ESTACION BASE DE RADIO MOVIL.

Un sistema de estación base (6) para la comunicación de señales entre un operador y una o más unidades móviles mediante un sistema de antena (7) que presenta una pluralidad de elementos de radiación,

en el que:

el sistema de estación base (6) está dispuesto para procesar las señales como una pluralidad de señales de componente, estando asociada cada señal de componente con uno o más elementos de radiación del sistema de antena (7), y

medios de modulación (10a-d, 14a-d) están dispuestos para aplicar ponderaciones complejas a las señales de componente de manera que la suma de las señales de componente dé como resultado la generación de una dirección de haz de antena que depende del valor de las ponderaciones complejas, y

en el que medios de división/combinación (22) y de amplificación de señal de componente (11a-d, 13a-d) están previstos entre la aplicación de la ponderación compleja a la señal de componente y la señal de componente que pasa a través de su(s) elemento(s) de radiación asociado(s),

en el que los medios de división/combinación (22) incorporan una interfaz que permite que otras estaciones base se conecten de manera simultánea al mismo sistema de antena,

estando adaptado el sistema de estación base (6) para aplicar modulación a las señales de componente, en el que la modulación es independiente de cualquier otra estación base conectada de manera que no se produce ningún efecto adverso en los diagramas de radiación de las otras estaciones base, funcionando cada estación base a una frecuencia diferente, e incluyendo además el sistema de estación base un receptor de medición (31) y un concentrador de datos (34), en el que el receptor de medición está acoplado al sistema de antena (7) y está adaptado para conmutar su entrada de manera selectiva a cualquiera de las señales que estén transmitiéndose para tomar una medición compleja de cualquier señal de componente en el sistema de antena (7) y generada en cualquier estación base conectada al sistema de antena, y para suministrar la medición a la estación base generadora a través del concentrador de datos (34) para permitir una corrección de fase de señal de componente de fase debido a cambios en la longitud del alimentador entre la estación base y la antena

Estación base de radio móvil.

Esta invención se refiere a una estación base de radio móvil para su utilización en un sistema de telecomunicaciones. Más en particular, se refiere a una estación base de radio móvil para su utilización en un sistema de telecomunicaciones móviles formado por una pluralidad de estaciones base que están dispuestas para comunicarse con un conjunto de unidades móviles, donde la pluralidad de estaciones base forma una red de células. La invención encuentra una aplicación particular en tales redes móviles celulares, denominadas comúnmente como redes telefónicas móviles.

Los operadores de las redes de radio móvil celular utilizan generalmente estaciones base individuales, donde cada una de las cuales incluye normalmente una o más antenas. En una red de radio móvil celular, la directividad de las antenas es un factor principal en el ajuste del área de cobertura, la cual está dividida generalmente en una pluralidad de células solapadas, cada una asociada con una antena y con una estación base respectivas. Cada célula contiene una estación base que se comunica con radios móviles en esa célula. Las propias estaciones base están interconectadas mediante otros medios de comunicación, normalmente líneas fijas terrestres o enlaces de microondas dispuestos en una estructura de malla o rejilla, que permiten que las radios móviles de toda el área de cobertura de la célula se comuniquen entre sí así como con las redes telefónicas públicas externas a la red de radio móvil celular.

Un mástil de antena, en el que están montadas las antenas, está normalmente asociado con cada estación base. El emplazamiento de tales mástiles es problemático ya que se necesita un permiso de edificación para cada uno y el alquiler o la compra del terreno aumenta el coste de la instalación. Por lo tanto, entre los operadores existe la tendencia de compartir antenas y emplazamientos de antena. Una disposición de este tipo se desvela, por ejemplo, en el documento EP 1111821.

Esto también puede generar problemas. Normalmente cada operador tiene varias antenas asociadas a cada estación base, proporcionando cada antena la cobertura de una única célula. Normalmente puede haber tres o seis células diferentes recibiendo servicio mediante única estación base. A medida que aumenta el número de operadores, proporcionando cada uno su propia cobertura a estas células, esto dará lugar rápidamente a un número inaceptable de antenas discretas montadas en un único mástil. Además, con el fin de evitar interferencias mutuas, las antenas requieren una separación adecuada por lo que puede ser necesario aumentar la altura del mástil, o puede ser necesario utilizar una estructura más resistente, para permitir que el mástil soporte fuertes vientos, agravando de ese modo los problemas y dando como resultado un mayor coste.

