MXPA98004501A - Sistema de antena multi-haces para estaciones base de radio - Google Patents

Abstract

Una estación base transceptora que opera en una célula sectorizada de un sistema de radio celular opera una pluralidad de haces principales, de enlace ascendente, angostos, de recepción, y un haz o una pluralidad de haces de diversidad, de enlace ascendente, recibidos. Un medio de barrido efectúa un barrido en los haces ascendentes principales. Un receptor de diversidad recibe una señal de haz diverso desde el haz o haces de diversidad, que se compara con una señal de haz recibida desde un haz de enlace ascendente y se selecciona la señal de haz principal del haz principal o una señal de haz diverso de la antena de diversidad, dependiendo de la relación comparativa señal a ruido y de la intensidad de señal de la señal de haz principal y de la señal de haz de diversidad.

Description

SISTEMA DE ANTENA MULTI-HACES PARA ESTACIONES BASE DE RADIO CELULAR CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un arreglo de antena y un método para operar un arreglo de antena que se utiliza en un sistema de comunicación celular y, más particularmente, a un arreglo de antena y a un método que emplea diversidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En sistemas de radio celular convencionales, las áreas geográficas se dividen en una pluralidad de células adyacentes, en donde las estaciones móviles dentro de una célula se comunican con una estación transceptora base. La banda de frecuencia dentro de la cual operan los sistemas de radio celular está limitada en su anchura de banda y, por lo tanto, las frecuencias portadoras disponibles necesitan reutilizarse con objeto de proporcionar una suficiente capacidad de usuario en el sistema. Las frecuencias portadoras se reutilizan de célula a célula y en sistemas convencionales es normal dividir cada célula hexagonal en forma nominal en tres sectores (una célula tri-seccionada) y utilizar antenas sectorizadas u omnidireccionales .

P1363/98MX Existe cada vez una mayor demanda por el uso de sistemas de radio celular. En despliegues en donde las estaciones de transceptor base en el centro de las células tienen capacidad insuficiente para manejar la demanda de estaciones móviles dentro de las células, a fin de aumentar la capacidad portadora de llamadas, se requiere reducir el tamaño de las células y crear más células de área más pequeña. Sin embargo, la creación de nuevas células involucra la creación de nuevas estaciones transceptoras base que tienen el problema de un mayor costo de equipo, y otros costos asociados, como son el costo de renta o compra de sitios adecuados. Además, es cada vez más difícil obtener permiso de planeación para nuevos sitios de antena. Por lo tanto, cualquier técnica que permita el aumento de la capacidad en las estaciones de transceptor base existente, es importante. El tipo de antena utilizado en el sitio de estación base puede constituir mejoras potencialmente significantes en el alcance y capacidad de un sistema de radio celular. En un enfoque, un patrón de- antena de estación base comprende un haz de anchura angular angosta, como se muestra en las Figuras 1 y 2 de la presente. Un haz de radicación angosta 1 es dirigido por una antena 2 inteligente, de estación base, a una estación móvil deseada 3. El haz es angosto tanto en los planos de acimut como de P1363/98 X elevación y rastrea los movimientos del móvil. Cuando se compara con una antena omnidireccional, este haz angosto tiene doble beneficio: tener una alta ganancia, que conduce a un mayor alcance en un ambiente limitado por ruido térmico y tener interferencia de rechazo proveniente de las células co-canal, debido a la separación espacial de los haces, permitiendo así una mayor capacidad en una célula, sin dividir la célula. Un haz angosto tiene la ventaja de reducir la interferencia de manera equilibrada en la trayectoria de enlace ascendente y enlace descendente. Cuando cada célula tiene un número de antenas inteligentes que tienen haces angostos que rastrean a los móviles individuales, se tiene por resultado una reducción global en la proporción portadora a interferencia (C/I) debido a la probabilidad estadística de que diferentes haces que utilicen la misma frecuencia portadora señalaran en direcciones diferentes, con diferentes acimuts. La probabilidad de dos o más haces que tienen una misma frecuencia portadora, que se interceptan entre sí, disminuye. Mientras más angostos son los haces, menor será la probabilidad de que un móvil interceptará un mismo haz de frecuencia de una célula diferente en donde la misma frecuencia portadora se reutiliza. Aunque se forma un haz de radiación angosta a radiofrecuencias típicamente de las bandas de 900 MHz, 1800 MHz ó 1900 MHz, un haz angosto P1363/98 X puede visualizarse de manera útil como análogo a los haces de luz de búsqueda que emanan de la estación base, y rastrear a los móviles. Cuando se contrasta con una antena omnidireccional, esto crea una trayectoria de transmisión de alta calidad con mínima interferencia. Para los fines de este documento, el uso de la palabra "omnidireccional" esta destinado a significar la cobertura de radiación sobre un área que corresponde a prácticamente toda el área geográfica de una célula. La extensión de la ventaja de una antena de haz angosto sobre las antenas omnidireccionales es función de la anchura del haz de la antena de haz de angosto. Mientras más angosta es la anchura de haz mayor será la ventaja. Sin embargo, el arreglo de antena de haz rastreador, mientras que proporciona una relación mejorada de portadora a interferencia, es vulnerable al desvanecimiento, particularmente porque los elementos del arreglo de antena pueden estar estrechamente separados entre sí y, por lo tanto, todos experimentan desvanecimiento al mismo tiempo. En otro enfoque, se proporcionan una pluralidad de haces relativamente angostos que están fijos de manera espaciada. A medida que un móvil se mueve a través de un área cubierta por una pluralidad de haces, el móvil debe transferir la transmisión de haz en haz, y utilizar un P1363/98MX arreglo de antena inteligente, las frecuencias pueden conmutarse entre los haces para seguir a un móvil, de manera que el móvil pueda conservarse en comunicación sobre la misma frecuencia portadora sin necesidad de hacer una transferencia de transmisión a una frecuencia portadora diferente. Sin embargo, el arreglo de antena inteligente requiere de un enfoque de haz conmutado que también es susceptible al desvanecimiento, por las mismas razones que se describen para los haces rastreadores. Una solución utilizada para resolver parcialmente los efectos de desvanecimiento en antenas omnidireccionales convencionales y en antenas sectorizadas es emplear la diversidad . Haciendo referencia a la Figura 3 de la presente, se muestra un ejemplo de un área de cobertura para un sistema de radio celular dividida en una pluralidad de células hexagonales nominales, cada célula está sectorizada en sectores angulares nominales de 120°. Los ejemplos de sectores de 120° se ilustran en 300, 301, 302. Convencionalmente, cada sector de 120° puede emplear diversidad y puede recibir servicio de un par de antenas, que comprenden primero y segundo elementos de antena separados entre sí en una distancia del orden de 2 a 3 metros o más. Estos pares de antenas ayudan a superar el desvanecimiento Rayleigh. Cuando una antena está en desvanecimiento y recibe una señal débil, la otra antena P13S3/98 X del par puede quedar fuera de desvanecimiento y recibir una señal más intensa. Un despliegue de las antenas de par de diversidad convencional en una célula hexagonal nominal se ilustra esquemáticamente en las Figuras 4 y 5 de la presente. En un enlace ascendente, cada antena tiene un haz de 120° de anchura de sensibilidad de ganancia alta, a partir del cual recoge a las señales de las estaciones móviles dentro de una zona cubierta por el haz. Los haces de las dos antenas se traslapan entre sí, de manera que una señal transmitida por una estación móvil MS dentro de una zona cubierta por dos antenas, será recibido por las dos antenas. En una célula tri-sectorizada que utiliza un enfoque de antena de par de diversidad, puede estar montado un soporte triangular 500 en un mástil 501, a cada lado del soporte triangular, colocándose un par de antenas 502, 503; 504, 505; y 506, 507. Un arreglo de antena par de diversidad convencional comprende una antena principal 502 y una antena diversa 503, las dos antenas están conectadas a un receptor de diversidad. Si las antenas de un par de antenas estás separadas lo suficiente, cualquier desvanecimiento experimentado por una antena del