室内射频覆盖的制作方法

专利名称：室内射频覆盖的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明总体上涉及蜂窝通信系统领域，具体涉及用于射频信号难于到达的区域的蜂窝通信系统。
2.相关技术的描述在蜂窝通信系统中典型地存在着某些信号难于或者是不完全覆盖预定区域，例如，金属框架的建筑和地下。造成这种覆盖困难的一个主要原因是由于法拉第栅型屏蔽，致使射频信号难以穿透此类有效封闭的导体结构。另一个原因是瑞利衰减，这种衰减是由发送端和接受端之间的多路径传输造成的。通常这种多路径是由信号在发送端和接收端之间的物体间发生反射和/或折射引起的。信号传输的多路径在接受端产生了干扰效应，这些干扰效应通过接收端的信号测量强度差异体现出来，而信号测量强度则是信号传输的不同路径的函数。在本领域中，已知一些用于改善发生法拉第栅型屏蔽和瑞利衰减区域的覆盖的方法。
授予Charas等人的第5404570号美国专利描述了用于一个在能够接收信号的基站收发信台(BTS)和诸如隧道之类密闭环境之间的中继系统，在这类密闭环境中，基站收发信台发射的信号是被隔离的。我们在此引入该专利的说明作为参考资料。该系统将从基站收发信台接收的高频射频(RF)信号下转换至中频(IF)信号，然后由密闭环境中的电缆和天线辐射至接收端。接受端再将该中频信号上转换至原始的射频信号。在上述专利说明的系统中还包括一个在隧道中移动的车辆，车辆上的乘客将可以收到信号，否则他们将被切断与无线基站收发信台的联系。
授予Kallandar等人的第5603080号美国专利描述了用于多个基站收发信台和密闭环境之间的中继系统集，在这类密闭环境中，基站收发信台发射的信号是被隔离的。我们在此引入该专利的说明作为参考资料。每个系统将从各自的基站收发信台接收的高频射频信号下转换至中频信号，然后由密闭环境中的电缆传输至各自的一个或多个的接收端。每个接受端再将该中频信号上转换至原始的射频信号。在上述专利说明的系统中还包括一个在隧道的交迭区域之间移动的车辆，每个区域是由一个基站收发信台通过自己的中继系统覆盖的。这样车辆上的乘客将可以在隧道中从至少一个基站收发信台收到信号，否则他们将被切断与某个或更多的无线基站收发信台的联系。
授予Georges等人的第5765099号美国专利描述了应用诸如双绞线缆等窄带介质在两个或多个区域之间传输射频信号的一个系统和方法。我们在此引入该专利的说明作为参考资料。在第一个区域中，射频信号和第一个本地振荡器发生混频，产生一个下转换的中频信号。这个中频信号通过窄带介质传输至第二个区域，并在那里利用第二个本地振荡器上转换至原来的射频信号。所有的本地振荡器由每个区域的锁相环(PLL)锁定，以产生相同频率的信号。这种锁定是通过比较本地振荡器频率和由某区域所产生的一个低频稳定参考信号来在每个环中实现的。参考信号在区域间通过窄带介质传输。
克服瑞利衰减的方法之一是应用多方向接收天线集(a plurality ofspatially-diverse receiving antennas)，这是基于在所有天线上都发生某个信号的破坏性干扰的机会是很小的这么一个统计事实。天线集(在通常情况下，两组天线就足够了)的应用为被分析的接收信号提供了分集性，而通常我们都选择最强的信号。对于两组天线的情况而言，接收信号被称为主信号和分集信号(diversity signals)。
授予Dean等人的第5513176号美国专利描述了应用于接收困难区域的一种分布式天线阵。我们在此引入该专利的说明作为参考资料。正是由于利用了由天线在空间上的不同分布所产生的信号分集性，这种天线阵的接收效果得到了增强。每组天线都对接收到的信号进行不同的时延，因此分集信号在时间上都是被分隔开的。分时延信号被转换至中频信号，然后组合，组合后的信号通过电缆传输至区域外。
发明概述本发明的目的在于为在蜂窝通信困难区域进行更好的信号覆盖提供解决方法和设备。
在本发明的较佳实施例中，用于蜂窝通信系统中的中继设备由一个主收发信单元(master transceiver unit)构成，主收发信单元较佳地通过无线方式利用主射频信号和基站收发信台进行通讯，也可选择通过电缆方式。主收发信单元通过一条或更多电缆和一个或多个从收发信单元连接，这些从收发信单元处于一个和主收发信单元所处环境完全电磁隔离的环境中。从收发信单元包括各自的从天线，通过从天线利用从射频信号，从收发信单元可以和移动蜂窝收发信机进行通信。从收发信单元较佳地位于主射频信号无法穿透的区域，例如建筑物内部。主收发信单元和从收发信单元间的信号通过电缆的中频传输。在主收发信单元和从收发信单元，中频信号由相应的射频信号下转换产生，而射频信号则由中频信号上转换恢复。上转换和下转换是使用在主收发信单元和从收发信单元上的同一个本地振荡器(LO)频率进行的。为了在所有单元上产生相同的LO频率，主收发信单元的一个本地振荡器产生LO频率，这个LO频率在主收发信单元上除以一个整数。除后的LO频率通过电缆传至从收发信单元，然后在从收发信单元上乘以相同的整数以恢复LO频率。
作为参考的整数分频LO频率在整个系统内传输，使得原LO频率可以通过倍频以相同整数来恢复。而且，整数分频LO频率可以通过常用的，不昂贵的电缆低损耗地传播。这样，一个本地振荡器就可以提供给整个系统相同的LO频率，也就避免了由于系统内LO频率不同所可能产生的问题。
在本发明的一些较佳实施例中，射频信包括号码分多址(CDMA)信号，CDMA信号包括与蜂窝信道有关的一个或多个导频信号，移动收发信机通过蜂窝信道进行通信。从收发信单元由各自的传输延时组件构成，传输延时组件给从主收发信单元发射至各自的从收发信单元的信号加上不同的延时。这些不同的延时有效的增加了从收发信单元接收到的信号的分集性，因而，由主收发信单元发射的导频音信号的接收被增强了。在本发明的一些较佳实施例中，从收发信单元包括各自的接收延迟单元，用于给主收发信单元从各自的从收发信单元接收到的信号加上不同的延时，因而，由从收发信单元发射的信号的接收增强了。
在本发明的一些较佳实施例中，用来产生LO频率的本地振荡器不必要是高稳定度的振荡器，因为LO频率的变化会被传输至整个网络。
在本发明的一些较佳实施例中，多个主收发信单元只和各自的由一个或多个从收发信单元组成的多个从收发信单元进行通讯，每个主从收发信单元组严格依照前述机制运行。较佳地，多个主收发信单元(以及他们各自的从收发信单元)使用同一个LO频率以产生主从通信使用的中频信号。另外，每个主收发信单元及其从收发信单元也可以使用不同的LO频率。通过在主收发信单元间划分从收发信单元，降低了系统的总噪声系数。最佳地，至少一部分从收发信单元应该提供用作分集接收信号(diverse receivesignals)的信号，这样，从收发信单元的总体接收能力将可以得到提高。
在本发明的一些较佳实施例中，整个系统作为一个在主收发信单元和从收发信单元间传输多路信号的多路中继系统进行运行。最佳地，一个或多个主收发信单元或一个或多个从收发信单元中要有一个或多个滤波器，用于过滤干扰信号，例如指定的在主从收发信单元间传输的专门信道外的信号。
因此，根据本发明的较佳实施例，我们提供了用于将射频(RF)信号传输至射频屏蔽环境的中继设备，它包括一个主收发信单元，它包括一个主端口(master port)，用于接收射频信号；一个本地振荡器(LO)，用于产生LO频率的LO信号；一个分频器，用于将LO信号的LO频率分频以一个整数，以产生分频LO信号；及一个和主端口及分频器连接的主混频器，用于产生响应于射频信号和LO信号的中频(IF)信号。
