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DE60224311T2 - Verfahren und System zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen - Google Patents

Verfahren und System zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen Download PDF

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DE60224311T2
DE60224311T2 DE60224311T DE60224311T DE60224311T2 DE 60224311 T2 DE60224311 T2 DE 60224311T2 DE 60224311 T DE60224311 T DE 60224311T DE 60224311 T DE60224311 T DE 60224311T DE 60224311 T2 DE60224311 T2 DE 60224311T2
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DE
Germany
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downlink
uplink
signals
signal
frequency
Prior art date
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DE60224311T
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DE60224311D1 (de
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Adam L. Campbell Schwartz
David Sunnyvale Hart
John Los Altos Eisenberg
Peter San Jose Forth
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Commscope Connectivity LLC
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LGC Wireless LLC
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Publication of DE60224311T2 publication Critical patent/DE60224311T2/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2575—Radio-over-fibre, e.g. radio frequency signal modulated onto an optical carrier
    • H04B10/25752—Optical arrangements for wireless networks
    • H04B10/25753—Distribution optical network, e.g. between a base station and a plurality of remote units
    • H04B10/25755—Ring network topology
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft allgemein Drahtloskommunikationssysteme. Sie betrifft insbesondere ein neuartiges Verfahren und System zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Weil die Drahtloskommunikation in der Gesellschaft zu einem Lebensstil wird, besteht eine Herausforderung, die sich Betreibern von Drahtloskommunikationsnetzen stellt, darin, Mehrband-Drahtloskommunikationssignale in einer wirksamen, flexiblen und kostengünstigen Weise zu transportieren und zu verteilen. Die Herausforderung ist besonders akut in Gebieten, die nicht traditionell von Makronetzen abgedeckt werden. Solche Gebiete liegen hauptsächlich in Umgebungen in geschlossenen Gebäuden, einschließlich Flughäfen, Einkaufszentren, Bürogebäude, Tunnel, Hotels, Konferenzzentren und Sporthallen.
  • Auf dem Fachgebiet werden herkömmlicherweise verteilte Funksysteme verwendet, um für die Umgebungen in geschlossenen Gebäuden eine Funkabdeckung bereitzustellen, wobei eine Architektur eines verteilten Antennensystems verwendet wird, die ein drahtloses Funkfrequenzband (RF-Band) unterstützt. Eine solche Architektur bringt es mit sich, dass zum Unterstützen mehrerer RF-Bänder getrennte verteilte Antennensysteme parallel installiert werden müssen, die jeweils ein spezifisches RF-Band aufnehmen. Dies ist ein ziemlich unwirksames und gelegentlich mühsames Unterfangen.
  • In den letzten Jahren sind auf dem Fachgebiet einige andere Ansätze sichtbar geworden, die versuchen, Mehrband-Drahtloskommunikationssignale in einer wirksameren Weise zu verteilen. Beispielsweise ist in US-A-5 969 837 von Farber u. a. ein Kommunikationssystem beschrieben, bei dem mehrere RF-Signale von mehreren Drahtloskommunikationsnetzen zuerst an einer Basiseinheit kombiniert werden. Das kombinierte RF-Signal wird dann in mehrere Ausgaben zerlegt, die anschließend in optische Signale umgewandelt werden und durch optische Fasern zu Ferneinheiten gesendet werden. An jeder Ferneinheit wird das empfangene optische Signal wieder in ein RF-Signal zurückgewandelt. Das RF-Signal wird dann zerlegt und zu getrennten Antennen geleitet, wobei jede Antenne einem spezifischen Frequenzband (beispielsweise PCS, GSM oder Funkruf) zugewiesen ist.
  • Ein erheblicher Nachteil des vorstehend erwähnten Systems aus dem Stand der Technik besteht darin, dass jedes Frequenzband eine dedizierte Antenne benötigt, die sowohl Downlink- als auch Uplink-RF-Signale durch einen Duplexer behandelt. (Es sei auch bemerkt, dass der Duplexer (84), wie von Farber u. a. dargelegt, praktisch nicht mehr als ein Frequenzband, insbesondere verflochtene Bänder, wie Zellular- und iDEN-Bänder, trennen kann.) Eine solche Konfiguration kann sehr sperrig und unwirksam werden, insbesondere wenn mehrere (beispielsweise mehr als zwei) Frequenzbänder behandelt werden. Es gibt weitere Nachteile, die dem vorstehend erwähnten und anderen verteilten Mehrbandsystemen aus dem Stand der Technik gemeinsam sind, welche nachfolgend zusammengefasst werden:
    • 1. Die Systeme aus dem Stand der Technik verwenden typischerweise eine sternförmige Architektur, bei der jede Ferneinheit durch ein dediziertes faseroptisches Kabel mit einer Haupteinheit (oder Basiseinheit) verbunden ist. Eine solche Architektur ist für viele Anwendungen inflexibel und unwirksam.
    • 2. Starke Downlink-RF-Signale, die von der Haupteinheit gesendet werden, neigen dazu, mit dem Empfang von schwachen Uplink-RF-Signalen in einer Ferneinheit zu interferieren, indem sie die vorgeschalteten Funkempfänger sättigen.
    • 3. Intermodulationsprodukte, die durch die Nichtlinearitäten in den Downlink-Verstärkern erzeugt werden, neigen dazu, in die Uplink-Frequenzbänder zu fallen, wodurch die Uplink-Empfänger unempfindlich gemacht werden.
    • 4. Intermodulationsprodukte, die in einem Downlink-Frequenzband erzeugt werden, fallen häufig in andere Downlink-Frequenzbänder, wodurch gesetzliche Vorschriften verletzt werden.
    • 5. Benachbarte und/oder verflochtene Frequenzbänder (beispielsweise iDEN- und Zellularbänder) können nicht praktisch getrennt und daher wirksam gefiltert und verstärkt werden.
    • 6. Die Systeme aus dem Stand der Technik können Zeitduplexprotokolle (TDD-Protokolle), in denen die Downlink- und Uplink-RF-Signale das gleiche Frequenzband verwenden, jedoch zeitlich verschachtelt sind, nicht unterstützen.
    • 7. Die Systeme aus dem Stand der Technik führen keine Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung aus, so dass eine vorgeschriebene Verstärkung für jedes Frequenzband in jeder der Ferneinheiten festgelegt wird.
  • Ein Ringsystem für den Transport von RF-Signalen über optische Fasern ist in US-A-5 880 863 offenbart. Dieses System verwendet jedoch eine einzige Antenne sowohl für Uplink- als auch für Downlinksignale mit einem zugeordneten Duplexer zum Trennen der Uplink- und Downlinksignale. Dies kann zu einer zusätzlichen Komplexität für Mehrbandsysteme führen, weil Mehrband-Duplexer im Allgemeinen nicht verfügbar sind.
  • Angesichts des vorstehend Erwähnten besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf an einem verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystem, das die Probleme aus dem Stand der Technik überwindet.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Erfindung sieht ein verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem und -verfahren nach den Ansprüchen 1 und 20 vor.
  • Der vorstehend erwähnte Bedarf im Stand der Technik wird durch das neuartige Verfahren und System zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt. Bei einem bevorzugten verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Haupteinheit durch optische Fasern in einer hybriden sternförmigen/kaskadierten Architektur mit mehreren Ferneinheiten verbunden. Beispielsweise kann die Haupteinheit direkt mit individuellen Ferneinheiten verbunden werden und/oder mit einer oder mehreren kaskadierten Ketten von Ferneinheiten verbunden werden. Die Haupteinheit kann auch über eine oder mehrere Erweiterungseinheiten in einer hierarchischen (oder baumartigen) Struktur mit einigen der Ferneinheiten verbunden werden. Eine solche hybride sternförmige/kaskadierte Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen modularen und flexiblen Weg zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen, insbesondere in einer Umgebung in geschlossenen Gebäuden, bereit.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Mehrband-Drahtloskommunikationssignale folgendermaßen transportiert und verteilt. Auf der Downlink-Verbindung werden mehrere Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern, die von mehreren Drahtloskommunikationsnetzen gesendet werden, an der Haupteinheit empfangen. Die Downlink-RF-Sätze enthalten jeweils Downlink-RF-Signale in einem der Downlink-Frequenzbänder. Einige dieser Downlink-RF-Signale sind Frequenzduplexsignale (FDD-Signale), so dass die Downlink- und Uplink-RF-Signale in der Frequenz getrennt sind, während andere Zeitduplexsignale (TDD-Signale) sind, so dass sich die Downlink- und Uplinksignale das gleiche Frequenzband teilen, jedoch zeitlich getrennt sind. Die Drahtloskommunikations netze umfassen Funkruf-, Zellular-, PCS-, UMTS-, GSM-, CDMA-, TDD-, FDMA-, GPS-, EDGE-, W-CDMA-, Bluetooth-, WLAN-(Weitbereichsdaten)- und LAN-(Lokalbereichsdaten)-Netze, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
  • Die empfangenen Downlink-RF-Sätze werden dann zu einem kombinierten Downlink-RF-Signal kombiniert, das anschließend in mehrere Downlink-RF-Teile zerlegt wird. Jeder Downlink-RF-Teil ist in der Hinsicht im Wesentlichen eine "Kopie" des kombinierten Downlink-RF-Signals, dass er die Downlink-RF-Signale von allen Downlink-RF-Sätzen enthält. Die Downlink-RF-Teile werden dann in einer Eins-zu-eins-Entsprechung in optische Downlinksignale umgewandelt, welche anschließend durch optische Fasern zu den Ferneinheiten gesendet werden.
  • An jeder der Ferneinheiten wird ein übertragenes optisches Downlinksignal in einen übertragenen Downlink-RF-Teil umgewandelt. Der übertragene Downlink-RF-Teil wird dann nach dem Frequenzband in mehrere Downlink-RF-Gruppen zerlegt. Eine individuelle Downlinksignal-Konditionierung wird anschließend an jeder der Downlink-RF-Gruppen ausgeführt, wobei die Downlinksignal-Konditionierung einen oder mehrere Schritte zum RF-Verstärken, Verstärkungseinstellen und RF-Filtern aufweist. Durch getrenntes Ausführen einer Verstärkung an den Downlink-RF-Gruppen können nichtlineare Intermodulationsprodukte zwischen den Downlink-RF-Gruppen wirksam vermieden werden. Die individuellen konditionierten Downlink-RF-Gruppen werden dann kombiniert und zu einer Downlink-Antenne gesendet. Es sei bemerkt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung jede Ferneinheit in RF-Kommunikation mit mindestens einer Downlink-Antenne steht, die dediziert ist, um die von der Ferneinheit gesendeten Downlink-RF-Signale zu behandeln.
  • Ebenso steht jede der Ferneinheiten auch in RF-Kommunikation mit mindestens einer Uplink-Antenne, die dediziert ist, um die Uplink-RF-Signale zu behandeln, die von der Ferneinheit zu empfangen sind. Das Bereitstellen getrennter Uplink- und Downlink-Antennen ermöglicht es, dass der Empfang von Uplink-RF-Signalen und das Senden von Downlink-RF-Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer räumlichen Trennung geschehen. Diese räumliche Trennung erzeugt einen Ausbreitungsverlust zwischen der Sendeantenne (Uplink-Antenne) und der Empfangsantenne (Downlink-Antenne), was dabei hilft, den empfindlichen Uplink-Empfänger davor zu schützen, durch starke Downlink-RF-Signale und/oder durch Downlink-Intermodulationsprodukte, die in eines oder mehrere Uplink-Frequenzbänder fallen, unempfindlich gemacht zu werden.
  • Auf der Uplink-Seite werden mehrere Uplink-RF-Signale in mehreren Uplink-Frequenzbändern zuerst von der mit der Ferneinheit verbundenen Uplink-Antenne empfangen. Die empfangenen Uplink-RF-Signale werden dann nach dem Frequenzband in mehrere Uplink-RF-Gruppen zerlegt. Eine individuelle Uplinksignal-Konditionierung wird anschließend an jeder der Uplink-RF-Gruppen ausgeführt, welche einen oder mehrere Schritte zum RF-Verstärken, Verstärkungseinstellen und RF-Filtern aufweist. Die individuellen konditionierten Uplink-RF-Gruppen werden dann zu einem Uplink-RF-Teil kombiniert, der weiter in ein optisches Uplinksignal umgewandelt wird. Dabei werden mehrere optische Uplinksignale, die mehreren Uplink-RF-Teilen entsprechen, optisch von den Ferneinheiten zur Haupteinheit gesendet.