par quedará en gran medida descorrelacionado con el desvanecimiento experimentado por la otra antena del par. La ventaja de ganancia que puede lograrse del empleo de las antenas par de diversidad convencional queda típicamente en P1363/98MX la gama de 3 dB a aproximadamente 8 dB. La configuración convencional de la antena de estación base tri-sectorizada produce un aumento en la relación portadora a interferencia sobre un sistema de radio celular que emplea diversas antenas o nidireccionales, mientras que se retiene una relación mejorada señal a ruido por el uso de las antenas par de diversidad en cada sector. Con relación a la Figura 6 de la presente, se ilustra esquemáticamente un arreglo de conmutación de un arreglo de antena de la técnica anterior para una célula tri-sectorizada que incorpora tres sectores de 120°. Cada sector está provisto con un par de antena de diversidad 600, 601, 602 respectivamente, cada antena comprende una antena principal y una antena de diversidad. Cada antena está conectada a una entrada de un interruptor RF 603, controlado por el radiorreceptor de diversidad 604, que hace un barrido de las señales recibidas presentes en cada uno de los pares de antenas de diversidad de los tres sectores. El barrido del sector se efectúa para determinar en qué momento la transferencia de transmisión de una estación móvil de un sector a otro. El receptor 604 que recibe una señal RF desde un móvil libre un sector hace un barrido ocasional de las antenas de los otros sectores para comparar las intensidades de las señales recibidas en esos sectores adyacentes, a fin de determinar cuándo hacer la P1363/98MX transferencia de una llamada entre sectores. Un ejemplo de un receptor de diversidad en la técnica anterior que tiene una instalación de barrido de sector es la unidad de radio de modo dual NT-800-DR que se obtienen de Northern Telecom Limited. Mientras que las antenas tienen una cobertura ? amplia de sector de 120° puede proporcionar cierto aumento en la capacidad del sistema a través de la reutilización de la frecuencia, para mejorar aún más la relación portadora a interferencia y, por lo tanto, es deseable el uso de la capacidad del sistema de varios haces angostos en un sector. Para producir una pluralidad de haces direccionales angostos, puede utilizarse un arreglo de antena que tenga varios elementos de antena. La ponderación relativa de la fase y la amplitud de cada uno de los elementos determina la dirección y anchura de los haces. El arreglo de antena es idealmente lo más completo posible con objeto de reducir el tamaño y el peso. Sin embargo, como se utilizan estas aberturas pequeñas, las antenas son vulnerables al desvanecimiento. El tamaño y forma de las antenas del arreglo que proporcionan una operación de haz angosto con hasta seis a siete haces por sector de 120°, significa que estas antenas pueden experimentar desvanecimiento en todos los haces en forma simultánea, debido a la separación estrecha de elementos P13S3/98MX del arreglo de antenas. Mientras que se desea utilizar un gran número de haces angostos en un sector para aumentar la capacidad y se desea utilizar antenas de abertura compacta por su ventaja de eso bajo y tamaño pequeño, existe todavía el problema del desvanecimiento en todos los haces en un sector que utiliza simultáneamente esta configuración. Las soluciones previas para el desvanecimiento utilizando antenas par de diversidad, utilizan todas antenas de abertura ancha. Continua el problema de aumentar la capacidad del sistema por una mayor reutilización de las frecuencias portadoras en un enfoque de haz angosto, mientras que se resuelva el desvanecimiento en todos los haces de una antena.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar una relación mejorada de portadora a interferencia mediante el uso de varios haces en un sector celular, mientras que se proporciona una relación mejorada de señal a ruido y se evitan problemas de desvanecimiento. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una relación mejorada de portadora a interferencia en un equipo de estación transceptora base mientras que se mantiene aceptable el desempeño señal a P1363/98MX ruido y se utiliza un arreglo de antena de un tamaño relativamente compacto. De acuerdo a otro aspecto de la presente invención, se proporciona un arreglo de antena para una estación base de radio celular, el arreglo comprende: una antena principal y una antena de diversidad; en donde por lo menos una de las antenas está configurada para recibir señales de comunicación en una pluralidad de haces direccionales. De preferencia, la antena recibe a la señal de comunicaciones en una pluralidad de haces espacialmente distintos y el arreglo de antena comprende además un medio para seleccionar de entre la pluralidad de haces espacialmente distintos, un haz que proporcione la óptima recepción de la señal de comunicaciones deseada. De preferencia, el arreglo de antena comprende un receptor de diversidad adaptado para combinar las señales óptimas de comunicaciones con una señal de comunicaciones recibida por la antena de diversidad. De manera adecuada, una antena principal de este tipo comprende una pluralidad de elementos de antena individuales . La antena de diversidad puede comprender una pluralidad de elementos de antena adaptados para recibir una señal de comunicaciones sobre una o más de una P13S3/98MX pluralidad de haces de diversidad adyacentes, definidos por la pluralidad de elementos de antena. La pluralidad de haces direccionales puede comprender haces ortogonales o haces no ortogonales. En la pluralidad de haces pueden dirigirse en diferentes direcciones entre sí, o pueden ser capaz de rastrear una estación móvil. De preferencia, el medio para seleccionar un haz que comprende una señal óptima es común a las dos antenas. De preferencia, el medio para seleccionar un haz que recibe una señal óptima en forma intermitente re-selecciona a la señal óptima. De preferencia, la re-selección intermitente comprende probar los haces adyacentes al haz seleccionado por una señal óptima. De acuerdo a una segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para recibir señales de comunicaciones en un sistema de comunicaciones de radio celular, el método comprende los pasos de: formar una primera pluralidad de haces direccionales de enlace ascendente; recibir las señales de comunicaciones en la primera pluralidad de haces direccionales de enlace ascendente; formar por lo menos un segundo haz direccional de P1363/98MX enlace ascendente; recibir señales de comunicaciones en el segundo haz direccional de enlace ascendente; hacer un barrido a través de la pluralidad de primeros haces para ubicar un haz de la primera pluralidad que recibe una señal de comunicaciones óptima. El método puede comprender el paso de comparar la señal de comunicaciones recibida sobre el haz ubicado con una señal de comunicaciones recibida sobre el segundo haz ascendente; El método puede comprender el paso de combinar la señal de comunicaciones ubicada sobre el haz ubicado con una señal de comunicaciones recibida en el segundo haz ascendente. El método puede comprender los pasos de: formar una pluralidad de segundos haces ascendentes ; hacer un barrido a través de la pluralidad de los segundos haces ascendentes para ubicar un haz de la segunda pluralidad, sobre el cual son recibidas en forma óptima las señales de comunicaciones; y comparar el canal de comunicaciones recibido sobre el primer haz ubicado con el canal de comunicaciones recibido sobre el segundo haz ubicado. De acuerdo a un tercer aspecto de la presente P13S3/98MX invención se proporciona un arreglo de antena para un sistema de radio celular, que comprende: un primer arreglo de antena capaz de recibir las primeras señales de antena; un primer medio formador de haz capaz de recibir las primeras señales de antena y de dar salida a una pluralidad de primeras señales de haz que corresponden a una primera pluralidad de haces; una segunda antena separada de la primer antena, la segunda antena es capaz de recibir segundas señales de antena; un segundo medio formador de haces capaz de recibir a las segundas señales de antena y dar salida a una segunda señal de haz que corresponde a por lo menos un segundo haz; un medio localizador para hacer el barrido a través de la pluralidad de primeras señales de haz para localizar o ubicar un señal de comunicaciones recibida sobre el haz direccional; y un receptor para recibir la primera y segundas señales de haces. En forma adecuada, la primera antena comprende una antena principal y la segunda antena comprende una antena de diversidad. El receptor de preferencia comprende un receptor de diversidad.

P1363/98MX El receptor de diversidad puede cambiar a la señal más intensa de las señales recibidas por la antena principal o la antena de diversidad, u opcionalmente el receptor de diversidad puede combinar las señales provenientes de la antena principal y la antena de diversidad. Puede existir una ventaja considerable en seleccionar la señal más intensa de las dos antenas o en combinar las señales de las dos antenas . De preferencia, el medio localizador funciona para seleccionar una señal de haz que corresponden a un haz recibido óptimo del primero y segundo haces direccionales. El arreglo de antena puede comprender un medio para comparar las primeras señales de haz con las segundas señales de haz. El arreglo de antena puede comprender medio para combinar las primeras señales de haz con las segundas señales de haz. La segunda antena puede comprender una antena direccional capaz de recibir señales de comunicaciones en una segunda pluralidad de haces direccionales. De preferencia, el receptor recibe simultáneamente una señal de haz a partir de cada una de la pluralidad de haces, y secuencialmente hace un barrido de las señales de haz de la pluralidad de haces. La primera y segunda antenas pueden estar P1363/98 X separadas físicamente por un distancia suficiente para que cuando la primera antena experimente desvanecimiento, la segunda antena quede fuera del desvanecimiento. De acuerdo a un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un método para recibir señales de comunicación en un sistema de comunicaciones de radio celular, el método comprende los pasos de: recibir las primeras señales de antena en un primer arreglo de antena; dar entrada a las primeras señales de antena en un primer medio formador de haces; dar salida desde el primer medio formador de haces a una pluralidad de primeras señales de haz que corresponden a una primer pluralidad de haces; recibir las segundas señales de antena en un segundo arreglo de antena, el segundo arreglo de antena está separado del primer arreglo de antena; dar entrada a las segundas señales de antena hacia un segundo medio formador de haces; dar salida desde el segundo medio formador de haz a las señales de haz que corresponden a por lo menos un segundo haz; hacer un barrido de la pluralidad de primeras señales de haz para localizar una señal de comunicaciones recibidas sobre el haz; y P1363/98MX dar entrada a por lo menos una de la primera y segunda señales de haz hacia el receptor. La primera pluralidad de haces comprende de manera adecuada un juego de haces direccionales y por lo menos un segundo haz puede comprender, adecuadamente, un haz de anchura de un solo sector o una pluralidad de haces direccionales dentro de un sector. De acuerdo a un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un arreglo de antena para un sistema de radio celular que comprende: un arreglo de antena capaz de recibir señales desde una pluralidad de haces principales de enlace ascendente y por lo menos un haz diverso de enlace ascendente, y producir señales de antena correspondientes, los haces principal y diverso de enlace ascendente pueden distinguirse entre sí con base en su polarización; un medio formador de haz para recibir las señales de antena y producir una pluralidad de señales de haz principales, que corresponde a la pluralidad de haces principales, y por lo menos una señal de haz diverso que corresponde al por lo menos un haz diverso de enlace ascendente; y un medio localizador que funciona para: hacer un barrido a través de la pluralidad de señales de haz principal para identificar un haz de la P1363/98MX primera pluralidad de haces principales de enlace ascendente, sobre los cuales es recibida una señal de canal de comunicaciones; y un medio receptor que funciona para comparar las señales de comunicaciones recibidas sobre el haz principal identificado con las señales de comunicaciones identificadas sobre el haz diverso. El uso de un arreglo de antena dual polarizada que tiene una segregación de haz ascendente angosto y está acoplado a un receptor de diversidad, puede permitir una abertura de antena relativamente pequeña, proporcionando una relación de portadora a interferencia mayor y una relación de señal a ruido aceptable. Una señal recibida puede experimentar una primera cantidad de desvanecimiento en una polarización, y una segunda cantidad no correlacionada de desvanecimiento o no presentar desvanecimiento en otra polarización. La comparación de polarizaciones mutuamente ortogonales de una señal recibida puede permitir la selección de una intensidad de señal óptima. De preferencia, la antena es capaz de recibir señales en una pluralidad de haces diversos de enlace ascendente, y el medio de barrido funciona para hacer un barrido a través de una pluralidad correspondiente de señales de haz diversas para identificar un haz de la pluralidad sobre la cual la señal de comunicaciones es P13S3/98MX recibida. De acuerdo a un sexto aspecto de la primera invención, se proporciona un método para recibir señales de comunicación en sistemas de comunicación de radio celular, el método comprende los pasos de: formar una primera pluralidad de haces de enlace ascendente y por lo menos un segundo haz de enlace ascendente, el primero y el segundo haces son distinguibles entre sí con base en la polarización; recibir una señal de canal de comunicaciones sobre el primero y el segundo haces ascendentes; hacer un barrido a través de la primera pluralidad de haces para identificar un haz de la primera pluralidad, sobre el cual es recibido una señal de canal de comunicaciones; y comparar la señal de canal de comunicaciones recibida sobre el primer haz identificado con la señal de comunicaciones recibida sobre un segundo haz. De preferencia, las polarizaciones son mutuamente ortogonales. El método puede comprender los pasos de: formar una pluralidad de segundos haces de enlace ascendente; hacer un barrido a través de la segunda pluralidad de haces de enlace ascendente para localizar P1363/98MX otro de los haces de la segunda pluralidad sobre el cual es recibida la señal de canal de comunicaciones; y comparar la señal de canal de comunicaciones recibida sobre el primer haz identificado con la señal de canal de comunicaciones recibidas sobre el segundo ha sido identificado . De acuerdo a un séptimo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para recibir señales de comunicaciones a partir de una estación móvil en un sistema de radio comunicaciones celular, el método comprende los pasos de: formar una pluralidad de los haces de enlace ascendente principales; formar una pluralidad de los haces de enlace ascendente diversos; seleccionar por lo menos uno de los haces de la pluralidad de haces de enlace ascendente principal y de la pluralidad de haces de enlace ascendente diverso; y dar entrada al por lo menos un haz seleccionado hacia un receptor. La pluralidad de haces de enlace ascendente principal puede operar para distinguir señales de una primera polarización; y la pluralidad de haces diversos puede operar para distinguir señales de una segunda polarización.

P1363/98MX La invención incluye un método para recibir señales de comunicaciones provenientes de una estación móvil en un sistema de radiocomunicaciones celular sectorizado, el método comprende los pasos de: formar una pluralidad de haces de enlace ascendente principal en un sector; formar por lo menos un haz de enlace ascendente diverso en el sector; dar servicio a un haz de enlace ascendente principal monitoreando las señales recibidas sobre el haz de enlace ascendente principal, monitoreando las señales recibidas sobre el haz del enlace ascendente diverso; y monitorear periódicamente las señales recibidas sobre por lo menos uno de los haces de enlace ascendente principal que es diferente al haz de enlace ascendente principal al que se dio servicio. Los otros haces de enlace ascendente pueden comprender haces principales adyacentes en acimut al haz principal al que se dio servicio.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una mejor compresión de la invención y para mostrar como esta puede llevarse a cabo, a continuación se describirá a vía de ejemplo solo modalidades, métodos y procesos específicos de acuerdo a la presente invención, en P1363/98MX relación a los dibujos que se acompañan, en donde: la Figura 7 ilustra esquemáticamente una pluralidad de haces de recepción de enlace ascendente de un sector de un área celular; la Figura 8 ilustra esquemáticamente una arquitectura para un primer arreglo de antena que recibe una señal de comunicaciones principal en una pluralidad de haces de recepción de enlace ascendente principal, y una señal de comunicación diversa en un haz de recepción de enlace ascendente diverso, con anchura completa de sector; la Figura 9 ilustra esquemáticamente un arreglo de una segunda antena que recibe señales de comunicaciones en una pluralidad de haces' principales receptores de enlace ascendente, y sobre un haz receptor diverso de enlace ascendente, el haz receptor principal de enlace ascendente y el haz receptor diverso de enlace ascendente se forman por antenas, principal y diversa, separadas; la Figura 10 ilustra esquemáticamente un tercer arreglo de antena que tiene un arreglo de antena principal y un arreglo de antena diversa, separados entre sí, el arreglo de antena principal recibe señales de comunicaciones en una pluralidad de haces de recepción principal y el arreglo de antena diverso recibe señales sobre una pluralidad de haces de señal de enlace ascendente diversos; P1363/98MX las Figuras 11 y 12 ilustran un método de barrido de haz que funciona por el tercer arreglo de antena; la Figura 13 ilustra esquemáticamente un cuarto arreglo de antena que tiene un arreglo de antena principal y un arreglo de antena diversa, separados entre si, en donde una pluralidad de haces de recepción de enlace ascendente principal son barridos y una pluralidad de haces de recepción de enlace ascendente diversos son barridos; la Figura 14 ilustra esquemáticamente una pluralidad de haces principales de enlace ascendente traslapantes y de haces diversos de enlace ascendente traslapantes, en donde los haces individuales de los haces de enlace ascendente principales se traslapan entre si y los haces diversos de enlace ascendente individuales se traslapan entre si, y los haces diversos de enlace ascendente se traslapan con los haces principales de enlace ascendente; la Figura 15 ilustra esquemáticamente el arreglo principal de antena y el arreglo de antena de diversidad del cuarto arreglo de antena de la Figura 14, la Figura 16 ilustra esquemáticamente un quinto arreglo de antena, en donde un arreglo de antena de una sola abertura recibe señales de comunicación en una pluralidad de haces ascendentes principales que funcionan sobre una primera polarización y en una pluralidad de haces P13S3/98MX ascendentes diversos que funcionan sobre una segunda polarización; la Figura 17 ilustra esquemáticamente un patrón de haces ascendente del quinto arreglo de antena, en donde cada haz ascendente se segrega en términos de la polarización; la Figura 18 ilustra esquemáticamente una instrumentación más detallada del quinto arreglo de antena de la Figura 16; la Figura 19 ilustra un conmutador para seleccionar entre una señal de haz principal servida, señales de haz principal adyacentes izquierda y derecha, y una señal de haz diversa; la Figura 20 ilustra un primer esquema de monitoreo para monitorear un haz principal servido, haces principales izquierdo y derecho adyacentes al haz principal servido y un haz diverso; y la Figura 21 ilustra un segundo esquema de monitoreo para monitorear un haz principal servido, haces principales izquierdo y derecho adyacentes al haz principal servido, y un haz diverso.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MEJOR FORMA DE LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN A continuación se describirá a vía de ej emplo la mej or forma contemplada por los inventores para realizar la P1363/98MX invención. En la siguiente descripción se establecen varios detalles con objeto de proporcionar una compresión más amplia de la presente invención. Sin embargo, será evidente para aquellos con pericia en este campo que la invención puede practicarse sin utilizar todos estos detalles específicos. En otros casos, los métodos y las estructuras bien conocidos no se han descrito con detalle ya que no se desea obscurecer la compresión de esta invención. Haciendo referencia a la Figura 7 de los dibujos que se acompañan, se ilustra esquemáticamente una vista en planta de una estación de transceptor base 700 en un centro de un área celular que recibe llamadas desde una pluralidad de estaciones móviles MS dentro de un sector de 120°. La estación de transceptor base cubre tres de estos sectores de 120° en una célula tri-sectorizada. Sin embargo, para facilitar la compresión de los métodos y aparatos que se describen a continuación, solo se describirá la operación de uno de estos sectores. Se entenderá que la cobertura de toda la célula requiere la duplicación de partes del aparato que se describe a continuación. Un arreglo de antena de acuerdo a la modalidad específica de la invención es capaz de recibir llamadas transmitidas por las estaciones móviles, en una pluralidad de haces receptores de enlace ascendente 701-704. Los P1363/98MX haces de enlace ascendente pueden concebirse como una línea de observación de una antena respecto a una frecuencia portadora específica. Por ejemplo, si un primer haz 701 es sensible a señales de transmisión de estación móvil a una frecuencia portadora fl r el arreglo de antena recibirá con un alto grado de ganancia, cualquier señal transmitida a la frecuencia portadora fl r dentro de una zona cubierta por el haz 701, pero las señales transmitidas a la frecuencia portadora fl r son emitidas fuera del haz, ya sea hacia la izquierda o hacia la derecha del acimut o fuera del rango de la línea de observación del haz, recibiéndose solo de manera débil, inhabilitando a la antena para discriminar las señales que vienen de una estación móvil MSI dentro del haz, con respecto a otras transmisiones de interferencia fuera del haz. Una pluralidad de haces relativamente angostos, direccionales, permite la mayor reutilización de frecuencia dentro de una célula, en comparación con una antena omnidireccional o con una antena direccional amplia que tiene un campo de recepción de acimut de 120°. Un receptor de localización de haz recibe las señales desde el arreglo de antena que corresponden a las señales recibidas en cada una de la pluralidad de haces. El receptor localizador de haz hace un barrido a través de la pluralidad de señales para localizar o ubicar un haz sobre el cual se están recibiendo las transmisiones desde una P13S3/98MX estación móvil deseada. Haciendo referencia a la Figura 8 de la presente, se ilustra un primer arreglo de antena de acuerdo a una primera modalidad específica de la presente invención. El primer arreglo de antena puede utilizarse para cubrir un sector celular, por ejemplo un sector de una célula de 120° de área celular. El primer arreglo de antena comprende un arreglo de antena principal 800 ultielementos, de abertura compacta, que es capaz de discriminar entre señales transmitidas dentro de una pluralidad de zonas de haz receptor que ocupan un área de sector, señales de antena recibidas desde el arreglo de antena principal 800 que se están alimentando a partir de una matriz formadora de haz 801, que tienen una pluralidad de puertos de salida de señal, cada puerto de salida de señal da salida a una señal de haz recibida desde una zona de haz correspondiente; una antena diversa 802 es capaz de recibir las señales sobre la totalidad del sector; un receptor de diversidad 803 que recibe una señal de salida desde el arreglo de antena principal 800 y la antena diversa 802, y funciona para comparar las dos señales recibidas y ya sea seleccionar la señal más intensa de las que salen del arreglo de antena principal o de la antena diversa, o bien operar para combinar las señales del arreglo de antena principal y del arreglo de antena diversa; un control de conmutación 804 P1363/98 X que funciona para conmutar una salida del formador de haz 801 que corresponde a uno de los haces de la pluralidad de haces hacia el receptor de diversidad 803; y un receptor localizador de haz 805 que funciona para hacer un barrido de cada una de las salidas del formador de haz 801 para ubicar una salida en la que está presente una señal de recibida, que corresponde a una señal recibida dentro de una zona de haz de un haz de la pluralidad de haces de recepción del arreglo principal de antena 800. El receptor localizador de haz 805 determina el mejor haz para recibir una señal desde una estación móvil dentro de un sector que utiliza discriminación de forma de onda para distinguir de las señales deseadas y no deseadas, y proporciona una señal de conmutación hacia el control de conmutación que enruta a una señal de haz de salida del formador de haces correspondiente al mejor haz para recibir las señales de canal de comunicación que provienen de la estación móvil a través del receptor de diversidad 803. El receptor de localización de haz 805 recibe una primera señal de haz que proviene de cada uno de los haces principales, monitorea todas esas señales de haz principal y selecciona un haz que tiene una señal más intensa, que es enrutada hacia el receptor de diversidad 803. El receptor de diversidad puede ya sea combinar a la señal de haz principal con la señal de diversidad, por ejemplo P1363/98MX adicionando las dos señales, o puede seleccionar la señal que tienen la mejor relación señal a interferencia y a ruido. El receptor de localización de haz mide la intensidad de la señal a través de los haces para manejar la transferencia de transmisión de haz a haz, de sector a sector o de célula a célula, de una llamada con otras células. A medida que el móvil se aproxima al borde de la célula, las estaciones base vecinas de las células vecinas instruyen a sus receptores de ubicación para que busquen a ese móvil en sus haces. En la configuración de la Figura 8 de la presente, el arreglo de antena principal 800 distingue una pluralidad de haces de recepción angostos de sensibilidad de ganancia. Esto puede aumentar la relación portadora a interferencia en un sector, permitiendo así una mayor reutilización de frecuencia portadora y consecuentemente aumentando la capacidad del usuario dentro de una célula, sin necesidad de dividir la célula. Sin embargo, como el arreglo de antena 800 tiene una abertura angosta, es posible que todos los haces puedan experimentar simultáneamente desvanecimiento. La antena diversa 802 que tiene un haz de recepción más ancho, está separada del arreglo de antena principal 800 por una distancia de 2 a 3 metros, dependiendo de la longitud de onda de la operación, y del ambiente en que esté situada la antena, y proporciona P1363/98 X una señal de salida de diversidad para cada una de las señales recibidas por cada uno de los haces del arreglo de antena principal 800. Sin embargo, la antena diversa 802 que es ampliamente direccional sobre la totalidad del sector, no tiene la ventaja de portadora a interferencia proporcionada por el primer arreglo de antena 800. No es evidente que una combinación de arreglo de antena de recepción 800 multihaces, que tiene una relación mejorada portadora a interferencia y que la antena de un solo haz amplio 802 que proporciona señales diversidad proporcionarán una mejora global de la relación portadora a interferencia mientras que se conserva aceptable la relación señal a ruido. Sin embargo, la simulación ha indicado que el proporcionar una señal de diversidad a partir de la antena diversa 802 de haz de sector completo proporciona una ganancia significante en la relación señal a interferencia más ruido, respecto al arreglo de antena principal 800 multihaces. Por lo tanto, el arreglo de la Figura 8 puede proporcionar una relación global portadora a interferencia, mientras que mantiene una adecuada relación señala ruido, en comparación con el arreglo de la técnica anterior ilustrado en las Figuras 4 a 6 de la presente. La pluralidad de haces de recepción en el arreglo de antena principal 800 puede comprender haces no traslapantes, ortogonales y angostos, por ejemplo, cuatro P1363/98MX haces que ocupan un sector de 120°, y cada haz tiene una anchura de haz de -4dB de 30°. En el caso general, el formador de haz puede producir un patrón de haz de un número arbitrario de haces, de varios grados de traslape o sin traslape. En esta especificación, el término ortogonal se entiende de acuerdo con su significado descrito en "Introduction to Antennas" de M S Smith , y el término no ortogonal se interpreta de manera concordante. Haciendo referencia a la Figura 9 de la presente, se muestra un segundo arreglo de antena de acuerdo a una segunda modalidad específica de la presente invención. El segundo arreglo de antena comprende una trayectoria de enlace ascendente, un arreglo principal de antena multielemento 900 que opera una pluralidad de haces de recepción traslapantes que cubren un sector de una célula; una pluralidad de duplexores 901 para separar las señales de antena recibidas del arreglo de antena; una pluralidad de amplificadores lineales 902 para amplificar las señales de antena recibidas, cada amplificador lineal recibe una señal de antena respectiva desde un duplexor respectivo correspondiente; una matriz formadora de haz 903 que recibe a las señales de antena amplificada; una pluralidad de multiacopladores 904 que dan entrada a las señales de haz correspondientes hacia la pluralidad de haces que provienen de la matriz formadora de haz 903, y también que dan P1363/98 X entrada a las señales de haz similares de otros arreglos de antena que cubren otros sectores del área celular; una antena de diversidad 905 que opera a un haz de recepción de sector completo y que es capaz de recibir transmisiones desde las fuentes de señal de estación móvil dentro del sector; un amplificador 906 para amplificar una salida de haz recibido a partir de la antena de diversidad 905; una segunda pluralidad de multiacopladores 907, que reciben una señal de haz de diversidad a partir de la antena de diversidad 905; una pluralidad de conmutadores y unidades de radio digital 908 que reciben señales provenientes de los multiacopladores 904, 907, las unidades de radio digital operan para comparar las señales de haz recibidas desde la multiplicidad de haces con una señal de diversidad recibida desde la antena de diversidad 905 y para conmutar una señal seleccionada adecuada hacia el conmutador transmisor/matriz combinadora 909 que enruta a la llamada a través de un haz adecuado formado por la cadena de transmisión. Cada haz principal alimenta a una señal de haz principal hacia una unidad de radio digital 908 correspondiente, el arreglo es que cada unidad de radio digital da servicio a un haz principal respectivo. Cada unidad de radio digital también recibe a la señal de haz de diversidad proveniente del haz de diversidad del sector completo, así como recibe a una señal de haz principal que P13S3/98MX proviene del haz al que da servicio y la señal de adversidad. Cada unidad de radio digital también recibe una señal que proviene de los haces principales en cualquiera de los lados del haz principal que se está sirviendo. Para las unidades de radio que dan servicio a un haz principal en el borde de un sector, estas unidades de radio tienen acceso a una señal de haz principal que proviene de un haz principal en un borde de sector adyacente. De esta manera, en caso de un arreglo de cuatro haces de enlace ascendente, cada una de las cuatro unidades de radio correspondientes tiene cuatro entradas, una desde el haz principal correspondiente que recibe servicio de la unidad de radio, una desde el haz de diversidad y una desde cada uno de los haces principales adyacentes en acimut, a la izquierda y a la derecha del haz principal que recibe servicio de la unidad de radio. Cada unidad de radio digital monitorea periódicamente las señales recibidas en los haces principales adyacentes y compara éstas con la señal recibida desde el haz principal al que se dio servicio. Si una señal recibida sobre una asa adyacente es más intensa que la señal recibida sobre el haz principal al que se da servicio, entonces la unidad de radio inicia una transferencia de transmisión de llamada hacia el receptor de radio, que tiene el haz de enlace ascendente adyacente con la señal más intensa en su propio haz principal al que P1363/98MX se dio servicio. Las unidades de radio digital manejan la transferencia de haz a haz de una llamada en una trayectoria de enlace ascendente, dependiendo de en cual haz sea recibida la señal con mayor intensidad de una llamada. Con referencia a la Figura 10 de la presente, se ilustra un cuarto arreglo de antena de acuerdo a una cuarta modalidad específica de la presente invención. El cuarto arreglo de antena comprende un arreglo de antena principal multielementos 1000 capaz de recibir señales desde una pluralidad de haces de recepción a que cubren un receptor; un formador de haz principal 1001 que recibe las señales de antena desde el arreglo de antena principal 1001; una antena de diversidad 1002, que comprende un arreglo de antena multielementos capaz de recibir señales de diversidad desde una pluralidad de haces de recepción direccionales; un formador de haz de diversidad 1003 que recibe señales de antena; a partir de la antena de diversidad 1002; un receptor de localización de haz 1004 de un solo canal que funciona para hacer un barrido a través de una pluralidad de portillos de salida del formador de haz principal 1001 y un formador de haz de diversidad 1003 para ubicar una señal en un haz de recepción correspondiente de la antena principal 1001 o de la antena diversa 1002; un dispositivo control de conmutación 1005 P13S3/98MX para conmutar una salida de señal de haz del formador de haz principal 1001 hacia una primera salida de un sector de diversidad 1006; un control de conmutador de diversidad 1007 para conmutar una señal de diversidad recibida en un haz de recepción correspondiente de la antena de diversidad 1002, el control de conmutación de diversidad 1007 selecciona a la señal de una pluralidad de portillos de salida del formador de haz de diversidad 1003, el control de conmutación de diversidad 1007 recibe una señal de conmutación proveniente del control de conmutación principal 1005, el control de conmutación de diversidad funciona para conmutar una señal de haz recibida desde un portillo de salida del formador de haz de diversidad 1003, de acuerdo a la señal de control recibida desde el control de conmutador principal 1005, el receptor de diversidad 1006 recibe a la señal de haz de diversidad desde el control de conmutación de diversidad 1007. El receptor de ubicación de haz 1004 de un solo canal ubica a un transmisor desde una estación móvil en una zona de haz correspondiente a un haz recibido de la antena principal o diversa 1000, 1002, y opera al control de conmutación principal 1005 para conectar una señal de haz correspondiente presente en un portillo de salida del formador de haz principal 1001 o del formador de haz diverso 1003, hacia una entrada del receptor de diversidad P1363/98 X 1006. El control de conmutación principal 1005 envía una señal al control de conmutación de diversidad 1007 para conmutar un puerto de salida correspondiente del formador de haz de diversidad 1003, que corresponde a un haz de recepción de diversidad que se traslapa en un ángulo agudo, pero que está desviado espacialmente hacia el haz principal recibido sobre el cual se está recibiendo la señal que proviene de la estación móvil. La señal de haz de diversidad sobre el haz de recepción de diversidad traslapante correspondiente se conmuta hacia otro puerto de entrada del receptor de diversidad 1006. El receptor de diversidad compara las señales de haz del haz principal y del haz de recepción de diversidad correspondiente y selecciona la señal de más alta calidad de esas dos señales o alternativamente combina las dos señales. El receptor de ubicación de haz 1004 barre secuencialmente cada uno de los haces que salen de la antena principal 1000 y de la antena de diversidad 1002 con objeto de localizar las señales de canales de comunicación de la estación móvil. El control de conmutador 1005 controla al conmutador de diversidad 1007 para inspeccionar las señales de haz que provienen del haz de diversidad correspondiente que se traslapa con el haz principal, de manera que los haces principales y los haces de diversidad se barran conjuntamente con el haz principal y el haz de diversidad traslapante P1363/98MX correspondiente que se está inspeccionando por el receptor de diversidad, simultáneamente a medida que el receptor de ubicación de haz hace un barrido a través de la pluralidad de haces principales. Haciendo referencia a las Figuras 11 y 12 de la presente, se muestra parte de una secuencia del barrido de haz a través de la pluralidad de haces principales y la pluralidad correspondiente de haces de diversidad que provienen de la antena principal 100 y de la antena de diversidad 1002. En la Figura 11, un primer haz principal 1100 se selecciona por el receptor de ubicación y el conmutador 1005, al mismo tiempo que el primer haz de diversidad 1101 , desviado, espacialmente traslapante. En la Figura 12, el siguiente haz de la pluralidad de haces principales en el sector se selecciona y el haz de recepción de diversidad correspondiente de la antena de diversidad 1002 se barre al mismo tiempo, las señales de haz de cada uno de estos haces se alimentan hacia el receptor de diversidad 1006. El receptor de ubicación de haz puede hacer un barrido a través de los haces en secuencia, de manera que el receptor muestree algunos de los haces principales y diversos, a su vez. Haciendo referencia a la Figura 13, se ilustra un quinto arreglo de acuerdo a la quinta modalidad específica P13S3/98 X de la presente invención. El quinto arreglo de antena funciona esencialmente y de manera similar al cuarto arreglo de antena, sin embargo se proporciona un receptor de ubicación de haz de cadena dual 1300 que determina un par de haces, es decir un haz principal y un haz de diversidad correspondiente que proporciona el mejor desempeño de señal, sin embargo esos haces pueden dirigirse. El receptor de ubicación de haz 1300 explora cada una de la pluralidad de haz principal que salen del formador de haz principal 1302 y conmuta una señal de haz correspondiente a una estación móvil requerida hacia el receptor de diversidad 1301 mediante el conmutador principal 1303 y simultáneamente hace un barrido de una pluralidad de haces de recepción de diversidad, inspeccionando correspondientemente las señales de haz diversas que salen del formador de haz diverso 1304 y selecciona un haz dándolo una señal más intensa correspondiente a la estación móvil ubicada. El receptor de ubicación de haz controla al conmutador diverso 1305 para conmutar la señal de haz seleccionada hacia el receptor de diversidad 1301. El receptor de ubicación de haz puede supervisar a los haces principal y diverso ya sea en forma sincrónica o asincrónica. - Alternativamente, el receptor de ubicación de haz puede operar en un modo de diversidad de canal dual para mejorar el desempeño de P1363/98MX selección de haz. Un ejemplo de operación del quinto arreglo de antena de la Figura 13 se ilustra en la Figura 14 de la presente, en donde una pluralidad de haces principales 1400-1403, traslapados entre sí en un alto grado, tienen una anchura de haz de acimut de aproximadamente 50° cada no, cuatro haces cubre un sector de 120°, una pluralidad de haces recibidos de diversidad 1494-1407 traslapan la pluralidad de haces principales en forma espacial. Por ejemplo, una estación móvil MS puede quedar dentro de una región de traslape de un primer haz principal 1400, un segundo haz principal 1401, un primer haz de diversidad 1404 y un segundo haz de diversidad 1405. La señal recibida en el primer haz principal 1400 puede ser más intensa que la recibida en el segundo haz principal 1401, mientras que la señal de diversidad recibida sobre el segundo haz de diversidad 1405 puede ser más intensa que la señal recibida en el primer haz de diversidad 1404. Bajo estas circunstancias, el receptor de ubicación de haz 1300 puede seleccionar una señal de haz principal correspondiente al primer haz principal 1400 y una señal de diversidad correspondiente al segundo haz de diversidad 1405, para enrutarlos al receptor de diversidad 1301. En general, los haces adyacentes pueden desvanecerse conjuntamente. Sin embargo, si está presente P1363/98MX un ángulo de dispersión considerable, las señales de desvanecimiento independientes recibidas en los haces diferentes pueden presentarse algunas veces, pero en forma rara. El seleccionar un haz principal y un haz diverso diferentes bajo estas circunstancias puede resultar ventajoso. Esta operación puede valer la pena en situaciones en donde el ambiente de trayectoria múltiple está sujeto a una alta dispersión del ángulo. Haciendo referencia a la Figura 15, se ilustra esquemáticamente la antena principal y la antena de diversidad del quinto arreglo de antena de la Figura 16, in situ, sobre la parte superior de un mástil. Como la antena principal y la antena de diversidad comprenden arreglos de antena multielementos, su tamaño será mayor a una antena omnidireccional correspondiente (el tamaño relativo de la antena omnidireccional se muestra con puntos) . La antena principal 1501 y la antena principal 1502 están separadas por una distancia de típicamente alrededor de 2 a 3 metros, de manera que cuando todos los haces principales están en desvanecimientos, la distancia entre el arreglo de antena principal y el arreglo de antena de diversidad es tal que el desvanecimiento experimentado por la antena de diversidad puede estar no correlacionado con el experimentado por la antena principal. Sin embargo, como se mencionó previamente la obtención del permiso de P1363/98MX planeación para la erección de arreglos de antena y mástiles, resultan difícil, y el aumentar el tamaño del arreglo de antena resulta desventajoso desde el punto de vista de los costos y de planeación, al mismo tiempo que se experimentan problemas técnicos mayores debido al aumento de resistencia contra el viento y al mayor volumen. De manera ideal, las facetas del arreglo de antena multielementos deben ser lo más delgadas posibles. Haciendo referencia a la Figura 16, se ilustra un sexto arreglo de antena de acuerdo a una sexta modalidad específica de la presente invención. El sexto arreglo de antena comprende un solo arreglo de antena 1600 que comprende una pluralidad de elementos de antena capaces de discriminar señales de una pluralidad de estaciones móviles por polarización; un primer formador de haz ascendente 1601 capaz de recibir primeras señales de antena polarizadas a partir del arreglo de antena 1600; un segundo formador de haz ascendente 1602 capaz de recibir segundas señales polarizadas del arreglo de antena 1600; el primer formador de haz 1601 da salida a una pluralidad de primeras señales de haz de polarización a partir de una pluralidad correspondiente de puertos de salida del primer formador de haz 1601, y el segundo formador de haz 1602 da salida a una segunda pluralidad de señales de haz de polarización a partir de una pluralidad de puertos de salida del segundo P1363/98 X formador de haz 1602, la pluralidad de señales de haces de polarización que corresponde a una pluralidad de haces de recepción principales sensibles a las señales en la primera polarización y el segundo formador de haz da salida a las segundas señales de haz de polarización a partir de una pluralidad de puertos de salida del segundo formador de haz 1602, la pluralidad de señales de haz de polarización corresponden a una pluralidad de haces de recepción principales sensibles a las señales en la primera polarización y el segundo formador de haz da salida a las segundas señales de haz de polarización que corresponden a un juego de haces de recepción diversos, sensibles a las señales de recepción de una segunda polarización; un receptor de ubicación de haz 1603 que funciona para hacer un barrido de los puertos de salida del primer formador de haz 1601 para localizar una señal de haz que lleva una señal recibida desde una estación móvil dentro de un sector cubierto por los haces; el haz ubica al receptor que opera a un interruptor principal 1604 para interrumpir la primera señal de haz de polarización hacia un primer puerto de entrada de receptor de diversidad 1605, el interruptor principal 1604 genera una señal de control recibida por un interruptor de diversidad 1606, el interruptor de diversidad 1606 recibe una pluralidad de segundas señales de haz de polarización a partir del segundo formador de haz P1363/98MX de diversidad 1602, el interruptor de diversidad 1606 selecciona una señal de haz diversa de una segunda polarización, que corresponde a los haces diversos de la segunda polarización, correspondientes a la señal de haz recibida desde el primer haz de la primera polarización; la señal de haz diverso se conmuta por el conmutador de diversidad 1606 en un segundo puerto de entrada del receptor de diversidad 1605, el receptor de diversidad 1605 opera para comparar la señal de haz principal y la señal de haz diverso y seleccionar ya sea la más fuerte de la señal principal y la señal diversa, o combinar la señal principal y la señal diversa para producir una señal de salida. Haciendo referencia a la Figura 17 de la presente, se ilustra un patrón de haz del arreglo de antena de polarización 1600. El patrón de haz comprende una pluralidad de haces relativamente angostos en acimut, que ocupan un sector de 120° de un área de radio celular. Típicamente una pluralidad de haces angostos pueden ocupar un sector de 120°. Una pluralidad principal de haces comprenden haces de sensibilidad a las señales de primera polarización, mientras que una pluralidad diversa de haces que ocupan de manera coespacial con los haces principales correspondientes, son sensibles a las señales de una segunda polarización. Cada uno de los haces principales opera a una frecuencia portadora diferente, que es la misma P1363/98 X frecuencia portadora a la cual opera uno de los haces diversos respectivos correspondientes de la segunda polarización. Una señal transmitida por una estación móvil a una polarización arbitraria y que puede sufrir un mezclado de polarización significante en la trayectoria de propagación, queda dentro de uno de los haces y puede dar por resultado una señal recibida más intensa en la primera polarización que en la segunda polarización o viceversa, dependiendo de las condiciones locales dentro del sector. Los haces principales que funcionan en la primera polarización pueden utilizarse para derivar primeras señales de haz, mientras que los haces diversos que operan la segunda polarización pueden utilizarse como los haces diversos. La primera y la segunda polarizaciones de preferencia son ortogonales entre sí y pueden comprender polarizaciones lineales o polarizaciones circulares opuestas, o cualquier combinación de diferentes polarizaciones, por ejemplo polarización lineal y polarización circular. El arreglo de antena 1600, receptivo a la primera y a la segunda señales de polarización, puede comprender una pluralidad de elementos de antena individuales en un arreglo de un solo elemento de antena. Esto tiene la ventaja de tener una abertura relativamente compacta en P1363/98 X comparación con dos antenas separadas, por ejemplo una antena principal y una antena diversa separada típicamente por una distancia de 2 a 3 metros, dependiendo de la longitud de onda operacional utilizada y del ambiente. Como las señales recibidas se discriminan entre sí por medio de polarización, cuando una polarización está en desvanecimiento, la otra polarización puede estar en desvanecimiento menos severo, o bien no estar en desvanecimiento, incluso cuando los elementos de antena se colocan de manera compacta. Al proporcionar un patrón de haz principal y un patrón de haz diverso diferenciado por medios de polarización, puede ser posible proporcionar una antena compacta que tiene múltiples haces angostos, aumentando