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HINTERGRUND
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Basisstationen innerhalb
zellularer Systeme und insbesondere Basisstationen, die Mehrstrahl-Antennengruppen
nutzen.
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HINTERGRUND
UND AUFGABEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Bisher
weisen zellulare Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff-(TDMA-)Systeme herkömmlicherweise Basisstationen
(BSs) auf, die entweder Rundstrahl- oder Sektorantennen (normalerweise
120° Überdeckung
pro Sektor) nutzen. Diese Antennen überdecken ohne jede Kenntnis
der Position der Mobilstation (MS) die gesamte Zelle.
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Um
die Überdeckung
und Kapazität
zukünftiger
Systeme zu erhöhen,
sind adaptive Antennensysteme, die Mehrstrahl-Antennengruppen verwenden,
entwickelt worden. Die schmalen Strahlen der Antennengruppe können verwendet
werden, um die Empfindlichkeit der Aufwärtsstrecke zu erhöhen und um
die Störung
sowohl auf der Aufwärtsstrecke
als auch auf der Abwärtsstrecke
zu verringern.
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In
zellularen TDMA-Systemen ist es für jeden Benutzer nur erforderlich,
Leistung im zugeordneten Kanal oder Zeitschlitz im tatsächlich aktiven
räumlichen
Bereich zu senden (Zelle, Sektor oder Strahl). Darum werden Benutzern
im System Kanäle
zugeteilt, um die gegenseitige Störung zwischen ihnen und anderen
Benutzern zu begrenzen (minimieren). Der Störpegel bestimmt das Muster
der Kanal-Wiederverwendung
im zellularen Gitter.
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Ohne
Veränderung
des zellularen BS-Gitters einschließlich der Sektorüberdeckungsanordnung kann
der Störpegel
im System verringert werden (weniger Störung wird empfangen und räumlich verbreitet),
indem Strahlformungsverfahren mit schmalen Strahlen auf der Grundlage
der Kenntnis der Positionen der MS genutzt werden. Diese Störungsverringerung
kann verwendet werden, um entweder eine erhöhte Kapazität des Systems zu erreichen
(das heißt Verringerung
des räumlichen
Wiederverwendungsmusters) oder um eine verbesserte Qualität der tatsächlichen
Nachrichtenverbindungen (das heißt erhöhte Daten- oder Sprachqualität zum Endbenutzer) zu
erreichen.
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Eine
Anzahl von Vorschlägen
für zellulare Systeme,
die Antennengruppen verwenden, ist bisher veröffentlicht worden.
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Das
US-Patent Nr. 5 924 020 offenbart die Verwendung von Strahlformungsnetzwerken
und Speisekabeln im Zusammenhang mit einer Antennenbaugruppe.
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Bezug
wird auf die folgenden Artikel und Patente genommen: Forssen et
al., "Adaptive Antenna Array
for GSM900/DCS1800",
Proc. 44th Vehicular Technology Conference, Stockholm, Juni 1994;
Hagerman et al., "Adaptive
Antennas in IS-136 Systems",
Proc. 48th Vehicular Technology Conference, Ottawa, Mai 1998; US-Patent
Nr. 5 515 378 für
Roy, III et al.; und Internationale PCT-Anmeldung WO 95/34102 für Forssen
et al., deren Inhalt hierin jeweils durch Bezugnahme aufgenommen
wird. Zum Beispiel beschreiben Roy, III et al., wie die Kapazität erhöht werden
kann, indem mehrere MSs pro Verkehrskanal in einem Überdeckungsbereich
zugelassen werden, und gibt Beispiele für verschiedene Algorithmen.
WO 95/34102 für
Forssen et al. beschreibt eine orthogonal polarisierte Doppel-Mikrostreifen-Antennengruppe zur
Verwendung in Mobilkommunikationssystemen.
