MXPA00011894A - Sistema y metodo para calibracion completamente autocontenido de un arreglo de antena - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistemas y métodos para proporcionar calibración de las relaciones de fase de señales de difusión simultánea desde un sistema de transmisión. En una modalidad preferida, una señal de calibración se introduce al sistema de transmisión y se proporciona a varios elementos de la antena. Las muestras de la señal de calibración se toman en un punto muy cercano a los elementos de antena tal como para muestrear los desplazamientos de fase introducidos por el sistema de transmisión. Las señales de los juegos de los elementos de antena se combinan después del muestreo para la transmisión en la parte inferior del mástil de la antena al circuito activo de la presente invención. En consecuencia, la presente invención opera para energizar selectivamente los elementos de antena de los juegos tal como para proporcionar una señal de calibración inicia debajo de la trayectoria de señal combinada. Mediantela referencia a señales muestreadas una a la vez, la presente invención determina un ajuste de fase necesario que da como resultado la relación de fase deseada de la señales en los elementos de antena.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA CALIBRACIÓN COMPLETAMENTE AUTOCONTENIDO DE UN ARREGLO DE ANTENA CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona en general con la transmisión concurrente de señales múltiples desde un arreglo de antena, y más particularmente con la calibración de las señales para evitar la combinación destructiva cuando se transmiten simultáneamente desde un arreglo de antena.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Con frecuencia se desea la difusión simultánea de señales, es decir, transmitir concurrentemente señales múltiples a partir de una pluralidad de elementos de antena que comprenden un arreglo ^de antena (se apreciará que como se discute en la presente, los elementos de antena de un arreglo de antena de hecho pueden ser cualquier porción de una estructura de antena que produzca un patrón de radiación predefinido cuando se energiza) . Tal difusión simultánea de señales es común, por ejemplo, en un arreglo en fase en donde cada una de las señales como se proporciona a uno de los elementos de antena avanza en fase de manera que la energia radiada de todos los elementos de la antena se combinan o cancelan para formar un patrón de radiación deseado. De igual manera, en un sistema de haz múltiple, en donde se proporcionan haces individuales de antena predefinidos de un arreglo de antena, la difusión simultánea de señales tales como un canal de control, sobre una pluralidad de haces de antena individuales de manera que se proporciona la señal en un área mayor o conformado diferentemente en comparación con un haz de antena individual, y pueden ser lo deseable. Sin embargo, en el estado actual de la técnica, la transmisión de las señales mencionadas antes típicamente requiere una cantidad considerable de circuitos colocados entre el transmisor y el arreglo de antena. Estos circuitos pueden incluir longitudes significativas de cable de transmisión para transportar la señal desde el transmisor hasta el mástil de antena y hacia el arreglo de la antena. Adicionalmente, los circuitos activos, tales como filtros, amplificadores, combinadores y similares se pueden colocar en la trayectoria de señal para proporcionar la manipulación deseada de las señales. Estos circuitos típicamente afectan las señales transmitidas en aspectos diferentes a los propuestos o deseados . Por ejemplo, las longitudes de los cables asociados con señales individuales para la difusión simultánea desde un arreglo pueden no ser precisos. En consecuencia, una relación de fase o progresión de fase entre las señales introducidas inicialmente para proporcionar un patrón de radiación deseado del arreglo se pueden afectar y por lo tanto nulifican o afectan de alguna otra manera no deseada el patrón de radiación combinado que puede resultar. De igual manera, otros circuitos, tales como amplificadores de potencia lineal (LPA) colocados en la trayectoria de la señal pueden afectar la relación de fase deseada provocando resultados no deseados en el patrón de radiación combinado. Además, tales circuitos pueden introducir un acoplamiento cruzado entre las señales individuales. Por ejemplo, cuando se utiliza un amplificador distribuido, típicamente existe un acoplamiento cruzado entre cada una de las señales de entrada amplificadas. Este acoplamiento cruzado puede afectar la relación de fase de una manera no lineal o impredecible. Por lo tanto, es difícil, si no imposible, sintonizar apropiadamente los circuitos de señal con el fin de mantener las relaciones deseadas de fase por adelantado o en una manera permanente. Sin embargo, si no se mantienen las relaciones de fase apropiadas con respecto a la difusión simultánea de señales sobre elementos de antena múltiples, el patrón de radiación puede incluir las nulificaciones mencionadas antes causadas por combinación destructiva de señales. Las presentes técnicas de calibración típicamente requieren el uso de una sonda, un control teledirigido o una unidad de comunicación repetidora para ser colocada en el patrón de radiación de la estructura de antena de manera que proporciona información con respecto a la fase de las señales. Uno de tales sistemas se describe en la patente de los Estados Unidos número 5,546,090 otorgada a Roy. Sin embargo, tales técnicas no son deseables pues requieren el despliegue, mantenimiento y gasto de un transpondedor externo en la antena y que se calibre el sistema de transmisión. El transpondedor externo es un componente activo físicamente separado, y con frecuencia localizado inconvenientemente, lo que provoca gastos adicionales en la calibración, suministro de servicio y pruebas de tales sistemas. En consecuencia, existe una necesidad en la técnica por un sistema y método para calibración de una pluralidad de señales de manera completamente autocontenida, es decir, no externo a los sistemas de transmisión y de antena, de señales para difusión simultánea de manera que proporcione una relación de fase deseada cuando se realiza la difusión simultánea. Existe una necesidad adicional en la técnica por un sistema y método adaptado para calibrar una pluralidad de señales para ser difundidas simultáneamente lo cual compensa la existencia de un acoplamiento cruzado o diafonía que resulta de otras señales . Existe una necesidad adicional en la técnica por cualquier componente activo utilizado en la calibración de señales para ser colocado de manera conveniente y segura con otros componentes activos del sistema de transmisión. Existe una necesidad adicional en la técnica por un sistema y método de calibración el cual opere automáticamente para calibrar dinámicamente una pluralidad de señales.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN Estos y otros objetivos, características y ventajas técnicas se obtienen por el sistema y método el cual es operable para medir las diferencias de atributo de señal en el arreglo de antena y proporcionar un ajuste de atributo en consecuencia, para eliminar diferencias no deseadas. Una modalidad preferida de la presente invención muestrea cada señal que va a ser difundida simultáneamente desde un arreglo de antena en la parte superior de una torre en un punto tan cerca de la transducción real de la señal para irradiar energía como sea posible. Los atributos de señal, tales como la fase de las señales muy cerca de su conversión a la energía radiada se comparan contra una señal de referencia con el fin de medir o determinar los efectos de la trayectoria de la señal de transmisión. En consecuencia, esta modalidad está adaptada de manera que muestrea sustancialmente toda la alteración de atributo de señal introducida por los circuitos de transmisión en la señal muestreada.

Además, cuando existen señales transmitidas simultáneamente desde la estructura de antena, tales como las que se pueden asociar con otros sectores de un sistema sectorizado, estas señales se pueden transmitir mientras se muestrean las señales de la pluralidad de señales de interés. Esto permite que la presente invención muestree una alteración de atributo de señal asociada con estas otras señales, por ejemplo si son el resultado de acoplamiento cruzado o diafonía en los circuitos de transmisión y al mismo tiempo para mantener comunicación ininterrumpida sobre estos otros sectores. Una modalidad preferida de la presente invención utiliza únicamente circuitos electrónicos pasivos en la parte superior de la torre. En consecuencia, el despliegue, operación y mantenimiento de la presente invención se simplfica. Además, puesto que los componentes activos no se colocan sobre la parte superior de la torre, la cual típicamente es un ambiente inaccesible y áspero, susceptible a daño por ejemplo por vientos fuertes y rayos, se obtienen ventajas en cuanto a costos . Los componentes pasivos desplegados en la parte superior de la torre son baratos en comparación con los componentes activos y, por lo tanto si se dañan debido a las condiciones ásperas, son menos costosos de sustituir. Adicionalmente, el cableado desplegado hacia arriba del mástil entre el sistema transmisor y la estructura de antena tal como para las señales de energía y control se reduce.

