DE102019120524B4

DE102019120524B4 - Verfahren zum Einstellen einer Richtcharakteristik

Info

Publication number: DE102019120524B4
Application number: DE102019120524.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: STEINHAUSER KARL AUGUST
Current assignee: STEINHAUSER KARL AUGUST
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2039-07-31
Also published as: DE102019120524A1

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays in einem Sektor eines Mobilfunksystem, wobei das virtuelle Antennenarray wenigstens drei virtuelle Antennen umfasst, die durch Ansteuerung einer vorbestimmten Anzahl realer Antennen durch eine Einstellvorrichtung mit der Richtcharakteristik ein moduliertes Sendesignal in das Mobilfunksystem übertragen oder aus diesem empfangen, wobei die Einstellvorrichtung an einen Transceiver angeschlossen ist, der mit der Einstellvorrichtung das modulierte Sendesignal austauscht, in dem Nutzdaten des Mobilfunksystems getragen sind, umfassend die Schritte,- Einstellen der Richtcharakteristik der virtuellen Antennen derart, dass ein Teil der virtuellen Antennen in einen benachbarte Sektor des Sektors senden oder aus diesem empfangen,- Ansteuern der Einstellvorrichtung derart, dass der Teil der virtuellen Antennen, der in den benachbarten Sektor sendet oder aus diesem empfängt, zur Übertragung oder zum Empfang des modulierten Sendesignals in das oder aus dem Mobilfunksystem nicht verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays in einem Sektor eines Mobilfunksystems und eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In herkömmlichen Verfahren zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays in einem Sektor eines Mobilfunksystem, wobei das virtuelle Antennenarray wenigstens drei virtuelle Antennen umfasst, die durch Ansteuerung einer vorbestimmten Anzahl realer Antennen durch eine Einstellvorrichtung mit der Richtcharakteristik ein moduliertes Sendesignal in das Mobilfunksystem übertragen oder aus diesem empfangen, wobei die Einstellvorrichtung an einen Transceiver angeschlossen ist, der mit der Einstellvorrichtung das modulierte Sendesignal austauscht, in dem Nutzdaten des Mobilfunksystems getragen sind wird die Richtcharakteristik der virtuellen Antennen derart einstellt, dass ein Teil der virtuellen Antennen in einen benachbarte Sektor des Sektors sendet oder aus diesem empfängt. Das Verfahren ist unter dem Begriff MIMO-Verfahren bekannt, wobei MIMO für multiple in multiple out steht.
Die Druckschrift US 2018/0351615 A1 offenbart ein Verfahren zum Einstellen einer Richtcharakteristik einer virtuellen Antenne in einem Sektor eines Mobilfunksystems, die durch Ansteuerung einer vorbestimmten Anzahl realer Antennen durch eine Einstellvorrichtung mit der Richtcharakteristik ein moduliertes Sendesignal in das Mobilfunksystem übertragen oder aus diesem empfangen, wobei die Einstellvorrichtung an einen Transceiver angeschlossen ist, der mit der Einstellvorrichtung das modulierte Sendesignal austauscht, in dem Nutzdaten des Mobilfunksystems getragen sind, umfassend die Schritte, - Einstellen der Richtcharakteristik der virtuellen Antenne derart, dass die virtuelle Antenne in einen benachbarten Sektor des Sektors sendet oder aus diesem empfängt.
Die Druckschrift DE 10 2010 012 285 A1 offenbart ein Messsystem für Mobilfunksysteme, in dem ein virtuelles Antennenarray zur Weiterleitung eines Messsignals von einer Basisstation an eine Messstation aus Mobilfunkgeräten zusammengesetzt wird.
Die Druckschrift EP 3 247 051 B1 offenbart ein Verfahren zum Powercontrol, welches Nebensprechen innerhalb eines Sektors oder zwischen Sektoren für die Uplinkrichtung reduziert.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 4 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der anhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass die in einen benachbarten Sektor strahlenden virtuellen Antennen für das Senden oder den Empfang im benachbarten Sektor eine Störquelle darstellen. Die Auswirkung der Störquelle wird durch das erfindungsgemäße Verfahren reduziert.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 lässt trotz eines vergleichsweise geringen Verlustes an Datendurchsatz des Mobilfunksystems Hardware sparen, die für die nicht verwendeten virtuellen Antennen nicht benötigt wird, so dass sich diese Lösung überdurchschnittlich wirtschaftlich umsetzen lässt.
Die Weiterbildung nach Anspruch 3 erhöht demgegenüber den Datendurchsatz des Mobilfunksystems, weil nun die Störquellen als Nutzsignalquellen im benachbarten Sektor verwendet werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, eines der angegebenen Verfahren durchzuführen.
In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte des angegebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem elektronischen Gerät oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das angegebene Verfahren durchführt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Mobilfunksystems,
2 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays in einem Sektor des Mobilfunksystems der 1, und
3 eine schematische Darstellung einer alternativen Steuervorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays in einem Sektor des Mobilfunksystems der 1.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder.
Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung eines Teils eines Mobilfunksystems 2 zeigt.
Das Mobilfunksystem 2 wird mit einer Vielzahl von Basisstationen 4 betrieben, von denen in 1 nur eine gezeigt ist. Die Basisstation 4 besteht aus einer Vielzahl realer Antennen 6, die um die Basisstation 4 einen nicht weiter referenzierten Sende- und Empfangsbereich von 360° abdecken. Von den realen Antennen 6 sind in 1 nur acht Stück dargestellt. Der Sende- und Empfangsbereich ist in einen ersten Sektor 8, einen zweiten Sektor 10 und einen dritten Sektor 12 aufgeteilt, wobei jedem Sektor 8, 10, 12 je 120° des Sende- und Empfangsbereiches zugeordnet sind. Jedem Sektor 8, 10, 12 sind ein Teil der realen Antenne 6 zugeordnet, wobei in 1 der Übersichtlichkeit halber nur die realen Antennen 6 des ersten Sektors 8 eingezeichnet sind.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung 14 zur Ausführung eines Verfahrens zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays im ersten Sektor 8 des Mobilfunksystems 2 der 1.
Die Steuervorrichtung 14 umfasst eine Einstellvorrichtung 16, die über Leitungen 18 an einen Transceiver 20 angeschlossen ist, welcher die zu sendenden oder zu empfangenden Nutzdaten des Mobilfunksystems mit dem Transceiver 20 austauscht. Transceiver 20 und Einstellvorrichtung 16 können optional als gemeinsames System umgesetzt werden.
Die Einstellvorrichtung 16 stellt transformiert Signale, welche die Nutzdaten tragen in virtuelle Signale. Diese virtuellen Signale realisieren sogenannte virtuelle Antennen, welche die virtuellen Signale mit einer vorbestimmten Richtcharakteristik in den entsprechenden Sektor, hier der erste Sektor 8 senden beziehungsweise aus diesem empfangen. Die Einstellvorrichtung 16 kann beispielsweise mit einer an sich bekannten Butler-Matrix realisiert werden.
Die Signale der Leitungen 18 werden dabei so von der Einstellvorrichtung 16 umgewandelt, dass jedes Signal der Leitungen 18 mit einer vorbestimmten Richtcharakteristik in den ersten Sektor 8 übertragen wird. Die Leitungen 18 werden daher nachstehend als virtuelle Antennen 18 bezeichnet, wobei jeder virtuellen Antenne 18 eine vorbestimmte Richtcharakteristik zugeordnet werden kann, welche von der Einstellvorrichtung 16 bestimmt wird.
In 2 ist zur näheren Erläuterung die Steuervorrichtung des zweiten Sektors 10 dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber alle Bezugszeichen mit einem Apostroph versehen sind. Das heißt, alle Bezugszeichen mit einem Apostroph entsprechen dem benachbarten zweiten Sektor 10 zum ersten Sektor 8.
Die Richtcharakteristik der virtuellen Antennen 18 des ersten Sektors 8 kann durch die Einstellvorrichtung 16 derart eingestellt sein, dass Signale aus dem ersten Sektor 8 in den zweiten Sektor 10 übertragen werden und dort den Datenaustausch stören. Um dies zu vermeiden, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, die virtuellen Antennen 18 abzuschalten, die in den benachbarten zweiten Sektor 10 strahlen. Diese abgeschalteten virtuellen Antennen 18 sind in 2 gestrichelt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 22 versehen.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Steuervorrichtung 14 zur Ausführung eines Verfahrens zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays im ersten Sektor 8 des Mobilfunksystems 2 der 1.
In der alternativen Ausführungsform werden die störenden virtuellen Antennen 18 nicht ausgeschaltet, sondern an die Einstellvorrichtung 16' des benachbarten Sektors, hier der zweite Sektor 10 angeschlossen. Diese zum benachbarten Sektor führenden virtuellen Antennen sind in 3 mit dem Bezugszeichen 24 versehen.
In 3 führen die abgeschnittenen störenden Antennen 24 zur nicht dargestellten Einstellvorrichtung des dritten Sektors 12. Die virtuellen Antennen, die zwischen dem zweiten und dem dritten Sektor 10, 12 ausgetauscht werden, sind nicht mit einem Bezugszeichen versehen.

