TWM474307U - 行動通訊系統之轉發器 - Google Patents

Description

行動通訊系統之轉發器

本新型是關於一種行動通訊系統之轉發器。

在行動通訊系統中，轉發器(Repeater)是用以增強行動通訊網路之涵蓋範圍與容量，其設置在基地台(BaseStation)與行動終端設備之間。轉發器本質上是一種放大並轉遞一無線電信號(又稱射頻信號)且無時間延遲的設備。在下行鏈路中，轉發器接收自基地台發射的信號，放大接收到的信號並發射放大後的信號，以致使行動終端設備得以接收之。在上行鏈路中，轉發器則以相反方式運作，以致使信號得以由行動終端設備經由轉發器而傳送給基地台。

轉發器的最典型的佈放(deployment)方式有二。其一是將轉發器佈放於原有基地台之涵蓋範圍中。於此，較常是將轉發器佈放於基地台涵蓋區邊緣或是遮蔽效應嚴重之區域，以期望能改善信號品質，進而增加資料傳輸率。此種佈放方式可使基地台提供給不同位置的行動終端設備之資料傳輸率趨於一致，並增加高資料速率的涵蓋區域以及系統容量。另一佈放方式是將轉發器佈放於原有基地台之涵蓋範圍外。此種佈放方式可使原本無法被服務 到的行動終端設備藉由轉發器的轉傳得以和基地台建立連線。於這種佈放方式下，行動終端設備與基地台之間的資料和控制訊息的傳遞皆需透過轉發器的轉傳才得以達成。這種佈放方式可視為將原基地台之涵蓋範圍獲得擴大，可讓電信業者在不易佈放基地台的地區藉由轉發器的轉傳來提供有效的電信服務。由此可知，轉發器的佈放對於行動通訊網路之涵蓋範圍與容量存在極大的影響。

再者，隨著智慧型行動終端設備的數量日漸普及，相對提高對於行動通訊網路之涵蓋範圍與容量的需求。

因此，對於電信業者，時常需針對各個轉發器的信號品質進行量測，以確保提供有效的電信服務。目前信號品質的量測是利用位在轉發器旁的量測設備來實施。然而，額外設置量測設備相對不便且佔空間。

一種行動通訊系統之轉發器包括一第一天線、一第二天線、一中繼模組、一耦合電路、一第三天線、一遠端控制單元、一數據機以及一切換電路。

中繼模組電性連接在第一天線與第二天線之間，而耦合電路電性連接第一天線。數據機電性連接遠端控制單元。切換電路電性連接遠端控制單元、耦合電路、第三天線以及數據機。

於正常運作模式下，中繼模組經由第一天線與第二天線中之任一者接收第一無線電信號、在維持信號本質相同的情況下處理第一無線電信號，並且經由第一天線 與第二天線中之另一者輸出處理後的第一無線電信號。

遠端控制單元根據控制信號產生控制指令與切換信號，以致使轉發器切換為數據測試模式。切換電路根據切換信號將數據機電性連接至耦合電路或第三天線。數據機經由耦合電路接收來自第一天線的第二無線電信號或接收來自第三天線的第二無線電信號，並且根據控制指令進行第二無線電信號的數據測試而產生測試結果。

綜上，根據本新型之行動通訊系統之轉發器及其信號監控方法可提供內建有數據測試模式之轉發器，並且於數據測試模式下，轉發器可利用內建之數據機針對接收到的無線電信號進行數據測試，藉以免除使用外部量測設備並提供快速且簡便之信號品質的監控。

10‧‧‧行動通訊系統

11‧‧‧基地台

13‧‧‧轉發器

131‧‧‧第一天線

132‧‧‧第二天線

133‧‧‧第三天線

134‧‧‧第四天線

135‧‧‧耦合電路

136‧‧‧中繼模組

137‧‧‧遠端控制單元

139‧‧‧數據機

141‧‧‧切換電路

143‧‧‧連接單元

20‧‧‧終端設備

22‧‧‧終端設備

S31‧‧‧轉發在使用者的終端設備與基地台之間傳送之第一無線電信號

S33‧‧‧接收一控制信號

S35‧‧‧根據控制信號由正常運作模式切換為數據測試模式並產生控制指令與切換信號

S37‧‧‧根據切換信號將數據機連接至第三天線或經由耦合電路連接至第一天線

S39‧‧‧利用與數據機所連接之天線接收第二無線電信號

S41‧‧‧利用數據機根據控制指令進行第二無線電信號的數據測試而產生測試結果

S43‧‧‧輸出測試結果

第1圖是在行動通訊系統中轉發器的正常運作模式的示意圖。

第2圖是在行動通訊系統中轉發器的數據測試模式的示意圖。

第3圖是一實施例之行動通訊系統之轉發器的概要方塊圖。

第4圖是一實施例之轉發器之信號監控方法的流程圖。

參照第1圖，行動通訊系統10包括一基地台 11以及至少一轉發器13。

使用者的終端設備20可直接與基地台11通訊，亦可透過任一轉發器13與基地台11通訊。在下行鏈路中，轉發器13可將基地台所發射的無線電信號(又稱射頻信號)轉發給使用者的終端設備20。在上行鏈路中，轉發器13則以相反方式運作，以將使用者的終端設備20所發射的無線電信號轉發給基地台11。在一些實施例中，終端設備20可為一行動通訊裝置。

參照第2圖，電信業者的終端設備22亦可直接或透過基地台11與任一轉發器13通訊，以監控對應之轉發器13的信號品質。在一些實施例中，終端設備22可為一伺服器。

換言之，轉發器13具有一正常運作模式以及一數據測試模式。在正常運作模式下，轉發器13提供信號轉發的功能。在數據測試模式下，轉發器13提供信號監控的功能。

參照第3圖，各轉發器13包括二轉發天線(以下稱之為一第一天線131與一第二天線132)、一第三天線133、一耦合電路135、一中繼模組136、一遠端控制單元137、一數據機139以及一切換電路141。

耦合電路135電性連接在第一天線131與切換電路141之間，而中繼模組136電性連接在第一天線131與第二天線132之間。於此，第一天線131提供與基地台11的通訊連結，而第二天線132提供與終端設備20、22 的通訊連結。中繼模組136用以對終端設備20、22與基地台11之間傳送的行動網路信號進行再生、放大、濾波及控制其輸出功率電平。換言之，第一天線131、中繼模組136以及第二天線132可實施為用以轉發終端設備20、22與基地台11之間的行動網路信號(即，無線電信號)之一般轉發器(Repeater)。

切換電路141電性連接耦合電路135、第三天線133以及數據機139，並且切換電路141的控制端電性連接遠端控制單元137。於此，數據機139基於切換電路141的導通而電性連接至耦合電路135或第三天線133。

在正常運作模式下，切換電路141將數據機139電性連接至耦合電路135，以致使數據機139經由耦合電路135電性連接第一天線131。此時，切換電路141切斷第三天線133與數據機139之間的電性連接。換言之，數據機139與第三天線133之間無信號通訊。

在數據測試模式下，切換電路141則根據來自遠端控制單元137的切換信號決定是否切換與數據機139連接之天線。換言之，當要監控第一天線131的設置位置的信號品質時，切換電路141會根據切換信號將數據機139電性連接至耦合電路135，並切斷數據機139與第三天線133之間的電性連結，以致使數據機139經由耦合電路135電性連接第一天線131。當要監控第三天線133的設置位置的信號品質時，切換電路141會根據切換信號將數據機139電性連接至第三天線133，並切斷數據機139與耦合電 路135之間的電性連結。

在一些實施例中，第二天線132與第三天線133可設置在室內或需要加強訊號的區域所在，而第一天線131可設置在室外或訊號品質良好之位置。其中，第三天線133可為一探針天線。於此，圖式中雖以一個第三天線133為例，但本新型不限於此。實施上，亦可配合實際需求在多個不同待量側區域分別設置多個第三天線133。於量測時，切換電路141可根據切換信號將數據機139電性連接至多個第三天線133中之一。其中，切換電路141可以多工器實現。

舉例來說，搭配參照第4圖，轉發器13常態為正常運作模式，用以轉發在使用者的終端設備20與基地台11之間的傳送之無線電信號(以下稱之為第一無線電信號)(步驟31)。於此，耦合電路135可為具有第一路徑與第二路徑之一分流電路。第一路徑為將第一天線131耦接至中繼模組136，而第二路徑為將第一天線131耦接至切換電路141。

在下行鏈路中，第一天線131接收基地台11所發射的第一無線電信號。第一天線131接收到的第一無線電信號經由耦合電路135的第一路徑傳送至中繼模組136，並且由中繼模組136在維持信號本質相同的情況下處理第一天線131接收到的第一無線電信號(例如：進行再生、放大、濾波、控制其輸出功率電平或其組合等)。然後，第二天線132再發射處裡後的第一無線電信號，以致使終 端設備20得以接收。

在上行鏈路中，第二天線132則接收終端設備20所發射的第一無線電信號。中繼模組136在維持信號本質相同的情況下處理第二天線132接收到的第一無線電信號(例如：進行再生、放大、濾波、控制其輸出功率電平或其組合等)，然後處理後的第一無線電信號經由耦合電路135的第一路徑傳送至第一天線131。並且，由第一天線131發射處理後的第一無線電信號，以致使基地台11得以接收。

當電信業者欲進行信號品質監控時，電信業者可藉由終端設備22發射一控制信號。轉發器13經由第一天線131接收此控制信號(步驟33)。遠端控制單元137解析此控制信號確認進行信號品質監控後，即產生一控制指令與一切換信號，以致使轉發器13由正常運作模式切換為數據測試模式(步驟35)。

切換電路141響應切換信號選擇耦合電路135或第三天線133，並且將數據機139電性連接至所選擇之元件(耦合電路135或第三天線133)(步驟S37)。於此，遠端控制單元137透過解析控制信號可得知欲使用第一天線131、第二天線132及第三天線133中之何者作為監控天線，並產生對應之切換信號。換言之，當欲使用第一天線131作為監控天線(即，監控第一天線131的設置位置的信號品質)時，切換電路141響應切換信號將數據機139電性連接至耦合電路135，藉以經由耦合電路135電性連 接第一天線131。當欲使用第三天線133作為監控天線(即，監控第三天線133的設置位置的信號品質)時，切換電路141響應切換信號將數據機139電性連接至第三天線133。

