MXPA05001234A - Red de dimension tridimensional para transmision celular. - Google Patents

Abstract

Se describen, red, metodo y estacion base para establecer una red celular de telecomunicaciones con cobertura espacial tridimensional para proporcionar senales de celular con cobertura en el suelo y en el espacio por encima del suelo, de manera especial en edificios altos, en un sistema celular de telecomunicaciones. Una antena inclinada hacia arriba y una antena inclinada hacia abajo que estan acopladas a la misma estacion base de transmisores receptores, de tal modo que comparten la estacion base y el espectro de frecuencias, para evitar interferencias. La antena inclinada hacia abajo cubre el suelo; la antena inclinada hacia arriba cubre el espacio por encima del suelo, de manera especial los pisos superiores de los edificios altos que se encuentran en su celula. La antena inclinada hacia arriba y la antena inclinada hacia abajo se pueden integrar dentro de una sola antena.

Description

RED CELULAR DE COBERTURA TRIDIMENSIONAL DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención está relacionada con cobertura de señal celular en tierra y por aire para un sistema de telecomunicación celular. Particularmente está relacionada con una red, método, estación base y antena para establecer una cobertura de señal celular tridimensional para un sistema de telecomunicación celular y al mismo tiempo eliminar interferencias en las 'áreas geográficas. El sistema de telecomunicación celular móvil (simplemente llamado "sistema celular móvil", o "sistema celular"), originalmente inventado por Bell Telephone Laboratories en los 70 's (patente Norteamericana No. 3, 663,762), generalmente se sabe que incluye por lo menos un centro de conmutación móvil (MSC) , una pluralidad de estaciones base dispersas a través de un área geográfica y una pluralidad de estaciones de radio de suscriptor con base en tierra. Comprende por lo menos un canal de control y un grupo de canales de tráfico, y proporciona servicios de telecomunicaciones de acceso inalámbrico móvil para estaciones de radio de suscriptor con base en tierra utilizando · radiofrecuencias o espectros de frecuencia asignados para comunicaciones móviles de celular. Cada estación base incluye un s.istema de transceptores receptores de estación base (BTS) , y por lo menos una antena de estación base y una estructura de soporte de antena (torre, poste y azotea, etc.), y da servicio a un área terrestre-celda terrestre, que está cubierta por una o una pluralidad de antenas de estación base. Cada celda terrestre puede además dividirse en varios sectores terrestres, cada uno de los cuales está cubierto por una o una pluralidad de antenas de sector de estación base. Las radiofrecuencias o los espectros de frecuencia se reutilizan entre los sectores y las celdas terrestres. El BTS incluye una pluralidad de transmisores y una pluralidad de receptores, los cuales comprenden por lo menos un canal de control y una pluralidad de canales de tráfico. Bandas de radiofrecuencia exclusivas se asignan a sistemas celulares móviles en un área geográfica. En Norteamérica, se asignan dos bandas de frecuencia a los sistemas celulares móviles. Una es una banda de 800MHz con una frecuencia de transmisión de 824MHz a 849MHz y una frecuencia de recepción de 869MHz a 894MHz; la otra es una banda de 1900MHz con una frecuencia de transmisión de 1850MHz a 1910MHz y una frecuencia de recepción de 1930MHz a 1990MHz. El sistema celular está basado en dos conceptos básicos: reuso de celdas y frecuencia. Un área geográfica se divide en muchas áreas-celdas de servicio más pequeñas, que generalmente se representan como hexágonos tangentes uno del otro y que componen un patrón celular, las estaciones base se ubican próximamente en los centros de cada celda con antenas montadas en torres (o postes, azoteas, etc.), señales de radio de transmisión/recepción y que se comunican con las estaciones de radio de suscriptor en sus propias celdas. Las radiofrecuencias se reutilizan entre estas celdas. La ventaja de esta estrategia es un amplio incremento en la capacidad de red con espectros de frecuencia limitados. Hoy en dia, esta estrategia celular se ha utilizado ampliamente en varios sistemas celulares móviles, tales como los sistemas AMPS (sistema avanzado de teléfono móvil) , el sistema TDMA (acceso múltiple por división de tiempo) el sistema GSM (sistema mundial para comunicaciones móviles) , el sistema CDMA (acceso múltiple por división de código) Y 3G (sistema celular de tercera generación) . (Una celda es un espacio o área geográfica cubierta por una estación base o un subsistema de la estación base que corresponde a una identificación lógica especifica en la trayectoria de radio. Una celda también se considera como el grado de cobertura de una estación base o un subsistema de estación base. Las estaciones móviles en una celda pueden alcanzarse por el equipo de radio correspondiente de la estación base) . Las radiofrecuencias reutilizadas entre celdas pueden provocar interferencia. En los sistemas celulares FDMA (acceso múltiple por división de frecuencia) (tales como AMPS) , y los sistemas celulares TDMA (tales como GSM) , la reutilización de radiofrecuencia provoca interferencia de co- canal. Para poder minimizar las interferencias de co-canal, la estructura de red celular está diseñada para incrementar ¦ las distancias de fuentes de interferencia de co-canal a las estaciones de radio de suscriptor. Las celdas están organizadas en racimos. Un racimo es un grupo de celdas. Dentro de un racimo de celdas, se puede explotar todo el espectro de frecuencia disponible. Una porción del número total de canales de frecuencia es asignado a cada celda, mientras que cada celda adyacente dentro del mismo racimo es asignada a diferentes grupos de canales de frecuencia. No existe una reutilización de radiofrecuencia dentro de un racimo. El arreglo de los canales de frecuencia en un racimo entonces se repite en todos los racimos de una red celular. En esta estructura, la distancia de reutilización de frecuencia es mucho mayor que el radio de celdas, ayudando a reducir las interf rencias de co-canal. Una celda puede además dividirse en varios sectores con antenas de sector direccionales . Cada sector cubre una parte del área de la celda. Cada sector está asignado con una porción de los canales de frecuencia total de la celda. La orientación de antena de sector además reduce las interferencias de co- canal. En un sistema celular CDMA, todas las celdas utilizan el mismo espectro de dispersión en un amplio rango de frecuencia. Las interferencias provienen de comunicaciones constantes incrementadas dentro de la celda y de las celdas adyacentes, lo cual contribuye al ruido de piso en el sistema. Mientras menos señales se radien a las celdas adyacentes, menos interferencias se crearán en el sistema. Contener señales de radio de estación base dentro de su propia celda es una manera de controlar las interferencias en el sistema celular. Como se muestra en las FIGURAS 1A y IB, la antena de estación base de rayo de inclinación hacia abajo (simplemente llamada "antena de inclinación hacia abajo") es un método ampliamente utilizado en los sistemas celulares móviles (patente Norteamericana No. 4,249,181). La antena de inclinación hacia abajo radia una señal hacia abajo, que contiene su señal dentro de su propia celda y limita su señal radiándola a sus celdas adyacentes para reducir las interferencias en un sistema celular. Aunque ayuda a reducir la interferencia, la antena de inclinación hacia abajo es bastante costosa. A medida que su rayo apunta hacia abajo hacia tierra, el espacio por encima de la antena de inclinación hacia abajo se ve afectada por las señales de radio muy reducidas, especialmente cerca de los limites de su celda. El patrón de cobertura de espacio de una celda cuando se utiliza la antena de inclinación hacia abajo es como un gran domo (como se muestra en la FIGURA 1C y la FIGURA ID), alto en el centro pero bajo en los límites. La señal de radio fuera de los grados de cobertura de celdas no es lo suficientemente fuerte para las comunicaciones. (De aquí en adelante, una celda cubierta por una antena de inclinación hacia abajo o por antenas sin inclinación hacia abajo será llamada "celda terrestre"; un sector cubierto por antenas de sector de inclinación hacia abajo o por antenas de sector sin inclinación de rayo es llamada "sector terrestre", una red celular compuesta de celdas terrestres y sectores terrestres es llamada "red celular terrestre". La palabra "terrestre" es para poner énfasis a su objetivo de cobertura) . El sistema celular móvil fue desarrollado para proporcionar telecomunicaciones móviles en tierra. Su diseño de sistema y estructura de red fueron basados en la cobertura terrestre y su movilidad. Tradicionalmente, una red celular móvil trata su área de cobertura como una superficie y sólo cubre la tierra. Es básicamente una red de cobertura bidimensional . El mundo es tridimensional. Existen muchos edificios elevados en áreas urbanas, especialmente en las grandes ciudades. Las alturas limitadas y la inclinación hacia abajo de las antenas de estación base hace que los pisos superiores de muchos edificios elevados estén fuera del rango de cobertura de la red celular móvil . Aunque la tecnología mejora, las estaciones de radio de suscriptores como los teléfonos móviles y los BTS se hacen más y más sensibles para permitirles que capten señales más débiles, ya que se ha probado que la señal celular dentro de los pisos superiores de muchos edificios elevados es demasiado débil para hacer una comunicación de buena calidad. Existen dos pérdidas de señal adicionales principales a pesar de la pérdida de espacio libre, que suceden entre una estación base y un teléfono móvil dentro del piso superior de un edificio elevado en su celda. Una pérdida de señal adicional principal es la pérdida de penetración de pared y/o la ventana del edificio elevado. Contribuye a aproximadamente una pérdida de 20dB en promedio. Otra pérdida de señal adicional principal se debe a la inclinación hacia abajo de su antena de estación base. Los pisos superiores de muchos edificios elevados no están en el rango de cobertura de lóbulo principal de la antena de inclinación hacia abajo. En su lugar, se encuentran en la zona nula de la antena de inclinación hacia abajo. Generalmente, la ganancia de una antena de estación base de celular es de 20dB menos en su zona nula que en su lóbulo principal. Contribuye a otra pérdida de 20dB en promedio. La señal celular dentro de los pisos superiores de la mayoría de los edificios elevados es de aproximadamente 40dB más bajo en promedio, en comparación con la señal celular en tierra en la misma ubicación. Es por eso que tenemos dificultad para hacer llamadas de teléfono celular en los pisos superiores de muchos edificios elevados. Mientras estando dentro de los pisos inferiores de los edificios elevados o dentro de edificios bajos, que están dentro del rango de cobertura de lóbulo principal de las antenas de inclinación hacia^ abajo, las señales celulares sufren sólo de una pérdida de penetración de 20dB en promedio además de la pérdida del espacio libre. Las señales celulares son mucho más fuertes que dentro de los pisos superiores de los edificios elevados en la misma área. Se pueden hacer llamadas de teléfono celular de buena calidad ahi en la mayoría de . las situaciones. 20dB hacen una diferencia significativa en las comunicaciones de radio, especialmente en ambientes de señales de radio débiles como en interior. La red celular móvil existente necesita modificarse para solucionar el problema de cobertura en los pisos superiores de los edificios elevados. (El lóbulo principal de antena es el lóbulo de patrón de de radiación de antena que contiene la energía de radiación máxima. Algunas veces también se le llama "lóbulo principal" o "rayo"). En áreas rurales, donde el tráfico de comunicación es bajo, las celdas están diseñadas lo más grande posible para cubrir un área más amplia. Las antenas de estación base generalmente se inclinan hacia abajo a ángulos pequeños o ni siquiera se inclinan. En áreas urbanas donde le tráfico de telecomunicación es alto, las celdas están diseñadas mucho más pequeñas que en las área rurales. La mayoría de las antenas de estación base se inclinan hacia abajo con ángulos relativamente más grandes que en las área rurales para contener sus radiaciones dentro de celdas, pequeñas y para evitar interferencias. En lo que respecta a las interferencias, el tamaño de celda, la estética, el costo y la disponibilidad de la ubicación, las antenas de estación base generalmente se montan en las azoteas a alturas desde 20 metros hasta 40 metros por encima del nivel del piso. Esto deja a los pisos superiores de la mayoría de los edificios elevados en áreas urbanas, especialmente en ciudades grandes, fuera del rango en espacio de la cobertura de red celular móvil. La realidad es la ausencia de o una cobertura de señal celular débil en los pisos superiores de muchos edificios elevados. La gente trabaja y vive en esros lugares. A medida que los teléfonos móviles se tornan más populares mundialmente, la cobertura de señal celular móvil en edificios elevados es ahora de mucho mayor interés tanto para los proveedores de servicio como para sus clientes. Un sistema y método llamado "sistema de antena distribuido" (DAS) se ha utilizado para proporcionar cobertura interior de señal celular móvil en edificios elevados. Ello introduce señal de radio celular dentro de edificios desde una estación base de microcelda o un repetidor por medio de cables y/o fibras de RF (radiofrecuencia) . Generalmente, necesita una estación base de microcelda o un repetidor, una red de distribución de señal de radio extensa y compleja y muchas antenas interiores. La fuerza de la señal de radio se limita a cubrir pequeñas áreas alrededor de las antenas interiores. Desafortunadamente, el sistema DAS no es una solución rentable para la cobertura en edificios elevados. La estación base de microcelda o repetidor y la red de distribución son muy costosos. La renta de cuartos de equipo para albergar la estación base de microcelda o repetidor y la red de distribución en edificios elevados también es muy costosa. También requieren permiso de los propietarios para colocar la red de distribución. Los costos de instalación son prohibitivos. Para lograr una cobertura total en todos los edificios, se debe de colocar este sistema piso por piso y edificio por edificio a costos extraordinarios. El tráfico pagado en estas áreas de cobertura del sistema DAS es limitado. En la mayoría de las situaciones, las ganancias generadas del sistema DAS simplemente no compensan su inversión. Por eso no se implementa comúnmente. Existe la necesidad de una solución rentable y más práctica para la cobertura de la señal celular en los pisos superiores de los edificios elevados para un sistema celular. Una red de telecomunicación celular (simplemente llamada "red celular") de esta invención tiene la característica de que por lo menos una de sus estaciones base tiene un grado de cobertura espacial 3D (tridimensional) en tierra y en aire, mientras que elimina las interferencias compartiendo los transmisores y los receptores de estación base entre sus antenas de inclinación hacia abajo y sus antenas de inclinación hacia arriba y cualquier rayo de inclinación hacia abajo y de inclinación hacia arriba de sus antenas de estación base. Además puede tener otras características de que por lo menos otra de sus estaciones base tenga un grado de cobertura en un espacio aéreo, mientras que elimina las interferencias al inclinar hacia arriba el rayo de su antena de estación base. De este modo la red celular de esta invención proporciona una solución rentable para una cobertura espacial tridimensional en un área geográfica, especialmente la cobertura de los pisos superiores de los edificios elevados en una ciudad. Esta invención también proporciona un método y una estación base para establecer la red de telecomunicación celular con las características descritas anteriormente. Una red de telecomunicación celular de esta invención comprende una pluralidad de estaciones base en un área geográfica. Proporciona servicios de telecomunicación celular en el área geográfica. El área geográfica se divide en una pluralidad de celdas. Cada estación base proporciona señales de radio a las estaciones de suscriptor en su celda. Por lo menos una estación base de la red celular tiene un grado de cobertura espacial tridimensional en tierra y aérea en su celda. La estación base comprende un transmisor, una antena de inclinación hacia abajo y una antena de inclinación hacia arriba. El transmisor genera una señal de radio que será proporcionada dentro de la celda de estación base, y dentro de un rango de frecuencia que se puede reutilizar en más de una de las celdas de la red celular. La antena de inclinación hacia abajo se acopla al transmisor para radiar la señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo. La antena de inclinación hacia arriba se acopla al transmisor para radiar la señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba, como para radiar la señal de radio dentro de la celda de estación base por debajo de la antena de inclinación hacia abajo y por encima de la antena de inclinación hacia arriba, mientras que se limita la radiación de la señal de radio dentro de las otra celdas de la red celular dentro de las cuales puede interferir la señal de radio con las señales de radio de otras estaciones base de la red celular. La estación base además comprende un receptor para recibir señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en su celda. El receptor puede acoplarse tanto a la antena de inclinación hacia arriba come en la antena de inclinación hacia abajo, para recibir las señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la celda de estación base a través de por lo menos una de las dos antenas. Ambas antenas pueden estar sustancialmente dispuestas. La antena de inclinación hacia abajo puede estar ubicada por encima de la antena de inclinación hacia arriba en altitud. Las dos antenas pueden estar integralmente formadas en una antena. (La señal de radio, o algunas veces llamada "señal", es la energía de radio detectable que porta información generada por un transmisor o por una estación de radio de suscriptor. El patrón de radiación de antena es la variación de la intensidad de campo de la antena como una función angular con respecto al eje.) La red celular de esta invención puede además comprender por lo menos otra de sus estaciones base, que tiene un grado de cobertura en un espacio aéreo. La estación base comprende un transmisor y una antena de inclinación hacia arriba. El transmisor genera una señal de radio que será proporcionada dentro de la celda de la estación base, y dentro de un rango de frecuencia que se puede reutilizar en más de una de las celdas de la red celular. La antena de inclinación hacia arriba se acopla al transmisor para radiar la señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba, para radiar la señal de radio dentro de la celda de estación base por encima de la antena de inclinación hacia arriba, mientras que limita la radiación de la señal de radio dentro de otras celdas de la red celular dentro de las cuales pueden interferir las señales de radio con las señales de radio de las otras estaciones base de la red celular. La estación base además comprende un receptor para recibir señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en su celda. Un método de esta invención, para proporcionar un servicio de telecomunicación celular en un área geográfica la cual se divide en una pluralidad de celdas, comprende el siguiente proceso: generar una pluralidad de señales de radio en un rango de frecuencia que sea reutilizable en más de una de las celdas, en donde cada señal de radio deberá ser proporcionada a las estaciones de suscriptor en su celda; proporcionar cada señal de radio a su celda. En donde una de las señales de radio se proporciona a su celda radiándola desde una antena de inclinación hacia abajo en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo, y radiándola desde una antena de inclinación hacia arriba en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba. De este modo, la señal de radio es radiada dentro de su celda por debajo de la antena de inclinación hacia abajo y por encima de la antena de inclinación hacia arriba, mientras que se limita por su radiación dentro de otras celdas dentro de las cuales puede interferir con otras señales de radio. El método además comprende el proceso de recibir por lo menos una señal de radio de una estación de suscriptor en la celda.

