分布式天線系統(tǒng)(das)中的雙工端口的頻率獨立隔離以及相關(guān)的裝置和方法
【專利說明】分布式天線系統(tǒng)(DAS)中的雙工端口的頻率獨立隔離以及相 關(guān)的裝置和方法
[0001] 相關(guān)申請案的交叉引用
[0002] 本申請案要求2013年10月28日提交的美國臨時申請案號61/896,348的優(yōu)先權(quán)權(quán) 益，所述申請案的內(nèi)容是本申請案的基礎(chǔ)并以全文引用方式并入本文。
[0003] 背景
[0004] 本公開案的技術(shù)總體涉及用于將通信服務(wù)分布至各自形成覆蓋區(qū)域的遠程區(qū)域 的分布式天線系統(tǒng)(DAS)，并且具體來說涉及DAS中的雙工端口的頻率獨立隔離。
[0005] 可提供蜂窩通信系統(tǒng)，所述蜂窩通信系統(tǒng)包括蜂窩基站，所述蜂窩基站被配置成 與蜂窩客戶端裝置通信以提供模擬蜂窩通信服務(wù)。這些蜂窩基站通常與蜂窩天線協(xié)同定 位，所述蜂窩天線被配置成將從蜂窩基站發(fā)射的無線蜂窩通信信號分布至駐留在蜂窩天線 的無線范圍內(nèi)的蜂窩客戶端裝置。蜂窩天線也配置成將從蜂窩客戶端裝置發(fā)射的無線蜂窩 通信信號接收至蜂窩基站以供在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上傳輸。
[0006] 可能需要如在建筑或其他設(shè)施中遠程分布蜂窩通信服務(wù)，以便為客戶端提供在所 述建筑或設(shè)施內(nèi)對此類蜂窩通信服務(wù)的訪問權(quán)。一種用于在建筑或設(shè)施中分布蜂窩通信服 務(wù)的方法涉及射頻(RF)天線覆蓋區(qū)域(也稱為"天線覆蓋區(qū)域"）的使用。天線覆蓋區(qū)域可具 有例如在幾米至多為二十米范圍內(nèi)的半徑。將許多個接入點裝置組合產(chǎn)生天線覆蓋區(qū)域陣 列。因為天線覆蓋區(qū)域各自覆蓋小的區(qū)域，所以每個天線覆蓋區(qū)域通常存在僅少數(shù)的用戶 (客戶端）。這就允許在無線系統(tǒng)用戶間共享的RF帶寬的量最小化。
[0007] 例如，圖1示出通信服務(wù)向DAS 12的遠程覆蓋區(qū)域10的分布。就此而言，遠程覆蓋 區(qū)域10是由遠程天線單元14產(chǎn)生并且以遠程天線單元14為中心，所述遠程天線單元連接至 頭端設(shè)備16(例如，頭端控制器或頭端單元）。頭端設(shè)備16可通信耦合至基站18。就此而言， 頭端設(shè)備16接收來自蜂窩基站18的將分布至遠程天線單元14的下行鏈路通信信號20D。遠 程天線單元14被配置成在通信介質(zhì)22上接收來自頭端設(shè)備16的將分布至遠程天線單元14 的覆蓋區(qū)域10的下行鏈路通信信號20D。每個遠程天線單元14可包括RF發(fā)射器/接收器(未 示出），并且天線24可操作地連接至RF發(fā)射器/接收器以將蜂窩服務(wù)無線分布至覆蓋區(qū)域10 內(nèi)的客戶端裝置26。遠程天線單元14也配置成接收來自覆蓋區(qū)域10中的客戶端裝置26的將 分布至蜂窩基站的上行鏈路通信信號20U。給定覆蓋區(qū)域10的大小由遠程天線單元14所發(fā) 射的RF功率的量、接收器靈敏度、天線增益和RF環(huán)境決定，以及由蜂窩客戶端裝置26的RF發(fā) 射器/接收器靈敏度決定。蜂窩客戶端裝置26通常具有固定RF接收器靈敏度，使得遠程天線 單元14的上文所提及的性質(zhì)主要決定遠程覆蓋區(qū)域10的大小。
