專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高速自動(dòng)上行鏈路和下行鏈路檢測(cè)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)時(shí)分雙工中繼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，尤其涉及時(shí)分雙工(TDD)無(wú)線(xiàn)中繼系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)具有基站或接入點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)電信號(hào)被從其傳送和傳播。這些信號(hào)然后由移動(dòng)站、遠(yuǎn)程站、用戶(hù)站等(文中稱(chēng)為臺(tái)站)接收，以允許通信繼續(xù)。臺(tái)站例如可以是具有無(wú)線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器的計(jì)算機(jī)，例如裝配有無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)卡的筆記本電腦(文中稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)筆記本)、移動(dòng)電話(huà)或無(wú)線(xiàn)個(gè)人數(shù)字助理。在無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的功率電平降至某一門(mén)限之下之前，所述無(wú)線(xiàn)電信號(hào)僅可以傳播一定距離而無(wú)法有效接收。其內(nèi)可以接收信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)周?chē)膮^(qū)域被稱(chēng)為覆蓋區(qū)，有時(shí)被稱(chēng)為小區(qū)。當(dāng)臺(tái)站移動(dòng)到覆蓋區(qū)之外時(shí)，無(wú)法接收信號(hào)，不可能進(jìn)行通信。因此，通常需要實(shí)施以最小成本生成盡可能大網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)。
一種擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的方式是使用中繼或中繼器系統(tǒng)。所述中繼器是一種以較高功率電平接收、放大并重新傳送無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的系統(tǒng)。通過(guò)在覆蓋區(qū)的邊緣處設(shè)置中繼器，所述中繼器接收、放大信號(hào)，并將所述信號(hào)從第一覆蓋區(qū)重新傳送到第二覆蓋區(qū)，從而擴(kuò)展了原始信號(hào)的覆蓋區(qū)。圖1中示出了一種示例性中繼實(shí)施方式，其中原始或第一覆蓋區(qū)101被補(bǔ)充了中繼器或第二覆蓋區(qū)102。
無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通常提供兩路或雙工通信，從而使得接入點(diǎn)可以與諸如無(wú)線(xiàn)筆記本的臺(tái)站切換數(shù)據(jù)或與其“交談”，而所述臺(tái)站也可與所述接入點(diǎn)“交談”。結(jié)果是，如圖2所示存在可供兩個(gè)信號(hào)傳播的兩個(gè)獨(dú)立得無(wú)線(xiàn)電鏈路，其分別被稱(chēng)為下行鏈路和上行鏈路。
一般而言，所述上行鏈路和下行鏈路是在不同頻率上建立的。這些方案被稱(chēng)為頻分雙工(FDD)系統(tǒng)。在商用移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)中，下行鏈路例如可能使用870-890MHz的頻帶，而上行鏈路例如可能會(huì)使用825-845MHz的較低頻帶。FDD系統(tǒng)的關(guān)鍵在于兩個(gè)信號(hào)在頻率上是完全隔離的，因此不會(huì)在來(lái)自接入點(diǎn)和臺(tái)站的同時(shí)傳輸或“交談”發(fā)生時(shí)干擾。圖3示出了上行鏈路和下行鏈路頻帶的示例。應(yīng)當(dāng)理解的是，上行鏈路和/或下行鏈路頻帶可被進(jìn)一步分為信道，例如根據(jù)上行鏈路和下行鏈路頻帶的子頻帶定義的頻分信道、根據(jù)上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)臅r(shí)間片或突發(fā)定義的時(shí)分信道、根據(jù)應(yīng)用于上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)恼粋坞S機(jī)碼擴(kuò)頻定義的碼分信道和/或其組合，以便利多址技術(shù)，例如頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)以及碼分多址(CDMA)。FDD系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于其需要的頻譜為用于雙工通信的其它一些系統(tǒng)的兩倍。
分離所述上行和下行鏈路信號(hào)的可供選擇的方法是將相同頻帶用于兩種信號(hào)，但在時(shí)間上將其分離。換言之，在一個(gè)瞬間或時(shí)隙內(nèi)僅發(fā)生下行鏈路傳輸，而在下一瞬間或時(shí)隙內(nèi)僅發(fā)生上行鏈路傳輸。這被稱(chēng)為時(shí)分雙工(TDD)。上行和下行鏈路無(wú)法同時(shí)傳送，但是如果所述時(shí)隙足夠小且足夠頻繁，則話(huà)音通信將顯示為在上行和下行鏈路內(nèi)是同時(shí)的。與上述的FDD一樣，TDD可以在TDD頻帶內(nèi)實(shí)施各種信道化方案，例如那些基于頻分、時(shí)分和/或碼分的方案，例如以提供多址技術(shù)。
所有中繼器的一個(gè)重要問(wèn)題是反饋使得系統(tǒng)振蕩。如圖4所示，可以觀察到一些來(lái)自發(fā)射機(jī)的信號(hào)被反饋給中繼器的接收機(jī)。如果這些信號(hào)此后被再次放大，存在著一個(gè)導(dǎo)致信號(hào)越來(lái)越強(qiáng)直至振蕩或過(guò)載發(fā)生的圓形路徑。為了最大化由中繼器合并的覆蓋區(qū)，由中繼器提供的信號(hào)放大應(yīng)當(dāng)盡可能的高。但最大的放大被傳送和接收路徑、天線(xiàn)等之間的隔離所限制。因此，必須確保中繼器系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)天線(xiàn)之間的非常良好的隔離，以使反饋路徑并不顯著。
TDD和FDD中繼器系統(tǒng)之間的一個(gè)重要區(qū)別在于，TDD系統(tǒng)內(nèi)的振蕩/反饋問(wèn)題通常更為嚴(yán)重。這歸因于除了上述反饋問(wèn)題之外，如圖5所示同樣存在另一反饋路徑。因?yàn)門(mén)DD系統(tǒng)將相同頻率用于上行鏈路和下行鏈路信道，所以在一些情況下可在下行鏈路接收機(jī)處接收上行鏈路信號(hào)，反之亦然。此外，所述信號(hào)被在上行鏈路和下行鏈路放大器兩者內(nèi)放大。因此，反饋環(huán)路內(nèi)的增益加倍。為了防止TDD系統(tǒng)內(nèi)的反饋，上行鏈路和下行鏈路信道之間的隔離通常需要大于FDD系統(tǒng)的隔離以阻止反饋。
先前嘗試在蜂窩TDD系統(tǒng)內(nèi)提供擴(kuò)展覆蓋區(qū)的一個(gè)實(shí)例在授權(quán)給NiKi的美國(guó)專(zhuān)利No.5,812,933內(nèi)公開(kāi)，將其內(nèi)容在此引入作為參考。在NiKi所公開(kāi)的實(shí)施例中，在上行鏈路和下行鏈路上使用獨(dú)立的放大器。因此，為了阻止振蕩，與所述放大器相關(guān)的信號(hào)路徑必須被充分地隔離，這在各種實(shí)施方式中難以實(shí)現(xiàn)。尤其是，NiKi的放大器的信號(hào)之間需要嚴(yán)格的隔離，這如上所示歸因于TDD系統(tǒng)可以經(jīng)歷和將相同頻率載波用于上行鏈路和下行鏈路路徑相關(guān)的反饋路徑，且隨著所述放大器同時(shí)操作，需要額外的努力來(lái)隔離所述放大器或是控制振蕩。一種可用于NiKi的系統(tǒng)內(nèi)以避免振蕩的技術(shù)是用于其內(nèi)的蜂窩協(xié)議，其明確地定義上行鏈路和下行鏈路傳輸何時(shí)發(fā)生。但如果使用允許上行鏈路和下行鏈路傳輸同時(shí)發(fā)生的協(xié)議，例如載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突避免(CSMA/CA)協(xié)議，則NiKi的系統(tǒng)將面臨增加的振蕩可能性。
先前嘗試在蜂窩FDD系統(tǒng)內(nèi)提供擴(kuò)展覆蓋區(qū)的一個(gè)實(shí)例在授權(quán)給Kawano的美國(guó)專(zhuān)利No.4,849,963內(nèi)公開(kāi)，將其內(nèi)容在此引入作為參考。在Kawano所公開(kāi)的實(shí)施例中，在上行鏈路和下行鏈路上使用相同的放大器。由于其內(nèi)的系統(tǒng)在上行鏈路和下行鏈路內(nèi)使用不同的頻帶，所述兩個(gè)信號(hào)路徑之間的隔離已由協(xié)議提供。因此，Kawano所使用的雙工器網(wǎng)絡(luò)將上行鏈路和下行鏈路信號(hào)分離，并提供充分隔離以放大上行鏈路和下行鏈路信號(hào)而不會(huì)導(dǎo)致振蕩。
因此，需要一種系統(tǒng)和方法來(lái)擴(kuò)展覆蓋區(qū)，其不需要獨(dú)立的頻率分配，所以提供了諸如TDD的頻譜有效使用。還需要一種系統(tǒng)和方法，其可被經(jīng)濟(jì)地實(shí)施來(lái)擴(kuò)展覆蓋區(qū)，不會(huì)引起與現(xiàn)有覆蓋區(qū)的有害干擾。還需要一種系統(tǒng)和方法，其提供上行鏈路和下行鏈路信道之間的充分隔離以阻止與擴(kuò)展覆蓋區(qū)相關(guān)的中繼器的無(wú)益振蕩。所述中繼器還應(yīng)當(dāng)易于使用并自動(dòng)操作，且是獨(dú)立的，無(wú)需附加的外部控制信號(hào)或特別的調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明指向一種系統(tǒng)和方法，其中實(shí)施一種用于無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的時(shí)分雙工(TDD)中繼器，以擴(kuò)展覆蓋區(qū)。所述中繼器例如可被實(shí)施在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)內(nèi)，例如IEEE 802.11和HIPERLAN/1和2內(nèi)描述的系統(tǒng)。優(yōu)選實(shí)施例的中繼器無(wú)需得到任何附加頻率分配。此外，中繼器的實(shí)施例實(shí)施了一種簡(jiǎn)單的切換放大器，其用于在上行和下行鏈路方向上傳送，這增加了上行鏈路和下行鏈路隔離，并最小化有害反饋和振蕩趨勢(shì)。所述單個(gè)放大器設(shè)計(jì)同樣導(dǎo)致在常規(guī)技術(shù)上較低成本的實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，時(shí)分雙工中繼器系統(tǒng)包括兩個(gè)天線(xiàn)、切換定向放大器和控制電路。所述天線(xiàn)服務(wù)于第一和第二覆蓋區(qū)，其中所述第二覆蓋區(qū)是所述第一覆蓋區(qū)的擴(kuò)展。該實(shí)施例的所述切換定向放大器耦合在所述兩個(gè)天線(xiàn)之間，優(yōu)選的是具有單個(gè)放大器。所述控制電路耦合到所述切換定向放大器，并耦合到所述天線(xiàn)的接收輸入端。所述控制電路從所述覆蓋區(qū)接收傳輸，并將控制信號(hào)應(yīng)用于所述切換定向放大器，以控制傳輸方向。
所述控制電路包括至少一個(gè)功率檢測(cè)電路，其耦合到所述天線(xiàn)的接收輸出端。所述功率檢測(cè)電路可能會(huì)輸出功率電平信號(hào)，即在所述天線(xiàn)的各個(gè)接收輸入端處占輸入功率的百分比，它們例如可由上述控制電路用于確定所述中繼器的傳輸方向。所述控制電路還基于所述功率電平信號(hào)輸出增益控制信號(hào)到切換定向放大器。所述控制電路還可能基于所述功率電平信號(hào)使傳送放大器靜噪。
所述中繼器系統(tǒng)還可能在每個(gè)接收天線(xiàn)的輸出端和所述切換定向放大器之間并入一個(gè)或多個(gè)前置放大級(jí)。功率檢測(cè)電路耦合到各個(gè)前置放大級(jí)的輸出端。所確定的功率電平可能被用于在從所述中繼器傳輸之前繞過(guò)一個(gè)或多個(gè)放大級(jí)。所述天線(xiàn)可能是八木天線(xiàn)或其它任何類(lèi)型的定向天線(xiàn)或天線(xiàn)配置，且可能被使用旋轉(zhuǎn)機(jī)架或其它可調(diào)機(jī)架安裝到所述中繼器，以方便與之相關(guān)覆蓋區(qū)的選擇。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種方法擴(kuò)展信號(hào)的覆蓋區(qū)。根據(jù)該方法的優(yōu)選實(shí)施例，第一和第二輸入信號(hào)被經(jīng)由相對(duì)的定向天線(xiàn)接收，其中所述定向天線(xiàn)服務(wù)于對(duì)應(yīng)的第一和第二覆蓋區(qū)?？梢曰谂c第一和第二輸入信號(hào)相關(guān)的功率電平確定傳輸?shù)姆较??；谒_定的傳輸方向在共用放大器處放大第一和第二輸入信號(hào)中的一個(gè)，且所放大的輸入信號(hào)被以相同頻率經(jīng)由相對(duì)的定向天線(xiàn)輸出。
與放大輸入信號(hào)相關(guān)的增益可以基于所述輸入信號(hào)的功率電平來(lái)控制。所述放大同樣可以基于輸入信號(hào)功率電平來(lái)削弱。該方法可能還包括前置放大一級(jí)或多級(jí)的輸入信號(hào)。該方法此外還可能包括基于輸入信號(hào)的功率電平繞過(guò)一個(gè)或多個(gè)放大級(jí)。
上述內(nèi)容已相當(dāng)明確地勾勒出本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以更好理解本發(fā)明的以下具體描述。以下將描述本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，其構(gòu)成了本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開(kāi)的概念和具體實(shí)施例易于用作修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)以實(shí)施本發(fā)明的相同目的的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，等價(jià)結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，其在所附權(quán)利要求書(shū)中公開(kāi)。借助以下描述并參照附圖可更好理解被確定為本發(fā)明特征的新特點(diǎn)以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)，所述新特點(diǎn)涉及其結(jié)構(gòu)以及操作方法。但應(yīng)當(dāng)深刻理解的是，每個(gè)附圖都僅用于說(shuō)明和描述的目的，并不是對(duì)于本發(fā)明的限制的定義。


為了更為完全地理解本發(fā)明，將結(jié)合附圖參考以下描述，在附圖中參考附圖和具體描述可以更為全面地理解以上描述的本發(fā)明特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1示出了一個(gè)用于擴(kuò)展覆蓋區(qū)的中繼器。
圖2示出了與中繼器和無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)相關(guān)的移動(dòng)站，其說(shuō)明了上行鏈路和下行鏈路傳輸路徑。
圖3示出了使用獨(dú)立的上行鏈路和下行鏈路頻帶的通信系統(tǒng)的圖4示出了頻分雙工(FDD)中繼器內(nèi)的反饋路徑。
圖5示出了時(shí)分雙工(TDD)中繼器內(nèi)的反饋路徑。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的中繼器的功能框圖。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有切換定向放大器的中繼器，所述放大器由與每個(gè)天線(xiàn)相關(guān)的前置放大器驅(qū)動(dòng)。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括兩個(gè)前置放大器的中繼器，所述前置放大器被與一個(gè)切換定向放大器一起使用。
