专利名称：建筑内系统的动态容量分配的制作方法
技术领域：
所描述的方法和设备一般涉及通信网络，特别涉及在封闭空间中工作的蜂窝通信网络，此封闭空间对来源于该空间外部的蜂窝信号是隔离的。
背景技术：
在蜂窝通信系统中，有这样的区域，例如，在金属框架的结构中或在地下的区域，通信的覆盖难以达到不完全。对这类区域覆盖的改进方法在本领域中是众所周知的。
授予Charas等的美国专利5,404,570(通过引用将其内容合并于此)描述了一种转发系统，用于能够接收信号的基站收发站(BTS)和封闭环境(诸如与BTS信号隔离的隧道)之间。该系统将来自BTS的高射频(RF)信号下变频到中频(IF)信号。接着，中频信号由封闭环境中的电缆和天线发射到该封闭环境中的接收器。接收器将IF(中频)信号上变频到原始的RF(射频)信号。在此专利中描述的系统包括在隧道中移动的交通工具，这样在交通工具中的乘客们(他们也与BTS隔离)能够接收到信号。
授予Kallandar等的美国专利5,603,080(通过引用将其内容合并于此)描述了多种用于在多个BTS和与BTS隔离的封闭环境之间的转发系统。每个系统将来自BTS的RF信号下变频到IF信号，然后IF信号由封闭环境中的电缆发送到其中的至少一个接收器。每个接收器将IF信号上变频到原始的RF信号。在此专利中描述的系统包括在隧道的重叠区域间移动的交通工具，每个区域由BTS中的一个通过其转发系统覆盖。这样，在交通工具中的乘客们(他们与BTS中的至少一个隔离)在隧道中能够接收到来自至少一个BTS的信号。
授予Dean等的美国专利5,513,176(通过引用将其内容合并于此)描述了在接收困难的区域中的分布式天线阵列。通过产生阵列中的信号差异提高天线阵列的性能。阵列中的每个天线具有分配到其所接收信号的不同时间延迟，从而产生接收信号差异。该有差别的延迟信号最好下变频到中频，然后通过电缆发送出该区域。
授予Light等的美国专利5,930,293(通过引用将其内容合并于此)描述了包含有在空间上分开的第一和第二天线的无线转发器。两个天线接收来发射器的信号，由第二天线接收的信号具有添加到原始信号上的时间延迟。将这两个信号相加以形成一个集成信号，并将其从第三天线发送。集成信号的接收器能够重构由第一和第二天线接收的信号。
在本领域中，蜂窝系统部件的动态分配的方法也是众所周知的。例如，授予Lea的美国专利5,586,170(通过引用将其内容合并于此)描述了包括许多共同限定服务区域的基站的系统。基站包括与用于蜂窝网络中区段的相应发射器相连的定向天线。移动装置在服务区域中移动，并能够与基站通信。转换器与基站通信，并将信道动态分配给用于相应区段的基站。转换器控制不同信元的至少第一和第二基站，以用于与相同信道中相应区段的移动装置通信。至少两个基站将用于与移动装置通信的相应信号强度提供给转换器。
授予Ueda的美国专利5,606,727(通过引用将其内容合并于此)描述了包括许多基站的蜂窝通信系统，为基站间可接收的串扰(interference)分配信道时隙和频率。各个基站将其区域划分给由相应天线服务的区段。较佳地使用全方向性天线测量上游的全方向干扰电平。通过这些电平确定分配给移动站的候选信道。这些基站指示分配给其区域中移动装置的候选信道编号。每个移动装置测量编号信道中的下游干扰电平并将它们同时报告以发送或接收一个呼叫。在接到电平报告的基础上分配信道。
授予Barlett等的美国专利5,557,603(通过引用将其内容合并于此)描述了用于接收多个通话的通信设备。该装置包括多个可调谐到多个接收频率的接收器、第一和第二天线、切换多个接收器到所选第一和第二天线之一的转换设备，以及连接到多个接收器以调节接收器接收通话的控制设备。该设备识别通过第一天线接收的低质量的接收通话并通过第二天线切换备用接收器接收通话。
授予Natarajan的德国专利19,618,947(通过引用将其内容合并于此)描述了用于蜂窝通信的动态信道分配系统。该系统使基站处理用户单元对信道分配的请求，或用户单元对最适宜基站的选择。
发明概要在所揭示的方法和设备中，一组固定蜂窝收发器(这是也称作从属单元)分布在不能易于由至少一个基站收发从系统(BTS)服务的区域中。该BTS将前向信号发送给至少一个主收发器(这是也称作主单元)，主收发器通过至少一个前向交变频率(诸如中频(IF))，转而将信号发送给相应的系列从属单元。选择该特定的交变频率以与发送信号的环境兼容。每个主单元用作第一转发器，其从属单元用作第二转发器。从属单元通过射频(RF)信号与移动收发器(诸如区域中的移动电话)通信。典型地，区域是建筑物的内部，或是由于距离原因或BTS和该区域间建筑关系的发射盲区而难以接收BTS信号的露天区域。
由从属单元组从移动收发器接收的RF信号(这是称作反向信号)被转换到相应的反向交变频率(AF)信号，该信号最好与对每个从属单元组的信号不同。在所述方法和装置的较佳实施例中，交变频率低于从移动收发器接收的信号频率。不过，本领域的普通技术人员将理解交变频率可高于原始接收的信号。接着，每一组的反向AF信号通过至少一根电缆从区域发送到其相应的主单元。各个主单元上变频其反向AF信号以恢复原始RF信号。该RF信号由电缆发送和/或通过空中分离地发送到BTS，BTS解调、恢复并分析在反向RF信号中包含的信息。
