传送无线信号通过物理屏障制造技术

一种用于通过诸如，墙壁或窗户之类的物理屏障向位于部分由该物理屏障形成的建筑物内部的无线计算设备发送无线信号和从这些无线设备接收无线信号的系统。无线信号是具有千兆赫兹频率的毫米波波形，由位于物理屏障外部的一个或多个远程基站节点利用5G通信协议传送。一个或多个外部天线被配置为利用HMA波形将RF无线信号传送到远程无线基站。在一个或多个实施例中，RF无线信号被放大并且被收发分置地通过窗户屏障在客户驻地装备与被授权远程无线基站之间传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传送无线信号通过物理屏障相关申请的交叉引用本申请是基于先前于2018年3月19日提交的序列号为62/645,004的美国临时专利申请以及于2018年9月12日提交的序列号为62/730,497的美国临时专利申请的技术专利申请并根据35U.S.C.§119(e)要求这些申请的权益，这些申请的内容均通过引用被进一步全部结合在本申请中。
本专利技术总地涉及采用布置在屏障(例如，建筑物的窗户)的外表面上的一个或多个天线来改善屏障外部的无线电系统与屏障内部的用户设备之间的无线通信。此外，在一些实施例中，天线被无线耦合到布置在屏障的内表面上的放大器，该放大器使能与位于该建筑物内的用户的无线通信。
技术介绍
对于全球绝大多数人来说，移动设备已成为主要的无线通信模式。在前几代无线通信网络中，移动设备通常用于语音通信、文本消息、和某些受限互联网访问。一些新生代无线通信网络已经增大了带宽并降低了延时，足以为移动设备用户提供实质上更多的服务，例如，购买产品、发票付款、流送电影、玩视频游戏、在线学习、约会等等。而且，对于每个新生代无线通信网络，通常增大无线信号的频率和强度来提供更大带宽和更小延时。遗憾的是，无线信号的频率越高，无线信号穿过物理屏障(例如，建筑物的玻璃窗或墙壁)的衰减就越大。此外，由于最近推出了可以使用千兆赫兹频率的毫米波形的无线信号的第五代(5G)无线通信网络，为位于物理屏障后面的移动设备提供对这些5G无线网络的接入变得更加困难。附图说明图1A示出了具有多个变容二极管元件的示例性表面散射天线的实施例，该天线被布置为以形成全息超表面天线(HMA)的示例性实例的方式传播电磁波；图1B示出了图示参考波形和全息图波形(调制函数)的合成阵列的一个实施例的图表，其中，参考波形和全息图波形结合在一起提供电磁波的目标波形；图1C示出了用于示例性表面散射天线的示例性调制函数的实施例；图1D示出了由图1C的调制函数生成的示例性电磁波束的实施例；图2A示出了可实现本专利技术的各种实施例的示例性环境的实施例的俯视图，该示例性环境包括网络运营中心、无线信号基站、网络、和多个建筑物的布置；图2B示出了HMA的多个实例的示例性布置的另一实施例的侧视图；图2C示出了HMA的多个实例的示例性布置的又一实施例的俯视图；图2D图示了无线信号基站与布置在建筑物的窗户的外表面上的一个或多个HMA通信的示意图，其中，无线信号由布置在建筑物的窗户的内表面上的电子组件传送到布置在建筑物内部的客户驻地装备设备，并且客户驻地装备设备将无线信号传送到一个或多个无线计算设备；图2E示出了无线信号基站与布置在建筑物的窗户的内表面上的一个或多个HMA进行通信的示意图，其中，无线信号由设置在窗户的内表面上的电子组件传送到布置在建筑物内部的客户驻地装备设备，并且客户驻地装备设备将无线信号传送到布置在建筑物内部的一个或多个无线计算设备；图2F图示了无线信号基站与布置在建筑物的窗户的外表面上的一个或多个HMA进行通信的示意图，其中，无线信号由布置在窗户的外表面上的电子组件传送到布置在建筑物内部的客户驻地装备设备，并且客户驻地装备设备将无线信号传送到布置在建筑物内部的一个或多个无线计算设备；图3A示出了可以包括在诸如图2A所示的系统中的示例性计算机设备的实施例；图3B图示了可以包括在诸如图2A所示的系统中的示例性客户端计算机设备的实施例；图3C示出了与(一个或多个)客户驻地装备设备分开的RF通信设备的示例性示意图的实施例；图3D图示了包括(一个或多个)客户驻地装备设备的RF通信设备的示例性示意图的实施例；图3E示出了RF通信设备采用的收发分置(bistatic)放大器的示例性示意图的实施例；图3F图示了由HMA形成的外部天线392的配置的实施例，HMA为上行链路RF信号和下行链路RF信号两者提供单独的垂直和水平极化；图3G示出了由HMA形成的外部天线393的配置的实施例，HMA为上行链路RF信号和下行链路RF信号两者提供合并的垂直和水平极化；图3H图示了由贴片天线形成的外部天线394的配置的实施例，贴片天线为RF信号提供合并的垂直和水平极化以及合并的上行链路和下行链路传送；图3I示出了RF隔离间隔件的实施例，该RF隔离间隔件可以隔离并减少由位于通口(port)中的一个或多个贴片天线通过诸如玻璃之类的屏障传送的上载和下载RF无线信号之间的耦合；图3J图示了当使用天线罩、具有WAIM的天线罩、以及没有天线罩时外部天线的增益与角度关系的表示；图3K示出了RF通信设备采用的双向放大器的示例性示意图的实施例；图4A图示了采用HMA将5G无线信号通过建筑物的窗户传送并将这些5G无线信号广播到建筑物内部的一个或多个无线计算设备的示例性方法的逻辑流程图的实施例；图4B示出了采用上载RF信号的功率的值来检测CPE何时与被授权与该CPE通信的无线基站远程通信的示例性方法的逻辑流程图的实施例；图5示出了示例性环境的实施例的俯视图，该示例性环境包括与中继HMA设备、反射器HMA设备、基站代理HMA设备、以及用户HMA设备通信的无线信号基站和网络运营中心的布置；图6A图示了反射器HMA设备，其采用了第一HMA和第二HMA，第一HMA通过HMA波形与一个或多个中继HMA设备、基站HMA设备、或基站代理HMA设备进行通信，第二HMA被布置为通过HMA波形与一个或多个用户HMA设备进行通信；图6B图示了反射器HMA设备，其采用了第一HMA和第二HMA，第一HMA通过HMA波形与一个或多个中继HMA设备、基站HMA设备、或基站代理HMA设备进行通信，并且第二HMA与第一HMA垂直布置，以避免遮挡传送给一个或多个用户HMA设备的一个或多个HMA波形；图7A图示了中继HMA设备，其采用了第一HMA和第二HMA，第一HMA通过HMA波形与一个或多个其他中继HMA设备、基站HMA设备、或基站代理HMA设备进行通信，并且第二HMA通过