SE502811C2 - Repeater - Google Patents

Description

CH CD PJ CD - en, via någon av sina ingångar, till kanalselek- teringsorganets utgång kopplad kombinerare, vars utgång i sin tur är kopplad via en effektförstärkare till duplexorganets anslutning för utgående signaler i den andra grenen. Härvid erhålls förbättrade sändnings- och mottagnings-. prestanda genom en förstärkning och eventuell omriktning av RF- signalerna i de frekvensområden som erfordras för radiokommuni- kationen mellan abonnentterminalen och basstationen.

En repeater av ovannämnda, kända slag har dock en inte särskilt hög verkningsgrad till följd av det sätt, på vilket dess effektförstärkare är anordnade. Effektförstärkarna förstärker härvid alla, eller åtminstone flera av, medelst repeatern förstärkta frekvensområden eller kanaler. För det första krävs därför att varje effektförstärkare kan ge hela den erforderliga uteffekten för respektive gren. För det andra krävs, som brukligt i dessa sammanhang, att förstärkaren inte alstrar så höga nivåer av blandningsfrekvenser eller intermodulations- produkter, att kommunikationen störs i det egna kommunikations- systemet eller i andra system. Rent fysikaliskt uppkommer intermodulationsprodukter då olika frekvenser blandas i något olinjärt element. Ovannämnda krav på effektförstärkaren kan inte uppfyllas av en förstärkare med särskilt hög verknings- grad. En relativt dyr och komplicerad s.k. klass A-förstärkare torde vara nödvändig.

Detta sätt att arrangera effekförstärkarna mellan kombinerare och duplexorgan kräver alltså hög effekt för att uppnå en så god linjäritet hos effektförstärkarna, att deras interna generering av intermodulationsprodukter hålls på en godtagbar nivå.

En annan repeater av liknande slag är känd genom US-patentet 4 754 495, vilket inkorporeras i denna beskrivning genom hän- visning. Denna anordning inriktar sig dock inte på lösningen av de ovan angivna problemen. I sin egenskap av närliggande teknik bildar den dock en utgångspunkt för uppfinningen. Vissa väsent- liga särdrag hos denna kända repeater återfinns i patentkravets 502 811 1 ingress.

Ytterligare en repeater är känd från US-patentet 4 941 200.

Denna repeater, som utöver sin förstärkarfunktion är inrättad att övervaka och manipulera signaleringen i en cell i ett radiokommunikationssystem, använder från basstationer tidigare väl känd teknik för styrning och förstärkning av RF-signaler i syfte att uppfylla en vanligt förekommande standard för cellulär telekommunikation.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen grundar sig på uppgiften att åstadkomma en för ett cellulärt telekommunikationssystem avsedd repeater som är enklare till sin konstruktion, kräver mindre underhåll och har hög verkningsgrad i kombination med hög effektkapacitet och generering av endast låga nivåer av intermodulationsprodukter.

En repeater enligt uppfinningen är främst avsedd att (i en del av en cell) höja nivåerna och eventuellt konvertera frekven- serna hos de i telekommunikationssystemet använda RF- signalerna. Däremot syftar en repeater enligt uppfinningen ej till att på annat sätt manipulera RF-signalerna.

Ovannämnda uppgift löses enligt uppfinningen genom en repeater med särdragen i det självständiga patentkravet 1 eller 2. Genom att effektförstärkningen efter kanalselektering sker före kombineraren behöver således förstärkaren endast förstärka en frekvens (ett frekvensband), varvid den angivna lösningen uppnås. De i patentkraven 1 och 2 beskrivna anordningarna ger snarlika lösningar på problem som företrädesvis hänför sig till olika standarder för cellulär telekommunikation.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen anges i de beroende patentkraven 3-8.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA På ritningen visar: 502 B11 Fig. 1 den principiella uppbyggnaden av en repeater i en första utföringsform enligt uppfinningen; Fig. 2 den principiella uppbyggnaden av en repeater i en andra utföringsform enligt uppfinningen.

BESKRIVNING Av TVÅ FÖREDRAGNA UTFöRINcsFoRMER Fig. 1 visar ett blockschema över en repeater i en första utföringsform enligt uppfinningen. Denna omfattar till att börja med ett första radiatororgan 1 för första inkommande och första utgående RF-signaler mellan en basstation (ej visad) och repeatern samt ett andra radiatororgan 2 för andra inkommande och andra utgående RF-signaler mellan repeatern och en abonnentterminal (ej visad). Företrädesvis har motsvarande inkommande och utgående signaler samma frekvens, dvs de första inkommande och de andra utgående signalerna har samma frekvens och omvänt.