圖9示出了并入切換定向放大器的不同實(shí)施方式的本發(fā)明另一圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋與性能的中繼器的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將一種用于無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的時(shí)分雙工(TDD)中繼器實(shí)施為擴(kuò)展覆蓋區(qū)。所述中繼器例如可被實(shí)施在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)內(nèi)，例如IEEE 802.11以及HIPERLAN/1和2內(nèi)公開(kāi)的系統(tǒng)。優(yōu)選實(shí)施例中繼器不需系統(tǒng)分配任何附加頻率供其使用。此外，優(yōu)選實(shí)施例的中繼器將單個(gè)切換放大器實(shí)施為在上行和下行鏈路方向上傳送，這增加了上行鏈路和下行鏈路隔離，并最小化了有害反饋和振蕩趨勢(shì)。另外，所述單個(gè)放大器設(shè)計(jì)還導(dǎo)致了在常規(guī)技術(shù)上較低成本地實(shí)施。
所述中繼器還被實(shí)施為便于以最少的專(zhuān)門(mén)技術(shù)安裝。它還可能以自動(dòng)和獨(dú)立的方式操作，從而無(wú)需或最小化外部控制信號(hào)或調(diào)整。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)收聽(tīng)接入點(diǎn)和臺(tái)站之間的正常通信，可內(nèi)在地生成用于選擇下行或上行鏈路方向的控制信號(hào)。
對(duì)于諸如802.11和HIPERLAN的基于CSMA/CA(載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突避免)的協(xié)議而言，協(xié)議自身嘗試避免接入點(diǎn)和臺(tái)站之間信號(hào)的沖突。沖突在臺(tái)站和接入點(diǎn)同時(shí)傳送使得所述信號(hào)都無(wú)法被中繼器處理時(shí)發(fā)生。但是，沖突無(wú)法完全避免，仍會(huì)不時(shí)發(fā)生使得所述信號(hào)沖突到完全丟失。但是，802.11和HIPERLAN協(xié)議以及其它CAMA/CA協(xié)議識(shí)別所述沖突并致力于重發(fā)所丟失的信號(hào)，直至不再有沖突且信號(hào)被成功發(fā)送。
從中繼器的角度來(lái)看，這些沖突表現(xiàn)為同時(shí)的上行和下行鏈路傳輸。常規(guī)TDD中繼器配置，例如為蜂窩TDD電話(huà)系統(tǒng)(其中所述協(xié)議通常并不允許發(fā)生信號(hào)沖突)設(shè)計(jì)的中繼器配置，可能會(huì)嘗試同時(shí)放大導(dǎo)致自沖突的上行和下行鏈路。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，單個(gè)切換定向放大器或多個(gè)切換定向放大器操作以使僅一個(gè)鏈路，即上行鏈路或下行鏈路的傳輸被放大和重發(fā)。這自動(dòng)克服了振蕩問(wèn)題。
此外，所述中繼器可能包括用于自動(dòng)校準(zhǔn)自身的邏輯，從而使得放大并不會(huì)大到引起自振蕩，且不會(huì)小到使所述中繼器無(wú)效。自動(dòng)的自校準(zhǔn)設(shè)備簡(jiǎn)化并孤立了中繼器實(shí)施方式。因此，所述中繼器可能會(huì)并入用于自校準(zhǔn)過(guò)程的邏輯。作為選擇，所述中繼器可能會(huì)利用來(lái)自集中控制中心的信號(hào)，以調(diào)整所述中繼器處應(yīng)用的放大電平。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的中繼器600的方框圖。參照?qǐng)D6，所述中繼器600包括由控制電路620控制的切換定向放大器610。所示實(shí)施例的切換定向放大器610還耦合到天線(xiàn)625，以在第一業(yè)務(wù)區(qū)(例如業(yè)務(wù)區(qū)611)內(nèi)傳送/接收(例如在下行鏈路方向上接收并在上行鏈路方向上傳送)，并耦合到天線(xiàn)630，以在第二業(yè)務(wù)區(qū)(例如業(yè)務(wù)區(qū)612)內(nèi)傳送/接收(例如在上行鏈路方向上接收并在下行鏈路方向上傳送)。
天線(xiàn)625和630可能是任何相互之間具有足夠的定向隔離的天線(xiàn)。其中一個(gè)天線(xiàn)通常優(yōu)選的是指向?qū)⒈粩U(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。另一天線(xiàn)通常優(yōu)選的是指向得到擴(kuò)展后覆蓋區(qū)的網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備或其它部分。例如，在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的情況下，天線(xiàn)625可能會(huì)指向接入點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)601)，而天線(xiàn)630可能會(huì)指向無(wú)線(xiàn)站(例如節(jié)點(diǎn)602)。當(dāng)所述中繼站被以?xún)蓚€(gè)天線(xiàn)實(shí)施時(shí)，天線(xiàn)625和630優(yōu)選的是都被實(shí)施為雙向天線(xiàn)。所述中繼器也可被以四個(gè)天線(xiàn)實(shí)施——每一側(cè)兩個(gè)。在該實(shí)施例中，每個(gè)天線(xiàn)可能傳送或是接收。當(dāng)然，可根據(jù)本發(fā)明附加地或是備選地實(shí)施多天線(xiàn)分集配置。與此類(lèi)似，可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例利用自適應(yīng)聚束技術(shù)和/或多波束陣。
所述切換定向放大器610可能包括放大器640、切換機(jī)635和650、靜噪電路645。所示實(shí)施例的所述控制電路620向所述切換定向放大器610提供控制信號(hào)，以控制上行鏈路或下行鏈路方向上的傳輸方向。在一些實(shí)施例中，所述控制信號(hào)還控制放大電平，從而使得附近的移動(dòng)站不會(huì)使所述中繼器過(guò)載并引起失真。所述放大電平的控制還可能用于保持所述系統(tǒng)的總環(huán)路增益低于一。在非常罕見(jiàn)的配置中，可以減少天線(xiàn)隔離(或許所述天線(xiàn)不佳或不正確地定位和/或存在反射路徑)，因此如果環(huán)路增益大于一，則可能會(huì)發(fā)生自振蕩。所述放大電平的控制因此還允許在天線(xiàn)隔離不足夠高的少見(jiàn)情況下阻止所述自振蕩。
靜噪電路645例如可能包括通斷開(kāi)關(guān)，可被用于控制到所述放大器的功率，或用于相反地阻止將發(fā)射功率耦合到任何一個(gè)所述天線(xiàn)。靜噪電路645可能在所述控制電路的控制之下操作。
所示實(shí)施例的每個(gè)切換機(jī)635和650從所述控制電路620接收一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。所述開(kāi)關(guān)改變天線(xiàn)625和630之間的信號(hào)傳播和放大的方向。例如，所述開(kāi)關(guān)可能被配置為將從天線(xiàn)625接收的信號(hào)耦合到放大器640的輸入端，并將放大器640的輸出端耦合到天線(xiàn)630用于下行鏈路傳輸。所述開(kāi)關(guān)可能被配置為將從天線(xiàn)630接收的信號(hào)耦合到放大器640的輸入端，并將放大器640的輸出端耦合到天線(xiàn)625用于上行鏈路傳輸。所述控制電路以這種方式將切換定向放大器配置為以相同頻率將從一個(gè)覆蓋區(qū)接收的信號(hào)傳送到另一覆蓋區(qū)。
一般而言，所述控制電路將占空因數(shù)用于開(kāi)關(guān)635和650。所述占空因數(shù)可能被配置為使上行鏈路和下行鏈路傳輸在非重疊時(shí)隙內(nèi)發(fā)生。當(dāng)所述中繼器為802.11 WLAN系統(tǒng)操作時(shí)，占空因數(shù)可能完全由接入點(diǎn)和臺(tái)站之間的通信確定。例如，如果臺(tái)站開(kāi)始上行鏈路通信，則控制電路此后將檢測(cè)天線(xiàn)630處的信號(hào)，并將切換定向放大器610配置在上行鏈路方向上。作為選擇，如果下行鏈路傳輸開(kāi)始，則將檢測(cè)天線(xiàn)625處的信號(hào)，并將切換定向放大器610配置在下行鏈路方向上。如果無(wú)信號(hào)，則可能會(huì)關(guān)閉所述切換定向放大器。如果上行和下行鏈路傳輸一起開(kāi)始，則所述控制電路將隨機(jī)或根據(jù)某一分級(jí)結(jié)構(gòu)(例如給予接入點(diǎn)臺(tái)站上的優(yōu)先權(quán)或給予傳送節(jié)點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間(last to transmit node)優(yōu)先級(jí))選擇上行鏈路或下行鏈路方向，但不會(huì)同時(shí)選擇兩個(gè)方向。例如，在這種情況下，802.11協(xié)議將會(huì)自動(dòng)建立下行鏈路和上行鏈路傳輸內(nèi)的沖突已發(fā)生，結(jié)果是所述臺(tái)站或接入點(diǎn)將在稍后的時(shí)隙內(nèi)重新傳送所述信息。