Además, en una modalidad preferida, se utiliza una trayectoria de señal común, o cable único, para proporcionar la señal muestreada para cada una de la pluralidad de señales de difusión múltiple a los componentes activos de la presente invención para de esta manera obtener las ventajas de costo mencionadas antes. Además de proporcionar ventajas en cuanto a costo, esta modalidad proporciona la ventaja adicional de adaptar cualquier modificación de atributo de señal a las señales muestreadas introducidas por la trayectoria de señal de retorno puesto que cada una de las señales muestreadas experimenta la misma trayectoria de señal . En consecuencia, la presente invención proporciona la comparación de diferencias de atributo de señal relativas, tales como diferencias de fase, descendiendo del mástil. Un sistema de control, preferiblemente desplegado con el equipo de transmisión con el fin de aprovechar el ambiente ya existente y proporcionar un acoplamiento sencillo al equipo existente, determina los cambios de atributo de señal introducidos en las señales por los circuitos de transmisión y funciona para ajustar o calibrar las señales de transmisión en consecuencia. Puesto que el sistema de control y los circuitos electrónicos proporcionados para el muestreo de las señales están completamente contenidos dentro del sistema de transmisión, la presente invención puede operar de manera autónoma para calibrar las señales de transmisión por ejemplo durante un ciclo de mantenimiento. Se apreciará que una ventaja técnica de la presente invención es que se proporciona un sistema y método completamente autocontenidos para calibrar las relaciones de fase de señales de difusión múltiple. Una ventaja técnica adicional de la presente invención es proporcionada por la capacidad para compensar la existencia de acoplamiento pesado o diafonía que resulta de otras señales asociadas con el sistema de transmisión. Una ventaja técnica adicional se proporciona en el despliegue de únicamente circuitos electrónicos pasivos en la parte superior de la torre de manera que se proporciona cualquier componente activo utilizado en la calibración de las señales de manera conveniente y segura en la parte inferior del mástil con los demás componentes del sistema de transmisión. Una ventaja técnica adicional se proporciona en la capacidad de la presente invención para operar automáticamente para calibrar señales sin requerir la interrupción de todas las comunicaciones proporcionadas por el sistema. Lo anterior se ha bosquejado de manera amplia respecto a las características y ventajas técnicas de la presente invención con el fin de que se pueda comprender mejor la descripción detallada de la invención que sigue. Las características y ventajas adicionales de la invención se describirán en lo siguiente lo cual forma el fundamento de las reivindicaciones de la invención. Se debe apreciar por aquellos expertos en la técnica que la concepción y la modalidad específica descrita puede ser utilizada fácilmente como una base para modificar o diseñar otras estructuras para llevar a cabo los mismos propósitos de la presente invención. También debe tomarse en consideración por aquellos expertos en la técnica que tales construcciones equivalentes no se apartan del espíritu y alcance de la invención como se ha establecido en las reivindicaciones anexas .

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS Para una compresión más completa de la presente invención, así como de las ventajas de la misma, ahora se hace referencia a las siguientes descripciones tomadas junto con los dibujos acompañantes, en los que: La figura 1 ilustra una celda de un sistema de comunicación celular que tiene tres sectores; la figura 2 ilustra la celda de la figura 1, en donde se utilizan los arreglos en fase para iluminar los sectores; la figura 3 ilustra la celda de la figura 1, en donde se utiliza una antena de haz múltiple para iluminar los sectores ; la figura 4 ilustra un diagrama de bloques de una modalidad preferida de los circuitos de la presente invención; y la figura 5 ilustra un diagrama de flujo del funcionamiento de la presente invención; la figura 6 ilustra una modalidad alternativa de una porción de los circuitos de la figura 4 en donde se muestrea la calibración de las señales de haz de antena individual .

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Al proporcionar transmisión de señales, con frecuencia se desea iluminar áreas predefinidas con radiación de una señal particular. Con el fin de proporcionar control al área iluminada por una señal, es decir, producir un patrón de radiación deseado, es común utilizar varias estructuras de antena tales como un arreglo en fase o una antena de haz múltiple. Un arreglo en fase utiliza una pluralidad de elementos de antena colocados de una manera predeterminada en relación a los otros, por ejemplo al colocar una reacción predeterminada de una longitud de onda separada. Estos elementos de antena son energizados con la señal que va a ser irradiada en el área predefinida, sin embargo los elementos de antena se proporcionan con señales discretas, ajustadas individualmente, de manera que forman el patrón de radiación deseado cuando se energiza simultáneamente los elementos de antena por ejemplo, al proporcionar una progresión de fase particular entre estas señales separadas, que corresponde al elemento físico de los elementos de antena, las señales radiadas por los elementos de antena individuales se combinarán constructiva y destructivamente de manera que producirán el patrón de radiación deseado. Una antena de haz múltiple utiliza una pluralidad de patrones de radiación predefinidos, o haces de antena, asociados con las diversas entradas de la antena de haz múltiple. Una señal proporcionada a una entrada particular de una antena de haz múltiple se irradiará en el haz de antena asociado. Si se desea un patrón de radiación diferente, tal como iluminación de un área más grande, la señal se puede proporcionar simultáneamente a puntos múltiples de la antena de haz múltiple. Sin embargo, dependiendo de la relación de las fuentes de haz de antena, la difusión simultánea de la señal sobre haces de antena múltiples puede combinar detructivamente de manera que resulte en nulificaciones no deseadas. En consecuencia, es ventajoso proporcionar estas señales múltiples con una relación de fase particular entre si para que sean difundidas simultáneamente y resulten en un patrón de radiación combinado deseado .

