專利名稱：一種無線系統(tǒng)中的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基站設(shè)備，以及特別是涉及基站中把第一和第二天線連接到收發(fā)機單元的設(shè)備。
這些小區(qū)有時被稱為微小區(qū)或甚至微微小區(qū)，用于在用戶密度很高的地點提供移動電話業(yè)務(wù)。
然而，小基站在業(yè)務(wù)強度小的鄉(xiāng)村地區(qū)也是有用的。因此小基站對于加大移動無線電話業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域是個費效合算的解決方案。這樣，當(dāng)然基站覆蓋的地理區(qū)域就會相對較大。
這樣的基站可包括一個收發(fā)機單元和兩個天線。一個天線僅用于接收進(jìn)來的射頻信號，而另一個天線同時用于發(fā)射和接收射頻信號。
因此收發(fā)機單元可包括一個連接到僅打算用于接收的天線上的接收機端口。另一個天線連接到雙工端口，同時發(fā)射和接收射頻信號。天線在空間上隔開以實現(xiàn)分集。這種基站分布廣泛可在很多地方見到。
這種基站遇到的問題是擴容難。當(dāng)然，通過使用合并器和一些分離器或許能把輔助收發(fā)機單元連接到同一個天線上。但這些耦合裝置，特別是合并器相對較貴而且體積較大。
因此，通過簡單添加配有一個收發(fā)機單元和兩個天線的附加基站來實現(xiàn)系統(tǒng)擴容是一個更加靈活的辦法。
然而，小基站常用于對于審美很敏感的城市環(huán)境。這樣的環(huán)境中，很難找到合適的基站地點。
另一個目的是得到一個費效合算的基站設(shè)備。
這些目的通過配有第一和第二天線的基站設(shè)備實現(xiàn)。這些天線連接到收發(fā)機單元的第一和第二端口上。第一端口是雙工端口而第二端口是接收機端口。這個設(shè)備包括兩個循環(huán)器單元和一個四端口分離器單元。
第一個循環(huán)器有第一個端口連接到收發(fā)機單元的雙工端口上，有第二個端口連接到第一個天線上并且有第三個端口連接到分離器單元的第一個端口上。循環(huán)器的發(fā)送方向從第一個端口到第二個端口，從第二個端口到第三個端口以及從第三個端口到第一個端口。
第二個循環(huán)器有第一個端口連接到第二個天線上并且有第二個端口連接到分離器單元的第二個端口上。循環(huán)器被設(shè)計成使得由其第一個端口輸入的信號只能在它的第二個端口上輸出，由第二個端口輸入的信號只能在第三個端口上輸出，并且由所說的第三個端口輸入的信號只能在它的第一個端口上輸出。
分離器單元的第三個端口連接到收發(fā)機單元的接收機端口上，并且被設(shè)計成使得由它的第一個端口輸入的信號在它的第二和第三個端口輸出。由它的第二個端口輸入的信號在它的第一個端口和第四個端口輸出。
這樣就產(chǎn)生了一個靈巧，便宜并且易于升級的設(shè)備。如果要附上一個輔助收發(fā)機單元，就把它的雙工端口簡單地連接到第二個循環(huán)器的第三個端口并且把它的接收機端口連接到分離器的第四個端口。
另一方面，如果不需要輔助收發(fā)機單元，那么第二個循環(huán)器和分離器的那些端口用匹配阻抗元件端接。因而這樣的布置使得基站設(shè)備能夠制造成具有以很小的額外費用添加輔助收發(fā)機單元的能力。這樣，由于制造的基站的類型較少，所以就能夠得到較大的系列。
在一個優(yōu)選實施方案中分離器單元被設(shè)計成使得按一定的度不均勻地分離在它的第一或者第二端口上進(jìn)入的信號以補償兩個循環(huán)器端口之間的衰減。這樣就使得標(biāo)準(zhǔn)類型的收發(fā)機單元在不做更改的情況下可以有效地使用。
在另一個優(yōu)選實施方案中一個收發(fā)機單元適合話音業(yè)務(wù)而另一個適合分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這就意味著可以向一個地方的移動電話系統(tǒng)添加新的業(yè)務(wù)而不需要對基站做大量的改動。
