無線節(jié)點(diǎn)（10）包括：RF調(diào)制解調(diào)器（12）；RF開關(guān)陣列（14），其連接到RF調(diào)制解調(diào)器，RF開關(guān)陣列包括夾在傳導(dǎo)材料層之間的電路板層；和多個天線（16），其設(shè)置在水平面中并且經(jīng)由傳導(dǎo)材料層中存在的波導(dǎo)連接到RF開關(guān)陣列的電路板。操作無線節(jié)點(diǎn)的方法包括在RF調(diào)制解調(diào)器（12）處生成無線電信號、將所生成的無線電信號傳送到RF開關(guān)陣列（14）、選擇天線（16）用于傳輸所生成的無線電信號以及從選擇的天線傳輸所生成的無線電信號。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及無線節(jié)點(diǎn)和操作無線節(jié)點(diǎn)的方法。
技術(shù)介紹
在發(fā)達(dá)國家非常廣泛地使用無線通信。例如，移動電話幾乎無處不在并且通常總是由它們的用戶攜帶。這樣的電話傳統(tǒng)上用于接打電話以及發(fā)送和接收短消息(SMS)。更高級的現(xiàn)代電話(通常稱為智能電話)進(jìn)一步預(yù)備高級數(shù)據(jù)服務(wù)，例如發(fā)送和接收電子郵件以及訪問例如因特網(wǎng)等廣域網(wǎng)。無線技術(shù)的進(jìn)展導(dǎo)致無線標(biāo)準(zhǔn)的使用從原始模擬服務(wù)、通過GSM和3G發(fā)展為新興的4G及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致越來越有能力的手持設(shè)備的發(fā)展。結(jié)合需要手持機(jī)的技術(shù)的進(jìn)展，移動電話以及現(xiàn)在通常使用的更多數(shù)據(jù)密集型服務(wù)的增加使用導(dǎo)致提供無線服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施上的負(fù)載增加。移動電話無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)典型地配置為一組無線基站，其覆蓋一個或多個小區(qū)，這些小區(qū)然后連接到有線骨干電信服務(wù)內(nèi)。由于對無線網(wǎng)絡(luò)的需求越來越多，基站則位置為與更小小區(qū)更緊密地在一起。特別在城市地區(qū)，考慮到用戶的高密度，假定基站必須具有到有線骨干電信服務(wù)內(nèi)的有線連接，基站的定位變成重大的技術(shù)問題。并不總能在從無線網(wǎng)絡(luò)預(yù)備的角度來看將是可取的精確位置中物理定位基站。因此，本專利技術(shù)的目標(biāo)是對已知技術(shù)加以改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供有無線節(jié)點(diǎn)，其包括:RF調(diào)制解調(diào)器；連接到該RF調(diào)制解調(diào)器的RF開關(guān)陣列，該RF開關(guān)陣列包括夾在傳導(dǎo)材料層之間的電路板層；和多個天線，其設(shè)置在水平面中并且經(jīng)由傳導(dǎo)材料層中存在的波導(dǎo)連接到RF開關(guān)陣列的電路板。根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，提供有操作無線節(jié)點(diǎn)的方法，該無線節(jié)點(diǎn)包括:RF調(diào)制解調(diào)器；連接到該RF調(diào)制解調(diào)器的RF開關(guān)陣列，該RF開關(guān)陣列包括夾在傳導(dǎo)材料層之間的電路板層；和多個天線，其設(shè)置在水平面中并且經(jīng)由傳導(dǎo)材料層中存在的波導(dǎo)連接到RF開關(guān)陣列的電路板，該方法包括以下步驟:在RF調(diào)制解調(diào)器處生成無線電信號，將所生成的無線電信號傳送到RF開關(guān)陣列，選擇天線用于傳輸所生成的無線電信號以及從選擇的天線傳輸所生成的無線電信號。由于本專利技術(shù)，提供緊湊且易于構(gòu)造并且可以例如結(jié)合基站使用以提供到有線骨干(其不需要基站直接連接到有線電信網(wǎng)絡(luò))的路由的無線節(jié)點(diǎn)是可能的。