Claims

Verfahren zum Einstellen einer Richtcharakteristik eines virtuellen Antennenarrays in einem Sektor (8, 10, 12) eines Mobilfunksystems (2), wobei das virtuelle Antennenarray wenigstens drei virtuelle Antennen (18) umfasst, die durch Ansteuerung einer vorbestimmten Anzahl realer Antennen (6) durch eine Einstellvorrichtung (16) mit der Richtcharakteristik ein moduliertes Sendesignal in das Mobilfunksystem (2) übertragen oder aus diesem empfangen, wobei die Einstellvorrichtung (16) an einen Transceiver (20) angeschlossen ist, der mit der Einstellvorrichtung (16) das modulierte Sendesignal austauscht, in dem Nutzdaten des Mobilfunksystems (2) getragen sind, umfassend die Schritte, - Einstellen der Richtcharakteristik der virtuellen Antennen (18) derart, dass ein Teil der virtuellen Antennen (22) in einen benachbarten Sektor (10, 12) des Sektors (8) senden oder aus diesem empfangen, - Ansteuern der Einstellvorrichtung (16) derart, dass der Teil der virtuellen Antennen (22), der in den benachbarten Sektor (10, 12) sendet oder aus diesem empfängt, zur Übertragung oder zum Empfang des modulierten Sendesignals in das oder aus dem Mobilfunksystem (2) nicht verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht verwendete Teil der virtuellen Antennen (22) abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht verwendete Teil der virtuellen Antennen (24) von einer Einstellvorrichtung (16') verwendet wird, die in dem benachbarten Sektor (10) zur Ansteuerung entsprechender realer Antennen (6') zur Einstellung einer entsprechenden Richtcharakteristik vorgesehen ist.
Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.