La atención dirigida a la figura 1, en donde una celda la cual puede ser asociada con un sistema de comunicación celular se ilustra como la celda 100. En la celda 100 se ilustra con secciones de antena 111, 112 y 113. Cada sección de antena se asocia con un sector de la celda. Sin embargo, se apreciará que aunque se han mostrado estructuras de antena separadas para sectores de celda ilustrados, no existe tal limitación de la presente invención. La sección 111 de antena se asocia con un sector a, sector 101, sección 112 de antena que se asocia con un sector ß, sector 102, y una sección 113 de antena que se asocia con un sector T, sector 103, por supuesto, la celda 100 puede incluir cualquier cantidad de sectores deseados, que incluyen un sector único o un omnisector. En un sistema de arreglo fase, tal como el descrito antes, cada una de las secciones de antena puede incluir, por ejemplo, un panel de elementos de antena. Para ayudar en la comprensión de la presente invención, un arreglo de 4 elementos de antena colocados a través de la cara de una sección de antena de una fracción predeterminada separado por una longitud de onda, como se ilustra en la figura 2, se discutirá. Sin embargo, se apreciará que la presente invención es operable con cualquier cantidad de elementos de tal arreglo. Cada uno de estos elementos de antena puede proporcionar una señal separada de manera que produce un patrón de radiación compuesto confinado sustancialmente al área del sector asociado. En consecuencia, cada elemento de antena puede proporcionar una señal en fase apropiadamente con respecto a los otros elementos de antena de la sección de antena, es decir 4 presentaciones de la señal para ser radiada en un sector, cada uno con una fase predeterminada con respecto a los otros, se proporciona en cada uno de los elementos de antena, de manera que se combina destructivamente en áreas fuera del sector asociado. Por lo tanto, se pueden proporcionar patrones de radiación que iluminen los sectores tales como los ilustrados en la figura 2 como patrones de radiación 210, 220 y 230 asociados con secciones de antena 111, 112 y 113, respectivamente. Adicionalmente, al ajustar las relaciones de fase de las señales proporcionadas a los elementos de antena, se pueden cambiar los atributos del patrón de radiación, tales como la forma, dirección o azimuth. En un sistema de antena de haz múltiple, tal como el descrito antes, cada una de las secciones de antena puede incluir, por ejemplo, una pluralidad de fuentes de haz de antena, en donde antenas individuales o una sola antena proporcionan haces de antena múltiples . Se . apreciará que las fuentes de haz de antena de las múltiples de los haces de antena pueden de hecho incluir el uso de elementos de antena común, por ejemplo mediante la excitación utilizando una progresión de fase diferente, con el fin de formar el haz de antena deseado. Para ayudar en la comprensión, los paneles de la presente invención de los 4 haces de antena proporcionados por 4 antenas por sección de antena, como se ilustra en la figura 3, se discutirá. Sin embargo, se apreciará que la presente invención es operable con cualquier cantidad de haces de antena, con o sin su identificación con paneles de antena. Por ejemplo, se muestra una estructura de antena que proporciona una pluralidad de haces de antena útiles de acuerdo con la presente invención en la solicitud mencionada antes intitulada "Conical Omni-Directional Coverage Multibeam Antenna with Múltiple Feed Network" incorporada previamente como referencia . Cada una de las fuentes de haz de antena pueden proporcionar una entrada de señal separada de manera que los haces de antena particulares irradien una señal y se pueden seleccionar al proporcionar la señal a esa entrada de haz de antena particular. Cuando se desea proporcionar una señal particular en un área diferente a la del haz de antena único, esta señal se proporciona simultáneamente a entradas de haz de antena múltiples. Sin embargo, con el fin de evitar la combinación destructiva no deseada o para proporcionar de alguna otra manera un patrón de radiación compuesto deseado, se puede proporcionar a cada haz de antena con una señal en fase apropiadamente con respecto a los otros haces de antena, es decir, suministros múltiples de la señal para ser difundida simultáneamente cada una con una fase predeterminada con respecto a las otras se proporcionan a cada una de los haces de antena apropiados de manera que forman un patrón de radiación compuesto deseado. Adicionalmente, como se describe antes, la señal proporcionada a la entrada de haz de antena particular de hecho puede energizar elementos de antena múltiples también asociados con otra fuente de haz de antena. En consecuencia, se puede proporcionar de hecho una señal de disfunción múltiple sobre los haces de antena múltiples para elementos de antena particulares en relaciones de progresión de fases múltiples asociadas con las fuentes de haz múltiple. Por lo tanto, existe la oportunidad de una combinación destructiva incluso antes de la radiación de las señales y mejora adicionalmente la necesidad de proporcionar señales que tengan atributos ajustados con precisión a las fuentes de haz de antena para que resulten en un patrón de radiación deseado. Por ejemplo, se puede generar un patrón de radiación sintetizando un patrón de radiación de sector en la figura 2, sustancialmente sin anulaciones en las áreas de superposición, al proporcionar señales en fase apropiadamente a los haces de antena 311-314, 321-324 o 331-334 asociados con el sector deseado. Similarmente, toda la celda se puede iluminar con una señal, tal como una señal de canal de control, al proporcionar señales en fase apropiadamente a cada uno de los haces de antena 311-314, 321-324 y 331-334. Además, como se describe antes, al ajustar las relaciones de fase de las señales proporcionadas a los elementos de antena, se pueden afectar de a manera deseada en los atributos del patrón de radiación tales como la forma, dirección o azimuth. Dirigiendo la atención a la figura 4, se ilustra un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la presente invención como una parte del sistema 400 de comunicación. Se muestran las antenas 401-412, las cuales corresponden a las estructuras de antena 111, 112 y 113 de las figuras 1 a 3. Se apreciará que, para el propósito de la comprensión de los conceptos de la presente invención, no es importante si las antenas 401-412 proporcionan haces de antena individuales, por ejemplo en donde la antena 401 incluye elementos de antena comunes a la antena 402 aunque es energizada con una progresión de fase diferente para que resulte en un haz de antena particular como se discute con respecto a la figura 3, o si son elementos de antenas individuales utilizados para combinar señales con antenas adyacentes como en un arreglo en fase, tal como se discute con respecto a la figura 2 y los haces de antena individuales de la figura 3. Aunque en la implementación real se comprenderá que la relación de fase particular u otros atributos de señal entre las señales difundidas simultáneamente en antenas adyacentes pueden diferir grandemente para los dos sistemas de antena anteriores. Adicionalmente, se apreciará que, aunque se ilustra como antenas separadas, las antenas 401-412 en realidad pueden ser cualquier estructura de antena que acepte entradas múltiples, incluyendo una antena de haz múltiple única, de acuerdo con la presente invención. Las señales de canal de voz se proporcionan a las antenas para transmisión a través de la interfase 420 que se proporciona en el módulo de síntesis de transmisión (TS ) 420. Los canales de voz se pueden proporcionar de numerosas formas, tales como señales de sector para ser transmitidas por todas las antenas de un sector particular o señales para ser conmutadas a los haces apropiados para una unidad de comunicación remota particular para recibir la señal. En consecuencia, se apreciará que la interfase 421 de hecho puede comprender una pluralidad de entradas de canal de voz asociadas con señales separadas. Por lo tanto, TSM-420, que opera bajo el control de un controlador tal como el controlador 425, puede proporcionar la conmutación apropiada de las señales de canal de voz a las antenas apropiadas 401-412. Los sistemas y métodos adaptados para proporcionar tal control de las señales a antenas o haces de antenas particulares se muestran en la solicitud mencionada antes intitulada "System and Method for Cellular Beam Spectrum Management" incorporada previamente en la presente como referencia. El transceptor 430 de señalización proporciona señales de canal de control para unidades remotas en comunicación con el sistema 400 de comunicación. En la modalidad mostrada, el divisor 431 divide la señal de control de 12 maneras para proporcionar a cada una de las antenas 401-412 a través del TSM 420. En consecuencia, la información de canal de control puede ser difundida simultáneamente por cada una de las antenas 401-412 con el fin de proporcionar información de canal de control a todas las unidades remotas en comunicación con el sistema 400 de comunicación. Estas señales divididas son manipuladas por TSM 420 para proporcionar cualquier atributo de señal deseada tal como relaciones de fase, para difusión simultánea adecuada de las señales. Sin embargo, se apreciará que la difusión simultánea de una señal particular a todas las antenas no es una limitación de la presente invención. El resto de los circuitos de transmisión de señal del sistema 400 de comunicación incluye un amplificador de potencia lineal (LPA) y una red 440 duplicadora. Esta red puede proporcionar acondicionamiento de señal tal como filtración o amplificación, o ambas cosas, con el fin de presentar las señales deseadas a cada una de las antenas. Por ejemplo, la red 440 puede incluir varias LPA configuradas como un amplificador distribuido, es decir, puede proporcionar una matriz Butler y una matriz Butler inversa con una pluralidad de LPA colocadas entre si de manera que amplifiquen una porción de cada señal en cada LPA. Además, en la modalidad en donde las antenas 401-412 son elementos de antena individuales utilizados para formar diversos haces de antena a través de excitación de progresión de fase apropiada, tal como la discutida con respecto a los haces de antena individuales de la figura 3, la red 440 puede incluir redes formadoras de haces. Por ejemplo, se pueden proporcionar matrices Butler que tengan entradas asociadas con un haz de antena particular y salidas que proporcionen la progresión de fase apropiada con las de las antenas 401-412. Sin embargo, se apreciará que una red tal como la red 440 puede introducir un acoplamiento cruzado no deseado entre las diversas entradas de señales individuales . Adicionalmente, se apreciará que los circuitos de transmisión asociados con cada señal individual proporcionada a las antenas 401-412 puede introducir cambios de atributo de señal a las señales . Estos cambios de atributo pueden incluir atenuación de señal, retardos de fase y similares. Además, los cambios de atributo introducidos pueden ser significativamente diferentes para cada una de las señales de antena. Por ejemplo, cuando el transmisor de señalización se proporciona con un canal de control para cada una de las antenas 401-412 para difusión simultánea, aunque inicialmente están en fase y tienen una misma amplitud, o de otra manera tienen una relación de atributo particular tal como la que se puede controlar por TSM 420 o la red 440, o ambas, las señales individuales pueden llegar a las antenas que tengan fases o amplitudes diferentes, introducidas por un acoplamiento cruzado no deseado y similar en circuitos de TSM 420 y red 440, así como en diversos cables de transmisión, y en cualquier otro circuito colocado en las trayectorias de la señal . Típicamente se desea proporcionar a las señales para las antenas con una fase o relación de amplitud particular. Por ejemplo, en el ejemplo de arreglo en fase discutido antes, se puede desear una progresión de fase particular con el fin de proporcionar un patrón de radiación compuesto de un tamaño, forma o azimuth particular. De igual manera, en un sistema de antena de haz múltiple se puede desear una progresión de fase particular, o la carencia del mismo, con el fin de evitar nulificaciones en el patrón de radiación combinado. Sin embargo, los cambios de atributo de señal mencionados antes introducidos por los circuitos de transmisión hacen la provisión de las señales individuales con los atributos precisos de señal, tales como relaciones de fase o amplitud, o ambas, difíciles si no imposibles. El problema de proporcionar las relaciones de atributo de señal deseadas en la antena se complica más por la inclusión de componentes activos en la trayectoria de la señal de transmisión los cuales pueden introducir cambios de atributos los cuales son difíciles de predecir y los cuales pueden variar, por ejemplo con el tiempo, temperatura, frecuencia o similar.

Por ejemplo, los circuitos tales como el amplificador distribuido mencionado antes o la matriz formadora de haz, pueden proporcionar un acoplamiento cruzado no deseado capaz de introducir cambios de atributos en la señal significativos. Además, puesto que los cambios de atributo de señal son una función de las otras señales que se comunican a través del sistema, estos cambios no son predecibles, es decir, los cambios de atributo de señal no pueden ser compensados para las señales de acoplamiento cruzado que están presentes y, similarmente, no necesitan ser compensados a menos que y hasta que estén presentes las señales acopladas cruzadas . En consecuencia, la presente invención opera para muestrear señales de antena en un punto muy cercano de su transducción real en energía radiada con el fin de detectar y compensar la totalidad, o sustancialmente todos los cambios de atributo de señal introducidos por el sistema de transmisión. Estos cambios de atributo de señal incluyen no solo los cambios de fase lineal o amplitud, o ambos, introducidos tales como la longitud física de los cables de transmisión asociados con cada señal, sino también aquellos introducidos por el acoplamiento cruzado de varias otras señales. Aún con referencia a la figura 4, los combinadores 451, 452 y 453 se acoplan a las trayectorias de señal entre la red 440 y las antenas 401-412. Se apreciará que aunque el uso de los combinadores 4:1 se muestra en la figura 4, no hay tal limitación en la presente invención. El número de trayectorias de señal combinadas para muestreo de acuerdo con la presente invención puede ser cualquier número de trayectorias ' de señal los cuales son energizables selectivamente o son discernibles de alguna otra manera para calibración, como se discutirá en lo siguiente. Como se ha discutido en lo anterior, preferiblemente los acopladores proporcionan las señales de antena a cada uno de los combinadores en un punto en la trayectoria de señal tan cerca como sea posible de las antenas con el fin de incluir la mayor parte de cambios de atributo de señal introducidos por los circuitos de transmisión como sea posible. Adicionalmente, como se comprenderá mejor a partir de la discusión que sigue, cada acoplador proporciona a la antena las señales a los combinadores 451, 452 y 453 y se proporcionan preferiblemente en la misma posición física relativa en la trayectoria de transmisión con respecto a cada antena, es decir, cada acoplador se coloca a la misma distancia en la trayectoria de la señal desde la antena correspondiente . Cada uno de los combinadores 451-453 proporciona una señal única al conmutador 455. Se apreciará, que en la modalidad preferida, los combinadores 451-453, junto con sus acopladores de señal de antena asociados y los cables de transmisión, proporcionan señales al conmutador 455, y son únicamente porciones de la presente invención colocadas en la parte superior de la torre. En consecuencia, únicamente piezas electrónicas pasivas se someten a un ambiente típicamente áspero en las condiciones en la parte superior de la torre. El conmutador 455 opera bajo el control del controlador 425 para proporcionar señales muestreadas al detector de fase 456. En la modalidad preferida, el detector de fase 456 acepta una señal ejemplar o de referencia para comparación de las señales muestreadas proporcionadas por el conmutador 455. Sin embargo, en una modalidad alternativa, el detector de fase 456 puede comparar las señales muestreadas, por ejemplo a través de almacenamiento de una muestra para comparación o al comparar directamente las señales muestreadas . Basados en las comparaciones realizadas por el detector de fase 456, el controlador 425 manipula TSM 420 para compensar cualguier atributo de señal no deseado según se muestreo. Se apreciará que, aunque descrita en una modalidad preferida utilizando un detector de fase, la presente invención de hecho puede comparar varios atributos de señal, incluyendo amplitud, para calibración por el controlador 425. En una modalidad preferida, el generador de señal 460 se proporciona para generar una calibración preseleccionada o señal de prueba para uso en calibración de acuerdo con la presente invención. La señal de calibración es dividida por el divisor 461 para provisión a los circuitos de transmisión y para el detector de fase 456. Preferiblemente la señal de calibración se introduce en la trayectoria de señal de transmisión mediante el uso de técnicas de acoplamiento bien conocidas en el arte. En consecuencia, la interrupción física de la trayectoria de señal original, tal como es asociada con la introducción del canal de control por el transceptor de señalización 430, no se requiere con el fin de calibrar un sistema de transmisión de acuerdo con la presente invención. Por supuesto, con el fin de muestrear con mayor precisión los efectos del circuito de transmisión, la señal de calibración se debe proporcionar en banda con respecto al sistema de comunicación. Por lo tanto, cuando se desea la transmisión simultánea de señales del sistema de transmisión y de la señal de calibración, los atributos de la señal de calibración tales como frecuencia o temporización o ambos se seleccionan de manera que no interfieran sustancialmente con las señales del sistema de comunicación. Por supuesto, en vez de proporcionar un acoplamiento no interruptivo de la señal de calibración con la de un transceptor de calibración, se puede utilizar, si se desea una traducción interruptiva de la señal de calibración en el sistema de transmisión. Por ejemplo, se puede utilizar una matriz de conmutador colocada en la trayectoria de señal entre el transceptor 430 de señalización y el divisor 431 para seleccionar conmutablemente la señal de calibración en vista de otra señal, por ejemplo durante un período de mantenimiento utilizado para calibración del sistema. Además, en vez de utilizar una señal de calibración, la presente invención puede operar para muestrar una señal nativa al sistema de comunicación para determinación de los atributos de señal no deseados introducidos por el sistema. Por ejemplo, en vez de introducir una señal de calibración en el acoplador demostrado en la trayectoria de señal del transceptor de señalización 430, la señal nativa asociada con la misma puede ser muestreada para provisión al detector de fase 456. Habiendo sido introducida en la trayectoria de señal de transmisión, la señal de calibración está disponible para transmisión a través de la misma trayectoria de señal tal cual, o es dependiente del uso de un acoplamiento interruptivo, la señal originalmente asociada con la trayectoria de señal . En la modalidad ilustrada, la señal de calibración se divide por el divisor 431 y por lo tanto está disponible para transmisión a cada una de las antenas 401-412 la cual puede ser seleccionada por TSM 420 bajo el control del controlador 425. En consecuencia, los cambios de atributo de señales asociados con cualguiera de cada una de las trayectorias de señal a través de las cuales se pueden transmitir los transceptores de señalización de la señal se pueden compensar de acuerdo con la presente invención.

Habiendo descrito los circuitos de la presente invención, se describirá la operación de una modalidad preferida de la presente invención con referencia al diagrama de flujo de la figura 5. Se apreciará que el control de las etapas de la figura 5 se realiza en la modalidad preferida por un procesador de controlador 425 que opera de acuerdo con un conjunto predefinido de intrucción. En consecuencia, el controlador 425 es un sistema basado en procesador que tiene una memoria e interfases suficientes para proporcionar la funcionalidad descrita aquí . Se puede utilizar para llevar a la práctica la presente invención un sistema de computadora de propósito general programado de acuerdo con la presente invención y adaptado para incluir las fases descritas . En la etapa 501, la presente invención opera para proporcionar una señal de calibración al sistema de transmisión. La provisión de la señal de calibración puede incluir etapas tales como un controlador 425 que proporciona una señal de control al generador de señal 460 para generar una señal de calibración apropiada. Adicionalmente, en una modalidad alternativa, el controlador 425 puede proporcionar una señal de control a un conmutador para suspender conmutablemente una señal particular, tal como una señal de canal de control o un transceptor de señalización 430, y en vez de esto proporcionar la señal de calibración. Por supuesto, en la modalidad alternativa, cuando se utiliza una señal nativa para determinar los atributos de señal, se puede eliminar la transmisión de una señal de calibración en la etapa 501. En la etapa 502, la presente invención opera para seleccionar una señal muestreada apropiada para provisión al detector de fase 456. Por ejemplo, cuando se desea calibrar las señales de un grupo de antenas, tales como las antenas 401-404, el cable de transmisión en la parte inferior del mástil asociado con el combinador 451 se pueden seleccionar para comunicación al detector de fase 456 con un conmutador 455. Se apreciará que cuando se desea calibrar las señales de todas las antenas, cada uno de los cables de transmisión en la parte inferior del mástil puede seleccionarse a la vez. Por supuesto, cuando se proporciona únicamente un grupo de antenas, por ejemplo como en la modalidad alternativa utilizando un solo combinador y un cable de transmisión en la parte inferior del mástil para la totalidad de las doce antenas, se puede omitir la etapa de seleccionar una señal muestreada apropiada. En la etapa 503, las trayectorias de señal asociadas con las antenas acopladas con un cable de transmisión en la parte inferior del mástil seleccionado, se energizan una a la vez. Se apreciará que cuando el haz que forma una matriz de la modalidad en donde las antenas 401-412 son elementos de antena individuales utilizados para formar varios haces de antena a través de la excitación de progresión de fase apropiada, tal como se discute con respecto a los haces de antena individuales de la figura 3, la energización de las trayectorias de señal, y por lo tanto de las antenas, una a la vez puede requerir interruptor ciertas trayectorias de señal. Por ejemplo, cuando se utiliza un haz de matriz Butler que forma una red para proporcionar una señal de haz de antena en progresión de fase apropiada a las diversas antenas, las salidas particulares de la matriz útiles se pueden desconectar conmutablemente una a la vez durante la entrada de una señal de haz de antena particular dentro de la matriz Butler. En consecuencia, las muestras asociadas con una señal de haz de antena seleccionada se pueden tomar de manera que se proporcionen a cada antena la cual incluye la influencia de la red formadora del haz . Se apreciará que la interrupción mencionada antes de ciertas trayectorias de señal, con el fin de energizar las antenas acopladas a la trayectoria de la señal en la parte inferior del mástil seleccionada una a la vez, puede requerir el uso de circuitos de control (no mostrados) . Estos circuitos de control pueden incluir enlaces conmutables colocados en o que acompañen a las matrices formadoras del haz (no mostradas) y trayectorias de señal de control (no mostradas) entre las conexiones conmutables y el controlador 425. En una modalidad preferida, cuando las matrices formadoras de haz se incluyen en la red 440, los circuitos de control mencionados antes y las trayectorias de señal de control permanecen en la parte inferior del mástil y por lo tanto no incrementan el despliegue de elementos activos en la parte superior de la torre. Adicionalmente, cuando las matrices formadoras del haz de una antena de haz múltiple se colocan en la parte superior de la torre, se puede llevar a cabo el muestreo de las señales asociadas con una trayectoria de señal en la parte inferior del mástil seleccionada, una a la vez, de acuerdo con la presente invención sin incrementar el despliegue de elementos activos en la parte superior de la torre. Dirigiendo la atención a la figura 6, se ilustra una porción de los circuitos de transmisión de la figura 4, en donde las matrices formadoras de haz, las matrices 601-603, no se incluyen como parte" de la red 440. Esta figura representa, por ejemplo, la modalidad discutida antes en donde las antenas 401-412 proporcionan cada una haces de antena individuales, por ejemplo cuando la antena 401 incluye elementos de antena comunes a la antena 402, aunque energizadas con una progresión de fase diferente que resulta en un haz de antena particular como se discute con respecto a la figura 3. Aquí las señales muestreadas acopladas a una trayectoria de señal en la parte inferior del mástil seleccionada son señales de haz de antena, es decir, la señal la cual finalmente se dividirá y se proporcionará con una progresión de fase apropiada para transmisión por un arreglo de elementos de antena, en vez de las señales asociadas con cada elemento de antena . En consecuencia, aunque la provisión de la señal de calibración a únicamente un haz de antena del grupo de haces de antena asociados con el elemento de la trayectoria de señal en la parte inferior del mástil seleccionada a la vez, por ejemplo mediante un conmutador apropiado de TSM 420, se puede llevar a cabo el muestreo de acuerdo con la presente invención. El muestreo descrito antes de las señales de haz de antena no muestrea los efectos de la matriz formadora del haz . Sin embargo, se apreciará que el muestreo como se describe con respecto a la figura 6 se lleva a cabo lo suficientemente cerca para la transducción de la señal transmitida a energía radiada para permitir la compensación de la alteración de atributo de señal sustancial provocada por el sistema de transmisión. Por supuesto, a través de la adaptación de las salidas de las matrices 601-605 formadoras de haz como se describe antes, el muestreo de las señales en la modalidad de la figura 6 se puede adaptar para incluir los efectos de las matrices formadoras del haz. Preferiblemente, las .señales de las antenas las cuales no tienen señales combinadas por el combinador asociado con el cable de transmisión en la parte inferior del mástil particular seleccionado por el conmutador 455, permanecen energizadas . Al tener estas otras antenas que permanecen energizadas mientras se muestrea la señal de una antena particular permite que la presente invención incorpore los efectos de un acoplamiento cruzado desde las otras señales cuando se calibran las señales de antena. Por ejemplo, cuando el cable de transmisión del combinador 451 se selecciona por el conmutador 455, y la señal de la antena 401 actualmente está siendo muestreada para provisión al detector de fase 456, las antenas 402-404 no serán energizadas mientras que las antenas 405-412 permanecerán energizadas. En consecuencia, cualquier efecto de acoplamiento cruzado desde las señales de las antenas 405-412 con respecto a la señal de la antena 401 se considerará en la calibración de la señal de la antena 401 de acuerdo con la presente invención. Por supuesto, cuando algunas o la totalidad de estas señales adicionales no se proporcionan simultáneamente cuando la antena particular de interés está en realidad en uso, las otras antenas durante el muestreo pueden ser modificadas en consecuencia. En la modalidad preferida, la energizacidn de cada una de las antenas de un combinador único se lleva a cabo una a la vez de manera que proporciona únicamente esa señal de antena al detector de fase 456. Si se energizan simultáneamente una multiplicidad de las antenas de un combinador único, sus señales se pueden combinar por su combinador común y por lo tanto una señal combinada pierde mucho, si no es que la totalidad de la información con respecto al cambio de los atributos de la señal de antena individual. Por supuesto, se pueden utilizar otras soluciones en donde se energicen antenas múltiples en diversas relaciones de fase y de amplitud, por ejemplo en un procesamiento de señal digital, si así se desea. Sin importar el método por el cual se adquiera la información, la presente invención opera para detectar diferencias de fase en cada trayectoria de señal de manera que proporciona su calibración individual . Sin embargo, el uso de la trayectoria de señal común para señales de antena muestreadas múltiples se prefiere pues la trayectoria de señal en la parte inferior del mástil de las señales muestreadas es una fuente significativa de errores en la determinación de las fases relativas de las señales de antena. Específicamente, si se van a proporcionar trayectorias de señal separadas en la parte inferior del mástil para cada una de las señales de antena, además de los costos agregados, necesariamente se requerirán precisión en las longitudes para evitar la introducción de una diferencial de fase relativa por trayectorias de transmisión de señal muestreadas separadas. En consecuencia, la presente invención utiliza una trayectoria de señal en la parte inferior del mástil, para una pluralidad de señales muestreadas con el fin de evitar los problemas y errores anteriores . La energizacíón selectiva de las antenas como se proporciona en la etapa 503 se puede realizar por el controlador 425 al proporcionar las señales de control apropiadas a TSM 420 o la red 440 o a ambas. Por ejemplo, teniendo información con respecto a una señal de antena particular para muestra, por ejemplo, la señal de la antena 401, el controlador 425 puede proporcionar una señal de control tal como la de TSM 420 que desconecta conmutablemente la transmisión de la señal de calibración a otras antenas, tales como las antenas 402-404 asociadas con el mismo combinador, tal como el combinador 451. Sin embargo, el controlador 425 preferiblemente opera para permitir que la señal de calibración pase a través de TSM 420 a otras de las antenas, tales como las antenas 405-412. En la etapa 504, la presente invención opera para determinar una diferencia de fase, ?F, entre la señal muestreada de cada una de las antenas que se van a calibrar y la señal de calibración como se genera (o cuando se utiliza una señal nativa, la señal nativa como se origina) . En consecuencia, puesto que cada antena asociada con un combinador seleccionado particular es energizado con la señal de calibración, el detector de fase 456 compara la señal muestreada con la de la señal de calibración generada y proporciona información con respecto a la diferencia de fases ?Fn en donde n es la señal de antena particular muestreada al controlador 425. A partir de esta información, el controlador 425 puede determinar las fases relativas de las señales muestreadas. Por ejemplo, las fases relativas de las señales de antena asociadas con la antena 401 y la antena 402 se pueden determinar por el controlador 425 al comparar ?F4Q1 con la de Alternativamente, el detector de fase 456 puede comparar directamente señales muestreadas entre si en vez de hacerlo con la fuente de señal. En consecuencia, se puede utilizar trayectorias de señal múltiples en la parte inferior del mástil para proporcionar señales muestreadas múltiples para comparación, o se pueden desplegar elementos activos en la parte superior de la torre con el fin de permitir la comparación directa- de las señales muestreadas .

Alternativamente, el detector de fase 456 puede almacenar una señal muestreada acompañara por otra información pertinente, tal como una información de temporización precisa, para comparación directa con otra señal muestreada subsecuentemente a la misma. Por ejemplo, a través de la referencia a la información de temporización asociada con las dos muestras, se puede determinar la información de fase relativa sin referencia a la fuente de señal mencionada antes. En consecuencia, se puede utilizar una trayectoria de señal única en la parte inferior del mástil, como se describe antes, al comparar directamente las señales muestreadas. Se apreciará que el uso de cualquier longitud de trayectoria de señal para proporcionar las señales muestreadas introduce un cambio en los atributos de las señales muestreadas, tales como una diferencia de fase. Sin embargo, puesto que una multiplicidad de señales muestreadas utilizan la misma trayectoria de señal, este cambio de atributo es común para todas estas señales. Por lo tanto, en la determinación de las diferencias relativas entre las señales de antena de acuerdo con la modalidad preferida de la invención, se pueden ignorar los cambios de atributo introducidos por esta trayectoria de señal común. Puesto que la determinación de las diferencias de fase relativas de las señales muestreadas se basa en parte en la condición común de las trayectorias de señal de las señales muestreadas, cada uno de los acopladores que proporciona las señales muestreadas a los combinadores de la presente invención se colocan en la misma posición relativa en la trayectoria de señal de transmisión. Por ejemplo, en una modalidad preferida, cada uno de los acopladores se coloca en el punto en la trayectoria de la señal de transmisión en donde se acopla la antena respectiva al cable de transmisión. En consecuencia, cada una de las señales muestreadas incluye la misma cantidad de retardo de fase introducido como una función de la longitud del cable de transmisión. Se apreciará que aunque una modalidad preferida de la presente invención utiliza una trayectoria de señal común en la parte inferior del mástil para señales de antena que más probablemente requieran relaciones de fase predeterminadas, tales como las antenas de una sección de antena única o panel, la presente invención no se limita a la calibración de los atributos de señal con referencia únicamente a las señales de las antenas relacionadas de esta manera. Por ejemplo, al proporcionar las diversas trayectorias de señal en la parte inferior del mástil con atributos tan similares como sea posible, es decir, las mismas longitudes de cable y similares, la presente invención puede realizar una comparación de las diferencias de fase relativas entre las señales muestreadas asociadas con antenas que no estén en el mismo combinador. Por supuesto, cualquier diferencia en las trayectorias de señal muestreadas diferentes introducirá errores en la calibración de las señales . En la etapa 506, la presente invención opera para ajustar los circuitos de transmisión con el fin de calibrar las diversas señales de antena. En la modalidad preferida, el controlador 425, a través de las comparaciones mencionadas antes de ?Fn, determina una cantidad de ajuste de fase necesaria para una señal o señales particulares con el fin de obtener una relación de fase deseada. Por ejemplo, cuando se desea proporcionar señales de antena en fase, es decir, sin diferencia relativa de fase, en cada una de las antenas 401-404, el controlador 425 compara las diferencias en fase de cada una de las señales de antena asociadas con las antenas 401-404 para determinar si existe alguna diferencia de fase relativa. Si existe una diferencia de fase relativa entre cualquiera de las señales de antena, entonces se proporciona una señal de control a TSM 420 con el fin de mitigar esta diferencia de fase. La mitigación de la diferencia de fase u otro atributo de señal monitoreada, se puede llevar a cabo al ajustar la fase, u otro atributo de señal, de una señal particular la cual la muestra determinó para incluir una diferencial no deseada. Alternativamente, se puede llevar a cabo el ajuste del atributo de señal a través del ajuste de los atributos de las otras señales, por ejemplo los que interfieren con la señal particular cuya muestra se determina para incluir una diferencial no deseada. En una modalidad preferida, TSM 420 incluye circuitos en fase y de cuadratura (I/Q) con el fin de ajustar independientemente la fase de cada señal de antena. En consecuencia, el coptrolador 425 puede proporcionar control de la amplitud de dos señales fuera de fase 90° que se combinan de manera que resulte en una señal que tenga la fase deseada. Por supuesto, se pueden utilizar otros métodos de ajuste de fase de acuerdo con la presente invención, tales como el uso de retardos de fase conmutables, tales como los que se pueden proporcionar por longitudes diferentes de cable, dispositivos de onda acústica de superficie o procesamiento de señal digital, si así se desea. Se apreciará que aunque la señal de calibración de una modalidad preferida de la presente invención se muestra como introducida en la trayectoria de la señal del transceptor de señalización, no existe tal limitación de la presente invención. En consecuencia, se puede introducir una señal de calibración en los circuitos de transmisión en otros puntos, por ejemplo antes o en el momento de la interconexión 421 del canal de voz. Por ejemplo, cuando existen circuitos los cuales pueden introducir errores asociados con la difusión simultánea de canales de voz del sistema de transmisión, puede ser ventajoso introducir la señal de calibración de la presente invención en un punto en la trayectoria de señal de voz antes de tales circuitos con el fin de muestrear sus efectos. Adicionalmente, la presente invención no se limita a un punto de introducción único de la señal de calibración. Por ejemplo, se pueden proporcionar circuitos de conmutación para introducir la señal de calibración dentro del sistema de transmisión en varios puntos, tal como la señalización de transceptor y las trayectorias de señal de canal de voz mencionadas antes, con el fin de calibrar el sistema para cada una de estas señales. Además, se pueden introducir señales de calibración múltiples en diversos puntos en la trayectoria de señal de transmisión simultáneamente, diferenciados por ejemplo por la frecuencia o el código, con el fin de muestrear los efectos de las señales de las diversas trayectorias de señal entre si. En esta modalidad alternativa, el detector de fase 456 se puede adaptar para diferenciar entre las diversas señales de calibración con el fin de proporcionar al controlador 425 con información de atributo de señal cambiada con respecto a cada señal de calibración. En consecuencia, el controlador 425 puede operar para controlar los circuitos de TSM 420 para calibrar las diferentes trayectorias de señal independientemente, es decir, ajustar las señales de canal de voz y las señales de canal de control independientemente entre si. Como se discutió antes, la presente invención puede operar para calibrar señales sin requerir la interrupción de todas las comunicaciones del sistema de transmisión. Mediante la utilización de una señal nativa, o al seleccionar una señal de calibración la cual no interfiera sustancialmente con las comunicaciones que van a ser atendidas concurrentemente durante el muestreo de la señal de calibración, estas comunicaciones pueden continuar realizándose sobre uno de los elementos de antena que permanezca energizado durante el muestreo. En consecuencia, con referencia nuevamente al ejemplo anterior en donde la antena 401 es muestreada en ese momento, las antenas 405-412 están disponibles para comunicaciones huéspedes. Por supuesto, tales comunicaciones están restringidas sustancialmente a los sectores 102 y 103. Cuando se utiliza una señal nativa para el muestreo, aunque únicamente está disponible en una sola antena a la vez, se pueden mantener comunicaciones limitadas dentro del sector bajo prueba. Además, a través del control nativo del sistema celular, se puede suministrar servicio a unidades de comunicación que operen en el sector 101 por otros sectores cercanos o celdas, por ejemplo a través de transferencias proactivas o conformación de sector o de celda, o ambos. Los sistemas y métodos que proporcionan ajuste de comunicaciones a través de la celda vecina útiles de acuerdo con la presente invención se describen en la solicitud mencionada antes intitulada "Method and Apparatus for Improved Control over Cellular Systems", incorporada previamente como referencia. De igual manera, los sistemas y métodos que proporcionan ajuste del sector y atributos de celdas se describen en la solicitud mencionada antes intitulada "Antenna Deployment Sector- Cell Shaping System and Method" incorporada previamente como referencia. Se apreciará que aunque el muestreo de las señales de antena de una modalidad preferida de la presente invención se ilustra para diferenciar las antenas en tres grupos, no existe tal limitación de la presente invención. Por ejemplo, mediante el uso de un combinador 12 : 1 en lugar de los combinadores 451-453, se pueden tomar muestras de la totalidad de las señales de antena utilizando un combinador único y un cable de transmisión en la parte inferior del mástil, si así se desea. Sin embargo, como se discutió antes con el fin de permitir el uso de equipos electrónicos pasivos en la parte superior de la torre, así como para reducir los costos de error introducidos por el uso de una gran cantidad de cables de transmisión en la parte inferior del mástil, la presente invención transmite únicamente la señal de antena particular de un grupo combinado de señales de antena cuando se muestrea. Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de señales muestreadas combinadas para la transmisión en la parte inferior del mástil, estarán disponibles menos señales para transmisión simultánea cuando se muestreen y se pueden muestrear y compensar menos efectos de acoplamiento cruzado. En consecuencia, una modalidad preferida de la presente invención utiliza varios combinadores de señal muestreados, y por lo tanto cables de transmisión en la parte inferior del mástil, igual al número de sectores definidos en la celda. Alternativamente, la presente invención puede utilizar más cables de transmisión en la parte inferior del mástil con el fin de proporcionar muestreo independiente de más señales de antena, es decir, se requiere que se denergicen menos antenas cuando se muestrea una señal de antena particular. Sin embargo, se apreciará que los cables de transmisión en la parte inferior del mástil son una fuente significativa de error en la medición de diferencias de fase. En consecuencia, la modalidad preferida de la presente invención proporciona una cantidad suficiente de combinadores/interconexiones en la parte inferior del mástil que transmiten simultáneamente por lo menos algunas de las señales de antena que actualmente no están siendo muestreadas y que se pueden mantener mientras se tenga un número suficientemente pequeño de combinadores/interconexiones en la parte inferior del mástil de manera que sus errores de muestreo asociados no afecten inaceptablemente la calibración de la señal . Se apreciará que la calibración de la longitud eléctrica de una trayectoria de señal de acuerdo con la presente invención es válida para diversos protocolos de comunicación. Específicamente, se anticipa que los circuitos de la presente invención se pueden utilizar en sistemas analógicos así como digitales, tales como los sistemas CDMA. Aunque la presente invención y sus ventajas se han descrito en detalle, se comprenderá que se pueden realizar diversos cambios, sustituciones y alteraciones en la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (38)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para calibrar un atributo de señal particular de una primera señal de una primera pluralidad de señales, el atributo de señal calibrado de la primera señal tiene una relación predeterminada con otras de la pluralidad de señales, el sistema está caracterizado porque comprende: un medio para introducir una señal conocida en un sistema de comunicación que tiene por lo menos una porción separada de una trayectoria de señal asociada con cada una de la pluralidad de señales, en donde la señal conocida se proporciona a porciones separadas múltiples de trayectoria de señal; un medio para muestrear la señal conocida en la porción discreta de la trayectoria de señal asociada con la primera señal y la porción discreta de la trayectoria de señal asociada con otras de la pluralidad de señales; un medio para determinar una relación del atributo particular de la primera señal con respecto al atributo particular de otras de la pluralidad de señales; y un medio que utiliza la relación determinada para ajustar los circuitos colocados en la porción separada de la atributo de señal asociada con la primera señal para proporcionar la relación predeterminada de la primera señal con respecto a las otras de la pluralidad de señales.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal conocida es una señal nativa al sistema de comunicación.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal conocida es una señal de calibración no nativa al sistema de comunicación.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de introducción y el medio de muestreo se colocan en el sistema de comunicación de manera que hacen la señal conocida a través de sustancialmente la totalidad de la trayectoria de la señal de transmisión del sistema de comunicación.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de determinación comprende: un medio para comparar las muestras de la señal conocida con un ejemplar de la señal conocida; un medio para determinar el cambio de atributo de la señal particular entre cada una de las muestras comparadas de la señal conocida y la ejemplar de la señal conocida; y un medio para comparar los cambios determinados para determinar la relación del atributo particular de la primera señal con respecto al atributo particular de las otras de la pluralidad de señales.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de ajuste comprende: un medio basado en procesador para controlar los circuitos, en donde el medio de control comprende: una interfase de señal de control acoplada a los circuitos ; y una interfase de señal de control acoplada a un circuito de selección, el circuito se selección se acopla entre el medio de muestreo y el medio de determinación y proporciona selección entre grupos de señales conocidas muestreadas, en donde la primera señal y las demás de una pluralidad de señales se incluyen en el mismo primer grupo de grupos.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque los circuitos proporcionan interrupción selectiva de una de las porciones discretas de las trayectorias de señal, en donde los circuitos permiten que una sola señal del primer grupo pase en un momento bajo control del medio de control .

