基站和移动电话网络的中继天线之间的无线数据传输系统

摘要

本发明涉及用于在基站和移动电话网络的中继天线之间传输数据的无线系统。该系统特征在于，链路(17)包括用于所述信道隔离的、具有比总预定隔离低的隔离的两个滤波器，且其中天线(15)为双极化天线，每个极化被分配给所述两个信道中的一个，其中由所述滤波器(20，22)和天线(15)提供的隔离累加在一起以获得所述总预定隔离。本发明对于移动电话网络系统很有用。

说明书

技术领域

本发明涉及基站和移动电话网络的中继天线之间的这种类型的无线数据传输系统，所述类型的无线数据传输系统包括至少一个双向链路，所述至少一个双向链路链接至中继天线和基站，该双向链路包括至少一个线路，所述至少一个线路设有用于电信号的发射信道和接收信道以及用于频率隔离所述信道的装置，所述中继天线和基站分别与设有天线的电子设备相关联。

背景技术

在该类型的双向通信系统中，该频率隔离应为约90dB。为了满足该需求，已知使用具有金属空腔的双工器。由于所述信道之间的较大隔离，因此这些有利的双工器的主要缺点是，具有很大的重量和体积。

发明内容

本发明的目的是找到这些缺点的补救措施。

为了实现该目的，根据本发明的双向通信系统的特征在于，前述链路包括两个滤波器，所述两个滤波器具有小于总预定隔离的隔离，用于分开一个线路的信道总预定隔离，其中所述天线为具有双极化的天线，每个极化用于一个信道，且其中由滤波器和天线提供的隔离累加在一起以得到所述总预定隔离。

在从属权利要求中指示本发明的其他特性。

附图说明

参照只是作为示例给出的、显示本发明的若干个实施例的随附示意性视图，本发明将被更好地理解，且其他目的、特征、细节及其优点将在随后的说明性描述中变得更加清楚、明显，其中：

图1为示出了在根据本发明的基站和根据本发明的移动电话网络的中继天线之间的无线传输网络的示意图；

图2为基站的示意图，该基站包括无线通信机架和三个天线，每个天线通过操作器的双向操作链路与该机架连接；

图3为根据本发明的滤波器装置的示意图；

图4为根据本发明的滤波器装置的示意图，所述滤波器装置用于包括主线路和分线路的双向链路；

图5为根据本发明的系统应用的示意图。

具体实施方式

图1示出了通过移动电话网络3和固定网络4而在移动电话1和固定电话2之间的通信系统。在移动电话网络3中，通信穿过用以与移动电话1通信的中继天线5、无线数据传输链路6和通常被称为固定基站的BTS(基带收发系统)的无线通信机架7，固定基站还包括通常被称为BSC(基站控制器)的基站控制台8，和被称为MSC(移动切换中心)的通信中心9。

由天线杆11支撑中继天线5，天线杆11例如安装在建筑物的平台上。将天线5和无线通信机架7之间的链路作为射频链路。特别地，无线传输发生在设置于天线的天线杆11底部的、密封在盒子12中的电子装置设备以及密封在与通信机架7相关联的盒子13中的电子装置设备之间。天线12和机架盒子13被装备有用于将被发送的信号的发送器和接收器天线装置15。

在国际专利申请WO 2005/051017中描述了这样的通信系统。

天线5和BTS设备7之间的链路为双向链路，该双向链路包括至少一个线路，但通常包括两个线路，即主线路和分线路。图2示出了基站，在基站中将BTS设备7与位于塔11上的三个天线5相连，每次通过具有两个线路的前述双线链路，用17指明。这三个天线可属于一个操作器。该天线可为多频天线，例如用于发送两个至四个频带。接着用频带的数量乘以传递到该基站的这个站点上的信号的数量。可能的是，也采用几个频带的第二操作器将其自身建立在相同的站点上。在这种情况下，塔11将承载三个其他天线5，并且因此将增加传递到该站点上的信号的数量。

已知的是，在包括单天线15的发送和接收双向通信系统中，其中单天线15用于隔离双向线路17的发送EX和接收RX信道，必须使用双工器以确保足够的频率隔离。两个信道之间所需的隔离应该等于90dB。到目前为止，通过采用具有金属空腔的双工器满足这个需求。

本发明的实质性特性在于用这样的架构来替换重且体积大的该类型的双工器，该架构包括EX滤波器、RX滤波器和附加的EX/RX分离设备。采用这种架构，可采用具有较低隔离、和因此低成本和低体积技术的带通滤波器，如例如在SAW的设计下所已知的表面波滤波器，和称为带线的微带(microstrip)技术滤波器。由这些滤波器产生的典型的隔离为约40至60dB。因此附加的分离设备应具有大于或等于30dB的隔离。根据本发明，可通过实际的天线15有益地实现该附加的隔离，如果这个天线为双极化天线，如具有垂直和水平线性极化的天线，每个极化被分配给将被分开的两个信道中的一个。

图3示意性示出了这样的分离组件。发送EX信道设有具有较小体积的低成本带通滤波器20，且接收信道RX提供有对应的带通滤波器22。将具有双极化的天线15安装在信道EX和信道RX中，将由箭头23体现的极化指定到EX线路，而用箭头23’表示的另一极化与RX线路相关联。

图4示出了根据本发明的滤波架构，所述滤波架构如已提及的申请的情况下可被使用，其中双向链路17包括两个线路，即主线路和分线路，每个线路包括发送EX信道和接收RX信道。

取代使用两个双极化天线，即具有两个极化，每个极化用于一个线路的EX和RX信道，本发明提出图4的解决方案，所述解决方案仅需要双极化天线15、循环器24和用于一个线路的两个滤波器20和22(例如，称为主线路的、包括EX1，RX1信道的线路)，以及循环器24’和用于已知为分线路的第二线路的两个滤波器20’和22’，定位在EX2和RX2信道的每个中的滤波器。通过本发明，由于EX2和RX2为不同的极化，因此可以在相同的频带上、在该主EX1和RX1线路和分线路EX2和RX2直接传输。

假定每个循环器提供30dB的隔离，从而得到70-90dB的EX1/RX1或EX2/RX2隔离，即，由滤波器20和22和20’和22’提供的40-60dB的隔离和由各个循环器24，24’提供的额外的30dB隔离。EX1/RX1或EX2/RX2隔离为30dB，即，由于天线的两个极化的隔离。EX1/RX1或EX2/RX2隔离为100-120dB，即，由滤波器、循环器和天线产生的隔离之和。

根据本发明的另一实质性特性，根据已描述的本发明的滤波架构，结合如国际专利申请WO 2005/051017中所描述的双频变化的使用，允许根据现有技术的双工器的所需数目减少。

图5示出了本发明的这个有益特征，本发明用于包括两个操作器频带OP1，OP2的使用的应用情况，其必须被转换到传输频带BTR，其具有比操作器频带频率更高的频率。应当注意的是，在基站的电子盒子13中执行用于转换频带的处理。

图5示出了用于转换频带或多个操作器的线路的频率的系统，在所示的两个操作器线路OP1，OP2的所示的例子中，其每一个包括EX信道和RX信道，在可包括一个或多个频带的传输频带级，每个频带设有用于接收该操作器线路的EX信道和RX信道的子频带。

从图5很清楚的是，在操作器线路的频谱中，将操作器的RX信道被并置且由此分组，且EX信道也是如此。RX信道可位于在1900MHz至1980MHz的频率范围内，而EX信道可放置在2100MHz至2180MHz的范围内。传输频带BTR可从2400MHz扩展至2483MHz。

根据图5的频率转换系统包括：用于将频率降至中间频率的混频器MA和用于将所述频率从中间频率级提升到传输频率BTR级的混频器ME，用于操作器线路的每个RX、EX信道。在每个信道中，在降频混频器MA和升频混频器ME之间设置中频FI滤波器。

操作器的EX和RX信道的频带可相同，例如用于100MHz的中心中频的10MHz，或者操作器的EX和RX信道的频带可不相同。因此，将进行滤波器FI的选择。这些混频器包括根据必须进行频率转换而选择的局部振荡器。

如图4中所示，根据本发明的频率转换系统必须通过两个滤波器(例如滤波器20和22)和/或循环器CI(例如循环器24)来提供每个线路的EX和RX信道的分离。如在操作器线路的一侧，RX信道和EX信道也通过传输频带BTR处的各并置而分组。由于通过两个混频器和因此的两个局部振荡器和中间滤波器FI进行的每个RX和EX信道的频率转换，这些信道可位于传输频带BTR的合适的子频带中。但是，根据图4，必须通过两个带通滤波器来对EX和RX信道进行频率分离。每个滤波器的通频带的宽度选择成能够包含整个RX或EX信道。因此，在传输频带BTR仅需要两类滤波器。在另一方面，FI滤波器的种类的数量依赖操作器频带的EX和RX信道的不同带宽的数量。

作为例子，在三个操作器频带和四个可能的带宽情况下，根据图5的频率转换系统仅需要六类滤波器，四类中频滤波器和在传输带宽BTR侧的两类滤波器。作为比较，不用降低到中频的转换系统的设计，即在操作器线路上、在传输频带BTR的更高的频率只使用直接转换混频器，将在该设计的情况下只需要二十四类滤波器。

应注意到的是，该最终设计可能引起这样的滤波器的研发，所述技术上难以制造，因为这些滤波器必须为具有相对于中心频率具有强抵制(strong rejection)的、小于1％的选择性。在图5所示设计的范围内，在具有100MHz中频和10MHz带宽的中级滤波器FI的情况下，这些滤波器FI仅具有小于中心频率的10％的带宽，且然后可以是“标准”滤波器。

如图5所示，利用基于穿过中频的频率转换的、根据本发明的传输系统，可以通过选择降频混频器的局部振荡器来选择操作器频率，并通过选择升频混频器的局部振荡器来选择BTR频率。在传输频带上需要单类型的滤波器。换言之，本发明实现了具有中频滤波器的子频带滤波。

再次返回参考图5，可以看出将操作器OP1的RX和TX信道设置在天线AT的一个极化上，并将操作器OP2的RX和TX信道设置在天线的另一个极化上，RX信道在相同频带中，但由于它们在不同极化上的事实而被分开。

在三个或四个操作器的情况中，RX信道将位于传输频带BTR的合适的子频带中，EX信道也一样。在天线的频谱中，额外的操作器的信道位于所示的信道中，例如第三操作器的信道在RX1和EX1信道中，且可能的第四操作器的信道在RX2和EX2信道中。不管怎样，天线的两个极化的使用提供了天线频谱宽度的减少。