La señal de radio de la estación de suscriptor puede ser recibida a través de por lo menos una de la antena de inclinación hacia abajo y la antena de inclinación hacia arriba. Ambas antenas pueden estar sustancialmente colocadas. La antena de inclinación hacia abajo puede estar por encima de la antena de inclinación hacia arriba en altitud. La antena de inclinación hacia abajo y la antena de inclinación hacia arriba pueden estar integralmente formadas en una antena . El método de esta invención puede además comprender el siguiente proceso: proporcionar otra señal de radio a su celda radiándola en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba desde una antena de inclinación hacia arriba de la celda, para radiarla dentro de su celda por encima de la antena de inclinación hacia arriba, mientras que limita su radiación dentro de las otras celdas dentro de las cuales puede interferir con otras señales de radio. Una estación base de una red de telecomunicación celular de esta invención comprende un transmisor, una antena de inclinación hacia abajo y una antena de inclinación hacia arriba. La red celular se adapta para proporcionar una pluralidad de señales de radio celular en un área geográfica donde se divide en una pluralidad de celdas. El transmisor genera una señal de radio que será proporcionada dentro de la celda de la estación base. Opera a un rango de frecuencia que se puede reutilizar en más de una de las celdas, la antena de inclinación hacia abajo se acopla al transmisor para radiar la señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo. La antena de inclinación hacia arriba se acopla al transmisor para radiar la señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo .principal apuntado hacia arriba. De este modo la señal de radio es radiada dentro de la celda de la estación base por debajo de la antena de inclinación hacia abajo y por encima de la antena de inclinación hacia arriba, mientras que su radiación es limitada dentro de otras celdas dentro de las cuales puede interferir con otras señales de radio de la red celular. La estación base además comprende un receptor para recibir señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en su celda. El receptor puede acoplarse a la antena de inclinación hacia abajo y la antena de inclinación hacia arriba, como para recibir las señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la celda de estación base a través de por lo menos una de la antena de inclinación hacia abajo y la antena de . inclinación hacia arriba. La antena de inclinación hacia abajo y la antena de inclinación hacia arriba pueden estar integralmente formadas en una antena. Esta invención además proporciona una antena de estación base de inclinación múltiple de rayo múltiple, que tiene por lo menos dos rayos en dos diferentes direcciones. Se puede utilizar en una estación base celular para reemplazar una antena de inclinación hacia abajo y una antena de inclinación hacia arriba para proporcionar una cobertura espacial tridimensional con una sola antena. Cuando se utiliza en una estación base celular, uno de sus rayos apunta hacia abajo para cubrir la tierra, y otros de sus rayos apunta hacia arriba para cubrir el espacio aéreo. (El rayo de antena, también llamado . lóbulo principal de antena, es el lóbulo de radiación que contiene la mayor energía de radiación en un pequeño ángulo confinado por lo menos en una dimensión) . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1A (técnica anterior) : Una estación base típica de un sistema celular móvil y su cobertura. La FIGURA IB (técnica anterior) : El patrón de lóbulo en elevación de la antena de sector de inclinación hacia abajo en la FIGURA 1A. La FIGURA 1C: (técnica anterior) : La forma de cobertura tridimensional esquemática de una celda terrestre típica de un sistema celular móvil. La FIGURA ID: (técnica anterior) : La forma de > cobertura tridimensional esquemática de una red celular móvil terrestre.

La FIGURA 2A: Antena de sector de inclinación hacia arriba que cubre los pisos superiores de edificios elevados. La FIGURA 2B: Antena omnidireccional de inclinación hacia arriba que cubre los pisos superiores de edificios elevados. La FIGURA 2C: Antenas de sector de transmisión y recepción de inclinación hacia arriba que cubren los pisos superiores de los edificios elevados. La FIGURA 2D: El patrón de lóbulo en elevación de la antena de sector de inclinación hacia arriba en la FIGURA 2A. La FIGURA 2E: La forma de cobertura tridimensional esquemática de una celda hacia arriba de esta invención. La FIGURA 2F: La forma de cobertura tridimensional esquemática de una celda hacia arriba y sectores de esta invención. La FIGURA 2G: La forma de cobertura tridimensional esquemática de una red celular hacia arriba de esta invención. La FIGURA 3A: El perfil de cobertura espacial en elevación con una red celular hacia arriba sobrepuesta en una red celular terrestre en un primer modo. La FIGURA 3B: El perfil de cobertura espacial en elevación con una red celular hacia arriba sobrepuesta en una red celular terrestre en un segundo modo.

La FIGURA 3C: El perfil de cobertura espacial en elevación con una red celular hacia arriba sobrepuesta en una red celular terrestre en un tercer modo. La FIGURA 3D: El perfil de cobertura espacial en elevación con una red celular hacia arriba sobrepuesta en una red celular terrestre en un cuarto modo. La FIGURA 4A: Una modalidad del método y la estación base compartida de esta invención para eliminar interferencia entre una celda hacia arriba y una celda terrestre. La FIGURA 4B: Una modalidad del método y los transmisores y receptores de estación base compartida de esta invención para eliminar interferencia entre una celda hacia arriba y una celda terrestre. La FIGURA 4C: Una modalidad del método para eliminar la interferencia entre una celda hacia arriba y una celda terrestre utilizando frecuencias dedicadas o un espectro de frecuencia en una red celular hacia arriba. La FIGURA 5A: Una modalidad de la estructura del sistema de una retí celular hacia arriba de esta invención. La FIGURA 5B: Una modalidad de integración de sistema de una red celular hacia arriba y una red celular terrestre . La FIGURA 5C: Una modalidad de integración de sistema de una red celular hacia arriba y una red celular terrestre . La FIGURA 5D: Una modalidad de integración de sistema de una red celular hacia arriba y una red celular terrestre . La FIGURA 6A (técnica anterior) : Una antena de sector de estación base típica, su patrón de rayo y cobertura . La FIGURA 6B: Una modalidad del método para cubrir edificios elevados con una antena de rayo estrecho. La FIGURA 7A: Una modalidad de la antena de inclinación múltiple de rayos múltiples de esta invención en una sola banda. La FIGURA 7B: El patrón de lóbulo en elevación de la antena en la FIGURA 7?. La FIGURA 7C: Una modalidad de la antena de inclinación múltiple de rayos múltiples de esta invención en bandas duales. La FIGURA 7D: El patrón de lóbulo en elevación de la antena en la FIGURA 7C. La FIGURA 7E: Una modalidad de los medios de inclinación de rayo mecánicos de la antena de inclinación múltiple de rayos múltiples. La FIGURA 7F: Una modalidad de los medios de inclinación de rayo eléctricos de la antena de inclinación múltiple de rayos múltiples.

