SE515511C2 - Förfarande och anordning vid sändar- och mottagarenhet i mobiltelefonsystem - Google Patents

Description

25 30 35 515 511 placerade utomhus.

Ett ytterligare problem består i att kapaciteten hos nätet behöver vara hög i stora byggnader på grund av att det där finns många användare. Om en exempelvis hög byggnad har bra radiokontakt med markbundna basstationer tar en stor byggnads användare en stor del av kapaciteten från sådana basstatio- ner, vilket får till följd att kapaciteten för de som befin- ner sig utanför byggnaden minskar. Dessutom inträffar ofta interferens mellan olika basstationer som täcker byggnaden, vilket medför dålig samtalskvalitet och ibland att samtal tappas.

Av dessa skäl installeras ofta separata interna mobiltelefon- system i stora och höga byggnader.

Ovan har skyskrapor och stora byggnader nämnts. Stora byggna- der avser även stora publika byggnader, såsom flygplatsbygg- nader eller järnvägsstationer, restauranger, kontorsbyggnader etc.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till någon speciell typ av byggnad, utan är tillämplig på allehanda byggnader som på grund av sin storlek och/eller form medför att med känd teknik separata anordningar innefattande ett omfattande kab- lage, många antenner etc. måste installeras för att erhålla en tillfredsställande mobiltelefontrafik med god täckning in- om byggnaden ifråga. Vad som eftersträvas är bättre samtals- kvalitet, bättre täckning och högre kapacitet.

I dylika separata installationer förefinns en lokal sändar/- mottagarenhet, som är ansluten till den fasta delen av ett mobiltelefonnät, installerad i byggnaden. Sändar/mottagaren- vilket motsvarar heten är en s.k. Base Transceiver Station, en konventionell basstation i ett GSM-nät. Från denna sän- dar/motagarenhet är kablar dragna till olika våningsplan i byggnaden där en eller flera antenner är placerade på varje 10 15 20 25 30 35 515 511 våningsplan.

Enligt ett utförande är koaxialkablar dragna fràn sändar/- mottagarenheten via s.k. splitters till passiva antenner i byggnaden. Denna lösning är främst avsedd för mindre byggna- der. Den passar sämre för större-byggnader, eftersom förlus- terna i bl.a. koaxialkablarna blir för höga.

I större byggnader används därför fiberoptiska kablar mellan sändar/mottagarenheten och en aktiv antennenhet pà exempelvis varje våningsplan. Den aktiva antennenheten omvandlar således ljuset i den fiberoptiska kabeln till en RF-signal och vice versa, förutom att den innefattar en sändande och mottagande antenn. En dylik installation kan också kompletteras med att den aktiva antennenheten via splitters matar även passiva antenner.

Det är uppenbart att de kända lösningarna på problemet att implementera mobiltelefonsystem i stora byggnader innebär att ett omfattande kablage av koaxialkablar och fiberoptiska kab- lar skall dras i byggnaden och att ett stort antal splitters, s.k.

Detta är mycket tidsödande och kostnadskrävande. combiners, antennenheter och antenner skall installeras.

Föreliggande uppfinning löser nämnda problem på ett mycket enkelt och relativt sett mycket billigt sätt.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till ett förfaran- de vid en sändar- och mottagarenhet i ett mobiltelefonsystem, där sändar- och mottagarenheten är installerad i en byggnad för att användas för mobiltelefontrafik inom byggnaden och där byggnaden är försedd med ett ventilationssystem, och ut- märkes av, att en eller flera antenner installeras i en eller flera av de lufttrummor som tillhör byggnadens ventilations- system, vilka antenner är anslutna till sändar- och mottagar- enheten. 10 15 20 25 30 35 515 511 4 Vidare hänför sig uppfinningen till en anordning av det slag och med de huvudsakliga särdrag som anges i patentkravet 7.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med ett på bifogade ritningar visat utföringsexempel av uppfin- ningen, där I - figur 1 schematiskt visar en skyskrapa - figur 2 schematiskt visar ett ventilationssystem i form av ett luftkonditioneringssystem i en sektion av våningar i en skyskrapa - figur 3 schematiskt visar ett blockschema över en installa- tion i en byggnad.