一个或多个从收发信单元，每一个从收发信单元都处于射频屏蔽的环境中，它包括一个频率恢复电路，较佳地是一个倍频器，用于将分频LO信号倍频以整数后产生LO频率的恢复的LO信号。
一个和倍频器连接的从混频器，用于产生响应于恢复的LO信号和中频信号的恢复的射频信号。
一个和从混频器连接的从端口，用于接收恢复的射频信号，并将其发射至隔离环境中。及一条或多条连接主收发信单元和一个或多个从收发信单元的电缆，用于在主收发信单元和一个或多个从收发信单元间传输中频信号和分频LO信号。
较佳地，主端口和每个从端口都是双向端口。通过从端口，各自的从收发信单元从隔离环境中接收到从射频信号，并将其与恢复的LO信号混频后产生从中频信号，中频信号通过一条或多条电缆传输至主收发信单元，在那儿产生恢复的从射频信号后，送至主端口，从那儿发射。
较佳地，每一个从收发信单元应包括一个自己的中频信号反向通路(reverse path)，而反向通路由一个时延单元构成，用于将中频信号在反向通路中进行一个预定的延时。
较佳地，主收发信单元应包括一个用于接收从基站收发信台来的射频信号，和将接收到的射频信号发射至主端口的天线。
较佳地，主端口从连接到基站收发信台的电缆接收射频信号。
进一步较佳地，每个从收发信单元包括一个或多个连接到各自从端口的天线，用于将恢复后的射频信号发射至隔离环境。
较佳地，主收发信单元包括一个直流电源，用于产生在一条或多条电缆上传输的，驱动一个或多个从收发信单元所需的直流电平。
较佳地，主收发信单元转发器应包括一个控制器，用于控制主收发信单元和一个或多个从收发信单元的运行。
进一步较佳地，中继设备应包括一个远程控制单元，用于在控制器和设备操作者之间传递控制信号。
进一步较佳地，控制器能生成调制的控制信号，并能通过一条或更多电缆在主收发信单元和一个或多个从收发信单元间传输。
较佳地，该设备应严格地运行于工作在800兆赫至1900兆赫范围的蜂窝通信网络上。
较佳地，中频信号对应于多址通信网络中的一个或多个预设信道。
较佳地，一个或多个从收发信单元中应包括一个和主收发信单元连接的，拓扑结构为一个或多个菊花链结构的多个从收发信单元。
进一步较佳地，一个或多个从收发信单元中应包括一个和主收发信单元连接的，拓扑结构为一个或多个星型结构的多个从收发信单元。
较佳地，一个或多个从收发信单元中应包括一个和主收发信单元连接的，拓扑结构为一个或多个星型-菊花链混合结构的多个从收发信单元。
较佳地，每个从收发信单元应包括一个自己的中频信号前向通路(forwardpath)，而前向通路包括一个延时单元，用于将中频信号在前向通路中进行一个预定的延时。
因此，根据本发明的较佳实施例，我们进一步提供了一种用于将射频信号传输至射频屏蔽环境的方法，它包括在主端口接收射频信号；在主端口附近提供一个工作于本地振荡器(LO)频率的LO信号；将LO信号的LO频率以某个整数进行分频，产生分频LO信号；生成与射频信号及LO信号相应的中频信号；将中频信号和分频LO信号传输至隔离环境中；将分频LO信号倍频以相同的整数，以生成LO频率的恢复LO信号；将恢复的LO信号和中频信号进行混频，以生成恢复的射频信号；将恢复的射频信号连接至从端口；及由从端口将恢复的射频信号发射至隔离环境中。
较佳地，该方法包括由从端口接收隔离环境中的从射频信号；将从射频信号和LO信号进行混频，以生成从中频信号；将从中频信号和LO信号进行混频，以恢复从射频信号；由主端口将从射频信号发射出去。
较佳地，射频信号的接收包括对800兆赫至1900兆赫范围内的蜂窝通信信号发射的接收。
较佳地，中频信号的生成包括产生一个频率严格低于射频信号频率的中频信号。
进一步较佳地，中频信号的生成包括产生一个对应于多址通信网络中的一个或多个预设信道的中频信号。
较佳地，将中频信号传输至隔离环境中包括将中频信号进行预定的延时。
较佳地，将从射频信号和LO信号进行混频产生从中频信号包括将从中频信号进行预定的延时。
因此，根据本发明的较佳实施例，我们进一步提供了在一个通信中继系统中，用于将中频信号转换至相应的恢复的主射频信号和恢复的分集射频信号的转换设备。该中继系统包括多个从收发信单元。多个从收发信单元用于接收从收发信单元附近的，由一个或多个移动通信单元发射的主射频信号(main RF signal)和分集射频信号(diversity RF signal)，并响应于接收到的射频信号生成各个主中频信号(main IF signal)和分集中频信号(diversity IF signal)。所述的转换设备包括一个主要主收发信单元(main master unit)，包括一个主中频端口，用于接收主中频信号；一个本地振荡器。用于产生LO信号；一个连接至本地振荡器的参考信号发生器，用于产生和LO信号对应的参考信号；
一个和主中频端口，本地振荡器连接的主混频器，用于产生和主中频信号及LO信号对应的恢复的主射频信号；及一个和主混频器连接的主射频端口，用于发射恢复的主射频信号。
一个分集主收发信单元(diversity master unit)，包括一个分集中频(IF)端口，用于接收分集中频信号；一个接收器，用于从由主要主收发信单元接收到的参考信号中产生恢复的LO信号；一个和分集中频端口，接收器连接的分集混频器，用于产生和分集中频信号及恢复的LO信号对应的恢复的分集射频信号；及一个和分集混频器连接的分集射频端口，用于发射恢复的分集射频信号。
较佳地，参考信号发生器包括一个用于对LO信号的频率以一个整数进行分频来产生分频LO信号的分频器，而接收器包括一个对分频LO信号以同一个整数进行倍频来产生恢复的LO信号的倍频器。
较佳地，参考信号包括LO信号，而接收器包括一个分离器，用于接收LO信号并将LO信号分离以产生恢复的LO信号。
较佳地，每一个从收发信单元包括自己的中频信号前向通路，而前向通路包括一个延时单元，用于将中频信号在前向通路中进行一个预定的延时。
进一步较佳地，每一个从收发信单元包括自己的中频信号反向通路，而反向通路包括一个延时单元，用于将中频信号在反向通路中进行一个预定的延时。
较佳地，多个从收发信单元包括一个或多个和主中频端口连接的主要从收发信单元，主中频端口用于接收主射频信号，并产生响应于LO信号及主射频信号的主中频信号。
一个或多个和分集射频端口连接的分集从收发信单元，分集射频端口用于接收分集中频信号，并产生响应于LO信号及分集射频信号的分集中频信号。
较佳地，一个或多个主要从收发信单元应在空间位置上充分地和一个或多个分集从收发信单元分离，这样，一个或多个主要从收发信单元接收到的主射频信号和由一个或多个分集从收发信单元接收到的分集射频信号才能被主要从收发信单元和分集从收发信单元加以区别。
较佳地，系统包括一个和主射频端口及分集射频端口连接的天线，用于将主恢复射频信号和分集恢复射频信号发射出去。
进一步较佳地，系统包括一个和主射频端口及分集射频端口连接的的电缆，用于传输主恢复射频信号和分集恢复射频信号至基站收发信台。
因此，根据本发明的较佳实施例，我们进一步提供了在一个通信中继系统中，用于将主要中频信号和分集中频信号转换至相应的恢复的主射频信号和恢复的分集射频信号的转换方法。该中继系统包括多个从收发信单元。多个从收发信单元用于接收从收发信单元附近的，由一个或多个移动通信单元发射的主射频信号(main RF signal)和分集射频信号(diversity RFsignal)，并响应于接收到的射频信号产生各个主中频信号(main IF signal)和分集中频信号(diversity IF signal)。它包括在主中频端口接收响应于主射频信号的主中频信号；生成一个本地振荡器(LO)信号；将主中频信号和LO信号混频产生恢复的主射频信号；从主射频端口发射恢复的主射频信号；在分集中频端口接收响应于分集射频信号的分集中频信号；响应LO信号生成参考信号；接收参考信号，以生成恢复的LO信号；将分集中频信号和恢复的LO信号混频以产生恢复的分集射频信号；及从分集射频端口将恢复的分集射频信号发射出去。
较佳地，生成参考信号包括对LO信号的频率以一整数进行分频以产生分频LO信号，而接收参考信号包括对分频LO信号以同一整数进行倍频。
因此，根据本发明的较佳实施例，我们进一步提供了中继设备，它包括第一和第二主收发信单元(first and second master unit)，用于和各自的第一和第二无线通信网络进行通信，第一和第二无线通信网络运行于各自的第一和第二频带；一个组合器(a combiner)，和第一及第二主收发信单元进行有线通信，从而可以接收和发送第一和第二网络中的通信信号；及一个连接至组合器的多个从收发信单元，从收发信单元一般位于密闭环境中的不同位置，因而可以和工作于第一及第二频带的移动无线单元进行通信。
较佳地，第一频带严格地在800兆赫至900兆赫范围内，第二频带严格地在1800兆赫至1900兆赫范围内。
较佳地，多个从收发信单元中应包括至少一个工作于第一频带的从收发信单元，和至少一个工作于第二频带的从收发信单元。
较佳地，中继设备应包括一个或多个至少连接至第一或第二主收发信单元的天线，不同的主收发信单元能通过其和各自的无线通信网络进行通信。
进一步较佳地，中继设备应包括一条至少连接至第一或第二主收发信单元的电缆，不同的主收发信单元能通过其和各自的无线通信网络进行通信。
较佳地，第一个无线通信网络包括一个蜂窝网络，第二个无线通信网络包括一个个人通信业务(PCS)网络。
通过附图和后面的较佳实施例的详细说明，会更充分的理解本发明。
附图简述

图1是根据本发明的较佳实施例构成的一个室内中继系统的方框示意图；图2是根据本发明的较佳实施例的包括在图1系统中的蜂窝主收发信单元的方框示意图；图3是根据本发明的较佳实施例构成的图1中的蜂窝从收发信单元的方框示意图；图4是根据本发明的一个可选较佳实施例构成的安装在建筑物中的一个中继系统的方框示意图；图5是根据本发明的较佳实施例的显示信号如何通过图4系统中的分离/组合器(splitter/combiner)的方框示意图；图6是根据本发明的另一可选较佳实施例构成的显示安装在建筑物中的一个中继系统的方框示意图；图7是根据本发明的较佳实施例的图6系统中的分集主收发信单元的方框示意图；图8是根据本发明的一可选较佳实施例构成的安装在建筑物中的一个中继系统的方框示意图。
3.发明详述现在参见图1，根据本发明的较佳实施例，图1概略显示了一个室内中继系统10。主蜂窝(后面称为CELL)天线(a master cellular antenna)14从远处的收发器13接收主CELL射频(RF)信号。天线14较佳地置于建筑16外部，这样天线和收发器13之间通常可以无阻碍地进行信号传输。收发器13较佳地是运行于近乎820兆赫至880兆赫范围内的频带的蜂窝电话系统中基站收发信台(BTS)的收发器，尽管其它适合的收发器也是可以使用的。主射频信号(master RF signal)使用已有的技术从天线14传输至主CELL单元(masterCELL unit)12。可选地，主CELL单元12将射频信号传至收发器13，并且不使用天线14从收发器接收射频信号，而是，例如，使用连接主收发信单元12和收发器13的电缆15。较佳地，当使用天线14传输信号时，主CELL单元12应该放置得使单元和天线14之间的通路尽可能地近，这样可使信噪比值最优化。进一步较佳地，当蜂窝电话系统使用CDMA信号时，收发器13和/或主收发信单元12包括一个或多个分离多径接收器(rake receivers)。
主CELL单元12接收到主射频信号，然后将其下变频至一个前向中频(IF-FWD)信号，因此，主CELL单元12是一个频率变换单元。这样的下变频是通过使用一个单元12产生的本地振荡器信号来实现的。这个信号的频率是和单元12使用的频带相兼容的。例如，如果主CELL单元12工作于820兆赫至880兆赫，那么本地振荡器频率可以设置为750兆赫。(主收发信单元12中的本地振荡器也用于单元中的上变频，后面还有详细的描述)IF-FWD信号和本地振荡器信号的一个参考信号通过一条或多条电缆20传输至一个或多个从CELL单元18，在那里IF-FWD信号被上变频至响应于主CELL单元12所接收到射频CELL信号的恢复后的主射频CELL信号。这样从CELL单元18也是一个频率变换单元。当从CELL单元超过一个时，所有的单元较佳地以一个或多个菊花链拓扑结构23连接到电缆20。可选地，所有单元也可连接成一个或多个星型拓扑结构27，或一个或多个菊花链-星型混合拓扑结构29。拓扑结构较佳地根据系统10和建筑16的安装要求来进行选择。从CELL单元18位于建筑16内部，而在建筑16的内部，收发器13发射的射频信号被完全的屏蔽，因此，从CELL单元在建筑16内部辐射恢复后的主射频CELL信号。
一项1999年11月1日送交的，名为“分离式中继器”的专利申请书中描述了一种用于将射频信号下变频至中频信号，然后将中频信号上变频至射频信号的蜂窝中继器。上述专利已转让给本专利的受让人并在此引入作为参考资料。在上面的申请中已给出了变换过程中所使用的示范频率，本发明中也将使用这些频率。
每一个从CELL单元18都连接至一个或多个从CELL天线22，恢复射频信号就由一个或多个从CELL天线22辐射出去，并由CELL收发信机25接收，CELL收发信机25最佳地是移动CELL电话，但是其它合适的收发信机也可以使用。从CELL单元18较佳地位于建筑16内部，这样CELL收发信机25就可以在建筑内接收到恢复主射频CELL信号。用于驱动主CELL单元12的直流电平推荐通过电缆20传输，并以偏置电平的形式同时也驱动从CELL单元18，这一点后面还会详述。电缆20较佳地是标准同轴电缆，但能用于传输主CELL收发信单元12和从CELL收发信单元18产生的信号和偏置电平的电缆也可使用。
一个或多个从收发信单元18的一个或多个天线22也可以从CELL收发信机25接收从CELL射频信号。接收射频信号的一个或多个从收发信单元18，将从CELL射频信号下变频至反向中频(IF-REV)信号。IF-REV信号通过电缆20传输至主收发信单元12，在那儿上变频至恢复的从CELL射频信号，再如上所述地传输至收发器13。CELL主收发信单元12和每个CELL从收发信单元18的运行机制将在下面详细介绍。
图2是根据本发明的较佳实施例的主CELL收发信单元12的方框示意图。如上所述，射频天线共用器41通过天线14接收来自收发器13的主射频信号。天线共用器41是一个采用已有的技术，将主信号的通路43和接收从信号的通路45分隔开的端口。可选地，主射频信号可以通过电缆15接收，这前面也已作了描述。主射频信号被送至低噪声变增益射频放大器30。放大器30是通路43上的第一级放大器，正如我们已知的，较佳地由低噪声元件构成。
经放大器30放大后的信号被送至混频器32。混频器46还接收本地振荡器(LO)信号，本地振荡信号较佳地是由温控晶体振荡器产生，也可以使用其它稳定性不高的振荡器。振荡器和频率合成器构成了本地振荡器42，本地振荡器通过分离器44将LO信号送至混频器46。较佳地，本振42的频率应由控制器78设置。混频器32利用本振信号产生混频信号，混频信号包括了中频(IF)边频带，而混频信号将在第二级放大器34被放大。放大后的混频信号再经过带通滤波器36滤波，而带通滤波器36只允许这里被称为IF-FWD的频率的一个中间频带通过，其它在混频器32中产生的频带将被抑制。本振频率，和相应的IF-FWD频率的的较佳选择在前述的参考专利申请中已有介绍。
滤波器36的输出被送至变增益放大器38和功率放大器40，这两者根据安装在建筑16内从收发信单元的拓扑结构要求，以及系统10的链路预算要求一起调节IF-FWD信号的电平。调节后的信号输入至三工器54。较佳地，放大器38的增益应由控制器78设置。
较佳地，本振42也应该通过分离器44和缓冲放大器46提供本振信号给分频器48，分频器48将本振频率以某一整数分频，通常的整数范围是2至16，但也可使用其它合适的整数值。分频本振信号要经过滤波以滤除窄带带通滤波器50中由于分频引入的噪声，再输入至放大器52。放大器52将接收到的信号放大，并将其送至输出端作为工作于参考频率的参考信号输出至三工器54。三工器54将放大后的本振参考信号和调节后的IF-FWD信号组合，然后将组合后的信号传送至T-偏置滤波器56(bias-T filter)。
T-偏置滤波器56是一个用直流电源74产生的直流电平对三工器54输出的组合后的信号和进行偏置的端口和低通滤波器。电源74产生的直流电平用以驱动主收发信单元12。较佳地，电源74应由标准的交流市电驱动。可选地，电源74可由其他各种合适的标准形式的能源驱动，如通过电池。滤波器56将偏置于直流电平的组合信号送至分离器58，分离器58将信号分成两路，每一路包括至少一条电缆和一个从收发信单元18。这样，每一个从收发信单元18都会从分离器58收到信号以及直流电源。
主收发信单元12通过电缆20和T-偏置滤波器56接收到从收发信单元18产生的IF-REV信号。T-偏置将信号与电缆上的直流电平分离，这些交流部分，如IF-REV信号，被送至三工器54。三工器54将IF-REV信号沿单元12中的通路45导至变增益放大器60，变增益放大器60将IF-REV信号放大至系统10的链路预算所决定的大小。混频器62将从放大器60来的IF-REV信号和分离器44来的LO信号进行混频，以恢复由某个从收发信单元18接收到的从射频信号。恢复后的从射频信号在放大器64处放大，然后在带通滤波器66中被滤波。过滤后的放大信号再被变增益放大器68和功放70放大，然后由隔离器72送至双工器41。放大器68的增益较佳地是由控制器78进行设置，这样，由隔离器72输出的信号才能有一个大小合适的电平以便被双工器41向上传输。可选地，隔离器72输出的信号也可通过电缆15传至收发器13。最佳地，上述主单元12的变增益放大器的增益应该是可调的，以保证通路43和通路45上的端口之间的中的信号增益大约在10dB至60dB范围内。
在本发明的较佳实施例中，控制器78通过在电缆20传送控制信号至从收发信单元，能够控制和/或监控一个或多个从CELL收发信单元18的运行。最佳地，控制信号应该是一个频率和/或相位和/或幅度调制的信号，例如已知的频移键控(FSK)信号。较佳地，主CELL收发信单元12应包括一个连接至控制器78的调制解调器76，控制信号可以通过调制解调器和滤波器56传送至从收发信单元。
图3是根据本发明的较佳实施例的一个从CELL单元18的方框示意图。每个从CELL单元18都包括有一个T-偏置滤波器92和一个耦合器94，用来通过电缆20接收从主收发信单元12来的IF-FWD，本地振荡器参考信号，分频本地振荡器信号，及直流电平。T-偏置滤波器92和耦合器94也能够在主收发信单元12和连接至电缆20的其它从收发信单元间传递信号。最佳地，耦合器94和滤波器92应该被合理安排，以使得某个从收发信单元18和电缆20间的耦合或去耦不会严重影响到其它从收发信单元18的工作。
滤波器92作为一个端口，将直流电平进行分离，来直接或是通过备用直流-直流电源96驱动每个从单元18，并将从主单元12接收到的交流信号通过耦合器94传输至三工器100。三工器100过滤该交流信号并从中独立出IF-FWD信号，IF-FWD信号沿前向通路91传输，而分频本地振荡器信号沿通路93传输。通路93包括一个倍频器120，用来对经过前级放大器118放大的分频本地振荡器信号进行倍频，倍频数与主单元12中的分频器48的分频数一致。这样，本地振荡器信号就在从单元中被重建，该信号的频率和主单元12中的振荡器42所产生的本地振荡器频率是一致的。重建后的本地振荡器信号先经过带通滤波器122的滤波，去除倍频过程中的引入的噪声，然后再由放大器124进行放大。放大后的重建本地振荡器信号输入至分离器126，再从分离器输入至混频器104和混频器140。输入至分离器的本地振荡器信号的功率较佳地能够足以驱动混频器104和140。
通路91包括一个前级放大器102，它从三工器100接收中心频率为IF-FWD的信号，并将IF-FWD信号进行放大，然后将其输入至可变延时器103，延时器103较佳地是一个表面声波延时器，它将通路91中的信号进行大约500ns的延时。最佳地，时延至少被设置成单元口接收到的CDMA信号的码片速率的一半。延时器103的时延较佳地是在每个单元18安装时设定的，或者可选地，时延也可通过远程控制调制解调器98进行设置，远程控制调制解调器98的功能下面还会详细描述。最佳地，系统10中每个单元18的延时器103提供的时延都是不同的。这样，收发器25接收到的CDMA导频信号会有不同的时延，可以避免对传播的导频信号的可能的破坏性干扰，因而可以总地改善导频信号的接收。
延时器103的输出信号被输入至混频器104。混频器利用重建的本地振荡器信号将接收到的IF-FWD信号进行上变频，以重新生成主收发信单元12接收到的主射频信号。重新生成的射频信号被射频放大器106放大和带通滤波器108过滤，以使射频信号获得输入到变增益放大器110和射频功放112所需的功率。射频功放112生成一个和主收发信单元12接收到的原始主信号相应的射频功率输出信号，该功率信号再经过隔离器114传输以提高电压驻波比。功率信号被输入至作为端口的射频双工器116。双工器116再将该功率信号导至一个四向分离器144，该四向分离器和四副从天线22连接，而再由这些天线该功率信号辐射出去。
正如前面所解释的，天线22也接收从射频信号。从射频信号由射频双工器116沿反向通路95引导至低噪声的前级放大器142，该前级放大器较佳地由已知的超低噪声元件组成。混频器140利用分离器126接收到的重建的本地振荡信号，和前级放大器142的输出信号来将从射频信号下变频至中频信号IF-REV。IF-REV信号经过馈给带通滤波器136的放大器138，两者共同工作，以生成一个和混频器140产生的信号一样，完全没有多余边带的IF-REV信号。
较佳地，滤波器136的IF-REV信号输出送至一个变时延延时器137。延时器137较佳地包括一个表面声波延时器，表面声波延时器将通路95中的信号进行2ms的延时。延时器137的时延较佳地是在每个单元18安装时设定的，或者可选地，时延也可通过远程控制调制解调器98进行设置。最佳地，系统10中每个单元18的延时器137的时延都应是不同的。每个延时器137所提供的时延将会被用于给单元18接收到的信号提供分集性，这一点下面还会详述。延时器137输出的信号被引导通过放大器134，变增益放大器130，和功率放大器128，发送至三工器100。
可选地，单元18中不包括延时器137，滤波器136输出的IF-REV信号被直接送至放大器134。放大器128的输出由一个自动增益控制(AGC)电路采样，用于调节变增益放大器130的增益，使得放大后的IF-REV信号的电平保持在和链路预算要求相一致的水平上。三工器100通过耦合器94将放大器128的输出发送至电缆20，并通过电缆传输至主收发信单元12。
较佳地，远程控制调制解调器98应能够如前述地接收并解码出主单元12的控制信号。最佳地，控制信号是用来设置和/或读取从单元18中的元件参数，诸如放大器110和130的增益，延时器103的时延，和/或从收发信单元中的信号电平。较佳地，如放大器110和130的增益之类的影响从单元18工作的参数在安装从收发信单元时能被预设好，使得每个从单元18能够独立地工作。最佳地，通路91和通路95上端口到端口的总信号增益应在10dB至60dB范围内。
现在再回到图1，可以认识到的是，系统10中的所有从CELL收发信单元较佳地能工作于完全相同的一个本地振荡器频率，即由CELL主收发信单元12的本地振荡器所提供的频率，当然，主CELL收发信单元也工作于同一个本地振荡器频率。本地振荡器频率首先被一个整数分频，分频LO频率被传至整个系统的从收发信单元。在每个从收发信单元中，分频LO频率再被同一个整数倍频，以重建原始的本地振荡器频率。先除以某个整数，再倍频以相同整数的这个过程保证了重建后的本地振荡器频率和本地振荡器产生的频率严格一致，并且本地振荡器的任何频率偏移都会被严格地在从收发信单元中重建。这样，不管发生任何的偏移，因为使用同一个本地振荡器的频率进行下变频和上变频，恢复后的LO频率和原始的LO频率是严格一致的。
在本发明的一些较佳实施例中，至少应构建主收发信单元12的36，41，54和66等组件(图2)，使得在通路43和通路45上只有预定的预设的蜂窝信道频率，而其它的蜂窝信道频率则不会被传输。最佳地，至少应构建每个从收发信单元18的100，108，116和136等组件(图3)，使得相应的蜂窝信道频率能在通路91和95上传输。这样，主单元12和从单元18就成为一个多路的通信中继系统。
图4是根据本发明的一个可选较佳实施例构成的显示安装在建筑物170中的一个中继系统150的方框示意图。除了下面将要描述的区别外，系统150的运行和系统10(图1)是大体相似的，因而在系统10和系统170中用同样的数字表明的组件在结构和运行方面大致上是相同的。系统150包括CELL主收发信单元12和小区主天线14，用于从收发器13发射和接收射频CELL信号，并同从CELL收发信单元18进行通信，正如上面的对系统10的描述一样。
另外，系统150包括一个个人通信系统(PCS)主收发信单元154和一个PCS主天线176，用于从接收器184发射和接收射频PCS信号，并和一个PCS多个从收发信单元166进行通信。如前参考图2所述的，PCS主收发信单元154和PCS主天线176大致上与主CELL单元12和主CELL天线14相类似的进行运行，除了PCS主收发信单元154和PCS主天线176工作于和主CELL单元12和主CELL天线14不同的频率。可选地，主CELL单元12通过电缆178从收发器13发送和接收信号并且/或者PCS主收发信单元154通过电缆180从收发器184发送和接收信号。如前参考图3所述，PCS从收发信单元166大致上和从CELL单元类似地运行，除了PCS从收发信单元166工作于和从CELL单元18不同的频率。
较佳地，PCS主收发信单元154和PCS天线176在与个人通信系统兼容的某个频率上接收来自收发器184的PCS主信号，例如，在从大约1800兆赫至1900兆赫的频带，但是收发器184也有可能工作于其它的频带。最佳地，PCS主收发信单元154的PCS本振信号应选择和该单元的工作频率兼容，如1700兆赫。
PCS LO信号和PCS主信号混频后产生IF-FWD PCS信号。参照前面有关主CELL单元12的描述，PCS LO信号被某个整数进行分频，这里称其为PCS整数，产生分频PCS LO信号。该PCS整数可以和单元12中所使用的整数不一样，这里称其为CELL整数。同样参照前面有关主CELL单元12的描述，用以控制和/或监控从收发信单元166的运行的PCS控制信号在PCS主收发信单元154内产生。严格参照前面有关主CELL单元12的描述，分频PCS LO信号、IF-FWD PCS信号、以及PCS控制信号被传输至一个或多个PCS从收发信单元166。
如前参照图3所述，PCS从收发信单元166的运行和CELL从收发信单元18大致上类似，除了PCS从收发信单元是工作于和PCS主收发信单元154发射的信号相兼容的频率上。这样，PCS从收发信单元166可以通过将分频PCS LO信号的频率倍频以PCS整数来再生PCS本地振荡器频率。再生的PCS本地振荡器信号和从PCS主收发信单元154接收到的PCSIF-FWD信号进行混频，以再生PCS主射频信号。PCS从收发信单元166和一个或多个PCS从天线182连接，使得该单元及相连的天线能够发射和接收来自PCS从收发器186的PCS信号。这样，被某个预定的PCS从收发信单元166接收到的从PCS射频信号和再生的PCS本振信号混频后以产生IF-REV PCS信号。
如前关于从单元18的描述，PCS从收发信单元166接收由PCS主收发信单元34发射的PCS控制信号。最佳地，和从CELL单元18的方法一样，PCS从收发信单元166应该由主CELL单元12产生的直流偏置电平供电。
主CELL单元12通过同轴电缆160和分离/组合器156连接，这一点下面将会详细描述。PCS主收发信单元154通过同轴电缆158也和分离/组合器156连接。分离/组合器156通过一条或多条同轴电缆162依次和一个或多个CELL从收发信单元18以及一个或多个PCS从收发信单元166连接，较佳地是通过前面描述的系统10的几种拓扑结构之一。
图5是根据本发明的较佳实施例构成的显示信号如何通过分离/组合器156的方框示意图。较佳地，分离/组合器156包括一个或多个已知的工作于通过分离/组合器的信号所在频带的带通滤波器。分离/组合器156将信号有效地从CELL从收发信单元18发送至CELL主收发信单元12，反之亦然，同时也将信号有效地从PCS从收发信单元166发送至PCS主收发信单元154，反之亦然。这样，分离/组合器156在电缆160上接收到从CELL主收发信单元12来的分频小区LO信号、小区IF-FWD信号、小区控制信号、以及直流偏置电平，并将信号和偏置电平送至电缆162。类似地，分离/组合器156在电缆158上接收到从PCS主收发信单元154来的分频PCS LO信号、PCS IF-FWD信号、以及PCS控制信号，并将信号送至电缆162。分离/组合器156在电缆162上接收到从CELL从收发信单元18来的小区IF-REV信号，以及对小区控制信号的响应，并将信号送至电缆160。类似地，分离/组合器156在电缆162上接收到从PCS从收发信单元166来的PCS IF-REV信号，以及对PCS控制信号的响应，并将信号送至电缆158。
回到图4，可以认识到，CELL主收发信单元12、电缆160、分离/组合器156、电缆162以及CELL从收发信单元18组成了一个通信元件小区组(CELL group of communication elements)161，它和系统10一样严格工作于蜂窝频率。类似地，PCS主收发信单元154、电缆158、分离/组合器156、电缆162以及PCS从收发信单元166组成了一个通信元件PCS组(PCSgroup of communication elements)159，它和系统10一样严格工作于个人通信系统频率。
最佳地，当CELL从收发信单元18和PCS从收发信单元166被安装到系统150时，这些单元应安装至建筑170内部，以使整个建筑内部都可以接收到蜂窝以及个人通信系统信号。可选地，这些单元可以成对安装，以使CELL从收发信单元和PCS从收发信单元在物理位置上比较接近。可以认识到的是，因为在系统10中如前述安装了从收发信单元，所有的从收发信单元较佳地都通过同轴电缆162供电，即通过用于驱动CELL主收发信单元12的电源。如前参照图3所述，最佳地，从收发信单元的设计应使得便于从同轴电缆162上和一个或多个从收发信单元进行耦合或去耦，并且完全不影响其它连接在电缆162上的从收发信单元的工作。
可以认识到的是，在组161中的所有CELL从收发信单元较佳地都工作于同一小区本地振荡器频率，即由CELL主收发信单元中的本地振荡器提供的本地振荡频率，CELL主收发信单元12也工作于该小区本地振荡器频率。进一步地，所有PCS从收发信单元较佳地都严格工作于同一PCS本地振荡器频率，即由PCS主收发信单元154中的本地振荡器提供的本地振荡频率，PCS主收发信单元也工作于该小区本地振荡器频率。
图6是根据本发明的可选较佳实施例构成的显示利用接收分集性的一个中继系统200的方框示意图。除了下面将要描述的区别外，系统200的运行和系统10(图1)是大致相似的，因而在系统10和系统200中用同样的数字表明的组件在结构和运行上大致是相同的。系统200安装在建筑202内。严格按照前面在系统10中所述，主收发信单元12通过电缆20接收来自安装在建筑202内的多个从单元18M的，与从收发信单元由收发信机25处接收到的射频信号对应的IF-REV信号。每个从收发信单元18M在接收和运行上与从收发信单元18是完全一样的，这里我们使用后缀M来表示和主收发信单元12连接的从收发信单元。由从收发信单元18M处收到的IF-REV信号在主收发信单元12处转换至恢复的射频信号。恢复的射频信号作为主接收信号被送至收发器13，较佳地应通过电缆15，或可选地通过天线14采用无线方式。
系统200包括一个分集主收发信单元(diversity master unit)，它在运行上大体类似于主收发信单元12，它的结构和运行下面还将详细描述。分集主收发信单元212通过一个电缆集220，以菊花链或其它在系统10的描述中的拓扑结构，和多个从收发信单元18D连接。每个从收发信单元18D在接收和运行上与从收发信单元18是完全一样的，这里我们使用后缀D来表示和分集主收发信单元212连接的从收发信单元。因为中继系统200包括相互区别的从收发信单元18M和18D，所以和类似的从收发信单元不加区别的系统相比，中继系统200在总的系统噪声系数上提高了3dB。
最佳地，从收发信单元18M和从收发信单元18D在位置上也应充分加以区别，以使得从不同多个从收发信单元接收到的信号能够相互区别，即，使不同的信号能分别作为主接收信号(main receive signal)和分集接收信号(diversity reveive signal)被使用。最佳地，在每个从收发信单元18D和从收发信单元18M中都有延时器137(图3)，并且被设置为一个大约2ms的整数倍的时延，以使得从收发信单元接收到的信号具有时间多样性。这样，从收发信单元18D和从收发信单元18M接收到的信号具备了位置多样性或时间多样性或两者的组合。
电缆215连接主收发信单元12和分集主收发信单元212，用于把本地振荡器信号从主收发信单元12传至分集主收发信单元212。可选地，电缆215把分频本地振荡器信号从主收发信单元12传至分集主收发信单元212，再如下所述地在分集主收发信单元212把具有本地振荡器频率的本地振荡器信号再生。分集主收发信单元212通过电缆220从各自的从收发信单元18D接收IF-REV信号，这些IF-REV信号是和从收发信单元从收发器25接收到的射频信号相对应。这些由从收发信单元18D来的IF-REV信号在主收发信单元212转换至恢复的射频信号，再如前述的系统10一样，恢复后的射频信号被传输至收发器13，作为接收分集信号。于是，系统200使用主收发信单元12及其从收发信单元18M来提供主接收射频信号(receivemain RF signal)，使用分集主收发信单元212及其从收发信单元18D来提供分集接收射频信号(receive diversity RF signal)，因此，和那些不使用分集信号的系统相比，建筑202内部的信号覆盖被增强了。
最佳地，系统200包括一个双向分离器204，用于把从收发器13来的发射射频信号提供给主收发信单元12和分集单元212。如上有关系统10的描述，主收发信单元12和分集主收发信单元212把射频信号转换成IF-FWD信号，并将IF-FWD信号传输至各自的多个从收发信单元18M和18D。
在某些本发明的最佳实施例中，分集主收发信单元212在构造和运行上都和前述的主收发信单元12(图2)完全一样，除了下面描述的一些区别之外。分集主收发信单元212不需要本地振荡器42，所以单元212中可能没有本地振荡器。为了取代本地振荡器42，由主要主收发信单元12产生的本地振荡器信号被作为参考，通过电缆215传输至分离器44上的馈点43，分离器44是一个用于恢复本地振荡器信号的接收器。恢复后的本地振荡器信号再如前述一样地用于产生主收发信单元12的本地振荡器信号。
图7是根据本发明的一个可选较佳实施例构成的分集主收发信单元212的方框示意图。除了下面描述的一些区别之外，单元212的运行和单元12的大致相似(图2)，因而在单元12和单元212中用同样的数字表明的组件在结构和运行方面大致上是相同的。为了提供一个本地振荡器信号，分集单元212通过电缆215接收来自主收发信单元12的分频LO信号作为参考。分频LO信号被输入到三工器54，再和前面有关单元12的描述一样，通过电缆220传输至从收发信单元18D。分频LO信号也被输入至放大器224，放大器的输出再被输入到倍频器225。倍频器225将放大后的分频LO信号的频率倍频以一个整数，该整数和在主收发信单元12中用来产生分频LO信号的整数相同，因此，作为倍频器的输出，原始的LO频率被恢复了。倍频器的输出在带通滤波器226中进行滤波以去除倍频器中产生的谐波，滤波后的输出在放大器228中被放大，然后在双向分离器230中被分离，这样分离器230成了一个恢复本地振荡信号的接收器。因此，分离器230的输出是具有原始LO频率的信号。
分离器230的一个输出被输入到通路43中的混频器32，而另一个输出则被输入至通路45中的混频器62。通路43和通路45的运行和前述的主收发信单元12中的完全一样。
图8是根据本发明的一个可选较佳实施例构成的显示安装于建筑250的中继系统300的方框示意图。除了下面描述的一些区别之外，系统300的运行和系统10(图1)大致相似，因而在系统10和系统300中用同样的数字表明的组件在结构和运行方面大致上是相同的。建筑210较佳地是一个相对较大的建筑物，如一幢多层建筑，鉴于建筑物内的通信量，在该建筑整个内部进行通信覆盖是困难的。为了提供整个大楼的完整的覆盖，多个主收发信单元12，这里称作主收发信单元12A，12B，12C，和各自的多个从收发信单元18相连，这里称作从收发信单元18A，18B，18C，因此每个多个从收发信单元(及其相应的主收发信单元)覆盖大楼的不同区域。最佳地，通过已有技术，每个不同的主收发信单元只和基站收发信台的一个扇形进行通信，这样，基站收发信台的每个扇形都可以覆盖建筑210的不同区域。在建筑10的每个区域内，系统300的运行和前述的系统10的完全一样。
上述的较佳实施例较佳地作为范例来进行引证，本发明不仅仅局限于前面所专门展示和描述的。本发明的范围包括了上述不同特征的组合和再组合，以及熟悉本技术领域的人通过阅读前面的描述所进行的，以前没有揭示的改变和修改。
权利要求
1.一种用于把射频信号传输至与射频信号隔离的环境中的中继设备，其特征在于，包括a)一个主收发信单元，它包括i.一个主端口，用于接收射频信号；ii.一个本地振荡(LO)器，用于产生LO频率的LO信号；iii.一个分频器，用于以一个整数对LO信号的LO频率分频，以产生分频LO信号；iv.一个和主端口及分频器耦合的主混频器，用于产生响应于射频信号和LO信号的中频信号；b)一个或多个从收发信单元，每一个从收发信单元都处于与射频信号隔离的环境中，它包括i.一个频率恢复电路，用于以整数将分频LO信号倍频后产生恢复LO频率的LO信号；ii.一个和倍频器耦合的从混频器，用于产生响应于恢复LO信号和中频信号的射频信号；iii.一个和从混频器耦合的从端口，用于接收恢复的射频信号，并将其发射至隔离环境中；c)一条或多条连接主收发信单元和一个或多个从收发信单元的电缆，用于在主收发信单元和一个或多个从收发信单元间传输中频信号和分频LO信号。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，主端口是一个双向端口，每个从端口也是一个双向端口，不同的从收发信单元通过从端口接收隔离环境中的射频从信号，把射频从信号和恢复的LO信号混频，产生从中频信号，通过一条或多条电缆传输至主收发信单元，在那儿生成恢复后的从射频信号，再被送至主端口并从那儿发射出去。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，每个从收发信单元包括一个自己的中频信号反向通路，反向通路中包括一个延时组件，用于把反向通路中的中频信号加上预定的时延。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，主收发信单元包括一副天线，用于接收来自基站收发信台的射频信号，并把接收到的射频信号传输至主端口。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，主端口通过耦合至基站收发信台的电缆接收射频信号。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，每个从收发信单元都包括一副或多副耦合至各自的从端口的天线，用于把恢复后的射频信号发射至隔离环境中去。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，主收发信单元包括一个直流电源，用于产生通过一条或多条电缆传输，驱动一个或多个从收发信单元的直流电平。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，主收发信单元包括一个控制器，用于控制主收发信单元和一个或多个从收发信单元的运行。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括一个远程控制单元，用于在控制器和设备操作者之间传输控制信号。
10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，控制器产生调制的控制信号，并通过一条或多条电缆在传输主收发信单元和一个或多个从收发信单元之间传输。
11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，设备工作于蜂窝通信网络中，严格地使用800兆赫至1900兆赫范围内的频率。
12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，中频信号对应于多址通信网络中的一个或多个预设信道。
13.如权利要求1所述的设备，其特征在于，一个或多个从收发信单元中应包括一个和主收发信单元耦合的，拓扑结构为一个或多个菊花链结构的多个从收发信单元。
14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，一个或多个从收发信单元中应包括一个和主收发信单元耦合的，拓扑结构为单个或多个星型结构的多个从收发信单元。
15.如权利要求1所述的设备，其特征在于，一个或多个从收发信单元中应包括一个和主收发信单元耦合的，拓扑结构为单个或多个星型-菊花链混合结构的多个从收发信单元。
16.如权利要求1所述的设备，其特征在于，每个从收发信单元应包括一个自己的中频信号前向通路，而前向通路包括一个延时单元，用于将中频信号在前向通路中进行一个预定的延时。
17.如权利要求1所述的设备，其特征在于，频率恢复电路包括一个倍频器。
18.一种用于将射频(RF)信号传输至射频屏蔽环境的方法，其特征在于，包括a)在主端口接收射频信号；b)在主端口附近提供一个工作于本地振荡(LO)频率的LO信号；c)将LO信号的LO频率以某个整数进行分频，产生分频LO信号；d)响应于射频信号及LO信号产生中频(IF)信号；e)将中频信号和分频LO信号传输至隔离环境中；f)以整数将分频LO信号倍频，以生成LO频率的恢复的LO信号；g)将恢复的LO信号和中频信号进行混频，以生成恢复的射频信号；h)将恢复的射频信号耦合至从端口；i)由从端口将恢复的射频信号发射至隔离环境中。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括a)由从端口接收隔离环境中的从射频信号；b)将从射频信号和LO信号进行混频，以生成从中频信号；c)将从中频信号和LO信号进行混频，以恢复从射频信号；d)由主端口将从射频信号发射出去。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，把从射频信号和LO信号混频以产生从中频信号的过程包括将从中频信号进行预定的延时。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，射频信号的接收包括接收800兆赫至1900兆赫范围内的蜂窝通信信号发射。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，中频信号的生成包括产生一个频率严格低于射频信号频率的中频信号。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，中频信号的生成包括产生一个频率严格低于LO频率的中频信号。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，中频信号的生成包括产生一个对应于多址通信网络中的一个或多个预设信道的中频信号。
25.如权利要求18所述的方法，其特征在于，将中频信号传输至隔离环境中包括将中频信号进行预定的延时。
26.一个通信中继系统中，用于将中频信号转换至各自的恢复的主射频信号和恢复的分集射频信号的转换设备，该通信中继系统包括多个从收发信单元，多个从收发信单元用于接收从收发信单元附近的，由一个或多个移动通信单元发射的主射频信号和分集射频信号，并响应于接收到的射频信号产生各个主中频信号和分集中频信号；其特征在于，所述转换设备包括a)一个主要主收发信单元，包括i.一个主中频端口，用于接收主中频信号；ii.一个本地振荡(LO)器。用于产生LO信号；iii.一个耦合至本地振荡器的参考信号发生器，用于产生和LO信号对应的参考信号；iv.一个与主中频端口和本地振荡器耦合的主混频器，用于产生和主中频信号及LO信号对应的恢复的主射频信号；v.一个和主混频器耦合的主射频端口，用于发射恢复的主射频信号；b)一个分集主收发信单元，包括i.一个分集中频端口，用于接收分集中频信号；ii.一个接收器，用于从由主要主收发信单元接收到的参考信号中产生恢复的LO信号；iii.一个与分集中频端口和接收器耦合的分集混频器，用于产生和分集中频信号及恢复的LO信号对应的恢复的分集射频信号；iv.一个和分集混频器耦合的分集射频端口，用于发射恢复的分集射频信号；
27.如权利要求26所述的设备，其特征在于，参考信号发生器包括一个用于以一整数对LO信号的频率进行分频以产生分频LO信号的分频器，而接收器包括一个以相同整数对分频LO信号进行倍频以产生恢复的LO信号的倍频器。
28.如权利要求26所述的设备，其特征在于，参考信号包括LO信号，而接收器包括一个分离器，用于接收LO信号并将LO信号分离以产生恢复的LO信号。
29.如权利要求26所述的设备，其特征在于，每一个从收发信单元包括自己的中频信号前向通路，而前向通路包括一个延时单元，用于将中频信号在前向通路中进行一个预定的延时。
30.如权利要求26所述的设备，其特征在于，每一个从收发信单元包括自己的中频信号反向通路，而反向通路包括一个延时单元，用于将中频信号在反向通路中进行一个预定的延时。
31.如权利要求26所述的设备，其特征在于，多个从收发信单元包括a)一个或多个和主中频端口耦合的主要从收发信单元，主中频端口用于接收主射频信号，并产生和LO信号及主射频信号对应的主中频信号；b)一个或多个和分集射频端口耦合的分集从收发信单元，分集射频端口用于接收分集中频信号，并产生对应于LO信号及分集射频信号的分集中频信号。
32.如权利要求31所述的设备，其特征在于，一个或多个主要从收发信单元应在空间位置上充分地和一个或多个分集从收发信单元分离，这样，一个或多个主要从收发信单元接收到的主射频信号和由一个或多个分集从收发信单元接收到的分集射频信号才能被主要从收发信单元和分集从收发信单元加以区别。
33.如权利要求26所述的设备，其特征在于，包括一个与主射频端口和分集射频端口耦合的天线，用于将主恢复射频信号和分集恢复射频信号发射出去。
34.如权利要求26所述的设备，其特征在于，系统包括一条和主射频端口及分集射频端口耦合的电缆，用于传输主恢复射频信号和分集恢复射频信号至基站收发信台。
35.一个通信中继系统中，用于将主中频信号和分集中频信号转换至各自的恢复的主射频(RF)信号和恢复的分集射频信号的转换方法，该通信中继系统包括多个从收发信单元，多个从收发信单元用于接收从收发信单元附近的，由一个或多个移动通信单元发射的主射频信号和分集射频信号，并响应于接收到的射频信号产生各个主中频信号和分集中频信号；其特征在于，所述转换方法包括a)在主中频端口接收相应于主射频信号而产生的主中频信号；b)生成一个本地振荡(LO)器信号；c)将主中频信号和LO信号混频产生恢复的主射频信号；d)从主射频端口发射恢复的主射频信号；e)在分集中频端口接收相应于分集射频信号而产生的分集中频信号；f)由LO信号生成一个参考信号；g)接收参考信号，以生成恢复的LO信号；h)将分集中频信号和恢复的LO信号混频产生恢复的分集射频信号；及i)从分集射频端口将恢复的分集射频信号发射出去。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，生成参考信号包括以一整数对LO信号的频率进行分频以产生分频LO信号，而接收参考信号包括以同一整数对分频LO信号进行倍频。
37.中继设备，其特征在于，包括a)第一和第二主收发信单元，用于和各自的第一和第二无线通信网络进行通信，第一和第二无线通信网络运行在各自的第一和第二频带；b)一个组合器，和第一及第二主收发信单元进行有线通信，从而可以接收和发送第一和第二网络中传输的通信信号；c)耦合至组合器的多个从收发信单元，从收发信单元位于隔离环境中的不同位置，因而可以和工作于第一及第二频带的移动无线单元进行通信。
38.如权利要求37所述的中继设备，其特征在于，第一频带在800兆赫至900兆赫范围内，第二频带在1800兆赫至1900兆赫范围内。
39.如权利要求37所述的中继设备，其特征在于，多个从收发信单元中包括至少一个工作于第一频带的从收发信单元，和至少一个工作于第二频带的从收发信单元。
40.如权利要求37所述的中继设备，其特征在于，中继设备包括一个或多个至少耦合至第一或第二主收发信单元的天线，不同的主收发信单元能通过其和各自的无线通信网络进行通信。
41.如权利要求37所述的中继设备，其特征在于，中继设备包括一条至少耦合至第一或第二主收发信单元的电缆，不同的主收发信单元能通过其和各自的无线通信网络进行通信。
42.如权利要求37所述的中继设备，其特征在于，第一个无线通信网络包括一个蜂窝网络，第二个无线通信网络包括一个个人通信业务(PCS)网络。
全文摘要
描述一种用于把射频信号传输至与射频信号隔离的环境中的中继设备，它包括一个含有用于接收射频信号的主端口(master port)的主收发信(master transceiver)单元；一个本地振荡器(LO)，用于产生LO频率的LO信号；一个分频器，用于以某一个整数对LO信号的LO频率分频以某一个整数以生成分频LO信号。主收发信单元还包括一个连接至主端口和分频器的混频器，用于产生响应于射频信号以及LO信号的中频信号。本设备还包括一个或多个从收发信单元，每个单元都位于与射频信号隔离的环境中，包括有一个倍频器，用于通过把分频LO信号的频率倍频以相同整数，来产生LO频率的恢复的LO信号；一个连接至倍频器的从混频器，用于产生响应于恢复的LO信号以及中频信号的恢复的射频信号；一个连接至从混频器的的从端口(slave port)，用于由从混频器接收恢复后的射频信号，并将其发射到隔离的环境中去。本设备进一步包括一条或多条连接主收发信单元和一个或多个从收发信单元的电缆，用于在主收发信单元和一个或多个从收发信单元之间传输中频信号和分频LO信号。
文档编号H04B7/15GK1408184SQ00816660
公开日2003年4月2日 申请日期2000年10月27日 优先权日1999年10月29日
发明者H·威斯曼, E·约那 申请人:高通股份有限公司