ES2256252T3 - Sistema y metodo para transmision simultanea de señales en haces multiples sin coherencia de cable de alimentacion. - Google Patents
Sistema y metodo para transmision simultanea de señales en haces multiples sin coherencia de cable de alimentacion.Info
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Abstract
Estación base, que incluye al menos un cable (30a- 30f) de alimentación y dos redes (46a, 46b) de formación de haces, caracterizada porque la estación base es capaz de transmitir simultáneamente al menos una señal en al menos dos haces, y que comprende además: una red (20) de transporte de combinación previa para recibir dicha al menos una señal y conmutar dicha al menos una señal hacia al menos uno de dichos al menos dos haces, siendo conmutada dicha al menos una señal hasta uno seleccionado de dicho al menos un cable (30a-30f) de alimentación por dicha red (20) de transporte de combinación previa; el seleccionado del al menos un cable (30a-30f) de alimentación para recibir dicha al menos una señal, teniendo cada uno de dichos al menos dos haces una dirección de polarización asociada con los mismos, siendo dichas direcciones de polarización de unos adyacentes de dichos al menos dos haces sustancialmente ortogonales entre sí, teniendo cada combinación de dichos al menos dos haces la misma dirección de polarización que está asociada con uno diferente de dicho al menos un cable (30a-30f) de alimentación; y una red (40) de configuración de haces coherentes conectada a dicho al menos un cable (30a-30f) de alimentación para recibir dicha al menos una señal en dicho cable de alimentación seleccionado, incluyendo dicha red (40) de configuración de haces coherentes las dos redes (46a, 46b) de formación de haces para generar dichos al menos dos haces, estando asociada cada una de dichas redes (46a, 46b) de formación de haces con una de dichas direcciones de polarización, enviándose dicha al menos una señal a dichas redes (46a, 46b) de formación de haces que tienen dicha dirección de polarización asociada con dicho cable de alimentación seleccionado para una generación simultánea de dicho al menos un haz que incluye dicha al menos una señal.
Description
Sistema y método para transmisión simultánea de
señales en haces múltiples sin coherencia de cable de
alimentación.
La presente invención se refiere generalmente a
estaciones base dentro de sistemas celulares y específicamente a
estaciones base que utilizan redes de antenas multihaz.
Hasta ahora, los sistemas celulares de acceso
múltiple por división en el tiempo (TDMA) han incluido
convencionalmente estaciones base (EB) que utilizan antenas
omnidireccionales o sectoriales (normalmente, con una cobertura de
120º por sector). Estas antenas cubren toda la célula sin ningún
conocimiento de la posición de las estaciones móviles (EM).
Para aumentar la cobertura y la capacidad de
sistemas futuros, se han desarrollado sistemas de antenas
adaptativos que utilizan redes de antenas multihaz. Los estrechos
haces de la red de antenas pueden utilizarse para aumentar la
sensibilidad del enlace ascendente y para reducir la interferencia
tanto en el enlace ascendente como en el enlace descendente.
En los sistemas TDMA celulares, para cada usuario
sólo resulta necesario transmitir potencia en el canal o intervalo
de tiempo asignado en la zona espacial que está activa en realidad
(célula, sector o haz). Por tanto, se asignan canales a los usuarios
en el sistema para limitar (minimizar) la interferencia mutua entre
sí y otros usuarios. El nivel de interferencia determina la pauta de
reutilización de canal en la rejilla celular.
El nivel de interferencia puede reducirse (se
recibe y difunde espacialmente menos interferencia), sin cambiarse
la rejilla celular de EB, incluyendo su disposición de cobertura de
sectores, utilizando métodos de formación de haz con haces estrechos
basados en el conocimiento de las posiciones de las EM. Esta
reducción de la interferencia puede emplearse bien para conseguir
una mayor capacidad del sistema (es decir, reducir la pauta de
reutilización espacial), bien para conseguir una mayor calidad de
los enlaces de comunicación reales (es decir, una mayor calidad de
datos o de habla para el usuario final).
Se ha publicado un número de propuestas para
sistemas celulares que emplean redes de antenas. La patente
estadounidense 5.924.020 da a conocer el uso de redes de formación
de haces y cables de alimentación en el contexto de un conjunto de
antenas. Se hace referencia a los siguientes artículos y patentes:
Forssen y colaboradores, "Adaptive Antenna Array for
GSM900/DCS1800", Actas de la 44ª Conferencia sobre tecnología
vehicular, Estocolmo, Junio 1994; Hagerman y colaboradores,
"Adaptive Antennas in IS-136 Systems", Actas de
la 48ª Conferencia sobre tecnología vehicular, Ottawa, Mayo 1998; la
patente estadounidense Nº 5.515.378 concedida a Roy III y
colaboradores; y la solicitud internacional PCT WO 95/34102
concedida a Forssen y colaboradores, cada uno de los cuales se
incorpora por referencia al presente documento. Por ejemplo, Roy III
y colaboradores describen cómo puede aumentarse la capacidad
permitiendo múltiples EM por canal de tráfico en una zona de
cobertura y da ejemplos de varios algoritmos. El documento WO
95/34102 concedido a Forssen y colaboradores describe una red dual
de antenas microtira ortogonalmente polarizada para el uso en
sistemas de comunicación móviles.
