專利名稱：無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器，更具體地，用于室內(nèi)通信。
背景技術(shù)：
無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器用于放大信號(hào)以增加發(fā)射機(jī)的范圍。將轉(zhuǎn)發(fā)器用于廣播信號(hào)是公知的。指向發(fā)射機(jī)的接收天線接收先進(jìn)行放大然后通過其輻射未覆蓋接收天線的另一天線進(jìn)行發(fā)射的信號(hào)。在一些情況下，廣播信號(hào)來自衛(wèi)星，并且轉(zhuǎn)換到另一頻帶，以便在更為受限的頻帶內(nèi)廣播。
對(duì)于室內(nèi)通信，使用位于大約2.4GHz和大約5GHz處且用于無線家庭網(wǎng)絡(luò)的頻帶是公知的。然而，這些無線電頻率不會(huì)容易地通過墻壁和天花板來傳播，甚至根本無法傳播。這樣的系統(tǒng)盡力覆蓋具有多個(gè)樓層和大量?jī)?nèi)壁的大型房屋。
一個(gè)思想是使用一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器來克服與室內(nèi)環(huán)境相關(guān)、和與所使用的頻率相關(guān)的傳播問題。然而，家庭網(wǎng)絡(luò)是雙向網(wǎng)絡(luò)，其必須進(jìn)行設(shè)置以便在多個(gè)方向上轉(zhuǎn)發(fā)來自各個(gè)位置的信號(hào)。另外，這些信號(hào)被障礙物強(qiáng)烈反射，產(chǎn)生了與所發(fā)射的信號(hào)的干擾。
當(dāng)前，不存在用于室內(nèi)傳輸并適合于克服回波的轉(zhuǎn)發(fā)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種設(shè)計(jì)用于室內(nèi)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)器。為了解決天線的多方向方案，將有用的頻帶分割為兩個(gè)頻帶，并由轉(zhuǎn)發(fā)器放大來自頻帶之一的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為另一頻帶。頻帶的變換有助于避免在要放大的信號(hào)上產(chǎn)生顯著的干擾效果。
因此，本發(fā)明提出了一種無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器，所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括第一路徑，用于接收第一頻帶中的信號(hào)，以便將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二頻帶，并在第二頻帶中發(fā)射；以及第二路徑，用于接收第二頻帶中的信號(hào)，以便將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一頻帶，并在第一頻帶中發(fā)射。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括管理電路，用于如果第二路徑首先接收到信號(hào)，則禁用從第一路徑的發(fā)射；以及如果第一路徑首先接收到信號(hào)，則禁用從第二路徑的發(fā)射。當(dāng)?shù)谝缓偷诙窂轿唇邮盏饺魏涡盘?hào)時(shí)，管理電路禁用第一和第二路徑的發(fā)射裝置。通過切斷放大器的電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一和第二路徑的發(fā)射裝置的禁用。


參考附圖，通過閱讀以下描述，本發(fā)明將得到更好的理解，并且其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中圖1示出了由根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)換和放大的信號(hào)的路徑；以及圖2示出了管理圖1所示的路徑的電路。
具體實(shí)施例方式
在以下描述中，假定傳輸頻帶位于5.15和5.825GHz之間，并且分割為第一頻帶，諸如在5.15和5.35GHz之間，用于歐洲和美國(guó)；以及第二頻帶，諸如位于5.5和5.7GHz之間。
