FI94916B - Menetelmä radiolaitteiden kytkemiseksi antenneihin sekä radiolaitejärjestelmä - Google Patents

Description

----- y4yit) **

Menetelmä radiolaitteiden Kytkemiseksi antenneihin sekä radiolaitejärjestelmä

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetel-5 ma radiolaitteiden kytkemiseksi antenneihin.

Keksinnön kohteena on myös radiolaitejärjestelmä.

Kuvio 1 esittää perinteistä tapaa kytkeä tukiaseman radiolähetin, vastaanotin ίο ja diversiteettivastaanotin antenneihin. Kuten kuviosta käy ilmi, on kullekin radioyksikölle varattu oma antenninsa, joita siis on kolme kappaletta.

Jos radiokapasiteettia on laajennettava, se tehdään perinteisesti yhdiste-lysuotimilla ja signaaiinjakovahvistimilla kuvion 2 mukaisesti.

15

Tunnetun tekniikan periaate on, että lähettimille varataan yksi antenni ja kullekin vastaanottohaaralle oma antenninsa. Menetelmä on siinä mielessä hyvä, että radiokanavia saadaan lisättyä tukiasemaan ilman antennitöitä. Se sopii perinteisiin analogisiin järjestelmiin, joiden radiokanavan kaistaleveys on 20 pieni ja kanavia tarvitaan useita samassa tukiasemassa.

«· · ··;. Uudet radiojärjestelmät ovat luonteeltaan digitaalisia, aikajakoisia ja laa- • · * · jakaistaisia. Siksi perinteinen yhdistelysuotimen käyttö lähetinpuolella aihe-uttaa monien uusien vaatimusten vuoksi omat ongelmansa.

• · · ’ : 25 • · · ; Mm. yhdistelysuotimet aiheuttavat lähetinsignaalin vaimennusta matkalla lä- hettimestä antenniin.

• · • * • · » : Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun tekniikan puutteelli- :**: 3o suudet ja aikaansaada aivan uudentyyppinen menetelmä radiolaitteiden kytkemiseksi antenneihin sekä radiolaitejärjestelmä.

]: Keksintö koskee tapaa kytkeä tukiaseman N kpl radiolähettimiä ja enintään N2 kpl radiovastaanottimia N:ään kpl antenneja.

2 94916

Keksintö perustuu lähetinkohtaiseen antenniin, johon tarpeellinen määrä vastaanottimia voidaan kytkeä käyttäen duplex-suodinta tai muuta yhdiste-lyelintä. Näin duplex-suodattimia tai vastaavia yhdistelyelimiä käytetään haa-roittamaan tukiasemalla vastaanotettavat signaalit lähettimen signaaleista 5 kyseisessä antennilinjassa.

Tukiaseman antenneja voidaan - jos järjestelmä sen sallii - käyttää myös kahden, kolmen tai useamman ns. diversiteettivastaanottimen kytkemiseen. Tämä tapahtuu käyttämällä duplex-suotimen jälkeen signaalinjakovahvistinta. On ίο huomattava, että duplex-suotimia tarvitaan niin monessa antennihaarassa kuin on järjestelmän kyky käsitellä diversiteettivastaanottimia yhdellä radiokanavalla.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tun-15 nusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle radiolaitejärjestelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa.

: 20 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksintö pienentää lähetinsignaalin vaimennusta matkalla lähettimestä antenniin. Niinpä keksinnön mukaista menetelmää käyttäen voidaan lähettimistä tehdä pienitehoisempia, tukiaseman rakenne yksinkertaistuu, tehon- ja 25 jäähdytystarve pienenee ja radiotaajuisten häiriöiden syntymisen todennäköi syys pienenee lähettimien tehon pienentyessä. Lisäksi yhdistelytekniikka on laajakaistaista eli tukiaseman lähettimet ja vastaanottimet ovat ainoat kanavakohtaiset viritettävät elimet. Pienemmällä signaalitasolla on myös helpompi suunnitella puhtaampaa radiosignaalia tuottavia lähettimiä eikä tukiaseman 30 radio-osien välinen ns. tukiasematelineen sisäinen häiriötaso nouse yhtä helposti kriittiseksi tekijäksi.

3 94916

Keksinnön mukainen kytkentämeneteimä vähentää käytettävien antennien määrää tyypillisissä yhden lähettimen ja kahden vastaanottimen sekä kahden lähettimen ja neljän vastaanottimen tukiasemakokoonpanoissa. Kolmen lähettimen ja kuuden tai yhdeksän vastaanottimen kokoonpanoissa on 5 tarvittavien antennien määrä sama kuin perinteisessä yhden lähettimen ja kahden vastaanottimen kokoonpanossa. Sen sijaan lähettimien yhdistelysuoti-men puuttuminen pienentää lähettimien signaalin vaimennusta perinteiseen kytkentätapaan verrattuna myös tässä kokoonpanossa.

io Laajakaistaisuus ja aikajakoisuus aiheuttavat sen, ettei radiokanavia yleensä ole tarve lisätä tukiasemaan kahta tai kolmea enempää. Tällaisilla tukiasema-kalustuksilla voidaan keksinnön mukaisella ratkaisulla säästää antenneja ja kaapeleita, lähettimien tehoja voidaan pudottaa jne.

15 Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää lohkokaaviona tunnetun tekniikan mukaista tapaa kytkeä radiolaitteet antenneihin.

Λ 20

Kuvio 2 esittää lohkokaaviona vaihtoehtoista tunnetun tekniikan mukaista · · tapaa kytkeä radiolaitteet antenneihin.

V

• · » » · · • · V Kuvio 3 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaista tapaa kytkeä radiolähetin,

• I I

·* * 25 vastaanotin ja diversiteettivastaanotin tukiaseman antenneihin.

• « * ·

Kuvio 4 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaista tapaa kytkeä kaksi • · \ * radiolähetintä, kaksi vastaanotinta ja kaksi diversiteettivastaanotinta tu- * kiaseman antenneihin.

• · · · * * 30

Kuvio 5 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaista tapaa kytkeä kolme radiolähetintä, kolme vastaanotinta ja kolme diversiteettivastaanotinta tu- 4 94916 kiaseman antenneihin.

Kuvio 6 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaista tapaa kytkeä N antennia N:ään lähettimeen, kanavalukumäärää vastaavaan määrään vastaanottimia 5 sekä tuloa (N-I)xkanavalukumäärä vastaavaan määrään diversiteettivas-taanottimia.

Kuvion 1 mukaisesti tunnetun tekniikan mukaisessa ratkaisussa tukiaseman radiolähetin 3, vastaanotin 1 ja diversiteettivastaanotin 5 on kytketty kukin ίο omiin antenneihinsa 7, 9, 11.

Jos radiokapasiteettia on laajennettava, se tehdään perinteisesti kuvion 2 mukaisesti yhdistelysuotimilla 29 ja signaalinjakovahvistimilla 27 ja 41.

Antenni 7 on kytketty vastaanotinten 1, 21 ja 31 vastaanotinhaaran signaalin-15 jakovahvistimeen 27, antenni 9 on kytketty radiolähetinten 3, 23 ja 33 lähe-tinyksiköiden yhdistelyelimeen 29 ja vastaavasti antenni 11 on kytketty vastaanotinhaaran signaalinjakovahvistimen 41 kautta diversiteettivahvistimiin 5, 25 ja 35. Vastaanotin 1 on viritetty samalle taajuudelle lähettimen 3 ja diversiteettivahvistimen 5 kanssa. Tätä on kuvattu kuviossa esitetyllä katkovii-: 20 valla. Samanlainen ryhmitelty viritys on toteutettu myös yhtenäisellä viivalla ja pistekatkoviivalla yhdistetyillä radiolaitteilla.

• · · • · · • · · m ··.: Kuvio 3 esittää kuvion 1 tukiasemaa, jossa yksi antenni ja antennikaapeli on • · ♦ * « > : saatu vähennetyksi käyttämällä duplex-suodinta 50 lähettimen 3 ja vas- J · · ·* ’ 25 taanottimen 1 yhdistämiseksi samaan antenniin 7. Toinen vastaanotinhaara ... 11 olisi ilman duplex-suotimen aiheuttamaa vaimennusta (katkoviivoitus) "pa- • · · • 9 remmassa asemassa” vastaanottimeen 1 nähden, joten duplex-suotimen ♦ · · • · * aiheuttama vaimennus on tässä haarassa kompensoitava esim. erillisellä * rx-suotimella 51, mikäli järjestelmä vaatii vastaanotinhaarojen olevan balans- \ * 30 sissa. Tukiasemalla on siis voitettu yksi antennipiiri (9), mutta samalla on ··· : lisätty vastaanottimien 1 ja lähettimen 3 signaaliin vaimennusta. Koska hyvin 9 9 9 suunnitellun duplex-suotimen 50 ja 51 läpäisyvaimennus on vain 1-1,5 dB, 5 94916 on uhraus usein kannattava.

Kuvio 4 osoittaa, miten kaksi lähetintä 3 ja 23 ja neljä vastaanotinta 1, 21, 5 ja 25 on kytkettävissä kahteen antenniin 7 ja 11 ilman lähettimien yhdiste-5 lysuodinta. Molemmissa antennihaaroissa on nyt duplex-suotimet 50. Vas-taanottohaarojen signaalinjakovahvistimilla 27 ja 41 voidaan kompensoida duplex-suodattimien 50 aiheuttama signaalin vaimennus, mutta ei lisääntynyttä lämpökohinaa.

ίο Lähettimien 3 ja 23 osalta tilanne paranee, sillä kuviossa 2 esitettyjen lähettimien yhdistelysuotimen 29 vaimennus on tyypillisesti noin kolme desibeliä.

Kun duplex-suotimen 50 vaimennus on vain yllämainittu 1-1,5 dB, voidaan lähettimien 3 ja 23 lähtötehoja pudottaa 1,5 - 2 dB saman signaalitason saavuttamiseksi kuin kuvion 2 antenneissa. Koska lähettimet 3 ja 23 on 15 kytketty eri antenneihin 7 ja 11, ei häiritsevää keskinäismodulaatiota synny tukiasemassa.

Kuvio 5 havainnollistaa kolmen lähettimen 3, 23 ja 33 ja kuuden vastaanottimen - joista kolme on diversiteettivastaanottimia 5, 25, 35 - kytkemistä anten-20 neihin 7, 11,9 ilman lähettimien yhdistelysuodinta. Vasta tässä tu- 9 ' kiasemakokoonpanossa tarvitaan kolmas antennipiiri 9, joka perinteisessä menetelmässä olisi tarvittu jo yhden diversiteetillä varustetun radiolähetinvas-:* taanotinyksikön kokoonpanossa.

' 25 Kuvio 6 esittää yleistetyn radiokanavien kytkentätavan, jossa oikeanpuoleisin antennipiiri edustaa N:ttä antennipiinä signaalinjakovahvistimineen 55, diversi-teettivastaanottimineen 65, 67 ja 69 sekä lähettimineen 70.

Yleisesti keksinnön kohde on siis kuvion 6 mukainen tai siitä modifioitu 30 kytkentä tukiaseman radiolähettimien ja -vastaanottimien liittämiseksi tukiaseman antenneihin.

• · 94916 6

Koska tukiaseman lähettimien peittoalueen olisi oltava mahdollisimman päällekkäinen, on antennien sijoitteluun kiinnitettävä erityistä huomiota, jotta riittävä lähettimien välinen kytkentävaimennus saavutetaan yhteisen peitto-alueen kärsimättä.

5 * «· · • • 1 • 1 • · • · · • · • · • · • 1 • · • · m • · • · • · • · · »·· • 1 • · • · • · ♦

Claims (4)

94916

1. Menetelmä useilla eri radiokanavilla toimivien radiolaitteiden (1, 21, 5, 25, 3, 23) kytkemiseksi antenneihin (7, 11), jossa menetelmässä 5 - kullekin kanavalle viritetyllä lähettimellä (3) syötetään tehoa antenniin (7), ja - kullekin kanavalle viritetyllä vastaanottimella (1,5) vastaanotetaan ίο antenniin (7) saapuvaa signaalitehoa, tunnettu siitä, että - kukin lähetin (3) kytketään vain yhteen antenniin (7) duplex-suotimen 15 (50) kautta, ja - kanavalukumäärää (N) vastaava määrä vastaanottimia (1. 21) kytketään yhdistelyelimen (27) kautta duplex-suotimeen (50). : 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistelyelimenä käytetään signaalinjakovahvistinta (27). • · • · • · ·» · • j

3. Radiolaitejärjestelmä, joka käsittää » · » · • · 25. useilla eri radiokanavilla toimivia lähettimiä (3, 23), m · - lähetinten (3, 23) kanssa samalle taajuudelle viritettyjä vastaanottimia (1,21,5, 25), ja • « * * »** . ’ 30 - lähettimiin (2, 23) vastaanottimiin (1, 21, 5, 25 sähköisesti kytketyt an- • · tonnit (7, 11), * · • · 94916 tunnettu siitä, että - kukin lähetin (3) on kytketty vain yhteen antenniin (7) duplex-suotimen (50) kautta, ja 5 - kanavalukumäärää (N) vastaava määrä vastaanottimia (1, 21) on kytketty yhdistely elimen (27) kautta duplex-suotimeen (50).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen radiolaitejärjestelmä, tunnettu siitä, ίο että yhdistelyelin on signaalinjakovahvistin (27). m • · * • · · • · • · • m • a • • · · • » a • · a • 1 • a • · • % a · • · i · • · · • · · » m 94916