Nedan beskrives uppfinningen i samband med en skyskrapa, även om den, som ovan nämnts, är tillämpbar på andra typer av byggnader.

I figur 1 visas en typisk skyskrapa 1. I figuren är tre spe- ciella våningar 2, 3, 4 markerade. Dessa våningar används för luftkonditioneringsaggregat, försörjning av elektrisk ström och vattenförsörjning. Vad gäller luftkonditioneringssystemet försörjer normalt ett luftkonditioneringsaggregatet på en dy- lik våning ett antal våningar uppåt och nedåt i byggnaden, sàsom illustreras med pilarna 5, 6, 7. Exempelvis försörjer ett luftkonditioneringsaggregat sex våningsplan under och sex ovanför den våning där aggregatet finns.

Istället för ett luftkonditioneringsaggregat kan det vara fråga om ett allmänt ventilationssystem eller ett ventila- tionssystem dels för ventilation, dels för uppvärmning av byggnaden.

I figur 2 visas schematiskt ett luftkonditioneringsaggregat 8 som via huvudlufttrummor 9, 10 distribuerar tilluft och från- luft till de olika vàningarna. På varje våning finns en luft- lO och trumma ll, 12 som är ansluten till huvudlufttrumman 9, som distribuerar luften på ifrågavarande våningsplan. 10 15 20 25 30 35 515 511 5 Ett luftkonditioneringssystem har ett trumsystem 12, 10 som för luft till byggnadens olika delar och ett trumsystem 11, 9 som suger luft från byggnadens olika delar. En fläkt 13 blä- ser ett pilarna luftens strömningsriktning. För att reglera tilluf~ in luft i tillufttrummorna. Frànluften passerar normalt filter 14 före det att luften släpps ut. I figur 2 anger tens temperatur finns ett kyl- och/eller värmebatteri 15 i anslutning till aggregatet 8. Utförandet av en luftkonditio- neringsanläggning varierar givetvis beroende av byggnadens storlek och geografiska belägenhet.

I de olika utrymmena i byggnaden finns öppningar i vilka luft leds in och ut ur utrymmet ifràga. I ett luftkonditionerat hus är oftast nämnda öppningar så placerade att ett jämnt flöde av luft àstadkommes i hela byggnaden. Öppningar är nor- malt placerade i alla rum och andra utrymmen i byggnaden.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande vid en sändar- och mottagarenhet i ett mobiltelefonsystem, där sändar- och mottagarenheten 16 är installerad i en byggnad för att använ- das för mobiltelefontrafik inom byggnaden och där byggnaden är försedd med ett ventilationssystem av nämnt slag.

Sändar- och mottagarenheten 16 är av känt slag, såsom en s.k.

Bas Transceiver Station, och är ansluten till det aktuella mobiltelefonnätet, normalt via ett fast kommunikationsnät.

Sändar- och mottagarenheten 16 kan vara placerad var som helst i byggnaden. Det kan även finnas fler än en sändar- och mottagarenhet i byggnaden.

Enligt föreliggande uppfinning installeras en eller flera an- tenner 17, 18 i en eller flera av de lufttrummor 9, 10 som tillhör byggnadens ventilationssystem, såsom ett luftkondi- tioneringssystem, vilka antenner 17, 18 är anslutna till sän- dar- och mottagarenheten 16. Anslutningen mellan antennerna och sändar- och mottagarenheten visas schematiskt med den streck-prickade linjen 19 i figur 2. 10 15 20 25 30 35 515 511 6 Antennerna är exempelvis av den typ som används för mobilte- lefoner, d.v.s. av omnidirektionell typ. Även andra typer av antenner kan användas vid tillämpningen av föreliggande upp- finning. Således kan även antenner med riktad verkan använ- das. Exempelvis installeras en antenn genom att ett häl tas upp i lufttrumman genom vilket antennen förs in. Alternativt installeras en antenn i lufttrumman så att antennen hålls pà plats medelst en lämplig monteringsbygel.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen installe- 10, 18 i figur 2. Huvudlufttrum- ras åtminstone en antenn i en huvudlufttrumma 9, sàsom illustreras med antennerna 17, morna har förbindelse med ett antal mindre lufttrummor ll, 12, vilka mynnar i olika rum i byggnaden. Det galler som nor- malt förefinns vid respektive lufttrummas 11, 12 mynning i ett rum eller annat utrymme i byggnaden skall vara så utfört att aktuella radiosignaler obehindrat kan passera mynningen.

