GPP-Mobilfunkkomponenten 17 bzw. 17.2 stehen
dann über zwei weitere Anschlüsse an der zugehörigen
Antenneneinrichtung ANT2 über die Verbindungsleitung 5.2''a und 5.2''b in
Verbindung.
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Angedeutet
ist in 3 auch, dass zumindest über eine HF-Strecke 5a von
einem Anschluss der zweiten Basisstation BS2 auch eine DC-Versorgung
bzw. das 3GPP-Protokoll übertragen wird. Dies ist in 3 punktiert
eingezeichnet, wobei nur eine der beiden Übertragungsstrecken
(HF-Strecken) als DC-Versorgungs-Leitung und Übertragungsleitung für
das AISG-Protokoll dient.
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Sollte
eine entsprechende Antennenanlage in Betrieb genommen werden, so
ist z. B. folgendes Start-Szenario möglich:
- 1. Die Gleichstrom- und Pilotbypässe an der antennenseitigen
Diplexereinheit 11 sind geöffnet.
- 2. Die basisstationssseitige Multi- oder Diplexereinheit 11 stellt
einen benötigten Anteil der Leistungsversorgung (gegebenenfalls
von einer externen Leistungsversorgung bereitgestellt) für
die antennenseitigen Komponenten zur Verfügung und speist
diese Leistung beispielsweise mit 12 Volt Gleichstrom in die HF-Speiseleitung.
- 3. Alle Basisstationsseitigen Schnittstellen des Basis-Diplexers 11L übertragen
das Pilot-Signal (gegebenenfalls in einem Multiplexverfahren oder statisch).
Bei dem Pilotsignal handelt es sich allgemein um das Trägersignal,
welches zur Übertragung der Protokolle bzw. Protokollsignale
entsprechend moduliert wird.
- 4. Der antennenseitige ANT1-Diplexer 11H wird über
die HF-Speiseleitung gespeist und frägt seine Anschlüsse
und Schnittstellen ab, ob möglicherweise ALD-Komponenten 17 angeschlossen sind
(beispielsweise ob ein Gleichstromkurzschluss vorliegt oder nicht).
- 5. Um angeschlossene ALD-Komponenten 17 mit entsprechender
Leistung (Gleichstrom) zu versorgen, wird ein antennenseitiger ANT-Diplexer 11H die
Leistung in Abhängigkeit des abgefragten (gescannten) ALD-Zustandes
aktivieren und zur Verfügung stellen.
- 6. Der antennenseitige Diplexer 11H misst die Leistungsversorgung
einer angeschlossenen ALD-Komponente 17, und zwar permanent
und übermittelt diese Information beispielsweise basierend
auf dem AISG-Protokoll oder auf Basis des 3 ms-Zeitschlitz-Verfahrens
an den Basisstationsseitigen Diplexer 11L.
- 7. Der basisstationsseitige Diplexer 11L stellt den gewünschten
Leistungsbedarf entsprechend ein.
- 8. Die basisstationsseitige Diplexer-Einrichtung 11L scannt
permanent, d. h. frägt permanent beispielsweise in einem
Multiplexverfahren (z. B. 0x7E oder andere Bytes) ihre Schnittstellen
ab.
- 9. Das entsprechende Scannergebnis (Abfrageergebnis) wird an
den antennenseitigen Diplexer 11H übermittelt,
der entsprechend dieser Information seinen Pilot-Bypässe öffnet.
- 10. Die Datenrate zwischen dem Basisstations- und dem antennenseitigen
Diplexer 11L und 11H wird beispielsweise auf 115,2
kbps eingestellt.
-
Bei
der erwähnten Übertragung der beispielsweise mehreren
AISG- und/oder der mehreren 3GPP-Protokolle zwischen der basisstationsseitigen und
der antennenseitigen Multiplexer-Schaltung handelt es sich um eine
Datenübertragung z. B. gemäß dem ”High
Level Data Link Control Verfahren”.
-
Es
handelt sich dabei um ein normiertes Netzprotokoll, welches Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
oder auch Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen ermöglicht.