Una solución a esto es que los operadores compartan mástiles y antenas. Normalmente esto no se ha llevado a cabo debido a problemas técnicos y logísticos. Esto puede dar como resultado que las señales generen interferencias entre los operadores, lo cual tiene por tanto un efecto negativo en el rendimiento del sistema.

Además, existe la necesidad de que los operadores puedan ajustar el ángulo de elevación de la alineación de la antena, conocido como "inclinación", con finalidades tales como modificar el área de cobertura de una antena. Esto es útil si se modifica la estructura de red, por ejemplo añadiendo otras estaciones base o antenas en la célula. Esta inclinación puede implementarse de manera mecánica y/o eléctrica. La "inclinación mecánica" requiere mover físicamente la cúpula de antena, mientras que la "inclinación eléctrica" se consigue creando un desfase o retardo de tiempo entre señales eléctricas enviadas a, o recibidas desde, diferentes elementos de la antena. Una estación base que presenta una inclinación eléctrica de su antena se describe en el documento EP 0841827.

Diferentes operadores presentan generalmente diferentes requisitos de inclinación, lo que también hace más problemática la compartición de antenas. Obviamente, si dos operadores requieren diferentes ajustes de inclinación mecánica, no podrán compartir una antena.

Existen soluciones que comprenden bancos de desfasadores accionados de manera mecánica montados en la cúpula de antena y que están conectados a un conjunto de elementos de antena dispuestos como una pluralidad de antenas independientes, donde cada operador controla una antena dispuesta en la cúpula. De esta manera, un operador puede controlar la fase de sus señales sin afectar a las señales de otro operador. Esto adolece de los problemas comunes asociados con los sistemas mecánicos (pueden tener un manejo engorroso y ser poco fiables). Puesto que se hacen funcionar en el propio alojamiento de antena, deben funcionar además a altas potencias (en la transmisión) o a potencias muy bajas (en la recepción). La utilización de tales sistemas a altas potencias puede dar como resultado la generación no deseada de productos de intermodulación que pueden desensibilizar al receptor de estación base.

Existen soluciones adicionales que utilizan desfasadores eléctricos en el alojamiento de antena, pudiendo controlarse estos desfasadores de manera remota y proporcionando de ese modo un diagrama de radiación fácil de ajustar. Otro problema con este enfoque es que se aplicará cualquier desfase a todas las señales transmitidas por la antena y a todas las señales recibidas por la antena. Por lo tanto, no es posible un control independiente de la inclinación eléctrica.

El enfoque anterior para generar un ángulo variable de inclinación eléctrica puede aplicarse para modificar el diagrama de radiación en el plano horizontal, tal y como puede requerirse cuando un operador desea redirigir un haz ligeramente para ajustar la cobertura de la célula. Nuevamente se producirán los mismos problemas asociados con los desfasadores.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una interfaz de antena que pueda proporcionar un control independiente de parámetros de antena que mitiguen al menos algunos de los problemas de la técnica anterior.

Según la presente invención se proporciona un sistema de estación base según la reivindicación 1.

La invención es particularmente adecuada para combinar señales independientes de diferentes operadores, ya que cada operador no necesita conocer ninguna otra señal que no sea la suya, con el fin de controlar su diagrama de radiación. Un operador puede controlar su diagrama de radiación (ya sea su haz de recepción o su haz de transmisión) controlando la amplitud compleja (es decir, fase y/o amplitud) de las señales de componente.

Preferentemente, la amplitud compleja de las señales de componente se controla mediante un controlador vectorial (VC, vector controller), el cual es un dispositivo que manipula una señal sumando entre sí cantidades de versiones en fase o en cuadratura de la misma, decidiéndose la cantidad de cada una mediante una señal de multiplicación de banda base o de baja frecuencia que puede tener un valor negativo. De esta manera es posible un control total de la amplitud y de la fase de la salida del VC con respecto a la entrada del VC. Sin embargo, un VC que esté dispuesto para controlar, o modular, solamente la fase de una señal puede utilizarse en algunas implementaciones de la invención.

