[发明专利]电磁信号的发射/接收装置

说明书

本发明一般涉及一种电磁信号的发射／接收装置，尤其涉及一种用于移动无线电网络的基站的发射／接收装置，并且还涉及一种在链路内跳频以传输电磁信号的方法。

移动通信，尤其是利用无线电电话的移动通信正在变得非常重要，并且形成了日益扩大的市场。在这种情况下，全球移动通信系统(GSM)标准，例如GSM900和GSM1800被广泛地使用。为了建立移动无线电话与限于有线的电信网络或者与其他无线电话之间的链路，基站一般被用作接口。在这种情况下，基站一般用于发射和接收电磁信号，为此目的可以利用特定的频率，这些频率一般在独立的发射和接收频带内。发射和接收频带包含多个所谓的信道，传输信道的频率用作传输特定链路的信号的载波，例如该特定链路在基站与移动无线电话之间。每个移动无线电运营商被分配了有限数量的信道，因而力图最优地使用信道。

基站一般被细分成多个发射／接收小区。一个发射／接收小区被再细分成一个传输路径和一个接收路径，这两个路径经过天线共用器连接到公用发射及接收天线。一般发射／接收小区的传输路径包含多个带有传输放大器(所谓的功率放大器)的发射机，每个发射机可以在每个时刻上控制无线电链路。为了不必向每个发射机提供天线共用器、天线引下线以及天线，通常将被并联连接的四个发射机组合起来。该并联装置被连接到一个天线共用器以及一个天线系统，从而产生带有四个发射机的发射／接收装置。为此，业已知道在所有情况下，四个发射机中的两个借助于相应的混合组合器而连接起来，由此产生的两对接收机借助于另外的混合组合器连接起来。以这种方式组合在一起的信号借助于混合组合器的二进制-分级组合，经过天线共用器馈送到天线系统。一般的发射／接收小区包括两个如上所述的发射／接收装置，因而包括了两个天线共用器和两个天线系统。这种小区可以在8个不同的信道上同时发射。每个发射机原则上可以在信道(一般高达几百个信道左右)的特定间隔上发射。在这种情况下，时间轴被细分成各个时间间隔(所谓的时隙)，每个时间间隔在长度上接近500μs。为了最佳利用有限数量的可利用信道，并且不会由于特定频率上的可能干扰而永久地损害链路，发射机可以从一个时间间隔到下一个时间间隔内转换到另一个自由信道。在这种情况下，链路在整个链路的持续时间上保持分配给同一个发射机。这种方法称为合成器跳频。一般来说，链路从一个时间间隔到另一个时间间隔转换载波频率的方法在本文中被称为跳频。

发射机中所用的放大器通常具有40w的功率输出。理论上，混合组合器引起至少3dB的衰减，但实际上即使高质量的混合组合器一般也达到接近3．3dB。而且，天线共用器引起更进一步的1dB信号衰减，并且架设电缆引起另一个1dB的信号衰减。因而总的衰减达到接近8．6dB。因此，在天线端实际可以利用的功率仅接近5．5w，换句话说，在一个非常不利的方式中，所使用的放大器功率仅有14％可以用作传输功率，接近86％的功率由于衰减而损耗了，以热量形式损耗在各种部件中。因此，在所描述的带有8个发射机的发射／接收小区的情况下，仅混合组合器中的热量损耗的数量总共接近250w。

此外，对于具有至少每信道10w的输出功率的传输系统有特别的兴趣。一种遵守这一要求的方案是将放大器功率增加接近82％。然而，这种功率增加明显地将会与放大器的较高费用、较高的电流消耗以及带有由此产生的热问题的较高功率损耗相关。

因此，本发明的一个目的在于提供一种发射／接收装置，与现有技术相比，该装置具有改进的用于辐射传输功率的放大器功率比，该装置能够实现非常易变的跳频。

本发明的进一步目的在于提供一种跳频的方法，尤其是用于带有高程度可变性的发射／接收装置的方法。

这些目的通过权利要求1所限定的发射／接收装置以及7所限定的方法，以一种非常简单的方式被实现。