  • An der Haupteinheit werden die empfangenen optischen Uplinksignale zuerst zu den Uplink-RF-Teilen zurückgewandelt. Die Uplink-RF-Teile werden dann zu einem kombinierten Uplink-RF-Signal kombiniert, das anschließend zu den Drahtloskommunikationsnetzen gesendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet vorteilhafterweise verschiedene Frequenzumsetzungen, um die Zerlegung von Downlink-RF-Signalen in Downlink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband unter Verwendung geeigneter Mittel (in der Art des RF-Filterns) zu ermöglichen, wodurch diese Downlink-RF-Gruppen an einer Ferneinheit individuell konditioniert (beispielsweise gefiltert und verstärkt) werden können, bevor sie zu einer Downlink-Antenne gesendet werden. Die Frequenzumsetzungen können auch wirksam verwendet werden, um die Interferenzeffekte und Intermodulationsprodukte zwischen verschiedenen (Downlink- und Uplink-)Frequenzbändern zu vermeiden. Beispielsweise kann eine erste Frequenzumsetzung an einem oder mehreren Downlink-RF-Sätzen ausgeführt werden, um die Downlink-RF-Sätze in disjunkte Frequenzbänder einzugeben, die ausreichend weit getrennt sind, um die kostengünstige Trennung von Downlink-RF-Signalen in verschiedene Frequenzbänder durch RF-Filtern zu ermöglichen. Diese Aufgabe wäre andernfalls sehr schwierig – wenn nicht ganz unmöglich – zu erreichen, insbesondere wenn benachbarte (und/oder verflochtene) Frequenzbänder betroffen sind. An jeder der Ferneinheiten kann anschließend eine zweite Frequenzumsetzung an einer oder mehreren Downlink-RF-Gruppen ausgeführt werden, welche im Wesentlichen die Wirkung der ersten Frequenzumsetzung aufhebt, wodurch die Downlink-RF-Signale wieder in ihre jeweiligen ursprünglichen Downlink-Frequenzbänder eingegeben werden. Es können auch eine erste und eine zweite Frequenzumsetzung an einer oder mehreren Downlink-RF-Gruppen an einer Ferneinheit ausgeführt werden, wobei die Downlinksignal-Konditionierung (beispielsweise RF-Filtern und RF-Verstärkung) an diesen Downlink-RF-Gruppen in einem oder mehreren Zwischenfrequenzbändern wirksamer ausgeführt werden kann. Ähnlich können eine erste und eine zweite Frequenzumsetzung an einer oder mehreren Uplink-RF-Gruppen an einer Ferneinheit ausgeführt werden, um die Uplinksignal-Konditionierung an diesen Uplink-RF-Gruppen in einem oder mehreren Zwischenfrequenzbändern wirksamer auszuführen. Dabei erleichtern diese Frequenzumsetzungen wirksam den Transport und die Verteilung von Mehrband-RF-Signalen und sind besonders wünschenswert, wenn RF-Signale in benachbarten (und/oder verflochtenen) Frequenzbändern behandelt werden.
  • Die vorliegende Erfindung führt weiter eine Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung aus, wodurch eine vorgeschriebene Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen festgelegt wird. Zum Aufrechterhalten der vorgeschriebenen Verstärkung über Temperaturänderungen und andere Wirkungen kann ein Downlink-Verstärkungsregelsignal (beispielsweise ein Pilotsignal oder ein Frequenzumtastsignal), das auf eine Frequenz außerhalb von einem der von den Drahtloskommunikationsnetzen verwendeten Frequenzbänder gesetzt ist (und der frequenzumgesetzten Bänder), zusammen mit jedem der Downlink-RF-Teile in die Ferneinheiten injiziert und zu diesen gesendet werden. An jeder der Ferneinheiten wird das Downlink-Verstärkungsregelsignal erfasst und dabei verwendet, um die Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen auf dem vorgeschriebenen Niveau zu halten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die optischen Downlink- und Uplinksignale zwischen der Haupteinheit und Ferneinheiten weiter über eine oder mehrere Erweiterungseinheiten gesendet werden. Beispielsweise kann ein optisches Downlinksignal zuerst von der Haupteinheit zu einer Erweiterungseinheit gesendet werden, wo es verstärkt und weiter in mehrere sekundäre optische Signale zerlegt wird. Die sekundären optischen Signale werden dann zu zusätzlichen Ferneinheiten (und/oder einer oder mehreren Erweiterungseinheiten niedrigerer Ebene) gesendet. Bei der Uplink-Verbindung können mehrere optische Uplinksignale von einer Anzahl der Ferneinheiten zuerst zu einer Erweiterungseinheit gesendet werden, wo sie verstärkt und weiter zu einem kombinierten optischen Signal kombiniert werden. Das kombinierte optische Signal wird dann zur Haupteinheit (oder zu einer Erweiterungseinheit höherer Ebene) gesendet. Der Einsatz der Erweiterungseinheiten erhöht die Flexibilität und die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beim Transportieren und Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen.
  • Gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform eines verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Haupteinheit auf: eine RF- Downlink-Schnittstelle zum Empfangen mehrerer Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern von mehreren Drahtloskommunikationsnetzen, ein Downlink-RF-Kombinationsmittel zum Kombinieren der Downlink-RF-Sätze zu einem kombinierten Downlink-RF-Signal, ein Downlink-RF-Teilermittel zum Zerlegen des kombinierten Downlink-RF-Signals in mehrere Downlink-RF-Teile und mehrere RF/Licht-Wandler zum Umwandeln der Downlink-RF-Teile in optische Downlinksignale. Die Haupteinheit weist ferner auf: mehrere Licht/RF-Wandler zum Umwandeln der empfangenen optischen Uplinksignale in Uplink-RF-Teile, ein Uplink-RF-Kombinationsmittel zum Kombinieren der Uplink-RF-Teile zu einem kombinierten Uplink-RF-Signal und eine RF-Uplink-Schnittstelle zum Senden des kombinierten Uplink-RF-Signals zu den Drahtloskommunikationsnetzen.
  • Jede der Ferneinheiten weist auf: einen Downlink-Licht/RF-Wandler zum Umwandeln eines übertragenen optischen Downlinksignals in einen übertragenen Downlink-RF-Teil, ein Downlink-Teiler-Filter-Mittel zum Zerlegen des Downlink-RF-Teils in mehrere Downlink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband und mehrere Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen zum Ausführen einer individuellen Downlinksignal-Konditionierung an jeder der Downlink-RF-Gruppen und ein Downlink-Filter-/Kombinationsmittel zum Kombinieren der individuellen konditionierten Downlink-RF-Gruppen zu einem Downlink-RF-Sendesignal, das zu einer dedizierten Downlink-Antenne zu senden ist. Das Downlink-Teiler-Filter-Mittel kann durch eine Reihe parallel konfigurierter RF-Filter bereitgestellt werden, die jeweils durch ein gesondertes Frequenzdurchlassband gekennzeichnet sind. Jede der Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen kann in Form von einem oder mehreren RF-Verstärkern, Verstärkungseinstellelementen und RF-Filtern vorliegen. Es sei bemerkt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung jede der Ferneinheiten in RF-Kommunikation mit mindestens einer Downlink-Antenne steht, die dediziert ist, um Downlink-RF-Signale in mehreren Frequenzbändern zu behandeln.
  • Ferner steht jede der Ferneinheiten in RF-Kommunikation mit mindestens einer dedizierten Uplink-Antenne, von der mehrere Uplink-RF-Signale in mehreren Uplink-Frequenzbändern von der Ferneinheit empfangen werden. Jede der Ferneinheiten weist weiter auf: ein Uplink-Teiler-Filter-Mittel zum Zerlegen der empfangenen Uplink-RF-Signale in mehrere Uplink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband, mehrere Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppen zum Ausführen einer individuellen Uplinksignal-Konditionierung an jeder der Uplink-RF-Gruppen, ein Uplink-Filter-/Kombinationsmittel zum Kombinieren der individuellen konditionierten Uplink-RF-Gruppen zu einem Uplink-RF-Teil und einen Uplink-RF/Licht-Wandler zum Umwandeln des Uplink-RF-Teils in ein optisches Uplinksignal.
  • Jede der Ferneinheiten kann weiter durch ein RF-Schaltmittel mit einer Hilfsantenne gekoppelt werden, wobei Downlink-RF-Signale in einem TDD-Frequenzband von der Ferneinheit von dieser TDD-Antenne durch Betätigen des RF-Schaltmittels zu der Ferneinheit gesendet werden und Uplink-RF-Signale im TDD-Frequenzband an der Ferneinheit empfangen werden. Das RF-Schaltmittel kann durch einen RF-(Sende/Empfangs)-Schalter bereitgestellt sein, der mit einem Downlink-Leistungserfassungsmittel gekoppelt ist, wobei er entsprechend dem durch das Downlink-Leistungserfassungsmittel bestimmten Leistungspegel der Downlink-RF-Signale im TDD-Frequenzband betätigt wird. Alternativ können ein Downlink-RF-Schalter und ein Uplink-RF-Schalter getrennt entlang einem Downlink-TDD-RF-Weg und einem Uplink-TDD-RF-Weg implementiert werden und weiter mit einem Downlink-Leistungserfassungsmittel in einer Ferneinheit gekoppelt werden. Durch Erfassen des Leistungspegels auf dem Downlink-TDD-RF-Weg ermöglicht das Downlink-Leistungserfassungsmittel, dass die Downlink-TDD-Signale zusammen mit den Downlink-(FDD)-RF-Signalen in anderen Downlink-Frequenzbändern zur Downlink-Antenne gesendet werden, während ermöglicht wird, dass die Uplink-TDD-Signale zusammen mit den Uplink-(FDD)-RF-Signalen in anderen Uplink-Frequenzbändern von der Uplink-Antenne empfangen werden, wenn keine Downlink-Übertragung stattfindet.
  • Das verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter aufweisen: ein Frequenzumsetzungsmittel zum Ausführen verschiedener Frequenzumsetzungen an Downlink- und Uplink-RF-Signalen, um eine durchführbare Trennung von Downlink-RF-Signalen in Downlink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband zu ermöglichen und die Interferenzwirkungen und Intermodulationsprodukte zwischen verschiedenen (Downlink- und Uplink-)Frequenzbändern zu verhindern. Beispielsweise kann das Frequenzumsetzungsmittel einen Globaltonmischer (der mit einem Globaltongenerator gekoppelt ist) in RF-Kommunikation mit dem Downlink-RF-Kombinationsmittel an der Haupteinheit aufweisen, um eine oder mehrere erste Frequenzumsetzungen an einem oder mehreren Downlink-RF-Sätzen auszuführen und dadurch die Downlink-RF-Sätze in disjunkte Frequenzbänder einzugeben, die ausreichend weit getrennt sind, um eine kostengünstige Trennung von Downlink-RF-Signalen in verschiedenen Bändern durch RF-Filtern zu ermöglichen. Das Frequenzumsetzungsmittel kann weiter mehrere ferne Globaltonmischer aufweisen, die mit den Ferneinheiten gekoppelt sind, so dass sich in jeder der Ferneinheiten ein oder mehrere ferne Globaltonmischer befinden, um eine oder mehrere zweite Frequenzumsetzungen auszuführen und dadurch die Downlink-RF-Gruppen wieder in ihre jeweiligen ursprünglichen Frequenzbänder einzugeben. (Die fernen Globaltonmischer können mit einem fernen Globaltongenerator gekoppelt sein, der im Wesentlichen jenem gleicht, der in der Haupteinheit verwendet wird, oder sie können ein Globaltonsignal von der Haupteinheit empfangen.) Das Frequenzumsetzungsmittel kann auch in Form von einem oder mehreren Downlink-Lokaltonmischern (mit einem Downlink-Lokaltongenerator gekoppelt) vorliegen, die in RF-Kommunikation mit mindestens einer der Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen in einer Ferneinheit stehen. Die Downlink-Lokaltonmischer dienen dazu, eine oder mehrere Downlink-RF-Gruppen in ein oder mehrere Zwischenfrequenzbänder einzugeben, wo die Downlinksignal-Konditionierung an diesen Downlink-RF-Gruppen wirksamer ausgeführt werden kann, und anschließend diese Downlink-RF-Gruppen wieder in ihre jeweiligen ursprünglichen Frequenzbänder einzugeben. Das Frequenzumsetzungsmittel kann ferner in Form von einem oder mehreren Uplink-Lokaltonmischern (mit einem Uplink-Lokaltongenerator gekoppelt) vorliegen, die in RF-Kommunikation mit einer oder mehreren Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppen in einer Ferneinheit stehen. Die Uplink-Lokaltonmischer dienen ebenso dazu, eine oder mehrere Uplink-RF-Gruppen in ein oder mehrere Zwischenfrequenzbänder einzugeben, so dass die Uplinksignal-Konditionierung an diesen Uplink-RF-Gruppen wirksamer ausgeführt werden kann. Ferner kann das Frequenzumsetzungsmittel in Form einer Kombination von Globalton- und Lokaltonmischern (und anderen auf dem Fachgebiet bekannten Frequenzumsetzungsmitteln) vorliegen, die in der Haupteinheit und den Ferneinheiten implementiert sind, um verschiedene Frequenzumsetzungen an Downlink- und Uplink-RF-Signalen auszuführen, um die Verteilung von Mehrband-RF-Signalen bestmöglich zu erleichtern.