Att utföra gallren i plast eliminerar problemet.

Exempelvis har antennerna en sändareffekt av endast 0.5 W vid en sändarfrekvens av 1800 MHz. Försök med dylika antenner och vanliga GSM-telefoner har visat att man erhåller en mycket god kontakt mellan antennerna och mobiltelefoner i en byggnad där föreliggande uppfinning tillämpas på angivet sätt.

Emellertid är det helt uppenbart att fackmannen väljer fre- kvens och uteffekt efter det radiosystem som skall användas.

Genom att antennerna är centralt placerade i luftkonditione- ringssystemet kommer en av sändar- och mottagarenheten via antennerna utsänd signal att sprida sig i huvudsak lika i den del av byggnaden som huvudlufttrummorna ifråga leder till.

Likaså leds en av en mobiltelefon utsänd signal via en myn- ning av nämnt slag, i ett utrymme i byggnaden, in i en mindre 12 och vidare till en huvudlufttrumma 9, 10 l8. lufttrumma ll, till en antenn 17, 10 15 20 25 30 35 515 5112 7 Enligt en utföringsform installeras en eller flera antenner i varje sektion 5, 6, 7 av luftkonditioneringssystemets luft- trummor 9, 10, där var och en av sektionerna betjänar ett visst antal våningsplan av byggnaden. Det kan vara lämpligt att en sådan sektion omfattar 12 till 24 våningar av en sky- skrapa, men givetvis är det utformningen av luftkonditione- ringssystemet som ger antalet våningar.

För det fall att mànga våningar betjänas av samma huvudluft- trumma är det mycket fördelaktigt att installera en eller flera ytterligare antenner i varje sektion av luftkonditione- ringssystemets lufttrummor 9, 10, där var och en av sektio- nerna betjänar olika delar av byggnaden. I figur 2 illustre- ras detta med de ytterligare antennerna 20, 21.

Enligt en föredragen utföringsform installeras en eller flera antenner i lufttrummor 10 för tilluft byggnaden och en eller flera antenner i lufttrummor 9 för frànluft. Eftersom myn- ningarna tillhöriga tilluftsystemet respektive frànluftsyste- met i byggnadens olika utrymmen oftast är placerade på olika ställen i utrymmena erhålles genom detta utförande en god och jämn radiotäckning.

Enligt ett utförande är antennerna 17, 18, 20, 21 passiva an- tenner anslutna via koaxialkablar 22, 23 till sändar- och mottagarenheten 16, sàsom illustreras i figur 3.

Alternativt är antennerna 24, 25 aktiva antenner anslutna via fiberoptisk kabel 26, 27 till sändar- och mottagarenheten 16.

I detta fall innefattar de aktiva antennerna en anordning 28, 29 som omvandlar ljuset i den fiberoptiska kabeln till en RF- signal och vice versa förutom att de innefattar en sändande och mottagande antenn.

Inom ett och samma system kan dessutom bàde aktiva och passi- va antenner användas och placeras pà olika ställen. 10 15 20 25 515 511 8 Fackmannen kan lätt bestämma det erforderliga antalet anten- ner och dessas placering i lufttrummorna för att erhålla den eftersträvade radiotäckningen.

Det är således uppenbart att föreliggande uppfinning kräver ett minimum av installationer i en byggnad på grund av att den befintliga infrastrukturen av lufttrummor används som vàgledare, jämfört med de installationer som krävs enligt den ovan beskrivna kända tekniken.

Föreliggande uppfinning innebär således ett stort framsteg för att snabbt och billigt kunna erhålla en mycket god radio- täckning inom en byggnad för mobiltelefoni, liksom en mycket god samtalskvalitet och en hög kapacitet.

