在传输介质上感生非基波模式的方法和设备与流程
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年6月25日提交的美国专利申请序列号14/750,902的优先权。该申请的内容在此通过好似全文记载在本文中地包含在本申请中。
本公开涉及通信网络中的经由微波传输的通信。
背景技术：
随着智能电话机和其他便携式装置变得日益随处可见，以及数据使用增长，宏小区基站设备和现有无线基础设施要求更高的带宽容量，以便应对增长的需求。为了提供额外的移动带宽，正在进行小小区部署，与传统宏小区相比，微小区和皮小区为小得多的区域提供覆盖。
此外，大多数的家庭和企业已变得依赖于对诸如语音、视频和因特网浏览之类的服务的宽带数据接入。宽带接入网络包括卫星、4g或5g无线、电力线通信、光纤、缆线和电话网络。
附图说明
现在参考不一定按比例绘制的附图，附图中：
图1是图解说明按照记载在本文中的各个方面的导波(guidedwave)通信系统的例证非限制性实施例的方框图。
图2是图解说明按照记载在本文中的各个方面的传输设备的例证非限制性实施例的方框图。
图3是图解说明按照记载在本文中的各个方面的电磁场分布的例证非限制性实施例的示意图。
图4是图解说明按照记载在本文中的各个方面的电磁场分布的例证非限制性实施例的示意图。
图5a是图解说明按照记载在本文中的各个方面的频率响应的例证非限制性实施例的示意图。
图5b是图解说明按照记载在本文中的各个方面的，描述在各种工作频率下的导引电磁波的场的绝缘导线的纵向截面的例证非限制性实施例的示意图。
图6是图解说明按照记载在本文中的各个方面的电磁场分布的例证非限制性实施例的示意图。
图7是图解说明按照记载在本文中的各个方面的弧形耦合器的例证非限制性实施例的方框图。
图8是图解说明按照记载在本文中的各个方面的弧形耦合器的例证非限制性实施例的方框图。
图9a是图解说明按照记载在本文中的各个方面的短截线(stub)耦合器的例证非限制性实施例的方框图。
图9b是图解说明按照记载在本文中的各个方面的电磁分布的例证非限制性实施例的示图。
图10a和10b是图解说明按照记载在本文中的各个方面的耦合器和收发器的例证非限制性实施例的方框图。
图11是图解说明按照记载在本文中的各个方面的双短截线耦合器的例证非限制性实施例的方框图。
图12是图解说明按照记载在本文中的各个方面的转发器系统的例证非限制性实施例的方框图。
图13是图解说明按照记载在本文中的各个方面的双向转发器的例证非限制性实施例的方框图。
图14是图解说明按照记载在本文中的各个方面的波导系统的例证非限制性实施例的方框图。
图15是图解说明按照记载在本文中的各个方面的导波通信系统的例证非限制性实施例的方框图。
图16a&16b是图解说明按照记载在本文中的各个方面的管理电网通信系统的系统的例证非限制性实施例的方框图。
图17a图解说明图16a和16b的系统的检测和减轻在通信网络中出现的干扰的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图17b图解说明图16a和16b的系统的检测和减轻在通信网络中出现的干扰的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图18a、18b和18c是图解说明用于传播导引电磁波的传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图18d是图解说明按照记载在本文中的各个方面的集束(bundled)传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图18e是图解说明按照记载在本文中的各个方面的，描述图18d的集束传输介质的第一和第二传输介质之间的串扰的曲线图的例证非限制性实施例的方框图。
图18f是图解说明按照记载在本文中的各个方面的减轻串扰的集束传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图18g和18h是图解说明按照记载在本文中的各个方面的具有内波导的传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图18i和18j是图解说明可以和图18a、18b或18c的传输介质一起使用的连接器构成的例证非限制性实施例的方框图。
图18k是图解说明用于传播导引电磁波的传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图18l是图解说明按照记载在本文中的各个方面的减轻串扰的集束传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图18m是图解说明按照记载在本文中的各个方面的从集束传输介质露出的用作天线的短截线的例证非限制性实施例的方框图。
图18n、18o、18p、18q、18r、18s、18t、18u、18v和18w是图解说明按照记载在本文中的各个方面的用于发射或接收电磁波的波导器件的例证非限制性实施例的方框图。
图19a和19b是图解说明用于在由电线杆支承的输电线上感生导引电磁波的图18a的传输介质的例证非限制性实施例的方框图。
图19c是按照记载在本文中的各个方面的通信网络的例证非限制性实施例的方框图。
图20a图解说明传送下行链路信号的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图20b图解说明传送上行链路信号的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图20c图解说明在传输介质上感生电磁波的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图20d图解说明从传输介质接收电磁波的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图20d图解说明在传输介质上感生电磁波的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图20e图解说明从传输介质接收电磁波的方法的例证非限制性实施例的流程图。
图21是按照记载在本文中的各个方面的计算环境的例证非限制性实施例的方框图。
图22是按照记载在本文中的各个方面的移动网络平台的例证非限制性实施例的方框图。
图23是按照记载在本文中的各个方面的通信设备的例证非限制性实施例的方框图。
具体实施方式
下面参考附图，说明一个或多个实施例，附图中，相同的附图标记用于表示同样的元件。在下面的说明中，为了说明起见，记载了众多的具体细节，以便透彻理解各个实施例。然而，显然可在没有这些具体细节(以及不应用于任何特殊的网络化环境或标准)的情况下，实践各个实施例。
在一个实施例中，提供一种导波通信系统，用于通过导引电磁波，发送和接收诸如数据或其他信令之类的通信信号。所述导引电磁波例如包括束缚于或者由传输介质导引的表面波或其他电磁波。要意识到各种传输介质可以与导波通信一起使用，而不脱离例证实施例。这种传输介质的例子可包括下述中的一个或多个(单独地或者一种或多种组合地)：导线，不论是否绝缘，并且不管是单股的还是多股的；其他形状或构成的导体，包括导线束、缆线、杆、导轨(rail)、管子；非导体，比如介电管、杆、导轨或者其它介电部件；导体和介电材料的组合；或者其他导波传输介质。
传输介质上的导引电磁波的感生可与通过作为电路的一部分的传输介质注入或者传送的任何电位、电荷或电流无关。例如，在传输介质是导线的情况下，要意识到尽管响应导波沿着导线的传播，可以形成导线中的小电流，不过这可以是由电磁波沿着导线表面的传播引起的，而不是响应注入作为电路的一部分的导线中的电位、电荷或电流而形成的。于是，在导线上传播的电磁波不需要电路来沿着导线表面传播。于是，导线是不作为电路的一部分的单线传输线路。另外，在一些实施例中，导线不是必需的，电磁波可以沿着不是导线的单线传输介质传播。
更一般地，本公开记载的“导引电磁波”或“导波”受至少作为传输介质(例如，裸线或其他导体、电介质、绝缘导线、导管或其他中空元件、用电介质或绝缘体涂覆、覆盖或环绕的一束绝缘导线或者其他线束，或者另一种形式的固体、流体或非气体传输介质)的一部分的物理对象的存在所影响，以致至少部分束缚于所述物理对象或者由所述物理对象导引，从而沿着所述物理对象的传输路径传播。这样的物理对象可至少起传输介质的一部分的作用，所述传输介质利用该传输介质的界面(例如，外表面、内表面、外表面和内表面之间的内部部分，或者传输介质的元件之间的其他边界)导引所述导引电磁波的传播，所述传播又能够沿着传输路径，把能量、数据和/或其他信号从发送设备运送到接收设备。
和诸如强度与其传播距离的平方成反比地降低的非导引(或非束缚)电磁波之类的无线信号的自由空间传播不同，导引电磁波可以在与非导引电磁波相比，单位距离的幅度损失较小的情况下，沿着传输介质传播。
不同于电信号，导引电磁波可在不需要发送设备和接收设备之间的独立电气回路的情况下从发送设备传播到接收设备。结果，导引电磁波可沿着不具有导电组件的传输介质(例如，介质带)，或者通过具有仅仅单一导体的传输介质(例如，单一裸线或绝缘导线)，从发送设备传播到接收设备。即使传输介质包括一个或多个导电组件，并且沿着所述传输介质传播的导引电磁波产生沿着导引电磁波的方向在所述一个或多个导电组件中流动的电流，这样的导引电磁波也可沿着传输介质，从发送设备传播到接收设备，而不需要在发送设备和接收设备之间的电气回路上的反向电流的流动。
在非限制性例示中，考虑利用导电介质，在发送设备和接收设备之间传送和接收电信号的电气系统。这种系统通常依赖于电气上分离的正向通路和返回通路。例如，考虑具有利用绝缘体隔开的中心导体和接地屏蔽的同轴缆线。一般，在电气系统中，发送(或接收)设备的第一端子可被连接到中心导体，发送(或接收)设备的第二端子可被连接到接地屏蔽。如果发送设备通过第一端子，在中心导体中注入电信号，那么电信号会沿着中心导体传播，在中心导体中导致正向电流，和在接地屏蔽中导致返回电流。相同的状况适用于双端子接收设备。
相反，考虑比如记载在本公开中的导波通信系统之类的导波通信系统，所述导波通信系统可以利用传输介质的不同实施例(包括同轴缆线在内)在不存在电气回路的情况下，传送和接收导引电磁波。在一个实施例中，例如，本公开的导波通信系统可被配置成感生沿着同轴缆线的外表面传播的导引电磁波。尽管导引电磁波会在接地屏蔽上导致正向电流，不过，导引电磁波不需要返回电流以使导引电磁波能够沿着同轴缆线的外表面传播。导波通信系统用于导引电磁波的传输和接收的其他传输介质也是如此。例如，由导波通信系统在裸线或者绝缘导线的外表面上感生的导引电磁波可在无电气回路的情况下，沿所述裸线或绝缘裸线传播。
从而，需要两个或者更多的导体，以便在单独的导体上传送正向电流和反向电流，从而使发送设备注入的电信号的传播成为可能的电气系统不同于在传输介质的界面上感生导引电磁波而不需要电气回路使导引电磁波沿着传输介质的界面的传播成为可能的导波系统。
此外注意记载在本公开中的导引电磁波可具有主要或基本上位于传输介质之外的电磁场结构，以致束缚于或者由传输介质导引，从而以致在传输介质的外表面上或者沿着传输介质的外表面，传播较长距离。在其他实施例中，导引电磁波可具有主要或基本上位于传输介质之内的电磁场结构，以致束缚于或者由传输介质导引，从而以致在传输介质内传播较长距离。在其他实施例中，导引电磁波可具有部分在传输介质之内，部分在传输介质之外的电磁场结构，以致束缚于或者由传输介质导引，从而以致沿着传输介质传播较长距离。一个实施例中的期望的电磁场结构可根据各种因素，包括期望的传输距离、传输介质本身的特性、和传输介质之外的环境状况/特性(例如，雨、雾的存在，大气条件等)而变化。
这里描述的各个实施例涉及用于在毫米波频率(例如，30～300ghz)下，向传输介质发射导引电磁波，或者从传输介质提取导引电磁波的耦合设备，所述耦合设备可被称为“波导耦合设备”，“波导耦合器”，或者更简单地称为“耦合器”、“耦合设备”或者“发射器”，其中与耦合设备和/或传输介质的一个或多个尺寸(比如导线的周长或者其他截面尺寸，或者诸如300mhz～30ghz的较低微波频率)相比，波长可能较小。可以产生传输，以由耦合设备(比如：条状、弧形或其他长度的介电材料；喇叭天线、单极天线、棒状天线、缝隙天线或其他天线；天线阵列；磁谐共振腔或者其他共振耦合器；线圈、带状线、波导或其他耦合设备)导引的波的形式传播。操作中，耦合设备从发射器或传输介质接收电磁波。电磁波的电磁场结构可以承载在耦合设备之内、耦合设备之外或者它们的某种组合。当耦合设备极接近传输介质时，电磁波的至少一部分耦合到或者束缚于传输介质，并继续以导引电磁波的形式传播。相反地，耦合设备可从传输介质提取导波，并把这些电磁波传送给接收器。
按照一个例证实施例，表面波是一种由传输介质的表面(比如导线的外表面)或者邻近或暴露在具有不同性质(例如，介电特性)的另一种介质之下的导线的另一个表面导引的导波。事实上，在一例证实施例中，导引表面波的导线的表面可代表两种不同种类的介质之间的过渡面。例如，在裸线或非绝缘线的情况下，导线的所述表面可以是暴露在空气或自由空间之下的裸线或非绝缘线的外部导电面。再例如，在绝缘线的情况下，导线的所述表面可以是导线的接触导线的绝缘体部分的导电部分，或者可以是导线的暴露在空气或自由空间之下的绝缘体表面，或者可以是导线的绝缘体表面和导线的接触导线的绝缘体部分的导电部分之间的任意材料区域，取决于绝缘体、空气和/或导体的性质(例如，介电特性)的相对差异，还取决于导波的频率和一种或多种传播模式。
按照例证实施例，结合导波使用的用语“在导线或其他传输介质周围”可包括基本导波传播模式，比如具有圆形或大体圆形的场分布、对称电磁场分布(例如，电场、磁场、电磁场等)或者至少部分环绕导线或其他传输介质的其他基本模式图案的导波。另外，当导波在导线或其他传输介质周围传播时，导波可按照不仅包括基本波传播模式(例如，零阶模式)，而且另外地或替换地包括非基本波传播模式(比如高阶导波模式(例如，1阶模式，2阶模式等)，不对称模式和/或环绕导线或其他传输介质，具有非圆形场分布的其他导波(例如表面波)的导波传播模式)进行所述传播。这里使用的术语“导波模式”指的是导波通信系统的传输介质、耦合设备或其他系统组件的导波传播模式。
例如，这种非圆形场分布可以是具有由较高场强表征的一个或多个轴瓣，和/或由较低场强、零场强或者大体为零的场强表征的一个或多个空区域的单边或多边分布。此外，按照例证实施例，场分布可以作为环绕导线的方位取向的函数而变化，以致环绕导线的一个或多个角形区域具有比方位取向的一个或多个其他角形区域高的电场或磁场强度(或者它们的组合)。要意识到当导波沿导线传播时，高阶模式或不对称模式的导波的相对取向或位置可变化。
这里使用的术语“毫米波”可以指的是在30ghz～300ghz的“毫米波频段”内的电磁波/信号。术语“微波”可以指的是在300mhz～300ghz的“微波频段”内的电磁波/信号。术语“射频”或“rf”可以指的是在10khz～1thz的“无线电频段”内的电磁波/信号。要意识到记载在本公开中的无线信号、电信号和导引电磁波可被配置成在任何期望的频率范围工作，比如在毫米波和/或微波频段内的频率、高于或低于毫米波和/或微波频段的频率下工作。特别地，当耦合设备或传输介质包括导电元件时，由耦合设备传送的和/或沿着传输介质传播的导引电磁波的频率可低于导电元件中的电子的平均碰撞频率。此外，由耦合设备传送的和/或沿着传输介质传播的导引电磁波的频率可以是非光学频率，例如低于开始于1thz的光学频率的范围的射频。
这里使用的术语“天线”可以指的是作为发射或接收系统的一部分，发射/辐射或接收无线信号的设备。
按照一个或多个实施例，一种方法包括利用包含波导狭缝的波导系统，生成第一电磁波，并用波导系统的波导狭缝的至少一部分将第一电磁波的实例引导到传输介质的界面，以便在不利用电气回路的情况下，诱导第二电磁波的传播，第二电磁波具有非基波模式和非光学工作频率。
按照一个或多个实施例，一种系统可包括发射第一电磁波的发射器，和包含具有相对于彼此的相对位置的狭缝的波导，该波导用于将第一电磁波的实例引导到传输介质的界面，以便诱导具有非基波模式和非光学工作频率的第二电磁波的传播。
按照一个或多个实施例，一种方法包括用包含多个孔的波导产生第一电磁波；和用所述多个孔将第一电磁波的实例引导到传输介质的界面，以便导引具有非基波模式和非光学工作频率的第二电磁波的传播。
现在参见图1，图中表示了图解说明导波通信系统的例证非限制性实施例的方框图100。操作中，传输设备101从通信网络或其他通信设备接收包括数据的一个或多个通信信号110，并生成导波120，以通过传输介质125，把所述数据传送给传输设备102。传输设备102接收导波120，并把导波120转换成包括数据的通信信号112，以便传输给通信网络或其他通信设备。可借助调制技术，比如相移键控、频移键控、正交调幅、调幅、多载波调制(比如正交频分复用)，和借助多址接入技术，比如频分复用、时分复用、码分复用、利用不同波传播模式和利用其他调制及接入策略的复用，调制导波120，以传送数据。
通信网络可包括无线通信网络，比如移动数据网络、蜂窝语音和数据网络、无线局域网(例如，wifi或802.xx网络)、卫星通信网络、个域网或其他无线网络。通信网络还可包括有线通信网络，比如电话网络、以太网、局域网、广域网(比如因特网)、宽带接入网络、有线电视网络、光纤网络或者其他有线网络。通信设备可包括网络边缘设备、网桥设备或家用网关、机顶盒、宽带调制解调器、电话适配器、接入点、基站或其他固定通信设备、移动通信设备(比如汽车网关或汽车)、膝上型计算机、平板计算机、智能电话机、蜂窝电话机或其他通信设备。
在例证实施例中，导波通信系统100可双向工作，这种情况下，传输设备102从通信网络或设备接收包括其他数据的一个或多个通信信号112，并生成导波122，以通过传输介质125，把所述其他数据传送给传输设备101。在这种操作模式下，传输设备101接收导波122，把导波122转换成包括所述其他数据的通信信号110，以便传送给通信网络或设备。可借助调制技术，比如相移键控、频移键控、正交调幅、调幅、多载波调制(比如正交频分复用)，和借助多址接入技术，比如频分复用、时分复用、码分复用、利用不同波传播模式和利用其他调制及接入策略的复用，调制导波122，以传送数据。
传输介质125可包括具有至少一个内部部分的缆线，所述至少一个内部部分被介电材料(比如绝缘体或者其他介电覆盖物、涂层或其他介电材料)环绕，所述介电材料具有外表面和相应的周长。在例证实施例中，传输介质125起单线传输线路的作用，以导引电磁波的传输。当传输介质125被实现成单线传输系统时，它可包括导线。导线可以是绝缘或非绝缘的，以及单股或多股的(例如，编织的)。在其他实施例中，传输介质125可包含其他形状或构成的导体，包括线束、缆线、杆、导轨、管子。另外，传输介质125可包括非导体，比如介电管、杆、导轨或其他介电部件；导体和介电材料的组合，无介电材料的导体，或者其他导波传输介质。应注意传输介质125另外可包括前面讨论的任意传输介质。
此外，如上所述，导波120和122可以与自由空间/空气内的无线电传输，或者借助电路，通过导线的导体的电力或信号的常规传播形成对比。除了导波120和122的传播之外，传输介质125还可视情况包含作为一个或多个电路的一部分，以常规方式传播电力或其他通信信号的一个或多个导线。
现在参见图2，图中表示了图解说明传输设备的例证非限制性实施例的方框图200。传输设备101或102包括通信接口(i/f)205、收发器210和耦合器220。
在例证操作中，通信接口205接收包括数据的通信信号110或112。在各个实施例中，通信接口205可包括用于按照无线标准协议，比如lte或其他蜂窝语音和数据协议、wifi或802.11协议、wimax协议、超宽带协议、蓝牙协议、zigbee协议、直接广播卫星(dbs)或其他卫星通信协议、或者其他无线协议，接收无线通信信号的无线接口。另外或者替代地，通信接口205包括按照以太网协议、通用串行总线(usb)协议、缆线数据业务接口规范(docsis)协议、数字用户线(dsl)协议、火线(ieee1394)协议、或者其他有线协议工作的有线接口。除基于标准的协议以外，通信接口205还可与其他有线或无线协议结合地工作。另外，通信接口205可视情况与协议栈结合地工作，所述协议栈包括多个协议层，所述多个协议层包括mac协议、传输协议、应用协议等。
在例证操作中，收发器210根据通信信号110或112，生成电磁波，以传送数据。电磁波具有至少一个载频和至少一个相应的波长。所述载频可在30ghz～300ghz的毫米波频段内，比如60ghz或者30～40ghz范围中的载频，或者在微波频率范围中的300mhz～30ghz的较低频段内，比如26～30ghz、11ghz、6ghz或3ghz，不过要意识到在其他实施例中，其他载频也是可能的。按照一种工作模式，收发器210仅仅上变频通信信号110或112，以便以由传输介质125导引或者束缚于传输介质125的导引电磁波的形式，在微波或毫米波频段中传输电磁信号。按照另一种工作模式，通信接口205或者把通信信号110或112转换成基带或近基带信号，或者从通信信号110或112提取数据，并且收发器210利用所述数据、基带或近基带信号调制高频载波，以便传输。应意识到收发器210可调制通过通信信号110或112接收的数据，以便或者通过在有效负载中封装不同的协议，或者借助简单的频移，保留通信信号110或112的一种或多种数据通信协议。替代地，收发器210可把通过通信信号110或112接收的数据转换为与通信信号110或112的数据通信协议不同的协议。
在例证操作中，耦合器220以导引电磁波的形式，把电磁波耦合到传输介质125，以便传送通信信号110或112。尽管上面的说明一直集中于收发器210作为发射器的操作，不过，收发器210也可通过耦合器220，从单线传输介质接收传送其他数据的电磁波，并通过通信接口205，生成包括所述其他数据的通信信号110或112。考虑其中额外的导引电磁波传送也沿着传输介质125传播的其他数据的实施例。耦合器220也可把该额外的电磁波从传输介质125耦合到收发器210，以便接收。
传输设备101或102包括可选的训练控制器230。在例证实施例中，训练控制器230是利用单独的处理器或者与传输设备101或102的一个或多个其他组件共享的处理器实现的。训练控制器230根据由收发器210从被耦接以接收导引电磁波的至少一个远程传输设备接收的反馈数据，为导引电磁波选择载频、调制方式和/或导波模式。
在例证实施例中，远程传输设备101或102传输的导引电磁波输送也沿着传输介质125传播的数据。可以包括反馈数据地生成来自远程传输设备101或102的数据。操作中，耦合器220还从传输介质125耦合导引电磁波，并且收发器接收该电磁波，并处理该电磁波，以提取反馈数据。
在例证实施例中，训练控制器230根据反馈数据工作，以评估多个候选频率、调制方式和/或传输模式，从而选择载频、调制方式和/或传输模式，以增强性能，比如吞吐量、信号强度、减小传播损耗等。
