SE514436C2 - Arrangemang i ett radiosystem - Google Patents

Description

25 514- 436 2 Ett problem som kan uppstå med en sådan basstation är att det är svårt att öka dess kapacitet. Naturligtvis är det tänkbart att en hj älpsändtagarenhet skulle kunna för- bindas till samma antenner med hjälp av en kornbinerare och några delare. Dessa kopplingsorgan är emellertid relativt dyrbara och otympliga, i synnerhet kombine- IQICII.

Därför är ett mer tänkbart angreppssätt för att öka kapaciteten i systemet att endast lägga till en extra basstation, komplett med en sändtagarenhet och två antenner.

Emellertid används ofta små basstationer i estetiskt känsliga stadsmiljöer. I sådana miljöer är det svårt att hitta passande lägen för basstationer.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att uppnå ett mer flexibelt litet bassta- tionsarrangemang, som medger att kapaciteten hos basstationen enklare kan ökas.

Ett annat ändamål är att uppnå ett kostnadseffektivt basstationsarrangemang.

Dessa ändamål uppnås i ett basstationsarrangemang med en första antenn och en andra antenn. Dessa antenner är tänkta att förbindas med första och andra portar hos en sändtagarenhet. Den första porten är en dubbehíktad port och den andra porten är en mottagarport. Arrangemanget innefattar två cirkulatorenheter och en fyraportars delarenhet.

En första cirkulator har en första port som står i förbindelse med den dubbehiktade porten hos sändtagarenheten och en andra port stående i förbindelse med den fösta antennen och en tredje port stående i förbindelse med en första port hos delarenhe- ten. Transrriissionsriktningen hos cirkulatom är från den första porten till den andra 10 15 20 25 30 514 456. 3 porten, från den andra porten till den tredje porten och från den tredje porten till den första porten.

En andra cirkulator har en första port som står i förbindelse med den andra antennen och en andra port som står i förbindelse med den andra porten hos delarenheten.

Denna cirkulator är utformad så att signaler som matas in vid dess första port matas ut endast vid dess andra port, signaler som matas in vid dess andra port matas ut endast vid en tredje port, och signaler som matas in vid den tredje porten matas ut endast vid dess första port.

Delarenheten har en tredje port som står i förbindelse med mottagarporten hos sänd- tagarenheten och är utfonnad så att signaler som matas in vid dess första port matas ut vid dess andra och tredje portar. Signaler som matas in vid dess andra port matas ut vid dess första portar och en fjärde port.

Detta leder till ett elegant, billigt och enkelt skalbart arrangemang. Om en hjälp- sändtagarenhet skall anslutas förbinds dess dubbelriktade port enkelt till den tredje porten hos den andra cirkulatom och dess mottagarport till den fjärde porten hos delaren.

Om å andra sidan ingen hjälpsändtagarenhet erfordras, avslutas dessa portar hos den andra cirkulatom samt delaren av matchande motståndselement. Därför medger ett sådant arrangemang att ett basstationsarrangemang tillverkas med möjlighet att lägga till en hjälpsändtagarenhet till en mycket låg extra kostnad. Således kan större serier uppnås, eftersom färre slag av basstationer tillverkas.

I en föredragen utföringsform är delarenheten utformad för att dela signaler som kommer in vid dess första eller andra port ojämnt till en grad som kompenserar för därnpningen mellan två cirkulatorportar. Detta medger att sändtagarenheter av standardtyp effektivt kan användas utan modifieringar. 10 15 20 25 30 514 436 4 I en annan föredragen utföringsform är en sändtagarenhet anpassad för rösttrafik och den andra för paketdatatrafik. Detta betyder att nya servicefunktioner kan läggas till mobiltelefonisystemet på en plats utan att kräva omfattande förändringar vid basstationen.

Företrädesvis är delarenheten en s.k. "microstrip branchline"-delare. Detta medför ett arrangemang som kan realiseras med billiga standardkomponenter.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 illustrerar schematiskt en liten basstation i enlighet med tidigare känd teknik.

Fig. 2a illustrerar en liten basstation i enlighet med uppfinningen, där en sändtagar- enhet har tillfogats.

Fi g. 2b illustrerar en liten basstation i enlighet med uppfinningen, där två sändtagar- enheter har tillfogats.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Fig. 1 illustrerar schematiskt en liten basstation enligt tidigare känd teknik. Bassta- tionen 100 inkluderar en första antenn 101, vilken används både för sändning och mottagning av radiosignaler och vilken därför kan kallas en dubbelriktad antenn. En andra antenn 102 används endast som mottagarantenn. Dessa antenner är placerade på avstånd från varandra för att uppnå diversitet och således rninska s.k. Raleigh- fadning, vilken är välkänd inom området.

Den första antennen är förbunden med en dubbelriktad port 103 hos en sändtagar- enhet 104. Den andra antennen är förbunden med en mottagarport 105 hos sänd- 10 15 20 25 30 514- 436 5 tagarenheten 104. I detta slags sändtagare är filterenheter integrerade. Det betyder att mottagalporten är försedd med ett bandpassfilter 106 och att den dubbelriktade porten är försedd med ett dubbelriktat filter 107. Som tillval kan också integreras en effektförstärkare för transmission och lågbrusförstärkare för mottagning. En sådan sändtagarenhet kallas ibland mikrobasstation, M-BS (micro-base station) och kan då inkludera alla eller de flesta funktionaliteter som erfordras vid en basstationsplats, förutom antenner.

Att lägga till en hj älpsändtagarenhet till detta tidigare kända arrangemang skulle vara ett komplicerat företag. En sådan skulle åtminstone innefatta två delare och en kombinerare. I kommersiell verksamhet är detta emellertid inte realistiskt. I stället upprättas vanligtvis en extra basstation, eller alternativt väljs en fullskalig basstation som redan i första skedet är utformad för flertalet sändtagarenheten Fig. 2a illustrerar en liten basstation 200a enligt uppfinningen, där endast en sänd- tagarenhet 201 är ansluten. Arrangemanget involverar vidare en första antenn 202, vilken utnyttjas som en dubbelriktad antenn och en andra antenn 203, vilken i detta fall utnyttjas endast för mottagning av radiofrekvenssignaler. Sändtagarenheten 201 kan vara av samma slag som sändtagarenheten 104 från fig. 1. Den innehåller såle- des samma slags ñlter (ej visade).

Arrangemanget involverar vidare en första cirkulatorenhet 204, en andra cirkulator- enhet 205 och en fyraportars delarenhet 206. Delarenheten 206 kan till exempel vara en s.k. "microstrip branchline"-delare, vilken är en standardkomponent. Den första cirkulatorenheten 204 har en första port 207 som står i förbindelse med den dubbel- riktade porten 208 hos sändtagarenheten 201, en andra port 209 som står i förbin- delse med den dubbelriktade antennen 202 och en tredje port 210 som står i förbin- delse med en första port 211 hos den fvraportars delarenheten 206. Cirkulatorn är en standardkomponent med egenskaper som är väl kända inom området. Den är konfi- gttrerad så att signaler som matas in vid dess första port 207 matas ut endast vid den 10 15 20 25 30 514. 456 6 andra porten 209, och med mycket små förluster. På liknande sätt gäller att signaler som matas in vid dess andra port 209 matas ut vid den tredje porten 210 och signaler som matas in vid den tredje porten 210 matas ut vid den första porten 207.

Den andra cirkulatorenheten 205 har en första port 212 som är förbunden med mottagarantennen 203. En andra port 213 är förbunden med en andra port 214 hos den fyraportars delarenheten 206. En tredje port 215 är förbunden med ett första matchande motståndselement 216. Den andra cirkulatorn är konfigurerad så att signaler som matas in vid dess första port 212 matas ut endast vid den andra porten 213. På liknande sätt gäller att signaler som matas in vid dess andra port 213 matas ut vid den tredje porten 215 och signaler som matas in vid den tredje porten 215 matas ut vid den första porten 212.

Den fyraportars delarenheten 206, vilken i och för sig är välkänd inom området, är utfonnad så att signaler som matas in vid en av dess portar matas ut vid två andra portar. I detta fall gäller att om en signal matas in vid dess första port 211, delas denna signal och matas ut vid den andra porten 214 och vid en tredje port 217. Om dessa två portar 214, 217 är förbundna med basstationsarrangemanget på ett matchande sätt, kommer inga reflektioner att uppstå och således kommer ingen av denna signalenergi att komma fram till en fjärde port 218. På liknande sätt gäller att om en signal matas in vid den andra porten 214, delas denna signal och matas ut vid den första 211 och fjärde porten 218. Den tredje porten 217 hos den fyraportars delarenheten 206 är sedan förbunden med en mottagarenhet 219 hos sändtagarenhe- ten 201.

Om, i det ovan beskrivna arrangemanget enligt uppfinningen, en signal sänds från den dubbelriktade porten 208 hos sändtagarenheten 201, kopplas denna till den första porten 207 hos den första cirkulatorenheten 204. Således matas den ut vid den andra porten 209 hos den första cirkulatorn 204 och kopplas till den första antennen 202, där den sänds via luftgränssnittet. 10 15 20 25 30 .514 436 7 Om en radiofrekvenssignal mottas vid den första antennen 202, matas den in vid den andra porten 209 hos den första cirkulatorenheten 204. Denna signal matas följ- aktligen ut vid den tredje porten 210 hos cirkulatorenheten 204. Signalen kopplas sedan till den första porten 211 hos delarenheten 206, och således delas och matas den ut vid den andra 214 och tredje 217 porten hos denna delare. Signalen som matas ut vid den andra porten 214 hos delarenheten 206 matas in vid den andra porten hos den andra cirkulatorenheten 205. Således matas denna ut vid den tredje porten 215 hos den andra cirkulatorenheten 205, där den avslutas med hjälp av det första matchande motståndselementet 216. Signalen som matas ut vid den tredje porten 217 hos delarenheten 206 matas in vid den andra porten 219 hos sändtagar- enheten 201.

Om en radiofrekvenssignal mottas vid den andra antennen 203, matas den in vid den första porten 212 hos den andra cirkulatorenheten 205. Denna signal matas följakt- ligen ut vid den andra porten 213 hos denna cirkulatorenhet 205. Signalen kopplas sedan till den andra porten 214 hos delarenheten 206, och således delas och matas denna ut vid den första 211 och fjärde 218 porten hos denna delare. Signalen som matas ut vid den första porten 211 hos delarenheten 206 matas in vid den tredje porten 210 hos den första cirkulatorenheten 204. Således matas den ut vid den första porten 207 hos den första cirkulatorenheten 204, där den är förbunden med den dubbehiktade porten 208 hos sändtagarenheten 201. Signalen som matas ut vid den fjärde porten 218 hos delarenheten 206 avslutas med hjälp av ett andra matchande motståndselement 220.

Såsom indikeras i fig. 2a, förloras en del av den mottagna energin vid varje antenn 202, 203 i motståndselementen 216, 220. Detta verkar vid första anblicken vara en nackdel i jämförelse med de tidigare kända systemen som beskrivs i fig. 1. Det är emellertid inte svårt att kompensera för denna förlust genom att öka Signalbehand- lingskapaciteten hos sändtagarenheten. Eftersom basstationer normalt sett inte är 10 15 20 25 30 'A _ I P t. - - ,, . f. < - « _ ' " .. ~= ~ i* ' ' . 1 . « -' ;' ff I“. «= t '^ W -. - i 8 beroende av batterier, kan den extra effekten som erfordras för denna Signalbehand- ling enkelt tillhandahållas.

Fig. 2b illustrerar en liten basstation enligt uppfinningen, där två sändtagarenheter 201, 221 är anslutna. Den första sändtagarenheten 201 kan då vara enheten som tidigare närrmts i samband med fig. 2a. För att tydliggöra kallas denna enhet nu huvudsändtagarenheten. En andra sändtagarenhet 221, vilken kan kallas hjälpsänd- tagarenheten, används nu också av systemet.

Dessa sändtagarenheter kan vara av samma eller av olika slag. Om exempelvis huvudsändtagarenheten 201 anpassas för rösttrafik, kan också den andra sändtagar- enheten 221 anpassas för rösttrafik och denna används sedan för att öka kapaciteten hos systemet. Den kan emellertid också anpassas för paketdatatransrrrission, och således lägga till nya servicefunktioner till systemet. Detta är i synnerhet användbart i system där röst- och paketdatatrañk hanteras separat av mobilsystemet.

När en hjälpsändtagarenhet 221 förbinds till ett arrangemang i enlighet med uppfin- ningen, kopplas en första port 222, vilken är en dubbelriktad dataport, till den tredje porten 215 hos den andra cirkulatorn 205. En andra port 223, vilken är en mottagar- port, kopplas till den fjärde porten 218 hos delarenheten 206. Motståndselementen 216, 220 visas i fig. 2a och kopplas ifrån sina respektive portar 215, 218.

Signalenergin som avslutades i motståndselementen 216, 220 i fig. 2a, matas nu i stället in vid mottagarportarna hos hjälpsändtagaren 221. Dessutom kan hjälpsänd- tagarenheten skicka signaler som matas ut vid dess dubbehiktade port 222. Dessa signaler matas in vid den tredje porten 215 hos den andra cirkulatom 205 och matas således ut vid den första porten 212 hos denna cirkulator 205 till den andra antennen 203. I detta fall fungerar således båda antennema 202, 203 som dubbelriktade aIIICIIIICI. 10 514 436 9 I en föredragen utföringsform är delarenheten 206 konstruerad för att dela energi ojämnt. Då gäller exempelvis att när en signal matas in vid den första porten 211 hos delaren, matas en större del av energin ut vid den andra porten 214 än vid den tredje porten 217. Detta används för att kompensera för dämpningen som kommer att påverka signalen, som matas ut vid den andra porten 214 när den passerar genom den andra cirkulatom 205. Pöreträdesvis är delarenheten 206 således utformad så att signalstyrkan är lika vid den tredje porten 217 hos delarenheten 206, och vid den tredje porten 215 hos den andra cirkulatorenheten 205. Detta bör då gälla på samma sätt för signaler som matas in vid den andra porten 214 hos delarenheten 206.

Fastän den föreliggande uppfinningen och dess fördelar har beskrivits i detalj, är det uppenbart att olika förändringar, utbyten och varianter kan göras inom uppfinningen utan att för den sakens skull lämna skyddsomfånget och tanken med uppfinningen som de definieras av de därtill hörande patentkraven.

Claims (6)

10 15 20 25 514 -436 10 PATENTKRAV

1. Basstationsarrangemang för att koppla en första antenn (202) och en andra antenn (203) till en första port (208), avsedd för att skicka och motta radiofrekvenssignaler, och en andra port (219), avsedd för att motta radiofrekvenssignaler, hos en sändta- garenhet (201), kännetecknat av - en första cirkulatorenhet (204), en andra cirkulatorenhet (205) och en fyraportars delarenhet (206), - att den första cirkulatorenheten (204) är försedd med en första port (207) kopplad till den första porten (208) hos sändtagarenheten (201), en andra port (209) kopplad till den första antennen (202) och en tredje port (210) kopplad till en första port (211) hos delarenheten (206); att den första cirkulatorenheten (204) är utformad så att signaler som matas in vid dess första port (207) matas ut endast vid dess andra port (209), signaler som matas in vid dess andra port (209) matas ut endast vid dess tredje port (210), och signaler som matas in vid dess tredje port (210) matas ut endast vid dess första port (207); - att den andra cirkulatorn (205) är försedd med en första port (212) kopplad till den andra antennen (203) och en andra port (213) kopplad till en andra port (214) hos delarenheten (206) och en tredje port (215); att den andra cirkulatorn (205) är utfor- mad så att signaler som matas in vid dess första port (212) matas ut endast vid dess andra port (213), signaler som matas in vid dess andra port (213) matas ut endast vid dess tredje port (215), och signaler som matas in vid dess tredje port (215) matas ut endast vid dess första port (2l2); - att delarenheten (206) är försedd med en tredje port (217) kopplad till den andra porten (219) hos sändtagarenheten (201); att delarenheten (206) är utformad så att signaler som matas in vid dess första port (211) matas ut vid dess andra och tredje portar (214, 217), och att signaler som matas in vid dess andra port (214) matas ut vid dess första och fjärde portar (211, 218). 10 15 20 -514 436 11

2. Arrangemang enligt krav l, kännetecknat av (ñg. 2a) ett första matchat mot- ståndselement (220) kopplat till den fjärde porten (218) hos delarenheten (206) och ett andra matchat motståndselement (216) kopplat till den tredje porten (215) hos den andra cirkulatorn (205).

3. Arrangemang enligt krav l, kännetecknat av (fig. 2b) en hj älpsändtagarenhet (221) som är försedd med en första port (222), avsedd för att sända och ta emot radiofrekvenssignaler, kopplad till den tredje porten (215) hos den andra cirkulatom (205), och en andra port (223) avsedd för att ta emot radiofrekvenssignaler, kopplad till den fjärde porten (218) hos delarenheten (206).

4. Arrangemang enligt krav 3, kännetecknat av att delarenheten (206) är utformad för att dela signaler inkommande vid dess andra port (214) ojämnt till en grad som kompenserar för dämpningen mellan två cirkulatorportar.

5. Arrangemang enligt krav 3, kännetecknat av att en sändtagarenhet är anpassad för rösttrafik och den andra för paketdatatrafik.

6. Arrangemang enligt krav 3, kännetecknat av att de1arenheten(206) är en s.k. "microstrip branchline"-de1are.