CN101002404A

CN101002404A - 天线分集装置和方法

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Publication number: CN101002404A
Application number: CN200480043817.1A
Authority: CN
Inventors: U·斯卡比
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2024-06-15
Also published as: JP4491654B2; WO2005125045A1; RU2007101310A; CA2570166A1; RU2342784C2; DE602004012331D1; CA2570166C; EP1756969A1; JP2008503152A; DK1756969T3; DE602004012331T2; ATE388533T1; CN101002404B; US20080119197A1; US8228840B2; EP1756969B1

Abstract

本发明涉及在具有扇区化小区的频分移动蜂窝系统中的天线分集安排和无线电基站(RBS)。空间分集或极化分集是通过提供至少两个分支(A，B)而被提供的。按照本发明，运营商频段被划分成用于发射和接收的多个波段(TX波段和RX波段)。所有的扇区(S1，S2，S3)在各个塔式安装的放大器(26，27)中按分支被组合。在属于TMA的TX波段内的TX信号被同向双工复用，并在扇区(S1－S3)中同时被发射。在扇区的一个分支上接收的RF信号与在另外分支的相应扇区上接收的RF信号相组合。与相反方向上从基站的收发信机(TRX)馈送到同一个TMA的TX信号一起，这样组合的RX信号通过单个馈线被馈送到无线电基站。扇区可以被分配以两个或多个TX频率。任选地可以提供在每个TX波段内的跳频(合成器跳频)。如果两个或多个TX频率被分配给一个扇区，则合成器跳频可以与在被分配给A分支中扇区的TX波段以及被分配给B分支中相应扇区的TX波段之间的跳频相组合。

Description

天线分集装置和方法

发明技术领域

本发明总的涉及电信领域，并且具体地，涉及天线分集安排。

相关技术描述

众所周知，为了减小衰落的影响而使用分集接收技术。空间分集和极化分集技术是已知的。

在图1上，示出了用于提供空间分集的典型的天线安排，包括具有三角形截面的塔1。在塔的每侧且在它的顶部安装两个被间隔开的天线2。在这些天线的一个天线处接收的信号沿分支A被馈送到第一未示出的接收机，在另一个天线处接收的信号沿分支B被馈送到第二未示出的接收机。把在分支A中的接收的射频信号与在分支B中的接收的射频信号相比较，并选择最强的信号，或将在各分支中接收的信号在基带中进行组合。在典型的移动无线电系统中，两个天线被间隔开至少10个波长米(meter)。

在图1上，该天线安排通过在塔的每侧提供两个天线2而在蜂窝移动无线电系统中提供扇区化小区。扇区用虚线表示，并被标记为S1、S2和S3。

在图2上，示出了提供极化分集的典型的天线安排。在塔、杆2的顶部，或在任何类似的支撑物处安装以120度角度移置(displace)的三个天线4，由此提供三个扇区S1-S3，如用虚线所示的。在图3中示出了每个天线4的正面图。正如这里看到的，每个天线包括三个垂直地间隔开的、具有正交极化的天线单元。每个天线单元包括两个交叉布置的单元6和7。天线的单元6被用示意性显示的电缆8来互连。同样地，单元7被用电缆9来互连。互连的单元6一起形成用于RF信号的分支A。互连的单元7形成用于RF射频信号的分支B。如果射频源，例如移动单元，正在进行发射，则它的RF信号将同时在分支A和分支B中被接收。向下进入无线电基站后，接收的RF信号在基带中被组合。在有较高比例的多径信号的环境下获得分集增益。因为接收天线5不需要在水平方向被间隔开，所以它们可以安装在同一个天线罩下。极化天线分集安排与空间天线分集安排相比需要较小的空间。

在下面将描述具有三个扇区和两个分支A和B的天线安排，虽然本发明并不限于此。本发明的概念可被应用于使用两个或多个扇区和两个或多个分支的天线安排。

图4中示出了典型的RBS站点。它包括无线电基站(RBS)10，在RBS与六个塔式安装单元(tower mounted amplifier，TMA)12之间延伸的六条馈线11，其中每个TMA配备有各自的分集天线13。

TMA有时被称为桅顶放大器。应当指出，这些单元不一定被安装在塔上，而是可以安装在杆、建筑物墙壁、或建筑物房顶等等上。对于分集天线来说也是这样。所以本发明不限于被安装在塔上的放大器。塔式安装的放大器只是本领域技术人员所熟知的这类设备的一个名称。

该天线安排类似于图1和2中所示的安排，它包括三个扇区S1-S2。在每个扇区中，有提供分集的两个分支A和B。该天线安排用被标记为S1-S3和A、B的括号来表示。在扇区S2分支A中的天线13例如将对应于图1中做十字形记号的天线2、或对应于在图2上扇区S2中的天线4的分支A。

在图4上，TMA是完全相同的，所以在下面只对在扇区S1的分支A中的TMA 12做出介绍。天线13被连接到双工(duplexer)滤波器14，其包括发射机部分(TX)15和接收机部分(RX)16。RF放大器17放大所接收的已滤波的RX信号，并把它提供到另一个双工滤波器18，其包括发射机部分(TX)19和接收机部分(RX)20。接收机部分(RX)20。双工滤波器的功能是把TX信号与RX信号分隔开，以便允许放大被分隔开的RX信号，然后再将其施加到馈线11。在扇区S1的分支A和B的两个分集天线13上接收的信号在各自的TMA中被处理。

无线电基站10包括6个双工滤波器22，每个都被连接到各自的低噪声放大器(LNA)23，每个天线/TMA一个双工滤波器22。无线电基站的心脏是收发信机单元24、25(TRX1，TRX2)，在其中RX信号被放大、解调和进行分集处理，并被转发到它的目的地。每个TRX1和TRX2还提供TX信号，这些信号通过各自的馈线11分别被转发到分支A的TMA和分支B的TMA。每个天线13可以在下行链路上发射TX信号，以及可以在上行链路上接收RX信号。

RX信号将沿着RX链21R行进，其中RX链21R从天线13、双工滤波器14的RX部分16、RF放大器17、双工滤波器18的RX部分20、馈线11、双工滤波器22、LNA 23延伸到TRX。TX信号将沿着TX链21T行进，其中TX链21T是从TRX、双工滤波器22、馈线11、双工滤波器19和15到天线13。

取决于收发信机具有的能力，和为无线电基站设计的业务容量，可以仅仅有一个TRX、或者有比起所示的六个多得多的收发信机。

图1所示的安排被称为具有6条馈线和3个扇区的2路分集。

已知的RBS的主要缺点是，每个TMA需要一条单独的馈线。对于具有空间或极化分集的三扇区站点来说，需要六条馈线。馈线是昂贵的，且对站点成本产生影响。馈线也是相当笨重的，且需要一个一个地夹到天线杆或塔上。因此每条馈线将在塔上施加载重，尤其是在RBS与TMA之间的距离很长的情况下。每个馈线也必须人工地夹到塔上，这是一项费时的工作，特别是在有许多馈线需要被夹住的情况下。

EP-A1-1100212涉及发射机和接收机装置，其中由四个发射机在四个不同频率上发射的信号在混合组合器和宽带组合器中被组合。四个不同的信号频率通过公共馈线被馈送到同向双工器(diplexer)的第一端，并且在四个发射机所共有的单个天线上被发射。该天线还在不同的RX频段接收射频信号。该同向双工器在第二端提供RX信号，RX信号从这个第二端通过第二馈线被馈送到接收机。因此，在双工器与发射机和接收机装置之间有两条馈线。TX频率落在通常与RX频率范围不重叠的TX频率范围内。

发明概要

本发明的目的是减少蜂窝移动电话系统中在基站与提供扇区化小区的分集天线装置之间的馈线的数目。

这一目的是通过在权利要求1和9中表明的方法和装置达到的。

按照本发明，运营商的频段被划分成用于发射和接收的多个子波段(TX波段和RX波段)。每个扇区被分配以至少一个TX波段和一个RX波段。所分配的TX波段在使用分集时可以被进一步划分成一个或多个TX子波段。扇区在各个塔式安装的放大器(TMA)中按分支被组合。在属于TMA的TX波段内的TX信号被同向双工复用，并在这个TMA的各扇区中同时被发射。在扇区的一个分支上接收的RF信号与在同一个分支的其它扇区上接收的RF信号相组合。与相反方向上从基站的收发信机(TRX)馈送到同一个TMA的TX信号一起，这样组合的RX信号通过单个馈线被馈送到无线电基站。

一个扇区可以被分配以两个或多个TX频率。

任选地可以提供在每个分配的TX波段内的跳频(合成器跳频，synth hopping)。合成器跳频任选地可以配备有在分配给一个分支中的一个扇区的TX波段之间的、以及还有在这些TX波段与被分配给其它分支中相应扇区的TX波段之间的基带跳频跳频。

附图说明

图1是配备有允许进行空间分集的天线装置的塔的顶视图，

图2是配备有允许进行极化分集的天线装置的塔的顶视图，

图3是图2所示的天线的示意性正视图，

图4是按照现有技术的无线电基站站点的框图，

图5显示分配给运营商的TX和RX波段，和把这些波段分配给图1或图2所示的那种类型的天线安排的不同扇区和分支的处理过程，该分配处理过程被使用于图6所示的那种无线电基站站点，

图6是按照本发明的第一实施例的无线电基站站点的框图，

图7显示了供按照本发明的第二和第三实施例的无线电基站使用的频率图和改进的分配处理过程，

图8显示具有三个扇区的分集天线组合的分支A，每个扇区把从结合无线电基站站点的第二实施例施加的分配处理过程中最终得到的TX和RX频段刻记在其中，

图9显示在图8的分支A中的TX和RX频段，

图10显示了结合图8所提到的天线组合的分支B，各个扇区把从结合无线电基站站点的第二实施例施加的分配处理过程中最终得到的TX和RX频段刻记在其中，

图11显示在图10的的分支B中的TX和RX频段，

图12是按照本发明的、具有两个无线电基站的无线电基站站点的第二实施例的框图，

图13是按照本发明的无线电基站站点的第三实施例的框图，

图14是结合按照本发明的无线电基站站点的任一实施例使用的、用于频率综合器跳频和基带跳频的设备的框图，

图15是一个实施例的框图，其中在一个分支中的接收的RX信号被变频，并且与在另一个分支上接收的RX信号一起，通过一条单个馈线被馈送到无线电基站，

图16是显示图15中的情形的频率图，

图17是示出重叠频段的使用的频率图，

图18是被设计使用于按照图17的重叠频段的、具有两条馈线的三扇区站点的框图，

图19是用于与CDMA或WCDMA无线电基站共处一处的TDMA或FDMA无线电基站的、具有三条馈线的三扇区站点的框图，

图20是显示在其运营商波段交织的两个运营商之间被划分的单个频段的频率图，

图21是显示在两个运营商之间被划分的两个不同频段的频率图，以及

图22是具有一条馈线的三扇区站点的框图。

实施例详细说明

在图5上，联邦当局分配给移动无线电系统的运营商的频段被划分成多个子波段B1-B6，以用作为移动无线电系统中的TX和RX频段。

例如假设运营商被分配以12MHz的频率范围。B1-B6波段中的每个因此将是2MHz宽。在2MHz内，可以有10个GSM载波，每个载波是200kHz宽。

首先，以交替方式给TX波段分配分支A和B，正如图5的左面部分显现的。此后，成对的A和B分支被分布在扇区中间。在图1或图2和3所示的天线安排中，B1和B2中的A和B分支被分配以扇区S1，B3和B4中的A和B分支被分配以S2，以及B5和B6中的A和B分支被分配以扇区S3。TX波段的这个分支和扇区分配处理过程导致了在图5的右面部分的上部显示的那种TX波段分布。TX1被分配给扇区S1的分支A，TX2被分配给同一个扇区S1的分支B，TX3被分配给扇区S2的分支A，TX4被分配给S2的分支B，等等。应当看到，TX1波段处在B1子波段内，TX2处在子波段B2内，等等。