考虑以下例子：在训练控制器230的控制下，通过发送以耦合到传输介质125的远程传输设备102为目标的对应多个候选频率和/或候选模式的多个导波作为测试信号，比如领波(pilotwave)，或者其他测试信号，传输设备101开始操作。另外或者替代地，导波可包括测试数据。测试数据可指示信号的特定候选频率和/或导波模式。在一个实施例中，在远程传输设备102处的训练控制器230从正确接收的任意导波中，接收测试信号和/或测试数据，并确定最佳的候选频率和/或导波模式、一组可接受的候选频率和/或导波模式、或者候选频率和/或导波模式的排序。候选频率或/和导波模式的选择由训练控制器230根据一个或多个优化准则(比如接收信号强度、误码率、分组差错率、信噪比、传播损耗等)产生。训练控制器230生成指示候选频率或/和导波模式的选择的反馈数据，并把反馈数据发送给收发器210，以便传送给传输设备101。传输设备101和102随后可根据候选频率或/和导波模式的选择，相互传送数据。
在其他实施例中，包含测试信号和/或测试数据的导引电磁波由远程传输设备102反射回到、转发回到或以其他方式回送到传输设备101，以便由发起这些波的传输设备101的训练控制器230接收和分析。例如，传输设备101可向远程传输设备102发送信号，以启动测试模式，在测试模式下，在线路上切换物理反射器，终端阻抗被改变，从而导致反射，回送模式被开启，以把电磁波耦合回到源传输设备102，和/或转发器模式被启用，以放大并把电磁波重新传回源传输设备102。在源传输设备102处的训练控制器230从正确接收的任意导波中，接收测试信号和/或测试数据，并确定候选频率或/和导波模式的选择。
尽管在操作的启动或初始化模式下，说明了上面的过程，不过各个传输设备101或102也可在其他时间或者连续地发送测试信号，通过非测试，比如正常传输，评估候选频率或导波模式，或者以其他方式评估候选频率或导波模式。在例证实施例中，传输设备101和102之间的通信协议可包括应求(on-request)或周期测试模式，其中测试和评估候选频率和导波模式的子集的完全测试或更有限的测试。在其他操作模式下，由干扰、天气状况等引起的性能的劣化可触发重新进入这样的测试模式。在例证实施例中，收发器210的接收器带宽要么足够宽，要么是扫频的，以接收所有候选频率，或者可由训练控制器230有选择地调整成其中收发器210的接收器带宽足够宽或者是扫频的以接收所有候选频率的训练模式。
现在参见图3，图中表示了图解说明电磁场分布的例证非限制性实施例的示意图300。在该实施例中，空中的传输介质125包括内导体301，和介电材料的绝缘护套302，如截面中所示。示意图300包括不同的灰度级，所述不同的灰度级表示由具有不对称和非基本导波模式的导波的传播产生的不同电磁场强度。
特别地，所述电磁场分布对应于增强沿着绝缘传输介质的导引电磁波传播并且减少端到端传输损耗的“甜蜜点”模态(modal)。在这种特殊模式下，电磁波由传输介质125导引，沿着传输介质的外表面(这种情况下，绝缘护套302的外表面)传播。电磁波被部分嵌入绝缘体中，部分在绝缘体的外表面上辐射。按照这种方式，电磁波“轻松地”耦合到绝缘体，以致使长距离、低传播损耗的电磁波传播成为可能。
如图所示，导波具有主要或者基本上在用于导引电磁波的传输介质125之外的场结构。导体301之内的区域几乎不存在场。同样地，绝缘护套302之内的区域具有低场强。大部分的电磁场强度分布在位于绝缘护套302的外表面和很接近其的波瓣304中。利用在绝缘护套302的外表面的顶部和底部(按示意图的取向)处的高电磁场强度-与在绝缘护套302的其他侧的极小的场强截然相反-表示了不对称导波模式的存在。
所示的例子对应于由具有1.1cm的直径以及厚度0.36cm的介电绝缘的导线导引的38ghz电磁波。由于电磁波由传输介质125导引，并且大部分的场强集中于在绝缘护套302之外离外表面的距离有限的空气中，因此导波能够损耗很低地沿着传输介质125纵向传播。在所示的例子中，所述“有限距离”对应于离外表面的小于传输介质125的最大截面尺寸的一半的距离。这种情况下，导线的最大截面尺寸对应于1.82cm的全直径，然而，该数值可随着传输介质125的大小和形状而变化。例如，如果传输介质125为高0.3cm，宽0.4cm的矩形形状，那么最大截面尺寸会是0.5cm的对角线，对应的有限距离会为0.25cm。包含大部分的场强的区域的尺寸也随着频率而变化，通常随着载频的减小而增大。
还应注意导波通信系统的组件，比如耦合器和传输介质，对于每种导波模式，可具有它们自己的截止频率。截止频率通常陈述特定导波模式被设计成由该特定组件支持的最低频率。在例证实施例中，由频率在所示传播的特定不对称模式的下截止频率fc的有限范围(比如fc～2fc)内的电磁波，在传输介质125上感生该特定不对称模式。下截止频率fc特定于传输介质125的特性。对所示的包括被绝缘护套302环绕的内导体301的实施例来说，所述截止频率可根据绝缘护套302的尺寸和性质，并且可能根据内导体301的尺寸和性质而变化，并且可通过实验确定，以具有期望的模式图案。然而应注意，对于无内导体的中空电介质或绝缘体，也可发现类似的效果。这种情况下，截止频率可根据中空电介质或绝缘体的尺寸和性质而变化。
在低于下截止频率的频率下，不对称模式难以在传输介质125中感生，不能传播(除了传播微不足道的距离之外)。当频率增大到关于截止频率的有限频率范围之上时，不对称模式越来越向绝缘护套302的内部移动。在远大于截止频率的频率下，场强不再集中在绝缘护套之外，而是主要集中在绝缘护套302之内。尽管传输介质125为电磁波提供强导引，从而传播仍然是可能的，不过由在绝缘护套302内-而不是在周围空气内-的传播引起的增大的损耗进一步限制范围。
现在参见图4，图中表示了图解说明电磁场分布的例证非限制性实施例的示意图400。特别地，表示了类似于图3的截面图400，相同的附图标记用于表示相似的元件。所示的例子对应于由具有1.1cm的直径，厚度0.36cm的介电绝缘的导线导引的60ghz波。由于导波的频率高于该特定不对称模式的截止频率的有限范围，因此大部分的场强已移向绝缘护套302的内部。特别地，场强主要集中在绝缘护套302的内部。尽管传输介质125为电磁波提供强导引，从而传播仍然是可能的，不过与图3的实施例相比，由在绝缘护套302内的传播引起的增大的损耗进一步限制了范围。
现在参见图5a，图中表示了图解说明频率响应的例证非限制性实施例的示意图。特别地，示意图500呈现了200cm绝缘中压导线的在3个点处叠加以电磁场分布510、520和530的随频率变化的端到端损耗(db)的曲线图。在各个电磁场分布中，绝缘体和周围空气之间边界用附图标记525表示。
如结合图3所述，频率在传输介质125对于所示传播的期望不对称模式的下截止频率fc的有限范围(比如fc～2fc)内的电磁波，在传输介质125上感生该特定不对称模式的传播的示例。特别地，在6ghz的电磁场分布520属于增强沿着绝缘传输介质的电磁波传播并减少端到端传输损耗的“甜蜜点”模态。在该特定模式下，导波被部分嵌入绝缘体中，部分在绝缘体的外表面上辐射。按照这种方式，电磁波“轻松地”耦合到绝缘体，以致使长距离低传播损耗的导引电磁波传播成为可能。
在利用3ghz下的电磁场分布510表示的较低频率下，不对称模式辐射更严重，产生更高的传播损耗。在利用9ghz下的电磁场分布530表示的较高频率下，不对称模式越来越多地移向绝缘护套的内部，提供过多的吸收，同样产生更高的传播损耗。
现在参见图5b，图中表示了图解说明传输介质125(比如绝缘导线)的纵向截面的例证非限制性实施例的示意图550，示意图550描述在各个工作频率下的导引电磁波的场。如在图556中所示，当导引电磁波大约在对应于“甜蜜点”模态的截止频率(fc)时，导引电磁波松散地耦合到绝缘导线，以致吸收被减少，导引电磁波的场被充分束缚，从而减少辐射到环境(例如，空气)中的量。由于导引电磁波的场的吸收和辐射都较低，因此传播损耗低，使导引电磁波能够传播更长的距离。
如图554中所示，当导引电磁波的工作频率增大到大约截止频率(fc)的两倍之上-或者称为“甜蜜点”的范围之上时，传播损耗增大。电磁波的大部分场强被驱赶到绝缘层之内，从而增大传播损耗。在远大于截止频率(fc)的频率下，作为导引电磁波发射的场被集中在导线的绝缘层中的结果，导引电磁场被有力地束缚于绝缘导线，如图552中所示。归因于绝缘层对导引电磁波的吸收，这又进一步增大传播损耗。类似地，当导引电磁波的工作频率大大低于截止频率(fc)时，传播损耗增大，如图558中所示。在远低于截止频率(fc)的频率下，导引电磁波虚弱地(或者名义上)束缚于绝缘导线，从而倾向于辐射到环境(例如，空气)中，归因于导引电磁波的辐射，这又增大传播损耗。
现在参见图6，图中表示了图解说明电磁场分布的例证非限制性实施例的示意图600。在该实施例中，传输介质602是裸线，如截面中所示。示意图300包括不同的灰度级，所述不同的灰度级表示在单一载频下，由具有对称和基本导波模式的导波的传播产生的不同电磁场强度。
在这种特殊模式下，电磁波由传输介质602导引，沿着传输介质的外表面-这种情况下，裸线的外表面-传播。电磁波“轻松地”耦合到导线，以致使长距离低传播损耗的电磁波传播成为可能。如图所示，导波具有基本上位于用于导引电磁波的传输介质602之外的场结构。导体602内的区域几乎不存在场。
现在参见图7，图中表示了图解说明弧形耦合器的例证非限制性实施例的方框图700。特别地，呈现了供传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)之用的耦合设备。所述耦合设备包括耦接到发射器电路712和终端或阻尼器714的弧形耦合器704。弧形耦合器704可由介电材料或者其他低损耗绝缘体(例如，特氟隆、聚乙烯等)构成，或者由导电(例如，金属、非金属等)材料构成，或者由上述材料的任意组合构成。如图所示，弧形耦合器704起波导作用，使波706以导波的形式，在弧形耦合器704的波导面周围传播。在所示的实施例中，弧形耦合器704的至少一部分可被放置在导线702或其他传输介质(比如传输介质125)附近，以便如本文中所述，便利弧形耦合器704和导线702或其他传输介质之间的耦合，以在导线上发射导波708。弧形耦合器704可被放置成以致弯曲的弧形耦合器704的一部分与导线702相切，以及平行于或者大体平行于导线702。弧形耦合器704的平行于导线的部分可以是曲线的顶点，或者曲线的切线与导线702平行的任意点。当这样布置或放置弧形耦合器704时，沿着弧形耦合器704传播的波706至少部分耦合到导线702，并且以导波708的形式环绕或者在导线702的导线表面周围，沿着导线702纵向传播。导波708可被表征为由导线702或其他传输介质导引，或者束缚于导线702或其他传输介质的表面波或其他电磁波。
波706的未耦合到导线702的部分以波710的形式，沿着弧形耦合器704传播。要意识到弧形耦合器704可相对于导线702被配置和布置在多个位置，以实现期望的波706与导线702的耦合或非耦合水平。例如，平行于或大体平行于导线702的弧形耦合器704的曲率和/或长度，以及其与导线702的分隔距离(在一实施例中，它可包括零分隔距离)可被改变，而不脱离例证实施例。同样地，可根据导线702和弧形耦合器704的相应内在特性(例如，厚度、组成、电磁性质等)，以及波706和708的特性(例如，频率、能级等)的考虑，改变弧形耦合器704相对于导线702的布置。
即使当导线702弯折时，导波708仍然保持平行或大体平行于导线702。导线702中的弯曲会增大传输损耗，传输损耗还取决于导线直径、频率和材料。如果为了高效地传递功率而选择弧形耦合器704的尺寸，那么波706中的大部分功率被传递给导线702，少量功率留在波710中。要意识到在有或没有基本传输模式，沿着平行或大体平行于导线702的路径传播时，导波708本质上可仍然是多模态的(在本文中讨论)，包括非基本或不对称的模式。在一实施例中，可以利用非基本或不对称模式，使传输损耗降到最小，和/或获得增大的传播距离。
注意用语“平行”一般是在真实系统中，通常不能完全实现的几何构造。因而，当用于描述在本公开中公开的实施例时，在本公开中利用的用语“平行”表示近似，而不是精确的构形。在一实施例中，大体平行可包括在所有维度，在绝对平行的30°范围内的近似。
在一实施例中，波706可表现出一种或多种波传播模式。弧形耦合器模式可取决于耦合器704的形状和/或设计。波706的所述一种或多种弧形耦合器模式可产生、影响或冲击沿着导线702传播的导波708的一种或多种波传播模式。然而应特别注意的是存在于导波706中的导波模式可与导波708的导波模式相同或不同。这样，导波706的一种或多种导波模式可以不被转移到导波708，此外，导波708的一种或多种导波模式可以不是已存在于导波706中。还应注意弧形耦合器704对于特定导波模式的截止频率可不同于导线702或其他传输介质对于该相同模式的截止频率。例如，尽管可使导线702或其他传输介质在略高于其对于特定导波模式的截止频率下工作，不过，可使弧形耦合器704在远高于其对于该相同模式的截止频率下工作，以便损耗低，在略低于其对于该相同模式的截止频率下工作，以便例如引起更大的耦合和功率传递，或者在相对于弧形耦合器对于该模式的截止频率的某个其他点工作。
在一实施例中，导线702上的波传播模式可类似于弧形耦合器模式，因为波706和708都分别在弧形耦合器704和导线702的外部附近传播。在一些实施例中，当波706耦合到导线702时，归因于弧形耦合器704和导线702之间的耦合，模式可改变形式，或者可以创建或产生新的模式。例如，弧形耦合器704和导线702的尺寸、材料和/或阻抗的差异可能产生不存在于弧形耦合器模式中的额外模式，和/或抑制弧形耦合器模式中的一些模式。波传播模式可包含基本横向电磁模式(准-tem00)，其中只有很小的电场和/或磁场沿着传播方向延伸，并且电场和磁场径向向外延伸，而导波沿着导线传播。这种导波模式可以是环形的，其中几乎没有电磁场存在于弧形耦合器704或导线702内。
波706和708可包含其中各个场径向向外延伸的基本tem模式，还包含其他非基本模式(例如，不对称模式，更高级别模式等)。尽管上面讨论了特定的波传播模式，不过，根据采用的频率、弧形耦合器704的设计、导线702的尺寸和组成以及其表面特性、其绝缘(如果存在的话)、周围环境的电磁特性等，其他波传播模式也是可能的，比如横向电(te)模式和横向磁(tm)模式。应注意取决于频率、导线702的电和物理特性以及产生的特殊波传播模式，导波708可沿着氧化非绝缘导线、未氧化的非绝缘导线、绝缘导线的导电表面和/或沿着绝缘导线的绝缘表面传播。
在一实施例中，弧形耦合器704的直径小于导线702的直径。对于使用的毫米波段波长，弧形耦合器704支持组成波706的单波导模式。当其作为导波708耦合到导线702时，这种单波导模式会变化。如果弧形耦合器704较大，那么能够支持不止一种波导模式，不过这些额外的波导模式可能不会高效地耦合到导线702，从而会导致较高的耦合损耗。然而，在一些备选实施例中，弧形耦合器704的直径可以等于或大于导线702的直径，例如，在较高的耦合损耗是可取的情况下，或者当结合其他技术一起使用，以另外降低耦合损耗时(例如，利用渐细的阻抗匹配(impedancematchingwithtapering)等)。
在一实施例中，波706和708的波长在大小方面与弧形耦合器704和导线702的周长相当，或者小于所述周长。在例子中，如果导线702具有0.5cm的直径，和约1.5cm的对应周长，那么传输的波长约为1.5cm或者更小，对应于70ghz或更大的频率。在另一个实施例中，传输和载波信号的适当频率在30～100ghz的范围内，可能大约30～60ghz，在一个例子中，大约38ghz。在一实施例中，当弧形耦合器704和导线702的周长在大小方面与传输的波长相当，或者大于传输的波长时，波706和708可表现出多种波传播模式，包括传播足够距离以支持记载在本文中的各种通信系统的基本和/或非基本(对称和/或不对称)模式。波706和708于是可包含不止一种电场和磁场构形。在一实施例中，当导波708沿着导线702传播时，从导线702的一端到另一端，电场和磁场构形将保持不变。在其他实施例中，当导波708遭遇干扰(畸变或障碍物)，或者归因于传输损耗或散射而损失能量时，随着导波708沿着导线702传播，电场和磁场构形会变化。
在一实施例中，弧形耦合器704可由尼龙、特氟隆、聚乙烯、聚酰胺或其他塑料构成。在其他实施例中，其他介电材料也是可能的。导线702的导线表面可以是裸露的金属面，或者可以利用塑料、电介质、绝缘体或其他涂层、护套或覆盖物使之绝缘。在一实施例中，可以使介电或另外的非导电/绝缘波导与裸线/金属导线或者绝缘导线配对。在其他实施例中，可以使金属和/或导电波导与裸线/金属导线或绝缘导线配对。在一实施例中，导线702的裸露金属面上的氧化层(例如，由把裸露的金属面暴露在氧气/空气下而产生)也可提供与利用一些绝缘体或覆盖物提供的绝缘或介电性类似的绝缘或介电性。
注意，呈现波706、708和710的图形表示仅仅是为了图解说明波706在例如充当单线传输线路的导线702上感生或以其他方式发射导波708的原理。波710代表在导波708的生成之后，残留在弧形耦合器704上的那部分波706。作为这种波传播的结果而产生的实际电场和磁场可随采用的频率、一种或多种特殊的波传播模式、弧形耦合器704的设计、导线702的尺寸和组成、以及其表面特性、其可选绝缘、周围环境的电磁性质等而变化。
注意弧形耦合器704可包括在弧形耦合器704的端部的端接电路或阻尼器714，端接电路或阻尼器714能够吸收波710的剩余辐射或能量。端接电路或阻尼器714能够避免波710的剩余辐射或能量反射回发射器电路712，和/或使所述反射降至最小。在一实施例中，端接电路或阻尼器714可包括端接电阻器，和/或进行阻抗匹配以衰减反射的其他组件。在一些实施例中，如果耦合效率足够高，和/或波710足够小，那么可不必使用端接电路或阻尼器714。为了简单起见，在其他附图中可能未描述这些发射器712和端接电路或阻尼器714，不过在这些实施例中，可能可以使用发射器和端接电路或阻尼器。
此外，尽管呈现了生成单一导波708的单个弧形耦合器704，不过，可以采用沿着导线702在不同点处和/或在导线周围成不同方位取向地放置的多个弧形耦合器704，以生成和接收相同或不同频率、相同或不同相位、相同或不同波传播模式的多个导波708。
现在参见图8，图中表示了图解说明弧形耦合器的例证非限制性实施例的方框图800。在所示的实施例中，耦合器704的至少一部分可被放置在导线702或其他传输介质(比如传输介质125)附近，以便便利弧形耦合器704和导线702或其他传输介质之间的耦合，从而提取导波806的一部分，作为导波808，如在本文中所述。弧形耦合器704可被放置成以致弯曲的弧形耦合器704的一部分与导线702相切，以及平行于或者大体平行于导线702。弧形耦合器704的平行于导线的部分可以是曲线的顶点，或者曲线的切线平行于导线702的任意点。当这样布置或放置弧形耦合器704时，沿着导线702传播的波806至少部分耦合到弧形耦合器704，并且以导波808的形式沿着弧形耦合器704传播到接收设备(未明确图示)。波806的未耦合到弧形耦合器的部分作为波810，沿着导线702或其他传输介质传播。
在一实施例中，波806可表现出一种或多种波传播模式。弧形耦合器模式可取决于耦合器704的形状和/或设计。导波806的所述一种或多种模式可产生、影响或冲击沿着弧形耦合器704传播的导波808的一种或多种导波模式。然而应特别注意的是存在于导波806中的导波模式可与导波808的导波模式相同或不同。这样，导波806的一种或多种导波模式可不被转移到导波808，此外，导波808的一种或多种导波模式可不存在于导波806中。
现在参见图9a，图中表示了图解说明短截线耦合器的例证非限制性实施例的方框图900。特别地，呈现了供传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)之用的包括短截线耦合器904的耦合设备。短截线耦合器904可由介电材料或者其他低损耗绝缘体(例如，特氟隆、聚乙烯等)构成，或者由导电(例如，金属、非金属等)材料构成，或者由上述材料的任意组合构成。如图所示，短截线耦合器904起波导作用，使波906以导波的形式，在短截线耦合器904的波导面周围传播。在所示的实施例中，短截线耦合器904的至少一部分可被放置在导线702或其他传输介质(比如传输介质125)附近，以便如本文中所述，便利短截线耦合器904和导线702或其他传输介质之间的耦合，以在导线上发射导波908。
在一实施例中，短截线耦合器904是弯曲的，短截线耦合器904的一端可被连接、固定或以其他方式机械耦接到导线702。当短截线耦合器904的所述端部被固定到导线702时，短截线耦合器904的所述端部平行或大体平行于导线702。或者，介电波导的超出端部的另一部分可被固定或耦接到导线702，以致该固定或耦接部分平行或大体平行于导线702。紧固件910可以是与短截线耦合器904分离或者构造成短截线耦合器904的集成组件的尼龙束带(cabletie)或其他种类的非导电/介电材料。短截线耦合器904可以不环绕导线702地邻近导线702。
和结合图7说明的弧形耦合器704一样，当端部平行于导线702地放置短截线耦合器904时，沿着短截线耦合器904传播的导波906耦合到导线702，并作为导波908，在导线702的导线表面周围传播。在例证实施例中，导波908可被表征为表面波或其他电磁波。
注意，呈现波906和908的图形表示仅仅是为了图解说明波906在例如充当单线传输线路的导线702上感生或以其他方式发射导波908的原理。作为这种波传播的结果而产生的实际电场和磁场可随耦合器的形状和/或设计、介电波导相对于导线的位置、采用的频率、短截线耦合器904的设计、导线702的尺寸和组成以及其表面特性、其可选绝缘、周围环境的电磁性质等中的一个或多个而变化。
在一实施例中，短截线耦合器904的一端可朝着导线702逐渐减小，以便增大耦合效率。实际上，按照本公开的例证实施例，短截线耦合器904的端部的逐渐减小可提供与导线702的阻抗匹配，和减少反射。例如，可使短截线耦合器904的一端逐渐减小，以便获得波906和908之间的期望耦合水平，如图9a中图解所示。
在一实施例中，紧固件910可被放置成以致在紧固件910和短截线耦合器904的端部之间，存在短截线耦合器904的较短长度。当对于无论什么频率被传送，超出紧固件910的短截线耦合器904的端部的长度都至少为几个波长时，在本实施例中实现最大的耦合效率。
现在参见图9b，图中表示了图解说明按照记载在本文中的各个方面的电磁分布的例证非限制性实施例的示图950。特别地，对于包括在由介电材料构成的例证短截线耦合器中所示的耦合器952的传输设备，二维地呈现电磁分布。耦合器952耦合电磁波，以便作为导波，沿着导线702或其他传输介质的外表面传播。
耦合器952通过对称导波模式，把电磁波导引到在x0处的接合点。尽管沿着耦合器952传播的电磁波的一些能量在耦合器952之外，不过，该电磁波的大部分能量包含在耦合器952之内。在x0处的接合点以与传输介质的底部对应的方位角，把电磁波耦合到导线702或其他传输介质。这种耦合感生被导引朝着方向956，通过至少一种导波模式，顺着导线702或其他传输介质的外表面传播的电磁波。被导引的电磁波的大部分能量在导线702或其他传输介质之外，但是非常接近于导线702或其他传输介质的外表面。在所示的例子中，在x0处的接合点形成通过对称模式和掠过导线702或其他传输介质的表面的至少一种不对称表面模式(比如结合图3介绍的一阶模式)传播的电磁波。
注意，呈现导波的图形表示仅仅是为了图解说明导波耦合和传播的例子。作为这种波传播的结果而产生的实际电场和磁场可随采用的频率、耦合器952的设计和/或构成、导线702或其他传输介质的尺寸和组成、以及其表面特性、其绝缘(如果存在的话)、周围环境的电磁性质等而变化。
现在参见图10a，图中例示的是按照记载在本文中的各个方面的耦合器和收发器系统的例证非限制性实施例的方框图1000。该系统是传输设备101或102的例子。特别地，通信接口1008是通信接口205的例子，短截线耦合器1002是耦合器220的例子，发射器/接收器设备1006、双工器1016、功率放大器1014、低噪声放大器1018、混频器1010和1020、以及本地振荡器1012共同构成收发器210的例子。
操作中，发射器/接收器设备1006发射和接收波(例如，短截线耦合器1002上的导波1004)。导波1004可用于传送通过通信接口1008，接收自和发送给主机设备、基站、移动设备、建筑物或其他设备的信号。通信接口1008可以是系统1000的组成部分。或者，通信接口1008可被系留到系统1000。通信接口1008可包含用于利用包括诸如红外数据协会(irda)协议之类的红外协议，或者其他视线光学协议的各种无线信令协议(例如，lte、wifi、wimax、ieee802.xx等)任意之一，对接主机设备、基站、移动设备、建筑物或其他设备的无线接口。通信接口1008还可包含有线接口，比如光纤线路、同轴缆线、双绞线、5类(cat-5)缆线、或者适应于借助诸如以太网协议、通用串行总线(usb)协议、缆线数据业务接口规范(docsis)协议、数字用户线(dsl)协议、火线(ieee1394)协议、或者其他有线或光学协议之类的协议，与主机设备、基站、移动设备、建筑物或其他设备通信的其他有线或光学介质。对于其中系统1000起转发器作用的实施例，通信接口1008可以不是必需的。
通信接口1008的输出信号(例如，tx)可以在混频器1010处与本地振荡器1012生成的载波(例如，毫米波载波)结合。混频器1010可以利用差拍变频技术或其他频移技术，对来自通信接口1008的输出信号进行频移。例如，往来于通信接口1008的信号可以是按照长期演进(lte)无线协议或其他无线3g、4g、5g或更高的语音和数据协议、zigbee、wimax、超宽带或ieee802.11无线协议；有线协议，比如以太网协议、通用串行总线(usb)协议、缆线数据业务接口规范(docsis)协议、数字用户线(dsl)协议、火线(ieee1394)协议，或者其他有线或无线协议格式化的调制信号，比如正交频分复用(ofdm)信号。在例证实施例中，可以在模拟域中，进行这种频率变换，结果，可以不考虑基站、移动设备或楼内设备使用的通信协议的种类地进行频移。当研发出新的通信技术时，通信接口1008可被升级(例如，利用软件、固件和/或硬件更新)或替换，并且频移和传输设备可以保留，从而简化升级。载波随后可被发送给功率放大器(“pa”)1014，然后可经双工器1016通过发射器/接收器设备1006被传送。
借助双工器1016，可把从发射器/接收器设备1006接收的以通信接口1008为目标的信号和其他信号分离开。接收的信号随后可被发送给低噪声放大器(“lna”)1018，以便放大。在本地振荡器1012的帮助下，混频器1020可把接收的信号(所述接收的信号在毫米波波段中，或者在一些实施例中，大约38ghz)下变频到固有频率。通信接口1008随后可在输入端口(rx)处接收该传输。
在一实施例中，发射器/接收器设备1006可包括圆柱形或非圆柱形金属(例如在一实施例中，它可以是中空的，不过不一定按比例绘制)，或者其他导电或非导电波导，并且短截线耦合器1002的一端可被放置在该波导或发射器/接收器设备1006中或附近，以致当发射器/接收器设备1006产生传输时，导波耦合到短截线耦合器1002，并以导波1004的形式，在短截线耦合器1002的波导面周围传播。在一些实施例中，导波1004可部分在短截线耦合器1002的外表面上，部分在短截线耦合器1002之内传播。在其他实施例中，导波1004可主要或者完全在短截线耦合器1002的外表面上传播。在另外的其他实施例中，导波1004可主要或者完全在短截线耦合器1002之内传播。在后一实施例中，导波1004可在短截线耦合器1002的端部(比如图4中所示的逐渐减小的端部)辐射，以便耦合到诸如图7的导线702之类的传输介质。类似地，如果导波1004到来(从导线702耦合到短截线耦合器1002)，那么导波1004随后进入发射器/接收器设备1006，并耦合到圆柱形波导或导电波导。尽管发射器/接收器设备1006被表示成包括单独的波导--不过在有或没有单独波导的情况下，可以采用天线、空腔谐振器、速调管、磁控管、行波管或者其他辐射元件在耦合器1002上感生导波。
在一实施例中，短截线耦合器1002可以完全由介电材料(或者另一种适当的绝缘材料)构成，其中无任何金属材料或另外的导电材料。短截线耦合器1002可由尼龙、特氟隆、聚乙烯、聚酰胺、其他塑料、或者不导电并且适合于使电磁波至少部分在其外表面上的传输更容易的其他材料构成。在另一个实施例中，短截线耦合器1002可包括导电/金属芯，并且具有外部介电表面。类似地，除是裸线或绝缘导线之外，耦接到短截线耦合器1002，用于传播由短截线耦合器1002感生的电磁波，或者用于把电磁波提供给短截线耦合器1002的传输介质还可完全由介电材料(或者另一种适当的绝缘材料)构成，其中无任何金属材料或另外的导电材料。
注意尽管图10a表示发射器/接收器设备1006的开口远大于短截线耦合器1002，不过这不是按比例的，在其他实施例中，短截线耦合器1002的宽度与中空波导的开口相当或者稍小。另外尽管未图示，不过在一实施例中，耦合器1002的插入发射器/接收器设备1006中的一端逐渐减小，以便减少反射和增大耦合效率。
在耦合到短截线耦合器1002之前，发射器/接收器设备1006生成的导波的一种或多种波导模式可耦合到短截线耦合器1002，以感生导波1004的一种或多种波传播模式。归因于中空金属波导和介电波导的不同特性，导波1004的波传播模式可不同于中空金属波导模式。例如，导波1004的波传播模式可包含基本横向电磁模式(准-tem00)，其中只有很小的电场和/或磁场沿着传播的方向延伸，并且电场和磁场从短截线耦合器1002径向向外延伸，而导波沿着短截线耦合器1002传播。在中空的波导内部，可能存在或不存在基本横向电磁模式波传播模式。于是，发射器/接收器设备1006使用的中空金属波导模式是能够有效且高效地耦合到短截线耦合器1002的波传播模式的波导模式。
要意识到发射器/接收器设备1006和短截线耦合器1002的其他结构或组合也是可能的。例如，如图10b的附图标记1000'所示，可相对于发射器/接收器设备1006'(对应电路未图示)的中空金属波导的外表面，相切或平行(有或没有间隙)地放置短截线耦合器1002'。在未用附图标记1000'表示的另一个实施例中，短截线耦合器1002'可被放置在发射器/接收器设备1006'的中空金属波导之内，而短截线耦合器1002'的轴不与发射器/接收器设备1006'的中空金属波导的轴同轴对准。在这两个实施例任意之一中，发射器/接收器设备1006'产生的导波可耦合到短截线耦合器1002'的表面，从而在短截线耦合器1002'上感生导波1004'的一种或多种波传播模式，包括基本模式(例如，对称模式)和/或非基本模式(例如，不对称模式)。
在一个实施例中，导波1004'可部分在短截线耦合器1002'的外表面上传播，部分在短截线耦合器1002'之内传播。在另一个实施例中，导波1004'可主要或者完全在短截线耦合器1002'的外表面上传播。在另外的其他实施例中，导波1004'可主要或者完全在短截线耦合器1002'之内传播。在后一实施例中，导波1004'可在短截线耦合器1002'的端部(比如图9中所示的逐渐减小的端部)辐射，以便耦合到比如图9的导线702之类的传输介质。
要进一步意识到发射器/接收器设备1006的其他结构也是可能的。例如，如图10b中的附图标记1000″所示，在不使用短截线耦合器1002的情况下，可相对于诸如图4的导线702之类的传输介质的外表面，相切或平行(有或没有间隙)地放置发射器/接收器设备1006″(对应电路未图示)的中空金属波导。在该实施例中，发射器/接收器设备1006″产生的导波可耦合到导线702的表面，从而在导线702上感生导波908的一种或多种波传播模式，包括基本模式(例如，对称模式)和/或非基本模式(例如，不对称模式)。在另一个实施例中，在不使用短截线耦合器1002的情况下，导线702可被布置在发射器/接收器设备1006″'(对应电路未图示)的中空金属波导内，以致导线702的轴与中空金属波导的轴同轴(或不同轴)对准-参见图10b的附图标记1000″'。在这个实施例中，发射器/接收器设备1006″'产生的导波可耦合到导线702的表面，从而在该导线上感生导波908的一种或多种波传播模式，包括基本模式(例如，对称模式)和/或非基本模式(例如，不对称模式)。
在1000″和1000″'的实施例中，对于具有绝缘外表面的导线702，导波908可部分在绝缘体的外表面上传播，部分在绝缘体之内传播。在一些实施例中，导波908可主要或完全在绝缘体的外表面上传播，或者主要或完全在绝缘体之内传播。在1000″和1000″'的实施例中，对于作为裸导体的导线702，导波908可部分在导体的外表面上传播，部分在导体之内传播。在另一个实施例中，导波908可主要或完全在导体的外表面上传播。
现在参见图11，图中表示了图解说明双短截线耦合器的例证非限制性实施例的方框图1100。特别地，呈现了供传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)之用的双耦合器设计。在一实施例中，可在导线1102周围布置两个或更多个耦合器(比如短截线耦合器1104和1106)，以便接收导波1108。在一实施例中，一个耦合器足以接收导波1108。这种情况下，导波1108耦合到耦合器1104，并作为导波1110传播。如果由于特定的导波模式或者各种外部因素，导波1108的场结构环绕导线1102振荡或波动，那么耦合器1106可被放置成以致导波1108耦合到耦合器1106。在一些实施例中，可环绕导线1102的一部分，例如相对于彼此成90°或另一间隔地放置4个或更多个耦合器，以便接收可环绕导线1102振荡或波动的、在不同的方位取向下感生的或者具有例如具有取决于取向的波瓣和/或空区域或其他不对称性的非基本或高阶模式的导波。然而，要意识到环绕导线1102的一部分放置的耦合器可以少于或多于4个，而不脱离例证实施例。
应注意尽管耦合器1106和1104被例示成短截线耦合器，不过，同样可以使用记载在本文中的任意其他耦合器设计，包括弧形耦合器、天线或喇叭耦合器、磁耦合器等。还要意识到尽管一些例证实施例呈现了环绕导线1102的至少一部分的多个耦合器，不过，所述多个耦合器也可被视为具有多个耦合器子组件的单个耦合器系统的一部分。例如，两个或更多个耦合器可被制造成可在单次安装中，安装在导线周围的单一系统，以致按照该单一系统，耦合器或者是预置的或者可相对于彼此调整(借助诸如电动机或其他致动器之类的可控制机构，手动或者自动调整)。
耦接到耦合器1106和1104的接收器可利用分集合并，来组合从耦合器1106和1104两者接收的信号，以使信号质量达到最高。在其他实施例中，如果耦合器1104和1106中的一个或另一个收到高于预定阈值的传输，那么在决定要使用哪个信号时，接收器可利用选择分集。此外，尽管例示了利用多个耦合器1106和1104的接收，不过，同样可发生相同构成中的利用耦合器1106和1104的传输。特别地，对于其中传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)包括多个收发器和多个耦合器的传输，可以采用各种各样的多入多出(mimo)传输和接收技术。
注意，呈现波1108和1110的图形表示仅仅是为了图解说明导波1108在耦合器1104上感生或以其他方式发射波1110的原理。作为这种波传播的结果而产生的实际电场和磁场可随采用的频率、耦合器1104的设计、导线1102的尺寸和组成以及其表面特性、其绝缘(如果有的话)、周围环境的电磁性质等而变化。
现在参见图12，图中表示了图解说明转发器系统的例证非限制性实施例的方框图1200。特别地，呈现了供传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)之用的转发器设备1210。在该系统中，两个耦合器1204和1214可被放置在导线1202或者其他传输介质附近，以致沿着导线1202传播的导波1205作为波1206(例如，作为导波)，被耦合器1204提取，随后由转发器设备1210增强或转发，以及作为波1216(例如，作为导波)被发射到耦合器1214上。波1216随后可被发射到导线1202上，并作为导波1217继续沿着导线1202传播。在一实施例中，通过与导线1202的磁耦合(例如当导线1202是输电线或者包含电力承载导体时)，转发器设备1210可接收用于增强或转发的功率的至少一部分。应注意尽管耦合器1204和1214被例示成短截线耦合器，不过，同样可以使用记载在本文中的任意其他耦合器设计，包括弧形耦合器、天线或喇叭耦合器、磁耦合器等。
在一些实施例中，转发器设备1210可转发与波1206关联的传输，在其他实施例中，转发器设备1210可包括从波1206中，提取数据或其他信号的通信接口205，以便把这样的数据或信号作为通信信号110或112，提供给另一个网络和/或一个或多个其他设备，和/或从另一个网络和/或一个或多个其他设备接收通信信号110或112，并发射把接收的通信信号110或112嵌入其中的导波1216。在转发器构成中，接收器波导1208可从耦合器1204接收波1206，发射器波导1212可把导波1216作为导波1217，发射到耦合器1214上。在接收器波导1208和发射器波导1212之间，嵌入导波1206和/或导波1216中的信号本身可被放大，以校正信号损失以及与导波通信相关的其他低效率，或者信号可被接收和处理，以提取包含在其中的数据，并重新生成信号，以便传输。在一实施例中，接收器波导1208可被配置成从信号中提取数据，处理数据，以便利用例如纠错码校正数据错误，和利用校正后的数据，重新生成更新的信号。发射器波导1212随后可传送更新的信号被嵌入其中的导波1216。在一实施例中，可从传输中提取并处理嵌入导波1206中的信号，以便作为通信信号110或112，经通信接口205，与另一个网络和/或一个或多个其他设备通信。类似地，通信接口205接收的通信信号110或112可被插入由发射器波导1212生成并发射到耦合器1214上的导波1216的传输中。
注意，尽管图12表示分别从左侧进入，从右侧退出的导波传输1206和1216，不过，这仅仅是一种简化，而不是限制性的。在其他实施例中，接收器波导1208和发射器波导1212也可分别起发射器和接收器作用，从而允许转发器设备1210是双向的。
在一实施例中，转发器设备1210可被放置在导线1202或其他传输介质上存在间断或障碍物的位置处。在导线1202是输电线的情况下，这些障碍物可包括变压器、连接器、电线杆和其他这样的输电线设备。转发器设备1210可帮助导波(例如，表面波)跳过线路上的这些障碍物，同时增强传输功率。在其他实施例中，可以利用耦合器跳过障碍物，而不使用转发器设备。在这样的实施例中，耦合器的两端可被连接或固定到导线，从而为导波提供行进路径，而不被障碍物阻断。
现在参见图13，图中图解说明的是按照记载在本文中的各个方面的双向转发器的例证非限制性实施例的方框图1300。特别地，呈现了供传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)之用的双向转发器设备1306。应注意尽管耦合器被例示成短截线耦合器，不过，同样可以使用记载在本文中的任意其他耦合器设计，包括弧形耦合器、天线或喇叭耦合器、磁耦合器等。在存在两条或更多条导线或其他传输介质的情况下，双向转发器1306可以采用分集路径。由于对于不同种类的传输介质，比如绝缘导线、非绝缘导线或其他种类的传输介质，导波传输具有不同的传输效率和耦合效率，并且此外如果暴露在自然环境中，那么导波传输会受天气以及其他大气条件影响，因此有利的是在某些时间，有选择地在不同的传输介质上进行传输。在各个实施例中，各个传输介质可被指定为主传输介质、次传输介质、第三传输介质等，而不论这样的指定是否指示一种传输介质优先于另一种传输介质。
在所示的实施例中，传输介质包括绝缘或非绝缘导线1302和绝缘或非绝缘导线1304(这里分别称为导线1302和1304)。转发器设备1306利用接收器耦合器1308，接收沿着导线1302传播的导波，并利用发射器波导1310，沿着导线1304，以导波的形式转发该传输。在其他实施例中，转发器设备1306可从导线1304切换到导线1302，或者可沿着相同路径转发传输。转发器设备1306可包括传感器，或者可以与指示会影响传输的状况的传感器(或者图16a中描述的网络管理系统1601)通信。根据从传感器接收的反馈，转发器设备1306能够判定是沿着相同的导线继续所述传输，还是把所述传输转移到另一条导线。
现在参见图14，图中例示的是图解说明双向转发器系统的例证非限制性实施例的方框图1400。特别地，呈现了供传输设备(比如结合图1介绍的传输设备101或102)之用的双向转发器系统。双向转发器系统包括接收和传送来自位于分布式天线系统或回程系统中的其他耦合设备的传输的波导耦合设备1402和1404。
在各个实施例中，波导耦合设备1402可接收来自另一个波导耦合设备的传输，其中所述传输具有多个子载波。双工器1406可把所述传输和其他传输分开，并把所述传输定向到低噪声放大器(“lna”)1408。在本地振荡器1412的帮助下，混频器1428可把传输(所述传输在毫米波波段中，或者在一些实施例中，大约38ghz)下变频到较低频率，比如用于分布式天线系统的蜂窝频段(～1.9ghz)、固有频率或者用于回程系统的其他频率。提取器(或分用器)1432可提取子载波上的信号，并把所述信号定向到输出组件1422，以便由功率放大器1424进行可选的放大、缓存或隔离，从而耦接到通信接口205。通信接口205可进一步处理从功率放大器1424接收的信号，或者把所述信号通过无线或有线接口传送给其他设备，比如基站、移动设备、建筑物等。对于未在该位置处被提取的信号，提取器1432可把它们重定向到另一个混频器1436，在所述另一个混频器1436，所述信号被用于调制由本地振荡器1414生成的载波。载波连同其子载波被定向到功率放大器(“pa”)1416，然后经双工器1420，由波导耦合设备1404重传给另一个系统。
lna1426可用于放大、缓存或隔离由通信接口205接收的信号，随后把信号发送给复用器1434，复用器1434合并所述信号和从波导耦合设备1404接收的信号。从耦合设备1404接收的信号已由双工器1420分离，随后通过lan1418，并由混频器1438下变频。当信号由复用器1434组合时，它们由混频器1430上变频，随后由pa1410增强，随后由波导耦合设备1402传送给另一个系统。在一实施例中，双向转发器系统可以仅仅是无输出设备1422的转发器。在该实施例中，不利用复用器1434，来自lna1418的信号会被定向到混频器1430，如前所述。要意识到在一些实施例中，也可利用两个不同并且分离的单向转发器，实现双向转发器系统。在备选实施例中，双向转发器系统也可以是增强器，或者不进行下变频和上变频地进行重传。实际上在例证实施例中，重传可以基于接收信号或导波，并在信号或导波的重传之前，进行某些信号或导波处理或整形、滤波和/或放大。
现在参见图15，图中表示了图解说明导波通信系统的例证非限制性实施例的方框图1500。该方框图描述了其中可以使用导波通信系统，比如结合图1介绍的导波通信系统的例证环境。
为了提供与另外的基站设备的网络连接，链接通信小区(例如，微小区和宏小区)和核心网络的网络设备的回程网络相应地扩大。类似地，为了提供与分布式天线系统的网络连接，链接基站设备及其分布式天线的扩展通信系统也是合乎需要的。可以提供如图15中所示的导波通信系统1500，以使备选的增加或者额外的网络连接成为可能，并且可提供波导耦合系统，以在传输介质(比如起单线传输线路(例如，公用事业线路)作用，可以用作波导，和/或以其他方式工作，以导引电磁波的传输的导线)上传送和/或接收导波(例如，表面波)通信。
导波通信系统1500可包含配电系统1550的第一实例，配电系统1550包括通信耦接到中央局1501和/或宏小区站点1502的一个或多个基站设备(例如，基站设备1504)。基站设备1504可利用有线(例如光纤和/或缆线)连接，或者利用无线(例如，微波无线)连接，连接到宏小区站点1502和中央局1501。配电系统1560的第二实例可被用于向移动设备1522，以及向住宅和/或商用设施1542(本文中称为设施1542)提供无线语音和数据服务。系统1500可具有配电系统1550和1560的其他实例，用于向如图15中所示的移动设备1522-1524和设施1542提供语音和/或数据服务。
诸如宏小区站点1502之类的宏小区可具有与移动网络和基站设备1504的专用连接，或者可共享和/或以其他方式利用另外的连接。中央局1501可被用于向移动设备1522-1524和设施1542分配媒体内容和/或提供因特网服务提供商(isp)服务。中央局1501可从卫星1530(图15中表示了其中的一个)的星座或者其他内容源接收媒体内容，并通过配电系统1550和1560的第一及第二实例，把这样的内容分配给移动设备1522-1524及设施1542。中央局1501也可通信耦接到因特网1503，以便向移动设备1522-1524及设施1542提供因特网数据服务。
基站设备1504可以安装在或者附加在电线杆1516上。在其他实施例中，基站设备1504可以在变压器附近，和/或在位于输电线附近的其他位置。基站设备1504可以使移动设备1522和1524与移动网络的连接更容易。分别安装在电线杆1518和1520上或附近的天线1512和1514可从基站设备1504接收信号，并把这些信号传送给与如果天线1512和1514位于基站设备1504上或附近相比，宽广得多的区域内的移动设备1522和1524。
