專利名稱：集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無線通信系統(tǒng)，尤其涉及集中式基于光纖的無
線系統(tǒng)及采用光纖載射頻(RF)傳輸?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
無線通信快速增長(zhǎng)，對(duì)高速移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的需求也日益增加。作
為例子，所謂的"無線保真度"或"WiFi"系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)(WLAN)均部署在許多不同類型的區(qū)域(咖啡店、機(jī)場(chǎng)、圖書館等)。無線通信系統(tǒng)與稱為"客戶機(jī)"的無線設(shè)備通信，所述客戶機(jī)必須位于無線范圍或"小區(qū)覆蓋區(qū)域"內(nèi)以與接入點(diǎn)設(shè)備通信。
部署無線通信系統(tǒng)的一種方法包括使用"微微蜂窩小區(qū)"，其是具有幾米最多約20米半徑范圍的射頻(RF)覆蓋區(qū)域。由于微微蜂窩小區(qū)覆蓋小的區(qū)域，通常每個(gè)微微蜂窩小區(qū)只有幾個(gè)用戶(客戶機(jī))。當(dāng)由傳統(tǒng)基站產(chǎn)生的較大小區(qū)覆蓋時(shí)，微微蜂窩小區(qū)使能在小的區(qū)域進(jìn)行選擇性無線覆蓋，要不然這些小的區(qū)域?qū)⒕哂休^差的信號(hào)強(qiáng)度。
在傳統(tǒng)無線系統(tǒng)中，微微蜂窩小區(qū)由連接到前端控制器的無線接入點(diǎn)設(shè)備創(chuàng)建并以所述無線接入點(diǎn)設(shè)備為中心。無線接入點(diǎn)設(shè)備包括數(shù)字信息處理電路、RF發(fā)射器/接收器、及連接到RF發(fā)射器/接收器的天線。給定微微蜂窩小區(qū)的大小由接入點(diǎn)設(shè)備傳輸?shù)腞F功率量、接收器靈敏度、天線增益及RF環(huán)境確定，及由無線客戶設(shè)備的RF發(fā)射器/接收器靈敏度確定?？蛻粼O(shè)備通常使用固定的RF接收靈敏度，從而接入點(diǎn)設(shè)備的上述特性主要確定微微蜂窩小區(qū)大小。將連接到前端控制器的多個(gè)接入點(diǎn)設(shè)備結(jié)合可產(chǎn)生微微蜂窩小區(qū)陣列，其覆蓋稱為"微微蜂窩覆蓋區(qū)"的區(qū)域。密集的微微蜂窩小區(qū)陣列在微微蜂窩覆蓋區(qū)提供高的每用戶數(shù)據(jù)吞吐量?，F(xiàn)有技術(shù)無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)為基于導(dǎo)線的信號(hào)分布系統(tǒng)，其中接入點(diǎn)設(shè)備被當(dāng)作連接到中心位置的分開的處理裝置。這使得無線系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)復(fù)雜且難于測(cè)量，特別是在許多微微蜂窩小區(qū)需要覆蓋大的區(qū)域時(shí)更是如此。此外，在接入點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行的數(shù)字信息處理需要這些設(shè)備由前端控制器啟動(dòng)和控制，這使為產(chǎn)生大的微微蜂窩覆蓋區(qū)的大量接入點(diǎn)設(shè)備的分布和使用更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面為用于與一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備無線通信的集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括布置在中心位置如中心前端站的多個(gè)服務(wù)單元。所述中心位置包括多個(gè)電光(E/0)轉(zhuǎn)換器和光電(O/E)轉(zhuǎn)換器，這些轉(zhuǎn)換器經(jīng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)下行鏈路復(fù)用器和一個(gè)或多個(gè)上行鏈路復(fù)用器電連接到所述服務(wù)單元。所述系統(tǒng)還包括多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每一轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)相應(yīng)的下行鏈路和上行鏈路光纖光連
接到所述中心位置處的一個(gè)E/0轉(zhuǎn)換器和一個(gè)O/E轉(zhuǎn)換器。每一轉(zhuǎn)
發(fā)器形成微微蜂窩小區(qū)，其經(jīng)對(duì)應(yīng)的下行鏈路和上行鏈路光纖將一個(gè)、部分或所有服務(wù)單元置于與給定微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)客
戶設(shè)備射頻(RF)通信。
本發(fā)明的另一方面為用于與一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備無線通信的集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元的集中式前端站。該系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每一轉(zhuǎn)發(fā)器適于將光纖RF服務(wù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為由相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器形成的微微蜂窩小區(qū)傳輸?shù)碾姶臨F服務(wù)信號(hào)，反之亦然。該系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路，其將一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器光學(xué)上連到一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元中的每一個(gè)。所述一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元在一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路上將服務(wù)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。這使得一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路上傳輸和接收電磁服務(wù)信號(hào)并將給定微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備發(fā)射的服務(wù)信號(hào)轉(zhuǎn)回給一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元中的一個(gè)、部分或全部。
6本發(fā)明的另一方面為與一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備通信的、基于光纖的 無線微微蜂窩方法。該方法包括在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈 路上將來自中心前端站中的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元的服務(wù)信號(hào)發(fā)送給 一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，從而在一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng) 微微蜂窩小區(qū)上傳輸服務(wù)信號(hào)。該方法還包括在一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中 檢測(cè)由每一相應(yīng)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的任何客戶設(shè)備發(fā)射的電磁服務(wù)信
號(hào)。該方法還包括在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路上將所接收