-
Da
die Übertragung beispielsweise über HDLC-Frames
mit höherer Geschwindigkeit erfolgt als die Übertragung
des AISG- oder beispielsweise des 3GPP-Protokolls ermöglicht
dies, dass die diversen AISG- oder 3GPP-Protokolle auf der HF-Speisestrecke
zwischen den beiden Multiplexer-Schaltungen in einem oder mehreren
HDLC-Frames verschachtelt übertragen werden. Auf der antennenseitigen
Multiplexer-Schaltung werden dann die auf der HF-Speisestrecke zusammengefassten
Protokolle antennenrichtig über die jeweils zugeordneten
Anschlüsse der betreffenden über das jeweilige
Protokoll gesteuerten Antenneneinrichtung oder der der Antenneneinrichtung
vorgeschalteten Antennen-Komponente zugeführt.
-
Grundsätzlich
wäre es allerdings auch möglich, beispielsweise
in der basisstationsseitigen Multiplexer-Schaltung die dort empfangenen
Protokolle in ein davon abweichendes Protokoll zu übersetzen oder
zu konvertieren und über die HF-Strecke zu der antennenseitigen
Multiplexer-Schaltung zu übermitteln und dort in die jeweiligen
originären Protokolle, z. B. in ein AISG- oder 3GPP-Protokoll
rück zu übertragen.
-
Nur
der Vollständigkeit halber wird angemerkt, dass beispielsweise
von fünf angeschlossenen Basisstationen problemlos eine
bis beispielsweise zwei, drei, vier oder allen Basisstationen mit
dem AISG-Protokoll arbeiten und ihre zugehörige Antenneneinrichtungen
steuern können, oder dass beispielsweise ein, zwei, drei,
vier oder alle Basis stationen nur mit dem 3GPP-Protokoll arbeiten.
Auf jeden Fall müssen die einzelnen Protokollabschnitte
so verarbeitet werden, dass jeweils zuordnungsrichtig die bezüglich
eines HF-Frequenzbandes oder einer Basisstation (wobei vereinfacht
davon ausgegangen wird, dass für ein HF-Frequenzband jeweils
eine Basisstation vorgesehen ist, auch wenn im herkömmlichen
Sinn in einer Basisstation auch mehrere Sub-Basisstationen zusammengefasst
sein können, die jeweils für die Übertragung
in einem Frequenzband zuständig sind) zugeordneten Steuerungssignale
zwischen den richtigen zusammengehörenden Basisstationen
und den hierüber gesteuerten Antenneneinrichtungen ANT
sowie den zugehörigen vorgeschalteten Antennenkomponenten 17 ausgetauscht
werden.
-
Nachfolgend
wird auf 4 Bezug genommen, in welcher
ein erweitertes Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bei welchem
nunmehr noch eine dritte Antenneneinheit BS3 zugeschaltet ist, die
mit einem AISG-Protokoll arbeitet.
-
Gemäß dieser
Variante werden anstelle von Diplexern Triplexer 111 sowohl
basisstationsseitig als auch antennenseitig eingesetzt, wobei jeweils
ein Ausgang an allen drei Basisstationen über eine separate
Leitung 5.1a, 5.2a bzw. 5.3a mit einem
separaten Eingang des ersten basisseitigen Triplexers 111L und
die jeweils zweiten Anschlüsse an den drei Basisstationen über
jeweils eine weitere Verbindungsleitung 5.1b, 5.2b bzw. 5.3b mit
jeweils einem separaten Eingang des zweiten basisseitigen Triplexers 111L verbunden
ist. Der erste basisseitige Triplexer 111L ist dann mit
der einen Speiseleitung 5a und der zweite Triplexer 111L mit
der zweiten Speiseleitung 5b elektrisch verbunden. An der
oberen Antennenseite erfolgt dann umgekehrt die Aufspaltung von
den HF-Speisekabeln 5a, 5b unter Zuhilfenahme
der beiden antennenseitigen Triplexer 111H auf die jeweiligen
Mobilfunkkomponenten 17, von denen bezüglich der
Antenneneinrichtung ANT3 eine auf dem AISG-Protokoll basierende
Komponente 17 zum Einsatz gelangt.