要注意到为了简单起见，图15在配电系统1550和1560的每个实例中，显示了带有1个基站设备的3根电线杆。在其他实施例中，电线杆1516可具有更多的基站设备，具有分布式天线和/或与设施1542的系留连接的更多根电线杆也是可能的。
传输设备1506，比如结合图1介绍的传输设备101或102，可通过连接电线杆1516、1518和1520的公用事业线路或输电线，把信号从基站设备1504传送给天线1512和1514。为了传送信号，无线电源和/或传输设备1506(例如借助混频)把来自基站设备1504的信号上变频或者以其他方式转换成毫米波段信号，并且传输设备1506发射毫米波段波，如在前面的实施例中所述，所述波以沿着公用事业线路或其他导线传播的导波的形式传播。在电线杆1518处，另一个传输设备1508接收所述导波(并且视情况能够根据需要或按照要求，放大所述导波，或者起转发器作用，以接收和再生所述导波)，并在公用事业线路或其他导线上以导波的形式，向前发送该导波。传输设备1508还可从毫米波段导波中提取信号，并把所述信号下变频或以其他方式转换成其原始蜂窝频段频率(例如，1.9ghz或其他规定的蜂窝频率)，或者另一个蜂窝(或非蜂窝)频段频率。天线1512可把下变频的信号无线传送给移动设备1522。传输设备1510、天线1514和移动设备1524可以根据需要或按照要求，重复该处理。
来自移动设备1522和1524的传输也可分别被天线1512和1514接收。传输设备1508和1510能够把蜂窝频段信号上变频或以其他方式转换到微波波段，并通过输电线，把所述信号作为导波(例如，表面波或其他电磁波)传输传送给基站设备1504。
中央局1501接收的媒体内容可经基站设备1504，被提供给配电系统1560的第二实例，以便分配给移动设备1522和设施1542。可利用一个或多个有线连接，或者无线接口，把传输设备1510系留到设施1542。所述一个或多个有线连接可包括(但不限于)输电线、同轴缆线、光缆、双绞线缆线、导波传输介质或者其他适合于媒体内容的分配和/或提供因特网服务的有线介质。在例证实施例中，出自传输设备1510的有线连接可通信耦接到位于一个或多个对应的服务区接口(sai-未图示)或基座处的一个或多个甚高比特率数字用户线(vdsl)调制解调器，每个sai或基座向设施1542的一部分提供服务。vdsl调制解调器可用于有选择地向位于设施1542中的网关(未图示)分配媒体内容和/或提供因特网服务。sai或基座也可通过有线介质，比如输电线、同轴缆线、光缆、双绞线缆线、导波传输介质或其他适当的有线介质，通信耦接到设施1542。在其他例证实施例中，传输设备1510可以无诸如sai或基座之类的中间接口地直接通信耦接到设施1542。
在另一个例证实施例中，系统1500可采用分集路径，其中在电线杆1516、1518和1520之间，成一行地排列两条或更多条公用事业线路或其他导线(例如，电线杆1516和1520之间的两条或更多条导线)，并且沿着公用事业线路或其他导线的表面，以导波的形式传送来自基站/宏小区站点1502的冗余传输。公用事业线路或其他导线可以是绝缘的或非绝缘的，取决于导致传输损耗的环境条件，耦合设备可以有选择地从绝缘或非绝缘公用事业线路或其他导线接收信号。所述选择可以基于导线的信噪比的测量结果，或者基于确定的天气/环境条件(例如，湿度检测器，天气预报等)。和系统1500一起的分集路径的使用能够实现备选路由能力、负载均衡、增强的负载处理、并发的双向或同步通信、扩展频谱通信等。
注意，图15中的传输设备1506、1508和1510的使用只是作为例子，在其他实施例中，其他使用也是可能的。例如，传输设备可以用在回程通信系统中，提供与基站设备的网络连接。在理想的是通过导线(不论是绝缘的还是非绝缘的)，传送导波通信的许多情况下，都可使用传输设备1506、1508和1510。归因于不接触或者与可传送高电压的导线的有限物理和/或电接触，传输设备1506、1508和1510比其他耦合设备有所改进。传输设备可以位于离开导线(例如，与导线间隔开)之处，和/或位于导线上，只要它不与导线电接触即可，因为电介质充当绝缘体，从而允许成本低、容易和/或不太复杂的安装。然而如前所述，例如在其中导线对应于电话网络、有线电视网络、宽带数据服务、光纤通信系统或者采用低电压或具有绝缘传输线路的其他网络的构形中，可以采用导电或非介电耦合器。
此外注意，尽管在一实施例中例示了基站设备1504和宏小区站点1502，不过其他网络构形也是可能的。例如，可按照类似的方式，采用诸如接入点或其他无线网关之类的设备，以便扩展其他网络(比如无线局域网、无线个域网或者按照诸如802.11协议、wimax协议、超宽带协议、蓝牙协议、zigbee协议或其他无线协议工作的其他无线网络)的范围。
现在参见图16a&16b，图中表示了图解说明用于管理电网通信系统的系统的例证非限制性实施例的方框图。参见图16a，呈现了供导波通信系统(比如结合图15介绍的系统)之用的波导系统1602。波导系统1602可包含传感器1604、电力管理系统1605、包括至少一个通信接口205、收发器210和耦合器220的传输设备101或102。
按照记载在本公开中的实施例，波导系统1602可耦合到输电线1610，以使导波通信更容易。在例证实施例中，传输设备101或102包括耦合器220，以便如在本公开中所述，在输电线1610的表面上感生沿着输电线1610的表面纵向传播的电磁波。传输设备101或102还可充当如图12-13中所示，用于在同一输电线1610上重传电磁波或者在输电线1610之间路由电磁波的转发器。
传输设备101或102包括收发器210，收发器210被配置成例如把在原始频率范围下工作的信号上变频到在载频下工作、表现出载频或者与载频关联的电磁波，所述电磁波沿着耦合器传播，以感生沿着输电线1610的表面传播的对应导引电磁波。载频可用具有定义电磁波的带宽的上下截止频率的中心频率表示。输电线1610可以是具有导电表面或绝缘表面的导线(例如，单绞线或多绞线)。收发器210还可从耦合器220接收信号，并把在载频下工作的电磁波下变频到在其原始频率下的信号。
传输设备101或102的通信接口205接收的上变频用信号可包括(但不限于)由中央局1611通过通信接口205的有线或无线接口供给的信号、由基站1614通过通信接口205的有线或无线接口供给的信号、由移动设备1620传送给基站1614以便通过通信接口205的有线或无线接口输送的无线信号、由楼内通信设备1618通过通信接口205的有线或无线接口供给的信号、和/或由在通信接口205的无线通信范围中漫游的移动设备1612提供给通信接口205的无线信号。在诸如图12-13中所示的其中波导系统1602起转发器作用的实施例中，通信接口205可包括在或者可不包括在波导系统1602中。
沿着输电线1610的表面传播的电磁波可被调制和格式化，以包括数据的分组或帧，所述数据的分组或帧包括数据有效负载，还包括连网信息(比如用于识别一个或多个目的地波导系统1602的报头信息)。连网信息可由波导系统1602或者始发设备(比如中央局1611、基站1614、移动设备1620或楼内设备1618，或者它们的组合)提供。另外，调制的电磁波可包括用于减轻信号干扰的纠错数据。连网信息和纠错数据可由目的地波导系统1602用于检测以其为目标的传输，和用于降频变换及利用纠错数据传输进行处理，所述传输包括以通信耦接到目的地波导系统1602的接收通信设备为目标的语音和/或数据信号。
现在参见波导系统1602的传感器1604，传感器1604可包含温度传感器1604a、干扰检测传感器1604b、能量损失传感器1604c、噪声传感器1604d、振动传感器1604e、环境(例如，天气)传感器1604f和/或图像传感器1604g中的一个或多个。温度传感器1604a可用于测量环境温度、传输设备101或102的温度、输电线1610的温度、温度差(例如，与设定点或基准相比的温度差，传输设备101或102与1610之间的温度差，等等)，或者它们的任意组合。在一个实施例中，可以利用基站1614，收集并定期向网络管理系统1601报告温度指标。
干扰检测传感器1604b可对输电线1610进行测量，以检测诸如信号反射之类的干扰，所述信号反射可指示可能妨碍电磁波在输电线1610上的传播的下游干扰的存在。信号反射可代表由传输设备101或102在输电线1610上传送的、因位于传输设备101或102下游的输电线1610中的干扰而全部或部分反射回传输设备101或102的电磁波产生的畸变。
信号反射可由输电线1610上的障碍物造成。例如，当树枝落在输电线1610上，或者极接近输电线1610，而这会导致电晕放电时，所述树枝会导致电磁波反射。会导致电磁波反射的其他障碍物可包括(但不限于)缠在输电线1610上的物体(例如，衣服，鞋带缠绕在输电线1610上的鞋子，等等)、输电线1610上的腐蚀累积物，或者结冰。电网组件也会妨碍或阻碍电磁波在输电线1610的表面上的传播。可能造成信号反射的电网组件的例示包括(但不限于)变压器，和连接叠接输电线的接头。输电线1610上的锐角也会造成电磁波反射。
干扰检测传感器1604b可包含比较电磁波反射的大小与传输设备101或102传送的初始电磁波的大小，以确定输电线1610中的下游干扰使传输衰减多少的电路。干扰检测传感器1604b还可包含用于对反射波进行频谱分析的频谱分析仪电路。可以借助模式识别、专家系统、曲线拟合、匹配滤波或其他人工智能、分类或比较技术，比较频谱分析仪电路生成的频谱数据和频谱曲线，以根据例如最接近地匹配频谱数据的频谱曲线，识别干扰的种类。频谱曲线可被保存在干扰检测传感器1604b的存储器中，或者可由干扰检测传感器1604b远程访问。频谱曲线可包含模拟在输电线1610上可能遭遇的不同干扰，以使干扰检测传感器1604b能够本地识别干扰的频谱数据。如果已知的话，那么干扰的标识可通过基站1614报告给网络管理系统1601。干扰检测传感器1604b还可利用传输设备101或102传送作为测试信号的电磁波，以确定电磁波反射的往返时间。干扰检测传感器1604b测量的往返时间可用于计算一直到发生反射的点，电磁波行进的距离，这使干扰检测传感器1604b能够计算从传输设备101或102到输电线1610上的下游干扰的距离。
计算的距离可通过基站1614，报告给网络管理系统1601。在一个实施例中，输电线1610上的波导系统1602的位置可为网络管理系统1601所知，网络管理系统1601可根据电网的已知拓扑，利用所述位置来确定输电线1610上的干扰的位置。在另一个实施例中，波导系统1602可把其位置提供给网络管理系统1601，以帮助输电线1610上的干扰的位置的确定。波导系统1602可从保存在波导系统1602的存储器中的波导系统1602的预先设定的位置，获得波导系统1602的位置，或者，波导系统1602可利用包含在波导系统1602中的gps接收器(未图示)，确定其位置。
电力管理系统1605向波导系统1602的上述各个组件提供能量。电力管理系统1605可从太阳能电池，或者从耦接到输电线1610的变压器(未图示)，或者通过感应耦合到输电线1610或另一条附近的输电线，获得能量。电力管理系统1605还可包括备用电池和/或超级电容器或者其他电容器电路，用于向波导系统1602提供临时电力。能量损失传感器1604c可用于检测何时波导系统1602存在电力损失状况和/或某种其他故障的发生。例如，能量损失传感器1604c可检测何时存在由有缺陷的太阳能电池、太阳能电池上的导致其发生故障的障碍物、输电线1610上的电力损失引起的电力损失，和/或何时备份电力系统由于备用电池的到期或者超级电容器中的可检测缺陷而发生故障。当发生故障和/或电力损失时，能量损失传感器1604c可通过基站1614，通知网络管理系统1601。
噪声传感器1604d可用于测量输电线1610上的会不利地影响输电线1610上的电磁波的传输的噪声。噪声传感器1604d能够感测可中断输电线1610的表面上的调制电磁波的接收的意外电磁干扰、噪声脉冲串或者其它干扰源。噪声脉冲串可由例如电晕放电或者其他噪声源引起。噪声传感器1604d可借助模式识别、专家系统、曲线拟合、匹配滤波或其他人工智能、分类或比较技术，比较测得的噪声和由波导系统1602从噪声剖面的内部数据库或者从保存噪声剖面的远程数据库获得的噪声剖面。根据所述比较，噪声传感器1604d可根据例如提供与测得的噪声的最接近匹配的噪声剖面，识别噪声源(例如，电晕放电或其他)。噪声传感器1604d还可通过测量诸如比特差错率、分组丢失率、抖动、分组重传请求之类的传输指标，检测噪声如何影响传输。噪声传感器1604d可通过基站1614，向网络管理系统1601报告噪声源的身份、其出现时间和传输指标，等等。
振动传感器1604e可包括检测输电线1610上的2d或3d振动的加速计和/或陀螺仪。可借助模式识别、专家系统、曲线拟合、匹配滤波或其他人工智能、分类或比较技术，比较振动和可本地保存在波导系统1602中或者由波导系统1602从远程数据库获得的振动剖面。振动剖面可用于例如根据提供与测得的振动的最接近匹配的振动剖面，区分落下的树木和阵风。这种分析的结果可由振动传感器1604e通过基站1614，报告给网络管理系统1601。
环境传感器1604f可包括测量大气压力、环境温度(它可由温度传感器1604a提供)、风速、湿度、风向和降雨等的气压计。环境传感器1604f可收集原始信息，并通过比较所述信息与可从波导系统1602的存储器或者远程数据库获得的环境概貌，处理所述信息，以借助模式识别、专家系统、基于知识的系统或者其他人工智能、分类或其他气象模拟和预测技术，在气象条件出现之前预测它们。环境传感器1604f可向网络管理系统1601报告原始数据及其分析。
图像传感器1604g可以是用于捕捉波导系统1602周围的图像的数字摄像头(例如，电荷耦合器件或者说ccd成像器、红外摄像头等)。图像传感器1604g可包括控制摄像头的移动(例如，实际位置或焦点/变焦)，以便从多个视角(例如，顶面、底面、左面、右面等)检查输电线1610的机电机构。或者，图像传感器1604g可被设计成以致不需要机电机构来获得所述多个视角。图像传感器1604g生成的成像数据的收集和取回可由网络管理系统1601控制，或者可由图像传感器1604g自动收集并报告给网络管理系统1601。
波导系统1602可使用可适合于收集与波导系统1602和/或输电线1610相关的遥测信息，以便检测、预测和/或减轻会妨碍电磁波传输在输电线1610(或者任何其他形式的电磁波传输介质)上的传播的干扰的其他传感器。
现在参见图16b，方框图1650图解说明按照记载在本文中的各个方面的管理电网1653和嵌入电网1653中或与电网1653关联的通信系统1655的系统的例证非限制性实施例。通信系统1655包含耦接到电网1653的输电线1610的多个波导系统1602。在通信系统1655中使用的波导系统1602的至少一部分可以与基站1614和/或网络管理系统1601直接通信。未直接连接到基站1614或网络管理系统1601的波导系统1602可通过连接到基站1614或网络管理系统1601的其他下游波导系统1602，参加与基站1614或网络管理系统1601的通信会话。
网络管理系统1601可通信耦接到公用事业公司1652的设备和通信服务提供商1654的设备，以便分别向各个实体提供与电网1653和通信系统1655关联的状态信息。网络管理系统1601、公用事业公司1652的设备以及通信服务提供商1654可访问由公用事业公司人员1656使用的通信设备，和/或由通信服务提供商人员1658使用的通信设备，以便提供状态信息，和/或在电网1653和/或通信系统1655的管理方面指导所述人员。
图17a图解说明用于检测和减轻在图16a&16b的系统的通信网络中发生的干扰的方法1700的例证非限制性实施例的流程图。方法1700可始于步骤1702，在步骤1702，波导系统1602传送和接收嵌入沿着输电线1610的表面传播的调制电磁波或另一种电磁波中，或者构成所述电磁波的一部分的消息。所述消息可以是在通信耦接到通信系统1655的通信设备之间交换的语音消息、流式视频和/或其他数据/信息。在步骤1704，波导系统1602的传感器1604可收集感测数据。在一实施例中，可在步骤1702中的消息的传输和/或接收之前、之中或之后，在步骤1704收集感测数据。在步骤1706，波导系统1602(或者传感器1604本身)可根据感测数据，确定通信系统1655中的会影响源于波导系统1602(例如，由波导系统1602传送)或者由波导系统1602接收的通信的干扰的实际或预测发生。波导系统1602(或传感器1604)可处理温度数据、信号反射数据、能量损失数据、噪声数据、振动数据、环境数据、或者它们的任意组合，以进行所述确定。波导系统1602(或者传感器1604)还可检测、识别、估计或预测干扰的来源和/或其在通信系统1655中的位置。如果在步骤1708，既未检测/识别出干扰，又未预测/估计干扰，那么波导系统1602可进入步骤1702，在步骤1702，波导系统1602继续传送和接收嵌入沿着输电线1610的表面传播的调制电磁波中，或者构成所述电磁波的一部分的消息。
如果在步骤1708，检测/识别出干扰，或者预测/估计将发生干扰，那么波导系统1602进入步骤1710，以判定干扰是否不利地影响通信系统1655中的消息的传输或接收(或者，是否可能不利地影响所述消息的传输或接收，或可能不利地影响所述消息的传输或接收的程度)。在一个实施例中，在步骤1710，可利用持续时间阈值和出现频度阈值来判定何时干扰不利地影响通信系统1655中的通信。只是用于举例说明，假定持续时间阈值被设定为500ms，而出现频度阈值被设定为在10秒的观察期中出现5次干扰。从而，持续时间大于500ms的干扰将触发持续时间阈值。另外，在10秒时间间隔中出现超过5次的任何干扰将触发出现频度阈值。
在一个实施例中，当仅仅持续时间阈值被超过时，可认为干扰不利地影响通信系统1655中的信号完整性。在另一个实施例中，当持续时间阈值和出现频度阈值两者都被超过时，可认为干扰不利地影响通信系统1655中的信号完整性。从而，就对不利地影响通信系统1655中的信号完整性的干扰分类来说，后一实施例比前一实施例更保守。要意识到按照例证实施例，许多其他算法和相关的参数及阈值可用于步骤1710。
返回参见方法1700，在步骤1710，如果在步骤1708检测的干扰不满足不利地影响通信的条件(例如，既未超过持续时间阈值，又未超过出现频度阈值)，那么波导系统1602可进入步骤1702，继续处理消息。例如，如果在步骤1708中检测的干扰具有1ms的持续时间，同时在10秒时间段中只出现一次，那么两个阈值都未被超过。从而，这样的干扰可被认为对通信系统1655中的信号完整性的影响微不足道，从而不会被标记成需要减轻的干扰。尽管不被标记，不过干扰的出现、其出现时间、其出现频度、频谱数据和/或其他有用信息可作为监测用遥测数据，被报告给网络管理系统1601。
返回参见步骤1710，另一方面，如果干扰满足不利地影响通信的条件(例如，超过任何一个或两个阈值)，那么波导系统1602可进入步骤1712，并向网络管理系统1601报告该事件。报告可包括传感器1604收集的原始感测数据、干扰的描述(如果为波导系统1602所知的话)、干扰的出现时间、干扰的出现频度、与干扰相关的位置、诸如比特差错率、分组丢失率、重传请求、抖动、等待时间之类的参数读数。如果干扰基于波导系统1602的一个或多个传感器的预测，那么当所述预测以波导系统1602的传感器1604收集的历史感测数据为基础时，报告可包括预期的干扰的种类，以及如果可预测的话，干扰的预期出现时间，和所预测干扰的预期出现频度。
在步骤1714，网络管理系统1601可确定减轻、回避或校正技术，所述技术可包括指令波导系统1602重新路由通信量，以回避干扰，如果干扰的位置能够被确定的话。在一个实施例中，检测到干扰的波导耦合设备1402可指令如图13-14中所示的转发器之类的转发器把波导系统1602从受所述干扰影响的主输电线连接到次输电线，以使波导系统1602能够把通信量重新路由到不同的传输介质，从而回避干扰。在其中波导系统1602被配置成转发器的实施例中，波导系统1602本身能够进行通信量从主输电线到次输电线的重新路由。此外注意对于双向通信(例如，全双工或半双工通信)，转发器可被配置成把通信量从次输电线重新路由回到主输电线，以便由波导系统1602处理。
在另一个实施例中，波导系统1602可通过按照回避干扰的方式，指令位于干扰的上游的第一转发器和位于干扰的下游的第二转发器，把通信量从主输电线临时重定向到次输电线，然后重定向回到主输电线，来重定向通信量。此外注意对于双向通信(例如，全双工或半双工通信)，转发器可被配置成把通信量从次输电线重新路由回到主输电线。
为了避免中断次输电线上正在发生的现有通信会话，网络管理系统1601可指令波导系统1602指示转发器利用次输电线的未用时隙和/或频带，使数据和/或语音通信量重定向离开主输电线，以回避干扰。
在步骤1716，在通信量被重新路由，以避开干扰的时候，网络管理系统1601可把检测到的干扰及其位置(如果知道的话)通知公用事业公司1652的设备，和/或通信服务提供商1654的设备，公用事业公司1652的设备和/或通信服务提供商1654的设备又可把检测到的干扰及其位置通知公用事业公司的人员1656和/或通信服务提供商的人员1658。来自任一方的现场人员可在确定的干扰的位置处参与解决所述干扰。一旦干扰被公用事业公司的人员和/或通信服务提供商的人员消除或减轻，那么所述人员可利用通信耦接到网络管理系统1601的现场设备(例如，膝上型计算机、智能电话机等)，和/或公用事业公司和/或通信服务提供商的设备，通知他们各自的公司和/或网络管理系统1601。所述通知可包括减轻干扰的方式和对于输电线1610的可能变更通信系统1655的拓扑的任意改变的描述。
一旦干扰已被解决(在判定框1718中确定)，在步骤1720，网络管理系统1601就可指导波导系统1602恢复波导系统1602使用的在先路由配置，或者按照新的路由配置路由通信量，如果用于减轻干扰的恢复策略导致通信系统1655的新的网络拓扑的话。在另一个实施例中，波导系统1602可被配置成通过在输电线1610上传送测试信号，以判定干扰何时已被消除，监视干扰的减轻。一旦波导系统1602发现干扰的不存在，它就能够无网络管理系统1601的帮助地自主地恢复其路由配置，如果它确定通信系统1655的网络拓扑未被变更的话，或者它可利用适合于检测到的新网络拓扑的新的路由配置。
图17b图解说明用于检测和减轻在图16a和16b的系统的通信网络中发生的干扰的方法1750的例证非限制性实施例的流程图。在一个实施例中，方法1750可始于步骤1752，在步骤1752，网络管理系统1601从公用事业公司1602的设备或通信服务提供商1654的设备，接收与维修计划相关的维修信息。在步骤1754，网络管理系统1601可从维修信息，识别在维修计划期间要进行的维修活动。从这些活动中，网络管理系统1601可检测由维修(例如，输电线1610的预定更换、输电线1610上的波导系统1602的预定更换、电网1653中的输电线1610的预定重新配置，等等)引起的干扰。
在另一个实施例中，在步骤1755，网络管理系统1601可从一个或多个波导系统1602，接收遥测信息。所述遥测信息可包括提交遥测信息的各个波导系统1602的身份、各个波导系统1602的传感器1604进行的测量、与各个波导系统1602的传感器1604检测的预测、估计或实际干扰相关的信息、与各个波导系统1602相关的位置信息、检测到的干扰的估计位置、所述干扰的标识，等等。网络管理系统1601可根据遥测信息，确定可能对波导的工作和/或沿着导线表面的电磁波的传输不利的干扰的种类。网络管理系统1601还可利用来自多个波导系统1602的遥测信息来隔离和识别干扰。另外，网络管理系统1601可向在受影响的波导系统1602附近的波导系统1602请求遥测信息，以通过从另外的波导系统1602接收相似的遥测信息，三角测量干扰的位置和/或验证干扰的标识。
在另一个实施例中，在步骤1756，网络管理系统1601可从维修现场人员，接收非预定活动报告。作为计划外的现场通话的结果，或者作为在现场通话或预定维修活动期间发现的意外现场问题的结果，可能发生非预定维修。活动报告可识别由解决通信系统1655和/或电网1653中的已发现问题的现场人员引起的对电网1653的拓扑结构的变更、对一个或多个波导系统1602的变更(比如波导系统1602的更换或修理)、进行的干扰的减轻(如果有的话)，等等。
在步骤1758，网络管理系统1601可从按照步骤1752-1756接收的报告，根据维修计划，判定是否将发生干扰，或者根据遥测数据，判定是否已发生或者预测要发生干扰，或者判定是否归因于在现场活动报告中识别的计划外维修，发生了干扰。从这些报告任意之一，网络管理系统1601可判定检测或者预测的干扰是否需要通信系统1655的受影响波导系统1602或其它波导系统1602的通信量的重新路由。
当在步骤1758，检测到或预测干扰时，网络管理系统1601可进入步骤1760，在步骤1760，网络管理系统1601可指挥一个或多个波导系统1602重新路由通信量，以回避干扰。当归因于电网1653的永久性拓扑变更，干扰是永久性的时，网络管理系统1601可进入步骤1770，跳过步骤1762、1764、1766和1772。在步骤1770，网络管理系统1601可指挥一个或多个波导系统1602利用适合于所述新拓扑的新的路由配置。然而，当已从由一个或多个波导系统1602供给的遥测信息中，检测出干扰时，网络管理系统1601可把干扰的位置、干扰的种类(如果知道的话)和可能有助于公用事业公司的维修人员1656或通信服务提供商的维修人员1658减轻所述干扰的相关信息，通知所述维修人员。当预期干扰是由维修活动引起的时，网络管理系统1601可指挥一个或多个波导系统1602按(与维修计划一致的)给定计划，重新配置通信量路线，以在维修计划期间，避开由维修活动导致的干扰。
返回步骤1760，当步骤1760结束时，处理可继续步骤1762。在步骤1762，网络管理系统1601可监视干扰何时已被现场人员减轻。在步骤1762，通过分析现场人员利用现场设备(例如，膝上型计算机或手持式计算机/设备)，通过通信网络(例如，蜂窝通信系统)提交给网络管理系统1601的现场报告，可以检测干扰的减轻。如果现场人员报告干扰已被减轻，那么网络管理系统1601可进入步骤1764，以根据现场报告，判定拓扑变更是否是为了减轻干扰所必需的。拓扑变更可包括使输电线1610改线、重新配置波导系统1602，以利用不同的输电线1610，或者利用备用链路绕开干扰，等等。如果发生了拓扑变更，那么在步骤1770，网络管理系统1601可指挥一个或多个波导系统1602利用适合于新拓扑的新的路由配置。
然而，如果现场人员未报告拓扑变更，那么网络管理系统1601可进入步骤1766，在步骤1766，网络管理系统1601可指挥一个或多个波导系统1602发送测试信号，以测试在检测的干扰之前使用的路由配置。测试信号可被发送给在干扰附近的受影响波导系统1602。测试信号可用于判定波导系统1602任意之一是否检测到信号干扰(例如，电磁波反射)。如果测试信号确认在先的路由配置不再遭受先前检测到的干扰，那么在步骤1772，网络管理系统1601可指挥受影响的波导系统1602恢复先前的路由配置。然而，如果由一个或多个波导耦合设备1402分析并向网络管理系统1601报告的测试信号指示所述干扰或新的干扰存在，那么网络管理系统1601将进入步骤1768，并向现场人员报告该信息，以进一步解决现场问题。这种情况下，在步骤1762，网络管理系统1601可继续监视干扰的减轻。
在上述实施例中，波导系统1602可被配置成自适应于电网1653中的变化和/或干扰的减轻。即，一个或多个受影响的波导系统1602可被配置成自我监视干扰的减轻，并重新配置通信量路由，而不需要网络管理系统1601向它们发送指令。在这个实施例中，可自我配置的一个或多个波导系统1602可把其路由选择通知网络管理系统1601，以致网络管理系统1601能够保持通信系统1655的通信拓扑的宏观层面认识。
尽管为了说明的简单起见，相应的处理在图17a和17b中分别被表示和描述成一系列的方框，不过要明白和意识到要求保护的主题不受所述各个方框的顺序限制，因为一些方框可按照与这里描述和记载的顺序不同的顺序发生，和/或可与其他方框同时发生。此外，并非所有例示的方框都是为实现这里说明的方法所必需的。
现在参见图18a，图中表示了图解说明用于传播导引电磁波的传输介质1800的例证非限制性实施例的方框图。特别地，呈现了结合图1介绍的传输介质125的另一个例子。在一实施例中，传输介质1800可包括第一介电材料1802，和布置于其上的第二介电材料1804。在一实施例中，第一介电材料1802可包含电介质核芯(这里称为电介质核芯1802)，第二介电材料1804可包含覆层或外壳，比如整个或部分环绕电介质核芯的电介质泡沫(这里称为电介质泡沫1804)。在一实施例中，可以使电介质核芯1802和电介质泡沫1804相互轴向对准(尽管没有必要)。在一实施例中，电介质核芯1802和电介质泡沫1804的组合物可被弯曲至少45°，而不损坏电介质核芯1802和电介质泡沫1804的材料。在一实施例中，电介质泡沫1804的外表面可进一步整个或部分被第三介电材料1806环绕，第三介电材料可充当外护套(这里称为护套1806)。护套1806可防止电介质核芯1802和电介质泡沫1804暴露在会不利地影响电磁波的传播的环境(例如，水、土壤等)之下。
电介质核芯1802例如可包含高密度聚乙烯材料、高密度聚氨酯材料或者其他适当的介电材料。电介质泡沫1804例如可包含诸如发泡聚乙烯材料之类的蜂窝塑料材料，或者其他适当的介电材料。护套1806例如可包含聚乙烯材料或等同物。在一实施例中，电介质泡沫1804的介电常数可以低于(或者大大低于)电介质核芯1802的介电常数。例如，电介质核芯1802的介电常数可以约为2.3，而电介质泡沫1804的介电常数可以约为1.15(稍高于空气的介电常数)。
电介质核芯1802可用于从记载在本文中的发射器或者其他耦合设备，接收呈电磁波形式的信号，所述发射器或其他耦合设备可被配置成在传输介质1800上发射导引电磁波。在一个实施例中，传输介质1800可被耦合到构造成例如圆形波导1809的中空波导1808，中空波导1808可从诸如短截线天线(未图示)之类的辐射设备，接收电磁波。中空波导1808又可在电介质核芯1802中感生导引电磁波。在这种构成中，导引电磁波由电介质核芯1802导引，或者束缚于电介质核芯1802，并沿着电介质核芯1802纵向传播。通过调整发射器的电子器件，可以选择电磁波的工作频率，以致导引电磁波的场强分布图1810名义上(或者根本不)延伸到护套1806之外。
通过把导引电磁波的场强的大部分(即使不是全部的话)维持在电介质核芯1802、电介质泡沫1804和/或护套1806的各个部分内，传输介质1800可用在恶劣的环境中，而不会不利地影响在其中传播的电磁波的传播。例如，传输介质1800可被埋在土壤中，而不存在(或者几乎不存在)对在传输介质1800中传播的导引电磁波的不利影响。类似地，传输介质1800可以暴露在水里(例如，下雨或者放置在水下)，而不存在(或者几乎不存在)对在传输介质1800中传播的导引电磁波的不利影响。在一实施例中，在60ghz的工作频率下，上述实施例中的导引电磁波的传播损耗可为1～2db/m或者更好。取决于导引电磁波的工作频率和/或用于传输介质1800的材料，其他的传播损耗也是可能的。另外，取决于用于构成传输介质1800的材料，在一些实施例中，传输介质1800可被横向弯曲，而不存在(或者几乎不存在)对通过电介质核芯1802和电介质泡沫1804传播的导引电磁波的不利影响。
图18b描述不同于图18a的传输介质1800的传输介质1820，然而提供结合图1介绍的传输介质125的另一个例子。对于与图18a的传输介质1800相似的元件，传输介质1820显示相似的附图标记。与传输介质1800相对照，传输介质1820包含导电核芯1822，导电核芯1822具有全部或部分环绕导电核芯1822的绝缘层1823。这里，绝缘层1823和导电核芯1822的组合将被称为绝缘导体1825。在图18b的例示中，绝缘层1823全部或部分被可用前述材料构成的电介质泡沫1804和护套1806覆盖。在一实施例中，绝缘层1823可包含介电常数比电介质泡沫1804高的介电材料，比如聚乙烯(例如，所述介电材料和电介质泡沫1804的介电常数分别为2.3和1.15)。在一实施例中，传输介质1820的各个组件可被轴向对准(尽管不必要)。在一实施例中，具有可以与绝缘层1823分离(尽管不必要)的金属板1809的中空波导1808可被用于发射基本上在绝缘层1823的外表面上传播的导引电磁波，不过，同样可以采用记载在本文中的其他耦合设备。在一实施例中，导引电磁波可被绝缘层1823充分导引或束缚，以沿着绝缘层1823纵向导引电磁波。通过调整发射器的工作参数，中空波导1808发射的导引电磁波的工作频率可产生电场强度分布图1824，电场强度分布图1824导致导引电磁波基本上被限制在电介质泡沫1804内，从而避免导引电磁波暴露在不利地影响导引电磁波通过传输介质1820的传播的环境(例如，水、土壤等)中。
图18c描述不同于图18a和18b的传输介质1800和1820的传输介质1830，然而提供结合图1介绍的传输介质125的另一个例子。对于分别与图18a和18b的传输介质1800和1820相似的元件，传输介质1830显示相似的附图标记。与传输介质1800和1820相对照，传输介质1830包含裸(或非绝缘)导体1832，裸导体1832全部或部分被可用前述材料构成的电介质泡沫1804和护套1806环绕。在一实施例中，传输介质1830的各个组件可被轴向对准(尽管不必要)。在一实施例中，具有耦合到裸导体1832的金属板1809的中空波导1808可被用于发射基本上在裸导体1832的外表面上传播的导引电磁波，不过，同样可以采用记载在本文中的其他耦合设备。在一实施例中，导引电磁波可被裸导体1832充分导引或束缚，以沿着裸导体1832纵向导引所述导引电磁波。通过调整发射器的工作参数，中空波导1808发射的导引电磁波的工作频率可产生电场强度分布图1834，电场强度分布图1834导致导引电磁波基本上被限制在电介质泡沫1804内，从而避免导引电磁波暴露在不利地影响电磁波通过传输介质1830的传播的环境(例如，水、土壤等)中。
应注意分别与图18a、18b和18c的传输介质1800、1820和1830一起使用的中空发射器1808可用其他发射器或耦合设备替代。另外，任意上述实施例的电磁波的传播模式可以是基本模式、非基本(或不对称)模式、或者它们的组合。
图18d是图解说明按照记载在本文中的各个方面的集束传输介质1836的例证非限制性实施例的方框图。集束传输介质1836可包含利用软套管1839固定就位的多根缆线1838。所述多根缆线1838可包含图18a的缆线1800的多个实例，图18b的缆线1820的多个实例，图18c的缆线1830的多个实例，或者它们的任意组合。套管1839可包含阻止土壤、水或其他外部物质接触所述多根缆线1838的介电材料。在一实施例中，均利用与图10a中描述的收发器类似的收发器或者记载在本文中的其他耦合设备的多个发射器可适合于在每根缆线中有选择地感生导引电磁波，各个导引电磁波传送不同的数据(例如，语音、视频、消息接发、内容等)。在一实施例中，通过调整各个发射器或其他耦合设备的工作参数，各个导引电磁波的电场强度分布图可被完全或基本上限制在对应缆线1838的各层内，从而减小缆线1838之间的串扰。
在各个导引电磁波的电场强度分布图未被完全或基本上限制在对应缆线1838内的情况下，在缆线1838之间，会出现电磁信号的串扰，如图18e中描述的与两根缆线关联的信号曲线图所示。图18e中的曲线图表示当在第一根缆线上感生导引电磁波时，第一根缆线的发射电场和磁场会在第二根缆线上感生信号，这导致串扰。可以利用几种减轻选项来减小图18d的缆线1838之间的串扰。在一实施例中，能够吸收电磁场的吸收材料1840，比如碳，可被应用于缆线1838，如图18f中所示，以在各种极化状态下极化各个导引电磁波，从而减小缆线1838之间的串扰。在另一个实施例中(未图示)，可向缆线1838之间的间隙添加碳珠，以减小串扰。
在另一个实施例中(未图示)，可以不同地配置缆线1838的直径，以改变缆线1838之间的导引电磁波的传播速度，以便减小缆线1838之间的串扰。在一实施例中(未图示)，可以使每根缆线1838的形状不对称(例如，椭圆形)，以彼此分离地引导每根缆线1838的导引电磁场，从而减小串扰。在一实施例中(未图示)，可在缆线1838之间添加诸如电介质泡沫之类的填充材料，以便充分隔开缆线1838，从而减小缆线1838之间的串扰。在一实施例中(未图示)，可在每根缆线1838的护套1806的外表面上，应用纵向碳条或旋涡，以减少在护套1806之外的导引电磁波的辐射，从而减小缆线1838之间的串扰。在另一个实施例中，各个发射器可被配置成发射具有不同的频率、调制、波传播模式(比如正交频率、调制或模式)的导引电磁波，以减小缆线1838之间的串扰。
在另一个实施例中(未图示)，可以螺旋地扭曲各对缆线1838，以减小所述各对缆线1838与其附近的其他缆线1838之间的串扰。在一些实施例中，可以扭曲一些缆线1838，而不扭曲其他缆线1838，以减小缆线1838之间的串扰。另外，每对扭曲的缆线1838可具有不同的螺距(即，不同的扭率，比如每米的捻数)，以进一步减小各对缆线1838与其附近的其他缆线1838之间的串扰。在另一个实施例中(未图示)，发射器或其他耦合设备可被配置成在缆线1838中感生具有延伸到护套1806之外，进入缆线之间的间隙中的电磁场的导引电磁波，以减小缆线1838之间的串扰。认为可以组合用于减轻缆线1838之间的串扰的上述实施例中的任何一个，以进一步减小缆线1838之间的串扰。
图18g和18h是图解说明按照记载在本文中的各个方面的具有内波导的传输介质的例证非限制性实施例的方框图。在一实施例中，传输介质1841可包含核芯1842。在一个实施例中，核芯1842可以是电介质核芯1842(例如，聚乙烯)。在另一个实施例中，核芯1842可以是绝缘或非绝缘导体。核芯1842可被外壳1844环绕，外壳1844包含介电常数低于电介质核芯的介电常数的电介质泡沫(例如，发泡聚乙烯材料)，或者导电核芯的绝缘层。介电常数的差异使电磁波能够被核芯1842束缚和导引。外壳1844可被外壳护套1845覆盖。外壳护套1845可由刚性材料(例如，高密度塑料)或高抗拉强度材料(例如，合成纤维)构成。在一实施例中，外壳护套1845可用于防止外壳1844和核芯1842暴露在不利的环境(例如，水、湿气、土壤等)之下。在一实施例中，外壳护套1845可足够刚硬，以把核芯1842的外表面和外壳护套1845的内表面分开，从而在外壳护套1854和核芯1842之间产生纵向间隙。所述纵向间隙可被填充以外壳1844的电介质泡沫。
传输介质1841还可包括多个外圈导体1846。外圈导体1846可以是围绕外壳护套1845编织的、从而全部或部分覆盖外壳护套1845的多股导电材料。外圈导体1846可起具有与记载在本公开中的实施例类似，用于从源(例如，变压器、发电机等)接收电力信号的电气回路的输电线作用。在一个实施例中，外圈导体1846可被缆线护套1847覆盖，以防止外圈导体1846暴露在水、土壤或其他环境因素之下。缆线护套1847可由诸如聚乙烯之类的绝缘材料构成。核芯1842可以用作电磁波的传播的中心波导。中空波导发射器1808，比如前面说明的圆形波导，可用于按照与关于图18a、18b和18c的实施例说明的方式类似的方式，发射感生由核芯1842导引的电磁波的信号。电磁波可由核芯1842导引，而不利用外圈导体1846的电气回路或者任何其他的电气回路。通过调整发射器1808的电子器件，可以选择电磁波的工作频率，以致导引电磁波的场强分布图名义上(或者根本不)延伸到外壳护套1845之外。
在另一个实施例中，传输介质1843可包含被外壳护套1845'环绕的中空核芯1842'。外壳护套1845'可具有使中空核芯1842'可以用作电磁波的导管的导电内表面或其他表面材料。外壳护套1845'可以至少部分被覆盖以前面说明的外圈导体1846，以便传导电力信号。在一实施例中，在外圈导体1846的外表面上，可布置缆线护套1847，以防止外圈导体1846暴露在水、土壤或其他环境因素之下。波导发射器1808可用于发射由中空核芯1842'和外壳护套1845'的导电内表面导引的电磁波。在一实施例中(未图示)，中空核芯1842'还可包括如前所述的电介质泡沫。
传输介质1841可代表利用电气回路，在外圈导体1846上传送电力，并通过包含核芯1842、外壳1844和外壳护套1845的组合的内波导，提供通信服务的多用途缆线。内波导可用于传送或接收由核芯1842导引的电磁波(而不利用电气回路)。类似地，传输介质1843可代表利用电气回路，在外圈导体1846上传送电力，并通过包含中空核芯1842'和外壳护套1845'的组合的内波导，提供通信服务的多用途缆线。内波导可用于传送或接收由中空核芯1842'和外壳护套1845'导引的电磁波(在不利用电气回路的情况下)。
认为图18g-18h的实施例可适应于利用由外圈导体1846环绕的多个内波导。内波导可适应于使用上面说明的串扰减轻技术(例如，扭曲的各对波导、结构尺寸不同的波导、外壳内的极化器的使用、不同波模式的使用等)。
只是出于举例说明，这里把传输介质1800、1820、1830、1836、1841和1843称为缆线1850，缆线1850可代表记载在本公开中的传输介质任意之一，或者它们的多个实例的集束。只是出于举例说明，这里把传输介质1800、1820、1830、1836、1841和1843的电介质核芯1802、绝缘导体1825、裸导体1832、核芯1842或中空核芯1842'分别称为传输核芯1852，缆线1850可分别利用传输介质1800、1820、1830、1836、1841和/或1843的电介质核芯1802、绝缘导体1825、裸导体1832、核芯1842或中空核芯1842'。
现在参考图18i和18j，图中表示了图解说明缆线1850可使用的连接器构成的例证非限制性实施例的框图。在一个实施例中，缆线1850可被配置有阴连接布置或阳连接布置，如图18i中所示。通过剥离电介质泡沫1804(和护套1806，如果有的话)，从而露出一部分的传输核芯1852，可以完成图18i的右侧的阳构形。通过除去一部分的传输核芯1852，同时保持电介质泡沫1804(和护套1806，如果有的话)，可以完成图18i的左侧的阴构形。在其中如关于图18h所述，传输核芯1852是中空的实施例中，传输核芯1852的阳部分可代表具有刚性外表面的中空核芯，所述刚性外表面可滑入在图18i的左侧的阴连接布置中，以使中空核芯相互对齐。此外注意，在图18g-18h的实施例中，外圈导体1846可被更改，以连接缆线1850的阳部分和阴部分。
根据上述实施例，可以使具有阳和阴连接器布置的两根缆线1850配合在一起。具有粘性内衬或者收缩包装材料的套管(未图示)可被应用于缆线1850之间的接头的区域，以把接头维持在固定位置和避免暴露(例如，暴露于水、土壤等之下)。当使缆线1850配合时，一根缆线的传输核芯1852将与另一根缆线的传输核芯1852靠得很近。从两个方向任意之一，通过两根缆线1850的传输核芯1852任意之一传播的导引电磁波会越过传输核芯1852之间的接头，而不论传输核芯1852是否接触，不论传输核芯1852是否同轴对准，和/或不论在传输核芯1852之间是否存在间隙。
在另一个实施例中，可以利用在两端，具有阴连接器布置的拼接设备1860来配合具有阳连接器布置的缆线1850，如图18j中所示。在未在图18j中图示的备选实施例中，拼接设备1860可适应于在两端，具有可以与具有阴连接器布置的缆线1850配合的阳连接器布置。在未在图18j中图示的另一个实施例中，拼接设备1860可适应于在相反的两端，具有可分别与具有阴连接器布置和阳连接器布置的缆线1850配合的阳连接器布置和阴连接器布置。此外注意，对于具有中空核芯的传输核芯1852，图18i中描述的阳布置和阴布置可应用于拼接设备1860，而不论拼接设备1860的两端都是阳的，都是阴的，还是它们的组合。
图18i-18j中图解所示的用于连接缆线的上述实施例可应用于集束传输介质1836的缆线1838的每一个实例。类似地，图18i-18j中图解所示的上述实施例可应用于具有多个内波导的缆线1841或1843的内波导的每一个实例。
现在参见图18k，图中表示了图解说明用于传播导引电磁波的传输介质1800'、1800″、1800″'和1800″″的例证非限制性实施例的方框图。在一实施例中，传输介质1800'可包括核芯1801，和被分成多段并被护套1806覆盖的电介质泡沫1804'，如图18k中所示。核芯1801可用图18a的电介质核芯1802、图18b的绝缘导体1825或者图18c的裸导体1832代表。电介质泡沫1804'的每一段可以用间隙(例如，空气、气体、真空、或者低介电常数的物质)隔开。在一实施例中，电介质泡沫1804'的各段之间的间隙分隔可以是伪随机的，如图18k中所示，这可有助于减少当电磁波沿着核芯1801纵向传播时，在电介质泡沫1804'的每一段处发生的电磁波的反射。电介质泡沫1804'的各段可被构造成例如由电介质泡沫构成的垫圈，所述垫圈具有内部开孔，用于把核芯1801支承在固定位置。只是出于举例说明，这里，垫圈将被称为垫圈1804'。在一实施例中，各个垫圈1804'的内部开孔可以与核芯1801的轴同轴对准。在另一个实施例中，各个垫圈1804'的内部开孔可以偏离核芯1801的轴。在另一个实施例中(未图示)，各个垫圈1804'可具有可变纵向厚度，如垫圈1804'的厚度的差异所示。
在备选实施例中，传输介质1800″可包括核芯1801，和螺旋地缠绕所述核芯并被护套1806覆盖的一条电介质泡沫1804″，如图18k中所示。尽管在图18k中所示的附图中可能不明显，不过在一实施例中，对于所述一条电介质泡沫1804″的不同段，可以螺距可变地(即，扭率不同地)使所述一条电介质泡沫1804″缠绕核芯1801。利用可变螺距可有助于减少在核芯1801的未被所述一条电介质泡沫1804″覆盖的区域之间发生的电磁波的反射或者其他干扰。此外注意，所述一条电介质泡沫1804″的厚度(直径)可以比图18k中所示的核芯1801的直径大得多(例如，为2倍或更多倍)。
在备选实施例中，(截面图中所示的)传输介质1800″'可包括被电介质泡沫1804和护套1806覆盖的非圆形核芯1801'。在一实施例中，非圆形核芯1801'可具有如图18k中所示的椭圆结构，或者其他适当的非圆形结构。在另一个实施例中，非圆形核芯1801'可具有不对称结构。非圆形核芯1801'可用于极化在非圆形核芯1801'上感生的电磁波的场。非圆形核芯1801'的结构可有助于在电磁波沿着非圆形核芯1801'传播时，保持电磁波的极化。
在备选实施例中，(截面图中所示的)传输介质1800″″可包括多个核芯1801″(只表示了两个核芯，不过更多的核芯也是可能的)。所述多个核芯1801″可被覆盖电介质泡沫1804和护套1806。多个核芯1801″可用于极化在多个核芯1801″上感生的电磁波的场。多个核芯1801'的结构可在导引电磁波沿着多个核芯1801″传播时，保持导引电磁波的极化。
要意识到图18k的实施例可被用于更改图18g-18h的实施例。例如，核芯1842或核芯1842'可适应于利用分段的外壳1804'，同时它们之间存在间隙，或者利用一条或多条电介质泡沫1804″。类似地，核芯1842或核芯1842'可适应于具有可具有对称或不对称截面结构的非圆形核芯1801'。另外，核芯1842或核芯1842'可适应于在单个内波导中，使用多个核芯1801″，或者在使用多个内波导时，使用不同数目的核芯。因而，图18k中所示的任意实施例可以单独或组合地应用于图18g-18h的实施例。
现在参见图18l，图18l是图解说明按照记载在本文中的各个方面的减轻串扰的集束传输介质的例证非限制性实施例的方框图。在一实施例中，集束传输介质1836'可包括可变核芯结构1803。通过改变核芯1803的结构，在传输介质1836'的各个核芯中感生的导引电磁波的场可十分不同，以减少缆线1838之间的串扰。在另一个实施例中，集束传输介质1836″可包括每根缆线1838，数目可变的核芯1803'。通过改变每根缆线1838的核芯1803'的数目，在传输介质1836″的一个或多个核芯中感生的导引电磁波的场可十分不同，以减少缆线1838之间的串扰。在另一个实施例中，核芯1803或1803'可以是不同的材料的。例如，核芯1803或1803'可以是电介质核芯1802、绝缘导体核芯1825、裸导体核芯1832或者它们的任意组合。
注意，图18a-18d和18f-18h中图解所示的实施例可以用图18k-18l的一些实施例更改，和/或与图18k-18l的一些实施例组合。此外注意图18k-18l中图解所示的一个或多个实施例可被组合(例如，与核芯1801'、1801″、1803或1803'一起使用分段电介质泡沫1804'或螺旋条的电介质泡沫1804″)。在一些实施例中，与在图18a-18c的传输介质1800、1820和1830中传播的导引电磁波相比，在图18k的传输介质1800'、1800″、1800″'和/或1800″″中传播的导引电磁波可经历较小的传播损耗。另外，图18k-18l中图解说明的实施例可适应于利用图18i-18j中图解所示的连接实施例。
现在参见图18m，图中表示了图解说明从集束传输介质1836露出的用作天线1855的锥形的短截线的例证非限制性实施例的方框图。各个天线1855可以充当用于辐射以无线通信设备为目标的无线信号，或者在传输介质(例如，输电线)的表面感生电磁波传播的定向天线。在一实施例中，通过改变每个天线1855产生的无线信号的相位和/或其他特性，可以波控(beamsteer)天线1855辐射的无线信号。在一实施例中，天线1855可被单独地放置在平锅(pie-pan)天线组合件中，以便沿各个方向引导无线信号。
此外注意，在本公开中使用的术语“核芯”、“覆层”、“外壳”和“泡沫”可包含在电磁波沿着核芯纵向传播的时候，使电磁波能够保持束缚于核芯的任意种类的材料(或者材料的组合)。例如，前面说明的一条电介质泡沫1804″可用用于缠绕电介质核芯1802的一条普通介电材料(例如，聚乙烯)代替(这里仅仅出于举例说明的目的，称为缠绕物)。在这种构成中，由于缠绕物各段之间的气隙，缠绕物的平均密度可较小。从而，缠绕物的有效介电常数可小于电介质核芯1802的介电常数，从而使导引电磁波能够保持束缚于核芯。因而，可以利用获得在电磁波沿着核芯传播的时候，维持电磁波束缚于核芯的结果的其他介电材料，在结构上调整和/或更改本公开的与用于核芯和缠绕核芯的材料相关的任意实施例。另外，记载在本公开的任意实施例的整个或部分核芯可包含不透明材料(例如，聚乙烯)。因而，由核芯导引，并且束缚于核芯的电磁波将具有非光学频率范围(例如，小于可见光的最低频率)。
图18n、18o、18p、18q、18r、18s和18t是图解说明按照记载在本文中的各个方面的用于发射或接收电磁波的波导器件的例证非限制性实施例的方框图。在一实施例中，图18n图解说明具有用于发出具有辐射电场(e-场)1861的电磁波的多个狭缝1863(例如，开口或孔)的波导器件1865的正视图。在一实施例中，可使各对对称布置的狭缝1863(例如，波导1865的北和南狭缝)的辐射电场1861的指向彼此分开的方向(即，关于缆线1862的极性相反的径向取向)。尽管狭缝1863被表示成具有矩形形状，不过，其他形状，比如其他多边形、扇形和弧形、椭圆形和其他形状同样是可能的。只是出于举例说明的目的，用语“北方”将指的是相对方向，如图中所示。本公开中对于其他方向(例如，南方、东方、西方、东北方等)的所有引用都将是相对于例示的北方的。在一实施例中，为了在北和南狭缝1863获得具有相反取向的e-场，例如，北和南狭缝1863可被布置成彼此之间，具有约为提供给这些狭缝的电磁波信号的1个波长的周向距离。在波导1865的中央，波导1865可具有柱形空腔，以使得能够放置缆线1862。在一个实施例中，缆线1862可包含绝缘导体。在另一个实施例中，缆线1862可包含非绝缘导体。在另外的其他实施例中，缆线1862可包含前面说明的缆线1850的传输核芯1852的实施例中的任意一个。
在一个实施例中，缆线1862可滑入波导1865的柱形空腔中。在另一个实施例中，波导1865可利用装配机构(未图示)。所述装配机构(例如，铰链或者提供在一个或多个位置处打开波导1865的方式的其他适当机构)可用于使得能够把波导1865放置在缆线1862的外表面上，或者以其他方式把分离的部件装配在一起，从而形成如图所示的波导1865。按照这些和其他适当的实施例，波导1865可被配置成像环似的缠绕缆线1862。
图18o图解说明波导1865的实施例的侧视图。波导1865可适应于具有中空矩形波导部件1867，中空矩形波导部件1867接收由正如之前记载在本公开中的发射器电路(例如，参见图1和10a的附图标记101、1000)产生的电磁波1866。电磁波1866可由中空矩形波导部件1867分布到波导1865的中空环1869中。矩形波导部件1867和中空环1869可由适合于把电磁波维持在这些组合件的中空腔室内的材料(例如，碳纤维材料)构成。应注意尽管按中空矩形构形，表示和说明了波导部件1867，不过也可采用其他形状和/或其他非中空构形。特别地，波导部件1867可具有正方形或其他多边形截面、被截去以与缆线1862的外表面相符的弧形或扇形截面、圆形或椭圆形截面或截面形状。另外，波导部件1867可被配置为或者包括实心介电材料。
如前所述，中空环1869可被配置成从各个狭缝1863，发出在各对对称布置的狭缝1863和1863'处具有相反e场1861的电磁波。在一实施例中，由狭缝1863和1863'的组合发出的电磁波又可感生电磁波1868，电磁波1868束缚于缆线1862，以便按照基波模式传播，而不存在其他波模式-比如非基波模式。在这种构成中，电磁波1868可沿着缆线1862，纵向传播到耦合到缆线1862的其他下游波导系统。
应注意由于图18o的中空矩形波导部件1867更靠近(在波导1865的北方位置处的)狭缝1863，因此与由(在南方位置处的)狭缝1863'发出的电磁波相比，狭缝1863可发出具有更大幅度的电磁波。为了减小这些狭缝之间的幅度差，可以使狭缝1863'大于狭缝1863。利用不同的狭缝尺寸，在狭缝之间均衡信号幅度的技术可以应用于本公开的与图18n、18o、18q、18s、18u和18v相关的任意实施例-其中的一些实施例在下面说明。
在另一个实施例中，图18p描述可被配置成利用诸如单片微波集成电路(mmic)1870之类的电路的波导1865'，每个mmic1870耦合到信号输入1872(例如，提供通信信号的同轴缆线)。信号输入1872可由正如前面记载在本公开中的适合于向mmic1870提供电信号的发射器电路(例如，参见图1和10a的附图标记101、1000)产生。各个mmic1870可被配置成接收信号1872，mmic1870可调制并利用辐射元件(例如，天线)发射信号1872，以发出具有辐射电场1861的电磁波。在一个实施例中，mmic1870可被配置成接收相同信号1872，但是发射具有相反取向的e场1861的电磁波。这可通过把mmic1870之一配置成发射与另一个mmic1870发射的电磁波相位相差180°的电磁波来实现。在一实施例中，mmic1870发出的电磁波的组合可一起感生电磁波1868，电磁波1868束缚于缆线1862，以便按照基波模式传播，而不存在其他波模式-比如非基波模式。在这种构成中，电磁波1868可沿着缆线1862，纵向传播到耦合到缆线1862的其他下游波导系统。
可向图18o和18p的实施例增加锥形喇叭1880，以帮助在缆线1862上感生电磁波1868，如图18q和18r中所示。在其中缆线1862是非绝缘导体的实施例中，在缆线1862上感生的电磁波可具有较大的径向尺寸(例如，1米)。为了使得能够利用较小的锥形喇叭1880，可在如图18q和18r中用虚线示出的空腔处或其附近，在缆线1862的一部分上应用绝缘层1879。绝缘层1879可具有背对着波导1865的锥形的端部。增加的绝缘层使最初由波导1865(或1865')发射的电磁波1868能够被紧紧束缚于所述绝缘层，这又减小电磁场1868的径向尺寸(例如，厘米)。当电磁波1868传播离开波导1865(1865')，并到达绝缘层1879的锥形的端部时，电磁波1868的径向尺寸开始增大，最终达到如果在无绝缘层的情况下，在非绝缘导体上感生电磁波1868，那么电磁波1868理应具有的径向尺寸。在图18q和18r的例示中，锥形的端部开始于锥形喇叭1880的端部。在其他实施例中，绝缘层1879的锥形的端部可开始于锥形喇叭1880的端部之前或之后。锥形喇叭可以是金属的，或者由其他导电材料构成，或者由涂覆或覆盖有介电层，或掺杂有导电材料，以提供与金属喇叭类似的反射性质的塑料或其他非导电材料构成。
在一实施例中，缆线1862可包含前述缆线1850的任意实施例。在这个实施例中，波导1865和1865'可耦合到缆线1850的传输核芯1852，如在图18s和18t中所示。如前所述，波导1865和1865'可在传输核芯1852上感生电磁波1868，以便全部或部分在缆线1850的内层内传播。
注意对于图18q、18r、18s和18t的上述实施例，电磁波1868可以是双向的。例如，不同工作频率的电磁波1868可分别由波导1865和1865'的狭缝1863或mmic1870接收。一旦被接收，电磁波就可由接收器电路(例如，参见图1和10a的附图标记101、1000)转换，以便产生供处理的通信信号。
尽管未图示，不过此外注意波导1865和1865'可被改变，以致波导1865和1865'可纵向向上游或下游引导电磁波1868。例如，可使耦合到波导1865或1865'的第一实例的第一锥形喇叭1880在缆线1862上向着西方，而使耦合到波导1865或1865'的第二实例的第二锥形喇叭1880在缆线1862上向着东方。波导1865或1865'的第一和第二实例可被耦合，以致按转发器构成，由第一波导1865或1865'接收的信号可被提供给第二波导1865或1865'，以便在缆线1862上沿着向东的方向重传。在缆线1862上，也可从东向西的方向地应用刚才描述的转发器构成。
图18n、18o、18q和18s的波导1865也可被配置成产生只具有非基波模式或不对称波模式的电磁场。图18u描述可适应于产生只具有非基波模式的电磁场的波导1865的实施例。中间线1890表示狭缝之间的分隔，在所述分隔处，在波导1865的前板(frontalplate)背面(未图示)的电流改变极性。例如，在一些实施例中，与径向向外(即，背向缆线1862的中心点)的e场对应的在前板背面的电流可与位于中间线1890之外的狭缝(例如，狭缝1863a和1863b)关联。在一些实施例中，与径向向内(即，朝向缆线1862的中心点)的e场对应的在前板背面的电流可与位于中间线1890之内的狭缝关联。除了其他参数以外，电流的方向还可取决于提供给中空矩形波导部件1867(参见图18o)的电磁波1866的工作频率。
出于举例说明的目的，假定提供给中空矩形波导部件1867的电磁波1866具有以致狭缝1863a和1863b之间的周向距离为电磁波1866的一个完整波长的工作频率。这种情况下，由狭缝1863a和1863b发出的电磁波的e场径向向外(即，具有相反的取向)。当由狭缝1863a和1863b发出的电磁波被组合时，作为结果的缆线1862上的电磁波将按照基波模式传播。相反，通过把狭缝之一(例如，狭缝1863b)重新布置在中间线1890之内(即，狭缝1863c)，狭缝1863c会产生具有与由狭缝1863a产生的电磁波的e场相位相差约180°的e场的电磁波。从而，使狭缝对1863a和1863c产生的电磁波的e场取向基本上对准。狭缝对1863a和1863c发出的电磁波的组合从而产生束缚于缆线1862，以便按照非基波模式传播的电磁波。
为了获得可重构的狭缝布置，可按照图18v中所示的实施例，改变波导1865。构成(a)描述具有多个对称布置的狭缝的波导1865。通过用材料(例如，碳纤维或金属)阻塞狭缝，从而阻止电磁波的发出，可以有选择地禁用构成(a)的每个狭缝1863。被阻塞(或禁用)的狭缝1863显示成黑色，而启用(或未被阻塞)的狭缝1863显示成白色。尽管未图示，不过阻塞材料可被放置在波导1865的前板之后(或之前)。(未图示的)机构可以耦接到阻塞材料，以致阻塞材料可以滑入或滑出特定狭缝1863，就像关闭或打开带遮蔽物的窗户一样。所述机构可以耦接到直线电动机，所述直线电动机可由波导1865的电路控制，以有选择地启用或禁用各个狭缝1863。借助在各个狭缝1863处的这种机构，波导1865可被配置成选择启用和禁用的狭缝1863的不同构成，如在图18v的实施例中所示。遮蔽或打开狭缝的其他方法或技术(例如，利用在波导1865之后或之前的可转动圆盘)可应用于本公开的实施例。
在一个实施例中，波导系统1865可被配置成启用在中间线1890之外的某些狭缝1863，以及禁用在中间线1890之内的某些狭缝1863，如在构成(b)中所示，以产生基波。例如，假定在中间线1890之外(即，在波导系统1865的北方位置和南方位置)的狭缝1863之间的周向距离为一个完整波长。于是如前所述，这些狭缝将具有在某些时刻径向向外的电场(e-场)。相对照，在中间线1890之内(即，在波导系统1865的西方位置和东方位置)的狭缝将相对于在中间线之外的两个狭缝1863任意之一，具有为1/2波长的周向距离。由于在中间线1890之内的狭缝相距半波长，因此这样的狭缝将产生具有径向向外的e-场的电磁波。如果在中间线1890之外的西方和东方狭缝1863，而不是在中间线1890之内的西方和东方狭缝被启用，那么这些狭缝发出的e-场会径向向内，当与北方和南方的电场组合时，所述e-场会产生非基波模式传播。因而，如图18v中所示的构成(b)可用于在北方和南方狭缝1863处产生具有径向向外的e-场的电磁波，和在西方和东方狭缝1863处产生具有也径向向外的e-场的电磁波，当被组合时，它们在缆线1862上感生具有基波模式的电磁波。
在另一个实施例中，波导系统1865可被配置成启用都在中间线1890之外的北方、南方、西方和东方狭缝1863，并禁用所有其他狭缝1863，如在构成(c)中所示。假定一对对置狭缝(例如，北方和南方，或者西方和东方)之间的周向距离为一个完整波长，那么构成(c)可用于产生具有非基波模式，同时一些e-场径向向外，而其他场径向向内的电磁波。在另一个实施例中，波导系统1865可被配置成启用在中间线1890之外的西北方狭缝1863，启用在中间线1890之内的东南方狭缝1863，并禁用所有其他的狭缝1863，如构成(d)中所示。假定这样的一对狭缝之间的周向距离为一个完整波长，那么这种构成可用于产生具有非基波模式，同时e-场沿着西北方向对准的电磁波。
在另一个实施例中，波导系统1865可被配置成产生具有非基波模式，同时e-场沿着东南方向对准的电磁波。这可通过利用与构成(d)中使用的不同的布置来实现。通过如构成(e)中所示，启用在中间线1890之外的西南方狭缝1863，启用在中间线1890之内的东北方狭缝1863，并禁用所有其他的狭缝1863，可以实现构成(e)。假定这样的一对狭缝之间的周向距离为一个完整波长，那么这种构成可用于产生具有非基波模式，同时e-场沿着西南方向对准的电磁波。从而，构成(e)产生与构成(d)的非基波模式正交的非基波模式。
在另一个实施例中，波导系统1865可被配置成产生具有基波模式，同时e-场径向向内的电磁波。这可通过启用在中间线1890之内的北方狭缝1863，启用在中间线1890之内的南方狭缝1863，启用在中间线1890之外的东方狭缝1863，启用在中间线1890之外的西方狭缝1863，并禁用所有其他的狭缝1863来实现，如构成(f)中所示。假定北方和南方狭缝之间的周向距离为一个完整波长，那么这种构成可用于产生具有基波模式，同时e-场径向向内的电磁波。尽管在构成(b)和(f)中选择的狭缝不同，不过利用构成(b)和(f)产生的基波模式相同。
在另一个实施例中，通过改变提供给中空矩形波导部件1867的电磁波1866的工作频率，可在狭缝之间操纵e-场，从而产生基波模式或非基波模式。例如，在图18u的例示中，假定对于电磁波1866的特定工作频率，狭缝1863a和1863b之间的周向距离为电磁波1866的一个完整波长。这种情况下，狭缝1863a和1863b发出的电磁波的e-场将径向向外，如图所示，从而可组合地用于在缆线1862上，感生具有基波模式的电磁波。相对照，狭缝1863a和1863c发出的电磁波的e-场将被径向对准(即，指向北方)，如图所示，从而可组合地用于在缆线1862上，感生具有非基波模式的电磁波。
现在假定提供给中空矩形波导部件1867的电磁波1866的工作频率被改变，以致狭缝1863a和1863b之间的周向距离为电磁波1866的波长的一半。这种情况下，狭缝1863a和1863b发出的电磁波的e-场将被径向对准(即，指向相同的方向)。即，狭缝1863b发出的电磁波的e场将指向与狭缝1863a发出的电磁波的e场相同的方向。这样的电磁波可组合地用于在缆线1862上，感生具有非基波模式的电磁波。相对照，狭缝1863a和1863c发出的电磁波的e-场将径向向外(即，远离缆线1862)，可组合地用于在缆线1862上，感生具有基波模式的电磁波。
在另一个实施例中，图18p、18r和18t的波导1865'也可被配置成产生只具有非基波模式的电磁波。这可通过增加更多的mmic1870来实现，如图18w中所示。每个mmic1870可被配置成接收相同的信号输入1872。不过，mmic1870可被有选择地配置成利用每个mmic1870中的可控移相电路，发出具有不同相位的电磁波。例如，北方和南方的mmic1870可被配置成发出具有180°相位差的电磁波，从而或者沿向北方向或者沿向南方向使e-场对准。各对mmic1870的任意组合(例如，西方和东方的mmic1870，西北方和东南方的mmic1870，东北方和西南方的mmic1870)可被配置有反向或同向(aligned，或对准)的e-场。从而，波导1865'可被配置成产生具有一种或多种非基波模式的电磁波、具有一种或多种基波模式的电磁波，或者它们的任意组合。
认为不必成对地选择狭缝1863来产生具有非基波模式的电磁波。例如，通过启用在图18v的构成(a)中所示的多个狭缝中的单个狭缝，并禁用所有其他的狭缝，可以产生具有非基波模式的电磁波。类似地，图18w中所示的mmic1870中的单个mmic1870可被配置成产生具有非基波模式的电磁波，而所有其他的mmic1870未被使用或者被禁用。同样地，通过启用波导狭缝1863或mmic1870的其他非空适当子集，可以感生其他波模式及波模式组合。
此外认为图18u-18v中所示的e-场箭头仅仅是例证性的，表示e场的静态描述。实际上，电磁波可具有在一个时刻指向外，而在另一个时刻指向内的振荡e-场。例如，就具有沿一个方向(例如，北方)同向的e-场的非基波模式来说，这样的波在另一个时刻可能具有指向相反方向(例如，南方)的e-场。类似地，具有径向的e-场的基波模式可能在一个时刻具有径向背离缆线1862的e-场，而在另一个时刻具有径向朝向缆线1862的e-场。此外注意，图18u-18w的实施例可被修改，以产生具有一种或多种非基波模式的电磁波、具有一种或多种基波模式(例如，tm00和he11模式)的电磁波，或者它们的任意组合。此外注意，可以与记载在本公开中的任意实施例组合地使用这种修改。另外注意，图18u-18w的实施例也可被组合(例如，与mmic组合地使用的狭缝)。
此外注意在一些实施例中，图18n-18w的波导系统1865和1865'可产生其中一种波模式相对于其他波模式占优势的基波模式和非基波模式的组合。例如，在一个实施例中，图18n-18w的波导系统1865和1865'产生的电磁波可具有为非基波模式的弱信号分量，和为基波模式的相当强的信号分量。因而，在这个实施例中，电磁波实质上具有基波模式。在另一个实施例中，图18n-18w的波导系统1865和1865'产生的电磁波可具有为基波模式的弱信号分量，和为非基波模式的相当强的信号分量。因而，在这个实施例中，电磁波实质上具有非基波模式。此外，可以产生沿着传输介质的长度，只传播微不足道的距离的非优势波模式。
另外注意，图18n-18w的波导系统1865和1865'可被配置成产生具有可与组合的电磁波的一种或多种结果波模式不同的波模式的电磁波的实例。此外注意，图18w的波导系统1865'的各个mmic1870可被配置成产生具有与另一个mmic1870产生的电磁波的另一个实例的波特性不同的波特性的电磁波的实例。例如，一个mmic1870可产生具有与另一个mmic1870产生的另一个电磁波的不同实例的空间取向及相位、频率、幅度、电场取向和/或磁场取向不同的空间取向及相位、频率、幅度、电场取向和/或磁场取向的电磁波的实例。波导系统1865'从而可被配置成产生具有不同波特性和空间特性的电磁波的实例，当被组合时，所述实例获得具有一种或多种期望的波模式的结果电磁波。
根据这些例示，认为图18n-18w的波导系统1865和1865'可适应于产生具有一种或多种可选波模式的电磁波。例如，在一个实施例中，波导系统1865和1865'可适应于选择一种或多种波模式，并产生具有选择的，并从组合具有一种或多种可配置的波特性和空间特性的电磁波的实例的过程中产生的单一波模式或多种波模式的电磁波。在一实施例中，例如，参数信息可被保存在查寻表中。查寻表中的每个条目可代表一种可选择的波模式。可选择的波模式可代表单一波模式，或者波模式的组合。波模式的组合可具有一种或多种占优势的波模式。参数信息可提供用于产生电磁波的实例，以便产生具有期望的波模式的结果电磁波的配置信息。
例如，一旦选择了一种或多种波模式，根据与所选波模式关联的条目，从查寻表中获得的参数信息可用于识别要利用一个或多个mmic1870中的哪些mmic1870，和/或它们的对应配置，以获得具有期望的波模式的电磁波。参数信息可根据为产生具有期望的波模式的电磁波可能所需的mmic1870的空间取向，识别一个或多个mmic1870的选择。参数信息还可提供用对于每个所选mmic1870来说，可以相同或者不同的特定相位、频率、幅度、电场取向和/或磁场取向，配置所述一个或多个mmic1870中的每一个的信息。具有可选波模式和对应参数信息的查寻表可适合于配置带狭缝的波导系统1865。
在一些实施例中，如果对应的波模式在传输介质上传播较长距离，并且具有在幅度方面，比可能合意或者可能不合意的其他波模式大得多(例如，在幅度方面高20db)的场强，那么导引电磁波可被认为具有期望的波模式。这种期望的波模式可被称为优势波模式，而其他波模式被称为非优势波模式。按照相似的方式，被认为实质上无基波模式的导引电磁波或者不具有基波模式，或者具有非优势基波模式。被认为实质上无非基波模式的导引电磁波或者不具有非基波模式，或者只具有非优势非基波模式。在一些实施例中，被认为只具有单一波模式或者所选波模式的导引电磁波可以只具有一种对应的优势波模式。
此外注意，图18u-18w的实施例可被应用于本公开的其他实施例。例如，图18u-18w的实施例可以用作在图18n-18t中描述的实施例的备选实施例，或者可以与在图18n-18t中描述的实施例结合。
现在参见图19a和18b，图中表示了图解说明用于在电线杆支承的输电线上，感生导引电磁波的图18a的缆线1850的例证非限制性实施例的方框图。在一个实施例中，如图19a中所示，缆线1850可在一端耦合到微波设备，所述微波设备利用例如图18a-18c中所示的中空波导1808，在缆线1850的一个或多个内层内发射导引电磁波。微波设备可利用如图10a中所示的微波收发器来传送或从缆线1850接收信号。在缆线1850的一个或多个内层中感生的导引电磁波可传播到位于喇叭天线内的缆线1850的暴露短截线(在图19a中，表示成虚线)，以通过喇叭天线辐射电磁波。来自喇叭天线的辐射信号又可在中压(mv)输电线上，感生纵向传播的导引电磁波。在一个实施例中，微波设备可从低压(例如，220v)输电线，接收交流电。或者，喇叭天线可用如图19b中所示的短截线天线代替，以在mv输电线上感生纵向传播的导引电磁波，或者把无线信号传送给其他天线系统。
在备选实施例中，第一和第二缆线1850a'和1850b'可分别耦合到微波设备和变压器1952，如图19a和19b中所示。第一和第二缆线1850a'和1850b'可分别用例如图18b和18c的都具有导电核芯的缆线1820或缆线1830代表。第一缆线1850a'的导电核芯的第一端部可耦合到微波设备，以便传播在其中发射的导引电磁波。第一缆线1850a'的导电核芯的第二端部可耦合到变压器1952的导电线圈的第一端部，以便接收在第一缆线1850a'中传播的导引电磁波，和把与之相关的信号通过变压器1952的导电线圈的第二端部，提供给第二缆线1850b'的第一端部。第二缆线1850b'的第二端部可被耦合到图19a的喇叭天线，或者可被暴露，作为图19b的短截线天线，用于在mv输电线上感生纵向传播的导引电磁波。
在其中缆线1850、1850a'和1850b'都包含传输介质1800、1820和/或1830的多个实例的实施例中，可以形成天线1855的多杆式结构，如图18k中所示。每个天线1855例如可以耦合到喇叭天线组合件，如图19a中所示，或者耦合到平锅天线组合件(未图示)，以便辐射多个无线信号。或者，天线1855可以用作图19b中的短截线天线。图19a-19b的微波设备可被配置成调整导引电磁波，以对天线1855发出的无线信号进行波控。天线1855中的一个或多个也可用于在输电线上感生导引电磁波。
现在参见图19c，图中表示了按照记载在本文中的各个方面的通信网络1900的例证非限制性实施例的方框图。在一个实施例中，例如，图16a的波导系统1602可被纳入网络接口设备(nid)，比如图19c的nid1910和1920中。具有波导系统1602的功能的nid可被用于增强客户驻地1902(企业或住宅)和基座1904(有时称为服务区接口或sai)之间的传输能力。
在一个实施例中，中央局1930可向基座1904提供一条或多条光缆1926。光缆1926可向位于基座1904中的微型dslam1924提供高速全双工数据服务(例如，1～100gbps或更高)。数据服务可用于语音、因特网流量、媒体内容服务(例如，流式视频服务、广播tv)等的传送。在现有系统中，微型dslam1924一般连接到双绞线电话线(例如，包含在超5类非屏蔽双绞线(utp)缆线中的双绞线，超5类非屏蔽双绞线(utp)缆线包括由外绝缘护套环绕的一束非屏蔽双绞线缆线，比如24号绝缘实芯线)，双绞线电话线再直接连接到客户驻地1902。在这样的系统中，除其他因素外，部分归因于到客户驻地1902的传统双绞线缆线的长度，dsl数据速率逐步减小到100mbps或更低。
然而，图19c的实施例不同于现有的dsl系统。在图19c的例示中，例如，微型dslam1924可被配置成通过缆线1850连接到nid1920(缆线1850可全部或部分代表单独或组合地关于图18a-18d和18f-18l说明的缆线实施例任意之一)。在客户驻地1902和基座1904之间利用缆线1850，使nid1910和1920能够传送和接收用于上行链路和下行链路通信的导引电磁波。根据前面说明的实施例，缆线1850可以暴露在雨中，或者可被埋藏，而不会不利地影响下行链路路径或者上行链路路径中的电磁波传播，只要两个方向任意之一的这种波的电场分布图至少部分或者完全被限制在缆线1850的内层之内即可。在本例示中，下行链路通信表示从基座1904到客户驻地1902的通信路径，而上行链路通信表示从客户驻地1902到基座1904的通信路径。在其中缆线1850包含图18g-18h的实施例之一的实施例中，缆线1850还可用于向客户驻地1902和基座1904的nid1910和1920，以及其他设备供电。
在客户驻地1902，dsl信号可源于dsl调制解调器1906(dsl调制解调器1906可具有内置路由器，可向在客户驻地1902中所示的用户设备提供诸如wifi之类的无线服务)。dsl信号可通过双铰线电话线1908，被提供给nid1910。在上行链路路径上，nid1910可利用集成波导1602在缆线1850内，发射以基座1904为目标的导引电磁波1914。在下行链路路径中，微型dslam1924产生的dsl信号可通过双铰线电话线1922，流向nid1920。在下行链路路径上，集成在nid1920中的波导系统1602可把dsl信号或其一部分，从电信号转换成在缆线1850内传播的导引电磁波1914。为了提供全双工通信，上行链路上的导引电磁波1914可被配置成按与下行链路上的导引电磁波1914不同的载波和/或不同的调制方式工作，以减小或避免干扰。另外，在上行链路路径和下行链路路径上，导引电磁波1914可由缆线1850的核芯部分导引，如前所述，并且这种波可被配置成具有把导引电磁波全部或部分限制在缆线1850的内层中的场强分布图。尽管导引电磁波1914被显示在缆线1850之外，不过，这些波的描述只是用于举例说明。因此，导引电磁波1914是用“散列标记(hashmark)”描画的，以指示它们由缆线1850的内层导引。
在下行链路路径上，nid1910的集成波导系统1602接收nid1920生成的导引电磁波1914，并把它们转换回符合dsl调制解调器1906的要求的dsl信号。所述dsl信号随后通过电话线1908的一组双绞线导线，被提供给dsl调制解调器1906，以便处理。类似地，在上行链路路径上，nid1920的集成波导系统1602接收nid1910生成的导引电磁波1914，并把它们转换回符合微型dslam1924的要求的dsl信号。所述dsl信号随后通过电话线1922的一组双绞线导线，被提供给微型dslam1924，以便处理。由于电话线1908和1922的长度较短，因此dsl调制解调器1908和微型dslam1924能够非常高速(例如，1gbps～60gbps或更高)地在上行链路和下行链路上，在它们之间发送和接收dsl信号。从而在多数情况下，上行链路路径和下行链路路径可超过双绞线电话线上的传统dsl通信的数据速率极限。
由于与上行链路路径相比，下行链路路径通常支持更高的数据速率，因此一般考虑到不对称数据速率，配置dsl设备。然而，在下行链路路径和上行链路路径上，缆线1850都能够提供高得多的速度。借助固件更新，在上行链路路径和下行链路路径上，如图19c中所示的传统dsl调制解调器1906都可被配置以更高的速度。可对微型dslam1924进行类似的固件更新，以在上行链路路径和下行链路路径上，利用更高的速度。由于与dsl调制解调器1906和微型dslam1924的接口仍然是传统的双铰线电话线，除了固件改变，以及nid1910和1920的增加之外，对传统dsl调制解调器或传统的微型dslam来说，进行从dsl信号到导引电磁波1914的转换，和从导引电磁波1914到dsl信号的转换不需要任何硬件改变。nid的使用使传统调制解调器1906和微型dslam1924的重用成为可能，这又可相当大地减少安装成本和系统升级。对于新的建筑物，更新形式的微型dslam和dsl调制解调器可被配置有集成波导系统，以进行上述功能，从而消除对于带有集成波导系统的nid1910和1920的需要。在这个实施例中，更新形式的调制解调器1906和更新形式的微型dslam1924可直接连接到缆线1850，并通过双向导引电磁波传输进行通信，从而避免需要利用双铰线电话线1908和1922来传送或接收dsl信号。
在其中基座1904和客户驻地1902之间的缆线1850的使用在逻辑上不切实际或者成本高的实施例中，nid1910可改为被配置成耦合到发源于电线杆118上的波导108，并且在到达客户驻地1902的nid1910之前，可被埋入土壤中的缆线1850'(类似于本公开的缆线1850)。缆线1850'可用于在nid1910和波导108之间，接收和传送导引电磁波1914'。波导108可通过波导106连接，波导106可耦合到基站104。基站104可借助它自己的通过光纤1926'与中央局1930的连接，向客户驻地1902提供数据通信服务。类似地，在通过光纤链路，从中央局1926到基座1904的访问并不切实可行，但是通过光纤链路1926'，与基站104的连接是可能的情况下，可以使用备用路径，通过发源于电线杆116的缆线1850″(类似于本公开的缆线1850)，连接到基座1904的nid1920。在到达nid1920之前，缆线1850″也可被埋藏。
图20a和20b描述下行链路通信和上行链路通信的实施例。图20a的方法2000可始于步骤2002，在步骤2002，dslam(例如，基座1904的微型dslam1924或者从中央局1930)产生电信号(例如dsl信号)，在步骤2004，所述电信号被nid1920转换成导引电磁波1914，导引电磁波1914在诸如缆线1850之类的传输介质上传播，以便向客户驻地1902提供下行链路服务。在步骤2008，客户驻地1902的nid1910把导引电磁波1914转换回电信号(例如，dsl信号)，在步骤2010，所述电信号通过电话线1908，被提供给客户驻地设备(cpe)，比如dsl调制解调器1906。另外或组合地，作为备选的或者另外的下行链路(和/或上行链路)路径，可从公用电网的输电线1850'(具有内波导，如图18g或18h中图解所示)向nid1910供给电力和/或导引电磁波1914'。
在图20b的方法2020的2022，dsl调制解调器1906可通过电话线1908向nid1910供给电信号(例如，dsl信号)，在步骤2024，nid1910再通过缆线1850，把dsl信号转换成以nid1920为目标的导引电磁波。在步骤2028，基座1904的nid1920(或中央局1930)把导引电磁波1914转换回电信号(例如，dsl信号)，在步骤2029，所述电信号被提供给dslam(例如，微型dslam1924)。另外或者组合地，作为备选的或者另外的上行链路(和/或下行链路)路径，可从公用电网的输电线1850'(具有内波导，如图18g或18h中图解所示)向nid1920供给电力和导引电磁波1914'。
现在参见图20c，图中表示了在传输介质上，感生电磁波的方法2030的例证非限制性实施例的流程图。在步骤2032，图18n-18t的波导1865和1865'可被配置成从(例如由通信设备供给的)第一通信信号，产生第一电磁波，在步骤2034，在传输介质的界面处感生“只”具有基波模式的第一电磁波。在一实施例中，所述界面可以是传输介质的外表面，如在图18q和18r中所示。在另一个实施例中，所述界面可以是传输介质的内层，如在图18s和18t中所示。现在参见图20d，图中表示了从传输介质，接收电磁波的方法2040的例证非限制性实施例的流程图。在步骤2042，图18n-18t的波导1865和1865'可被配置成在图20c中所述的相同或不同传输介质的界面处接收第二电磁波。在一实施例中，第二电磁波可以“只”具有基波模式。在其他实施例中，第二电磁波可具有诸如基波模式和非基波模式之类的波模式的组合。在步骤2044，可从第二电磁波产生第二通信信号，以便例如由相同或不同的通信设备处理。图20c和20d的实施例可适用于记载在本公开中的任意实施例。
现在参见图20e，图中表示了在传输介质上，感生电磁波的方法2050的例证非限制性实施例的流程图。在步骤2052，图18n-18w的波导1865和1865'可被配置成从(例如由通信设备供给的)第一通信信号，产生第一电磁波，在步骤2054，在传输介质的界面处感生“只”具有非基波模式的第二电磁波。在一实施例中，所述界面可以是传输介质的外表面，如在图18q和18r中所示。在另一个实施例中，所述界面可以是传输介质的内层，如在图18s和18t中所示。现在转到图20f，图中表示了从传输介质，接收电磁波的方法2060的例证非限制性实施例的流程图。在步骤2062，图18n-18w的波导1865和1865'可被配置成在图20e中描述的相同或不同的传输介质的界面处接收电磁波。在一实施例中，电磁波可以“只”具有非基波模式。在其他实施例中，电磁波可具有诸如基波模式和非基波模式之类的波模式的组合。在步骤2064，可从电磁波生成第二通信信号，以便由例如相同或不同的通信设备处理。图20e和20f的实施例可适用于记载在本公开中的任意实施例。
尽管为了说明的简单起见，在图20a-20f中，相应的处理被表示和描述成一系列的方框，不过要明白和意识到要求保护的主题不受所述各个方框的顺序限制，因为一些方框可按照与这里描述和记载的顺序不同的顺序发生，和/或可与其他方框同时发生。此外，并非所有例示的方框都是为实现这里所述的方法所必需的。
现在参见图21，图21图解说明按照记载在本文中的各个方面的计算环境的方框图。为了提供记载在本文中的实施例中的各种实施方式的附加背景，图21和下面的讨论意图提供其中可实现本公开的所述各种实施方式的适当计算环境2100的简要概述。尽管上面在可在一个或多个计算机上运行的计算机可执行指令的一般背景中，说明了各个实施例，不过本领域的技术人员会认识到实施例也可与其它程序模块结合地实现，和/或被实现成硬件和软件的组合。
通常，程序模块包含进行特定任务，或者实现特定的抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。此外，本领域的技术人员会意识到本发明的方法可用其他计算机系统构成实践，包含单处理器或多处理器计算机系统，小型计算机，大型计算机，以及个人计算机，手持式计算设备，基于微处理器或者可编程的消费电子产品，等等，它们在操作上都可耦接到一个或多个相关设备。
这里使用的处理电路包括处理器，以及其他专用电路，比如专用集成电路、数字逻辑电路、状态机、可编程门阵列、或者处理输入信号或数据，并响应输入信号，产生输出信号或数据的其他电路。应注意本文中与处理器的操作结合说明的任何功能和特征同样可由处理电路执行。
除非依据上下文明确所示，否则权利要求书中使用的用语“第一”、“第二”、“第三”等只是为了清楚起见，并不指示或暗示任何时间顺序。例如，“第一判定”、“第二判定”和“第三判定”并不指示或暗示第一判定是在第二判定之前作出的，或者反过来，等等。
本文中的各个实施例的例示实施方式也可在分布式计算环境中实践，在分布式计算环境中，一些任务由通过通信网络链接的远程处理设备进行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储设备两者中。
计算设备一般包括各种介质，所述各种介质可包括计算机可读存储介质和/或通信介质，本文中如下彼此不同地使用这两个术语。计算机可读存储介质可以是能够被计算机访问的任何可用存储介质，包含易失性和非易失性介质、可拆卸和不可拆卸介质。例如(但不限于)，计算机可读存储介质可以与用于诸如计算机可读指令、程序模块、结构化数据或非结构化数据之类信息的存储的任何方法或技术结合地实现。
计算机可读存储介质可包括(但不限于)随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，电可擦可编程只读存储器(eeprom)，闪存或其他存储器技术，光盘只读存储器(cd-rom)，数字通用光盘(dvd)或其他光盘存储器，盒式磁带，磁带，磁盘存储器或其他磁存储装置，或者可用于保存所需信息的其他有形和/或非临时性介质。在这方面，本文中应用于存储装置、存储器或计算机可读介质的用语“有形”或“非临时性”应被理解成作为修饰词，只排除传播的临时性信号，并不放弃对于并非仅仅是传播的临时性信号本身的所有标准存储装置、存储器或计算机可读介质的权利。
例如，借助访问请求、查询或其他数据检索协议，一个或多个本地或远程计算设备可以为关于计算机可读存储介质保存的信息的各种操作，访问计算机可读存储介质。
通信介质一般把计算机可读指令，数据结构，程序模块，或者其他结构化或非结构化数据体现在数据信号中，比如调制数据信号，例如载波或其它传输机制中，包含任何信息传递或传送介质。用语“调制数据信号”或信号指的是使其一个或多个特性按照以便把信息编码在一个或多个信号中的方式被设定或改变的信号。例如(但不限于)，通信介质包含有线介质，比如有线网络或者直接连线连接，和无线介质，比如声音、rf、红外和其他无线介质。
再次参见图21，图中表示了用于经由基站(例如，基站设备1504、宏小区站点1502或基站1614)或者中央局(例如，中央局1501或1611)传送和接收信号，或者形成所述基站或中央局的至少一部分的例证环境2100。例证环境2100的至少一部分还可用于传输设备101或102。所述例证环境可包含计算机2102，计算机2102包含处理器2104、系统存储器2106和系统总线2108。系统总线2108把包括(但不限于)系统存储器2106的系统组件耦接到处理器2104。处理器2104可以是任意各种可从市场上获得的处理器。双微处理器和其他多处理器体系结构也可用作处理器2104。
系统总线2108可以是通过利用任意各种可从市场上获得的总线体系结构，能够进一步互连到存储器总线(有或没有存储器控制器)、外围总线和本地总线的几种总线结构任意之一。系统存储器2106包含rom2110和ram2112。基本输入/输出系统(bios)可被保存在非易失性存储器，比如rom、可擦可编程只读存储器(eprom)、eeprom中，bios包含有助于比如在启动期间，在计算机2102内的元件之间传送信息的基本例程。ram2112还可包含高速ram，比如用于高速缓存数据的静态ram。
计算机2102还包含内部硬盘驱动器(hdd)2114(例如，eide、sata)，所述内部硬盘驱动器2114也可被配置成供在适当的机箱(未图示)中外部使用，软磁盘驱动器(fdd)2116(例如，读取或写入可拆卸磁盘2118)，和光盘驱动器2120(例如，读取cd-rom光盘2122，或者读取或写入其他大容量光学介质，比如dvd)。硬盘驱动器2114，磁盘驱动器2116和光盘驱动器2120可分别通过硬盘驱动器接口2124，磁盘驱动器接口2126和光盘驱动器接口2128，连接到系统总线2108。用于外部驱动器实现的接口2124包含通用串行总线(usb)接口技术和/或电气与电子工程师协会(ieee)1394接口技术。其他外部驱动器连接技术在本文中说明的实施例的构思之内。
驱动器及其相关的计算机可读存储介质提供数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机2102，驱动器和存储介质提供适当数字格式的任何数据的存储。尽管上面的计算机可读存储介质的说明涉及硬盘驱动器(hdd)，可拆卸磁盘和可拆卸光盘，比如cd或dvd，不过本领域的技术人员应意识到在例证的操作环境中，也可使用计算机可读的其他种类的存储介质，比如zip驱动器，磁带卡，闪存卡，盒式磁带等，此外，任何这样的存储介质可包含用于进行记载在本文中的方法的计算机可执行指令。
许多程序模块可被保存在驱动器和ram2112中，包含操作系统2130，一个或多个应用程序2132，其他程序模块2134和程序数据2136。所有或部分的操作系统、应用、模块和/或数据也可被高速缓存在ram2112中。记载在本文中的系统和方法可以利用各种可从市场上获得的操作系统，或者操作系统的组合实现。可由处理器2104实现和以其他方式执行的应用程序2132的例子包括由传输设备101或102进行的分集选择确定。
通过一种或多种有线/无线输入设备，例如键盘2138，和指示设备，比如鼠标2140，用户可把命令和信息输入计算机2102中。其他输入设备(未图示)可包含麦克风、红外(ir)遥控器、操作杆、游戏手柄、记录笔、触摸屏等。这些和其他输入设备通常通过可耦接到系统总线2108的输入设备接口2142，连接到处理器2104，不过可利用其他接口，比如并行端口、ieee1394串行端口、游戏端口、通用串行总线(usb)端口、ir接口等连接。
监视器2144或其他种类的显示设备也可经由诸如视频适配器2146之类的接口，连接到系统总线2108。还要意识到在备选实施例中，监视器2144也可以是用于经任意通信手段，包括经因特网和基于云的网络，接收与计算机2102关联的显示信息的任意显示设备(例如，具有显示器的另一个计算机、智能电话机、平板计算机等)。除了监视器2144以外，计算机一般还包括其他外围输出设备(未图示)，比如扬声器、打印机等。
通过利用经由有线和/或无线通信，与一个或多个远程计算机，比如远程计算机2148的逻辑连接，计算机2102可在网络化环境中工作。远程计算机2148可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐设备、对等设备或其他常见网络节点，一般包含关于计算机2102说明的许多或所有元件，不过为了简洁起见，只例示了存储器/存储设备2150。描述的逻辑连接包含与局域网(lan)2152和/或更大的网络，例如广域网(wan)2154的有线/无线连接。这种lan和wan连网环境在办公室和公司中很平常，为全企业计算机网络，比如企业内部网提供便利，所有这些计算机网络都能够连接到全球通信网络，比如因特网。
当在lan连网环境中使用时，计算机2102可通过有线和/或无线通信网络接口或适配器2156，连接到局域网2152。适配器2156可以使与lan2152的有线或无线通信更容易，lan2152还可包括布置在其上，用于与无线适配器2156通信的无线ap。
当在wan连网环境中使用时，计算机2102可包含调制解调器2158，或者可连接到wan2154上的通信服务器，或者具有通过wan2154，比如经由因特网，建立通信的其他装置。可在内部或外部，并且可以是有线或无线设备的调制解调器2158可通过输入设备接口2142，连接到系统总线2108。在网络化环境中，关于计算机2102或其各个部分描述的程序模块可被保存在远程存储器/存储设备2150中。要意识到所示的网络连接是例子，可以使用在计算机之间建立通信链路的其它手段。
计算机2102可与操作上按无线通信布置的任意无线设备或实体，例如，打印机、扫描仪、桌上型和/或便携式计算机、便携式数据助手、通信卫星、与无线可检测标签相关的任意一个设备或场所(例如，信息亭、书报亭、休息室)、及电话机通信。这可包含无线保真(wi-fi)和
wi-fi可允许从家中的长沙发椅，宾馆客房中的床或者工作场所的会议室无导线地连接到因特网。wi-fi是一种与在蜂窝电话机中使用的无线技术类似的无线技术，使诸如计算机之类的设备能够在室内和户外；在基站的范围内的任意地方发送和接收数据。wi-fi网络利用称为ieee802.11(a、b、g、n、ac、ag等)的无线电技术提供安全、可靠、快速的无线连接。wi-fi网络可用于互连计算机，把计算机连接到因特网，和连接到有线网络(所述有线网络可以使用ieee802.3或以太网)。wi-fi网络在非授权2.4和5ghz无线电频带中工作，或者使用包含两种频带(双频带)的产品，从而网络能够提供与许多办公室中使用的基本10baset有线以太网网络类似的真实世界性能。
图22表示能够实现和采用记载在本文中的公开主题的一个或多个方面的移动网络平台2210的例证实施例2200。在一个或多个实施例中，移动网络平台2210可生成和接收由与公开的主题相关的基站(例如，基站设备1504、宏小区站点1502或基站1614)，中央局(例如，中央局1501或1611)或传输设备101或102传送和接收的信号。通常，无线网络平台2210可包括便利分组交换(ps)(例如，网际协议(ip)、帧中继、异步传输模式(atm))和线路交换(cs)流量(例如，语音和数据)，以及网络化无线电信的控制生成的组件，例如节点、网关、接口、服务器或不同的平台。作为非限制性例子，无线网络平台2210可包括在电信运营商网络中，可被视为运营商侧组件，如本文中在别处所述。移动网络平台2210包括cs网关节点2222，cs网关节点2222可对接从传统网络，比如电话网络2240(例如公共交换电话网络(pstn)，或者公共陆地移动网络(plmn))，或者信令系统#7(ss7)网络2270接收的cs流量。电路交换网关节点2222可授权和认证从这样的网络产生的流量(例如，语音)。另外，cs网关节点2222能够访问通过ss7网络2270生成的移动或漫游数据；例如，保存在可存在于存储器2230中的访问位置寄存器(vlr)中的移动数据。此外，cs网关节点2222对接基于cs的流量和信令，以及ps网关节点2218。例如，在3gppumts网络中，cs网关节点2222可至少部分在网关gprs支持节点(ggsn)中实现。应意识到cs网关节点2222、ps网关节点2218和服务节点2216的功能和具体操作由移动网络平台2210为电信所采用的无线电技术提供和规定。
除了接收和处理cs交换的流量和信令之外，ps网关节点2218还能够授权和认证与被服务的移动设备的基于ps的数据会话。数据会话可包含与在无线网络平台2210之外的网络，比如广域网(wan)2250、企业网2270和服务网络2280交换的流量或内容，服务网络2280可体现在局域网(lan)中，也可通过ps网关节点2218与移动网络平台2210对接。要注意的是wan2250和企业网2260可至少部分体现服务网络，比如ip多媒体子系统(ims)。根据技术资源2217中的可用无线电技术层，当建立数据会话时，分组交换网关节点2218能够生成分组数据协议上下文；也可生成使分组化数据的路由更容易的其他数据结构。为此，在一个方面，ps网关节点2218可包括能够使与不同的无线网络，比如wi-fi网络的分组化通信更容易的隧道接口(例如，3gppumts网络中的隧道终结网关(ttg)(未图示))。
在实施例2200中，无线网络平台2210还包含服务节点2216，根据技术资源2217内的可用无线电技术层，服务节点2216传送通过ps网关节点2218接收的数据流的各种分组化流。要注意的是对于主要依赖于cs通信的技术资源2217，服务器节点可不依赖ps网关节点2218地递送流量；例如，服务器节点可至少部分体现移动交换中心。例如，在3gppumts网络中，服务节点2216可体现在服务gprs支持节点(sgsn)中。
对于采用分组化通信的无线电技术，无线网络平台2210中的服务器2214能够执行众多应用，所述应用能够生成多种不同的分组化数据流，并管理(例如，调度、排队、格式化…)所述数据流。所述应用可包含由无线网络平台2210提供的标准服务(例如，服务开通、计费、客户支持…)的附加特征。数据流(例如，作为语音通话或数据会话的一部分的内容)可被传送给ps网关节点2218，用于数据会话的授权/认证和启动，和传送给服务节点2216，用于之后的通信。除了应用服务器之外，服务器2214还可包含实用程序服务器，实用程序服务器可包含服务提供服务器，运维服务器，能够至少部分实现证书颁发机构和防火墙，以及其它安全机制的安全服务器，等等。在一个方面，除cs网关节点2222和ps网关节点2218能够制定的授权和认证程序之外，安全服务器保护通过无线网络平台2210服务的通信，以确保网络的运行和数据完整性。此外，服务提供服务器能够提供来自外部网络，比如由不同的服务提供商运行的网络；例如wan2250或全球定位系统(gps)网络(未图示)的服务。服务提供服务器还能够通过与无线网络平台2210相关的网络(例如，由相同的服务提供商部署和运行的网络)，比如图1中所示的通过提供更大的网络覆盖，增强无线服务覆盖的分布式天线网络，提供覆盖。诸如图7、8和9中所示的转发器设备之类的转发器设备也改善网络覆盖，以便通过ue2275，增强订户服务体验。
要注意的是服务器2214可包含配置成至少部分具有宏网络平台2210的功能的一个或多个处理器。为此，所述一个或多个处理器可执行保存在例如存储器2230中的代码指令。应意识到服务器2214可包含内容管理器2215，内容管理器2215按照和上面所述实质相同的方式工作。
在例证实施例2200中，存储器2230可保存与无线网络平台2210的操作相关的信息。其他操作信息可包含通过无线平台网络2210服务的移动设备的服务提供信息，订户数据库；应用智能，定价方案，例如促销费率，包价收费计划，优惠券活动；与用于不同无线电或无线技术层的操作的电信协议一致的技术规范；等等。存储器2230还可保存来自电话网络2240、wan2250、企业网2270或ss7网络2260至少之一的信息。在一个方面，存储器2230例如可作为数据储存库组件的一部分，或者作为远程连接的存储器储存库被访问。
为了提供公开的主题的各个方面的上下文，图22和下面的讨论意图提供其中可以实现公开的主题的各个方面的适当环境的简要概述。尽管上面在可在一个和/或多个计算机上运行的计算机程序的计算机可执行指令的一般背景中，说明了所述主题，不过本领域的技术人员会认识到公开的主题也可与其他程序模块结合地实现。通常，程序模块包括执行特定任务和/或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。
图23描述通信设备2300的例证实施例。通信设备2300可充当诸如本公开(例如在图15、16a和16b中)所涉及的移动设备和楼内设备之类设备的例证实施例。
通信设备2300可包括有线和/或无线收发器2302(这里，收发器2302)、用户接口(ui)2304、电源2314、位置接收器2316、运动传感器2318、方向传感器2320、和用于管理它们的操作的控制器2306。收发器2302可支持短程或长程无线接入技术，比如
ui2304可包括可按压或触敏小键盘2308，和用于操纵通信设备2300的操作的导航机构，比如滚动球、操纵杆、鼠标或导航盘。小键盘2308可以是通信设备2300的壳体组件的集成部分，或者可以是利用系留有线接口(比如usb线缆)或支持例如
显示器2310可利用触摸屏技术，从而还可用作检测用户输入的用户接口。作为触摸屏显示器，通信设备2300可适应于呈现具有可由用户通过手指的触摸来选择的图形用户界面(gui)元素的用户界面。触摸屏显示器2310可配备有电容式、电阻式或其他形式的感测技术，以检测用户手指的多大表面积被放置在触摸屏显示器的一部分上。这种感测信息可用于控制用户界面的gui元素或其他功能的操纵。显示器2310可以是通信设备2300的壳体组件的集成部分，或者可以是利用系留有线接口(比如线缆)或无线接口，通信耦接到通信设备2300的独立设备。
ui2304还可包括利用音频技术来传送低音量音频(比如在人耳附近听到的音频)和高音量音频(比如免提操作用扬声器电话)的音频系统2312。音频系统2312还可包括用于接收最终用户的可听信号的麦克风。音频系统2312还可用于语音识别应用。ui2304还可包括用于捕捉静止或运动图像的图像传感器2313，比如电荷耦合器件(ccd)摄像头。
电源2314可利用常见的电源管理技术，比如可更换的可再充电电池，供电调节技术，和/或充电系统技术向通信设备2300的各个组件供电，以使长距离或短距离便携式通信更容易。另一方面，或者组合地，充电系统可利用外部电源，比如通过诸如usb端口或其他适当的系留技术之类的物理接口供给的直流电。
位置接收器2316可利用定位技术，比如能够根据由gps卫星星座生成的信号，帮助全球定位系统(gps)识别通信设备2300的位置的gps接收器，它可用于使诸如导航之类的定位服务更容易。运动传感器2318可利用运动感测技术，比如加速度计、陀螺仪或其他适当的运动感测技术来检测通信设备2300在三维空间中的运动。方向传感器2320可利用方向感测技术，比如磁力计来检测通信设备2300的方向(北、南、西和东，以及采用度、分或其他适当的方向度量的组合方向)。
通信设备2300还可借助感测技术，比如利用接收信号强度指示(rssi)和/或信号到达时间(toa)或飞行时间(tof)测量结果，利用收发器2302确定与蜂窝、wifi、
在本公开的一个或多个实施例中，可以使用未在图23中图示的其他组件。例如，通信设备2300可包括用于增加或移除诸如用户标识模块(sim)卡或通用集成电路卡(uicc)之类标识模块的插槽。sim卡或uicc卡可用于识别订户服务，执行程序，保存订户数据，等等。
在本说明书中，诸如“储存库”、“存储装置”、“数据储存库”、“数据存储器”、“数据库”及实质上与组件的操作和功能相关的任何其他信息存储组件指的是“存储组件”，或者体现在“存储器”中的实体，或者包含存储器的组件。要意识到这里说明的存储器组件可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可包括易失性存储器和非易失性存储器两者，例如(但不限于)易失性存储器，非易失性存储器，磁盘存储装置和存储器存储装置。此外，非易失性存储器可包含在只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦rom(eeprom)、或闪存中。易失性存储器可包含充当外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(ram)。例如(但不限于)，可以多种形式获得ram，比如同步ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双倍数据速率sdram(ddrsdram)、增强sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)和直接存储总线ram(drram)。另外，这里公开的系统或方法的存储器组件意图包含(但不限于包含)这些和任何其他适当种类的存储器。
此外，要注意的是公开的主题可用其它计算机系统构成实践，包含单处理器或多处理器计算机系统，小型计算设备，大型计算机，以及个人计算机，手持式计算设备(例如，pda、电话机、智能电话、手表、平板计算机、上网本计算机等)，基于微处理器或者可编程的消费或工业电子产品，等等。也可在分布式计算环境中，实践例示的各个方面，在分布式计算环境中，任务由通过通信网络链接的远程处理设备进行；然而，本公开的一些方面(即使不是所有方面的话)可在单独的计算机上实践。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备两者中。
记载在本文中的一些实施例也可采用人工智能(ai)，以便利使记载在本文中的一个或多个特征自动化。例如，人工智能可在可选的训练控制器230中，用于评估和选择候选频率、调制方式、mimo模式和/或导波模式，以使传送效率达到最大。(例如，与自动识别获得的在加入现有通信网络之后，提供最大值/好处的小区站点有关的)实施例可采用各种基于ai的方案来实现其各种实施方式。此外，可以采用分类器来确定获得的网络的各个小区站点的排序或优先级。分类器是一种把输入的属性向量x＝(x1,x2,x3,x4,…,xn)映射到该输入属于某个类别的置信度的函数，即，f(x)＝置信度(类别)。这种分类可以采用基于概率和/或统计的分析(例如，考虑分析效用和成本因素)，以预测或推断用户期望自动进行的动作。支持向量机(svm)是可采用的分类器的一个例子。svm通过在可能的输入的空间中寻找超曲面，进行工作，所述超曲面试图从非触发事件中分离出触发标准。直观地，这使分类对于接近训练数据，但是不等同于训练数据的测试数据来说是正确的。可以采用提供不同的独立模式的其他定向和非定向模型分类方法，例如包含
易于理解，一个或多个实施例可以采用明确训练的(例如，借助通用训练数据)，以及隐含训练的(例如，通过观察ue行为，操作员偏好，历史信息，接收外来信息)的分类器。例如，可在分类器构造器和特征选择模块内，通过学习或训练阶段，配置svm。从而，分类器可用于自动学习和实现许多功能，包括(但不限于)按照预定标准，确定哪个获得的小区站点将有益于最大数目的订户，和/或哪个获得的小区站点向现有通信网络覆盖增加最小的价值，等等。
如在本申请中的一些上下文中使用的那样，在一些实施例中，术语“组件”、“系统”等指的是或者包含与计算机相关的实体，或者与具有一种或多种特定功能的操作设备相关的实体，其中所述实体可以是硬件，硬件和软件的组合，软件，或者执行中的软件。例如，组件可以是(但不限于)在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、计算机可执行指令、程序和/或计算机。例如但不限于，在服务器上运行的应用和服务器两者可以是一个组件。一个或多个组件可以存在于进程和/或执行的线程内，组件可以集中在一台计算机上，和/或分布在两台或更多台计算机间。另外，这些组件可以从保存有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。组件可通过本地和/或远程处理，比如按照具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自与本地系统中的另一个组件，分布式系统，和/或借助信号，通过诸如因特网之类的网络，与其他系统相互作用的一个组件的数据)，进行通信。再例如，组件可以是具有利用由电路或电子电路操纵的机械部件提供的特定功能的设备，所述电路或电子电路由处理器执行的软件或固件应用操作，其中处理器可以在所述设备之内或之外，执行所述软件或固件应用的至少一部分。又例如，组件可以是通过无机械部件的电子组件，提供特定功能的设备，所述电子组件可包括执行至少部分带有电子组件的功能的软件或固件的处理器。虽然各个组件被例示成分离的组件，不过要意识到多个组件可被实现成一个组件，或者一个组件可被实现成多个组件，而不脱离例证实施例。
此外，通过利用标准编程和/或工程技术，产生控制计算机实现公开的主题的软件、固件、硬件或它们的任意组合，各个实施例可被实现成方法、设备或制品。这里使用的用语“制品”意图包含可从任意计算机可读设备或计算机可读存储/通信介质访问的计算机程序。例如，计算机可读存储介质可包括(但不限于)磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)，光盘(例如，只读光盘(cd)，数字通用光盘(dvd))，智能卡，和闪存器件(例如，卡，记忆棒，key驱动器)。当然，本领域的技术人员会认识到可对所述结构作出许多修改，而不脱离各个实施例的范围或精神。
另外，用语“例子”和“例证”在本文中用于意味充当实例或例示。本文中描述成“例子”或“例证”的任何实施例或设计不一定被解释成优于其他实施例或设计。相反，用语“例子”或“例证”的使用意图具体地表示各个概念。本申请中使用的用语“或”意图意味可兼的逻辑或，而不是不可兼的逻辑或。即，除非另有规定或者根据上下文显然，否则“x采用a或b”意味自然包容性排列任意之一。即，如果x采用a；x采用b；或者x采用a和b，那么在任意上述情况下，满足“x采用a或b”。另外，在本申请和附加权利要求书中使用的单数形式通常应被解释成意味“一个或多个”，除非另有规定，或者根据上下文显然指的是单数形式。
此外，诸如“用户设备”、“移动站”、“移动设备”、“用户站”、“接入终端”、“终端”、“手持机”、“移动装置”(和/或表示类似术语的用语)可以指的是无线通信服务的订户或用户用于接收或传送数据、控制、语音、视频、声音、游戏或实质上任何数据流或信令流的无线设备。本文中可互换地，并且参照相关附图使用上述用语。
此外，除非上下文证明用语之间的特殊区别是有理由的，否则可互换地采用用语“用户”、“订户”、“客户”、“消费者”等。应意识到这些用语可以指的是人类，或者通过人智能(例如，至少根据复杂的数学形式体系，进行推理的能力)支持的能够提供模拟视觉、声音识别等的自动化组件。
这里使用的术语“处理器”实质上可以指的是任何计算处理单元或设备，包括(但不限于包括)单核处理器；具有软件多线程执行能力的单核处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；和具有分布式共用存储器的并行平台。另外，处理器可以指的是用来实现记载在本文中的功能的集成电路，专用集成电路(asic)，数字信号处理器(dsp)，现场可编程门阵列(fpga)，可编程逻辑控制器(plc)，复杂可编程逻辑器件(cpld)，离散门或晶体管逻辑，离散硬件组件，或者它们的任意组合。处理器可以采用纳米级体系结构，比如(但不限于)基于分子和量子点的晶体管、开关和门电路，以便优化空间使用或增强用户设备的性能。处理器也可被实现成计算处理单元的组合。
这里使用的诸如“数据存储装置”、“数据存储器”、“数据库”和实质上与组件的操作和功能相关的任何其他信息存储组件指的是“存储器组件”，或者在“存储器”中体现的实体或者包含存储器的组件。要意识到记载在本文中的存储器组件或计算机可读存储介质可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可包括易失性存储器和非易失性存储器两者。
上面所述的仅仅包括各个实施例的例子。当然不可能描述用于说明这些例子的组件或方法的每种可想到的组合，不过，本领域的技术人员会认识到当前实施例的许多另外的组合和置换也是可能的。因而，本文中公开和/或要求保护的实施例意图包含在附加权利要求的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变异。此外，就在具体实施方式或权利要求书中使用用语“包括”来说，与当作为过渡词用在权利要求书中时，解释“包含”时一样，按照类似于用语“包含”相似的方式，用语“包括”是开放式的。
另外，流程图可包括“开始”和/或“继续”指示。“开始”和“继续”指示反映呈现的步骤可视情况包含在其他例程中，或者和其他例程一起使用。在这种上下文中，“开始”指示呈现的第一步骤的开始，前面可以是未具体表示的其他活动。此外，“继续”指示反映呈现的步骤可被进行多次，和/或可继之以未具体表示的其他活动。此外，尽管流程图指示各个步骤的特定排序，不过其他排序同样是可能的，前提是保持因果关系的原则。
这里使用的用语“操作上耦接到”、“耦接到”和/或“耦接”包括对象之间的直接耦接，和/或对象之间的经由一个或多个居间对象的间接耦接。这样的对象和居间对象包括(但不限于)接合点、通信路径、组件、电路元件、电路、功能块和/或设备。作为间接耦接的例子，从第一个对象传送给第二个对象的信号可由一个或多个居间对象通过更改信号中的信息的形态、性质或格式而更改，然而信号中的信息的一个或多个要素是按照能够被第二个对象识别的方式传送的。在间接耦接的另一个例子中，作为一个或多个居间对象中的动作和/或反应的结果，第一个对象中的动作可在第二个对象上引起反应。
尽管本文中例示和说明了具体实施例，不过应意识到实现相同或相似用途的任意安排可以替代本公开说明或表示的实施例。本公开意图覆盖各个实施例的任意和所有修改或变化。在本公开中，可以使用上述实施例的组合，以及未在本文中具体说明的其他实施例。例如，一个或多个实施例的一个或多个特征可以与一个或多个其他实施例的一个或多个特征组合。在一个或多个实施例中，肯定地陈述的特征也可被否定地陈述，和在用或未用另一个结构和/或功能特征替代的情况下从实施例中排除。关于本公开的实施例说明的步骤或功能可按照任意顺序进行。关于本公开的实施例说明的步骤或功能可以单独进行，或者可以与本公开的其他步骤或功能，以及源于未记载在本公开中的其他实施例或者其他步骤的其他步骤或功能结合地进行。此外，也可利用比关于实施例说明的所有特征更多或更少的特征。
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