的服務(wù)信號(hào)傳給一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元。從服務(wù)單元發(fā)送服務(wù)信號(hào)可包 括使所述信號(hào)從外面的網(wǎng)絡(luò)通行或從系統(tǒng)的微微蜂窩覆蓋區(qū)中的另 一客戶設(shè)備導(dǎo)控所述信號(hào)。
本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)描述中提出，且本領(lǐng) 域技術(shù)人員從該描述可明顯看出或通過按在此所述的(包括下面的詳 細(xì)描述、權(quán)利要求及附圖)實(shí)施本發(fā)明而意識(shí)到。
應(yīng)當(dāng)理解，前面的概括描述和下面的詳細(xì)描述均呈現(xiàn)本發(fā)明的實(shí) 施方式，且意于提供用于理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特征的概覽或框架。包 括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，且其構(gòu)成本說明書的一部分。 附圖示出了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，連同在此進(jìn)行的描述一起用于闡釋 本發(fā)明的原理和運(yùn)行。
因此，為易于說明和圖示，多個(gè)基本電子電路元件和信號(hào)調(diào)節(jié)部
件如偏置T形器、RF濾波器、放大器、功率分配器等均未在圖中示 出。所述基本電子電路元件及部件應(yīng)用于本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員顯而易見。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)的一般實(shí)施 例的示意圖，其示出了經(jīng)光纖RF通信鏈路光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器的前端單 元及轉(zhuǎn)發(fā)器形成的微微蜂窩小區(qū)和該微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的客戶設(shè)備。
圖2為圖1的系統(tǒng)的實(shí)施例的詳細(xì)示意圖，其示出了前端單元、 光纖RF通信鏈路和轉(zhuǎn)發(fā)器的細(xì)節(jié)。圖3為圖2的無線系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)器的另一實(shí)施例的特寫圖，其中轉(zhuǎn) 發(fā)器包括發(fā)射天線和接收天線。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)的實(shí)施例的 示意圖，其使用中心前端站和沿光纜布置的多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。
圖5為圖4的系統(tǒng)的中心前端站的實(shí)施例的詳細(xì)示意圖。
圖6為圖4的系統(tǒng)的光纜的特寫剖視圖，其示出了兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器、
下行鏈路和上行鏈路光纖、及對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器供電的電源線。
圖7為光纜中的轉(zhuǎn)發(fā)器之一的特寫圖，其示出了相應(yīng)的微微蜂窩
小區(qū)及轉(zhuǎn)發(fā)器和微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的客戶設(shè)備之間的電磁RF服務(wù)信號(hào)交換。
圖8為基于光纖的微微蜂窩系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其包括中心 前端站和多個(gè)光纜。
圖9為圖8的系統(tǒng)的"自頂向下視圖"，其示出了由多個(gè)光纜產(chǎn) 生的擴(kuò)大的微微蜂窩覆蓋區(qū)。
圖10為圖示實(shí)施例的建筑物基礎(chǔ)設(shè)施的剖視圖，其中本發(fā)明的 基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)結(jié)合在所述建筑物基礎(chǔ)設(shè)施中。
圖11為多段光纜的實(shí)施例使用在圖IO的系統(tǒng)中以遍布建筑物基 礎(chǔ)設(shè)施分布轉(zhuǎn)發(fā)器的示意圖。
圖12為圖10的建筑物基礎(chǔ)設(shè)施的第二層的示意平面圖，其示出 了怎樣從多光纜連接器分出三根光纜以對(duì)第二層產(chǎn)生擴(kuò)大的微微蜂
窩覆蓋區(qū)o
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)參考本發(fā)明目前的優(yōu)選實(shí)施方式，其例子在附圖中圖 示。只要可能，相同或類似附圖標(biāo)記在所有附圖中均用于指相同或相 似部分。
I.通用基于光纖的無線系統(tǒng)
圖1為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)10的通用實(shí) 施例的示意圖。系統(tǒng)10包括前端單元20、轉(zhuǎn)發(fā)器單元("轉(zhuǎn)發(fā)器")30和使所述前端單元光連接到所述轉(zhuǎn)發(fā)器的光纖RF通信鏈路36。 如下面詳述的，系統(tǒng)10具有實(shí)質(zhì)上以轉(zhuǎn)發(fā)器30為中心的微微蜂窩小 區(qū)40。前端單元20適于執(zhí)行或促進(jìn)多種光纖載RF應(yīng)用中的任一應(yīng) 用，如射頻識(shí)別(RFID)、無線局域網(wǎng)(WLAN)通信、或移動(dòng)電 話服務(wù)。在微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)示出了計(jì)算機(jī)形式的客戶設(shè)備45?？?戶設(shè)備45包括適于接收和/或發(fā)送電磁RF信號(hào)的天線46(如無線卡)。
圖2為圖1的系統(tǒng)10的實(shí)施例的詳細(xì)示意圖。在該實(shí)施例中， 前端單元20包括為特定無線服務(wù)或應(yīng)用提供電RF服務(wù)信號(hào)的服務(wù) 單元50。在該實(shí)施例中，服務(wù)單元50通過使信號(hào)從一個(gè)或多個(gè)外面 的網(wǎng)絡(luò)223通過(或先信號(hào)調(diào)節(jié)然后通過)而提供電RF服務(wù)信號(hào)， 如下所述。在特定實(shí)施例中，這包括按IEEE802.il標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的提 供WLAN信號(hào)分布，即在從2.4-2.5GHz到5.0-6.0GHz的頻率范圍中 提供WLAN信號(hào)分布。在另一實(shí)施例中，服務(wù)單元50通過直接產(chǎn)生 信號(hào)而提供電RF服務(wù)信號(hào)。在另一實(shí)施例中，服務(wù)單元50在微微 蜂窩覆蓋區(qū)44內(nèi)的客戶設(shè)備之間協(xié)調(diào)電RF服務(wù)信號(hào)的傳送。
服務(wù)單元50電連接到電光(E/0)轉(zhuǎn)換器60，該電光轉(zhuǎn)換器從 服務(wù)單元接收電RF服務(wù)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的光信號(hào)，如下詳細(xì) 所述。在實(shí)施例中，E/O轉(zhuǎn)換器60包括適于對(duì)本發(fā)明的光纖載RF應(yīng) 用傳送足夠的動(dòng)態(tài)范圍的激光器，及可選地包括電連接到所述激光器 的激光器驅(qū)動(dòng)器/放大器。用于E/0轉(zhuǎn)換器60的適當(dāng)激光器的例子包 括激光二極管、分布式反饋(DFB)激光器、Fabry-Perot (FP)激光 器、及垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)。