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Jedoch
muß in
mehreren TDMA-Systemen eine MS in einem benachbarten Zeitschlitz
oder Kanal enthaltene Information entnehmen, die in einem Datenstrom
(Übertragung)
eingeschlossen sein kann, der für
eine andere MS bestimmt ist. Zum Beispiel muß in einigen TDMA-Systemen
(IS-136, PDC, GPRS und EDGE) auch dann auf einem Abwärtsstreckenträger Energie
gesendet werden, wenn dieser Träger
keine aktive MS versorgt. Dies kann erforderlich sein, um eine Verringerung
der Komplexität
zu ermöglichen,
um die MS bei der Synchronisation zu unterstützen oder um die zeitliche
Planung der Funkschnittstellenressource zu ermöglichen. Solche Erfordernisse
begrenzen die Fähigkeit
von zellularen TDMA-Systemen, die oben erwähnten Strahlformungsverfahren
mit schmalen Strahlen auf der Grundlage der Position der MS zu nutzen,
um den Störpegel
zu verringern.
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Insbesondere
sollte eine MS in zellularen IS-136-Systemen imstande sein, Trainingssequenzen
und Farbcodes zu verwenden, die in den umgebenden benachbarten Zeitschlitzen
eingeschlossen sind. Diese benachbarten Trainingssequenzen können verwendet
werden, um die Entzerrerfunktion zu erweitern und dadurch die Leistungsfähigkeit
der Funkschnittstelle zu erweitern. In nicht aktiven Zeitschlitzen
ist keine Leistungssteuerung zugelassen, wenn einer der Schlitze
auf dem Träger
aktiv ist, das heißt,
in IS-136 Revision A ist keine Leistungssteuerung nach Zeitschlitzen
zugelassen.
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In
zellularen PDC-Systemen sollte die MS imstande sein, die empfangene
Signalstärke
in benachbarten Schlitzen mit dem Ziel zu messen, die beste MS-Antenne
für den
Empfang während
des aktiven Schlitzes (Antennenauswahl-Diversity mit zwei Zweigen
in der MS) auszuwählen.
In nichtaktiven Schlitzen ist eine maximale Leistungsverringerung von –8 dB in
bezug auf den Leistungspegel in einem aktiven Schlitz zugelassen.
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Ebenso
muß eine
MS in zellularen GPRS- und EDGE-Systemen imstande sein, das Aufwärtsstrecken-Statusflag
zu lesen, das auf der Abwärtsstrecke
gesendet wurde, um imstande zu sein, zu bestimmen, ob der MS die
Verwendung des nächsten Aufwärtsstrecken-Zeitschlitzes
zur Übertragung
zugeteilt wurde.
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Wie
hierin oben erwähnt
wurde, entsteht ein Problem, wenn eines der oben beschriebenen zellularen
Systeme schmale (lenkbare) Strahlen benutzt. Strahlen, die nach
Zeitschlitzen ausgewählt/gelenkt werden,
können
räumlich
zu nichtaktiven Schlitzen wegdriften und zu einer Funktionsstörung führen.
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Darum
kann, um Funktionsstörungen
zu verhindern, die Information gleichzeitig in mehreren Strahlen
einer Mehrstrahl-BS-Antennenkonfiguration gesendet werden. Jedoch
erfordert die gleichzeitige Übertragung
in mehreren Strahlen aufgrund der vektoriellen Addition von gesendeten
Signalen kohärente
Signalwege vom ersten Verteiler in der BS bis hin zur Antennengruppe,
einschließlich
Speisekabelkohärenz.
Die Kohärenz
ist zur Steuerung der Antennendiagrammcharakteristik erforderlich,
wenn die Übertragung
mehr als einen Strahl betrifft. Andernfalls ist das Strahlungsdiagramm
ungesteuert und kann erhebliche Schwankungen aufweisen, einschließlich möglicher
Richtungen mit Nullstellen im Strahlungsdiagramm.
