(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ（２０２）および第２のアンテナ（２０３）を、トランシーバーユニット（２０１）が備える無線周波数信号を送信及び受信するための第１のポート（２０８）に接続するとともに、該トランシーバーユニット（２０１）が備える無線周波数信号を受信するための第２のポート（２１９）に接続した基地局の構成であって、
第１のサーキュレータユニット（２０４）と、
第２のサーキュレータユニット（２０５）と、
４ポートスプリッターユニット（２０６）とを備え、
前記第１のサーキュレータユニット（２０４）は、前記トランシーバーユニット（２０１）の第１のポート（２０８）に接続された第１のポート（２０７）と、前記第１のアンテナ（２０２）に接続された第２のポート（２０９）と、前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の第１のポート（２１１）に接続された第３のポート（２１０）とを備え、
前記第１のサーキュレータユニット（２０４）は、前記第１のサーキュレータユニット（２０４）の前記第１のポート（２０７）に入力された信号を前記第１のサーキュレータユニット（２０４）の前記第２のポート（２０９）だけに出力し、前記第１のサーキュレータユニット（２０４）の前記第２のポート（２０９）に入力された信号を前記第１のサーキュレータユニット（２０４）の前記第３のポート（２１０）だけに出力し、前記第１のサーキュレータユニット（２０４）の前記第３のポート（２１０）に入力された信号を前記第１のサーキュレータユニット（２０４）の前記第１のポート（２０７）だけに出力するよう構成されており、
前記第２のサーキュレータユニット（２０５）は、前記第２のアンテナ（２０３）に接続された第１のポート（２１２）と、前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の第２のポート（２１４）に接続された第２のポート（２１３）と、第３のポート（２１５）とを備え、
前記第２のサーキュレータユニット（２０５）は、前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第１のポート（２１２）に入力された信号を前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第２のポート（２１３）だけに出力し、前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第２のポート（２１３）に入力された信号を前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第３のポート（２１５）だけに出力し、前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第３のポート（２１５）に入力された信号を前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第１のポート（２１２）だけに出力するよう構成されており、
前記４ポートスプリッターユニット（２０６）は、前記トランシーバーユニット（２０１）の前記第２のポート（２１９）に接続された第３のポート（２１７）を備え、
前記４ポートスプリッターユニット（２０６）は、前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の第１のポート（２１１）に入力された信号を前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の第２のポート（２１４）及び第３のポート（２１７）に出力し、前記第２のポート（２１４）に入力された信号を、第１のポート（２１１）及び第４のポート（２１８）に出力するよう構成されており、
さらに、副たるトランシーバーユニット（２２１）が接続されていないときは、前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の前記第４のポート（２１８）に第１の整合抵抗素子（２２０）が接続されるとともに、前記第２のサーキュレータ（２０５）の前記第３のポート（２１５）に第２の整合抵抗素子（２１６）が接続されるように構成されており、
前記副たるトランシーバーユニット（２２１）が接続されるときは、前記第２のサーキュレータユニット（２０５）の前記第３のポート（２１５）には、前記第２の整合抵抗素子（２１６）に代えて前記副たるトランシーバーユニット（２２１）が備える無線周波数信号を送信及び受信するための第１のポート（２２２）が接続されるとともに、前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の前記第４のポート（２１５）には、前記第１の整合抵抗素子（２２０）に代えて、前記副たるトランシーバーユニット（２２１）が備える無線周波数信号を受信するための第２のポート（２２３）が接続されることを特徴とする基地局の構成。
【請求項２】
前記４ポートスプリッターユニット（２０６）は、前記４ポートスプリッターユニット（２０６）の前記第２のポート（２１４）に入力された信号を２つのサーキュレータポート間の減衰を補償する程度で不等分に分割することを特徴とする請求項１に記載の基地局の構成。
【請求項３】
一方のトランシーバーユニットは音声トラヒックに適用され、他方のトランシーバーユニットはパケットデータトラヒックに適用されることを特徴とする請求項１に記載の基地局の構成。
【請求項４】
前記４ポートスプリッターユニット（２０６）は、マイクロストリップ分岐線スプリッタであることを特徴とする請求項１に記載の基地局の構成。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術の発明の分野
本願発明は基地局の構成に係り、とりわけ第１および第２のアンテナを基地局のトランシーバーユニットに接続させるための構成に関する。
【０００２】
関連技術の説明
最近の数年間に、移動無線電話の技術サービスの需要は急速に増大しており、それにつれ移動体システムにおいて使用される基地局の数も急速に増大している。特に、相対的に小さいセルと呼ばれるエリアをカバーする小型の基地局の数が増大してきている。
【０００３】
そのようなセルは、しばしばマイクロセルとかピコセルと呼ばれるが、これらは加入者密度が高いサイトで移動電話サービスを提供するのに役立つものである。
【０００４】
しかし、小型の基地局は、トラフィック密度が低い田舎などのエリアでも有効であるかもしれない。そして、小型の基地局は、移動無線電話サービスによりカバーされるエリアを増大させる費用対効果の高い解決策である。もちろん、基地局によりカバーされる地理エリアは相対的に大きくてもよい。
【０００５】
そのような基地局は１つのトランシーバーユニットと２つのアンテナを含むかもしれない。一方のアンテナは入射されるＲＦ信号を受信するためにだけ使用され、他方のアンテナは、ＲＦ信号を送信及び受信するための両方に使用される。
【０００６】
トランシーバーユニットは、受信だけを意図されたアンテナと接続される受信ポートを含んでもよい。残りのアンテナは、ＲＦ信号を送信および受信するデュープレックスポートに接続される。アンテナは、ダイバーシチを達成するために間隔をおいて配置される。そのような基地局は広く普及しており、多くのサイトで見受けられる。
【０００７】
そのような基地局が遭遇する問題は、その能力を増大させることが難しいことである。もちろん、場合によって、副たるトランシーバーユニットが結合器およびいくつかのスプリッターによって同じアンテナに接続していてもよい。しかし、これらの結合手段は相対的に高価でサイズも大きく、特に結合器がそうである。
【０００８】
従って、１つのトランシーバーユニットと２つのアンテナを装備させ、単に副たる基地局を追加することでシステムの能力を増大させることが、より実現可能なアプローチである。
【０００９】
ところで、美に敏感な都市環境においてはしばしば小型の基地局が使用される。そのような環境では、適当な基地局の設置位置を見つけることが難しい。
【００１０】
発明の要約
本願発明の目的は、より柔軟で小型の基地局の構成を達成することであり、基地局の能力をより簡単に増大させることを可能にすることである。
【００１１】
他の目的は、費用効果の高い基地局構成を得ることである。
【００１２】
これらの目的は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを有する基地局構成において達成される。これらのアンテナは、トランシーバーユニットの第１および第２のポートに接続している。前記第１のポートはデュープレックスポートであり、前記第２のポートは受信ポートである。これらの構成は、２つのサーキュレータユニットと１つの４ポートスプリッターユニットを含む。
【００１３】