各个主单元连接到管理单元。最佳地，系统操作员使用管理单元执行主单元和从属单元的初始设定，并监控系统的整个操作过程。
在所揭示的方法和设备的较佳实施例中，各个主单元包括主CPU，各个从属单元包括中央处理单元(从CPU)。各个从CPU能够动态控制工作参数，诸如其相应从属单元的前向和反向增益、信道分配和带宽。各个从CPU也能够停止其各个从属单元一段有限的时间。各个从属单元的从CPU最好通过其相应的主CPU单元，从管理单元接收启动配置和操作设置。在系统操作中，根据从主CPU接收到的配置和操作设置，各个从属单元的从CPU以基本自动的方式动态操作。基本在系统操作的任意时刻，各个主单元能够通过在前向方式中由主CPU改变相应从CPU的设定，干预其从属单元的运作。此外，各个主单元通过其主CPU能够监控其自身的前向和反向RF和AF增益、信道分配和与其通信的各个BTS的输入电平。
通过基本独立地动态控制各个从属单元的操作，并为从属单元提供能够由其主单元动态更改其设定的能力，与不采用这类动态控制的现有本领域已知的主/从系统相比，能够显著地提供整个系统的信噪比，并减小在强干扰信号中的系统恶化。
在所揭示的方法和设备的一些较佳实施例中，系统操作员能够在操作中改变系统设置，如果必需另选启动设置。例如，操作员能够改变特定从属单元的设置以提高或降低那些单元提供的覆盖。
在所述包括多于一个BTS的方法和设备的一些较佳实施例中，系统能够动态控制有多少BTS与各个主单元通信。该系统还能够控制各个BTS的相应信道参数。控制最佳地响应从属单元和从CPU接收到的信号来执行，使主单元之一和/或管理单元的操作员能够有效地控制分配给包含从属单元的所属区域的BTS的数目及各个BTS的参数。
因为单独的从属单元单独地配置，与现有技术中的主/从系统相比，所揭示的方法和设备的较佳实施例能够使在封闭区域中的操作明显地便利。例如，在封闭区域中，覆盖可对区域的至少一个特定部分增加和/或减小。覆盖变化可由从属单元基本独立地执行，或由从属单元至少结合一个主单元，或由至少一个主单元基本独立地完成。
因此，根据所述的方法和设备，提供的用于无线通讯的设备包括在封闭区域中互相分离的多个从属收发器，各个从属收发器适于接收区域中由移动收发器产生的反向射频(RF)信号，并根据至少一个可调节的操作参数处理RF信号，从而产生反向从信号，各个从属收发器包括相应的从中央处理单元(从CPU)，从中央处理单元适于响应其反向RF信号的至少一个工作特性，控制至少一个其相应的从属收发器的可调节操作参数；和主收发器，将其连接以接收并处理来自多个从接收发器的反向从信号，从而产生相应的反向主信号，并发送反向主信号到该区域外部的至少一个基站收发从系统(BTS)，后者适于发送设定的信号到多个从属收发器，从而设定可调节的操作参数。
多个从属收发器较佳地包括至少一个分集收发器和至少一个主收发器，使由至少一个分集收发器接收到的RF信号基本不同于由至少一个主收发器接收到的RF信号。
该装置较佳地包括管理单元，适于发送指令到多个从CPU以将各个从属收发器的可调节操作参数中的至少一个设定到初始值。
主收发器较佳地连接，以接收和处理来自至少一个BTS的前向RF信号，从而产生相应的前向主信号并发送前向主信号到多个从属收发器，其中各个从属收发器适于接收前向主信号并产生相应的前向从RF信号，其中各个从CPU适于监控其的前向从信号，并响应该信号及其相应的反向从信号调节其的从属收发器的工作参数中的至少一个，从而将相应工作参数中的至少一个从其初始值改变。
主收发器更佳地包括主CPU，适于监控至少一个从CPU，并响应那些从CPU并启动从管理单元接收到的启动指令，以改变许多与主收发器通信的BTS及各个BTS的至少一个信道参数中的至少一个。
根据所述的方法和设备的较佳实施例，还提供了无线通信的方法，包括设置多个从属收发器，每个包括了中央处理单元(从CPU)，适于控制封闭区域中其相应从属收发器的至少一个可调的工作参数；由多个从属收发器至少之一接收在该区域中移动收发器产生的反向射频(RF)信号；响应反向RF信号的至少一个工作特性，控制至少多个从属收发器中至少一个的相应可调节工作参数中的至少一个；响应RF信号和从属收发器的可调节工作参数的至少一个，产生至少一个从属收发器中的反向从信号；接收并处理主收发器中的反向从信号；发送处理过的信号到区域外的基站收发从系统(BTS)；并将设定的信号从主收发器发送到多个从属收发器，从而设定可调节的工作参数。
响应控制信号调节多个从属收发器中至少一个的工作参数。
多个从属收发器较佳地包括至少一个分集收发器和至少一个主收发器，从而由至少一个分集收发器接收的RF信号与由至少一个主收发器接收的RF信号基本不同。
较佳地，该方法包括从管理单元发送指令到多个从CPU，从而将各个从属收发器的可调节工作参数之一设定为初始值。
