用于蜂窝基站的可编程电源以及在蜂窝系统中降低功率损耗的相关方法技术方案

公开了为安装在蜂窝基站的塔上的无线电设备供电的方法，其中通过电力线缆向无线电设备提供直流(DC)电力信号并且调整电源的输出的电压等级电平以便在电力线缆的远离电源的第一末端提供大致恒定的电压。而且并且公开了相关的蜂窝基站和可编程电源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119，要求于2014年2月17日提交的申请号为61/940,631的美国临时专利申请的优先权，在此通过引用并入其全部内容，如同在此完全阐述一样。
本专利技术一般涉及蜂窝通信系统，并且更具体地，涉及可以表现出降低的功率损耗的用于蜂窝基站的电源。
技术介绍
蜂窝基站通常包括无线电设备、基带单元与一个或多个天线，以及其他部件。无线电设备从基带单元接收数字信息和控制信号，并将该信息调制为射频(\RF\)信号，然后该信号通过天线被发射。无线电设备还从天线接收RF信号，解调这些信号并将它们提供给基带单元。基带单元将从无线电设备接收到的解调信号处理为适合于通过回程通信系统传输的格式。基带信号还处理从回程通信系统接收的信号，并将处理后的信号提供给无线电设备。还可以提供产生用于为基带单元和无线电设备供电的合适的直流(\DC\)电力信号的电源。例如，在当前正在使用的蜂窝系统中，经常通过(标称)48伏的直流电源为无线电设备供电。通常也提供备用电池以在停电时维持一段时间的服务。为了提升覆盖率和信号质量，在许多蜂窝基站中天线位于塔的顶部，例如，塔可以有大约50到200英尺高。直至最近，电源、基带单元和无线电设备都位于在塔的底部的设备外壳中以为设备的维护、修理和/或后续升级提供便利。承载无线电设备和天线之间的信号传输的同轴线缆被从设备外壳布线到塔的顶部。图1示意性地示出了常规的蜂窝基站10。如图1所示，蜂窝基站10包括设备外壳20和塔30。设备外壳20通常位于塔30的底部，如图1所示。基带单元22、无线电设备24和电源26位于设备外壳20的内部。基带单元22可以与回程通信系统44通信。多个天线32(例如，三个扇形天线32-1、32-2、32-3)位于塔30的顶部。三个同轴线缆34(在图1中被捆绑在一起看上去像单个线缆)将无线电设备24连接到天线32。天线32是无源的(不通电的)器件，因此在塔30的顶部所有设备都不需要电力。注意到，这里当提供了一个元件的多个单元时，每个单独的单元可以通过该元件的标号后加一个短划线以及该单独单元的数字而被单独地指代(例如，天线32-2)，而该元件的多个单元可以通过它们的基础标号被统称(例如，天线32)。近年来，发生了转变，在新的或升级的蜂窝装置中无线电设备24现在更为通常地位于塔30的顶部。位于塔30的顶部的无线电设备通常被称为远程无线电头端(\RRH\)24'。使用RRH 24'可以极大地提高被蜂窝基站发射和接收的蜂窝数据信号的质量，因为RRH 24'的使用可以降低信号传输损耗和噪声。特别地，由于通到塔上的同轴线缆可以为100-200英尺甚至更长，通过同轴线缆按蜂窝频率(例如，1.8GHz、3.0GHz等)传输信号发生的信号损耗会很显著。由于信号功率的该损耗，与RRH 24'位于塔30的顶部紧邻天线32的蜂窝基站相比，在将无线电设备24放置在塔30的底部的系统中，RF信号的信噪比可能会降低(注意到在位于塔30的底部的基带单元22和位于塔30的顶部的RRH 24'之间的线缆连接中的信号损耗可能小得多，因为这些信号是按照基带频率而不是RF频率被传输的)。图2是示出了根据该较新的架构的蜂窝基站10'的示意图。如图2所示，基带单元22和电源26可以在设备外壳20中仍然位于塔30的底部。以RRH 24'的形式的无线电设备24位于塔30的顶部紧邻天线32。