-
Die über
die zwei Feeder vorgenommene Gleichstrom-Versorgung einschließlich
der Kommunikation mittels des AISG- bzw. 3GPP-Protokolls ist punktiert
in 4 eingezeichnet. Ferner ist strichliert die weitere
Gleichstrom-Versorgung über je einen der beiden Feeder
für die Realisierung der Stromalarmierung gekennzeichnet.
-
Die
Multiplexschaltung hier in Form eines Triplexers fragt ständig
alle Eingänge ab, ob dort ein AISG-Protokoll, ein 3GPP-Protokoll
(oder ein anderes Protokoll) anliegt und/oder ob lediglich ein Gleichstromsignal
oder Gleichstrompegel detektiert wird, der für die stromalarmierten
CWA-Geräte benötigt wird.
-
Anhand
von 5a ist schematisch ein erfindungsgemäßer
Multiplexer 111L (beispielsweise in Form eines erfindungsgemäßen
Triplexers 111) dargestellt, der an seinen drei Eingängen 111a, 111b und 111c beispielsweise über
drei separate Verbindungsleitungen mit den Basisstationen BS1, BS2 und
BS3 verbunden ist. Intern wird in dem Multiplexer jeder der drei
Eingänge 111a bis 111c nacheinander folgend
abgetastet, d. h. abgefragt, ob beispielsweise ein HDLC-Signal (HDLC-Frame)
mit entsprechender Dateninformation anliegt. Wird beispielsweise
wie in 5a dargestellt nach Abfrage
aller Schnittstellen-Anschlüsse festgestellt, dass am Eingang 111c beispielsweise
ein von der dritten Basisstation BS3 kommendes AISG-Protokoll-Signal
anliegt, wird dieses dann am Ausgang 39 in die HF-Übertragungsstrecke 5 eingespeist,
vorzugsweise in Form eines HDLC-Frames. Dies ermöglicht
es, dass bei einem dauernden bzw. zeitlich versetzt aufeinander
folgenden oder gleichzeitigen Abtasten der einzelnen Eingänge 111a bis 111c die
einzelnen dort anstehenden Protokollsignale mit höherer Übertragungsgeschwindigkeit
verschachtelt, beispielsweise als HDLC-Frame, zu dem antennenseitigen
Triplexer auf einer gemeinsamen Übertragungsstrecke 5 übertragen
werden kann, wie dies in 5b wiedergegeben
ist. Dabei ist in 5b angedeutet, dass zu diesem
Zeitpunkt beispielsweise das an einem dritten Eingang 111c anstehende
Protokollsignal, beispielsweise ein AISG-Signal, über die
in diesem basisstationsseitigen Triplexer 111L integrierte
Scannereinrichtung 37 in den HDLC-Frame übertragen
und mit entsprechender höherer Übertragungsgeschwindigkeit über den
Anschluss 39 in die in 5a und 5b nicht näher
dargestellte HF-Speiseleitung 5 eingespeist wird.
-
In 5c ist
dabei dargestellt, dass nach Detektion eines beispielsweise am dritten
Eingang 111c anstehenden Protokollsignals eine entsprechende
Durchschaltung dieser Anschluss- oder Schnittstelle 111c zu
der HF-speiseleitungsseitigen Anschluss- oder Schnittstelle 39 erfolgt,
also zu diesem Zeitpunkt eine zeitlich verschachtelte oder permanente
Protokoll-Übertragung zu dem antennennahen ANT-Multiplexer 111H bzw.
einem der Multiplexer 111H und damit zu den darüber
angeschlossenen antennennahen Komponenten erfolgt. Nach dem Verbindungsaufbau
wird das Übertragungsprotokoll beispielsweise in Form eines
HDLC-Protokolls übertragen.
-
Anhand
von 5d ist nur zur Vervollständigung verdeut licht,
dass beispielsweise bei Detektion von zwei Protokollsignalen an
den Eingängen 111b und 111c nach dem
Verbindungsaufbau diese Protokoll-Signale auf den HF-speiseleitungsseitigen
Anschluss 39 durchgeschaltet werden, also zu den entsprechenden
antennenseitigen Komponenten, und zwar über die antennennahe
Multiplexerschaltung. Nach dem Verbindungsaufbau kann das Übertragungsprotokoll
beispielsweise über zwei unterschiedliche HDLC-Protokoll-Signale
(z. B. in Form eines AISG- oder eines 3GPP-Protokollsignals oder
eines entsprechend verschachtelten Übertragungsprotokolls)
erfolgen. Gleiches gilt für den Fall, dass auch an dem
ersten Eingang 111a ein entsprechendes Protokollsignal
detektiert wird. In diesem Falle würden alle drei basisstationsseitigen
Anschlüsse und damit die dort anstehenden Protokollsignale über den
HF-speiseleitungsseitigen Anschluss 39 verbunden und die
Protokollsignale so durchgeschaltet werden.
-
Entsprechend
würden von der oberen antennennahen Multiplexer-Schaltung 111, 111H die
entsprechenden Protokollsignale an den HF-speiseleitungsseitigen
Anschluss 39 anstehen und dann zuordnungsrichtig in einzelne
Protokollsignale aufgespalten oder getrennt werden, die zuordnungsrichtig in
die basisstaionsseitige Anschlüsse 111a, 111b bzw. 111c eingespeist
werden. Denn bei der Übertragung der Protokolle wird stets
die entsprechende Information mit übertragen, von welcher
Basisstation über welchen zugehörigen Anschluss
ein eingespeistes Protokollsignal für welche Antenneneinrichtung ANT1
bis ANT3 und damit für welchen antennenseitigen Anschluss 111'a, 111'b bzw. 111'c der
antennennahen ANT-Multiplexer-Schaltungseinrichtung bestimmt ist.
Das gleiche gilt für die von den antennennahen Komponenten 17 zu
den zur Basisstation übertragenen Protokollsignalen. Auch
hier erfolgt die richtige Zuordnung der von bestimmten Komponenten
zu den zugehörigen Basisstationen übertragenen Protokollsignalen.
-
Die
Protokollerkennung an den Basisstationsseitigen Multiplexer-Anschlüssen
kann statisch oder dynamisch erfolgen.
-
Die
entsprechenden, an den basisstationsseitigen Anschlüssen
der basisstationsseitigen Multiplexer-Schaltungen 111L anstehenden
Protokollsignale werden dann wie erwähnt an die antennenseitigen
Triplexer 111H zur Einstellung bzw. zur Konfiguration der
Antennenkomponenten 17 und gegebenenfalls der Antenneneinrichtung
selbst übermittelt. Dies ist beispielsweise in 6a und 6b dargestellt,
wo zum Ausdruck kommt, dass von der Speiseleitung 5 kommend
am Anschluss 39' die empfangenen Daten und Protokolle entsprechend
konvertiert bzw. aus dem HDLC-Frame separiert werden, um an den
Ausgängen 111'a, 111'b bzw. 111'c beispielsweise
Gleichstromanteile bzw. ein 3GPP- oder ein AISG-Protokoll an die
antennenseitigen Mobilfunkkomponenten weiterzuleiten. Mit anderen
Worten wird dadurch letztlich gewährleistet, dass die jeweiligen
zwischen der basisstationsseitigen und der antennenseitigen Multiplexer-Schaltung
ausgetauschten und/oder übertragenen Protokolle den entsprechenden
Antennen-Komponenten 17.1 bis 17.3 der Antenneneinrichtung
ANT1 bis ANT3 in richtiger Zuordnung übertragen werden.