在每个扇区中，因此将在两个不同的TX波段上进行发射。通过使用将要描述的同向双工复用技术，其中一个TX波段将在分支A上被发射，而另一个TX波段将在分支B上被发射。

接着，RX频率被分配给分支和扇区。正如在移动无线电系统中熟知的，TX波段通常与RX波段相关联。图5显示了与TX波段TX1-TX6相关联的RX波段RX1-RX6。例如，在其上在TX1波段上进行发射的扇区S1分支A中，在RX1波段上接收射频信号。对于其它的TX波段TX2-TX6及其相关联的RX波段RX2-RX6同样如此。

为了使得分集在扇区中成为可能，扇区的分支必须都接收相同的信号。所以，扇区S1的分支A必需还接收在另一分支B的RX2波段上的信号。因此S1中的分支A必须接收波段RX1+RX2上的信号。相同的理由适用于扇区S1的分支B，在该分支上在TX波段TX2上进行发射。此外，为了接收在它的相关联的RX波段RX2上的信号，分支B必须接收在A分支上的信号，所以B分支在RX1+RX2上进行接收。这被显示于图6的右面部分的底部，其中单独的RX波段用虚线表示，而组合的RX1+RX2波段用实线表示。对于扇区S2适用同样的理由，它的A和B分支必须在组合的RX3+RX4波段上进行接收，以及在扇区S3中，它的分支必须接收落在组合的RX波段RX5+RX6内的射频信号。

在图6上，示出了按照本发明的无线电基站站点的第一实施例，其中已实施了刚才讨论的分配程序过程。应当看到，所使用的图表符号，诸如S1-S3、TX1-TX6、RX1-6和A、B等等，指的是以上结合图5讨论的相同的对象。在图6上，例如符号S3A是指扇区S3分支A。该站点包括两个TMA 26、27，两条馈线11，两个滤波器单元28、29和RBS 10。该站点被作为具有2条馈线的3扇区站点来描述。TMA 26包括天线装置的A分支，而TMA 27包括B分支。TMA 26被连接到单个馈线11，该馈线11又依次被连接到滤波器单元28。TMA 27被连接到单个馈线11，该馈线11又依次被连接到在RBS 10里面或外面提供的滤波器单元29。滤波器单元28包括以所示方式安排的三个带通滤波器TX1、TX3和TX5以及一个全带RX滤波器。滤波器单元29包括以所示方式安排的三个带通滤波器TX2、TX4和TX6以及一个全带RX滤波器。在RBS中的未示出的收发信机(TRX)已被分配以各个TX波段，发射机可以在该TX波段内进行发射。

图4上的TMA 26可被看作为就好像是把在图4的括号S1和A、S2和A以及S3和A下面的TMA 12组合成单个的单元。在这样做时，假设各个扇区和分支已被分配以TX和RX波段，如图5的右面部分所示。取出所有扇区的A分支并把它们组合成单个的TMA 26是一种新颖的特性，这使得有可能对于TMA只使用一条馈线。同样地，所有扇区的B分支被组合成仅仅具有一条馈线的单个的TMA 27。

具体地，TMA 26包括一个双工滤波器，其由用于发射机波段TX1的带通滤波器和被连接到天线装置的扇区S1分支A的RX滤波器组成。至少让运营商波段通过的RX滤波器被连接到RF放大器的输入端，该放大器的输出端被连接到一个RX滤波器，该RX滤波器让图5所示的组合的RX1+RX2频段通过。该RX1+RX2滤波器被连接到组合器30的一个输入端。该组合器是具有约3dB衰减的混合型组合器。该组合器具有被连接到轨道32的输出端，轨道32被连接到馈线11。同样地，扇区S2分支A包括一个双工滤波器，其具有滤波器TX3与RX、RF放大器以及组合的RX3+RX4滤波器。RX3+RX4滤波器被连接到组合器。同样地，扇区S3分支A包括一个双工滤波器，其具有滤波器TX5与RX、RF放大器以及组合的RX5+RX6滤波器。RX5+RX6滤波器被连接到组合器。在组合器中，在A分支上所接收的已滤波的信号被组合，并且组合的信号被施加到轨道31，信号从该轨道进入到馈线11。

滤波器单元28包括类似于图4所示的双工滤波器22的双工滤波器TX1和RX。RX滤波器至少让RX1、RX2...到RX6频率通过，并把组合的接收信号转发到RBS 10中的收发信机，在其中该接收信号通过与从TMA 27接收的、经RX1+RX2滤波的类似组合信号进行比较而经受分集处理。

滤波器单元28还包括TX滤波器TX3和TX5，各自被连接到RBS中的相应的TRX。滤波器TX1、TX3和TX5都被连接到轨道32，该轨道被连接到馈线11。分别由滤波器28中的TX1、TX3和TX5传送通过的单独的TX信号经由馈线11被同时馈送到TMA 26，在那里它们与轨道31相遇，该轨道分离TX信号，并把它们发送到TX滤波器TX1、TX3和TX5，在这些滤波器处信号被滤波，以使得在波段TX1内的发射机信号在S1的分支A中被发射，在波段TX3内的发射机信号在S2的分支A中被发射，在波段TX5内的发射机信号在S2的分支A中被发射。轨道31具有双重功能，它对于TX信号作为分离器来工作，而对于RX信号作为组合器来工作。轨道32也具有双重功能，它对于TX信号作为组合器来工作，而对于RX信号作为分离器来工作。

