在第一和第二天线网络之间占据不同射频频带的载波信号传输的方法和系统.pdf

在第一和第二天线网络(14，15)之间占据不同射频频带的载波信号传输的方法和系统，每一个包括多个分布式天线(6)，其第一天线网络(14)被耦合到一个主耦合设备(3)和一个中间耦合设备(21)，第二天线网络(15)被耦合到中间耦合设备(21)，并且其耦合设备(3，21)被耦合到一个或多个外围设备(8，22)，在其中控制中间耦合设备(21)使第二天线网络(15)的载波信号频带为一个与被耦合到主耦合设备(3)的外围设备(8)或者耦合到中间耦合设备(21)的另外的外围设备(22)交换的载波信号所占据。

1.  耦合一个或多个外围设备(8)中的每一个到分布式天线(6)的网络(4)的方法，每一个外围设备(8)适合于传输一个或多个载波信号，每个载波信号占据一个不同的射频频带，天线网络包括通过电缆(7)的主传输路径，其上的载波信号分别从外围设备(8)被耦合进入主传输路径和从主传输路径出来到外围设备(8)，其特征在于：
a)划分天线网络(4)为第一网络(14)和第二网络(15)，其分别包括主传输路径的第一主传输路径部分(17)和第二主传输路径部分(18)；和
位于第一和第二主传输路径之间的部分：
b)将第一主传输路径部分(17)分裂成第一组不同中间传输路径(35)，用于传输不同载波信号的一个第一组中间传输路径(35)；
c)将第二主传输路径部分(18)分裂成第二组不同中间传输路径(36)，用于传输不同载波信号的一个第二组中间传输路径(36)；和
d)连接第二组的中间路径(36)到第一组的中间路径(35)或者到另外的外围设备(22)。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一组中间路径的一个中间路径(35)被连接到第二组中间路径的一个中间路径(36)或者到一个中间路径的端接元件(47)。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，连接到另外的外围设备(22)的中间耦合设备(21)的输入被连接到第二组中间路径的一个中间路径(36)或者到一个中间路径的端接元件(48)。

4.  传输系统包括一个主耦合设备(3)和具有提供一个主传输路径的电缆(7)的一个分布式天线(6)的网络(4)，主耦合设备(3)适合于耦合电缆(7)到一个或多个外围设备(8)，每个外围设备适合传输一个或多个载波信号，每个载波信号占据一个不同的射频频带，其特征在于天线(6)的网络(4)被划分为分别用以提供主传输路径的第一(17)和第二(18)主传输路径部分的第一(14)和第二(15)网络，一个中间耦合设备(21)被耦合到第一和第二主传输路径部分(17，18)并且分别将第一和第二主传输路径部分(17，18)分裂为第一和第二组中间路径(35，36)，用于通过不同中间传输路径传输每组中间路径的不同载波信号，中间耦合设备(21)将第二组的一个中间路径(36)连接到第一组的一个中间路径或者到一个另外的外围设备(22)。

5.  根据权利要求4所述的传输系统，其特征在于，第一组中间路径的一个路径(35)被连接到第二组中间路径的一个路径(36)或者到一个中间路径端接元件(45，46)。

6.  根据权利要求4或5所述的传输系统，其特征在于，连接到另外的外围设备(22)的中间耦合设备(21)的输入被连接到第二组中间路径的一个中间路径或者到一个中间路径端接元件(46)。

7.  根据权利要求4，5或6所述的传输系统，其特征在于，第一和第二组中间路径的中间路径(35，36)及另外的外围设备(22)通过遥控电子开关进行彼此互连。

8.  根据权利要求7所述的传输系统，其特征在于，电子开关的遥控通过与该开关相连的外围设备的控制功能来执行。

9.  根据权利要求4所述的传输系统，其特征在于，环形器(50)的第一端口(51)被连接到一个第一中间路径(35)，第二端口(52)被连接到短电路(56)或者到一个另外的外围设备(22)，环形器(50)的第三端口(53)被连接到一个第二中间路径(36)。

10.  根据权利要求9所述的传输系统，其特征在于，具有另外一个连接到环形器(50)第二端口的外围设备(22)，向所述第二端口(52)提供匹配负荷。

11.  根据权利要求9或10所述的传输系统，其特征在于，具有另外一个连接到环形器(50)第二端口的外围设备(22)，所述另一个外围设备是通过一个为所述第二端口(52)提供匹配负荷的隔离器连接到所述的第二端口(52)的。