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Solche
kohärenten
Signalwege sind in einem installierten Produkt mit mehreren Jahren
erwarteter Lebenszeit sehr schwierig zu erreichen. Diese Art von
Lösung
erfordert Kalibrierungsnetzwerke, die die Übersicht über Signalwege und Algorithmen
behalten, die Ungenauigkeiten und Abweichungen ausgleichen, wobei
die Einführung
beider in das System teuer ist.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Antennendiagrammsteuerung
aufrechtzuerhalten, wenn in zwei oder mehr Strahlen gleichzeitig
gestrahlt wird.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kohärenzbedarf
in den Speisekabeln einer BS-Antennenanordnung zu vermeiden, wodurch das
System beträchtlich
vereinfacht wird und seine Kosten verringert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren, die es einer
Basisstation ermöglichen,
gleichzeitig Signale in mehreren Strahlen einer Mehrstrahl-Antennenkonfiguration
zu senden. Die Antennendiagrammsteuerung wird durch Verwendung orthogonaler
Polarisationsorientierung für
benachbarte Strahlen aufrechterhalten, die zur gleichzeitigen Übertragung
verwendet werden. Zum Beispiel können
die beiden orthogonalen Polarisationsrichtungen annähernd lineare
Polarisation mit einer Neigung von +45° sein. Um imstande zu sein,
gleichzeitig in einer beliebigen Kombination von mehr als einem
Strahl zu senden, weist die BS-Antennengruppe ein separates Speisekabel
für jede
ausgewählte Kombination
von Strahlen entsprechend einer bestimmten Polarisation auf, von
einer Speiseleitung pro Strahl bis zu einer Speiseleitung mit allen
Strahlen dieser Polarisation. Im Überlappungsbereich zwischen
zwei benachbarten Strahlen kann es eine Verschiebung der Signalpolarisationsrichtung
geben, aber der Signalpegel bleibt auf einem erwarteten Pegel. Dementsprechend
gibt es keinerlei Kohärenzbedarf
zwischen unterschiedlichen Polarisationen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
offenbarte Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die wichtige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigen
und die durch Bezugnahme in diese Patentschrift aufgenommen werden,
wobei diese folgendes zeigen:
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1 ist
ein Blockschaltbild eines Systems zur gleichzeitigen Mehrstrahlübertragung
gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Ablaufplan, der die Schritte zur gleichzeitigen Strahlung in
mehreren Strahlen unter Verwendung des in 1 der Zeichnungen
gezeigten Systems darstellt;
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3 stellt
ein Beispiel einer Mehrstrahlkonfiguration unter Verwendung des
in 1 der Zeichnungen dargestellten Systems dar;
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4 ist
ein Blockschaltbild, das ein System zur gleichzeitigen Mehrstrahlübertragung
gemäß einer
alternativen Ausführungsform
darstellt; und
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5A und 5B sind
Blockschaltbilder, die Systeme zur gleichzeitigen Mehrstrahlübertragung
gemäß weiteren
alternativen Ausführungsformen
darstellen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN
BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
zahlreichen neuartigen Lehren der vorliegenden Anmeldung werden
mit besonderem Bezug auf die derzeit bevorzugten beispielhaften
Ausführungsformen
beschrieben. Jedoch ist verständlich,
daß diese
Klasse von Ausführungsformen
nur wenige Beispiele für
die vielen vorteilhaften Verwendungen der hier beschriebenen neuartigen
Lehren bereitstellt. Im allgemeinen schränken Aussagen, die in der Beschreibung
der vorliegenden Anmeldung gemacht werden, nicht unbedingt irgendeine
der verschiedenen in den Ansprüchen
definierten Erfindungen ein. Außerdem
können
bestimmte Aussagen für bestimmte
erfindungsgemäße Merkmale
gelten, aber nicht für
andere.
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In
adaptiven Antennenlösungen,
deren Ziel die Verringerung des Störpegels ist, werden die herkömmlichen
Sektorantennen durch eine oder mehrere Antennengruppen ersetzt.
