專利名稱：有遙控天線的蜂房式基站的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及蜂窩網(wǎng)絡，明確地說涉及在蜂窩網(wǎng)絡內蜂房的形成。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術覆蓋一個區(qū)域的蜂窩網(wǎng)絡是通過將該區(qū)域分成一些部份重疊而另一些不重疊的許多蜂房形成的。有部份重疊的蜂房使在這些蜂房之間移動的移動式無線電收發(fā)機能夠不中斷地通信。有一些不重疊的蜂房使這些蜂房實質上能夠在沒有干擾的情況下使用相同的頻帶寬度。因此，通過提供不重疊的蜂房，網(wǎng)絡能夠在不相應地增加頻帶寬度的情況下增加網(wǎng)絡的用戶數(shù)量。
理論上，在該區(qū)域內有給定數(shù)目的移動收發(fā)機的給定區(qū)域可以被為數(shù)不多的大蜂房覆蓋，這些蜂房使用一個比較大的帶寬。作為替代，移動收發(fā)機數(shù)目相同的同一區(qū)域可以用數(shù)量較多的較小的蜂房覆蓋，與大蜂房系統(tǒng)相比較，其中大多數(shù)實質上是不重疊的，所以這些蜂房可以使用比較小的帶寬。在帶寬是限制因素的情況下，數(shù)目較多的較小的蜂房選項變得更有吸引力。
在某個區(qū)域內的蜂房實質上等價于在那個區(qū)域內移動式無線電收發(fā)機能夠在其中與一個或多個在特定的頻帶寬度上發(fā)射和接收的天線通信的區(qū)域。因此，這一個或多個天線以及它們接收/發(fā)射在網(wǎng)絡內工作的移動收發(fā)機之間的信號的能力實質上定義蜂房。


圖1是展現(xiàn)技術上已知的蜂窩網(wǎng)絡10的操作的示意圖。網(wǎng)絡10包括三個基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)，每個實質上都與各自的天線系統(tǒng)放置在一起，從而形成BTS-天線系統(tǒng)12、14和16。系統(tǒng)12、14和16受基站控制器(BSC)18的控制，后者本身又與網(wǎng)絡10外部的交換中心20通信。每個系統(tǒng)12、14和16都在各自的蜂房12A、14A和16A內與諸如移動收發(fā)機22之類的移動式無線電收發(fā)機通信。
使用用來轉移信息和/或數(shù)據(jù)的光學鏈路細分蜂房網(wǎng)絡的現(xiàn)有的蜂房的方法在技術上是已知的。典型的系統(tǒng)使用光纖或光導纖維傳送光學輻射，雖然其它的系統(tǒng)借助實質上自由的空間(例如通過地球的大氣)轉移光學輻射。使用與微波或更低頻率的輻射截然不同的光學輻射的一些優(yōu)點是由于光學輻射的頻率在100THz的數(shù)量級上所以它具有固有的高負荷量。使用光學輻射作為載體的其它理由是能夠以大約100GHz的速度開關的相干光源的可用性以及這些相干光源中至少有一些是作為單片固態(tài)器件實現(xiàn)的這一事實。
授權給Acampora的美國專利第6,049,593號(其揭示在此通過引證被并入本文)描述一種蜂窩系統(tǒng)，其中用大約100m長的短光學鏈路相互連接的多個小蜂房(picocells)組成一個比較大的通信網(wǎng)絡蜂房。
授權給Rutledge的美國專利第5,844,705號(其揭示在此通過引證被并入本文)描述一種用來把蜂窩系統(tǒng)的一個蜂房細分成子蜂房的方法。中央的無線電收發(fā)機-天線系統(tǒng)被分成眾多遙控天線。在每個遙控天線的位置有相關的電路系統(tǒng)來控制在天線的范圍內(即在天線定義的子蜂房中)各自的天線和移動式無線電收發(fā)機之間的傳輸。每套電路系統(tǒng)還借助非受控的光學輻射與位于蜂房中心的相應的無線電收發(fā)機通信。這些相應的無線電收發(fā)機與位于蜂房外面的通信系統(tǒng)基礎設施通信。
授權給Karasawa等人的美國專利第5,493,436號(其揭示在此通過引證被并入本文)描述一種在移動式無線電收發(fā)機和交換站之間通信的方法。來自移動式無線電收發(fā)機的發(fā)射被遠離交換站的天線接收。這些發(fā)射被轉換成至少部分地經由光導纖維被傳送到交換站的光學輻射。類似的程序被遵循用于從交換站到移動收發(fā)機的傳輸。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的某些方面的目的是提供在基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)和遠離BTS的天線之間通信的方法和裝置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)包括通信控制電路系統(tǒng)。該電路系統(tǒng)產生能被在蜂窩網(wǎng)絡內工作的移動式蜂房無線電收發(fā)機接收的下行鏈路RF信號。BTS還包括用下行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第一波束并且發(fā)射調制波束的BTS轉換器電路系統(tǒng)。調制波束被位置遠離BTS的天線組件接收。該組件包括接收調制波束并且依據(jù)該波束恢復下行鏈路RF信號的天線轉換器電路系統(tǒng)。被恢復的下行鏈路信號被包括在天線組件中的天線傳送給移動收發(fā)機。