Det första radiatororganet är kopplat via en första anslutning till ett första duplexorgan 3, exempelvis en cirkulator eller ett duplexfilter, vilket även har en andra och en tredje anslutning. Mellan dessa anslutningar förmedlas signaler på så sätt att en inkommande signal överförs endast till den på ena sidan närliggande anslutningen, i fig. 1 den vänstra sidan. Det första duplexorganets 3 andra resp. tredje anslutning förmedlar de första inkommande resp. första utgående RF-signalerna.

De första inkommande RF-signalerna leds till en ingång till en första multikopplare 4 som fördelar RF-signalerna till två eller flera utgångar (fyra utgångar visade i fig. 1). Multi- kopplarens 4 utgångar är vardera kopplade till ingången till ett kanalselekteringsorgan 6 (endast ett visat i fig. 1 i anslutning till multikopplaren 4), som selekterar (utskiljer) endast en bärvåg (frekvens). Kanalselekteringsorganet 6 har även en utgång.

Kanalselekteringsorganet 6 kan ha ett flertal olika utform- ningar. I det i fig. 1 visade exemplet innehåller, ansluten 502 811 till sin ingång, en första blandare 7 kopplad till ett filter 8, företrädesvis ett bandpassfilter som endast överför ett förutbestämt frekvensband, vilket filter 8 är kopplat till en andra blandare 9 som i sin tur är kopplad till kanalselek- teringsorganets 6 utgång. Den första och den andra blandaren 7, 9 är dessutom båda anslutna till en utanför kanalselekterings- organet 6 anordnad frekvensgenerator 10, vilken avger en bland- ningsfrekvenssignal till dessa.

Utgången från kanalselekteringsorganet 6 (och motsvarande utgångar från andra i repeatern befintliga kanalselekterings- organ för de första inkommande RF-signalerna) är kopplad till en därtill hörande effektförstärkare 11. Denna kan bestå av ett eller flera förstärkarsteg. Effektförstärkaren 11 behöver härvid förstärka och förmedla väsentligen endast den bärfrekvens (kanal) hos de första inkommande RF-signalerna, som transponerats ett visst frekvensavstånd av den första blandaren 7, transmitterats av filtret 8 och transponerats tillbaka samma frekvensavstånd av den andra blandaren 9.

Inom det av förstärkaren 11 förmedlade frekvensbandet finns endast en bärvåg (frekvens). Förstärkaren 11 kan vara frekvens- selektiv, dvs. i sig dämpa vissa frekvensband, och/eller kan ytterligare filterorgan (ej visade) vara anordnade mellan blandaren 9 och förstärkaren 11 för att starkt dämpa i blandaren 9 uppkomna, oönskade frekvenser (intermodulations- produkter). Det faktum att endast en bärvåg skall förstärkas medger att förstärkaren 11 kan ges en relativt enkel konstruk- tion, eftersom den ej behöver vara så strängt linjär som en förstärkare, vilken förstärker flera olika frekvenser med krav på låg intern generering av intermodulationsprodukter. Dessutom kan förstärkaren 11 härigenom konstrueras för lägre effek- förbrukning.

Vidare är filter- och/eller cirkulatororgan (ej visade) företrädesvis anordnade efter effektförstärkaren 11 för undertryckande av för radiokommunikationen oönskade intermodulationsprodukter och/eller oönskad växelverkan mellan 5Û2 811 RF-signaler förmedlade av olika kanalselekteringsorgan.

Exempelvis undviks härigenom störningar mellan olika samtal (RF-signaler) som samtidigt förmedlas av repeatern.

Kanalselekteringsorganets 6 utgång är, via den därtill hörande förstärkaren 11, kopplad till en ingång till en företrädesvis passiv kombinerare 12. Denna är försedd med ytterligare ett antal ingångar och en utgång, varvid antalet ingångar före- trädesvis är lika med antalet utgångar från multikopplaren 4 och antalet kanalselekteringsorgan 6 för de första inkommande RF-signalerna.

Kombinerarens 12 utgång är kopplad till en tredje ingång till ett andra duplexorgan 13, vilket till sin funktion helt motsvarar det första duplexorganet 3. Via duplexorganets 13 första anslutning förmedlas således de första inkommande RF- signalerna till ett andra radiatororgan 2, där de definitions- mässigt övergår till andra utgående RF-signaler att förmedlas från basstationen till abonnentterminalen (vilka ej visas i fig. 1).