HMA波形与一个或多个其他HMA设备、反射器HMA设备、或用户HMA设备进行通信；图7B图示了中继HMA设备，其采用了第一HMA和第二HMA，第一HMA通过HMA波形与一个或多个其他中继HMA设备、基站HMA设备、或基站代理HMA设备进行通信，并且第二HMA与第一HMA垂直布置，以避免遮挡传送给一个或多个其他中继HMA设备、反射器HMA设备、或用户HMA设备的一个或多个HMA波形；图8A图示了基站代理HMA设备，其采用了第一HMA和第二HMA，第一HMA通过HMA波形与一个或多个其他中继HMA设备、基站HMA设备、或基站代理HMA设备进行通信，并且第二HMA通过HMA波形与一个或多个其他中继HMA设备、反射器HMA设备、或用户HMA设备进行通信；图8B图示了基站代理设备，其采用了第一HMA和第二HMA，第一HMA与中继设备、基站、或基站代理设备进行通信，并且第二H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在远程无线基站和客户驻地装备(CPE)之间传送RF无线信号的方法，包括：/n采用RF通信设备来执行动作，所述动作包括：/n配置一个或多个外部天线与所述远程无线基站传送RF无线信号，其中，所述配置包括由所述一个或多个外部天线提供的、用于与所述远程无线基站传送所述RF无线信号的波形的方向或形状中的一者或多者；/n采用一个或多个放大器向上载RF无线信号提供单独可选增益并向下载RF无线信号提供另一单独可选增益，其中，所述上载RF无线信号被传送到所述远程无线基站，并且一个或多个内部天线被采用来将具有所述另一单独增益的所述下载RF无线信号传送到所述CPE；以及/n响应于所述上载RF无线信号的功率的值满足阈值，确定所述CPE在与被授权RF无线基站通信，其中，所述增益和所述另一增益被调整以改善所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号在所述CPE和所述被授权远程无线基站之间的传送。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180319 US 62/645,004;20180912 US 62/730,4971.一种用于在远程无线基站和客户驻地装备(CPE)之间传送RF无线信号的方法，包括：
采用RF通信设备来执行动作，所述动作包括：
配置一个或多个外部天线与所述远程无线基站传送RF无线信号，其中，所述配置包括由所述一个或多个外部天线提供的、用于与所述远程无线基站传送所述RF无线信号的波形的方向或形状中的一者或多者；
采用一个或多个放大器向上载RF无线信号提供单独可选增益并向下载RF无线信号提供另一单独可选增益，其中，所述上载RF无线信号被传送到所述远程无线基站，并且一个或多个内部天线被采用来将具有所述另一单独增益的所述下载RF无线信号传送到所述CPE；以及
响应于所述上载RF无线信号的功率的值满足阈值，确定所述CPE在与被授权RF无线基站通信，其中，所述增益和所述另一增益被调整以改善所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号在所述CPE和所述被授权远程无线基站之间的传送。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述CPE在与所述被授权RF无线基站通信还包括：调整所述波形的所述方向或所述形状中的一者或多者，以进一步改善与所述被授权远程RF无线基站的所述上载RF信号和所述下载RF信号的传送。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述单独增益和所述另一单独增益还包括：采用收发分置放大器来同时向所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号提供单独可选增益。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述单独增益和所述另一单独增益还包括：采用双向放大器来向所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号提供单独可选增益。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：启用应用或网页中的一者或多者，以使得用户能够与所述RF通信设备进行无线通信。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：调整所述一个或多个外部天线的扫描阻抗，以改善所述一个或多个外部天线对所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号通过屏障的传送。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：采用一个或多个RF耦合器来将所述上载RF信号和所述下载RF信号通过屏障传送，其中，所述一个或多个RF耦合器包括近场耦合器、玻璃场耦合器、或电感耦合器。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：采用一个或多个贴片天线阵列来将所述上载RF信号和所述下载RF信号通过玻璃屏障传送，并且其中，所述一个或多个贴片天线阵列相对于通过所述玻璃屏障的通信路径的朝向倾斜35°至60°，以在所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号的传送过程中改善与所述玻璃屏障的阻抗匹配。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：采用自动增益控制来向所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号提供单独可选增益。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：采用具有广角阻抗匹配材料的天线罩来增大由所述一个或多个外部天线传送的所述上载RF无线信号和所述下载RF无线信号的单独增益。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：当通过屏障同时传送上载信号和下载信号时，采用RF隔离间隔件。