分離器單元最好是一個微波傳輸帶分支分離器。這樣就產(chǎn)生了可以用便宜的標(biāo)準(zhǔn)組件實現(xiàn)的設(shè)備。
圖2a說明了按照本發(fā)明的一個小基站，其中附上一個收發(fā)機單元。
圖2b說明了按照本發(fā)明的一個小基站，其中附上了兩個收發(fā)機單元。
第一個天線連接到收發(fā)機單元104的雙工端口103上。第二個天線連接到收發(fā)機單元104的接收機端口105上。在這種類型的收發(fā)機中整合了濾波器單元。這意味著接收機端口備有一個帶通濾波器106并且雙工端口備有一個雙工濾波器107。作為可選操作，也可把一個用于發(fā)送的功率放大器和用于接收的低噪聲放大器整合進(jìn)來。這樣的收發(fā)器單元有時稱作微基站(M-BS)并且可包含基站站點所需要的所有或者大部分功能，天線除外。
把一個輔助的收發(fā)機單元添加進(jìn)這種現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備將會是一個復(fù)雜的操作。至少它應(yīng)包括兩個分離器和一個合并器。但在商業(yè)實踐中，這是不現(xiàn)實的。作為替代，通常建立一個額外的基站，或者作為可選方案首先選擇為多個收發(fā)機單元設(shè)計的最大定標(biāo)的基站。
圖2a說明了按照本發(fā)明的一個小基站200a，其中只附帶一個收發(fā)機單元201。這個設(shè)備還包括了第一個天線202，用做雙工天線以及包括了第二個天線203，這兒只用做接收射頻信號。收發(fā)機單元201可跟

圖1的收發(fā)機單元104為相同類型。所以它包含同一類型的濾波器(未畫出)。
該設(shè)備還進(jìn)一步包括第一個循環(huán)器單元204，第二個循環(huán)器單元205以及一個四端口分離器單元206。分離器單元206，比如說，可以是一個微波傳輸帶分支分離器，它是一個標(biāo)準(zhǔn)組件。第一個循環(huán)器單元204有第一個端口207連接到收發(fā)機單元201的雙工端口208，有第二個端口209連接到雙工天線202以及有第三個端口210連接到四端口分離器單元206的第一個端口211上。循環(huán)器是標(biāo)準(zhǔn)組件，其性質(zhì)在本領(lǐng)域中是公知的。通過配置使得在它的第一個端口207輸入的信號僅僅在第二個端口209上輸出，并且損耗非常小。與之相似，在它的第二個端口209輸入的信號在第三個端口210輸出并且第三個端口210輸入的信號在第一個端口207輸出。
第二個循環(huán)器單元205有第一個端口212連接到接收天線203。第二個端口213連接到四端口分離器單元206的第二個端口214。第三個端口215連接到第一個匹配阻抗元件216。通過配置第二個循環(huán)器使得在它的第一個端口212輸入的信號只在第二個端口213上輸出。類似地，在它的第二個端口213輸入的信號在第三個端口215上輸出以及在第三個端口215輸入的信號在第一個端口212上輸出。
四端口分離器單元206，其本身在本領(lǐng)域中是公知的，通過設(shè)計使得在它的其中一個端口輸入的信號在它的其它兩個端口上輸出。這樣，如果信號在它的第一個端口211上輸入，那么這個信號被分離并且在第二個端口214和第三個端口217上輸出。如果這兩個端口214，217以一種匹配的方式連入基站的設(shè)備上，則沒有反射發(fā)生且因而這個信號能量不會出現(xiàn)在第四個端口218上。類似地，如果信號在第二個端口214上輸入，那么這個信號被分離并且在第一個端口211和第四個端口218上輸出。于是四端口分離器單元206的第三個端口217被連接到收發(fā)機單元201的接收機輸入219上。
在上面描述的發(fā)明設(shè)備中，如果信號從收發(fā)機單元201的雙工端口208上發(fā)出，則它被耦合到第一個循環(huán)器單元204的第一個端口207上。這樣，它在第一個循環(huán)器204的第二個端口209上輸出并且被耦合到第一個天線202上，在那兒發(fā)送到空中接口。