-
6b dient
dabei der Verdeutlichung, dass der antennennahe ANT-Multiplexer 111H (Triplexer) beispielsweise über
die HF-Speiseleitung an seinem entsprechenden Anschluss 39' ein Übertragungsprotokoll
mit zwei beispielsweise verschachtelten Einzel-Protokollen empfängt,
so dass er zuordnungsrichtig die HF-Speiseleitungs-Schnittstelle 39' mit den
beiden antennenseitigen Anschlüssen 111'b und 111'c verbindet,
worüber zuordnungsrichtig die zugeordneten Basisstationen
BS2 und BS3 mit den ihm zugeordneten Antenneneinrichtungen bzw.
den den Antenneneinrichtungen zugeordneten Mobilfunk-Komponenten 17.2 und 17.3 kommunizieren können.
Nach dem erfolgten Verbindungsaufbau kann das Übertragungsprotokoll
beispielsweise als HDLC-Protokoll auf der gemeinsamen HF-Speisestrecke übertragen
werden oder beispielsweise auch über zwei eventuelle jeweils
unterschiedliche HDLC-Protokoll-Signale (beispielsweise in Form
eines AISG- oder eines 3GPP-Signals).
-
Die
Multiplexschaltungen können dann variabel einstellbare
Stromverbräuche (Stromsenken) für jede Basisstation
simulieren, worüber die stromalarmierte Steuerung der insbesondere älteren
Antennenanlagen mit CWA-Geräten weiterhin durchführbar
ist.
-
Durch
den geschilderten Aufbau wird also eine galvanische Trennung der
basisstationsseitigen Anschlüsse der Multiplex-Schaltungen
von den antennenseitigen Multiplex-Schaltungen vorgenommen. Die
basisstationsseitigen Multiplexer 11L bzw. 111L simulieren
durch eine entsprechende Leistungsaufnahme an den entsprechenden,
für die Verbindung zur Basisstation vorgesehenen Multiplexer-Eingängen
Zustände (z. B. Leistungsaufnahme in allen Betriebs- und
Fehlerzuständen), die denen der jeweiligen Basisstation
zugeordneten ALD-Geräten, wie beispielsweise Empfangsverstärker,
entsprechen (entweder fest eingestellt und/oder konfigurierbar).
-
Die
von den unterschiedlichen Basisstationen aufgenommenen (zusammengeschalteten) DC-Leistungen
(bei eventuell unterschiedlichen DC-Spannungen) werden durch die
betreffende Multiplex-Schaltung auf eine geeignete DC-Spannung (z.
B. 12 Volt) transformiert und zur Versorgung der installierten ALD-Geräten
und/oder Komponenten 17 in das entsprechende Feeder-Kabel 5a bzw. 5b und damit
in den antennenseitigen Multiplex-Anschluss eingespeist.
-
Eine
zusätzliche bzw. insgesamt benötigte DC-Leistungsaufnahme
der ALD-Geräte und -Komponenten sowie der Multiplexer kann
dem System bei Bedarf über eine weitere Schnittstelle an
dem betreffenden Multiplex-Gerät zur Verfügung
gestellt werden.
-
Dazu
wird nur beispielhaft auf die 5a bis 5d und 6a und 6b verwiesen,
in denen ein entsprechender Multiplexer in Alleinstellung schematisch
dargestellt ist, der an seiner einen Anschlussseite beispielsweise
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5a bis 5d und 6a und 6b drei
Schnittstellen 111a, 111b, 111c bzw. 111'a, 111'b, 111'c aufweist,
worüber die Verbindung zu den drei Basisstationen BS1,
BS2 und BS3 bzw. den drei Antenneneinrichtungen herstellbar ist.
-
Ferner
ist in den 5a bis 6b eine
zusätzliche Schnittstelle 35 eingezeichnet, die
beispielsweise als Zusatz-Schnittstelle vorgesehen ist, und beispielsweise
als AISG- oder 3GPP-Schnittstelle oder Anschlussstelle fungieren
kann, auch um über diese zusätzliche Schnittstelle
gegebenenfalls eine Gleichstrom-Spannungsversorgung für
antennenseitige ALD-Geräte und Komponenten 17 bereitzustellen.