控制電路620還可能發(fā)送控制信號(hào)到放大器640，以控制放大器640的增益。可將所述放大器640增益控制為依據(jù)實(shí)施方式的不同具有低或高水平的功率電平、多離散功率電平或連續(xù)范圍上的可選功率電平。所述控制電路可能將控制信號(hào)發(fā)送到所述放大器，以便基于從一個(gè)天線(xiàn)625或630接收的信號(hào)的功率，或是基于其它任何便利的標(biāo)準(zhǔn)選擇功率電平。
圖6所示的單個(gè)放大器設(shè)計(jì)使用單個(gè)放大器來(lái)放大上行鏈路和下行鏈路兩者。這降低了中繼器系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)路增益量，因而與常見(jiàn)的兩個(gè)放大器設(shè)計(jì)相比降低了大約50％的中繼器反饋的靈敏度。
仍舊參照?qǐng)D6，每個(gè)天線(xiàn)625和630為切換定向放大器和控制電路620提供輸入。所述來(lái)自天線(xiàn)625和630的輸入由于被控制電路620處理，每個(gè)都可能通過(guò)對(duì)應(yīng)的功率檢測(cè)器(并未顯示)，以分析所接收信號(hào)以及切換定向放大器610的對(duì)應(yīng)控制。例如，可能會(huì)實(shí)施將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為與RF信號(hào)的RF功率電平成比例的DC信號(hào)功率電壓的功率檢測(cè)器。所述信號(hào)功率電壓此后可能由控制電路620處理，以檢測(cè)將被中繼的信號(hào)傳輸和/或確定放大器640的適當(dāng)增益水平。例如，所述信號(hào)功率電壓可能被用于比較器(并未顯示)的輸入，所述比較器使其輸入耦合到對(duì)應(yīng)的電壓門(mén)限(例如T1-T3)。當(dāng)所述信號(hào)功率電壓在所述比較器處超過(guò)(或依據(jù)實(shí)施方式小于)對(duì)應(yīng)門(mén)限T1-T3時(shí)，所述比較器可能會(huì)輸出控制信號(hào)。基于所述比較器的輸出，控制電路620可能會(huì)輸出控制信號(hào)到切換定向放大器，以接通或關(guān)閉所述放大器，從而將所述放大器設(shè)置為低放大或高放大和/或選擇上行鏈路或下行鏈路方向的放大。例如，如果所述輸入信號(hào)在門(mén)限T1之上，則可能生成高電平控制信號(hào)并將其提供給放大器640。如果所述輸入信號(hào)在門(mén)限T2之上，則可能生成低電平控制信號(hào)并將其提供給放大器640。如果所述輸入信號(hào)在門(mén)限T3之上，則可能生成控制信號(hào)并將其提供至通斷開(kāi)關(guān)645以斷開(kāi)所述放大器。此外，如果所述信號(hào)在門(mén)限T1之下，則可能生成控制信號(hào)并將提供其以使電路645斷開(kāi)所述放大器。附加地或作為選擇，所述比較器的輸出可能被用于控制上行鏈路或下行鏈路方向傳輸，例如可基于從所述中繼器600所服務(wù)的兩個(gè)覆蓋區(qū)接收的具有最大功率電平的信號(hào)來(lái)確定傳輸方向。
上述功率檢測(cè)器可能被實(shí)施為模擬功率檢測(cè)器，或在所述功率檢測(cè)器處執(zhí)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換以得到代表RF信號(hào)功率電平的數(shù)字值。但應(yīng)當(dāng)理解的是，在如上所述將模擬功率檢測(cè)器而非模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于控制方案時(shí)，切換速度可得到改善。
大部分蜂窩系統(tǒng)用于需要較低切換速度的話(huà)音通信。因此，具有較慢切換速度的實(shí)施方式被設(shè)置成這些應(yīng)用。實(shí)施其可通過(guò)以D/A和A/D轉(zhuǎn)換器測(cè)量輸出到控制電路620和微處理器的信號(hào)的RF功率來(lái)執(zhí)行上行鏈路或下行鏈路切換，并將增益控制信號(hào)應(yīng)用于放大器640。
圖7描述了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中切換定向放大器700由用于每個(gè)天線(xiàn)的前置放大器710驅(qū)動(dòng)。前置放大器710被用于每個(gè)天線(xiàn)處，例如用于預(yù)處理信號(hào)以分析和/或中繼器放大，但僅一個(gè)功率放大器710被用于中繼器放大，并被開(kāi)關(guān)如上控制。前置放大器710可以改善系統(tǒng)的噪聲性能和/或提供具有更高靈敏度的功率檢測(cè)器?？刂齐娐?30可能會(huì)以與結(jié)合圖6描述的相同的方式將控制信號(hào)用于切換定向放大器700。
圖8描述了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中兩個(gè)前置放大器被與一個(gè)切換定向放大器800一起使用。參照?qǐng)D8，低噪放大器820被耦合到每個(gè)天線(xiàn)的接收輸出端810。低噪放大器820的輸出端耦合到開(kāi)關(guān)830的輸入端，所述開(kāi)關(guān)由控制電路840控制。開(kāi)關(guān)830被用于可控地將低噪放大器820的輸出端耦合到前置放大器850或?qū)?yīng)發(fā)射天線(xiàn)。每個(gè)前置放大器850的輸出端耦合到提供附加增益以及參照?qǐng)D6描述的相同特征的切換定向放大器800。
在控制由中繼器輸出的所發(fā)送信號(hào)的放大和功率電平中，所示實(shí)施例的控制電路840從低噪放大器820和前置放大器850兩者的輸出端接收信號(hào)。當(dāng)由低噪放大器輸出的信號(hào)功率電平被控制電路840的對(duì)應(yīng)功率檢測(cè)方向電路確定為過(guò)高時(shí)，控制電路可能會(huì)使開(kāi)關(guān)830繞過(guò)前置放大器850。作為選擇，所述控制電路可使前置放大器的增益得到降低。
控制電路840附加地或可選地監(jiān)控前置放大器850的輸出的功率電平，并基于所述功率電平發(fā)送增益控制信號(hào)到切換定向放大器800，以調(diào)整最終增益階段的增益。這樣，圖8的實(shí)施例允許以較小動(dòng)態(tài)范圍使用功率檢測(cè)器。通過(guò)使用多個(gè)功率檢測(cè)器，且每個(gè)所述功率檢測(cè)器都對(duì)應(yīng)于不同的放大級(jí)，可有效增加功率檢測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍。
仍舊參照?qǐng)D8，兩個(gè)功率檢測(cè)器(并未顯示)被相對(duì)于每個(gè)接收天線(xiàn)實(shí)施。第一個(gè)所述功率檢測(cè)器可能耦合到低噪放大器820的輸出端。第二個(gè)所述功率檢測(cè)器可能耦合到前置放大器850的輸出端。比較器可能具有耦合到功率檢測(cè)器的輸出端的輸入端和門(mén)限電壓(例如T1-T3)。所述功率檢測(cè)器可能會(huì)將輸入端處的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為與RF信號(hào)的RF功率電平成比例的DC信號(hào)功率電壓。當(dāng)所述信號(hào)功率電壓超過(guò)(或依據(jù)實(shí)施方式的不同低于)比較器處的對(duì)應(yīng)門(mén)限(TI-T3)時(shí)，所述比較器可能會(huì)將信號(hào)輸出到控制電路840的提示器?；谒霰容^器的輸出，控制電路840可能會(huì)將增益控制信號(hào)輸出到切換定向放大器，以設(shè)置所述放大器800的放大電平。此外，控制電路840可能會(huì)輸出隨后控制開(kāi)關(guān)830的控制信號(hào)。附加的或可選的是，比較器的輸出端可能會(huì)確定中繼器將在上行鏈路還是下行鏈路方向上傳送，并可能相應(yīng)地使控制信號(hào)被發(fā)送到切換定向放大器800。
如果所述輸入信號(hào)高于門(mén)限T1，則可能由控制電路840生成高電平控制信號(hào)，并將其提供給切換定向放大器800的放大器。如果所述輸入信號(hào)在門(mén)限T2之上，則可能由控制電路840生成低電平控制信號(hào)，并將其提供給切換定向放大器800的放大器。如果所述輸入信號(hào)在門(mén)限T3之上，則可能由控制電路840生成控制信號(hào)，并將其提供給開(kāi)關(guān)830以繞過(guò)前置放大器950。此外，如果所述信號(hào)在門(mén)限T1之下，則可能會(huì)生成控制信號(hào)并將其提供給切換定向放大器800以斷開(kāi)所述放大器。
為了便利中繼器的簡(jiǎn)單和獨(dú)立操作，所述放大器可能會(huì)自校準(zhǔn)，以使其增益不會(huì)大到引起自振蕩，也不會(huì)低到使中繼器無(wú)效。仍舊參照?qǐng)D8，例如可能在控制電路840內(nèi)實(shí)施自校準(zhǔn)?？刂齐娐?40可能始終或在配置模式期間內(nèi)將具有已知振幅的校準(zhǔn)信號(hào)用于前置放大器和放大器鏈的輸入端810或其它任何點(diǎn)?？刂齐娐?40可能在校準(zhǔn)信號(hào)從定向放大器輸出時(shí)測(cè)量其放大結(jié)果?？赡茉谒隹刂齐娐诽帨y(cè)量通過(guò)所述放大器鏈的振幅總增益，然后以任何便利的方式調(diào)整。所述調(diào)整可通過(guò)使用上述的放大器控制信號(hào)。作為選擇，所述控制信號(hào)可能被用于所述放大器，從而以任何便利的方式調(diào)整所述放大器增益。一種所述便利的方法是使用可編程放大器。此外，還可以并入可以檢測(cè)放大器的過(guò)載條件的控制電路，以使過(guò)載發(fā)生時(shí)可以減低放大器增益。所述自動(dòng)的自校準(zhǔn)設(shè)備簡(jiǎn)化并孤立了中繼器使用，并趨向于使所述中繼器對(duì)其內(nèi)實(shí)施所述中繼器的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明。在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，控制電路840可能對(duì)應(yīng)于由接入點(diǎn)或臺(tái)站傳送到所述中繼器的校準(zhǔn)控制信號(hào)。
另一影響根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中繼器系統(tǒng)性能的重要方面是其如何應(yīng)付為信號(hào)中繼所提供頻帶內(nèi)的信道處理。一般而言，可以相同方式共同應(yīng)付或處理所有信道。但系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范內(nèi)的放松可能是允許中繼器僅集中于有效信道，并調(diào)整系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足僅用于該信道的技術(shù)規(guī)范。在某些實(shí)施方式中，這允許簡(jiǎn)化電路。
圖9描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其引入了切換定向放大器的不同實(shí)施方式，且其可以根據(jù)802.11和HIPERLAN WLAN系統(tǒng)內(nèi)使用的CSMA/CA TDD協(xié)議操作。在該實(shí)施例中，兩個(gè)放大器910被以交叉耦合的三態(tài)的實(shí)施方式實(shí)施在切換定向放大器900內(nèi)?？稍诳刂齐娐?20的控制之下為每個(gè)放大器提供開(kāi)/關(guān)控制，所述開(kāi)/關(guān)控制可用于確保在任何特定時(shí)刻僅一個(gè)或沒(méi)有放大器操作。優(yōu)選的是，任何形式的放大并不會(huì)同時(shí)在兩個(gè)方向上發(fā)生。這有助于防止否則將在CSMA/CA協(xié)議內(nèi)出現(xiàn)沖突時(shí)發(fā)生的自振蕩。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是可以移去并以接通或斷開(kāi)對(duì)應(yīng)放大器的控制信號(hào)代替所述開(kāi)關(guān)，而非以所述開(kāi)關(guān)切換輸入和輸出信號(hào)。因?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)所述放大器始終斷開(kāi)，所以環(huán)路增益等于放大器鏈中的一個(gè)，而不是如現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)的等于兩個(gè)放大器鏈。
當(dāng)所述中繼器為802.11 WLAN系統(tǒng)操作時(shí)，所述切換定向放大器的該實(shí)施方式的占空因數(shù)類(lèi)似于其它實(shí)施例。即，所述占空因數(shù)可能由接入點(diǎn)和臺(tái)站之間的通信確定。例如，如果臺(tái)站開(kāi)始上行鏈路傳輸，則控制電路920檢測(cè)天線(xiàn)930處的信號(hào)，并將切換定向放大器900配置為用于上行鏈路傳輸。作為選擇，如果下行鏈路傳輸開(kāi)始，則檢測(cè)天線(xiàn)925處的信號(hào)，并將切換定向放大器900配置為在下行鏈路方向上傳送。如果無(wú)信號(hào)，則可能會(huì)斷開(kāi)所述切換定向放大器900。如果上行和下行鏈路傳輸一起開(kāi)始，則控制電路920優(yōu)選的是選擇上行或下行鏈路方向，但不會(huì)同時(shí)選擇兩個(gè)方向。這可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)隨機(jī)地為上行鏈路或下行鏈路傳輸完成，或根據(jù)規(guī)則組或任何其它便利的標(biāo)準(zhǔn)。例如，當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，802.11協(xié)議將自動(dòng)建立下行鏈路和/或上行鏈路傳輸內(nèi)已發(fā)生沖突，結(jié)果是臺(tái)站或接入點(diǎn)將在隨后的時(shí)隙內(nèi)重新傳送所述信息。
為了增加TDD中激起的上行鏈路和下行鏈路傳輸路徑之間的隔離，可能會(huì)實(shí)施天線(xiàn)隔離特征。一般而言，可能會(huì)使用定向、極化、布置和配置來(lái)隔離上行鏈路和下行鏈路天線(xiàn)。例如，可能以背對(duì)背配置實(shí)施兩個(gè)定向天線(xiàn)，以生成上行鏈路和下行鏈路路徑之間的隔離。所述天線(xiàn)例如可能是引入折合振子單元的八木天線(xiàn)。作為選擇，所述天線(xiàn)可能是任何定向天線(xiàn)，例如補(bǔ)片陣、介質(zhì)諧振器、碟形、螺旋形、錐形、角形、腔形或其它任何提供相互之間定向隔離的定向天線(xiàn)。可能使用萬(wàn)向節(jié)或旋轉(zhuǎn)支架將所述天線(xiàn)固定在中繼器外殼內(nèi)或是中繼器外殼上，以允許所述天線(xiàn)簡(jiǎn)單地指向和定位。
此外，所述天線(xiàn)可能具有諸如垂直和水平極化的正交極化以增加隔離。也可選擇使用左和右圓形極化。一般而言，所述定向天線(xiàn)可能被定向?yàn)槭沟蒙闲墟溌诽炀€(xiàn)指向接入點(diǎn)，而下行鏈路天線(xiàn)指向設(shè)備或包括設(shè)備的理想覆蓋區(qū)。所述天線(xiàn)的定向和布置考慮到所述覆蓋區(qū)內(nèi)的反射物體和其它障礙物。
天線(xiàn)的每個(gè)特征，即交叉極化、高增益與反射器有助于增加隔離。借助引入折合振子單元的八木天線(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)大約60dB的隔離。
圖10示出了一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)內(nèi)的中繼器的實(shí)施方式。所述WLAN可能實(shí)施任何便利的協(xié)議。一般而言，接入點(diǎn)1010耦合到諸如所示網(wǎng)絡(luò)1000的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)1000可能是任何計(jì)算機(jī)、路由器、電橋、切換機(jī)和其它網(wǎng)絡(luò)單元的互連網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)的互連計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和/或其它任何網(wǎng)絡(luò)。所述接入點(diǎn)可能包括到網(wǎng)絡(luò)1000的電接口、光接口或其它接口，以根據(jù)任何便利的協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)1000切換數(shù)據(jù)，所述協(xié)議包括IP、HTTP、UDP、POP、SMTP和其它任何便利的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
