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Dokumentenidentifikation DE69518391T2 15.03.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0714572
Titel KOMMUNIKATIONSSYSTEM
Anmelder Philips Electronics UK Ltd., Croydon, GB;
Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven, NL
Erfinder CLARKE, Ian McCulloch, Stockport SK12 2DW, GB
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69518391
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.05.1995
EP-Aktenzeichen 959168170
WO-Anmeldetag 16.05.1995
PCT-Aktenzeichen IB9500360
WO-Veröffentlichungsnummer 9535601
WO-Veröffentlichungsdatum 28.12.1995
EP-Offenlegungsdatum 05.06.1996
EP date of grant 16.08.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2001
IPC-Hauptklasse H04B 7/15
IPC-Nebenklasse H04H 3/00   H04J 14/06   H04N 7/20   H04Q 7/36   

Beschreibung[de]
Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem und insbesondere aber nicht ausschließlich auf ein Vielkanal-Video-Verteilsystem, das bei Frequenzen der Größenordnung von 40 GHz funktioniert.

In der vorliegenden Beschreibung wird mit der Bezeichnung "Frequenzen" und "verschiedenen Frequenzen" gemeint, dass es sich dabei um Signale mit verschiedenen Frequenzen aber der gleichen Polarisation handelt, sowie um Signale mit derselben Frequenz aber mit verschiedenen Polarisationen, beispielsweise vertikal oder horizontal.

Stand der Technik

Video-Verteilsysteme, die mit solchen Frequenzen arbeiten sind im Wesentlichen Sichtlinienübertragungen und in den Fällen, wo sie erdgebunden sind, ist es notwendig, mit regelmäßigen Intervallen Wiederholungsstationen vorzusehen. Ein Nachteil dabei ist, dass es an Stellen, wo ein Empfänger zwei oder mehr Übertragungen empfängt, Intersymbolinterferenzprobleme (ISI) geben wird, es sei denn, das dass die gewünschte Übertragung um einen Betrag von 20 dB größer ist als die unerwünschte Übertragung.

Ein Verfahren zur Verringerung des ISI-Problems ist ein geographisches Gebiet in eine Anzahl Zellen aufzuteilen, die durch Sender definiert werden, die auf verschiedenen Frequenzen arbeiten. Um ISI-Probleme zu vermeiden arbeiten nicht zwei benachbarte Zellen auf derselben Frequenz. Im Bereich der Telekommunikation sind Frequenz-Wiederverwendungsschemen bekannt, wobei der Abstand zwischen zwei Zellen, die mit derselben Frequenz arbeiten, groß genug ist, dass gegenseitige Interferenz minimal ist. Ein Nachteil solcher Schemen ist, dass eine relativ große An zahl verschiedener Frequenzkanäle verfügbar sein müssen, damit eine befriedigende Deckung einer großen geographischen Gebietes geschaffen wird.

Ein Frequenz-Wiederverwendungsschema, bei dem nur vier Frequenzen benutzt werden, ist in WO-A-92/22148 beschrieben. Dieses Schema aber schafft nur Deckung für einen Block von sechzehn benachbarten Zellen, die zu einem Gitter von vier zu vier Zellen gegliedert sind. Das Schema erfordert die Zuordnung zusätzlicher Frequenzen zur Vermeidung von Problemen mit ISI, wenn ein Dienst, bei dem mehrere Blöcke von sechzehn Zellen erforderlich sind, implementiert wird.

Beschreibung der Erfindung

Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Anzahl erforderlicher Frequenzen zu minimieren.

Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Funk-Kommunikationssystem geschaffen, das eine Anzahl Richtfunkfrequenz-Signalfortpflanzungsmittel aufweist, die je eine Zelle definieren, mit dem Kennzeichen, dass die genannten Zellen als eine Anzahl Paare benachbarter Reihen gegliedert sind, wobei jede Reihe dieselbe Wiederholungsfolge von vier Fortpflanzungsmitteln aufweist, die erste, zweite, dritte bzw. vierte Signale übertragen, dass die Folgen in aufeinanderfolgenden Paaren benachbarter Reihen um eine Zelle versetzt sind, und dass diagonal gegliederte Paare der genannten Fortpflanzungsmittel in jedem Paar benachbarter Reihen Signale übertragen mit denselben Frequenzen und mit denselben Polarisationen.

Eine Basisstation zur Verwendung in dem Kommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung kann durch Übertragungsmittel und erste und zweite nahezu entgegengesetzt gerichtete, mit den Übertragungsmitteln gekoppelte Signalfortpflanzungsmittel gekennzeichnet sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Verwendung gerichteter Signalfortpflanzungsmittel ein Frequenzneuverwendungsschema möglich ist, das nicht mehr als vier Frequenzkanäle hat und wobei diagonal benachbarte Zellen auf derselben Frequenz arbeiten, unter der Bedingung aber, dass deren Fortpflanzungsrichtungen einander entgegengesetzt sind und die Rückstrahl dämpfung der Fortpflanzungsmittel einen minimalen Pegel übersteigt. Geeignete Richtsignalfortpflanzungsmittel können eine 64º Hornantenne mit einer Rückstrahldämpfung von 28 dB und mit einer Seitenkeule von 17 dE bei 90º haben. Obschon nur 4 verschiedene Signalkanäle benutzt werden, wird eine sehr nahe liegende Wiederholung von vier Zellen mit gleicher Frequenz und gleicher Richtung erreicht, d. h. der Abstand von dem Störer entspricht dem fünffachen Abstand von dem erwünschten Signal und ergibt ein Träger(C)-zu-Interferenz(I)-Verhältnis gleich 14 dB. Die 4 verschiedene Signalkanäle können 4 verschiedene Frequenzen mit derselben Polarisation, beispielsweise alle vertikal oder alle horizontal, oder 2 verschiedene Frequenzen, die je mit einer der zwei vorbestimmten Polarisationen, beispielsweise horizontal oder vertikal übertragen werden, aufweisen. Im letzteren Fall können die vertikal polarisierten Signale mit einer geringeren Leistung übertragen werden als die horizontal polarisierten Signale, um die Dämpfungseffekte von Regen auf die Zellengröße, wenn mit mm-Wellenlängen gearbeitet wird, auszugleichen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm mit einem Beispiel des Frequenzwiederverwendungsschemas, angewandt bei dem Kommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm des Kommunikationssystems.

In der Zeichnung sind dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung entsprechender Elemente verwendet worden.

Art und Weise der Durchführung der Erfindung

In Fig. 1 stellt das Diagramm des Frequenzwiederverwendnungsschemas der Bequemlichkeit halber jede Zelle quadratisch dar, aber in Wirklichkeit würde jede Zelle nahezu kreisförmig sein. Es sind vier Signalkanäle A, B, C und D vorgesehen. Das Diagramm umfasst eine Matrix von Reihen R1 bis R12 und Spalten V1 bis V12. Jede Reihe umfasst eine sich wiederholende Folge der Signalkanäle A, B, C und D. Das Diagramm kann als Paare benachbarter Reihen betrachtet werden, wobei die geradzahligen Reihen um eine Zelle gegenüber den benachbarten Reihen mit einer niedrigen Nummer versetzt sind. Der Versatz in wechselnden Paaren benachbarter Reihen ist einander entgegengesetzt. Insbesondere werden die Versätze durch die Spalten V1 bis V12 definiert. Durch Untersuchung sei bemerkt, dass die Spalten sich in sich wiederholenden Gruppen von 4 befinden, wobei jeweils zwei Spalten nicht den gleichen Versatz haben. In dem dargestellten Beispiel sind die vier ersten Eingaben in den Spalten V1 bis V4: A,B,C,D; B,A,C,D; C,B,D,A und D,C,A,B; diese Folgen wiederholen sich nicht nur in der Abwärtsrichtung der Spalten, sondern auch in den Spalten V5 bis V8 und V9 bis V12. Damit Interferenz minimiert wird, sind gerichtete Signalfortpflanzungsmittel, beispielsweise Hornantennen, Rücken-an-Rücken vorgesehen um ihre Strahlung nach außen von einem gemeinsamen Punkt aus über einander diametral gegenüberliegende Strecken zu richten, die sich in einem Winkel von fünfundvierzig Grad zu den rechtwinkligen Richtungen der Reihen und Spalten erstrecken. Es wurde gefunden, dass eine 64 Grad Hornantenne mit einer Rückstrahldämpfung von 28 dB und mit einer Nebenkeule bei 90 Grad von 17 dB imstande ist, die Interferenzstrahlung von den Rücken-an-Rücken vorgesehenen Signalfortpflanzungsmitteln, die auf derselben Kanalfrequenz arbeiten, auf einem tolerierbaren Pegel zu halten.

Untersuchung der Fig. 1 von einem Gesichtspunkt der Interferenz aus gesehen, zeigt, dass in der Reihen- und Spaltenrichtung alle 5 Zellen Kofrequenz- und Korichtungswiederholungen auftreten und in einer diagonalen Richtung solche Wiederholungen ebenfalls alle 5 Zellen auftreten. Das Träger(C)-zu-Interferenz(I)- Verhältnis entspricht 14 dB, d. h.:

C/I = 14 dB.

In Fig. 2, die zur Erläuterung eine Installation für die Zellen an den Diagrammpositionen RIV1 und R2V2 liegen, die einen gemeinsamen Berührungspunkt S1 (Fig. 1) haben. Der Sender TxA ist mit Signalfortpflanzungsmitteln SPA1, SPA2 gekoppelt, die durch Rücken-an-Rücken vorgesehene 64 Grad Hornantennen der oben genannten Art gebildet werden.