虽然塔上安装的RRH 24'的使用可以提高信号质量，不幸的是，它还要求提供直流电到塔30的顶部以为RRH 24'供电。在一些情况下，通过也承载了基带单元22和RRH 24'之间的通信的同轴线缆(未显示)提供直流电。如图2所示，更通常地，光纤线缆38将基带单元22连接到RRH 24'(由于光纤连接可以提供更大的带宽和更低的传输损耗)，并且提供单独的电力线缆36来将直流电力信号传输给RRH 24'。单独的电力线缆36通常与光纤线缆38捆绑在一起以便它们可以一起被布线到塔30上。
技术实现思路
根据本专利技术的实施方式，提供了为安装在蜂窝基站的塔上(或远离相关的基带单元的其他位置)的无线电设备供电的方法，其中从电源输出直流电力信号而且从电源输出的直流电力信号通过电力线缆被提供给无线电设备。从电源输出的直流电力信号的电压电平被调整，以便在电力线缆的远离电源的无线电设备端处的直流电力信号具有大致恒定的电压，尽管直流电力信号的电流电平是变化的。在一些实施方式中，该电源可以是可编程电源，并且该方法可以进一步包括向电源输入从中能够计算出从电源输出的直流电力信号的电压电平的信息，该电源将在电力线缆的无线电设备端处提供具有大致恒定的电压的直流电力信号。在这些实施方式中，输入到电源的信息可以是电力线缆的电阻，或者可以是电力线缆的长度以及电力线缆的导电芯的直径。在一些实施方式中，从电源输出的直流电力信号的电流电平可以被测量，并且电源输出的直流电力信号的电压电平可以响应于从电源输出的直流电力信号的测量的输出电流的变化被自动地调整，以在电力线缆的无线电设备端处提供具有大致恒定的电压的直流电力信号。在一些实施方式中，可编程电源可以是接收从第二电源输出的直流电力信号并调整从第二电源输出的直流电力信号的电压电平，以在电力线缆的无线电设备端处提供具有大致恒定的电压的直流电力信号的直流到直流转换器。该大致恒定的电压可以是超过无线电设备的标称电力信号电压并小于无线电设备的最大电力信号电压的电压。在一些实施方式中，用于确定电力线缆的电阻的信号可以通过电力线缆传输。在一些实施方式中，大致恒定的电压可以显著高于无线电设备的最大电力信号电压，而且可以使用塔上安装的直流到直流转换器来将在电力线缆的无线电设备端处的电力信号的电压降低至小于无线电设备的最大电源电压的电压。根据本专利技术的其他实施方式，公开了蜂窝基站系统，该系统包括在其上安装了至少一个天线的塔、在塔上安装的RRH、与RRH通信的基带单元、位于远离RRH的可编程电源，以及具有从可编程电源接收直流电力信号的第一末端和将直流电力信号提供给RRH的第二末端的电力线缆。可编程电源被配置为通过基于可编程电源输出的电流电平和电力线缆的电阻调整可编程电源输出的直流电力信号的电压电平，来在电力线缆的第二末端提供大致恒定的电压。在一些实施方式中，可编程电源可以包括被配置为接收电力线缆的电阻和/或从中可计算出电力线缆的电阻的关于电力线缆的特性的信息的用户接口。可编程电源还可以包括测量电源输出的电流的电流测量模块。可编程电源也可以包括基于测量的电源输出的电流调整电源输出的直流电力信号的电压电平的反馈环路。根据本专利技术的其他实施方式，公开了可编程电源，该电源包括输入端、被配置为用于将输入信号转换为通过输出端口输出的直流输出信号的转换电路、感应通过输出端口输出的电流的大小的电流传感器、被配置为接收关于在可编程电源输出端口和无线电设备之间的线缆连接的电阻的信息的用户输入端，以及控制模块，该控制模块被配置为响应于关于线缆连接的电阻的信息和感应的电流的大小控制转换电路以调整通过输出端口输出的输出信号的电压，以便在线缆连接的远端处的电压可以维持大致恒定，不管无线电设备汲取的电流如何变化。在一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向安装在蜂窝基站的塔上或远离相关基带单元的其他位置上的无线电设备供电的方法，该方法包括：从电源输出直流(DC)电力信号并将从电源输出的直流电力信号通过电力线缆提供给无线电设备；以及调整从电源输出的直流电力信号的电压电平以便在电力线缆的远离电源的无线电设备端处的直流电力信号具有大致恒定的电压，尽管从电源输出的直流电力信号的电流电平是变化的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.17 US 61/940,631;2014.07.02 US 14/321,8971.一种向安装在蜂窝基站的塔上或远离相关基带单元的其他位置上的无线电设备供电的方法，该方法包括：从电源输出直流(\DC\)电力信号并将从电源输出的直流电力信号通过电力线缆提供给无线电设备；以及调整从电源输出的直流电力信号的电压电平以便在电力线缆的远离电源的无线电设备端处的直流电力信号具有大致恒定的电压，尽管从电源输出的直流电力信号的电流电平是变化的。2.如权利要求1所述的方法，其中所述电源包括可编程电源，所述方法进一步包括将从中能够确定从电源输出的直流电力信号的电压电平的信息输入到所述电源，所述电源将在电力线缆的无线电设备端处提供具有所述大致恒定的电压的直流电力信号。3.如权利要求2所述的方法，其中所述输入到电源的信息包括电力线缆的电阻或阻抗。4.如权利要求2所述的方法，其中所述输入到电源的信息包括从中能够确定电力线缆的电阻的信息。5.如权利要求2所述的方法，该方法还包括测量从电源输出的直流电力信号的电流电平，其中电源输出的直流电力信号的电压电平响应于从电源输出的直流电力信号的测量电流电平的变化被自动地调整，以在电力线缆的无线电设备端处提供具有所述大致恒定的电压的直流电力信号。6.如权利要求2所述的方法，其中所述可编程电源包括直流到直流转换器，所述直流到直流转换器从第二电源接收直流电力信号并调整从第二电源接收的直流电力信号的电压电平以在电力线缆的无线电设备端处提供具有所述大致恒定的电压的直流电力信号。7.如权利要求2所述的方法，其中所述大致恒定的电压包括超过所述无线电设备的标称电力信号电压并小于所述无线电设备的最大电力信号电压的电压。8.如权利要求1所述的方法，还包括通过电力线缆发送用于确定电力线缆的电阻的控制信号。9.如权利要求1所述的方法，其中所述大致恒定的电压显著高于所述无线电设备的最大电力信号电压，该方法还包括使用塔上安装的直流到直流转换器将电力线缆的无线电设备端处的电力信号的电压降低到小于所述无线电设备的最大电源电压的电压。10.一种蜂窝基站系统，包括：天线；与天线放置在一起的远程无线电头端(\RRH\)；远离RRH并与RRH通信的基带单元；远离RRH安置的可编程电源；以及具有从可编程电源接收直流(\DC\)电力信号的第一末端和将直流电力信号提供给RRH的第二末端的电力线缆连接，其中可编程电源被配置为基于可编程电源输出的电流电平和电力线缆的电阻调整可编程电源输出的直流电力信号的电压电平，使得在电力线缆的第二末端处被提供给RRH的直流电力信号具有大致恒定的电压。11.如权利要求10所述的蜂窝基站系统，其中所述可编程电源包括被配置以接收电力线缆的电阻和/或与从中可以确定电力线缆的电阻的电力线缆的特性有关的信息的用户接口。12.如权利要求10所述的蜂窝基站系统，其中所述可编程电源还包括测量所述可编程电源输出的直流电力信号的电流电平的电流测量模块。13.如权利要求12所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·张伯伦，M·格林，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US