[发明专利]用于多扇区全向基站配置与多扇区基站配置之间进行转换的方法和设备

说明书

技术领域

技术领域涉及包括多个扇形天线的全向基站和多扇区基站。

背景技术

全向基站是配置成使用全向天线的基站，以及扇区基站配置成使用多个(两个或更多)扇形天线。图1A示出具有全向天线的基站(BS)的单个小区区域。全向天线360度辐射，以便提供对整个小区区域的覆盖。图1B示出具有三个扇形天线的基站(BS)的单个小区区域。三个扇区基站是常用扇区配置，但是可使用更多或更少的扇区。在这种情况下，小区区域分为三个，其中各扇形天线(与全向天线相比)具有更窄射束，它进行辐射以便提供对其大约为120度的扇形区域的覆盖。

基站天线往往安装在例如塔、杆上或者建筑物顶部或侧面等的升高位置，以便增强覆盖并且提供直接无线电信号传播路径的更好的可能性。图2A示出位于塔12的底部的基站单元14。天线10安装在塔12顶部，并且经由通常为同轴电缆等的馈线电缆16连接到基站收发信机。所接收信号在经过馈线16时受到信号损失，以及塔12越高，则馈线越长，并且损失越大。为了抵消馈线中的这类信号损失，塔上安装放大器(TMA)可用于在所接收信号通过馈线发送给基站单元之前对其进行放大。图2B示出安装在天线10附近的塔12顶部的TMA 18。塔上安装单元有时称作桅顶放大器(mast head amplifier)。术语“塔上安装放大器”(TMA)在本文中一般用于包括执行这种馈线之前放大功能的任何装置。

图3示出全向基站20的简化框图。天线10连接到TMA 18中的双联滤波器21，它包括接收(Rx)滤波器22和发射(Tx)滤波器24。双联滤波器使得有可能通过将Tx和Rx信号相互分离，在同一个天线进行发送和接收。发射滤波器24直接连接到馈线16，以及接收器滤波器22经由低噪声放大器(LNA)26连接到馈线16。馈线16耦合到基站14，它还包括具有接收器滤波器(Rx)30和发射(Tx)滤波器32的双联滤波器28。发射滤波器32连接到包括接收器37和发射器38的无线电单元/收发信机36，以及接收器滤波器30经由低噪声放大器34连接到无线电单元36。

可使用天线分集，以便改进所传送无线电信号的接收(或传送)。存在许多种分集，例如时间分集、空间分集、极化分集以及它们的组合。空间分集降低衰落所接收无线电信号的影响。天线分集系统包括相互间隔一段距离设置的至少两个天线。在接收分集的情况下，所接收信号在两个或更多天线上接收。来自分集天线的接收Rx信号经过分集处理，以便获得增强的信号。分集处理例如可包括选择最强的天线信号或者添加信号并且进一步处理所产生的信号。在发射分集，发射TX信号在发射器与其连接的两个或更多发射天线上传送。分集布置的天线称作分集天线。在分集布置中，馈线及其关联天线可称作分集支路或者简单地称作支路。

图4示出具有分集的全向基站14的一个示例。两个分集天线10a和10b连接到对应TMA 18a和18b。各TMA通过对应馈线16a和16b连接到基站14中的对应双联滤波器和低噪声放大器单元42a和42b。两个双联滤波器和LNA单元42a和42b连接到单个无线电单元36。

与全向基站中使用的单个收发信机对照，如图5的50所示的扇区基站对于各扇区具有单独的收发信机。支持三个扇区，其中各扇区具有它自己的天线10₁、10₂和10₃。每个天线10₁、10₂和10₃连接到对应扇区TMA 18₁、18₂和18₃。三个馈线16₁、16₂和16₃将相应TMA 18₁、18₂和18₃耦合到对应基站单元14₁、14₂和14₃。每个基站单元14₁、14₂和14₃具有对应双联滤波器和低噪声放大器单元42₁、42₂和42₃。扇区基站提供比全向基站更大的覆盖，但以更高的价格和功率成本来提供。