用于频移无线信号的设备和方法以及使用频移的系统技术方案

本发明专利技术揭示了根据频移方案改善无线网络的覆盖的系统、方法和设备。将一个频带内的无线信号频移到另一个不同的频带，用有线或无线媒体在经频移的频带内将无线信号传载到另一个位置，再在这个位置将无线信号频移回原来的频带。频移可以使用传统的频移方案，诸如混频器／滤波器和外差法。在一个实施例中，对无线信号的频移是先将它变换为其他表示信号（诸如Ｉ／Ｑ分量）再根据表示信号形成经频移的信号。这种系统可以用来增大户内或户外的覆盖和桥接户内与户外的网络。媒体可以使用专用布线，也可以使用住宅或建筑物内现有业务布线，包括ＬＡＮ、电话、ＡＣ供电和ＣＡＴＶ布线。系统可以（完全或部分）封装成一个单独的单元，以集成形式收容为业务出口的一部分或作为一个揿钮／插入模块。本发明专利技术还揭示了具有不同配置的一些方法和其他系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及对信号进行频移，具体地说，涉及对无线信号进行频移。特别是，本专利技术的实施例涉及使用在无线和有线媒体上经频移的信号来改善无线网络的覆盖。参考文献以下各文献好像在此全部提出那样予以整体引用：a.Rabenko等人的美国专利6,862,353，其标题为＂System andMethod for Providing Power over a Home Phone Line Network＂，在本文中称为′353；b.Binder等人的美国专利申请公开2004/0151305，其标题为＂Method and System for Providing DC Power on Local TelephoneLines＂，在本文中称为′1305；c.Binder的美国专利申请公开2005/0010954，其标题为＂ModularOutlet＂，在本文中称为′0954；d.Hazani等人的美国专利申请公开2005/0180561，其标题为＂Outlet Add-On module＂，在本文中称为′0561；e.Hazani等人的美国专利申请公开2005/0249245，其标题为＂System and Method for Carrying a Wireless Based Signal over aWiring＂，在本文中称为′9245；f.Binder的美国专利6,842,459，其标题为＂A network CombiningWired and Non-Wired segments＂，在本文中称为′459；g.Binder的美国专利6,961,303，其标题为＂TelephoneCommunication System and Method over Local area Network wiring＂，在本文中称为′303。-->
技术介绍
频移在许多应用中，需要对信号在频域内进行例如如图1的图形10所示的频移。第一信号11以频率F2为中心，它的大部分能量集中在沿频率轴13的频率F1到F3之间。信号12是经上频移的第一信号11的复制品，以频率F5为中心，分布在频率F4到F6之间。除了放大和/或衰减之外，所得到的经频移的信号12应是第一信号11的可靠复制品，基本上具有相同的特性、信息和频率响应波形，占有相同的带宽(即，F6-F4＝F3-F1)。第一信号11上移了ΔF，因此F5-F2＝ΔF。对信号的下频移在该
内也是已知的，复制品移到比原信号低的频谱。频移器件在该
内是已知的，通常使用混频器/滤波器结构(例如，外差式)。图2为例示现有技术的外差式频移器20的框图。原(移动前)信号(即图1中的第一信号11)通过可以是连接器的输入端口21接收后馈入混频器22。混频器22还馈有来自本机振荡器25的频率为F0的正弦波信号。混频器22通常是非线性电路或器件(诸如晶体管或混频器/肖特基二极管)，具有来自输入端口21的原信号和来自本机振荡器25的信号两个输入信号，由混频器22相乘。混频器22的输出端上的一个信号的频率等于这两个输入信号的频率之和，而另一个信号的频率等于这两个输入信号的频率之差；如果没有滤掉的话还有原输入信号。在输入端口21接收第一信号11的情况下，混频器22的输出将包括原第一信号11从F2被移到F2+F0的信号和原第一信号11从F2被移到F2-F0的信号。在希望上频移的情况下，带通滤波器(BPF)23滤掉较低的频率(在F2-F0附近)而将较高频带的信号基本上传送给可以是连接器的输出端口24。在本机振荡频率25设置为ΔF而BPF 23设计成只让F4到F6的频率通过的情况下，频移器20在有信号11输入端口21时将输出信号12。虽然以上说明只涉及频移器20的与频率有关的部分，但这样的频移器20通常还包-->括一些涉及放大、衰减、限幅及其他影响信号的振幅但在适当频带内具有平坦的频率响应的功能的组件，为了简明起见因此就没有予以示出。已知超外差频移器在该
