用于降低传输信号功率的装置和方法制造方法及图纸

公开了用于降低从移动通信基站(30)所接收的传输信号(25)的功率的功率降低装置(20)及其作为分布式天线系统(5)一部分的用途。功率降低装置(20)包括用于传输传输信号(25)的传输线(40)，附接到传输线(40)以便提取传输信号的至少小部分(25')的耦合器(70)以及附接到传输线(40)以便将传输信号的大部分(25”)转换成电能的能量转换单元(80)。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请涉及英国专利申请GB 1414280.6、GB 1414288.9和GB 1414283.0号。相关申请的公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及用于降低从移动通信基站所接收的传输信号功率的装置和方法。
技术介绍
移动通信网络的使用在过去的二十年里已显著增加。移动通信网络的运营商增加基站的数目以便满足为移动通信网络用户服务的增加需求。移动通信网络的运营商需要降低基站的运行成本以及提高基站的覆盖范围。为了做到这一点的一种选择方案是实施用于作为分布式天线系统(DAS，Distributed Antenna System)中继移动通信网络的通信信号的系统。对无线通信的不断增加的容量需求和在移动通信系统上的约80％的流量是在室内产生的事实使得需要新的方法来提供灵活的信号中继系统以得到高效的频谱使用。当室内的流量用纯室外的宏覆盖方案来处理时，信号穿透性和信号质量在室内环境中较差。具有分布式天线系统的室内覆盖方案有助于克服该问题，但日益增加的容量需求需要超越单纯覆盖系统的更先进的室内方案。这些室内分布式天线系统(DAS)具有动态流量和蜂窝(cell)切换的能力。在DAS中射频(RF)信号被数字化并在中心中枢(central hub)和天线元件连接到其的多个远程单元之间通信。中心中枢连接到一个或多个基站，基站可由不同的网络运营商来提供。在室内分布式天线系统(DAS)
中，单个蜂窝的覆盖范围并不一定由远程单元中的单个单元来提供。多个远程单元在蜂窝的整个覆盖区域内中继蜂窝的相同通信信号。因此，蜂窝的总体覆盖区域因此是分配给蜂窝的远程单元的每个单元的各个覆盖区域的总和。在多个天线元件被连接到一个远程单元的情况下，蜂窝的覆盖区域是连接到分配给蜂窝的远程单元的各个天线元件覆盖区域的总和，。这样的系统例如在美国专利US 7,761,093号(ADC无线)中有所描述。DAS可用于在建筑物内提供覆盖和容量，以及在大都市或校园区域中的覆盖和容量。申请人的共同未决的英国专利申请GB 1414280.6、GB 1414288.9和GB 1414283.0号的描述了一种分布式天线系统，其中远程单元和天线单元分布在建筑物内。在建筑物内使用分布式天线系统意味着在移动站诸如手持机(handset)或智能电话之间的上行链路路径的衰减显著低于位于建筑物外部的宏基站。即使当移动站的用户在建筑物内移动时，DAS使得能够保持连接质量。另一方面，在上行链路路径中的较低衰减会导致在接收器输入端上的较高干扰水平，并完全阻断上行链路路径。当前的模拟有源室内分布式天线系统使用具有远程(无线电)单元(也称为远程无线电头端)的常规基站，所述远程(无线电)单元通过远程单元的模拟端口(RF或光纤无线电)和基站互连。远程单元通常也连接到天线。在本领域内公知的无源分布式天线系统使用基站的相对高的功率以便通过功分器和耦合器将信号分配到所连接的天线元件以便进行传输。这是可能的，因为天线元件中的每一个仅需要少量的RF功率来用于传输信号。这类现有技术系统通常在大型建筑物中使用，从而整个分布式天线系统所要求的容量通常与位于室外的宏蜂窝所需的量级是相同的。因此，目前安装在大型建筑物中的现有技术的DAS需要适于室内覆盖的功率水平，其可由在宏蜂窝中使用的现有基站来提供。在另一方面，对适于室内移动通信的移动通信容量的不断增加的需求意味着需要更灵活的分布式天线系统，所述分布式天线系统能够使得它们自身适应于建筑物内的容量要求上的变化，而无需对布线或系统基础设
施进行高成本的改动。这样的方案例如已知为Kathrein(凯仕林)K-bow系统，其是数字和模拟(也称为混合型)的分布式天线系统。这种混合型DAS，不同于无源的分布式天线系统，不需要来自基站的较高输入信号功率，并且实际上在这样的数字或混合型DAS中使用的组件(诸如模拟-数字转换器)不能够应付如此高的信号输入功率。因此该DAS设置有衰减器，其可以衰减从基站所接收信号的高信号输入功率(通常在40瓦至80瓦的范围内)，以确保这些组件不被损坏。除了数字-模拟转换器之外，在DAS系统中使用的其它组件会处于来自高输入信号功率的风险。这种组件的示例包括光学收发器，其例如在现有技术的模拟有源DAS系统中使用。这样的模拟有源DAS系统以分布式基站的射频信号在DAS系统的远程单元内的放大为特征。模拟有源DAS系统不能将基站信号进行数字化处理以便沿着分配网络传输到远程单元。在这种情况下，模拟信号通过使用沿着光纤缆线的光学收发器被转换成光束并分配在模拟有源DAS系统的基站和远程单元之间。已发现的是，需要与来自数字或混合型DAS系统的基站的输出信号所需的相似衰减程度来确保从基站产生并传递到模拟DAS系统的第一光学收发器的高功率RF输出信号不使该第一光学收发器负担过度且不损坏该第一光学收发器。备选地，可以降低从基站所产生的信号的输出功率。该功率降低将是容易的，并且只需要对基站的配置参数之一进行小的变化。然而，从安全角度考虑，必要的是整个DAS至少在短时期中可容忍高输入功率。此外，网络运营商通常倾向于给基站供以最大量的功率。所使用的基站是适于室外宏蜂窝的基站，如上所述，并且因此可以提供高输出功率。因此存在下述风险，即，即使是以降低的输出功率运行的那些基站，也可能会错误地在较高的输出功率下驱动且使得DAS中的天线和其它组件过载。使用衰减器也并不很有效，因为衰减器将来自被衰减信号的不需要的电功率转化成热量。下述方案是已知的，其中该不需要的功率例如可使用，用于加热建筑物。然而这需要构建附加的基础设施以便有利地使用该产生的热量用于加热或产生热水。
技术实现思路
因此本公开内容教导了一种分布式天线系统，它包括用于降低从基站所产生的传输信号功率的功率降低装置。该分布式天线系统具有至少一个前端单元(或中央中枢)，其连接到至少一个基站且从一个或多个所连接的基站接收传输信号。多个远程无线电单元经由分配网络连接到所述前端单元以及多个天线元件连接到多个远程无线电单元。功率降低装置包括耦合器以及能量转换单元，所述耦合器附接到传输线，其能够提取传输信号的至少小部分，所述能量转换单元附接到传输线以便将传输信号的大部分转换成电能。功率降低装置因此能够从传输信号中的“过剩”能量产生电能。该分布式天线系统通常是数字或混合型系统，以及通常使用的中心中枢的前端单元包括模拟-数字转换器，如果在输入端口上接收过多的功率则该模拟-数字转换器会受到损坏。在本专利技术的一方面，能量转换单元可包括可再充电电池或整流器。能量也可从整流器供应到电力线或甚至供应到基站或远程单元。循环器(circulator)可附接在耦合器和能量转换单元之间，以便确保没有沿着传输线的不需要的向回反射。本公开内容还教导用于降低传输信号功率的方法，其包括耦合传输信号的至少小部分，并且使得传输信号的小部分转发到至少一个远程无线电头端的传输端口。传输信号的大部分则被转发到能量转换单元。该装置和方法可应用于分布式天线系统中，其中多个远程无线电头端连接到一个或多个基站。该装置用于降低从基站转发到远程无线电头端的传输信号的功率量。附图说明图1A示出分布式天线系统的第一简化方面。图1B示出分布式天线系统的第二方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式天线系统(5)，包括：至少一个前端单元(22，100)，其能够通过传输线(40)连接到至少一个基站(30，30a，30b)，其中至少一个前端单元(22，100)适于从至少一个基站(30)中所连接的一个或多个接收传输信号(25)；多个远程无线电单元(15a至15e)，其通过分配网络(47)连接到前端单元(20)；和连接到多个远程无线电单元(15a至15c)的多个天线元件(10a至10c)；功率降低装置(20)，其用于降低传输信号(25)的功率，所述功率降低装置(20)包括：耦合器(70)，其附接到传输线(40)，用于提取传输信号的至少小部分(25')；能量转换单元(80)，其附接到传输线(40)，以便将传输信号的大部分(25”)转换成电能。

【技术特征摘要】
2015.02.19 GB 1502819.41.一种分布式天线系统(5)，包括：至少一个前端单元(22，100)，其能够通过传输线(40)连接到至少一个基站(30，30a，30b)，其中至少一个前端单元(22，100)适于从至少一个基站(30)中所连接的一个或多个接收传输信号(25)；多个远程无线电单元(15a至15e)，其通过分配网络(47)连接到前端单元(20)；和连接到多个远程无线电单元(15a至15c)的多个天线元件(10a至10c)；功率降低装置(20)，其用于降低传输信号(25)的功率，所述功率降低装置(20)包括：耦合器(70)，其附接到传输线(40)，用于提取传输信号的至少小部分(25')；能量转换单元(80)，其附接到传输线(40)，以便将传输信号的大部分(25”)转换成电能。2.根据权利要求1所述的分布式天线系统(5)，其特征在于，所述功率降低装置(20)还包括附接在耦合器(70)和能量转换单元(80)之间的循环器(75)。3.根据权利要求1或2所述的分布式天线系统(5)，其特征在于，所述功率降低装置(20)还包括可再充电电池(85)。4.根据上述权利要求中任一项所述的分布式天线系统(5)，其特征在于，所述能量转换单元(80)还包括整流器(80)。5.根据上述权利要求中任一项所述的分布式天线系统(5)，还包括电力线(90)，其通到数字分布式天线系统(5)的至少一个另外的元件以便将电力供给到所述另外的元件。6.根据上述权利要求中任一项所述的分布式天线系统(5)，其特征在于，所述分配网络(47)是数字网络。7.一种功率降低装置(20)，其用于降低从通信基站(30)所接收的
\t传输信号(25...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·韦克勒，J·施莱，C·库切尔，
申请(专利权)人：凯仕林维科公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE