[发明专利]通过电磁耦合中继RF信号的设备

说明书

技术领域

本发明涉及射频(RF)信号中继领域。更具体地，本发明涉及用于在无线电通信网络的站(潜在地，是基站(或它的等同物))和位于诸如建筑物或交通工具的墙体围合的空间中的通信终端之间中继RF信号的设备。

背景技术

这里使用的术语“无线电通信网络”指的是任意类型的无线电(或无线)蜂窝或类似的网络，尤其是GSM、UMTS(3GPP)、CDMA、CDMA2000(3GPP2)、FDD(“频分双工”)、TDD(“时分双工”)、WIMAX、演进的UTRAN(也称为LTE(“长期演进”))，以及非限制性地，具有较低移动性的某些FWA(“固定无线接入”)局域网。

此外，这里使用的术语“通信终端”指的是任意类型的固定或移动的(或便携的)通信终端，它能够使用有线或波与另一个通信终端或网络设备交换数据。因此，除其它类型外，它可以是电话或者连接到本地路由器或服务器并配备了无线电通信接口的桌上型计算机、移动电话、配备了无线电通信接口的膝上型计算机或个人数字助理(或PDA)、配备了无线电通信接口的服务器或本地路由器、高频无线电接收机、陆地或卫星电视接收机。

由于特别是由穿过障碍物(或多个障碍物)、物体(或多个物体)的出现(阴影的概念)和/或所述RF信号关于障碍物的入射角所显著引起的信号强度的衰减，在站(潜在地，是基站(或等同物))和位于墙体围合的空间内的(通信)终端之间进行RF信号交换经常是困难的。因此，30到40dB范围内的衰减可能频繁发生，尤其是在建筑物的特定部分。

这种衰减使得某些电话会话(话音数据传输)中断，并且有些时候使其不可能通话。然而，这对于诸如用于传输包括宽带多媒体数据(其需要使用更高级别的调制，因此具有更高的信噪比)的数据的宽带通信更具有破坏性。

为了改进该状况，可以在建筑物或交通工具内安装小型化基站(微蜂窝基站(micro BTS)或家庭基站(femto BTS))，具有到网络的IP(因特网协议)接口的基站路由器(或BTR)也可以这样安装。但是，尽管付出所有的努力，由于设备以及架设电缆的安装和维护成本，这种状况证明仍是麻烦的。此外，这样可能导致增加网络容量的集中和管理点即基站控制器(在UMTS网络中被称为RNC)的数目。

在建筑物或交通工具的外面放置中继器也是可能的。具体地，这在专利文献WO03/058850和US6,731,904中有公开。

更准确地，专利文献WO03/058850公开了在建筑物的外面安装中继器，该中继器的任务是分别收集下行链路及上行链路的RF信号，并且使用高增益天线即带反射器的天线，朝建筑物的里面或各个基站重新发送它们(仍然以RF信号的形式)。该解决方案使克服产生衰减的大部分起因成为可能，但是，由于使用了高增益反射器，它也证明是麻烦的、庞大的和没有吸引力的。

专利文献US6,731,904公开了在距离建筑物一定距离处安装中继器，该中继器的任务是分别收集下行链路及上行链路的RF信号，并在将它们放大之后，朝建筑物或各个基站以180°的移位重新发送它们(仍然以RF信号的形式)。该解决方案仅使克服产生衰减的一些起因成为可能。

发明内容

因为现有的解决方案不能令人完全满意，本发明的目的在于改善这种状况。

为此，本发明公开了一种设备，用于中继必须在无线电通信网络的站(潜在地，是基站(或它的等同物))和位于墙体围合的空间(建筑物或交通工具)内的通信终端之间进行交换的射频(RF)信号。

该中继设备的特征是包括：

-外部中继器，用于放置在墙体的外表面，包括耦合到发送和/或接收RF信号的第一装置的第一电磁耦合装置；以及

-内部中继器，用于放置在所述墙体的实质上与所述外部中继器相对的内表面并包括耦合到发送和/或接收RF信号的第二装置的第二电磁耦合装置；以及

-所述第一和第二电磁耦合装置被适配，以便经由波、穿过墙体传送分别源于所述发送和/或接收RF信号的第一和第二装置的RF信号。

本发明的中继器设备可以包括单独使用或组合使用的其它特征，尤其是：

-例如，可以将其第一和第二电磁耦合装置配置为对电场敏感的RF天线的形式；

在这样的情况下，RF天线可以从例如单极(monopole)天线、偶极(dipole)天线和微带(microstrip)天线中进行选择；

-在第一变型中，其第一和第二电磁耦合装置例如可以被配置为对磁场敏感的天线的形式；