På ett sätt som motsvarar det ovan beskrivna förmedlas de andra inkommande resp. utgående signalerna i repeatern av det andra radiatororganet 2, det andra duplexorganet 13, den andra multikopplaren 14, andra kanalselekteringsorgan 15 (endast ett visat i fig. 1), en andra förstärkare 16, en andra kombinerare , det första duplexorganet 3 och det första radiatororganet 1.

Fig. 2 visar ett blockschema över en repeater i en andra utföringsform enligt uppfinningen. Denna omfattar till att börja med ett första radiatororgan 201 för första inkommande och första utgående RF-signaler mellan en basstation (ej visad) och repeatern samt ett andra radiatororgan 202 för andra inkommande och andra utgående RF-signaler mellan repeatern och en abonnentterminal (ej visad). Företrädesvis har motsvarande inkommande och utgående signaler med ett bestämt frekvens- avstånd separerade frekvenser. 502 811 Det första radiatororganet är kopplat via en första anslutning till ett första duplexorgan 203, exempelvis en cirkulator eller ett duplexfilter, vilket även har en andra och en tredje anslutning. Mellan dessa anslutningar förmedlas signaler på så sätt att en inkommande signal överförs endast till den på ena sidan närliggande anslutningen, i fig. 2 den vänstra sidan. Det första duplexorganets 203 andra resp. tredje anslutning förmedlar de första inkommande resp. första utgående RF- signalerna.

De första inkommande RF-signalerna leds till en ingång till en första multikopplare 204 som fördelar RF-signalerna till två eller flera utgångar (fyra utgångar visade i fig. 2). Åtminstone en första av multikopplarens 204 utgångar är kopplade till ingången till ett kanalselekteringsorgan 206 (endast ett visat i fig. 2 i anslutning till multikopplaren 4), som selekterar (utskiljer) endast en bärvåg (frekvens). Åtminstone en andra av multikopplarens 204 utgångar är kopplade till ingången till ett bandselekteringsorgan 225 (endast ett visat i fig. 2 i anslutning till multikopplaren 204), som selekterar (utskiljer) ett frekvensband, vilket kan rymma flera bärvågor (frekvenser). Kanalselekteringsorganet 206 och bandselekteringsorganet 225 har även varsin utgång.

Kanalselekteringsorganet 206 kan ha ett flertal olika utform- ningar. I det i fig. 2 visade exemplet innehåller, ansluten till sin ingång, en första blandare 207 kopplad till ett filter 208, företrädesvis ett bandpassfilter som endast överför en förutbestämt frekvens (kanal), vilket filter 208 är kopplat till en andra blandare 209 som i sin tur är kopplad till kanalselekteringsorganets 206 utgång. Dess första och andra blandare 207, 209 är dessutom båda anslutna till en utanför kanalselekteringsorganet 206 anordnad frekvensgenerator 210, vilken avger blandningsfrekvenssignaler till dessa. De till den första och den andra blandaren 207, 209 avgivna blandnings- frekvenssignalerna kan ha skilda frekvenser.

Bandselekteringsorganet 225 kan ha ett flertal olika utform- ningar. I det i fig. 2 visade exemplet innehåller, ansluten till sin ingång, en första blandare 217 kopplad till ett filter 218, företrädesvis ett bandpassfilter som endast överför ett förutbestämt frekvensband (företrädesvis flera bärvågor), vilket filter 218 är kopplat till en andra blandare 219 som i sin tur är kopplad till bandselekteringsorganets 225 utgång.

Dess första och andra blandare 217, 219 är dessutom båda anslutna till en utanför bandselekteringsorganet 225 anordnad frekvensgenerator 220, vilken avger blandningsfrekvenssignaler till dessa. De till den första och den andra blandaren 217, 219 avgivna blandningsfrekvenssignalerna kan ha skilda frekvenser.

Utgången från kanalselekteringsorganet 206 resp. bandselek- teringsorganet 225 (och motsvarande utgångar från andra i repeatern eventuellt befintliga kanal-/bandselekteringsorgan för de första inkommande RF-signalerna) är kopplade till en därtill hörande första effektförstärkare 211 resp. andra effektförstärkare 232. Dessa kan bestå av ett eller flera förstärkarsteg. Effektförstärkaren 211 behöver härvid förstärka och förmedla väsentligen endast den bärfrekvens (kanal) hos de första inkommande RF-signalerna, som transponerats ett visst frekvensavstånd av den första blandaren 207, transmitterats av filtret 208 och åter transponerats ett förutbestämt frekvens- avstånd av den andra blandaren 209. Den andra effektför- stärkaren 232 behöver härvid förstärka och förmedla företrädes- vis ett helt frekvensband med flera bärvågor (frekvenser) ingående i de första inkommande RF-signalerna. Den andra effektförstärkaren 232 måste till skillnad från den första effektförstärkaren 211 vara bredbandig och ha mycket god linjäritet.