Diese Antennengruppen weisen normalerweise mindestens eine Antennenapertur
auf, die aus mehreren Zeilen und Spalten von Primärstrahlern
besteht. Die Antennengruppe erzeugt eine Vielzahl von Strahlen oder
Keulen mit schmalem Azimut über
Strahlenports unter Verwendung der ganzen Gruppe, wobei die Richtung
und Form der Antennenstrahlen durch eine Strahlformungsvorrichtung
bestimmt wird, die mit den Spalten der Gruppe verbunden ist. Die
Strahlformungsvorrichtung benutzt Signalamplituden- und Phasenbeziehungen
zwischen unterschiedlichen Spalten der Gruppe, um die Strahlen zu
erzeugen.
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Wie
oben erwähnt,
können,
um den Störpegel
zu verringern, statt die Signale im gesamten Sektor (Überdeckungsbereich)
wie bei herkömmlichen Basisstationen
(BSs) zu senden, die durch die Antennengruppe erzeugten schmale
Strahlen von der BS auf die Mobilstation (MS) gerichtet werden.
Ein Strahl kann entweder direkt zur MS gelenkt werden oder aus einer
Menge feststehender Strahlen ausgewählt werden. Dies kann auf der
Grundlage der Kenntnis der Standorte der MS erfolgen. Die Standortinformation
kann durch zahlreiche Verfahren erlangt werden, wie zum Beispiel
durch GPS und/oder DOA-Information. Zum Beispiel kann der für die Abwärtsstreckenübertragung
geeignete Strahl auf der Grundlage von Information ausgewählt oder
gelenkt werden, die aus der Aufwärtsstrecke
abgeleitet wurde, wie etwa der Ankunftsrichtung (DOA) der empfangenen
Information. Zum Beispiel kann die DOA ein Schätzwert der Richtung zur MS
oder einfach eine Ermittlung des besten Aufwärtsstreckenstrahls sein.
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Mehrere
Herangehensweisen können
verwendet werden, um die von einer Antennengruppe abgestrahlte Leistung
in einem schmalen Strahl zu richten. Die Phasenfront an den Antennenelementen, die
einem Strahl entspricht, kann im Basisband unter Verwendung von
digitaler Strahlformung oder bei RF unter Verwendung eines passiven
Netzwerks oder von Phasenschiebern erzeugt werden. Basisband-Strahlformungsmethoden
erfordern immer eine Phasenkohärenz
auf dem ganzen Weg bis zu den Antennenelementen, während passive
Strahlformungsnetzwerke keine Phasenkohärenz zwischen dem Funksender
und dem Strahlformer erfordern. Jedoch ist Phasenkohärenz zwischen
den Strahlen unentbehrlich, wenn mehrere Strahlen gleichzeitig gesendet
werden. Ein Beispiel eines passiven Netzwerks ist die Butler-Matrix,
die eine Menge orthogonaler Strahlen erzeugt, wodurch der Strahlformungsverlust
minimiert wird.
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Wie
oben beschrieben, erfordern mehrere zellulare Systeme mit Zeitmultiplexkomponenten
in ihren Mehrfachzugriffverfahren, daß MS Information in benachbarten
Zeitschlitzen empfangen. Jedoch können Strahlen, die nach Zeitschlitzen
ausgewählt/gelenkt
wurden, in vielen Fällen
räumlich
zu nichtaktiven Zeitschlitzen wegdriften und zu einer Funktionsstörung in
diesen Systemen führen.
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Darum
wird nunmehr mit Bezug auf 1 der Zeichnungen
ein System zur gleichzeitigen Mehrstrahlübertragung gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Beibehaltung der Antennendiagrammsteuerung,
wenn in zwei oder mehr Strahlen gleichzeitig ausgestrahlt wird,
kann durch Nutzung von orthogonaler Polarisationsrichtung für jeden
anderen Strahl erreicht werden. Zum Beispiel können die beiden orthogonalen
Polarisationsrichtungen annähernd
lineare Polarisation mit einer Neigung von ±45° sein.