圖1示出了具有兩個(gè)信號(hào)路徑的轉(zhuǎn)發(fā)器。第一信號(hào)路徑包括與第一濾波器10相連的第一接收天線ARx1，用于接收位于第一頻帶的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，第一濾波器10是具有與第一頻帶相對(duì)應(yīng)的通帶的帶通濾波器。第一放大器11放大來自第一濾波器10的信號(hào)，并且將其傳送到第一混頻器12。第一混頻器12將來自第一放大器11的信號(hào)與來自第一本地振蕩器OSC1的諸如頻率4.15GHz的信號(hào)進(jìn)行混頻。第二濾波器13從第一混頻器12的輸出中選擇與諸如1和1.2GHz之間的中間頻帶相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，第二濾波器13是具有與該中間頻帶相對(duì)應(yīng)的通帶的帶通濾波器。第二混頻器14將來自第二濾波器13的信號(hào)與來自第二本地振蕩器OSC2的諸如頻率4.5GHz的信號(hào)進(jìn)行混頻。第三濾波器15從第二混頻器14的輸出中選擇與第二頻帶相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，第三濾波器15是具有與第二頻帶相對(duì)應(yīng)的通帶的帶通濾波器。第二放大器16對(duì)來自第三濾波器15的信號(hào)進(jìn)行放大，并且將其傳送到第一發(fā)射天線ATx2。
第二信號(hào)路徑包括與第四濾波器20相連的第二接收天線ARx2，用于接收位于第二頻帶的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，第四濾波器20是具有與第二頻帶相對(duì)應(yīng)的通帶的帶通濾波器。第三放大器21放大來自第四濾波器20的信號(hào)，并且將其傳送到第三混頻器22。第一混頻器22將來自第三放大器21的信號(hào)與來自第二本地振蕩器OSC2的信號(hào)進(jìn)行混頻。第五濾波器23從第三混頻器22的輸出中選擇與中間頻帶相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，第五濾波器23是具有與該中間頻帶相對(duì)應(yīng)的通帶的帶通濾波器。第四混頻器24將來自第五濾波器23的信號(hào)與來自第一本地振蕩器OSC1的信號(hào)進(jìn)行混頻。第六濾波器25從第四混頻器24的輸出中選擇與第一頻帶相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，第五濾波器25是具有與第一頻帶相對(duì)應(yīng)的通帶的帶通濾波器。第四放大器26對(duì)來自第六濾波器25的信號(hào)進(jìn)行放大，并且將其傳送到第二發(fā)射天線ATx1。
信號(hào)路徑的各種實(shí)施例均是可能的，重要的方面在于將第一頻帶轉(zhuǎn)換為第二頻帶同時(shí)放大這些信號(hào)，以及將第二頻帶轉(zhuǎn)換為第一頻帶，同時(shí)放大這些信號(hào)。
使用中間頻帶緩解了如果執(zhí)行單一轉(zhuǎn)換以從第一頻帶變換到第二頻帶將會(huì)存在的限制，反之亦然。利用針對(duì)這兩個(gè)路徑的單一中間頻帶，可以將相同的振蕩器用于兩個(gè)路徑，因此減少了成本。
每一個(gè)信號(hào)使用兩個(gè)放大器意味著可以使用更低成本的放大器，并且可以分布放大處理，以便減小在接收端的噪聲系數(shù)，同時(shí)得益于充分的發(fā)射功率(放大器16和26)。然而，也可以使用單一的放大器。
而且，盡管該示例描述了使用四個(gè)天線的系統(tǒng)，兩個(gè)用于接收ARx1和ARx2，以及兩個(gè)用于發(fā)射ATx1和ATx2，天線的數(shù)量可以減小到兩個(gè)，一個(gè)用于在第一頻帶中發(fā)射和接收，而另一個(gè)用于在第二頻帶內(nèi)發(fā)射和接收。甚至能夠使用單一天線，但是這增加了對(duì)第一和第四濾波器10和20的濾波限制，以便隔離出第一和第二頻帶。
如圖1所示，在相同頻帶中操作的天線之間存在耦合(當(dāng)將相同的天線同時(shí)用于發(fā)射和接收時(shí)非常顯著的耦合)。一種解決方案是在每一個(gè)路徑上使用自適應(yīng)濾波器，諸如替代濾波器10和20，以便不僅抑制由另一路徑放大的信號(hào)，而且還抑制由另一路徑所發(fā)射的信號(hào)所產(chǎn)生的所有回波。這樣的解決方案實(shí)現(xiàn)起來非常復(fù)雜。
在根據(jù)HiperLAN 2或IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)操作的室內(nèi)傳輸系統(tǒng)中，全雙工型系統(tǒng)是不需要的。因此，作為優(yōu)選，提出一旦在一個(gè)信號(hào)路徑上檢測(cè)到信號(hào)，則禁用另一信號(hào)路徑。
為此，管理電路從第二濾波器13的輸出中接收信號(hào)M1，而從第五濾波器23的輸出中接收信號(hào)M2。根據(jù)信號(hào)M1和M2，管理電路產(chǎn)生控制信號(hào)C1和C2，用于分別控制第四放大器26和第二放大器16的電源。一旦在路徑之一上檢測(cè)到信號(hào)，則斷電另一路徑的放大器。