更佳地，该方法包括在主收发器中接收并处理从BTS来的前向RF信号；响应经处理的前向RF信号产生前向主信号；发送前向主信号到多个从属收发器；在多个从属收发器中，接收并处理前向主信号并产生相应的前向从RF信号；监控各个从属收发器中的相应前向从RF信号；并响应相应的前向从信号和反向从信号，将各个从属收发器中工作参数中的至少一个从其初始值改变。
更佳地，主收发器包括主CPU，适于响应由管理单元接收的初始指令，监控至少一些从CPU，以改变与主收发器通信的多个BTS的组和各个BTS的信道参数中的至少一个。
根据所揭示的方法和设备的较佳实施例，还提供了无线通信的设备，包括在封闭区域中互相分离的第一多个从属收发器，各个从属收发器适于接收区域中由移动收发器产生的反向射频(RF)信号，并根据至少一个可调节的操作参数处理RF信号，从而产生反向从信号，各个从属收发器包括相应的从中央处理单元(从CPU)，从中央处理单元适于响应其反向RF信号的至少一个工作特性，控制至少一个其相应的从属收发器的可调节操作参数；和第二多个主收发器，将其连接以接收并处理来自第一多个从接收器的反向从信号，从而产生相应的反向主信号，并发送反向主信号到该区域外部的第三多个基站收发从系统(BTS)，后者适于发送设定的信号到第一多个从属收发器，从而设定可调节的操作参数。
较佳地，各个主收发器包括转换器和第三多个增益器件和主CPU，其中各个主收发器的主CPU适于操作转换器和相应主收发器的第三多个增益器件，从而相应的主收发器通过多个第三增益器件与第三多个BTS中的至少一个通信。
更佳地，各个主收发器适于响应多个通过第三多个增益器件通信的BTS，调节至少一些从属收发器的带宽。
从下面更详细的描述和较佳实施例中并参考附图，将更为全面地理解所揭示的方法和设备，其中
附图简述
图1是根据所揭示的方法和设备的较佳实施例，示出区域覆盖系统的结构方框图；图2是根据所揭示的方法和设备的较佳实施例，在图1系统中包含的从属收发器的结构方框图；和图3是根据所揭示的方法和设备的较佳实施例，另选的区域覆盖系统的结构方框图。
较佳实施例的详细描述图1是根据所揭示的方法和设备的一个实施例，示出区域覆盖系统10的结构方框图。建筑14与来自建筑物外的至少一个基本相似的基站收发从系统(BTS)42的电磁辐射基本隔离。在建筑中的移动收发器16，诸如产业标准的移动电话，发射由BTS42接收的射频(RF)信号。根据一个实施例，由移动收发器16发射的RF信号(这里也称作反向RF传输信号)是以工业标准码元速率工作的码分多址(CDMA)信号。本领域的普通技术人员将理解所揭示的方法和设备的原则也可应用于其它的编码和传输方法。
第一从属收发器的分组12(这里也称作主从属收发器)和第二从属收发器的分组11(这是也称作分集从属收发器)设置在建筑物14中。主从属收发器12最好由一个有源分路器/组合器20以星形结构连接。可另选地，从属收发器12以菊花链或混合菊花链结构连接。类似地，分集的从属收发器最好由至少一个有源分路器/组合器18以星形连接。可另选地，从属收发器11以菊花链或混合菊花链结构连接。从属收发器11和12较适宜由电缆21连接到其相应的分路器/组合器20和18。另外，从属收发器11可以菊花链或混合菊花链结构连接。从属收发器11和12较佳地由电缆21连接到其相应的分路器/组合器。
从属收发器11与从属收发器12分离，但这些从属收发器在结构和操作上全都基本相同。下面参考图2给出适宜的从属收发器的工作与结构的描述。这些分离是足够的，使得当移动收发器16进行发射时，由从属收发器11的分组接收的反向RF信号与由从属收发器12的分组接收的反向RF信号区分开来。例如，所接收的信号可幅度不同、相位不同、到达时间不同、或这些参数的组合不同或其它信号参数的不同。这样，主从属收发器12接收来自移动收发器的RF信号作为主反向RF信号，而分集从属收发器11接收来自移动收发器16的RF信号作为分集反向RF信号。
从属收发器11和12处理从移动收发器16接收的RF信号。处理包括将所接收的RF信号与本地振荡信号混合。RF信号最好下变频到交变频率(AF)信号，这在本领域是众所周知的。在所揭示的方法和设备的另选的实施例中，信号上变频到较高频率。由从属收发器11和12执行的处理也包括放大或衰减并滤波频率转换信号。因此，RF信号根据诸如增益、带宽、频率等这些工作参数进行处理。各个工作参数可调。这些工作参数较适宜由从属收发器(见图2)中的中央处理单元(CPU)150控制，下面将更详细地说明。
来自主从属收发器12的AF信号作为主AF信号，通过分路器/组合器20、电缆46和电缆中的偏置T形滤波器15，从建筑14发送到包括主收发器44的主-主(main-master)从属单元24。如图所示，分路器/组合器20在建筑14外部。不过，在所揭示的方法和设备的另选实施例中，分路器/组合器20可在建筑14内。
