CN109565389A - 中继器以及与其一起使用的方法 - Google Patents
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Abstract
本主题公开内容的各方面可以包括例如中继器设备，所述中继器设备具有用于从限制到导波通信系统的传输介质的第一导行电磁波中提取下行信道信号的第一耦合器。放大器对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号。信道选择滤波器选择所述经放大下行信道信号中的一个或多个来经由天线无线地传输至所述至少一个客户端设备。第二耦合器将所述经放大下行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质以便作为第二导行电磁波进行传播。公开了其他实施例。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月10日提交的美国专利申请序列号15/179,339的优先权。上述美国专利申请的所有部分通过引用以其全文结合在此。
技术领域
本主题公开内容涉及通信网络中经由微波传输进行的通信。
背景技术
随着智能电话和其他便携式设备日益变得普遍存在，并且数据使用增加，宏小区基站设备和现有的无线基础设施进而需要更高的带宽能力，以便解决增加的需求。为了提供额外的移动带宽，正在寻求小小区部署，其中微小区和微微小区提供对于比传统宏小区小得多的区域的覆盖。
此外，大多数家庭和企业已经发展为依赖针对诸如语音、视频和互联网浏览等服务的宽带数据接入。宽带接入网络包括卫星网络、4G或5G无线网络、电力线通信网络、光纤网络、有线电视电缆网络和电话网络。
附图说明
现在将参照不一定按比例绘制的附图，并且在附图中：
图1是图示了根据本文所描述各个方面的导波通信系统的示例非限制性实施例的框图。
图2是图示了根据本文所描述各个方面的传输设备的示例非限制性实施例的框图。
图3是图示了根据本文所描述各个方面的电磁场分布的示例非限制性实施例的图形简图。
图4是图示了根据本文所描述各个方面的电磁场分布的示例非限制性实施例的图形简图。
图5A是图示了根据本文所描述各个方面的频率响应的示例非限制性实施例的图形简图。
图5B是图示了根据本文所描述各个方面的绝缘导线的纵向横截面的示例非限制性实施例的图形简图，描绘了处于多个不同操作频率的导行电磁波场。
图6是图示了根据本文所描述各个方面的电磁场分布的示例非限制性实施例的图形简图。
图7是图示了根据本文所描述各个方面的弧形耦合器的示例非限制性实施例的框图。
图8是图示了根据本文所描述各个方面的弧形耦合器的示例非限制性实施例的框图。
图9A是图示了根据本文所描述各个方面的短截线耦合器的示例非限制性实施例的框图。
图9B是图示了根据本文所描述各个方面的电磁分布的示例非限制性实施例的图。
图10A和图10B是图示了根据本文所描述各个方面的耦合器和收发器的示例非限制性实施例的框图。
图11是图示了根据本文所描述各个方面的双短截线耦合器的示例非限制性实施例的框图。
图12是图示了根据本文所描述各个方面的中继器系统的示例非限制性实施例的框图。
图13图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的双向中继器的示例非限制性实施例。
图14是图示了根据本文所描述各个方面的波导系统的示例非限制性实施例的框图。
图15是图示了根据本文所描述各个方面的导波通信系统的示例非限制性实施例的框图。
图16A和图16B是图示了根据本文所描述各个方面的用于对电网通信系统进行管理的系统的示例非限制性实施例的框图。
图17A图示了用于检测并减轻在图16A和图16B的系统的通信网络中发生的扰动的方法的示例非限制性实施例的流程图。
图17B图示了用于检测并减轻在图16A和图16B的系统的通信网络中发生的扰动的方法的示例非限制性实施例的流程图。
图18A图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的通信系统的示例非限制性实施例。
图18B图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的网络终端的示例非限制性实施例。
图18C图示了图形简图，图示了根据本文所描述各个方面的频谱的示例非限制性实施例。
图18D图示了图形简图，图示了根据本文所描述各个方面的频谱的示例非限制性实施例。
图18E图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的主机节点设备的示例非限制性实施例。
图18F图示了组合绘图和框图，图示了根据本文所描述各个方面的下行数据流的示例非限制性实施例。
图18G图示了组合绘图和框图，图示了根据本文所描述各个方面的上行数据流的示例非限制性实施例。
图18H图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的客户端节点设备的示例非限制性实施例。
