專利名稱：蜂窩移動電信系統的中繼裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于蜂窩移動電信系統的中繼(repetition)裝置，把移動電信服務擴展到隧道內。更具體地說，本發明涉及用于在具有高度彎曲和較長長度的隧道內提供電信服務的中繼裝置。
圖1示出了使用碼分多址(CDMA)技術的傳統蜂窩系統。如圖1所示，傳統蜂窩系統包括向用戶提供呼叫服務的移動電話(MT)10；通過射頻信號向移動電話提供呼叫服務的基站(BS)20；用于把基站20連接到另一個移動交換中心(MSC)40的移動交換中心(MSC)30；和公共交換電話網(PSTN)50。
當移動電話處于盲區(shadow area)如建筑物后面或隧道內時，射頻信號不能到達移動電話。因此，在盲區無法得到呼叫服務。
中繼裝置是一種用于在盲區向移動電話提供電信服務如呼叫服務的設備。中繼裝置放大從基站或移動電話接收的射頻信號，然后把放大的信號分別發送到移動電話或基站。
公知的中繼裝置包括增強器(booster)，增強器接收射頻信號，并在放大后通過天線發送接收的信號。但是，從天線發送的信號不能到達具有高度彎曲和較長長度的隧道內，從而隧道內仍然是盲區。
圖2示出了一個現有技術的中繼裝置，它使用漏泄同軸電纜在隧道100內向盲區提供電信服務。
如圖所示，中繼裝置包括位于離隧道100一個入口(點a)一定距離處的第一天線110，用于接收和發送射頻信號。第一中繼器120被連接到第一天線110，漏泄同軸電纜140被設置在隧道100內并且其一端通過第一饋線130連接到第一中繼器120。第二天線150位于隧道100另一側距入口(點d)一定距離處，用于接收和發送射頻信號。第二中繼器160被連接到第二天線150，第二饋線170把第二中繼器連接到漏泄同軸電纜140的另一端。
漏泄同軸電纜140把從天線110和150接收的射頻信號發送到隧道100內的移動電話。漏泄同軸電纜140也從移動電話接收射頻信號并經過中繼器120和160把它們傳輸到天線110和150。
如果隧道長度不太長，天線和中繼器可以只位于隧道一側。否則，如果隧道長度太長從而無法在隧道內任何地方接收到射頻信號，則在隧道兩側都要建立中繼器。
移動臺接收的射頻信號的功率必須至少等于向移動電話提供電信服務所需的最小值。最小值典型數值為-85dBm。此最小值能夠被用于計算蜂窩系統的覆蓋范圍在隧道內延伸的距離。
例如，假定·在點a測得的射頻信號強度為-75dBm，·第一天線的增益為13dB，·第一中繼器的增益為90dB，·當漏泄同軸電纜的安裝高度為3m時從電纜到移動電話的損耗為-60dB，以及·根據長度漏泄同軸電纜的衰減每100m為-5dBm。
在長度為1km的漏泄同軸電纜的端點測得的射頻信號的強度為-82dBm。第一天線和第一中繼器的覆蓋距離為1050m，在該點接收的信號強度等于最小值-85dBm。
另外，假定·在點b測得的射頻信號強度為-80dBm，·第二天線的增益為13dB，·第二中繼器的增益為90dB，·當漏泄同軸電纜的安裝高度為3m時從電纜到移動電話的損耗為-60dB，·根據長度漏泄同軸電纜的衰減每100m為-5dBm。
在長度為1km的漏泄同軸電纜的端點測得的射頻信號的強度為-87dBm。第二天線和第二中繼器的覆蓋距離為1025m，導致總覆蓋距離為2075m。
因此，如果隧道長度超過1075m，位于隧道中心附近的移動電話則不能從漏泄同軸電纜接收到具有足夠強度的射頻信號。結果，當正在呼叫的電話移動到隧道中心時，呼叫將會被掉線。
在整個說明書中，除非上下文需要，否則，詞語“包括”將被理解為隱含包括說明的整數或整數組，但是不排除任何其他整數或整數組。
本發明的目的是提供一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，用于通過將漏泄同軸電纜與內部天線結合擴展覆蓋距離。
