天線系統的組合設備及其方法技術方案

有效地組合同一天線結構上多個無線系統基站的通信的一種系統和方法。無線系統組合器可用作第一及第二無線系統（“第一基站”及“第二基站”）與一共享天線結構之間的接口，它基本上消除來自第一基站的、在分配給第二基站使用的頻率上的寄生噪聲，并阻止來自第一基站的發射功率在共享天線的配置內饋進第二基站的接收電路。該組合器包括在第一基站的雙工器與公共連接點之間的第一組合器濾波器，和在第二基站的雙工器與公共連接點之間的第二組合器濾波器。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線通信領域。無線網絡通常依賴于有較短距離的發射機/接收機(“收發機”)的基站，每個基站與交換中心連接，在一較大服務地區中的小區域(“小區”)內，為各移動用戶終端服務。把服務區分成小的用有限距離收發機的小區，同一頻率能夠在服務地區的不同區域再使用，從而能夠用功率消耗較小的移動終端與服務基站通信。這類無線網絡的服務供應商為確保滿意的服務，需要建立密集的基站模式，遇到巨額的費用問題，包括購置/租賃安置基站和交換中心的地產的費用、獲得空中接口信道的頻率帶寬使用許可的費用、和與每個基站及每個交換中心有關的硬件/軟件、以及連接各交換中心與基站的地面線路的費用。單個基站費用的很大百分比是用在向/從無線用戶終端發送/接收射頻(RF)信號的天線結構上。特定的天線結構依賴于各種因素，諸如小區半徑(如，要求高增益的天線結構)，小區是否分扇區(如，分成扇區的小區可能用若干個定向天線，而不分扇區的小區可能用一個全向輻射天線)，和是否實現分集接收。對許多地理上的區域、特定城市區域，用戶對無線服務的需求，能夠支持許多共存的無線系統，每個系統分配不同的頻譜段。這些共存的無線系統通常有獨立的網絡基礎設施，并用分開的提供相互隔離的天線。因為每個基站必須濾去不在它們分配的發送/接收頻段的頻率，還因為發射放大器的規格要在可接受的寄生噪聲電平上設置限制，例如遵從FCC(Federal Communications Commission)規則，第一和第二無線系統的基站/移動用戶終端的通信，在用分開的天線時，通常不會互相干擾。在鄉村區域，且對邊際競爭的服務供應商，由于用戶數目有限，基礎設施的費用可能阻止在給定的地理地區建立或擴展無線網絡服務。針對建立無線網絡的巨大費用，并改進服務供應商在建立/擴展他們的網絡服務地區能力，在認識到不同無線系統的基站可以在不同的RF頻率上發送/接收后，已經建議在多個服務供應商的基站之間共享天線結構。雖然發射放大器在分配頻段以外的頻率上的寄生噪聲，要限制在可接受的電平上，但不論各個基站的濾波電路(如，使用有第一帶通濾波器和第二帶通濾波器的雙工器裝置，第一帶通濾波器通過發射頻帶的頻率，第二帶通濾波器通過接收頻帶的頻率)和發射放大器的規格如何，分配給不同無線系統的頻帶，有可能非常接近，使每個基站用常規方法實現的濾波，不足以阻止共享天線結構內各個無線系統的通信信號之間的干擾。此外，從多個基站到各個連接點的傳輸線的物理連接，一般會帶來可觀的功率損耗(“插入損耗”)，損耗可高達50％，這種損耗歸因于一個系統發送/接收的信號饋進第二個系統的傳輸線。這種插入損耗要求增加功率和/或要求高增益的天線結構，以獲得可接受的信噪特性。本專利技術是有效地組合同一天線結構上多個無線系統基站的通信的一種系統和方法。在一個實施例中，本專利技術是一種無線系統組合器，可用作第一及第二無線系統的基站(“第一基站”及“第二基站”)與一共享天線之間的接口，它基本上消除來自第一基站的、在分配給第二基站的頻率上的寄生噪聲，還進一步阻止來自第一基站的發射功率在共享天線配置中饋進第二基站的接收電路。按照本專利技術一種實施方案的組合器，包括連接在第一基站的雙工器與公共連接點之間的第一組合器濾波器，以及連接在第二基站的雙工器與公共連接點之間的第二組合器濾波器。在此實施方案中的第一組合器濾波器，例如用高Q值帶通或帶阻濾波器，濾去第一基站發射機在分配給第一基站頻帶以外頻率上產生的寄生噪聲。在此實施方案中的第二組合器濾波器，濾去第二基站接收頻帶以外的頻率上的信號功率，阻止第一基站發射的信號功率饋進第二基站的接收電路，從而阻止互調。第一和第二組合器濾波器，可以作為從屬于每個基站電路的獨立單元而實施，因而允許每個無線系統的服務提供商設計他們的基站，尤其是基站的發射放大器及濾波電路，不必顧及此基站是否用在共享天線的環境。或者，也可以分別把第一和第二組合器濾波器插入第一和第二基站的濾波電路中。還有，按照本專利技術各個實施例的第一和第二組合器濾波器，由于在共享天線配置的第一基站一側，在第二基站的頻率上，建立非常高的阻抗，從而顯著地減小插入損耗(即當各個基站的傳輸線，在天線結構與各個基站之間的一個公共點上連接時產生的功率損耗)，反過來也一樣。分別對第一/第二組合器濾波器與公共連接點之間的傳輸線的電長度，調諧至分配給第一/第二基站的頻率，插入損耗還可以進一步降低。這樣，第一基站和第二基站中每一個的發射/接收的信號功率，基本上不會在共享天線配置的另一個基站一側發生損耗。在一個示例性的實施方案中，一個CDMA(碼分多址)系統的基站，例如按IS-95 A/B CDMA標準工作，和一個GSM(全球移動通信系統)系統的收發機基站，通過組合器與同一個天線結構連接。CDMA無線系統的基站通常分配825MHz-835MHz的接收頻帶和870MHz-880MHz的發射頻帶(對“A-頻帶”)，而GSM無線系統的基站通常分配890MHz-915MHz的接收頻帶和935MHz-960MHz的發射頻帶。即使每個基站濾去不在它們各自發射和接收頻帶的頻率之后，由于CDMA基站發射放大器的性能和CDMA基站通常使用的濾波器的滾降特征，在GSM基站的接收頻率(如在890MHz上)上仍然有來自CDMA基站發射機的寄生噪聲。此外，CDMA基站在870MHz-880MHz段的發射功率，如不加以引導，會在共享天線配置中直接饋進GSM基站的接收機，從而使GSM接收性能降質。按照本專利技術的第一和第二組合器濾波器，針對這些缺點，基本上消除來自CDMA基站的、在分配給GSM基站的頻率上的寄生噪聲，并阻止來自CDMA基站的發射功率在共享天線配置內饋進GSM基站的接收電路。在閱讀下面的詳細說明并參考各圖之后，本專利技術的其他方面和優點將變得十分明顯，其中附圖說明圖1按照本專利技術的一個實施例，畫出共享天線配置的一般方框圖；圖2是方框圖，它按照本專利技術的實施例，畫出第一及第二基站的選擇單元和用于圖1共享天線配置的組合器；圖3A畫出適合本專利技術原理使用的一種示例性雙工器配置；圖3B畫出不同無線系統使用的示例性的基站發射和接收頻帶；和圖4畫出圖2所示實施例的另一種裝置的方框圖。下面的詳細說明，涉及有效地組合同一天線結構上多個無線系統基站的通信的一種系統和方法。在一個實施例中，本專利技術是一種無線系統組合器，它基本上消除來自第一基站的、在分配給第二基站的頻率上的寄生噪聲，并阻止來自第一基站的發射功率在共享天線配置中饋進第二基站的接收電路，從而隔離每個無線系統的通信。本專利技術的示例性實施例將參照各圖加以說明。圖1按照本專利技術的一個實施例，畫出共享天線配置100的一般方框圖。如圖1所示，共享天線配置100包括第一無線系統110的基站(“第一基站110”)和第二無線系統130的基站(“第二基站130”)，兩個基站通過組合器150與天線180連接。如下面的詳細論述所指出，組合器隔離第一基站110與第二基站130的RF通信。圖2按照本專利技術的一個實施例，畫出第一基站110、第二基站130、和組合器150的選擇部件。如圖2所示，第一基站110包括發射電路112、發射放大器113、接收電路114、和雙工器116。發射放大器113和接收電路114各自與雙工器116連接。發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種把與第一無線系統有關的第一基站及與第二無線系統有關的第二基站，與共享天線結構連接的組合器，所述組合器，在所述第一基站及第二基站中每一個的電路與所述共享天線結構的一公共連接點之間提供接口，以隔離所述第一基站和第二基站的通信。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：柯孟昆，斯蒂芬D凱寇，LC烏帕亞俞拉，
申請(專利權)人：朗迅科技公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]