Bei Funkkommunikationssystemen erfolgt eine Kommunikation zwischen an einer Verbindung beteiligten Station mittels e- lektromagnetischer Wellen, die sich über eine Luftschnitt- stelle ausbreiten. Eine Art von Funkkommunikationssystemen sind Mobilfunksysteme. Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil ihrer Teilnehmerstationen mobil sein kann. Mobilfunksysteme weisen zur Versorgung von Teilnehmer- stationen netzseitige Basisstationen auf. Von besonderer Be- deutung sind zellulare Mobilfunksysteme, bei denen eine Viel- zahl von Basisstationen vorgesehen sind, die zur Versorgung von Funkzellen des Mobilfunksystems dienen. Die Gesamtheit der Funkzellen ermöglicht eine flächendeckende Versorgung ei- nes großen geografischen Gebietes.

Bei ungünstigen Antennenstandorten von Basisstationen für Mo- bilfunksysteme ergibt sich oftmals ein großer Abstand zwi- schen der Antenne und demjenigen Punkt, an dem wünschenswer- ter Weise die wesentlichen Komponenten der Basisstation ange- ordnet werden sollen. Daher sind die letztgenannten Komponen- ten über sehr lange Kabel mit der Antenne zu verbinden, so dass es zu starken Dämpfungen der über die Kabel geführten Signale kommt. Um vor allem im Empfangszweig diese zusätzli- che Kabeldämpfung zu kompensieren, werden in Antennenähe häu- fig abgesetzte Teileinheiten der Basisstation installiert, die oft als TMA (Tower Mounted Amplifier) bezeichnet werden.

Das von der Antenne empfangene Hochfrequenzsignal wird dabei in der abgesetzten Teileinheit der Basisstation mittels eines Duplexers vom in der Gegenrichtung zu übertragenden Hochfre-

quenzsendesignal getrennt, rauscharm verstärkt und mittels eines weiteren Duplexers wieder mit dem I-Iochfrequenzsendesig- nal kombiniert und über eine gemeinsame Leitung zur sogenann- ten lokalen Teileinheit der Basisstation, die die oben er- wähnten wesentlichen Komponenten der Basisstation enthält, übertragen. In der lokalen Teileinheit müssen die über die gemeinsame Leitung zu übertragenden Sende-und Empfangssigna- le wieder voneinander getrennt werden, wofür wiederum ein Duplexer notwendig ist. Bei vielen Mobilfunksystemen ist der Duplex-Frequenzband-Abstand zwischen Sendezweig und Empfangs- zweig sehr gering. Beispielsweise beträgt er bei UMTS-FDD (U- niversal Mobile Telecommunication Standard-Frequency Division Duplex) in Deutschland nur 90 MHz bei einem Empfangsfrequenz- band im Bereich von 1920 bis 1980 MHz und einem Sendefre- quenzband von 2110 bis 2170 MHz. Um das Sende-und das Emp- fangsband trotz des geringen Bandabstandes in den Duplexern voneinander trennen zu können, ist ein hoher Aufwand erfor- derlich, weshalb derartige Duplexer äußerst kostspielig sind.

Die Duplexer an beiden Enden der die abgesetzte Teileinheit und die lokale Teileinheit verbindenden Leitung könnten zwar eingespart werden, falls die Sende-und Empfangssignale zwi- schen den beiden Teileinheiten auf getrennten Kabeln übertra- gen würden und erst kurz vor der Antenne einmalig kombiniert bzw. getrennt werden würden. Somit wäre in der gesamten Über- tragungskette nur noch ein Duplexer notwendig. Jedoch ist es häufig aus Platzgründen erwünscht, die Anzahl der verwendeten Leitungen bzw. Kabel möglichst gering zu halten. Außerdem können auch die Kosten des die beiden Teileinheiten verbin- denden Kabels hoch sein, insbesondere wenn der Abstand zwi- schen den beiden Teileinheiten groß ist.

In der JP 06-350 537 A sind eine mit einer Antenne verbundene Basisstation und eine davon abgesetzte Steuerstation über ei- nen Lichtwellenleiter miteinander verbunden. Über den Licht- wellenleiter werden die Empfangssignale der Basisstation zur Steuerstation übermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Realisierung einer Sende-und Empfangsstation für ein Funk- kommunikationssystem anzugeben, die zwei Teileinheiten auf- weist, die über eine Leitung miteinander verbunden sind, über die sowohl das Sendesignal als auch das Empfangssignal zu ü- bertragen sind.

Diese Aufgabe wird mit einer Sende-und Empfangsstation gemäß Anspruch 1 sowie dem Verfahren zum Betrieb einer Sende-und Empfangsstation gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfin- dung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Sende-und Empfangsstation für ein Funkkommunikationssys- tem weist zwei Teileinheiten auf, die über eine Leitung mit- einander verbunden sind sowie einen Sendezweig für einen über eine Luftschnittstelle zu übertragendes Sendesignal und einen Empfangszweig für einen über die Luftschnittstelle zu empfan- gendes Empfangssignal. Die Leitung ist sowohl Bestandteil des Sendezweigs als auch des Empfangszweigs. Der Sendezweig weist einen ersten Frequenzumsetzer auf zum Umsetzen des Sendesig- nals von einer niedrigeren auf eine höhere Frequenz und der Empfangszweig einen zweiten Frequenzumsetzer zum Umsetzen des Empfangssignals von einer höheren auf eine niedrigere Fre- quenz. Der erste Frequenzumsetzer ist in einer der beiden Teileinheiten und der zweite Frequenzumsetzer in der anderen Teileinheit angeordnet.

Dadurch, dass die beiden Frequenzumsetzer in unterschiedli- chen Teileinheiten der Sende-und Empfangsstation angeordnet sind, wird erreicht, dass bei der Übertragung über die ge- meinsame Leitung zwischen den beiden Teileinheiten nur entwe- der das Sendesignal oder das Empfangssignal die jeweils höhe- re Frequenz hat, während das jeweils andere Signal die je- weils niedrigere Frequenz aufweist. Dadurch wird erreicht, dass der Bandabstand zwischen dem Sendesignal und dem Emp-

fangssignal während der gleichzeitigen Übertragung über die Leitung wesentlich größer sein kann, als wenn beide Signale entweder mit jeweils niedrigerer Frequenz oder jeweils höhe- rer Frequenz über die Leitung übertragen werden. Aufgrund des erzielbaren größeren Bandabstandes ist es daher möglich, auf kostspielige Duplexer, die in der Lage sind, auch Signale mit nur geringem Bandabstand voneinander zu trennen, auf beiden Seiten der Leitung zu verzichten und stattdessen kostengüns- tige Frequenzweichen zu verwenden, an die bezüglich der Fre- quenztrennung nicht so hohe Anforderungen zu stellen sind.

Neben der gemeinsamen Leitung für den Sende-und Empfangs- zweig können die Teileinheiten noch durch weitere Leitungen miteinander verbunden sein, die zum Beispiel zur Stromversor- gung dienen.

Es ist auch möglich, über die gemeinsame Leitung zusätzlich die Stromversorgung durchzuführen (dies entspricht einem wei- teren Signal mit der Frequenz Null).

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die höheren Fre- quenzen des ersten und des zweiten Frequenzumsetzers Hochfre- quenzen, mittels derer das Sendesignal über die Luftschnitt- stelle aussendbar und das Empfangssignal über die Luft- schnittstelle empfangbar ist. Dass bedeutet, dass eines der beiden Signale über die Leitung im Hochfrequenzbereich über- tragen wird, während das andere Signal über die Leitung mit deutlich geringerer Frequenz, beispielsweise einer Zwischen- frequenz oder sogar im Basisband (Niederfrequenzbereich) ü- bertragen wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Bandabstand zwischen den beiden Signalen besonders groß ist, so dass eine Trennung der beiden Signale durch entsprechende Frequenzweichen in besonders einfacher Weise möglich ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sende-und Empfangsstation einen Generator für ein Referenzsignal auf, der in einer der beiden Teileinheiten angeordnet ist und des-

sen Ausgang mit der Leitung verbunden ist, so dass das Refe- renzsignal zu anderen Teileinheit übertragbar ist. Der Fre- quenzumsetzer in der anderen Teileinheit ist dabei in Abhän- gigkeit vom Referenzsignal steuerbar. Bei dieser Weiterbil- dung werden über die gemeinsame Leitung daher insgesamt drei Signale übertragen, nämlich das Sendesignal, das Empfangssig- nal und das Referenzsignal. Durch entsprechende Wahl des Fre- quenzbandes für das Referenzsignal kann auch für dieses drit- tes Signal eine gute frequenzmäßige Trennbarkeit gegenüber dem Sendesignal und dem Empfangssignal erzielt werden.

Die Erfindung ist auf Sende-und Empfangsstationen für belie- bige Funkkommunikationssysteme anwendbar. Sie eignet sich je- doch insbesondere zum Einsatz in Basisstationen für Mobil- funksysteme.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht Verfahrensschritte vor, die zum Betrieb der erfindungsgemäßen Sende-und Empfangssta- tion sowie deren Weiterbildungen notwendig sind.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt als Sende-und Empfangsstation eine Basissta- tion für ein UMTS-FDD-Mobilfunksystem. Die Erfindung ist je- doch für Basisstationen beliebiger Mobilfunksysteme anwend- bar, die zwei Teileinheiten aufweisen. Außerdem ist die An- wendung der Erfindung nicht auf Mobilfunksysteme beschränkt, sondern kann für Sende-und Empfangsstationen beliebiger Funkkommunikationssysteme erfolgen.

Gemäß der Figur weist die Basisstation eine erste Teileinheit U1 und eine zweite Teileinheit U2 auf. Bei der ersten Teil- einheit U1 handelt es sich um eine lokale Einheit, die die wesentlichen Komponenten der Basisstation enthält. Die zweite Teileinheit U2 ist eine abgesetzte Einheit, die mit einer An- tenne A verbunden ist, über die die Basisstation Sendesignale

SS aussendet und Empfangssignale RS empfängt. Die Antenne A kann in die zweite Teileinheit U2 integriert sein oder sepa- rat von dieser ausgeführt sein. Die erste Teileinheit U1 weist eine Signalverarbeitungseinheit 1 auf, in der eine Ver- arbeitung der digitalisierten Sendesignale SS und Empfangs- signale RS erfolgt. Die Signalverarbeitungseinheit 1 ist mit weiteren Komponenten des Mobilfunksystems verbunden (in der Figur nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Basissta- tionscontroller. Von diesen zentralen Einheiten empfängt sie zu übertragende Daten und sie überträgt empfangene Daten dorthin. Im oberen Teil der Figur ist ein Sendezweig für das auszusendende Sendesignal SS und im unteren Teil der Figur ein Empfangszweig für das Empfangssignal RS dargestellt. Die beiden Teileinheiten U1, U2 sind über eine gemeinsame Leitung L in Form eines Hochfrequenzkabels miteinander verbunden. Die Leitung L ist Bestandteil sowohl des Sendezweiges als auch des Empfangszweiges.

Im Sendezweig werden die in der Signalverarbeitungseinheit 1 erzeugten Basisbandsignale über einen Digital-/Analog-Wandler 2 in eine Zwischenfrequenzlage umgesetzt, anschließend durch einen ersten Frequenzumsetzer FC1 in Hochfrequenzsignale um- gewandelt, anschließend leistungsmäßig in einem Verstärker 3 verstärkt und über eine erste Frequenzweiche FW1 der Leitung L zugeführt. In der zweiten Teileinheit U2 wird das Sendesig- nal SS im Sendezweig von der Leitung L über eine zweite Fre- quenzweiche FW2 durch einen weiteren Verstärker 4 (der bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung auch entfallen kann) erneut verstärkt und über einen Duplexer 5 der Antenne A zugeführt, die das Sendesignal SS über die Luftschnittstel- le aussendet.

Im Empfangszweig wird das von der Antenne A über die Luft- schnittstelle empfangene hochfrequente Empfangssignal RS im Duplexer 5 vom in der Gegenrichtung zu übertragenden Sende- signal SS getrennt, rauscharm in einem Verstärker 6 ver- stärkt, in einem Filter 7 gefiltert, in einem zweiten Fre-

quenzumsetzer FC2 rauscharm von der Hochfrequenz in eine Zwi- schenfrequenz umgesetzt und über die zweite Frequenzweiche FW2 der Leitung L zugeführt. In der ersten Teileinheit U1 ge- langt das Empfangssignal RS über die erste Frequenzweiche FW1 und einen Verstärker 8 und ein diesem nachgeschaltetes Filter 9 zu einem Analog-/Digital-Wandler 10, der das Empfangssignal RS von der Zwischenfrequenz in das Basisband umsetzt. Das Empfangssignal RS wird anschließend in der Signalverarbei- tungseinheit 1 weiterverarbeitet.

Eventuell in den Sende-und Empfangszweigen noch weiter benö- tigte Verstärker, Dämpfungsglieder oder Filter sind dem Fach- mann bekannt und aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Fi- gur nicht dargestellt.

Die erste Teileinheit U1 weist eine Generator G für ein Refe- renzsignal c auf, in dessen Abhängigkeit sowohl der erste Frequenzumsetzer FC1 als auch der zweite Frequenzumsetzer FC2 gesteuert wird. Der Generator G der ersten Teileinheit U1 leitet aus dem Referenzsignal c ein Steuersignal Cl für den ersten Frequenzumsetzer FC1 ab. Gleichzeitig wird das Refe- renzsignal c über die erste Frequenzweiche FW1 und die Lei- tung L sowie die zweite Frequenzweiche FW2 zu einem Lokalos- zillator 11 innerhalb der zweiten Teileinheit U2 übertragen.