滤波器单元27具有与滤波器单元26相同的结构，虽然该滤波器单元被设计成用于所指示的不同的TX和RX波段。

这个实施例的主要优点在于只需要两条馈线，应当把这与图4所示的按照现有技术需要的6条馈线相比较。

应当指出，发射机频率可以在该频段内经受跳频。例如，落在波段TX1内的TX信号可以在由TX1滤波器传送通过的频段内跳频。藉以达到这一点的手段将在下面进一步予以描述。

图5和6的实施例的另一个优点为如下：RBS中的发射机服从扇区必须互相隔离的要求。为了遵从这个要求，在同一个组合器/分离器内的TX波段之间需要有保护波段。对于TX波段，滤波器单元28或29将充当组合器而TMA 26或27将充当分离器。由于该波段和扇区分配处理过程，分支A中的扇区S1、S2和S3被由TX2、TX4和TX6提供的保护波段分隔开。参考图5的右面部分的顶部。以相应的方式，TX1、TX2和TX3将充当B分支中扇区的TX波段(TX2、TX4和TX6)之间的保护波段。

对于A分支中的RX1、RX3和RX5滤波器的要求是：每个RX滤波器将阻止噪声泄漏到其它的RX滤波器(信道间噪声)。如果这个要求得到满足，则不会发生噪声附加。

这个实施例的第三个优点在于，需要较少的连接器。这降低了TMA的成本。

图7是类似于图5的视图。在图7上，运营商的波段被划分成12个子波段B1-B12。在RBS中的四个收发信机(TRX)被分配以一个子频段B，即一个扇区。子波段B1-B4被分配以扇区S1，子波段B5-B8被分配以扇区S2，以及子波段B9-B12被分配以扇区S3。

接着结合图7描述类似的分支与扇区分配处理过程，每个分支与每个扇区被分配以两个TX波段。由于分配处理过程的结果，扇区S1中的分支A被分配以在TX波段TX1和TX3内的TX频率，S2中的分支A被分配以TX5和TX7，以及S3中的分支A被分配以TX9和TX11。为了在上行链路中提供分集，在扇区(例如S1)的分支A中接收的信号必须是与在同一个扇区的分支B中接收的信号相同的。按照与结合图7给出的同样的理由，可以看到，分支A除了它“自己的”RX频率RX1和RX3(即，与TX频率TX1和TX3相关联的RX频率)以外，必须接收在同一个扇区S1的分支B中的RX频率。这些后面的RX频率是RX2和RX4。所以，分支A必须接收在波段RX1+RX2+RX3+RX4内的信号。同样地，扇区S1中的分支B必须接收在波段RX1+RX2+RX3+RX4内的信号。这个组合的RX波段在图7上在它的右下部分用实线表示。虚线表示单独的RX波段，在移动无线电系统中这些RX波段与相应的单独的TX频率相关联。分配处理过程的结果显示于图8-11。

图8显示具有三个扇区S1-S3的逻辑天线33的分支A，以及图10显示具有三个扇区S1-S3的类似逻辑天线34的分支B。由于图7的分配处理过程的结果，分配给逻辑天线的各个扇区的TX和RX波段出现在各个扇区中。图9是与图8相关联的，图9以图示形式显示了被分配给分支A中各个扇区的TX和RX频率。图11是与图10相关联的，图11以图示形式显示了被分配给分支B中各个扇区的TX和RX频率。扇区B的TX频率(即，TX2，TX4，TX6...TX12)用作为在扇区B的TX频率之间的保护波段，以及反之亦然。所以，隔离要求也通过这种分配处理过程被满足。

在图12上示出了本发明的第二实施例。这个实施例涉及到图7-11上描述的分配处理过程，其中分支的各扇区被分配以两个TX频段。按照第二实施例，所有分支和扇区中的两个TX波段之一被分配给标记为RBS1的第一RBS，两个TX波段中的另一个被分配给标记为RBS2的第二RBS。两个基站因此将共享同一个天线装置。这在两个不同的都使用频分系统的无线电移动系统被使用于同一个地理区域的情形下是有利的。例如，RBS1可用作为GSM系统，而RBS2可用作为DAMPS或TDMA系统。这个实施例的主要的优点在于，只需要两条馈线11。这应当与图4所示的现有技术情形相比较，它如果应用到两个无线电基站，将需要12条馈线。

第二实施例包括两个TMA 35和36。TMA 35具有与图6中TMA 26大致相同种类的构造，因为它包括被连接到轨道31的多个同向双工复用的TX滤波器、以及经由各自的RF放大器和窄带组合RX滤波器被连接到组合器的多个全带RX滤波器。与图6的差别在于，每个扇区具有用于附加RBS站的附加TX滤波器，以及每个扇区中的组合的RX滤波器将让附加RBS站的RX信号通过。在分支A的每个扇区中的滤波器在图8上被指明，以及在分支A中它们以TMA 35中所示的方式被连接。在分支B的每个扇区中的滤波器在图10上以缩小的比例被指明，以及以TMA 36中所示的类似方式被连接，其中没有为参考标志留出空间。在每个TMA中，TX信号被分离。

在TMA 35中的两个分开的滤波器TX1和TX3可以被替换为让TX1、TX2和TX3通过的单个TX滤波器。这很可能会降低成本。

参看扇区S1。需要对于后一个扇区的滤波器TX5、TX7的保护波段，这样的保护波段由TX4波段提供。同样地，TX8波段用作为在S2的波段TX5、TX7与下一个扇区(S3)的滤波器TX9、TX11之间的保护波段。

来自一个TMA 35的组合的RX信号经由单个馈线11被馈送到滤波器单元37。来自TMA 36的组合的RX信号经由另一条单个馈线11被馈送到滤波器单元38。属于RBS1的A和B分支使用在滤波器单元37、38两者中的TX滤波器。属于RBS2的分支A使用在滤波器单元38中的滤波器，而属于RBS2的分支B使用在滤波器单元37中的滤波器。

来自TMA 35的RX组合信号被馈送到滤波器单元37中双工滤波器TX1-RX的RX滤波器39，并从这里馈送到RBS1中的TRX，这些TRX处理A和B分支的RX信号。该RX滤波器应当至少让RX1、RX2...到RX12频率通过。来自TMA 36的组合信号被馈送到滤波器单元38中双工滤波器TX2-RX的RX滤波器40，并从这里馈送到RBS1中的TRX，这些TRX处理A和B分支的RX信号。该RX滤波器应当至少让RX1、RX2...到RX12频率通过。由RX滤波器39传送通过的一小部分RX信号经由箭头41表示的直接连接被转送到RBS2中处理A分支中的RX信号的TRX。之所以这样，是因为不可能把全带RX滤波器43连接到轨道44，而RX滤波器43和TX滤波器TX3、TX7、TX11、TX5、TX1、TX5和TX9被连接到轨道44。在同一个频段上仅仅可将一个RX滤波器连接到轨道；如果在同一个频段上多个RX滤波器被连接，则这会导致信号损耗。由于同样的原因，由RX滤波器40传送通过的一小部分RX信号被转送到RBS2中处理分支B的信号的TRX。这由箭头42表示。RX滤波器40被连接到轨道45，并且它的接收信号经由箭头42表示的直接连接从RBS1被转送到RBS2。

在图12所示的实施例中，在各个TX波段TX1-TX12内可以实施合成器跳频。

在图13上示出了本发明的第三实施例，其中频率分配是与图7-11所示的频率分配相同的。第三实施例包括两个TMA 35、36，两条馈线11，两个滤波器单元46、47，分离器48和一个RBS。该TMA是与第二实施例中的TMA相同的。这个第三实施例使用了许多现有无线电基站收发信机呈现出的特性。所提到的特性关系到收发信机(TRX)的混合组合对。两个TRX被连接到混合组合器的各个输入端，混合组合器的输出端被连接到滤波器单元，来自两个TRX的TX信号从该滤波器单元被馈送到馈线。经过混合组合器的TX信号被衰减3dB。如果TRX的组合是通过滤波器组合(如图13上的46、47)进行的，则输出功率将高3dB，这是因为没有混合组合器损耗。第三实施例是参照一种已有的无线电基站描述的，其中该已有的无线电基站配备有六对混合组合器，以及其中省略或忽略了混合组合器的滤波器单元，因此提供12个单独的TRX。

这些TRX被分配以各自的TX波段TX1-TX12，如结合图7所描述的，以及来自单独TRX的TX信号将经过所示的在滤波器单元46和47中的各个TX滤波器。滤波器单元46属于分支A，滤波器单元47属于分支B。来自滤波器单元46的TX信号经由左面的馈线11被馈送到TMA 35，在TMA 35中这些信号在进行发射之前被分离。同样地，来自滤波器单元47的TX信号经由右面的馈线11被馈送到TMA 36，在TMA 36中这些信号被分离和发射。

从TMA 35经由馈线11被馈送到RBS的组合RX信号经过滤波器单元46中的RX滤波器39，并在分离器48中经受分离。最终得到的分离的RX信号被馈送到12个TRX TRX1-TRX12中的每个TRX。同样地，来自TMA 36的组合RX信号被馈送到滤波器单元47，并从这里馈送到分离器48，在分离器48中信号经受分离。最终得到的分离的信号被馈送到12个TRX TRX1-TRX12中的每个TRX。这样，每个收发信机接收来自A和B分支的RX信号，并可以执行分集处理。

对于这个第三实施例，在每个分配的TX波段内、以及还在单独扇区的TX波段之间可以进行合成器跳频；后者的跳频被称为基带跳频。显然，在扇区S1中的基带跳频可以在TX1与TX3之间进行。不太明显的是，基带跳频也可以在另一个分支B的同一个扇区S1中进行。之所以这样，是因为在这个扇区内的移动站是从分支A以及从分支B可达到的。具体地，在扇区S1中，基带跳频可以在TX1、TX3、TX2和TX4之间进行。在扇区S2中，基带跳频可以在TX5、TX7、TX6和TX8之间进行。在扇区S3中，基带跳频可以在TX9、TX11、TX10和TX12之间进行。

在图14上以示意性框图示出了藉以在扇区S1中实行合成器跳频和基带跳频的装置。用于每个基带的合成器跳频器以49表示，基带跳频器以50表示。合成器跳频和基带跳频同时进行，并且优选地在波段内和在波段间随机地进行。对于扇区S2，类似的跳频器设备49提供在每个波段TX5-TX8内的跳频，以及类似的基带跳频器提供在波段TX5-TX8之间的跳频。对于扇区S3，类似的跳频器设备49提供在每个波段TX9-TX12内的跳频，以及类似的基带跳频器提供在波段TX9-TX12之间的跳频。设备49和50都位于RBS内。

跳频的主要优点在于减小有噪声的信道的影响。通过在信道中于短周期内进行发射，单个有噪声的信道的影响将被修正。在GSM系统中，在收发信机中通过在各个不同的200kHz信道之间跳频可以进行合成器跳频，而通过在收发信机之间跳频可以进行基带跳频。

因此有可能在今天的无线电基站中用现有的硬件提供合成器跳频和基带跳频。就本申请人已知的来说，这是一种新颖的特性，并且这种新颖的特性使得天线装置更可用，因为可以在更多的频率之间进行跳频。

作为本发明的修改方案，在TMA 26、27中的以及还有在TMA 35、36中的组合器30可被省略。来自每个扇区中的各个全带RX滤波器的RX信号被直接馈送到轨道31。

为什么使用组合器的原因将参照图6予以说明。如果不使用组合器，在RX1，2滤波器的输出端处的RX信号将经由轨道31泄漏到RX3，4滤波器。组合器充当混合或隔离器，它将RF信号衰减3dB。然而，使用被连接在组合器之前的LNA将会克服RF信号的这种在其它情况下的严重衰减。

在图15上，示出了按照我们的共同未决的专利申请PCT/SE04/00359的天线分集系统，该专利申请在此引用以供参考。TMA 51包括两个分集天线13A和13B。天线13A提供分支A，天线13B提供分支B。在TX链中使用包括TX和RX滤波器的双工滤波器52。在分支A和B的RX链中，RX滤波器RX1被连接到各个天线。在分支B中，RX1滤波器被连接到RF放大器，RF放大器的输出端被连接到混频器54。在分支A中，RX1滤波器经由LNA被连接到组合器。来自分支B中天线13B的RX信号被频率变换为落在由RX1滤波器传送通过的频率范围之外的频率。在组合器中，将分支A中的RX信号与分支B中的经频率变换的RX信号相组合，并且将之施加到具有TX滤波器和RX2滤波器的双工滤波器53。馈线11被连接到双工滤波器53。由于频率变换，有可能在一条单个馈线中传送在分支A和B上的分集RX信号。

在图16上，在括号55中示出了被分配给运营商的全部频率范围。全部RX波段是由滤波器RX2传送通过的范围。由用户信道占用的频段在55中表示，以及由变频的RX信号占用的频段在括号56中表示。

在先前描述的实施例中，被分配给分支(A或B)的扇区S1-S3的TX频率范围是非重叠的。在图17上，它们是重叠的。在分支A中的扇区S1被分配以TX频段57，在同一个分支A中的扇区S2被分配以相同宽度的频率范围57，以及对于分支A中的扇区S3是相同的结果。在分支B中的扇区S1被分配以另一个频段58，其与分支A中同一扇区中的频段57重叠。在这样做时，有可能提供在分支A和B之间的天线跳跃。天线跳跃是指固定频率上的信号交替地在分支A和B上被发射。这将提供一种TX分集。在GSM系统中，例如广播控制信道(BCCH)可以经受天线跳跃。天线跳跃是通过在RBS的不同的TRX上发射固定频率的信号而实现的。

与所描述的第一、第二和第三实施例相比较，使用重叠的频段57、58将减小在同一个分支的扇区之间的保护波段的宽度。在图17上，在扇区S1与扇区S2中的TX波段57之间的保护波段由两个小的相反的箭头表示。

由于RX滤波器，诸如RX1+RX2、RX3+RX4和RX5+RX6，不是足够陡，所以将有在其中在滤波器之间出现RX重叠的频率范围，在图17中用圆圈59对其作标志。因为来自其它扇区的噪声添加，这些频谱区域将被降级。为了提供这个问题的解决方案，把结合图15和16所描述的频率变换技术以图18所示的方式使用于扇区S2的RX频带，其中混频器60被插入在属于A和B分支中扇区S2的RX链中。在天线处接收的RX信号与参考频率f1进行混频，在混频器的输出端处最终得到的频率变换的RX信号被施加到RX3’+RX4’频率滤波器。参考频率f1被选择成使得最终得到的频率变换的RX信号将落在RX1+RX2和RX5+RX6波段以外，或者是以图16所示的方式落在这些频率之上或者是落在这些频率之下。通过对RX3+RX4波段以这种方式进行频率移动，在区域59中将没有重叠的滤波器包络，所以这些区域将不会被易感知地降级。

在图6所描述的实施例中，在TMA 26和27中的全带RX滤波器可以被替换为有适当工作频率的带通滤波器。例如，在S1A中的RX滤波器可以被替换为带通滤波器RX1+RX2，在S2A中的RX滤波器可以被替换为带通滤波器RX3+RX4，以及在S3A中的RX滤波器可以被替换为带通滤波器RX5+RX6。相同的情形也适用于图18所示的实施例。

同样地，图12和13上的TMA 35和36中全带RX滤波器可以被替换为有适当工作频率的带通滤波器。例如，在S1A中的RX滤波器可以被替换为带通滤波器RX1+RX2+RX3+RX4，在S2A中的RX滤波器可以被替换为带通滤波器RX5+RX6+RX7+RX8，以及在S3A中的RX滤波器可以被替换为带通滤波器RX9+RX10+RX11+RX12。

图19公开一种具有三条馈线的三扇区站点，其用于与CDMA(码分多址)或WCDMA(宽带码分多址)无线电基站共处一处的TDMA(时分多址)或FDMA(频分多址)无线电基站。该装置是本发明的教导与我们的共同未决的专利申请PCT/SE04/00359的教导的组合。当TDMA/FDMA系统与CDMA/WCDMA系统处在不同的频段—例如900MHz和2100MHz—时，频率被分布为如图21所示。

如在图20上看到的，全部RX波段落在同一个子波段内，全部TX波段落在另外的同一个子波段内，而不管它是TDMA、FDMA、CDMA还是WCDMA。因此，分配给不同运营商的波段是交织的。

在图21所示的情形下，属于TDMA或FDMA的TX和RX波段都将落在所有的、一个运营商被分配的频段内，在本例中是900MHz波段，因此说是相伴随的。属于CDMA或WCDMA的TX和RX波段也将落在所有的、另一个运营商被分配的频段内，在本例中是2100MHz波段，并且是处在一起。

参照图19。图上所示的实施例覆盖图20和21所示的两种情形。TX1、TX2和TX3波段属于TDMA/FDMA，它们分别在扇区1分支A(S1A)、S2A和S3A上被发射。WCDMA传输在两个分支A和B上进行。在CDMA/WCDMA中，到移动单元的传输和从移动单元的接收利用了在所有扇区中运营商的所分配的RX和TX波段的相同的频率范围。所以，不能使用类似被用于如图5所示的TDMA/FDMA系统的那样的频率划分。在CDMA/WCDMA中，两个分支之一的分支B被变频，以及最终得到的RXW’信号通过单个馈线从图19的最左面的TMA馈送到 CDMA/WCDMA RBS。在图20上(其中W代表CDMA/WCDMA)，变频的RXW信号被显示于频率图的中间部分。运营商正常地具有该可用波段的一小部分。由于RBS可以在分配标准的全波段上进行接收，所以有可能通过使用变频而把一个RX分支移动到该全波段的未使用的另一个部分。由于到TMA和来自TMA的所有的信号是在不同的频率上，所以它们可以通过同一条馈线被馈送。

在图22上示出了用于TDMA或FDMA系统的具有一条馈线的三扇区站点。该装置是本发明的教导与我们的共同待决的专利申请PCT/SE04/00359的教导的组合。频带划分和分支与扇区分配类似于图5所示的，尽管所有的发射只出现在一个分支中，即A分支中。TX1与TX2合并，TX3与TX4合并，以及TX5与TX6合并。这意味着用于分支A的TX1在与分支B的TX2相同的天线上进行发射，而且TX1在与TX2相同的扇区中进行发射，这暗示着它们的各自的发射覆盖同一个区域。在B分支上接收的RX信号与各个参考频率混频，以便把最终得到的变频的RX信号RX7-RX12移动到运营商的波段的另一个部分。在RBS中，频率被移动的RX信号被下变频到它们的原先的频率，以便提供分集处理。这个实施例的主要优点在于，只需要一条馈线。

可以出现具有2个扇区的无线电基站(RBS)站点。也可以出现具有三个以上扇区天线装置的RBS站点。本发明不限于所示的三扇区天线装置。

同样地，可以出现使用两个以上分支的分集，本发明不限于二天线分集装置。

可以通过对运营商的所分配的波段B的相应的划分，而把分集分支的数目增加到三个或更多个。参照图5。例如，如果使用三个分支A、B和C，则每个扇区可包括三个子波段，以及将有三个扇区。运营商的波段总共可被划分成3×3＝9个子波段B1-B9。有时天线装置只包括两个扇区。参照图5。在这种情形下，每个扇区将包括两个子波段。运营商的所分配的波段将被再划分成仅仅2×2＝4个子波段B1-B4。有时天线装置包括三个以上的扇区。参照图5。例如，如果天线装置包括4个扇区且在每个扇区中有两个分支A和B，则运营商的波段将被再划分成4×2＝8个子波段B1-B8。

Claims

1.一种在具有扇区化小区的频分移动蜂窝系统的基站站点中用于减少在无线电基站(1)与分集天线系统之间的馈线数目的方法，该分集天线系统包括用于在相应小区扇区(S1-S3)中进行发射和接收的天线的组合，每个这样的天线组合包括用于提供分集的至少两个分支(A，B)，所述蜂窝系统的运营商被分配以预定义的运营商频段，其进而又被划分成多个波段，每个波段用于进行发射和接收(TX波段和RX波段)，所述方法包括给每个扇区(S1-S3)分配一个RX波段和一个TX波段的步骤，其特征在于

-还有可能把所分配的TX波段划分成一个或多个子波段(B1-B6)，以便提供两个(A，B)或多个分集，

-按分支来同向双工复用被分配给分支的扇区的TX波段(A：TX1，TX3，TX5；B：TX2，TX4，TX6)，以使得在分支的每个扇区中在分配给这个扇区的TX波段上发射信号，

-按扇区来组合在扇区(S1)自己分配的RX波段(RX1-2)上接收的信号与在同一个分支(A)的其它扇区(S2，S3)中接收的信号(RX3-4，RX5-6)，

-在单个馈线上、在分支的所有扇区中发射同向双工复用的TX信号和接收组合的RX信号。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，除了所述TX和RX波段以外，每个分支(A，B)的每个扇区(S1-S3)被分配以一个或多个另外的TX波段和一个或多个另外的RX波段。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，该一个或多个另外的TX和RX波段与相应的单独的无线电基站相关联。

4.按照权利要求2的方法，其特征在于，该一个或多个另外的TX和RX波段与单个无线电基站相关联。

5.按照权利要求2的方法，其特征在于，被分配给一个分支的扇区的TX波段在频率上被用分配给其它分支的相应扇区的TX波段间隔开，因此后面的TX波段充当前面的TX波段之间的保护波段，并且反之亦然。

6.按照权利要求4的方法，其特征在于，当一个与在所述天线系统的扇区中存在的移动站的呼叫经受在分配给这个扇区的TX频段之间的基带跳频时，它同时经受在TX频段内的合成器跳频。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于，每个同向双工复用的TX信号在单独的TX滤波器中被滤波。

8.按照权利要求1的方法，其特征在于，分支的按扇区组合的RX信号在天线装置的位置处在单独的带通滤波器中被滤波，一个单独扇区的带通滤波器让被分配给这个扇区的RX频段加上被分配给其它分支的同一扇区的RX频段通过。

9.一种在具有扇区化小区的频分移动蜂窝系统的无线电基站处的天线分集装置，该分集天线装置包括用于在相应小区扇区(S1，S2，S3)中进行发射和接收的天线的组合，每个这样的天线组合包括用于提供分集的至少两个分支(A，B)，所述蜂窝系统的运营商被分配以预定义的运营商频段，其进而又被划分成多个用于进行发射和接收的波段(TX波段和RX波段)，每个扇区被分配以一个RX波段和一个TX波段，该天线分集装置还包括在每个分支(A，B)中的TX与RX滤波器和低噪声放大器，其特征在于，为每个分支(A，B)提供塔式安装的放大器(26，27)，该用于单独分支(A或B)的塔式安装的放大器对于每一个扇区(S1，S2，S3)包括TX和RX滤波器，分支(A或B)的塔式安装的放大器包括：分离器(31，TX1，TX3，TX5)，用于分离被分配给所述分支(A)的扇区的各个TX波段；和组合器(30或31)，用于组合在扇区(S1)自己分配的RX波段(RX1-2)上接收的信号与在同一个分支(A)的其它扇区(S2，S3)中接收的信号(RX3-4，RX5-6)；以及被连接到相应塔式安装的放大器的单个馈线(11)，用于传输该塔式安装的放大器所属于的分支的所有TX和RX信号。

10.按照权利要求8的天线分集装置，其特征在于，除了所述一个TX波段和一个RX波段以外，每个分支中的每个扇区被分配以一个或多个另外的TX波段和一个或多个另外的RX波段，分支的每个扇区配备有一个或多个另外的TX滤波器，扇区的RX带通滤波器让该一个或多个的另外的RX波段通过。

11.按照权利要求10的天线分集装置，其特征在于，所述一个TX滤波器和所述一个或多个另外的TX滤波器被合并成一单个TX滤波器，其让与该各个不同的TX滤波器相关联的各个频率通过。

12.按照权利要求9的天线分集装置，其特征在于，所述一个或多个另外的TX滤波器和所述一个或多个另外的RX滤波器单元与相应的单独的无线电基站相关联。

13.按照权利要求8的天线分集装置，其特征在于，与一个分支的扇区相关联的TX滤波器在频率上被用与其它分支的相应扇区相关联的TX滤波器的TX波段间隔开，因此后面的TX波段充当在与所述一个分支的扇区相关联的TX滤波器的TX频率之间的保护波段。

14.按照权利要求9的天线分集装置，其特征在于，所述组合器和分离器是具有轨道(31)形式的集成单元，其中轨道(31)被连接到该馈线。

15.按照权利要求9的天线分集装置，其特征在于，所述组合器是一个分隔单元(30)，在塔式安装的放大器的所有扇区中接收的RX信号经由相应的RF放大器和RX滤波器被馈送到该分隔单元，所述组合器被连接到轨道(31)，而该轨道被连接到塔式安装的放大器的单个馈线(11)。

16.一种在具有扇区化小区的频分移动蜂窝系统的基站站点处的无线电基站，该无线电基站适合于和分集天线系统一起使用，所述分集天线系统包括用于在相应的小区扇区(1，2，3)中进行发射和接收的天线的组合，每个这样的天线组合包括用于提供分集的至少两个分支(A，B)，所述蜂窝系统的运营商被分配以预定义的运营商频段，其进而又被划分成多个波段，每个波段用于进行发射和接收(TX波段和RX波段)，馈线在分集天线系统与无线电基站之间延伸，每个扇区被分配以一个TX波段和一个RX波段，其特征在于，为每个分支(A，B)提供塔式安装的放大器(26，27)，该用于单独分支(A或B)的塔式安装的放大器对于每一个扇区(S1，S2，S3)包括TX滤波器和RX滤波器，一个分支(A或B)的塔式安装的放大器包括：分离器(31，TX1，TX3，TX5)，用于分离被分配给所述分支(A或B)的扇区的各个TX波段；和组合器(30或31)，用于组合在扇区(S1)自己分配的RX波段(RX1-2)上接收的信号与在同一个分支(A)的其它扇区(S2，S3)中接收的信号(RX3-4，RX5-6)；以及被连接到相应塔式安装的放大器的单个馈线(11)，用于传输该塔式安装的放大器所属于的分支的所有TX和RX信号；在每个分支(A，B)中提供无线电基站(RBS)滤波器单元(28，29)，该RBS滤波器单元被连接到各自的馈线(11)以及被连接到在无线电基站中提供的收发信机(TRX)，一个分支(A)的RBS滤波器单元包括让至少运营商的频段通过的带通RX滤波器和单独的TX滤波器，每个TX滤波器与RBS滤波器单元所属于的分支的相应扇区相关联。

17.按照权利要求13的无线电基站，其特征在于，每个扇区被分配以一个或多个附加的TX波段和一个或多个附加的RX波段，每个附加的TX和RX波段与相应的附加的无线电基站相关联，被连接到无线电基站的每个RBS滤波器单元还包括用于每个另外的TX波段的TX滤波器，每个附加的RX波段与至少让运营商的频段通过的相应附加带通RX滤波器相关联，在一个分支的RBS滤波器单元被连接到的馈线中接收的RX信号首先传送通过该带通RX滤波器，然后从这里传送到一双工TX/RX滤波器、一放大器和一耦合器中，RX信号从该耦合器被连接到附加带通RX滤波器，该附加带通RX滤波器的输出被连接到附加无线电基站。

18.按照权利要求13的无线电基站，其特征在于，提供在每个分配的TX波段内的合成器跳频的装置(49)，和提供在被分配给单独扇区的TX频率之间的基带跳频的装置(50)。