[0008] 圖1中的DAS 12中的設(shè)備可提供來支持常用于蜂窩工業(yè)中的頻譜的寬無線電頻 帶。例如，個人通信服務(wù)(PCS)頻帶可由包括用于上行鏈路信號的1850至1910兆赫茲(MHz) 無線電頻帶和用于下行鏈路信號的1930至1990MHz頻帶的DAS 12支持。蜂窩無線電頻帶也 可由包括用于上行鏈路信號的824至859MHz無線電頻帶和用于下行鏈路通信信號的869至 894MHz頻帶的DAS12支持。就此而言，可能需要通過雙工端口將基站耦合至DAS，如圖1中的 DAS 12。雙工端口允許DAS同時將下行鏈路信號接收到DAS中并且從所述DAS發(fā)射上行鏈路 通信信號。
[0009] 就此而言，圖2示出示例性下行鏈路路徑電路28D和上行鏈路路徑電路28U，所述路 徑電路被提供在圖1的DAS 12中的相應(yīng)下行鏈路通信路徑30D和上行鏈路通信路徑30U中。 下行鏈路通信路徑30D和上行鏈路通信路徑30U在基站18與遠程天線單元14之間延伸?；?18通過雙工端口 32耦合至DAS。雙工端口 32接收來自基站18的下行鏈路通信信號20D，在這 個實例中，所述下行鏈路通信信號將經(jīng)由ffiE 16提供至DAS 12。雙工端口32也經(jīng)由HEE 16 從DAS 12接收將提供至基站18的上行鏈路通信信號20U。頭端雙工器34(H)被提供在HEE 16 中。頭端雙工器34(H)被耦合至雙工端口 32。頭端雙工器34(H)被配置成將雙工下行鏈路和 上行鏈路通信路徑36分成單獨下行鏈路通信路徑30D和單獨上行鏈路通信路徑30U。下行鏈 路通信信號20D從頭端雙工器34(H)耦合至頭端下行鏈路電路28D(H)。隨后，下行鏈路通信 信號20D從頭端下行鏈路電路28D(H)分布至遠程天線單元14中的遠程下行鏈路電路28D (R)，以將通過遠程天線單元14的天線24發(fā)射。上行鏈路通信信號20U從遠程天線單元14的 天線24耦合至遠程雙工器34(R)，并且從遠程雙工器34(R)耦合至遠程上行鏈路電路28U (R)。上行鏈路通信信號20U被分布至頭端上行鏈路電路28U(H)，并且從頭端雙工器34(H)分 布至基站雙工端口 38。
[0010] 繼續(xù)參考圖2,由于無線電頻帶的擴展，DAS 12中支持的下行鏈路通信信號20D與 上行鏈路通信信號20U之間的頻隙會變得更小。例如，下行鏈路通信信號20D與上行鏈路通 信信號20U之間的頻隙可為10MHz或更小。如果下行鏈路通信信號20D與上行鏈路通信信號 20U之間的頻隙太小，那么可能難以或甚至不可能在頭端雙工器34(H)中的下行鏈路通信路 徑30D與上行鏈路通信路徑30U之間提供所需隔離，同時維持頭端雙工器34(H)的其他需求， 如低衰減、較低紋波（即，頻率響應(yīng)的方差）、小尺寸和/或低成本。如果由頭端雙工器34(H) 提供的隔離低于所需，那么上行鏈路通信信號20U的一部分會通過頭端雙工器34(H)泄漏至 下行鏈路通信路徑30D，如由圖2中的泄漏路徑40所示。通過下行鏈路通信路徑30D的這種泄 漏可能使下行鏈路通信信號20D失真，或甚至在下行鏈路通信信號20D上產(chǎn)生振蕩。
[0011] 概述