内用于无线电接收机和其他需要将信号充分频移的应用。这样的频移器涉及两个(或更多个)级联的单外差频移器。图3为例示现有技术的频移器30的框图。超外差频移器30用两个频移级对输入输入端口21的信号进行频移，通过输出端口24输出经频移的信号。第一级含有第一混频器22a、产生频率为F10的基准信号的第一本机振荡器25a和连接到第一混频器22a的输出端上的第一BPF 23a。第一BPF 23a的输出端上的信号用作第二外差级的输入，第二外差级含有第二混频器22b、产生频率为F11的基准信号的第二本机振荡器25b和连接到输出端口24上的第二BPF23b。在这样的频移器内，总频移将为两个本地正弦波基准频率之和F10+F11。类似地，超外差频移器可以包括两个以上的级，可以用来上频移和下频移。实现这样的外差甚至超外差的频移器如上所述需要许多组件。这样的实现通常具有大量部件，导致成本高、盒大、结构复杂、可靠性低和其他一些缺点。无线家庭联网流行的家庭(以及办公室和企业环境)联网途径是通过RF分配系统在整个建筑物内传送发给和来自数据设备的射频(RF)信号的通信。通常称为无线局域网(WLAN)的这种通信使用工业、科学和医疗(ISM)专用频谱。在美国，ISM频谱内的三个频带是902-928MHz的A频带、2.4-2.484GHz的B频带(通常称为2.4GHz频带)和5.725-5.875GHz的C频带(通常称为5GHz频带)。在诸如欧洲和日本之类的不同地区使用一些重叠和/或类似的频带。为了使在不同的供应商所制造的设备之间有互用性，少数几个WLAN标准已经作了改进，如IEEE 802.11标准组的标为WiFi的部分(www.wi-fi.org)。IEEE 802.11b规定了用2.4GHz频带和支持-->11Mb/s的通信速率的基于分组的无线通信，IEEE 802.11a用5GHz频带传载54MB/s，以及IEEE 802.11g用2.4GHz频带支持54Mb/s。具有WLAN接口的节点/客户机通常标为STA(无线台/无线客户机)。STA功能可以嵌入为数据单元的一部分，也可以是称为网桥的专用单元，耦合到数据单元上。虽然STA可以在没有任何附加硬件的情况下进行通信(即自组(ad-hoc)模式)，但这种网络通常涉及作为调停设备的无线接入点(例如，WAP或AP)。WAP实现基站(BSS)和/或基于独立BSS(IBSS)的自组模式。STA、客户机、网桥和WAP在这里统称为WLAN单元。图5为沿频率轴59示出美国IEEE802.11g无线通信带宽分配的图形50。为了允许同时进行多个通信会话，定义了11个中心频率相隔5MHz的重叠信道，从中心频率为2412MHz的信道1(示为55)、中心频率为2417MHz的信道2(示为56)...，中心频率为2457MHz的信道10(示为57)直到中心频率为2462MHz的信道11(示为58)。每个信道的带宽为22MHz，对称地分布在中心频率的左右(+/-11MHz)。图4为例示WLAN单元的框图40。为了简明起见，在这里将只对IEEE802.11g进行说明。通常，无线物理层信号分成两级处理。在发送通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种没有任何协议变换而忠实地将第一扩频信号从第一频带频移到与第一频带不同的第二频带的设备，所述设备包括：　用来接收在第一频带内的第一扩频信号的第一端口；　耦合到所述第一端口上以从所述第一端口接收第一扩频信号的第一Ｉ／Ｑ解调器，用来得出第一扩频信号的Ｉ和Ｑ分量信号；　耦合到所述第一Ｉ／Ｑ解调器上以接收第一扩频信号的Ｉ和Ｑ分量信号的第一Ｉ／Ｑ调制器，用来重建第一扩频信号和将第一扩频信号频移到第二频带；以及　耦合到所述第一Ｉ／Ｑ调制器上以从所述第一Ｉ／Ｑ调制器接收经频移的信号的第二端口，用来输出在第二频带内的经频移的第一扩频信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-1-11 11/329,2701.