  • Das verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter aufweisen: ein Verstärkungskalibrierungsmittel zum Ausführen einer Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung (anfänglich oder wenn keine Downlink-RF-Signale übertragen werden), wodurch eine vorgeschriebene Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen festgelegt wird. Beispielsweise kann das Verstärkungskalibrierungsmittel durch einen Kalibrierungstongenerator bereitgestellt werden, der in RF-Kommunikation mit dem Downlink-RF-Kombinationsmittel in der Haupteinheit, wodurch ein Kalibrierungston injiziert wird, steht. Die Frequenz des Kalibrierungstons wird so festgelegt, dass sie innerhalb des Frequenzbands jeder zu kalibrierenden Downlink-RF-Gruppe liegt. Um die vorgeschriebene Verstärkung bei Temperaturänderungen und anderen Effekten aufrechtzuerhalten, können ein oder mehrere Verstärkungsregelsignal-Kombinierer in der Haupteinheit implementiert werden, um ein Verstärkungsregelsignal (beispielsweise ein Pilot- oder FSK-Signal) in jeden der zu den Ferneinheiten zu sendenden Downlink-RF-Teile zu injizieren. Das Verstärkungsregelsignal wird auf eine Frequenz außerhalb von allen Downlink-Frequenzbändern, die von den Drahtloskommunikationsnetzen verwendet werden (und der frequenzumgesetzten Bänder), gesetzt. Jede der Ferneinheiten weist weiter ein Downlink-RF-Teilermittel auf, das mit einem Downlink-Verstärkungsregelelement gekoppelt ist, um das Verstärkungsregelsignal zu erfassen und dadurch zu verwenden, um die gewünschte Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen aufrechtzuerhalten.
  • Das verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter eine oder mehrere Erweiterungseinheiten aufweisen, die als Zwischen-Hubs zum Verbinden der Haupteinheit mit zusätzlichen Ferneinheiten dienen. Beispielsweise kann eine Erweiterungseinheit in Form einer Downlink-Baugruppe und einer Uplink-Baugruppe konfiguriert werden. Die Downlink-Baugruppe kann aufweisen: einen Downlink-Licht/RF-Wandler zum Umwandeln eines zur Erweiterungseinheit übertragenen optischen Downlinksignals in ein RF-Signal, einen Downlink-RF-Verstärker zum Verstärken des RF-Signals, einen Downlink-RF/Licht-Wandler zum Umwandeln des verstärkten RF-Signals in ein optisches Signal und ein optisches Teilermittel zum Zerlegen des optischen Signals in mehrere sekundäre optische Signale, die anschließend zu zusätzlichen Ferneinheiten (und/oder zu einer oder mehreren Erweiterungseinheiten niedrigerer Ebene) gesendet werden. Alternativ kann das RF-Signal zunächst durch ein geeignetes RF-Teilermittel in mehrere sekundäre RF-Signale zerlegt werden, die dann in mehrere sekundäre optische Signale umgewandelt werden. Die Uplink-Baugruppe kann aufweisen: ein optisches Kombinationselement zum Kombinieren mehrerer optischer Uplinksignale, die an der Erweiterungseinheit ankommen, zu einem kombinierten optischen Signal, einen Uplink-Licht/RF-Wandler zum Umwandeln des kombinierten optischen Signals in ein kombiniertes RF-Signal, einen Uplink-RF-Verstärker zum Verstärken des kombinierten RF-Signals und einen Uplink-RF/Licht-Wandler zum Umwandeln des kombinierten RF-Signals in ein optisches Signal, das weiter zur Haupteinheit (oder einer Erweiterungseinheit höherer Ebene) gesendet wird. Alternativ können die optischen Uplinksignale zuerst in mehrere Uplink-RF-Signale umgewandelt werden, die anschließend durch ein geeignetes RF-Kombinationsmittel zu einem kombinierten RF-Signal kombiniert werden.
  • Die vorstehend beschriebene als Beispiel dienende Ausführungsform stellt eine von vielen Ausführungsformen eines verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fachleute werden verstehen, dass eine Vielzahl von verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystemen gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung aufgebaut werden kann und dass verschiedene Mittel und Verfahren entwickelt werden können, um die festgelegten Funktionen in einer wirksamen/gleichwertigen Weise auszuführen. Überdies können hieran verschiedene Änderungen, Substitutionen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Prinzip und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann das kombinierte Downlink-RF-Signal zuerst an der Haupteinheit in ein kombiniertes optisches Signal umgewandelt werden, das anschließend durch ein geeignetes optisches Teilermittel in mehrere optische Downlinksignale zerlegt wird. Ebenso können mehrere an der Haupteinheit empfangene optische Uplinksignale zuerst durch ein optisches Kombinationsmittel zu einem kombinierten optischen Signal kombiniert werden, welches dann in ein kombiniertes RF-Signal umgewandelt wird, das zu den Drahtloskommunikationsnetzen zu senden ist. Verschiedene RF-Teilermittel, RF-Kombinationsmittel, RF-Filtermittel, RF-Schaltmittel und Frequenzumsetzungsmittel, die in den vorstehenden Ausführungsformen dargestellt sind, können durch RF-Teiler, RF-Kombinierer, RF-Filter, RF-Schalter, RF-Zirkulatoren, Leistungskombinierer, Duplexer, Triplexer (und andere geeignete Multiplexer), Frequenzmischer und Multiplizierer bereitgestellt werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Überdies kann ein Wellenlängenmultiplexfilter (WDM-Filter) verwendet werden, um ein Paar optischer Downlink- und Uplinksignale entlang einer einzigen optischen Faser zu übertragen, wodurch die Anzahl der in dem System einzurichtenden optischen Fasern verringert wird. Zusätzlich können die Pilotsignale (oder FSK-Signale), die gemäß der vorliegenden Erfindung für die Verstärkungssteuerung verwendet werden, ferner verwendet werden, um eine digitale Kommunikation zwischen der Haupteinheit und Ferneinheiten einzurichten.
  • Das Verfahren und das System zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen gemäß der vorliegenden Erfindung stellen gegenüber den Systemen aus dem Stand der Technik viele Vorteile bereit, welche nachfolgend zusammengefasst werden:
    • 1. Die Verwendung getrennter Downlink- und Uplink-Antennen, die für jede Ferneinheit dediziert sind, ermöglicht einen einfachen und wirksamen Weg für das Senden und Empfangen von RF-Signalen in mehreren Frequenzbändern beim Downlink und beim Uplink. Eine solche Implementation ist besonders wirksam, wenn mehrere (beispielsweise mehr als zwei) Drahtlosfrequenzbänder, einschließlich verflochtener Bänder (wie Zellular- und iDEN-Bänder), verwendet werden. Überdies wird durch das Bereitstellen getrennter Uplink- und Downlink-Antennen gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass der Empfang von Uplink-RF-Signalen und das Senden von Downlink-RF-Signalen räumlich getrennt werden. Eine solche räumliche Trennung erzeugt einen Ausbreitungsverlust zwischen den Sendeantennen (Downlink-Antennen) und den Empfangsantennen (Uplink-Antennen), was dabei hilft, die empfindlichen Uplink-Empfänger davor zu schützen, durch starke Downlink-RF-Signale und/oder durch Downlink- Intermodulationsprodukte, die in eines oder mehrere Uplink-Frequenzbänder fallen, unempfindlich gemacht zu werden.
    • 2. Durch Trennen von Downlink-(oder Uplink)-RF-Signalen entsprechend dem Frequenzband in jeder Ferneinheit werden RF-Signale in verschiedenen Frequenzbändern individuell konditioniert (beispielsweise gefiltert und verstärkt), bevor sie rekombiniert werden, um sie zu einer dedizierten Downlink-Antenne zu senden (oder nachdem sie von einer dedizierten Uplink-Antenne empfangen wurden).
    • 3. Verschiedene gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Frequenzumsetzungen ermöglichen das Zerlegen von Downlink-RF-Signalen in Downlink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband unter Verwendung geeigneter Mittel (wie RF-Filtern), so dass diese Downlink-RF-Gruppen individuell konditioniert (beispielsweise gefiltert und verstärkt) werden können, bevor sie zu einer Downlink-Antenne in einer Ferneinheit gesendet werden. Die Frequenzumsetzungen können auch wirksam verwendet werden, um die Interferenzeffekte und Intermodulationsprodukte zwischen verschiedenen (Downlink- und Uplink-)Frequenzbändern zu vermeiden. Dabei erleichtern diese Frequenzumsetzungen wirksam den Transport und die Verteilung drahtloser RF-Signale in mehreren Frequenzbändern, und sie sind besonders wünschenswert, wenn RF-Signale in benachbarten (und/oder verflochtenen) Frequenzbändern behandelt werden.
    • 4. Die Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen wird auf einen vorgeschriebenen Pegel individuell kalibriert und festgelegt und weiter über Temperaturänderungen und andere Fremdwirkungen aufrechterhalten.
    • 5. Die vorliegende Erfindung unterstützt sowohl FDD- als auch TDD-Protokolle in einfacher und flexibler Weise. Die Verwendung eines RF-Schaltmittels zum Koppeln einer TDD-Antenne mit einer Ferneinheit oder die Implementation geeigneter RF-Schalter, die mit einem RF-Leistungserfassungsmittel in einer Ferneinheit gekoppelt sind, ermöglicht einen einfachen und wirksamen Weg zum Senden und Empfangen von TDD- Signalen. Solche Implementationen verhindern, dass das auf der Downlink-Verbindung übertragene Rauschen den Empfang auf der Uplink-Verbindung unempfindlich macht (weil die Uplink- und die Downlink-Verbindung das gleiche Frequenzband für TDD-Protokolle gemeinsam verwenden).
    • 6. Die Verwendung einer neuen hybriden sternförmigen/kaskadierten Architektur stellt einen modularen, flexiblen und wirksamen Weg zum Verteilen drahtloser Mehrband-RF-Signale bereit.
    • 7. Die Verwendung eines Pilotsignals (oder eines FSK-Signals) stellt nicht nur einen wirksamen Weg zum Aufrechterhalten der gewünschten Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen bereit, sondern sie kann auch eingesetzt werden, um eine wirksame Kommunikationsstrecke zwischen der Haupteinheit und den Ferneinheiten einzurichten.
  • Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung einen wirksamen, flexiblen und kostengünstigen Weg zum Transportieren und Verteilen drahtloser Kommunikationssignale in mehreren (benachbarten, verflochtenen oder anderen) Frequenzbändern bereit.
  • Die neuen Merkmale dieser Erfindung sowie die Erfindung an sich lassen sich am besten anhand der folgenden Zeichnung und der detaillierten Beschreibung verstehen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 zeigt eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines verteilten Mehrbandsystems, worin eine Haupteinheit mit mehreren Ferneinheiten in einer hybriden sternförmigen/kaskadierten Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist,
  • die 2A–2D zeigen Flussdiagramme eines als Beispiel dienenden Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Transportieren und Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen auf der Downlink-Verbindung und der Uplink-Verbindung,
  • die 3A–3B zeigen als Beispiel dienende Ausführungsformen einer Haupteinheit bzw. einer Ferneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • die 4A–4B zeigen alternative Ausführungsformen einer Haupteinheit bzw. einer Ferneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, und
  • die 5A–5B zeigen zwei als Beispiel dienende Ausführungsformen einer Erweiterungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Wenngleich die folgende detaillierte Beschreibung für die Zwecke der Erläuterung viele spezifische Einzelheiten enthält, werden Durchschnittsfachleute verstehen, dass viele Variationen und Abänderungen an den folgenden Einzelheiten innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen. Demgemäß wird die nachstehend beschriebene als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung ohne Verlust an Allgemeinheit und ohne die beanspruchte Erfindung einzuschränken, beschrieben.
  • 1 zeigt eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Zum Erläutern des Grundkonzepts der topologischen Struktur einer hybriden sternförmigen/kaskadierten Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung weist das als Beispiel dienende verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem 100 beispielsweise auf: eine Haupteinheit 101, mehrere Ferneinheiten, die eine erste kaskadierte Kette von Ferneinheiten 102, eine individuelle Ferneinheit 103 und eine zweite kaskadierte Kette von Ferneinheiten 104 einschließen, sowie die erste Erweiterungseinheit 105 und die zweite Erweiterungseinheit 106. Mehrere drahtlose Kommunikationsnetze 120, einschließlich (jedoch ohne Einschränkung auf diese) iDEN-, Zellular-, PCS-, Funkruf- und WLAN-Basisstationen (BTS), sind durch ein RF-Signalübertragungsmittel 121 (in der Art von einem oder mehreren RF-Koaxialkabeln) mit der Haupteinheit 101 verbunden. Die Haupteinheit 101 ist wiederum durch mehrere primäre optische Fasern 107-1 bis 107-N mit mehreren Ferneinheiten und Erweiterungseinheiten verbunden, einschließlich durch die primäre optische Faser 107-1 mit der ersten kaskadierten Kette von Ferneinheiten 102 und durch die primäre optische Faser 107-N mit der ersten Erweiterungseinheit 105. (Die Ferneinheiten, die durch andere Elemente der primären optischen Fasern 107-1 bis 107-N mit der Haupteinheit 101 verbunden sind, sind in 1 nicht dargestellt). Die erste Erweiterungseinheit 105 ist ferner durch eine erste sekundäre optische Faser 108 mit der individuellen Ferneinheit 103 verbunden, durch eine zweite sekundäre optische Faser 109 mit der zweiten kaskadierten Kette von Ferneinheiten 104 und eine dritte sekundäre optische Faser 110 mit der zweiten Erweiterungseinheit 106 verbunden. (Die zweite Erweiterungseinheit 106 kann ebenso mit zusätzlichen Ferneinheiten und Erweiterungseinheiten verbunden sein, die in 1 nicht dargestellt sind).