如果射頻信號在第一個天線202上接收到，則它在第一個循環(huán)器單元204的第二個端口209輸入。然后此信號在這個循環(huán)器單元204的第三個端口210上輸出。接著該信號被耦合到分離器單元206的第一個端口211，并且因此被分離和在分離器的第二個214和第三個217端口上輸出。在分離器單元206的第二個端口214上輸出的信號被輸入到第二個循環(huán)器單元205的第二個端口上。這樣它在第二個循環(huán)器單元205的第三個端口215上輸出，在那里由第一個匹配阻抗元件216端接。在分離器單元206的第三個端口217輸出的信號再輸入到收發(fā)機單元201的第二個端口219上。
如果射頻信號在第二個天線203上收到，它就在第二個循環(huán)器單元205的第一個端口212上輸入。信號然后在循環(huán)器單元205的第二個端口213上輸出。接著該信號被耦合到分離器單元206的第二個端口214上，這樣它被分離和在分離器的第一211和第四218端口上輸出。在分離器單元206的第一個端口211上輸出的信號由第一個循環(huán)器單元204的第三個端口210上輸入。這樣，它在第一個循環(huán)器單元204的第一個端口207上輸出，在那里它連接到收發(fā)機單元201的雙工端口208上。在分離器單元206的第四個端口218上輸出的信號由第二個匹配阻抗元件220來端接。
如圖2a所示，在每個天線202，203上接收到能量的一部分被阻抗元件216，220消耗掉了。這初看好象跟圖1描述的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比是一個倒退。然而通過增強收發(fā)機單元的信號處理能力不難補償這個損耗。因為基站通常不依賴電池，所以信號處理所需的額外能量可較易供給。
圖2b說明了按照本發(fā)明的一個小基站，其中附帶兩個收發(fā)機單元201，221。第一個收發(fā)機單元201可以是前面結(jié)合圖2a提到的單元。為清晰起見，這個單元現(xiàn)稱之為主收發(fā)機單元。第二個收發(fā)機單元221，可稱之為輔助收發(fā)機單元，現(xiàn)在也加到系統(tǒng)上。
這些收發(fā)機單元可以是相同或不同類型。例如，如果主收發(fā)機201單元適合話音業(yè)務(wù)，第二個收發(fā)機221單元也可以適合話音業(yè)務(wù)并且因而用于系統(tǒng)擴容。然而它也或許適合分組數(shù)據(jù)傳輸，這樣向系統(tǒng)添加了新的業(yè)務(wù)。這在一些其中話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由移動系統(tǒng)分開處理的系統(tǒng)中是特別有用的。
若輔助收發(fā)機單元221連接到按照本發(fā)明的設(shè)備，第一個端口222是一個雙工端口，連接到第二個循環(huán)器205的第三個端口215上。第二個端口223是一個接收機端口，連接到分離器單元206的第四個端口218上。圖2a所示的阻抗元件216，220同它們各自的端口215，218斷開。
圖2a的阻抗元件216，220端接的信號能量現(xiàn)轉(zhuǎn)而在輔助收發(fā)機221的接收機端口輸入上。此外，輔助收發(fā)機單元可發(fā)送在它的雙工端口222輸出的信號。這些信號在第二個循環(huán)器205的第三個端口215上輸入并且因此在循環(huán)器205的第一個端口212上輸出到第二個天線203。在這種情況下，因而天線202，203都是作為雙工天線。
在一個優(yōu)選實施方案中分離器單元206被設(shè)計成把能量不均勻地分離。然后，例如當(dāng)信號輸入到分離器的第一個端口211時在第二個端口214輸出的能量比在第三個端口217輸出的部分大。這用于補償當(dāng)信號通過第二個循環(huán)器205時會影響在第二個端口214輸出信號的衰減。分離器單元206最好應(yīng)這樣設(shè)計從而使得信號強度在分離器單元206的第三個端口217和在第二個循環(huán)器單元205的第三個端口215上相等。然后可以以同樣的方式應(yīng)用于在分離器單元206的第二個端口214輸入的信號。
盡管本發(fā)明以及它的優(yōu)點已經(jīng)作了詳盡的描述，但應(yīng)會認(rèn)識到各種變化，替代以及變更可進(jìn)行而不背離如下附屬權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種把第一個天線(202)和第二個天線(203)連接到收發(fā)機單元(201)的用于發(fā)送和接收射頻信號的第一個端口(208)以及用于接收射頻信號的第二個端口(219)的基站設(shè)備，其特征在于-第一個循環(huán)器單元(204)，第二個循環(huán)器單元(205)以及一個四端口分離器單元(206)，-所說的第一個循環(huán)器單元(204)有第一個端口(207)連接到收發(fā)機單元(201)的第一個端口(208)，有第二個端口(209)連接到第一個天線(202)并且有第三個端口(210)連接到分離器單元(206)的第一個端口(211)；所說的第一個循環(huán)器單元(204)被設(shè)計成使得由它的第一個端口(207)輸入的信號只在它的第二個端口(209)輸出，由它的第二個端口(209)輸入的信號只在它的第三個端口(210)輸出，并且由它的第三個端口(210)輸入的信號只在它的第一個端口(207)輸出，-所說的第二個循環(huán)器(205)有第一個端口(212)連接到第二個天線(203)并且有第二個端口(213)連接到分離器單元(206)的第二個端口(214)以及還有第三個端口(215)；所說的第二個循環(huán)器(205)被設(shè)計成使得由它的第一個端口(212)輸入的信號只在它的第二個端口(213)輸出，由它的第二個端口(213)輸入的信號只在它的第三個端口(215)輸出，并且由它的第三個端口(215)輸入的信號只在它的第一個端口(212)輸出，-所說的分離器單元(206)的第三個端口(217)連接到所說的收發(fā)機單元(201)的第二個端口(219)；所說的分離器單元(206)被設(shè)計成使得由它的第一個端口(211)輸入的信號在它的第二和第三個端口(214，217)輸出，并且由它的第二個端口(214)輸入的信號在它的第一和第四個端口(211，218)輸出。
2.如權(quán)利要求1要求的設(shè)備，其特征(圖2a)在于第一個匹配阻抗元件(220)連接到分離器單元(206)的第四個端口(218)以及第二個匹配阻抗元件(216)連接到第二個循環(huán)器(205)的第三個端口(215)上。
3.如權(quán)利要求1要求的設(shè)備，其特征(圖2b)在于一個輔助收發(fā)機單元(221)具有打算用于發(fā)送和接收射頻信號的第一個端口(222)，它連接到第二個循環(huán)器(205)的第三個端口(215)上，以及其打算用于接收射頻信號的第二個端口(223)連接到分離器單元(206)的第四個端口(218)上。
4.如權(quán)利要求3要求的設(shè)備，其特征在于分離器單元(206)被設(shè)計成使得它按一定的度不均勻地分離在第二個端口(214)進(jìn)入的信號以補償在兩個循環(huán)器端口之間的衰減。
5.如權(quán)利要求3要求的設(shè)備，其特征在于一個收發(fā)機單元適合話音業(yè)務(wù)而另一個適合于分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
6.如權(quán)利要求3要求的設(shè)備，其特征在于分離器單元(206)是一個微波傳輸帶分支分離器。
全文摘要
本發(fā)明涉及基站中把天線跟收發(fā)機單元的端口連接的設(shè)備。利用兩個循環(huán)器和一個四端口分離器可得到一個更靈活的小基站。在很低的額外費用下,這個設(shè)備提供把一個輔助收發(fā)機單元加到基站上的能力。
文檔編號H04B1/50GK1357175SQ00809150
公開日2002年7月3日 申請日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月18日
發(fā)明者B·格蘭斯塔姆, B·約翰松, M·奧爾松 申請人:艾利森電話股份有限公司