Sin embargo, en varios sistemas TDMA, una EM debe
extraer información incluida dentro de un intervalo o canal de
tiempo adyacente, que puede estar incluido en un flujo de datos
(transmisión) dirigido a alguna otra EM. Por ejemplo, en algunos
sistemas TDMA (IS-136, PDC, GPRS y EDGE), debe
transmitirse energía en una portadora de enlace descendente aunque
esa portadora no sirva a una EM activa. Esto puede requerirse para
facilitar una reducción de la complejidad, para ayudar a la EM a
sincronizarse o para facilitar la planificación del recurso de la
interfaz aire. Tales requisitos limitan la capacidad de los sistemas
TDMA celulares de utilizar los métodos de formación de haces
anteriormente mencionados con haces estrechos basados en la posición
de la EM a fin de reducir el nivel de interferencia.
Específicamente, en los sistemas celulares
IS-136, una EM debería ser capaz de usar secuencias
de entrenamiento y códigos de color incluidos en los intervalos de
tiempo adyacentes circundantes. Estas secuencias de entrenamiento
pueden ser usadas para mejorar la función ecualizadora y por tanto
mejorar el rendimiento de la interfaz aire. Si uno de los
intervalos en la portadora está activo, no se permite un control de
potencia en los intervalos de tiempo no activos, es decir, no se
admite un control de potencia de intervalo de tiempo en intervalo de
tiempo en la Revisión A de la norma IS-136.
En los sistemas celulares PDC, la EM debería ser
capaz de medir la intensidad de la señal recibida en intervalos
adyacentes con el objetivo de seleccionar la mejor antena de EM para
la recepción durante el intervalo activo (diversidad de selección de
antena de 2 ramas en la EM). En los intervalos no activos se permite
una reducción de potencia máxima de -8 dB en relación con el nivel
de potencia en un intervalo activo.
Asimismo, en los sistemas celulares GPRS y EDGE,
una EM debe ser capaz de leer el estado del indicador de enlace
ascendente transmitido en el enlace descendente para poder
determinar si la EM está designada para usar el siguiente intervalo
de tiempo de enlace ascendente para la transmisión.
Tal como se ha mencionado anteriormente en la
presente memoria, si uno de los sistemas celulares anteriormente
analizados utiliza haces estrechos (orientables). Los haces que se
seleccionan/orientan de intervalo de tiempo en intervalo de tiempo
pueden apartarse espacialmente para intervalos no activos y dan como
resultado un funcionamiento incorrecto.
Por tanto, para evitar funcionamientos
incorrectos, puede transmitirse información simultáneamente en
varios haces de una configuración de antenas multihaz de EB. Sin
embargo, debido a la suma vectorial de señales transmitidas, la
transmisión simultánea en varios haces requiere caminos de señal
coherentes desde el primer divisor en la EB hasta la red de
antenas, incluyendo la coherencia de los cables de alimentación. La
coherencia es necesaria para controlar las características de pauta
de antenas cuando se dirige una transmisión a más de un haz. Si no,
las pautas de radiación no estarán controladas y pueden presentar
variaciones significativas, incluyendo posibles direcciones con
nulos en las pautas de radiación.
Tales caminos de señal coherentes son muy
difíciles de conseguir en una producto instalado con varios años de
vida útil esperada. Este tipo de solución requerirá redes de
calibración para llevar la cuenta de los caminos y algoritmos de
señal que compensan las imprecisiones y variaciones, las cuales son
costosas de introducir en el sistema.
Por tanto, un objeto de la presente invención es
mantener un control de la pauta de antenas cuando se radia en dos o
más haces simultáneamente.
Es un objeto adicional de la presente invención
evitar requisitos de coherencia en los cables de alimentación de una
disposición de antenas de EB, simplificándose y reduciéndose
considerablemente de ese modo el coste del sistema.