  • Dabei verwendet das verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem 100 gemäß der vorliegenden Erfindung eine hybride sternförmige/kaskadierte Architektur zum Verbinden einer Haupteinheit mit mehreren über das System verteilten Ferneinheiten. Die Implementation von einer oder mehreren Erweiterungseinheiten stellt ferner eine hierarchische Struktur bereit, bei der die Erweiterungseinheiten jeweils als ein Zwischen-Hub dienen und dadurch eine Vielzahl von Ferneinheiten (in individuellen und kaskadierten Formen) in einer verzweigten "baumartigen" Struktur mit der Haupteinheit verbinden. Diese neuartige Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen modularen, flexiblen und wirksamen Weg zum Transportieren und Verteilen der Mehrband-Drahtloskommunikationssignale bereit, was in einer Umgebung in geschlossenen Gebäuden besonders wirksam ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt das drahtlose Kommunikationsnetz 120 Funkruf-, Zellular-, PCS-, UMTS-, GSM-, CDMA-, TDD-, FDMA-, GPS-, EDGE-, W-CDMA-, Bluetooth-, WLAN-(Weitbereichsdaten)- und LAN-(Lokalbereichsdaten)-Netze und dergleichen ein, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Einige dieser Downlink-RF-Signale, die von diesen Drahtlosnetzen übertragen werden, sind Frequenzduplexsignale (FDD-Signale), so dass Downlink- und Uplink-RF-Signale in der Frequenz getrennt sind, während andere Zeitduplexsignale (TDD-Signale) sind, so dass sich Downlink- und Uplinksignale das gleiche Frequenzband teilen, jedoch zeitmultiplexiert sind.
  • Die 2A–2B zeigen zwei Flussdiagramme, welche ein als Beispiel dienendes erfindungsgemäßes Verfahren zum Verteilen der Mehrband-Drahtloskommunikationssignale auf der Downlink-Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutern. In 2A ist eine als Beispiel dienende Downlink-Operation an einer Haupteinheit als ein Beispiel zum Erläutern des allgemeinen Prinzips der vorliegenden Erfindung dargestellt. Mehrere Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern werden in Schritt 201 an der Haupteinheit empfangen, wobei jeder der Downlink-RF-Sätze eine Sammlung von Downlink-RF-Signalen in einem gegebenen Downlink-Frequenzband ist, die von einem der Drahtloskommunikationsnetze übertragen werden. Die empfangenen Downlink-RF-Sätze werden dann in Schritt 202 zu einem kombinierten Downlink-RF-Signal kombiniert. Das kombinierte Downlink-RF-Signal wird anschließend in Schritt 203 in mehrere Downlink-RF-Teile zerlegt, so dass jeder der Downlink-RF-Teile in der Hinsicht im Wesentlichen eine "Kopie" des kombinierten Downlink-RF-Signals ist, dass er die Downlink-RF-Signale von allen Downlink-RF-Sätzen enthält. Die Downlink-RF-Teile werden dann in Schritt 204 in einer Eins-zu-eins-Entsprechung in optische Downlinksignale umgewandelt, die anschließend in Schritt 205 durch optische Fasern zu mehreren Ferneinheiten und einer oder mehreren Erweiterungseinheiten übertragen werden.
  • 2B zeigt eine als Beispiel dienende Downlink-Operation an einer als Beispiel dienenden Ferneinheit X als Beispiel zur Erläuterung des allgemeinen Prinzips der vorliegenden Erfindung. Ein übertragenes optisches Downlinksignal wird in Schritt 221 in einen übertragenen Downlink-RF-Teil umgewandelt. Der übertragene Downlink-RF-Teil wird dann in Schritt 222 nach dem Frequenzband in mehrere Downlink-RF-Gruppen zerlegt, wobei jede Downlink-RF-Gruppe Downlink-RF-Signale in einem Downlink-Frequenzband enthält. (In dem Fall, in dem es benachbarte/verflochtene Frequenzbänder gibt, kann eine Downlink-RF-Gruppe, abhängig von der Implementation, Downlink-RF-Signale in Frequenzbändern enthalten, die einem oder mehreren der Downlink-RF-Sätze entsprechen.) Anschließend wird in Schritt 223 eine individuelle Downlinksignal-Konditionierung an jeder der Downlink-RF-Gruppen ausgeführt, wobei die Downlinksignal-Konditionierung einen oder mehrere Schritte der RF-Verstärkung, Verstärkungseinstellung und RF-Filterung enthält. Ein Vorteil des Ausführens einer getrennten Verstärkung an jeder der Downlink-RF-Gruppen besteht darin, dass nichtlineare Intermodulationsprodukte unter den Downlink-RF-Gruppen verhindert werden können. Die individuellen konditionierten Downlink-RF-Gruppen werden dann kombiniert und in Schritt 224 zu einer oder mehreren für die Ferneinheit X dedizierten Downlink-Antennen gesendet. Es sei bemerkt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung jede Ferneinheit in RF-Kommunikation mit mindestens einer Downlink-Antenne steht, die dediziert ist, um die von der Ferneinheit gesendeten Downlink-RF-Signale zu behandeln. Zusätzlich ist es möglich, Downlink-RF-Signale durch Betätigen eines RF-Schaltmittels in einem TDD-Frequenzband zu einer getrennten TDD-Antenne zu senden, wie in Schritt 225 erwähnt wurde, während die Downlink-RF-Signale in allen anderen Frequenzbändern (welche FDD-Protokolle unterstützen) zu einer Downlink-Antenne gesendet werden. Beispielsweise wird die Betätigung des RF-Schaltmittels durch Erfassen des Leistungspegels der Downlink-TDD-Signale erreicht, wobei, wenn den Downlink-TDD-Signalen ein erheblicher Leistungspegel zugeordnet ist, das RF-Schaltmittel betätigt wird, um zu senden, während das RF-Schaltmittel andernfalls aktiviert wird, um zu empfangen. (Es sei bemerkt, dass die Downlink-TDD-Signale alternativ zusammen mit den Downlink-RF-Signalen in anderen Downlink-FDD-Frequenzbändern zur Downlink-Antenne gesendet werden können und dass die Uplink-TDD-Signale alternativ zusammen mit den Uplink-RF-Signalen in anderen Uplink-FDD-Frequenzbändern von der Uplink-Antenne empfangen werden können, indem geeignete RF-Schalter und RF-Leistungserfassungsmittel in einer Ferneinheit implementiert werden.)
  • 2A weist weiter einen Schritt 211 zum Ausführen einer ersten Globalfrequenzumsetzung an einem oder mehreren Downlink-RF-Sätzen auf, um die Downlink-RF-Sätze in disjunkte Frequenzbänder einzugeben, die ausreichend weit getrennt sind, um kostengünstige RF-Filtermittel zum Trennen dieser Frequenzbänder in Downlink-RF-Gruppen zu ermöglichen. Demgemäß weist 2B ferner einen Schritt 231 zum Ausführen einer zweiten Globalfrequenzumsetzung an einer oder mehreren Downlink-RF-Gruppen an einer Ferneinheit X auf, welche im Wesentlichen die Wirkung der ersten Globalfrequenzumsetzung aufhebt und dadurch die Downlink-RF-Signale wieder in ihre ursprünglichen Downlink-Frequenzbänder eingibt. Zusätzlich können an einer oder mehreren Downlink-RF-Gruppen an der Ferneinheit X erste und zweite Lokalfrequenzumsetzungen ausgeführt werden, wie in den Schritten 232 und 233 angegeben ist, wodurch die Downlinksignal-Konditionierung (beispielsweise RF-Filterung und RF-Verstärkung) an diesen Downlink-RF-Gruppen in einem oder mehreren Zwischenfrequenzbändern wirksamer ausgeführt werden kann.
  • 2A weist weiter einen Schritt 212 zum Injizieren eines Kalibrierungstons zur Ausführung einer Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung auf, wodurch für jede Downlink-RF-Gruppe eine vorgeschriebene Verstärkung festgelegt wird. Die Ende-zu-Ende-Kalibrierung für eine spezifische Downlink-RF-Gruppe wird durch Senden des Kalibrierungstons, der auf eine Frequenz innerhalb des Frequenzbands der zu kalibrierenden Downlink-RF-Gruppe gesetzt ist, von der Haupteinheit zu den Ferneinheiten erreicht. An jeder der Ferneinheiten durchläuft der kalibrierte Ton einen spezifischen Downlink-RF-Weg, der der zu kalibrierenden Downlink-RF-Gruppe entspricht. Der Downlink-RF-Weg enthält verschiedene RF-Verstärker, Verstärkungseinstellelemente und RF-Filter zum Ausführen einer Downlinksignal-Konditionierung. Die Stärke des kalibrierten Tons wird am Ende des Downlink-RF-Wegs gemessen. Diese Messung stellt ein Maß für die Systemverstärkung über den gesamten Weg von der Haupteinheit, über den spezifischen Downlink-RF-Weg, bis zum Punkt der Ferneinheit bereit, wo die Downlink-RF-Signale leicht zur Downlink-Antenne gesendet werden. Auf der Grundlage dieser Messung kann die Verstärkung der Downlink-RF-Gruppe in den Ferneinheiten so eingestellt werden, dass die Systemverstärkung auf ein genaues, vorgeschriebenes Niveau gesetzt wird. Der Prozess wird für jede der Downlink-RF-Gruppen wiederholt.
  • Zum Aufrechterhalten der vorgeschriebenen Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen über Temperaturänderungen und andere Wirkungen weist 2A ferner einen Schritt 213 zum Injizieren eines Downlink-Verstärkungsregelsignals in der Art eines Pilot- oder Frequenzumtast-(FSK)-Signals in jeden der Downlink-RF-Teile vor Schritt 204 auf. Das Downlink-Verstärkungsregelsignal wird auf eine Frequenz außerhalb jedes der Downlink-Frequenzbänder (und der frequenzumgesetzten Bänder) gesetzt. Demgemäß weist 2B ferner einen Schritt 234 zum Erfassen und damit Verwenden des Downlink-Verstärkungsregelsignals zum Halten der Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen auf dem vorgeschriebenen Pegel auf. (Beispielsweise kann, unmittelbar nachdem die Ende-zu-Ende-Kalibrierung für jede der Downlink-RF-Gruppen stattgefunden hat, der Leistungspegel des Pilotsignals an jeder Ferneinheit gemessen werden. Diese Messung legt fest, was der gewünschte Leistungspegel des Pilotsignals sein sollte, wenn die Systemverstärkung auf den vorgeschriebenen Pegel gesetzt wird.) Anschließend überwacht im Laufe des Normalbetriebs jede Ferneinheit kontinuierlich (oder periodisch) den Leistungspegel des zu ihr gesendeten Pilotsignals und stellt die Verstärkung ein, um den Leistungspegel des Pilotsignals auf dem gewünschten Wert zu halten. Weil die Verstärkung für jede Downlink-RF-Gruppe zunächst durch die Ende-zu-Ende-Kalibrierung festgelegt wird, wird sie anschließend in Bezug auf die korrigierte Systemverstärkung durch die Verwendung des Pilotsignals aufrechterhalten.
  • Die 2C–2D zeigen zwei Flussdiagramme, in denen ein als Beispiel dienendes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Übertragen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen auf der Uplink-Verbindung dargestellt ist. In 2C ist eine als Beispiel dienende Uplink-Operation bei der in 2B beschriebenen als Beispiel dienenden Ferneinheit X zum weiteren Erläutern des allgemeinen Prinzips der vorliegenden Erfindung dargestellt. Mehrere Uplink-RF-Signale in mehreren Uplink-Frequenzbändern werden zuerst in Schritt 251 von einer Uplink-Antenne an der Ferneinheit X empfangen. (Wie auf der Downlink-Verbindung steht jede Ferneinheit in RF-Kommunikation mit mindestens einer Uplink-Antenne, die dediziert ist, um Uplink-RF-Signale zu behandeln.) Zusätzliche Uplink-RF-Signale im TDD-Frequenzband können getrennt von einer TDD-Antenne an der Ferneinheit X empfangen werden, indem ein RF-Schalter betätigt wird, wie bei 257 angegeben ist. Die empfangenen Uplink-RF-Signale werden dann in Schritt 252 nach dem Frequenzband in mehrere Uplink-RF-Gruppen aufgeteilt. Eine individuelle Uplinksignal-Konditionierung wird anschließend in Schritt 253, der einen oder mehrere Schritte des RF-Verstärkens, Einstellens der Verstärkung und RF-Filterns aufweist, an jeder der Uplink-RF-Gruppen ausgeführt. Die individuell konditionierten Uplink-RF-Gruppen werden dann in Schritt 254 zu einem Uplink-RF-Teil kombiniert, der in Schritt 255 weiter in ein optisches Uplinksignal umgewandelt wird. Das optische Uplinksignal wird dann in Schritt 256 zur Haupteinheit (oder einer Erweiterungseinheit) gesendet. Dabei werden mehrere optische Uplinksignale, die mehreren Uplink-RF-Teilen entsprechen, optisch von den Ferneinheiten zur Haupteinheit übertragen.
