專利名稱：無線電基站系統(tǒng)、蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的節(jié)點和分路設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于移動通信的無線電基站(radio base station) 系統(tǒng)，該無線電基站系統(tǒng)包括第一天線和至少第一、第二和第三基站 無線電基站，笫一無線電基站被連接到第一天線。本發(fā)明還涉及在蜂 窩移動通信網(wǎng)絡中的節(jié)點和在無線電基站系統(tǒng)中使用的分路設備 (splitter device )。
背景技術：
當新的蜂窩技術被引入蜂窩運營商網(wǎng)絡時，經(jīng)常有最小化額外天 線和饋線的數(shù)目的愿望。當全球移動通信系統(tǒng)(GSM)在美國被引入到 現(xiàn)有的時分多址(TDMA)站點時，開發(fā)出了最小化額外天線和饋線的 共址(co-siting)解決方案。
圖1示出了帶有TDMA無線電基站TDMA RBS的已知裝置，TDMA RBS 帶有兩個RX端口 RXA， RXB和TX端口 。圖1中的裝置可以是獨立的帶 有塔頂放大器TMA的TDMA 1900MHz裝置，TMA覆蓋在饋線上由直流(DC ) 電壓供電，用于優(yōu)化的接收機的靈敏性。
圖2示出了已知裝置的進一步實例。通過重新使用TDMA接收(RX) 天線作為用于GSM的發(fā)射/接收(TX/RX)天線，并且通過轉(zhuǎn)發(fā)來自GSM 無線電基站的接收信號到TDMA無線電基站，避免了額外的天線和饋線。 如圖2所示，這通過使用裝備有天線共享單元ASU的GSM無線電基站 GSM RBS作為主基站來完成。天線共享單元ASU經(jīng)過主GSM無線電基站 的2個共址端口 RXB2，RXA2來提取并轉(zhuǎn)發(fā)已放大的接收信號給從TDMA 無線電基站TDMA RBS。
圖3示出了引入寬帶碼分多址(WCDMA)到現(xiàn)有站點的已知解決方 案。WCDMA無線電基站W(wǎng)CDMA RBS的2個發(fā)送/接收TX/RX端口被連接 到相應的雙工雙路單元(diplex duplex unit) DDU的相應的主端口， DDU是組合器的形式。除了主端口，每個雙工雙路單元具有天線端口 ANT、接收端口 RX和從端口。通過利用雙工雙路單元DDU，在圖3的裝置中減少2個天線饋線F是可能的。每個雙工雙路單元轉(zhuǎn)發(fā)來自天線 端口的接收信號到主端口 ，轉(zhuǎn)發(fā)來自接收端口 RX的接收信號到從端口 ， 并且組合主端口和從端口上的到7>共天線端口 ANT的發(fā)射TX信號。 WCDMA無線電基站設有兩個共址端口 RXB1，RXA1，每個共址端口被連接 到相應的雙工雙路單元DDU的相應的接收端口 RX。相應的雙工雙路單 元DDU的從端口 4皮連接到GSM基站GSM RBS的相應的發(fā)送/接收TX/RX 端口。與圖2中的GSM基站中的天線共享單元ASU相似，WCDMA無線電 基站配備有經(jīng)由雙工雙路單元DDU提取接收信號和轉(zhuǎn)發(fā)它們給GSM基 站的功能。GSM基站被提供了天線共享單元ASU和TMA模擬器TMAS， GSM基站提取和轉(zhuǎn)發(fā)已放大的接收信號給從TDMA無線電基站TDMA RBS。 這樣，GSM基站將成為WCDMA基站的從屬，而TDMA基站又將從屬于從 GSM基站。
圖3所示的解決方案的主要缺陷是TDMA基站的接收機將是帶有一
系列連續(xù)交替的放大和衰減的相當長的鏈中的最后一個，這將消極地
影響TDMA接收機靈敏性。更具體地說，TDMA接收信號路徑將經(jīng)過天線，
放大信號的塔頂放大器TMA、衰減信號的雙工雙路單元饋線、WCDMA基
站(放大)、電纜(衰減)、GSM基站(放大)，再次經(jīng)過電纜(衰減)，
到達TDMA接收機。這樣，圖3中的已知解決方案提供了放大級的級聯(lián)，
