DE4334216A1 - Verfahren zur Überwachung von Funkeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Überwachung von Funkeinrichtungen, insbesondere ortsfesten Funkeinrichtungen in Funknetzen, die mit Zeitmultiplexverfahren und/oder individueller Leistungsanpassung arbeiten.

Zur Überwachung von Sende- und/oder Empfangsanlagen - im folgenden Funkeinrichtungen genannt - sind diverse Verfahren und Einrichtungen bekannt, die in der Regel einzelne Baugruppen bzw. Module überwachen und deren Fehler erkennen können. So werden beispielsweise bei Pilotton- und Testloopverfahren Teilbereiche eines Empfangsweges überwacht. Das Testloopverfahren dient insbesondere der Regelung der 3-TS-Verzögerung, die gemäß der GSM-Spezifikation für Mobilfunknetze zwischen Sende- und Empfangssignal liegen muß. Dabei bedeutet TS time slots = Zeitschlitze.

Zur Überwachung der Sendewege (Sender, HF-Verbindungskabel, Kombinierer, Antennenzuleitung, Sendeantenne usw.) wird das Stehwellen- Meßverfahren angewendet, wobei das reflektierte Signal ausgewertet wird, das umso größer ist, je ungenauer die Anpassung ist. Dazu sind bei den Basisstationen des bekannten Mobilfunknetzes Detektoren angebracht, die das reflektierte Signal erfassen. Dieses wird dann mit dem Ausgangssignal ins Verhältnis gesetzt. Eine Überschreitung des Sollwertes wird als Fehler gemeldet. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß an vielen Übergängen, wie beispielsweise Steckern, Filtern, Antennenkabelbiegungen, Reflektionen entstehen, die aufgrund der Nähe dieser Elemente zu den Detektoren wenig gedämpft erfaßt werden. Im Gegensatz dazu sind Reflektionen an der Antenne oder in Antennennähe bis zu deren Empfang am Detektor stark gedämpft. Eine Erkennung von Beschädigungen im Antennenbereich ist daher nur selten möglich. Außerdem kann ein Fehler mit dem Stehwellenverfahren nicht erkannt werden, wenn der Fehler einen Nulldurchgang der Stehwelle am Detektor zur Folge hat.

Sind Antennenfelder über einen Koppelpunkt mit der Basisstation verbunden, so können Beschädigungen hinter dem Koppelpunkt in der Regel nicht erkannt werden, da die Anpassung bis zum Koppelpunkt nur geringfügig schlechter wird. Außerdem kann im GSM-System nur der Broadcast-Kanal (1 TX) überwacht werden. Bei allen anderen Kanälen ist, bedingt durch Zeitmultiplex und individuelle Leistungsregelung, eine Detektion äußerst aufwendig und zur Zeit nicht realisierbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und Einrichtungen zur Überwachung von Funkeinrichtungen anzugeben, das die aufgeführten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß ein über eine Sendeantenne der Funkeinrichtung ausgesandtes Signal mit einer zur gleichen Funkeinrichtung gehörenden Empfangsantenne empfangen und bezogen auf die Leistung des ausgesandten Signals überprüft wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise bei Funknetzen angewendet werden, die mit Zeitmultiplexverfahren und/oder adaptiver Leistungsanpassung arbeiten.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß bei der Überprüfung die Übertragungscharakteristik des zwischen der Erzeugung des ausgesandten Signals und einer Einrichtung zur Überprüfung liegenden Gesamtvierpols berücksichtigt wird.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren in erster Linie für Funkeinrichtungen gedacht ist, welche sowohl Sender als auch Empfänger umfassen, ist eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens auch bei separaten Sendern und Empfängern möglich. Es ist jeweils dann ein entsprechender Empfänger oder Sender zusätzlich anzuordnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß das überprüfte empfangene Signal den vollständigen Sende- bzw. Empfangsweg durchlaufen hat. Damit ist eine baugruppenübergreifende Überwachung sichergestellt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Betreiber eines Funknetzes mit Sicherheit davon ausgehen, daß das gewünschte HF- Signal abgestrahlt wird und die Funkzelle ordnungsgemäß versorgt wird, wenn kein Fehler angezeigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können der Pegel des empfangenen ausgesandten Signals und/oder bei einem empfangenen ausgesandten digitalen Signal die vom digitalen Signal dargestellten Daten überprüft werden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, daß das ausgesandte Signal beim normalen Betrieb der Funkeinrichtung erzeugt wird. Ein zusätzlicher Sender ist hier nicht erforderlich.

Ein zusätzlicher Sender ist ebenfalls nicht bei einer Weiterbildung des Verfahrens notwendig, die darin besteht, daß das ausgesandte Signal während einer mindestens kurzzeitig vorhandenen Pause des Nutzsignals ausgesendet wird und daß das dann ausgesandte Signal ein Testsignal mit vorgegebener Ausgangsleistung und vorgegebenem Informationsinhalt ist.

Durch die in weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Signalauskopplung des empfangenen ausgesandten Signals im Empfangsweg,

Fig. 2 Blockschaltbilder der Radio-Komponenten einer Basisstation eines Mobilfunknetzes.

Eine bekannte Sendeeinrichtung (Fig. 2) einer Basisstation enthält für jede der verschiedenen, dieser Basisstation zugeteilten Frequenzen einen Sender 1, 2, . . . n. Diesen Sendern werden in nicht dargestellter Weise die entsprechenden Modulationssignale zugeführt, die Nachrichten- und Dienstkanäle enthalten. Die Ausgangssignale der Sender 1 bis n werden in einem Kombinierer 11 zusammengefaßt und einer Sendeantenne 12 zugeführt, von der sie abgestrahlt werden und von Mobilstationen empfangen werden können.

Eine Empfangsantenne 13 an der gleichen Basisstation empfängt üblicherweise die von den Mobilstationen ausgesandten Signale, die normalerweise eine andere Frequenzlage als die von der Basisstation ausgesandten Signale besitzen. Zusätzlich empfängt diese Antenne auch die von der eigenen Basisstation ausgesandten Signale.

Alle von der Empfangsantenne aufgenommenen Signale werden in einem rauscharmen Vorverstärker 14 verstärkt und einem Multikoppler 15 zugeführt. Von diesem gelangen die empfangenen Signale verschiedener Frequenzen zu Empfängern 21, 22, . . . 2n. Hier werden die von den Mobilstationen ausgesandten Signale entsprechend ihrer Frequenz selektiert und demoduliert. Die dadurch wiedergewonnenen Modulationssignale werden in nicht dargestellter Weise weiterverarbeitet.

Zur Überprüfung des empfangenen, zuvor von der gleichen Basisstation ausgesandten Signals werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sollen folgende Randbedingungen berücksichtigt werden: Die herkömmliche Installation soll beibehalten werden, soweit wie möglich sollen alle Hochfrequenz-Wege in die Überwachung einbezogen werden. Die Eingriffe in die vorhandene Technik sollen möglichst geringfügig sein.

Diese Bedingungen sind im ersten Ausführungsbeispiel erfüllt. Die Basisstation sendet im normalen Betrieb. Die Ausgangsleistung und die Nutzmodulation sind bekannt. Das empfangene ausgesandte Signal wird im Empfangsweg der Basisstation hinter dem Multikoppler 15 abgegriffen, was in Fig. 1a schematisch dargestellt ist. Dabei ist mit 16 die ohnehin vorhandene Weiterverarbeitung der von den Mobilstationen herrührenden Signale angedeutet, beispielsweise durch die Empfänger 21 bis 2n gemäß Fig. 2b, während der Block 17 die Überprüfung des empfangenen ausgesandten Signals darstellt.

Dieses Signal durchläuft zunächst eine individuelle Pegelanpassung, um die Dämpfungsverhältnisse den örtlichen Gegebenheiten - insbesondere die Funkfelddämpfung, die Antennenkabeldämpfung, die Einfügedämpfung, die RX-Anpaßdämpfung und eventuelle Verstärkungen - anzupassen. Diese Einstellung kann bei der Inbetriebnahme oder bei Änderungen manuell oder automatisch vorgenommen werden, damit ein fester Bezugspegel vorhanden ist. Anschließend wird das somit beeinflußte Signal gefiltert und einem Pegelvergleich mit dem ausgesandten Signal zugeführt. Ferner können auch die empfangenen Daten mit den ausgesandten Daten verglichen werden. Bei Abweichungen wird eine Fehlermeldung in geeigneter Form erzeugt.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 1b) werden die bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel genannten Randbedingungen ebenfalls erfüllt. Zusätzlich wird jedoch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf vorhandene Baugruppen zurückgegriffen. Außerdem wird beim zweiten Ausführungsbeispiel vorausgesetzt, daß der Vollastzustand nur kurzzeitig gegeben ist, so daß in den Pausen Überwachungsprozeduren durchgeführt werden können.

In diesen Pausen wird die Basisstation in einen Testmodus geschaltet, wobei ein spezielles Testsignal ausgesandt wird, dessen Ausgangsleistung und dessen Informationsinhalt (Daten) bekannt sind. Das empfangene ausgesandte Signal wird in der Basisstation vor dem Multikoppler 15 abgegriffen und durchläuft eine individuelle Pegelanpassung 31 an die bereits oben erläuterten Dämpfungsverhältnisse. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Einstellung dieser Anpassung bei einer Inbetriebnahme der Basisstation oder bei Änderungen manuell oder automatisch vorgenommen werden, damit ein fester Bezugspegel vorhanden ist. Anschließend wird das empfangene ausgesandte Signal bei 32 (Fig. 1b) gefiltert und mittels einer Verzögerungsleitung 33 derart verzögert, daß sich eine Gesamtlaufzeit von 3TS gemäß GSM-Spezifikation ergibt.

Das verzögerte Signal wird bei 34 mit einer bei 35 erzeugten Frequenz auf die dem Sender entsprechende Empfangsfrequenz gemischt. Dieses Signal wird dann wieder vor dem Multikoppler 15 in den Empfangsweg eingekoppelt, so daß es dem für die Empfangsfrequenz vorgesehenen Empfänger 2n zugeführt wird. Hier durchläuft das Signal den üblichen Demodulator- und Decoderprozeß, wo unter anderem auch der Empfangspegel gemessen wird. Der Pegel und die von dem Signal dargestellten Daten werden dann je einem Vergleich mit einem Sollwert unterzogen. Bei Abweichungen wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgelöst.

Claims (9)

1. Verfahren zur Überwachung von Funkeinrichtungen, insbesondere ortsfesten Funkeinrichtungen in Funknetzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein über eine Sendeantenne der Funkeinrichtung ausgesandtes Signal mit einer zur gleichen Funkeinrichtung gehörenden Empfangsantenne empfangen und bezogen auf die Leistung des ausgesandten Signals überprüft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren für Funknetze angewendet wird, die mit Zeitmultiplexverfahren und/oder adaptiver Leistungsanpassung arbeiten.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überprüfung die Übertragungscharakteristik des zwischen der Erzeugung des ausgesandten Signals und einer Einrichtung zur Überprüfung liegenden Gesamtvierpols berücksichtigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des empfangenen ausgesandten Signals überprüft wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem empfangenen ausgesandten digitalen Signal die vom digitalen Signal dargestellten Daten überprüft werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgesandte Signal beim normalen Betrieb der Funkeinrichtung erzeugt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgesandte Signal während einer mindestens kurzzeitig vorhandenen Funkpause ausgesendet wird und daß das ausgesandte Signal ein Testsignal mit vorgegebener Ausgangsleistung und vorgegebenem Informationsinhalt ist.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfangsantenne für das ausgesandte Signal eine Empfangsantenne für betriebsmäßig von der Funkeinrichtung zu empfangende Signale dient.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne eine separate Empfangsantenne ist.