  • 2D zeigt eine als Beispiel dienende Uplink-Operation an der in 2A beschriebenen Haupteinheit als ein Beispiel zum weiteren Erläutern des allgemeinen Prinzips der vorliegenden Erfindung. Die zur Haupteinheit übertragenen optischen Uplinksignale werden zuerst in Schritt 271 zu den Uplink-RF-Teilen zurückgewandelt. Die Uplink-RF-Teile werden dann in Schritt 272 zu einem kombinierten Uplink-RF-Signal kombiniert, das anschließend in Schritt 273 zu den Drahtloskommunikationsnetzen gesendet wird.
  • In 2C werden ferner eine erste und eine zweite Uplink-Lokalfrequenzumsetzung an einer oder mehreren Uplink-RF-Gruppen ausgeführt, wie in den Schritten 261 und 262 angegeben ist, um die Uplinksignal-Konditionierung an diesen Uplink-RF-Gruppen wirksamer in einem oder mehreren Zwischenfrequenzbändern auszuführen. Um die Verstärkung für jedes der Uplink-Frequenzbänder auf einem gewünschten Pegel zu halten, weist 2C ferner Schritt 263 zum Injizieren eines Verstärkungsregelsignals (beispielsweise eines Pilot- oder FSK-Signals) in den Uplink-RF-Teil vor Schritt 255 auf. Dementsprechend weist 2D ferner Schritt 281 zum Erfassen und damit Verwenden des Verstärkungsregelsignals auf, um die gewünschte Verstärkung für jedes der Uplink-Frequenzbänder an der Haupteinheit aufrechtzuerhalten.
  • Auf 2B zurück verweisend sei bemerkt, dass Schritt 235 das Umlenken eines Bruchteils des übertragenen Downlink-RF-Teils zu anderen Ferneinheiten vor Schritt 222 nach sich zieht. Ein solcher Prozess findet bei Anwendungen statt, wo sich die Ferneinheit X in einer kaskadierten Kette von Ferneinheiten befindet (in der Art der ersten kaskadierten Kette von Ferneinheiten 102 in 1). Ähnlich weist 2C ferner Schritt 264 zum Übertragen zusätzlicher Uplink-RF-Signale von anderen Ferneinheiten und zum Kombinieren dieser zusätzlichen Uplink-RF-Signale mit dem Uplink-RF-Teil vor Schritt 255 auf. Dieser Prozess geschieht auch in Situationen, in denen die Ferneinheit X mit anderen Ferneinheiten kaskadiert ist.
  • Fachleute werden verstehen, dass die als Beispiel dienenden Ausführungsformen aus den 2A–2D nur einen von vielen Wegen zum Transportieren und Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung darstellen. Verschiedene Änderungen, Substitutionen und Modifikationen können daran vorgenommen werden, ohne vom Prinzip und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Weiter können alternative Mittel und Verfahren entwickelt werden, um die vorgesehenen Funktionen in einer wirksamen/gleichwertigen Weise auszuführen. Fachleute können ein bestimmtes Verfahren zum Verteilen von Mehrband-Drahtloskommunikationssignalen gemäß der vorliegenden Erfindung entwickeln, um einer gegebenen Anwendung am besten zu dienen.
  • Die folgenden Darstellungen und die folgende Beschreibung stellen als Beispiel dienende Ausführungsformen der Haupteinheit, der Ferneinheiten und der Erweiterungseinheiten bereit, die in 1 dargestellt und in den 2A–2D beschrieben sind.
  • 3A zeigt eine als Beispiel dienende Ausführungsform einer Haupteinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Auf dem Downlink-Weg weist die Haupteinheit 300 auf: eine Downlink-RF-Schnittstelle 301 zum Empfangen mehrerer Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern von mehreren Drahtloskommunikationsnetzen, ein Frequenzumsetzungsmittel einschließlich eines ersten Globaltonmischers 305 (mit einem Globaltongenerator 315 gekoppelt) zum Ausführen einer ersten Globalfrequenzumsetzung an einem oder mehreren Downlink-RF-Sätzen, einen Downlink-RF-Kombinierer 302 zum Kombinieren der empfangenen Downlink-RF-Sätze zu einem kombinierten Downlink-RF-Signal, einen RF-Schalter 303, der mit einem Verstärkungskalibrierungsmittel in Form eines Kalibrierungstongenerators 304 gekoppelt ist, um eine Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung auszuführen, einen Downlink- RF-Teiler 306 zum Zerlegen des kombinierten Downlink-RF-Signals in mehrere Downlink-RF-Teile, mehrere Downlink-RF-Verstärker 307-1 bis 307-N zum Verstärken der Downlink-RF-Teile, mehrere Downlink-Verstärkungsregelsignal-Kombinierer 308-1 bis 308-N zum Injizieren eines Verstärkungsregelsignals (in der Art eines Pilotsignals) in jeden der Downlink-RF-Teile und mehrere RF/Licht-Wandler 309-1 bis 309-N zum Umwandeln der Downlink-RF-Teile zusammen mit den injizierten Pilotsignalen in optische Downlinksignale, die anschließend durch mehrere optische Downlink-Fasern 310-1 bis 310-N zu Ferneinheiten gesendet werden. Es sei bemerkt, dass der Downlink-RF-Teiler 306 effektiv zu mehreren Downlink-RF-Wegen 311-1 bis 311-N führt, die jeweils einen Downlink-RF-Verstärker, einen Downlink-Verstärkungsregelsignal-Kombinierer, gefolgt von einem RF/Licht-Wandler, aufweisen.
  • Der RF-Schalter 303 dient dazu, die vorstehend beschriebene Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung zu erleichtern. Wenn eine Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung zunächst für jede der Downlink-RF-Gruppen ausgeführt wird (oder wenn keine Downlink-RF-Signale gesendet werden), schaltet der RF-Schalter 303 zum Kalibrierungstongenerator 304 um, um zu ermöglichen, dass der Kalibrierungston durchgelassen wird und weiter entlang mehreren Downlink-RF-Wegen 311-1 bis 311-N zerlegt wird. Die Frequenz des Kalibrierungstons wird so eingestellt, dass sie innerhalb des Frequenzbands einer spezifischen zu kalibrierenden Downlink-RF-Gruppe liegt. Der Kalibrierungston wird zu den Ferneinheiten gesendet, wo er gemessen wird und die Verstärkung für die spezifische Downlink-RF-Gruppe dementsprechend auf einen vorgeschriebenen Pegel gesetzt wird. Nachdem die Ende-zu-Ende-Kalibrierung für jede der Downlink-RF-Gruppen ausgeführt wurde, schaltet der RF-Schalter 303 zurück, um den Downlink-RF-Kombinierer 302 mit dem Downlink-RF-Teiler 306 zu verbinden, wodurch das Durchlassen der Downlink-RF-Signale während des Normalbetriebs ermöglicht wird.
  • Auf dem Uplink-Weg weist die Haupteinheit 300 auf: mehrere Licht/RF-Wandler 321-1 bis 321-N zum Umwandeln mehrerer optischer Uplinksignale, die durch mehrere optische Uplink-Fasern 320-1 bis 320-N zur Haupteinheit übertragen wurden, in mehrere Uplink-RF-Teile, mehrere Uplink-RF-Teilerelemente 327-1 bis 327-N zum Extrahieren eines Verstärkungsregelsignals in der Art eines Pilotsignals von jedem der Uplink-RF-Teile, mehrere Uplink-Verstärkungsregelelemente 322-1 bis 322-N zur Verwendung des extrahierten Verstärkungsregelsignals zur Einstellung der Verstärkung von jedem der Uplink-RF-Teile, mehrere Uplink-RF-Verstärker 323-1 bis 323-N zum Verstärken der Uplink-RF-Teile, einen Uplink-RF-Kombinierer 324 zum Kombinieren der Uplink-RF-Teile zu einem kombinierten Uplink-RF-Signal und eine Uplink-RF-Schnittstelle 325 zum Senden des kombinierten Uplink-RF-Signals zu den Drahtloskommunikationsnetzen. Dabei gibt es effektiv mehrere Uplink-RF-Wege 326-1 bis 326-N, die am Uplink-RF-Kombinierer 324 konvergieren, wobei jeder der Uplink-RF-Wege einen Licht/RF-Wandler, ein Uplink-RF-Teilerelement, ein Uplink-Verstärkungsregelelement und einen RF-Verstärker aufweist. Zusätzlich können weiter RF-Signalkonditionierungselemente (wie RF-Filter) in jedem der Uplink-RF-Wege implementiert sein.
  • 3B zeigt eine als Beispiel dienende Ausführungsform einer Ferneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Auf dem Downlink-Weg umfasst die Ferneinheit 390: einen Downlink-Licht/RF-Wandler 351, der ein von einer optischen Downlink-Faser 367 übertragenes optisches Downlinksignal in einen übertragenen Downlink-RF-Teil umwandelt (der ein Verstärkungsregelsignal in der Art eines Pilotsignals aufweisen kann), einen Downlink-RF-Verstärker 352 zum Verstärken des übertragenen Downlink-RF-Teils, ein Downlink-RF-Teilerelement 364 zum Extrahieren eines Verstärkungsregelsignals in der Art eines Pilotsignals, ein Downlink-Verstärkungsregelelement 353 zum Verwenden des extrahierten Verstärkungsregelsignals zur Ausführung einer Verstärkungseinstellung, eine Downlink- Teiler-Filter-Baugruppe 354 in Form mehrerer Downlink-RF-Filter 354-1 (für das Frequenzband-1) bis 354-N (für das TDD-Frequenzband) zum Zerlegen des Downlink-RF-Teils in mehrere Downlink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband und mehrere Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen 355-1 bis 355-N zur Ausführung einer individuellen Downlinksignal-Konditionierung (beispielsweise RF-Verstärkung und RF-Filterung) an jeder der Downlink-RF-Gruppen. Der Rest der Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen steht in RF-Kommunikation mit einer Downlink-Filter-Kombinier-Baugruppe 395, welche die individuellen konditionierten Downlink-RF-Gruppen zu einem Downlink-RF-Sendesignal kombiniert, das zu einer Downlink-Antenne 356 zu senden ist. Es sei bemerkt, dass die Downlink-Antenne 356 für die Behandlung der Downlink-RF-Signale in allen anderen Downlink-(FDD)-Frequenzbändern (außer dem TDD-Band), die von der Ferneinheit 390 gesendet werden, dediziert ist.
  • Gemäß der Ausführungsform aus 3B hat jedes der konstituierenden RF-Filter in der Downlink-Teiler-Filter-Baugruppe 354 ein charakteristisches Frequenzdurchlassband, so dass RF-Signale in einem ausgewählten Frequenzband durchgelassen werden und RF-Signale in allen anderen Frequenzbändern herausgefiltert werden. Jede Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppe weist im Allgemeinen einen oder mehrere RF-Verstärker, Verstärkungsregelelemente und RF-Filter, wie durch die Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen 355-M und 355-N beispielhaft angegeben ist, auf. Die Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppe 355-1 weist ferner einen zweiten Globaltonmischer 360 (der mit einem Globaltongenerator 365 gekoppelt ist) auf, um eine zweite Globalfrequenzumsetzung auszuführen, die im Wesentlichen die Wirkungen der ersten Globalfrequenzumsetzung aufhebt, welche an den Downlink-RF-Signalen im Frequenzband-1 an der Haupteinheit 300 aus 3A ausgeführt wird. (Anmerkung: Der Globaltongenerator 365 in der Ferneinheit 350 aus 3B gleicht im Wesentlichen dem Globaltongenerator 315 in der Haupteinheit 300 aus 3A. Alternativ kann das vom Globaltongenerator 315 in der Haupteinheit 300 aus 3A erzeugte Globaltonsignal zu jeder der Ferneinheiten in dem System gesendet werden und beispielsweise mit dem Globaltonmischer 360 in der Ferneinheit 390 gekoppelt werden. Ferner bildet die Kombination des ersten Globaltonmischers 305 in der Haupteinheit 300 aus 3A und des zweiten Globaltonmischers 360 in der Ferneinheit 390 aus 3B eine Ausführungsform eines Frequenzumsetzungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung.) Die Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppe 355-2 weist ferner einen ersten und einen zweiten Downlink-Lokaltonmischer 361, 362 (mit einem Downlink-Lokaltongenerator 363 gekoppelt) auf, um eine erste und eine zweite Lokalfrequenzumsetzung an den Downlink-RF-Signalen im Frequenzband-2 auszuführen und dadurch zu ermöglichen, dass die Downlinksignal-Frequenzkonditionierung (in der Art der RF-Verstärkung und RF-Filterung) an diesen RF-Signalen wirksamer in einem Zwischenfrequenzband ausgeführt wird. (Anmerkung: Die Kombination aus dem ersten Downlink-Lokaltonmischer 361 und dem zweiten Downlink-Lokaltonmischer 362 bildet eine andere Ausführungsform des Frequenzumsetzungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung.)
  • Auf dem Uplink-Weg weist die Ferneinheit 390 auf: eine Uplink-Teiler-Filter-Baugruppe 396 zum Zerlegen mehrerer Uplink-RF-Signale in mehreren Uplink-Frequenzbändern in mehrere Uplink-RF-Gruppen nach dem Frequenzband, mehrere Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppen 372-1 bis 372-N zum Ausführen einer individuellen Uplinksignal-Konditionierung an jeder der Uplink-RF-Gruppen, eine Uplink-Filter-Kombinier-Baugruppe 373 zum Kombinieren der Uplink-RF-Gruppen zu einem Uplink-RF-Teil, ein Uplink-RF-Kombinationselement 374 zum Kombinieren eines Uplink-Verstärkungsregelsignals in der Art eines Pilotsignals mit dem Uplink-RF-Teil, einen Uplink-RF-Verstärker 375 zum Verstärken des Uplink-RF-Teils (zusammen mit dem injizierten Pilotsignal) und einen Uplink-RF/Licht-Wandler 376 zum Umwandeln des Uplink-RF-Teils (zusammen mit dem injizierten Pilotsignal) in ein optisches Uplinksignal, welches anschließend durch eine optische Uplink-Faser 377 zur Haupteinheit 300 aus 3A (oder einer nicht dargestellten Erweiterungseinheit) gesendet wird.
  • Gemäß der Ausführungsform aus 3B steht die Uplink-Teiler-Filter-Baugruppe 396 in RF-Kommunikation mit einer Uplink-Antenne 370, die für den Empfang von Uplink-RF-Signalen in allen Uplink-Frequenzbändern dediziert ist. Jedes der konstituierenden Uplink-RF-Filter in der Uplink-Teiler-Filter-Baugruppe 396 ist durch ein gesondertes Frequenzdurchlassband gekennzeichnet, so dass Uplink-RF-Signale in einem ausgewählten Uplink-Frequenzband durchgelassen werden und RF-Signale in allen anderen Frequenzbändern blockiert werden. Jede Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppe weist im Allgemeinen einen oder mehrere RF-Verstärker und RF-Filter auf. Die Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppe 372-M weist ferner einen ersten und einen zweiten Uplink-Lokaltonmischer 381, 382 (mit einem Uplink-Lokaltongenerator 383 gekoppelt) zum Ausführen einer ersten und einer zweiten Uplink-Lokalfrequenzumsetzung an den Uplink-RF-Signalen im Uplink-Frequenzband-M auf, wodurch ermöglicht wird, dass die Uplinksignal-Konditionierung (in der Art der RF-Filterung und der RF-Verstärkung) an diesen Uplinksignalen in einem Zwischenfrequenzband wirksamer ausgeführt wird. (Anmerkung: Die Kombination aus dem ersten Uplink-Lokaltonmischer 381 und dem zweiten Uplink-Lokaltonmischer 382 stellt auch eine Ausführungsform eines Frequenzumsetzungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung dar.)
  • In der Ferneinheit 390 sind an Stelle der Verwendung einer getrennten TDD-Antenne ein Downlink-RF-Schalter 391 und ein Uplink-RF-Schalter 392 in der Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppe 355-N bzw. der Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppe 372-N implementiert. Der Downlink-RF-Schalter 391 und der Uplink-RF-Schalter 392 sind ferner mit einem Downlink-Leistungserfassungselement 393 verbunden, das mit der Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppe 355-N gekoppelt ist, um den Leistungspegel der Downlink-TDD-Signale zu erfassen. In diesem Fall ist eine Downlink-Filter-Kombinier-Baugruppe 395 mit allen Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen 355-1 bis 355-N gekoppelt und steht ferner in RF-Kommunikation mit der Downlink-Antenne 356. Eine Uplink-Teiler-Filter-Baugruppe 396, die in RF-Kommunikation mit der Uplink-Antenne 370 steht, ist mit allen Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppen 372-1 bis 372-N gekoppelt. Beim Betrieb bewirkt das Downlink-Leistungserfassungselement 393 nach dem Erfassen eines erheblichen Leistungspegels in Zusammenhang mit den Downlink-TDD-Signalen, dass der Downlink-RF-Schalter 391 geschlossen wird (während der Uplink-RF-Schalter 392 offen gelassen wird), wodurch ermöglicht wird, dass die Downlink-TDD-Signale zusammen mit den Downlink-FDD-RF-Signalen in anderen Downlink-Frequenzbändern zur Downlink-Antenne 356 gesendet werden. Falls umgekehrt keine Leistung auf dem Downlink-TDD-Weg erfasst wird, hält das Downlink-Leistungserfassungselement 393 den Uplink-RF-Schalter 392 geschlossen (während der Downlink-RF-Schalter 391 offen gelassen wird), wodurch ermöglicht wird, dass die Uplink-TDD-Signale zusammen mit den Uplink-FDD-RF-Signalen in anderen Uplink-Frequenzbändern von der Uplink-Antenne 370 empfangen werden. Ein Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass einige TDD-Protokolle das Senden und den Empfang von TDD-Signalen vom selben Ort fordern, um die gleichen RF-Ausbreitungseigenschaften sowohl für Uplink- als auch für Downlink-TDD-Signale zu gewährleisten.
  • Gemäß der Ausführungsform aus 3B werden dadurch, dass getrennte Uplink- und Downlink-Antennen bereitgestellt werden, nicht nur das Senden und der Empfang von (FDD) RF-Signalen in mehreren RF-Bändern vereinfacht, sondern auch ermöglicht, dass der Empfang von Uplink-RF-Signalen und das Senden von Downlink-RF-Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung räumlich getrennt werden. Eine solche räumliche Trennung erzeugt einen Ausbreitungsverlust zwischen der Sendeantenne (Downlink-Antenne) und der Empfangsantenne (Uplink-Antenne), was dabei hilft, die empfindlichen Uplink-Empfänger davor zu schützen, durch starke Downlink-RF-Signale und/oder durch Downlink-Intermodulationsprodukte, die in eines oder mehrere Uplink-Frequenzbänder fallen, unempfindlich gemacht zu werden.
  • Die Ferneinheit 390 weist ferner auf: einen Downlink-RF/Licht-Wandler 363 zum Umwandeln eines Bruchteils des vom Downlink-RF-Teilerelement 364 abgezweigten übertragenen Downlink-RF-Teils in ein optisches Signal, das durch eine erste optische Hilfsfaser 368 zu anderen Ferneinheiten zu senden ist. Es gibt auch einen Uplink-Licht/RF-Wandler 384 zum Umwandeln von anderen Ferneinheiten durch eine zweite optische Hilfsfaser 378 gesendeter zusätzlicher optischer Uplinksignale in zusätzliche Uplink-RF-Signale, die dann durch das Uplink-RF-Kombinationselement 374 mit dem Uplink-RF-Teil (zusammen mit einem Verstärkungsregelsignal in der Art eines Pilotsignals) kombiniert werden. Das kombinierte Uplink-RF-Signal wird dann in ein optisches Uplinksignal umgewandelt, das zur Haupteinheit (oder einer Erweiterungseinheit) zu senden ist.
  • 4A zeigt eine alternative Ausführungsform einer Haupteinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Haupteinheit 400 weist auf: eine Downlink-RF-Schnittstelle 401 zum Empfangen mehrerer Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern von mehreren Drahtloskommunikationsnetzen, einen ersten Globaltonmischer 416 (mit einem Globaltongenerator 415 gekoppelt) zum Ausführen einer ersten Globalfrequenzumsetzung an einem oder mehreren Downlink-RF-Sätzen, einen Downlink-RF-Kombinierer 402 zum Kombinieren der Downlink-RF-Sätze zu einem kombinierten Downlink-RF-Signal, einen Downlink-RF-Verstärker 403 zum Verstärken des kombinierten Downlink-RF-Signals, einen Downlink-Verstärkungsregelsignal-Kombinierer 404 zum Injizieren eines Downlink-Verstärkungsregelsignals in Form eines Pilotsignals in das kombinierte Downlink-RF-Signal, einen Downlink-RF- Teiler 405 zum Zerlegen des kombinierten Downlink-RF-Signals zusammen mit dem injizierten Pilotsignal in mehrere Downlink-RF-Teile und mehrere RF/Licht-Wandler 406-1 bis 406-N auf dem Downlink-Weg. Ein Verstärkungskalibrierungsmittel in Form eines Kalibrierungstongenerators 407 steht in RF-Kommunikation mit dem Downlink-RF-Kombinierer 402, um eine Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung für jede der Downlink-RF-Gruppen auszuführen. Dabei erzeugt der Downlink-RF-Teiler 405 effektiv mehrere Downlink-RF-Wege 408-1 bis 408-N, die jeweils einen RF/Licht-Wandler aufweisen. Überdies können zusätzliche Downlink-RF-Signalkonditionierungselemente, wie RF-Filter, Downlink-Verstärkungseinstellelemente und Frequenzumsetzungselemente, in jedem der Downlink-RF-Wege implementiert sein.
  • Die Haupteinheit 400 weist ferner auf: mehrere Licht/RF-Wandler 421-1 bis 421-N zum Umwandeln mehrerer optischer Uplinksignale in Uplink-RF-Teile, einen Uplink-RF-Kombinierer 422 zum Kombinieren der Uplink-RF-Teile zu einem kombinierten Uplink-RF-Signal, ein Uplink-RF-Teilerelement 427 zum Extrahieren eines Verstärkungsregelsignals in der Art eines Pilotsignals, ein Uplink-Verstärkungsregelelement 423 zur Verwendung des extrahierten Verstärkungsregelsignals zur Ausführung einer Verstärkungseinstellung, einen Uplink-RF-Verstärker 424 zum Verstärken des kombinierten Uplink-RF-Signals und eine Uplink-RF-Schnittstelle 425 zum Senden des kombinierten Uplink-RF-Signals zu den Drahtloskommunikationsnetzen. Dabei konvergieren mehrere Uplink-RF-Wege 426-1 bis 426-N an dem Uplink-RF-Kombinierer 422, wobei jeder Uplink-RF-Weg einen Licht/RF-Wandler aufweist. Zusätzliche Uplink-RF-Signalkonditionierungselemente (wie RF-Filter) können ferner in jedem der Uplink-RF-Wege implementiert sein.
  • Ein bemerkenswertes Merkmal der Ausführungsform aus 4A besteht darin, dass jedes optische Downlinksignal durch ein Wellenlängenmultiplexfilter (WDM-Filter) mit einem optischen Uplinksignal gepaart wird. Auf diese Weise wird eine einzige optische Faser an Stelle eines Paars von Fasern verwendet, um sowohl optische Uplinksignale als auch optische Downlinksignale zu unterstützen. Beispielsweise werden ein erstes optisches Downlinksignal, das aus dem ersten Downlink-RF-Weg 408-1 austritt, und ein erstes optisches Uplinksignal, das zum ersten Uplink-RF-Weg 426-1 zu lenken ist, durch das erste WDM-Filter 411 verbunden, das optisch mit einer ersten optischen Faser 410 verbunden ist. Ebenso werden ein N-tes optisches Signal, das aus einem Downlink-RF-Weg 408-N austritt, und ein N-tes optisches Uplinksignal, das zu einem Uplink-RF-Weg 426-N zu lenken ist, durch ein zweites WDM-Filter 413 verbunden, das optisch mit der zweiten optischen Faser 412 gekoppelt ist, usw. Ein WDM-Filter ermöglicht es, dass verschiedene optische Wellenlängen über eine einzige optische Faser gesendet/empfangen werden, indem es als ein optischer Frequenzduplexer wirkt. Beispielsweise kann eine grobe WDM mit dem bei einer optischen Downlink-Wellenlänge von 1310 nm gesendeten optischen Downlinksignal und dem bei einer optischen Uplink-Wellenlänge von 1550 nm gesendeten optischen Uplinksignal verwendet werden. Andere optische Wellenlängen können dementsprechend auch verwendet werden.
  • 4B zeigt eine andere Ausführungsform einer Ferneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ferneinheit 450 verwendet die Ausführungsform aus 3B, wie zu Erläuterungszwecken durch ein gestricheltes Kästchen 455 markiert ist, und sie verwendet weiter WDM-Filter zum Senden optischer Downlink- und Uplinksignale entlang einer einzigen optischen Faser. Beispielsweise ist ein erstes WDM-Filter 451 optisch mit einer optischen Downlink-Faser 367 und einer optischen Uplink-Faser 377 gekoppelt, so dass das übertragene optische Downlinksignal und das zu sendende optische Uplinksignal auf eine erste optische Faser 452 multiplexiert (beispielsweise geduplext) werden. Ähnlich ist ein zweites WDM-Filter 453 optisch mit der ersten optischen Hilfsfaser 368 und der zweiten optischen Hilfsfaser 378 gekoppelt, so dass jeweilige optische Downlink- und Uplinksignale, die den Downlink-RF-Signalen, die umzuleiten sind, und den von anderen Ferneinheiten empfangenen zusätzlichen Uplink-RF-Signalen entsprechen, auf eine zweite optische Faser 454 multiplexiert werden.
  • Die 5A–5B zeigen zwei als Beispiel dienende Ausführungsformen einer Erweiterungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. In 5A weist die Erweiterungseinheit 500 eine Downlink-Baugruppe 510 und eine Uplink-Baugruppe 520 auf. Die Downlink-Baugruppe 510 weist auf: einen Downlink-Licht/RF-Wandler 502 zum Umwandeln eines von einer optischen Downlink-Faser 501 übertragenen optischen Downlinksignals in ein RF-Signal, einen Downlink-RF-Verstärker 503 zum Verstärken des RF-Signals, einen Downlink-RF/Licht-Wandler 504 zum Umwandeln des verstärkten RF-Signals zurück in ein verstärktes optisches Signal und einen optischen Teiler 505 zum Zerlegen des verstärkten optischen Signals in mehrere sekundäre optische Signale, die durch mehrere sekundäre Downlink-Fasern 506-1 bis 506-K (K > 1) zu zusätzlichen Ferneinheiten (und/oder einer oder mehreren Erweiterungseinheiten niedriger Ebene) zu senden sind. Die Uplink-Baugruppe 520 weist auf: einen optischen Kombinierer 512 zum Kombinieren mehrerer von mehreren sekundären Uplink-Fasern 511-1 bis 511-J (J > 1) übertragener optischer Uplinksignale zu einem kombinierten optischen Signal, einen Uplink-Licht/RF-Wandler 513 zum Umwandeln des kombinierten optischen Signals in ein kombiniertes RF-Signal, einen Uplink-RF-Verstärker 514 zum Verstärken des kombinierten RF-Signals und einen Uplink-RF/Licht-Wandler 515 zum Umwandeln des verstärkten RF-Signals zurück in ein kombiniertes optisches Uplinksignal, das durch eine optische Uplink-Faser 516 zur Haupteinheit (oder einer Erweiterungseinheit höherer Ebene) zu senden ist.
  • 5B zeigt eine alternative Ausführungsform einer Erweiterungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise weist die Erweiterungseinheit 550 auf: einen Downlink-Licht/RF-Wandler 551 zum Umwandeln eines optischen Downlinksignals in ein RF-Signal, einen Downlink-RF- Verstärker 552 zum Verstärken des RF-Signals, einen Downlink-RF-Teiler 553 zum Zerlegen des verstärkten RF-Signals in mehrere sekundäre RF-Signale und mehrere RF/Licht-Wandler 554-1 bis 554-K (K > 1) zum Umwandeln der sekundären RF-Signale in sekundäre optische Signale auf dem Downlink-Weg. Die Erweiterungseinheit 550 weist weiter auf: mehrere Licht/RF-Wandler 571-1 bis 571-J (J > 1) zum Umwandeln mehrerer optischer Uplinksignale in mehrere Uplink-RF-Signale, einen Uplink-RF-Kombinierer 572 zum Kombinieren der Uplink-RF-Signale zu einem kombinierten RF-Signal, einen Uplink-RF-Verstärker 573 zum Verstärken des kombinierten RF-Signals und einen Uplink-RF/Licht-Wandler 574 zum Umwandeln des verstärkten RF-Signals zurück in ein kombiniertes optisches Uplinksignal.
  • Zusätzlich zum Zerlegen/Kombinieren von RF-Signalen, besteht im Gegensatz zum Zerlegen/Kombinieren optischer Signale gemäß der Ausführungsform aus 5A ein anderes gesondertes Merkmal von 5B darin, dass WDM-Filter implementiert sind, um optische Downlink- und Uplinksignale entlang einer einzigen optischen Faser zu übertragen. Beispielsweise ist ein erstes WDM-Filter 561 optisch mit dem Downlink-Licht/RF-Wandler 551 und dem Uplink-RF/Licht-Wandler 574 gekoppelt, so dass das übertragene optische Downlinksignal und das zu sendende kombinierte optische Uplinksignal auf eine einzige optische Faser 562 multiplexiert (beispielsweise geduplext) sind. Zusätzlich sind mehrere sekundäre WDM-Filter, einschließlich eines ersten sekundären WDM-Filters 563 und eines zweiten sekundären WDM-Filters 564, optisch mit den Downlink-RF/Licht-Wandlern 554-1 bis 554-K und den Uplink-Licht/RF-Wandlern 571-1 bis 571-J auf einer Seite und mit einer Anzahl sekundärer optischer Fasern, einschließlich der ersten sekundären Faser 565 und der zweiten sekundären Faser 566, auf der anderen Seite gekoppelt. Dabei wird jedes Paar aus einem sekundären optischen Downlinksignal und einem sekundären optischen Uplinksignal auf einer einzigen optischen Faser übertragen.
  • Fachleute werden verstehen, dass die vorstehend beschriebenen als Beispiel dienenden Ausführungsformen nur einige von vielen Ausführungsformen der Haupteinheit, der Ferneinheiten und der Erweiterungseinheiten in einem verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Fachleute werden auch verstehen, dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Modifikationen hieran vorgenommen werden können, ohne vom Prinzip und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend kann eine Vielzahl verteilter drahtloser Mehrbandkommunikationssysteme gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung konstruiert werden.
  • Beispielsweise kann gemäß der Ausführungsform aus 3A oder 4A das kombinierte Downlink-RF-Signal an der Haupteinheit zuerst in ein kombiniertes optisches Signal umgewandelt werden, das anschließend durch ein geeignetes optisches Teilermittel, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, in mehrere optische Downlinksignale zerlegt wird. Ebenso können mehrere an der Haupteinheit empfangene optische Uplinksignale zuerst durch ein geeignetes auf dem Fachgebiet bekanntes optisches Kombinationsmittel zu einem kombinierten optischen Signal kombiniert werden, das dann in ein kombiniertes RF-Signal umgewandelt wird, das zu den Drahtloskommunikationsnetzen zu senden ist.
  • Verschiedene RF-Teilermittel, RF-Kombinationsmittel, RF-Filtermittel, RF-Schaltmittel und Frequenzumsetzungsmittel, die in den vorstehenden Ausführungsformen dargestellt wurden, können durch RF-Teiler, RF-Kombinierer, RF-Filter, RF-Schalter, RF-Zirkulatoren, Leistungskombinierer, Duplexer, Triplexer (und andere geeignete Multiplexer), Frequenzmischer und Multiplizierer, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, bereitgestellt werden. Verschiedene optische Fasern sind vorzugsweise einmodige Fasern, wenngleich auch mehrmodige Fasern implementiert werden können, falls dies erwünscht ist. Die Umwandlung zwischen RF-Signalen und optischen Signalen wird typischerweise unter Verwendung der RF-Signale zum Modulieren eines optischen Trägers erreicht. Die Wellenlänge des optischen Trägers bestimmt die Wellenlänge des optischen Signals.
  • Überdies können bei Anwendungen, bei denen mehrere Richtantennen erwünscht sind, mehrere Downlink-Antennen und/oder mehrere Uplink-Antennen jeder der Ferneinheiten in einem verteilten drahtlosen Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zugewiesen werden.
  • Zusätzlich können die gemäß der vorliegenden Erfindung für die Verstärkungsregelung verwendeten Pilotsignale (oder FSK-Signale) verwendet werden, um digitale Kommunikationen zwischen der Haupteinheit und Ferneinheiten herzustellen. Fachleute werden verstehen, dass jedes andere Signal mit einer konstanten Einhüllenden einem Pilotsignal (oder FSK-Signal) funktionell gleichwertig ist. Tatsächlich kann auch ein Signal mit einer nicht konstanten Einhüllenden als ein Verstärkungsregelsignal verwendet werden, falls dies erwünscht ist. (In einem solchen Fall würde die zeitlich gemittelte Leistung des Verstärkungsregelsignals gemessen werden, um seinen Leistungspegel zu schätzen.)
  • Insgesamt wird ein Fachmann wissen, wie eine geeignete Haupteinheit, Ferneinheiten und Erweiterungseinheiten auszulegen sind, um ein verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung für eine gegebene Anwendung zu konstruieren.
  • Das verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung stellt gegenüber den Systemen aus dem Stand der Technik viele Vorteile bereit, welche nachfolgend zusammengefasst werden:
    • 1. Die Verwendung getrennter Downlink- und Uplink-Antennen, die für jede Ferneinheit dediziert sind, stellt einen einfachen und wirksamen Weg zum Senden und Empfangen von RF-Signalen in mehreren Frequenzbändern auf der Downlink- und der Uplink-Verbindung bereit. Eine solche Implementation ist besonders wirksam, wenn mehrere (beispielsweise mehr als zwei) Drahtlosfrequenzbänder, einschließlich verflochtener Bänder (wie Zellular- und iDEN-Bänder), verwendet werden. Überdies wird durch das Bereitstellen getrennter Uplink- und Downlink-Antennen gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass der Empfang von Uplink-RF-Signalen und das Senden von Downlink-RF-Signalen räumlich getrennt werden. Eine solche räumliche Trennung erzeugt einen Ausbreitungsverlust zwischen den Sendeantennen (Downlink-Antennen) und den Empfangsantennen (Uplink-Antennen), was dabei hilft, die empfindlichen Uplink-Empfänger davor zu schützen, durch starke Downlink-RF-Signale und/oder durch Downlink-Intermodulationsprodukte, die in eines oder mehrere Uplink-Frequenzbänder fallen, unempfindlich gemacht zu werden.
    • 2. Durch Trennen der Downlink-(oder Uplink)-RF-Signale entsprechend dem Frequenzband in jeder Ferneinheit werden RF-Signale in verschiedenen Frequenzbändern individuell konditioniert (beispielsweise verstärkt und gefiltert), bevor sie rekombiniert werden, um sie zu einer Downlink-Antenne zu senden.
    • 3. Verschiedene Frequenzumsetzungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bieten viele Vorteile. Erstens ermöglichen es Globalfrequenzumsetzungen durch Anordnen der Downlink-RF-Sätze in disjunkten Frequenzbändern, die ausreichend weit getrennt sind, Downlink-RF-Signale unter Verwendung geeigneter Mittel (wie RF-Filterung) in einer Ferneinheit in Downlink-RF-Gruppen zu zerlegen, so dass diese Downlink-RF-Gruppen individuell konditioniert (beispielsweise gefiltert und verstärkt) werden können, bevor sie zu einer Downlink-Antenne gesendet werden. Die Globalfrequenzumsetzungen können auch wirksam verwendet werden, um die Interferenzwirkungen und Intermodulationsprodukte zwischen verschiedenen Frequenzbändern zu verhindern. Zweitens ermöglichen in einer Ferneinheit ausgeführte Lokalfrequenzumsetzungen, dass die Downlink-(oder Uplink)-RF-Gruppen wirksamer gefiltert werden, indem sie in Zwischenfrequenzbänder eingegeben werden. Beispielsweise liegt im erweiterten GSM-Band Großbritanniens das Downlink- Frequenzband nur 10 MHz über dem Uplink-Frequenzband. Ohne Filtern in einem Zwischenfrequenzband, wie vorstehend beschrieben wurde, wäre es sehr schwierig, zu verhindern, dass das Downlink-Rauschen in dem Uplink-Band auftritt, wodurch die Empfänger auf der Uplink-Verbindung unempfindlich gemacht werden würden. Eine Lokalfrequenzumsetzung des Downlink-Bands in eine niedrigere Frequenz ermöglicht jedoch das kostengünstige Filtern des Downlink-Rauschens, das ansonsten in das Uplink-Band übertragen werden würde. Ein anderer wichtiger Fall besteht darin, dass ohne Globalfrequenzumsetzung das iDEN-Downlink-Band (851–869 MHz) zu nahe bei dem Zellular-Uplink-Band (824–849 MHz) für eine kostengünstige Trennung dieser beiden Frequenzbänder liegen würde, wodurch das Filtern/Verstärken von RF-Signalen in jedem der Frequenzbänder praktisch unmöglich gemacht werden würde. Dabei erleichtern diese Frequenzumsetzungen erheblich den Transport und die Verteilung von Drahtlos-RF-Signalen in mehreren Frequenzbändern, und sie sind besonders wünschenswert, wenn RF-Signale in benachbarten (und/oder verflochtenen) Frequenzbändern behandelt werden.
    • 4. Die Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen wird individuell kalibriert und auf einen vorgeschriebenen Wert festgelegt und weiter über Temperaturänderungen und andere Effekte aufrechterhalten.
    • 5. Die vorliegende Erfindung unterstützt sowohl FDD- als auch TDD-Protokolle in einfacher und flexibler Weise. Die Verwendung eines RF-Schaltmittels zum Koppeln einer TDD-Antenne mit einer Ferneinheit oder die Implementation geeigneter RF-Schalter, die mit einem RF-Leistungserfassungsmittel in einer Ferneinheit gekoppelt sind, ermöglicht einen einfachen und wirksamen Weg zum Senden und Empfangen von TDD-Signalen. Solche Implementationen verhindern, dass das auf der Downlink-Verbindung übertragene Rauschen den Empfang auf der Uplink-Verbindung unempfindlich macht. Dadurch wird auch verhindert, dass starke Downlink-TDD-Signale die empfindliche Empfangsschaltungsanordnung auf der Uplink-Verbindung beschädigen.
    • 6. Die Verwendung einer neuen hybriden sternförmigen/kaskadierten Architektur stellt einen modularen, flexiblen und wirksamen Weg zum Verteilen drahtloser Mehrband-RF-Signale bereit. Eine solche neue Architektur ist in einer Umgebung in geschlossenen Gebäuden besonders wirksam. (Beispielsweise können verschiedene Ferneinheiten auf verschiedenen Stockwerken oder sogar in verschiedenen Zimmern eines Wohngebäudes installiert werden. Wenn ein neues Gebäude in einem Wohnkomplex gebaut wird, kann eine Erweiterungseinheit installiert werden, um die Drahtloskommunikationsabdeckung für das neue Gebäude bereitzustellen, ohne den Gesamtbetrieb des existierenden Systems zu unterbrechen.)
    • 7. Die Verwendung eines Pilot- oder FSK-Signals stellt nicht nur einen wirksamen Weg zum Aufrechterhalten der gewünschten Verstärkung für jede der Downlink-RF-Gruppen (und auch für RF-Signale auf der Uplink-Verbindung) bereit, sondern es kann auch verwendet werden, um eine wirksame Kommunikationsverbindung zwischen der Haupteinheit und den Ferneinheiten einzurichten.
    • 8. Die Verwendung von WDM-Filtern verringert die Anzahl der optischen Fasern, die in dem System einzurichten sind, wodurch die Gesamtstruktur vereinfacht und die Kosten der Einrichtung verringert werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen wirksamen, flexiblen und kostengünstigen Weg zum Transportieren und Verteilen drahtloser Kommunikationssignale in mehreren (benachbarten, verflochtenen oder anderen) Frequenzbändern bereit.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile detailliert beschrieben wurden, ist zu verstehen, dass daran verschiedene Änderungen, Substitutionen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ansprüche bestimmt sein.

Claims (19)

  1. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem (100), das Folgendes umfasst: (a) eine Haupteinheit (300), die Folgendes umfasst: (1) eine Downlink-RF-Schnittstelle (301) zum Empfangen mehrerer Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern, wobei jeder der genannten Downlink-RF-Sätze Downlink-RF-Signale in einem der genannten Downlink-Frequenzbänder enthält; (2) ein Downlink-RF-Kombinationsmittel (302) zum Kombinieren der genannten Downlink-RF-Sätze zu einem kombinierten Downlink-RF-Mehrbandsignal; (3) einen Downlink-RF-Splitter (306) zum Aufspalten des kombinierten Downlink-RF-Mehrbandsignals in mehrere Downlink-RF-Teile; und (4) mehrere RF/Licht-Wandler (309) zum Umwandeln der genannten mehreren Downlink-RF-Teile in mehrere optische Downlink-Signale; (b) mehrere Ferneinheiten (390), die optisch mit der genannten Haupteinheit (300) gekoppelt sind und jeweils Folgendes umfassen: (5) einen Licht/RF-Fernwandler (351) zum Umwandeln eines zugeführten optischen Downlink-Signals in einen zugeführten Downlink-RF-Teil; (6) ein Downlink-Spalt/Filter-Mittel (354) zum Aufspalten des genannten zugeführten Downlink-RF-Teils in mehrere Downlink-RF-Gruppen nach Frequenzband; (7) mehrere Downlinksignal-Konditionierungsbaugruppen (355) zum Ausführen einer individuellen Downlinksignal-Konditionierung an jeder der genannten Downlink-RF-Gruppen; und (8) ein Downlink-Filter/Kombinationsmittel (395) zum Kombinieren der genannten individuell konditionierten Downlink-RF-Gruppen in ein Downlink-RF-Mehrbandsendesignal; und (c) mehrere dedizierte Downlink-Antennen (356), wobei jede der genannten Ferneinheiten (390) in RF-Kommunikation mit wenigstens einer der genannten dedizierten Downlink-Antennen (356) ist, so dass das genannte Downlink-RF-Mehrbandsendesignal zu der genannten wenigstens einen der genannten dedizierten Downlink-Antennen (356) gesendet wird; wobei die genannte wenigstens eine der genannten dedizierten Downlink-Antennen (356) nicht für Uplink-Empfang verwendet wird.
  2. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 1, das ferner Frequenzumsetzungsmittel (305) zum Ausführen einer ersten Frequenzumsetzung an wenigstens einem der genannten Downlink-RF-Sätze aufweist, so dass die genannten Downlink-RF-Sätze in disjunkte Frequenzbänder gesetzt werden, die im Hinblick auf die Frequenz getrennt sind.
  3. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei das genannte Downlink-Spalt/Filter-Mittel (354) die genannten disjunkten Frequenzbänder voneinander zu den genannten Downlink-RF-Gruppen trennt und das genannte Frequenzumsetzungsmittel ferner eine zweite Frequenzumsetzung an wenigstens einer der genannten Downlink-RF-Gruppen in jeder der genannten Ferneinheiten ausführt, so dass die genannten Downlink-RF-Gruppen wieder auf die genannten Downlink-Frequenzbänder zurückgesetzt werden.
  4. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 1, das ferner Frequenzumsetzungsmittel (361, 362) zum Ausführen einer ersten Frequenzumsetzung in der Ferneinheit (390) an wenigstens einer der genannten Downlink-RF-Gruppen aufweist, um die genannte wenigstens eine der genannten Downlink-RF-Gruppen in ein Zwischenfrequenzband zu setzen.
  5. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei das genannte Frequenzumsetzungsmittel (361, 362) eine zweite Frequenzumsetzung in der Ferneinheit (390) an der genannten wenigstens einen der genannten Downlink-RF-Gruppen ausführt, um den Effekt der genannten ersten Frequenzumsetzung im Wesentlichen rückgängig zu machen.
  6. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 1, das ferner ein Verstärkungskalibrierungsmittel (304) zum Ausführen einer Ende-zu-Ende-Verstärkungskalibrierung über das gesamte genannte verteilte drahtlose Mehrbandkommunikationssystem umfasst, so dass eine vorgeschriebene Verstärkung für jede der genannten Downlink-RF-Gruppen eingestellt wird.
  7. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 6, das ferner einen Downlink-Verstärkungsregelsignal-Combiner (308) zum Injizieren eines Downlink-Verstärkungsregelsignals zu jedem der genannten Downlink-RF-Teile umfasst, wobei das genannte Verstärkungsregelsignal auf eine Frequenz außerhalb aller genannten Downlink-Frequenzbänder gesetzt wird.
  8. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei jede der genannten Ferneinheiten (390) ferner ein Downlink-RF-Spaltelement (364) umfasst, das mit einem Downlink-Verstärkungsregelelement (353) zum Erfassen und dadurch Verwenden des genannten Downlink-Verstärkungsregelungssignals zum Halten der genannten vorgeschriebenen Verstärkung gekoppelt ist.
  9. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei jede der genannten Ferneinheiten (390) ferner ein Downlink-RF-Spaltelement (364) umfasst, das mit dem genannten Licht/RF-Fernwandler (351) gekoppelt ist, so dass ein Bruchteil des genannten zugeführten Downlink-RF-Teils zu einem RF/Licht-Zusatzwandler (363) abgelenkt wird.
  10. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 1, das ferner mehrere dedizierte Uplink-Antennen (370) umfasst, so dass jede der genannten Ferneinheiten (390) in der RF-Kommunikation mit wenigstens einer der genannten dedizierten Uplink-Antennen (370) verbunden ist, wobei jede der genannten Ferneinheiten (390) ferner Folgendes umfasst: (9) ein Uplink-Spalt/Filtermittel (396) zum Aufspalten mehrerer Uplink-RF-Signale in mehreren Uplink-Frequenzbändern in mehrere Uplink-RF-Gruppen nach Frequenzband, wobei die genannten Uplink-RF-Signale von der genannten wenigstens einen der genannten dedizierten Uplink-Antennen (370) empfangen werden; (10) mehrere Uplinksignal-Konditionierungsbaugruppen (372) zum Ausführen individueller Uplinksignal-Konditionierung an jeder der genannten Uplink-RF-Gruppen; (11) ein Uplink-Filter/Kombinationsmittel (373) zum Kombinieren der genannten Uplink-RF-Gruppen in einen Uplink-RF-Mehrbandteil; und (12) einen RF/Licht-Fernwandler (376) zum Umwandeln des genannten Uplink-RF-Mehrbandteils in ein optisches Uplink-Signal; wobei die genannten dedizierten Uplink-Antennen (370) nicht für eine Downlink-Übertragung verwendet werden.
  11. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 10, das ferner ein Frequenzumsetzungsmittel (381, 382) umfasst, wobei das genannte Frequenzumsetzungsmittel eine erste Frequenzumsetzung an wenigstens einer der genannten Uplink-RF-Gruppen ausführt, um die genannte wenigstens eine der genannten Uplink-RF-Gruppen in ein Zwischenfrequenzband zu setzen.
  12. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 11, wobei das genannte Frequenzumsetzungsmittel (381, 382) eine zweite Frequenzumsetzung an der genannten wenigstens einen der genannten Uplink-RF-Gruppen ausführt, um den Effekt der genannten ersten Frequenzumsetzung im Wesentlichen rückgängig zu machen.
  13. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei jede der genannten Ferneinheiten (390) ferner ein RF-Umschaltmittel (391, 392) mit Downlink- und Uplink-RF-Schaltern umfasst, die mit einem Downlink-Leistungserfassungselement (393) gekoppelt sind, und wobei das genannte RF-Umschaltmittel (391, 392) die Übertragung von Downlink-RF-Signalen in einem TDD-Frequenzband zu der genannten wenigstens einen der genannten dedizierten Downlink-Antennen (370) ermöglicht und den Empfang von Uplink-RF-Signalen in dem genannten TDD-Frequenzband von der genannten wenigstens einen der genannten dedizierten Uplink-Antennen (370) zulässt.
  14. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 13, wobei das genannte RF-Umschaltmittel (391, 392) gemäß einem Leistungspegel der genannten Downlink-RF-Signale in dem genannten TDD-Frequenzband betätigt wird.
  15. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei jede der genannten Ferneinheiten (390) ferner ein Uplink-RF-Kombinationselement (374) umfasst, das mit dem genannten RF/Licht-Fernwandler (376) so gekoppelt ist, dass von einem Licht/RF-Zusatzwandler (384) zugeführte zusätzliche Uplink-RF-Signale mit dem genannten Uplink-RF-Teil kombiniert werden.
  16. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei die genannte Haupteinheit (300) ferner Folgendes umfasst: (13) mehrere Licht/RF-Wandler (321) zum Umwandeln der genannten mehreren optischen Uplink-Signale in die genannten mehreren Uplink-RF-Mehrbandteile; (14) ein Uplink-RF-Kombinationsmittel (324) zum Kombinieren der genannten Uplink-RF-Mehrbandteile in ein kombiniertes Uplink-RF-Mehrbandsignal; und (15) eine Uplink-RF-Schnittstelle (325) zum Senden des genannten kombinierten Uplink-RF-Mehrbandsignals zu den genannten mehreren drahtlosen Kommunikationsnetzen.
  17. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 16, wobei die genannte Haupteinheit (300) ferner wenigstens einen Downlink-RF-Verstärker (307) und wenigstens einen Uplink-RF-Verstärker (323) umfasst, so dass die genannten Downlink-RF-Teile und die genannten Uplink-RF-Teile verstärkt werden.
  18. Verteiltes drahtloses Mehrbandkommunikationssystem nach Anspruch 1, das ferner eine oder mehrere Erweiterungseinheiten (500) umfasst, die optisch mit der genannten Haupteinheit (300) und den genannten Ferneinheiten (390) gekoppelt sind, wobei jede der genannten Erweiterungseinheiten Folgendes umfasst: (a) eine Downlink-Baugruppe (510) mit einem Downlink-Licht/RF-Wandler (502), einem Downlink-RF-Verstärker (503), einem Downlink-RF/Licht-Wandler (504) und einem optischen Splitter (505); und (b) eine Uplink-Baugruppe (520) mit einem Lichtkombinationsmittel (512), einem Uplink-Licht/RF-Wandler (513), einem Uplink-RF-Verstärker (514) und einem Uplink-RF/Licht-Wandler (515).
  19. Verfahren zum Verteilen von Radiofrequenz-(RF)-Mehrbandsignalen in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das die folgenden Schritte beinhaltet: a) Empfangen (201) mehrerer Downlink-RF-Sätze in mehreren Downlink-Frequenzbändern an einer Haupteinheit (300), wobei jede der genannten Downlink-RF-Sätze Downlink-RF-Signale in einem der genannten Downlink-Frequenzbänder enthält; b) Kombinieren (202) der genannten Downlink-RF-Signale zu einem kombinierten Downlink-RF-Mehrbandsignal; c) Aufspalten (203) des genannten kombinierten Downlink-RF-Mehrbandsignals in mehrere Downlink-RF-Teile; d) Umwandeln (204) der genannten mehreren Downlink-RF-Teile in mehrere optische Downlink-Signale; e) optisches Übertragen (205) der genannen optischen Downlink-Signale zu mehreren Ferneinheiten (390); f) Empfangen eines zugeführten optischen Downlink-Signals an jeder der genannten Ferneinheiten (390); g) Umwandeln (221) des genannten zugeführten optischen Downlink-Signals in einen zugeführten Downlink-RF-Teil; h) Aufspalten (222) des genannten zugeführten Downlink-RF-Teils in mehrere Downlink-RF-Gruppen nach Frequenzband; i) Ausführen individueller Downlinksignal-Konditionierung (223) an jeder der genannten Downlink-RF-Gruppen; j) Kombinieren (224) der genannten individuellen konditionierten Downlink-RF-Gruppen in ein Downlink-RF-Mehrbandsendesignal; und k) Senden des genannten Downlink-RF-Mehrbandsendesignals zu wenigstens einer dedizierten Downlink-Antenne (370); wobei die genannte wenigstens eine dedizierte Downlink-Antenne (370) nicht für Uplink-Empfang verwendet wird.
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