12.  根据权利要求11所述的传输系统，其特征在于，隔离器是另外一个其中间或者第二端口由匹配负荷端接的环形器。

在第一和第二天线网络之间占据不同射 频频带的载波信号传输的方法和系统
本发明涉及分别根据权利要求1和权利要求4的前言的一种方法和一种传输系统。
众所周知，上面提到的这种类型的方法和系统来源于实际。
可以看到，宽频带可以被分配给不同的系统，例如GSM和UMTS。在每一个这种系统中，更小的子频带可以被分配给不同的电话公司。上述每一种子频带可以包含几种载波或者载波信号。这些载波信号具有不同的载波频率，并且被分配到应用本方法和系统的房屋或建筑物的不同部分。
偶尔可能发生一种载波信号干扰由本系统外部的辐射源或者天线发射的一种载波信号。而且，有人在使用天线网络中具有与那些已经被使用或者和不同外围设备相连接的射频频带不同的或相同的射频频带的载波信号时，也许想扩展天线网络，该天线网络可以与那些已经被使用或者和不同外围设备相连接的天线网络不同，也可以相同。到目前为止，为了达到此目的，将载波信号耦合到主传输路径需要采用一个已被设计和配备用于处理此类扩展的主耦合设备，或者用此类更复杂的耦合设备来代替该耦合设备。因此，当配置已在使用的具有射频频带的载波信号时，必须设计主耦合设备具备多个端口以便和各个天线网络的多根电缆相连接。事实上，正如上面提到的，只需复制具有一个这种端口的此类系统即可。更改或者替换该耦合设备的主要缺点是当时系统至少有一部分不能工作。另外一个缺点是，使用额外载波信号的设备必须被安装在该耦合设备的附近，这也许会因为有限的空间、散热的限制以及更高的功率要求而变得困难或者不可能。
本发明的目的是解决采用现有技术的方法和系统的缺点。
根据本发明，上述目的的取得是通过根据权利要求1的方法和根据权利要求4的传输系统。
因此，本系统对于在不同天线网络部分中使用不同射频频带的载波信号和/或在与不同外围设备连接的不同天线网络中使用相同的射频频带变得灵活。对于在不同天线网络部分使用任意配置或分配的载波信号，中间耦合设备可以适当的相同。因此，根据分配给电话公司的频带，中间耦合设备可以标准化，从而可以减少生产、销售和重配置的成本。中间耦合设备可以安装在距主耦合设备遥远的位置，这可以节省传输功率并可以减少事先空间和散热的需求。
现在将根据附图描述本发明，附图有：
图1所示为现有技术的传输系统的框图；
图2所示为根据本发明的传输系统的框图；
图3所示为图2所示的本系统的中间耦合设备框图；
图4所示为图3所示的中间耦合设备的开关节点第一个实施例的更多细节；
图5所示为图3所示的中间耦合设备的开关节点第二个实施例的更多细节；
图6所示为图3所示的没有另外的外围设备连接到其上的中间耦合设备的开关节点第三个实施例的更多细节；
图7所示为具有另外的外围设备连接到其上的开关节点第三个
实施例；和
图8所示为通过一个单向线路与另外的外围设备相连的开关节点的第三个实施例；
图1所示的现有技术的传输系统包括一个主耦合设备3，一个具有多个天线6的网络4和连接主耦合设备3到天线6的分支电缆7，以及连接到主耦合设备3的一个或多个外围设备8。外围设备8代表来自于多个可能载波信号地一个或多个信号的来源地和/或目的地，这些载波信号每个占据一个不同的射频频带。主耦合设备3将用在系统中的载波信号耦合到由电缆7提供的主传输路径，电缆7用于将外围设备8的载波信号输入到天线6。另外，主耦合设备3将从天线6通过上述主传输路径接收的载波信号分配到外围设备8。
通常，网络4的天线6将分布在公司或者学校的房屋上。天线可以散布于多个建筑物的里面或者外面。附近也可以有类似的或者不同的天线分布的其他传输系统。
某些载波信号可以被来自于其他信号，如用附近其他传输系统的载波信号所干扰。然而，干扰仅在天线网络4的一部分可以发生，例如仅涉及到安装在建筑物上层里面或者上面的天线6和一些载波信号。因此，我们会希望在天线网络4的不同部分使用不同的载波信号。为达到此程度，我们可以应用其分支电缆被连接到主耦合设备不同端口的各个天线网络。在这种情况下，主耦合设备可以看作由分离的设备组成，这些设备每一个具有一个连接到天线网络电缆的端口。这就像图1所示的系统被复制。一旦复制的耦合设备被安装在同一机箱里，这种布局要求长的电缆线以便连接到距离耦合设备不是最近的天线网络，这将使得安装麻烦，代价昂贵，并且也许需要提高耦合设备的传输功率和接收的灵敏度。另外，这种布局也许给功率和散热要求带来问题。
正如以前所观察到的，系统中用到的载波信号是类似于被分配给不同通信服务提供者或电话公司并由其处理的GSM和UMTS服务的信号。因此，可以根据被提供的通信服务和通信服务提供者的要求使用几个不同的外围设备8。无论如何，连接到外围设备8的主耦合设备3的端口数是受到限制的。因此，如果没有替换主耦合设备3，那么，对该系统的任何需要添加外围设备8超过所述有限端口数量的修改，都将需要对主耦合设备3进行修改。这样做除了要对主耦合设备3进行修改或者替换，还将使得系统中止运行很长时间，给用户带来不便，可以引起成本增高。