接入點(diǎn)1010也可能包括用于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)奶炀€(xiàn)，以將諸如臺(tái)站1050的無(wú)線(xiàn)站通過(guò)所述接入點(diǎn)耦合到網(wǎng)絡(luò)1000。接入點(diǎn)是眾所周知的，可根據(jù)任何無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議操作，所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括熟知的IEEE 802.11協(xié)議和HIPERLAN/1和1協(xié)議。
接入點(diǎn)1010生成具有覆蓋區(qū)1020的信號(hào)。當(dāng)接入點(diǎn)如圖10所示的被設(shè)置在建筑物內(nèi)時(shí)，本發(fā)明的中繼器可能被定位于覆蓋區(qū)1020內(nèi)，以將覆蓋區(qū)1020擴(kuò)展到建筑物的其它部分，例如覆蓋區(qū)1040。如圖所示，中繼器1030包括兩個(gè)定向天線(xiàn)，它們分別指向接入點(diǎn)和覆蓋區(qū)1040內(nèi)的臺(tái)站1050。覆蓋區(qū)1040將網(wǎng)絡(luò)接入擴(kuò)展到覆蓋區(qū)1040內(nèi)的臺(tái)站，例如臺(tái)站1050。在使用期間內(nèi)，臺(tái)站1050通過(guò)中繼器1030和接入點(diǎn)1010與網(wǎng)絡(luò)1000切換數(shù)據(jù)。所述中繼器經(jīng)由第一定向天線(xiàn)從臺(tái)站1050接收上行鏈路傳輸，并將所述傳輸經(jīng)由第二定向天線(xiàn)重新傳送到接入點(diǎn)1010。接入點(diǎn)1010接著將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)1000。在下行鏈路方向上，接入點(diǎn)1010將數(shù)據(jù)傳送到中繼器1030，所述中繼器1030在所述第二天線(xiàn)上接收所述傳輸。所述中繼器接著將所述數(shù)據(jù)重新傳送到臺(tái)站1050。當(dāng)臺(tái)站1050和接入點(diǎn)1010同時(shí)傳送時(shí)，沖突如上所述得到解決。
盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，可在并不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下改變這些實(shí)施例。例如，盡管描述了控制電路的示例性模擬實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是可在與接收天線(xiàn)輸入信號(hào)相關(guān)的信號(hào)處理中的任何點(diǎn)執(zhí)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換。任何數(shù)字化的值例如可由微處理器或其它控制器處理，所述微處理器或其它控制器可能會(huì)生成控制信號(hào)，以控制切換定向放大器、前置放大器、切換機(jī)或中繼器系統(tǒng)的任何其它單元。微處理器、離散邏輯或其它集成的電路芯片因此可能實(shí)施所述控制電路，并可能提供其它功能以控制中繼器，包括用于響應(yīng)于遠(yuǎn)程控制信號(hào)或降低到特定門(mén)限之下的輸入信號(hào)電平來(lái)接通或斷開(kāi)中繼器的功能。
微處理器和存儲(chǔ)器也可被用于存儲(chǔ)配置值，所述配置值例如確定中繼器操作的頻率，與上行鏈路和下行鏈路信令路徑相關(guān)的占空因數(shù)，以及任何其它用于控制所述中繼器部分操作的變量。
還應(yīng)當(dāng)理解的是，可以多種形式在模擬和數(shù)字實(shí)施方式中實(shí)施功率檢測(cè)電路。例如，一個(gè)功率檢測(cè)電路可被用于從兩個(gè)接收天線(xiàn)而非兩個(gè)獨(dú)立的電路接收輸入?；诒娝苤脑O(shè)計(jì)選擇和考慮，可對(duì)所示出并描述的控制電路做出其它類(lèi)似的改變。
此外，本申請(qǐng)的范圍并不僅限于本技術(shù)規(guī)范內(nèi)描述的過(guò)程、機(jī)器、產(chǎn)品、構(gòu)成、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可從本發(fā)明的描述中輕易理解的是，可根據(jù)本發(fā)明來(lái)使用與所描述對(duì)應(yīng)實(shí)施例執(zhí)行大致相同的功能，并導(dǎo)致大致相同的結(jié)果的現(xiàn)存和之后發(fā)展的過(guò)程、機(jī)器、產(chǎn)品、構(gòu)成、裝置、方法或是步驟。因此，所附權(quán)利要求書(shū)旨在將所述過(guò)程、機(jī)器、產(chǎn)品、構(gòu)成、裝置、方法或是步驟包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分雙工中繼器系統(tǒng)，包括兩個(gè)服務(wù)于第一和第二覆蓋區(qū)的天線(xiàn)，所述第二覆蓋區(qū)是所述第一覆蓋區(qū)的擴(kuò)展；耦合在所述兩個(gè)天線(xiàn)之間的切換定向放大器，其中所述切換定向放大器被控制為僅在任何特定時(shí)刻提供與所述第一或第二覆蓋區(qū)相關(guān)的信號(hào)的放大；以及耦合到所述切換定向放大器并耦合到所述兩個(gè)天線(xiàn)的控制電路，所述控制電路被設(shè)置成從所述第一和第二覆蓋區(qū)接收傳輸，并將控制信號(hào)應(yīng)用于所述切換定向放大器，以通過(guò)所述切換定向放大器控制所述放大的信號(hào)路徑方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路包括用于確定由所述兩個(gè)天線(xiàn)中每一個(gè)所接收的信號(hào)之間的信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系的電路，其中所述控制電路選擇作為所述確定的信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系的函數(shù)的信號(hào)路徑方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的中繼器系統(tǒng)，其中所述確定的信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系包括相對(duì)于所述兩個(gè)天線(xiàn)中的一個(gè)天線(xiàn)較強(qiáng)的接收信號(hào)，以及相對(duì)于所述兩個(gè)天線(xiàn)中的另一個(gè)天線(xiàn)較弱的接收信號(hào)，且其中所述信號(hào)路徑方向的選擇將選擇與所述較強(qiáng)接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)路徑方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的中繼器系統(tǒng)，其中所述用于確定信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系的電路包括至少一個(gè)耦合到所述兩個(gè)天線(xiàn)中至少一個(gè)的功率檢測(cè)電路，所述功率檢測(cè)電路被設(shè)置成輸出至少一個(gè)與所接收信號(hào)功率成比例的功率電平信號(hào)，其中所述控制電路基于較低電平信號(hào)確定傳輸方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路將增益控制信號(hào)輸出到所述切換定向放大器，其中所述增益控制信號(hào)是所述控制電路從所述兩個(gè)天線(xiàn)中至少一個(gè)接收的信號(hào)的函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路輸出靜噪控制信號(hào)，其中所述靜噪控制信號(hào)是所述控制電路從所述兩個(gè)天線(xiàn)中至少一個(gè)所接收的信號(hào)的分析函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，還包括耦合在所述兩個(gè)天線(xiàn)中的一個(gè)與所述切換定向放大器之間的第一級(jí)放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路包括至少一個(gè)耦合到所述第一級(jí)放大器的第一功率檢測(cè)電路，所述第一功率檢測(cè)電路被設(shè)置成輸出至少一個(gè)與第一級(jí)放大器的信號(hào)功率成比例的功率電平信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路還包括至少一個(gè)耦合到所述兩個(gè)天線(xiàn)中至少一個(gè)的第二功率檢測(cè)電路，所述功率檢測(cè)電路被設(shè)置成輸出至少一個(gè)與所接收信號(hào)功率成比例的功率電平信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，還包括串聯(lián)耦合在所述兩個(gè)天線(xiàn)中的一個(gè)與所述切換定向放大器之間的第一級(jí)和第二級(jí)放大器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路包括耦合到所述第一級(jí)放大器的輸出端的第一功率檢測(cè)電路；以及耦合到所述第二級(jí)放大器的輸出端的第二功率檢測(cè)電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的中繼器系統(tǒng)，還包括耦合在所述第一和第二級(jí)放大器之間的可切換電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路提供控制信號(hào)給所述可切換電路，以控制所述輸入信號(hào)是否旁路所述第二級(jí)放大器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中所述兩個(gè)天線(xiàn)包括至少一個(gè)從下述組中選擇的天線(xiàn)八木、拼片、介質(zhì)諧振器、截拋物面、螺旋、錐形槽、喇叭和空腔天線(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中所述中繼器是無(wú)線(xiàn)LAN網(wǎng)絡(luò)的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路包括校準(zhǔn)信號(hào)生成電路；以及增益測(cè)量電路，其被設(shè)置成在所述校準(zhǔn)信號(hào)被注入所述切換定向放大器時(shí)測(cè)量所述校準(zhǔn)信號(hào)的放大，其中所述控制電路將增益控制信號(hào)輸出到所述切換定向放大器，其中所述增益控制信號(hào)是所述增益測(cè)量電路所測(cè)量的校準(zhǔn)信號(hào)放大倍數(shù)的函數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器系統(tǒng)，其中使用可調(diào)固定件將所述兩個(gè)天線(xiàn)安裝到所述中繼器系統(tǒng)的外殼上。
18.一種用于擴(kuò)展覆蓋區(qū)的系統(tǒng)，包括用于接收與第一覆蓋區(qū)相關(guān)的第一信號(hào)的裝置；用于接收與第二覆蓋區(qū)相關(guān)的第二信號(hào)的裝置；基于與所述第一和第二接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)屬性來(lái)確定重新傳輸方向的裝置；以及用于將放大器電路配置為放大與所確定重新傳輸方向相關(guān)的、從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)的裝置。
19.根據(jù)利要求18的系統(tǒng)，其中所述信號(hào)屬性包括信號(hào)電平。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，還包括基于與所述第一和第二接收信號(hào)中每一個(gè)都相關(guān)的所述信號(hào)屬性滿(mǎn)足特定門(mén)限的確定，使所述放大器電路靜噪的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中所述門(mén)限包括低信號(hào)電平門(mén)限。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述用于配置所述放大器電路的裝置包括耦合第一天線(xiàn)與所述放大器電路的第一可切換電路；耦合第二天線(xiàn)與所述放大器電路的第二可切換電路，其中當(dāng)所述第二可切換電路可用于將所述第二天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的輸出端時(shí)，所述第一可切換電路可用于將所述第一天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的輸入端，且當(dāng)所述第二可切換電路可用于將所述第二天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的所述輸出端時(shí)，所述第一可切換電路可用于將所述第一天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的所述輸出端。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述用于確定重新傳輸方向的裝置包括用于確定與所述第一接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)電平的裝置；用于確定與所述第二接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)電平的裝置；以及用于比較所述第一接收信號(hào)電平與所述第二接收信號(hào)電平的裝置。
24.一種用于擴(kuò)展覆蓋區(qū)的方法，包括由中繼器系統(tǒng)基于所監(jiān)控的信號(hào)屬性來(lái)確定重新傳輸?shù)姆较?；以及將放大器電路配置為放大與所確定重新傳輸方向相關(guān)的、從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，還包括接收與第一覆蓋區(qū)相關(guān)的第一信號(hào)；以及接收與第二覆蓋區(qū)相關(guān)的第二信號(hào)，其中所述監(jiān)控信號(hào)屬性與所述第一和第二接收信號(hào)中的至少一個(gè)相關(guān)。
26.權(quán)利要求24的方法，其中所述信號(hào)屬性包括信號(hào)電平。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，還包括基于所述信號(hào)屬性使所述放大器電路靜噪。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述配置所述放大器電路包括控制第一可切換電路耦合第一天線(xiàn)與所述放大器電路，而所述第二可切換電路耦合第二天線(xiàn)與所述放大器電路，所述控制可用于將所述第一天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的輸入端，將所述第二天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的輸出端，所述控制還可用于將所述第一天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的所述輸出端，將所述第二天線(xiàn)耦合到所述放大器電路的所述輸出端。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述確定重新傳輸方向包括確定與所述第一接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)電平；確定與所述第二接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)電平；以及比較所述第一接收信號(hào)電平與所述第二接收信號(hào)電平。
30.一種擴(kuò)展覆蓋區(qū)的方法，包括經(jīng)由相反方向定向天線(xiàn)接收第一和第二輸入信號(hào)，所述定向天線(xiàn)分別服務(wù)于第一和第二覆蓋區(qū)；基于與所述第一和第二接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)屬性確定重新傳輸?shù)姆较?；放大基于所確定傳輸方向而從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)，其中所選擇的接收信號(hào)與所述相反方向定向天線(xiàn)的第一相反方向定向天線(xiàn)相關(guān)；以及經(jīng)由所述相反方向定向天線(xiàn)的第二相反方向定向天線(xiàn)輸出放大后的接收信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述信號(hào)屬性包括信號(hào)功率電平。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括控制與放大基于所接收信號(hào)的功率電平而從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)相關(guān)的增益。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括選擇性地允許和禁止放大從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括在放大從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)之前，前置放大所接收信號(hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述確定傳輸方向基于前置放大器輸出功率電平。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中所述前置放大所接收信號(hào)包括在第一和第二級(jí)內(nèi)前置放大所接收的信號(hào)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中確定每個(gè)所述放大級(jí)的輸出的功率電平。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，還包括基于所確定的功率電平切換所述第一級(jí)的輸出，以去除所述第一級(jí)與所述第二級(jí)的耦合。
