ES2235181T3 - Estacion base de un sistema de radiocumunicaciones. - Google Patents
Estacion base de un sistema de radiocumunicaciones.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION ESTA RELACIONADA CON UNA ESTACION BASE DE UN SISTEMA RADIO, QUE CONSTA DE MEDIOS PARA EL ESTABLECIMIENTO DE UNA CONEXION DE TELECOMUNICACIONES CON LAS UNIDADES RADIO (MS) EN SU AREA DE COBERTURA. PARA UTILIZAR EFICIENTEMENTE LA CAPACIDAD DE LA ESTACION BASE, ESTA CONSTA DE UNA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (BTS) CON AL MENOS UNA UNIDAD DE TRAMA EN BANDA BASE (BBU1-BBU10), PARA SUMINISTRAR LAS SEÑALES EN BANDA BASE A TRAVES DE LOS MEDIOS DE CONMUTACION (8) A CUALQUIERA DE AL MENOS DOS UNIDADES DE CANALES RADIO (RF1-RF4), Y AL MENOS DOS UNIDADES DE RADIO (1-4) DISPUESTAS SEPARADAMENTE UNA DE OTRA, DE LAS CUALES UNA AL MENOS ESTA SITUADA A UNA CIERTA DISTANCIA DE LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO, CON LO CUAL LAS MENCIONADAS UNIDADES DE CANALES DE RADIO (RF1-RF4) SE DISPONEN EN DIFERENTES UNIDADES DE RADIO (1-4) PARA TRANSMITIR LAS SEÑALES EN BANDA BASE QUE HAN DE SER TRANSMITIDAS POR LA UNIDAD DE TRAMA (BBU1-BBU10) A UN CANAL DE RADIO Y PARA ENVIAR SEÑALES DE FRECUENCIA RADIO A TRAVES DE LOS MEDIOS DE ANTENA (ANT1) DE LA UNIDAD DE RADIO (1-4).
Description
Estación base de un sistema de
radiocomunicaciones.
La presente invención se refiere a una estación
base de un sistema de radiocomunicaciones que comprende: una unidad
de procesado central la cual incluye medios de control y
mantenimiento para controlar la estación base en respuesta a señales
de control transmitidas desde un controlador de estaciones base, y
por lo menos una unidad de tramas de banda base para generar y
suministrar señales de banda base adicionalmente a través de unos
medios de conmutación de forma alternativa hacia una de por lo menos
dos unidades de canales de radiocomunicaciones de la estación base
en respuesta a señales de telecomunicación transmitidas desde el
controlador de estaciones base y para procesar señales de banda base
transmitidas desde dicha unidad de canal de radiocomunicaciones y
para suministrarlas adicionalmente al controlador de estaciones
base, y medios para establecer una conexión de telecomunicaciones
con señales de radiocomunicaciones hacia unidades de
radiocomunicaciones en el área de cobertura de radiocomunicaciones
de la estación base.
La presente invención se refiere principalmente a
variaciones de la capacidad requerida de las diferentes partes del
área geográfica que cubre el sistema celular de radiocomunicaciones.
Por ejemplo, en los centros de negocios, durante el periodo matinal
se requiere una capacidad de tráfico considerablemente mayor que la
correspondiente durante el periodo vespertino. De forma
correspondiente, la situación en áreas suburbanas puede ser tal que
durante el periodo matinal la capacidad requerida sea muy pequeña
aunque por las tardes aumente cuando los residentes vuelvan a casa
desde sus lugares de trabajo. Si la capacidad del sistema celular de
radiocomunicaciones se dimensiona según estas circunstancias de
acuerdo con los picos de la capacidad requerida, este planteamiento
conducirá a una situación en la que una parte considerable de la
capacidad del sistema permanecerá sin ser usada la mayor parte del
día.
Se conocen soluciones anteriores en las que las
llamadas de una célula adyacente se transmiten usando una antena que
se puede dirigir temporalmente a dicha célula. En tal caso,
habitualmente, no se puede cubrir totalmente el área de cobertura de
la célula adyacente.
Se conocen también soluciones anteriores en las
que se usan unidades de canales adicionales independientes por medio
de conmutaciones de tipo relé, es decir, la capacidad de la unidad
de canal adicional se desplaza de un sector o célula a otro de tal
manera que su conexión de antena varía por medio de conmutaciones de
relé. En este caso, el área geográfica en la que se puede conseguir
la variación de la capacidad es muy pequeña ya que la señal RF de la
conexión de la antena de la unidad de canal adicional no se puede
transferir muy lejos, por ejemplo, por medio de cables sin que la
atenuación de la señal sea significativa en el cable. Esto significa
que, por razones prácticas, las antenas de transmisión alternativas
a las que se puede conmutar la unidad de canal adicional deberían
situarse muy próximas entre ellas.