利用图2所示的根据本发明的传输系统，现有技术系统的天线网络4被分裂或者扩展成多个分别包括分支电缆17，18和天线6的天线网络14，15。使用本发明，这种分裂可以只针对一定的载波频率有效，对其他的完全没有干扰。就像图1所示的现有技术系统的分支电缆7，图2所示系统的分支电缆17通过一个主耦合设备3连接到一个或多个外围设备8。分支电缆17和18通过中间耦合设备21彼此相连，该中间耦合设备21也被连接到一个或多个另外的与外围设备8相同类型的外围设备22。在此描述中，术语“中间”指的是“之间”而不是精确的“一半”。
分支电缆17和18分别提供第一和第二主要传输路径。
中间耦合设备21被布置用以交换第二天线网络15和主耦合设备3之间或者第二天线网络15和一个或更多另外的外围设备22之间的载波信号。
中间耦合设备21将根据图3和图4进行更多细节描述。
图3所示为中间耦合设备21的框图，它包括一个第一分裂器/合并器31，一个第二分裂器/合并器32和多个可以是电子开关的开关33。分裂器/合并器31，32最好由一组滤波器组成。图4所示为开关33的框图。
分裂器/合并器31的一个端口被连接到图2所示系统的第一天线网络14的分支电缆17。分裂器/合并器32的一个端口被连接到图2所示系统的第二天线网络15的分支电缆18。每一个分裂器/合并器31，32分别从与之连接的承载载波信号的分支电缆17，18获得载波信号，并将得到的载波信号输入分别耦合到分裂器/合并器31，32的第一组和第二组中间传输路径的传输路径35，36。分裂器/合并器31，32最好是对分配给不同电话公司的子频带有频率选择性。每个开关33被连接到一个第一组的中间传输路径35，一个第二组的中间传输路径36以及如果存在的话，通过电缆38到另外的外围设备22。
对于不同的载波信号，除了分裂由电缆17和18提供的主传输路径为中间传输路径35，36外，分裂器/合并器31，32还被布置将来自中间传输路径35，36的载波信号合并为一个分别通过电缆17，18传输的复合信号。
如图4所示，开关33的第一个实施例包括两个双向开关42。一个公共端43被连接到一个第一组中间传输路径的中间传输路径35。第二个公共端44被连接到电缆38。如图4所示，在开关33(或44)的第一个位置，第一组的中间传输路径35被连接到一个线路端即终端连接器45，电缆38被连接到所述第二组的中间传输路径36。在开关33(或44)的第二个位置，第一组的中间传输路径35被连接到第二组的中间传输路径36，电缆38被连接到一个终端连接器46。
终端连接器45和46是线路端接元件，每一个线路端接元件由一个简单的电阻器组成。
从上面可以清楚地看到，中间耦合设备21适合于使第二天线网络15的载波信号频带为一个与第一和第二天线网络14，15之间或者另外的外围设备22和第二天线网络15之间交换的载波信号所占据。
根据本发明，中间耦合设备21适合于被制造为标准设备，用于本系统具有不同数量的外围设备22的不同配置。
开关33，尤其是它的开关42最好是电子开关，以便通过遥控来执行载波信号频带使用的修改。电子开关的这种遥控可以由与所述开关连接的外围设备22来提供，使得另外的外围设备22具有合适的遥控功能。
图5所示为开关33的第二个实施例。图5所示的第二个实施例不同于图4所示的第一个实施例在于，开关42被具有分别连接到中间路径35和线路38的公共端48和49的一种交换类型的开关47所代替。由它的两个位置中的任一个来确定，开关47连接中间路径35到中间路径36和电缆38到终端连接器46，或者中间路径35到终端连接器46和电缆38到终端路径36。如图5所示，所述第二个实施例仅需要一个终端连接器。
如图6所示，开关33的第三个实施例包括一个环形器50，它具有三个端口51，52，53，分别连接到中间路径35，电缆38和中间路径36。环形器是已知的。从它的输入端口输入的信号可以沿着环形方向54从输入端口传送到随后的端口。
如图6所示，短电路(short circuit)56被应用到环形器50的第二端口52。通过第一端口51从中间路径35输入到环形器50的信号将进入第二端口52，将被短电路(short circuit)56进行反射，再次进入端口52，然后通过第三端口53离开环形器50，进入到第二中间路径36。
如图7所示，相对图6，短电路(short circuit)56已经被另外的外围设备22所取代。被连接到电缆38的另外的外围设备22的一个输出/输入端给出关于电缆38的匹配阻抗。另外的外围设备的匹配阻抗将吸收通过第一和第二端口51，52和电缆38来自于第一中间路径的信号。由另外的外围设备22送到环形器50的第二端口52传送的信号将抵达第三端口53并进入第二中间路径36。
因此，依赖于连接短电路(short circuit)56还是另外的外围设备22到环形器的第二端口52，配置方式作为一个开关，使得输入信号从第一中间路径35或者从另外的外围设备22到第二中间路径36。
如图8所示，一个单向线路58可以被电缆38连接在另外的外围设备22与环形器50的第二端口52之间。单向线路58工作时作为一个隔离器，在最坏情况环境下，用以保护另外的外围设备22，避免遇到来自于第一中间路径的信号。单向线路58可以是另一个具有以匹配负荷端接的第二端口的环形器。