EP1331690A1 - Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten - Google Patents

Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten Download PDF

Info

Publication number
EP1331690A1
EP1331690A1 EP02001533A EP02001533A EP1331690A1 EP 1331690 A1 EP1331690 A1 EP 1331690A1 EP 02001533 A EP02001533 A EP 02001533A EP 02001533 A EP02001533 A EP 02001533A EP 1331690 A1 EP1331690 A1 EP 1331690A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmission power
transmission
solid angle
elements
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02001533A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1331690B1 (de
Inventor
Karl-Georg Kettering
Markus Doetsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schweiz AG filed Critical Siemens Schweiz AG
Priority to DE50206457T priority Critical patent/DE50206457D1/de
Priority to AT02001533T priority patent/ATE323953T1/de
Priority to EP02001533A priority patent/EP1331690B1/de
Priority to US10/345,488 priority patent/US20030171131A1/en
Publication of EP1331690A1 publication Critical patent/EP1331690A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1331690B1 publication Critical patent/EP1331690B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations

Definitions

  • the invention relates to a device for Radiating and receiving electromagnetic waves with a number of transmission elements and with one design-related spatially diversifiable Emission characteristics of a basic transmission power.
  • Such a device is described, for example, in the article by H. Briel, "Adaptive antennas", Funkschau, Issue 22, 1998, disclosed.
  • Cellular antennas are constructed as antenna arrays, in which are matrix-like transmitting and receiving elements are connected separately. It allows the separate Wiring when receiving, the so-called uplink Determining the location of the mobile transmitter, i.e. it is determined in detail by evaluating the phase and Amplitude position in the individual receiving elements of the incoming signal determines the direction from which Receive the transmission signal of the mobile transmitter (e.g. mobile phone) has been. Accordingly, when sending Signals to the mobile transmitter, i.e.
  • the invention is therefore based on the object Device for receiving and sending electromagnetic Specify waves that allow it particularly well, very complex Radiation diagrams while maintaining allow allowable limits.
  • This task is the beginning of a device mentioned type solved according to the invention in that an antenna structure and a driver logic circuit for the Transmitting elements are provided such that an individual Predefinable limitation depending on the direction and / or solid angle the basic transmission power to the maximum permissible transmission power in selectable directions or in selectable solid angles is provided.
  • the radiated Transmission power for certain directions and / or certain Solid angle down from normal to the rest Radiated directions and / or solid angle Basic transmission power deviates.
  • the antenna is so far easily dimensionable because of certain antenna parts certain directions and / or solid angles can be assigned and given values for these antenna parts for maximum permissible transmission power are predefined and therefore in this direction and / or in this solid angle maximum specified values for the transmission power are not can be exceeded.
  • a particularly low-radiation transmission variant results if by means of the driver circuit an adaptive transmission and Reception characteristics can be implemented. That way the beam particularly efficient for communication with a moving transmitter / receiver can be used.
  • moving with a moving transmitter / receiver Beam corresponding to the predetermined maximum permissible transmission power - as previously provided - decrease if the transceiver is in an area moved in, not with the usual Basic transmission power, but only with an opposite reduced transmission power is to be sent.
  • This limiting function can be implemented in a simple manner realized in the form of a programmable map be discretized for the direction or for the Solid angle Maximum values for the permissible transmission power be filed.
  • the map can e.g. so constructed be that a full beam angle of 360 ° in 10 ° steps divided corresponding values for the maximum permissible transmission power contains.
  • an after Map coordinates constructed map are provided at the azimuth angle ⁇ and the angle ⁇ also in 10 ° steps can be discretized and for each pair of angles ( ⁇ , ⁇ ) a corresponding value for the maximum permissible Transmission power is stored.
  • the limiting function is also considered a Programmable map is realized in which discretized for the direction or for the solid angle Attenuation values, i.e. Numbers greater than / equal to zero and are less than or equal to one, are stored with which the value multiply for the basic transmission power.
