橫向轉發器和用于轉發器的自適應消除方法技術

一種轉發器系統，具有至少一個用于與基站通信的施主天線元件和至少一個用于與遠程站通信的鏈路天線元件。在施主天線與零點天線之間耦合射頻上行鏈路路徑和射頻下行鏈路路徑。射頻上行鏈路路徑和射頻下行鏈路路徑的每一個中的自適應消除電路產生一個消除信號，該信號被增加到射頻上行鏈路路徑和射頻下行鏈路路徑中的射頻信號時，基本上消除在所述射頻信號中出現的任何反饋信號。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
轉發器系統通常用在要被覆蓋的區域和／或容量要求不能證明安裝帶被管理的頻道分配的全蜂窩／PCS基站是正確的地方。從而如附圖說明圖1所示，塔式安裝的轉發器系統通常被用來擴展蜂窩站點范圍，以在被RF阻擋的區域例如被山或樹提供零點填充(null fill)，和／或通過把信號功率引向要求的結構如建筑物30而提供增強的“室內”覆蓋范圍。通常的轉發器系統包括圖2和3所示的3個基本部件被指向／朝向無線基站(BS)的鏈路天線22；放大電子器件“箱”24和被指向感興趣的區域的廣播天線26。通常，鏈接天線22是很窄束的高定向的(高增益)，因為它僅需要“看到”基站。廣播天線26被束寬進一步限定而必須覆蓋目標區域。電子器件箱24可包含雙工器、濾波器、分束器和RF放大器的集合。系統所基于的兩個主要的性能因子是增益和輸出功率。輸出功率主要被兩個無源天線(鏈路和廣播)增益的和以及放大器的最大(線性)輸出功率確定。系統增益由無源天線增益的和加上放大級的增益來確定。這受到兩個(廣播和鏈路)天線之間的隔離(或互耦)的限制。這種隔離依賴于天線類型、方向性(F／B)比率和束寬。例如，假設兩個相對的天線，各個帶有20dB的定向性。而且假設大約25dB的F／B比率。天線之間的隔離因此大約是50dB，它是兩個F／B比率之和(25dB+25dB)。為保持放大器不振蕩，推薦使用大約20dB的安全系數，其轉變為大約30dB(50-20)的有源(放大器)增益。但是，總的系統增益是無源增益(定向性)的和加上有源增益，在這個示例中是20+20+30=70dB。通常，設計得好的天線應具有好于20dB的方向性(F／B)比率。對于很高增益的天線，F／B可高達40dB。但是，當F／B提高時，通常定向性提高。這意味著天線的束寬變窄。對于轉發器應用，已證明這可能是不利的，因為覆蓋面積(扇區寬度)降低。天線的定向和分開距離也是一個因素。在近場中，傳播路徑損失正比于1／R，R是兩個天線之間的半徑或距離(注意對于遠場是1／R2)。因此，對于兩個背對背的被分開10英尺的PCS天線，傳播損失大約是24dB。因此，這把兩個天線之間的隔離提高了24dB。但是，準確對這些天線定向就更難了，從而它們實際上是同軸的，最大化了它們的F／B比率隔離。對于大多數操作者(用戶)而言這是一個嚴重的問題。對準兩個天線使得它們被準確地相對(一個天線被指向與另一個背離180度的方向上)會是非常難而且費時的。現有的室內轉發器系統通常使用或在房頂上或在建筑物的一側的分開的鏈路天線32(圖4)。RF功率被共軸電纜34路由到轉發器的電子部分，通常在二者之間帶有放大級(未示出)。室內RF分配系統是一個或多個天線36，或者是一些其它的RF發射／接收機構，如Radiax(漏泄波)電纜，或RF帶狀線電纜38。安裝這些室內輻射系統(天線或漏泄波電纜)的工作通常是高強度和高成本的。另外由于在建筑物內部的傳播特性估測或模型化起來復雜，通常使用多個輻射器來確保充分地復蓋建筑物的所有部分。大部分在戶外使用的現有的轉發器系統使用物理上分開的天線(即，物理上與放大器／電子模塊／箱分開)，一個指向無線基站，另一個指向感興趣的(廣播)區。這要求三個不同單元的安裝／裝配，并且要求費力的兩個天線的定向以使RF隔離最大化，以實現最大系統增益。類似于戶外轉發器系統，室內轉發器要求兩個天線之間的準確(費力)的定向以確保最大的RF隔離，并防止信號反饋從而在電路中形成“振鈴”。本專利技術進一步指向的就是一種用于改善轉發器系統中的信號施主(donor)與零點天線(null antenna)之間的隔離的方法與裝置。在現有的無線技術中，諸如Cellular、PCS(個人通信業務)、MMD(多用戶多路徑分配系統)、WLL(無線局域環)等中，轉發器被用于把蜂窩站點(基站)覆蓋的范圍延伸到具有低信號接收功率的區域，從而降低信噪比。一個主要的技術激勵(drivers)是系統增益。即，增益越高，系統的范圍(距離)和覆蓋面積越大。對于轉發器的一個限制特性是反饋環，或者反過來說是兩個相對的天線(或傳感器)之間的隔離。即，對于系統的總的方向性(F／B)比率或隔離必須高于要求的增益。通常，轉發器使用至少一個與基站通信的“鏈路”或“施主”天線和至少一個與遠程站或用戶通信的廣播、覆蓋或“零值”天線。一般講，鏈路與零值天線之間的隔離等于總的增益加上一些裕量，通常裕量在10到15dB。因此，系統增益一般小于隔離減去裕量。例如，如果天線之間的隔離大約是60dB，那允許的最大系統增益將是大約45dB。對于PCS頻率，這些數字產生小于100英尺的轉發器范圍。在PCS中常見的散射環境中，每6dB的附加系統增益將使覆蓋距離加倍。從而，在兩個天線之間獲得的附加的24dB的隔離允許該范圍增加4倍，到1600英尺。對于傳統的轉發器系統，其中兩個天線和轉發器電子器件處于3個分開的環境(enclosure)中，位置、鏈路(施主)天線(到基站)和廣播(零值)天線(到要求的覆蓋范圍)(通常)被分開大于10英尺的間距。這個距離向天線之間的隔離增加50dB以上，產生比100dB大得多的總的隔離值。因此，使用15dB的裕量，這種類型的系統可利用直到85dB或更多的總增益，這導致相當大的范圍和覆蓋面積。對于橫向(side-to-side)轉發器技術(如上面參考的已有申請中描述的那樣)，其中相對的天線處于相同的環境(enclosure)中并被分隔開小于幾英寸的距離，F／B比率(或隔離)通常被限制于低于80dB左右的值。因此這允許不超出65dB的總的系統增益，其把系統范圍限制于幾百英尺或更小。一種模塊化轉發器，包括一個具有一對基本上成180度角度相互面對的表面的外殼、安裝于每一個所述表面的用于在相對于安裝于另一個所述表面的天線元件的方向相反的方向上輻射能量的至少一個天線元件，和一個安裝于所述外殼內部的、可操作地耦合所述模塊的所述相對表面的每一個上的至少一個天線元件之間的信號的電路。本專利技術還提供一種用于改善轉發器系統中的施主與零點天線之間的隔離的方法與裝置。本專利技術的這一方面的描述的實施例提供一種自適應消除方法，其移除反饋信號功率的相當一部分(在10dB和40dB之間)，從而把總的系統隔離增加相同的數量(10dB到40dB)。這個附加的隔離可被用于得到更大的系統增益，從而明顯延伸系統的范圍。這在上面提到的并且在上面參考的申請中描述的橫向轉發器技術中特別有用。消除方案使用數字地處理的信息以產生一個信號，當信號被增加到初始輸入信號中時，消除反饋信號。附圖中圖1是根據已有技術的塔式安裝轉發器系統；圖2是圖1的塔式安裝轉發器的簡化圖；圖3是圖1的塔式安裝轉發器的圖解顯示；圖4是已有技術形式的室內轉發器系統的圖解顯示；圖5是根據本專利技術的一個實施例的轉發器模塊的簡單圖示；圖6是根據本專利技術的另一個實施例的另一種形式的轉發器模塊的簡單圖示；圖7是根據一種形式的本專利技術的模塊化轉發器的一種形式的簡圖；圖8是根據第二種形式的本專利技術的模塊化轉發器的簡圖；圖9，10和11分別是根據本專利技術的一個實施例的轉發器模塊的頂視圖、正視圖和前透視圖；圖12和13是根據其它形式的本專利技術的模塊化轉發器的簡圖；圖14是根據本專利技術的室內轉發器系統的圖解顯示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種模塊化轉發器，包括： 一個具有一對基本上成１８０度角度相互面對的表面的外殼； 安裝于每一個所述表面的用于在相對于安裝于另一個所述表面的天線元件的方向相反的方向上輻射能量的至少一個天線元件；和； 一個安裝于所述外殼內部的、可操作地耦合所述模塊的所述相互面對的表面的每一個上的至少一個天線元件之間的信號的電路。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：MD賈德，GA馬卡，
申請(專利權)人：安德魯公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]