La presente invención está dirigida a sistemas y
métodos para permitir que una estación base transmita
simultáneamente señales en varios haces de una configuración de
antena multihaz. Empleando una orientación de polarización ortogonal
para haces vecinos que se emplean para una transmisión simultánea se
mantiene un control de la pauta de antenas. Por ejemplo, las dos
direcciones de polarización ortogonales están inclinadas en
polarización lineal aproximadamente a \pm45º. Para poder
transmitir simultáneamente en una combinación arbitraria de más de
un haz, la red de antenas de EB incluye un cable de alimentación
distinto para cada combinación de haces seleccionada correspondiente
a una polarización particular, desde un alimentador por haz hasta un
alimentador con todos los haces de esa polarización. En la región
superpuesta entre dos haces adyacentes puede haber un cambio de
dirección de polarización de la señal, pero el nivel de la señal
permanecerá en un nivel esperado. Por consiguiente, no existe ningún
requisito de coherencia entre polarizaciones diferentes.
La invención dada a conocer se describirá con
referencia a los dibujos adjuntos, que muestran importantes
realizaciones de muestra de la invención y que se incorporan en la
memoria descriptiva de la misma por referencia, en los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema para una transmisión simultánea en haces múltiples según
realizaciones preferidas de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra
las etapas para radiar simultáneamente en haces múltiples utilizado
el sistema mostrado en la figura 1 de los dibujos;
la figura 3 ilustra un ejemplo de una
configuración multihaz que utiliza el sistema mostrado en la figura
1 de los dibujos;
la figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra
un sistema para una transmisión simultánea en haces múltiples según
una realización alternativa; y
las figuras 5A y 5B son diagramas de bloques que
ilustran sistemas para una transmisión simultánea en haces múltiples
según otras realizaciones alternativas.
Las numerosas enseñanzas innovadoras de la
presente solicitud se describirán con referencia particular a las
realizaciones ejemplares preferidas actualmente. Sin embargo,
debería entenderse que esta clase de realizaciones sólo proporciona
unos pocos ejemplos de los muchos usos ventajosos de las innovadoras
enseñanzas en la presente memoria. En general, las afirmaciones
realizadas en la memoria descriptiva de la presente solicitud no
delimitan necesariamente ninguna de las varias invenciones
reivindicadas. Además, algunas afirmaciones pueden aplicarse a
algunas características inventivas pero no a otras.
En las soluciones de antenas adaptativas
dirigidas a reducir el nivel de interferencia, las antenas
sectoriales convencionales son sustituidas por una o varias redes de
antenas. Normalmente, estas redes de antenas incluyen al menos una
abertura de antena que consta de varias filas y columnas de
elementos radiantes. La red de antenas genera una pluralidad de
haces o lóbulos de acimut estrecho a través de orificios de haz que
utilizan toda la red, en la que la dirección y la forma de los haces
de antena están determinadas por una aparato de formación de haces
conectado a las columnas de la red. El aparato de formación de haces
utiliza relaciones de amplitud y de fase de señal entre diferentes
columnas de la red para crear los haces.
Tal como se ha expuesto anteriormente en la
presente memoria, para reducir el nivel de interferencia, en vez de
transmitirse señales en todo el sector (zona de cobertura), tal como
en las estaciones base (EB) convencionales, los haces estrechos
creados por la red de antenas pueden dirigirse de la EB hacia la
estación móvil (EM). Un haz puede o bien orientarse directamente
hacia la EM, o bien seleccionarse de entre un conjunto de haces
fijos. Esto puede llevarse a cabo basándose en un conocimiento de
las posiciones de las EM. La información de posición puede obtenerse
mediante numerosos métodos, tales como, por ejemplo, mediante la
información GPS y/o DOA. Por ejemplo, el haz adecuado para una
transmisión de enlace descendente puede seleccionarse u orientarse
basándose en información obtenida del enlace ascendente, tal como la
dirección de llegada (DOA - Direction of Arrival) de la información
recibida. Por ejemplo, la dirección DOA puede ser una estimación de
la dirección hasta la EM o, sencillamente, una identificación del
mejor haz de enlace ascendente.
Para dirigir la potencia radiada desde una red de
antenas en un haz estrecho pueden emplearse varios enfoques. El
frente de fase de los elementos de antena correspondiente a un haz
puede generarse en banda base utilizando una formación de haces
digitales o a RF utilizando una red pasiva o desfasadores. Las
técnicas de formación de haces en banda base siempre requieren una
coherencia de fase hasta los elementos de antena, mientras que las
redes pasivas de formación de haces no requieren una coherencia de
fase entre el transmisor de radio y el formador de haces. Sin
embargo, si se transiten simultáneamente haces múltiples, la
coherencia de fase entre los haces resulta esencial. Un ejemplo de
una red pasiva es la matriz Butler, la cual genera un conjunto de
haces ortogonales, minimizado así la pérdida de formación de
haces.
Tal como se ha descrito anteriormente en la
presente memoria, varios sistemas celulares con componentes de
división en el tiempo en sus múltiples métodos de acceso requieren
que las EM reciban información de intervalos de tiempo adyacentes.