根據本發明的第一方面，提供一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，用于通過射頻(RF)信號向隧道內的移動臺提供服務，該裝置包括設置在隧道外的第一天線；連接到所述第一天線的中繼器；設置在隧道內并經饋線連接到所述中繼器的漏泄同軸電纜；設置在隧道內并連接到所述漏泄同軸電纜一端的第二天線，漏泄同軸電纜和第二天線在隧道內發送并接收RF信號。
優選地，所述第二天線被設置在一個位置，在該位置，從所述漏泄同軸電纜發送的RF信號的功率電平對應于向移動臺提供服務所需的最小值。
優選地，該最小值為-85dBm。
優選地，漏泄同軸電纜安裝在隧道內，使其開始點與從所述第二天線發送的RF信號的功率電平對應于最小值的一點大致相當。
優選地，所述第二天線包括八木(Yagi)天線。
根據本發明的第二方面，提供一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，用于通過射頻(RF)信號向隧道內的移動臺提供服務，該裝置包括第一天線和第二天線，第一天線設置在隧道的第一端外，第二天線設置在隧道的第二端外；分別連接到第一天線和第二天線的第一中繼器和第二中繼器；設置在隧道內與其第一端相鄰并通過第一饋線連接到第一中繼器的第一漏泄同軸電纜；設置在隧道內與其第二端相鄰并通過第二饋線連接到第二中繼器的第二漏泄同軸電纜；設置在隧道內并連接到所述第一漏泄同軸電纜的一端的第三天線；和設置在隧道內并連接到所述第二漏泄同軸電纜的一端的第四天線，第一及第二漏泄同軸電纜和第三以及第四天線在隧道內發送并接收RF信號。
優選地，所述第三和第四天線的位置分別設置在某位置處，在該位置，從所述第一和第二漏泄同軸電纜發送的RF信號的功率電平對應于向移動臺提供服務所需的最小值。
優選地，最小值為-85dBm。
優選地，第一和第二漏泄同軸電纜安裝在隧道內，使其開始點與從所述第一和第二天線發送的RF信號的功率電平分別對應于最小值的一點大致相當。
優選地，所述第三和第四天線各包括八木天線。
下面將參照其兩個實施例以及附圖來描述本發明，附圖中圖1示出了使用CDMA技術的傳統蜂窩系統；圖2示出了現有技術的中繼裝置；圖3示出了根據本發明第一優選實施例的中繼裝置；圖4示出了根據本發明第二優選實施例的中繼裝置；及圖5示出了安裝本發明中繼裝置的方法的流程圖。
第一實施例示于圖3中，第一實施例是關于設置在隧道200一端的用于蜂窩移動電信系統的中繼裝置。
如圖3所示，第一實施例的中繼裝置包括設置在距隧道200的一個入口(點A)一定距離處的第一外部天線210，用于接收和發送射頻信號。第一中繼器220被連接到第一外部天線210。第一漏泄同軸電纜240被設置在隧道200內，并通過第一饋線230連接到第一中繼器220。第一漏泄同軸電纜240在距隧道200的入口(點A)一定距離處(點B)連接到第一饋線230。第一內部天線250被設置在第一漏泄同軸電纜240的另一端(點C)。
第一外部天線210從基站接收射頻信號。第一中繼器220放大接收的信號，并通過第一饋線230將其發送到第一漏泄同軸電纜240。第一漏泄同軸電纜240在隧道200內發送放大的信號，并向第一內部天線250提供一部分信號。第一內部天線250根據其增益值放大該射頻信號，并在隧道200內發送該信號。在該實施例中，第一內部天線250是一個八木天線。
如果移動電話接收電信服務所需的接收功率最小值為-85dBm，則中繼裝置的覆蓋距離能夠被測量。假定如下參數·點B與點A的距離50m，在點A和點B測量的射頻信號強度為-75dBm和-85dBm，·第一外部天線的增益為13dB，·第一中繼器的增益為90dB，·當漏泄同軸電纜安裝高度為3m時電纜到移動電話的損耗為-60dB，·根據長度，漏泄同軸電纜每100m的衰減為-5dB。
沒有第一內部天線250時，在長度為1km的第一漏泄同軸電纜的端部(點C)測量的射頻信號強度為-82dBm。
假定第一內部天線250增益為10dB，第一內部天線250在適當位置時，在點C測量的射頻信號強度為-72dBm。
第一內部天線250處于適當位置，中繼裝置的覆蓋距離為1300m，第一漏泄同軸電纜240和第一內部天線250的覆蓋距離分別為950m和350m。