天線還接收來自移動收發(fā)機的上行鏈路RF信號。天線轉換器電路系統(tǒng)用上行鏈路信號調制非受控的電磁輻射的第二波束，而且該電路系統(tǒng)把經過調制的第二波束發(fā)射回BTS。BTS轉換器電路系統(tǒng)接收和解調第二波束，以便恢復傳送給BTS的通信控制電路系統(tǒng)的上行鏈路RF信號。然后，通信控制電路系統(tǒng)處理被恢復的上行鏈路信號。不同于技術上已知的系統(tǒng)，其中包括在BTS中的通信控制電路系統(tǒng)是通過電纜與天線耦合的，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中通信控制電路系統(tǒng)是借助非受控的電磁輻射與遠離通信控制電路系統(tǒng)的相關的天線耦合的。以這種方式使天線與BTS的控制電路系統(tǒng)耦合大大增加了可供選擇的天線位置。因此，對于給定的BTS位置，蜂房的數(shù)目和覆蓋面積都得以增加。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，包括第一和/或第二波束的電磁輻射是通過模擬調制、或數(shù)字調制、或模擬與數(shù)字調制的組合調制的。
在一些優(yōu)選的實施方案中，第一和/或第二束電磁輻射是用放光二極管(LED)或其它非相干的輻射源產生的。在其它的優(yōu)選實施方案中，電磁輻射是由諸如激光器之類實質上發(fā)出相干輻射的光源產生的。
所以，依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案將提供在蜂窩網(wǎng)絡內轉移信息的裝置，該裝置包括
放置在第一位置的基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)，其中包括適合產生能被在蜂窩網(wǎng)絡內工作的移動式蜂房無線電收發(fā)機接收的下行鏈路射頻(RF)信號和處理移動式蜂房無線電收發(fā)機發(fā)射的上行鏈路RF信號的通信控制電路系統(tǒng)；和適合用下行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第一波束并且將經過調制的波束作為第一調制波束發(fā)射出去以及接收和解調非受控的電磁輻射的第二調制波束以便恢復上行鏈路RF信號的第一轉換器電路系統(tǒng)；以及放置在遠離第一位置的第二位置的天線組件，其中包括適合用上行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第二波束并且將經過調制的波束作為第二調制波束發(fā)射給BTS以及接收和解調來自BTS的非受控的電磁輻射的第一調制波束以便恢復下行鏈路RF信號的第二的轉換器電路系統(tǒng)；和適合把被恢復的下行鏈路RF信號發(fā)射給移動式蜂房無線電收發(fā)機和接收來自移動式蜂房無線電收發(fā)機的上行鏈路RF信號的天線。
優(yōu)選，第一和第二轉換器電路系統(tǒng)都適合借助在BTS和天線之間包括自由空間的路徑發(fā)射第一調制波束和第二調制波束。
進一步優(yōu)選，第一和第二轉換器電路系統(tǒng)當中至少有一個包括把相干輻射作為非受控的電磁輻射在BTS和天線之間傳輸?shù)募す馄鳌?br> 優(yōu)選，第一和第二轉換器電路系統(tǒng)當中至少有一個包括至少一個把非相干的輻射作為非受控的電磁輻射在BTS和天線之間傳輸?shù)陌l(fā)射器。
優(yōu)選，第一位置和第二位置是被選自介于大約10米和大約700米之間的范圍的距離分開的。
優(yōu)選，第一和第二波束當中至少有一個包括具有選自介于大約0.3微米和大約30微米之間的范圍的波長的電磁輻射。
作為替代，第一和第二波束當中至少有一個包括具有選自介于大約1毫米和大約30厘米之間的范圍的波長的電磁輻射。
優(yōu)選，該裝置包括適合產生響應上行鏈路和下行鏈路信號的信息和在BTS和至少一個選自公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、分布式分組轉移網(wǎng)絡、人造衛(wèi)星通信系統(tǒng)和第二蜂窩網(wǎng)絡的通信系統(tǒng)之間轉移信息的交換中心。
進一步優(yōu)選，該裝置包括控制BTS的基站控制器(BSC)。
優(yōu)選，下行鏈路RF信號和上行鏈路RF信號當中至少有一個包括眾多分開的RF信號。
優(yōu)選，第一轉換器電路系統(tǒng)包括適合將下行鏈路RF信號數(shù)字化以產生下行鏈路數(shù)字化信號的模數(shù)轉換器，而第二轉換器電路系統(tǒng)包括適合依據(jù)下行鏈路數(shù)字化信號恢復下行鏈路RF信號的數(shù)模轉換器。
進一步優(yōu)選，第一轉換器電路系統(tǒng)被適合壓縮下行鏈路數(shù)字化信號以產生壓縮的下行鏈路數(shù)字信號，而第二轉換器電路系統(tǒng)適合將壓縮的下行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復下行鏈路數(shù)字化信號。
優(yōu)選，第二轉換器電路系統(tǒng)包括適合將上行鏈路RF信號數(shù)字化的模數(shù)轉換器，以便產生上行鏈路數(shù)字化信號，而第一轉換器電路系統(tǒng)包括適合依據(jù)上行鏈路數(shù)字化信號恢復上行鏈路RF信號的數(shù)模轉換器。
進一步優(yōu)選，第二轉換器電路系統(tǒng)適合壓縮上行鏈路數(shù)字化信號，以便產生壓縮的上行鏈路數(shù)字信號，而第二轉換器電路系統(tǒng)適合將壓縮的上行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復上行鏈路數(shù)字化信號。
依照本發(fā)明被優(yōu)選實施方案，進一步提供一種在蜂窩網(wǎng)絡內轉移信息的方法，該蜂房包括把基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)放置在第一位置；在包括在BTS中的通信控制電路系統(tǒng)中產生能被在蜂窩網(wǎng)絡內工作的移動式蜂房無線電收發(fā)機接收的下行鏈路射頻(RF)信號；在包括在BTS中的第一轉換器電路系統(tǒng)中用下行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第一波束，以便形成第一調制波束；把來自第一轉換器電路系統(tǒng)的第一調制波束發(fā)射出去；在第一轉換器電路系統(tǒng)中接收和解調非受控的電磁輻射的第二調制波束，以便恢復由移動式蜂房無線電收發(fā)機發(fā)射的上行鏈路RF信號；在通信控制電路系統(tǒng)中處理上行鏈路RF信號；把天線組件放置在遠離第一位置的第二位置；用包括在天線組件中的天線接收來自移動式蜂房無線電收發(fā)機的上行鏈路信號；
在包括在天線組件中的第二轉換器電路系統(tǒng)中用上行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第二波束，以便形成第二調制波束；把來自第二轉換器電路系統(tǒng)的第二調制波束發(fā)射給BTS；在第二轉換器電路系統(tǒng)中接收和解調來自第一轉換器電路系統(tǒng)的第一調制波束，以便恢復下行鏈路RF信號；以及把被恢復的下行鏈路RF信號從天線發(fā)射給移動式蜂房無線電收發(fā)機。
優(yōu)選，發(fā)射第一調制波束和發(fā)射第二調制波束都包括借助在BTS和天線之間包括自由空間的路徑發(fā)射波束。
優(yōu)選，該方法包括提供至少一個把相干輻射作為非受控的電磁輻射在BTS和天線之間傳輸?shù)募す馄鳌?br> 作為替代，該方法包括提供至少一個非相干輻射作為非受控的電磁輻射在BTS和天線之間傳輸?shù)陌l(fā)射器。
優(yōu)選，第一位置和第二位置被選自介于大約10米和大約700米之間的范圍的距離分開。
進一步優(yōu)選，第一和第二波束當中至少有一個包括波長選自介于大約0.3微米和大約30微米之間的范圍的電磁輻射。
作為替代，第一和第二波束當中至少有一個包括波長選自介于大約1毫米和大約30厘米之間的范圍的電磁輻射。
優(yōu)選，該方法包括產生響應上行鏈路和下行鏈路信號的信息和在BTS和選自公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、分布式分組轉移網(wǎng)絡、人造衛(wèi)星通信系統(tǒng)和第二蜂窩網(wǎng)絡的至少一個通信系統(tǒng)之間轉移信息。
進一步優(yōu)選，該方法包括用基站控制器(BSC)控制BTS。
優(yōu)選，下行鏈路RF信號和上行鏈路RF信號當中至少有一個包括眾多分開的RF信號。
優(yōu)選，該方法包括在包括在第一轉換器電路系統(tǒng)中的模數(shù)轉換器中將下行鏈路RF信號數(shù)字化，以便產生數(shù)字化的下行鏈路信號，以及在包括在第二轉換器電路系統(tǒng)中的數(shù)模轉換器中依據(jù)下行鏈路的數(shù)字化信號恢復下行鏈路RF信號。