A partir del documento
EP-A-0600681 se conoce una solución
anterior en la que unas unidades de radiocomunicaciones idénticas y
completas están separadas entre sí para prestar servicio a
diferentes áreas geográficas. No obstante, una solución de este tipo
para prestar servicio a diferentes áreas geográficas conlleva unos
costes de equipos considerables.
A partir del documento WO 93/20625 se conoce
también una solución anterior en la que una señal transmitida se
conmuta a diferentes antenas para obtener una diversidad de enlace
descendente. No obstante, dicha solución no posibilita la
distribución de la capacidad de una estación base entre diferentes
áreas geográficas.
El objetivo de la presente invención es resolver
el problema anterior y proporcionar una estación base de un sistema
de radiocomunicaciones en el que la capacidad de tráfico disponible
se pueda transferir entre diferentes áreas geográficas de una forma
sencilla y sin complicaciones y en el que las distancias de
transferencia puedan ser significativamente mayores que en
soluciones de la técnica anterior. Este objetivo se alcanza con la
estación base del sistema de radiocomunicaciones según la
reivindicación independiente 1, con la unidad de procesado central
según la reivindicación independiente 8, y con la unidad de equipo
de radiocomunicaciones según la reivindicación independiente 9.
La invención se basa en la idea de que cuando por
lo menos dos unidades de equipos de radiocomunicaciones dispuestas a
una distancia de separación mutua que incluyen unidades de
radiocomunicaciones y medios de antena se conectan a una estación
base, la capacidad de tráfico de la estación base se puede
distribuir a un área mayor que la anterior gracias a que la unidad
de tramas en la unidad de procesado central se puede conmutar
alternativamente a una de las unidades de equipos de
radiocomunicaciones situadas en separación mutua, basándose en las
capacidades requeridas momentáneas. Como las señales suministradas
por la unidad de procesado central no se transfieren a la frecuencia
de radiocomunicaciones hasta que se encuentran en las unidades de
los equipos de radiocomunicaciones, las distancias de transferencia
de las señales RF y las pérdidas provocadas por su transferencia se
pueden minimizar. Como los costes totales de los equipos de la
unidad de procesado central y las unidades independientes de los
equipos de radiocomunicaciones según la invención son
significativamente menores que los costes totales de los equipos de
dos estaciones base independientes conocidas anteriormente, con la
solución según la invención se alcanzan ventajas económicas
significativas en comparación con las soluciones anteriores. De este
modo, las ventajas más significativas de la estación base según la
invención son que la capacidad de la estación base se puede utilizar
de forma eficaz todo el día ya que dicha capacidad se puede
transferir al lugar se requiera, que las áreas entre las que se
puede transferir la capacidad se pueden situar significativamente
con mayor separación mutua que en las soluciones conocidas, y que
los costes de los equipos serán significativamente menores.
A partir de las reivindicaciones dependientes 2 a
7 adjuntas se ponen de manifiesto las formas de realización
preferidas de la estación base según la invención. A continuación,
se explicará más detalladamente la invención por medio de una forma
de realización preferida haciendo referencia a la figura adjunta que
ilustra un diagrama de bloques de la estación base según la
invención.
La estación base mostrada en la figura puede ser,
por ejemplo, una estación base del sistema GSM. La estructura y el
funcionamiento del sistema GSM se explican, por ejemplo, en la
publicación The GSM System for Mobile Communications, de M.
Mouly y M. Pautet, Palaiseau, Francia, 1992,
ISBN:2-9507190-0-0-7,
por lo cual la misma no será descrita más detalladamente en este
contexto.
La estación base de la figura difiere con
respecto a estaciones base conocidas en que el equipo de la estación
base está descentralizado en un área geográfica grande. Por esta
razón, existe únicamente una unidad de procesado central de una
estación base BTS en el emplazamiento concreto de la estación base
con la que se conectan las unidades 1 a 4 de equipos de
radiocomunicaciones a través de los canales 5 de transmisión de
datos. De forma ventajosa, una o más unidades de equipos de
radiocomunicaciones están integradas (lo cual no se muestra en la
figura) en la unidad de procesado central de la estación base BTS o
están situadas en sus proximidades inmediatas.
La unidad de procesado central de la estación
base BTS comprende una unidad de operaciones y mantenimiento OMU que
se ocupa de la comunicación entre la estación base y el controlador
de estaciones base BSC y controla el funcionamiento de la estación
base. La unidad de procesado central BTS comprende también varias
unidades de tramas de banda base BBU1 a BBU10 (Unidad de Banda Base)
las cuales generan señales con modulación de banda base para las
unidades 1 a 4 de equipos de radiocomunicaciones, y las cuales
procesan las señales recibidas y transmitidas a la banda base por
unidades 1 a 4 de equipos de radiocomunicaciones con vistas a
reenviarlas hacia al controlador de estaciones base BSC. Los datos
de abonado y los datos de control transmitidos en las unidades de
tramas BBU1 a BBU10 se codifican en canales, se intercalan y se
colocan en tramas TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo)
después de lo cual se suministran a las unidades de
radiocomunicaciones situadas en las unidades de equipos de
radiocomunicaciones en las que se modulan en una ráfaga TDMA a una
banda base de transmisión deseada, es decir, un canal de
radiocomunicaciones. De forma correspondiente, las unidades de
tramas BBU1 a BBU10 realizan la detección de las señales, la
liberación de tramas, la liberación del intercalado y la
descodificación de los canales.
Las unidades BBU1 a BBU10 de tramas se conmutan a
través de una matriz 8 de conmutación hacia las unidades 1 a 4 de
equipos de radiocomunicaciones. La matriz 8 de conmutación puede
conmutar cualquier unidad BBU1 a BBU10 de trama parcialmente (es
decir, intervalos de tiempo especificados) o en su totalidad hacia
cualquier unidad 1 a 4 de equipo de radiocomunicaciones. La
conmutación seleccionada depende de la capacidad requerida que se
necesite en el área de cobertura de cada unidad 1 a 4 de equipo de
radiocomunicaciones.
Los canales 5 de datos de la figura pueden
comprender fibra óptica, cable de cobre o un enlace de microondas
dependiendo de la distancia de transferencia y de la capacidad
requerida. La distancia de transferencia está limitada por el
retardo de propagación permitido por dicho sistema de
radiocomunicaciones, incluyendo dicho retardo, por ejemplo, el
tiempo consumido para transmitir datos en el canal 5 de datos. Por
ejemplo, el retardo de propagación permitido por el sistema GSM se
corresponde con una distancia de transferencia de aproximadamente 35
km en el camino de radiocomunicaciones.
Las unidades 1 a 4 de equipos de
radiocomunicaciones comprenden una unidad de interfaz I/F que se
ocupa de la comunicación entre la unidad de equipo de
radiocomunicaciones y la unidad de procesado central BTS. Las unidad
1 a 4 de equipos de radiocomunicaciones comprenden también unidades
RF1 a RF4 de canales de radiocomunicaciones que reciben señales de
banda base transmitidas desde el canal 5 de datos, transfieren
dichas señales a canales de radiocomunicaciones predeterminados y
reenvían las señales de la frecuencia de radiocomunicaciones a
través de un dispositivo combinador 6 y una antena ANT1. De forma
similar, las unidades RF1 a RF4 de canales de radiocomunicaciones
reciben señales de frecuencia de radiocomunicaciones desde la antena
ANT2 de recepción y el dispositivo combinador 6 y las transfieren a
la banda base antes de que sean transmitidas a través de la unidad
de interfaz I/F a una unidad BBU1 a BBU10 de banda base especificada
en la unidad de procesado central BTS.
En la estación base mostrada en la figura se
pueden aplicar saltos de frecuencia de dos formas alternativas. La
primera forma posible es que las unidades RF1 a RF4 de canales de
radiocomunicaciones en cada unidad 1 a 4 de equipo de
radiocomunicaciones estén sintonizadas permanentemente en diferentes
canales de radiocomunicaciones propios, con lo cual los saltos de
frecuencias se realizarán de tal manera que intervalos de tiempo
diferentes de un canal lógico especificado se transmitirán
alternativamente con unidades RF1 a RF4 de canales de
radiocomunicaciones diferentes según una secuencia predeterminada de
saltos de frecuencia. Esto se puede conseguir de tal manera que la
matriz 8 de conmutación esté dispuesta para conmutar la unidad BBU1
a BBU10 de trama especificada de forma alternativa a diferentes
unidades RF1 a RF4 de canales de radiocomunicaciones de la misma
unidad 1 a 4 de equipo de radiocomunicaciones, por ejemplo, siempre
antes de la transmisión de una ráfaga nueva, con lo cual el canal de
radiocomunicaciones del canal lógico mantenido por dicha unidad de
trama también variará.
Otra forma posible de conseguir los saltos de
frecuencia consiste, por ejemplo, en que una unidad BBU1 a BBU10 de
trama especificada suministre constantemente señales a la misma
unidad RF1 a RF4 de canal de radiocomunicaciones, con lo cual el
canal de radiocomunicaciones de la unidad de canales de
radiocomunicaciones cambia siempre antes de la transmisión de una
ráfaga nueva.
En el caso mostrado en la figura, las áreas de
cobertura de las unidades RF1 a RF4 de equipos de
radiocomunicaciones se consideran como células de
radiocomunicaciones independientes. Por esta razón, de cada unidad
de equipo de radiocomunicaciones se reserva un intervalo de tiempo
de una unidad de canales de radiocomunicaciones para enviar un canal
BCCH requerido por el sistema GSM. De este modo, las diferentes
unidades de equipos de radiocomunicaciones utilizan diferentes
canales de frecuencia para enviar el canal BCCH.
No obstante, si las unidades de equipos de
radiocomunicaciones están situadas a una distancia de separación
mutua suficiente de manera que no existan perturbaciones entre
ellas, las unidades de equipos de radiocomunicaciones pueden enviar
el canal BCCH en el mismo canal de frecuencia. También se puede usar
el mismo canal de frecuencia para enviar el canal BCCH si la
topografía es adecuada o cuando las unidades de equipos de
radiocomunicaciones están situadas en partes diferentes del mismo
edificio, con lo cual no existirán perturbaciones mutuas. Una
alternativa para el envío del canal BCCH es que dos unidades de
equipos de radiocomunicaciones, en las cuales se utilicen saltos de
frecuencia por sintetizador, estén dispuestas para utilizar el mismo
canal de frecuencia BCCH de manera que la primera unidad de conjunto
de radiocomunicaciones use el canal de frecuencia BCCH únicamente
durante un intervalo de tiempo, es decir, específicamente para
enviar el canal BCCH. Por otro lado, el segundo equipo de
radiocomunicaciones utiliza todos los intervalos de tiempo
disponibles en el canal BCCH de manera que usa un intervalo de
tiempo para transmitir el canal BCCH y en los otros, por ejemplo,
transmite canales de tráfico.
Debe entenderse que la anterior memoria
descriptiva y las figuras correspondientes a la misma están
destinadas únicamente a ilustrar la presente invención. Para los
expertos en la materia resultarán evidentes las diferentes
variaciones y modificaciones de la invención sin apartarse por ello
del alcance de la invención presentada en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (9)
1. Estación base de un sistema de
radiocomunicaciones, que comprende:
una unidad de procesado central (BTS) la cual
incluye medios de control y mantenimiento (OMU) para controlar la
estación base en respuesta a señales de control transmitidas desde
un controlador de estaciones base (BSC), y por lo menos una unidad
de tramas de banda base (BBU1-BBU10) para generar y
suministrar señales de banda base adicionalmente a través de unos
medios (8) de conmutación de forma alternativa hacia una de por lo
menos dos unidades (RF1-RF4) de canales de
radiocomunicaciones de la estación base en respuesta a señales de
telecomunicación transmitidas desde el controlador de estaciones
base y para procesar señales de banda base transmitidas desde dicha
unidad de canal de radiocomunicaciones y para suministrarlas
adicionalmente al controlador de estaciones base (BSC), y
medios para establecer una conexión de
telecomunicaciones con señales de radiocomunicaciones hacia unidades
de radiocomunicaciones (MS) en el área de cobertura de
radiocomunicaciones de la estación base, caracterizada
porque
la estación base comprende por lo menos dos
unidades (1-4) de equipos de radiocomunicaciones
dispuestas con una separación mutua para prestar servicio a
diferentes áreas geográficas, estando dispuesta por lo menos una de
dichas unidades de equipos de radiocomunicaciones en una ubicación
diferente a la de la unidad de procesado central, con lo cual dichas
por lo menos dos unidades (RF1-RF4) de canales de
radiocomunicaciones están dispuestas en diferentes unidades
(1-4) de equipos de radiocomunicaciones para
transferir señales de banda base transmitidas desde la unidad
(BBU1\simBBU10) de tramas a un canal predeterminado de
radiocomunicaciones y para reenviar señales de frecuencia de
radiocomunicaciones a través de medios (ANT1) de antena de la unidad
(1-4) de equipo de radiocomunicaciones, y para
transferir señales de frecuencia de radiocomunicaciones recibidas
con los medios (ANT2) de antena a la banda base y para suministrar
las señales de banda base a la unidad (BBU1-BBU10)
de tramas.