[0012] 本文中公開的實施方式包括分布式天線系統(tǒng)(DAS)中的雙工端口的頻率獨立隔 離。還公開了 DAS中的雙工端口的頻率獨立隔離的相關(guān)的裝置和方法。代替根據(jù)分別在下行 鏈路通信路徑和上行鏈路通信路徑上傳達的下行鏈路通信信號與上行鏈路通信信號之間 的頻率分隔或頻隙來在DAS中提供隔離下行鏈路通信路徑和上行鏈路通信路徑的雙工器， 提供隔離電路。所述隔離電路被耦合至雙工端口，所述雙工端口向DAS提供下行鏈路通信信 號并且從DAS接收上行鏈路通信信號。為了將上行鏈路通信信號與下行鏈路通信路徑隔離， 所述隔離電路包括定向耦合器。定向耦合器提供DAS中的上行鏈路通信信號與下行鏈路通 信路徑之間的頻率獨立隔離。
[0013]以此方式，由隔離電路在下行鏈路通信路徑與上行鏈路通信路徑之間提供的隔離 不取決于下行鏈路通信信號與上行鏈路通信信號之間的頻隙。因此，使用隔離電路的DAS可 以用于支持通信服務(wù)，在所述通信服務(wù)中，下行鏈路通信信號與上行鏈路通信信號之間的 頻隙較小(例如，< = l〇MHz)，這本來會在使用雙工器的情況下引起下行鏈路通信信號和/或 上行鏈路通信信號的失真。
[0014]另外，由于供應(yīng)至雙工端口的下行鏈路通信信號可以具有顯著功率電平，因此可 能需要保護上行鏈路通信路徑免受下行鏈路通信信號影響。為了將下行鏈路通信信號與上 行鏈路通信路徑隔離，隔離電路包括至少一個循環(huán)器隔離器。循環(huán)器用作為單向裝置，從而 允許上行鏈路通信信號來以最小衰減或減小的衰減向定向耦合器流動，同時顯著衰減流出 定向耦合器的下行鏈路通信信號。
[0015] 在一個實施方式中，用于提供DAS中的雙工端口的頻率獨立隔離的隔離電路包括 定向耦合器。所述定向耦合器包括第一耦合器端口，所述第一耦合器端口被配置成耦合至 DAS的雙工端口以接收下行鏈路通信信號。雙工端口被配置成提供雙工下行鏈路通信信號 和上行鏈路通信信號。定向耦合器還包括第二耦合器端口，所述第二耦合器端口被配置成 耦合至DAS中的上行鏈路通信路徑，以便接收上行鏈路通信路徑中的上行鏈路通信信號并 且接收第一耦合器端口接收的下行鏈路通信信號的第一部分。定向耦合器還包括第三耦合 器端口，所述第三耦合器端口被配置成耦合至DAS中的下行鏈路通信路徑，以便將從雙工端 口接收在第一耦合器端口上的下行鏈路通信信號的第二部分導(dǎo)向至下行鏈路通信路徑。定 向耦合器被配置成將第二耦合器端口上接收的上行鏈路通信信號與第三耦合器端口隔離， 以便將上行鏈路通信信號與下行鏈路通信信號中的被導(dǎo)向至第三耦合器端口的第二部分 隔離。隔離電路還包括至少一個循環(huán)器。至少一個循環(huán)器包括第一循環(huán)器端口，所述第一循 環(huán)器端口被配置成耦合至DAS中的上行鏈路通信路徑，以從上行鏈路通信路徑接收上行鏈 路通信信號。至少一個循環(huán)器還包括第二循環(huán)器端口，所述第二循環(huán)器端口被耦合至定向 耦合器的第二耦合器端口。至少一個循環(huán)器被配置成提供第一循環(huán)器端口上接收的上行鏈 路通信信號，所述上行鏈路通信信號將提供至第二循環(huán)器端口，以便提供至定向耦合器的 第二耦合器端口。至少一個循環(huán)器還被配置成衰減接收在第二循環(huán)器端口中的下行鏈路通 信信號的第一部分。
[0016] 在另一實施方式中，一種將雙工端口頻率獨立隔離的方法包括在定向耦合器的第 一耦合器端口上接收來自DAS的雙工端