-
Über
die erwähnte zusätzliche Schnittstelle 35 der
antennenseitigen Multiplexer-Schaltung können auch weitere
AISG-/3GGP- oder anderen Protokolle unterstützende ALD-Mobilfunkkomponenten angeschlossen
werden. Die Zuordnung, welcher Anschluss des basisstationsseitigen
Multiplexers der oberen, zusätzlichen Schnittstelle 35 des
antennenseitigen Multiplexers entspricht, kann vorzugsweise konfiguriert
werden. Liegt aber z. B. nur ein einziges Protokollsignal an einem
Anschluss der basisstationsseitigen Multiplexer-Schaltung an, so
wird die zusätzliche Schnittstelle 35 der antennenseitigen
Multiplexer-Schaltung beispielsweise genau diesem Anschluss zugeordnet.
-
Nachfolgend
wird noch auf das Ausführungsbeispiel gemäß 7 Bezug
genommen, welches einen abgewandelten erfindungsgemäßen
Multiplexer, d. h. im Konkreten einen erfindungsgemäßen
Triplexer zeigt, der insbesondere als antennenseitiger Triplexer 111H eingesetzt
werden kann.
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Aus
dem Ausführungsbeispiel ist zu ersehen, dass neben der
erwähnten zusätzlichen Schnittstelle 35 die
in 7 gezeigte antennenseitige Multiplexer-Schaltung 111H weitere
Anschlüsse aufweist, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel
drei zusätzliche Anschlüsse 111''a, 111''b und 111''c.
-
Wie
anhand der Zeichnungen dargestellt ist, wird jedes über
die HF-Speiseleitung und dem speiseleitungsseitigen Anschluss 39' empfangene Übertragungsprotokoll ähnlich
einem Splitter aufgespalten und beispielsweise nicht nur dem Ausgang 111'c, sondern
auch dem parallelen Anschluss 111''c zugeführt.
Dies eröffnet die Möglichkeit, dass über
die antennenseitige Multiplexer-Schaltung 111H weitere AISG-/3GPP-Protokolle
oder andere Protokolle unterstützende ALD-Mobilfunkkomponenten
an diesem zusätzlichen Anschluss angeschlossen werden können,
die über die Protokollsignale entsprechend mit gesteuert
werden. Diese zusätzlichen Schnittstellen oder Anschlüsse
weisen vor allem den Vorteil auf, dass jedem einzelnen Antennensystem
ANT1, ANT2 und/oder ANT3 einzeln zugeordnete weitere ALD-Komponenten
in das Mobilfunksystem eingebunden werden können, beispielsweise
auch für die Downtilt-Winkeleinstellung vorgesehene RET-Einheiten
oder dergleichen. Dabei kann die Anordnung abweichend von 7 auch
so ausgestattet sein, dass nicht nur für alle drei antennenseitigen
Anschlüssen 111'a bis 111'c ein zusätzlicher
paralleler Anschluss vorgesehen ist, sondern nur für einen
dieser Anschlüsse ein einziger zusätzlicher Anschluss 111''a, 111''b oder 111''c,
oder für eine beliebige Teilmenge, also beispielsweise
im gezeigten Ausführungsbeispiel nur zwei zusätzliche
Schnittstellen.
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Obgleich
die zusätzlichen Schnittstellen anhand von 7 nur
für den oberen Multiplexer 111H beschrieben sind,
können diese zusätzlichen Schnittstellen oder
einige oder nur eine einzige weitere Schnittstelle auch für
den basisstationsseitigen Multiplexer 111L entsprechend
vorgesehen sein, um zusätzliche Konfigurationsmöglichkeiten
zu eröffnen.
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Durch
die in der zugehörigen Multiplex-Schaltung vorgesehene
Abfrage- oder Scanneinrichtung 37 werden die eingangsseitigen
Anschlüsse 111 bzw. 111' und gegebenenfalls
auch der Zusatz-Anschluss 35 permanent mit abgefragt, um
festzustellen, von welchem der Anschlüsse beispielsweise
ein HDLC-Frame ankommt, also ein entsprechendes Steue rungssignal
(beispielsweise ein AISG-Signal).