為了防止與管理電路的響應(yīng)時(shí)間和噪聲的放大相關(guān)聯(lián)的不穩(wěn)定的狀態(tài)，優(yōu)選地，當(dāng)未檢測(cè)任何輸入信號(hào)時(shí)，管理電路應(yīng)該切斷第二和第四放大器16和26的電源。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的管理電路的示例實(shí)施例。
所述管理電路包括第一和第二閾值裝置30和31，用于分別接收信號(hào)M1和M2，并且分別輸出表示信號(hào)M1和M2相對(duì)于閾值的狀態(tài)的二進(jìn)制信號(hào)M1’和M2’。例如，每一個(gè)閾值裝置30和31由用于測(cè)量中間頻帶中的信號(hào)M1或M2的平均功率的電路、以及輸出表示相對(duì)于預(yù)定閾值的平均功率的邏輯信號(hào)M1’或M2’的施密特觸發(fā)器形成。當(dāng)信號(hào)M1(或M2)在閾值之下時(shí)，邏輯信號(hào)M1’(或M2’)處于邏輯電平“0”，而當(dāng)信號(hào)M1(或M2)位于閾值以上時(shí)，處于邏輯電平“1”。
邏輯門32到35實(shí)現(xiàn)了由以下真值表所反映的異步觸發(fā)器

在該表中，C1(t)和C2(t)對(duì)應(yīng)于分別在邏輯門32到35的切換動(dòng)作之前的控制信號(hào)C1和C2的狀態(tài)；C1(t+δt)和C2(t+δt)對(duì)應(yīng)于分別由邏輯門32到35的切換產(chǎn)生的控制信號(hào)C1和C2的狀態(tài)。控制信號(hào)C1或C2的電平“0”對(duì)應(yīng)于到該信號(hào)所控制的放大器26或16的電源的切換?？刂菩盘?hào)C1或C2的電平“1”對(duì)應(yīng)于由所述信號(hào)所控制的放大器26或16的上電。
線1對(duì)應(yīng)于其中沒有路徑接收到信號(hào)的情況。線2、3、5和6對(duì)應(yīng)于其中僅兩條路徑接收到信號(hào)的情況。線9和10對(duì)應(yīng)于在已經(jīng)激活放大器的同時(shí)兩條路徑接收到信號(hào)，當(dāng)在將信號(hào)轉(zhuǎn)換為另一頻帶之后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。
線8和11對(duì)應(yīng)于具有較低發(fā)生概率的異常操作。線8對(duì)應(yīng)于其中兩條路徑同時(shí)在輸入處接收來自兩個(gè)不同源的信號(hào)，導(dǎo)致兩個(gè)路徑的放大器同時(shí)激活的不太可能的情況。線11對(duì)應(yīng)于跟隨在狀態(tài)8之后的狀態(tài)，其切斷了兩個(gè)放大器。然后，只要同時(shí)通過兩條路徑接收信號(hào)，線8和11的狀態(tài)在彼此之間振蕩。
線4和7對(duì)應(yīng)于進(jìn)當(dāng)前一個(gè)狀態(tài)是線8的狀態(tài)、以及外部源之一停止發(fā)射時(shí)可能會(huì)發(fā)生的狀態(tài)。然后，下一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于線2、3、5和6之一的狀態(tài)。
假定達(dá)到狀態(tài)8的概率是不可忽略的，最好抑制該異常操作。為了避免線8的狀態(tài)以線11的狀態(tài)開始振蕩的場(chǎng)景，簡(jiǎn)單地，需要設(shè)置門32到35的之一的尺寸，以使其具有比其他門更慢的切換時(shí)間，從而或者變換到線9的狀態(tài)或者變換到線10的狀態(tài)。
另一解決方案在于在門的輸入處引入延遲電路40，其延遲周期δt至少等于邏輯門32到35的切換時(shí)間。如果如圖2所示對(duì)其進(jìn)行定位，則延遲電路40在真值表中引入了附加線

由于線8’出現(xiàn)在線8之前，并且延遲δt至少等于門32到35的切換時(shí)間，因此，下一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于線10的狀態(tài)。線8可以不再干擾系統(tǒng)，與線4、7和11相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)不再出現(xiàn)。
圖2所示的管理電路僅作為一種啟示而給出，其可以由能夠如前所示那樣提供兩條信號(hào)路徑的管理的任何其他電路來替代。
本發(fā)明的其他實(shí)施例是可行的。特別地，與先前所示相比，第一和第二頻帶可能在尺寸上受到多得多的限制。在歐洲分配的頻帶包括位于5.15和5.35GHz之間的第一頻帶和位于5.47和5.725GHz之間的第二頻帶，對(duì)應(yīng)于分別包括9個(gè)和11個(gè)具有20MHz的信道的200MHz頻帶和255MHz的頻帶。分配給美國(guó)的頻帶包括位于5.15和5.35GHz之間的第一頻帶和位于5.725和5.825GHz之間的第二頻帶，對(duì)應(yīng)于分別包括9個(gè)和4個(gè)具有20MHz的信道的200MHz和100MHz頻帶。對(duì)于家庭配置而言，單一信道大部分是足夠的，并且中頻能夠減小為單一信道。在根據(jù)房屋中的位置安裝各種設(shè)備期間，對(duì)信道進(jìn)行選擇。轉(zhuǎn)發(fā)器必須配備有用于選擇用作第一頻帶的信道和用作第二頻帶的信道的裝置。然后，所述選擇裝置將直接影響本地振蕩器OSC1和OSC2的頻率。