為了在隧道200內盡可能遠處提供電信服務，第一漏泄同軸電纜240被放置在距入口(點A)盡可能遠處。運根據點B確定，沒有漏泄同軸電纜240時在隧道內測量的點B處的射頻信號強度達到最小值-85dBm。
第二實施例示于圖4中。與第一實施例中相同的標號被用于表示類似的部件。第二實施例也是關于蜂窩移動電信系統的中繼裝置。假定第二實施例中的隧道200足夠長并且彎曲，并且僅在隧道一端使用中繼器無法在隧道內達到足夠的覆蓋范圍。因此，第二實施例是關于在隧道200兩端都使用中繼器的中繼裝置。
如圖4所示，該實施例的中繼裝置還包括位于距隧道200另一端(點F)一定距離處的第二外部天線310，用于接收和發送射頻信號。第二中繼器320被連接到第二外部天線310。第二漏泄同軸電纜340被設置在隧道200內，并通過第二饋線330連接到第二中繼器320。第二內部天線350被設置在第二漏泄同軸電纜340的遠端(點E)。第二天線310、第二中繼器320、第二漏泄同軸電纜340、和第二內部天線以類似于第一實施例相關描述的方式配置。第二內部天線350包括八木天線。
類似于第一實施例中所描述的方式，如果為了向移動電話提供電信服務而假定移動電話接收的射頻信號強度最小值為負85dBm，則第二實施例的中繼裝置的覆蓋距離能夠被計算如下。首先，假定與上述第一實施例相關描述相同的參數，第一中繼器220、第一漏泄同軸電纜240和第一內部天線250的覆蓋距離與在第一實施例中計算的相同，即，1300米。另外假定·在點F和E測量的射頻信號強度分別為80dBm和-85dBm，點E距點F25m，·第二外部天線的增益為13dB，·第二中繼器的增益為90dB，·當漏泄同軸電纜安裝高度為3m時電纜到移動電話的損耗為-60dB，
·根據長度，漏泄同軸電纜的損耗每100m為-5dB。
如果沒有第二內部天線350，則在長度為0.9km的第二漏泄同軸電纜340端部(點D)測量的射頻信號強度為-82dBm。
如果安裝了第二內部天線350，假定第二內部天線350的增益為10dB，則在點D測量的射頻信號強度為-72dBm。第二中繼器320、第二漏泄同軸電纜340和第二內部天線350的覆蓋距離為1225m，包括第二漏泄同軸電纜340和第二內部天線350的覆蓋距離，它們分別為875m和350m。
結果，第二實施例的中繼裝置的總覆蓋距離為2525m，這足以在長度為2500或更短的隧道內提供電信服務。而且，能夠使信號電平在隧道內維持在最小值-85dBm之上。
圖5是一個流程圖，示出了根據第一或第二實施例安裝中繼裝置的一種方法。
第一步驟是確定隧道的內部無線電狀態。這可通過測量基站發送的射頻信號強度、來自基站的導頻信號強度和移動電話發送的射頻信號強度來實現。信號強度在入口處和隧道內接近入口處被測量并記錄。最好在兩個入口都這樣做，即使隧道長度允許只在一個入口使用中繼器。如果隧道允許只在一個入口使用中繼器，最好選擇兩個入口中具有射頻特性較好的一個入口。
隧道的長度、高度和寬度也要確定，它們可用于確定如何在隧道內安裝饋線和漏泄同軸電纜。
兩個入口中最好的一個被確定后，外部天線和中繼器被安裝在距選擇的入口一定距離處的位置。當兩個入口都需要中繼器時，安裝兩個外部天線和兩個中繼器，在每一個入口安裝其中的一個。如圖2中的步驟s120所示。
接下來，在步驟s130，在隧道內對每一個中繼器安裝一個漏泄同軸電纜。每一個漏泄同軸電纜在隧道內一點開始被安裝，在該點，在步驟s110測量的射頻信號強度對應于提供電信服務所需的最小值(例如，-85dBm)。根據每單位長度的衰減特性，漏泄同軸電纜具有一個長度，從而對于天線和中繼器的給定增益來說，從漏泄同軸電纜末端接收的射頻信號強度將對應于最小值。
通常，漏泄同軸電纜被安裝在隧道的天花板中央。但是，隧道越高，從漏泄同軸電纜到移動電話的衰減越大。例如，如果隧道高度被減半，損耗減少6dB。
在某些環境下，如果隧道高度太高，最好把漏泄同軸電纜安裝在隧道的側壁上。但是，如果漏泄同軸電纜被安裝在隧道的側壁上，則必須考慮隧道的寬度是否太寬而導致射頻信號不能從漏泄同軸電纜到達隧道的另一個側壁。在這種情況下，有必要把漏泄同軸電纜安裝在天花板中央。