主-主从属单元24包括AF-多路复用器32，发送主AF信号到主-主从属单元中的变频器34(较佳为上变频器)。在变频器34，主AF信号与由本地振荡器36(最好包含在主-主从属单元24中)产生的本地振荡(LO)信号混合，并由时钟25提供的参考时钟信号供给，以恢复由主从属收发器12接收的主反向RF信号。接着，恢复的主反向RF信号较佳地通过电缆连接48发送到至少一个BTS42。作为另选或附加方案，所恢复的主反向RF信号通过无线连接和/或其它已知方式(诸如光纤光缆)发送到至少一个BTS42。上述将发送的RF信号下变频和上变频的方法在本领域是众所周知，这些方法之一的详细描述由美国专利09/430,616给出，标题为“In-Building Radio Frequency Coverage”，申请于1999年10月29日，该专利已授予本发明的申请人，通过引用将其内容合并于此。可理解，从属收发器11和12与主收发器44相应地用作连接到第二转发器的第一转发器，用于从建筑发送信号到至少一个BTS的目的。
来自分集从属收发器11的AF信号作为分集AF信号，通过分路器/组合器18、电缆49和电缆中的偏置T形滤波器17，从建筑14发送到包括在主收发器44的分-主(diversity-master)从属单元22。分-主从属单元22包括AF多路复用器26，它较适宜通过中央延迟19发送分集AF信号到包含在分-主从属单元中的变频器30(较佳是上变率器)。作为另选或附加方案，参考图2所下所述，信号在从属单元11被延迟。较佳地，对CDMA信号，所加的延迟的量级为由移动收发器16发送的调制RF信号的码元速率的至少二倍。在变频器30，分集AF信号最好与由LO36产生的本地振荡信号混合，以恢复由分集从属收发器11接收的分集反向RF信号。接着，恢复的分集-反向RF信号最好通过电缆连接52发送到至少一个BTS42。可另选地，所恢复的分集-反向RF信号通过无线连接发送到至少一个BTS42。可理解，分集-反向RF信号从主-反向RF信号分离地发送到至少一个BTS，从而通过组合两个反向RF信号合并而不发生的信噪比的降低，并且改善了网络的反向输送能力。
主-主从属单元24也包括下变频器38，它接收来自BTS42的前向RF信号。前向RF信号较佳地从至少一个BTS42通过电缆连接50发送到下变频器38。另选地，前向RF信号从至少一个BTS通过无线连接发送到下变频器38。下变频器38最好使用来自LO36的LO信号产生前向AF信号。前向AF信号发送到分路器40，分路器将前向AF信号分为第一和第二基本相似的前向AF信号。第一前向AF信号通过多路复用器32和分路器/组合器20发送到收发器12，其中BTS前向RF信号通过上变频恢复。
第二前向AF信号通过路径41发送到天线共用器26。路径41较佳为电缆或其它类型的信号载体，比如一个或更多的印刷电路板线。在路径41中，具有延迟单元2 8，较适宜从如延迟产生器那样作用的表面声波滤波器形成。另选地，延迟单元28可包括任意的标准延迟单元，只要能够对由分路器28发送的前向AF信号添加时间延迟。更佳地，由延迟单元28添加延迟的数量级为由移动收发器16发送的调制RF信号的码元周期的至少两倍。延迟的前向AF信号通过多路复用器26和分路器/组合器18发送到分集从属收发器11，其中延迟的前向RF信号通过上变频恢复。较佳地，参考时钟信号也通过多路复用器26和32发送到其相应的从属单元，用作通过本领域已知的方法，在从属单元中产生本地振荡信号的参照。另选地，可用本领域中的其它已知方法在从属单元中产生适宜的本地振荡信号。
主单元44最好包括能够控制变频器34和30(较佳为上变频器)、变频器38(较佳为下变频器)中的放大器，或这些变频器的相应电路或延迟19和28的增益设置的CPU29。如下所述，CPU29也发送指令到与主单元44连接的从属单元11和12。
移动收发器16接收从收发器42发送的恢复的前向RF信号和从收发器11发送的恢复的延迟的前向RF信号。接着使用本领域中的已知方法，采用前向RF信号和延迟的前向RF信号导出从至少一个BTS42发送的最佳前向RF信号。例如，如果RF信号是由一个BTS产生用于跟踪移动收发器的CDMA前导RF信号，移动收发器16能够通过用收发器中搜索器识别到达的强多路信号，解调制并恢复前导信号。另选地，最佳信号可由非CDMA系统恢复，该系统能够允许上述大小的延迟，和/或能够施加适当的延迟。例如，GSM系统需要8秒量级的延迟。
系统10包括连接主收发器44的管理单元13，管理单元13使系统操作员应用系统的初始设置，并监控系统的参数。管理单元13较佳地包括工业标准的个人计算机27，后者使单元将设定信号传送到主单元44的CPU29。另外，如下所述，管理单元13通过主单元将设定信号传播到从属单元11和12。另选地，管理单元13能够通过本领域的其它已知方法将设定信号传播到主单元44和从属单元11和12。如下面更详细的描述，设定信号能够改变各个从属单元的工作参数。工作参数包括从属单元中至少一个放大器的增益，从而控制各个从属单元的前向和/或反向增益。较佳地，工作参数也包括带宽、和/或各个从属单元的信道分配或等价参数。更适宜地，控制信号能够将每个从属单元转换为开或关。
