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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Basisstation in einem
Kommunikationsnetz und insbesondere eine Teilerschaltungsanordnung
im Empfangsweg einer Funkkommunikationsvorrichtung, die Teilereinheiten
und entsprechende Empfängerschaltungen
aufweist.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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In
globalen Mobilkommunikationssystemen sind Basisstationen vorgesehen,
die eine Antenne oder eine Mehrzahl von Antennen haben, die Funksignale
auf einem Kanal empfangen und diese verstärken, um das Signal an Teilereinheiten
und die Empfangschaltungsanordnung der Basisstation zu liefern. Dazu
muss das empfangene und vorverstärkte
Signal von den Teilereinheiten n Unterkanäle auf eine Mehrzahl von Ausgängen aufgespaltet
werden. Die Anzahl der Teilereinheiten und ihrer Ausgänge richtet sich
nach der größtmöglichen
Anzahl Sender-Empfänger-Einheiten
(Transceiver-Einheiten) einer Basisstation, die ihre Zelle zu bedienen
hat. Es gibt verschiedene Zellenkonfigurationen, beispielsweise
omnidirektionale Zellen und Sektorzellen, und außerdem kann die Gruppierung
der Transceiver innerhalb einer Basisstation von einer Basisstation
zur anderen verschieden sein. Meistens sind die Teilereinheiten derart
angeordnet, dass die Verbindungen zu den Transceivern kurz und einfach
sind.
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Basisstationen
weisen gewöhnlich
einen Grundempfängerzweig
und einen so genannten Diversityempfängerzweig auf. Das oben beschriebene Schema
der Signalaufspaltung wird gewöhnlich
für beide
Zweige benutzt. Die Teilereinheiten vervielfältigen das Signal derart in
mehrere Wege, dass ein Eingang mit einer Mehrzahl von Ausgängen verbunden ist.
Dies wird mit Hilfe von passiven oder aktiven Teilerschaltungen,
beispielsweise Übertra gern,
oder unter Verwendung von Teilerschaltungen in Kaskaden bewerkstelligt.
Jede Teilungsstufe bedeutet entsprechend der Anzahl der Ausgänge eine
Teilung bezüglich
der Leistung oder Dämpfung
auf den Signalwegen.
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Eine
Basisstation kann 12 Transceiver umfassen, um die Zelle zu bedienen,
der sie zugeordnet ist, wobei die Zelle beispielsweise drei Sektoren
umfassen kann. Dies bedeutet vier Transceiver und vier Teilereinheiten
pro Empfangsweg. Bei Vorliegen von Diversity sind acht Teilereinheiten
erforderlich, um den Haupt- und den Diversityzweig zu bedienen.
Oftmals möchte
ein Netzeigentümer
oder -betreiber eine Zellenkonfiguration mit sechs Transceivern
pro Sektor benutzen. Dies bedeutet, dass zwei der Teilereinheiten
Ausgänge
haben, die ungenutzt sind, und bedeutet Kosten für eine Hardware und Raumbedarf
in der Basisstation, ohne einen Nutzen davon zu haben.
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Die
Europäische
Patentanmeldung EP-A-0 439 939 und die Internationale (PCT-) Offenlegungsschrift
WO 96/097 33 bilden den Hintergrund. EP-A-0 439 939 betrifft ein
Funknetz mit einer Vermittlungsanordnung. WO 96/09 733 betrifft
eine Basisstation in einem Zellularfunksystem.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Senkung der Hardware-Kosten
bei Basisstationen, bei denen die Anzahl der Transceiver von 2n (n = 2, 3, 4) verschieden ist. In diesen
Fällen
sollen die Kosten für
die Teilereinheiten und der für
diese Teilereinheiten erforderliche Raum reduziert werden.
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Die
Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird eine besondere schaltbare Teilereinheit geschaffen, die zwei
Signaleingänge
und drei Teilerelemente umfasst. Jedes Tei lerelement hat einen Eingang
und ein Paar Ausgänge.
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Schaltmittel
können
eine erste und eine zweite Position einnehmen. In der ersten Position wird
der erste Signaleingang entlang der Teilerelemente, die in Kaskade
geschaltet sind, in vier Ausgangssignale geteilt. Wenn die Schaltmittel
in der zweiten Position sind, wird der erste Teiler in der Kaskade
umgangen, d.h. der erste Signaleingang ist mit dem Eingang des zweiten
Teilerelements verbunden und der zweite Signaleingang ist mit dem
Eingang des dritten Teilerelements verbunden. Dadurch kann ein Signaleingang
vier Signalausgängen
zugeordnet sein, oder jedem Paar Ausgänge können zwei Signaleingänge zugeordnet
sein.
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Es
könnte
wünschenswert
sein, in der ersten und der zweiten Position der Schaltmittel für jeden Ausgang
das gleiche Wechselverhalten zu haben. Zu diesem Zweck wird dann,
wenn das erste Teilerelement umgangen wird, jeweils ein Dämpfungsglied zwischen
den Signaleingang und den Eingang des zweiten bzw. des dritten Teilerelements
eingefügt. Das
Dämpfungsglied
sollte das gleiche Verhalten wie das erste Teilerelement, das es
umgeht, aufweisen. Dadurch ist das Wechselverhalten im Empfangsweg für alle Konfigurationsabwandlungen
gleich.
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Die
Teilereinheiten können
unmittelbar an Sendevorrichtungen oder Transceiver angrenzend angeordnet
sein, so dass die Länge
der Verbindungskabel zwischen den Teilereinheiten und den Transceivern
gering gehalten werden kann und diese eine einfache Struktur aufweisen
können.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Teilereinheit, und
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2 ist
eine Teilerschaltungsanordnung in einer Basisstation.
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BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie 1 zeigt,
sind drei Teilerelemente DE1, DE2 und DE3 in Kaskade geschaltet.
Das Teilerelement DE1 hat einen Eingang DI1 und ein Paar Ausgänge DO5
und DO6.
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Genauso
hat das Teilerelement DE2 einen Eingang DI2 und Ausgänge DO3
und DO4. Das Teilerelement DE3 hat einen Eingang DI3 und Ausgänge DO1
und DO2. Außerdem
gibt es einen ersten Signaleingang RX-IN A und einen zweiten Signaleingang
RX-IN B sowie Schaltmittel S1, S2, S3, die diese Signaleingänge mit
den Teilerelementen verbinden. In der ersten Position der Schaltmittel
S1, S2, S3 ist der Signaleingang RX-IN A mit dem Eingang DI1 des
Teilerelements DE1 verbunden, der Ausgang DO5 von DE1 ist über den
Schalter S3 mit dem Eingang DI3 des Teilerelements DE3 verbunden,
und der Ausgang DO6 des Teilerelements DE1 ist über den Schalter S2 mit dem
Eingang DI2 des Teilerelements DE2 verbunden. In der zweiten Position
der Schaltmittel S1, S2, S3 ist der erste Signaleingang RX-IN A über den
Schalter S1 und eine Umführungsleitung
einschließlich
des ersten Dämpfungsglieds AT1
mit dem Schalter S2 und dem Teilerelement DE2 verbunden. Der zweite
Signaleingang RX-IN B ist über
eine zweite Umführungsleitung
und ein zweites Dämpfungsglied
AT2 mit dem Schalter S3 und dem Eingang des Teilerelements DE3 verbunden.
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In
der ersten Position der Schaltmittel S1, S2, S3 ist ein Signaleingang
RX-IN A vier Ausgängen zugeordnet.
In der zweiten Position der Schaltmittel sind jedem Paar Ausgänge zwei
Eingänge
zugeordnet.
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Die
Teilerelemente DE1, DE2, DE3 können mit
passiven oder aktiven Elementen ausgeführt sein. Die Schaltmittel
können
als mechanische Schalter, elektromagnetische Schalter oder elektronische
Schalter wie etwa PIN-Dioden ausgeführt sein. Die Dämpfungsglieder
AT1 und AT2 werden benutzt, um die Dämpfung in den entspre chenden
Signalwegen zu den Ausgängen
DO1, DO2, DO3, DO4 derart zu korrigieren, dass die Dämpfung ungeachtet
der Position der Schaltmittel für
alle Signalwege gleich ist.
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Die
in 1 gezeigte Schaltung kann modifiziert werden,
zum Beispiel verdoppelt. Dies ermöglicht, zwei Signaleingängen jeweils
vier Ausgänge oder
in der zweiten Position der Schaltmittel jedem Paar Ausgänge vier
Signaleingänge
zuzuordnen. Außerdem
sind noch die Kombinationen 1 × 4
und 2 × 2 möglich.
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2 zeigt
die Empfänger-Schaltungsanordnung
einer Funkkommunikationsvorrichtung, in welche die Teilerschaltungsanordnung
gemäß der Erfindung
integriert ist. Zwei Antennen A1, A2 sind jeweils an einen Mehrbetreiber-Empfänger RXMC
in einem Grundzweig und in einem Diversityzweig angeschlossen. Die
Empfänger
weisen gewöhnlich rauscharme
Vorverstärker
auf und haben eine Anzahl von Ausgängen, hier vier Ausgänge. Jeder
Ausgang ist an einen Verteiler SP1, SP2, SP3, SP4, SP5 und SP6 angeschlossen.
Jeder Verteiler hat vier Ausgänge,
die mit einem entsprechenden Transceiver TRX, verbunden sind, wobei
im vorliegenden Fall zwölf
Transceiver in zwei Reihen R1, R2 vorgesehen sind. Die Verteiler
bestehen aus Teilern der in 1 gezeigten
Art, wobei jedoch für
die Verteiler SP1, SP3, SP4 und SP6 auch herkömmliche Verteiler benutzt werden
können.
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Jeder
Ausgang der Verteiler SP1 und SP3 ist mit einem entsprechenden Eingang
RXIN für
den Grund- und den Diversity-Zweig verbunden, d.h. es sind vier
Transceiver TRX in der Reihe R1 belegt. Es bleiben zwei Transceiver
TRX in der oberen Reihe R1 der Transceiver übrig. Der Verteiler SP2 ist
eine Teilereinheit, wie sie in 1 gezeigt
ist, d.h. er hat zwei Eingänge
und vier Ausgänge.
Die Schaltmittel S1, S2, S3 sind in der zweiten Position, so dass
der erste Eingang des Verteilers SP2 mit einem der Ausgänge des
Empfängers
RXMC des Grund zweigs verbunden ist. Der zweite Eingang des Verteilers
SP2 ist mit dem Empfänger
RXMC des Diversity-Zweigs verbunden. Die Ausgänge des Verteilers SP2 sind
mit den Eingängen
der zwei übrigen
Transceiver in der Reihe R1 verbunden.
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Folglich
werden alle vier Ausgänge
des Verteilers SP2 benutzt. Wenn der Verteiler SP2 herkömmlich wäre, hätte er nur
einen Eingang und könnte
deshalb nur von einem Empfänger
RX-MC adressiert werden. Dies bedeutet, dass bei herkömmlicher Technologie
anstelle des Verteilers SP2 ein Paar Verteiler benutzt werden müsste, wobei
jede dieser Verteiler zwei ungenutzte Ausgänge hätte.
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Außerdem sind
die Empfänger
RX-MC des Grundzweigs und des Diversityzweigs in der gleichen Art
und Weise, wie für
die Verteiler SP1, SP2 und SP3 beschrieben, an die Verteiler SP4,
SP5 und SP6 angeschlossen. Die zweite Reihe R2 Transceiver TRX enthält sechs
Transceiver, wobei vier Transceiver an die Verteiler SP4 und SP6
angeschlossen sind, wohingegen die übrigen zwei Transceiver an den
Verteiler SP5 angeschlossen sind, dessen Eingänge an die Empfängern RXMC
des Hauptzweigs bzw. des Diversityzweigs angeschlossen sind.
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Die
Transceiver TRX können
Kopplungs- und Filtereinheiten enthalten. Es wird bevorzugt, die Teilerschaltung
mit derartigen Kopplungs- und Filtereinheiten zu vereinen oder zu
integrieren, d.h. die RX-Ausgänge
sind direkt an die TRX-Eingänge
angeschlossen. Dadurch werden sowohl die Hardwarekosten, was Gehäuse, Verriegelungen,
Beschriftung angeht, als auch die Entwicklungs- und Produktionskosten und, da eine
Einheit weniger in Auftrag gegeben zu werden braucht, die Logistikkosten
herabgesetzt.
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Außerdem ist
es möglich,
die Verteiler horizontal über
und unter einem Trägerelement
anzuordnen, auf dem die TRX-Einheiten untergebracht sind. Eine derartige
Anord nung zeigt eine Verkabelung, die zwischen den Teilereinheiten
und den dazugehörigen
Transceivern sehr kurz ist.
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Wenn
kein Diversity-Zweig vorgesehen ist, kann auch ein halber Teiler
von 1 benutzt werden, d.h. RX-IN B ist über AT2
direkt an DI3 des Elements DE3 angeschlossen, und die Elemente DE1, DE2
können
weggelassen sein, oder RX-IN A, AT1 und DE2 bilden einen halben
Teiler zur Verwendung in der Basisstation, die keinen Diversity-Zweig
aufweist.