權(quán)利要求
1.一種無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括-第一路徑(10到16)，用于接收第一頻帶中的信號(hào)，以便將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二頻帶，并在第二頻帶中發(fā)射；-第二路徑(20到26)，用于接收第二頻帶中的信號(hào)，以便將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一頻帶，并在第一頻帶中發(fā)射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括管理電路(30到35)，用于如果第二路徑首先接收到信號(hào)，則禁用從第一路徑的發(fā)射；以及如果第一路徑首先接收到信號(hào)，則禁用從第二路徑的發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于所述管理電路包括閾值裝置(30、31)，用于將接收到的信號(hào)與接收閾值進(jìn)行比較，如果接收到的信號(hào)在所述閾值之上，則認(rèn)為已接收到信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一個(gè)所述的轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于第一路徑包括第一轉(zhuǎn)換裝置(12)，用于將信號(hào)從第一頻帶轉(zhuǎn)換為中間頻帶；以及第二轉(zhuǎn)換裝置(14)，用于將信號(hào)從中間頻帶轉(zhuǎn)換為第二頻帶；以及第二路徑包括第一轉(zhuǎn)換裝置(22)，用于將信號(hào)從第二頻帶轉(zhuǎn)換為中間頻帶；以及第二轉(zhuǎn)換裝置(24)，用于將信號(hào)從中間頻帶轉(zhuǎn)換為第一頻帶，以及所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括與第一路徑的第一轉(zhuǎn)換裝置(12)和第二路徑的第二轉(zhuǎn)換裝置(24)協(xié)同操作的第一本地振蕩器(OSC1)；以及與第一路徑的第二轉(zhuǎn)換裝置(14)和第二路徑的第一轉(zhuǎn)換裝置(22)協(xié)同操作的第二本地振蕩器(OSC2)。
5.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3的權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于所述閾值裝置(30、31)對(duì)中間頻帶中的信號(hào)(M1、M2)進(jìn)行比較。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5任一個(gè)所述的轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于當(dāng)?shù)谝缓偷诙窂轿唇邮盏饺魏涡盘?hào)時(shí)，管理電路禁用第一和第二路徑的發(fā)射裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2到6任一個(gè)所述的轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于通過切斷放大器(16、26)的電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一和第二路徑的發(fā)射裝置的禁用。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種設(shè)計(jì)用于室內(nèi)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)器。將有用的頻帶分割為兩個(gè)頻帶，并由轉(zhuǎn)發(fā)器放大來自頻帶之一的信號(hào)，并且將其轉(zhuǎn)換為另一頻帶。頻帶轉(zhuǎn)換的結(jié)果在于，防止在要放大的信號(hào)上產(chǎn)生顯著的干擾效果。管理電路用于以更低的成本解決頻帶之間的干擾問題。
文檔編號(hào)H04B7/15GK1669245SQ03816393
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者雷諾·多爾, 盧多維克·讓娜, 弗朗索瓦·巴龍 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司