  • a another possible alternative is one Mitigation function that is considered to be continuously differentiable Function or can be constructed as a polynomial and as Function of the direction and / or as a function of the solid angle corresponding values for the intended, if necessary Reduction in transmission power supplies.
  • an array to provide individual transmission and reception elements, wherein a permissible maximum value for each transmitting and receiving element for the transmission power or an attenuation value for the Reduction in base transmission power is assigned.
  • This Array construction with which adaptive antenna systems are already compatible a single antenna mast is therefore predestined for this procedure with "protected" Transmission zones. It is to comply with the maximum permitted by definition for a protected zone Transmission power requires that the allowable maximum value or the attenuation value according to the number immediately adjacent to the same subscriber Transmitting and receiving elements is reduced. Otherwise, would otherwise be in phase due to the superposition radiated waves in the (desired) Overlapping areas of the radiation lobes excessive values for result in the transmission power.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a top view the 0dB line L of a circular radiating Cellular antenna A.
  • the cellular antenna A transmits a frequency of 925 to 960 MHz with a maximum System limit for the electric field strength of 4 V / m. In this way, the basic transmission power is defined.
  • the electrical field strength is inversely proportional to the simple distance from the cellular antenna A (far field).
  • Direction in degrees and multiplier for the basic transmission power in the corresponding directions Range (degrees) 0-30 31-68 69-242 243-265 266-292 293-320 321-359 multiplier 1.0 0.15 1.0 0.10 1.0 0.1 1.0
  • the table above shows how the Basic transmission performance in the areas that are particularly worth protecting is weakened. This table can be found here Driver device for the not shown Mobile radio antenna A can be stored in the manner of a map.
  • the function of the map is exemplary for yourself with a vehicle F moving along a route R.
  • Cellular subscriber explained that along this route R mobile phone.
  • the maximum is in the output area permissible transmission power equal to the basic transmission power. According to the quality of the radio connection and the measured
  • the level of uplink and downlink is due to the proximity to the cellular antenna certainly a clearly below that Basic power level is automatically on.
  • the cellular antenna A which in the exemplary embodiment as a array-like base station is allowed the tracking of the beam along the Direction of travel of the mobile subscriber on his Route R.
  • Weakening factor a significantly reduced value for the in permissible maximum transmission power in this range.
  • This reduced transmission power can be despite sending with the maximum allowed in this area Transmission power occur that a on the cellular antenna A Area covered by object 01 on the leeward side may no longer be sufficient Radiation density is supplied.
  • the remedy here Create antenna diversity where a second is in phase transmitting antenna is provided with her or her Beams this leeward area from another Can cover location from sufficient or supplementary.
  • FIG. 2 shows a unit ball E. with radius 1 and for reasons of clarity here only a solid angle RW in which only about 50% of the Basic transmission power may be sent. One in these Therefore, beam angle traveling in solid angle area is experienced so the intended reduction in the maximum allowable Transmission power.
  • Attenuation factor should be provided, the value of which with Number of senders immediately adjacent to a subscriber Transmission elements correlated. For example, with the Passing the beam from a transmitting element to next immediately adjacent transmission element Transmission power in favor of the previously leading transmission element the transmission power in the soon leading transmission element be reduced, i.e. the sum of these two Power emitted by transmitter elements is not greater than that maximum permitted radiated by a transmitting element Transmission power. This additional reduction in Transmission power in such an adjacent radiating Sending elements naturally do not only apply to the particularly protected radiation areas, but also for all other transmission areas in which with the Basic transmission power may be radiated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Empfangen und Senden von elektromagnetischen Wellen anzugeben, die es besonders gut erlaubt, sehr komplexe Abstrahldiagramme bei gleichzeitiger Einhaltung von zulässigen Grenzwerten zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Antennenaufbau und eine Treiberlogikschaltung für die Sendeelemente derart vorgesehen sind, dass eine individuell vorgebbare richtungs- und/oder raumwinkelabhängige Begrenzung der Grundsendeleistung auf maximal zulässige Sendeleistungen in auswählbaren Richtungen bzw. in auswählbaren Raumwinkeln vorgesehen ist. Auf diese Weise ist es erzielt, dass die abgestrahlte Sendeleistung für bestimmte Richtungen und/oder bestimmte Raumwinkel nach unten von der normalen in die übrigen Richtungen und/oder Raumwinkel abgestrahlten Grundsendeleistung abweicht. Die Antenne ist dabei insofern leicht dimensionierbar, weil bestimmten Antennenteilen bestimmte Richtungen und/oder Raumwinkel zugewiesen werden und dabei für diese Antennenteile vorgegebene Werte für die maximal zulässige Sendeleistung vordefiniert gegeben sind und daher in dieser Richtung und/oder in diesem Raumwinkel maximal vorgegebene Werte für die Sendeleistung nicht überschritten werden können. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abstrahlen und Empfangen von elektromagnetischen Wellen mit einer Anzahl von Sendeelementen und mit einer auslegungsbedingten räumlich diversifizierbaren Abstrahlcharakteristik einer Grundsendeleistung.
Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise in dem Artikel von H. Briel, "Adaptive Antennen", Funkschau, Heft 22, 1998, offenbart. Die in diesem Artikel beschriebenen Mobilfunkantennen sind als Antennen-Arrays aufgebaut, in denen matrixartig angeordnete Sende-und Empfangselemente separat beschaltet sind. Dabei erlaubt es die separate Beschaltung beim Empfang, dem sogenannten Uplink, den Aufenthaltsort des mobilen Senders festzustellen, d.h. es wird im Einzelnen durch die Auswertung der Phasen- und Amplitudenlage in den einzelnen Empfangselementen des ankommenden Signals ermittelt, aus welcher Richtung das Sendesignal des mobilen Senders (z.B. Mobiltelefon) empfangen worden ist. Entsprechend kann dann beim Aussenden von Signalen an den mobilen Sender, d.h. beim sogenannten Downlink, entweder im Fixed Beam-Verfahren mit einzelnen Sendeelementen des Antennenarrays mit deren vergleichsweise schmalen Strahlungskeulen oder im Steered Beam-Verfahren unter Formung eines neuen Abstrahldiagramms durch die Verwendung mehrerer Sendeelemente mit entsprechend eingestellter Phasen- und Amplitudenbeziehung richtungsbezogen gesendet werden. Auf diese Weise kann ein besonders strahlungsarmer und kostengünstiger Verkehr zwischen der Mobilfunkantenne und dem mobilen Sender/Empfänger, also z.B. einem Handy, einem PDA usw. erzielt werden.
Weiterhin ungelöst ist es mit dieser Art des Betriebs von Mobilfunkantennen, dass gerade im Wege der adaptiven Vorgehensweise bestimmte Abstrahlcharakteristika, die sich aufgrund von örtlichen und gesetzlichen Beschränkungen ergeben können, nur durch ein aufwendiges Antennen-Diversity einstellen lassen. Trotzdem kann es dabei unumgänglich sein, dass z.B. in bestimmten Richtungen oder bestimmten Raumwinkeln sehr nahe an die zulässigen Grenzwerte für die nicht-ionisierende Strahlung herangegangen wird, obwohl der Betreiber der Mobilfunkantenne gewillt ist, diese Grenzwerte auch aus Gründen der öffentlichen Akzeptanz deutlich zu unterschreiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Empfangen und Senden von elektromagnetischen Wellen anzugeben, die es besonders gut erlaubt, sehr komplexe Abstrahldiagramme bei gleichzeitiger Einhaltung von zulässigen Grenzwerten zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Antennenaufbau und eine Treiberlogikschaltung für die Sendeelemente derart vorgesehen sind, dass eine individuell vorgebbare richtungs- und/oder raumwinkelabhängige Begrenzung der Grundsendeleistung auf maximal zulässige Sendeleistungen in auswählbaren Richtungen bzw. in auswählbaren Raumwinkeln vorgesehen ist.
Auf diese Weise ist es erzielt, dass die abgestrahlte Sendeleistung für bestimmte Richtungen und/oder bestimmte Raumwinkel nach unten von der normalen in die übrigen Richtungen und/oder Raumwinkel abgestrahlten Grundsendeleistung abweicht. Die Antenne ist dabei insofern leicht dimensionierbar, weil bestimmten Antennenteilen bestimmte Richtungen und/oder Raumwinkel zugewiesen werden und dabei für diese Antennenteile vorgegebene Werte für die maximal zulässige Sendeleistung vordefiniert gegeben sind und daher in dieser Richtung und/oder in diesem Raumwinkel maximal vorgegebene Werte für die Sendeleistung nicht überschritten werden können.
Eine besonders strahlungsarme Sendevariante ergibt sich, wenn mittels der Treiberschaltung eine adaptive Sende- und Empfangscharakteristik umsetzbar ist. Auf diese Weise kann die Abstrahlkeule besonders effizient zur Kommunikation mit einem bewegten Sender/Empfänger genutzt werden. Zugleich kann sich die bei einem bewegten Sender/Empfänger mitbewegende Abstrahlkeule entsprechend der vorbestimmten maximal zulässigen Sendeleistung - wie vorher vorgesehen - verringern, wenn sich der Sender/Empfänger in einen Bereich hineinbewegt, in dem nicht mit der sonst üblichen Grundsendeleistung, sondern nur mit einer hiergegenüber verringerten Sendeleistung gesendet werden soll.
In konstruktiv und schaltungstechnisch recht einfacher Weise lässt sich diese richtungs- bzw. raumwinkelabhängige Minderabstrahlung realisieren, wenn in der Treiberschaltung für die Antenne eine richtungs- und/oder raumwinkelabhängige Begrenzungsfunktion implementiert ist, mit der der Wert für die Grundsendeleistung in der entsprechenden Richtung bzw. in dem entsprechenden Raumwinkel überlagerbar ist.