Dort wird aus dem Referenzsignal c ein Steuersignal C2 zum Steuern des zweiten Frequenzumsetzers FC2 abgeleitet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Zwischenfrequenz so- wohl für das Sendesignal SS als auch für das Empfangssignal RS im Bereich 100 bis 150 MHz. Die Hochfrequenz für das Emp- fangssignal RS liegt im Bereich 1920 bis 1980 MHz und die Hochfrequenz für das Sendesignal SS im Bereich 2110 bis 2170 MHz. Die Frequenz des Referenzsignals c beträgt etwa 40 MHz.

Das Basisbandsignal innerhalb der Signalverarbeitungseinheit 1 beträgt sowohl für das Sendesignal SS als auch für das Emp- fangssignal RS zwischen 0 und 20 MHz. Da bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel das Sendesignal SS im Hochfrequenzbereich und

das Empfangssignal RS im Zwischenfrequenzbereich über die Leitung L übertragen wird, lassen sich beide trotz der Über- tragung über die gemeinsame Leitung L durch die beiden Fre- quenzweichen FW1, FW2 leicht voneinander trennen. Da auch das Referenzsignal c einen deutlichen Bandabstand zum Zwischen- frequenzbereich des Empfangssignals RS aufweist, lassen sich Sendesignal SS und Empfangssignal RS auch einfach vom Refe- renzsignal c trennen. Daher können die Frequenzweichen FW1, FW2 kostengünstig realisiert werden.

Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Re- ferenzsignal c auch in der zweiten Teileinheit U2 erzeugt und über die Leitung L zur ersten Teileinheit U1 übertragen wer- den. Es ist auch möglich, das zum Steuern der Frequenzumset- zer FC1, FC2 voneinander unabhängige Steuersignale Cl, C2 verwendet werden. Ferner kann das Referenzsignal c zwischen den beiden Teileinheiten U1, U2 über eine separate Leitung übertragen werden.

Bei wiederum anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es möglich, dass der erste Frequenzumsetzer FC1 für das Sen- designal SS in der zweiten Teileinheit U2 und der zweite Fre- quenzumsetzer FC2 für das Empfangssignal RS in der ersten Teileinheit U1 angeordnet ist. Bei diesen Ausführungsbeispie- len erfolgt dann eine Übertragung über die Leitung L für das Sendesignal SS im Zwischenfrequenzbereich und für das Emp- fangssignal RS im Hochfrequenzbereich.

Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung können weite- re Frequenzumsetzer im Sende-und/oder Empfangszweig vorgese- hen sein, die in weiteren Stufen eine Umsetzung der Zwischen- frequenzsignale auf weitere Zwischenfrequenzen vornehmen. Es sind auch Ausführungsbeispiele möglich, bei denen eine Umset- zung in den Zwischenfrequenzbereichen entfällt und die Fre- quenzumsetzer FC1, FC2 unmittelbar eine Umsetzung vom Basis- band in den Hochfrequenzbereich bzw. umgekehrt vornehmen.

Die Frequenzweichen FC1, FC2 können durch einfache Tiefpässe, Hochpässe und Bandpässe realisiert werden. Werden dagegen, abweichend von der Erfindung, sowohl das Sendesignal SS als auch das Empfangssignal RS im Hochfrequenzbereich über die Leitung L übertragen, müssen Duplexer zur Trennung von Sende- und Empfangszweig mit aufwendigen und damit teuren Hochfre- quenzfiltern zum Einsatz kommen.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass Frequenzweichen der genannten Art eine wesentlich geringere Einfügedämpfung für das jeweils zu übertragende Signal als die genannten Duplexer haben, so dass eine verbesserte Signalqualität er- zielbar ist oder die Leistung der Verstärker 3,4, 6,8 bei gleicher Signalqualität reduziert werden kann. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich für den Empfangszweig der weitere Vorteil, dass die Dämpfung durch die Leitung L für die Übertragung im Zwischenfrequenzbereich deutlich geringer ist als im Falle von einer Übertragung von Hochfrequenzsignalen. Dies ist für den Empfangszweig von be- sonderer Bedeutung, da die Empfangssignale für gewöhnlich ei- ne viel geringere Signalstärke aufweisen, als die Sendesigna- le.

Günstig beim in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch, dass der Leistungsverstärker 3 zusammen mit der von ihm benötigten Kühlvorrichtung in der lokalen ersten Teilein- heit Ul angeordnet ist. Zu derartigen Kühlvorrichtungen gehö- ren Kühlrippen und Lüfter, die bei einer Anordnung des Ver- stärkers 3 in der zweiten Einheit U2 zu einem erhöhten Platz- bedarf und Gewicht führen würde. Dies ist insbesondere bei einer Mastmontage der mit der Antenne A verbundenen zweiten Teileinheit U2 unerwünscht.