然後，數據機139利用與其電性連接之天線第三天線133或經由耦合電路135電性連接之第一天線131接收無線電信號(以下稱之為第二無線電信號)(步驟39)。

數據機139再根據控制指令對接收到的第二無線電信號進行數據測試而產生一測試結果(步驟41)。於此，遠端控制單元137透過解析控制信號可得知欲進行之數據測試為何，並產生對應之切換信號。

在一些實施例中，參照下表一，數據測試可為通話測試(Voice Call Test)、吞吐量測試(Throughput Test)、點對點測試(Ping Test)、基地台資訊(Base Station Information)、及射頻存取(Radio Access)等。

在一些實施例中，產生的測試結果可經由與數據機139電性連接之天線(第三天線133或經過耦合電路135所電性連接之第一天線131)輸出(發射出)，以回傳給遠端之終端設備22。如此一來，電信業者即可透過遠端之終端設備22得之對應天線位置的信號品質，以判定是否需對轉發器13進行調整，例如：調整中繼模組136的放大增益、變更天線設置位置等。

遠端控制單元137確認完成控制信號中所指定之所有的數據測試後，則控制切換電路141導通數據機139與耦合電路135之間的信號通訊(電性連結)，以致使轉發器13由數據測試模式切換回正常運作模式。

在一些實施例中，轉發器13可設置有一個或多個連接單元143。遠端控制單元137電性連接至連接單元143。

此時，電信業者可直接使用本地之終端設備22耦接連接單元143，以接收經由連接單元143所輸出的 測試結果。

再者，亦可利用本地之終端設備22經由連接單元143傳送控制信號給遠端控制單元137，以啟動數據測試模式。

在一些實施例中，各連接單元143可為乙太網路(Ethernet)連接埠、RS-232連接埠、或通用序列匯流排(USB)連接埠。

在一些實施例中，轉發器13可更具有一第四天線134。第四天線134電性連接數據機139。於此，第四天線134為一GPS(全球定位系統；Global Positioning System)天線。

在數據測試模式下，遠端控制單元137還可根據控制信號控制數據機139經由第四天線134擷取位置信號，並將擷取到的位置信號回傳至電信業者的終端設備22。

綜上，根據本新型之行動通訊系統之轉發器及其信號監控方法可提供內建有數據測試模式之轉發器，並且於數據測試模式下，轉發器可利用內建之數據機針對接收到的無線電信號進行數據測試，藉以免除使用外部量測設備並提供快速且簡便之信號品質的監控。

13‧‧‧轉發器

131‧‧‧第一天線

132‧‧‧第二天線

133‧‧‧第三天線

134‧‧‧第四天線

135‧‧‧耦合電路

136‧‧‧中繼模組

137‧‧‧遠端控制單元

139‧‧‧數據機

141‧‧‧切換電路

143‧‧‧連接單元

Claims (8)

1. 一種行動通訊系統之轉發器，包括：一第一天線；一第二天線；一中繼模組，電性連接在該第一天線與該第二天線之間，以經由該第一天線與該第二天線中之任一者接收一第一無線電信號、在維持信號本質相同的情況下處理該第一無線電信號，並且經由該第一天線與該第二天線中之另一者輸出處理後的該第一無線電信號；一耦合電路，電性連接該第一天線；一第三天線；一遠端控制單元，以根據一控制信號產生一控制指令與一切換信號；一數據機，電性連接該遠端控制單元，以接收來自該耦合電路與該第三天線中之一的一第二無線電信號，以及根據一控制指令進行該第二無線電信號的數據測試而產生一測試結果；以及一切換電路，電性連接該遠端控制單元、該耦合電路、該第三天線以及該數據機，以根據該切換信號將該數據機電性連接至該耦合電路與該第三天線中之一。
2. 如請求項1所述之行動通訊系統之轉發器，其中該遠端控制單元經由該第一天線接收該控制信號。
3. 如請求項1所述之行動通訊系統之轉發器，更包括：一連接單元，電性連接該遠端控制單元，以輸出該測 試結果。
4. 如請求項3所述之行動通訊系統之轉發器，其中該連接單元是選自由乙太網路連接埠、RS-232連接埠、通用序列匯流排(USB)連接埠及其組合所構成之群組。
5. 如請求項3所述之行動通訊系統之轉發器，其中該遠端控制單元經由該連接單元接收該控制信號。
6. 如請求項1所述之行動通訊系統之轉發器，其中該數據測試是選自由通話測試、吞吐量測試、點對點測試、基地台資訊、及射頻存取所構成之群組。
7. 如請求項1所述之行動通訊系統之轉發器，其中該第三天線更用以輸出該測試結果給一終端設備。
8. 如請求項1所述之行動通訊系統之轉發器，其中該第一天線及該第二天線中之一更用以經由該耦合電路接收該測試結果並無線輸出該測試結果給一終端設備。