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los circuitos permiten que las señales de la pluralidad de señales de un segundo grupo de grupos pasen simultáneamente al permitir que la señal única del primer grupo pase.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de muestreo comprende: un medio para combinar señales del primer grupo de grupos, en donde la trayectoria de señal única se proporciona desde el medio de combinación al medio de determinación.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de determinación comprende: un medio para comparar una primera señal muestreada del primer grupo seleccionado por el circuito de selección con un ejemplar de la señal conocida; un medio para determinar un cambio de atributo entre la primera señal muestreada comparada y una ejemplar de la señal conocida; un medio para comparar una segunda señal muestreada del primer grupo seleccionado por el circuito de selección con un ejemplar de la señal conocida; un medio para determinar un cambio de atributo entre la segunda señal muestreada comparada y la ejemplar de la señal conocida; y un medio para comparar el cambio de atributo de las primeras señales de muestra y la segunda señal muestreada para determinar la diferencia de atributo relativa con respecto a la primera señal muestreada y la segunda señal muestreada.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue el sistema se coloca para proporcionar únicamente componentes pasivos en una estructura de antena del sistema de comunicación.

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el atributo de señal particular es una fase de la primera señal .

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el atributo de señal particular es una amplitud de la primera señal.

14. Un método para calibrar un atributo de señal de una primera señal de una pluralidad de señales en donde la pluralidad de señales incluye por lo menos dos conjuntos mutuamente excluyentes de señales, la primera señal está asociada con un primer conjunto de por lo menos dos conjuntos, el atributo de señal calibrado de la primera señal tiene una relación predeterminada con una segunda señal del primer conjunto, el método está caracterizado porque comprende las etapas de : introducir una señal conocida en un sistema de comunicación que tiene por lo menos una porción discreta de una trayectoria de señal asociada con cada una de la pluralidad de señales, en donde la señal conocida proporciona a porciones múltiples separadas de trayectoria de señal que incluyen por lo menos la trayectoria de señal asociada con la primera señal y la trayectoria de señal asociada con la segunda señal; muestreo de la señal conocida en la porción separada de la trayectoria de señal asociada con la primera señal y en la porción separada de la trayectoria de señal asociada con la segunda señal ; determinar un atributo de la primera señal en relación a la segunda señal; y ajustar con referencia al atributo determinado el atributo de señal de la primera señal para que resulte en una relación de atributo de señal predeterminado entre la primera señal y la segunda señal muestreada en la porción discreta de la trayectoria de señal.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la etapa de ajuste comprende la etapa de: circuitos de control colocados en una porción separada de la trayectoria de señal asociada con la primera señal, en donde los circuitos se colocan sustancialmente más cerca en la trayectoria de señal a una fuente de la primera señal que está en un punto de la porción separada de la trayectoria de señal en donde se muestrea la señal conocida.

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la etapa de determinación comprende las etapas de: comparar una muestra de la primera señal con un ejemplar de la señal conocida; determinar un cambio de atributo entre la primera señal y el ejemplar de la señal conocida; comparar una muestra de la segunda señal con un ejemplar de la señal conocida; determinar un cambio de atributo entre la segunda señal y el ejemplar de la señal conocida; y comparar los cambios de atributo de la primera y segunda señales para determinar la diferencia de atributo relativa.

17. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la etapa de determinación comprende las etapas de : comparar una muestra de la primera señal con una muestra de la segunda señal para determinar la diferencia de atributo relativa.

18. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la etapa de control comprende la etapa de: ajustar la amplitud de una señal combinada en fase y cuadratura para proporciona un desplazamiento de fase deseado en la primera señal .

19. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las porciones múltiples separadas de la trayectoria de señal de la señal conocida se introducen e incluyen trayectorias de señal de un segundo conjunto de por lo menos dos conjuntos.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la etapa de muestreo comprende las etapas de: combinar señales muestreadas a partir de porciones separadas de la trayectoria de señal asociadas con el primer conjunto de señales en una primera señal común; combinar las señales muestreadas a partir de porciones separadas de trayectoria de señal asociadas con el segundo conjunto de señales en una segunda señal común; controlar un circuito de selección que proporcione comunicación conmutable de la primera y segunda señales comunes a un detector de atributo de señal operable en la etapa de determinación, en donde la primera señal común se comunica al detector de atributo.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además las etapas de: interrumpir una de las porciones discretas de la trayectoria de señal del primer conjunto de señales, en donde una señal única del primer conjunto está disponible para muestreo en la etapa de muestreo en cualquier tiempo.

22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la etapa de interrupción no interrumpe las porciones discretas de la trayectoria de señal del segundo conjunto de señales cuando interrumpe las del primer conjunto de señales .

23. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el atributo de señal particular es una fase de la primera señal.

24. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el atributo de señal particular es una amplitud de la primera señal.

25. Un sistema de antena de arreglo en fase que tiene una pluralidad de antenas individuales dispuestas para difundir simultáneamente una señal de manera que la relación de fase de la señal conforme aparece en cada una de las antenas individuales determina el área de cobertura de la señal resultante, en donde el arreglo en fase se adapta para proporcionar sintonización autocontenida de la fase de la señal conforme aparece en cada antena individual para mantener la relación de fase, el sistema está caracterizado porque comprende: un medio para comunicar a cada antena individual la señal, que tiene la fase deseada; un medio para monitorear la fase de la señal recibida en realidad en cada una de tales antenas; y un medio para controlado por el medio de monitoreo para ajustar la fase de cada una de las señales comunicadas hasta que se monitorea la fase deseada y se considera que ha sido recibida en realidad en cada una de las antenas.

26. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el medio de monitoreo comprende: un medio para restringir la comunicación de la señal a una primera antena seleccionada de las antenas individuales en un primer momento y para restringir la comunicación de la señal a la segunda antena seleccionada de las antenas individuales en un segundo momento; y un medio que incluye una trayectoria de señal común para aceptar la fase monitoreada de la señal como se recibe en realidad en la primera antena durante un primer momento, y para aceptar la fase monitoreada de la señal como se recibe en realidad en la segunda antena, durante el segundo momento.

27. El sistema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el medio de monitoreo comprende además: un medio para comparar la fase de la señal como se recibe en realidad en la primera antena durante un primer momento a la fase de la señal como se recibe en realidad en la segunda antena en un segundo momento, en donde la comparación se utiliza en el control del medio de ajuste.

28. El sistema de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el medio de comparación comprende: un medio para comparar la señal monitoreada como se recibe en realidad en la primera antena durante un primer momento con la señal como se transmite en realidad, en donde la fase de la señal como se recibe en realidad en la primera antena está determinada; un medio para comparar una señal monitoreada como se recibe en realidad en la segunda antena durante un segundo momento respecto a la señal como se transmite en realidad, en donde la fase de la señal como se recibe en realidad en segunda antena está determinada.

29. Un método para proporcionar una sintonización autocontenida de un sistema de antena de arreglo en fase que tiene una pluralidad de antenas individuales dispuestas para difundir simultáneamente una señal de manera que la relación de fase de la señal conforma aparece en cada antena individual determina el área de cobertura de la señal resultante, el método comprende las etapas de: comunicar qué tiene la fase deseada a una pluralidad de antenas individuales del arreglo en fase; monitorear la fase de la señal recibida en realidad en cada una de la pluralidad de antenas individuales; y ajustar la referencia pasante de la fase monitoreada, la fase de cada una de las señales comunicadas hasta que la fase deseada se monitorea y se determina que ha sido recibida en realidad en una de la pluralidad de antenas.

30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la etapa de monitoreo comprende las etapas de: restringir la comunicación de la señal a una primera antena seleccionada de la pluralidad de antenas en un primer momento para restringir la comunicación de la señal a una segunda antena seleccionada de la pluralidad de antenas en un segundo momento; y aceptar a través de una trayectoria de señal la fase monitoreada de la señal como se recibió en realidad en la primera antena durante un primer momento y la fase monitoreada de la señal como se recibió en realidad en la segunda antena durante un segundo momento.

31. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la etapa de monitoreo comprende además la etapa de: comparar la fase de la señal como se recibe en realidad en la primera antena durante un primer momento con la fase de la señal como se recibe en realidad en la segunda antena durante un segundo momento, en donde la referencia a la fase monitoreada incluye referencia a la fase monitoreada incluye referencia a tal comparación.

32, El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque la etapa de comparación comprende las etapas de: comparar una señal monitoreada como se recibe en realidad en la primera antena durante un primer momento con la señal como se transmite en realidad, en donde la fase de la señal como se recibe en realidad en la primera antena está determinada; y comparar una señal monitoreada como se recibe en realidad en la segunda antena durante un segundo momento con la señal como se transmite en realidad, en donde la fase de la señal como se recibe en realidad en la segunda antena está determinada.

33. Un aparato para ajustar una relación de fase entre por lo menos dos señales de difusión múltiple a partir de un sistema de comunicación que tiene una pluralidad de interfases de antena diferenciables como por lo menos un primer conjunto y un segundo conjunto de interfases de antena, en donde el sistema de comunicación proporciona una primera señal de por lo menos dos señales y una segunda señal de por lo menos dos señales a las interfases de antenas individuales del primer conjunto de interfases de antena, el aparato está caracterizado porque comprende: un generador de señal de calibración acoplado a un sistema de comunicación, en donde la señal de calibración se introduce controlablemente en el sistema de comunicación para proporcionar a una de la pluralidad de interfases de antena; una pluralidad de combinadores acoplados a la pluralidad de interfases de antena, en donde un primer combinador de la pluralidad combina señales de un primer conjunto de interfases de antena, y un segundo combinador de la pluralidad combina señales del segundo conjunto de interfases de antena; una matriz conmutadora acoplada a la pluralidad de combinadores, en donde una señal asociada con un conjunto de interfases de antena puede seleccionarse conmutablemente a la exclusión de señales asociadas con otros conjuntos de interfases de antena; un detector de fase acoplado a la matriz de conmutación y que acepta la señal dei conjunto seleccionado de interfases de antena, en donde el detector de fase también se acopla al generador de señal de calibración y acepta la señal de calibración, y en donde el detector de fase determina una diferencia de fase entre la señal del conjunto de antena aceptada y la señal de calibración aceptada; y un controlador basado en procesador acoplado al detector de fase y que acepta la determinación de la diferencia de fase, el controlador también está acoplado a la matriz de conmutador y proporciona un control de la matriz de conmutador para seleccionar una señal particular de los conjuntos de interfase de antena, el controlador también se acopla al sistema de comunicación y controla el ajuste de fase de una de por lo menos dos señales en respuesta a la determinación de la diferencia de fase.

34. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el controlador proporciona control del sistema de comunicación para proporcionar la señal de calibración en el primer conjunto de interfase de antena de una interfase de antena en un momento, en donde el primer combinador proporciona sustancialmente únicamente la señal de calibración asociada con una interfase de antena a la matriz de conmutador en cualquier momento.

35. El aparato de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el controlador proporciona control del sistema de comunicación para proporciona la señal de calibración en cada una de las interfases de antena del segundo conjunto de interfases de antena, en donde la señal de calibración proporcionada por el primer combinador incluye efectos de acoplamiento cruzado desde la señal de calibración del segundo conjunto de interfases de antena introducidos por el sistema de comunicación.

36. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque los combinadores están acoplados a las interfases de antena para muestrear la señal de calibración sin interrumpir la comunicación de señales a una antena.

37. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el generador de señal de calibración se acopla al sistema de comunicación para introducir la señal de calibración sin interrumpir la comunicación de una señal del sistema de comunicación.

38. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el generador de señal de calibración se acopla conmutablemente a la comunicación para proporcionar una selección conmutable de la señal de calibración y una señal del sistema de comunicación, en donde el control de tal conexión conmutable se proporciona por el controlador.