接下來，在步驟s140，漏泄同軸電纜通過饋線被連接到中繼器。
最后，在步驟s140，內部天線被安裝在漏泄同軸電纜末端。
通過向中繼裝置供電進行最后的檢查。然后，中繼器向漏泄同軸電纜和內部天線發送射頻信號。沿隧道長度進行測量，確定射頻信號是否足夠強。如果測量顯示有些區域接收的信號強度低于最小值，則最好增加中繼器的增益直到盲區消失。
如實施例中所描述，本發明提供一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，它通過將漏泄同軸電纜與內部天線結合來擴展覆蓋距離。
應當理解，本發明的范圍不局限于上述具體的實施例。
權利要求
1.一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，用于通過射頻信號(RF)在隧道內向移動臺提供服務，該裝置包括設置在隧道外的第一天線；連接到所述第一天線的中繼器；設置在隧道內并經一饋線連接到所述中繼器的漏泄同軸電纜；及設置在隧道內并連接到所述漏泄同軸電纜一端的第二天線，漏泄同軸電纜和第二天線在隧道內發送并接收RF信號。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第二天線被設置在一個位置，在該位置，所述漏泄同軸電纜發送的RF信號的功率電平對應于向移動臺提供服務所需的最小值。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中最小值為-85dBm。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其中漏泄同軸電纜安裝在隧道內，使其開始點與從所述第二天線發送的RF信號的功率電平對應于最小值的一點大致相當。
5.根據上述權利要求中的任意一項所述的裝置，其中所述第二天線包括八木(Yagi)天線。
6.一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，用于通過射頻信號(RF)在隧道內向移動臺提供服務，該裝置包括第一天線和第二天線，第一天線設置在隧道的第一端外，第二天線設置在隧道的第二端外；分別連接到第一天線和第二天線的第一中繼器和第二中繼器；設置在隧道內與其第一端相鄰并通過第一饋線連接到第一中繼器的第一漏泄同軸電纜；設置在隧道內與其第二端相鄰并通過第二饋線連接到第二中繼器的第二漏泄同軸電纜；設置在隧道內并連接到所述第一漏泄同軸電纜的一端的第三天線；和設置在隧道內并連接到所述第二漏泄同軸電纜的一端的第四天線，第一及第二漏泄同軸電纜和第三以及第四天線在隧道內發送并接收RF信號。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述第三和第四天線的位置分別設置在某位置處，在該位置，從所述第一和第二漏泄同軸電纜發送的RF信號的功率電平對應于向移動臺提供服務所需的最小值。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中最小值為-85dBm。
9.根據權利要求7或8所述的裝置，其中第一和第二漏泄同軸電纜安裝在隧道內，使其開始點分別與從所述第一和第二天線發送的RF信號的功率電平對應于最小值的一點大致相當。
10.根據權利要求6到9中的任一權利要求所述的裝置，其中所述第三和第四天線各包括八木天線。
11.一種蜂窩移動電信系統的中繼裝置，用于通過射頻信號(RF)在隧道內向移動臺提供服務，如參考附圖中的圖3和5或圖4和5所述。
全文摘要
一種通過將漏泄同軸電纜和內部天線結合而在具有高度彎曲和較長長度的隧道內提供電信服務的中繼裝置。漏泄同軸電纜向隧道內從基站接收的信號強度低于電信服務所需最小值的位置提供電信服務。內部天線被安裝在漏泄同軸電纜的末端,并在隧道內從漏泄同軸電纜接收的信號強度低于電信服務所需最小值的位置提供電信服務。
文檔編號H04B7/145GK1250332SQ99121680
公開日2000年4月12日 申請日期1999年9月15日 優先權日1998年9月15日
發明者朱基薰 申請人:三星電子株式會社