La FIGURA 1A a FIGURA ID describen la técnica anterior y su problema. La FIGURA 1A es una modalidad de una estación base típica de un sistema celular móvil y su cobertura. La antena 1 de sector de inclinación hacia abajo se conecta a un BTS 5 con un cable RF 4. Se monta en un poste 3. Su rayo se inclina hacia abajo ß grados por debajo del plano horizontal desde su posición de montaje. Su rayo cubre la tierra, edificios bajos 20a y los pisos inferiores de los edificios 20 elevados en su sector terrestre. Su rayo no cubre los pisos superiores de los edificios 20 elevados. La antena 1 actúa tanto como antena transmisora como antena receptora. La flecha 51 es el eje (o lóbulo principal) del rayo. (Una antena de sector tiene un patrón de radiación que es direccional tanto en azimut como en elevación. El rayo o el eje de lóbulo principal es la dirección de potencia de' radiación máxima del rayo o del lóbulo principal) . La FIGURA IB es una modalidad del patrón de lóbulo en elevación de la antena 1 de sector de inclinación hacia abajo en la FIGURA 1A tanto en la dirección de transmisión como de recepción. Debido a que existe reciprocidad entre las características de transmisión y recepción, una antena tiene el mismo patrón de lóbulo tanto en la misma dirección de transmisión como en la de recepción. El lóbulo 6 principal de la antena 1 de sector se inclina hacia aba'jo ß grados por debajo de un plano horizontal. (La dirección de lóbulo principal está en su dirección de radiación de potencia máxima) . Mientras que 7 es su primer lóbulo lateral superior; 8 es su primer lóbulo lateral inferior; y 9 es su lóbulo trasero. La flecha 51 es el eje de lóbulo principal. Nótese que la nulidad entre el lóbulo 6 principal y el primer lóbulo 7 lateral superior está justo alrededor del plano horizontal. Es el área de espacio donde se encuentran los pisos superiores de muchos edificios elevados. Generalmente, la fuerza de la señal celular en esta zona nula es 20dB más baja que la fuerza de la señal máxima de lóbulo principal. De modo que la inclinación hacia abajo de las antenas de estación base en un sistema celular hace que la señal celular en los pisos superiores de la mayoría de los edificios elevados sea 20dB más baja en fuerza en promedio que la señal celular en los pisos inferiores de los edificios elevados o en los edificios bajos en la misma área. Una coordenada XY se muestra como una referencia (el eje X representa la dirección horizontal y el eje Y representa la dirección de elevación) . La FIGURA 1C es una modalidad de la forma de cobertura tridimensional esquemática de una celda terrestre típica de un sistema celular móvil. El área y el espacio cubiertos por la antena 2 omnidireccional de inclinación hacia abajo, forman la celda 11 terrestre. Puede tener la forma de un gran domo que es alto en el centro y bajo alrededor del límite. Mientras que 13 es el límite de la celda 11 terrestre. La antena 2 se conecta al BTS 5 y se monta a una altura hl por encima de la tierra. La celda 11 terrestre no cubre un espacio mayor a hl . Su altura de cobertura disminuye a medida que la distancia de su centro de celda se incrementa. Debido a la reciprocidad entre las características de transmisión y de recepción de una antena, la celda 11 terrestre tiene aproximadamente la misma forma de cobertura y rango tanto en la dirección de transmisión como en la de recepción. (Una antena omnidireccional tiene un patrón de radiación que es no direccional en azimut. Su patrón de radiación vertical puede ser de cualquier forma) . La FIGURA ID es una modalidad de la forma de cobertura tridimensional esquemática de una red celular móvil terrestre tanto en la dirección de transmisión como de recepción. Una pluralidad de celdas terrestres yuxtapuestas en la superficie terrestre componen una red celular móvil terrestre. Estas celdas terrestres sólo cubren el espacio debajo de sus propias antenas de estación base de inclinación hacia abajo. La cobertura cerca de sus límites de celda es peor tanto en fuerza de señal como en altura de cobertura. Como se describió anteriormente, una red celular móvil terrestre no cubre los pisos superiores de muchos edificios elevados. Es un problema que deberá solucionarse. La intención de esta invención es solucionar este problema en una manera rentable. La red celular móvil terrestre tiene aproximadamente el mismo rango y forma de cobertura tanto en las direcciones de . transmisión como de recepción. Las FIGURAS 2A a 2G ilustran el primer concepto básico de esta invención: La antena de estación base tiene su punto de lóbulo principal hacia arriba para cubrir los pisos superiores de los edificios elevados para incrementar la fuerza de la señal celular en este lugar; el espacio por encima de la tierra en un área geográfica se divide en una pluralidad de pequeños espacios de servicio — celdas hacia arriba; cada celda hacia arriba está cubierta por uno o una pluralidad de lóbulos principales hacia arriba de la antena de estación base tanto en la dirección de transmisión como de recepción; una pluralidad de celdas hacia arriba componen una red celular hacia arriba y cubren el espacio por encima de la tierra en el área geográfica. Con esto, una red celular hacia arriba proporciona una cobertura de señal celular en el espacio por encima de la tierra, especialmente en los pisos superiores de la mayoría de los edificios elevados, en el área geográfica para un sistema celular móvil. Las FIGURAS 4A a 4C ilustran el segundo concepto básico de esta invención: Una antena de inclinación hacia arriba y una antena de inclinación hacia abajo se acoplan entre si y enseguida se conectan a los transceptores de estación base. Es decir, comparten los transceptores de estación base, para compartir las frecuencias celulares o el espectro de frecuencia y evitar interferencia. Pueden compartir todo el BTS o parte del mismo de una estación base. La antena de inclinación hacia arriba cubre el espacio por encima de la tierra, o la celda hacia arriba; la antena de inclinación hacia abajo cubre la tierra, o la celda terrestre. Debido a que ambas antenas comparten la misma •fuente de señal de radio, no sucederá ninguna interferencia entre la celda hacia arriba y la celda terrestre. Esta técnica de eliminación de interferencia y la técnica de eliminación de interferencia del rayo de inclinación hacia abajo y el rayo de inclinación hacia arriba pueden combinarse para usar para eliminar interferencias en toda la red celular. Una estación base de un sistema celular móvil comprende por lo menos un BTS, por lo menos una antena transmisora y por lo menos una antena receptora. Cada BTS comprende por lo menos un transmisor y por lo menos un receptor. La antena transmisora se acopla a los transmisores y transmite las señales de radio generadas por los transmisores en su celda; la antena receptora se acopla a los receptores y recibe las señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en su celda. Ambas antenas tienen aproximadamente el mismo patrón característico de radiación. Se montan en una estructura de soporte de antena. Los transmisores generan una señal de radio celular que será proporcionada en su celda dentro de un rango de frecuencia que se puede reutilizar en más de una de las celdas de la red celular móvil. La señal de radio generada por los transmisores se radia de la antena transmisora en un patrón característico de radiación teniendo su lóbulo principal apuntando hacia arriba por encima de la antena transmisora en su celda. Los receptores reciben señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en su celda a través de la antena receptora. Una antena de estación base muy a menudo se utiliza como las dos antenas de transmisión y de recepción. Como se ha discutido anteriormente, la fuerza de la señal celular incrementará hasta 20dB en promedio en los pisos superiores de edificios elevados si una antena de estación base se inclina hacia arriba para que su lóbulo principal cubra esta área. Debido a la reciprocidad entre las características de transmisión y de recepción de la antena, la fuerza de las señales de radio recibidas generadas de las estaciones de suscriptor (teléfonos móviles, por ejemplo) , en ese lugar y recibidas por la antena de estación base incrementarán hasta 20dB en promedio al igual que en los receptores de estación base, si la antena de estación base se utiliza tanto como antena de transmisión como de recepción. En este lugar se cambiarán las condiciones de telecomunicación celular de manera significativa. Una antena de estación base inclinada hacia arriba puede cubrir los pisos superiores de muchos edificios elevados en su celda. Es una solución de cobertura rentable y fácil de implementar. (De aquí en adelante, una antena de estación base de rayo inclinado hacia arriba se llamará simplemente "antena de inclinación hacia arriba"; una antena de sector de estación base de rayo inclinado hacia arriba se llamará simplemente "antena de sector de inclinación hacia arriba"). El proceso de comunicación de radio entre una estación base y una estación de suscriptor en un sistema celular móvil se conoce bien en la técnica. No es el alcance de esta invención. En la mayoría de las situaciones, una antena se utiliza tanto como antena de transmisión como de recepción en las estaciones base de celular. Tiene la misma ganancia y selección de dirección en la transmisión y la recepción. Rechazará señales de radio de una estación de suscriptor fuera de su rango de cobertura. Por ejemplo, una antena de inclinación hacia arriba rechazará una señal de radio de una estación de suscriptor a nivel de tierra en su celda. La antena de inclinación hacia arriba puede utilizarse como una manera para eliminar las interferencias entre las celdas en una red celular móvil, del mismo modo que lo hace la antena de inclinación hacia abajo. Se puede utilizar antenas de transmisión y de recepción separadas en una estación base por ciertas razones. Pueden tener diferentes características para poder balacear las diferencias entre la conexión hacia abajo (de la estación base a la estación de suscriptor) y la conexión hacia arriba (de la estación de suscriptor a la estación base) . En ningún tipo de situación se prefiere que la estación base tenga el mismo grado y forma de cobertura en ambas dirección de transmisión y recepción en una red celular móvil. El espacio aéreo es tratado como una cobertura tridimensional en la presente. Además de las celdas terrestres y los sectores terrestres, los conceptos de celda hacia arriba y sector hacia arriba son presentados en esta invención. Una celda hacia arriba es un espacio predefinido por encima del nivel del piso y cubierto por uno o una pluralidad de lóbulos principales apuntando hacia arriba desde una o una pluralidad de antenas de estación base. Una celda hacia arriba puede dividirse en varios sectores hacia arriba (tres sectores hacia arriba, por ejemplo) . Un sector hacia arriba es un espacio predefinido por encima del nivel del piso dentro de una celda hacia arriba y cubierto por uno o una pluralidad de lóbulos principales apuntando hacia arriba desde una o una pluralidad de antenas de sector de estación base. Cada celda hacia arriba comprende por lo menos un BTS y por lo menos una antena (transmisora y receptora) . La antena se acopla al BTS y se monta en una estructura de soporte de antena. Cada sector hacia arriba comprende un BTS y por lo menos una antena de sector (transmisora y receptora) . La antena de sector se acopla al BTS y se monta en una estructura de soporte de antena. Excepto por las diferencias de cobertura, el sector y la celda hacia arriba no tienen diferencias significativas del sector y la celda terrestre. En un nivel de red, como el área terrestre dividida en celdas terrestres, el espacio por encima de la tierra en un área geográfica se divide en una pluralidad de espacios de servicio pequeños-celdas hacia arriba en un sistema celular móvil de esta invención. Una pluralidad de celdas hacia arriba comprende una red celular hacia arriba. Cubre el espacio por encima de la tierra en un área geográfica para un sistema celular móvil. Los espectros de frecuencia o las frecuencias celulares se reutilizan entre las celdas hacia arriba si es necesario (depende del tipo de sistema celular y la escala de red celular hacia arriba) . La red celular hacia arriba puede adoptar un plan de reutilización de frecuencia similar como lo hace la red celular terrestre existente para eliminar las interferencias entre las celdas hacia arriba, como el plan de reutilización de frecuencia 7/21 o 4/12 que se utiliza en el sistema celular GSM. Se prefiere en esta invención ajustar la altura de la antena de estación base y su ángulo de inclinación hacia arriba de lóbulo principal para eliminar las interferencias entre las celdas hacia arriba dentro de ciertas altitudes (depende del caso de aplicación) . La red celular hacia arriba además comprende por lo menos un centro de control. El centro de control se conecta con cada estación base de la red celular hacia arriba. Puede conectarse con otros sistemas de comunicación también. El centro de control controla la comunicación de la estación base y las estaciones de suscriptor de la red celular hacia arriba. También controla la comunicación entre su sistema celular móvil y otros sistemas. La manera en que el centro de control controla la comunicación en la red celular hacia arriba se conoce bien en la técnica. No pertenece al alcance de esta invención. La red celular terrestre existente cubre el nivel de tierra. La red celular hacia arriba puede integrarse con la misma para expandir su cobertura al espacio por encima del nivel de tierra en un área geográfica. Ambas redes celulares pueden compartir un centro de control de sistema común. En la aplicación para una cobertura de edificios elevados para un sistema celular móvil, el lóbulo principal hacia arriba de una antena de estación base apunta hacia los pisos superiores de los edificios elevados en su celda hacia arriba. Cada celda hacia arriba da servicio a las estaciones de suscriptor del sistema celular móvil en los pisos superiores de los edificios elevados en su celda hacia arriba; cada sector hacia arriba da servicio a las estaciones de suscriptor del sistema celular móvil en los pisos superiores de los edificios elevados en su sector hacia arriba. Se prefiere en esta invención ajusfar la altura de la antena de inclinación hacia arriba y su ángulo de inclinación hacia arriba de lóbulo principal para maximizar su cobertura en los pisos superiores de los edificios elevados en su celda hacia arriba y minimizar su cobertura en los edificios elevados fuera de sus celdas hacia arriba. La red celular terrestre existente ya cubre el nivel de tierra, los edificios bajos y los pisos inferiores de los edificios elevados, üna red celular hacia arriba puede integrarse con la misma para expandir su cobertura a los pisos superiores de la mayoría de los edificios elevados en un área geográfica. Pueden compartir un centro de control de sistema común. La red celular hacia arriba puede emplearse en otras aplicaciones. Por ejemplo, se puede implementar una red celular hacia arriba en un sistema celular móvil no terrestre para la cobertura del espacial. La FIGURA 2? ilustra el concepto básico de esta invención: La antena de inclinación hacia arriba cubre los pisos superiores de los edificios elevados. La antena 10 de sector se conecta al BTS 15 con el cable RF 4. Se monta en un poste 3. Tiene su grado o¡ de inclinación hacia arriba de rayo (10°, por ejemplo) por encima de la superficie horizontal desde su posición de montaje y apunta a los pisos superiores de los edificios 20 elevados en su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) . La flecha 51 es el eje de rayo (o lóbulo principal) . Las señales celulares generadas por los transmisores del BTS 15 son radiadas hacia arriba a través de la antena 10 y son proporcionadas a las estaciones de suscriptor en los pisos superiores de los edificios 20 elevados en su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) . Los receptores de BTS 15 reciben las señales de radio de celular generadas por las estaciones de suscriptor en los pisos superiores de los edificios 20 elevados en su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) a través de la antena 10. Aunque se puede inclinar hacia arriba mecánicamente como se muestra en la FIGURA 2A, el rayo de antena puede inclinarse hacia arriba eléctricamente, o de ambas maneras. En lugar del poste 3, la antena 10 puede montarse en cualquier estructura de soporte de antena como una torre o una azotea, etc. Aunque los objetivos de cobertura de la antena 10 son los edificios elevados en la FIGURA 2A, pueden ser torres o cualquier construcción elevada sobre la tierra. En la FIGURA 2A, la antena 10 actúa tanto como antena de transmisión como antena de recepción. Tiene aproximadamente la misma selección de dirección en la señal de radio de transmisión y de recepción. El BTS 15 tiene aproximadamente el mismo rango de cobertura tanto en la dirección de transmisión como de recepción. Eso significa que su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) tiene aproximadamente el mismo rango y forma de cobertura tanto en la dirección de transmisión como de recepción. La FIGURA 2B ilustra el mismo concepto que la FIGURA 2A, pero la antena 10 de sector de inclinación hacia arriba es reemplazada por una antena 14 omnidireccional de inclinación hacia arriba. La antena 14 proporciona una cobertura de señal celular en la celda hacia arriba. La FIGURA 2C ilustra el mismo concepto que la FIGURA 2A, pero la estación 15 base utiliza una antena lOt de sector de transmisión y una antena lOr de sector de recepción separadas. La antena lOt tiene su rayo apuntado hacia arriba a grados (10°, por ejemplo) por encima del plano horizontal desde su posición de montaje y cubre su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) . Se conecta a los transmisores (los TX) del BTS 15 por medio del cable RF 4. La antena lOr tiene su rayo apuntado hacia arriba los mismos grados por encima del plano horizontal desde su posición de montaje y cubre su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) . Se conecta a los receptores (los RX) del BTS 15 por medio del cable RF 4. Ambas antenas se montan en el poste 3. Tienen aproximadamente la misma selección de dirección. La flecha 51 es el eje de rayo (o lóbulo principal) . Las señales celulares generadas por los transmisores del BTS 15 son radiadas hacia arriba por encima de la antena lOt y son proporcionadas a las estaciones de suscriptor en su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) . Los receptores del BTS 15 reciben señales de radio celulares generadas por las estaciones de suscriptor en su sector hacia arriba (o celda hacia arriba) a través de la antena lOr. Aunque las antenas lOt y lOr pueden tener diferentes ganancias, se prefiere que tengan aproximadamente el mismo rango de cobertura, para obtener un equilibrio entre el enlace hacia arriba y el enlace hacia abajo. La FIGURA 2D es una modalidad del patrón de lóbulo en elevación de la antena 10 de sector de inclinación hacia arriba en la FIGURA 2A tanto en la dirección de transmisión como de recepción. El lóbulo 10 principal se inclina hacia arriba o¡ grados por encima del plano horizontal. Mientras que 17 es su primer lóbulo principal superior; 18 es su primer lóbulo lateral inferior; 19 es el lóbulo trasero. La flecha 51 es el eje de lóbulo principal. Se prefiere en ésta invención que, al ajusfar el ángulo de inclinación hacia arriba de la antena para que ocurra la nulidad entre el lóbulo 16 principal y el primer lóbulo 18 lateral inferior alrededor del plano horizontal de la posición de montaje de antena. Esto minimizará la fuerza de la señal celular alrededor del plano horizontal en la altura de montaje de la antena, para limitar la señal celular radiándose hacia otras celdas hacia arriba o celdas terrestres y minimizar las interferencias posibles. Una coordenada XY se muestra como referencia (el eje X represente la dirección horizontal y el eje Y representa la dirección en elevación).

La FIGURA 2E es una modalidad de la forma de cobertura tridimensional esquemática de la celda hacia arriba de esta invención tanto en la dirección de transmisión como de recepción. El espacio cubierto por la antena 14 omnidireccional de inclinación hacia arriba forma la celda 21 hacia arriba. Puede tener una forma similar a un gran domo pero volteado. Mientras que 23 es su limite. La antena 14 se conecta al BTS 15 y se monta a una altura h2 por encima del nivel de tierra. La celda 21 hacia arriba puede no cubrir el espacio más abajo de la altura h2. Su altura sin cobertura incrementa a medida que la distancia de su centro de celda incrementa. Se prefiere en esta invención que la celda superior tenga aproximadamente el mismo rango y forma de cobertura tanto en la dirección de transmisión como de recepción. La FIGURA 2F es una modalidad de la forma de cobertura tridimensional esquemática de una celda hacia arriba y sus sectores hacia arriba. La celda 21 hacia arriba se divide en tres sectores 22a, 22b y 22c hacia arriba. La antena 10a de sector de inclinación hacia arriba se conecta al BTS4 15a y cubre el sector 22a hacia arriba; la antena 10b de sector de inclinación hacia arriba se conecta al BTS5 15b y cubre el sector 22b hacia arriba; la antena 10c de sector de inclinación hacia arriba se conecta al BTS6 15c y cubre el sector 22c hacia arriba. Mientras que 23 es el limite de la celda 21 hacia arriba. Las tres antenas de sector de inclinación hacia arriba se montan a una altura h3 por encima del nivel de tierra. Se prefiere en está invención que un sector y una celda hacia arriba tenga aproximadamente el mismo rango y forma de cobertura tanto en la dirección de transmisión como de recepción. La FIGURA 2G es una modalidad de la forma de cobertura tridimensional esquemática de una red celular hacia arriba. Una pluralidad de celdas 21 hacia arriba que están yuxtapuestas en la superficie terrestre, componen una red celular hacia arriba. Se prefiere en esta invención adecuadamente ajusfar la altura de la antena y su ángulo de inclinación hacia arriba de rayo para maximizar la radiación de señal en su celda hacia arriba y limitar la radiación de señal fuera de su celda hacia arriba. ?1 igual que las antenas de inclinación hacia abajo y las antenas de sector de inclinación hacia abajo que eliminan las interferencias entre las celdas terrestres, las antenas de inclinación hacia arriba y las antenas de sector de inclinación hacia arriba también pueden eliminar interferencias entre las celdas hacia arriba dentro de cierta altitud (por ejemplo, la altura máxima del edificio elevado) en un área geográfica. Los pisos superiores de la mayoría de los edificios elevados en un área geográfica estarán cubiertos por la red celular hacia arriba. Esto soluciona el problema de la cobertura de los edificios elevados, que ha existido por mucho tiempo en el sistema celular móvil, en una manera rentable. Es preferible que una red celular hacia arriba tenga aproximadamente el mismo rango y forma de cobertura tanto en la dirección de transmisión como de recepción. Una red celular hacia arriba puede ser necesaria solamente en un área urbana en un sistema celular móvil. Los objetivos de cobertura limitados (edificios elevados) hacen que la red celular sea mucho más pequeña en escala, en comparación con la red celular terrestre en la misma área. Ayuda a reducir interferencias entre las celdas hacia arriba y las celdas hacia abajo y las celdas terrestres. En una ciudad mediana o pequeña, todas las celdas hacia arriba necesarias pueden estar dentro de un racimo. (Un racimo tiene siete celdas en un plan de reutilización de frecuencia de 7/21) . En este caso, no se necesita reutilizar una frecuencia celular en una red celular hacia arriba para un sistema celular móvil FDMA o TDMA. Una sola celda hacia arriba o sector hacia arriba puede ser suficiente para cubrir unos cuantos edificios elevados en un área celular aislada. La celda hacia arriba, el sector hacia arriba y la red celular hacia arriba de esta invención pueden implementarse en varios tipos de sistemas celulares móviles para proporcionar una cobertura de señal celular en los pisos superiores de los edificios elevados.

Teóricamente, el espectro de frecuencia o la frecuencia celular deben reutilizarse entre las celdas hacia arriba en una red celular hacia arriba. En una red celular hacia arriba real, ya sea que se reutilice o no el espectro de frecuencia o la frecuencia celular depende del tipo de sistema, estructura y escala de la red celular hacia arriba. Por ejemplo, si el sistema celular móvil es un sistema CDMA, entonces el mismo espectro de dispersión se reutiliza entre todas las celdas hacia arriba en un área geográfica. Para el sistema celular móvil TDMA o FDMA, la frecuencia celular puede reutilizarse entre las celdas hacia arriba si la red celular hacia arriba es mayor que un racimo. Una red celular hacia arriba de gran escala es necesaria en una gran ciudad donde existen muchos edificios elevados en un área- urbana más amplia . Las FIGURAS 3A a 3D son modalidades del perfil de cobertura de espacio en elevación cuando una red celular hacia arriba se traslapa en una red celular terrestre de diferentes maneras. Para expandir la cobertura de un sistema celular móvil terrestre al espacio por encima del nivel de tierra, especialmente a los pisos superiores de los edificios elevados, una red celular hacia arriba puede traslaparse en la red celular terrestre existente. Existen muchas maneras posibles para traslapar una red celular hacia arriba sobre una red celular terrestre. Las FIGURAS 3A a 3D son cuatro ejemplos . En la FIGURA 3A, una celda hacia arriba se traslapa en una celda terrestre con las antenas de estación base de ambas celdas en próximamente a la misma altura y próximamente en el mismo lugar. Las celdas 21b, 21a y 2le hacia arriba (las áreas de linea continua) se encuentran en las celdas 11b, lia, lie terrestres (las áreas de linea punteada) respectivamente. Los interespacios 29 son el espacio no cubierto por tanto las celdas hacia arriba como las celdas terrestres. En la FIGURA 3A, la estación base de una celda hacia arriba es colocada con la estación base de una celda terrestre. La FIGURA 3B muestra el mismo escenario que la FIGURA 3A, excepto que la antena de estación base de la celda hacia arriba se encuentra por debajo de la antena de estación base de una celda terrestre aproximadamente en el mismo lugar. Los espacios 28 traslapados (áreas sombreadas) son el espacio cubierto tanto por las celdas hacia arriba como por las celdas terrestres. La ventaja del traslape en la FIGURA 3A y la FIGURA 3B es que la celda hacia arriba puede compartir toda o parte de la instalación de la estación base existente de la celda terrestre, tal como el cuarto de equipo, el suministro de energía, torre y portadores, etc. Como se muestra en la FIGURA 4A, aún el BTS existente de la celda terrestre puede compartirse. La manera del traslape en la FIGURA 3B proporciona una mejor cobertura de espacio que la manera de traslape de la FIGURA 3A, ya que menor espacio se encuentra sin estar cubierto en la FIGURA 3B. En la FIGURA 3C, un centro de celda hacia arriba se ubica cerca del limite entre dos celdas terrestres con antenas.de estación base tanto de celdas hacia arriba como de celdas terrestres en aproximadamente a la misma altitud. El centro de la celda 21b hacia arriba está cerca del limite entre la celda 11b y lia terrestre; el centro de la celda 21a hacia arriba está cerca del limite entre la celda lia y lie terrestre; el centro de la celda 21e hacia arriba está cerca del limite entre la celda lie y llg terrestre. Los interespacios 29 son los espacios no cubiertos por las celdas hacia arriba y las celdas terrestres. La FIGURA 3D muestra el mismo escenario que la FIGURA 3C, excepto que la antena de estación base de una celda hacia arriba está por debajo de la antena de estación base de una celda terrestre en altitud. Los espacios 28 traslapados (áreas sombreadas) son los espacios cubiertos por las celdas hacia arriba y las celdas terrestres. La ventaja del traslape en la FIGURA 3C y en la FIGURA 3D es que se tiene libertad de. elección del lugar de una estación base de celda hacia arriba. La manera de traslapar en la FIGURA 3D proporciona una mejor cobertura de espacio que la manera de traslapar en la FIGURA 3C, ya que se cubre más espacio en la FIGURA 3D. Una red celular hacia arriba práctica puede combinar las diferentes estrategias de traslape para lograr una rentabilidad y flexibilidad para la cobertura de edificios elevados. La FIGURA 4A ilustra un contenido importante de esta invención: una estación base compartida entre una celda hacia arriba (o sector hacia arriba) y una celda terrestre (o sector terrestre) , y un método para evitar la interferencia de frecuencia entre una celda hacia arriba y una celda hacia abajo. También es un método para compartir frecuencias celulares o espectros de frecuencia y aparatos de estación base entre una celda hacia arriba y una celda terrestre mientras que se elimina la frecuencia entre las mismas. A medida que los espectros de frecuencia disponibles para cada sistema celular móvil se ven limitados y el hecho de que la mayoría de los espectros de frecuencia han sido totalmente explotados en los sistemas celulares móviles terrestres existentes, especialmente en las áreas urbanas, es posible que una red celular hacia arriba tenga que compartir los espectros de frecuencia o frecuencias celulares con una red celular terrestre. De esto surge un nuevo problema: interferencias de frecuencia entre los mismos. La invención soluciona este problema fácilmente. La solución es que una celda hacia arriba y una celda terrestre sustancialmente dispuesta comparten todos o parte de los receptores y los transmisores de la estación base. Es decir, que compartan todo el BTS o parte del mismo. Los receptores y transmisores compartidos comprenden por lo menos un canal de control y por lo menos un canal de tráfico del sistema celular móvil. Una antena de transmisión de la celda hacia arriba y una antena de transmisión de la celda terrestre se acoplan entre si con un divisor/combinador o un acoplador (uniforme o desigualmente dividiendo/combinando la señal RF) y enseguida conectarse a los transmisores compartidos (los TX) ; una antena receptora de la celda hacia arriba y una antena receptora de la celda terrestre se acoplan entre si con un divisor/combinador o un acoplador y enseguida se conectan a los receptores compartidos (los RX) . En esta solución, una celda hacia arriba se convierte en la extensión de una celda terrestre en el espacio por encima del nivel de tierra. No se introduce interferencia entre las mismas. Las señales celulares generadas por los transmisores compartidos son radiadas hacia arriba por encima de la antena transmisora de la celda hacia arriba y son proporcionadas a las estaciones de suscriptor en la celda hacia arriba; también son radiadas hacia abajo por debajo de la antena transmisora de la celda terrestre y se proporcionan a las estaciones de suscriptor en la celda terrestre. Los receptores compartidos reciben señales de radio celulares generadas por las estaciones de suscriptor en la celda hacia arriba a través de la antena receptora de la celda hacia arriba; también reciben señales de radio celulares generadas por las estaciones de suscriptor en las celdas terrestres a través de la antena receptora de la celda terrestre. En esta situación, la celda hacia arriba y la celda terrestre también comparten frecuencias celulares o espectros de frecuencia y muchos aparatos de sistema celular móvil, tales como portadores y centros de control, etc. Esta solución es muy rentable y fácil de implementar . El sistema celular móvil existente fácilmente expande su cobertura hasta el espacio por encima del nivel de tierra, especialmente a los pisos superiores de edificios elevados, a un costo mínimo añadiendo antenas de inclinación hacia arriba a sus sistemas de antena de estación base. La FIGURA 4? es una modalidad de esta solución. La antena 10 de sector de inclinación hacia arriba del sector hacia arriba y la antena 1 de sector de inclinación hacia abajo del sector terrestre se acoplan entre si con un divisor/combinador 30 (o acoplador) y enseguida se conectan a los transmisores y receptores compartidos del BTS 5 con cables RF 4. El rayo de la antena 10 se inclina hacia arriba a grados (10°, por ejemplo) por encima de la superficie horizontal desde su posición de montaje y apunta hacia los edificios 20 elevados en su sector hacia arriba. El rayo de la antena 1 se inclina hacia abajo ß grados (8o, por ejemplo) por debajo de la superficie horizontal desde su posición de montaje y apunta hacia el piso y los edificios 20a bajos en su sector terrestre. Ambas antenas se montan en el poste 3. La flecha 51 es el eje de rayo (o lóbulo principal) . En la FIGURA 4A, el sector hacia arriba se convierte en la extensión del sector terrestre en el espacio por encima del nivel del piso. Las señales celulares generadas por los transmisores del BTS 5 son radiadas hacia arriba por encima de la antena 10 y son proporcionadas a las estaciones de suscriptor en el sector hacia arriba; también son radiadas hacia abajo por debajo de la antena 1 y proporcionadas a las estaciones de suscriptor en el sector terrestre. Los receptores del BTS 5 reciben señales de radio celulares generadas por las estaciones de suscriptor en el sector hacia arriba a través de la antena 10; también reciben señales de radio celulares generadas por las estaciones de suscriptor en el sector terrestre a través de la antena 1. Mientras que se muestra montada por debajo de la antena 1 de inclinación hacia abajo en la FIGURA 4?, la antena 10 de inclinación hacia arriba puede montarse por encima o a la misma altura como esta. Aunque la antena 1 se muestra como una antena de sector de inclinación hacia abajo en la FIGURA 4A, puede ser una antena omnidireccional de inclinación hacia abajo. Aunque la antena 10 se muestra como una antena de sector de inclinación hacia arriba en la FIGURA 4A, puede ser una antena omnidireccional de inclinación hacia arriba. Aunque se muestra un poste 3 en la FIGURA 4A, puede ser una estructura de soporte de antena, como una torre o una azotea, etc. Aunque todos los transmisores y todos los receptores del BTS 5 son compartidos en la FIGURA 4A, puede solo una parte de estos estar compartida por la antena 1 y la antena 10. En la FIGURA 4A, cuando un divisor/combinador (o un acoplador) se inserta en el sistema de antena, se introducirá aproximadamente una pérdida de 3dB (cuando la señal RF se divide uniformemente) al sistema de antena de sector terrestre. Ya que la mayoría de los sectores y las celdas terrestres en el área urbana son de tamaños pequeños y sus estaciones base utilizan antenas de bajas ganancias, al reemplazarlas con antenas de mayor ganancia pueden compensar fácilmente esta pérdida. En la FIGURA 4A, la antena 1 y la antena 10 actúan tanto como antena transmisora como receptora. En esta solución, la celda hacia arriba (o sector) también comparte el centro de control y el portador de red de la red celular terrestre. (Nótese que, el di isor/combinador o acoplador en la presente hace referencia a una potencia de señal de radio dividida de un sentido a dos o más sentidos en la dirección de transmisión; y para combinar señales de radio de dos o más sentidos a un sentido en la dirección receptora. Algunas veces lo llamamos divisor de potencia cuando la potencia de señal de radio se divide uniformemente de un sentido a dos sentidos. Es un dispositivo pasivo. No se procesa ninguna información de señal. Tanto en la dirección de transmisión como de recepción, la señal de radio de entrada y su señal de radio de salida contienen exactamente la misma información, excepto que la fuerza de la señal cambia y existe un pequeño cambio de tiempo entre las mismas debido a la trayectoria de radio dentro del divisor/combinador o acoplador. En la dirección de transmisión, las señales de salida de dos sentidos o más sentidos se dividen de la misma señal de entrada que contiene exactamente la misma información, excepto que la fuerza de señal en cada sentido puede ser diferente una de la otra y puede existir un pequeño cambio de tiempo entre las mismas debido a que las trayectorias de radio de cada sentido pueden ser ligeramente diferentes una de la otra dentro del divisor/combinador o acoplador) . La FIGURA 4A también es una modalidad de una estación base compartida entre una celda hacia arriba (o sector hacia arriba) y una celda terrestre (o sector terrestre) . Una celda hacia arriba (o sector hacia arriba) y una celda terrestre (o sector terrestre) comparten el BTS común de una estación base. La estación base es una estación base compartida. Puede ser que sólo parte de los transmisores y receptores de una estación base compartida sean compartidos entre una celda hacia arriba (o sector hacia arriba) y una celda terrestre (o sector terrestre). La ventaja de una estación base compartida es obvia. Incluye expansión de cobertura, ahorro en costos, ahorro en frecuencia e inmunidad de interferencia. La FIGURA 4B es otra modalidad de una estación base compartida de esta invención. Tanto como antena transmisora como receptora en la FIGURA 4A, antenas transmisoras y receptoras separadas se utilizan en la estación base compartida en la FIGURA 4B. La antena lOt de inclinación hacia arriba del sector hacia arriba (o celda hacia arriba) y la antena It de inclinación hacia ' abajo del sector terrestre (o celda terrestre) ' se acoplan entre si con un divisor/combinador 30 (o un acoplador) y enseguida se conectan a los transmisores compartidos del BTS 5 con cables RF 4; la antena lOr de inclinación hacia arriba del sector hacia arriba (o celda hacia arriba) y la antena Ir de inclinación hacia abajo del sector terrestre (o celda terrestre) se acoplan entre si con otro divisor/combinador 30 (o un acoplador) y enseguida se conectan a los receptores compartidos del BTS 5 con cables RF 4. En esta modalidad, las antenas lOt y It actúan como antena transmisora; las antenas lOr y Ir actúan como antena receptora. Las antenas lOt y lOr pueden tener aproximadamente el mismo ángulo de inclinación hacia arriba y aproximadamente el mismo rango de cobertura en el sector hacia arriba (o celda hacia arriba) ; las antenas lt y Ir pueden tener aproximadamente el mismo ángulo de inclinación hacia abajo y aproximadamente el mismo rango de cobertura en el sector terrestre (o celda terrestre) . En las situaciones como se muestra en las FIGURAS 4A Y 4B, el sector hacia arriba (o celda hacia arriba) cubierto por la antena de inclinación hacia arriba y el sector terrestre (o celda terrestre) cubierto por la antena de inclinación hacia abajo pueden considerarse como un sector (o celda) , que tiene un grado de cobertura de espacio tridimensional. El sector hacia arriba (o celda hacia arriba) es la extensión del sector terrestre (o celda terrestre) en el espacio por encima del nivel de tierra. Cuando una estación de suscriptor se mueve entre las mismas, no ocurre ninguna conmutación. Por ejemplo, cuando una persona en una llamada telefónica móvil se mueve desde la planta baja en uno de los edificios 20 elevados a su planta alta en la FIGURA. 4A, el enlace de comunicación de radio de la llamada telefónica se mantiene entre su teléfono móvil y el BTS 5. Otra solución para eliminar la interferencia entre la red celular hacia arriba y la red celular terrestre es utilizar espectros de frecuencia o frecuencias celulares dedicadas en la red celular hacia arriba en un área geográfica. Por ejemplo, algunos canales de frecuencia celulares reservados que no han sido utilizados en el sistema celular móvil existente pueden utilizarse como frecuencias celulares dedicadas en redes celulares hacia arriba. En esta solución, la red celular hacia arriba puede ser independiente de la red celular terrestre. Las estaciones base de las celdas hacia arriba pueden ubicarse en cualquier lugar favorable en el área geográfica. No tienen que estar dispuestas con las estaciones base de las celdas terrestres. La red celular hacia arriba puede adoptar diferentes estructuras de red celular y planes de reutilización de frecuencia. Por ejemplo, la red celular hacia arriba puede adoptar un plan de reutilización de frecuencia de 4/12, mientras que la red celular terrestre puede adoptar un plan de reutilización de frecuencia de 7/21. La red celular hacia arriba puede compartir el centro de control de sistema de la red celular terrestre, o puede tener su propio centro de control de sistema. Los dos métodos descritos anteriormente pueden integrarse de manera flexible en un sistema celular móvil para lograr una cobertura máxima y rentabilidad. Es decir, algunas celdas hacia arriba comparten las estaciones base y el centro de control de sistema con las celdas terrestres; algunas celdas hacia arriba tienen sus propias estaciones base y centro de control de sistema, o comparten el centro de control de sistema con las celdas terrestres. La FIGURA 2? es también una modalidad en la cual el sector hacia arriba utiliza frecuencias dedicadas o espectros de frecuencia en su estación base. La FIGURA 2B también es una modalidad en la cual la celda hacia arriba utiliza frecuencias o espectros de frecuencia dedicados en su estación base. La FIGURA 4C es otra modalidad en la cual los espectros de frecuencia o frecuencias dedicadas se utilizan en la estación base de las celdas hacia arriba. En la FIGURA 4C, la estación base de un sector hacia arriba y la estación base de un sector terrestre están dispuestas. Los espectros de frecuencia y las frecuencias dedicadas se utilizan en el BTS4 15 de sector hacia arriba. La antena 10 de sector de inclinación hacia arriba del sector hacia arriba se conecta a su BTS4 15 con un cable RF 4. La antena 1 del sector de inclinación hacia abajo del sector terrestre se conecta al BTS1 5 con el cable RF 4. Ambas antenas se montan en el poste 3. La flecha 51 es el eje de rayo (o lóbulo principal) . La antena 1 y la antena 10 cada una actúan tanto como antena transmisora como receptora. En la FIGURA 4C, el BTS4 15 del sector hacia arriba y el BTS1 5 del sector hacia abajo son independiente uno del otro. Operan en espectros de frecuencia o frecuencias celulares diferentes. La FIGURA 5A a FIGURA 5D son modalidades del sistema de una red celular hacia arriba y sus integraciones con el sistema de una red celular terrestre.