Sin embargo, los haces que se seleccionan/orientan intervalo de
tiempo a intervalo de tiempo en muchos casos pueden apartarse
espacialmente para intervalos de tiempo no activos y tener como
resultado un funcionamiento incorrecto para estos sistemas.
Por tanto, con referencia ahora a la figura 1 de
los dibujos, se muestra un sistema para una transmisión simultánea
en haces múltiples según realizaciones de la presente invención. El
mantenimiento del control de la pauta de antenas cuando se radia en
dos o más haces simultáneamente puede lograrse utilizando una
orientación de polarización ortogonal para un haz sí y otro no. Por
ejemplo, las dos direcciones de polarización ortogonales pueden
estar inclinadas en polarización lineal aproximadamente a
\pm45º.
Para poder transmitir una combinación arbitraria
de más de un haz, para cada polarización, hay un cable 30 de
alimentación distinto para cada combinación de haces correspondiente
a esa polarización, desde un cable 30 de alimentación por haz hasta
un cable 30 de alimentación con todos los haces de esa polarización.
Como ejemplo, tal como se muestra en la figura 3, en un sistema que
tiene cuatro haces, se utiliza una polarización (+45º) para unos
haces 1 y 3, mientras que la otra polarización (-45º) se emplea para
unos haces 2 y 4.
Por tanto, tal como se muestra en la figura 1,
además de los cables 30a, 30d, 30b y 30e de alimentación para los
haces 1, 2, 3 y 4, respectivamente, hay un cable 30c de alimentación
para una transmisión en los haces 1 y 3 simultáneamente y un cable
30f de alimentación para una transmisión en los haces 2 y 4
simultáneamente. Al alimentar en el máximo de un cable 30 de
alimentación por polarización, entonces resulta posible radiar
simultáneamente de una manera controlada en cualquier combinación de
los haces disponibles.
En una primera realización, tal como se muestra
en la figura 1, uno o más transmisores 10a, 10b,..., 10n de radio
(Tx), correspondiendo cada uno a una frecuencia portadora diferente,
están conectados a una red 20 de transporte de combinación previa
(PCCN - Pre-Combining Carrier Network) en la EB, que
preferiblemente está integrada en el armario de la EB. En la PCCN
20, las señales procedentes de cada Tx 10a, 10b,..., 10n se cambian,
si es preciso, a la pauta de radiación deseada para ambas
polarizaciones. El suministro de ambas polarizaciones al interior de
la PCCN 20 podría realizarse o bien con dos amplificadores de
potencia (AP) por Tx 10, bien dividiendo la potencia de un AP.
Además, en la PCCN 20, cada señal (intervalo de tiempo o portadora)
se dirige (encamina) al haz correcto, y todas las señales
simultáneas para cada haz se combinan.
Con referencia ahora a la figura 2 de los
dibujos, que se describirá en conexión con la figura 1 de los
dibujos, las señales para los varios intervalos de tiempo en cada
frecuencia portadora de cada Tx 10a, 10b,..., 10n son dividas
primero por un respectivo divisor 22a, 22b,..., 22n en la PCCN 20 en
sus respectivas polarizaciones de haz (etapa 200). A continuación,
las señales para los intervalos de tiempo se envían a sus
respectivos conmutadores 24 en la PCCN 20 (etapa 210). Por cada
divisor 22a hay dos conmutadores 24a_{1} y 24a_{2}, estando cada
conmutador 24 asociado con una polarización diferente. Por ejemplo,
suponiendo que una frecuencia portadora (Tx 10a) tiene ocho
intervalos de tiempo, el divisor 22a asociado con esa portadora 10a
puede dividir la potencia de cada uno de los ocho intervalos de
tiempo para el primer conmutador 24a_{1} y el segundo conmutador
24a_{2}.
Cada conmutador 24 envía la señal para cada
intervalo de tiempo recibido a un máximo de un combinador 26 (etapa
220) que sirve para combinar todas las señales recibidas de los
conmutadores 24 en el haz o combinación de haces asociado con ese
combinador 26 (etapa 230). Por tanto, cada combinador
26a-f está asociado con un cable
30a-f de alimentación diferente,
respectivamente.
Por ejemplo, suponiendo que un primer conmutador
24a_{1}, asociado con una primera polarización recibida para unos
intervalos 1 y 2 de tiempo, y la EB hubiesen determinado que la
señal en el intervalo 1 de tiempo ha de enviarse en el haz 1 y que
la señal en el intervalo 2 de tiempo ha de enviarse en los haces 1 y
3, el primer conmutador 24a_{1} enviaría la señal para el
intervalo 1 de tiempo al combinador 26a asociado con el cable 30a
de alimentación para el haz 1 y la señal para el intervalo 2 de
tiempo al combinador 26c asociado con el cable 26c de alimentación
para los haces 1 y 3.