第１のサーキュレータは、トランシーバーユニットのデュープレックスポートに接続された第１のポートと、第１のアンテナに接続された第２のポートと、スプリッターユニットの第１のポートに接続された第３のポートを有する。サーキュレータの送信方向は、第１のポートから第２のポートへ、第２ポートから第３のポートへ、第３のポートから第１のポートへとなっている。
【００１４】
第２のサーキュレータは、第２のアンテナと接続された第１のポートと、スプリッターユニットの第２のポートと接続された第２のポートを備えている。このサーキュレータは、その第１のポートに入力された信号がその第２のポートにだけ出力され、その第２のポートに入力された信号が第３のポートにだけ出力され、前記第３のポートに入力された信号が第２のポートにだけ出力されるように設計されている。
【００１５】
スプリッターユニットは、トランシーバーユニットの受信ポートと接続された第３のポートを備え、第１のポートに入力された信号はその第２および第３のポートから出力されるよう設計されている。その第２のポートに入力された信号は、その第１のポートおよび第４のポートに出力される。
【００１６】
これにより、簡潔で、安価で、容易にスケーラブルな配置が得られる。もし副たるトランシーバーユニットを取り付ける必要があれば、単に、そのデュープレックスポートを第２のサーキュレータの第３のポートに接続し、その受信ポートをスプリッターの第４のポートに接続すればよい。
【００１７】
一方では、もし、副たるトランシーバーユニットが全く必要でなければ、第２のサーキュレータ及びスプリッターのこれらのポートを整合抵抗素子を用いて終端すればよい。従って、このような配置は、副たるトランシーバーユニットの追加機能を備えた基地局構成を非常に低い追加費用でもって製造することを可能にする。従って、製造される基地局のタイプはより少なくなり、より大きなシリーズを達成できる。
【００１８】
好ましい実施形態において、スプリッターユニットは、第１または第２のポートに不等分に入力された信号を、２つのサーキュレータポート間での減衰を補償する程度に分割するよう設計される。これは、標準タイプのトランシーバーユニットを部分修正なしで効果的に使用することを可能にする。
【００１９】
別の好ましい実施形態において、一方のトランシーバーユニットは、音声トラフィックと他のパケットデータトラフィックに適用される。これは、基地局の大幅な変更を必要とせずに、サイトにおいて新しいサービスを移動電話システムに追加できることを意味している。
【００２０】
好ましくは、スプリッターユニットはマイクロストリップ分岐線型のスプリッターである。これは、安価な標準の構成要素を用いて上記構成を実現するものと考えてよい。
【００２１】
好ましい実施形態の説明
図１は従来技術に従った小型の基地局を図式的に示したものである。基地局１００は、第１のアンテナ１０１を備え、こらは無線信号を送信および受信するために使用されるものであり、デュープレックスアンテナと呼ばれるものであってもよい。第２のアンテナ１０２は受信アンテナとしてだけ使用される。これらのアンテナは、ダイバーシチ効果を得るために、技術として周知のいわゆるレーリーフェージングを低減するめたに、間隔をおいて配置される。
【００２２】
前記第１のアンテナはトランシーバーユニット１０４のデュープレックスポート１０３と接続される。前記第２のアンテナはトランシーバーユニット１０４の受信ポート１０５と接続される。このタイプのトランシーバーにおいては、フィルタユニットが統合されている。これは、受信ポートが帯域通過フィルタ１０６を供され、デュープレックスポートがデュープレックスフィルタ１０７を供されることを意味している。オプションで、また、送信用の電力増幅器と受信用の低雑音増幅器を統合してもよい。そのようなトランシーバーユニットは、しばしばマイクロ基地局（Ｍ−ＢＳ）と呼ばれ、アンテナを除き、基地局サイトで必要となるほとんどすべての機能を含むかもしれない。
【００２３】
副たるトランシーバーユニットを、この従来技術の構成に追加することは、複雑な作業になるであろう。少なくとも、それは２つのスプリッターと１つの結合器を含むことになる。しかし、商業用の実装においては、これは現実的ではない。代わりに、副たる基地局を普通通り設置するか、または他の選択肢として、複数のトランシーバーユニット用に設計されたフルスケールの基地局が第一に選ばれよう。
【００２４】
図２Ａは、本発明に係る小型の基地局２００ａを例示しており、たった１つのトランシーバーユニット２０１が取り付けられている。この配置は、デュープレックスアンテナとして使用される第１のアンテナ２０２と、このケースでは無線周波数信号を受信するためにだけ使用される第２のアンテナ２０３とを含む。トランシーバーユニット２０１は、図１のトランシーバーユニット１０４と同じタイプのものであってもよい。従って、それは同タイプのフィルタ（不図示）を含んでいる。