前端單元20還包括電連接到服務(wù)單元50的光電(0/E)轉(zhuǎn)換器 62。 0/E轉(zhuǎn)換器62接收光RF服務(wù)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。 在實(shí)施例中，0/E轉(zhuǎn)換器為光檢測(cè)器或電連接到線性放大器的光檢測(cè) 器。E/O轉(zhuǎn)換器60和0/E轉(zhuǎn)換器62構(gòu)成"轉(zhuǎn)換器對(duì)"66。
在實(shí)施例中，服務(wù)單元50包括用于調(diào)制/解調(diào)RF信號(hào)的RF信 號(hào)調(diào)制/解調(diào)單元70、數(shù)字信號(hào)處理單元("數(shù)字信號(hào)處理器")72、 用于處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行邏輯及計(jì)算運(yùn)算的中央處理單元(CPU) 74、及
9用于保存數(shù)據(jù)如將在WLAN上傳輸?shù)腞FID標(biāo)簽信息或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 器單元76。
繼續(xù)參考圖2，轉(zhuǎn)發(fā)器30包括轉(zhuǎn)換器對(duì)66，其中E/0轉(zhuǎn)換器60 和0/E轉(zhuǎn)換器62經(jīng)RF信號(hào)導(dǎo)控元件106如循環(huán)器電連接到天線100 。 信號(hào)導(dǎo)控元件106用于導(dǎo)控下行鏈路和上行鏈路電RF服務(wù)信號(hào)，如 下所述。
圖3為轉(zhuǎn)發(fā)器30的另一實(shí)施例的特寫圖，其包括兩個(gè)天線電 連接到O/E轉(zhuǎn)換器62的發(fā)射天線100T和電連接到E/0轉(zhuǎn)換器60的 接收天線100R。雙天線實(shí)施方式避免了對(duì)RF信號(hào)導(dǎo)控元件106的需要。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)發(fā)器30與同無線通信系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的典型接入點(diǎn)設(shè)備 不同，因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)選實(shí)施例只有幾個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)元件及沒有數(shù)字信 息處理能力。而是，信息處理能力位于遠(yuǎn)處的前端單元20中，在特 定例子中，位于服務(wù)單元50中。這使轉(zhuǎn)發(fā)器30非常緊湊且實(shí)質(zhì)上免 維護(hù)。此外，轉(zhuǎn)發(fā)器30的優(yōu)選實(shí)施例耗用非常小的功率，對(duì)RP信 號(hào)透明，及不需要局部電源，如下所述。
再次參考圖2，光纖RF通信鏈路36的實(shí)施例包括具有輸入端 138和輸出端140的下行鏈路光纖136D及具有輸入端142和輸出端 144的上行鏈路光纖136U。下行鏈路和上行鏈路光纖136D和136U 將前端單元20處的轉(zhuǎn)換器對(duì)66光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30處的轉(zhuǎn)換器對(duì)。 具體地，下行鏈路光纖輸入端138光連接到前端單元20的E/0轉(zhuǎn)換 器60，而輸出端140光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30處的O/E轉(zhuǎn)換器62。類似地， 上行鏈路光纖輸入端142光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30的E/0轉(zhuǎn)換器60，而輸 出端144光連接到前端單元20處的O/E轉(zhuǎn)換器62。
在實(shí)施例中，本發(fā)明的基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)IO采用已 知電信波長(zhǎng)，如850nm、 1300nm或1550nm。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng) 10采用其它不太常用但適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)如980nm。
系統(tǒng)10的實(shí)施例包括單模光纖或多模光纖用于下行鏈路和上行 鏈路光纖136D和136U。光纖的特別類型取決于系統(tǒng)10的應(yīng)用。對(duì)
10于許多建筑內(nèi)部署應(yīng)用，最大傳輸距離通常不超過300米。當(dāng)考慮使
用多模光纖用于下行鏈路和上行鏈路光纖136D和136U時(shí)，需要考 慮預(yù)定光纖載RF傳輸?shù)淖畲箝L(zhǎng)度。例如，己表明1400MHz.km多模 光纖帶寬距離產(chǎn)品足以進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)300米的5.2GHz傳輸。
在實(shí)施例中，本發(fā)明采用50 pm多模光纖用于下行鏈路和上行鏈 路光纖136D和136U，及采用在850nm工作的E/O轉(zhuǎn)換器60，其使 用可通過商業(yè)途徑獲得的規(guī)定用于10Gb/s數(shù)據(jù)傳輸?shù)腣CSEL。在更 特殊的實(shí)施例中，0M3 50 )im多模光纖用于下行鏈路和上行鏈路光 纖136D和136U。
無線系統(tǒng)10還包括產(chǎn)生電功率信號(hào)162的電源160。電源160 電連接到前端單元20以對(duì)其中的耗電元件供電。在實(shí)施例中，電源 線168穿過前端單元并到達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)器30以對(duì)轉(zhuǎn)換器對(duì)66中的E/0轉(zhuǎn)換 器60和0/E轉(zhuǎn)換器62、可選的RF信號(hào)導(dǎo)控元件106 (除非兀件106 為無源器件如循環(huán)器)、及任何其它耗電元件(未示出)供電。在實(shí) 施例中，電源線168包括兩根導(dǎo)線170和172，其攜載單一電壓并電 連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30處的DC功率變換器180。 DC功率變換器180電連 接到E/O轉(zhuǎn)換器60和O/E轉(zhuǎn)換器62，并將電功率信號(hào)162的電壓或 電平改變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)器30中的耗電元件所需要的功率電平。在實(shí)施例中， DC功率變換器180是DC/DC功率變換器或AC/DC功率變換器，取 決于電源線168攜載的功率信號(hào)162的類型。在實(shí)施例中，電源線 168包括在標(biāo)準(zhǔn)電信及其它應(yīng)用中使用的標(biāo)準(zhǔn)電功率攜載電導(dǎo)線如 18-26AWG (美國(guó)線規(guī))。在另一實(shí)施例中，電源線168 (虛線)直接 從電源160連到轉(zhuǎn)發(fā)器30而不是從或通過前端單元20。在另一實(shí)施 例中，電源線168包括兩根以上的導(dǎo)線并攜載多個(gè)電壓。
在實(shí)施例中，前端單元20經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路224連接到外面的網(wǎng)絡(luò)223 。
運(yùn)行方法
參考圖1和圖2的基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)10，服務(wù)單元 50產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于其特定應(yīng)用的電下行鏈路RF服務(wù)信號(hào)SD ("電信號(hào) SD")。在實(shí)施例中，這由提供RF信號(hào)調(diào)制器72的數(shù)字信號(hào)處理器70完成，電信號(hào)(未示出)調(diào)制到RF載體上以產(chǎn)生所需電信號(hào)SD。
電信號(hào)SD由E/O轉(zhuǎn)換器60接收，其將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的 光下行鏈路RF信號(hào)SD'("光信號(hào)SD'")，該信號(hào)進(jìn)而接入輸入端 138處的下行鏈路光纖136D。在此應(yīng)注意，在實(shí)施例中，調(diào)整光信 號(hào)SD'以具有給定的調(diào)制指數(shù)。此外，在實(shí)施例中，控制E/0轉(zhuǎn)換器 60的調(diào)制功率(例如通過一個(gè)或多個(gè)增益控制放大器，未示出)以 改變天線100的發(fā)射功率。在實(shí)施例中，改變提供給天線100的功率 量以確定相關(guān)聯(lián)微微蜂窩小區(qū)40的大小，在實(shí)施例中，其為從約1 米到約20米的范圍中的任何地方。
光信號(hào)SD'在下行鏈路光纖136上傳到輸出端140，在那里其由 轉(zhuǎn)發(fā)器30中的0/E轉(zhuǎn)換器62接收。0/E轉(zhuǎn)換器62將光信號(hào)SD'轉(zhuǎn) 換回電信號(hào)SD，該電信號(hào)繼而傳給信號(hào)導(dǎo)控元件106。之后，信號(hào) 導(dǎo)控元件106將電信號(hào)SD導(dǎo)引到天線100。電信號(hào)SD被饋給天線 100，使得其輻射對(duì)應(yīng)的電磁下行鏈路RF信號(hào)SD"("電磁信號(hào)SD"")。
由于客戶設(shè)備45在微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)，電磁信號(hào)SD"由客戶設(shè) 備天線46接收，所述客戶設(shè)備天線可以是無線卡的一部分或移動(dòng)電 話天線。天線46在客戶設(shè)備中將電磁信號(hào)SD"轉(zhuǎn)換為電信號(hào)SD (信 號(hào)SD未在其中示出)。之后，客戶設(shè)備45處理電信號(hào)SD，例如將 信號(hào)信息保存在存儲(chǔ)器中、將信息顯示為電子郵件或文本消息等。
在實(shí)施例中，客戶設(shè)備45產(chǎn)生電上行鏈路RF信號(hào)SU (未在客 戶設(shè)備中示出)，其由天線46轉(zhuǎn)換為電磁上行鏈路RF信號(hào)SU"("電 磁信號(hào)SU"")。
由于客戶設(shè)備45位于微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)，電磁信號(hào)SU"由轉(zhuǎn)發(fā) 器天線100檢測(cè)至l」，天線IOO將該信號(hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)SU。電信號(hào)SU 由信號(hào)導(dǎo)控元件106導(dǎo)引到E/0轉(zhuǎn)換器60，轉(zhuǎn)換器60將該電信號(hào)轉(zhuǎn) 換為對(duì)應(yīng)的光上行鏈路RF信號(hào)SU，("光信號(hào)SU，")，之后，該信號(hào) 被連接到上行鏈路光纖136U的輸入端142。光信號(hào)SU，在上行鏈路 光纖136U上傳到輸出端144，在那里其由前端單元20處的0/E轉(zhuǎn)換 器62接收。0/E轉(zhuǎn)換器62將光信號(hào)SU'轉(zhuǎn)換回電信號(hào)SU，之后電信號(hào)SU被導(dǎo)引到服務(wù)單元50。服務(wù)單元50接收和處理信號(hào)SU，在
實(shí)施例中，其包括下述之一或多個(gè)保存信號(hào)信息；數(shù)字方式處理或
調(diào)節(jié)信號(hào)；經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路224將信號(hào)發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)223 上;及將信號(hào)發(fā)送給微微蜂窩覆蓋區(qū)44中的一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備45。 在實(shí)施例中，信號(hào)SU的處理包括在RF信號(hào)調(diào)制/解調(diào)單元70中解 調(diào)該電信號(hào)，之后在數(shù)字信號(hào)處理器72中處理解調(diào)后的信號(hào)。 II.具有中心前端站和光纜的系統(tǒng)
圖4為基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)的實(shí)施例200的示意圖，其 包括中心前端站210。中心前端站210可被視為更改的前端單元20， 其適于處理多個(gè)服務(wù)單元50和多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器30。中心前端站210可選 地連接到包括多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器30的光纜220。光纜220由多個(gè)光纖RF通 信鏈路36構(gòu)成，每一鏈路光連接到相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器30。在實(shí)施例中， 多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器30沿光纜220的長(zhǎng)度間隔開(例如，以8米間隔)以產(chǎn) 生由微微蜂窩小區(qū)40組成的符合需要的微微蜂窩覆蓋區(qū)44，在實(shí)踐 中所述微微蜂窩小區(qū)邊緣重疊。
圖5為中心前端控制站210的實(shí)施例的詳細(xì)示意圖。在實(shí)施例中， 不是將圖1的多個(gè)前端單元20直接包括在前端控制站210中，而是 更改所述前端單元以使每一服務(wù)單元50根據(jù)其特定應(yīng)用而能與一 個(gè)、部分或所有轉(zhuǎn)發(fā)器30通信。服務(wù)單元50中的每一個(gè)電連接到 RF發(fā)射線路230和RF接收線路232。在圖5中，為說明目的，六個(gè) 服務(wù)單元50A-50F中的三個(gè)被示出。
在實(shí)施例中，系統(tǒng)200還包括連接到服務(wù)單元50并適于控制和 協(xié)調(diào)與轉(zhuǎn)發(fā)器30通信的服務(wù)單元的運(yùn)行的主控制器250。在實(shí)施例 中，控制器250包括中央處理單元(CPU)252和用于保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 器單元254。 CPU252適于(如通過編程)處理由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單 元50提供給控制器250的信息。在實(shí)施例中，控制器250為或包括 適于執(zhí)行提供給其的或編碼在其中的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令(程 序)的可編程計(jì)算機(jī)。
中心前端站210還包括連接到控制器250的下行鏈路RF信號(hào)復(fù)用器("下行鏈路復(fù)用器")270下行鏈路復(fù)用器單元270具有輸入側(cè)272和輸出側(cè)274。發(fā)射線路230電連接到下行鏈路復(fù)用器270的輸入側(cè)272。
在實(shí)施例中，下行鏈路復(fù)用器270包括RF信號(hào)導(dǎo)控元件280 (如RF開關(guān))，其使能在服務(wù)單元50和轉(zhuǎn)發(fā)器30之間進(jìn)行選擇性通信，如下所述。在例子中，選擇性通信包括順序訪問轉(zhuǎn)發(fā)器30以輪詢對(duì)應(yīng)的微微蜂窩小區(qū)40。例如，當(dāng)服務(wù)單元50之一為搜索微微蜂窩小區(qū)40中的RFID標(biāo)簽290的RFID閱讀器時(shí)可使用所述順序輪詢(圖4)。在實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽290附著到將經(jīng)所附RFID標(biāo)簽跟蹤或監(jiān)視的物品292上。在另一實(shí)施例中，選擇性通信包括同時(shí)訪問部分或所有轉(zhuǎn)發(fā)器30。例如，當(dāng)服務(wù)單元50之一為對(duì)部分或所有微微蜂窩小區(qū)40提供同時(shí)覆蓋的移動(dòng)電話發(fā)射器或RF信號(hào)饋通單元時(shí)可使用所述同時(shí)訪問。
中心前端站210還包括連接到控制器250并具有輸入側(cè)322和輸出側(cè)324的上行鏈路RF信號(hào)復(fù)用器("上行鏈路復(fù)用器")320。接收線路232電連接到上行鏈路復(fù)用器320的輸出側(cè)324。在實(shí)施例中，上行鏈路復(fù)用器320包括RF信號(hào)導(dǎo)控元件328。