Las señales procedentes de cada cable
30a-f de alimentación se transmiten desde la PCCN 20
hasta una red 40 de configuración de haces coherentes (CBCN -
Coherent Beam Configuration Network) (etapa 240), que
preferiblemente está integrado en el armario de antena en la EB. Por
ejemplo, la CBCN 40 preferiblemente se monta en el mástil junto con
la unidad de antena, que incluye la red de antenas. En la CBCN 40,
las señales procedentes de los alimentadores 30a-f
se conectan coherentemente a través de los correspondientes
orificios de haz a todos los elementos en la red de antenas. Debería
indicarse que, debido a las pérdidas en los componentes de
conmutación y de combinación en la PCCN 20, puede resultar ventajoso
usar amplificadores de potencia multiportadora (MCPA) para
amplificar las señales en los haces después de la PCCN 20. Por
ejemplo, pueden utilizarse MCPA para amplificar señales entre la
PCCN 20 y la CBCN 40 o antes de entrar en las redes 46a y 46b de
formación de haces, o los MCPA pueden utilizarse para amplificar las
señales entre las redes 46a y 46b de formación de haces y la
abertura 55 de antena.
Inicialmente, las señales procedentes de los
alimentadores 30c y 30f que contienen haces múltiples son divididas
en varios haces por unos divisores 42a y 42b, respectivamente (etapa
250), por ejemplo, procedentes del cable 30c de alimentación, que
contienen unos haces 1+3, en los haces 1 y 3, a fin de transmitirse
en ambos haces 1 y 3 simultáneamente. Los caminos de señal de los
divisores 42a y 42b en la CBCN 40 han de ser coherentes desde los
divisores 42a y 42b en la CBCN 40 hasta la abertura 55 de antena
para controlar la pauta de radiación.
A continuación, las señales de los haces
divididos procedentes del haz múltiple son combinadas por unos
combinadores 44a-d con las señales recibidas de los
cables 30 de alimentación para los haces individuales, para crear
cada haz individual (etapa 260). Continuando a partir del ejemplo
anterior, después de que el divisor 42a en la CBCN 40 que está
conectado al cable 30c de alimentación para los haces 1+3 divide la
señal en los haces 1 y 3, el divisor 42a envía la señal para el haz
1 al combinador 44a en la CBCN 40 asociado con el haz 1 y la señal
para el haz 3 al combinador 44b asociado con el haz 3. El combinador
44a para el haz 1 combina la señal recibida del divisor 42a con la
señal recibida del cable 30a de alimentación asociado con el haz 1.
El combinador 44b asociado con el haz 3 combina la señal recibida
del divisor 42a con la señal recibida del cable 30b de alimentación
asociado con el haz 3.
A continuación, todas las señales para cada haz
(1, 2, 3 y 4) se envían a una respectiva red 46a o 46b de formación
de haces (etapa 270), donde se forman la dirección y la forma de los
haces. Cada red 46 de formación de haces está asociada con una
polarización diferente. Por ejemplo, tal como se muestra en las
figuras 1 y 3, los haces 1 y 3 se inclinan en polarización lineal a
+45º, mientras que los haces 2 y 4 se inclinan en polarización
lineal a -45º.
Cada red 46 de formación de haces está conectada
a todos los elementos de la red 50 de antenas con la polarización
correspondiente (mostrada en la figura 3) para generar los haces
(etapa 280). Por tanto, una vez generadas, las señales para cada haz
se transmiten desde la abertura 55 de antena (mostrada en la figura
1) hacia la EM en la célula asociada con la EB (etapa 290).
Debería indicarse que en la región superpuesta
entre dos haces adyacentes puede haber un cambio de dirección de
polarización de señal, pero el nivel de potencia de señal
permanecerá en un nivel esperado. Por consiguiente, no existe ningún
requisito de coherencia entre polarizaciones diferentes.
Con referencia ahora a la figura 4 de los
dibujos, en una realización alternativa, la estructura de la PCCN 20
también puede resultar adecuada en una práctica de construcción
modular en la que las salidas de varias unidades 20a, 20b,..., 20b
PCCN se combinan para una CBCN 40. Este uso modular de unidades 20
PCCN es una solución preferida para una migración del sistema. En
esta realización, las señales procedentes de cada PCCN 20a, 20b,...,
20n son combinadas primero por unos combinadores
60a-f adicionales en sus haces respectivos y
transmitidas a través de unos cables 30a-f de
alimentación respectivos, tal como se ha analizado anteriormente, a
la CBCN 40. Las PCCN 20a, 20b,..., 20n en la figura 4 tienen cada
una la misma estructura que la mostrada en la figura 1 y cada una
realiza las mismas etapas mostradas en la figura 2. La única
diferencia es una etapa de combinación adicional realizada por los
combinadores 60a-f adicionales a fin de combinar las
señales para cada haz antes de entrar en la CBCN 40.