图2是根据所揭示的方法和设备的一个实施例的从属收发器11，12之一(可以是分集从属收发器11或主从属收发器12)的示意方框图。各个从属收发器11、12包括偏置T形滤波器92，该滤波器通过电缆21接收来自主收发器的前向AF信号(AF-FWD)、参考时钟信号、控制信号、和DC或AC电平。如果电平是DC电平，最好设置为大约48V或大约24V，以符合电话标准。如果电平是AC电平，最好将其设置为大约60V以符合有线电视(CATV)标准。偏置T形滤波器92也能够在其它连接到电缆21的从属单元和主收发器44间发送信号。更佳采用滤波器92，使从电缆21接入或去除从属收发器11、12中的一个而不会显著影响其它从属单元的操作。
滤波器92用作端口，直接地或通过可选择的电源96将DC或AC电平分离以分别为从属收发器11、12供电。滤波器92将从主收发器44接收的RF信号、参考时钟信号和设置信号发送到多路复用器100。多路复用器100将RF信号过滤并分离为AF-FWD信号和参考时钟信号，并分离发送到远程控制调制解调器98的设置信号。AF-FWD信号沿着前向路径91发送、而时钟信号沿着路径93发送。
每个从属收发器11、12包括中央处理单元(CPU)150。CPU150用作结合CPU使用的从属收发器的局部控制器。该CPU能够直接或通过调制解调器98或通过其它本领域的已知方式进行动态改变从属收发器11、12的各个可调器件的设置。另外，CPU150能够转换其相应的从属收发器11、12开或关。
路径93包括前置放大器118和带通滤波器122。过滤的时钟信号作为参考信号输入到锁相回路振荡器/放大器124，后者产生其频率基本上与局部振荡器36频率相同的LO信号。放大的LO信号输入到分离器126。信号从分离器输入到混频器104和混频器140。较佳地根据需要设定输入到分离器的LO信号的功率电平以驱动混频器104和140。至少由调制解调器98和/或CPU150控制放大器118和振荡器/放大器124的一些增益，从而可由调制解调器和/或CPU设置路径93的增益。
路径91包括前置的放大器102，它从多路复用器100接收在AF-FWD上中心化的频率。然后，AF-FWD信号在输入和可选的延迟器103之前在放大器102中放大。延迟103可以可变的或固定的延迟。当作为固定延迟使用时，延迟103最好包括表面声波(SAW)延迟设备。SAW延迟设备最好在路径91中延迟信号1-2μs。最好，时间延迟设置成由主收发器接收的CDMA的一个信元速率。当作为可变延迟使用时，由延迟器103提供的时间延迟最好由远程控制调制解调器98和/或CPU150设置。另外地或附加地，AF-FWD信号由主单元44的延迟器28延迟。
来自延迟器103或前置放大器102的信号连接到混频器104的输入端。混频器104使用LO信号上变频接收到的AF-FWD信号，来再生由主收发器44接收的主RF信号。再生RF信号在RF放大器106中被放大并由带通滤波器108滤波。最好由调制解调器98和/或CPU150设置和/或调节滤波器108的带宽。放大器和滤波器一同提供RF信号，该RF信号的电平适于耦合可变增益放大器110和RF功率放大器112的输入。由调制解调器98和/或CPU150设置放大器110的增益。功率放大器112根据主收发器44的功率输出和从属单元的增益设置产生RF功率输出信号。后者转而被调节以补偿主从单元间的电缆损耗，并设置为由主CPU设定的功率电平。
来自放大器112的功率信号通过隔离器114发送，以增加电压驻波比。较佳地，主收发器44的功率输出在预置窗口内设定，而从属单元的增益设定基本确定RF功率输出。由功率探测器113测量放大器112输出的前向功率电平，且测量到的电平发送到CPU150，使CPU具有确定其收发器可变设置的相关信息。功率信号输入到RF天线共用器116，天线共用器用作端口，并引导功率信号到至少一个发射RF功率信号的从属天线23。更佳地，调制解调器98和/或CPU150设置前向路径91中的器件参数，这些参数响应检测器113的读数和到调制解调器和/或CPU的控制输入信号控制路径中信号的增益、带宽和延迟。
天线23也从移动收发器16接收从属RF信号。从属信号通过RF天线共用器116沿反向路径95引导到低噪声前置放大器142。前置放大器最好通过已知的方法由极低噪声器件组成。混频器140使用从分离器126接收的LO信号和前置放大器的输出信号，来下变频从属RF信号到中频信号AF-REV。AF-REV信号由放大器138放大并馈给带通滤波器136。滤波器136和放大器138一同工作，产生避免有害边带的AF-REV信号(诸如在混频器140中产生的信号)。
滤波器136的AF-REV信号输出可选地输出到混频的延迟点137。当使用时，延迟点137较佳地包括SAW装置，它以2μs数量级的固定时间延迟在路径95中的信号。另选或附加地，反向信号在主单元44的延迟器19中被延迟。将来自延迟器137或滤波器136的信号通过放大器134，具有由调制解调器98设置的增益的可变增益放大器130，和功率放大器128引导到多路复用器100。由功率探测器129测量由放大器128输出的反向功率的电平。多路复用器100通过滤波器92引导放大器128的输出到主收发器44。