無線節(jié)點(diǎn)的緊湊配置(其中天線設(shè)置在RF開關(guān)陣列周圍)意指無線節(jié)點(diǎn)可以容易處于城市地區(qū)，其中多個天線提供很好的覆蓋領(lǐng)域。多個這樣的節(jié)點(diǎn)可以在一起用于提供局部化無線預(yù)備，其將在無線基站與所需的有線電信連接之間形成接口。無線節(jié)點(diǎn)可以定位在路燈柱和城市環(huán)境中常見且廣布的其他相似結(jié)構(gòu)上。電路板和傳導(dǎo)(金屬)層的緊湊堆疊有助于實(shí)現(xiàn)快的開關(guān)速度，這對于部署節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)的性能是必不可少的。“測量、決策、開關(guān)”環(huán)因?yàn)樘炀€和RF開關(guān)的物理實(shí)現(xiàn)未引入比必需的更多的延遲而可以是快的(100ns)。與較小、密集分布的蜂窩基站同位置的設(shè)備必須在物理上緊湊、低成本且在它們的無線電性能方面盡可能高效(通過在S-TDMA實(shí)現(xiàn)中實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)，以及使RF路徑中的損耗最小化)。改進(jìn)的無線節(jié)點(diǎn)的本質(zhì)因此是實(shí)現(xiàn)緊湊、高性能無線回程系統(tǒng)，其制造起來也很簡單且成本高效。改進(jìn)的無線節(jié)點(diǎn)優(yōu)選地使用快速開關(guān)S-TDMA操作并且利用從緊湊且成本高效的物理結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高性能無線鏈路的最小損耗RF開關(guān)設(shè)置以在20GHz至60GHz范圍內(nèi)的頻率操作。無線節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)使用RF開關(guān)陣列，其由夾在兩個金屬板之間的電路板組成。RF開關(guān)陣列直接連接到水平天線陣列，其中波導(dǎo)在將RF信號從電路板傳遞到天線的金屬板中提供。這提供穩(wěn)健且緊湊的設(shè)計，其不需要信號發(fā)射物到電路板的任何焊接，它也不需要使部件連接在一起的任何布線。在可以快速組裝為單個部件堆疊的例示中，信號從電路板到波導(dǎo)的直接發(fā)射的使用提供無線電信號從無線電子系統(tǒng)到多個扇區(qū)天線的可靠且低損分布。金屬板對節(jié)點(diǎn)提供良好的結(jié)構(gòu)完整性并且也充當(dāng)熱匯，用于將由電路板上的部件生成的熱遠(yuǎn)離RF開關(guān)陣列傳遞。在優(yōu)選實(shí)施例中，無線節(jié)點(diǎn)包括一系列層。無線節(jié)點(diǎn)的層(從底到頂)是接口板(電力供應(yīng)、防風(fēng)雨連接器和無源聯(lián)網(wǎng)接口部件)、數(shù)字處理板(CPU、存儲器、網(wǎng)絡(luò)交換、數(shù)字信號處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換)、無線電板(從I/Q基帶到R/F的模擬無線電、波導(dǎo)轉(zhuǎn)換)、具有波導(dǎo)接口的雙工器、具有到雙工器和天線的波導(dǎo)轉(zhuǎn)換和接口的開關(guān)板以及天線陣列。優(yōu)選地，每個天線包括喇叭(horn)，其在喇叭的近端連接到RF開關(guān)陣列并且在喇叭的遠(yuǎn)端開放，并且優(yōu)選地，相鄰天線彼此直接接觸。天線作為喇叭(其在一端處連接到RF開關(guān)區(qū)并且在另一端處開放)的配置提供天線的簡單且高效設(shè)置同時還對無線輸出提供寬的視場。天線優(yōu)選地是帶有縫隙的喇叭天線，其使得構(gòu)建具有高性能的短天線成為可能。在一個實(shí)施例中，天線僅使用平板，其通過螺栓連接在一起并且然后通過螺栓連接到開關(guān)柜內(nèi)。在第二實(shí)施例中，天線僅由兩個元件構(gòu)建，其中的每個相對易于在CNC機(jī)器上構(gòu)建。有利地，天線在RF開關(guān)陣列周圍限定大于180度并且小于270度的弧。天線提供無線節(jié)點(diǎn)的視場并且提供的視場越大，在無線節(jié)點(diǎn)的放置中給予的靈活性越多，以便提供必需的路由。