進一步優(yōu)選，該方法包括在第一轉換器電路系統(tǒng)中壓縮下行鏈路數(shù)字化信號，以便產生壓縮的下行鏈路數(shù)字信號；以及在第二轉換器電路系統(tǒng)中將壓縮的下行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復下行鏈路數(shù)字化信號。
優(yōu)選，該方法包括在包括在第二轉換器電路系統(tǒng)中的模數(shù)轉換器中將上行鏈路RF信號數(shù)字化，以便產生上行鏈路的數(shù)字化信號，以及在包括在第一轉換器電路系統(tǒng)中的數(shù)模轉換器中依據(jù)上行鏈路的數(shù)字化信號恢復上行鏈路RF信號。
進一步優(yōu)選，該方法包括在第二轉換器電路系統(tǒng)中壓縮上行鏈路數(shù)字化信號，以便產生壓縮的上行鏈路數(shù)字信號；以及在第一轉換器電路系統(tǒng)中將壓縮的上行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復上行鏈路的數(shù)字化信號。
本發(fā)明從下面結合附圖對其優(yōu)選實施方案的詳細描述將得到更充分的理解。
附圖簡要說明圖1是展現(xiàn)技術上已知的蜂窩網(wǎng)絡的操作的示意圖；圖2是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案圖解說明蜂窩網(wǎng)絡的諸要素之間的聯(lián)系的示意圖；圖3是依照本發(fā)明被優(yōu)選實施方案展現(xiàn)包括在圖2所示的網(wǎng)絡中的基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)和天線組件的細節(jié)的示意圖；以及圖4是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案展現(xiàn)圖3所示的基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)和天線組件之間的輻射鏈路的細節(jié)的示意圖。優(yōu)選實施方案的詳細描述現(xiàn)在參照圖2，它是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案圖解說明蜂窩網(wǎng)絡30的諸要素之間的聯(lián)系的示意圖。網(wǎng)絡30包括基站控制器(BSC)36，并且優(yōu)選依照工業(yè)標準蜂窩協(xié)議操作。BSC36控制實質上類似的眾多基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)24A、24B、24C。每個BTS 24A、24B、24C都與各自的天線組件26A、26B和26C通信。每個BTS及其各自的天線組件被彼此隔開，最優(yōu)選被介于大約10米和700米之間的距離隔開，雖然本發(fā)明的原則適用于被其它的距離隔開的BTSs和天線組件。
網(wǎng)絡30最優(yōu)選依照一個或多個工業(yè)標準多路復用系統(tǒng)例如，時分多址(TDMA)或碼分多址(CDMA)系統(tǒng)操作，并且優(yōu)選在為蜂窩通信分配的射頻(RF)頻帶中操作。網(wǎng)絡30是這樣實現(xiàn)的，以致移動式無線電收發(fā)機能夠在被各自的天線組件26A、26B和26C覆蓋的區(qū)域42A、42B和42C內借助這些組件和移動式無線電收發(fā)機之間的RF信號彼此通信。
除了控制BTS 24A、24B和24C之外，BSC 36最優(yōu)選與網(wǎng)絡30外部的通信系統(tǒng)32通信，這樣的系統(tǒng)至少包括一些由諸如公共交換電話網(wǎng)(PSTN)之類硬連線電話網(wǎng)絡、諸如因特網(wǎng)之類分布式分組轉移網(wǎng)絡、人造衛(wèi)星通信系統(tǒng)和一個或多個未被包括在網(wǎng)絡30中的蜂窩網(wǎng)絡組成的群體。
圖3是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案展現(xiàn)BTS 24A和天線組件26A的細節(jié)的示意圖。盡管下面的描述指向BTS 24A及其天線組件26A，但是人們將領會到這種描述加以必要的變更將適用于網(wǎng)絡30中其它的BTS和它們各自的天線組件。BTS 24A包括產生能被在網(wǎng)絡30中工作的移動式無線電收發(fā)機例如，移動式無線電收發(fā)機47(圖2)接收的下行鏈路射頻(RF)信號的通信控制電路系統(tǒng)(BTS-CCC)25A。該電路系統(tǒng)還能夠接收和處理從移動式無線電收發(fā)機發(fā)射的上行鏈路RF信號。優(yōu)選，BTS-CCC 25A產生在869-894MHz的頻帶中的下行鏈路信號并且能夠接收和處理在824-849MHz的頻帶中的上行鏈路信號。然而，人們將領會到本發(fā)明的范圍適用于在其它頻帶中傳輸?shù)纳闲墟溌沸盘柡拖滦墟溌沸盘枴TS-CCC 25A以實質上與在技術上已知的系統(tǒng)中BTS與BSC通信相同的方式與BSC 36通信。
BTS 24A包括接收來自通信控制電路系統(tǒng)25A的下行鏈路RF信號并且把上行鏈路RF信號傳輸給控制電路系統(tǒng)的BTS轉換器電路系統(tǒng)(BTS-TC)27A。BTS-TC 27A產生下行鏈路輻射波束，并且用下行鏈路RF信號調制該波束。然后，BTS-TC 27A把經過調制的下行鏈路波束傳輸給天線組件26A。組件26A包括接收經過調制的波束并且恢復下行鏈路RF信號的天線組件轉換器電路系統(tǒng)(AA-TC)29A。AA-TC 29A將下行鏈路信號轉移到包括在該組件中的天線31A，該天線把信號發(fā)射給在該天線范圍內的移動式無線電收發(fā)機47。
移動收發(fā)機47把上行鏈路RF信號發(fā)射給天線31A，而該天線把信號轉移到AA-TC 29A。電路系統(tǒng)29A產生上行鏈路輻射束，用上行鏈路RF信號調制該波束，然后把經過調制的上行鏈路波束傳輸給BTS-TC 27A。BTS-轉換器電路系統(tǒng)接收和解調上行鏈路波束，以便恢復被BTS-TC 27A轉移到BTS-CCC 25A的上行鏈路RF信號。然后，BTS-CCC 25A用在蜂窩通信技術中已知的方法處理被恢復的上行鏈路RF信號。
人們將領會到BTS-TC 27A和AA-TC 29A形成把控制電路系統(tǒng)25A耦合到天線31A上的完整的雙工輻射鏈路34A，它不同于其它的技術上已知的把BTS的通信控制電路系統(tǒng)耦合到它的天線上的系統(tǒng)。人們將進一步領會到使用輻射鏈路把BTS的通信控制電路系統(tǒng)耦合到它的天線上與技術上已知的系統(tǒng)相比較大大地增加了天線定位的靈活性。
圖4是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案展現(xiàn)輻射鏈路34A的細節(jié)的示意圖。在上行鏈路路徑53中，移動式無線電收發(fā)機47把上行鏈路RF信號傳送給天線31A，后者把該信號轉移到包括在AA-TC 29A中的雙工器41。雙工器41起傳送來自天線31A的上行鏈路RF信號和把下行鏈路RF信號傳送給天線的作用，下面將更詳細地描述。上行鏈路信號被傳送給最優(yōu)選在由網(wǎng)絡30借以操作的協(xié)議定義的用來傳送上行鏈路信號的帶寬(例如，824-849MHz)中傳輸并且拒絕其它頻率下的信號的帶通濾波器(BPF)44。來自BPF 44的經過濾波的信號被優(yōu)選提供大約70分貝總增益的低噪聲放大器(LNA)46和第二放大器48放大。被放大的上行鏈路信號作為調制信號被輸入到發(fā)光器52。最優(yōu)選，放大器46和48設置來自放大器48的輸出水平，以便為發(fā)射器52準備適當?shù)恼{音深度。最優(yōu)選，發(fā)射器52包括固態(tài)激光二極管。作為替代，發(fā)射器52是任何其它的技術上已知的能發(fā)出可調制和檢測的波的適當?shù)碾姶挪òl(fā)射器。調制是作為技術上已知的任何類型的模擬調制、數(shù)字調制或它們的組合予以實現(xiàn)的。
發(fā)射器52最優(yōu)選在大約50毫瓦的功率下或作為替代在任何其它適宜的功率下產生波長大約為1,550納米的相干輻射。輻射被平行光學器件55校準成實質上平行的波束。例如，如果發(fā)射器52包括激光二極管，光學器件55優(yōu)選包括用技術上已知的校準從二極管發(fā)射的通常發(fā)散的波束的方法實現(xiàn)的一個或多個透鏡的組合。最優(yōu)選，經過校準的波束具有大約在0.5～2.5mrad的范圍中的發(fā)散度。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，波束是作為自由空間波束經路徑57傳輸?shù)紹TS-TC 27A的，在這種情況下從光學器件55發(fā)出的功率最優(yōu)選低于入射在人身上時引起有害作用的功率水平。
來自發(fā)射器52的輻射被在BTS-TC27A中把輻射轉換成電信號，從而恢復來自放大器48的上行鏈路RF信號輸出的光電轉換器80接收。轉換器80包括技術上已知的任何轉換器，例如PIN二極管，它能夠恢復強加在發(fā)射器52發(fā)出的光學輻射上的調制。來自轉換器80經過前置放大的信號經隔離BPF 84和放大器86被傳送到BTS-CCC 25A。
BTS-CCC 25A還優(yōu)選在869～894 MHz的頻帶中經路徑101把下行鏈路RF信號提供給移動收發(fā)機47，雖然在網(wǎng)絡30中實現(xiàn)的通信協(xié)議中可用的任何其它適當?shù)念l帶也可以被使用。信號轉移到可變的衰減器96，該衰減器設定信號水平，以便為光學發(fā)射器100提供適當?shù)恼{制深度。發(fā)射器100優(yōu)選在操作和實現(xiàn)方面實質上類似于發(fā)射器52，從而提供用前面描述的與發(fā)射器52有關的方法之一調制的電磁波輸出。
在本發(fā)明一些優(yōu)選實施方案中，衰減器96包括將下行鏈路RF信號數(shù)字化的模數(shù)轉換器(ADC)97。最優(yōu)選，數(shù)字化的RF信號在被用來調制發(fā)射器100之前在衰減器96中用技術上已知的方法壓縮。
來自發(fā)射器100的輻射被平行光學器件102校準。光學器件102通常類似于光學器件55，而且被實現(xiàn)，取決于發(fā)射器100，以便產生發(fā)散度大約在0.5～2.5mrad的范圍中的波束。來自發(fā)射器100的輻射經自由空間路徑59傳輸，然后被AA-TC 29A中的光電轉換器104接收，后者把輻射轉換成電信號，借此恢復來自衰減器96的下行鏈路RF信號輸出。轉換器104優(yōu)選在操作和實現(xiàn)方面實質上類似于轉換器80，從而為被恢復的信號提供前置放大級。
如果ADC的處理在調制發(fā)射器100之前已實現(xiàn)，那么相應的數(shù)模轉換器(DAC)105將在轉換器104中實現(xiàn)。類似地，如果衰減器96將數(shù)字壓縮應用到數(shù)字化的信號上，那么轉換器104是為了應用技術上已知的相應的解壓縮程序恢復下行鏈路RF信號而實現(xiàn)的。人們將理解，類似的先ADC后DAC和/或數(shù)字壓縮和解壓縮的處理可以被應用于上行鏈路RF信號。本發(fā)明的范圍包括這種應用于在天線組件及其相關聯(lián)的BTS之間的信號傳輸?shù)南華DC后DAC的處理和數(shù)字壓縮和減壓的處理。
被恢復的經過前置放大的信號被轉移到功率放大器(PA)106，該放大器將功率水平提高到適當?shù)淖罱K輸出水平，然后來自PA 106的經過放大的信號被轉移到雙工器41。雙工器41把經過放大的信號轉移到天線31A，天線31A把該信號作為下行鏈路RF信號發(fā)射給移動收發(fā)機47。
人們將領會到盡管上文的描述已假定在天線組件26A及其相關聯(lián)的BTS 24A之間的鏈路34A通常是借助非受控的光學輻射實現(xiàn)的，但是該鏈路可以包括其它形式的非受控的電磁輻射，例如微波輻射。因此，本發(fā)明范圍包括由除光束之外的非受控的電磁波束組成的鏈路。
人們將進一步領會到在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中被傳輸?shù)纳漕l信號可以包括眾多的RF信號。例如，除了上行鏈路和/或下行鏈路RF信號之外各種各樣的RF信號可以使用技術上已知的多路復用的方法在天線31A和BTS-CCC 25A之間傳輸。因此，本發(fā)明的范圍包括實質上同時傳輸眾多的RF信號。
因此，人們將領會到前面描述的優(yōu)選實施方案是作為實例引證的，而且本發(fā)明不局限于在上文中被具體地展現(xiàn)和描述的東西。然而，本發(fā)明的范圍包括熟悉這項技術的人將在閱讀的前面的描述時聯(lián)想到的但在現(xiàn)有技術中尚未揭示的在上文中描述的各種不同的特征的組合和準組合以及它們的變化和修改。
權利要求
1.一種用來在蜂窩網(wǎng)絡內轉移信息的裝置，其中包括放置在第一位置的基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)(24A)，該系統(tǒng)包括適合產生能用在蜂窩網(wǎng)絡內工作的移動式蜂房無線電收發(fā)機(48)接收的下行鏈路射頻(RF)信號和處理移動式蜂房無線電收發(fā)機發(fā)射的上行鏈路RF信號的通信控制電路系統(tǒng)(25A)；和適合用下行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第一波束并且將經過調制的波束作為第一調制波束發(fā)射出去以及接收和解調非受控的電磁輻射的第二調制波束以便恢復上行鏈路RF信號的第一轉換器電路系統(tǒng)(27A)；以及放置在遠離第一位置的第二位置的天線組件，該組件包括適合用上行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射第二波束、將經過調制的波束作為第二調制波束發(fā)射給BTS以及接收和解調來自BTS的非受控的電磁輻射的第一調制波束以便恢復下行鏈路RF信號的第二轉換器電路系統(tǒng)(29A)；和適合把恢復的下行鏈路RF信號發(fā)射給移動式蜂房無線電收發(fā)機和接收來自移動式蜂房無線電收發(fā)機的上行鏈路RF信號的天線。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一和第二轉換器電路系統(tǒng)適合借助介于BTS和天線之間包括自由空間的路徑發(fā)射第一調制波束和第二調制波束。
3.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一和第二轉換器電路系統(tǒng)當中至少有一個包括在BTS和天線之間傳輸相干輻射作為非受控的電磁輻射的激光器。
4.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一和第二轉換器電路系統(tǒng)當中至少有一個包括至少一個在BTS和天線之間傳輸不相干的輻射作為非受控的電磁輻射的發(fā)射器。
5.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一位置與第二位置被在大約10米和大約700米之間的范圍內選中的距離分開。
6.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一和第二波束當中至少有一個包括具有在大約0.3微米和大約30微米之間的范圍內選中的波長的電磁輻射。
7.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一和第二波束當中至少有一個包括具有在大約1毫米和大約30厘米之間的范圍內選中的波長的電磁輻射。
8.根據(jù)權利要求1的裝置，進一步包括適合產生響應上行鏈路和下行鏈路信號的信息并且在BTS和選自公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、分布式分組轉移網(wǎng)絡、人造衛(wèi)星通信系統(tǒng)和第二蜂窩網(wǎng)絡的至少一個通信系統(tǒng)之間轉移信息的交換中心。
9.根據(jù)權利要求1的裝置，進一步包括一個控制BTS的基站控制器(BSC)。
10.根據(jù)權利要求1的裝置，其中下行鏈路RF信號和上行鏈路RF信號當中至少有一個包括眾多分開的RF信號。
11.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一轉換器電路系統(tǒng)包括適合將下行鏈路RF信號數(shù)字化產生下行鏈路數(shù)字化信號的模數(shù)轉換器，而第二轉換器電路系統(tǒng)包括適合依據(jù)下行鏈路數(shù)字化信號恢復下行鏈路RF信號的數(shù)模轉換器。
12.根據(jù)權利要求11的裝置，其中第一轉換器電路系統(tǒng)適合壓縮下行鏈路數(shù)字化信號，以產生壓縮的下行鏈路數(shù)字信號，而第二轉換器電路系統(tǒng)適合將壓縮的下行鏈路數(shù)字信號解壓縮以便恢復下行鏈路數(shù)字化信號。
13.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第二轉換器電路系統(tǒng)包括適合將上行鏈路RF信號數(shù)字化以產生上行鏈路數(shù)字化信號的模數(shù)轉換器，而第一轉換器電路系統(tǒng)包括適合依據(jù)上行鏈路數(shù)字化信號恢復上行鏈路RF信號的數(shù)模轉換器。
14.根據(jù)權利要求1 的裝置，其中第二轉換器電路系統(tǒng)適合壓縮上行鏈路數(shù)字化信號，以便產生被壓縮的上行鏈路數(shù)字信號，而且第二轉換器電路系統(tǒng)適合將壓縮的上行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復上行鏈路數(shù)字化信號。
15.一種用來在蜂窩網(wǎng)絡內轉移信息的方法，其中包括把基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)(24A)放置在第一位置；在包括在BTS中的通信控制電路系統(tǒng)(25A)中產生能用在蜂窩網(wǎng)絡內工作的移動式蜂房無線電收發(fā)機(48)接收的下行鏈路射頻(RF)信號；在包括在BTS中的第一轉換器電路系統(tǒng)(27A)中用下行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第一波束，以形成第一調制波束；把來自第一轉換器電路系統(tǒng)的第一調制波束發(fā)射出去；在第一轉換器電路系統(tǒng)中接收和解調非受控的電磁輻射的第二調制波束，以便恢復通過移動式蜂房無線電收發(fā)機傳輸?shù)纳闲墟溌稲F信號；在通信控制電路系統(tǒng)中處理上行鏈路RF信號；把天線組件(26A)放置在遠離第一位置的第二位置；用包括在天線組件中的天線(31A)接收來自移動式蜂房無線電收發(fā)機的上行鏈路信號；在包括在天線組件中的第二轉換器電路系統(tǒng)中用上行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第二波束，以便形成第二調制波束；把來自第二轉換器電路系統(tǒng)的第二調制波束發(fā)射給BTS；在第二轉換器電路系統(tǒng)中接收和解調來自第一轉換器電路系統(tǒng)的第一調制波束，以便恢復下行鏈路RF信號；以及把恢復的下行鏈路RF信號從天線發(fā)射給移動式蜂房無線電收發(fā)機。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中發(fā)射第一調制波束和發(fā)射第二調制波束都包括借助在BTS和天線之間包括自由空間的路徑發(fā)射波束。
17.根據(jù)權利要求15的方法，進一步包括提供在BTS和天線之間傳輸相干輻射作為非受控的電磁輻射的至少一個激光器。
18.根據(jù)權利要求15的方法，進一步包括提供在BTS和天線之間傳輸非相干輻射作為非受控的電磁輻射的至少一個發(fā)射器。
19.根據(jù)權利要求15的方法，其中第一位置和第二位置被從在大約10米和大約700米之間的范圍選中的距離分開。
20.根據(jù)權利要求15的方法，其中第一和第二波束當中至少有一個包括具有從在大約0.3微米和大約30微米之間的范圍選中的波長的電磁輻射。
21.根據(jù)權利要求15的方法，其中第一和第二波束當中至少有一個包括具有從在大約1毫米和大約30厘米之間的范圍選中的波長的電磁輻射。
22.根據(jù)權利要求15的方法，進一步包括產生響應上行鏈路和下行鏈路信號的信息并且在BTS和選自公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、分布式分組轉移網(wǎng)絡、人造衛(wèi)星通信系統(tǒng)和第二蜂窩網(wǎng)絡的至少一個通信系統(tǒng)之間轉移信息。
23.根據(jù)權利要求15的方法，進一步包括用基站控制器(BSC)控制BTS。
24.根據(jù)權利要求15的方法，其中下行鏈路RF信號和上行鏈路RF信號當中至少有一個包括眾多分開的RF信號。
25.根據(jù)權利要求15的方法，進一步包括用包括在第一轉換器電路系統(tǒng)中的模數(shù)轉換器將下行鏈路RF信號數(shù)字化，以便產生下行鏈路數(shù)字化信號，以及用包括在第二轉換器電路系統(tǒng)中的數(shù)模轉換器依據(jù)下行鏈路數(shù)字化信號恢復下行鏈路RF信號。
26.根據(jù)權利要求25的方法，進一步包括在第一轉換器電路系統(tǒng)中壓縮下行鏈路數(shù)字化信號，以便產生壓縮的下行鏈路數(shù)字信號；以及在第二轉換器電路系統(tǒng)中將壓縮的下行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復下行鏈路數(shù)字化信號。
27.根據(jù)權利要求15的方法，進一步包括用包括在第二個轉換器電路系統(tǒng)中的模數(shù)轉換器將上行鏈路RF信號數(shù)字化，以便產生上行鏈路數(shù)字化信號，以及用包括在第一轉換器電路系統(tǒng)中的數(shù)模轉換器依據(jù)上行鏈路數(shù)字化信號恢復上行鏈路RF信號。
28.根據(jù)權利要求27的方法，進一步包括在第二轉換器電路系統(tǒng)中壓縮上行鏈路數(shù)字化信號，以便產生壓縮的上行鏈路數(shù)字信號；以及在第一轉換器電路系統(tǒng)中將壓縮的上行鏈路數(shù)字信號解壓縮，以便恢復上行鏈路數(shù)字化信號。
全文摘要
用來在蜂窩網(wǎng)絡內轉移信息的裝置，包括放置在第一位置的基站無線電收發(fā)機系統(tǒng)(BTS)(24A)和放置在遠離第一位置的第二位置的天線組件(26A)。BTS包括產生下行鏈路射頻(RF)信號和處理上行鏈路RF信號的通信控制電路系統(tǒng)(25A)，和用下行鏈路RF信號調制非受控的電磁輻射的第一波束并且將天線組件收到的第二波束解調以恢復上行鏈路信號的第一轉換器電路系統(tǒng)(27A)。天線組件(26A)包括用上行鏈路信號調制第二波束并且把經過調制的波束發(fā)射給BTS的第二轉換器電路系統(tǒng)(29A)。第二轉換器電路系統(tǒng)還將第一波束解調以恢復下行鏈路信號并且將這些信號轉移到被包括在組件之內用來發(fā)射下行鏈路信號的天線。
文檔編號H04B10/10GK1479980SQ01820312
公開日2004年3月3日 申請日期2001年10月31日 優(yōu)先權日2000年11月9日
發(fā)明者沙洛米·阿諾恩, 尼西姆·阿提亞斯, 保羅·高德杰艾爾, 伊爾米·浩普特曼, 羅恩·克謝特, 皮尼·薩巴奇, 尤伊·謝弗, 浩普特曼, 阿提亞斯, 克謝特, 沙洛米 阿諾恩, 薩巴奇, 謝弗, 高德杰艾爾 申請人:茜樂瑞卡有限公司