Otra realización alternativa se ilustra con
referencia ahora a la figura 5A de los dibujos. La diferencia entre
la configuración mostrada en la figura 1 y la mostrada en la figura
5A es que la red 40 de confirmación de haces coherentes (CBCN) en la
figura 5A no emplea combinadores, lo que reduce las pérdidas de
inserción. En comparación con el primer tipo de CBCN 40 mostrado en
la figura 1, sólo se encuentra disponible para la selección un
número limitado de combinaciones de haces por portadora. La
estructura y el uso generales de la PCCN 20 en la figura 5A son
iguales que los descritos en conexión con la figura 1. Por tanto,
todas las soluciones y combinaciones, incluyendo la PCCN 20 y la
CBCN 40, descritas anteriormente son legítimas.
La limitación introducida por el uso de una CBCN
40 tal como la que se muestra en la figura 5A es que, en primer
lugar, las combinaciones permitidas de haces por portadora en la
CBCN 40 han de basarse en conjuntos de haces no adyacentes en la
misma polarización, y en segundo lugar, sólo puede seleccionarse
para la transmisión un conjunto de haces de cada polarización.
En la CBCN 40 mostrada en la figura 5A, los
cables 30a, 30b y 30f de alimentación para unos haces 1, 3 y 2+4 son
recibidos por la red 46a de formación de haces que suministra los
haces a +45º, mientras que los cables 30d, 30e y 30c de alimentación
para unos haces 2, 4 y 1+3 son recibidos por la red 46b de formación
de haces que suministra los haces a -45º. Tal como se ha analizado
anteriormente, antes de ser enviadas a sus respectivas redes 46a y
46b de formación de haces, las señales procedentes de los
alimentadores 30f y 30c que contienen haces múltiples son divididas
en varios haces por unos divisores 42a y 42b respectivos, por
ejemplo, procedentes del cable 30f de alimentación, que contienen
los haces 2+4, en los haces 2 y 4, que son recibidos por la red 46a
de formación de haces, y procedentes del cable 30c de alimentación,
que contiene los haces 1+3, en los haces 1 y 3, que son recibidos
por la red 46b de formación de haces a -45º.
La figura 5B muestra un ejemplo de una
configuración que utiliza la estructura de la CBCN 40 de la figura
5B con seis haces en cada polarización, en la que unos cables
30a-d de alimentación de unos combinadores
26a-d en la PCCN 20 a la polarización de +45º en la
CBCN 40 incluyen el conjunto de un haz 2, un haz 4, un haz 5 y unos
haces 1+3+6. Los cables 30e-g de alimentación de los
combinadores 26e-g en la PCCN 20 a la polarización
de -45º en la CBCN 40 incluyen el conjunto del haz 4, los haces 1+3
y los haces 2+5. Además, las señales procedentes de los
alimentadores 30d, 30e y 30g que contienen haces múltiples son
divididos en sus haces individuales por unos respectivos divisores
42a, 42b y 42c en la CBCN 40.
Mediante el uso de una orientación de
polarización ortogonal para haces vecinos que se utilizan para una
transmisión simultánea de cualquiera de las configuraciones
anteriormente descritas (figuras 1, 4, 5A o 5B), se hace posible
evitar requisitos de coherencia en los cables de alimentación de una
disposición de antena de estación base, simplificándose y
reduciéndose así considerablemente el coste del sistema. Tal como se
muestra, esto puede lograrse incluso cuando se aplica una
transmisión multiportadora. Además, esta configuración puede
utilizarse con varias antenas, así como con una antena en un solo
paquete.
Tal como reconocerán los expertos en la técnica,
los conceptos innovadores descritos en la presente solicitud pueden
modificarse y alterarse en una amplia gama de aplicaciones. Por
consiguiente, el alcance del asunto patentado no debería limitarse a
ninguna de las enseñanzas ejemplares específicas analizadas, sino
que en su lugar está definido por las siguientes
reivindicaciones.
