АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2003 года по МПК H04B7/00 

Изобретение относится, в общем, к антенному устройству в системе мобильной связи МДКР (множественного доступа с кодовым разделением каналов) и, в частности, к антенному устройству с уменьшенным количеством антенн в системе мобильной связи ШМДКР (широкополосного МДКР).

Предшествующий уровень техники
В системах мобильной связи второго поколения (2G) (МДКР и ПСС (персональные системы связи)) антенны, в общем случае, распределены по трем секторам.

На фиг.1 приведена схема расположения антенн в системах мобильной связи 2G.

Согласно фиг. 1 антенны распределены по трем секторам, причем каждый сектор охватывает угол в 120^o и граничит с другими двумя секторами. Для разнесения приема (ПРМ (прием) разнесения) на каждый сектор выделены две антенны. Одна из двух антенн используется как для приема, так и для передачи (ПРД (передача) / ПРМ антенна), в то время как вторая антенна используется исключительно для приема (ПРМ антенна). Каждая передающая антенна передает сигнал в направлении соответствующего сектора, и каждая приемная антенна принимает сигнал, направленный в данный сектор. Принятый сигнал подается в качестве входных данных на приемный порт препроцессора (не изображен), соединенного с антенной. Передаваемый сигнал, сформированный в системе связи, передается через передающий порт препроцессора и приемопередающую антенну (ПРД/ПРМ антенну) в соответствующий сектор. Препроцессор обычно функционирует в режиме дуплексной передачи. В данной конструкции антенна выполнена в виде решетки дипольных резонаторов для охвата как частот передачи, так и частот приема. За пределами заданной полосы частот функциональная эффективность данных резонаторов заметно снижается.

Например, в системе, функционирующей в полосе частот передачи/приема шириной 250 МГц между 1920 МГц и 2170 МГц (такой как система IMT2000), используемые в настоящее время антенны скомпонованы из таких резонаторов, что ограничивает надежность системы в целом. Одна из попыток решения данной проблемы состояла в разделении приемопередающей антенны на приемную антенну и передающую антенну, в результате чего в системе IMT2000, поддерживающей разнесение передачи/приема, по сравнению с системой 2G количество антенн на сектор увеличивается до четырех (две передающих антенны и две приемных антенны).

Четыре антенны на сектор, используемые для передачи/приема сигналов, занимают слишком много места, и для них требуется увеличенная высота антенны.

Сущность изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение антенного устройства, с помощью которого преодолеваются стандартные проблемы, связанные с антеннами.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение антенного устройства с уменьшенным количеством антенн треугольной формы, причем каждая треугольная антенна включает в себя передающее антенное устройство, служащее для передачи сигнала в направлении соответствующего сектора, и приемное антенное устройство, служащее для приема сигнала, направленного в смежный сектор системы мобильной связи.

Вышеупомянутые и иные задачи настоящего изобретения решаются в антенном устройстве в системе мобильной связи МДКР. В данном антенном устройстве для обеспечения разнесения приема и передачи на каждый из n секторов выделены два препроцессора. Каждый из препроцессоров оснащен передающим портом и приемным портом для разделения передаваемого и принимаемого сигналов. На каждый сектор также выделена пара треугольных антенн. В каждой треугольной антенне передающее антенное устройство передает сигнал, полученный через передающий порт препроцессора своего сектора, в направлении данного сектора, а приемное антенное устройство, соединенное с передающим антенным устройством под заданным углом θ по горизонтали, принимает сигнал, направленный в смежный сектор, и подает принятый сигнал на приемный порт препроцессора соседнего сектора.

Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и иные задачи, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в подробном описании, приведенном ниже совместно с сопровождающими его чертежами, на которых представлено следующее.

Фиг.1 - типичная схема расположения антенн в системе мобильной связи.

Фиг. 2а и 2б - конструкция антенны в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - схема расположения антенн в системе мобильной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. В нижеизложенном описании детальное описание широко известных функций или конструкций опущено, чтобы не затенить сущность изобретения несущественными деталями.

Настоящее изобретение предназначено для сокращения количества антенн в системе мобильной связи МДКР. В настоящем изобретении улучшена конструкция разделенных передающей (ПРД) и приемной (ПРМ) антенн. На базовой станции каждая антенна соединена с препроцессорами. Соединения и антенны сконструированы так, чтобы достичь повышения надежности и увеличения полосы частот передачи/приема в беспроводной системе связи, использующей дуплексную передачу при передаче и приеме сигналов.

На фиг.2а приведен вид сверху антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения, а на фиг.2б приведен вид данной антенны сбоку.

Согласно фиг. 2а и 2б, антенна, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения, состоит из передающего антенного устройства 201, приемного антенного устройства 203 и крепежной планки 205. В собранном состоянии каждая антенна имеет внутреннюю и внешнюю поверхность. В предпочтительном варианте осуществления внешние поверхности изображенных на фиг.2б передающего антенного устройства 201 и приемного антенного устройства 203 имеют квадратную форму. Здесь необходимо отметить, что, не выходя за рамки объема настоящего изобретения, внешним поверхностям передающего антенного устройства 201 и приемного антенного устройства 203 могут быть приданы другие формы. Крепежная планка 205 служит для фиксации передающего антенного устройства 201 и приемного антенного устройства 203 таким образом, чтобы внутренние поверхности передающего и приемного антенных устройств образовывали горизонтальный угол θ. Далее по тексту антенна в собранном состоянии, состоящая из передающего антенного устройства 201, приемного антенного устройства 203 и крепежной планки 205, называется треугольной антенной.

На фиг.3 показаны вектора направленности D1, D2 и D3. Вектора направленности задают направление секторов.

Угол θ в горизонтальной плоскости зависит от схемы расположения антенн на базовой станции. Если антенны на базовой станции распределены по n секторам, то горизонтальный угол θ в горизонтальной плоскости каждой из антенн составляет 180-(360/n). Диаграмму направленности или угол излучения антенны относительно угла сотовой ячейки можно изменять за счет технологии изготовления антенны.

Передающее антенное устройство 201 треугольной антенны передает сигнал в направлении вектора направленности сектора, в котором расположена данная треугольная антенна. Приемное антенное устройство 203 треугольной антенны принимает сигнал, направленный в смежный сектор. Таким образом, передающие антенные устройства треугольной антенны во втором секторе ориентированы для передачи в направлении вектора направленности D2, а ее приемные антенные устройства ориентированы для приема сигнала, переданного вдоль вектора направленности D3.

На фиг. 3 приведены схема расположения антенн и соединения между каждой из треугольных антенн и препроцессором на базовой станции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Согласно фиг. 3 на каждый сектор приходится по две треугольных антенны. Для трех секторов требуется шесть треугольных антенн. Передающее антенное устройство 201 треугольной антенны 321 первого сектора соединено с передающим портом препроцессора 301. Передающее антенное устройство 201 треугольной антенны 323, также относящейся к первому сектору, соединено с передающим портом препроцессора 303. Таким образом, каждое из передающих антенных устройств 201 треугольных антенн 321 и 323 передает сигнал в направлении первого сектора. Приемные порты препроцессоров 301 и 303 соединены с приемными антенными устройствами 203 соответствующих треугольных антенн 331 и 329, расположенных в смежном с первым третьем секторе. Следовательно, препроцессоры 301 и 303 получают сигналы, направленные вдоль вектора направленности D1, от расположенных в третьем секторе приемных антенных устройств.

Передающие антенные устройства 201 треугольных антенн 325 и 327 второго сектора соединены с соответствующими передающими портами препроцессоров 309 и 311 и передают сигналы в направлении второго сектора. Приемные антенные устройства 203 треугольных антенн 321 и 323, расположенных в первом секторе, соединены с соответствующими приемными портами препроцессоров 309 и 311. Таким образом, приемные антенные устройства 203 треугольных антенн 321 и 323 первого сектора принимают сигналы, направленные вдоль вектора направленности D2, т. е. в направлении второго сектора, и подают принятые сигналы на приемные порты препроцессоров 309 и 311 второго сектора.

Передающие антенные устройства 201 треугольных антенн 329 и 331 третьего сектора соединены с соответствующими передающими портами препроцессоров 305 и 307 и передают сигналы вдоль вектора направленности D3, т.е. в направлении третьего сектора. Приемные антенные устройства 203 треугольных антенн 325 и 327, расположенных во втором секторе, соединены с соответствующими приемными портами препроцессоров 305 и 307 третьего сектора. Таким образом, приемные антенные устройства 203 треугольных антенн 325 и 327 второго сектора принимают сигналы, направленные вдоль вектора направленности D3, т.е. в направлении третьего сектора, и подают их на препроцессоры, расположенные в третьем секторе.

Поскольку настоящее изобретение использует конструкцию и схему расположения антенн для раздельной передачи и приема, то, как описано выше, его можно применить в системе (подобной IMT2000), реализующей широкополосную передачу/прием с использованием уменьшенного количества антенн.

Несмотря на тот факт, что настоящее изобретение представлено и описано со ссылкой на использование конкретного предпочтительного варианта его осуществления, специалисту в данной области техники понятно, что многочисленные изменения по форме и в деталях можно осуществить без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения.

Изобретение относится к системе мобильной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов. Техническим результатом является сокращение количества антенн в системе мобильной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов. Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения разнесения приема и передачи на каждый из n секторов выделены два препроцессора. Каждый из препроцессоров оснащен передающим портом и приемным портом для разделения передаваемого и принимаемого сигналов. На каждый сектор также выделена пара треугольных антенн. В каждой треугольной антенне передающее антенное устройство передает сигнал, полученный через передающий порт препроцессора своего сектора, в направлении данного сектора, а приемное антенное устройство, соединенное с передающим антенным устройством под заданным углом Θ по горизонтали, принимает сигнал, направленный в смежный сектор, и подает принятый сигнал на приемный порт препроцессора смежного сектора. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Антенное устройство в системе мобильной связи, в котором антенны расположены по n секторам, причем антенное устройство содержит пару препроцессоров, выделенных каждому сектору для обеспечения разнесения приема и передачи, причем для разделения сигнала передачи и сигнала приема каждый препроцессор оснащен передающим портом и приемным портом; пару треугольных антенн, выделенных каждому сектору, причем каждая треугольная антенна включает в себя передающее антенное устройство, служащее для передачи сигнала, полученного через передающий порт сектора, в котором расположена треугольная антенна, в направлении излучения данного сектора, и приемное антенное устройство, соединенное с передающим антенным устройством под заданным горизонтальным углом Θ и служащее для приема сигнала, направленного в смежный сектор, и подачи принятого сигнала на приемный порт препроцессора смежного сектора. 2. Антенное устройство по п.1, отличающееся тем, что горизонтальный угол Θ определяется как 180^o-(360^o/n). 3. Антенное устройство в системе мобильной связи, в котором антенны распределены по n секторам, причем антенное устройство содержит по меньшей мере один препроцессор, выделенный каждому сектору для передачи и приема сигналов в направлении излучения данного сектора, причем для разделения сигнала передачи и сигнала приема, каждый препроцессор оснащен передающим портом и приемным портом; по меньшей мере одну треугольную антенну, выделенную каждому сектору, причем каждая треугольная антенна включает в себя передающее антенное устройство, служащее для передачи сигнала, и приемное антенное устройство, служащее для приема сигнала, направленного вдоль направления излучения смежного сектора. 4. Антенное устройство по п.3, отличающееся тем, что передающее антенное устройство и приемное антенное устройство соединены под заданным горизонтальным углом. 5. Антенное устройство по п.4, отличающееся тем, что горизонтальный угол Θ определяется как 180^o-(360^o/n). 6. Антенное устройство по п.4, отличающееся тем, что передающий порт каждого препроцессора соединен с передающим антенным устройством, расположенным в секторе, к которому относится данный препроцессор, в то время как приемный порт каждого препроцессора соединен с приемным антенным устройством, расположенным в секторе, смежном с тем, к которому относится данный препроцессор.