Controlar las señales de componente de esta manera permite adaptar la inclinación eléctrica del haz, en la transmisión o en la recepción, a los requisitos del operador si las señales de componente se proporcionan a un sistema de antena que presenta diversidad espacial en el eje vertical.

Asimismo, la invención también permite controlar el diagrama de radiación en el eje horizontal si las señales de componente están dispuestas para proporcionarse a un sistema de antena que presente diversidad espacial en el eje horizontal.

Los problemas de la técnica anterior, mencionados anteriormente, se evitan a través de esta invención ya que el control y el ajuste de la fase y la amplitud se realizan a potencias convenientemente bajas y se realizan en la estación base en lugar de en otra unidad o en la cúpula de antena. Sin embargo, esto significa que es probable que haya más de una conexión desde la interfaz de antena hasta la cúpula de antena, lo que requerirá una pluralidad de cables u otras guías de ondas.

Un sistema de antena adecuado para su utilización con la presente invención comprenderá normalmente un conjunto...

1. Un sistema de estación base (6) para la comunicación de señales entre un operador y una o más unidades móviles mediante un sistema de antena (7) que presenta una pluralidad de elementos de radiación, en el que:

en el que medios de división/combinación (22) y de amplificación de señal de componente (11a-d, 13a-d) están previstos entre la aplicación de la ponderación compleja a la señal de componente y la señal de componente que pasa a través de su(s) elemento(s) de radiación asociado(s),

en el que los medios de división/combinación (22) incorporan una interfaz que permite que otras estaciones base se conecten de manera simultánea al mismo sistema de antena,

estando adaptado el sistema de estación base (6) para aplicar modulación a las señales de componente, en el que la modulación es independiente de cualquier otra estación base conectada de manera que no se produce ningún efecto adverso en los diagramas de radiación de las otras estaciones base, funcionando cada estación base a una frecuencia diferente, e incluyendo además el sistema de estación base un receptor de medición (31) y un concentrador de datos (34), en el que el receptor de medición está acoplado al sistema de antena (7) y está adaptado para conmutar su entrada de manera selectiva a cualquiera de las señales que estén transmitiéndose para tomar una medición compleja de cualquier señal de componente en el sistema de antena (7) y generada en cualquier estación base conectada al sistema de antena, y para suministrar la medición a la estación base generadora a través del concentrador de datos (34) para permitir una corrección de fase de señal de componente de fase debido a cambios en la longitud del alimentador entre la estación base y la antena.

2. Una estación base según la reivindicación 1, en la que el receptor de medición está dispuesto para conmutar entre diferentes señales de componente.

3. Una estación base según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, dispuesta para aplicar las ponderaciones complejas a las señales de componente a una frecuencia de señal de componente inferior a la frecuencia de señal de componente que se suministra a la antena.

4. Una estación base según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la estación base está dispuesta para aplicar las ponderaciones complejas a las señales de componente a una frecuencia de señal de componente sustancialmente idéntica a la frecuencia de señal de componente que se suministra a la antena.

5. Una estación base según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que los medios de modulación comprenden controladores vectoriales.

6. Una estación base según la reivindicación 5, en la que los controladores vectoriales están dispuestos para controlar la fase relativa de cada señal de componente.

7. Una estación base según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en la que los controladores vectoriales están dispuestos para controlar la amplitud de la señal de componente.

8. Una pluralidad de estaciones base conectadas a un único sistema de antena, en la que cada estación base es una estación base según la reivindicación 1.

9. Una estación base según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que las señales de componente presentes en los medios de modulación tienen una potencia menor que las señales de componente radiadas por los elementos de radiación de antena.

10. Un procedimiento para controlar la dirección de un haz de transmisión generado por una antena conectada a al menos dos estaciones base, comprendiendo el procedimiento:

11. Un procedimiento según la reivindicación 10, en el que las señales generadas por la segunda estación base son independientes de las generadas por la primera estación base.

12. Un procedimiento para controlar la dirección de un haz de recepción generado por una antena conectada a al menos dos estaciones base, comprendiendo el procedimiento: