具有组合微微蜂窝的基于光纤无线通信（ＲＯＦ）的无线微微蜂窝系统技术方案

一种基于光纤的无线通信（ＲＯＦ）无线微微蜂窝系统，其适于通过以不同的频率运行邻近的微微蜂窝而形成基本上不交叠的多个单独的微微蜂窝的阵列，由此形成一个或多个组合微微蜂窝。组合微微蜂窝由以公共频率运行邻近的微微蜂窝的中央前端站自两个或更多个邻近的微微蜂窝形成。通过利用两个或更多个应答器天线系统，增强中央前端站和存在于组合微微蜂窝中的客户端设备之间的通信。因此，可以实施诸如天线多样性、相控阵列天线网络和多输入／多输出（ＭＩＭＯ）方法的增强的通信技术来为系统提供增强的性能。这些技术优选地在中央前端站上实施以避免必须对无线微微蜂窝系统基础设施进行实质性改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有组合微微蜂窝的基于光纤无线通信(ROF)的无线微微蜂窝系统相关申请的交叉引用本申请涉及于2006年6月12日提交的名称为Centralized叩tical-fiber based wireless picocellular systems and methods 的美国专禾廿申i青序歹ll号 11/451,553，其内容通过引用全部并入在本文中作为参考。
技术介绍
发欲鄉本专利技术总体涉及一种无线通信系统，并且更具体地涉及一种基于光纤的集 中式无线系统及使用光纤射频(RF)传输的方法。财，随着对高速移动数据通信要求的不断增加，无线通信也快速发展。例如， 所谓的无线保真或WiFi系统和无线局域网(WLAN)正被配置到很多 不同类型的区域中(咖啡店、飞机场、图书馆等)。无线通信系统与被称为客 户端的必须存在于无线范围或者蜂窝覆盖区域内以便与接入点设备通信 的无线设备进行通信。配置无线通信系统的一种方法包括微微蜂窝的使用，微微蜂窝是辐射范围 从大约几米直到大约20米的射频(RF)覆盖区域。因为微微蜂窝覆盖小区域， 所以一般每个微微蜂窝只有几个用户(客户端)。微微蜂窝还允许小区域中的 选择性无线覆盖，否则，当被传统的基站所产生的较大的蜂窝覆盖时，该小区 域会有差的信号强度。在传统的无线系统中，微微蜂窝由连接到前端控制器的无线接入点设备产 生，并以该无线接入点设备为中心。无线接入点设备包括数字信息处理电子装 置、RF发射器/接收器以及可操作地连接到RF发射器/接收器的天线。给定的 微微蜂窝的大小由接入点设备发射的RF功率大小、接收器灵敏度、天线增益 和RF环境以及无线客户端设备的RF发射器/接收器灵敏度决定。客户端设备5--般具有固定的RP接收器灵敏度，从而主要山接入点设备的上述特性决定微 微蜂窝大小。把很多连接到前端控制器的接入点设备组合起来，由此产生覆盖 被称为微微蜂窝覆盖区域的区域的微微蜂窝的阵列。紧密结合在一起的微 微蜂窝阵列在微微蜂窝覆盖区域上为每个用户提供了高的数据吞吐量。现有技术的无线系统和网络是基于电线的信号分布系统，在基于电线的信 号分布系统中，接入点设备被看作是链接到中央位置的分离的处理单元。这就 使得无线系统/网络相对地复杂和难以标度，尤其当很多微微蜂窝需要覆盖大 区域时。此外，在接入点设备上执行的数字信息处理要求这些设备是由前端控 制器激活和控制的，这样进一步使用以产生大的微微蜂窝覆盖区域的大量接入 点设备的分布和使用复杂化。虽然无线微微蜂窝系统一般是强健的，但是也具有一些限制。 一个限制是 当应答器具有一根天线时的数据传输容量。数据传输容量可以通过给每个应答 器增加更多的天线而增大，但这就要求给系统增加更多的上行和下行链路光 纤，这样就大大地增加了系统成本。而且，当各个微微蜂窝仅仅具有一个关联 的天线系统时，利用天线多样性的能力就被降低。在一些实例中，被设计成利 用天线多样性的客户端设备(例如，具有带两根天线的无线卡的膝上型计算机) 因为单根天线的应答器而不能最佳地运行。
技术实现思路
本专利技术的一个方面在于用于与至少一个客户端设备无线通信的基于光纤的集中式无线微微蜂窝系统。该系统包括适于提供射频(RF)信号的中央前 端站。该系统还包括经由一个或多个光纤RF通信链路光耦合到中央前端站的 --个或多个应答器。应答器适于将电信号转换成光信号，以及将光信号转换成 电信号。应答器还具有基于来自中央前端站的RF信号形成对应的微微蜂窝的 天线系统。由具有不同频率的RF信号形成的邻近的微微蜂窝基本上不交叠， 而由具有相同频率(即，公共频率)的RF信号形成的邻近的微微蜂窝基本交 叠。中央前端站适于为一组或多组的两个或更多个应答器提供用于每组的公共 频率，从而形成对应的一个或多个组合微微蜂窝。本专利技术的另一方面在于一种形成具有中央前端站的基于光纤的集中式无 线微微蜂窝系统的方法，其中，该方法目的在于组合当以不同RF频率运行时6基本上不交叠的两个或更多个微微蜂窝。所述力、法包括以中央前端站提供的公共RF频率运行两个或更多个邻近的微微蜂窝的组，以提供两个或更多个邻近的微微蜂窝的基本交叠，从而形成组合微微蜂窝。本专利技术的另一方面在于一种在无线微微蜂窝系统中形成组合微微蜂窝的 方法。所述系统适于在以相同频率运行时形成基本上不交叠的多个单独的微微 蜂窝。所述系统在每个微微蜂窝中使用一个应答器，其中应答器光耦合到中央前端站并具有天线系统。所述方法包括在前端中央站上提供下行链路射频 (RF)信号；以及以公共频率将该信号发送到对应的两个或更多个邻近的应 答器，使得两个或更多个邻近的应答器基本交叠以形成组合微微蜂窝。取决于系统使用的与客户端设备通信的具体方法，下行链路RF信号可以同时或不同时地发送到两个或更多个应答器。实例方法包括天线多样性、形成相控阵列天线网络以及执行多输入/多输出(MIMO)。本专利技术的其他特征和优点在下列详细说明中阐述，并且对于所属领域的技 术人员而言，将从说明书中容易地显而易见，或者通过实践包括下述详细说明、 权利要求书和附图描述的本专利技术而认知。应该理解，前述总体说明和下文的详细说明都呈现了本专利技术的实施方式， 旨在提供用于理解其所主张的本专利技术的本质和特征的总体评述或框架。包括的 附图提供对于本专利技术的进一步理解，其并入本说明书中构成本说明书的--部 分。附图示出本专利技术的各个实施方式并和说明一起用于解释本专利技术的原理和操 作。相应地，为了易于解释和示例，并没有在图中示出各种基本的电子电路元件和信号调节部件，例如，偏置T形管、RF滤波器、放大器、功率分配器等。 对于所属领域的技术人员而言，用于本专利技术的系统的这些基本电子电路元件和 部件的应用是显而易见的。附图的简要说明图l是根据本专利技术的基于光纤的无线微微蜂窝系统的概括实施方式的示 意图，其示出了经由光纤RF通信链路而光耦合到应答器的前端单元和由应答 器所形成的微微蜂窝以及微微蜂窝中的客户端设备；图2是附图说明图1系统的示例性实施方式的详细示意图，其示出了前端单元、光7纤RF通信链路和应答器的细节；图3是图2无线系统的应答器的替代示例性实施方式的特写图，其中应答 器包括发射天线和接收天线；图4是根据本专利技术的基于光纤的无线微微蜂窝系统的示例性实施方式的 示意图，其使用中央前端站和沿光纤电缆布置的多个应答器；图5是图4系统的中央前端站的示例性实施方式的详细示意图6A是图4系统的光纤电缆的特写剖面图，其示出了两个应答器、上行 链路和下行链路光纤以及向应答器供电的电力线；图6B是与图6A类似的示意图，其示出了其中的应答器位于光纤电缆的 防护外套之外的示例性实施方式；图7是光纤电缆中的多个应答器中的一个应答器的特写图，其示出了对应 的微微蜂窝以及应答器和微微蜂窝中的客户端设备之间的电磁RF服务信号的 交换；图8是包括中央前端站和多根光纤电缆的基于光纤的微微蜂窝系统的示 例性实施方式的示意图9是图8系统的由上向下的示意图，其示出了由多根光纤电缆产生 的延伸的微微蜂窝覆盖区域；图IO是建筑物基础设施的剖面图，其示出了本专利技术的基于光纤的无线微 微蜂窝系统被包括在建筑物基础设施中的示例性实施方式；图11是在图10的系统中用来将应答器分布遍及建筑物基础设施的多区段 电缆的示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与至少一个客户端设备无线通信的基于光纤的集中式无线微微蜂窝系统，包括：　　　　中央前端站，其适于提供射频（ＲＦ）信号；　　　　两个或更多个应答器，其经由一个或多个光纤ＲＦ通信链路光耦合到所述中央前端站，其中所述两个或更多个应答器适于将电信号转换成光信号并将光信号转换成电信号，并且具有基于所述ＲＦ信号形成对应的微微蜂窝的天线系统，其中，由具有不同频率的ＲＦ信号形成的邻近的微微蜂窝基本上不交叠；以及　　　　其中，所述中央前端站适于为一组或多组的两个或更多个应答器提供具有应答器组中的公共频率的所述ＲＦ信号，以形成对应的一个或多个组合微微蜂窝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于与至少一个客户端设备无线通信的基于光纤的集中式无线微微蜂窝系统，包括中央前端站，其适于提供射频(RF)信号；两个或更多个应答器，其经由一个或多个光纤RF通信链路光耦合到所述中央前端站，其中所述两个或更多个应答器适于将电信号转换成光信号并将光信号转换成电信号，并且具有基于所述RF信号形成对应的微微蜂窝的天线系统，其中，由具有不同频率的RF信号形成的邻近的微微蜂窝基本上不交叠；以及其中，所述中央前端站适于为一组或多组的两个或更多个应答器提供具有应答器组中的公共频率的所述RF信号，以形成对应的一个或多个组合微微蜂窝。2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央前端单元包括适于提供 天线多样性到所述一个或多个组合微微蜂窝中的至少一个的多样性选择器。3. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央前端单元适于向提供给 所述一个或多个组合微微蜂窝中的至少一个的公共频率RF信号提供相位，使 得至少一个组合微微蜂窝的应答器组中的应答器的天线系统作为相控阵列天 线网络运行。4. 根据权利要求1所述的系统，其中至少一个客户端设备中的一个或多个和所述中央前端站适于执行RF信号 的多输入/多输出(MIMO)处理。5. 根据权利要求4所述的系统，其中，所述中央前端站包括具有MIMO 信号处理能力的服务单元。6. 根据权利要求5所述的系统，其中，所述服务单元包括适于执行所述 MIMO信号处理的MIMO芯片。7. —种在具有中央前端站的基于光纤的集中式无线微微蜂窝系统中组合 两个或更多个微微蜂窝的方法，当以不同射频(RF)频率运行时，所述两个 或更多个微微蜂窝基本上不交叠，所述方法包括以所述中央前端站提供的公共RF频率运行两个或更多个邻近的微微蜂窝的组，以提供所述两个或更多个邻近的微微蜂窝的基本交叠，从而形成组合微 微蜂窝。8. 根据权利要求7所述的方法，包括以其他公共频率形成两个或更多 个邻近的微微蜂窝的一个或多个额外的组，以形成多个组合微微蜂窝。9. 根据权利要求8所述的方法，其中，邻近的组合微微蜂窝以不同的公共频率运行。10. 根据权利要求7所述的方法，其中，客户端设备存在于组合微微蜂窝 中，并且其中，所述微微蜂窝包括具有天线系统的关联应答器，所述方法还包括经由与所述组合微微蜂窝关联的应答器天线系统，利用天线多样性，在所 述客户端设备和所述中央前端站之间通信。11. 根据权利要求7所述的方法，客户端设备存在于组合微微蜂窝中，并且其中，所述微微蜂窝包括具有天线系统的关联应答器，所述方法还包括通过使与所述组合微微蜂窝关联...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔索尔，理查德S沃德哈奈尔，马丁N伊斯顿，阿拉文德查玛提，杰克温特斯，
申请(专利权)人：康宁光缆系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]