專利名稱：：通過電磁耦合中繼rf信號(hào)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及射頻(RF)信號(hào)中繼領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于在無線電通信網(wǎng)絡(luò)的站(潛在地，是基站(或它的等同物))和位于諸如建筑物或交通工具的墻體圍合的空間中的通信終端之間中繼RF信號(hào)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
：這里使用的術(shù)語"無線電通信網(wǎng)絡(luò)"指的是任意類型的無線電(或無線)蜂窩或類似的網(wǎng)絡(luò)，尤其是GSM、UMTS(3GPP)、CDMA、CDMA2000(3GPP2)、FDD("頻分雙工")、TDD("時(shí)分雙工")、WIMAX、演進(jìn)的UTRAN(也稱為L(zhǎng)TE("長(zhǎng)期演進(jìn)"))，以及非限制性地，具有較低移動(dòng)性的某些FWA("固定無線接入")局域網(wǎng)。此夕卜，這里使用的術(shù)語"通信終端"指的是任意類型的固定或移動(dòng)的(或便攜的)通信終端，它能夠使用有線或波與另一個(gè)通信終端或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換數(shù)據(jù)。因此，除其它類型外，它可以是電話或者連接到本地路由器或服務(wù)器并配備了無線電通信接口的桌上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、配備了無線電通信接口的膝上型計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(或PDA)、配備了無線電通信接口的服務(wù)器或本地路由器、高頻無線電接收機(jī)、陸地或衛(wèi)星電視接收機(jī)。由于特別是由穿過障礙物(或多個(gè)障礙物)、物體(或多個(gè)物體)的出現(xiàn)(陰影的概念)和/或所述RF信號(hào)關(guān)于障礙物的入射角所顯著引起的信號(hào)強(qiáng)度的衰減，在站(潛在地，是基站(或等同物))和位于墻體圍合的空間內(nèi)的(通信)終端之間進(jìn)行RF信號(hào)交換經(jīng)常是困難的。因此，30到40dB范圍內(nèi)的衰減可能頻繁發(fā)生，尤其是在建筑物的特定部分。這種衰減使得某些電話會(huì)話(話音數(shù)據(jù)傳輸)中斷，并且有些時(shí)候使其不可能通話。然而，這對(duì)于諸如用于傳輸包括寬帶多媒體數(shù)據(jù)(其需要使用更高級(jí)別的調(diào)制，因此具有更高的信噪比)的數(shù)據(jù)的寬帶通信更具有破壞性。為了改進(jìn)該狀況，可以在建筑物或交通工具內(nèi)安裝小型化基站(微蜂窩基站(microBTS)或家庭基3占(femtoBTS)),具有到網(wǎng)絡(luò)的IP(因特網(wǎng)協(xié)議)接口的基站路由器(或BTR)也可以這樣安裝。但是，盡管付出所有的努力，由于設(shè)備以及架設(shè)電纜的安裝和維護(hù)成本，這種狀況證明仍是麻煩的。此外，這樣可能導(dǎo)致增加網(wǎng)絡(luò)容量的集中和管理點(diǎn)即基站控制器(在UMTS網(wǎng)絡(luò)中被稱為RNC)的數(shù)目。在建筑物或交通工具的外面放置中繼器也是可能的。具體地，這在專利文獻(xiàn)WO03/058850和US6,731，904中有公開。更準(zhǔn)確地，專利文獻(xiàn)WO03/058850^S開了在建筑物的外面安裝中繼器，該中繼器的任務(wù)是分別收集下行鏈路及上行鏈路的RF信號(hào)，并且使用高增益天線即帶反射器的天線，朝建筑物的里面或各個(gè)基站重新發(fā)送它們(仍然以RF信號(hào)的形式)。該解決方案使克服產(chǎn)生衰減的大部分起因成為可能，但是，由于使用了高增益反射器，它也證明是秣煩的、龐大的和沒有吸引力的。專利文獻(xiàn)US6，731，卯4公開了在距離建筑物一定距離處安裝中繼器，該中繼器的任務(wù)是分別收集下行鏈路及上行鏈路的RF信號(hào)，并在將它們放大之后，朝建筑物或各個(gè)基站以180。的移位重新發(fā)送它們(仍然以RF信號(hào)的形式)。該解決方案僅使克服產(chǎn)生衰減的一些起因成為可能。
發(fā)明內(nèi)容因?yàn)楝F(xiàn)有的解決方案不能令人完全滿意，本發(fā)明的目的在于改善這種狀況。為此，本發(fā)明公開了一種設(shè)備，用于中繼必須在無線電通信網(wǎng)絡(luò)的站(潛在地，是基站(或它的等同物))和位于墻體圍合的空間(建筑物或交通工具)內(nèi)的通信終端之間進(jìn)行交換的射頻(RF)信號(hào)。該中繼i殳備的特征是包括-外部中繼器，用于放置在墻體的外表面，包括耦合到發(fā)送和/或接收RF信號(hào)的第一裝置的第一電磁耦合裝置；以及-內(nèi)部中繼器，用于放置在所述墻體的實(shí)質(zhì)上與所述外部中繼器相對(duì)的內(nèi)表面并包括耦合到發(fā)送和/或接收RF信號(hào)的第二裝置的第二電磁耦合裝置；以及-所述第一和第二電磁耦合裝置被適配，以便經(jīng)由波、穿過墻體傳送分別源于所述發(fā)送和/或接收RF信號(hào)的第一和第二裝置的RF信號(hào)。本發(fā)明的中繼器設(shè)備可以包括單獨(dú)使用或組合使用的其它特征，尤其是-例如，可以將其第一和第二電磁耦合裝置配置為對(duì)電場(chǎng)敏感的RF天線的形式；在這樣的情況下，RF天線可以從例如單極(monopole)天線、偶極(dipole)天線和孩吏帶(microstrip)天線中進(jìn)行選擇；-在第一變型中，其第一和第二電磁耦合裝置例如可以被配置為對(duì)磁場(chǎng)敏感的天線的形式；畫在第二個(gè)變型中，其第一和第二電f茲耦合裝置例如可以被配置為光信號(hào)發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的形式；-其外部中繼器可以包括第一供電裝置，其內(nèi)部中繼器可以包括連接到交流電源的第二供電裝置，該第二供電裝置能夠通過感應(yīng)耦合將電能傳送到所述第一供電裝置；第二供電裝置可以包括連接到交流電源電路的線圏(winding)，第一供電裝置可以包括用于與該初級(jí)線圏相對(duì)放置并連接到用于交付交流電的充電電路的線圏；*該初級(jí)線圏的直徑例如可以比次級(jí)線圏的直徑?。?作為變型或補(bǔ)充，第一和/或第二供電裝置例如可以包括通量集中裝置；*作為變型或補(bǔ)充，第二供電裝置例如可以包括轉(zhuǎn)換裝置，用于將具有第一頻率的交流電轉(zhuǎn)換為具有高于第一頻率的第二頻率的交流電；作為變型或補(bǔ)充，第二供電裝置例如可以包括更高的匝數(shù)；-作為變型，其外部中繼器例如可以包括第一獨(dú)立供電裝置；在這樣的情況下，第一供電裝置例如可以包括太陽能電池和連接所述太陽能電池的適于交付直流電的充電電路；曙第一供電裝置例如可以包括連接到所述充電電路的電池；-第一和/或第二供電裝置例如可以包括轉(zhuǎn)換裝置，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電(為放大和濾波電路供電)；-其外部中繼器可以包括第一頻率轉(zhuǎn)換裝置，用于在將第一發(fā)送和/或接收裝置接收的RF信號(hào)向第一電磁耦合裝置發(fā)送之前，將這些RF信號(hào)所呈現(xiàn)的第一頻率轉(zhuǎn)換為第三頻率。在這種情況下，其內(nèi)部中繼器包括第二頻率轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換經(jīng)由第一電磁耦合裝置傳送給第二電磁耦合裝置的RF信號(hào)所呈現(xiàn)的第三頻率，以便在將所述信號(hào)向第二發(fā)送和/或接收裝置發(fā)送之前將其重置為第一頻率；-其內(nèi)部中繼器可以包括第一頻率轉(zhuǎn)換裝置，用于在將第二發(fā)送和/或接收裝置所接收的RF信號(hào)向第二電磁耦合裝置傳送之前，將所述RF信號(hào)的第二頻率轉(zhuǎn)換為第四頻率。在這種情況下，其外部中繼器包括第二頻率轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換經(jīng)由第二電磁耦合裝置傳送給第一電磁耦合裝置的RF信號(hào)所呈現(xiàn)的第四頻率，以便在將所述信號(hào)向第一發(fā)送和/或接收裝置發(fā)送之前將所述頻率重置為第二頻率。本發(fā)明尤其適合蜂窩(或移動(dòng))網(wǎng)絡(luò)，盡管是以非專有方式，并且它更普遍地適于需要使用由位于固定的封閉空間(建物)或移動(dòng)的封閉空間(尤其是交通工具)內(nèi)的發(fā)射機(jī)，諸如蜂窩基站、衛(wèi)星、無線電發(fā)射機(jī)(或站)、陸地或衛(wèi)星電視發(fā)射機(jī)(或站)所生成的波形，來覆蓋所述封閉空間的內(nèi)部的4壬意應(yīng)用。通過結(jié)合附圖來分析下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得顯而易見，其中圖1示意性地、功能性地例示了本發(fā)明的安裝在建筑物墻上的中繼器設(shè)備的具體實(shí)施例；圖2以透視圖示意性地圖示了本發(fā)明的中繼器設(shè)備的第一個(gè)具體實(shí)施例，其中外部和內(nèi)部中繼器包括分別設(shè)置在上側(cè)面和下側(cè)面的單極天線RF信號(hào)發(fā)送/接收裝置，以及設(shè)置在側(cè)表面的微帶天線RF耦合裝置和感應(yīng)耦合電能裝置；圖3以剖面圖示意性地例示了安裝在墻上的圖2的中繼器設(shè)備的具體實(shí)施例；圖4以剖面圖示意性地例示了安裝在墻上的圖2和3的中繼器設(shè)備的具體實(shí)施例的變型；圖5示意性地、功能性地例示了具有初級(jí)和次級(jí)線圈的感應(yīng)耦合電能裝置的具體實(shí)施例；圖6以剖面圖示意性地例示了圖2和3所示的中繼器i殳備的另一個(gè)變型實(shí)施例，其中感應(yīng)耦合電能裝置包括通量集中裝置；以及圖7示意性地、功能性地例示了本發(fā)明的安裝在建筑物的墻上的具有頻率變換的中繼器設(shè)備的另一個(gè)具體實(shí)施例。