2. Estación base según la reivindicación 1,
caracterizada porque por lo menos una
unidad (1-4) de equipo de radiocomunicaciones tiene
una conexión de transmisión de datos con la unidad de procesado
central (BTS) en un canal (5) de datos que comprende fibra óptica,
hilo de cobre o un enlace de microondas, con lo cual la unidad de
procesado central (BTS) y la unidad (1 a 4) de equipo de
radiocomunicaciones comprenden medios conformadores de la señal
(BBU1 a BBU10, I/F) para conformar señales de telecomunicaciones
transmitidas entre ellas dándoles un formato adecuado para su
transmisión en el canal (5) de datos.
3. Estación base según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque por lo menos una unidad (1 a 4) de
equipo de radiocomunicaciones comprende varias unidades (RF1- RF4)
de canales de radiocomunicaciones sintonizadas en diferentes canales
de radiocomunicaciones, con lo cual una unidad de tramas
(BBU1-BBU10) especificada está dispuesta para
suministrar, a través de los medios (8) de conmutación, las señales
asociadas al mismo canal lógico a diferentes unidades de canales de
radiocomunicaciones de la misma unidad (1-4) de
equipo de radiocomunicaciones según una secuencia de saltos de
frecuencia designada por el controlador de estaciones base
(BSC).
(BSC).
4. Estación base según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la unidad (BBU1-BBU10)
de tramas especificada está dispuesta para suministrar las señales
asociadas al mismo canal lógico de forma repetida hacia la misma
unidad (RF1-RF4) de canal de radiocomunicaciones de
la unidad (1-4) de equipo de radiocomunicaciones, y
porque dicha unidad (RF1-RF10) de canal
radiocomunicaciones comprende medios para cambiar el canal de
radiocomunicaciones a usar según una secuencia de saltos de
frecuencia designada por el controlador de estaciones base
(BSC).
(BSC).
5. Estación base según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la estación base
es una estación base de un sistema celular de radiocomunicaciones
por división de tiempo, con lo cual la misma unidad
(BBU1-BBU10) de tramas está dispuesta para
suministrar las señales a transmitir en diferentes intervalos de
tiempo a través de los medios (8) de conmutación hacia las unidades
(RF1-RF4) de canales de radiocomunicaciones situadas
en diferentes unidades (1-4) de equipos de
radiocomunicaciones.
6. Estación base según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque dicha estación
base es una estación base del sistema GSM.
7. Estación base según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la distancia
entre por lo menos una unidad (1-4) de equipo de
radiocomunicaciones y la unidad de procesado central (BTS) es de
varios kilómetros.
8. Unidad de procesado central (BTS) para una
estación base de un sistema de radiocomunicaciones, que
comprende:
medios de control y mantenimiento (OMU) los
cuales responden a señales de control transmitidas desde un
controlador, y
por lo menos una unidad
(BBU1-BBU10) de tramas de banda base para generar y
suministrar señales de banda base adicionalmente a través de unos
medios (8) de conmutación hacia una unidad (RF1-RF4)
de canal de radiocomunicaciones en respuesta a señales transmitidas
desde el controlador y para procesar señales de banda base
transmitidas desde dicha unidad de canal de radiocomunicaciones,
caracterizada porque
dicha unidad de procesado central (BTS) comprende
medios para suministrar dichas señales de banda base a dicha unidad
de canal de radiocomunicaciones la cual está separada con respecto a
la unidad de procesado central (BTS).
9. Unidad (1-4) de equipo de
radiocomunicaciones para una estación base de un sistema de
radiocomunicaciones, que comprende:
una unidad (RF1-RF4) de canal de
radiocomunicaciones que comprende medios para recibir señales de una
unidad de procesado central (BTS) y para transmitir señales a dicha
unidad de procesado central, caracterizada porque
dicha unidad (1-4) de equipo de
radiocomunicaciones está separada con respecto a la unidad de
procesado central, y
la unidad (RF1-RF4) de canal de
radiocomunicaciones de la unidad (1-4) de equipo de
radiocomunicaciones comprende medios para transferir señales de
banda base transmitidas desde la unidad de procesado central hacia
un canal de radiocomunicaciones predeterminado y para reenviar
señales de frecuencia de radiocomunicaciones a través de medios
(ANT1) de antena de la unidad (1-4) de equipo de
radiocomunicaciones, y para transferir señales de frecuencia de
radiocomunicaciones recibidas con los medios (ANT2) de antena a la
banda base y para suministrar las señales de banda base a la unidad
de procesado central.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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