對相關(guān)申請的交叉引用

本申請依據(jù)35u.s.c.§120作為部分繼續(xù)申請要求于2014年9月16日提交的美國專利申請序列no.14/487,329的優(yōu)先權(quán)，該申請又要求于2013年9月17日提交的美國臨時(shí)專利申請序列no.61/878,821的優(yōu)先權(quán)，每個(gè)申請的公開內(nèi)容都通過引用并入本文，如同其整體上被闡述了一樣。

本發(fā)明一般而言涉及遠(yuǎn)程無線電頭，并且更具體而言涉及將電力輸送到位于天線塔頂部和/或遠(yuǎn)離電源的其它位置的遠(yuǎn)程無線電頭。

背景技術(shù)：

蜂窩基站通常包括無線電裝置、基帶單元和一個(gè)或多個(gè)天線以及其他。無線電裝置接收來自基帶單元的數(shù)字信息和控制信號，并將這種信息調(diào)制成隨后通過天線發(fā)射的射頻(“rf”)信號。無線電裝置還從天線接收rf信號，并對這些信號進(jìn)行解調(diào)并將其提供給基帶單元?；鶐卧獙臒o線電裝置接收的解調(diào)的信號處理成適于經(jīng)回程通信系統(tǒng)傳輸?shù)母袷?。基帶單元還處理從回程通信系統(tǒng)接收的信號，并將經(jīng)處理的信號供給無線電裝置。提供了一種電源，其生成用于向基帶單元和無線電裝置供電的合適的直流(“dc”)電力信號。無線電裝置常常由(標(biāo)稱)-48伏dc電源供電。

為了增加覆蓋范圍和信號質(zhì)量，許多蜂窩基站中的天線位于塔的頂部，其可以是例如大約五十到二百英尺高。在早期的蜂窩系統(tǒng)中，電源、基帶單元和無線電裝置都位于塔底部的裝備外殼中，以便于裝備的維護(hù)、修理和/或以后升級。(一根或多根)同軸線纜從裝備外殼路由到承載無線電裝置和天線之間的信號傳輸?shù)乃捻敳俊５?，近年來，發(fā)生了轉(zhuǎn)變，現(xiàn)在無線電裝置通常位于天線塔的頂部并被稱為遠(yuǎn)程無線電頭(“rrh”)。使用遠(yuǎn)程無線電頭可以顯著改善蜂窩基站發(fā)送和接收的蜂窩數(shù)據(jù)信號的質(zhì)量，因?yàn)檫h(yuǎn)程無線電頭的使用可以減少信號傳輸損耗和噪聲。特別地，當(dāng)同軸線纜沿著可能100-200英尺或更高的塔運(yùn)行時(shí)，在經(jīng)同軸線纜在蜂窩頻率(例如，1.8ghz、3.0ghz等)處發(fā)送信號中發(fā)生的信號損耗可以是顯著的。由于信號功率的這種損耗，與遠(yuǎn)程無線電頭位于靠近天線的塔頂部的蜂窩基站相比，在無線電裝置位于塔底部的系統(tǒng)中，射頻信號的信噪比可能會(huì)降級(要指出的是，位于塔底部的基帶單元與位于塔頂部的遠(yuǎn)程無線電頭之間的布線連接中的信號損耗可以小得多，因?yàn)檫@些信號以基帶頻率被發(fā)送或作為光纖線纜上的光信號被發(fā)送，然后在塔頂部轉(zhuǎn)換為rf頻率。

圖1示意性地圖示了其中無線電裝置被實(shí)現(xiàn)為遠(yuǎn)程無線電頭的常規(guī)蜂窩基站10。如圖1中所示，蜂窩基站10包括裝備外殼20和塔30，裝備外殼20通常位于塔30的基部，并且基帶單元22和電源26位于裝備外殼20內(nèi)?；鶐卧?2可以與回程通信系統(tǒng)28通信。多個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24和多個(gè)天線32(例如，三個(gè)扇區(qū)化的天線32)位于塔30的頂部。雖然塔式安裝的遠(yuǎn)程無線電頭24的使用可以提高信號質(zhì)量，但是還要求將dc電力輸送到塔30的頂部，以便為遠(yuǎn)程無線電頭24供電。

光纖線纜38將基帶單元22連接到遠(yuǎn)程無線電頭24，因?yàn)楣饫w鏈路可以提供更大帶寬和更低損耗的傳輸。還提供電力線纜36，用于將dc電力信號沿塔30向上輸送到遠(yuǎn)程無線電頭24。電力線纜36可以包括第一絕緣電力供應(yīng)導(dǎo)體和第二絕緣回路導(dǎo)體。光纖線纜38和電力線纜36可以一起在混合電力/光纖線纜40中提供(這種將電力和數(shù)據(jù)信號沿天線塔向上運(yùn)送的混合線纜通常被稱為“干線”線纜)。干線線纜40可以包括多根單獨(dú)的電力線纜，每根電力線纜為位于天線塔30的頂部的遠(yuǎn)程無線電頭24中的相應(yīng)的一個(gè)供電。干線線纜40可以在其一端(位于塔30的頂部的一端)包括分接線外殼(breakoutenclosure)42。來自光纖線纜38的單獨(dú)光纖和電力線纜36的單獨(dú)導(dǎo)體在分接線外殼42中被分開，并且經(jīng)由在遠(yuǎn)程無線電頭24和分接線外殼42之間延伸的相應(yīng)的分接線電線44(其可以與干線線纜是一體的或可以不與干線線纜是一體的)連接到遠(yuǎn)程無線電頭24。單獨(dú)的分接線電線44通常被稱為“跳線線纜”或“跳線”。同軸線纜46被用來將每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24連接到天線32中的相應(yīng)的一個(gè)。

經(jīng)電力線纜36和分接線電線44從電源26供給到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力信號的dc電壓可以如下確定：

vrrh＝vps-vdrop(1)

其中vrrh是輸送到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力信號的dc電壓，vps是由電源26輸出的電力信號的dc電壓，vdrop是dc電壓的減小，該減小發(fā)生是由于dc電力信號穿過將電源26連接到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力線纜36和分接線電線44。vdrop可以根據(jù)歐姆定律來如下確定：

vdrop＝irrh*rcable(2)

其中rcable是沿著電源和將電源26連接到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力線纜36以及分接線電線44的回路導(dǎo)體的累積電阻(以歐姆為單位)，并且irrh是流過電力線纜36和分接線電線44到遠(yuǎn)程無線電頭24的平均電流(以安培為單位)。如從等式2顯而易見的，隨著由遠(yuǎn)程無線電頭24吸取的電流irrh增加，沿著電力線纜36的電壓降vdrop也將增加。等式2的電壓降vdrop在本文中也被稱為i*r電壓降。

在蜂窩基站中采用的電力線纜36和分接線電線44通常使用具有本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的物理特性的銅電源和回路導(dǎo)體(或其合金)。這些導(dǎo)體的一個(gè)重要特性是它們的電阻。電力線纜36(或分接線電線44)的導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的直徑成反比(假設(shè)具有圓形橫截面的導(dǎo)體)。因此，導(dǎo)體的直徑越大(即，導(dǎo)體的規(guī)格(gauge)越小)，電力線纜36的電阻越低。銅電阻以單位長度(通常為毫歐姆(mω)/ft)來指定；照此，電力線纜36和分接線電線44的累積電阻rcable隨著線纜36和分接線電線44的長度的增加而增加。通常，分接線電線44比電力線纜36短得多，因此，電力線纜36是累積電阻的主要貢獻(xiàn)者。因此，電力線纜36越長，電壓降vdrop越高。這個(gè)效應(yīng)很好理解并且通常由工程師和系統(tǒng)架構(gòu)師考慮。

遠(yuǎn)程無線電頭24通常被設(shè)計(jì)成如果被提供有具有在指定范圍內(nèi)的電壓的dc電力信號就正常工作。常規(guī)地，位于塔30的基部的電源26將被設(shè)置為輸出具有固定電壓vps的dc電力信號。由于vdrop是供給到遠(yuǎn)程無線電頭24的電流irrh的函數(shù)(參見上面的等式2)，因此輸送到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力信號的電壓vrrh將隨著由于電壓降vdrop的變化而由遠(yuǎn)程無線電頭24吸取的電流irrh的變化而變化。如果vdrop變得太大，那么供給到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力信號的電壓可能低于為遠(yuǎn)程無線電頭24正確供電所需的最小電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一些實(shí)施例針對用于蜂窩基站的跳線線纜。這些跳線線纜包括具有被封在線纜護(hù)套內(nèi)且彼此電絕緣的電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體的線纜段，以及終端于線纜段的相對的第一端和第二端上的第一和第二連接器。這些跳線線纜還包括連接在電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的分路電容單元(shuntcapacitanceunit)，該分路電容單元包括耦合在電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的至少一個(gè)電容器。