12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：采用所述一个或多个CPE以与布置在所述屏障的内侧的无线通信设备或有线通信设备中的一者或多者兼容的通信格式来传送所述无线信号。


13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备执行进一步的动作，所述进一步的动作包括：将所述RF通信设备的所有组件定位在所述屏障的外表面上，将所述RF通信设备的所有组件定位在所述屏障的内表面上，或将所述RF通信设备的一部分组件定位在所述外表面上并将所述RF通信设备的另一部分组件定位在所述内表面上。


14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RF通信设备还包括：采用一个或多个低功率电源，所述一个或多个低功率电源包括太阳能电池、感应充电器、或电池中的一者或多者。


15.一种用于与远程无线基站和客户驻地装备(CPE)传送RF无线信号的装置，包括：
一个或多个外部天线；
一个或多个内部天线；
一个或多个放大器；以及
处理电路，所述处理电路被布置为执行动作，所述动作包括：
配置所述一个或多个外部天线与所述远程无线基站传送RF无线信号，其中，所述配置包括由所述一个或多个外部天线提供的、用于与所述远程无线基站传送所述RF无线信号的波形的方向或形状中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·詹姆斯·布莱克，默萨德·卡维奇，布莱恩·马克·多伊奇，亚历山大·雷姆利·卡特科，杰伊·霍华德·麦肯德利斯，亚当·德洛斯·瑞亚，瑞安·戴乐·拉特利奇，香农·李·希钦，赛义德·阿里·马莱克·阿巴迪，乔丹·菲利普·多莱齐莱克·瑞德，
申请(专利权)人：皮沃塔尔卡姆瓦雷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US