así la relación portadora a interferencia, y también teniendo un área de abertura compacta, incurriendo así en menos problemas con respecto a los permisos de planeación, resistencia del viento, peso y costo, mientras que aún se conserva una relación adecuada señal a ruido ventajosa a través del uso de diversidad. Cada uno de los haces puede barrerse primero en su primera polarización y, en segundo lugar, en su segunda polarización, antes de moverse al siguiente haz, con objeto de ubicar una señal deseada y su señal diversa correspondiente. El barrido para ubicar una señal deseada puede operar en una variedad de formas diferentes. Por P1363/98MX ejemplo, una primera polarización de cada haz puede barrerse, los haces se barren en secuencia y después la segunda polarización de cada haz puede barrerse. Alternativamente, una primera polarización de un haz puede barrerse seguida de una segunda polarización de ese haz, antes del barrido de la primera polarización de haces adyacentes siguientes y después de la segunda polarización de haces adyacentes siguientes. En general, la primera y la segunda polarizaciones de los haces puede barrerse en cualquier orden, por ejemplo de manera aleatoria o de acuerdo a un algoritmo de barrido predeterminado. Haciendo referencia a la Figura 18 de la presente, se ilustra una instrumentación de haces angostos de diversidad, polarizados, en un séptimo arreglo de antena de acuerdo a una séptima modalidad específica de la presente invención. El séptimo arreglo de antena recibe señales de una primera pluralidad de haces de recepción principales 1800 receptivos a una primera polarización, y una pluralidad correspondiente de haces de recepción de diversidad 1801 que se traslapan espacialmente, receptivos a una segunda polarización. El séptimo arreglo de antena comprende un arreglo de antena principal 1802, que comprende una pluralidad de elementos de antena, cada elemento de antena emite una señal de antena hacia un duplexor respectivo correspondiente de una pluralidad de P1363/98MX duplexores 1803, cada uno de los duplexores divide a la señal de antena recibida y alimenta la señal de antena recibida hacia un amplificador lineal correspondiente de una pluralidad de amplificadores lineales 1804, que dan salida a señales de antena recibidas y amplificadas hacia una matriz 1805 formadora de haz ascendente principal, ésta matriz comprende una pluralidad de puertos de salida, cada uno de los cuales da salida a una señal de haz recibida, ascendente, correspondiente, que corresponde a un haz respectivo de una pluralidad de haces principales 1800, la señal de haz ascendente se hacen ingresar en una pluralidad de multiacopladores 1806, junto con otras señales de haz desde otras antenas principales de los otros sectores de una celda; una antena de diversidad 1807 comprende un arreglo multielemento, la antena de diversidad recibe señales que provienen de una pluralidad de haces de recepción de diversidad direccionales 1801, cada uno de los elementos de la antena de diversidad genera una señal de antena de diversidad correspondiente respectiva, las señales de antena de diversidad dan entrada a una pluralidad de amplificadores lineales 1808, los amplificadores lineales dan salida a las señales de antena de diversidad amplificadas hacia puertos de entrada de una matriz formadora de haz de diversidad 1809; la matriz formadora de haz de diversidad 1809 tiene una pluralidad de P1363/98MX puertos de salida que corresponden a los haces de recepción respectivos que cubren al sector, las señales de haz de diversidad salen desde la matriz formadora de haz de diversidad 1809 que está ingresando a la segunda pluralidad de multiacopladores 1810; una pluralidad de conmutadores o interruptores y unidades de radio digital 1811 reciben señales provenientes de una primera y una segunda pluralidad de multiacopladores, que corresponden a señales recibidas en cada uno de los haces de recepción principal y de los haces de recepción de diversidad; las unidades de radio digital 1811 dan salida a señales hacia un conmutador transceptor/matriz combinadora 1912, que después se enruta hacia un haz correspondiente formado en el enlace descendente o la antena. El arreglo de antena principal 1802 y el arreglo de antena diversa 1807 se combinan en la misma abertura de antena y no están separadas por una gran distancia. Los elementos del arreglo de antena principal y diversa están cercanos entre sí, dentro de la distancia de poca longitud de onda, y pueden estar co-ubicados. Haciendo referencia a las Figuras 19 y 20 de la presente, se ilustra la operación de una unidad de radio digital de las modalidades de las Figuras 9 ó 18. Cada unidad de radio digital sirve a un haz principal respectivo correspondiente. La unidad de radio digital recibe una P1363/98MX señal proveniente de su haz principal seccionado Ms. La recepción del haz principal seccionado Ms se muestra como una función del tiempo en la parte superior de la Figura 20. Para la mayoría de tiempo, la unidad de radio digital se conecta al haz principal seccionado Ms, pero periódicamente se desconecta del haz principal seccionado y se conecta a una señal de un haz principal adyacente, por ejemplo un haz adyacente a la izquierda del haz principal separador ML, para probar si la señal del haz adyacente izquierdo ML es más intensa a la señal recibida en el haz principal separador Ms. La unidad de radio digital también se conecta a un haz diverso Ds, durante la mayor parte del tiempo, pero periódicamente se conmuta para conectarse a otro haz principal adyacente al haz principal separador, por ejemplo el haz a la derecha del haz principal servidor MR. La unidad de radio digital supervisa el haz principal izquierdo adyacente ML y el haz principal derecho adyacente en cualquiera de los lados del haz servidor principal Ms, probando una señal de intensidad superior que proviene de una estación móvil en cualquiera de los haces principales adyacentes izquierdo o derecho, hacia un haz servidor principal, mientras que simultáneamente recibe una señal del haz servidor diverso Ds . En el caso del segundo arreglo de antena de la Figura 9 de la presente, hay una pluralidad de haces P1363/98MX principales adyacentes en un sector espacialmente traslapante el acimut con un haz de diversidad del sector completo. En este caso, el haz de diversidad servidor Ds es el haz de diversidad de sector completo y el haz servidor principal puede ser cualquiera de la pluralidad de haces principales en un sector. En los bordes de un sector, el haz principal adyacente puede ser un haz principal de un sector adyacente, y la unidad de radio digital puede monitorear un haz principal de un sector adyacente. En quinto arreglo de antena de la Figura 18, hay una pluralidad de haces principales y una pluralidad de haces diversos en un sector. Bajo estas circunstancias, las señales que provienen del haz servidor principal y del haz servidor diverso se hacen entrar a la unidad de radio digital, y la unidad radio digital periódicamente supervisa los haces principales adyacentes de cualquiera de los lados del haz principal servidor para determinar si puede obtenerse una señal más intensa en esos haces . Haciendo referencia a la Figura 21, se muestra un patrón de supervisión alternativo en donde la conmutación entre el haz servidor principal Ms y el haz principal izquierdo adyacente ML es seguida inmediatamente, o dentro de una corta sucesión, por la conmutación desde el haz servidor diverso para supervisar el haz principal derecho P1363/98MX adyacente MR, antes de revertir la selección del haz servidor principal y del haz servidor diverso. Periódicamente, los haces adyacentes principales izquierdo y derecho se supervisan por la conmutación desde el primer haz servidor y el haz servidor diverso. Las unidades de radio digital hacen un barrido continuo de otros haces principales adyacentes en el sector, para determinar si puede obtenerse una señal más intensa en un haz que es diferente al haz que actualmente está funcionando como el haz servidor principal. La unidad de radio digital substancialmente recibe de manera continua una señal que proviene de un haz diverso, y puede combinar las señales desde el haz servidor principal Ms y del haz servidor diverso Ds. Si el DRU detecta un nivel de señal más intenso en un haz principal adyacente, entonces, inicia una transferencia de transmisión de la llamada de manera que el haz adyacente se convierta en el haz servidor (es decir la llamada se enruta desde el DRU actual hacia un DRU que utiliza el haz adyacente como el haz servidor.

Referencias [1] "Mobile Communications Engineering", McGraw Hill, 1982, Ch. 9. [2] "Introduction to Antennas" martin S. Smith, MacMillan, 1988, Ch 6.

P13S3/98MX

Claims (30)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES : 1. Un arreglo de antena para una estación base de radio celular, el arreglo comprende: una antena principal y una antena de diversidad; en donde por lo menos una de las antenas está configurada para recibir señales de comunicación sobre una pluralidad de haces espacialmente direccionales.
2. 2. El arreglo de antena según la reivindicación 1, en donde la antena principal recibe una señal de comunicaciones en una de la pluralidad de haces direccionales, el arreglo de antena comprende además un medio para seleccionar de entre la pluralidad de haces, un haz que recibe una señal de comunicación deseada.
3. 3. El arreglo de antena según la reivindicación 2, que comprende además un receptor de diversidad adaptado para combinar la señal de comunicaciones deseada con una señal de comunicaciones recibida por la antena de diversidad.
4. 4. El arreglo de antena según la reivindicación 1, en donde la antena principal comprende una pluralidad de P1363/98MX elementos de antena individuales.
5. 5. El arreglo de antena según la reivindicación 1, en donde la antena de diversidad comprende una pluralidad de elementos de antena adaptados para recibir una señal de comunicación en una o más de una pluralidad de haces de diversidad adyacentes, definidos por la pluralidad de elementos de antena.
6. 6. El arreglo de antena según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de haces direccionales comprende haces ortogonales.
7. 7. El arreglo de antena según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de haces comprende haces no ortogonales .
8. 8. El arreglo de antena según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de haces son dirigibles en diferentes direcciones entre sí.
9. 9. El arreglo de antena según la reivindicación 2, en donde el medio para seleccionar un haz comprende una señal óptima que es común a las dos antenas.
10. 10. El arreglo de antena según la reivindicación 9, en donde el medio para seleccionar un haz que recibe una señal óptima re-selecciona intermitentemente la señal óptima.
11. 11. El arreglo de antena según la reivindicación 10, en donde la re-selección intermitente comprende haces P13S3/98MX de prueba adyacentes al haz seleccionado para una señal óptima.
12. 12. Un método para recibir señales de comunicación en un sistema de comunicaciones de radio celular, el método comprende los pasos de: formar una primera pluralidad de haces direccionales ascendentes; recibir señales de comunicación en la primera pluralidad de haces direccionales ascendentes; formar por lo menos un segundo haz direccional de enlace ascendente; recibir señales de comunicación en el segundo haz direccional de enlace ascendente; hacer un barrido a través de la pluralidad de primeros haces de enlace ascendente y el por lo menos un segundo haz para ubicar un haz que recibe una señal de comunicaciones óptima.
13. 13. El método según la reivindicación 12, que comprende el paso de: comparar las señales de comunicaciones recibidas en un haz ubicado de la primera pluralidad de haces con una señal de comunicaciones recibida en el segundo haz de enlace ascendente.
14. 14. El método según la reivindicación 12, que comprende los pasos de: P1363/98MX formar una pluralidad de los segundos haces de enlace ascendente; hacer un barrido a través de la pluralidad de segundos haces de enlace ascendente para ubicar un haz de la segunda pluralidad sobre el cual va a recibirse de manera óptima la señal de comunicaciones; y comparar el canal de comunicaciones recibido sobre el primer haz ubicado con el canal de comunicaciones recibido sobre el segundo haz ubicado.
15. 15. Un arreglo de antena para un sistema de radio celular que comprende: un primer arreglo de antena capaz de recibir primeras señales de antena; un primer medio formador de haz capaz de recibir las primeras señales de antena y dar salida a una pluralidad de primeras señales de haz que corresponden a una primera pluralidad de haces; una segunda antena separada de la primer antena, la segunda antena es capaz de recibir segundas señales de antena; un segundo medio formador de haz capaz de recibir a las segundas señales de antena y dar salida a una segunda señal de haz que corresponde a por lo menos un segundo haz; un medio ubicador para hacer un barrido a través de la pluralidad de primeras señales de haz para ubicar una P1363/98MX señal de comunicaciones recibida sobre el haz; y un receptor para recibir primeras y segundas señales de haz.
16. 16. El arreglo de antena según la reivindicación 15, en donde el medio ubicador funciona para seleccionar una señal de haz que corresponde a un haz de recepción óptimo del primero y segundo haces direccionales.
17. 17. La antena según la reivindicación 15, que comprende : un medio para comparar las primeras señales de haz con las segundas señales de haz.
18. 18. El arreglo de antena según la reivindicación 15, en donde la segunda antena comprende una antena direccional capaz de recibir señales de comunicación en una segunda pluralidad de haces direccionales.
19. 19. El arreglo de antena según la reivindicación 15, en donde el receptor recibe simultáneamente una señal de haz a partir de cada una de la pluralidad de haces, y hace un barrido secuencial de las señales de haz de la pluralidad de haces.
20. 20. El arreglo de antena según la reivindicación 15, en donde la primera y segunda antena están separadas físicamente en una distancia suficiente para que cuando la primera antena experimente un desvanecimiento, la segunda antena quede fuera del desvanecimiento. P1363/98MX
21. 21. Un método para recibir señales de comunicaciones en un sistema de comunicaciones de radio celular, el método comprende los pasos de: recibir primeras señales de antena en un primer arreglo de antena; dar entrada a las primeras señales de antena hacia un primer medio formador de haz; dar salida desde el primer medio formador de haz a una pluralidad de primeras señales de haz que corresponden a una primera pluralidad de haces; recibir segundas señales de antena sobre un segundo arreglo de antena, el segundo arreglo de antena está separado del primer arreglo de antena; dar entrada a las segundas señales de antena hacia un segundo medio formador de haz; dar salida desde el segundo medio formador de haz a segundas señales de haz que corresponden a por lo menos un segundo haz; hacer un barrido de la pluralidad de las primeras señales de haz para ubicar una señal de comunicaciones recibidas sobre el haz; y dar entrada a por lo menos una de la primera y segunda señales de haz dentro de un receptor.
22. 22. Un arreglo de antena para un sistema de radio celular que comprende: P13S3/98MX un arreglo de antena capaz de recibir señales a partir de una pluralidad de haces principales de enlace ascendente, y por lo menos un haz de enlace ascendente diverso, y producir correspondientes señales de antena, los haces de enlace ascendente, principal y diverso, son distinguibles entre sí con base en la polarización; un medio formador de haz para recibir las señales de antena y producir una pluralidad de señales de haz principales que corresponden a la pluralidad de haces principales y por lo menos una señal de haz diverso que corresponde al por lo menos un haz diverso de enlace ascendente; y un medio de ubicación que funciona para: hacer un barrido a través de la pluralidad de señales de haz principal para identificar un haz de la primera pluralidad de haces principales de enlace ascendente sobre el cual va a recibirse una señal de canal de comunicaciones; y un medio receptor que funciona para comparar la señal de comunicaciones recibida sobre el haz principal identificado con la señal de comunicaciones identificada sobre el haz diverso.
23. 23. El arreglo de antena según la reivindicación 22, en donde la antena es capaz de recibir señales sobre una pluralidad de haces de enlace ascendente diversos, y el P1363/98MX medio de barrido funciona para hacer un barrido a través de una pluralidad correspondiente de señales de haz diverso para identificar un haz de la pluralidad sobre la cual es recibida la señal de comunicaciones.
24. 24. Un método para recibir señales de comunicaciones en sistemas de comunicación de radio celular, el método comprende los pasos de: formar una pluralidad de primeros haces de enlace ascendente, y por lo menos un segundo haz de enlace ascendente, los haces principal y diverso son distinguibles entre sí con base a la polarización; recibir una señal de canal de comunicaciones sobre los haces de enlace ascendente principal y diverso; hacer un barrido a través de la pluralidad de haces principales para identificar al haz sobre el cual es recibida una señal de canal de comunicaciones; y combinar la señal de canal de comunicaciones recibida sobre el haz identificado principal con la señal de identificación recibida sobre un haz diverso.
25. 25. El método según la reivindicación 24, en donde las polarizaciones son mutuamente ortogonales.
26. 26. El método según la reivindicación 24, que comprende el paso de: formar una pluralidad de haces de enlace diverso; hacer un barrido a través de la pluralidad de P13S3/98MX haces de enlace diverso para identificar un haz diverso sobre el cual la señal de canal de comunicaciones es recibida; y comparar la señal de comunicaciones recibida sobre el haz principal identificado con la señal de canal de comunicaciones recibida sobre el haz diverso identificado .
27. 27. Un método para recibir señales de comunicaciones a partir de una estación móvil en un sistema de comunicaciones de radio celular, el método comprende el paso de: formar una pluralidad de haces principales de enlace ascendente; formar una pluralidad de haces diversos de enlace ascendente; seleccionar por lo menos un haz de la pluralidad de haces principales de enlace ascendente y la pluralidad de haces diversos de enlace ascendente; y dar entrada al por lo menos un haz seleccionado hacia un receptor.
28. 28. El método según la reivindicación 27, en donde la pluralidad de haces principales de enlace ascendente funcionan para distinguir señales de una primera polarización; y la pluralidad de haces diversos funcionan para P1363/98 X distinguir señales de una segunda polarización.
29. 29. Un método para recibir señales de comunicación a partir de una estación móvil en un sistema de comunicaciones sectorizado de radio celular, el método comprende los pasos de: formar una pluralidad de haces principales de enlace ascendente en un sector; formar por lo menos un haz diverso de enlace ascendente en el sector; dar servicio al haz principal de enlace ascendente mediante la supervisión de señales recibidas sobre el haz principal de enlace ascendente, supervisando las señales recibidas en el haz diverso de enlace ascendente; y supervisar periódicamente las señales recibidas sobre el por lo menos un haz principal de enlace ascendente diferente a aquél haz principal de enlace ascendente al que se dio servicio.
30. 30. El método según la reivindicación 29, en donde el otro de los haces de enlace ascendente comprende haces principales adyacentes en acimut al haz principal al que se dio servicio. P13S3/98 X