Inom det av den första förstärkaren 211 förmedlade, smala frekvensbandet finns endast en bärvåg (frekvens). Förstärkaren 211 kan vara frekvensselektiv, dvs. i sig dämpa vissa frekvensband, och/eller kan ytterligare filterorgan (ej visade) vara anordnade mellan blandaren 209 och förstärkaren 211 för att starkt dämpa i blandaren 209 uppkomna, oönskade frekvenser (intermodulationsprodukter). Det faktum att endast en bärvåg skall förstärkas medger att förstärkaren 211 kan ges en relativt enkel konstruktion, eftersom den ej behöver vara så strängt linjär som en förstärkare, vilken förstärker flera olika frekvenser med krav på låg intern generering av intermo- dulationsprodukter. Dessutom kan förstärkaren 211 härigenom konstrueras för lägre effekförbrukning.

Vidare är filter- och/eller cirkulatororgan (ej visade) företrädesvis anordnade efter den första effektförstärkaren 211 för undertryckande av för radiokommunikationen oönskade intermodulationsprodukter och/eller oönskad växelverkan mellan RF-signaler förmedlade av olika kanalselekteringsorgan.

Exempelvis undviks härigenom störningar mellan olika samtal (RF-signaler) som samtidigt förmedlas av repeatern. På liknande sätt kan motsvarande organ anordnas för den andra effekt- förstärkaren 232.

Kanalselekteringsorganets 206 resp. bandselekteringsorganets 225 utgångar är, via de därtill hörande första resp andra förstärkarna 211 resp. 232, kopplade till en första resp en andra ingång till en företrädesvis passiv kombinerare 212.

Denna kan vara försedd med ytterligare ett antal ingångar och en utgång, varvid antalet ingångar företrädesvis är lika med antalet utgångar från multikopplaren 204 och antalet band- /kanalselekteringsorgan för de första inkommande RF-signalerna.

Kombinerarens 212 utgång är kopplad till en tredje ingång till ett andra duplexorgan 213, vilket till sin funktion helt motsvarar det första duplexorganet 203. Via duplexorganets 213 första anslutning förmedlas således de första inkommande RF- signalerna till ett andra radiatororgan 202, där de defini- tionsmässigt övergår till andra utgående RF-signaler att förmedlas från basstationen till abonnentterminalen (vilka ej visas i fig. 2).

Pâ ett sätt som motsvarar det ovan beskrivna förmedlas de andra inkommande resp. utgående signalerna i repeatern av det andra radiatororganet 202, det andra duplexorganet 213, den andra 502 811 multikopplaren 214, andra kanalselekteringsorgan 215 (endast ett visat i fig. 2) resp. andra kanalselekteringsorgan 226 (endast ett visat i fig. 2), ytterligare effektförstärkare 216 resp 231, en andra kombinerare 205, det första duplexorganet 203 och det första radiatororganet 201.

En mängd alternativa utformningar och vidareutvecklingar av uppfinningen är möjliga inom ramen för uppfinningens grundtanke att åstadkomma hög verkningsgrad, enkel konstruktion och god störningsbegränsning genom anordnande av effektförstärkare på så sätt att endast en frekvens förstärks av respektive effekt- förstärkare. Även variationer med för fackmannen uppenbara, annorlunda kombinationer av förstärkare och filter kan tänkas, så länge som effektförstärkningen av RF-signalerna i repeatern sker mellan kanalselekteringsorgan och kombinerare.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 592 811 11 PATENTKRAV

1. Repeater för förbättring av sändnings- och mottagnings- prestanda för radiokommunikation mellan en abonnentterminal och en basstation i delar av en cell i ett cellulärt telekommuni- kationssystem, varvid nämnda repeater omfattar, i den första av två principiellt lika grenar varav en för kommunikation från basstation till abonnentterminal och en för kommunikation 4 omvänt, - ett radiatororgan (1, 2) för inkommande och utgående signaler kopplat till - ett duplexorgan (3, 13), vilket även har en anslutning för nämnda utgående signaler och en anslutning för nämnda inkommande signaler, varav den senare är kopplad till - en multikopplare (4, 14) som via åtminstone någon av sina utgångar är kopplad till ingången hos ett kanalselekteringsorgan (6, 15), vilket innehåller - på ingången en första blandare (7) kopplad till - ett filter (8) för kanalselektering kopplat till - en andra blandare (9) kopplad till kanalselekterings- organets (6, 15) utgång, varvid - en frekvensgenerator (10) avger en signal till den första och den andra blandaren (7, 9), och - en, via någon av sina ingångar, till kanalselek- teringsorganets (6, 15) utgång kopplad kombinerare (12, 5), vars utgång i sin tur är kopplad till duplexorganets (3, 13) anslutning för utgående signaler i den andra grenen, k ä n n e t e c k n a d a v att, åtminstone i en av grenarna, en effektförstärkare (11, 16) är anordnad mellan kanalselek- teringsorganet (6, 15) och kombineraren (12, 5) för att förstärka signalen, varvid man i repeatern uppnår hög verkningsgrad, enkel konstruktion och låg intern generering av störande intermodulationsprodukter för radiokommunikationen mellan abonnentterminalen och basstationen.