具體實(shí)施例方式附圖不但可以用來完成本發(fā)明，而且還在需要的時(shí)候有助于本發(fā)明的定義。本發(fā)明的目的是利用低成本和/或小尺寸的中繼器設(shè)備能夠中繼在無線通信網(wǎng)絡(luò)的站(潛在地，是基站(或等同物))和位于諸如建筑物或交通工具的墻體圍合的空間內(nèi)的通信終端之間的射頻(RF)信號(hào)。在下面的描述中，為了非限制性示例起見，無線通信網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是UMTS蜂窩網(wǎng)絡(luò)(或等同物)。但是，本發(fā)明不限于這種類型的無線電網(wǎng)絡(luò)。事實(shí)上，其適用于任意類型的蜂窩或類似無線電(或無線)網(wǎng)絡(luò)，特別是GSM、CDMA、CDMA2000、FDD、TDD、WiMAX和演進(jìn)的UTRAN(或LTE)網(wǎng)絡(luò)。通常來講，本發(fā)明適用于需要使用由位于固定的封閉空間(建筑物)或移動(dòng)的封閉空間(尤其是交通工具)內(nèi)的發(fā)射機(jī)，諸如蜂窩基站、衛(wèi)星、無線電發(fā)射機(jī)(或站)、陸地或衛(wèi)星電禍發(fā)射機(jī)(或站)所生成的波形，來覆蓋所述封閉空間的內(nèi)部的任意應(yīng)用。此外，在下面的描述中，作為非限定的示例，通信終端被認(rèn)為是安裝在建筑物(公寓、房屋或等同物)內(nèi)并且是移動(dòng)電話。但是，本發(fā)明不限于這種由墻體圍合的空間類型，也不限于這種類型的通信終端。相反，本發(fā)明還適用于運(yùn)輸工具，比如汽車(小汽車、卡車、公共汽車、拖車)、船、火車、地鐵、電車和飛機(jī)。本發(fā)明還適合于能夠使用有線或波與另一個(gè)通信終端或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換數(shù)據(jù)的任意類型的固定或移動(dòng)(或便攜式)通信終端，尤其是電話或連接到本地路由器或服務(wù)器并配備了無線通信接口的桌上型計(jì)算機(jī)、配備了無線通信接口的膝上型計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(或PDA)、配備了無線通信接口的本地路由器或服務(wù)器、陸地或衛(wèi)星電視接收機(jī)以及高頻無線電接收機(jī)。如圖1中以非限定的方式所示意性地、功能性地例示，根據(jù)本發(fā)明的中繼器i殳備D包括外部中繼器ER和內(nèi)部中繼器IR。外部中繼器ER旨在放置在建筑物(或交通工具)的墻體WA(諸如窗戶或結(jié)構(gòu)墻)的外部表面OS上?？梢允褂萌魏喂潭ǚ绞?，特別是吸盤、膠合劑、磁體MG1(見圖6)或螺釘。該外部中繼器ER包括第一電磁耦合裝置Cl,它耦合到第一RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置Ml。在所例示的示例中，后者(Ml);ljl射機(jī)-接收機(jī)類型。其任務(wù)是接收無線電網(wǎng)絡(luò)(在該示例中蜂窩網(wǎng)絡(luò))的基站(或其等同物)BS(通常由首字母縮略詞BTS來指示)發(fā)送的RF信號(hào)；以及將RF信號(hào)發(fā)送給所述基站BS,該信號(hào)來自位于建筑物內(nèi)的通信終端CT(經(jīng)由內(nèi)部中繼器IR)并由第一電磁耦合裝置C1發(fā)送給它。為此，它們可以包括適用于所期望的應(yīng)用的任意類型天線，諸如單極天線(如圖1的例子所示)或偶極天線或更直接的微帶天線(傳統(tǒng)地，貼片天線的增益大約是6dB)。內(nèi)部中繼器IR旨在,iU文置于墻體WA的內(nèi)表面IS上，實(shí)質(zhì)上面對(duì)該外部中繼器ER。再一次，可以使用任意的固定類型，特別是吸盤、膠合劑、磁體MG2(見圖6)或螺釘。所述內(nèi)部中繼器IR包括第二電磁耦合裝置C2，其耦合到第二RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置M2。在所例示的示例中，后者A^射機(jī)-接收機(jī)類型。其任務(wù)是接收由位于建筑物內(nèi)的通信終端CT發(fā)送的RF信號(hào)；將RF信號(hào)發(fā)送(通過波)給該通信終端CT,該信號(hào)由第二電磁耦合裝置C2發(fā)送給它并來自基站BS(經(jīng)由外部中繼器ER)。為此，它們可以包括適用于所期望的應(yīng)用的任意類型天線，諸如單極天線(如圖1的示例所示)或偶極天線或更直接的微帶天線。第一Cl和第二C2電磁耦合裝置被配置以便經(jīng)由波穿過阻隔波的墻體WA來傳送分別來自第一Ml和第二M2RF信號(hào)發(fā)送/接收裝置的RF信號(hào)?？梢允褂枚喾NRF信號(hào)傳送類型。例如，可以通過電耦合來執(zhí)行傳送。在這種情況下，第一Cl和第二C2電磁耦合裝置是對(duì)電場(chǎng)敏感的RF天線，諸如孩t帶天線(如圖1-4、6和7中所示)或單極天線或偶極天線。當(dāng)使用微帶RF天線Cl和C2時(shí)(參見圖1-4、6和7)，必須將它們實(shí)質(zhì)上相對(duì)設(shè)置靠(或距離較短的距離)于墻體的外表面OS和內(nèi)表面IS上。應(yīng)當(dāng)注意的是，這些微帶RF天線Cl和C2必須安裝在它們各自的外部ER和內(nèi)部IR中繼器的部分中，該中繼器與安裝有RF發(fā)送/接收裝置Ml和M2的部件相隔一巨離，以便不干擾所i^L送/接收裝置或不被所述發(fā)送/接收裝置干擾。必須避免正被重傳(或中繼)的信號(hào)千擾微弱接收的信號(hào)。換句話說，RF發(fā)送和/或接收裝置Ml和M2之間的相互干擾、第一電磁耦合裝置Cl對(duì)第一RF發(fā)送和/或接收裝置M1的干擾(以及相反方向的干擾)以及第二電磁耦合裝置C2對(duì)第二RF發(fā)送和/或接收裝置M2的干擾(以及相反方向的干擾)必須全都被避免。這就是為什么目前優(yōu)選對(duì)RF發(fā)送和/或接收裝置Ml和M2以及電磁耦合裝置Cl和C2使用半球形微帶天線。如果RF發(fā)送和/或接收裝置Ml和M2也是目前優(yōu)選的具體實(shí)施方式的微帶RF天線，所述天線被安裝在相對(duì)的部分上，以便它們?cè)趶较蛳喾吹姆较蛏线M(jìn)行操作。現(xiàn)在，如果RF發(fā)送和/或接收裝置Ml和M2是單極RF天線，優(yōu)選地(如圖1-3、6和7所示)將它們(Ml和M2)安裝在實(shí)質(zhì)上垂直于它們各自的外部ER和內(nèi)部IR中繼器的外殼(casing)的墻體WA的表面上，比如，當(dāng)微帶RF天線Cl和C2被J改置在平行并相對(duì)墻WA的外殼壁上(或附近)以便它們運(yùn)行在不同的層級(jí)時(shí)，為了能夠受益于由該單極天線輻射模式中的低輻射錐形(thelowradiationcone)引起的無線電波絕緣，Ml和M2中的一個(gè)在上面的位置，另一個(gè)在下面的位置(即一個(gè)在頂，另一個(gè)在底)。但是，為了受益于由輻射模式中的低輻射錐形引起的無線電波絕緣，在一個(gè)變型中，如圖4所示，單極RF天線Ml和M2也可以被放置在它們各自的內(nèi)部IR和外部ER中繼器的外殼的平行于墻體WA的相對(duì)的壁上(因此垂直于墻體WA)。在第一變型中，可以通過磁耦合執(zhí)行傳送。在這種情況下，第一Cl和第二C2電磁耦合裝置是對(duì)磁場(chǎng)敏感的天線，諸如環(huán)形天線或框形天線。當(dāng)使用環(huán)形或框形天線Cl和C2時(shí)，必須將它們實(shí)質(zhì)上相對(duì)并靠于(或距離小^巨離)墻體WA的外表面OS和內(nèi)表面IS進(jìn)行放置。應(yīng)當(dāng)注意的是，必須將這些環(huán)形或框形天線Cl和C2安裝在它們各自的內(nèi)部IR和外部ER中繼器的部分中，其距離安裝有RF天線發(fā)送和/或接收裝置Ml和M2的部件一段距離，以便于不干擾所述裝置或不^:所述裝置干擾。因此，當(dāng)環(huán)形或框形天線Cl和C2放置在平行于墻體WA并面對(duì)其的外殼壁上(或附近)以便它們運(yùn)行在不同的層級(jí)時(shí)，如果RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置Ml和M2是單極RF天線，則將所述天線安裝在它們各自的內(nèi)部IR和外部ER中繼器的垂直于墻體WA的外殼壁上(例如分別在上面或下面的位置上(或相反))。在第二個(gè)變型中，可以通過光耦合執(zhí)行傳送。在這種情況下，第一C1和第二C2電磁耦合裝置例如可以是光信號(hào)發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。例如，專用于發(fā)送的部件可以包括電致發(fā)光(electroluminescent)二極管。換句話說，由內(nèi)部IR或外部ER中繼器各自的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)把將被傳送的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，所述光信號(hào)分別向外部ER或內(nèi)部IR中繼器的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)(在此該光信號(hào)被重新轉(zhuǎn)換為RF信號(hào))的方向進(jìn)行發(fā)送。應(yīng)當(dāng)注意的是，如圖1、6和7所示，通it^t大和濾波模塊AFM1或AFM2，第一M1和第二M2RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置分別耦合到第一Cl和第二C2電磁耦合裝置。如圖1所示，作為示意性的、非限定性的示例，對(duì)于FDD無線電網(wǎng)絡(luò)，每一方文大和濾波才莫塊AFM1(或AFM2)可以包括兩個(gè)處理分支，分別專用于操作在兩個(gè)不同的頻率(例如下行鏈路2.140GHz,上行鏈路1.950GHz)的上行鏈路和下行鏈路傳輸。這兩個(gè)分支的對(duì)端連接到雙工器(d叩lexer)Dll和D12(或D21和D22),它們自身分別連接到第一Ml(或第二M2)RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置以及第一C1(或第二C2)電磁耦合裝置。例如，外部中繼器ER的放大和濾波模塊AFM1內(nèi)的專用于下行鏈路傳輸?shù)姆种Э梢园ㄟB接到雙工器Dll的輸出的第一帶通濾波器Fl;以及第一方丈大器Al,其輸入連接到第一帶通過濾器F1的輸出，其輸出連才妄到雙工器D12的輸入。例如，外部中繼器ER的放大和濾波沖莫塊AFM1內(nèi)的專用于上行鏈路傳輸?shù)姆种Э梢园ǖ诙?文大器A2，其輸入連接到雙工器D12的輸出；來自自動(dòng)增益控制模塊(或AGC)GCM1的增益調(diào)節(jié)器，其輸入連接到第二放大器A2的輸出；第二帶通濾波器F2，其輸入連接到增益調(diào)節(jié)器GCM1的輸出；第三放大器A3，其輸入連接到第二帶通濾波器F2的輸出；來自自動(dòng)增益控制才莫塊(或AGC)GCM1的增益控制器，其輸入連接到第三放大器A3的輸出；第三帶通濾波器F3，其輸入連接到增益控制器GCM1的輸出，其輸出連接到雙工器Dll的輸入。應(yīng)當(dāng)注意的是，自動(dòng)增益控制模塊(或AGC)GCM1旨在適應(yīng)衰減中的動(dòng)態(tài)變化，例如在大約30和80dB之間。例如，內(nèi)部中繼器IR的放大和濾波模塊AFM2內(nèi)的專用于上行鏈路的分支可以包括連接到雙工器D21的輸出的第一帶通濾波器F1，；第一放大器A1，，其輸入連接到第一帶通濾波器F1，的輸出，其輸出連接到雙工器D22的輸入。例如，內(nèi)部中繼器IR的放大和濾波模塊AFM2內(nèi)的專用于下行鏈路傳輸?shù)姆种Э梢园?第二放大器A2，，其輸入連接到雙工器D22的輸出；*來自自動(dòng)增益控制模塊(或AGC)GCM2的增益調(diào)節(jié)器，其輸入連接到第二i文大器A2，的輸出；*第二帶通濾波器F2，，其輸入連接到增益調(diào)節(jié)器GCM2的輸出；第三》文大器A3'，其輸入連接到第二帶通濾波器F2，的輸出；*來自自動(dòng)增益控制模塊(或AGC)GCM2的增益控制器，其輸入連接到第三放大器A3，的輸出；*第三帶通濾波器F3，，其輸入連接到增益控制器GCM2的輸出，其輸出連接到雙工器D21的輸入。應(yīng)當(dāng)注意的是，自動(dòng)增益控制模塊(或AGC)GCM2旨在適應(yīng)衰減中的動(dòng)態(tài)變化，例如在大約30和80dB之間。為了能夠運(yùn)行，如圖1-7所示，外部中繼器ER和內(nèi)部中繼器IR分別包括第一PM1和第二PM2供電(electricalpower)裝置。例如，內(nèi)部中繼器IR可以包括旨在連接到交流電源的第二供電裝置PM2。這種源可以是到供電網(wǎng)(themains)的直接連接，這種情況下，第二供電裝置PM2經(jīng)由電連接器ES連接到供電網(wǎng)。但是在圖1所示的變型中，其將在之后詳述，可以將第二供電裝置PM2連接到頻率轉(zhuǎn)換模塊FCM，F(xiàn)CM的任務(wù)是將來自供電網(wǎng)的、具有第一頻率的交流電轉(zhuǎn)換為具有高于第一頻率的第二頻率的交流電。在該變型中，就是頻率轉(zhuǎn)換模塊FCM通過電連接器ES連接到供電網(wǎng)。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，內(nèi)部中繼器IR的放大和濾波模塊AFM2需要直流電。協(xié)調(diào)地，如圖1所示，內(nèi)部中繼器IR例如包括轉(zhuǎn)換模塊CM2，CM2的任務(wù)是將源于供電網(wǎng)或頻率轉(zhuǎn)換模塊FCM的部分交流電轉(zhuǎn)換為旨在至少為其放大和濾波模塊AFM2供電的直流電。為外部中繼器ER供電的電流可以來自本地或外部。例如，外部中繼器ER可以包括第一供電裝置PM1，PM1包括太陽能電池和連接到該太陽能電池的充電電路。至少在沒有太陽的時(shí)候，這種充電電路可以連接到旨在提供直流電的電池。該太陽能電池例如可以是Solems公司生產(chǎn)的那種。如圖l-7所示，在一個(gè)尤其有利的變型中，外部中繼器ER可以由內(nèi)部中繼器IR供電。例如，第二供電裝置PM2可以被配置以便通過感應(yīng)耦合向第一供電裝置PM1傳送電能。在這種情況下，如圖5所示，第二供電裝置PM2例如可以包括連接到交流電電路AC2(其潛在地通過頻率轉(zhuǎn)換模塊FCM連接到電連接器EC)的初級(jí)線圈PW，而第一供電裝置例如可以包括旨在放置在初級(jí)線圍PW對(duì)面并連接到充電電路CC1的次級(jí)線圏SW。然后該充電電路CC1連接到轉(zhuǎn)換模塊CMl,CM1的任務(wù)是將來自充電電路CC1的交流電轉(zhuǎn)換為旨在至少為放大和濾波模塊AFM1供電的直流電。應(yīng)當(dāng)注意的是，如圖1所示，外部中繼器ER可以包括由轉(zhuǎn)換模塊CM1提供直流電的電池BA。然后該電池BA旨在至少在電故障期間為外部中繼器ER提供直流電。為了優(yōu)化初級(jí)線圈PW和次級(jí)線圏SW之間的電能傳送，可以使用幾個(gè)參數(shù)，具體地，這些參數(shù)在是F.Costa的文獻(xiàn)("Transmissiond乂nergie5distance,Energieportable:automomieetintegrationdansI，environnementhumain"，("RemotePowerTransmission,PortableEnergy:IndependenceandIntegrationintothehumanEnvironment")，March21-222002-Cachan國Journ6esElectrotechniquesduClubEEA)中進(jìn)行了解釋。這是由這一事實(shí)引起的從初級(jí)線圈PW傳送到次級(jí)線團(tuán)SW的電能P是由公式2給出的，其中^是墻體WA內(nèi)的介電常數(shù)(例如，窗戶的空氣的介電常數(shù))，o是交流電的角頻率(頻率(例如等于50Hz)的函數(shù))，S是次級(jí)線圈SW使用的表面(由其直徑2A定義)，e是墻體WA的厚度(例如，對(duì)窗戶等于l或2cm)，I是通過線圈的交流電的強(qiáng)度(/=aa2x/2，其中N2是初級(jí)線圏PW的匝數(shù))。以這種方式，可以利用初級(jí)線圏PW和次級(jí)線圏SW各自的外部直徑之間的比率。通過使用其外部直徑(等于2B)低于次級(jí)線圏SW的外部直徑(等于2A)的初級(jí)線圏PW，可以增加傳送的電能P(由上面給出的/>式所定義)。這使得次級(jí)線圏SW能夠盡可能多地截取初級(jí)線圏PW所引起的磁通量。作為變型或補(bǔ)充，通過增加經(jīng)由頻率轉(zhuǎn)換^t塊FCM給初級(jí)線圏PW供電的交流電的角頻率co(因此增加頻率)，可以增加被傳送的電能P(由上面給出的公式所定義)。作為變型或補(bǔ)充，通過將諸如^^心的通量集中裝置FC安裝到初級(jí)線圏PW和次級(jí)線圏SW的環(huán)境中(見圖6)，可以增加4皮傳送的電能P(由上面給出的公式所定義)。作為變型或補(bǔ)充，通過增加通過初級(jí)線圏PW的電流的強(qiáng)度I,可以增加被傳送的電能P(由上面給出的公式所定義)，這可以通過在初級(jí)線圏PW中使用更多匝數(shù)N2來實(shí)現(xiàn)。外部中繼器ER和內(nèi)部中繼器IR可以被制作為緊湊的小尺寸的形式，諸如將它們的組件的全部或部分實(shí)現(xiàn)在印刷或集成電游41上選定的地方，尤其是它們的放大濾波模塊(AFM1或AFM2)、它們的耦合天線(Cl或C2)以及它們的感應(yīng)耦合電能裝置(SW或PW)。如圖6所示的，也是可能的將每一個(gè)內(nèi)部中繼器(IR)或外部中繼器(ER)的所有電的和電子的組件集中到單個(gè)整體中(Wl或W2)，除了其感應(yīng)耦合電能裝置(SW或PW)，如果有的話。為了加強(qiáng)(或?qū)崿F(xiàn))各種天線(Ml、M2、Cl和C2)的無線電波的絕緣，如圖7的變型實(shí)施例例示的那樣，在外部ER和內(nèi)部IR中繼器中實(shí)現(xiàn)頻率變換(或轉(zhuǎn)換)技術(shù)是可能的。更準(zhǔn)確地，這包括-在將由第一RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置Ml接收的RF信號(hào)向第一耦合裝置C1發(fā)送之前，將該RF信號(hào)的頻率FR1(例如，等于2.140GHz)修改為頻率FR3(例如，等于500MHz);-在將由第二RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置M2接收的RF信號(hào)向第二耦合裝置C2發(fā)送之前，將該RF信號(hào)的頻率FR2(例如，等于1.950GHz)修改為頻率FR4(例如，等于200MHz);-在將傳送到第二耦合裝置C2(經(jīng)由第一耦合裝置Cl)的RF信號(hào)向第二RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置M2發(fā)送之前，重新修改(或重新轉(zhuǎn)換)該RF信號(hào)的頻率FR3以將其重置為頻率FR1，以及-在將傳送到第一耦合裝置Cl(經(jīng)由第二耦合裝置C2)的RF信號(hào)向第一RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置Ml發(fā)送之前，重新修改(或重新轉(zhuǎn)換)該RF信號(hào)的頻率FR4以將其重置為頻率FR2。使用這種方法，各種發(fā)送和/或接收天線Ml和M2以及各種電磁耦合天線Cl和C2不會(huì)相互干擾。為了獲得期望的結(jié)果，如圖7所示，在非限定的示例中以下是可能的畫在外部中繼器ER的放大和濾波模塊AFM1的下行鏈路分支中，在第一濾波器Fl的輸出和第一放大器A1的輸入之間插入第一頻率轉(zhuǎn)換器(或變換器)Tl。于是第一變換器Tl的任務(wù)是將頻率FRl(例如等于2.:U0GHz)轉(zhuǎn)換為頻率FR3(例如等于500MHz);-在內(nèi)部中繼器IR的放大和濾波模塊AFM2的上行鏈路分支中，在第一濾波器F1，的輸出和第一放大器A1，的輸入之間插入第一頻率轉(zhuǎn)換器(或變換器)Tl，。于是第一變換器Tl，的任務(wù)是將頻率FR2(例如等于1.950GHz)轉(zhuǎn)換為頻率FR4(例如等于200MHz);-在外部中繼器ER的放大和濾波模塊AFM1的上行鏈路分支中，在第二放大器A2的輸出和增益調(diào)節(jié)器GCM1的輸入之間插入第二頻率轉(zhuǎn)換器(或變換器)T2。于是第二變換器T2的任務(wù)是重新將頻率FR3轉(zhuǎn)換為頻率FR1;以及國在內(nèi)部中繼器IR的放大和濾波模塊AFM2的下行鏈路分支中，在第二放大器A2，的輸出和增益調(diào)節(jié)器GCM2的輸入之間插入第二頻率轉(zhuǎn)換器(或變換器)T2，。于是第二變換器T2，的任務(wù)是重新將頻率FR4轉(zhuǎn)換為頻率FR2。在以上描述中，已經(jīng)描述了關(guān)于在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的(雙向)無線電傳輸?shù)谋景l(fā)明的實(shí)施例。但是，當(dāng)傳輸涉及(高頻)無線電或電視發(fā)射機(jī)時(shí)，它們是單向的，即電視(或無線電)發(fā)射站發(fā)送信號(hào)給安裝在墻體圍合的空間內(nèi)的電視(或無線電)接收機(jī)。在這樣的情況下，可以簡(jiǎn)化本發(fā)明的中繼器設(shè)備D，尤其是其放大和濾波模塊AFM1和AFM2。所述模塊僅需要單一的下行鏈路處理分支，在沒有雙工器的情況下潛在地實(shí)現(xiàn)上述的頻率變換技術(shù)。此外，外部中繼器ER的所述元件Ml僅需要是接收RF信號(hào)的裝置，內(nèi)部中繼器IR的所述的元件M2僅需要M送RF信號(hào)的裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明使得以下成為可能避免網(wǎng)絡(luò)中諸如基站控制器的容量管理和集中點(diǎn)的數(shù)目增加及其的任何重新分布。本發(fā)明不限于上述的中繼器設(shè)備實(shí)施例，這僅僅作為示例來給出。相反，其包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在下面給出的權(quán)利要求書的框架下預(yù)想的所有的變型。權(quán)利要求1.一種設(shè)備(D)，用于中繼必須在通信網(wǎng)絡(luò)的站(BS)和位于墻體圍合的空間內(nèi)的通信終端(CT)之間交換的射頻(RF)信號(hào)，其特征在于，所述設(shè)備包括外部中繼器(ER)，適于放置在墻體(WA)的外表面(OS)，并包括耦合到第一RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置(M1)的第一電磁耦合裝置(C1)；內(nèi)部中繼器(IR)，適于放置在所述墻體(WA)的實(shí)質(zhì)上與所述外部中繼器相對(duì)的內(nèi)表面并包括耦合到第二RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置(M2)的第二電磁耦合裝置(C2)；所述第一(C1)和第二(C2)電磁耦合裝置適于經(jīng)由波、穿過所述墻體(WA)傳送分別來自所述第一(M1)和第二(M2)RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置的RF信號(hào)。2、根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述第一(Cl)和第二(C2)電磁耦合裝置被配置為對(duì)電場(chǎng)敏感的RF天線的形式。3、根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，所述RF天線(Cl、C2)從至少包括單極天線、偶極天線和微帶天線在內(nèi)的組中進(jìn)行選擇。4、根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述第一(Cl)和第二(C2)電磁耦合裝置,皮配置為對(duì)磁場(chǎng)敏感的天線的形式。5、根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述第一(Cl)和第二(C2)電磁耦合裝置配置為光信號(hào)發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的形式。6、根據(jù)權(quán)利要求1到5任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述外部中繼器(ER)包括第一供電裝置(PM1)，所述內(nèi)部中繼器(IR)包括連接到交流電源的第二供電裝置(PM2)，所述第二供電裝置適于經(jīng)由感應(yīng)耦合向所述第一供電裝置(PM1)傳送電能。7、根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于，所述第二供電裝置(PM2)包括連接到交流電源電路(AC2)的初級(jí)線圏(PW)，所述第一供電裝置(PM1)包括次級(jí)線圏(SW)，該次級(jí)線圈適于與所述初級(jí)線圏(PW)相對(duì);j文置并連接到適于交付交流電的充電電路(CC1)。8、根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于，所述初級(jí)線圏(PW)的直徑小于所述次級(jí)線圏(SW)的直徑。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征在于，所述第一(PM1)和/或第二(PM2)供電裝置包括通量集中裝置(FC)。10、根據(jù)權(quán)利要求8或9的設(shè)備，其特征在于，所述第二供電裝置(PM2)包括轉(zhuǎn)換裝置(FCM)，適于將具有第一頻率的交流電轉(zhuǎn)換為具有高于第一頻率的第二頻率的交流電。11、根據(jù)權(quán)利要求8到10任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述笫二供電裝置包括較高的匝數(shù)。12、根據(jù)權(quán)利要求1到5任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述外部中繼器(ER)包括獨(dú)立的第一供電裝置(PM1)。13、根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于，所述第一供電裝置(PM1)包括太陽能電池和連接到所述太陽能電池的、適于交付直流電的充電電路。14、根據(jù)權(quán)利要求6到13任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述第一供電裝置(PM1)包括連接到所述充電電路(CC1)的電池(BA)。15、根據(jù)權(quán)利要求6到14任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述第一(PM1)和/或第二(PM2)供電裝置包括適于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的轉(zhuǎn)換裝置(CCM1、CCM2)。16、根據(jù)權(quán)利要求l到15任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述外部中繼器(ER)包括第一頻率轉(zhuǎn)換裝置(Tl)，適于在將由所述第一發(fā)送和/或接收裝置(Ml)接收的RF信號(hào)向所述第一電磁耦合裝置(Cl)發(fā)送之前，將所述RF信號(hào)所呈現(xiàn)的第一頻率轉(zhuǎn)換為第三頻率；所述內(nèi)部中繼器(IR)包括第二頻率轉(zhuǎn)換裝置(T2，)，適于轉(zhuǎn)換經(jīng)由所述第一電磁耦合裝置(Cl)傳送給所述第二電磁耦合裝置(C2)的RF信號(hào)所呈現(xiàn)的所述第三頻率，以〗更在將所述信號(hào)向所述第二發(fā)送和/或接收裝置(M2)發(fā)送到之前將其重置為第一頻率。17、根據(jù)權(quán)利要求1到16任意之一的設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)部中繼器(IR)包括第一頻率轉(zhuǎn)換裝置(Tl，)，適于在將所述第二發(fā)送和/或接收裝置(M2)接收的RF信號(hào)向所述第二電磁耦合裝置(C2)傳送之前，將所述RF信號(hào)所呈現(xiàn)的第二頻率轉(zhuǎn)換為第四頻率；所述外部中繼器包括第二頻率轉(zhuǎn)換裝置(T2),適于轉(zhuǎn)換經(jīng)由所述第二電磁耦合裝置(C2)傳送給所述第一電磁耦合裝置(Cl)的RF信號(hào)所呈現(xiàn)的所述第四頻率，以便在將所述信號(hào)向所述第一發(fā)送和/或接收裝置(Ml)發(fā)送之前將其重置為第二頻率。全文摘要本發(fā)明涉及一種設(shè)備，旨在中繼必須在無線電通信網(wǎng)絡(luò)的站和位于墻體圍合的空間內(nèi)的通信終端之間交換的射頻信號(hào)。該設(shè)備包括外部中繼器，用于放置在墻體的外表面，其中包括耦合到第一RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置的第一電磁耦合裝置；以及內(nèi)部中繼器，用于放置在實(shí)質(zhì)上與所述外部中繼器相對(duì)的相同墻體的內(nèi)表面，其中包括耦合到第二RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置的第二電磁耦合裝置。所述第一和第二電磁耦合裝置被配置以便經(jīng)由波、穿過所述墻體傳送分別源于所述第一和第二RF信號(hào)發(fā)送和/或接收裝置的RF信號(hào)。文檔編號(hào)H04L12/28GK101296017SQ20081010924公開日2008年10月29日申請(qǐng)日期2008年4月25日優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日發(fā)明者T·盧齊達(dá)爾梅申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司