【００２５】
この構成は、さらに、第１のサーキュレータユニット２０４、第２のサーキュレータユニット２０５および４ポートスプリッターユニット２０６を含む。例えば、スプリッターユニット２０６は、マイクロストリップ分岐線型のスプリッターであってもよく、これはまた標準的な構成要素でもある。第１のサーキュレータユニット２０４は、トランシーバーユニット２０１のデュープレックスポート２０８と接続された第１のポート２０７を有し、第２のポート２０９はデュープレックスアンテナ２０２と接続され、第３のポート２１０は４ポートスプリッターユニット２０６の第１のポート２１１と接続される。サーキュレータは、周知の特性を持った標準的な構成要素である。それは、その第１のポート２０７に入力された信号が、非常に低い損失でもって第２のポート２０９にだけ出力されるように設定されている。同様に、その第２のポート２０９に入力された信号は、第３のポート２１０に出力され、第３のポート２１０に入力された信号は、第１のポート２０７に出力される。
【００２６】
前記第２のサーキュレータユニット２０５は、受信機アンテナ２０３と接続された第１のポート２１２を有しいる。第２のポート２１３は、４ポートスプリッターユニット２０６の第２ポート２１４と接続される。第３のポート２１５は、第１の整合抵抗素子２１６と接続される。前記第２のサーキュレータは、第１のポート２１２に入力された信号が第２のポート２１３だけに出力されるように設定される。同様に、その第２のポート２１３に入力された信号は、第３のポート２１５に出力され、第３のポート２１５に入力された信号は、第１のポート２１２に出力される。
【００２７】
４ポートスプリッターユニット２０６は、それ自体は周知の技術であるが、そのポートのうちの１つに入力された信号は他の２つポートに出力されるように設計されている。このケースにおいて、もし信号がその第１のポート２１１に入力されるならば、この信号は第２のポート２１４および第３のポート２１７に分割されて出力される。もしそれらの２つのポート２１４及び２１７が、基地局の構成と整合した方法でもって接続しているならば、反射は全く生じず、その結果、この信号のエネルギーは第４のポート２１８に出力されることはない。同様に、もし信号が第２のポート２１４に入力されるならば、この信号は分割されて第１のポート２１１および第４のポート２１８に出力される。４ポートスプリッターユニット２０６の第３のポート２１７は、トランシーバーユニット２０１の受信入力２１９と接続される。
【００２８】
上記の創意に富んだ構成において、もし信号がトランシーバーユニット２０１のデュープレックスポート２０８から送信されるならば、それは第１のサーキュレータユニット２０４の第１のポート２０７に結合される。従って、それは第１のサーキュレータ２０４の第２のポート２０９に出力され、第１のアンテナ２０２に結合され、それがエアインタフェースに送信される。
【００２９】
もし第１のアンテナ２０２で無線周波数信号が受信されるならば、それは第１のサーキュレータユニット２０４の第２のポート２０９に入力される。その結果、この信号はこのサーキュレータユニット２０４の第３のポート２１０に出力される。そして、信号はスプリッターユニット２０６の第１のポート ２１１で結合されるので、信号は分割されスプリッターの第２のポート２１４および第３のポート２１７に出力される。スプリッターユニット２０６の第２のポート２１４に出力された信号は、第２のサーキュレータユニット２０５の第２のポートに入力される。従って、第２のサーキュレータユニット２０５の第３のポート２１５に出力され、第１の整合抵抗素子２１６によって終端される。スプリッターユニット２０６の第３のポート２１７に出力される信号は、トランシーバーユニット２０１の第２のポート２１９に入力される。
【００３０】
もし第２アンテナ２０３で無線周波数信号が受信されるならば、それは第２のサーキュレータユニット２０５の第１のポート２１２に入力される。この信号は、その結果、このサーキュレータユニット２０５の第２のポート２１３に出力される。そして、信号は、スプリッターユニット２０６の第２のポート２１４に結合され、このスプリッターの第１のポート２１１および第４のポート２１８に分割されて出力される。スプリッターユニット２０６の第１のポート２１１に出力された信号は、第１のサーキュレータユニット２０４の第３のポート２１０に入力される。従って、トランシーバーユニット２０１のデュープレックスポート２０８と接続される第１のサーキュレータユニット２０４の第１のポート２０７に出力される。スプリッターユニット２０６の第４のポート２１８に出力される信号は、第２の整合抵抗素子２２０によって終端される。
【００３１】
図２Ａにおいて示されるように、アンテナ２０２、２０３でそれぞれ受信されたエネルギーの一部は、抵抗素子２１６、２２０において消費される。これは、一見すると、図１において説明された従来技術のシステムに比べて欠点であるように見えるかもしれない。しかし、この損失を補償することは難しいことではなく、例えば、トランシーバーユニットの信号処理能力を増大させればよいのである。普通、基地局はバッテリーに依存していないので、この信号処理のために必要となる余分な電力は容易に提供されうる。
【００３２】
図２Ｂは本発明に係る小型の基地局を例示しており、２つのトランシーバーユニット２０１、２２１が取り付けられている。前記第１のトランシーバーユニット２０１は、図２Ａに関連して上述されたユニットであってもよい。明瞭にする理由で、このユニットを主たるトランシーバーユニットと呼ぶことにする。副たるトランシーバーユニットと呼ぶことが可能な第２のトランシーバーユニット２２１もシステムに適用される。
【００３３】
これらのトランシーバーユニットは同種または異種のタイプあってもよい。例えば主たるトランシーバーユニット２０１は音声トラフィックに適用され、第２のトランシーバーユニット２２１もまた音声トラフィックに適用されてもよく、この場合、システムの能力を増大させるために使用されることになろう。しかし、それはまた、パケットデータ通信に適用されてもよく、この場合は、新しいサービスをシステムに追加することができる。これは、特に、音声トラフィックとパケットデータトラフィックとが移動システムによって別々に処理されるようなシステムで有効である。
【００３４】
副たるトランシーバーユニット２２１が、本発明に係る構成に接続しているときは、デュープレックスポートである第１のポート２２２は、第２のサーキュレータ２０５の第３のポート２１５に接続される。第２の受信ポートであるポート２２３は、スプリッターユニット２０６の第４のポート２１８と接続される。図２Ａにおいて示された抵抗素子２１６、２２０の接続は、それぞれポート２１５及び２１８とから切り離される。
【００３５】
図２Ａの抵抗素子２１６、２２０において終端されていた信号エネルギーは、代わりに、副たるトランシーバー２２１の受信ポートに入力される。さらに、副たるトランシーバーユニットは、デュープレックスポート２２２に出力される信号を送信できる。これらの信号は第２のサーキュレータ２０５の第３のポート２１５に入力されて、第２のアンテナ２０３へ出力すべく、サーキュレータ２０５の第１のポート２１２に出力される。このケースにおいて、両方のアンテナ２０２、２０３はデュープレックスアンテナとして動作する。
【００３６】
好ましい実施形態において、スプリッターユニット２０６は不等分にエネルギーを分割するようにされている。例えば、信号がスプリッターの第１のポート２１１に入力されると、第３のポート２１７に比べ、エネルギーの大半の部分は第２のポート２１４に出力される。これは、第２のサーキュレータ２０５を通過する際に、第２のポート２１４に出力される信号に影響を及ぼす減衰を補償するために使用される。従って、好ましくは、スプリッターユニット２０６の第３のポート２１７と、第２のサーキュレータユニット２０５の第３のポート２１５とにおける信号強度がそれぞれ等しくなるようにスプリッターユニット２０６が設計される。これは、スプリッターユニット２０６の第２のポート２１４に入力された信号にも、同じ方法があてはまるはずである。
【００３７】
本願発明およびその利点が詳細に説明されたが、添付の請求項により定義されるような発明の思想と範囲を逸脱することなく、様々な置換、代用、および変更が可能であることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は従来技術における小型の基地局を例示した図である。
【図２Ａ】  図２Ａは、１つのトランシーバーユニットが取り付けられた本発明に係る小型の基地局を例示する図である。
【図２Ｂ】  図２Ｂは、２つのトランシーバーユニットが取り付けられた本発明に係る小型の基地局を例示する図である。
【図１】
0004082654.tif 000002
【図２Ａ】
0004082654.tif 000003
【図２Ｂ】
0004082654.tif 000004