在一些實(shí)施例中，其中至少一個(gè)電容器可以是非極性電解電容器或至少兩個(gè)極性電解電容器。至少一個(gè)電容器可以具有至少400微法的電容。分路電容單元可以被配置為由于由跳線線纜承載的直流電源信號中的尖峰而減小遠(yuǎn)程無線電頭處的電壓降。

在一些實(shí)施例中，分路電容單元可以包括具有線纜段延伸穿過的第一孔和第二孔的殼體，并且至少一個(gè)電容器可以安裝在殼體內(nèi)。在這樣的實(shí)施例中，殼體可以填充有被配置為向至少一個(gè)電容器和電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體提供環(huán)境保護(hù)的環(huán)氧樹脂。在其它實(shí)施例中，分路電容單元可以包括在第一連接器和第二連接器中的至少一個(gè)當(dāng)中。在還有其它實(shí)施例中，分路電容單元可以封在線纜護(hù)套內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，跳線線纜還可以包括與電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的至少一個(gè)電容器串聯(lián)耦合的熔絲電路。跳線線纜還可以包括護(hù)套內(nèi)的至少一根光纖。跳線線纜可以在蜂窩基站使用，以將端接沿天線塔上行的干線線纜的分接線外殼連接到遠(yuǎn)程無線電頭。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，提供了操作蜂窩基站的方法，其中從電源輸出直流(“dc”)電力信號，并且這個(gè)dc電力信號經(jīng)串聯(lián)連接的干線線纜和跳線線纜被供給到距電源遠(yuǎn)程地安裝的遠(yuǎn)程無線電頭，所述跳線線纜包括電力供應(yīng)導(dǎo)體、回路導(dǎo)體以及耦合在電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的分路電容單元。調(diào)節(jié)從電源輸出的dc電力信號的電壓電平，使得盡管從電源輸出的dc電力信號的電流電平發(fā)生變化，輸送到遠(yuǎn)程無線電頭的dc電力信號也具有基本恒定的電壓。

在一些實(shí)施例中，電源可以是可編程的電源，并且可以將信息輸入到電源，從中可以確定從電源輸出的dc電力信號的電壓電平，該電壓電平將在電力線纜的第一端處提供具有基本恒定的電壓的dc電力信號。該方法還可以包括測量從電源輸出的dc電力信號的電流電平，其中由電源輸出的dc電力信號的電壓電平響應(yīng)于測得的從電源輸出的dc電力信號的電流水平的變化而被自動(dòng)調(diào)節(jié)，以變在電力線纜的第一端提供具有基本恒定電壓的dc電力信號。該方法還可以包括通過經(jīng)電力線纜連接并通過分路電容單元發(fā)送交流信號來確定電源和分路電容單元之間的電力線纜連接的電阻或阻抗?；旧虾愣ǖ碾妷嚎梢允浅^遠(yuǎn)程無線電頭的標(biāo)稱電力信號電壓并且小于遠(yuǎn)程無線電頭的最大電力信號電壓的電壓。

根據(jù)本發(fā)明的還有進(jìn)一步的實(shí)施例，提供了用于蜂窩基站的分路電容單元，其包括殼體、耦合到殼體的第一連接器(第一連接器包括第一電力供應(yīng)導(dǎo)體和第一回路導(dǎo)體)以及耦合到殼體的第二連接器(第二連接器包括電連接到第一電力供應(yīng)導(dǎo)體的第二電力供應(yīng)導(dǎo)體和電連接到第一回路導(dǎo)體的第二回路導(dǎo)體)。這些分路電容單元還包括電耦合在第一電力供應(yīng)導(dǎo)體和第一回路導(dǎo)體之間的至少一個(gè)電容器。

在一些實(shí)施例中，分路電容單元還可以包括與第一電力供應(yīng)導(dǎo)體和第一回路導(dǎo)體之間的至少一個(gè)電容器串聯(lián)耦合的熔絲電路。所述至少一個(gè)電容器可以是非極性電解電容器或至少兩個(gè)極性電解電容器。所述至少一個(gè)電容器可以具有至少400微法的電容。

附圖說明

圖1是常規(guī)蜂窩基站的簡化示意圖，其中若干遠(yuǎn)程無線電頭位于天線塔的頂部。

圖2a和2b分別圖示了在穩(wěn)態(tài)條件下在遠(yuǎn)程無線電頭處根據(jù)時(shí)間變化的dc電力信號的dc電壓和電流。

圖3a是圖示在電流尖峰事件期間在遠(yuǎn)程無線電頭處根據(jù)時(shí)間變化的dc電力信號的電流的圖。圖3b是圖示由于響應(yīng)于圖3a的電流尖峰而導(dǎo)致的i*r電壓降在遠(yuǎn)程無線電頭處電力信號的dc電壓如何隨時(shí)間而變化的圖。圖3c是圖示當(dāng)考慮i*r和di/dt電壓降時(shí)響應(yīng)于圖3a的電流尖峰而在遠(yuǎn)程無線電頭處根據(jù)時(shí)間而變化的dc電力信號的dc電壓的圖。

圖4是圖示當(dāng)使用分路電容來抑制di/dt下降的影響時(shí)、當(dāng)考慮i*r和di/dt電壓降時(shí)、響應(yīng)于圖3a的電流尖峰而在遠(yuǎn)程無線電頭處根據(jù)時(shí)間變化的dc電力信號的dc電壓的圖。

圖5a至5c是圖示可以沿著將dc電力信號沿天線塔向上輸送到遠(yuǎn)程無線電頭的電力線纜放置分路電容單元的示例位置的電路圖。

圖6a和6b是圖示分路電容單元可以位于天線塔的頂部的示例性位置的蜂窩基站的示意圖。

圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的蜂窩基站的示意圖，其使用內(nèi)置到電力線纜中的分路電容單元的電力線纜。

圖8是可以用來實(shí)現(xiàn)圖7的干線線纜的混合電力/光纖線纜的端部的透視圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的蜂窩基站的示意性框圖。

圖10是圖示跳線線纜如何可以被用來將諸如干線線纜的分接線盒或獨(dú)立外殼之類的接合外殼連接到遠(yuǎn)程無線電頭的示意圖。

圖11a和11b分別是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的分路電容單元的部分分解透視圖和透視圖，其中分路電容單元可以包括在圖10的跳線線纜中。

圖11c是圖示圖11a-b的跳線線纜的分路電容單元如何電連接在跳線線纜的電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的電路圖。

圖12a和12b是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的電容性負(fù)載的跳線線纜的側(cè)視圖。

圖13是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的包括分路電容單元的內(nèi)聯(lián)連接器的示意圖。

圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的蜂窩基站的部分的框圖，其包括被用來降低電壓降并且測量電力線纜連接的電阻以便設(shè)置給遠(yuǎn)程無線電頭供電的可變電源的輸出的電容性負(fù)載的跳線線纜。

具體實(shí)施方式

如上所述，當(dāng)在蜂窩基站中使用遠(yuǎn)程無線電頭時(shí)，電壓降沿著將天線塔基部的電源連接到天線塔頂部的遠(yuǎn)程無線電頭的電力線纜發(fā)生。這個(gè)電壓降可能導(dǎo)致若干問題，如下面所解釋的。

首先，隨著由遠(yuǎn)程無線電頭之一吸取的電流增加，在將電源連接到遠(yuǎn)程無線電頭的(一根或多根)單獨(dú)電力線纜上的電壓降vdrop同樣增加。因此，如果電壓降變得太大，那么供給到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的電壓可能降至低于為遠(yuǎn)程無線電頭正確供電所需的最小電壓。因此，對于具有固定尺寸的銅導(dǎo)線的電力線纜，電壓降vdrop會(huì)有效地限制可以使用的電力線纜的長度。雖然對電力線纜長度的這種限制可以通過在電力線纜中使用較大的導(dǎo)體來克服，但是使用較大的導(dǎo)體會(huì)導(dǎo)致材料和安裝成本的增加，塔上增加的負(fù)載以及各種其它缺點(diǎn)。

其次，由于將電力信號輸送到遠(yuǎn)程無線電頭時(shí)電力損失，因此沿著電力線纜的電壓降也增加了運(yùn)行遠(yuǎn)程無線電頭的成本，并且電力損失量是流過線纜的電流的函數(shù)。特別地，經(jīng)電力線纜將電力信號輸送到遠(yuǎn)程無線電頭時(shí)損失的電力(ploss)可以計(jì)算如下：

ploss＝vdrop*irrh(3)

其中vdrop＝沿電力線纜的平均電壓降，以伏特為單位。由于用于蜂窩基站的天線塔可以是數(shù)百英尺高，并且為每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭供電所需的電壓和電流可以相當(dāng)高(例如，在大約20安培電流下為大約50伏特)，可能沿著數(shù)百英尺的布線發(fā)生的電力損耗可能是顯著的。

第三，可能導(dǎo)致電壓降的電力線纜的另一個(gè)物理特性是線纜的導(dǎo)體的每單位長度的電感。特別地，電力線纜的導(dǎo)體的累積電感可以產(chǎn)生電壓降，其表示為：

vdi/dtdrop＝l*(di/dt)(4)

其中l(wèi)是導(dǎo)體的累積電感，而di/dt是流過導(dǎo)體的電流相對于時(shí)間的變化率。在本文中，vdi/dtdrop被稱為“di/dt電壓降”。因而，不僅電壓降受電流變化的影響(參見公式2)，還會(huì)受到電流多快變化的影響(參見公式4)。由遠(yuǎn)程無線電頭吸取的電流可能會(huì)快速改變(“電流尖峰”)使得di/dt電壓降可以影響性能的情況的示例是(1)當(dāng)多個(gè)手機(jī)同時(shí)連接并要求高速數(shù)據(jù)時(shí)以及(2)當(dāng)遠(yuǎn)程無線電頭關(guān)閉或打開或者從空閑變到操作時(shí)。雖然這個(gè)電壓降通常只持續(xù)大約1-20毫秒的數(shù)量級的時(shí)段，但是這個(gè)時(shí)段足夠長，使得快速電流尖峰可以導(dǎo)致大的vdi/dtdrop值(例如，多達(dá)5伏特)，其有可能影響遠(yuǎn)程無線電頭的性能。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了可以減少上述電壓降的影響的各種方法。這些技術(shù)可以單獨(dú)地或一起使用，以改善使用安裝在天線塔頂部的遠(yuǎn)程無線電頭的蜂窩基站的性能。還將認(rèn)識到的是，存在蜂窩基站，其中遠(yuǎn)程無線電頭和天線安裝在除塔之外的遠(yuǎn)離基帶裝備和電源的位置，例如安裝在屋頂上、電線桿頂部，地鐵隧道中等的遠(yuǎn)程無線電頭和天線。將認(rèn)識到的是，本文描述的技術(shù)同樣適用于遠(yuǎn)程無線電頭的這些“非塔”遠(yuǎn)程位置。因此，雖然下面參考塔安裝的遠(yuǎn)程無線電頭來描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是將認(rèn)識到的是，下面描述的所有實(shí)施例都可以在將遠(yuǎn)程無線電頭放在其它位置(諸如在屋頂上、電線桿頂部和隧道中或者其它遠(yuǎn)離電源和基帶設(shè)備的位置)的蜂窩基站中實(shí)現(xiàn)。

例如，在一些實(shí)施例中，可以在用于向遠(yuǎn)程無線電頭提供dc電力信號的電力線纜的兩個(gè)導(dǎo)體之間提供諸如電容器的分路電容單元。該分路電容單元可以減小否則將響應(yīng)于電流尖峰而發(fā)生的di/dt電壓降。在一些實(shí)施例中，這些分路電容單元可以集成到電力線纜或干線線纜中，該電力線纜或干線線纜包括用于向天線塔上的多個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭提供電力的多個(gè)單獨(dú)的電力線纜。在其它實(shí)施例中，分路電容單元可以并入到將遠(yuǎn)程無線電頭連接到電力線纜的接合外殼或分接線外殼的跳線線纜中。在進(jìn)一步的其它實(shí)施例中，分路電容單元可以并入到可以連接到例如跳線線纜的內(nèi)聯(lián)連接器中。在一些實(shí)施例中，分路電容單元可以基于例如電力線纜的長度以及包括在電力線纜中的電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體的每單位長度的電阻來調(diào)整大小。

在一些實(shí)施例中，分路電容單元可以與可編程電源一起使用，可編程電源被配置為(1)感測由遠(yuǎn)程無線電頭吸取的電流(或另一個(gè)合適的參數(shù))，和(2)調(diào)節(jié)由電源輸出的電力信號的電壓，以基本上將供給到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的電壓維持在期望值或期望值附近。這個(gè)期望的電壓值可以是例如接近可被輸入到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的最大電壓的值。在一些實(shí)施例中，可編程電源可以基于電力線纜的電阻和從電源輸出的電力信號的電流來設(shè)置由電源輸出的dc電力信號的電壓，使得在塔的頂部的電力信號的電壓將基本上維持在期望的電平。例如，電力線纜的電阻可以輸入到電源、基于輸入到電源的信息來計(jì)算或者被測量。隨著由遠(yuǎn)程無線電頭吸取的電流變化，可編程電源可以將其輸出電力信號的電壓調(diào)節(jié)到將向遠(yuǎn)程無線電頭輸送電力信號的電壓電平，該電壓電平處于或接近可以輸入到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的最大電壓。如下面擴(kuò)展等式(3)的等式(5)所示，電力損耗隨著由遠(yuǎn)程無線電頭提取的電流的平方而變化。通過增加輸送到遠(yuǎn)程無線電頭的信號的電壓，電力信號的電流irrh對應(yīng)地減小，由此降低電力損耗。由于典型的遠(yuǎn)程無線電頭可能需要大約一千瓦的功率并且可以每天24小時(shí)、每周7天運(yùn)行，并且由于可以在每個(gè)蜂窩基站提供大量的遠(yuǎn)程無線電頭(例如，三到十二個(gè))，電力節(jié)省會(huì)是顯著的。

ploss＝vdrop*irrh＝(irrh*rcable)*irrh＝irrh²*rcable(5)

雖然上面討論的可編程電源將響應(yīng)于由遠(yuǎn)程無線電頭吸取的電流而更改其輸出的電力信號的電壓，但是輸出電力信號的電壓變化可能滯后于電流中的變化。因此，即使在使用可編程的電源的情況下，也仍然會(huì)引起di/dt損失，這可能使遠(yuǎn)程無線電頭的性能劣化。因此，在一些實(shí)施例中，可編程的電源和分路電容單元可以被用來對抗i*r和di/dt電壓降兩者的負(fù)面影響。

在電流尖峰期間使用電容器幫助維持信號的電壓電平是本領(lǐng)域中已知的。而且，市售的遠(yuǎn)程無線電頭可以包括跨用于電源引線的輸入端子的內(nèi)部體電容，其被用來減少dc電力信號線上的紋波和噪聲。但是，不相信對di/dt電壓降對遠(yuǎn)程無線電頭的性能的影響的認(rèn)識被很好地理解，也不相信能夠理解可以通過提供例如在用于遠(yuǎn)程無線電頭的電力線纜的引線之間提供可變量的分路電容的能力而產(chǎn)生的益處，其中分路電容單元可以基于電力線纜的長度、電力線纜的導(dǎo)體的累積電阻和/或各種其它因素來調(diào)整大小，使得分路電容單元可以被設(shè)計(jì)為克服di/dt電壓降的問題。根據(jù)一些實(shí)施例，分路電容單元可以直接集成到電力線纜中、跳線線纜中，或連接到跳線線纜的內(nèi)聯(lián)連接器中。

現(xiàn)在將參考圖2-14更詳細(xì)地討論本發(fā)明的實(shí)施例。其中示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例。

如上面所指出的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供具有相對大的分路電容單元的電力線纜、跳線線纜和內(nèi)聯(lián)連接器，其可以被用來在電流尖峰期間將輸送到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的電壓維持在期望的最小水平處或高于該期望的最小水平。在圖2-4中圖示了包括大分路電容對輸送到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的電壓的影響。

圖2a和2b示出了在穩(wěn)態(tài)條件下在遠(yuǎn)程無線電頭處接收的電力信號。特別地，圖2a是繪制當(dāng)遠(yuǎn)程無線電頭在穩(wěn)態(tài)條件下操作時(shí)根據(jù)時(shí)間變化的輸送到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的dc電壓(vrrh)的圖，并且圖2b是繪制在這種穩(wěn)態(tài)條件下根據(jù)時(shí)間變化的由遠(yuǎn)程無線電頭吸取的電力信號的電流(irrh)的圖。如圖2a-2b中所示，在這種穩(wěn)態(tài)條件下，電壓vrrh和電流irrh可保持恒定。

圖3a-3c圖示了遠(yuǎn)程無線電頭處的電力信號的電壓和電流如何響應(yīng)于電流尖峰而改變。特別地，圖3a圖示了當(dāng)遠(yuǎn)程無線電頭的電流需求增加時(shí)可以在電力信號中發(fā)生的電流尖峰。如圖3a中所示，電流尖峰可以近似為階梯函數(shù)。例如，如果多個(gè)載波同時(shí)要求(keyup)傳輸，那么這種電流尖峰會(huì)產(chǎn)生。假設(shè)電源正在輸出具有恒定電壓的電力信號vps，圖3b圖示了增加的電流吸取對遠(yuǎn)程無線電頭處的電力信號的電壓vrrh的影響。具體而言，如圖3b中所示，基于歐姆定律，增加的電流吸取將導(dǎo)致遠(yuǎn)程無線電頭處的電力信號的電壓vrrh的降低。圖3c的圖圖示了di/dt下降如何進(jìn)一步影響供給到遠(yuǎn)程無線電頭的電力信號的電壓vrrh。如圖3c中所示，di/dt電壓降可能導(dǎo)致電壓vrrh的暫時(shí)深度降低，其逐漸恢復(fù)到應(yīng)用的新穩(wěn)態(tài)電壓。圖3c中的斷線指示電力信號可能不足以正確地為遠(yuǎn)程無線電頭供電的電壓電平。如圖3c中所示，在一些情況下，di/dt電壓降可能足以導(dǎo)致遠(yuǎn)程無線電頭由于電力信號的電壓電平不足而暫時(shí)發(fā)生故障。

圖4是圖示分路電容單元如何可以被用來抑制圖3c中所示的di/dt電壓降的影響的圖。如圖4中所示，分路電容單元可以抑制電流尖峰對電壓vrrh的影響。圖3c的電壓尖峰大部分被分路電容單元耗散，使得電壓電平vrrh不下降到指示遠(yuǎn)程無線電頭的操作問題的斷線以下。分路電容單元有效地充當(dāng)輔助電源，其通過在電流尖峰事件期間使所存儲(chǔ)的電荷放電來幫助維持電壓。一旦達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件，分路電容單元就可以再充電，可用于抑制下一個(gè)電流尖峰的影響。通過包括分路電容單元，可以減少或防止不期望的電壓尖峰可能引起的不期望的事件(例如，遠(yuǎn)程無線電頭關(guān)閉)。

圖5a-5c是圖示其中可以沿著將電力信號沿天線塔30向上輸送到遠(yuǎn)程無線電頭24的電力線纜36放置分路電容單元48的示例性位置的電路圖。在圖5a-5c中的每一個(gè)當(dāng)中，電源26經(jīng)由電力線纜36連接到安裝在天線塔30上的遠(yuǎn)程無線電頭24。如圖5a-5c中的每一個(gè)所示，用于每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24的電力線纜36可以包括電力供應(yīng)導(dǎo)體36-1和回路導(dǎo)體36-2。導(dǎo)體36-1、36-2可以各自被建模為串聯(lián)部署的多個(gè)電感器。在圖5a的實(shí)施例中，分路電容單元48插入在電源26附近(即，在塔30的基部)的電力供應(yīng)導(dǎo)體36-1和回路導(dǎo)體36-2之間。作為替代，圖5b示出了可以將分路電容單元48作為沿著電力供應(yīng)導(dǎo)體36-1和回路導(dǎo)體36-2的不同點(diǎn)插入的一系列分路電容器48插入。圖5c示出了分路電容單元48可以在塔30的頂部或頂部附近的遠(yuǎn)程無線電頭24附近在電力供應(yīng)導(dǎo)體36-1和回路導(dǎo)體36-2之間插入。雖然圖5a-5c示出了將電源26連接到遠(yuǎn)程無線電頭24以提供簡化示例的單根電力線纜36，但是將認(rèn)識到的是，更通常地，天線塔30的頂部處的電力線纜36的端部端接到接合外殼或包括集成的分接線外殼，并且跳線線纜連接在這個(gè)外殼和每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24之間，跳線線纜在外殼和每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24之間承載電力和數(shù)據(jù)信號。

在一些實(shí)施例(諸如圖5c中所示的實(shí)施例)中，分路電容單元48被放得非?？拷h(yuǎn)程無線電頭24。圖6a和6b識別遠(yuǎn)程無線電頭24附近的可以被認(rèn)為是可訪問的并且可用作分路電容單元48的位置的兩個(gè)位置。如圖6a中所示，塔30可以包括鄰近塔30的頂部附近的遠(yuǎn)程無線電頭24定位的接合外殼50(其有時(shí)被稱為“分接線盒”)。接合外殼50通常包括匯流條、纖維分接線單元等，并且具有外部可訪問的連接器。遠(yuǎn)程無線電頭24經(jīng)由分接線電線44連接到分接線盒50。電源26經(jīng)由電力線纜36(其可以是混合電力/光纖干線線纜40)連接到分接線盒50。如圖6a中所示，用于分路電容單元48的一個(gè)示例性位置在分接線盒50的內(nèi)部或在分接線盒50處，分接線盒50在塔100向上相對長的距離處。在圖6b中，除了分路電容單元48連接在遠(yuǎn)程無線電頭24的輸入端處，示出了具有與圖6a的蜂窩基站相同部件的蜂窩基站。在圖6b的實(shí)施例中，分路電容單元48可以例如被包括在內(nèi)聯(lián)連接器模塊中。圖13圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的這種內(nèi)聯(lián)連接器模塊。圖6a和6b中圖示的分路電容單元48的示例性位置是技術(shù)人員相對可訪問的。

圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的蜂窩基站100的示意性框圖，其包括將dc電力信號從電源26供給到多個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24的電力線纜136中的分路電容單元。在圖7的示例中，總共三個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24安裝在天線塔30上。電力線纜136包括三對絕緣銅導(dǎo)體136a-136c(即，三根單獨(dú)的電力線纜136a-136c被包括在復(fù)合電力線纜136中)，其用來將dc電力信號從電源26輸送到相應(yīng)的遠(yuǎn)程無線電頭24。每對絕緣銅導(dǎo)體136a-136c包括電力供應(yīng)導(dǎo)體136-1和回路導(dǎo)體136-2。電源26包括三個(gè)輸出端27a-27c。各個(gè)電力線纜136a-136c中每一個(gè)的一端連接到電源26上的輸出端27a-27c中的相應(yīng)一個(gè)，而各個(gè)電力線纜136a-136c中每一個(gè)的另一端連接到遠(yuǎn)程無線電頭24中的相應(yīng)一個(gè)。電源26上的三個(gè)輸出端27a-27c彼此獨(dú)立，并且可以各自輸送滿足遠(yuǎn)程無線電頭24中的相應(yīng)一個(gè)的電力需求的電力信號。因此，通過輸出端27，電源26可以提供具有適于滿足每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24的瞬時(shí)電力需求的電壓和電流特性的三個(gè)獨(dú)立的電力信號。

圖8是圖示可被用來例如實(shí)現(xiàn)圖7的電力線纜136(以及光纖線纜38)的干線線纜組件200的示意圖。圖8的干線線纜組件200包括混合電力/光纖線纜210、第一分接線筒230和第二分接線筒250?；旌想娏?光纖線纜210具有可以被絞合在一起以形成復(fù)合電力線纜218的九根單獨(dú)的電力線纜212(參見圖8中的標(biāo)注，其描繪了三根單獨(dú)的電力線纜212)，以及包括三十六根光纖222的光纖線纜220。光纖線纜220可以包括帶護(hù)套或不帶護(hù)套的任何適當(dāng)常規(guī)設(shè)計(jì)的光纖線纜。復(fù)合電力線纜218和光纖線纜220可以被封在護(hù)套224中。雖然圖8中示出了一根示例混合電力/光纖線纜210，但是將認(rèn)識到的是，可以使用任何常規(guī)的混合電力/光纖線纜，并且線纜可以具有更多或更少的電力線纜和/或光纖。示例性的混合電力/光纖線纜是可從commscope，inc.(hickory，northcarolina)獲得的htc-24sm-1206-618-apv線纜。

第一分接線筒230包括主體232和蓋236。主體232在接收混合電力/光纖線纜210的一端包括中空桿234，并且在相對的一端包括圓柱形容器(receptacle)。蓋236安裝在圓筒形容器上，以形成具有敞開的內(nèi)部的分接線筒230。混合電力/光纖線纜210通過桿234進(jìn)入主體232。復(fù)合電力線纜218被分解成第一分接線筒230內(nèi)的九根獨(dú)立的電力線纜212。每根獨(dú)立的電力線纜212包括電力供應(yīng)導(dǎo)體214和回路導(dǎo)體216。九根單獨(dú)的電力線纜212通過蓋236中的相應(yīng)插座238布線，在那里它們被相應(yīng)的保護(hù)導(dǎo)管240(諸如可以足夠硬以抵抗來自鳥的損壞的尼龍導(dǎo)管)接收。因此，每根單獨(dú)的電力線纜212在相應(yīng)的保護(hù)導(dǎo)管240內(nèi)從第一分接線筒230延伸。光纖222作為單個(gè)組被維持并且被布線通過蓋236上的特定插座238，在那里它們作為組被插入導(dǎo)管242中。因此，第一分接線筒230用來將復(fù)合電力線纜218的九根電力線纜212單分成單獨(dú)的電力線纜212，其可以運(yùn)行到相應(yīng)的遠(yuǎn)程無線電頭24，同時(shí)通過所有光纖222到達(dá)單獨(dú)的分接線筒250。

如圖8的插圖中所示，陶瓷電容器248形式的多個(gè)分路電容單元在第一分接線筒230內(nèi)提供。每個(gè)電容器248連接在獨(dú)立電力線纜212中的相應(yīng)一個(gè)的電力供應(yīng)導(dǎo)體214和回路導(dǎo)體216之間。分接線筒230可以包括多個(gè)插座，每個(gè)插座接收電容器248中的一個(gè)。每個(gè)獨(dú)立的電力線纜可以物理地和電氣地連接到這些插座。對于諸如dc電源信號的低頻信號，分路電容器248作為開路出現(xiàn)，因此每根單獨(dú)的電力線纜212上承載的dc電力信號將通過相應(yīng)的分路電容器248到達(dá)遠(yuǎn)程無線電頭24。但是，如上面所討論的，在單個(gè)電力線纜212承載的電流響應(yīng)于遠(yuǎn)程無線電頭24處的增加的電流需求而出現(xiàn)尖峰的時(shí)段期間，分路電容器248可以類似于輔助電源，以減小dc電力信號上的di/dt電壓降的大小。

如上面所指出的，光纖222作為連接到第二分接線筒250的導(dǎo)管242中的單個(gè)單元穿過第一分接線筒230。在第二分接線筒250中，三十六根光纖222被分離成9個(gè)光纖子組252。光纖子組252各自被保護(hù)在相應(yīng)的導(dǎo)管254內(nèi)。第二分接線筒250可以類似于第一分接線筒230，因此將不再詳細(xì)討論。但是，第二分接線筒250不包括分路電容器248。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，市售的遠(yuǎn)程無線電頭可以具有跨引線的電容，其中引線接收為遠(yuǎn)程無線電頭供電的電力線纜。但是，這個(gè)電容通常小，并且可能不足以抑制di/dt電壓降。通過提供具有集成到每根單獨(dú)的電力線纜212中的分路電容器248的電力線纜(諸如圖8的混合電力/光纖線纜組件200)，有可能確保在每種情況下提供足夠的分路電容。例如，如上面所討論的，由于基于i*r的電壓降隨著電力線纜的長度而線性增加，因此電力線纜越長，電壓降變成越顯著的問題。因此，越長的電力線纜越有可能經(jīng)歷上面圖3c中所示的情況，在其中，i*r電壓降和di/dt電壓降的組合可能導(dǎo)致電力信號的電壓暫時(shí)低于某個(gè)最低要求的電壓電平，由此中斷遠(yuǎn)程無線電頭的操作。通過實(shí)現(xiàn)可以以已知長度出售的電力線纜內(nèi)的分路電容，分路電容的大小可以適當(dāng)?shù)乇活A(yù)調(diào)整，以提供足夠量的電容，而不提供可能增加電力線纜的成本、尺寸和/或重量的額外電容。

此外，通過實(shí)現(xiàn)電力線纜內(nèi)(并且更具體而言，在電力線纜的分接線外殼內(nèi))的分路電容，有可能具有在安裝時(shí)適當(dāng)調(diào)整尺寸的分路電容。例如，在一些實(shí)施例中，分路電容可以是跨每根電力線纜的導(dǎo)體連接的插入式或旋入式電容器，使得適當(dāng)尺寸的電容器可以基于蜂窩基站的特定需求安裝在分接線筒中。此外，由于分接線筒可以被打開，因此，如果必要，那么在安裝之后，如果需要就可以更換有缺陷或損壞的電容器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的是，本發(fā)明的實(shí)施例中所使用的分路電容可以以任何數(shù)量的形式提供。例如，分路電容單元可以是單獨(dú)部件的形式(諸如一個(gè)或多個(gè)電容器)，或者是其它物理結(jié)構(gòu)的形式(諸如可以像電容器一樣起作用的由氣隙隔開的并聯(lián)導(dǎo)體)。所提供的分路電容的量可以依賴于多個(gè)因素而變化，這些因素包括例如導(dǎo)體的長度和導(dǎo)體的直徑。一般而言，在一些實(shí)施例中，分路電容的量可以在數(shù)百、數(shù)千、數(shù)萬或數(shù)十萬微法的數(shù)量級。

以本文所述的方式使用分路電容可能產(chǎn)生的益處可以包括以下。從系統(tǒng)的角度來看，用于遠(yuǎn)程無線電頭的電力線纜的導(dǎo)體不需要尺寸過大或過度設(shè)計(jì)，以補(bǔ)償大的di/dt電壓降；因此，使用較少導(dǎo)體材料的較長導(dǎo)體運(yùn)行(run)是可能的。較少導(dǎo)體材料的使用還允許更輕的電力線纜組件，這也會(huì)是有利的，因?yàn)樵谒敳康脑黾拥碾娏餍枨笫强焖侔l(fā)展的問題。而且，現(xiàn)有的塔式體系架構(gòu)可以采用這種做法進(jìn)行改造，如果di/dt電壓降作為問題出現(xiàn)，那么這種做法對所安裝的硬件影響最小。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例可以允許基于例如導(dǎo)體長度的可變量的所需電容，同時(shí)還允許改造現(xiàn)有塔、電力線纜或遠(yuǎn)程無線電頭體系架構(gòu)的能力。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，包括分路電容的電力線纜可以用在使用可編程電源的蜂窩基站中，所述可編程電源用來通過將遠(yuǎn)程無線電頭處的電力信號的電壓維持在用于為每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭指定的電力信號的最大電壓處或其附近來降低i*r電壓降。現(xiàn)在將參考圖9來描述這種實(shí)施例的示例。

特別地，圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的蜂窩基站300的示意性框圖。如圖3中所示，蜂窩基站300包括裝備外殼20和塔30?；鶐卧?2、第一電源326和第二電源328位于裝備外殼20內(nèi)。多個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24和多個(gè)天線32安裝在塔30上。

每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24經(jīng)光纖線纜38從基帶單元22接收數(shù)字信息(數(shù)據(jù))和控制信號。通常，光纖線纜38將包括多根光纖，其中為每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24提供兩根(或更多根光纖)。每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24將通過其相應(yīng)的“上行鏈路”光纖接收的數(shù)據(jù)信號調(diào)制成在適當(dāng)?shù)姆涓C頻率處的射頻(“rf”)信號，然后通過天線32傳輸。每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24還從天線32接收rf信號、對這些信號進(jìn)行解調(diào)，并經(jīng)包括在光纖線纜38中的相應(yīng)“下行鏈路”光纖將解調(diào)的信號提供給基帶單元22。基帶單元22處理從遠(yuǎn)程無線電頭24接收的解調(diào)的信號，并將經(jīng)處理的信號轉(zhuǎn)發(fā)到回程通信系統(tǒng)28?；鶐卧?2還處理從回程通信系統(tǒng)28接收的信號并將這些信號供給遠(yuǎn)程無線電頭24。通常，基帶單元22和遠(yuǎn)程無線電頭24各自包括將數(shù)字信息和控制信號耦合到光纖線纜38和從光纖線纜38耦合的光-電和電-光轉(zhuǎn)換器。

第一電源326生成直流(“dc”)電力信號。第二電源328是dc-dc轉(zhuǎn)換器，其接受由第一電源326輸出的dc電力信號作為輸入，并輸出具有不同電壓的dc電力信號。電力線纜336連接到第二電源328的輸出端并沿著塔30上行。電力線纜336可以是復(fù)合電力線纜，其包括多根單獨(dú)的電力線纜，即，用于每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭24的單獨(dú)的電力線纜。在一些實(shí)施例中，光纖線纜38和電力線纜336可以一起實(shí)現(xiàn)為混合電力/光纖線纜340，其可以例如使用圖8的混合電力/光纖線纜組件200來實(shí)現(xiàn)。雖然第一電源326和第二電源328在圖9的實(shí)施例中被示為分離的電源單元，但是將認(rèn)識到的是，在其它實(shí)施例中，兩個(gè)電源326、328可以組合成單個(gè)電源單元。

電源328是可編程電源，其從電源326接收輸入的dc電力信號，并向電力線纜336內(nèi)的每根單獨(dú)的電力線纜輸出dc電力信號。由電源328輸出的dc電力信號的電壓可以響應(yīng)于由連接到每根單獨(dú)的電力線纜的遠(yuǎn)程無線電頭24從電源328吸取的dc電力信號的電流的變化而變化。可以設(shè)置由電源328輸出的dc電力信號的電壓，使得電力線纜336中每根單獨(dú)的電力線纜的遠(yuǎn)端(即，與遠(yuǎn)程無線電頭24相鄰的端部)處的dc電力信號的電壓被維持在用于遠(yuǎn)程無線電頭24的電力信號的最大規(guī)定電壓處或其附近。這可以減少與向遠(yuǎn)程無線電頭24提供dc電力信號相關(guān)聯(lián)的電力損耗，因?yàn)?，對于給定的電力電平，用于dc電力信號的越高電壓與越低的電流對應(yīng)，并且越低的電流值導(dǎo)致降低的電力損耗。在一些實(shí)施例中，可編程電源328可被設(shè)計(jì)為將dc電力信號的電壓維持在用于可供給遠(yuǎn)程無線電頭24的電力信號的最大操作電壓處或其附近。

在一些實(shí)施例中，通過基于(1)從電源吸取的dc電力信號的電流(要指出的是，根據(jù)等式1和2，vrrh是irrh的函數(shù))和(2)電力線纜的電阻rcable來設(shè)置由電源328輸出的電力信號的電壓電平，可以將電力線纜336中的單獨(dú)電力線纜的遠(yuǎn)端處的dc電力信號的電壓(即，vrrh)維持在預(yù)定值或其附近。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可編程電源可以被配置為測量、估計(jì)、計(jì)算或接收這兩個(gè)值。于2014年7月2日提交的美國專利申請序列no.14/321,897(“'897申請”)描述了可以被用來實(shí)現(xiàn)可編程電源328的各種可編程電源。'897申請通過引用整體并入本文，并且因此將省略關(guān)于這些可編程電源的實(shí)現(xiàn)的整體的進(jìn)一步描述。要指出的是，電力線纜的電阻或阻抗可以被用來設(shè)置由電源328輸出的電力信號的電壓電平，并且本文對電力線纜的“電阻”的引用意在覆蓋電阻和/或阻抗。在其它實(shí)施例中，可以使用反饋回路來控制由dc電源輸出的dc電力信號的電壓，使得連接電源328和遠(yuǎn)程無線電頭24的電力線纜的遠(yuǎn)端處的dc電力信號的電壓維持在期望的電平。這種反饋回路的使用也在'897申請中討論。

這種可編程電源的使用可以既減小電力損耗又減小i*r電壓降，因?yàn)橄蛎總€(gè)遠(yuǎn)程無線電頭供給具有維持在最大可接受值附近的電壓的電力信號降低了電力信號的平均電流，由此降低了i*r電壓降。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的蜂窩基站也可以以上面參考圖2-8所述的方式在每個(gè)單獨(dú)的電力線纜上采用分路電容，以降低di/dt電壓降的影響。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，分路電容單元可以并入到連接到干線線纜的分接線外殼的跳線線纜，或連接到遠(yuǎn)程無線電頭的單獨(dú)的連接器外殼，或者可以被包括在例如直接連接到這種跳線線纜的內(nèi)聯(lián)連接器單元中。在某些情況下，這種做法可以具有優(yōu)于在干線線纜中包括分路電容單元的優(yōu)點(diǎn)。

如上面所討論的，干線線纜常常被用來將來自電源的電力和來自位于鄰近蜂窩基站的天線塔的底部的基帶單元的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到安裝在天線塔的頂部附近的接合外殼(或其它分接線外殼或筒)。通常，干線線纜包括多對電力導(dǎo)體和多對光纖，其中每對電力導(dǎo)體被提供成將電力信號輸送到安裝在天線塔頂部的遠(yuǎn)程無線電頭中的相應(yīng)一個(gè)，并且每對光纖被提供成將上行鏈路和下行鏈路流量攜帶到相應(yīng)的一個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭。這些電力導(dǎo)體和光纖對被端接到在接線外殼中提供的連接器中。單獨(dú)的跳線線纜可以連接在接合外殼的相應(yīng)連接器和相應(yīng)的遠(yuǎn)程無線電頭之間，以便完成每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭和電源與天線塔基部的基帶設(shè)備之間的連接。在一些情況下，提供分開的電力跳線線纜和光纖跳線線纜，而在其它情況下，包括光纖和電力導(dǎo)體(分別被連接化)兩者的復(fù)合跳線線纜可以被用來將每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭連接到接合外殼。

跳線線纜的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于干線線纜，因?yàn)榻雍贤鈿ねǔＮ挥陔x遠(yuǎn)程無線電頭僅幾英尺處，而干線線纜沿天線塔上行數(shù)十或數(shù)百英尺。此外，跳線線纜包括少得多的部件。例如，電力跳線線纜可以包括6英尺的線纜，在其任一端具有兩個(gè)絕緣導(dǎo)體和連接器。相比之下，對于具有九個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭的天線塔(這是日益普遍的配置)，干線線纜可以是250英尺長，包括十八個(gè)絕緣導(dǎo)體，并且還包括十八根光纖，連同用于每個(gè)電力導(dǎo)體和光纖的連接器。照此，干線線纜通常比跳線線纜昂貴得多。

如果在干線線纜中實(shí)現(xiàn)分路電容，那么改造設(shè)施可能需要更換現(xiàn)有的干線線纜，這在干線線纜的成本和在工時(shí)、裝備租賃等方面與干線線纜的更換相關(guān)聯(lián)的成本方面都可能非常昂貴。如上面所指出的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分路電容單元也可能遭受故障，尤其是當(dāng)蜂窩天線上的電力布線可能遭受雷擊和/或其它電壓浪涌時(shí)。當(dāng)發(fā)生這種故障時(shí)，同樣可能有必要更換其中包含分路電容單元的線纜布線或外殼。當(dāng)分路電容單元包含在干線線纜或其分接線外殼中時(shí)，這可能是非常昂貴的。雖然，從資本成本的角度來看，更換接合外殼中包含的分路電容單元可能不是那么貴，但由于各種各樣的原因(諸如安全性、環(huán)境密封問題等)，打開位于蜂窩塔頂部的接合外殼一般是不鼓勵(lì)的。因此，當(dāng)將分路電容單元放在干線線纜中時(shí)，干線線纜分接線外殼和/或接合外殼可能具有各種優(yōu)點(diǎn)，諸如將分路電容單元定位在離相關(guān)聯(lián)的遠(yuǎn)程無線電頭較短距離，并基于干線線纜的長度來調(diào)整電容的大小，這種做法也可能有各種缺點(diǎn)。

提供具有相關(guān)聯(lián)的分路電容單元的跳線線纜可以提供更高效和成本有效的方式來改造現(xiàn)有的蜂窩基站，以包括分路電容單元。如上面所指出的，跳線線纜比干線線纜便宜得多，因此，即使可能需要更換多根跳線線纜(因?yàn)榉珠_的跳線線纜將每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭連接到干線線纜的接合外殼或分接線外殼)，也可以以較低的成本進(jìn)行更換。而且，跳線線纜可以被技術(shù)人員容易地更換，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)為連接和斷開連接，并且跳線線纜更換不會(huì)引起如打開接合外殼那樣的環(huán)境密封問題。由于在天線塔的頂部執(zhí)行的任何勞動(dòng)都是昂貴的，因此可以通過使用具有相關(guān)聯(lián)的分路電容單元的跳線線纜執(zhí)行改造的容易性可以代表顯著的優(yōu)點(diǎn)。具有相關(guān)聯(lián)的分路電容單元的跳線線纜為改造應(yīng)用提供的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于分路電容單元的電容器燒壞并必須更換的情況。

此外，將分路電容單元定位在跳線線纜中也可以將分路電容單元放到更靠近遠(yuǎn)程無線電頭的位置。如上面所討論的，這可以提供改進(jìn)的性能。而且，維持具有分路電容單元的跳線線纜的庫存可以比維護(hù)具有這種分路電容單元的干線線纜的庫存更高效。

現(xiàn)在將參考圖10-12和14討論根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有相關(guān)聯(lián)的分路電容單元的跳線線纜。

圖10是圖示可以如何使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有相關(guān)聯(lián)的分路電容單元的跳線線纜將接合外殼(諸如干線線纜的分接線盒或獨(dú)立外殼)連接到遠(yuǎn)程無線電頭的示意圖。如圖10中所示，干線線纜410被端接到例如在天線塔(未示出)的頂部的接合外殼420。跳線線纜430-1將接合外殼420連接到遠(yuǎn)程無線電頭440。跳線線纜430-1包括線纜段431。線纜段431可以包括彼此電絕緣的電力供應(yīng)導(dǎo)體432和回路導(dǎo)體433(參見圖11a)。在一些實(shí)施例中，電力供應(yīng)導(dǎo)體432和回路導(dǎo)體433可以各自包括8號規(guī)格到14號規(guī)格的銅或銅合金線。線可以是實(shí)線或者可能是絞合的。在一些實(shí)施例中，絞合線可能是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兛梢栽黾犹€線纜430-1的靈活性。在一些實(shí)施例中，兩條絞合的10號規(guī)格線可以絞合在一起，以形成電源和/或回路導(dǎo)體432、433。使用絞合在一起的兩根較小的線以形成電源和/或回路導(dǎo)體432、433可以進(jìn)一步增強(qiáng)跳線線纜430-1的靈活性。

保護(hù)護(hù)套434可以封住電源和回路導(dǎo)體432、433。第一和第二連接器435、436被端接到線纜段431的任一端上。第一連接器435被配置為連接到接合外殼420上配對的連接器422，并且第二連接器436被配置為連接到遠(yuǎn)程無線電頭440的配對的連接器442。通常，接合外殼420上的連接器422和遠(yuǎn)程無線電頭440上的連接器442是完全相同的，使得連接器435和436中的任一個(gè)可以連接到連接器422、442中的任一個(gè)。跳線線纜430-1可以包括僅包括電源和回路導(dǎo)體432、433的電力線纜，或者可以代替地是包括電源和回路導(dǎo)體432、433連同兩根或更多根光纖的混合光纖電力線纜。跳線線纜430-1可以包括可以在各種位置實(shí)現(xiàn)的相關(guān)聯(lián)的分路電容單元438。下面將參考圖11a-12b更詳細(xì)地描述分路電容單元438的配置和操作。

在一些實(shí)施例中，分路電容單元438可以作為沿著線纜段431插入的密封單元500在跳線線纜430-1上實(shí)現(xiàn)。圖11a和11b分別是可被用來實(shí)現(xiàn)分路電容單元438的密封單元500的示例實(shí)施例的斷線透視圖和部分分解透視圖。如圖11a-11b中所示，密封單元500可以具有包括殼體件520、530的殼體510。每個(gè)殼體件520、530包括允許線纜段431穿過殼體510的相應(yīng)的線纜孔522、532。殼體件520、530可以由例如熱塑性材料或陽極氧化鋁形成。在圖11a-11b的實(shí)施例中，使用在電力供應(yīng)導(dǎo)體432和回路導(dǎo)體433之間串聯(lián)連接的一對電解電容器540-1、540-2來實(shí)現(xiàn)分路電容。電容器540可以具有圓柱形形狀并且可以被物理定位，使得每個(gè)電容器540的縱向軸線沿著線纜段431的縱向軸線延伸。在示例實(shí)施例中，(一個(gè)或多個(gè))電容器540可以具有介于400和2500微法之間的總電容。殼體510可以包括一對開口524、534。這些開口中的第一個(gè)524可以被用來將環(huán)境密封元件(諸如環(huán)氧樹脂)注入殼體510的內(nèi)部，并且這些開口中的第二個(gè)534可以允許空氣在環(huán)氧樹脂填充操作期間逸出。環(huán)氧樹脂(未示出)可以作為膠體被注入并且可以填充殼體510的內(nèi)部。環(huán)氧樹脂可以在暴露于空氣中時(shí)干燥成填充殼體510的硬化的、不滲透空氣和水的固體。在一些實(shí)施例中，蓋子(未示出)可以放在開口524、534的上方，而在其它實(shí)施例中，開口524、534可以保持不被覆蓋。

電容器540可以包括例如非極性電解電容器。非極性電容器540的使用可以允許跳線線纜430-1被安裝在接合外殼420和遠(yuǎn)程無線電頭440之間的任一方向上。換句話說，如果跳線線纜430-1是使用非極性電容器540實(shí)現(xiàn)的，那么跳線線纜430-1的連接器435可以與接合外殼420上配對的連接器422或遠(yuǎn)程無線電頭440的配對的連接器442配對，并且跳線線纜430-1將正常操作。相反，如果代替地使用極性電容器，那么連接器435將總是需要連接到接合外殼420上配對的連接器422，以防止損壞電容器。如技術(shù)人員可能認(rèn)識不到的，如果跳線線纜430-1安裝方向錯(cuò)誤，那么電容器可能被損壞或破壞，而使用非極性電容器540可以阻止安裝錯(cuò)誤和對跳線線纜的損壞。在一些實(shí)施例中，可以使用至少兩個(gè)極性電解電容器代替非極性電解電容器。

由于各種原因，電解電容器540(或用于實(shí)現(xiàn)分路電容的其它電容器)可能會(huì)發(fā)生故障。例如，由例如雷擊引起的電壓浪涌可能會(huì)損壞這些電容器540。此外，電解電容器可以具有在工廠測試期間可能未被識別但可能導(dǎo)致在現(xiàn)場電容器過早故障的制造缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的跳線線纜可以具有被設(shè)計(jì)為確?；蛑辽僭黾右韵驴赡苄缘碾娐废到y(tǒng)：如果電容器540中的一個(gè)在使用期間發(fā)生故障，那么電容器540將在電源和接地導(dǎo)體432、433之間表現(xiàn)為開路。只要呈現(xiàn)這種開路，跳線線纜430-1就將繼續(xù)像不包括分路電容單元500的普通跳線線纜一樣進(jìn)行執(zhí)行。如果電容器540不能開路，那么跳線線纜430-1可能更容易受到di/dt電壓降的影響，但否則的話，跳線線纜430-1將繼續(xù)操作并且電容器540的故障將不會(huì)導(dǎo)致一般的鏈路故障。

為了確保電容器540在其故障時(shí)將在電源和接地導(dǎo)體432、433之間呈現(xiàn)開路，可以提供熔絲電路550，以在電容器540發(fā)生故障的情況下產(chǎn)生開路。熔絲電路550可以在電容器540的內(nèi)部，或者可以是在電容器540外部的分開的電路。在一些實(shí)施例中，熔絲電路550可以使用沿著電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體432、433之間的分路路徑插入的熔絲552來實(shí)現(xiàn)。如果電容器540以導(dǎo)致電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體432、433之間的短路的方式發(fā)生故障，那么作為跨分路路徑的增加的電流的結(jié)果，熔絲552將“燒斷(blow)”(即，產(chǎn)生開路)。熔絲552可以被設(shè)計(jì)為響應(yīng)于di/dt電壓降而傳導(dǎo)將流過電容器540的相對小的電流，但是熔絲552將響應(yīng)于在電容器540發(fā)生故障并在電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體432、433之間產(chǎn)生短路的情況下將通過的大得多的電流而燒斷。熔絲電路550可以是在電容器540以在電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體432、433之間產(chǎn)生短路這樣一種方式發(fā)生故障的情況下沿著分路電容路徑產(chǎn)生開路的任何合適的電路。