La red celular hacia arriba de esta invención además comprende por lo menos un centro de control (un centro de conmutación, por ejemplo) . Controla la comunicación de la red celular hacia arriba y la comunicación con otros sistemas, como una red celular terrestre y el PSTN (red telefónica conmutada pública) , etc. Una red celular hacia arriba y una red celular terrestre pueden compartir un centro de control común. La FIGURA 5A es una modalidad del sistema de una red celular móvil hacia arriba de esta invención. En la FIGURA 5A, siete celdas 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f y 21g hacia arriba comprenden una red celular móvil hacia arriba. Las celdas 21a hacia arriba se dividen en tres sectores 22al, 22a2 y 22a3 hacia arriba; la celda 21c hacia arriba se divide en tres sectores 22cl, 22c2 y 22c3 hacia arriba. La celda 21d hacia arriba no es una celda completa. Sólo contiene dos sectores 22dl y 22d3 hacia arriba. La celda 21e hacia arriba no es una celda completa. Solo contiene un sector 22el hacia arriba. La celda 21f hacia arriba no es una celda completa tampoco. Contiene sólo un sector 22fl hacia arriba. Las celdas 22b y 22g hacia arriba no se dividen en sectores. Cada una de estas puede estar cubierta por una antena omnidireccional de inclinación hacia arriba. Cada celda hacia arriba tiene un BTS en aproximadamente su centro de celda. Son BTS 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f y 15g respectivamente.

El BSC1 (centro de control de estación base) 25a controla el BTS 15a, 15e 15f y 15g de la celda 21a, 21e, 21f y 21g' hacia arriba respectiva por medio de los portadores 27 (cable, fibra, microonda, radio, etc.)- El BSC2 25b controla el BTS 15b, 15c y 15d de la celda 21b, 21c y 21d hacia arriba respectiva por medio de los portadores 27. El MSC 24 controla el BSC1 25a y el BSC2 25b por medio de los portadores 26 (cable, fibra, microonda, radio, etc.). También se conecta al PSTN. La estructura y operación del sistema celular móvil hacia arriba es similar al sistema celular móvil terrestre existente excepto que sus celdas y sectores terrestres son reemplazados con celdas y sectores hacia arriba. La manera en que este sistema trabaja se conoce bien en la técnica. No pertenece al alcance de esta invención. La FIGURA. 5B es una modalidad de la integración del sistema celular móvil hacia arriba y el sistema celular móvil terrestre. Como se muestra en la FIGURA 5B, las lineas punteadas y los circuios representan una red celular móvil terrestre; las lineas continuas y los circuios representan una red celular móvil hacia arriba. Se integran entre si. La red celular móvil terrestre comprende siete celdas lia, 11b, 11c, lid, lie, llf y llg terrestres. Cada celda terrestre tiene un BTS en aproximadamente su centro de celda. Son BTS 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f y 5g respectivamente. El BSC1 25a controla las celdas lia, lie, llf y llg terrestres por medio de los portadores 27. El BSC2 25b controla las celdas 11c, lid y lie terrestres por medio de los portadores 27, el MSC 24 controla el BSCl 25a y el BSC2 25b por medio de los portadores 26. Cada celda terrestre se divide en tres sectores terrestres. Por ejemplo, la celda lid terrestre se divide en sectores 12dl, 12d2 y 12d3 terrestres. La red celular móvil hacia arriba comprende cinco celdas 21a, 21b, 21c, 21f y 21g hacia arriba. La celda 21a hacia arriba se divide en tres sectores 22al, 22a2 y 22a3 hacia arriba; la celda 21b hacia arriba se divide en tres sectores 22bl, 22b2 y 22b3 hacia arriba; la celda 21g hacia arriba se divide entres sectores 22gl, 22g2 y 22g3 hacia arriba. La celda 21c hacia arriba no es una celda completa. Contiene sólo dos sectores 22cl y 22c3 hacia arriba. La celda 21f hacia arriba tampoco es una celda completa. Contiene sólo un sector 22fl hacia arriba. En esta modalidad, cada celda hacia arriba comparte un BTS común con una celda terrestre. La celda 21a hacia arriba comparte el BTS 5a de la celda lia terrestre; la celda 21b hacia arriba comparte el BTS 5b de la celda 11b terrestre; la celda 21c hacia arriba comparte el BTS 5c de la celda 11c terrestre; la celda 21f hacia arriba comparte el BTS 5f de la celda llf terrestre; la celda 21g hacia arriba comparte el BTS 5g de la celda llg terrestre. De modo que la red celular móvil hacia arriba también comparte el BSCl 25a, BSC2 25b y el MSC 24 de la red celular móvil terrestre. Esta modalidad representa la situación cuando las antenas de inclinación hacia arriba se acoplan entre si con las antenas de las celdas terrestres y/o los sectores terrestres para compartir los BTS de algunas celdas terrestres y/o sectores terrestres en un sistema celular móvil (como se muestra en la FIGURA 4A) . Es la manera más rentable de expandir la cobertura de la red celular móvil a los pisos superiores de los edificios elevados. La manera en que este sistema trabaja se conoce bien en la técnica. No pertenece al alcance de esta invención. la FIGURA 5B también es una modalidad de la estación base compartida, y el método para evitar la interferencia entre la red celular hacia arriba y la red celular terrestre. La FIGURA 5C es otra modalidad de integración de un sistema celular móvil hacia arriba y un sistema celular móvil terrestre. Como se muestra en la FIGURA 5C, los circuios y lineas punteadas representan una red celular móvil terrestre; los circuios y lineas continuas representan una red celular móvil hacia arriba. Se integran entre si. La red celular móvil terrestre comprende siete celdas lia, 11b, 11c, lid, lie, llf y llg terrestres. Cada celda terrestre tiene un BTS en aproximadamente su centro de celda. Son los BTS 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f y 5g respectivamente. El BSC1 25a controla la celda lia, lie, llf y llg terrestre por medio de portadores.

El BSC2 25b controla la celda 11b, 11c y lid terrestre por medio de portadores, el MSC1 24a controla el BSC1 25a y el. BSC2 25b por medio de portadores. A diferencia de la FIGURA 5B, no se comparten los BTS, BSC y MSC entre las celdas hacia arriba y las celdas terrestres en la FIGURA 5C. La red celular móvil hacia arriba comprende tres celdas 21a, 21b y 21c hacia arriba. Cada celda hacia arriba está ubicada aproximadamente cerca del límite de las celdas terrestres. La celda 21a hacia arriba no es una celda completa. Contiene dos sectores 22al y 22a3 hacia arriba. La celda 21b hacia arriba no tiene sector. Puede estar cubierta por una antena omnidireccional de inclinación hacia arriba. La celda 21c hacia arriba se divide en tres sectores 22cl, 22c2 y 22c3 hacia arriba. Cada celda hacia arriba tiene un BTS en aproximadamente su centro de celda (en el término de la dirección del azimut) . Son el BTS 15a, 15b y 15c respectivamente. Él BSC3 25c los controla por medio de los portadores 27. La red celular móvil hacia arriba tiene su propio centro MSC2 24b de control. Controla el BSC3 25c por medio del portador 26. El MSC 24b también se conecta al PSTN. En esta modalidad, el sistema celular móvil hacia arriba es independiente del sistema celular móvil terrestre. La FIGURA 5C también es una modalidad del método para evitar la interferencia entre la red celular hacia arriba y la red celular terrestre utilizando espectros de frecuencia o frecuencias dedicadas en la red celular hacia arriba. Las frecuencias dedicadas se utilizan en la celda 15a, 15b y 15c hacia arriba en la FIGURA 5C para evitar la interferencia con la red celular terrestre. La FIGURA 5D es una modalidad de una integración más complicada de un sistema celular móvil hacia arriba y el sistema celular móvil terrestre. Es la combinación de ' la integración de las modalidades en la FIGURA 5B y en la FIGURA 5C. Es decir que algunas celdas hacia arriba y algunos sectores hacia arriba comparten los BTS, los BSC y MSC de las celdas terrestres, sectores terrestres y la red celular terrestre; algunas celdas hacia arriba y algunos sectores hacia arriba tienen su propios BTS, BSC y MSC. En la FIGURA 5D, una celda 21s hacia arriba comparte el BTS 5b de la celda 11b terrestre. Contiene dos sectores 22sl y 22s3 hacia arriba. La celda 21t hacia arriba comparte el BTS 5c de la celda 11c terrestre. Contiene dos sectores 22tl y 22t3 hacia arriba. La celda 21s y 21t hacia arriba comparten el BSC2 25b y el MSC1 24a de la red celular móvil terrestre. Mientras que la celda 21a, 21b y 21c hacia arriba cada una tiene su propio BTS ubicado cerca del limite de las celdas terrestres. Son los BTS 15a, 15b y 15c respectivamente. También tienen su propio BSC3 25c y MSC2 24b propio. Todas las celdas 21a, 21b, 21c,' 21s y 21t hacia arriba componen una red celular móvil hacia arriba. Esta modalidad proporciona flexibilidad y rentabilidad para que un sistema celular móvil expanda su cobertura al espacio por encima del nivel del piso. La FIGURA 5D también es una modalidad de la combinación del método de evitar la interferencia compartiendo la estación base entre la celda hacia arriba y la celda terrestre y el método de evitar la interferencia utilizando el espectro de frecuencia o las frecuencias dedicadas en la red celular hacia arriba. Las frecuencias dedicadas utilizan en la celda 21a, 21b y 21c hacia arriba en la FIGURA 5D para evitar la interferencia con las celdas terrestres . Para un sistema celular móvil CDMA, se puede reutilizar el mismo espectro de dispersión de la celda terrestre en una celda hacia arriba cuando las estaciones base de ambas celdas no están dispuestas. En este caso, las celdas hacia arriba actúan como una celda vecina en el espacio de las celdas terrestres. Por ejemplo, si el sistema celular móvil es un sistema CDMA en la FIGURA 5C, la celda 21ar 21b y 21c hacia arriba pueden utilizar el mismo espectro de dispersión de las celdas terrestres. Además de actuar como la celda vecina de la celda 21a y 21c hacia arriba, la celda 21b hacia arriba también actúa como la celda vecina de la celda lia, 11b y llg terrestre en el espacio por encima del nivel de tierra. En una red celular tridimensional, debemos considerar las celdas vecinas en una vista tridimensional.

Una antena de sector de estación base típica tiene un patrón de rayo amplio en azimut pero estrecho en elevación, que se ajusta bastante bien a la cobertura del sector terrestre. La FIGURA 6A ilustra una antena de sector de estación base típica, su cobertura y su patrón de rayo. La antena 31 de sector comprende un conjunto de elementos de radiación (por ejemplo, dipolos) 32 que se alinean en un plano vertical. Genera un. rayo 33 cuya anchura de rayo en azimut f (45°, por ejemplo) es mucho mayor que su anchura de rayo en elevación T (10°, por ejemplo) . El rayo 33 no puede cubrir todo el edificio 20 elevado cuando la antena 31 está cerca al mismo (500 metros, por ejemplo), aún si se inclina hacia arriba. Una coordenada XYZ se muestra como una referencia (el eje Y representa la dirección en elevación, el eje X y el eje Z representan dos direcciones perpendiculares en un plano horizontal) . Los edificios elevados no se encuentran en todas partes. Pueden concentrarse en una pequeña área de negocios en una ciudad y estar intercalados en una amplia área urbana. Quizá sólo existan unos cuantos edificios elevados a ser cubiertos en un área geográfica. A medida que se adoptan celdas de tamaño . pequeño en los sistemas celulares móviles en las ciudades, muchas estaciones base celulares se ubican cerca de los edificios elevados. En lugar de cubrir toda la celda hacia arriba, una antena de estación base puede enfocarse a su cobertura en el edificio elevado individual. Para hacerlo, se beneficia el rendimiento del sistema para una señal de celular más fuerte en edificios elevados y menos interferencia en su red celular, debido a que la radiación de la antena se enfoca en un espacio de empalme de una celda en lugar de en toda la celda. Esta invención proporciona otro método para la cobertura de señal celular en edificios elevados para un sistema celular móvil. Es decir, proporciona una antena de rayo estrecho cuyo rayo tiene una anchura de rayo en elevación mayor que su anchura de rayo en azimut a la estación base de un sistema celular móvil. Esta antena se conecta al BTS de la estación base. Radia señales celulares generadas por el BTS en un patrón de rayo que es ancho en elevación pero estrecho en azimut, y apunta su rayo a los edificios elevados cercanos. Para evitar la interferencia, ya sea que su rayo se incline hacia arriba para apuntar hacia arriba o que. se utilicen espectros de frecuencia o frecuencias de celular dedicadas en la estación base. Esta solución es útil para cubrir un solo edificio elevado o un grupo de edificios elevados, que están adyacentes entre si a una corta distancia. La FIGURA 6B es una modalidad de la antena y el método. La antena 34 comprende un conjunto de elementos de radiación (dipolos, por ejemplo) 35 que se alinean en un plano horizontal. Esto genera un rayo 36 cuya anchura de rayo en elevación T (45°, por ejemplo) es mayor que su anchura de rayo en azimut f (10°, por ejemplo) . Se inclina hacia arriba OÍ grados (30°, por ejemplo) para cubrir el edificio 20 elevado. La coordenada XYZ se muestra como una referencia. La antena 34 puede fabricarse fácilmente. Sólo con rotar la antena 31 en la FIGURA 6A 90° en sentido de las manecillas del reloj alrededor del eje X, se convierte en la antena 34 en la FIGURA 6B. La antena 34 se ajusta a la cobertura individual o de un pequeño grupo de edificios elevados a una corta distancia. Las FIGURAS 7A a 7F ilustran un nuevo tipo de antena de inclinaciones múltiples de múltiples rayos, que puede utilizarse para cubrir tanto celda hacia arriba (o sector hacia arriba) como celda terrestre (o sector terrestre) con una sola antena. Ya que los espacios de montaje de antena son limitados y muchas antenas deberán montarse en la estructura de soporte de antena en una estación base, es preferible que una sola antena tenga múltiples funciones. Además de ahorrar espacio, una antena de funciones múltiples también es económica. Por esta razón, se ha inventado un nuevo tipo de antena de estación base de* inclinaciones múltiples de múltiples rayos para cubrir tanto celda terrestre (o sector terrestre) como celda hacia arriba (o sector hacia arriba) con una sola antena. Comprende por lo menos dos conjuntos de elementos de radiación, un dispositivo de soporte y medios para inclinar sus rayos. Cada conjunto de elementos de radiación comprende por lo menos dos elementos de radiación. Los elementos de radiación de cada conjunto se montan en el dispositivo de soporte en relaciones separadas. Esta antena también comprende una estructura de montaje, un alojamiento y un puerto (o puertos) de señal de entrada/salida. Los conjuntos de elementos de radiación, el dispositivo de soporte y los medios para inclinar los rayos se colocan dentro del alojamiento. El primer conjunto de elementos de radiación genera un primer rayo en una primera dirección; el segundo conjunto de elementos de radiación genera un segundo rayo en una segunda dirección que es diferente de la primera dirección. Los medios de inclinación de rayo incluyen medios mecánicos, o medios eléctricos o ambos medios, para inclinar cada uno de los rayos en la dirección predefinida. De este modo, la antena proporciona una cobertura de señal de radio en dos direcciones. Cada rayo puede ser omnidireccional o direccional. El primer conjunto y el segundo conjunto pueden operar en la misma banda de frecuencia celular móvil o en diferentes bandas de frecuencia celular móvil que no están totalmente traslapadas. La polaridad del primer rayo y la polaridad del segundo rayo pueden ser iguales o diferentes. El ángulo entre los dos rayos es de entre 3o y 60°. Se prefiere en esta invención que cuando se utilice la antena en una estación base celular, su primer rayo apunte hacia abajo y su segundo rayo apunte hacia arriba. De modo que cubra tanto las celdas terrestres (o sector terrestre) como las celdas hacia arriba (o sector hacia arriba) con una sola antena . La FIGURA 7A es una modalidad de la antena de la estación base de inclinaciones múltiples de múltiples rayos de esta invención, que está en una sola banda de frecuencia celular y en una polaridad vertical. La FIGURA 7B ilustra su patrón de lóbulo en elevación. La antena 38 de doble inclinación de doble rayo comprende dos conjuntos de elementos 39 de radiación (por encima de la linea punteada) y 40 (por debajo de la linea punteada) . Ambos conjuntos están en una polaridad vertical y operan a la misma banda de frecuencia (800MHz de banda de frecuencia celular, por ejemplo). El conjunto 39 comprende cuatro elementos de radiación separados uno del otro y montados en un dispositivo de- soporte (una placa aterrizada, por ejemplo). Genera un rayo 37b que se inclina hacia abajo ß grados (8o, por ejemplo) por debajo de la superficie horizontal. El conjunto 40 comprende cuatro elementos de radiación separados uno del otro y montados en el dispositivo de soporte. Genera un rayo 37a que se inclina hacia arriba OÍ grados (10°, por ejemplo) por encima de la superficie horizontal. La flecha 51a es el eje del rayo 37a. La flecha 51b es el eje del rayo 37b. El rayo 37a y 37b cada uno tiene aproximadamente las mismas características tanto en la dirección -de transmisión como de recepción. El puerto 41 es la señal RF de entrada/salida de la antena. La inclinación de cada rayo puede hacerse mecánica o eléctricamente o de ambas maneras . La FIGURA 7E es una modalidad de los medios eléctricos para inclinar cada rayo de la antena 38· en la FIGURA 7A en una dirección predefinida. Cuatro elementos 39a, 39b, 39c y 39d de radiación del conjunto 39 se montan en una placa 47 de soporte aterrizada en una separación aproximadamente igual. Cuatro elementos 40a, 40b, 40c y 40d de radiación del conjunto 40 también se montan en la placa 47 de soporte en una separación aproximadamente igual. La placa 47 de soporte está aproximadamente en una dirección vertical. 50a es el circuito de alimentación de señal del conjunto 39. Se conecta al puerto 41 a través del divisor 49 (uniforme o desigualmente dividiendo señales) . El circuito de alimentación a los elementos 39a, 39b, 39c y 39d de radiación incrementa en longitud gradual. De modo que las fases incrementan gradualmente en los mismos (por ejemplo, iniciando desde el elemento 39a, la fase incrementa d, en el elemento 39b, 2d en el elemento 39c y 3d en el elemento 39d) . De modo que el rayo generado por el conjunto 39 se inclina hacia abajo. (El ángulo de inclinación hacia abajo depende de la frecuencia y del cambio de pase gradual d) . 50b es el circuito de alimentación de señal del conjunto 40. Se conecta al puerto 41 a través del divisor 49. El circuito de alimentación a los elementos 40a, 40b, 40c y 40d de radiación disminuye en longitud gradualmente. De modo que - la disminución de fase gradualmente (por ejemplo, iniciando desde el elemento 40a, disminución de fase ?, en el elemento 40b, 2? en el elemento 40c y 3? en el elemento 40d) . De modo que el rayo generado por el conjunto 40 se inclina hacia arriba. (El ángulo de inclinación hacia arriba depende del a frecuencia y del cambio de fase gradual ?) . La placa 46 reflectora se coloca en el lado trasero interior del alojamiento 45 para reflejar de regreso la señal de radiación. Todos los elementos de radiación, la placa 47 de soporte, el circuito 50a y 50b de alimentación, el divisor 49 y la placa 46 reflecLora se colocan dentro del alojamiento 45. Una estructura de montaje se fija al exterior trasero del alojamiento 45 (no mostrado en el diagrama) . De modo que la antena en la FIGURA 7E genera un rayo de inclinación hacia arriba y un rayo de inclinación hacia abajo. Es una antena de sector de estación base de doble inclinación de doble rayo de una sola banda. La FIGURA 7C es otra modalidad de la antena de inclinaciones múltiples de rayos múltiples de esta invención, que está en bandas de frecuencia celular móvil duales y en polaridad cruzada. La FIGURA 7D ilustra su patrón de lóbulo en elevación. La antena 42 de inclinación dual de rayo dual comprende dos conjuntos de elementos 43 de radiación (por encima de la linea punteada) y 44 (por debajo de la linea punteada) . Ambos conjuntos están en polaridad cruzada. El conjunto 43 opera en una primera banda de frecuencia (800MHz de banda celular, por ejemplo); el conjunto 44 opera a una diferente banda de frecuencia (1900MHz de banda celular, por ejemplo) . El conjunto 43 comprende cuatro elementos separados entre si y montados en un dispositivo de soporte (una placa aterrizada, por ejemplo) . Genera un rayo 37d que se inclina hacia abajo ß grados (8o, por ejemplo) por debajo de la superficie horizontal. El conjunto 44 comprende cuatro elementos de radiación separados entre si y montados en la placa de soporte. Genera un rayo 37c que se inclina hacia arriba grados (10°, por ejemplo) por encima de la superficie horizontal. La flecha 51c es el eje del rayo 37c. La flecha 51d es el eje del rayo 37d. El rayo 37c y 37d cada uno tiene aproximadamente las mismas características tanto en la dirección de transmisión como de recepción. El puerto 41a es una señal RF de entrada/salida del conjunto 43. El puerto 41b es una señal RF de entrada/salida del conjunto 44. La inclinación de cada rayo puede hacerse mecánica o eléctricamente, o de ambas maneras. La FIGURA 7F muestra medios mecánicos para inclinar cada rayo de la antena 42 en la FIGURA 7C en la dirección predefinida. El conjunto 43 incluye cuatro elementos 43a, 43b, 43c y 43d de radiación. Se montan en una placa 47a de soporte aterrizada a una separación aproximadamente igual. La placa 47a de soporte se inclina hacia abajo ß grados de la dirección vertical. El conjunto 44 incluye cuatro elementos 44a, 44b, 44c y 44d de radiación. Se montan en una placa 47b de soporte aterrizada a una separación aproximadamente igual. La placa 47b de soporte se inclina hacia arriba OÍ grados de la dirección vertical. 48a es el circuito de alimentación de señal para el conjunto 43. Se conecta al puerto 41a. El circuito de alimentación para cada elemento de radiación está a una fase y longitud aproximadamente iguales. De modo que el conjunto 43 genera un rayo en una dirección perpetrada a la placa 47a de soporte. 48b es el circuito de alimentación de señal para el conjunto 44. Se conecta al puerto 41b. El circuito de alimentación para cada elemento de radiación está a una fase y longitud aproximadamente iguales . De modo que el conjunto 44 genera un rayo en una dirección perpetrada a la placa 47b de soporte. La placa 46 reflectora se coloca en el lado trasero interior del alojamiento 45 para reflejar de regreso la señal de radiación. Una estructura de montaje se fija al exterior trasero del alojamiento 45 (no mostrado en el diagrama) . 49 son los divisores en los circuitos de alimentación. Todos los elementos de radiación, placas 47a y 47b de soporte, circuito 48a y 48b de alimentación y la placa 46 reflectora se colocan dentro del alojamiento 45. De este modo la antena en la FIGURA 7F genera una inclinación hacia abajo de rayo ß grados y una inclinación hacia arriba de rayo a grados. Es una antena de sector de estación base de doble inclinación de doble rayo de doble banda. La antena de inclinaciones múltiples de rayos múltiples de esta invención puede aplicarse en la estación base de un sistema celular móvil para proporcionar una cobertura espacial tridimensional. En esta aplicación, la antena de inclinaciones múltiples de rayos múltiples se conecta al BTS de la estación base. Su rayo apunta hacia abajo para cubrir la celda terrestres (o sector terrestre) ; su otro rayo apunta hacia arriba para cubrir la celda hacia arriba (o sector hacia arriba) . De modo que esta estación base proporciona una cobertura espacial tridimensional. Por ejemplo, la antena 38 de doble inclinación de doble rayo de una sola banda en la FIGURA 7A puede utilizarse para reemplazar la antena 1, la antena 10 y el divisor/combinador (o acoplador) 30 en la FIGURA 4A. Su puerto 41 se conecta al BTS 5. Unos de sus rayos apunta hacia arriba y el otro apunta hacia abajo, para cubrir tanto el sector terrestre como el sector hacia arriba. En esta aplicación, la antena 38 actúa como la antena 10 de inclinación hacia arriba y la antena 1 de inclinación hacia abajo en una forma integral. .En otro 58 ejemplo, la antena 42 de doble inclinación de doble rayo de doble banda en la FIGURA 7C puede utilizarse para reemplazar la antena 1 y la antena 10 en la FIGURA 4C. Su puerto 41a se conecta al BT.S1 5 del sector terrestre; su puerto 41b se conecta al BTS4 15 del sector hacia arriba. La antena 42 tiene su rayo generado por el BTS1 5 que apunta hacia abajo para cubrir el sector terrestre. La antena 42 tiene su rayo generado por el BTS4 15 apuntando hacia arriba para cubrir el sector hacia arriba. De modo que se cubre tanto el sector terrestre como el sector hacia arriba. El logro de esta invención es una solución rentable para una cobertura de señal celular en edificios elevados para un sistema celular móvil. La red, método, estación base y la antena de esta invención también pueden utilizarse en otros sistemas de telecomunicación celular para proporcionar cobertura de señal celular a nivel de tierra y en el espacio por encima del nivel de tierra . Ya que se ha hecho referencia en la descripción anterior a números enteros que tienen equivalentes conocidos, tales equivalentes entonces se incorporan en la presente como si se hubieran establecido individualmente. Aunque esta invención ha sido descrita a modo de ejemplo y haciendo referencia a modalidades posibles de la misma se apreciará que se pueden hacer modificaciones y mejorías a la misma sin alejarse del 'alcance o espíritu de la presente invención. Por ejemplo, la diversidad en el espacio de la antena en la estación base, especialmente en el enlace hacia arriba, es un método común utilizado en los sectores y las celdas terrestres para superar la disminución de multi-trayectorias y mejorar el rendimiento del sistema en un sistema celular móvil. Se puede implementar en estaciones base de celdas hacia arriba y sectores hacia arriba para los mismos propósitos. Es decir, añadir una antena de diversidad de espacio de inclinación hacia arriba para una antena de inclinación hacia arriba en la estación base de una celda hacia arriba (o sector hacia arriba) . Otro ejemplo, la antena de inclinación hacia arriba y la antena de inclinación hacia abajo, compartiendo el BTS en una estación base, puede integralmente formarse en una antena para proporcionar la misma función, igual que la antena 38 en la FIGURA 7A.