一种没有任何协议变换而忠实地将第一扩频信号从第一频带频移到与第一频带不同的第二频带的设备，所述设备包括：用来接收在第一频带内的第一扩频信号的第一端口；耦合到所述第一端口上以从所述第一端口接收第一扩频信号的第一I/Q解调器，用来得出第一扩频信号的I和Q分量信号；耦合到所述第一I/Q解调器上以接收第一扩频信号的I和Q分量信号的第一I/Q调制器，用来重建第一扩频信号和将第一扩频信号频移到第二频带；以及耦合到所述第一I/Q调制器上以从所述第一I/Q调制器接收经频移的信号的第二端口，用来输出在第二频带内的经频移的第一扩频信号。2.按照权利要求1所述的设备，还用来没有任何协议变换而忠实地将第二扩频信号从第二频带频移到不同的第一频带，所述设备还包括：用来接收在第二频带内的第二扩频信号的第三端口；耦合到所述第三端口上以从所述第三端口接收第二扩频信号的第二I/Q解调器，用来得出第二扩频信号的I和Q分量信号；耦合到所述第二I/Q解调器上以接收第二扩频信号的I和Q分量信号的第二I/Q调制器，用来重建被频移到第一频带的第二扩频信号；以及耦合到所述第二I/Q调制器上以从所述第二I/Q调制器接收经频移的信号的第四端口，用来输出在第一频带内的经频移的第二扩频信号。3.按照权利要求2所述的设备，其中所述第一和第三端口相互连接，而所述第二和第四端口相互连接。4.按照权利要求2所述的设备，所述设备还用来处在不同的第一和第二状态中的一个所选状态，其中在第一状态下在所述第一端口接收信号和在所述第二端口输出经频移的信号，而在第二状态下在所述第三端口接收信号和在所述第四端口输出经频移的信号。5.按照权利要求4所述的设备，还包括：耦合到所述第一端口上基本上只让在第一频带内的信号通过的第一滤波器；耦合到所述第一滤波器上的第一门限检测器，用来检测是否存在在第一频带内的信号；耦合到所述第三端口上基本上只让在第二频带内的信号通过的第二滤波器；以及耦合到所述第二滤波器上的第二门限检测器，用来检测是否存在在第二频带内的信号，其中，所述设备在所述第一门限检测器检测到存在在第一频带内的信号时转到所述第一状态，而在所述第二门限检测器检测到存在在第二频带内的信号时转到所述第二状态。6.按照权利要求1所述的设备，其中所述扩频信号是基于OFDM、DMT和CDMA调制之一的多载波信号。7.按照权利要求1所述的设备，还包括被连接以衰减发给或来自所述端口之一的信号的衰减器。8.按照权利要求7所述的设备，其中所述衰减器产生大于10dB的衰减。9.按照权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二频带中至少一个是可从多个相邻频带中选择的。10.按照权利要求9所述的设备，其中所述第一和第二频带中至少一个是由开关选择的。11.按照权利要求1所述的设备，其中所述第一扩频信号和经频移的第一扩频信号中至少一个是无线信号，而所述第一和第二端口中至少一个是天线。12.按照权利要求11所述的设备，其中所述第一I/Q调制器和所述第一I/Q解调器是无线收发机组件的一部分。13.按照权利要求11所述的设备，其中所述无线信号遵从下列标准中至少一个：WPAN、WLAN、WMAN、WAN、BWA、LMDS、MMDS、WiMAX、HIPERMAN、IEEE802.16、Bluetooth、IEEE802.15、UWB、ZigBee、蜂窝、IEEE802.11标准、GSM、GPRS、2.5G、3G、UMTS、DCS、PCS和CDMA。14.按照权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二频带中至少一个是ISM频带。15.按照权利要求11所述的设备，其中所述第一和第二频带是遵从单个无线标准的不重叠信道。16.按照权利要求1所述的设备，还包括容纳所述第一和第二端口、所述第一I/Q解调器和所述第一I/Q调制器的单个盒，所述单个盒是可墙上安装的。17.按照权利要求16所述的设备，其中所述单个盒被成形为插入出口内。18.按照权利要求16所述的设备，其中所述单个盒还被成形为机械固定和电连接到出口上。19.按照权利要求16所述的设备，其中所述单个盒被构造成具有下列中至少一个：基本上与标准出口的形式类似的形式；基本上与标准的墙上出口的墙上安装元件类似的墙上安装元件；允许直接安装在出口的开口或空腔内的形状；以及至少部分代替标准出口的形式。20.按照权利要求1所述的设备，其中所述第一扩频信号在WPAN、WLAN、MAN和WAN网络之一内在第一频带内被发送。21.一种在第一与第二无线单元之间进行在第一频带内传载的第一无线信号的无线通信的网络，所述网络包括：与第一无线单元进行第一无线信号的无线通信的第一频移器，用来在第一频带和与第一频带不同的第二频带之间频移第一无线信号；以及与第二无线单元进行第一无线信号的无线通信的第二频移器，用来在所述第一频带和所述第二频带之间频移所述第一无线信号。