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Dieses
Signal kann dann an dem antennenseitigen Anschluss 39 anstehen
und weitergeleitet werden.
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Die
erwähnte Zusatz-Schnittstelle 35 kann also zu
einer zusätzlichen oder insgesamt benötigten Gleichstrom-Leistungsaufnahme
aller ALD-Geräte und -Komponenten sowie für den
Betrieb der Multiplexer verwendet werden.
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Die
antennenseitig zugewandten ANT-Multiplex-Anschlüsse sind
zunächst spannungsfrei und hochohmig. Die der Basisstation
zugewandten BS-Multiplex-Anschlüsse sind ebenfalls zunächst hochohmig.
Entsprechende DC-Spannung (z. B. die der Basisstation) liegen an
ihnen an.
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Der
antennenseitige ANT-Multiplexer 111H überprüft
jeden Ausgang auf eventuell angeschlossene DC-Verbraucher (beispielsweise
doppelte rauscharme Empfangsverstärker DTMA, vorgesehene
Bias Tee Schaltungen SBT oder beispielsweise vorhandene RET-Schaltungen
zur fernsteuerbaren Einstellung des Down-tilt Winkels) und misst
regelmäßig (wobei das Zeitintervall vorzugsweise
konfigurierbar ist) deren Stromaufnahme. Die an einer HF-Speiseleitung
(Feeder) anliegende DC-Spannung wird nur an die ANT-Multiplex-Ausgänge
durchgeschaltet, welche auch mit einem DC-Verbraucher verbunden
sind. Alle ANT-Multiplexer-Ausgänge sind dabei kurzschlussfest.
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Eine
systemgegebene Konfigurationseinstellung kann über weitere
Multiplexer-Schnittstellen wie auch über den der Basisstation
zugewandten ANT-Multiplexer-Anschluss voreingestellt werden. Die
an den jeweiligen antennenseitigen Anschlüssen gemessenen
Stromaufnahme werden an den BS-Multiplexer kommuniziert. Der BS-Multiplexer stellt
dann die Leistungsaufnahmen an seinen basisstationsseitigen Anschlüssen
entsprechend den kommunizierten Messwerten ein. Diese so aufgenommene
variable Leistung wird stets zur Versorgung der angeschlossenen
Verbraucher verwendet. Somit werden die von den ALD-Geräten
und -Komponenten 17 aufgenommenen Leistungen transparent
an die jeweiligen Basisstationen durchgereicht. Diese Transparenz
ist gerade bei CWA-Geräten, also stromalarmierten ALD-Geräten
und Komponenten von großer Bedeutung.
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Der
basisstationsseitige Multiplexer 111L überwacht
seine basisstationsseitigen Anschlüsse auf eventuell vorhandene
Protokollsignale (z. B. AISG-, 3GPP- oder andere davon abweichende
Protokolle). Diese Überwachung kann statisch oder im Multiplexverfahren
erfolgen.
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Wird
ein entsprechendes Signal erkannt, sendet der basisstationsseitige
Multiplexer seine Informationen an den antennenseitigen BS-Multiplexer-Anschluss.
Die Information darüber, welches Protokollsignal von welchem
BS-Multiplexer-Eingang kommt, wird an den zugehörigen ANT-Multiplexer kommuniziert.
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Der
jeweilige antennenseitige Multiplexer sendet die entsprechenden, über
den basisstationsseitigen Multiplexer-Anschluss empfangenen, Protokollsignale
an die jeweiligen antennenseitigen ANT-Multiplexer-Ausgänge
und somit zu den entsprechenden ALD-Geräten.
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Die
ANT-Multiplexer-Ausgänge, über welche nicht kommuniziert
wird, sind für das Protokollsignal hochohmig. Zudem bestehen
zwischen den basisstationsseitigen Anschlüssen der basisstationsseitigen Multiplexer-Schaltung 11L bzw. 111L und
der antennenseitigen Multiplexer-Schaltung 11H bzw. 111H eine
galvanische Trennung.
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Aus
dem erläuterten Aufbau wird deutlich, dass die oben erwähnte
zusätzliche Multiplexer-Schnittstelle 35 bei einer
ausreichenden Gleichstrom-Gesamtleistung an den basisstationsseitigen Anschlüssen
auch weggelassen werden kann. Ebenso kann über die optionale
Zusatz-Schnittstelle 35 an den Multiplexern auch eine Kommunikation
mit den hierüber erreichbaren ALD-Geräten und
-Komponenten 17 erfolgen, beispielsweise zur Einstellung
und Kontrolle der ALD-Kommunikation unabhängig von den
Basisstationen, beispielsweise auch im Falle einer Systeminstallation,
falls die Basisstation noch nicht installiert ist.
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Die
Konfiguration der Multiplexer kann sowohl über deren HF-Anschlüsse
(z. B. über die basisstationsseitigen BS-Multiplexer-Anschlüsse,
aber auch über den antennenseitigen BS-Multiplexer-Anschluss)
als auch über die zusätzliche Schnittstelle 35 vorgenommen
werden. Dies gilt auch für den antennennahen Multiplexer.
Zudem kann der antennenseitige Multiplexer sogar über einen
Anschluss an den basisstationsseitigen Multiplexer konfiguriert werden.
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Die
Ausführungsbeispiele sind für Multiplexer erläutert
worden, die quasi als separate Geräte oder Baueinheiten
im Bereich der Basisstation vor der HF-Übertragungsstrecke
oder in der Nähe der zugehörigen Antenneneinrichtung
am anderen Ende der in der Regel über dem Mast oder einem
Gebäude verlaufenden HF-Strecke vorgesehen sind.
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Die
erläuterten Multiplexer mit ihren entsprechenden Funktionen
können aber auch beispielsweise in einer Antenneneinrichtung
ANT1 bis ANT3 oder in der zugehörigen Basisstation BS1
bis BS3 integriert sein.
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Zusätzlich
können die zugehörigen Multiplexer z. B. auch
die Funktion der Abbildung unterschiedlicher ALD-Geräte
in dem basisstationsseitigen Multiplexer unterstützen,
das heißt z. B., dass die Kommunikationsschnittstellen
der einzelnen ALD-Geräte in den betreffenden Multiplexer
in der Basisstation hinein wandern. Somit wird beispielsweise ein
Multiplexer zu einem standardisierten ALD-Gerät (z. B.
ein Compound-Antenna-Device).
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Die
antennennah vorgesehenen Multiplexer oder Triplexer 11H bzw. 111H können
also entsprechend dem geschilderten Aufbau als Protokoll- und Zustands-
bzw. Alarm-Konverter bezeichnet werden, bei denen beispielsweise
ein AISG- oder ein 3GPP-Protokoll entsprechend konvertiert oder ”verschachtelt” wird,
um auf die Übertragungsstrecke entsprechend eingespeist
zu werden.
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Der
Aufbau der Mobilfunkanlage ist für den Fall beschrieben
worden, dass unter jeder Basisstation eine Mobilfunk-Einheit zu
verstehen ist, die in einem bestimmten Frequenzband sendet und/oder empfängt.
Insoweit können die in den Figuren dargestellten Basisstationen
BS1, BS2 und BS3 oder einige Untergruppen davon auch zu einer ”realen
Basisstation” zusammengefasst sein, wobei eine derartige reale
Basisstation beispielsweise die in den Figuren gezeigte BS1 und
BS2 (oder BS1 und BS3 bzw. BS2 und BS3 oder alle drei Basisstationen
BS1–BS3) umfasst, die in verschiedenen Frequenzbändern
Einsatz finden oder senden und empfangen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1356539
B1 [0004]
- - EP 1455413 B1 [0004]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - P. Jung: Analyse
und Entwurf digitaler Mobilfunksysteme, Verlag Teubner, Stuttgart,
1997, S. 231–240 [0007]