中心前端站210還包括組成E/0轉(zhuǎn)換器陣列360的多個(gè)E/0轉(zhuǎn)換器60及構(gòu)成0/E轉(zhuǎn)換器陣列362的相應(yīng)數(shù)量的O/E轉(zhuǎn)換器62。E/0轉(zhuǎn)換器60經(jīng)電線330電連接到下行鏈路復(fù)用器270的輸出側(cè)274，及光連接到相應(yīng)的上行鏈路光纖36D的輸入端138。 O/E轉(zhuǎn)換器62經(jīng)電線332電連接到上行鏈路復(fù)用器320的輸入側(cè)324，及光連接到相應(yīng)的上行鏈路光纖36U的輸出端144。下行鏈路光纖136D構(gòu)成下行鏈路光纜378，上行鏈路光纖136U構(gòu)成上行鏈路光纜380。
圖6為示出下行鏈路和上行鏈路光纖36D和36U及轉(zhuǎn)發(fā)器30中的兩個(gè)的光纜220的特寫示意圖。還示出了電連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30的電源線168。在實(shí)施例中，光纜220包括保護(hù)性外套344。
運(yùn)行方法
參考圖4、 5和6，基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)200按如下運(yùn)
14行。在中心前端站210，服務(wù)單元50A、 50B...50F中的每一個(gè)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于其特定應(yīng)用的電信號(hào)SD或使所述電信號(hào)從一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)223通過。電信號(hào)SD在RF發(fā)射線路230上傳到下行鏈路復(fù)用器270。之后，下行鏈路復(fù)用器270結(jié)合(按頻率)不同的信號(hào)SD并分配給E/0轉(zhuǎn)換器陣列360中的E/O轉(zhuǎn)換器60。在實(shí)施例中，下行鏈路復(fù)用器270和其中的RF信號(hào)導(dǎo)控元件280由控制器250經(jīng)控制信號(hào)SI進(jìn)行控制以基于特定服務(wù)單元應(yīng)用將信號(hào)SD導(dǎo)引到E/O轉(zhuǎn)換器陣列360中的一個(gè)、部分或所有E/O轉(zhuǎn)換器60，因而導(dǎo)引到一個(gè)、部分或所有轉(zhuǎn)發(fā)器30。例如，如果服務(wù)單元50A為移動(dòng)電話單元，則在實(shí)施例中，來自那里的信號(hào)SD (如使從一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)223通過)由RF信號(hào)導(dǎo)控元件280均等地分開(及可選地放大)并提供給E/O轉(zhuǎn)換器陣列360中的每一E/O轉(zhuǎn)換器60。這導(dǎo)致每一轉(zhuǎn)發(fā)器30均被訪問。另一方面，如果服務(wù)單元50F為WLAN服務(wù)單元，則RF信號(hào)導(dǎo)控元件280可被調(diào)整(如編程)以將信號(hào)SD導(dǎo)引到E/O轉(zhuǎn)換器陣列360中的所選E/0轉(zhuǎn)換器60，從而只有所選轉(zhuǎn)發(fā)器30被訪問。
因此，E/O轉(zhuǎn)換器陣列360中的一個(gè)、部分或所有E/0轉(zhuǎn)換器60從下行鏈路復(fù)用器270接收電信號(hào)SD。 E/0轉(zhuǎn)換器陣列360中的被訪問E/0轉(zhuǎn)換器60將電信號(hào)SD轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的光信號(hào)SD'，該光信號(hào)在相應(yīng)的下行鏈路光纖136D上傳給相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器30。被訪問的轉(zhuǎn)發(fā)器30將光信號(hào)SD'轉(zhuǎn)換回電信號(hào)SD，之后所述電信號(hào)被轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于特定服務(wù)單元應(yīng)用的電磁信號(hào)SD"。
圖7為光纜220中的轉(zhuǎn)發(fā)器30之一的特寫圖，其示出了相應(yīng)的微微蜂窩小區(qū)40及該微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器和客戶設(shè)備44之間的下行鏈路和上行鏈路電磁信號(hào)SD"和SU"的交換。具體地，電磁信號(hào)SU"由相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器30接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)SU，然后轉(zhuǎn)換為光信號(hào)SD'。之后，光信號(hào)SD，在上行鏈路光纖136U上傳播并由0/E轉(zhuǎn)換器陣列362及其中用于被訪問轉(zhuǎn)發(fā)器30的對(duì)應(yīng)O/E轉(zhuǎn)換器62接收。0/E轉(zhuǎn)換器60將光信號(hào)SU'轉(zhuǎn)換回電信號(hào)SU，其然后傳給上行鏈路復(fù)用器320。接著，上行鏈路復(fù)用器320將電信號(hào)SU分配給要求接收這些電信號(hào)的服務(wù)單元50。接收服務(wù)單元50處理信號(hào)SU，在實(shí)施例中其包括下述之一或多個(gè)保存信號(hào)信息；以數(shù)字方式處理或調(diào)節(jié)信號(hào);經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路224將信號(hào)發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)223上；及將信號(hào)發(fā)送給微微蜂窩覆蓋區(qū)44中的一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備45。
在實(shí)施例中，上行鏈路復(fù)用器320和其中的RF信號(hào)導(dǎo)控元件328由控制器250經(jīng)控制信號(hào)S2進(jìn)行控制以將電信號(hào)SU導(dǎo)引到要求接收電信號(hào)SU的服務(wù)單元50。
在實(shí)施例中，來自部分或所有服務(wù)單元50的不同服務(wù)(即移動(dòng)電話服務(wù)、用于數(shù)據(jù)通信的WiFi、 RFID監(jiān)視等)通過頻率多路傳輸組合在RF信號(hào)電平處。
在實(shí)施例中，來自中心控制站210處的電源160的單一電源線168組合在光纜220內(nèi)并適于向每一轉(zhuǎn)發(fā)器30供電，如圖6中所示。每一轉(zhuǎn)發(fā)器30如經(jīng)DC變換器180 (圖2)使所需功率量流出。由于轉(zhuǎn)發(fā)器30的優(yōu)選實(shí)施例具有相當(dāng)?shù)偷墓δ苄怨?，因而只需要相?duì)低的電功率水平(如約l瓦特)，從而使高規(guī)線(如20AWG或更高)可用于電源線168。在光纜220中使用許多(如12個(gè)以上)轉(zhuǎn)發(fā)器30的實(shí)施例中，或者如果轉(zhuǎn)發(fā)器30的功耗由于其特定設(shè)計(jì)而明顯大于1瓦特時(shí)，在電源線168中采用低規(guī)線或多根導(dǎo)線。沿光纜220內(nèi)的電源線168的不可避免的壓降通常要求在每一轉(zhuǎn)發(fā)器30處進(jìn)行大范圍(約30伏特)的電壓調(diào)節(jié)。在實(shí)施例中，每一轉(zhuǎn)發(fā)器30處的DC功率變換器180實(shí)現(xiàn)該電壓調(diào)節(jié)功能。如果預(yù)期壓降已知，則在實(shí)施例中，控制器250完成所述電壓調(diào)節(jié)。在備選實(shí)施例中，在每一轉(zhuǎn)發(fā)器30處使用遠(yuǎn)程電壓檢測(cè)，但該方法并不是優(yōu)選方法，因?yàn)槠湓黾恿讼到y(tǒng)的復(fù)雜性。
III.具有多光纜的集中式系統(tǒng)
圖8為根據(jù)本發(fā)明的集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)的實(shí)施例400的示意圖。系統(tǒng)400與上面所述的系統(tǒng)200類似，但包括光連接到中心前端站210的多根光纜220。中心前端站210包括多個(gè)E/0轉(zhuǎn)換器陣列360及相應(yīng)數(shù)量的0/E轉(zhuǎn)換器陣列362，它們成對(duì)排列在 轉(zhuǎn)換器陣列單元410中， 一個(gè)轉(zhuǎn)換器陣列單元光連接到一根光纜220。 同樣，系統(tǒng)400包括多個(gè)下行鏈路復(fù)用器270和上行鏈路復(fù)用器320， 它們成對(duì)排列在復(fù)用器單元414中， 一個(gè)復(fù)用器單元電連接到一個(gè)轉(zhuǎn) 換器陣列單元410。在實(shí)施例中，控制器250電連接到每一復(fù)用器單 元414并適于控制其中的下行鏈路和上行鏈路復(fù)用器270和320的運(yùn) 行。在此，術(shù)語"陣列"并不限于如本領(lǐng)域通常進(jìn)行的、集成在單一 芯片上的元件，而是包括離散的、非集成的元件的排列。
每一 E/0轉(zhuǎn)換器陣列360電連接到相應(yīng)的復(fù)用器單元414中的下 行鏈路復(fù)用器270。同樣，每一 0/E轉(zhuǎn)換器陣列362電連接到相應(yīng)復(fù) 用器單元414中的上行鏈路復(fù)用器320。服務(wù)單元50中的每一個(gè)電 連接到每一復(fù)用器單元414內(nèi)的下行鏈路和上行鏈路復(fù)用器270和 320。下行鏈路和上行鏈路光纜378和380將每一轉(zhuǎn)換器陣列單元410 光連接到相應(yīng)的光纜220。在實(shí)施例中，中心前端站210包括連接器 端口 420，光纜220包括適于連接到所述連接器端口的連接器422。 在實(shí)施例中，連接器422為MT ("機(jī)械傳遞")連接器，如可從北 卡羅來納州Hickory的Coming Cable Systems, Inc.獲得的UNICAM MTP連接器。在實(shí)施例中，連接器422適于容納連接到端口 420的 電源線168。
圖9為系統(tǒng)400的"自上向下"視圖，其示出了通過使用多根光 纜220形成的擴(kuò)大的微微蜂窩覆蓋區(qū)44。在實(shí)施例中，系統(tǒng)400支 持兩個(gè)到數(shù)百個(gè)的轉(zhuǎn)發(fā)器30，甚至支持?jǐn)?shù)千個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。所采用的轉(zhuǎn) 發(fā)器的具體數(shù)量基本不受系統(tǒng)400的設(shè)計(jì)限制，而是受具體應(yīng)用限 制。
運(yùn)行方法
系統(tǒng)400以與如上所述的系統(tǒng)200類似的方式運(yùn)行，但轉(zhuǎn)發(fā)器 30不是處于單一光纜220中，而是通過使用相應(yīng)的兩個(gè)或兩個(gè)以上 轉(zhuǎn)換器陣列單元410分布在兩根或兩根以上光纜上。來自服務(wù)單元 50的電信號(hào)SD被分配給每一復(fù)用器單元414。其中的下行鏈路復(fù)用器270根據(jù)哪些轉(zhuǎn)發(fā)器將被哪一服務(wù)單元訪問而將電信號(hào)SD傳給一
個(gè)、部分或所有轉(zhuǎn)換器陣列單元410。之后，電信號(hào)SD按如上所述 進(jìn)行處理，下行鏈路光信號(hào)SD，發(fā)送給一個(gè)、部分或所有轉(zhuǎn)發(fā)器30。 由相應(yīng)微微蜂窩小區(qū)40中的客戶設(shè)備產(chǎn)生的上行鏈路光信號(hào)SU，返 回到中心前端站210處的相應(yīng)轉(zhuǎn)換器單元410。光信號(hào)SU'在接收轉(zhuǎn) 換器單元410處轉(zhuǎn)換為電信號(hào)SU然后發(fā)送給相應(yīng)復(fù)用器單元414中 的上行鏈路復(fù)用器320。其中的上行鏈路復(fù)用器320被調(diào)整(如通過 控制器250編程)以將電信號(hào)SU導(dǎo)引到要求接收電信號(hào)SU的服務(wù) 單元50。接收服務(wù)單元50處理信號(hào)SU，如上所述在實(shí)施例中，其 包括下述之一或多個(gè)保存信號(hào)信息；以數(shù)字方式處理或調(diào)節(jié)信號(hào)； 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路224將信號(hào)發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)223上；及將信 號(hào)發(fā)送給微微蜂窩覆蓋區(qū)44中的一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備45。 IV.用于建筑物基礎(chǔ)設(shè)施的集中式系統(tǒng)
圖10為建筑物基礎(chǔ)設(shè)施500的示意剖視圖，其總體上表示本發(fā) 明的基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)在其中有用的任何類型的建筑物， 如辦公建筑、學(xué)校、醫(yī)院、大學(xué)建筑、機(jī)場(chǎng)。倉庫等。建筑物基礎(chǔ)設(shè) 施500包括第一 (地面)層501、第二層502、和第三層503。第一 層501由地板510和天花板512確定，第二層502由地板520和天花 板522確定，及第三層503由地板530和天花板532確定。集中式基 于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)400的例子組合在建筑物基礎(chǔ)設(shè)施500中 以提供覆蓋樓層501、 502和503的微微蜂窩覆蓋區(qū)44。
在實(shí)施例中，系統(tǒng)400包括具有多個(gè)不同段的主纜540，所述段 有助于將大量轉(zhuǎn)發(fā)器30置于建筑物基礎(chǔ)設(shè)施500中。圖U為主纜 540的實(shí)施例的示意圖。主纜540包括攜載來自中心前端站210的所 有上行鏈路和下行鏈路光纜378和380 (圖8)的立段542。主纜540 包括適于將所選下行鏈路和上行鏈路光纜378和380連同電源線168 一起連接到多根光纜220的一個(gè)或多個(gè)多纜(MC)連接器550。在 實(shí)施例中，MC連接器550包括分開的多個(gè)光纜端口 420，光纜220 包括匹配連接器422。在實(shí)施例中，立段542包括共72根下行鏈路
18和72根上行鏈路光纖136D和136U， 12根光纜220中的每一根攜載 6根下行鏈路和6根上行鏈路光纖。
主纜540使多根光纜220能遍布建筑物基礎(chǔ)設(shè)施500分布(如固 定到天花板512、 522和532)以對(duì)第一、第二和第三層501、 502和 503提供擴(kuò)大的微微蜂窩覆蓋區(qū)44。 MC連接器550的類型為用于連 接光電信系統(tǒng)中的輸入和輸出光纜的"接插板"。
在多段成纜540的實(shí)施例中，來自電源160的電源線168從中心 前端站210通過立段542敷設(shè)并在MC連接器550分到光纜220。在 備選實(shí)施例中，在每一MC連接器550單獨(dú)提供電源，由虛線框電源 160和虛線電源線168指示。
在實(shí)施例中，中心前端站210和電源160位于建筑物基礎(chǔ)設(shè)施 500內(nèi)(如在儲(chǔ)藏室或控制室中)，而在另一實(shí)施例中，其位于建筑 物外面的遠(yuǎn)地位置。
本發(fā)明的實(shí)施例包括對(duì)不同樓層調(diào)整或設(shè)計(jì)微微蜂窩覆蓋區(qū)44 以適合特定需要。圖12為建筑物基礎(chǔ)設(shè)施500的第二層502的"自 上向下"示意圖，其示出了從MC連接器5 50分出并在天花板522上 延伸的三根光纜220。與轉(zhuǎn)發(fā)器30 (未在圖12中示出)相關(guān)聯(lián)的微 微蜂窩小區(qū)40形成覆蓋第二層502的擴(kuò)大的微微蜂窩覆蓋區(qū)44，其 微微蜂窩小區(qū)比第一和第三層501和503 (圖10)更少、更大。當(dāng)不 同的樓層具有不同的無線需要時(shí)，這樣的不同微微蜂窩覆蓋區(qū)44是 合乎需要的。例如，如果第三層503用于儲(chǔ)存需要經(jīng)RFID標(biāo)簽290 (圖4)進(jìn)行盤存和跟蹤的物品時(shí)，則其需要相對(duì)密集的微微蜂窩小 區(qū)覆蓋，所述RFID標(biāo)簽在本發(fā)明中可視為簡(jiǎn)單的客戶設(shè)備44。同樣， 第二層502可能是辦公區(qū)，其需要更大但更少的微微蜂窩小區(qū)以提供 移動(dòng)電話服務(wù)和WLAN覆蓋。
V.優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用
支持多種服務(wù)
本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)服務(wù)單元50提供的RF服務(wù)的類型透明。在實(shí) 施例中，所述系統(tǒng)提供支持的頻帶或多個(gè)頻帶?？稍谒鲱l帶內(nèi)及設(shè)計(jì)功率和動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)運(yùn)行的任何服務(wù)均可被提供。多種服務(wù)可由同一 頻帶或不同頻帶支持。本發(fā)明系統(tǒng)的實(shí)施例支持IMS和UNII頻帶， 但也可采用這些頻帶的子集或另外的頻帶。在實(shí)施例中，支持得到許 可的頻帶以實(shí)施移動(dòng)信號(hào)分布。
在實(shí)施例中，在第一服務(wù)被建立和運(yùn)行之后向系統(tǒng)增加一個(gè)或多 個(gè)服務(wù)(如通過添加新的服務(wù)單元50)。
分布式天線系統(tǒng)(DAS)
本發(fā)明系統(tǒng)可用作在部分或所有微微蜂窩小區(qū)中傳輸相同信號(hào)
的分布式天線系統(tǒng)(DAS)。這可通過在下行鏈路和上行鏈路復(fù)用器 處進(jìn)行RF信號(hào)拆分(及放大)以使相同信息能傳到不同轉(zhuǎn)發(fā)器而實(shí) 現(xiàn)。在實(shí)施例中，該特征僅應(yīng)用于部分服務(wù)。例如，來自一個(gè)服務(wù)單 元(或服務(wù)提供商)的WLAN高速數(shù)據(jù)傳輸被提供給每一微微蜂窩 小區(qū)，數(shù)據(jù)流分開以確保高吞吐率，同時(shí)通過重復(fù)移動(dòng)服務(wù)單元(或 服務(wù)提供商)提供的移動(dòng)信號(hào)而實(shí)施移動(dòng)DAS系統(tǒng)。在實(shí)施例中， 移動(dòng)DAS以不同的頻帶實(shí)施并獨(dú)立于WLAN服務(wù)信號(hào)分布運(yùn)行。
在另一實(shí)施例中，WLAN服務(wù)初始分配給幾個(gè)微微蜂窩小區(qū)如 DAS，當(dāng)數(shù)據(jù)吞吐率要求增加時(shí)(例如由于越來越多的用戶造成網(wǎng)絡(luò) 使用的增加)，經(jīng)編程控制器250或增加硬件而重新配置中心前端站 210以服務(wù)于各個(gè)微微蜂窩小區(qū)。不需要對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器或光纖成纜硬件進(jìn) 行修改。所有頻率分配和功率設(shè)置均在中心前端站進(jìn)行配置。同樣， 對(duì)服務(wù)的更新(如802.11標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步開發(fā))通過系統(tǒng)進(jìn)行，無須 修改分布式硬件，所有要求的變化均在中心前端站進(jìn)行?？稍谌魏螘r(shí) 間向系統(tǒng)添加不同的無線服務(wù)提供商或?qū)⑵淙コ?br> 微微蜂窩小區(qū)大小
在本發(fā)明中，微微蜂窩小區(qū)大小主要受限于轉(zhuǎn)發(fā)器30的傳播特 性。采用的具體微微蜂窩小區(qū)大小由具體的應(yīng)用確定。在實(shí)施例中， 微微蜂窩小區(qū)中的每一個(gè)的大小適于覆蓋所選類型的區(qū)域，如小會(huì)議 室、或辦公區(qū)中的一群小房間。例如，這樣的微微蜂窩小區(qū)覆蓋確保 WLAN應(yīng)用的高吞吐率。應(yīng)注意，預(yù)期微微蜂窩小區(qū)大小可用于確
20定光纜中的轉(zhuǎn)發(fā)器之間的間隔。直徑小于6米的微微蜂窩小區(qū)在某些 情況下可檢驗(yàn)在僅有有限數(shù)量的頻帶可用時(shí)由共通道干擾引起的問 題。
在實(shí)施例中，系統(tǒng)不是訪問每一轉(zhuǎn)發(fā)器30而是訪問所選轉(zhuǎn)發(fā)器
30 (如每隔一轉(zhuǎn)發(fā)器)并提升電信號(hào)SD的功率以產(chǎn)生更大的微微蜂 窩小區(qū)40從而獲得實(shí)質(zhì)上同樣大小的微微蜂窩覆蓋區(qū)44。
很顯然，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可進(jìn)行多種修改和變化。因此，如果對(duì)本發(fā)明的修改和變化在所附權(quán) 利要求及其等效方案的范圍內(nèi)，則本發(fā)明覆蓋這些修改和變化。
權(quán)利要求
1、用于與一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備無線通信的集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)，包括布置在中心位置的多個(gè)服務(wù)單元；在中心位置處的多個(gè)電光E/O轉(zhuǎn)換器和光電O/E轉(zhuǎn)換器，這些轉(zhuǎn)換器經(jīng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)下行鏈路復(fù)用器和一個(gè)或多個(gè)上行鏈路復(fù)用器電連接到所述服務(wù)單元；多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每一轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)相應(yīng)的光纖射頻通信鏈路光連接到所述中心位置處的一個(gè)E/O轉(zhuǎn)換器和一個(gè)O/E轉(zhuǎn)換器；及其中每一轉(zhuǎn)發(fā)器形成微微蜂窩小區(qū)，該微微蜂窩小區(qū)經(jīng)對(duì)應(yīng)的光纖射頻通信鏈路將一個(gè)、部分或所有服務(wù)單元置于與給定微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備射頻通信。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中每一光纖射頻通信鏈路包括下 行鏈路光纖和上行鏈路光纖，且其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器沿一根或多根光纜間 隔開排列，每一光纜由下行鏈路和上行鏈路光纖組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每一轉(zhuǎn)發(fā)器由通過每一光纜的 電源線供電。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述服務(wù)單元適于處理電射頻 信號(hào)，其中所述處理包括選自下組的一個(gè)或多個(gè)處理(a)將從電 射頻信號(hào)提取的信息發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)及接收所述信息；(b)在所述一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)之間傳送電射頻信號(hào)；及(C)在一個(gè)或多個(gè)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的客戶設(shè)備之間導(dǎo)控電射頻信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中至少一服務(wù)單元是或包括無線 局域網(wǎng)WLAN服務(wù)單元、移動(dòng)電話服務(wù)單元、或射頻識(shí)別RFID服 務(wù)單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中每一下行鏈路復(fù)用器和每一上 行鏈路復(fù)用器包括適于在所述服務(wù)單元和所述轉(zhuǎn)發(fā)器之間協(xié)調(diào)通信 的信號(hào)導(dǎo)控元件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器組合在建筑物基礎(chǔ) 設(shè)施中使得所述微微蜂窩小區(qū)相對(duì)于建筑物基礎(chǔ)設(shè)施形成微微蜂窩 覆蓋區(qū)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括多根光纜，每一光纜包括多個(gè)光纖射頻通信鏈路及相應(yīng)數(shù)量的轉(zhuǎn) 發(fā)器；及包括所有所述光纖射頻通信鏈路及一個(gè)或多個(gè)多纜連接器的主 纜，每一多纜連接器適于光連接一根或多根光纜以有助于相對(duì)于建筑 物基礎(chǔ)設(shè)施分布轉(zhuǎn)發(fā)器。