Claims (22)
1. Estación base, que incluye al menos un cable
(30a-30f) de alimentación y dos redes (46a, 46b) de
formación de haces, caracterizada porque la estación base es
capaz de transmitir simultáneamente al menos una señal en al menos
dos haces, y que comprende además:
una red (20) de transporte de combinación previa
para recibir dicha al menos una señal y conmutar dicha al menos una
señal hacia al menos uno de dichos al menos dos haces, siendo
conmutada dicha al menos una señal hasta uno seleccionado de dicho
al menos un cable (30a-30f) de alimentación por
dicha red (20) de transporte de combinación previa;
el seleccionado del al menos un cable
(30a-30f) de alimentación para recibir dicha al
menos una señal, teniendo cada uno de dichos al menos dos haces una
dirección de polarización asociada con los mismos, siendo dichas
direcciones de polarización de unos adyacentes de dichos al menos
dos haces sustancialmente ortogonales entre sí, teniendo cada
combinación de dichos al menos dos haces la misma dirección de
polarización que está asociada con uno diferente de dicho al menos
un cable (30a-30f) de alimentación; y
una red (40) de configuración de haces coherentes
conectada a dicho al menos un cable (30a-30f) de
alimentación para recibir dicha al menos una señal en dicho cable de
alimentación seleccionado, incluyendo dicha red (40) de
configuración de haces coherentes las dos redes (46a, 46b) de
formación de haces para generar dichos al menos dos haces, estando
asociada cada una de dichas redes (46a, 46b) de formación de haces
con una de dichas direcciones de polarización, enviándose dicha al
menos una señal a dichas redes (46a, 46b) de formación de haces que
tienen dicha dirección de polarización asociada con dicho cable de
alimentación seleccionado para una generación simultánea de dicho al
menos un haz que incluye dicha al menos una señal.
2. Estación base según la reivindicación 1, en la
que dicha red de transporte de combinación previa comprende al menos
un divisor (22a-22n) para recibir una frecuencia
portadora respectiva, siendo al menos uno de dicho al menos un
divisor para dividir dicha frecuencia portadora respectiva en dicha
al menos una señal que tiene dicha dirección de polarización
asociada con dicho cable de alimentación seleccionado.
3. Estación base según la reivindicación 2, en la
que dicha red (20) de transporte de combinación previa comprende dos
conmutadores (24a_{1}, 24a_{2}) para cada dicho al menos un
divisor (22a), estando asociado cada conmutador con una de dichas
direcciones de polarización, conmutándose dicha al menos una señal
hacia dicho cable de alimentación seleccionado utilizando uno de
dichos dos conmutadores que tiene dicha dirección de polarización
asociada con dicho cable de alimentación seleccionado.
4. Estación base según la reivindicación 3, en la
que dicha red de transporte de combinación previa comprende un
combinador (26a-26f) para cada dicho al menos un
cable (30a-30f) de alimentación, estando asociado
cada combinador con dicho cable de alimentación seleccionado para
combinar dicha al menos una señal con al menos una señal adicional
recibida de al menos un divisor adicional.
5. Estación base según la reivindicación 1, en la
que dicha red (40) de configuración de haces coherentes comprende al
menos un divisor conectado a uno respectivo de dicho al menos un
cable de alimentación.
6. Estación base según la reivindicación 5, en la
que dicho cable de alimentación seleccionado está asociado con al
menos dos de dichos al menos dos haces que tienen la misma dirección
de polarización, estando conectado dicho cable de alimentación
seleccionado a dicho divisor, siendo dicho divisor para dividir
dichos al menos dos haces recibidos en haces individuales, teniendo
cada uno de dichos haces individuales dicha al menos una señal
dentro del mismo.
7. Estación base según la reivindicación 6, en la
que dicha red (40) de configuración de haces coherentes comprende un
combinador (44a-44d) para cada uno de dichos haces
individuales, estando conectado cada dicho combinador a uno
respectivo de dicho al menos un divisor y a dicha red de formación
de haces asociada con dicha dirección de polarización de dichos
haces individuales, siendo cada dicho combinador para combinar dicha
al menos una señal recibida para dicho haz individual respectivo con
al menos una señal adicional recibida de uno adicional de dicho al
menos un cable de alimentación asociado con dicho haz individual
respectivo.
8. Estación base según la reivindicación 1, que
comprende además:
al menos una red (20b-20n) de
transporte de combinación previa adicional para conmutar al menos
una señal adicional hacia dicho cable de alimentación seleccionado;
y
un combinador para cada dicho al menos un cable
de alimentación, siendo dicho combinador asociado con dicho cable de
alimentación seleccionado para combinar dicha al menos una señal con
dicha al menos una señal adicional y transmitir dicha al menos una
señal y dicha al menos una señal adicional por dicho cable de
alimentación seleccionado.
9. Estación base según la reivindicación 1, en la
que dichas direcciones de polarización son +45º y -45º.
10. Estación base según la reivindicación 1, en
la que dichas direcciones de polarización son horizontal y
vertical.
11. Estación base según la reivindicación 1, que
comprende además:
una red de antenas conectada a dichas redes de
formación de haces, siendo dicha red de antenas para generar
simultáneamente dichos al menos dos haces en conjunción con dichas
redes de formación de haces.
12. Estación base según la reivindicación 1, en
la que dicha estación base está dentro de un sistema celular de
acceso múltiple por división en el tiempo.