22.按照权利要求21所述的网络，其中所述频移器中至少一个基于外差电路。23.按照权利要求21所述的网络，其中所述频移器中至少一个包括：被耦合以接收第一无线信号的I/Q解调器，用来得出第一无线信号的I和Q分量信号；以及被耦合以接收第一无线信号的I和Q分量信号的I/Q调制器，用来重建被频移到第二频带的第一无线信号。24.按照权利要求23所述的网络，其中所述I/Q调制器和I/Q解调器是无线收发机组件的一部分。25.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一无线信号是扩频信号。26.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一无线信号是基于OFDM、DMT和CDMA调制之一的多载波信号。27.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一和第二频带中至少一个是可从多个相邻频带中选择的。28.按照权利要求27所述的网络，其中所述第一和第二频带中至少一个是由开关选择的。29.按照权利要求21所述的网络，其中所述无线信号遵从下列标准中至少一个：WPAN、WLAN、WMAN、WAN、BWA、LMDS、MMDS、WiMAX、HIPERMAN、IEEE802.16、Bluetooth、IEEE802.15、UWB、ZigBee、蜂窝、IEEE802.11标准、GSM、GPRS、2.5G、3G、UMTS、DCS、PCS和CDMA。30.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一和第二频带中至少一个是ISM频带。31.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一和第二频带是遵从单个无线标准的不重叠信道。32.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一和第二频移器之一封装在可墙上安装的单个盒内。33.按照权利要求32所述的网络，其中所述单个盒被成形为插入出口内。34.按照权利要求32所述的网络，其中所述单个盒还被成形为机械固定和电连接到出口上。35.按照权利要求32所述的网络，其中所述单个盒被构造成具有下列中至少一个：基本上与标准出口的形式类似的形式；基本上与标准的墙上出口的墙上安装元件类似的墙上安装元件；允许直接安装在出口的开口或空腔内的形状；以及至少部分代替标准出口的形式。36.按照权利要求21所述的网络，其中所述第一无线信号在WPAN、WLAN、MAN和WAN网络之一内在第一频带内被发送。37.一种在由无线媒体传载的无线频带内的无线信号和由有线媒体传载的有线频带内的有线信号之间进行没有任何协议变换的频移的设备，所述设备包括：接收和发送无线信号的天线；连接到有线媒体上的布线连接器；将信号从无线频带下频移到有线频带的下频移器；将信号从有线频带上频移到无线频带的上频移器；耦合在所述天线、下频移器和上频移器之间的RF开关，所述RF开关具有第一和第二状态，其中在第一状态所述天线耦合到所述下频移器上，而在第二状态所述天线耦合到所述上频移器上；以及耦合在所述布线连接器、下频移器和上频移器之间的有线频带开关，所述有线频带开关具有第一和第二状态，其中在第一状态所述布线连接器耦合到所述下频移器上，而在第二状态所述连接器耦合到所述上频移器上；其中，所述设备可切换到不同的第一和第二状态，其中，在所述设备的第一状态，所述RF开关处在它的所述第一状态和所述有线频带开关处在它的所述第一状态，以从天线接收无线信号、对无线信号进行下频移和将经频移的无线信号发送给布线连接器；而在所述设备的第二状态，所述RF开关处在它的所述第二状态和所述有线频带开关处在它的所述第二状态，以从所述布线连接器接收经频移的无线信号、进行上频移从而重建无线信号和将无线信号发送给天线。38.按照权利要求37所述的设备，还包括：耦合到所述布线连接器上的第一信号检测器，用来检测是否存在有线频带内的信号；以及耦合到所述天线上的第二信号检测器，用来检测是否存在无线频带内的信号；其中，所述设备用来在检测到存在无线频带内的信号时转到它的所述第一状态，而在检测到存在有线频带内的信号时转到它的所述第二状态。39.按照权利要求37所述的设备，其中所述上频移器和下频移器中至少一个包括混频器/滤波器、外差电路和超外差电路之一。40.