CN106537797A - 多端口信号增强器 - Google Patents

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Abstract

公开的系统包括第一接口端口、第二接口端口、信号分离装置、主增强器和前端增强器。信号分离装置可包括第一、第二和第三分离端口。信号分离装置可被配置为使得在第二和第三分离端口之一处接收的第一方向信号在第一分离端口被输出，且使得在第一分离端口处接收的第二方向信号在第二和第三分离端口中的每一个处被输出。主增强器可包括主第一和第二方向放大路径，每个主方向放大路径都通信地耦合在第一分离端口和第一接口端口之间。前端增强器可包括前端第一和第二方向放大路径，每个前端方向放大路径都通信地耦合在第二分离端口和第二接口端口之间。

Description

多端口信号增强器
技术领域
在此论述的实施例涉及多端口信号增强器。
背景技术
在无线通信系统中，通信可以作为上行通信和下行通信而出现。上行通信可能涉及源自无线通信装置(下文称“无线装置”)且被传送到与无线通信系统有关的接入点(例：基站、远程射频头、无线路由器等)的通信。下行通信可能涉及自接入点至无线装置的通信。
有时无线通信系统中的无线装置可能被放置为使其无法充分接收到来自接入点的上行和/或下行通信。在这些情况下，无线装置的使用者可以使用一种信号增强器来增强该上行和/或下行通信。
要求保护的主题不限于改进任何缺陷或仅在例如上述环境中操作的实施例。而是，本部分仅供阐明一个示例技术领域，某些在此描述的实施例可在其中施行。
发明内容
根据一或多个实施例的一个方面，公开了操作多端口信号增强器的方法。该方法可包括检测第一信号的第一功率级及基于第一功率级调节第一可调增益。该方法可能也包括将第一可调增益施加到第一信号上和检测第二信号的第二功率级。该方法可能也包括基于第二功率级调节第二可调增益和将第二可调增益施加到第二信号上。该方法也可能包括在检测第一功率级、施加第一可调增益、检测第二功率级、施加第二可调增益之后，将第一信号和第二信号组合为第三信号。该方法可能也包括检测第三信号的第三功率级、基于第三功率级调节第三可调增益及将第三可调增益施加到第三信号上。
根据一或多个实施例的一个方面，公开的系统包括第一接口端口、第二接口端口、信号分离装置、主增强器和前端增强器。信号分离装置可包括第一分离端口、第二分离端口和第三分离端口。该信号分离装置可能被配置为使得在第二和第三分离端口之一处被接收的第一方向信号在第一分离端口被输出，且使得在第一分离端口处被接收的第二方向信号在第二和第三分离端口中的每一个处被输出，该第二方向信号以与第一方向信号相反的方向经过。该主增强器可能包括主第一方向放大路径和主第二方向放大路径，每个主方向放大路径都通信地耦合在第一分离端口和第一接口端口之间。该前端增强器可能包括前端第一方向放大路径和前端第二方向放大路径，每个前端方向放大路径都通信地耦合在第二分离端口和第二接口端口之间。
该实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合物来实现和达到。可以理解，以上的总体描述和以下的详细描述都是示例性和解释性的，且都不限制本发明，正如所要求的那样。
附图说明
将通过使用附图，以用附加的特征和细节来描述和解释示例实施例，附图中：
图1示出了示例无线通信系统；
图2示出了具有示例多端口信号增强器的示例系统；
图3示出了具有另一示例多端口信号增强器的另一系统；
图4示出了示例前端放大器；
图5示出了具有另一示例多端口信号增强器的另一示例系统；和
图6示出了操作多端口信号增强器的示例方法的流程图。
具体实施方式
根据某些实施例，信号增强器可包括：外部接口端口，用于耦合到外部天线；和多个内部接口端口，每个内部接口端口都被配置以耦合到内部天线。该信号增强器可能也包括被耦合到外部接口端口的主增强器和多个前端增强器。每个前端增强器可被耦合到内部接口端口中的一个上。信号分离装置可耦合外部接口端口和多个前端接口端口。特别地，信号分离装置可将来自主增强器的信号分离，且可将分离出的信号提供到多个前端增强器中。信号分离装置也可以合并来自多个前端增强器的信号，且将其提供到主增强器中。多个前端增强器中的每一个和主增强器可具有可变增益以补偿具有可变功率级的信号、增强器振荡和可能影响信号增强器或其中运行信号增强器的无线网络的性能的其他相关因素。
图1示出了示例无线通信系统100(下文称“系统100”)，其按照至少某些在此说明的实施例来设置。系统100可被配置以通过接入点104将无线通信服务提供到无线装置106中。系统100可能进一步包括双向信号增强器102(下文称“信号增强器102”)。信号增强器102可能是任一合适的系统、设备或装置，被配置以接收在接入点104和无线装置106之间传播的无线信号(例：射频(RF)信号)。信号增强器102可能被配置以放大、重复、过滤和/或以其他方式处理接收到的无线信号，且可以被配置以重新传送经处理地无线信号。虽然没有在图1中明确示出，系统100可能包括任意数量的被配置以向任意数量的无线装置106提供无线通信服务的接入点104。
由系统100提供的无线通信服务可能包括语音服务、数据服务、讯息服务和/或前述任意合适的服务组合。系统100可包括频分双工(FDD)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、直接序列扩频(DSSS)网络、跳频扩频(FHSS)网络和/或某些其他无线通信网络。在某些实施例中，系统100可被配置以作为第二代(2G)无线通信网络、第三代(3G)无线通信网络、第四代(4G)无线通信网络和/或Wi-Fi网络来运行。在这些和其他实施例中，系统100可被配置以作为长期演进(LTE)或LTE先进无线通信网络来运行。
接入点104可以是任何合适的无线网络通信点，且可能包括基站、远程射频头(RRH)、卫星、无线路由器或任何其他合适的通信点，此为举例而非限制。无线装置106可以是任何可用系统100来获得无线通信服务的装置，且可能包括移动电话、智能手机、个人数据助理(PDA)、手提电脑、个人电脑、平板电脑、无线通信卡或任何其他被配置以在系统100内部通信的类似装置，此为举例而非限制。
当无线信号在接入点104和无线装置106之间传播时，无线信号可能在传播中受到影响，使得在某些情况下，无线信号可能会充分退化。信号退化可导致接入点104或无线装置106无法接收、捡测或解码来自无线信号的信息。因此，信号增强器102可被配置以增大无线信号的功率和/或提高无线信号的信号质量，从而改善接入点104和无线装置106之间的无线信号的通信。
在某些实施例中，信号增强器102可接收在接入点104和无线装置106之间传播的无线信号，且可将该无线信号转换为电信号(例如通过天线)。信号增强器102可被配置以放大该电信号，且该经放大的电信号可以转换为可被传送的经放大的无线信号(例：通过天线)。信号增强器102可以通过在电信号上施加增益来放大该电信号。该增益可以是设定增益或可变增益，且可能小于、等于或大于1。因此，在本公开中，“放大”一词可能指的是施加任意增益到无线信号上，包括小于1的增益。
在某些实施例中，信号增强器102可根据与传播无线信号相关的条件(例：提供本底噪声、内部振荡、外部振荡(例：天线到天线振荡)和/或过载保护)调节增益。在这些和其他实施例中，信号增强器102可以实时调节该增益。信号增强器102也可以过滤掉与接收到的无线信号有关的噪声，从而使得该经转播的无线信号可以比接收到的无线信号更纯粹。因此，信号增强器102可以改善接入点104和无线装置106之间的无线信号的通信。
例如，无线装置106可以传播要被接入点104接收的无线上行信号112，且第一天线108可被配置以接收无线上行信号112。第一天线108可被配置以将接收的无线上行信号112转换为电上行信号。此外，第一天线108可通信地耦合到信号增强器102的第一接口端口(未清晰描绘在图1中)上，从而使得信号增强器102可以在第一接口端口接收来自第一天线108的电上行信号。接口端口可以是任何合适的端口，其被配置以将信号增强器与另一个装置(例：天线、调制解调器、另一个信号增强器等等)连接，信号增强器102可从该装置接收信号和/或信号增强器102可将信号传播到该装置。
在某些实施例中，信号增强器102可被配置以向电上行信号施加增益，从而放大该电上行信号。在绘出的实施例中，信号增强器102可以将经放大的电上行信号导向信号增强器102的第二接口端口(未清晰描绘在图1中)中，该第二接口端口可通信地耦合到第二天线110上。第二天线110可被配置以接收来自第二接口端口的经放大的电上行信号，且可将该经放大的电上行信号转换为经放大的无线上行信号114，该无线上行信号114也可由第二天线110传送。经放大的无线上行信号114之后可被接入点104接收。
在某些实施例中，信号增强器102也可被配置以过滤电上行信号，从而至少移除某些与接收到的无线上行信号112有关的噪声。因此，经放大的无线上行信号114可能具有比第一天线108接收的无线上行信号112更佳的信噪比(SNR)。相应地，信号增强器102可被配置以改善接入点104和无线装置106之间的上行信号的通信，该上行信号可能为第一方向信号。在未指定无线或电上行信号的情况下，使用术语“上行信号”可能指的是无线上行信号或电上行信号。
在另一示例中，接入点104可传播用于无线装置106的无线下行信号116，且第二天线110可被配置以接收无线下行信号116。第二天线110可将接收到的无线下行信号116转换为电下行信号，从而使得电下行信号可在信号增强器102的第二接口端口处被接收。在某些实施例中，信号增强器102可被配置以向电下行信号施加增益，从而放大该电下行信号。信号增强器102也可被配置以将经放大的电下行信号导向信号增强器102的第一接口端口，从而使得第一天线108可以接收该经放大的电下行信号。第一天线108可被配置以将该经放大的电下行信号转换成经放大的无线下行信号118，该无线下行信号118也可能被第一天线108传送。经放大的无线下行信号118之后可能被无线装置106接收。
在某些实施例中，信号增强器102也可被配置以过滤该电下行信号，从而至少移除某些与接收到的无线下行信号116有关的噪声。因此，经放大的无线下行信号118可能具有比第二天线110接收的无线下行信号116更佳的信噪比(SNR)。相应地，信号增强器102可被配置以改善接入点104和无线装置106之间的下行信号的通信，该下行信号可能为第二方向信号。使用术语“下行信号”，未指定无线或电下行信号，可能指的是无线下行信号或电下行信号。
可能对系统100做出修改，而未背离本公开的范围。例如，在某些实施例中，信号增强器102和无线装置106之间的距离与信号增强器102和接入点104之间的距离相比可能较近。此外，系统100可包括任何数量的信号增强器102、接入点104和/或无线装置106。另外地，在某些实施例中，信号增强器102可耦合到被配置以与无线装置通信的多条天线，像第一天线108。而且，在某些实施例中，信号增强器102可能被纳入被配置以支撑无线装置106的托架中。另外地，在某些实施例中，信号增强器102可被配置以通过有线通信(例：使用在电线上通信的电信号)而非无线通信(例：通过无线信号)与无线装置106通信。
另外地，虽然信号增强器102在有关执行关于诸如通过第一天线108和第二天线110接收和发送无线信号的无线通信的操作的方面得到了图解和描述，但是本公开的范围不限于此类应用。例如，在某些实施例中，信号增强器102(或其他在此描述的信号增强器)可被配置以执行与通信有关的类似操作，该通信不必是无线的，例如，处理可通过一或多个调制解调器或其他信号增强器而接收和/或发送的信号，该信号增强器通过有线连接通信地耦合到信号增强器102的接口端口上。
图2示出了具有示例多端口信号增强器202的示例系统200，按照至少在此描述的某些实施例来设置。在某些实施例中，系统200可以是无线通信系统的一部分，例如图1中示出的无线通信系统100，且可能进一步包括第一、第二和第三天线210、212和214。在这些和其他实施例中，信号增强器202可以以与图1中信号增强器102相似的方式运行。
信号增强器202可包括第一接口端口204、第二接口端口206、第三接口端口208、主增强器230、第一前端增强器240a和第二前端增强器240b(在此称为前端增强器240)和信号分离装置220。在某些实施例中，前端增强器240、信号分离装置220和主增强器230可耦合到单支撑装置203。该支撑装置可以是印刷电路板(PCB)、基板或某些其他支撑装置。
信号分离装置220可能包括第一、第二、和第三分离端口222、224和226。主增强器230可能包括主上行放大路径232和主下行放大路径234。第一前端增强器240a可能包括第一上行放大路径242a和第一下行放大路径244a。第二前端增强器240b可能包括第二上行放大路径242b和第二下行放大路径244b。
主增强器230可被耦合在第一接口端口204和第一分离端口222之间。第一前端增强器240a可被耦合在第二接口端口206和第二分离端口224之间。第二前端增强器240b可被耦合在第三接口端口208和第三分离端口226之间。第一接口端口204可被耦合到第一天线210上。第二接口端口206可被耦合到第二天线212上。第三接口端口208可被耦合到第三天线214上。
在图2绘出的实施例中，第一天线210可被配置以接收来自接入点的下行信号，并将上行信号传送到接入点中。第二和第三天线212和214可被配置以接收来自一或多个无线装置的上行信号，并将下行信号传送到一或多个无线装置中。
主增强器230和前端增强器240可被配置以接收上行和下行信号，并施加增益到该上行和下行信号中。特别地，上行放大路径232、242a和242b可施加增益到该上行信号中，且下行放大路径234、244a和244b可施加增益到该下行信号中。在某些实施例中，由上行放大路径232、242a和242b和下行放大路径234、244a和244b施加的增益可大于、小于或等于1。
信号分离装置220可被配置以分离在第一分离端口上接收到的下行信号，且将该下行信号提供到第二和第三分离端口224和226上。在这些和其他实施例中，分离该下行信号可能会复制该下行信号中的数据，从而使得在第二和第三分离端口224和226的每一个上的该下行信号可以包括相同数据。然而，信号分离装置220在分离下行信号时可能会降低该被提供给第二和第三分离端口224和226的下行信号的功率级。例如，在某些实施例中，在第二和第三分离端口224和226上的下行信号，与在第一分离端口222上的下行信号的功率级相比，可能具有降低了1、3、5、7、9、10或更多分贝或某些其他数值的分贝的功率级。
信号分离装置220可被进一步配置以结合在第二和第三分离端口224和226上被接收的上行信号，且将该经结合的上行信号提供到第一分离端口222上。在这些和其他实施例中，在第二和第三分离端口224和226上被接收的上行信号上的数据可由第一分离端口222上的经结合的上行信号来携带。然而，信号分离装置220在结合该上行信号时，可能会降低该被提供给第二和第三分离端口224和226的上行信号的功率级。例如，在某些实施例中，在第一分离端口222上的经结合的上行信号，与在第二和第三分离端口224和226上的上行信号的功率级相比，可能具有降低了1、3、5、7、9、10或更多分贝或某些其他数值的分贝的功率级。
在某些实施例中，信号分离装置220可能是有源或无源装置。作为一种选择地或另外地，信号分离装置220可能包括一或多个信号分离器、耦合器、分接头、电阻分流器、和威尔金森功分器或其中的某些组合。
一般而言，前端增强器240可被配置以施加增益到所述上行和下行信号，从而补偿由信号分离装置220引起的该上行和下行信号的功率级减小。在此配置中，主增强器230可被配置以于信号增强器202运行于其中的无线通信网络的配置而施加总放大率到上行和下行信号上。例如，主增强器230可运行以基于在接入点、政府条例和无线通信运营商规程的噪声级而增大或减小施加于上行和下行信号的增益。简言之，主增强器230可能应用任何已知的算法或方案，来向上行和下行信号施加增益，从而使无线设备和接入点之间的通信在信号增强器202运行于其中的无线通信网络的限制下得以提升或正常运作。
接下来会描述系统200与上行和下行信号有关的操作。下行信号可通过第一天线210从接入点被接收到，且被提供到主增强器230。主增强器230可以将该下行信号提供到下行放大路径234处。下行放大路径234可基于系统200运行于其中的无线通信网络的特性而施加增益到该下行信号。主增强器230可将下行信号提供到信号分离装置220的第一分离端口222中。
信号分离装置220可将下行信号提供到第二和第三分离端口224和226上，从而使得下行信号被提供到前端增强器240中。前端增强器240的下行放大路径244可施加增益到下行信号，且将下行信号分别提供到第二和第三天线212和214中。在这些和其他实施例中，第二和第三天线212和214可被置于不同位置，以服务不同的无线装置。例如，第二天线212可能位于建筑物的第一部分，且可能将下行信号提供到该建筑物第一部分内的无线装置中。第三天线214可能位于建筑物的第二部分，且可能将下行信号提供到该建筑物第二部分内的无线装置中。
来自一或多个第一无线装置的第一上行信号可在第二天线212处被接收，且被提供到第一前端增强器240a。第一上行放大路径242a可施加增益到第一上行信号，且可将第一上行信号提供到信号分离装置220的第二分离端口224中。
来自一或多个第二无线装置的第二上行信号可能在第三天线214处被接收，且被提供到第二前端增强器242b中。第二上行放大路径242b可施加增益到第二上行信号，且可将第二上行信号提供到信号分离装置220的第二分离端口226中。
信号分离装置220可将第一和第二上行信号结合，且可将经结合的上行信号提供到主增强器230中。主增强器230可将该经结合的上行信号提供到上行放大路径232中。上行放大路径232可基于系统200运行于其中的无线通信网络的特性施加增益到经结合的上行信号。主增强器230可将该经结合的上行信号提供到第一天线210中，以传送到接入点。
若没有前端增强器240，上行信号的噪声级将基于信号分离装置220的损失而增大。此外，若没有前端增强器240，下行系统的信号功率将基于信号分离装置220的损失而减小。在某些国家，政府机构或其他制定规则的组织可能会限制主增强器230的增益。因此，若没有前端增强器240，与信号分离装置220有关的损失可能不会得到补偿。为了在不使用前端增强器240的情况下避免这些损失，可使用两个独立的与主增强器230类似的增强器。然而，在某些情况下，使用所述系统200可能比两个独立的增强器成本更低。此外，系统200可以更简单，且可为主增强器230和前端增强器240之间提供整体通信。
在不背离本公开的范围的情况下，系统200可能被修改、添加或删减。例如，在某些实施例中，信号增强器202可能包括耦合到天线上的附加接口端口，该天线被配置以与无线装置通信。在这些和其他实施例中，每个接口端口都可被耦合到与前端增强器240类似的前端增强器上。作为一种选择地或另外地，在某些实施例中，信号增强器202可能不包括用于每个耦合到与无线装置通信的天线上的接口端口的前端增强器。例如，在某些实施例中，信号增强器202可能不包括第一或第二前端增强器240中的一个。
此外，信号增强器202可能包括多个其他前端增强器和主增强器。正如所示出的，信号增强器202可运行以施加增益到无线通信系统中的信号的单频带。在其他实施例中，信号增强器202可运行以施加增益到无线通信系统中的信号的多频带。在这些和其他实施例中，正如所示出的，信号增强器可能包括用于每个频带的主增强器和前端增强器。用于多个频带的增强器可以以与图2所示类似的方式被耦合到第一、第二和第三天线210、212和214上。
图3示出了另一示例系统300，其包括另一示例多端口信号增强器302。在某些实施例中，系统300可以是无线通信系统(例如图1中示出的无线通信系统100)的一部分。系统300可能包括第一和第二天线310和314和通信装置312。在这些和其他实施例中，信号增强器302可以以与图1中信号增强器102和图2中信号增强器202相似的方式运行。
信号增强器302可包括第一接口端口304、第二接口端口306、第三接口端口308、主增强器330、第一前端增强器350a和第二前端350b(在此称为前端增强器350)、信号分离装置320和控制单元370。
信号分离装置320可能包括第一、第二、和第三分离端口322、324和326，且可能与图2中的信号分离装置220类似。主增强器330可包括主上行放大路径331和主下行放大路径337。第一前端增强器350a可能包括第一前端上行放大路径351a和第一前端下行放大路径357a。第二前端增强器350b可能包括第二前端上行放大路径351b和第二前端下行放大路径357b。
主增强器230可被耦合在第一接口端口304和第一分离端口322之间。第一前端增强器350a可被耦合在第二接口端口306和第二分离端口224之间。第二前端增强器350b可被耦合在第三接口端口308和第三分离端口326之间。第一接口端口304可被耦合到第一天线310上。第二接口端口306可被耦合到通信装置312上。第三接口端口308可被耦合到第二天线212上。通信装置312可以是任何被配置以接收通信信号的装置。例如，通信装置312可以是计算装置(诸如计算机)、调制解调器或某些其他类型的装置。
在图3绘出的实施例中，第一天线310可被配置以接收来自接入点的下行信号，并将上行信号传送到接入点中。第二天线212可被配置以接收来自一或多个无线装置的上行信号，并将下行信号传送到一或多个无线装置中。
主增强器330和前端增强器350可被配置以接收上行和下行信号，并施加增益到该上行和下行信号中。特别地，主上行放大路径和前端上行放大路径331、351a和351b可被配置以施加增益到该上行信号中，且主下行放大路径和前端下行放大路径337、357a和357b可被配置以施加增益到该下行信号中。在某些实施例中，由主上行放大路径和前端上行放大路径331、351a和351b和主下行放大路径和前端下行放大路径337、357a和357b施加的增益可能大于、小于或等于1。
主上行放大路径331可能包括第一主双工器332、主上行增益单元334、主上行信号功率级检测器336(在此称主上行检测器336)和第二主双工器338。主下行放大路径337可包括第一主双工器332、主下行增益单元340、主下行信号功率级检测器342(在此称主下行检测器342)和第二主双工器338。
主上行增益单元334和主下行增益单元340可被配置以在主增强器330中分别施加增益到上行和下行信号中。在某些实施例中，由主上行增益单元334和主下行增益单元340施加的增益可被控制单元370所控制。因此，主上行增益单元334和主下行增益单元340可以在主增强器330中基于来自控制单元370的指示，例如控制信号，来调节被分别施加到上行和下行信号中的增益。
主上行检测器336和主下行检测器342可被配置以分别检测在主增强器330中的上行和下行信号的功率级。主上行检测器336和主下行检测器342可被配置以将检测出的功率级作为主上行和下行功率级提供到控制单元370中。
第一前端上行放大路径351a可能包括第一前端双工器352a、第一前端上行增益单元354a、第一前端上行信号功率级检测器356a(在此称第一前端检测器356a)、和第二前端双工器358a。第一前端下行放大路径357a可能包括第一前端双工器352a、第一前端下行增益单元360a、第一前端下行信号功率级检测器362a(在此称第一前端检测器362a)、和第二前端双工器358a。
第一前端上行增益单元354a和第一前端下行增益单元360a可被配置以在第一前端增强器350a中分别施加增益到上行和下行信号中。在某些实施例中，由第一前端上行增益单元354a和第一前端下行增益单元360a所施加的增益可被控制单元370所控制。因此，第一前端上行增益单元354a和第一前端下行增益单元360a可基于来自控制单元370的指示，例如控制信号，来调节在第一前端增强器350a中分别施加到上行和下行信号中的增益。
第一上行检测器356a和第一下行检测器362a可被配置以在第一前端增强器350a中分别检测上行和下行信号的功率级。第一上行检测器356a和第一下行检测器362a可被配置以将检测出的功率级作为第一上行和下行功率级提供到控制单元370中。
第二前端上行放大路径351b可能包括第三前端双工器352b、第二前端上行增益单元354b、第二前端上行信号功率级检测器356b(在此称第一前端检测器356b)、和第四前端双工器358b。第二前端下行放大路径357b可能包括第三前端双工器352b、第二前端下行增益单元360b、第二前端下行信号功率级检测器362b(在此称第一前端检测器362b)、和第四前端双工器358b。
第二前端上行增益单元354b和第二前端下行增益单元360b可被配置以在第二前端增强器350b中分别施加增益到上行和下行信号。在某些实施例中，由第二前端上行增益单元354b和第二前端下行增益单元360b所施加的增益可以在第二前端增强器350b中基于来自控制单元370的指示，例如控制信号，来调节被分别施加到上行和下行信号中的增益。
第二上行检测器356b和第二下行检测器362b可被配置以在第二前端增强器350b中分别检测上行和下行信号的功率级。第二上行检测器356b和第二下行检测器362b可被配置以向控制单元370提供检测功率级作为第二上行和下行功率级。
控制单元370可能被耦合到主增强器330、第一前端增强器350a和第二前端增强器350b上。控制单元370可被配置以接收来自主增强器330的主上行和下行功率级、来自第一前端增强器350a的第一上行和下行功率级以及来自第二前端增强器350b的第二上行和下行功率级。共同地，主上行和下行功率级、第一上行和下行功率级和第二上行和下行功率级可在此被称为检测到的功率级。
控制单元370可被配置以基于检测到的功率级来确定主增强器330和前端增强器350施加到上行和下行信号中的增益。例如，当主下行功率级为第一功率级时，控制单元370可将主下行增益单元340的增益设定为第一增益。作为一种选择地或另外地，当主下行功率级为第二功率级时，控制单元370可能将主下行增益单元340的增益设定为第二增益。
由控制单元370挑选出的将由主增强器330根据检测到的功率级来施加的增益可被配置，从而使得上行和下行信号可分别在接入点和无线装置之间传送，同时具有满足接入点和无线装置之间的无线通信的SNR。此外，控制单元370可基于包括系统300的无线网络中的其他因素选择施加到主增强器330的增益。例如，控制单元370可基于为该无线网络提供的本底噪声、内部振荡、外部振荡(例：天线到天线振荡)和/或过载保护，选择用于主增强器330的增益。
例如，美国第8583034号专利描述了在无线网络中调节主增强器的增益，从而为无线网络提供本底噪声、内部振荡、外部振荡(例：端口到端口振荡)和/或过载保护。美国第8583034号专利的全部内容被纳入在此作为参考。
控制单元370可进一步被配置以基于检测到的功率级来调节被施加到前端增强器350上的增益。例如，在某些实施例中，控制单元370可被配置以基于第一和第二上行功率级调节由第一和第二前端上行增益单元354a和354b施加的增益。在这些和其他实施例中，控制单元370可调节由第一和第二前端上行增益单元354a和354b施加的增益，从而使得由第一前端增强器350a输出的第一上行信号的功率级等于或大约等于由第二前端增强器350b输出的第二上行信号的功率级。第一上行信号的功率级大约等于第二上行信号的功率级可能意味着该功率级在彼此的20％以内。
通过调节由前端增强器350施加的增益使得第一和第二上行信号在被主增强器330接收时具有相等或大约相等的功率级，主增强器330可向第一和第二上行信号施加增益，该增益有助于第一和第二上行信号二者以合适的SNR水平被接入点接收。例如，假设第一上行信号在被信号增强器302接收时具有比第二上行信号更高的功率级。如果前端增强器350都施加了相等或大约相等的增益到第一和第二上行信号中，第一和第二上行信号被主增强器330接收的同时，第一上行信号将具有比第二上行信号更高的功率级。主增强器330可能根据第一和第二上行信号的最高功率级，为第一和第二上行信号都施加增益。因此，主增强器330可能为第一和第二上行信号都施加增益，该增益是为第一上行信号而非第二上行信号而配置的。因此，由主增强器330施加的增益可能足以令让第一上行信号以合适的SNR到达接入点，但可能不足以令第二上行信号以合适的SNR到达接入点。通过配置前端增强器350以施加增益到第一和第二上行信号，从而使得第一和第二上行信号的功率级相等或大约相等，由主增强器330施加的增益可能足以让第一上行信号和第二上行信号都以合适的SNR到达接入点。
作为一种选择地或另外地，在某些实施例中，控制单元370可被配置以基于第一和第二下行功率级来调节由第一和第二前端下行增益单元360a和360b施加的增益。在这些和其他实施例中，控制单元370被配置以基于第一和第二下行功率级来调节由第一和第二前端下行增益单元360a和360b施加的增益，从而使得由第一前端增强器350a输出的第一下行信号的功率级等于或大约等于由第二前端增强器350b输出的第二下行信号的功率级。作为一种选择地或另外地，控制单元370可被配置以使第一和第二前端下行增益单元360a和360b基于由信号分离装置320引起的信号损失而施加恒定增益。
如上所述，控制单元370可被进一步配置以在信号增强器302中基于检测出的功率级来检测振荡。在这些和其他实施例中，控制单元370可检测可能在主增强器330和前端增强器350内出现的内部振荡。例如，主增强器330内的内部振荡可能发生在第一和第二主双工器332和338中的一或二个不在主上行放大路径331和主下行放大路径337之间提供充分隔离时。因此，上行信号和/或下行信号可能穿过主上行放大路径331和主下行放大路径337，造成主增强器330内的内部振荡。类似的内部振荡可能发生在前端增强器350中。
控制单元370可被进一步配置以检测可能发生在信号增强器302内的外部振荡，又称端口到端口或寄生振荡。在外部振荡期间，由第一、第二、第三接口端口304、306和308中的一个输出的上行信号和/或下行信号在第一、第二、第三接口端口304、306和308中的另一个处被接收。因此，上行信号和/或下行信号可能被连续放大，并导致外部振荡。例如，由第一天线310传播的上行信号可能被第二天线314接收，且信号增强器202的增益可能被再一次施加到上行信号中，从而使得该上行信号的功率级增大。这一系列活动被重复，从而使得该上行信号具有高增益，该高增益造成包括系统300的无线网络中的过度噪声。
控制单元370可被配置以基于检测到的功率级来检测信号增强器302中的内部或外部振荡。特别地，控制单元370可被配置以检测每个主增强器330和前端增强器350内的振荡。对于每个主增强器330和前端增强器350，控制单元370可能通过使用任何数量的振荡检测方案，将一或多个第一次检测出的功率级与第二次检测出的功率级对比，来检测振荡。例如，控制单元370可能通过收集第一次检测到的第一上行信号功率级和收集第二次检测到的第二上行信号功率级来检测主增强器330内的振荡。使用检测到的第一和第二上行功率级，控制单元370可以确定该上行信号的峰均功率比(PAPR)，且将PAPR与阈值对比。当PAPR小于阈值时，控制单元370可以确定主增强器330正在振荡。
确定主增强器330和/或前端增强器350是否正在振荡之后，控制单元370就可以确定该振荡是内部还是外部振荡。当主增强器330、第一前端增强器350a和第二前端增强器350b中只有一个正在振荡时，该振荡可能是振荡的主增强器330、振荡的第一前端增强器350a或振荡的第二前端增强器350b的内部振荡。在这些和其他实施例中，控制单元370可调节由振荡的主增强器330、振荡的第一前端增强器350a或振荡的第二前端增强器350b所施加的增益，从而停止该内部振荡。特别地，控制单元370可降低由振荡的主增强器330、振荡的第一前端增强器350a或振荡的第二前端增强器350b所施加的增益，以停止内部振荡。在这些和其他实施例中，控制单元370可以引导该增益降低到零或接近零，从而停止该内部振荡。
对于外部振荡，至少主增强器330和前端增强器350中的一个可能正在振荡。在这些和其他实施例中，控制单元370可调节由主增强器330所施加的增益，从而停止该外部振荡。特别地，控制单元370可能降低由主增强器330所施加的增益，从而停止该外部振荡。在这些和其他实施例中，控制单元370可引导该增益降低到零或接近零，以停止外部振荡。
作为一种选择地或另外地，控制单元370可调节由振荡的前端增强器350所施加的增益，从而停止该外部振荡。特别地，控制单元370可能降低由振荡的前端增强器350所施加的增益，从而停止该外部振荡。如果两个前端增强器350中只有一个正在振荡，通过调节由振荡的前端增强器350而非主增强器330所施加的增益，主增强器330和其他未振荡的前端增强器350可以在不降低增益的情况下继续正常运行。作为一种选择地或另外地，控制单元370可调节由主增强器330和正在振荡的前端增强器350所施加的增益，以停止外部振荡。
在某些实施例中，控制单元370可以通过任何合适的机制来实现，例如程序、软件、函数、库、软件即服务、模拟或数字电路或其中的任何组合。例如，控制单元370可能包括处理器372和存储器374。处理器372可能包括，例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他被配置以解释和/或以执行程序指令和/或以处理数据的数字或模拟电路。在某些实施例中，处理器372可解释和/或执行程序指令并且/或者处理存储器374中储存的数据。除了其他指令以外，该指令可能包括用于调节主增强器330和/或一或多个前端增强器350的增益的指令。
存储器374可能包括任何合适的计算机可读介质，该计算机可读介质被配置以在一段时间内储存程序指令和/或数据。通过示例方式而非限制，此计算机可读介质可能包括具体的和/或非暂时的计算机可读储存介质，包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)或其他光盘储存器、磁盘储存器或其他磁储存装置、闪速存储器装置(固态存储器装置)或任何其他储存介质，该储存介质可以用于以计算机可执行指令或数据结构的形式来携带或储存想要的程序代码，且该储存介质可以通过通用或专用计算机来存取。计算机可执行指令可能包括，例如，使通用计算机、专用计算机或专用处理装置来履行某个功能或某些功能的指令和数据。
在不背离本公开的范围的情况下，系统300可能被修改、添加或删减。例如，在某些实施例中，信号增强器302可能包括耦合到天线上的附加接口端口，该天线被配置以与无线装置通信。在这些和其他实施例中，每个接口端口都可被耦合到与前端增强器350类似的前端增强器上。作为一种选择地或另外地，在某些实施例中，信号增强器302可能不包括用于每个接口端口的前端增强器，该接口端口耦合到与无线装置通信的天线上。例如，在某些实施例中，信号增强器502可能不包括第一或第二前端增强器350中的一个。
此外，信号增强器302可能包括多个其他前端增强器和主增强器。正如所示出的，信号增强器302可运行以施加增益到无线通信系统中的信号的单频带。在其他实施例中，信号增强器302可运行以施加增益到无线通信系统中的信号的多频带。在这些和其他实施例中，正如所示出的，信号增强器可能包括用于每个频带的主增强器和前端增强器。用于该频带的增强器可以以与图2所示类似的方式被耦合到第一和第二天线310和314和通信装置312上。在这些和其他实施例中，控制单元370可以被耦合到每个频带中的每个主和前端增强器上。作为一种选择地或另外地，每个频带中的每个主和前端增强器可能与单独的控制单元相关联。
在某些实施例中，前端增强器350可能不包括第一下行检测器362a和/或第二下行检测器362b。在这些和其他实施例中，控制单元370可以基于其他检测到的功率级或信号分离装置320的损失，来调节第一和第二前端下行增益单元360a和360b的增益。
图4示出了示例前端增强器400(在此称“增强器400”)，其按照至少一个在此描述的实施例来设置。在某些实施例中，增强器400可能是信号增强器(例如图1、2、3和5中的信号增强器102、202、302或502)的一部分。在这些和其他实施例中，增强器400可能是图2、3和5中的前端增强器240、350或530中的一个的示例。
信号增强器302包括第一接口端口402、第二接口端口404、第一双工器410、第二双工器420、第一增益单元411、第一二极管418、第二增益单元421和第二二极管428。
第一双工器410可被耦合在第一接口端口402、第一增益单元411和第二增益单元421之间。第二双工器420可被耦合在第二接口端口404、第一增益单元411和第二增益单元421之间。第一二极管418可被耦合在第一增益单元411和第二接口端口404之间。第二二极管428可被耦合在第二增益单元421和第一接口端口402之间。
第一增益单元411可包括第一放大器412、第二放大器414和第一衰减器416。第一放大器412、第二放大器414和/或第一衰减器416中的一或多个可能是可调节的，这样一来，第一增益单元411的增益就可以是可调节的。例如，在某些实施例中，控制单元，例如图3中的控制单元370，可以将信号发送到第一增益单元411，以调节第一衰减器416中的衰减，从而调节第一增益单元41的增益。
第二增益单元421可能包括第三放大器422、第四放大器424和第二衰减器426。第三放大器422、第四放大器424和/或第二衰减器426中的一或多个可能是可调节的，这样一来，第二增益单元421的增益就可以是可调节的。例如，在某些实施例中，控制单元，例如图3中的控制单元370，可以将信号发送到第二增益单元421，以调节第三放大器422的增益，从而调节第二增益单元421的增益。
在某些实施例中，第一和第二二极管418和428可以是在有关图3的内容中讨论过的信号功率级检测器的示例。在这些和其他实施例中，第一和第二二极管418和428可以提供增强器400内的信号功率级的指示。
接下来是增强器400的操作示例。第一方向信号可能在第一接口端口402处被接收，且被第一双工器410导向第一增益单元411。第一方向信号可能被第一和第二放大器412和414放大，且之后被第一衰减器416衰减。经放大的第一方向信号可被提供到第二双工器420中。随着第一方向信号经过第一二极管418，第一二极管418可基于第一方向信号的功率级生成电流。第二双工器420可能将第一方向信号导向第二接口端口404。
在第一方向信号在第一接口端口402处被接收的同时、之前或之后，第二方向信号可在第二接口端口404处被接收，且被第二双工器420导向第二增益单元421。第二方向信号可被第三和第四放大器422和424放大，且之后被第二衰减器426衰减。经放大的第二方向信号可被提供到第一双工器410中。随着第二方向信号经过第二二极管428，第二二极管428可基于第二方向信号的功率级生成电流。第一双工器410可能将第二方向信号导向第一接口端口402。
在不背离本公开的范围的情况下，增强器400可能被修改、添加或删减。例如，在某些实施例中，增强器400可能不包括第二二极管428。
图5示出了具有另一示例多端口信号增强器502的示例系统500，其按照至少在此描述的某些实施例来设置。系统500可以与在此描述的图1、2和3中的系统100、200和300相似的方式运行。然而，系统500可能包括第一、第二、第三、第四和第五天线512、514、516、518和519。第一天线512可被配置以与接入点通信。第二、第三、第四和第五天线514、516、518和519可被配置以与无线装置通信。如图5所示，信号增强器502可包括主增强器510、信号分离装置520、第一、第二、第三和第四前端增强器530a、530b、530c和530d，统称前端增强器530，和控制单元540。每个前端增强器530都可被配置以接收来自所示第二、第三、第四和第五天线514、516、518和519之一的上行信号，并将下行信号发送到第二、第三、第四和第五天线514、516、518和519之一中。
主增强器510和前端增强器530可运行以施加增益到在此前述的上行和下行信号中。控制单元540可运行以控制由主增强器510和前端增强器530施加的增益。
在不背离本公开的范围的情况下，系统500可能被修改、添加或删减。例如，在某些实施例中，信号增强器502可能包括耦合到天线上的附加接口端口，该天线被配置以与无线装置通信。在这些和其他实施例中，每个接口端口都可被耦合到与前端增强器530类似的前端增强器上。作为一种选择地或另外地，在某些实施例中，信号增强器502可能不包括用于每个接口端口的前端增强器，该接口端口耦合到与无线装置通信的天线上。例如，在某些实施例中，信号增强器502可能不包括前端增强器530中的一个。
此外，信号增强器502可能包括多个其他前端增强器和主增强器。正如所示出的，信号增强器502可运行以施加增益到无线通信系统中的信号的单频带。在其他实施例中，信号增强器502可运行以施加增益到无线通信系统中的信号的多频带。在这些和其他实施例中，信号增强器可能包括用于每个频带的所示主增强器和前端增强器。用于该频带的增强器可以以与图5所示类似的方式被耦合到第一、第二、第三、第四和第五天线512、514、516、518和519上。
图6是运行多端口信号增强器的示例方法600的流程图，按照至少在此描述的某些实施例来配置。在某些实施例中，方法600可能通过信号增强器来实施，例如，分别在图1、2、3和5中的信号增强器102、202、302或502。虽然被绘为分离的方框，但是各种不同的方框可以被划分为额外的方框、结合为更少的方框或根据想要的实施效果来删除。
方法600可以从方框602开始，第一信号的第一功率级可在该方框处检测出。在方框604中，第一可调增益可基于第一功率级被调节。
在方框606中，第一可调增益可被施加到第一信号中。在方框608中，可检测第二信号的第二功率级。在方框610中，第二可调增益可基于第二功率级被调节。在方框612中，第二可调增益可被施加到第二信号中。
在方框614中，在检测第一功率级、施加第一可调增益、检测第二功率级和施加第二可调增益之后，第一和第二信号可被结合为第三信号。
在方框616中，第三信号的第三功率级可被检测出。在方框618中，第三可调增益可基于第三功率级被调节。在方框620中，第三可调增益可被施加到第三信号中。
本领域的技术人员将明了，对于在此公开的这些和其他过程和方法，在过程和方法中执行的功能可能会以不同的顺序来实施。此外，所概述的步骤和操作仅作为示例提供，且某些步骤和操作可能是可选择的，可能被合并为更少的步骤和操作，或被扩充为额外的步骤和操作，而不破坏所公开的实施例。
例如，在某些实施例中，方法600可能进一步包括比较第一功率级和第二功率级。在这些和其他实施例中，第一可调增益可基于该对比和第一功率级来被调节，且第二可调增益可基于该对比和第二功率级来被调节。在某些实施例中，第一和第二可调增益可被调节，从而使得第一功率级和第二功率级大约相等。
在某些实施例中，方法600可进一步包括基于检测到的第一功率级或检测到的第二功率级来检测振荡。作为一种选择地或另外地，方法600可进一步包括基于检测到的振荡来降低第三可调增益。
在此叙述的所有示例和条件语言均用于教学目的，以便帮助读者理解发明人贡献的发明和概念，从而推动本领域的进步，并且这些示例和条件语言应被解释为未对具体阐述的示例和条件进行限制。虽然本发明的实施例已经得到了详细描述，但是应该理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可以在此执行各种变化、替换和变更。

Claims (20)

1.一种信号增强器，包括
第一接口端口；
第二接口端口；
信号分离装置，包括第一分离端口、第二分离端口和第三分离端口，所述信号分离装置被配置为使得在第二和第三分离端口之一处接收的第一方向信号在所述第一分离端口被输出，且在所述第一分离端口处接收的第二方向信号在第二和第三分离端口中的每一个处被输出，所述第二方向信号以与所述第一方向信号相反的方向经过；
主增强器，包括主第一方向放大路径和主第二方向放大路径，主第一方向放大路径和主第二方向放大路径各自通信地耦合在所述第一分离端口和所述第一接口端口之间；和
前端增强器，包括前端第一方向放大路径和前端第二方向放大路径，每个前端第一方向放大路径和前端第二方向放大路径各自通信地耦合在所述第二分离端口和所述第二接口端口之间。
2.如权利要求1所述的信号增强器，其中信号分离装置是有源或无源装置且包括信号分离器、耦合器、分接头、电阻分流器、和威尔金森功分器中的一或多个。
3.如权利要求1所述的信号增强器，其中第一方向信号是上行信号，且主第一方向放大路径和前端第一方向放大路径是上行放大路径，且第二方向信号是下行信号，且主第二方向放大路径和前端第二方向放大路径是下行放大路径。
4.如权利要求3所述的信号增强器，其中第一接口端口被配置以连接到第一天线，且第二接口端口被配置以连接到第二天线，其中第一天线被配置以接收来自无线网络中的基站的所述下行信号并发送所述上行信号到所述基站中，且第二天线被配置以接收来自无线装置的所述上行信号并发送所述下行信号到所述无线装置中。
5.如权利要求1所述的信号增强器，其中前端第一方向放大路径包括具有可调增益的增益单元和被配置以检测第一方向信号的功率级的信号功率级检测器。
6.如权利要求5所述的信号增强器，其中所述增益单元包括放大器链，所述放大器链包括一或多个放大器和可变衰减器。
7.如权利要求5所述的信号增强器，进一步包括耦合到所述增益单元和所述信号功率级捡测器的控制单元，所述控制单元被配置以从信号功率级检测器接收第一方向信号的检测功率级，并基于所述检测功率调节所述增益单元的可调增益，从而调节施加于第一方向信号的增益。
8.如权利要求7所述的信号增强器，其中所述控制单元被进一步被配置为：
从所述信号功率级检测器接收多个第一方向信号的检测功率级；和
基于所述多个第一方向信号的检测功率级中的两个或更多个，检测所述前端放大器的振荡。
9.如权利要求8所述的信号增强器，其中当所述前端放大器的振荡为所述前端放大器的内部振荡时，所述控制单元被进一步配置以降低所述增益单元的可调增益。
10.如权利要求8所述的信号增强器，其中当所述前端增强器的振荡为端口到端口振荡时，所述控制单元被进一步配置以降低所述增益单元的可调增益。
11.如权利要求8所述的信号增强器，其中当所述前端增强器的振荡为端口到端口振荡时，所述控制单元被进一步配置以降低由主第一方向放大路径和/或主第二方向放大路径施加的主增益。
12.如权利要求1所述的信号增强器，其中所述前端增强器为第一前端增强器，所述前端第一方向放大路径为第一前端第一方向放大路径，且所述前端第二方向放大路径为第一前端第二方向放大路径，所述信号增强器进一步包括：
第三接口端口；和
第二前端增强器，包括第二前端第一方向放大路径和第二前端第二方向放大路径，所述第二前端第一方向放大路径和第二前端第二方向放大路径每个都通信地耦合在第三分离端口和第三接口端口之间。
13.如权利要求12所述的信号增强器，其中：
第一方向信号是第一第一方向信号，
第一前端第一方向放大路径包括第一信号功率级检测器和具有第一可调增益的第一增益单元，所述第一信号功率级检测器被配置以检测在第二接口端口接收的第一第一方向信号的功率级，和
第二前端第一方向放大路径包括第二信号功率级检测器和具有第二可调增益的第二增益单元，所述第二信号功率级检测器被配置以检测在第三接口端口接收的第二第一方向信号的功率级。
14.如权利要求13所述的信号增强器，进一步包括耦合到第一和第二增益单元和第一和第二信号功率级检测器的控制单元，所述控制单元被配置以从第一和第二信号功率级检测器中分别接收第一和第二第一方向信号的检测功率级，且基于检测功率级调节所述第一和第二增益单元的可调增益，从而调节施加于各个第一和第二第一方向信号的增益。
15.如权利要求14所述的信号增强器，其中所述控制单元进一步被配置以基于检测功率级调节所述第一和第二增益单元的可调增益，从而使得由第一前端增强器输出的第一第一方向信号的功率级大约等于由第二前端增强器输出的第二第一方向信号的功率级。
16.一种方法，包括：
检测第一信号的第一功率级；
基于所述第一功率级调节第一可调增益；
将所述第一可调增益施加于所述第一信号；
检测第二信号的第二功率级；
基于所述第二功率级调节第二可调增益；
将所述第二可调增益施加于所述第二信号；
在检测所述第一功率级、施加所述第一可调增益、检测所述第二功率级和施加所述第二可调增益之后，将第一和第二信号结合为第三信号；
检测所述第三信号的第三功率级；
基于所述第三功率级调节第三可调增益；
将所述第三可调增益施加于所述第三信号。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括比较第一功率级和第二功率级，其中第一可调增益被基于所述对比和第一功率级而调节，且第二可调增益被基于所述对比和第二功率级而调节。
18.如权利要求17所述的方法，其中第一和第二可调增益被调节从而使得第一功率级和第二功率级大约相等。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括基于检测到的第一功率级或检测到的第二功率级来检测振荡。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括基于检测到的振荡来降低第三可调增益。
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