远程控制调制解调器98能够直接或通过CPU150接收并解码来源于主收发器44的控制和监控信号。更佳地，使用控制和监控信号设定和/或读取从属收发器11、12中的器件参数，诸如放大器110和130的增益和延迟器103的延迟时间(当延迟可变时)，和/或在从属单元中探测的信号电平。较佳地，当设置各个从属收发器11、12时，通过管理单元13预置影响各个从属收发器11、12操作的参数(诸如放大器110和130的参数)。一旦设置完成，各个从属收发器11、12能够基本独立地工作。更佳地，对于路径91和路径95从端口到端口的整个信号增益初始设置为各个路径10-60dB的数量级。
再参考图1，在工作中，由从属收发器11、12接收的来自移动收发器(诸如建筑14中移动收发器16)的信号由探测器129监控，并将结果发送到相应从属收发器的CPU150。通常各个从属收发器11、12所需的电平根据如建筑内的通信量和一天中的时间而差异很大。所揭示的方法和设备的较佳实施例允许特定的从属收发器在如果接收到高的信号电平时，由其相应的CPU150减小其反向增益。
在工作中，各个从属收发器能够动态地改变路径91和路径95中的增益，也能够切断其中一条路径或同时切断两条路径一定时间，较佳为1s数量级。特别在反向路径95的情况中，减小增益和/或切断路径一定时间的能力能使所揭示的方法和设备的较佳实施例保护系统的整个运作。例如，特定的从属收发器可从移动收发器16接收反向RF信号，它即使在增益减小后，由探测器129确定是否仍超过预定的阈值，并正常地阻挡一些其它的从属收发器甚至整个系统10。在此情况中，从属收发器的CPU可通过进一步减小其增益对其干预，如果这样还不足够，则暂时切断其路径95和/或其前向路径91，使得只产生特定从属收发器的暂时局部衰减，而系统10的其余部分以开启状态继续工作。
CPU150也能够使用探测器113监控从主收发器44发送到其从属收发器的前向信号。对于上述情况，CPU150能够改变其从属收发器的前向工作参数。例如，CPU150可减小增益或甚至暂时切断进入收发器和/或从收发器输出的前向传输，或暂时关闭前向路径91和/或反向路径95(图2)，接着在稍后的时间中复位收发状态。最好在主收发器中的主CPU29使用类似的处理，以保护前向或反向链路中的额外功率电平，例如当前向或反向功率电平越过预定的阈值时。在上述例从中CPU150和/或CPU29的操作改善了在出现强干扰信号情况下的整个信噪比并使系统恶化最小。须理解，在从属收发器不能动态监控和控制的系统中，这样的改善是不可能的。
在所揭示的方法和设备的较佳实施例中，在建筑14的特定区域中的从属收发器11、12可根据来自管理单元13和/或主CPU29的指令，由其相应的CPU150调节其工作参数。例如，如果系统10的操作员知道在建筑14的场所202正召开或将召开会议，则操作员可使用单元13通过主CPU29发送参数到从属收发器11、12，从而提高系统10在场所202的覆盖范围。因此，可降低在邻近场所200和204的增益，而至少一些在这些场所和更远场所206的从属收发器11、12可通过其主CPU29的指令，由其相应的CPU150切断，以降低除场所202以外场所的覆盖范围。当会议结束时，从属收发器11、12的增益设置较佳地通过由单元13和/或主CPU29发送的指令返回到收发器在安装的设定值，或通过诸如各个CPU的默认系统将其相应的收发器返回到安装时设定。
另选地，对上述建筑14的至少一个区域的动态改变的基本类似的作用也可由通过对从属收发器11、12的各个CPU150使用预编程的指令，而不是使用来自单元13的特定指令来提供。这样，如果特定从属收发器的CPU确定它及预定若干相邻从属收发器正接收到增加的信号活动，则说明如上述的会议的活动正在进行，而从属收发器可相应地改变自身的增益(最好在主CPU29和/或单元13的整体控制下进行)。而且，在保证这些活动进行的区域，在这些区域中的至少一些从属收发器的CPU可降低相应的增益或暂时切断相应收发器中的至少一条路径。须注意，上述系统10的操作使系统容量能够动态和局部地分配。
当多于一个BTS42与主单元44通信时，各个BTS的数目的信道参数由系统10控制。较佳地，当系统10启动时，由提供指令的管理单元13管理单元44的CPU29。在系统的操作中，CPU29使用来自单元13的指令分析来自包含在从属单元中各个CPU150的通信，并响应在BTS42所需服务水平的通信决策。然后，CPU29通过与BTS42通信实施该决定。另选地，CPU29和/或单元13自动实施决定。例如，如果CPU150表明在建筑14中有许多通信量，CPU29能够增加建筑中BTS的数量。相反，如果在建筑中通信量减少，则CPU29降低与建筑通信的BTS数目。
图3是根据所揭示的方法和设备的较佳实施例的另选的区域覆盖系统250的结构方框图。除与下述不同的内容之外，系统250的操作大体类似于系统10(图1和2)，这样在系统250和10中用相同参考数字表示的器件表示相同的结构和操作。系统250包括多个主单元44A、44B和44C，在此系统中，除它们较佳地以不同的AF与从属单元11、12通信外，基本类似于主单元44的操作和结构，其不同在于它们最好与不同AF处的从属单元11、12的通讯。各个主单元44A、44B和44C较佳地通过本领域已知的方法，与包含在从属单元11、12中的分别的从属单元通信。较佳地，这些组在数目上是相同的。基本上如对上述的主单元44的描述，由管理单元13控制各个主单元44A、44B和44C。