9、 用于與一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備無線通信的集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元的集中式前端站；一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每一轉(zhuǎn)發(fā)器適于將光射頻服務(wù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為由 相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的微微蜂窩小區(qū)傳輸?shù)碾姶派漕l服務(wù)信號(hào)，反之亦然；一個(gè)或多個(gè)光纖射頻通信鏈路，其將一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器光連接到 一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元中的每一個(gè)；其中所述一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元在一個(gè)或多個(gè)光纖射頻通信鏈路 上將服務(wù)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，使得一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器在相 應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖射頻通信鏈路上傳輸和接收電磁服務(wù)信號(hào)并將 給定微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備發(fā)射的服務(wù)信號(hào)轉(zhuǎn)回給 一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中每一光纖射頻通信鏈路包括下 行鏈路光纖和上行鏈路光纖，且每一光纖的一端連接到電光E/0轉(zhuǎn)換 器、另一端連接到光電0/E轉(zhuǎn)換器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器沿包括所述 一個(gè)或多個(gè)光纖射頻通信鏈路的光纜排列。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的系統(tǒng)，其中光纜布置在建筑物基礎(chǔ)設(shè)施 內(nèi)以在所述建筑物基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)提供微微蜂窩覆蓋區(qū)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述服務(wù)單元選自下組無線 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單元、移動(dòng)電話服務(wù)單元、及射頻識(shí)別RFID服務(wù)單元。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，包括用于在服務(wù)單元和轉(zhuǎn)發(fā)器之間提供選擇性通信的多路復(fù)用裝置。
15、 與一個(gè)或多個(gè)客戶設(shè)備通信的、基于光纖的無線微微蜂窩方 法，該方法包括在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖射頻通信鏈路上將來自中心前端站中 的至少一服務(wù)單元的服務(wù)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，從而在一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)微微蜂窩小區(qū)上傳輸服務(wù)信號(hào)；在一個(gè)或多個(gè)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)經(jīng)這些微微蜂窩小區(qū)的轉(zhuǎn)發(fā)器檢測(cè)由任何客戶設(shè)備發(fā)射的電磁服務(wù)信號(hào)；及在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖射頻通信鏈路上將所接收的服務(wù)信號(hào) 傳給中心前端站處的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，包括沿包括每一轉(zhuǎn)發(fā)器的光纖射 頻通信鏈路的光纜間隔開排列部分或所有轉(zhuǎn)發(fā)器。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括采用多根光纜創(chuàng)建向一個(gè)、 一些或所有微微蜂窩小區(qū)提供一個(gè)以上無線服務(wù)的微微蜂窩覆蓋區(qū)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，包括在建筑物基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)分布多 根光纜以相對(duì)于建筑物基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)建微微蜂窩覆蓋區(qū)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括用每一光纜內(nèi)的電源線對(duì)每 一轉(zhuǎn)發(fā)器供電。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中發(fā)送服務(wù)信號(hào)包括通過一個(gè) 或多個(gè)服務(wù)單元使服務(wù)信號(hào)從外面的網(wǎng)絡(luò)傳到多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個(gè) 或多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了集中式基于光纖的無線微微蜂窩系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在中心前端站處的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元。所述一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元經(jīng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路光連接到一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個(gè)適于在相關(guān)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)提供來自不同服務(wù)單元的電磁RF服務(wù)信號(hào)，及從微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的任何客戶設(shè)備接收電磁RF服務(wù)信號(hào)。來自特定客戶設(shè)備的服務(wù)信號(hào)在光纖RF通信鏈路上發(fā)送回到一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元。轉(zhuǎn)發(fā)器沿一根或多根光纜的長(zhǎng)度排列，所述光纜可遍布建筑物基礎(chǔ)設(shè)施分布。這產(chǎn)生相對(duì)于建筑物基礎(chǔ)設(shè)施提供多種不同無線服務(wù)的微微蜂窩覆蓋區(qū)。服務(wù)單元可產(chǎn)生電服務(wù)信號(hào)、將所述信號(hào)在一個(gè)或多個(gè)外面的網(wǎng)絡(luò)之間傳遞、和/或在微微蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)的客戶設(shè)備之間協(xié)調(diào)信號(hào)傳送。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101467368SQ200780022114
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者M·N·伊斯頓, M·索爾 申請(qǐng)人:康寧光纜系統(tǒng)有限公司