2. Repeater för förbättring av sändnings- och mottagnings- 10 15 20 25 30 35 (Û CÜ FJ CD _¿ -à 12 prestanda för radiokommunikation mellan en abonnentterminal och en basstation i delar av en cell i ett cellulärt telekommuni- kationssystem, varvid nämnda repeater omfattar, i den första av två principiellt lika grenar varav en för kommunikation från basstation till abonnentterminal och en för kommunikation omvänt, - ett radiatororgan (201, 202) för inkommande och utgående signaler kopplat till - ett duplexorgan (203, 213), vilket även har en anslutning för nämnda utgående signaler och en anslutning för nämnda inkommande signaler, varav den senare är kopplad till - en multikopplare (204, 214) som dels via åtminstone en första av sina utgångar är kopplad till ingången hos ett kanalselekteringsorgan (206, 215), vilket innehåller - på ingången en första blandare (207) kopplad till - ett filter (208) för kanalselektering kopplat till - en andra blandare (209) kopplad till kanalselek- teringsorganets (206, 215) utgång, varvid - en första frekvensgenerator (210, 224) avger en signal till den första och den andra blandaren (207, 209), - dels via åtminstone en andra av sina utgångar är kopplad till ingången hos ett bandselekteringsorgan (225, 226), vilket innehåller organ (217, 218, 219 och 229, 228, 227) motsvarande kanalselekterings- organet (206, 215) och vilket i motsvarighet därtill är kopplat till en andra frekvensgenerator (220, 230), - en, via en första resp. en andra av sina ingångar, till kanalselekteringsorganets (206, 215 resp. 225, 226) resp. till bandselekteringsorganets utgång kopplad kombinerare (212, 205), vars utgång i sin tur är kopplad till duplexorganets (203, 213) anslutning för utgående signaler i den andra grenen, och k ä n n e t e c k n a d a v att, åtminstone i en av grenarna, en första effektförstärkare (211, 216) är anordnad mellan 10 15 20 25 30 35 502 811 13 kanalselekteringsorganet (206, 215) och kombinerarens (212, 205) första ingång, och att en linjär, andra effektförstärkare (232, 231) är anordnad mellan bandselekteringsorganet (225, 226) och kombinerarens (212, 205) andra ingång, varvid man i repeatern uppnår hög verkningsgrad, enkel konstruktion och låg intern generering av störande intermodulationsprodukter för radiokommunikationen mellan abonnentterminalen och bas- stationen.

3. Repeater enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att motsvarande inkommande signaler och utgående signaler har samma frekvens,

4. Repeater enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att kombineraren (12, 5) är passiv.

5. Repeater enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att förstärkningsorgan saknas mellan kombineraren (12, 5) och nämnda radiatororgan (1, 2).

6. Repeater enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att filterorgan är anordnade mellan blandaren (9) och den första effektförstärkaren (11, 16) och/eller, i förekommande fall, den andra effektförstärkaren för undertryckande av för radiokommunikationen oönskade intermodulationsprodukter.

7. Repeater enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att filterorgan är anordnade mellan den första effektförstärkaren (11, 16) och/eller, i förekommande fall, den andra effektförstärkaren och kombineraren (12, 5) för undertryckande av för radiokommunikationen oönskade intermodulationsprodukter och/eller oönskad växelverkan mellan RF-signaler förmedlade av olika kanalselekteringsorgan.

8. Repeater enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d första effektförstärkaren (11, 16) och/eller, i förekommande a v att cirkulatororgan är anordnade mellan den LV! CJ FO CS ___!- __x 14 fall, den andra cch kombineraren (12, 5) för undertryckande av för radiokommunikationen oönskade intermodulationsprodukter och/eller oönskad växelverkan mellan RF-signaler förmedlade av olika kanalselekteringsorgan.