帶有這樣的級聯(lián)的問題可以容易地通過Friis公式表示
^ W 2—l 順3—1 順4一1順 —1 iVRror =順,+~^——+ 1——+-1-+.......+-2-
這里，NRT。產(chǎn)總噪聲比率， NRl，NR2等-每級的噪聲比率，和 gi，g2等-每級的增益比率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減少在蜂窩移動通信網(wǎng)絡中所需的天線數(shù)目。 本發(fā)明的另一個目的是，當在蜂窩移動通信網(wǎng)絡中引入新技術時，
減少對額外天線的需求。
進一步的目的是，當至少三個無線電基站共享天線時，提高接收
機的靈敏性。使用用于移動通信的無線電基站系統(tǒng)達到了上述目的，所述無線 電基站系統(tǒng)包括第一天線、至少第一、第二和笫三無線電基站，第一 無線電基站連接到第一天線，其特征在于，所述無線電基站系統(tǒng)包括 第一分路設備，第一分路設備連接到第一、第二和第三無線電基站。
因此，如下面例示的，第二和笫三基站是從基站，其可以被從作
為主基站的第一基站并行地饋給接收信號。與參考圖3在上面描述的 級聯(lián)結構相比，對于從基站中的一個來說，這提供了明顯更短的信號 路徑。這將明顯地提高從基站的接收機靈敏性。
優(yōu)選地，無線電基站系統(tǒng)包括第一信號組合設備，第一無線電基 站通過第一信號組合設備被連接到第一天線，第一分路設備通過第一 信號組合設備被連接到第二無線電基站。這樣，第一信號組合設備被 連接到第一天線、第一和第二無線電基站以及第一分路設備。第一信 號組合設備優(yōu)選地適用于組合來自第一和第二無線電基站的信號以通 過第一天線進行發(fā)射.因此，第一信號組合設備可以將來自第一分路 設備的接收信號饋送給第二無線電基站，并且還將來自第二基站的發(fā) 射信號饋送給第一天線。
優(yōu)選地，無線電基站系統(tǒng)包括笫二天線和第二分路設備，第一無 線電基站被連接到第二天線，并且第二分路設備被連接到第一、第二 和第三無線電基站。組合地使用第一和第二天線提供了天線分集，即 信息承載信號被沿著不同的傳播路徑傳輸。通過以所述方式提供第一 和第二分路設備，該系統(tǒng)除了提供第二和第三從屬基站從第一主基站
并行地接收信號的可能性之外還提供天線分集，而不管這些信號是否 通過第一或第二天線被接收。這樣，與上面參考圖3描述的級聯(lián)結構 相比，對于從基站中的一個來說，來自兩個天線的信號路徑明顯更短。 優(yōu)選地，第一無線電基站被連接到第一分路設備的輸入，第二和 第三無線電基站被連接到第一分路設備的相應輸出。此外，如果無線 電基站系統(tǒng)包括第二分路設備，則第一無線電基站被連接到第二分路 設備的輸入，并且第二和第三無線電基站被連接到第二分路設備的相 應輸出。
優(yōu)選地，無線電基站系統(tǒng)包括提取裝置，其適于從通過第一天線 和/或第二天線接收到的信號中提取用于第一無線電基站的信號。
優(yōu)選地，第一分路設備具有至少兩個輸出，所述輸出中的至少一個被連接到模擬設備(TMAS)，該模擬設備適于模擬塔頂放大器(TMA)。 如下面所述，這將明顯改善使作為從屬的特定類型的無線電基站適應 本發(fā)明的無線電基站系統(tǒng)的可能性。這個優(yōu)點也由根據(jù)權利要求12所 述的分路設備來提供。
上述目的還利用根據(jù)權利要求13的蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的節(jié)點來 實現(xiàn)。
下面，將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明
圖l-3示出了描述根據(jù)已知方案的無線電基站系統(tǒng)的方框圖； 圖4示出了描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無線電基站系統(tǒng)的方 框圖5和6示出了描述在圖4中的無線電基站系統(tǒng)中使用的分路設 備的替換實施例的方框圖7和8示出了描述根據(jù)本發(fā)明的替換實施例的無線電基站系統(tǒng) 的方框圖9示意性地示出了帶有節(jié)點的蜂窩移動通信網(wǎng)絡的一部分，每 個節(jié)點包括根據(jù)本發(fā)明的無線電基站系統(tǒng)。
具體實施例方式
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于蜂窩網(wǎng)絡移動通信的一個實施例的 無線電基站系統(tǒng)。無線電基站系統(tǒng)包括WCDMA基站1形式的第一無線 電基站1、 GSM無線電基站2形式的第二無線電基站2和TDMA基站2 形式的第三基站、用于發(fā)射和接收無線電信號的第一天線Al。第一無 線電基站1通過第一信號組合設備DDU1被連接到第一天線Al， DDU1 是本領域已知的雙工雙路單元的形式。更具體地說，第一天線A1通過 塔頂放大器TMA和饋線F被連接到第一信號組合設備DDU1的天線端口 ANT，第一基站1的第一發(fā)射和接收端口 TXRXA被連接到第一信號組合 設備DDU1的主端口 M。
無線電基站系統(tǒng)包括在下面參考圖5和圖6描述的第一分路設備 Sl，第一分路設備被連接到第一、第二和第三無線電基站1，2，3。在第 一分路設備Sl和第二基站2的情況下，后者通過笫一信號組合設備DDU1被連接到前者。更具體地說，第一分路設備S1的第一分支被連接 到第一基站1的第一共址(co-siting)端口 RXA1。第一分路設備SI 的第二分支被連接到第一信號組合設備DDU1的接收端口 RX,第一信號 組合設備DDU1的從端口 SL被連接到第二基站2的第一發(fā)射和接收端 口 TXRXA。第一分路設備S1的第三分支被連接到第三基站3的第一接 收端口 RXA。這里，分路設備SI的第一分支還被稱為輸入，笫二和第 三分支還被稱為輸出。
第一無線電基站1包括提取裝置E，提取裝置E從通過第一天線 Al接收的信號中提取用于第一無線電基站1的信號。提取裝置E可以 包括天線共享單元(ASU)，該ASU適于提取具有用于第一基站的頻率的 信號并且還轉(zhuǎn)發(fā)放大的信號。
此外，第 一信號組合設備DDU1適于組合來自第一和第二無線電基 站1，2的信號以通過第一天線Al進行發(fā)射。更具體地說，通過第一信 號組合設備DDU1的主端口 M從第一基站1的第一發(fā)射和接收端口 TXRXA接收到的發(fā)射信號，和通過第一信號組合設備DDU1的從端口 SL 從第二基站2的第一發(fā)射和接收端口 TXRXA接收到的發(fā)射信號，被第 一信號組合設備DDU1組合，并且經(jīng)過天線端口 ANT被第一天線Al接 收。
仍然參考圖4，為了提供天線信號分集，無線電基站系統(tǒng)包括第二 天線A2,第二天線A2用于發(fā)射和接收無線電信號并且以相應于第一天 線被并入的方式被連接到基站1,2,3。這樣，第二天線A2經(jīng)過塔頂放 大器TMA和饋線F孝皮連接到第二信號組合設備DDU2的天線端口 ANT， 第一基站1的第二發(fā)射和接收端口 TXRXB被連接到第二信號組合設備 DDU2的主端口M。通過第二天線，提供了塔頂放大器TMA。第二分路設 備S2的第一分支被連接到第一基站1的第二共址端口 RXB1。第二分路 設備S2的第二分支被連接到第二信號組合設備DDU2的接收端口 RX， 第二信號組合設備DDU2的從端口 SL被連接到第二基站2的第二發(fā)射 和接收端口 TXRXB。第二分路設備S2的第三分支被連接到第三基站3 的第二接收端口 RXB。第一無線電基站的提取裝置E適于從通過第二天 線A2接收到的信號中提取用于第一無線電基站1的信號。通過第二信 號組合設備DDU2的主端口 M從第一基站1的第二發(fā)射和接收端口 TXRXB接收到的發(fā)射信號，和通過第二信號組合設備DDU2的從端口 SL從第二基站2的第二發(fā)射和接收端口 TXRXB接收到的發(fā)射信號，被第 二信號組合設備DDU2組合，并且經(jīng)過天線端口 ANT被第二天線A2接 收。
為了從第三無線電基站3發(fā)射，第三天線A3被連接到第三基站3 的發(fā)射端口 TX。
在圖4的無線電基站系統(tǒng)的操作中，由第一和第二天線A1，A2接 收到的信號通過相應的天線端口 ANT和主端口 M，并且分別在第一基站 1的第一和第二發(fā)射和接收端口 TXRXA， TXRXB被接收到。第一基站1 中的提取裝置E從接收的信號中提取旨在用于第一基站的信號。進一 步地，由第一和第二天線A1，A2接收到的信號分別通過第一基站的第 一和第二共址端口 RXA1，RXB1，并且被笫一和第二分路設備S1，S2的相 應的第一分支所接收。所述分路設備S1，S2的相應的第二分支輸出由 第一和第二信號組合設備DDU1，DDU2的相應的接收端口 RX接收的信 號，DDU1和DDU2將所述信號通過相應的從端口 SL分別饋送給第二基 站的第一和第二發(fā)射和接收端口 TXRXA， TXRXB。分路設備S1，S2的相 應的第三分支輸出信號，使得它們分別被第三基站的第一和笫二接收 端口 RXA，RXB接收。第二和第三基站2， 3可以包括適當?shù)难b置，其例 如包括一個或多個濾波器，以從接收的信號中提取旨在用于相應的基 站的信號。
這樣，圖4中所示的本發(fā)明的實施例的概念是并行地將來自WCDMA 主(第一)無線電基站1的接收(RX)信號饋給從GSM (第二)無線電基站2 和從TDMA(第三)無線電基站3。更通常地，相比于參考圖3的上述已 知解決方案，本發(fā)明將提高第三無線電基站3的結果噪聲系數(shù)。用于 第三基站3的接收信號路徑將被減少為通過天線、塔頂放大器TMA(放 大)、饋線(衰減)、第一基站l (放大)、電纜和分路設備S1，S2(衰減)， 到達第三基站3中的接收機。
作為本發(fā)明的優(yōu)點的具體例子當以根據(jù)本發(fā)明的方式引入WCDMA 基站到如圖2所示的帶有GSM和TDMA基站的裝置時，TDMA接收(RX) 噪聲系數(shù)將基本上保持和加入WCDMA基站前一樣?？梢匀菀椎刈C明， 相比較于上面參考圖3描述的已知解決方案，通過使用本發(fā)明，所得 到的TDMA接收(RX)噪聲系數(shù)將被改善。由于分路設備S1，S2的損耗可 以被看成是在WCDMA基站和GSM基站之間的電纜損耗的一部分，因此八
要來自WCDMA基站的足夠增益是可用的，GSM噪聲系數(shù)就將不受影 響。
應該注意的是，本發(fā)明可以用于其他共址應用中，其中用于不同 于WCDMA，如GSM，TDMA或其他標準的移動通信標準的無線電基站將,皮 并入現(xiàn)有的基站系統(tǒng)。例如，如上所述的第一、第二和第三基站可以 分另'J是GSM， WCDMA和TDMA基站或分另'J是TDMA， WCDMA和GSM基站。
分路設備S1，S2可以是相同的分路器，這意味著它們在輸出上提 供相同的功率，或者S1，S2是不相同的分路器，也被稱為分接器 (tapper)，其將在2個輸出上提供不同的功率級別。使用的分路設 備的類型優(yōu)選依賴于到第二和第三基站2， 3的所需的RF信號級別。
參考圖5和圖6,它們示出了作為第一和第二分路設備S1，S2用在 根據(jù)本發(fā)明的無線電基站系統(tǒng)中的分路設備S1的相應實施例。通常， 分路設備S1，S2可以是標準的分路器或分接器。然而，圖5和圖6中
的可能性，么便這樣的i站進入正確的操作狀態(tài)，并且避免k屬;的
DC電壓短路。更具體地說，特定類型的TDMA無線電基站在傳統(tǒng)安裝中 在用于塔頂放大器的接收端口上具有DC電壓，并且為了基站正確工作， 需要通過接收端口的DC電流。當根據(jù)本發(fā)明將這樣的接收端口連接到 分路設備時，后者可以按如下配置來避免DC電壓的短路。
如上所述，第一分支Sa，分路器輸入，被連接到第一無線電基站 1，第二分支Sb,輸出之一，經(jīng)過第一信號組合設備DDU1連接到第二 無線電基站2，第三分支Sc，另一個輸出，被連接到第三無線電基站3。 如可以從圖5看到的，在第三分支Sc處提供適于模擬塔頂放大器(TMA) 的模擬設備TMAS。 TMA模擬器TMAS被連接到第三分支和地。在TMA模 擬器TMAS和第一分支Sa之間，提供例如電阻器形式的DC電流阻擋設 備DCB，以防止DC電流到達第一分支并導致短路。這樣，來自第三基 站的DC電流將會到達TMA模擬器TMAS。此外，在TMA模擬器TMAS和 第三分支Sc之間，提供例如低通濾波器形式的RF阻擋設備RFB，以將 信號從天線指向第三基站3。在圖6所示的替換實施例中，還以相似的 方式在第二分支Sb處提供TMA模擬器TMAS， DC電流阻擋設備DCB和 RF阻擋設備RFB。
TMA模擬器TMAS提供負載，其處于由無線電基站適于的塔頂放大器TMA提供的負載的水平。在分路設備的輸出Sb， Sc處提供TMA模擬 器TMAS將解決上面提到的DC問題，并且連接到輸出的從屬無線電基 站2， 3表現(xiàn)如同它具有連接到其的塔頂放大器TMA那樣。
作為圖5和6中的分路設備的替代，可以使用帶有在標準分路器 或分接器外部提供的(TDMA) TMA模擬器的DC塊。另外，設有TMA模擬 器TMAS的兩個分路設備S1，S2(分路器或分接器)可以被集成為一個物 理單元，這從安裝的角度來說是有利的。
參考圖7。如所述的，通過提供第一和第二天線A1，A2用于發(fā)射和 接收無線電信號，上面參考圖4描述的例子適于提供天線信號分集。 但是本發(fā)明也可應用到?jīng)]有設置這種雙天線配置的無線電基站系統(tǒng)。 圖7顯示了這樣的系統(tǒng)的例子，它相應于圖4中的系統(tǒng)，區(qū)別在于沒 有提供第二天線A2、第二信號組合設備DDU2和第二分路設備S2。
圖8示出了本發(fā)明的替換實施例。除了下面的區(qū)別用于發(fā)送和 接收無線電信號的第一和第二天線A1，A2被連接到第一無線電基站1， 而沒有任何插入的信號組合設備，圖8中的無線電基站系統(tǒng)相應于上 面參考圖4描述的無線電基站系統(tǒng)。更具體地說，第一和第二天線 Al， A2被分別連接到第一和第二發(fā)射和接收端口 TXRXA, TXRXB。進一 步地，第一和第二分路設備S1，S2被連接到第二基站2，而沒有任何插 入的信號組合設備。更具體地說，第一和第二分路設備S1，S2的相應 的輸出被分別連接到第二基站2的笫一和第二接收端口 RXA， RXB。為了 從第二無線電基站2發(fā)射，第四天線A4被連接到第二基站2的發(fā)射端 口 TX。
圖9示意性地示出帶有蜂窩Cl， C2， C3的蜂窩移動通信網(wǎng)絡的一部 分，在所述蜂窩中由節(jié)點N1，N2，N3提供無線電覆蓋范圍，每個節(jié)點包 括根據(jù)上面描述的任一實施例的無線電基站系統(tǒng)。
權利要求
1.一種用于移動通信的無線電基站系統(tǒng)，包括第一天線(A1)和至少第一、第二和第三無線電基站(1，2，3)，第一無線電基站(1)被連接到第一天線(A1)，其特征在于所述無線電基站系統(tǒng)包括連接到第一、第二和第三無線電基站(1，2，3)的第一分路設備(S1)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無線電基站系統(tǒng)，包括第一信號組合設 備(DDU1)，第 一無線電基站(1)通過第 一信號組合設備(DDU1)被連接到 第 一天線(Al)，并且第 一分路設備(Sl)通過第 一信號組合設備(DDU1) 被連接到第二無線電基站(2)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的無線電基站系統(tǒng)，其中所述第一信號組 合設備(DDU1)適于組合來自第一和第二無線電基站(1， 2)的信號以通 過第一天線(A1)進行發(fā)射。
4. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的無線電基站系統(tǒng)，其中第一無 線電基站(1)被連接到第一分路設備(Sl)的輸入(Sa)，第二和第三無線 電基站(2， 3)被連接到第一分路設備(Sl)的相應輸出(Sb，Sc)。
5. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的無線電基站系統(tǒng)，包括適于從 通過第一天線(Al)接收的信號中提取用于第一基站(1)的信號的提取 裝置(E)。
6. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的無線電基站系統(tǒng)，包括第二天 線(A2)和第二分路設備(S2)，第 一無線電基站(1)被連接到第二天線 (A2)，第二分路設備(S2)被連接到第一、第二和第三無線電基站 (1,2,3)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的無線電基站系統(tǒng)，包括第二信號組合設 備(DDU2)，第一無線電基站(1)通過第二信號組合設備(DDU2)被連接到 第二天線(A2)，第二分路設備(S2)通過第二信號組合設備(DDU2)被連 接到第二無線電基站(2)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的無線電基站系統(tǒng)，其中第二信號組合設 備(DDU2)適于組合來自第一和第二無線電基站(1， 2)的信號以通過第 一天線(A1)進行發(fā)射。
9. 根據(jù)權利要求6-8中的任一項所述的無線電基站系統(tǒng)，其中第 一無線電基站(1)被連接到第二分路設備(S2)的輸入(Sa)，第二和笫三 無線電基站(2， 3)被連接到第二分路設備(S2)的相應輸出(Sb，Sc)。
10. 根據(jù)權利要求6-9中的任一項所述的無線電基站系統(tǒng)，其中 所述提取裝置(E)適于從通過第二天線(A2)接收的信號中提取用于第 一無線電基站(l)的信號。
11. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的無線電基站系統(tǒng)，其中第一 分路設備(S1)提供至少兩個輸出(Sb，Sc)，所述輸出(Sb，Sc)中的至少 一個被連接到模擬設備(TMAS),所述模擬設備適于模擬塔頂放大器 (TMA)。
12. —種用于根據(jù)前述任一項權利要求所述的無線電基站系統(tǒng)中 的分路設備(S1，S2)，其特征在于所述分路設備提供至少兩個輸出 (Sb，Sc)，所述輸出(Sb，Sc)中的至少一個被連接到模擬設備(TMAS)， 所述模擬設備適于模擬塔頂放大器(TMA)。
13. —種蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的節(jié)點，包括根據(jù)權利要求1-11中 的任一項所述的無線電基站系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于移動通信的無線電基站，在蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的節(jié)點，也涉及在無線電基站系統(tǒng)使用的分路設備。無線電基站系統(tǒng)包括第一天線和至少第一、第二和第三無線電基站(1，2，3)，第一無線電基站(1)被連接到第一天線(A1)。無線電基站系統(tǒng)包括第一分路設備(S1)，第一分路設備被連接到第一、第二和第三無線電基站(1，2，3)。
文檔編號H04W88/08GK101406101SQ200680054021
公開日2009年4月8日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權日2006年3月28日
發(fā)明者R·斯藤森 申請人:艾利森電話股份有限公司