Es ist ein Gebäude 10 dargestellt, liegend in der Zelle, die durch die Signalfortpflanzungsmittel SPA2 definiert ist. Eine Empfangsantenne ANT in Kombination mit einem Funkfrequenzempfangsumsetzer befindet sich auf dem Dach oder an einer anderen geeigneten Stelle des Gebäudes und ist mit einem Empfangsgerät Rx verbunden, das einen Fernsehempfänger umfassen kann. Die Empfangsantenne ANT umfasst üblicherweise eine Reflektorantenne, bemessen zum Einhalten der erforderlichen Richtwirkung, wobei eine derartige Antenne einen Durchmesser zwischen 100 mm und 200 mm haben kann.

Die Signalkanäle können 4 verschiedene Frequenzen mit der gleichen Polarisation haben, beispielsweise vertikal oder horizontal, oder zwei verschiedene Frequenzen, die je zwei Polarisationen haben, beispielsweise vertikal oder horizontal. Ein Vorteil zweier Frequenzen gegenüber 4 Frequenzen ist die Einsparung an Spektrum. Ein anderer Faktor, der berücksichtigt werden soll, wenn mit mm-Frequenzen mit zwei verschiedenen Polarisationen gearbeitet wird, ist eine andere Dämpfung von Signalen durch das Vorhandensein von Regentropfen und um diesen Effekt auf die effektive Zellengröße zu überwinden, werden Sender, die vertikal polarisierte Signale erzeugen, mit einer niedrigeren Leistung betrieben als diejenigen, die horizontal polarisierte Signale erzeugen.

Aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung dürften dem Fachmann andere Abwandlungen klar werden. Solche Abwandlungen können andere Merkmale aufweisen, die bereits im Entwurf, bei der Herstellung und im Gebrauch von zellenweise aufgebauten Kommunikationssystemen und Elementen derselben bekannt sind und die statt der bereits hier beschriebenen Merkmale oder zusätzliche zu denselben benutzt werden.

Industrielle Anwendung

Frequenzwiederverwendungsschema für ein zellenweise aufgebautes Kommunikationssystem, wie ein Vielkanal-Video-Verteilsystem.


Anspruch[de]

1. Funk-Kommunikationssystem geschaffen, das eine Anzahl Richtfunkfrequenz-Signalfortpflanzungsmittel (SPA1) aufweist, die je eine Zelle definieren, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zellen als eine Anzahl Paare benachbarter Reihen (R1, R2) gegliedert sind, wobei jede Reihe dieselbe Wiederholungsfolge von vier Fortpflanzungsmitteln aufweist, die erste, zweite, dritte bzw. vierte Signale übertragen, dass die Folgen in aufeinanderfolgenden Paaren benachbarter Reihen (R1, R2; R3, R4) um eine Zelle versetzt sind, und dass diagonal gegliederte Paare der genannten Fortpflanzungsmittel (SPA1, SPA2) in jedem Paar benachbarter Reihen Signale übertragen mit denselben Frequenzen und mit denselben Polarisationen.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte diagonale Paar von Signalfortpflanzungsmitteln (SPA1, SPA2) in einem Paar benachbarter Reihen (R1, R2) rechtwinklig sind gegenüber denen in einem angrenzenden Paar benachbarter Reihen (R3, R4).

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Signal und das dritte bzw. vierte Signal orthogonale Polarisationen der ersten und zweiten Frequenzen aufweisen.

4. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten orthogonalen Polarisationen vertikal bzw. horizontal sind und dass die vertikal polarisierten Signale mit einer geringen Leistung fortgepflanzt werden als die horizontal polarisierten Signale.

5. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Signalfortpflanzungsmittel (SPA1) eine Hornantenne aufweist.

6. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Signalfortpflanzungsmittel (SPA1) eine vierundsechzig Grad Hornantenne mit einer Rückstrahldämpfung von 28 dB und mit einer Seitenkeule bei neunzig Grad von 17 dB.

7. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Signal und das dritte und vierte Signal orthogonale Polarisationen erster bzw. zweiter Frequenzen aufweisen.

8. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten orthogonalen Polarisationen vertikal bzw. horizontal sind und dass die vertikal polarisierten Signale mit einer niedrigeren Leistung fortgepflanzt werden als die horizontal polarisierten Signale.

9. Basisstation zum Gebrauch bei dem Kommunikationssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Übertragungsmittel (TxA), wobei erste und zweite nahezu entgegengesetzt gerichtete Signalfortpflanungsmittel (SPA1, SPA2) mit den Übertragungsmitteln (TxA) gekoppelt sind.







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