13. Método para permitir que una estación base
transmita simultáneamente al menos una señal en al menos dos haces
de dicha estación base, que comprende las etapas de:
recibir (200) dicha al menos una señal en una red
(20) de transporte de combinación previa de dicha estación base;
conmutar (210-230), por parte de
dicha red de transporte de combinación previa, dicha al menos una
señal hacia uno seleccionado de al menos un cable
(30a-30f) de alimentación, teniendo cada uno de
dichos al menos dos haces una dirección de polarización asociada con
el mismo, siendo dichas direcciones de polarización de unos
adyacentes de dichos al menos dos haces sustancialmente ortogonales
entre sí, teniendo cada combinación de dichos al menos dos haces la
misma dirección de polarización que está asociada con uno diferente
de dicho al menos un cable (30a-30f) de
alimentación;
recibir (240) dicha al menos una señal en dicho
cable de alimentación seleccionado en una red (40) de configuración
de haces coherentes dentro de dicha estación base, incluyendo dicha
red (40) de configuración de haces coherentes las dos redes (46a,
46b) de formación de haces para generar dichos al menos dos haces,
estando asociada cada una de dichas redes (46a, 46b) de formación
de haces con una de dichas direcciones de polarización; y
enviar (270) dicha al menos una señal a unas
redes de formación de haces que tienen dicha dirección de
polarización asociada con dicho cable de alimentación seleccionado
para una generación simultánea de dicho al menos un haz que incluye
dicha al menos una señal.
14. Método según la reivindicación 13, en el que
dicha etapa de recibir dicha al menos una señal en dicha red (20) de
transporte de combinación previa comprende además las etapas de:
recibir una frecuencia portadora que incluye
dicha al menos una señal en un divisor (22a-22n)
respectivo para dicha frecuencia portadora; y
dividir dicha frecuencia portadora en dicha al
menos una señal que tiene dicha dirección de polarización asociada
con dicho cable de alimentación seleccionado.
15. Método según la reivindicación 14, en el que
dicha etapa de conmutar comprende además la etapa de:
cambiar dicha al menos una señal a dicho cable de
alimentación seleccionado utilizando uno de dos conmutadores
(24a_{1}, 24a_{2}) conectados a dicho divisor (22a) que está
asociado con dicha dirección de polarización de dicho al menos un
cable de alimentación seleccionado.
16. Método según la reivindicación 15, que
comprende además las etapas de:
combinar dicha al menos una señal con al menos
una señal adicional recibida de al menos un divisor adicional
utilizando un combinador asociado con dicho cable de alimentación
seleccionado; y
transmitir dicha al menos una señal y dicha al
menos una señal adicional por dicho cable de alimentación adicional
a dicha red de configuración de haces coherentes.
17. Método según la reivindicación 13, en el que
dicho cable de alimentación seleccionado está asociado con dos de
dichos al menos dos haces que tienen la misma dirección de
polarización, estando conectado dicho cable de alimentación
seleccionado a un divisor (42a, 42b) en dicha red (40) de
configuración de haces coherentes, comprendiendo además dicha etapa
de enviar la etapa de:
dividir dichos dos haces recibidos en haces
individuales, teniendo cada uno de dichos haces individuales dicha
al menos una señal dentro del mismo.
18. Método según la reivindicación 17, en el que
dicha red (40) de configuración de haces coherentes comprende un
combinador (44a-44d) para cada uno de dichos haces
individuales, estando conectado cada dicho combinador a dicho
divisor (42a, 42b) y a dicha red (46a, 46b) de formación de haces
asociada con dicha dirección de polarización de dichos haces
individuales, comprendiendo además dicha etapa de enviar la etapa
de:
combinar, por parte de dicho combinador, dicha al
menos una señal recibida para dicho haz individual respectivo con al
menos una señal adicional respectiva recibida de uno adicional de
dicho al menos un cable de alimentación asociado con dicho haz
individual respectivo.
19. Método según la reivindicación 13, en el que
dicha etapa de conmutar comprende además las etapas de:
cambiar al menos una señal adicional de al menos
una red de transporte de combinación previa a dicho cable de
alimentación seleccionado;
combinar dicha al menos una señal con dicha al
menos una señal adicional utilizando un combinador asociado con
dicho cable de alimentación seleccionado; y
transmitir dicha al menos una señal y dicha al
menos una señal adicional por dicho cable de alimentación
seleccionado.
20. Método según la reivindicación 13, en el que
dichas direcciones de polarización son +45º y -45º.
21. Método según la reivindicación 13, en el que
dichas direcciones de polarización son horizontal y vertical.
22. Método según la reivindicación 13, en el que
dicha etapa de enviar comprende además la etapa de:
generar simultáneamente dichos al menos dos haces
utilizando una red de antenas en conjunción con dichas redes de
formación de haces.
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