天線放置在中央RF開關(guān)陣列周圍的水平面中，這導(dǎo)致天線定位在RF開關(guān)陣列周圍的弧中，并且這根據(jù)無線電信號從無線節(jié)點(diǎn)的期望路由來控制使用哪個天線。理想地，無線節(jié)點(diǎn)還包括底座和天線罩，其包含無線節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部部件。RF子系統(tǒng)形成電路板和鋁材料的水平層(其緊湊且易于組裝)的中央核。天線可以在部件層的頂部連接并且這些內(nèi)部部件中的全部可以定位在底座和天線罩內(nèi)。底座和天線罩提供內(nèi)部部件的風(fēng)雨屏蔽并且在部件操作時還提供耗散來自部件的熱的方式。無線節(jié)點(diǎn)提供內(nèi)部部件的堆疊組件、電和熱結(jié)合與配合面從防風(fēng)雨密封的分離以及自上而下的簡單構(gòu)造。【附圖說明】現(xiàn)在將僅通過示例參考附圖描述本專利技術(shù)的實(shí)施例，其中: 圖1是無線節(jié)點(diǎn)的部件的示意圖， 圖2是無線節(jié)點(diǎn)的部件的另外的示意圖， 圖3至11是無線節(jié)點(diǎn)的部件的透視圖， 圖12是電路板的平面圖，其示出連接到天線波導(dǎo)內(nèi)的耦合探針， 圖13至22是在構(gòu)造無線節(jié)點(diǎn)時它的透視圖，以及圖23和24示出天線的備選實(shí)施例的透視圖。【具體實(shí)施方式】圖1示意地示出聯(lián)網(wǎng)無線電節(jié)點(diǎn)10的部件。該無線節(jié)點(diǎn)10包括一組外部數(shù)據(jù)接口 2，其連接到基帶處理器4。電力供應(yīng)6連接到系統(tǒng)控制部件8，其也連接到基帶處理器4。無線節(jié)點(diǎn)10還包括RF調(diào)制解調(diào)器12和RF開關(guān)陣列14，其通過雙工器30以及傳送器32和接收器34連接到RF調(diào)制解調(diào)器12。RF調(diào)制解調(diào)器12也連接到基帶處理器4和系統(tǒng)控制部件8。節(jié)點(diǎn)10還包括多個天線16，其連接到RF開關(guān)陣列14。如可以在圖3中看到的，天線16在水平面中物理設(shè)置在RF開關(guān)陣列14周圍。無線節(jié)點(diǎn)10包括電路板和傳導(dǎo)材料(例如適合的金屬)的互鎖水平層的中央核，這些層組成圖1的部件，但天線16除外。用于節(jié)點(diǎn)10的RF子系統(tǒng)采用實(shí)現(xiàn)許多系統(tǒng)關(guān)鍵目標(biāo)(其提供使傳輸和接收RF信號損失保持為最小的最佳信號路徑對)的新穎且巧妙的方式配置和設(shè)置。波導(dǎo)用于將RF能量從RF系統(tǒng)中的一個點(diǎn)輸送到另一個。在需要RF能量轉(zhuǎn)換到、攜帶于或轉(zhuǎn)換離開電路板(PCB)組件的情況下，所有波導(dǎo)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)為PCB的一體化部分。需要波導(dǎo)未焊接到PCB組件中的任一個。節(jié)點(diǎn)10由電路板和鋁層構(gòu)造。RF子系統(tǒng)在RF構(gòu)建塊級由傳送器32、接收器34、雙工器30、多路天線開關(guān)14和本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無線節(jié)點(diǎn)（10），其包括：●RF調(diào)制解調(diào)器（12），●RF開關(guān)陣列（14），其連接到所述RF調(diào)制解調(diào)器（12），所述RF開關(guān)陣列（14）包括夾在傳導(dǎo)材料的層（20，22）之間的電路板（18）的層，和●多個天線（16），其設(shè)置在水平面中并且經(jīng)由所述傳導(dǎo)材料的層（20，22）中存在的波導(dǎo)（36）連接到所述RF開關(guān)陣列（14）的所述電路板（18）。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：JD波特，SD格里夫斯，
申請(專利權(quán))人：劍橋通信系統(tǒng)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：英國;GB
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