各个主单元44A、44B和44C能够与至少用作与主单元通信的信号载体的多个BTS42中的至少一个通信。主单元44A通过转换器252A和多个基本相同的增益控制器件254A与BTS通信，其中增益控制器件的数目与BTS的数目相同。主单元44A控制转换器252A和增益器件254A的操作。应用转换器252A，使主单元44A能够通过转换器和适当的增益单元254A不与BTS42通信、与BTS42中的任一个通信、或与BTS42的任意组合通信，最好使产生的电平相等。
主单元44B和44C通过相应的转换器252B和252C及相应多个增益器件254B和254C与BTS通信，基本如上所述主单元44A与BTS的通信。转换器252B和252C在功能上基本类似于转换器252A。各个增益器件254B和254C在功能上基本类似于增益器件254A。
在系统250，多个主单元44A、44B和44C的存在及其相应的转换器及增益器件，给予系统以极大的灵活性来动态适应在建筑14中使用的总体和/或局部的变化。例如，在建筑中的低使用期间，诸如在周末或夜晚，各个主单元可设置其相应的转换器和增益器件来只与一个BTS42通信。当使用增加时，主单元中的一个可通过改变其相应转换器和增益器件的设置，增加与该单元连接的BTS的数目。在设置中的改变可应用于多个一个主单元，直到所有的主单元与所有的BTS通信。
如果在系统250中，在建筑14的特定区域中的使用有所改变，例如在场所204的使用提高，在那个场所与从属单元11、12通信的主单元较佳地增加与其通信的BTS数目。可选地，其它主单元可减少与其通信的BTS数目。更佳地，按照主CPU和/或单元13的指令，根据BTS的数目和/或与其通信的载体的数目，调节相应从属单元11、12的带宽。
须理解，所揭示的方法和设备的范围不包括与电磁辐射隔离的建筑的区域。那样的区域包括由于远离基站收发站而超出基站收发站范围的区域，或由于如区域的地形或由于在该区域和基站间建筑的情况而处于发射盲区中的区域。此外，不同于上述的射频可用于在主单元和从属单元间发送信号。这种中间射频包括光频率，其中信号通过光传输媒体(诸如光纤)传送，还包括现有技术中能够以电磁辐射形式在主从单元间发送信息的其他频率和媒体。还需要理解，并非所有的特定BTS容量必需用于与上述区域通信。
这样，上述较佳实施例通过举例示出，而本发明不限于上述所示及所描述的范围。相反，本发明的范围包括上述各种特征的结合和子结合，以及本领域的普通技术人员在读取上述内容后能够做出的不属于现有技术的变化和修改。
权利要求
1.一种用于无线通信的设备，其特征在于，包括a)在封闭区域中的多个互相分离的从属收发器，各个从属收发器包括相关的从属中央处理单元(从属CPU)，各个从属CPU适于响应接收的反向射频(RF)信号的工作特性，控制其相关的从属收发器的至少一个可调节的操作参数，且各个从属收发器适于i)接收反向RF信号；ii)根据至少一个可调节的操作参数，处理接收到的RF信号；和iii)产生反向从属信号；及b)与多个从属收发器连接的主收发器，该主收发器适于i)将设置信号发送到多个从属收发器，从而在那里设置可调节的操作参数；ii)从多个从属收发器接收并处理反向从属信号，从而产生相应的反向主信号；和iii)将反向主信号发送到此区域外的至少一个基站收发器从系统(BTS)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，多个从属收发器包括至少一个分集收发器和至少一个主收发器，其中由分集收发器接收的RF信号与由主收发器接收的RF信号基本不同。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括适于将指令发送到多个从属CPU以将至少一个从属收发器的至少一个可调节的工作参数设置为初始值的管理单元。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，主收发器连接到BTS并适于a)从BTS接收并处理前向RF信号；b)产生相应的前向主信号；和c)将前向主信号发送到多个从属收发器；且其中各个从属收发器适于a)接收前向主信号；并b)产生相应的前向从属RF信号；且其中各个从属CPU适于a)监控产生的前向从属信号；b)响应产生的前向从属信号，从初始值调节至少一个工作参数。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，从属CPU还适于响应产生的反向从属信号从初始值调节至少一个工作参数。
6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，主收发器包括适于监控至少一些从属CPU的主CPU，并响应从属CPU和从管理单元接收到的初始指令，改变与主收发器通信的多个BTS的组和各个BTS的至少一个信号参数中的至少一个。
7.一种用于无线通信的方法，其特征在于，包括a)在封闭区域中设置多个从属收发器，至少一个从属收发器包括从属中央处理单元(从属CPU)，至少一个作为控制从属CPU的从属CPU，适于控制包括控制从属CPU的从属收发器的可调节工作参数；b)在多个从属收发器的一个中接收反向射频(RF)信号；和c)在接收从属收发器中响应反向RF信号的工作特性，控制接收从属收发器的可调节工作参数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，可调节工作参数是从属收发器中放大器的增益。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括a)响应反向RF信号，在接收从属收发器中产生交变频率(AF)反向从属信号；b)在主收发器中接收AF反向从属信号；c)在接收反向从属信号的接收主收发器中，将接收到的AF反向从属信号频率转换为RF反向主信号；d)将反向主信号发送到该区域外部的基站收发从系统(BTS)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括a)从接收主收发器将设置信号发送到接收从属收发器；并b)响应发送的设置信号，调节接收从属收发器的至少一个工作参数。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，多个从属收发器包括至少一个分集收发器和至少一个主收发器，放置从属收发器和分集收发器，使由分集收发器接收到的RF信号与由主收发器接收到的RF信号基本不同。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括a)从管理单元接收从属CPU中的指令；b)在接收从属CPU中，响应接收到的指令，将包括接收从属CPU的从属收发器的至少一个可调节的工作参数设置成初始值。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，包括a)从BTS接收前向主RF信号；b)响应接收到的前向主RF信号，产生前向主AF信号；c)将前向主信号发送到多个从属收发器，d)在多个从属收发器中，接收前向主AF信号；e)在多个从属收发器中，响应接收到的前向主AF信号，产生前向从属RF信号；f)在各个从属收发器中，监控对应的前向从属RF信号；和g)响应前向从属RF信号和反向从属RF信号，对各个从属收发器从其初始值改变至少一个工作参数。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，主收发器包括适于响应监控的从属CPU，监控至少一些从属CPU的主CPU，并响应从管理单元接收到的初始指令，改变与主收发器通信的至少一个BTS和至少一个改变的BTS的信道参数。
15.一种用于无线通信的设备，其特征在于，包括a)第一多个从属收发器，它们在封闭区域中互相分离，各个从属收发器适于接收由区域中的移动收发器产生的反向射频(RF)信号，并根据至少一个可调节的工作参数处理RF信号，从而产生反向从属信号，各个从属收发器包括相关的从属中央处理单元(从属CPU)，适于响应反向RF信号的至少一个工作特性，控制与从属CPU相关的从属收发器的至少一个可调节的作参数；和b)第二多个主收发器，它们被连接以接收并处理来自第一多个从属收发器的反向从属信号，从而产生相关的反向主信号，并将反向主信号发送到该区域外部的第三多个基站收发从系统(BTS)，且主收发器适于将设置信号发送到第一多个从属收发器以在其中设置可调节的工作参数。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，各个主收发器包括转换器和第三多个增益器件和主CPU，其中各个主收发器的主CPU适于操作转换器和相应主收发器的第三多个增益器件，从而相应的主收发器通过第三多个增益器件与第三多个BTS中的至少一个通信。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，各个主收发器适于响应通过第三多个增益器件通信的多个BTS，调节至少一些从属收发器的带宽。
全文摘要
一种用于无线通信的设备，包括在封闭区域中互相分离的多个从属收发器。各个从属收发器适于接收由区域中的移动收发器产生的反向射频(RF)信号。而且，各个从属收发器根据至少一个可调节的工作参数处理RF信号，并产生反向从属信号。各个从属收发器包括相应的从属中央处理单元(从属CPU)，适于响应反向RF信号的至少一个工作特性，控制从属收发器控制的至少一个可调节的工作参数。该设备也包括主收发器。该主收发器被连接以接收并处理来自多个从属收发器的反向从属信号。由从属收发器产生的相应的反向主信号。从属收发器将反向主信号发送到该区域外部的至少一个基站收发从系统(BTS)。该主收发器适于将设置信号发送到多个从属收发器来在其中设置可调节的工作参数。
文档编号H04W72/04GK1500361SQ02807822
公开日2004年5月26日 申请日期2002年1月31日 优先权日2001年2月1日
发明者H·韦斯曼, H 韦斯曼 申请人:高通股份有限公司