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Um
eine willkürliche
Kombination von mehr als einem Strahl für jede Polarisation senden
zu können,
gibt es ein separates Speisekabel 30 für jede Kombination von Strahlen
entsprechend dieser Polarisation, von einem Speisekabel 30 pro
Strahl zu einem Speisekabel mit allen Strahlen dieser Polarisation.
Als ein Beispiel, wie in 3 gezeigt, wird in einem System
mit vier Strahlen eine Polarisation (+45°) für die Strahlen 1 und 3 verwendet,
während die
andere Polarisation (–45°) für die Strahlen 2 und 4 verwendet
wird.
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Darum
gibt es, wie in 1 gezeigt, zusätzlich zu
den Speisekabeln 30a, 30d, 30b und 30e für die Strahlen 1, 2, 3 bzw. 4 ein
Speisekabel 30c zur gleichzeitigen Übertragung zu den Strahlen 1 und 3 und
ein Speisekabel 30f zur gleichzeitigen Übertragung zu den Strahlen 2 und 4.
Durch Einspeisen in das maximal eine Speisekabel 30 pro
Polarisation ist es dann möglich,
gleichzeitig auf eine gesteuerte Weise in jedweder Kombination der
verfügbaren Strahlen
zu strahlen.
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In
einer ersten Ausführungsform
sind, wie in 1 gezeigt, ein oder mehrere
Funksender (Tx) 10a, 10b, ..., 10n, die
jeweils einer anderen Trägerfrequenz
entsprechen, mit einem Vorkombinierungs-Trägernetzwerk
(PCCN) 20 in der BS verbunden, das vorzugsweise in das
BS-Gehäuse
integriert ist. Im PCCN 20 werden die Signale bei Bedarf
von jedem Tx 10a, 10b, ..., 10n zum erwünschten
Strahlungsdiagramm für
beide Polarisationen vermittelt. Das Einspeisen beider Polarisationen
in das PCCN 20 kann entweder mit zwei Leistungsverstärkern (PA) pro
Tx 10 oder durch Aufteilen der Leistung von einem PA erfolgen.
Außerdem
wird im PCCN 20 jedes Signal (Zeitschlitz oder Träger) zum
korrekten Strahl geführt
(geleitet), und alle gleichzeitigen Signale für jeden Strahl werden kombiniert.
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Mit
Bezug auf 2 der Zeichnungen, die nachstehend
in Verbindung mit 1 der Zeichnungen beschrieben
wird, werden die Signale für
die verschiedenen Zeitschlitze bei jeder Trägerfrequenz von jedem Tx 10a, 10b,
..., 10n zuerst durch einen entsprechenden Teiler 22a, 22b,
..., 22n im PCCN 20 in ihre jeweiligen Strahlpolarisationen
geteilt (Schritt 200). Danach werden die Signale für die Zeitschlitze zu
ihren jeweiligen Schalter 24 im PCCN 20 gesendet (Schritt 210).
Es gibt zwei Schalter 24a1 und 24a2 für jeden
Teiler 22a, wobei jedem Schalter 24 eine unterschiedliche
Polarisation zugeordnet ist. Wenn zum Beispiel angenommen wird,
daß eine
Trägerfrequenz (Tx 10a)
acht Zeitschlitze hat, kann der diesem Träger 10a zugeordnete
Teiler 22a die Leistung jedes der acht Zeitschlitze zum
ersten Schalter 24a1 und zum zweiten
Schalter 24a2 teilen.
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Jeder
Schalter 24 sendet das Signal für jeden empfangenen Zeitschlitz
zu höchstens
einem Kombinator 26 (Schritt 220), der dazu dient,
alle von den Schaltern 24 empfangenen Signale zu dem Strahl
oder der Strahlkombination, der bzw. die diesem Kombinator 26 zugeordnet
ist, zu kombinieren (Schritt 230). Daher ist jedem Kombinator 26a–f jeweils
ein separates Speisekabel 30a–f zugeordnet.
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Wird
zum Beispiel angenommen, daß ein erster
Schalter 24a1 , der einer ersten
Polarisation zugeordnet ist, das Signal für die Zeitschlitze 1 und 2 empfangen
hat und die BS bestimmt hat, daß das
Signal in Zeitschlitz 1 auf dem Strahl 1 und das
Signal im Zeitschlitz 2 auf den Strahlen 1 und 3 zu
senden ist, dann würde
der erste Schalter 24a1 das Signal
für den
Zeitschlitz 1 zum Kombinator 26a, der dem Speisekabel 30a für Strahl 1 zugeordnet
ist, senden und das Signal für
den Zeitschlitz 2 zum Kombinator 26c, der dem
Speisekabel 30c für
die Strahlen 1 und 3 zugeordnet ist.
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Die
Signale von jedem Speisekabel 30a–f werden vom PCCN 20 zu
einem Netzwerk zur kohärenten
Strahlkonfiguration (CBCN) 40 (Schritt 240) gesendet,
das vorzugsweise in das Antennengehäuse in der BS integriert ist.
Zum Beispiel ist das CBCN 40 vorzugsweise zusammen mit
der Antenneneinheit, die die Antennengruppe aufweist, am Mast montiert.
Im CBCN 40 werden die Signale von den Speiseleitungen 30a–f über die
entsprechenden Strahlports mit allen Primärstrahlern in der Antennengruppe
kohärent
verbunden. Man beachte, daß es
aufgrund der Verluste beim Vermitteln und Kombinieren von Antennenelementen
im PCCN 20 vorteilhaft sein kann, Mehrträger-Leistungsverstärker (MCPA)
zu verwenden, um die Signale in den Strahlen nach dem PCCN 20 zu
verstärken.
Zum Beispiel können MCPAs
verwendet werden, um Signale zwischen dem PCCN 20 und dem
CBCN 40 oder vor dem Eintritt in die Strahlformungsnetzwerke 46a und 46b zu verstärken, oder
die MCPAs können
zur Verstärkung der
Signale zwischen den Strahlformungsnetzwerken 46a und 46b und
der Antennenapertur 55 verwendet werden.
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Anfangs
werden die Signale von den Speiseleitungen 30c und 30f die
mehrere Strahlen enthalten, durch die Teiler 42a bzw. 42b in
mehrere Strahlen geteilt (Schritt 250), zum Beispiel von
der Speiseleitung 30c, die die Strahlen 1+3 enthält, in die
Strahlen 1 und 3, um sie gleichzeitig auf beiden
Strahlen 1 und 3 zu senden. Die Signalwege von
den Teilern 42a und 42b im CBCN 40 müssen von
den Teilern 42a und 42b im CBCN 40 bis
zur Antennenapertur 55 kohärent sein, um das Strahlungsdiagramm
zu steuern.
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Danach
werden die Signale von den Strahlen, die vom Mehrfachstrahl abgeteilt
wurden, durch Kombinatoren 44a–d mit den Signalen kombiniert, die
aus den Speisekabeln 30 für die einzelnen Strahlen empfangen
wurden, um jeden einzelnen Strahl zu erzeugen (Schritt 260).
Ausgehend vom vorhergehenden Beispiel sendet der Teiler 42a im
CBCN 40, der mit dem Speisekabel 30c für die Strahlen 1+3 verbunden
ist, nachdem er die Signale in die Strahlen 1 und 3 geteilt
hat, das Signal für
Strahl 1 zum Kombinator 44a im CBCN 40,
der dem Strahl 1 zugeordnet ist, und das Signal für Strahl 3 zum
Kombinator 44b, der dem Strahl 3 zugeordnet ist.
Der Kombinator 44a für
den Strahl 1 kombiniert das vom Teiler 42a empfangene
Signal mit dem vom Speisekabel 30a, das dem Strahl 1 zugeordnet
ist, empfangenen Signal. Der Kombinator 44b, der dem Strahl 3 zugeordnet
ist, kombiniert das vom Teiler 42a empfangene Signal mit
dem vom Speisekabel 30b, das dem Strahl 3 zugeordnet
ist, empfangenen Signal.
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Danach
werden alle Signale für
jeden Strahl (1, 2, 3 und 4)
zu einem entsprechenden Strahlformungsnetzwerk 46a oder 46b gesendet
(Schritt 270), wo die Richtung und die Form der Strahlen
geformt werden. Jedes Strahlformungsnetzwerk 46 ist einer anderen
Polarisation zugeordnet. Zum Beispiel, wie in 1 und 3 dargestellt,
sind die Strahlen 1 und 3 linear polarisiert mit
einer Neigung von +45°, während die
Strahlen 2 und 4 linear polarisiert mit einer
Neigung von –45° sind.
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Jedes
Strahlformungsnetzwerk 46 ist mit allen Elementen der Antennengruppe 50 mit
der entsprechenden Polarisation verbunden (gezeigt in 3),
um die Strahlen zu erzeugen (Schritt 280). Daher werden
die Signale für
jeden Strahl, sobald sie erzeugt wurden, von der Antennenapertur 55 (gezeigt
in 1) an die MSs in der Zelle, die der BS zugeordnet
ist, gesendet (Schritt 290).
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Man
beachte, daß es
im Überlappungsbereich
zwischen zwei benachbarten Strahlen eine Verschiebung der Signalpolarisationsrichtung
geben kann, aber der Signalleistungspegel bleibt auf einem erwarteten
Pegel. Dementsprechend gibt es keinerlei Kohärenzbedarf zwischen unterschiedlichen
Polarisationen.
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Mit
Bezug auf 4 der Zeichnungen kann die PCCN-Struktur 20 in
einer alternativen Ausführungsform
auch bei einer Modulbauweise anwendbar sein, bei der die Ausgänge von
mehreren PCCN-Einheiten 20a, 20b, ..., 20n zu
einem CBCN 40 kombiniert werden. Diese modulare Nutzung
der PCCN-Einheiten 20 ist eine bevorzugte Lösung für die Systemmigration.
In dieser Ausführungsform
werden die Signale von jedem PCCN 20a, 20b, ..., 20n zuerst durch
zusätzliche
Kombinatoren 60a–f
zu ihren jeweiligen Strahlen kombiniert und wie oben beschrieben über entsprechende
Speisekabel 30a–f
zum CBCN 40 gesendet. Die PCCNs 20a, 20b,
..., 20n in 4 haben jeweils die gleiche
Struktur wie die in 1 gezeigte, und jedes führt die
gleichen Schritte aus, wie sie in 2 gezeigt
sind. Der einzige Unterschied ist ein zusätzlicher Kombinierschritt,
der durch die zusätzlichen
Kombinatoren 60a–f
durchgeführt wird,
um die Signale für
jeden Strahl zu kombinieren, bevor sie in das CBCN 40 eintreten.
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Mit
Bezug auf 5A der Zeichnungen wird nunmehr
eine andere alternative Ausführungsform dargestellt.
Der Unterschied zwischen der in 1 gezeigten
Konfiguration und der in 5A gezeigten besteht
darin, daß das
Netzwerk zur kohärenten Strahlkonfiguration
(CBCN) 40 in 5A keine Kombinatoren verwendet,
was die Einfügungsverluste verringert.
Im Vergleich mit dem in 1 gezeigten ersten Typ des CBCN 40 ist
nur eine begrenzte Anzahl von Strahlkombinationen pro Träger zur
Auswahl verfügbar.
Der bzw. die allgemeine Aufbau und Anwendung des PCCN 20 in 5A sind
die gleichen wie die in Verbindung mit 1 beschriebenen. Somit
sind alle vorher beschriebenen Lösungen
und Kombinationen, die das PCCN 20 und CBCN 40 aufweisen,
möglich.