Claims (26)

1. REIVINDICACIONES 1. Una red de telecomunicación celular para proporcionar un servicio de telecomunicación celular en un área geográfica, el área geográfica se divide en una pluralidad de celdas, la red está caracterizada porque comprende : una pluralidad de estaciones base, cada una proporciona señales de radio a las estaciones de suscriptor en una de las celdas asociadas; por lo menos una primera de las estaciones base comprende un transmisor para generar una primera señal de radio que será proporcionada dentro de una primera de las celdas que está asociada con la primera estación base, y dentro de un rango de frecuencia que se puede reutilizar en más de una de las celdas; una primera antena acoplada al transmisor para radiar la primera señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo; una segunda antena acoplada al transmisor para radiar la primera señal de radio en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba; de modo que se radia la primera señal de radio dentro de la primera celda por debajo de la primera antena y por encima de la segunda antena, mientras que se limita la radiación de la primera señal de radio dentro de las otras celdas dentro de las cuales una primera señal de radio puede interferir con las señales de radio de las otras de las estaciones base .
2. 2. La red de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la primera estación base además comprende un receptor para recibir señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la primera celda.
3. 3. La red de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el receptor se acopla a una primera y segunda antena para recibir las señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la primera celda a través de por lo menos una de la primera y segunda antenas.
4. 4. La red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la primera y segunda antenas están sustancialmente dispuestas.
5. 5. La red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la primera antena está ubicada por encima de la segunda antena en altitud.
6. 6. La red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la primera y la segunda antena están formadas integralmente.
7. 7. La red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la segunda de las estaciones base comprende: un segundo transmisor de estación base para generar una segunda señal de radio de estación base que será proporcionada dentro de- la segunda celda que está asociada con la segunda estación base, y dentro de un rango de frecuencia que puede ser reutilizable en más de una de las celdas ; una segunda antena de estación base acoplada al segundo transmisor de estación base para radiar la segunda señal de radio de estación base en un patrón de radiación característico que tiene su lóbulo principal apuntado hacia arriba; para radiar la segunda señal de radio de estación base dentro de la segunda celda por encima de la segunda antena de estación base, mientras que se limita la radiación de la segunda señal de radio de estación base en otras de las celdas dentro de la cual la segunda señal de radio de estación base puede interferir con las señales de radio de las otras estaciones base.
8. 8. La red de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la segunda estación base además comprende un receptor para recibir señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la segunda celda.
9. 9. Un método para proporcionar un servicio de telecomunicación celular en un área geográfica, el área geográfica está dividida en una pluralidad de celdas, caracterizado porque comprende: generar una pluralidad de señales de radio, cada un se proporciona a las estaciones de suscriptor en una de las celdas, asociada y teniendo un radio de frecuencia que puede ser reutilizable en más de una de las celdas; proporcionar cada una de las señales a su celda asociada, en donde la primera de las señales se proporciona ala primera de las celdas que está asociada con la primera señal para radiar, desde una primera antena, la primera señal en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo, y radiar, desde una segunda antena la primera señal en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba, para radiar la primera señal dentro de la primera celda por debajo de la primera antena y por encima de la segunda antena, mientras que al mismo tiempo se limita la radiación de la primera señal dentro de las otras celdas dentro de las cuales puede interferir la primera señal con las otras señales.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende recibir por lo menos una señal de radio de una estación de suscriptor en una primera celda.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque por lo menos una señal de radio recibida a través de por lo menos una de la primera y segunda antena .
12. 12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la primera y segunda antenas están sustancialmente dispuestas.
13. 13. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque la primera antena está por encima de la segunda antena en altitud.
14. 14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque la primera y la segunda antenas están integralmente formadas.
15. 15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque la segunda señal se proporciona a la segunda celda que está asociada con la segunda señal para radiar, desde una segunda antena de celda, la segunda señal en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo, para radiar la segunda señal dentro de la segunda celda por encima de la segunda antena de celda, mientras que se limita la radiación de la segunda señal dentro de las otras celdas dentro de las cuales puede interferir la segunda señal con las otras señales.
16. 16. Una' estación base de telecomunicación celular, la red está adaptada para proporcionar una pluralidad de señales de radio celular en un área geográfica, el área geográfica está dividida en una pluralidad de celdas, la estación base está caracterizada porque comprende: un transmisor para generar una señal de radio transmisora que será proporcionada dentro de una primera celda, el transmisor opera a un rango de frecuencia que se puede reutilizar. en más de una de las celdas ; una primera antena acoplada al transmisor para radiar la señal de radio transmisora en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia abajo; una segunda antena acoplada al transmisor para radiar la señal de radio transmisora en un patrón de radiación característico teniendo su lóbulo principal apuntado hacia arriba; de modo que se radia la señal de radio transmisora dentro de la primera celda por debajo de la primera antena y por encima de la segunda antena, mientras que se limita la radiación de la señal de radio transmisora dentro de las otras celdas dentro de las cuales la señal de radio transmisora puede interferir con las otras de la pluralidad de señales de radio.
17. 17. La estación base de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque además comprende un receptor para recibir señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la primera celda.
18. 18. La estación ' base de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el receptor esta acoplado a la primera y segunda antenas para recibir las señales de radio generadas por las estaciones de suscriptor en la primera celda a través de por lo menos una de la primera y segunda antenas .
19. 19. La estación base de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizada porque la primera y segunda antenas está integralmente formadas .
20. 20. Una antena de estación base, que opera a un rango de frecuencia para telecomunicaciones celulares, caracterizada porque comprende: un primer conjunto de elementos de radiación, el primer conjunto comprende por lo menos dos elementos de radiación que están en una relación separada con los mismos, el primer conjunto opera a un primer- rango de frecuencia, el primer conjunto tiene un patrón de radiación característico que tiene un primer lóbulo principal en una primera dirección; un segundo conjunto de elementos de radiación, el segundo conjunto comprende por lo menos dos elementos de radiación que están en una relación separada con los mismos, el segundo conjunto opera a un segundo rango de frecuencia, el segundo conjunto tiene un patrón de radiación característico que tiene un segundo lóbulo principal en una segunda dirección, el ángulo entre la primera y segunda direcciones está entre 3o y 60o? medios para inclinar el primer lóbulo principal en la primera dirección y el segundo lóbulo principal en la segunda dirección, con lo cual la antena tiene un patrón de radiación característico que tiene dos lóbulos principales en dos di recciones .
21. 21. La antena de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque el primer y segundo rangos de frecuencia son iguales.
22. 22. La antena de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el primer y segundo conjuntos son accionados por una misma estación de radio.
23. 23. La antena de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque el primer y segundo rangos de frecuencia no se traslapan por completo.
24. 24. La antena de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque el primer conjunto se acciona independientemente por medio de una primera estación de radio, en donde el segundo conjunto se acciona independientemente por una segunda estación de radio.
25. 25. La antena de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, caracterizada porque es una antena de sector.
26. 26. La antena de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, caracterizada porque es una antena omnidireccional .