In einfach umzusetzender Weise kann diese Begrenzungsfunktion in Form eines speicherprogrammierbaren Kennfeldes realisiert sein, in dem diskretisiert für die Richtung bzw. für den Raumwinkel Maximalwerte für die zulässige Sendeleistung abgelegt sein. Dabei kann das Kennfeld z.B. so aufgebaut sein, dass ein vollumfänglicher Abstrahlwinkel von 360° in 10°-Schritten unterteilt entsprechende Werte für die maximal zulässige Sendeleistung enthält. Alternativ kann ein nach Kugelkoordinaten aufgebautes Kennfeld vorgesehen sein, bei dem der Azimut-Winkel ϑ und der Winkel ϕ ebenfalls in 10°-Schritten diskretiert sein können und für jedes Winkelpaar (ϑ, ϕ) ein entsprechender Wert für die maximal zulässige Sendeleistung abgelegt ist. Alternativ ist es auch möglich, dass die Begrenzungsfunktion ebenfalls als ein speicherprogrammierbares Kennfeld realisiert ist, in dem diskretisiert für die Richtung bzw. für den Raumwinkel Abschwächungswerte, d.h. Zahlen, die grösser/gleich Null und kleiner/gleich Eins sind, abgelegt sind, mit denen der Wert für die Grundsendeleistung zu multiplizieren ist. Eine weitere mögliche Alternative besteht in einer Abschwächungsfunktion, die als stetig differenzierbare Funktion oder als Polynom aufgebaut sein kann und als Funktion der Richtung und/oder als Funktion des Raumwinkels entsprechende Werte für die bedarfsweise vorgesehene Verringerung der Sendeleistung liefert.
Diesbezüglich ist es auch weiter möglich einen Array-Aufbau von einzelnen Sende- und Empfangselementen vorzusehen, wobei jedem Sende- und Empfangselement ein zulässiger Maximalwert für die Sendeleistung bzw. ein Abschwächungswert für die Verringerung der Grundsendeleistung zugewiesen ist. Dieser Array-Aufbau, mit dem sich adaptive Antennensysteme schon mit einem einzigen Antennenmast realisieren lassen, ist daher prädestiniert für diese Vorgehensweise mit "geschützten" Sendezonen. Dabei ist es zur Einhaltung der maximal definitionsgemäss für eine geschützte Zone zulässigen Sendeleistungerforderlich, dass der zulässiger Maximalwert bzw. der Abschwächungswert zudem entsprechend der Anzahl unmittelbar benachbarter zu demselben Teilnehmer sendender Sende- und Empfangselemente verringert ist. Anderenfalls würden sich sonst aufgrund der Superposition der phasengleich abgestrahlten Wellen in den (gewünschten) Überlappungsbereichen der Abstrahlkeulen überhöhte Werte für die Sendeleistung ergeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1
in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die 0dB-Linie einer Mobilfunkantenne mit einer Anzahl von geschützten Bereichen; und
Figur 2
eine Darstellung einer dreidimensionalen Funktion für die Abschwächung der Mobilfunksendeleistung bei einer als Array aufgebauten Mobilfunkantenne.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die 0dB-Linie L einer kreisrund abstrahlenden Mobilfunkantenne A. Die Mobilfunkantenne A sendet dabei auf einer Frequenz von 925 bis 960 MHz mit einem maximalen Anlagengrenzwert für die elektrischen Feldstärke von 4 V/m. Damit wird auf diese Weise die Grundsendeleistung definiert.
Bedingt durch eine Reihe von Objekten O1 bis O6 existeren jedoch auch eine ganze Reihe von Bereichen, in denen mit dieser Grundsendeleistung nicht abgestrahlt werden darf. In den Bereichen mit den Objekten O1 und O2, vorliegend Häuser, in denen sich Personen regelmässig während längerer Zeit aufhalten, sind die Sendeleistung erheblich zu verringern, um einen bestmöglichen Schutz der Personen gewährleisten können. Aus diesem Grund wird in diesen Richtungen auslegungsbedingt mit einer elektrischen Feldstärke gesendet, die am Ort dieser Objekte O1, O2 maximal 0,4 V/m erreicht. In einem weiteren Bereich mit den Objekten O3 bis O6 wird mit einer demgegenüber etwas höheren elektrischen Feldstärke von 0,6 V/m abgestrahlt, weil hier die besonders schützenswerte Bereiche etwas weiter von der Mobilfunkantenne A entfernt sind als die Objekte O1 und O2. Die elektrische Feldstärke verhält sich dabei umgekehrt proportional zum einfachen Abstand von der Mobilfunkantenne A (Fernfeld).
Richtung in Winkelgrad und Mulitplikator für die Grundsendeleistung in den entsprechenden Richtungen
Bereich (Grad) 0-30 31-68 69-242 243-265 266-292 293-320 321-359
Multiplikator 1,0 0,15 1,0 0,10 1,0 0,1 1,0
Die voranstehende Tabelle zeigt, in welcher Weise die Grundsendeleistung in den besonders schützenswerten Bereichen abgeschwächt wird. Diese Tabelle kann dabei in einer hier nicht weiter dargestellten Treibereinrichtung für die Mobilfunkantenne A nach Art eines Kennfeldes abgelegt sein.
Die Funktion des Kennfeldes sei beispielshaft für einen sich mit einem Fahrzeug F entlang einer Route R bewegenden Mobilfunkteilnehmer erläutert, der entlang dieser Route R mobiltelefoniert. In dem Ausgangsbereich ist die maximal zulässige Sendeleistung gleich der Grundsendeleistung. Entsprechend der Güte der Funkverbindung und der gemessenen Pegel bei Up- und Downlink stellt sich hier aufgrund der Nähe zur Mobilfunkantenne sicher ein deutlich unterhalb der Grundsendeleistung liegender Pegel selbsttätig ein.
Die Mobilfunkantenne A, die im Ausführungsbeispiel als eine arrayartig aufgebaute Basisstation ausgestaltet ist, erlaubt die Nachführung der Abstrahlkeuel entlang der Fortbewegungsrichtung des Mobilfunkteilnehmers auf seiner Route R. Beim Eintritt in die geschützte Zone um Objekt O1 gilt nun jedoch aufgrund des im Kennfeld abgelegten Schwächungsfaktors ein deutlich verringerter Wert für die in diesem Bereich zulässige maximale Sendeleistung. Damit verringert sich die Leistung der in dieser Zone zu dem Mobilfunkteilnehmer abgestrahlten Mobilfunkwellen. Als Konsequenz dieser verringerten Sendeleistung kann es trotz des Sendens mit der in diesem Bereich zulässigen maximalen Sendeleistung vorkommen, dass ein auf die Mobilfunkantenne A bezogener vom Objekt 01 leeseitig gelegener Bereich möglicherweise nicht mehr mit einer ausreichenden Strahlungsdichte versorgt ist. Abhilfe kann hier das Antennendiversity schaffen, bei dem eine zweite phasengleich sendende Antenne vorgesehen ist, die mit ihrer oder ihren Abstrahlkeulen diesen leeseitigen Bereich von einem anderen Standort aus ausreichend oder ergänzend abdecken kann.
Mit dem Herausbewegen des Mobilfunkteilnehmer entlang seiner Route R aus diesem geschützen Bereich steigt nun entsprechend mit der maximal zulässigen Sendeleistung auch die Reichweite in diesem Bereich wieder auf den Wert der Transmission mit Grundsendeleistung. Hiervon wird der Mobilfunkteilnehmer im vorliegenden Fall voraussichtlich nichts merken, weil die ihn betreffende Funkverbindung aufgrund seiner geringen Entfernung von der Mobilfunkantenne A mit einer erheblich niedrigeren Sendeleistung auskommt. Ungeachtetdessen wird jedoch bei dem auf dem TDMA-Verfahren beruhenden Mobilfunk mindestens einer der acht Zeitschlitze (Slots) zur Übertragung des Kontrollkanals genutzt, so dass eine im Ruhezustand befindliche Basisstation selbst ohne das Vorhandensein von Kommunikation mit Teilnehmern permanent und auf maximaler Leistung auf allen acht Kanälen pro Zelle den Kontrollkanal sendet. Diese Eigenschaft ist auch den gegenüber dem GSM-Standard fortgeschrittenen Datendiensten, wie HSCSD, GPRS und EDGE, gemeinsam.
Mit Bezug auf die Figur 2 findet sich dort ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer array-artig aufgebauten Mobilfunkantenne A. Auch im vorliegenden Fall ist die Begrenzung der maximal zulässigen Sendeleistung vorgesehen. Es wird jedoch ein dreidimensionales Kennfeld für die Abschwächungsfaktoren vorgegeben, das entsprechend nach Kugelkoordinaten aufgebaut ist. Es ergeben sich so im vorliegenden Kontext als Raumwinkel bezeichnete Raumsegmente, die ggfs. mit einer gegenüber der Grundsendeleistung verringerten maximal zulässigen Sendeleistung beaufschlagt werden dürfen. Die Figur 2 zeigt daher eine Einheitskugel E mit dem Radius 1 und aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nur einen Raumwinkel RW, in dem nur mit etwa 50% der Grundsendeleistung gesendet werden darf. Eine in diesen Raumwinkelbereich hereinwandernde Abstrahlkeule erfährt daher so die beabsichtigte Verringerung der maximal zulässigen Sendeleistung.
Wegen der engen räumlichen Überlappung von Abstrahlkeulen, die von benachbart angeordneten Sendeelementen des Antennenarrays abgestrahlt werden, kann zudem neben den vorstehend beschriebenen Abschwächungswerten ein weiterer Abschwächungsfaktor vorgesehen sein, dessen Wert mit der Anzahl unmittelbar benachbart zu einem Teilnehmer sendender Sendeelemente korreliert. So kann beispielsweise mit dem Übertreten der Abstrahlkeule von einem Sendeelement zum nächsten unmittelbar benachbarten Sendeelement die Sendeleistung in dem bisher führenden Sendeelement zugunsten der Sendeleistung in dem demnächst führenden Sendeelement verringert werden, d.h. die in Summe dieser beiden Sendeelemente abgestrahlte Leistung ist nicht grösser als die von einem Sendeelement zulässigerweise abgestrahlte maximale Sendeleistung. Diese zusätzliche Verringerung der Sendeleistung bei derart benachbart abstrahlenden Sendeelementen gilt dabei selbstverständlich nicht nur für die besonders geschützten Abstrahlbereiche, sondern auch für alle übrigen Sendebereiche, in denen mit der Grundsendeleistung abgestrahlt werden darf.
Es ist daher durch einfache mathematische Mittel in der Treiberlogik möglich, durch die separate Ansteuerung der einzelnen Sendeelemente die gewünschte Abstrahlkeule synthetisch zusammenzusetzen und dabei die entsprechenden Werte für die maximal zulässige Sendeleistung, die im Kennfeld oder als analytische Funktion der Richtung oder des Raumwinkels abgelegt sind, zu unterschreiten.
Auf diese Weise gelingt es ganz allgemein, im besonderen natürlich bei adaptiv arbeitenden Basisstationen, die einzelnen Antennenelemente so anzusteuern, dass vorherig definierte besonders zu schützende Bereiche auch tatsächlich nur mit der zulässigen Sendeleistung bedient werden.
Bezugszeichenliste
A
Mobilfunkantenne
E
Einheitskugel
F
Fahrzeug
L
0dB-Linie
O1 bis O6
Objekte
RW
Raumwinkel
x, y, z
karthesische Koordinaten
r
Radius der Einheitskugel
R
Route

Claims (7)

  1. Vorrichtung (A) zum Abstrahlen und Empfangen von elektromagnetischen Wellen mit einer Anzahl von Sendeelementen und mit einer auslegungsbedingten räumlich diversifizierbaren Abstrahlcharakteristik einer Grundsendeleistung,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Antennenaufbau und eine Treiberlogikschaltung für die Sendeelemente derart vorgesehen sind, dass eine individuell vorgebbare richtungs- und/oder raumwinkelabhängige Begrenzung der Grundsendeleistung auf maximal zulässige Sendeleistungen in auswählbaren Richtungen bzw. in auswählbaren Raumwinkeln (RW) vorgesehen ist.
  2. Vorrichtung (A) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine adaptive Sende- und Empfangscharakteristik vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine richtungs- und/oder raumwinkelabhängige Begrenzungsfunktion vorgesehen ist, mit der der Wert für die Grundsendeleistung in der entsprechenden Richtung bzw. in dem entsprechenden Raumwinkel (RW) überlagerbar ist.
  4. Vorrichtung (A) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Begrenzungsfunktion als ein speicherprogrammierbares Kennfeld realisiert ist, in dem diskretisiert für die Richtung bzw. für den Raumwinkel (RW) Maximalwerte für die zulässige Sendeleistung abgelegt sind.
  5. Vorrichtung (A) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Begrenzungsfunktion als ein speicherprogrammierbares Kennfeld realisiert ist, in dem diskretisiert für die Richtung bzw. für den Raumwinkel (RW) Abschwächungswerte, d.h. reelle Zahlen, die grösser/gleich Null und kleiner/gleich Eins sind, abgelegt sind, mit denen der Wert für die Grundsendeleistung zu multiplizieren ist.
  6. Vorrichtung (A) nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Array-Aufbau von einzelnen Sende- und Empfangselementen vorgesehen ist, wobei jedem Sende- und Empfangselement ein zulässiger Maximalwert für die Sendeleistung bzw. ein Abschwächungswert für die Verringerung der Grundsendeleistung zugewiesen ist.
  7. Vorrichtung (A) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zulässiger Maximalwert bzw. der Abschwächungswert zudem entsprechend der Anzahl unmittelbar benachbarter sendender Sende- und Empfangselemente verringert ist.
EP02001533A 2002-01-23 2002-01-23 Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten Expired - Lifetime EP1331690B1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE50206457T DE50206457D1 (de) 2002-01-23 2002-01-23 Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten
AT02001533T ATE323953T1 (de) 2002-01-23 2002-01-23 Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem richtverhalten
EP02001533A EP1331690B1 (de) 2002-01-23 2002-01-23 Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten
US10/345,488 US20030171131A1 (en) 2002-01-23 2003-01-17 Mobile radiotelephone antenna array with adjustable directional characteristic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02001533A EP1331690B1 (de) 2002-01-23 2002-01-23 Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1331690A1 true EP1331690A1 (de) 2003-07-30
EP1331690B1 EP1331690B1 (de) 2006-04-19

Family

ID=8185329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02001533A Expired - Lifetime EP1331690B1 (de) 2002-01-23 2002-01-23 Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20030171131A1 (de)
EP (1) EP1331690B1 (de)
AT (1) ATE323953T1 (de)
DE (1) DE50206457D1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI256207B (en) * 2003-11-24 2006-06-01 Interdigital Tech Corp Method and apparatus for utilizing a directional beam antenna in a wireless transmit/receive unit
EP1900238B1 (de) * 2005-06-30 2017-11-15 Telecom Italia S.p.A. Verfahren und system zur auswahl von strahlungsmustern von antennen für mobilfunk-kommunikationsnetze
WO2017198293A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) First communication device and methods performed thereby for managing beamforming by a second communication device for transmission of a signal
EP3518587B1 (de) * 2018-01-26 2022-04-06 Nokia Solutions and Networks Oy Regelung von sendeleistungen von knoten
EP3864772A4 (de) * 2018-10-09 2022-06-15 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Verfahren und vorrichtung zur stromsteuerung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2281176A (en) * 1993-08-12 1995-02-22 Northern Telecom Ltd Base station antenna arrangement
WO1995025409A1 (en) * 1994-03-17 1995-09-21 Endlink, Inc. Sectorized multi-function cellular radio communication system
US5920813A (en) * 1994-08-27 1999-07-06 U.S. Philips Corporation Microwave video distribution system and adaptable microwave transmitter
US6064659A (en) * 1998-07-10 2000-05-16 Motorola, Inc. Method and system for allocating transmit power to subscriber units in a wireless communications system
US6148217A (en) * 1998-08-19 2000-11-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method for adjusting the gain of an antenna system
US6246674B1 (en) * 1997-01-27 2001-06-12 Metawave Communications Corporation Antenna deployment sector cell shaping system and method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900775B2 (en) * 1997-03-03 2005-05-31 Celletra Ltd. Active antenna array configuration and control for cellular communication systems
US6490460B1 (en) * 1998-12-01 2002-12-03 Qualcomm Incorporated Forward and reverse link power control using position and mobility information
US6539010B1 (en) * 1999-10-28 2003-03-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Downlink power control and adaptive beamforming for half-rate radiocommunication systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2281176A (en) * 1993-08-12 1995-02-22 Northern Telecom Ltd Base station antenna arrangement
WO1995025409A1 (en) * 1994-03-17 1995-09-21 Endlink, Inc. Sectorized multi-function cellular radio communication system
US5920813A (en) * 1994-08-27 1999-07-06 U.S. Philips Corporation Microwave video distribution system and adaptable microwave transmitter
US6246674B1 (en) * 1997-01-27 2001-06-12 Metawave Communications Corporation Antenna deployment sector cell shaping system and method
US6064659A (en) * 1998-07-10 2000-05-16 Motorola, Inc. Method and system for allocating transmit power to subscriber units in a wireless communications system
US6148217A (en) * 1998-08-19 2000-11-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method for adjusting the gain of an antenna system

Also Published As

Publication number Publication date
EP1331690B1 (de) 2006-04-19
DE50206457D1 (de) 2006-05-24
US20030171131A1 (en) 2003-09-11
ATE323953T1 (de) 2006-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112004001506B4 (de) Breitbandige, doppelt polarisierte Basistationsantenne für optimale Horizontal-Strahlungsmuster und variable Vertikal-Strahlbündelneigung
EP0459236B1 (de) Verfahren zum Aufbau von LOS-Funkverbindungen von mobilen Sende/Empfangs- stationen zu anderen mobilen oder stationären Gegenstationen
DE69831324T2 (de) Funkantennensystem
DE60019992T2 (de) Anordnung und Verfahren für zellulare Kommunikation durch Satellit mit Steuerung des Strahlendiagrams der Antennen
DE10217330B4 (de) Antennenbaugruppe für drahtlose Kommunikation zum Erzeugen von Hochfrequenz(HF)mustern mit minimaler Rückwärtskeule
DE60222779T2 (de) Kommunikationsregelungsverfahren und Vorrichtung in einem Mobilfunksystem
DE69832592T2 (de) Gerät zum empfangen und senden von funksignalen
DE60312862T2 (de) Primäre station zum effizienten abdecken einer sektorisierten zelle unter verwendung von strahlformung und überstreichung
DE4318869C2 (de) Funkantennen-Anordnung auf der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Ermittlung ihrer Beschaltung
DE202021106120U1 (de) Strahlerelemente mit abgewinkelten Einspeiseschäften und Basisstationsantennen einschließlich derselben
DE69734172T2 (de) Multisektorenantenne
DE4141398C2 (de) Verfahren zum Verbessern der Funkzellenausleuchtung bei eimen zellularen Mobilfunksystem und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens
EP0837521A2 (de) Funkantennen-Anordnung und Patchantenne auf der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs
EP3547561B1 (de) Antennen-einrichtung für die bidirektionale kommunikation auf fahrzeugen
DE19821223A1 (de) Hochisolierendes, doppelpolarisiertes Antennensystem mit Dipolstrahlungselementen
EP1341260B1 (de) Empfangsantennen-Anordnung für Satelliten- und/oder terrestrische Funksignale auf Fahrzeugen
DE69915196T2 (de) Tragbares funkgerät mit statusabhängiger steuerung von nicht- uniformen auswahlcharakteristiken unter möglichen antennenrichtcharakteristiken
DE4430832A1 (de) Mehrstrahlantenne, Sende-/Empfangseinrichtung und Betriebsverfahren dazu
EP1714401B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb von mimo-luftschnittstellen bei mobilkommunikationssystemen
EP1331690B1 (de) Mobilfunkantennenanlage mit einstellbarem Richtverhalten
DE69735018T2 (de) Interstitielle Sektoranordnung
DE19738381A1 (de) Abstrahlendes koaxiales Hochfrequenz-Kabel
WO2013189581A1 (de) Aktives antennensystem
DE102017102349B4 (de) Antenne zur Kommunikation mittels Wellen
EP0654201B1 (de) Verfahren und vorrichtung für ein mikrozellulares gleichkanalfunksystem

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20031208

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040122

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20060419

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060419

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060419

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060419

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060419

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50206457

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060524

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060719

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060719

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060730

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060919

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

Effective date: 20060419

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

ET Fr: translation filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070131

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070122

BERE Be: lapsed

Owner name: SIEMENS SCHWEIZ A.G.

Effective date: 20070131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060720

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20080115

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20080116

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20080111

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PCOW

Free format text: SIEMENS SCHWEIZ AG;FREILAGERSTRASSE 40;8047 ZUERICH (CH)

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070123

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060419

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060419

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090131

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090131

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090123

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20091030

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090202

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20130122

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50206457

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50206457

Country of ref document: DE

Effective date: 20140801

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20140801