39.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述定向天線(xiàn)包括至少一個(gè)從下述組中選擇的天線(xiàn)八木、拼片、介質(zhì)諧振器、截拋物面、螺旋、錐形槽、喇叭和空腔天線(xiàn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括調(diào)整每個(gè)所述相反方向定向天線(xiàn)的指向，以提供第一和第二業(yè)務(wù)區(qū)的照射，其中所述第一和第二業(yè)務(wù)區(qū)是非重疊區(qū)域。
41.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述方法擴(kuò)展了無(wú)線(xiàn)LAN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)。
42.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括生成校準(zhǔn)信號(hào)；測(cè)量所述校準(zhǔn)信號(hào)的放大；以及基于所測(cè)量校準(zhǔn)信號(hào)，調(diào)整對(duì)于從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)的放大。
43.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括根據(jù)基礎(chǔ)通信協(xié)議的占空因數(shù)控制所述確定傳輸方向、所述放大從所述第一和第二接收信號(hào)中選擇的一個(gè)接收信號(hào)、和所述輸出所放大接收信號(hào)的占空因數(shù)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述基礎(chǔ)通信協(xié)議建立了載波檢測(cè)多址/沖突避免通信技術(shù)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述確定傳輸方向包括在與所述第一和第二接收信號(hào)相關(guān)的信號(hào)屬性并未指示對(duì)于所述第一和第二接收信號(hào)的優(yōu)先權(quán)時(shí)，利用另一選擇標(biāo)準(zhǔn)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中所述另一選擇標(biāo)準(zhǔn)包括隨機(jī)選擇所述第一和第二接收信號(hào)中的一個(gè)。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中所述另一選擇標(biāo)準(zhǔn)包括分析與所述第一和第二接收信號(hào)相關(guān)的屬性而非所述信號(hào)屬性。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中與所述第一和第二接收信號(hào)相關(guān)的屬性包括傳送節(jié)點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間。
49.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中與所述第一和第二接收信號(hào)相關(guān)的屬性包括節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)。
50.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中另一選擇標(biāo)準(zhǔn)包括允許所述基礎(chǔ)協(xié)議檢測(cè)傳輸沖突并實(shí)施本機(jī)重新傳輸協(xié)議。
51.一種時(shí)分雙工中繼器系統(tǒng)，包括分別服務(wù)于第一和第二覆蓋區(qū)的兩個(gè)天線(xiàn)，所述第二覆蓋區(qū)是所述第一覆蓋區(qū)的擴(kuò)展；切換定向放大器，其具有耦合在所述兩個(gè)天線(xiàn)之間的一對(duì)交叉耦合的、三態(tài)放大器；以及耦合到所述放大器并耦合到所述天線(xiàn)的接收輸出端的控制電路，所述控制電路被設(shè)置成從所述覆蓋區(qū)接收傳輸，并將控制信號(hào)應(yīng)用于所述放大器，以便在某個(gè)時(shí)刻使所述放大器對(duì)中的一個(gè)放大器有效，從而控制傳輸方向。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路還包括至少一個(gè)耦合到所述天線(xiàn)的接收輸入端的功率檢測(cè)電路，所述功率檢測(cè)電路被設(shè)置成輸出至少一個(gè)與在至少一個(gè)所述天線(xiàn)中接收的輸入功率成比例的功率電平信號(hào)；以及其中所述控制電路基于所述功率電平信號(hào)確定所述傳輸方向。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路基于所述至少一個(gè)功率電平信號(hào)，輸出增益控制信號(hào)到所述放大器。
54.根據(jù)權(quán)利要求52的中繼器系統(tǒng)，還包括串聯(lián)耦合在每個(gè)所述接收天線(xiàn)的輸入端和所述切換定向放大器之間的第一級(jí)和第二級(jí)放大器。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的中繼器系統(tǒng)，其中多個(gè)功率檢測(cè)電路被實(shí)現(xiàn)，所述多個(gè)功率檢測(cè)電路中的一個(gè)耦合到放大器級(jí)的輸出端。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的中繼器系統(tǒng)，還包括耦合在所述第一和第二級(jí)放大器之間的可切換電路。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的中繼器系統(tǒng)，其中所述控制電路提供控制信號(hào)給所述可切換電路，以控制所述輸入信號(hào)是否旁路所述第二級(jí)放大器。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的中繼器系統(tǒng)，其中所述兩個(gè)天線(xiàn)包括至少一個(gè)從下述組內(nèi)選擇的天線(xiàn)，所述組包括八木、拼片、介質(zhì)諧振器、截拋物面、螺旋、錐形槽、喇叭和空腔天線(xiàn)。
59.根據(jù)權(quán)利要求51的中繼器系統(tǒng)，其中所述中繼器是無(wú)線(xiàn)LAN網(wǎng)絡(luò)的一部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種時(shí)分復(fù)用雙工中繼器系統(tǒng)，包括兩個(gè)天線(xiàn)、切換定向放大器和控制電路。所述天線(xiàn)服務(wù)于第一和第二覆蓋區(qū)，其中所述第二覆蓋區(qū)是所述第一覆蓋區(qū)的擴(kuò)展。所述切換定向放大器耦合在所述兩個(gè)天線(xiàn)之間，并具有單個(gè)放大器。所述控制電路耦合到所述切換定向放大器以及所述天線(xiàn)的接收輸入端。所述控制電路從所述覆蓋區(qū)接收傳輸，并將控制信號(hào)應(yīng)用于所述切換定向放大器以控制傳輸方向。所述控制電路可以基于輸入信號(hào)功率電平控制所述放大器增益和傳輸方向。
文檔編號(hào)H04B7/155GK1525658SQ20041000248
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月22日
發(fā)明者宋浚哲, 梁恒正, 杜偉沃, 穆樂(lè)思 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司