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Die
Begrenzung, die durch die Nutzung eines CBCN 40, wie in 5A gezeigt,
eingeführt
wurde, besteht darin, daß erstens
die zugelassenen Strahlkombinationen pro Träger in das CBCN 40 auf Mengen
nichtbenachbarter Strahlen innerhalb derselben Polarisation beruhen
müssen
und zweitens nur eine Menge von Strahlen aus jeder Polarisation zur Übertragung
ausgewählt
werden kann.
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In
dem in 5A gezeigten CBCN 40 werden
die Speisekabel 30a, 30b und 30f für die Strahlen 1, 3 und 2+4 vom
Strahlformungsnetzwerk 46a aufgenommen, das die +45°-Strahlen
speist, während
die Speisekabel 30d, 30e und 30c für die Strahlen 2, 4 und 1+3 vom
Strahlformungsnetzwerk 46b aufgenommen werden, das die –45°-Strahlen
speist. Wie oben beschrieben, werden die Signale von den Speiseleitungen 30f und 30c,
die mehrere Strahlen enthalten, bevor sie zu ihren jeweiligen Strahlformungsnetzwerken 46a und 46b gesendet
werden, durch entsprechende Teiler 42a und 42b in
mehrere Strahlen geteilt, zum Beispiel vom Speisekabel 30f, das
die Strahlen 2+4 enthält,
in die Strahlen 2 und 4, die vom +45°-Strahlformungsnetzwerk 46a aufgenommen
werden, und vom Speisekabel 30c, das die Strahlen 1+3 enthält, in die
Strahlen 1 und 3, die vom –45°-Strahlformungsnetzwerk 46b aufgenommen werden.
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5B zeigt
ein Beispiel für
eine Konfiguration, die die CBCN-Struktur 40 aus 5B mit
sechs Strahlen in jeder Polarisation benutzt, wobei die Speisekabel 30a–d von den
Kombinatoren 26a–d
im PCCN 20 zur +45°-Polarisation
im CBCN 40 die Menge aus Strahl 2, Strahl 4,
Strahl 5 und Strahlen 1+3+6 aufweisen.
Die Speisekabel 30e–g
von den Kombinatoren 26e–g im PCCN 20 zur –45°-Polarisation
im CBCN 40 weisen die Menge aus Strahl 4, Strahlen 1+3 und
Strahlen 2+5 auf. Erneut werden die Signale von
den Speiseleitungen 30d, 30e und 30g,
die mehrere Strahlen enthalten, durch entsprechende Teiler 42a, 42b und 42c im
CBCN 40 in ihre einzelnen Strahlen geteilt.
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Unter
Verwendung der orthogonalen Polarisationsorientierung für benachbarte
Strahlen, die zur gleichzeitigen Übertragung in einer der oben
beschriebenen Konfigurationen (1, 4, 5A oder 5B)
verwendet werden, wird es möglich, Kohärenzbedarf
in den Speisekabeln einer Basisstation- Antennenanordnung zu vermeiden, wodurch
das System beträchtlich
vereinfacht wird und seine Kosten verringert werden. Wie gezeigt,
kann dies auch erreicht werden, wenn Mehrträger-Übertragung angewendet wird.
Ferner kann diese Konfiguration ebenso mit mehreren Antennen wie
mit einer Einzelpackung-Antenne
verwendet werden.
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Wie
der Fachmann anerkennen wird, können die
innovativen Gedanken, die in der vorliegenden Anmeldung beschrieben
sind, modifiziert und über
einen weiten Bereich von Anwendungen variiert werden. Dementsprechend
sollte der Schutzbereich des patentierten Gegenstands der Erfindung
nicht auf irgendeine spezifische beispielhafte beschriebene Lehre
beschränkt
sein, sondern ist statt dessen durch die folgenden Ansprüche definiert.