Ovan har ett antal utföringsformer beskrivits, och därvid i samband med endast en sektion av ett luftkonditioneringssys- tem. Emellertid kan uppfinningen varieras på olika sätt för att åstadkomma den eftersträvade radiotäckningen. Istället för att placera antenner i olika pà höjden ovanför varandra belägna sektioner av luftkonditioneringstrummor, kan lika väl antenner placeras i olika sektioner av luftkonditionerings- trummor belägna efter varandra i horisontell led, såsom i en långsträckt stor flygplatsbyggnad.

Föreliggande uppfinning skall således inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsexemplen, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 515 511 Patentkrav

1. Förfarande vid en sändar- och mottagarenhet i ett mobil- telefonsystem, där sändar- och mottagarenheten är installerad i en byggnad för att användas för mobiltelefontrafik inom byggnaden och där byggnaden är försedd med ett ventilations- system, k ä n n e t e c k n a t a v, att en eller flera an- tenner (l7,18,20,2l) installeras i en eller flera av de luft- trummor (9,10) som tillhör byggnadens ventilationssystem, vilka antenner (l7,18,20,2l) mottagarenheten (16). är anslutna till sändar- och

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, (l7,18,20,2l) huvudlufttrumma (9,lO) vilken har förbindelse med ett antal att åtminstone en antenn installeras i en mindre lufttrummor (1l,12), vilka mynnar i olika rum eller utrymmen i byggnaden.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t a v, att en eller flera antenner (l7,18,20,2l) in- stalleras i varje sektion av ventilationssystemets lufttrum- mor (9,lO), där var och en av sektionerna betjänar olika delar av byggnaden. k à n n e t e c k - n a t (l8,21) lufttrummor (10) för tilluft i byggnaden och att en eller (17,2o) (9) för

4. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, a v, att en eller flera antenner installeras i flera antenner installeras i lufttrummor frànluft. 3 eller 4, k ä n n e - (l7,18,20,2l) till sändar- och

5. Förfarande enligt krav 1, 2, t e c k n a t a v, att antennerna år passiva antenner anslutna via koaxialkablar (22,23) mottagarenheten (16). 3 eller 4, k ä n n e - (28,29)

6. Förfarande enligt krav 1, 2, t e c k n a t a v, att antennerna är aktiva antenner 10 15 20 25 30 35 515 511 10 anslutna via fiberoptisk kabel (26,27) till sändar- och mot- tagarenheten.

7. Anordning vid en sändar- och mottagarenhet i ett mobil- telefonsystem, där sändar- och mottagarenheten är installerad i en byggnad för att användas för mobiltelefontrafik inom byggnaden och där byggnaden är försedd med ett ventilations- k ä n n e t e c k n a d att en eller flera an- system, a v, tenner (17,18,20,21) förefinns installerade i en eller flera av de lufttrummor (9,10) som tillhör byggnadens ventilations- system, vilka antenner är anslutna till sändar- och mottagar- enheten (16).

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d (17,l8,20,21) huvudlufttrumma (9,10) vilken har förbindelse med ett antal a v, att åtminstone en antenn är installerad i en mindre lufttrummor (11,12), vilka mynnar i olika rum eller utrymmen i byggnaden.

9. Anordning enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d a v, att en eller flera antenner (17,l8,20,21) är installera- de i varje sektion av ventilationssystemets lufttrummor (9, 10), där var och en av sektionerna är anordnade att betjäna olika delar av byggnaden. k ä n n e t e c k - n a d (18,21) är installe- rade i lufttrummor (9) för tilluft i byggnaden och att en (17,20) 8 eller 9, att en eller flera antenner

10. Anordning enligt krav 7, a v, eller flera antenner är installerade i lufttrummor (10) för frànluft. 9 eller 10, k ä n n e - t e c k n a d (l7,l8,20,21) antenner anslutna via koaxialkablar (22,23) till sändar- och

11. Anordning enligt krav 7, 8, a v, att antennerna är passiva mottagarenheten (16).

12. Anordning enligt krav 7, 8, 9 eller 10, k ä n n e - 515 511 ll t e c k n a d a v, att antennerna (24,25) är aktiva antenner anslutna via fiberoptisk kabel (26,27) till sändar- och mot- tagarenheten (16).