圖11c是圖示分路電容單元500如何插入在電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體432、433之間的電路圖。如圖11c中所示，電容器540-1和540-2串聯(lián)連接在電力供應(yīng)導(dǎo)體432和回路導(dǎo)體433之間。熔絲電路550串聯(lián)地位于電容器540-1和540-2之間。在其它實(shí)施例中，熔絲電路550可以位于例如電力供應(yīng)導(dǎo)體和第一電容器540-1之間或者位于回路導(dǎo)體433和第二電容器540-2之間。

圖12a和12b是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的電容性負(fù)載的跳線線纜430-2和430-3的側(cè)視圖。如上面參考圖10、11a和11b所討論的，在一些實(shí)施例中，跳線線纜430-1的分路電容單元438可以被實(shí)現(xiàn)為沿著線纜段431插入的密封單元500。如圖12a中示意性示出的，在其它實(shí)施例中，可以提供跳線線纜430-2，其中分路電容單元438可以在線纜護(hù)套434內(nèi)實(shí)現(xiàn)，以消除對殼體510的需要。在這種實(shí)施例中，線纜護(hù)套434可以提供對分路電容單元438的環(huán)境保護(hù)。如圖12b中示意性示出的，在還有進(jìn)一步的實(shí)施例中，可以提供跳線線纜430-3，其中分路電容單元438可以在跳線線纜430-3的連接器435、436之一內(nèi)實(shí)現(xiàn)，這再次消除了對分開的殼體510的需要。在這種實(shí)施例中，連接器435、436可以為分路電容單元438提供環(huán)境保護(hù)。在圖12a和12b的跳線線纜430-2和430-3中，分路電容單元438可以具有圖11c中所示的電路構(gòu)造。

還將認(rèn)識到的是，在還有進(jìn)一步的實(shí)施例中，分路電容單元可以被實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立單元，其可以例如連接在接合外殼420和常規(guī)跳線線纜之間或者遠(yuǎn)程無線電頭440和常規(guī)跳線線纜之間。作為示例，圖13圖示了如何可以以內(nèi)聯(lián)連接器模塊600的形式提供獨(dú)立的分路電容單元，該內(nèi)聯(lián)連接器模塊600可以連接在常規(guī)跳線線纜430與或者接合外殼420或者遠(yuǎn)程無線電頭440之間。如圖13中所示，內(nèi)聯(lián)連接器模塊600包括殼體610以及第一和第二連接器620、622。連接器620可以被配置為連接到常規(guī)跳線線纜430的連接器435、436中的一個(gè)，并且連接器622可以被配置為與連接器殼體420或遠(yuǎn)程無線電頭440的連接器配對。電源和接地導(dǎo)體632、633可以在內(nèi)聯(lián)連接器模塊600內(nèi)提供，并且可以提供包括一個(gè)或多個(gè)電容器的分路電容單元640，并且該分路電容單元640可選地包括，沿著電源和接地導(dǎo)體632、633之間的分路路徑串聯(lián)連接的熔絲電路。電源和接地導(dǎo)體632、633以及分路電容單元640的電容器和熔絲電路可以相對于彼此電氣布置，如圖11c的電路圖中所示。

如上面參考圖9所討論的，在一些實(shí)施例中，分路電容單元可以用在采用可編程電源的蜂窩基站中，其被用來通過將遠(yuǎn)程無線電頭處的電力信號的電壓維持在為每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭指定的電力信號的最大值處或其附近來減小i*r電壓降。將認(rèn)識到的是，分路電容單元可以在干線線纜中、在跳線線纜中實(shí)現(xiàn)，或者使用如上述各種實(shí)施例中所討論的獨(dú)立單元實(shí)現(xiàn)。

如在上面提到的'897申請中詳細(xì)討論的，在一些實(shí)施例中，可編程電源可以被配置為測量、估計(jì)、計(jì)算或接收插入在電源和遠(yuǎn)程無線電頭之間的電力布線連接(這個(gè)連接通常包括干線線纜和跳線線纜)的電阻。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，分路電容單元可以被用來測量電力布線連接的阻抗。

特別地，圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分路電容單元如何可以被用來促進(jìn)測量電源和例如遠(yuǎn)程無線電頭之間的電力線纜布線的電阻的示意性框圖。如圖14中所示，可以提供經(jīng)電力布線連接750的電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體751、752向遠(yuǎn)程無線電頭760輸送dc電力的可編程電源700。電力布線連接750可以包括一根或多個(gè)線纜。例如，電力布線連接750可以包括串聯(lián)連接在可編程電源700和遠(yuǎn)程無線電頭760之間的干線線纜和跳線線纜的電力供應(yīng)部分。如圖14中所示，沿著與遠(yuǎn)程無線電頭760相鄰的電力布線連接750提供分路電容單元753。分路電容單元753可以例如在將干線線纜的電力供應(yīng)導(dǎo)體和回路導(dǎo)體連接到遠(yuǎn)程無線電頭760的跳線線纜中實(shí)現(xiàn)。

可編程電源700包括提供用來為遠(yuǎn)程無線電頭760供電的dc電力信號的dc電力發(fā)生器710?？删幊屉娫?00還包括脈沖發(fā)生器720，其被配置為生成交變電流(“ac”)控制信號，該ac控制信號也可以被發(fā)送到電力布線連接750上。這個(gè)ac信號可以是例如100hz至100khz的電壓脈沖?？梢赃x擇電壓脈沖的頻率，使得電壓脈沖將通過分路電容單元753的電容器。電壓脈沖的頻率也可以被選擇為低于由遠(yuǎn)程無線電頭760發(fā)送的rf數(shù)據(jù)信號，以減少或最小化電壓脈沖和rf數(shù)據(jù)信號之間的任何潛在干擾。

由于分路電容單元753將對于電壓脈沖顯示為短路，因此電壓脈沖將不會(huì)傳遞到遠(yuǎn)程無線電頭760，而是將代替地流過分路電容單元753并返回到可編程電源700。然后可以使用歐姆定律來基于在可編程電源700處接收的電壓脈沖的電流/電壓特性來確定電力線纜750的電阻?？删幊屉娫?00可以包括被用來測量回路電壓脈沖的電壓和/或電流電平的控制電路系統(tǒng)740，以及基于此計(jì)算電力布線連接750的電阻的控制邏輯730。

因此，在圖14的實(shí)施例中，只要分路電容單元正常工作，它就可以被用作電壓脈沖的旁路路徑，以便允許可編程電源700測量電力線纜750的電阻并基于此動(dòng)態(tài)地改變電源700的輸出。而且，如果分路電容單元753中的電容器發(fā)生故障，那么在電源700處將不再接收電壓脈沖，因?yàn)榉致冯娙輪卧?53將故障為開路。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，電源700可以被配置為發(fā)出警報(bào)，使得可以替換分路電容單元。

已經(jīng)參考附圖描述了本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于本文所繪出和描述的實(shí)施例；這些實(shí)施例的提供是為了使本公開徹底和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。貫穿說明書和附圖，相同的標(biāo)號是指相同的元件。還將認(rèn)識到的是，以上公開的實(shí)施例可以以任何方式和/或組合來組合，以提供許多附加的實(shí)施例。例如，本文所述的分路電容單元可以用在上述'897申請中公開的任何示例實(shí)施例中。

將理解的是，雖然這里使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅僅被用來將一個(gè)元素與另一個(gè)元素區(qū)分開。例如，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，并且類似地，第二元件可以被稱為第一元件。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)列出的項(xiàng)的任何和所有組合。

除非另有定義，否則在本公開中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。在上面的描述中使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定的實(shí)施例而不意在作為本發(fā)明的限制。如在本公開內(nèi)容中使用的，除非上下文另有明確指示，否則單數(shù)形式“一個(gè)”和“該”也意在包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)元件(例如，設(shè)備、電路等)被稱為“連接”或“耦合”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦合到另一元件或者中間元件可能存在。相反，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦合”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。

還將進(jìn)一步理解，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“包括”和/或“包含”指定所述特征、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。

在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型實(shí)施例并且，雖然采用了特定術(shù)語，但是它們僅在一般和描述性意義上使用而不是為了限制，本發(fā)明的范圍在以下權(quán)利要求中闡述。