按照权利要求37所述的设备，其中所述上频移器包括：被耦合以接收有线频带内的有线信号的I/Q解调器，用来得出有线信号的I和Q分量信号；以及被耦合以接收所述有线信号的I和Q分量信号的I/Q调制器，用来将有线信号上频移到无线频带。41.按照权利要求40所述的设备，其中所述I/Q调制器或I/Q解调器是无线收发机组件的一部分。42.按照权利要求37所述的设备，其中所述下频移器包括：被耦合以接收无线频带内的无线信号的I/Q解调器，用来得出无线信号的I和Q分量信号；以及被耦合以接收所述无线信号的I和Q分量信号的I/Q调制器，用来将无线信号下频移到有线频带。43.按照权利要求37所述的设备，还包括处在所述布线连接器和所述有线频带开关之间的下列器件：吸收和防止瞬态、过电压和雷电的保护器；基本上只让有线频带内的信号通过的滤波器；以及提供所述设备与有线媒体之间的隔离的信号变压器。44.按照权利要求37所述的设备，还包括处在所述布线连接器与所述有线频带开关之间的均衡器，用来补偿有线媒体的频率特性。45.按照权利要求37所述的设备，其中所述无线信号是基于OFDM、DMT和CDMA调制之一的扩频多载波信号。46.按照权利要求37所述的设备，还包括被连接以衰减发给或来自所述天线的信号的衰减器。47.按照权利要求46所述的设备，其中所述衰减器产生大于10dB的衰减。48.按照权利要求37所述的设备，其中所述无线频带是可从多个相邻频带中选择的。49.按照权利要求48所述的设备，其中所述无线频带是由开关选择的。50.按照权利要求37所述的设备，其中所述无线信号遵从下列标准中至少一个：WPAN、WLAN、WMAN、WAN、BWA、LMDS、MMDS、WiMAX、HIPERMAN、IEEE802.16、Bluetooth、IEEE802.15、UWB、ZigBee、蜂窝、IEEE802.11标准、GSM、GPRS、2.5G、3G、UMTS、DCS、PCS和CDMA。51.按照权利要求37所述的设备，其中所述频带之一是ISM频带。52.按照权利要求37所述的设备，还包括容纳所述上频移器、下频移器、天线、连接器、RF开关和有线频带开关的单个盒，其中所述单个盒是可墙上安装的。53.按照权利要求52所述的设备，其中所述单个盒被成形为插入出口内。54.按照权利要求52所述的设备，其中所述单个盒还被成形为机械固定和电连接到出口上。55.按照权利要求52所述的设备，其中所述单个盒被构造成具有下列中至少一个：基本上与标准出口的形式类似的形式；基本上与标准的墙上出口的墙上安装元件类似的墙上安装元件；允许直接安装在出口的开口或空腔内的形状；以及至少部分代替标准出口的形式。56.按照权利要求37所述的设备，其中所述无线信号在MAN或WAN网络的无线频带内被发送。57.按照权利要求37所述的设备，其中所述有线媒体为双绞线、UTP、STP、电话线对、AC电力线、同轴电缆和LAN电缆之一，而所述布线连接器用来连接到该有线媒体上。58.按照权利要求37所述的设备，其中所述有线媒体还被连接以传载DC或AC功率信号，而所述设备还包括：耦合在所述有线频带开关与所述布线连接器之间基本上让有线频带内的信号通过的高通滤波器；连接到AC电源上的电源连接器；包括AC/DC和AC/AC变换器之一的电源，被连接以通过所述电源连接器得到供电；以及耦合在所述电源与所述布线连接器之间基本上让功率信号通过的低通滤波器或带通滤波器。59.按照权利要求37所述的设备，其中，所述设备还被连接以由在有线媒体上传载的DC或AC功率信号供电，而且所述设备还包括：耦合在所述有线频带开关与布线连接器之间基本上让有线频带内的信号通过的高通滤波器；包括AC/DC或DC/DC变换器的电源，被耦合以给至少所述上频移器和下频移器供电；以及耦合在所述电源与所述布线连接器之间基本上让功率信号通过的低通滤波器或带通滤波器。60.按照权利要求37所述的设备，其中所述有线媒体还被连接以传载模拟电话信号，而所述设备还包括：耦合在所述有线频带开关与所述布线连接器之间基本上让有线频带内的信号通过的高通滤波器；接到电话机上或PBA/PABX/CO上的电话连接器；以及耦合在所述布线连接器与所述电话连接器之间基本上让电话信号通过的低通滤波器。61.按照权利要求37所述的设备，其中所述有线媒体是还被连接以传载CATV信号的同轴电缆，而所述设备还包括：耦合在所述有线频带开关与所述布线连接器之间基本上让有线频带...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y宾德，A哈扎尼，
申请(专利权)人：塞尔科尼特有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]