图19A图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的接入点中继器的示例非限制性实施例。
图19B图示了框图，图示了根据本文所描述各个方面的微型中继器的示例非限制性实施例。
图19C图示了组合绘图和框图，图示了根据本文所描述各个方面的微型中继器的示例非限制性实施例。
图19D图示了图形简图，图示了根据本文所描述各个方面的频谱的示例非限制性实施例。
图20A至图20D图示了根据本文所描述各个方面的方法的示例非限制性实施例的流程图。
图21是根据本文所描述各个方面的计算环境的示例非限制性实施例的框图。
图22是根据本文所描述各个方面的移动网络平台的示例非限制性实施例的框图。
图23是根据本文所描述各个方面的通信设备的示例非限制性实施例的框图。
具体实施方式
现在参考附图描述一个或多个实施例，其中相似的附图标记贯穿全文被用来指相似的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了众多细节，以便提供对各个实施例的透彻理解。然而，显然，各个实施例可以在没有这些细节(并且不应用到任何特定联网环境或标准)的情况下被实践。
在实施例中，呈现了一种用于经由导行电磁波发送并接收通信信号诸如数据或其他信令的导波通信系统。所述导行电磁波包括例如被限制到传输介质或由所述传输介质引导的表面波或其他电磁波。将认识到的是，在不脱离示例实施例的情况下可以将各种传输介质与导波通信一起使用。这种传输介质的示例可以包括以下各项中的一项或多项(单独地或者以一种或多种组合)：导线，绝缘的或者不绝缘的、以及是单股的或者多股的；其他形状或构造的导体，包括导线束、电缆、杆、轨道、管道；非导体，诸如电介质管道、杆、轨道或其他电介质构件；导体和电介质材料的组合；或其他导波传输介质。
导行电磁波在传输介质上的感生可以独立于通过作为电路的一部分的传输介质而被注入或以其他方式传输的任何电势、电荷或电流。例如，在传输介质为导线的情况下，应当认识到的是，虽然导线中的小电流可以响应于导波沿导线的传播而形成，但这可以是由于电磁波沿导线表面的传播，并且不是响应于被注入到作为电路的一部分的导线中的电势、电荷或电流而形成的。因此，在导线上行进的电磁波不需要电路以沿导线表面传播。因此，导线是单导线传输线路，而不是电路的一部分。而且，在一些实施例中，导线不是必需的，并且电磁波可以沿不是导线的单线路传输介质传播。
更一般地，如本主题公开内容所描述的“导行电磁波”或“导波”受到至少为传输介质的一部分的物理对象(例如，裸导线或其他导体、电介质、绝缘导线、导管或其他中空元件、被电介质或绝缘体或其他导线束涂覆、覆盖或包围的绝缘导线束，或者另一种形式的固体、液体或其他非气体传输介质)的存在的影响，从而至少部分地限制到物理对象或由物理物体引导，并且从而沿着物理对象的传输路径传播。此类物理对象可以作为传输介质的至少一部分来操作，所述传输介质通过传输介质的界面(例如，外表面、内表面、外表面与内表面之间的内部部分或传输介质的元件之间的其他边界)引导电磁波“导行电磁波”的传播，所述导行电磁波进而可以沿着从发送设备到接收设备的传输路径承载能量和/或其他数据。
不同于其强度与非导行电磁波行进的距离的平方成反比地减小的无线信号(诸如非导行(或无界)电磁波)的自由空间传播，导行电磁波可以沿着传输介质传播，具有比非导行电磁波所经受的少的每单位距离量值损耗。
与电信号不同，导行电磁波可以从发送设备传播到接收设备，而无需发送设备和接收设备之间的单独电回流路径。因此，导行电磁波可以沿着不具有导电部件的传输介质(例如，电介质条)或者经由具有不多于单个导体的传输介质(例如，单根裸导线或绝缘导线)从发送设备向接收设备传播。即使传输介质包括一个或多个导电部件并且沿着传输介质传播的导行电磁波在导行电磁波的方向上生成在所述一个或多个导电部件中流动的电流，此类导行电磁波也可以沿传输介质从发送设备向接收设备传播，而无需在发送设备和接收设备之间的电回流路径上的相反电流的流动。
在非限制性说明中，考虑通过导电介质在发送设备与接收设备之间发射和接收电信号的电气系统。此类系统通常依靠电气分离的前向和返回路径。例如，考虑具有由绝缘体隔开的中心导体和接地屏蔽的同轴电缆。通常，在电气系统中，发送(或接收)设备的第一端子可以连接到中心导体，并且发送(或接收)设备的第二端子可以连接到接地屏蔽。如果发送设备经由第一端子在中心导体中注入电信号，那么所述电信号将沿着中心导体传播，从而导致中心导体中的前向电流，并导致接地屏蔽中的返回电流。相同的情况适用于两端子接收设备。
相比而言，考虑诸如在本主题公开内容中描述的导波通信系统，其可以利用传输介质的不同实施例(除其他以外，包括同轴电缆)来发射和接收导行电磁波，而无需电回流路径。在一个实施例中，例如，本主题公开内容的导波通信系统可以被配置用于感生沿着同轴电缆的外表面传播的导行电磁波。虽然导行电磁波将在接地屏蔽上引起前向电流，但是导行电磁波不需要返回电流来使得导行电磁波沿着同轴电缆的外表面传播。可以说由导波通信系统使用以用于传输并接收导行电磁波的其他传输介质也是如此。例如，由导波通信系统在裸导线或绝缘导线的外表面上感生的导行电磁波可以沿着无电回流路径的裸导线或绝缘裸导线进行传播。
因此，需要用于在单独导体上承载前向电流和反向电流的两个或更多个导体以使得由发送设备注入的电气信号能够传播的电气系统不同于在传输介质的界面上感生导行电磁波而无需电回流路径来使得导行电磁波能够沿着传输介质的界面进行传播的导波系统。
还要注意的是，本主题公开内容中所描述的导行电磁波可以具有主要或基本上位于传输介质的外部的电磁场结构，以便被限制到传输介质或由传输介质引导，并且以便在传输介质的外表面上或沿着传输介质的外表面传播非微不足道的距离。在其他实施例中，导行电磁波可以具有主要或基本上在传输介质内部的电磁场结构，以便被限制到传输介质或由传输介质引导，并且以便在传输介质内传播非微不足道的距离。在其他实施例中，导行电磁波可以具有部分地位于传输介质内部且部分地位于传输介质外部的电磁场结构，以便被限制到传输介质或由传输介质引导，并且以便沿着传输介质传播非微不足道的距离。在实施例中，期望的电场结构可以基于各种因素而变化，包括：期望传输距离、传输介质自身的特性以及传输介质外部的环境状况/特性(例如，存在雨、雾、大气状况等)。
本文所描述的各个实施例涉及可以被称为用于以毫米波频率(例如，30GHz至300GHz)向和从传输介质发射和/或提取导行电磁波的“波导耦合设备”、“波导耦合器”或更简单地称为“耦合器”、“耦合设备”或“发射台”的耦合设备，其中，波长与耦合设备和/或传输介质的一个或多个维度(诸如导线的周长、或其他横截面维度)、或者更低的微波频率(诸如300MHz至30GHz)相比而言可以较小。可以生成传输以便作为由耦合设备引导的波进行传播，诸如：电介质材料的条长度、弧长度或其他长度；喇叭状天线、单极天线、拉杆天线、隙缝天线或其他天线；天线阵列；磁共振腔、或其他共振耦合器；线圈、带状线、波导或其他耦合设备。在操作中，所述耦合设备从发射器或传输介质接收电磁波。所述电磁波的电磁场结构可以承载在耦合设备内部、耦合设备外部或其某种组合。当耦合设备非常接近传输介质时，电磁波的至少一部分耦合至或限制到所述传输设备，并且继续作为导行电磁波进行传播。以互逆方式，耦合设备可以从传输介质中提取导波并将这些电磁波输送至接收器。
根据示例实施例，表面波是由传输介质的表面引导的一种类型的导波，诸如导线的外部表面或外表面、或者所述导线的邻近或暴露于具有不同性质(例如，电介质性质)的另一种类型的介质的另一个表面。实际上，在示例实施例中，引导表面波的导线的表面可以表示两种不同类型介质之间的过渡表面。例如，在裸露或未绝缘导线的情况下，导线的表面可以是暴露于空气或自由空间的裸露或未绝缘导线的外或外部导电表面。作为另一个示例，在绝缘导线的情况下，取决于绝缘体、空气和/或导体的性质(例如，电介质性质)的相对差异并且还取决于导波的一种或多种频率和传播模式，导线的表面可以是与导线的绝缘体部分相遇的导线的导电部分，或者可以以其他方式是暴露于空气或自由空间的导线的绝缘体表面，或者可以以其他方式是在导线的绝缘体表面和与导线的绝缘体部分相遇的导线的导电部分之间的任何材料区域。
根据示例实施例，术语在与导波结合使用的导线或其他传输介质“周围”可以包括基波导波传播模式，诸如具有圆形或基本上为圆形的场分布的导波、对称电磁场分布(例如，电场、磁场、电磁场等)、或至少部分地在导线或其他传输介质周围的其他基波模式图。此外，当导波在导线或其他传输介质“周围”传播时，其可以根据导波传播模式进行传播，所述导波传播模式可以包括不仅基波传播模式(例如，零阶模式)，而且还另外地或替代地包括非基波传播模式，诸如高阶导波模式(例如，1阶模式、2阶模式等)、非对称模式和/或具有在导线或其他传输介质周围的非圆形场分布的其他导波(例如，表面波)。如在此使用的，术语“导波模式”指代导波通信系统的传输介质、耦合设备或其他系统部件的导波传播模式。
例如，这种非圆形场分布可以是单边的或多边的，具有特征在于相对较高场强度的一个或多个轴向波瓣和/或特征在于相对低场强度、零场强度或基本上零场强度的一个或多个空值或空值区域。进一步地，根据示例实施例，场分布可以以其他方式在导线周围根据方位取向而变化，从而使得在导线周围的一个或多个角度区域具有比方位取向的一个或多个其他角度区域更高的电或磁场强度(或其组合)。应当认识到的是，导波的较高阶模式或非对称模式的相对取向或位置可以随着导波沿导线行进而变化。
如本文所使用的，术语“毫米波”可以指落在30GHz至300GHz的“毫米波频带”内的电磁波/信号。术语“微波”可以指落在300MHz至300GHz的“微波频带”内的电磁波/信号。术语“射频(radio frequency)”或“RF”可以指落在10kHz至1THz内的“射频带”内的电磁波/信号。应当认识到的是，如本主题公开内容所描述的无线信号、电信号和导行电磁波可以被配置用于在任何期望频率范围上进行操作，诸如例如在毫米波频带和/或微波频带内、之上或之下的频率上。具体地，当耦合设备或传输介质包括导电元件时，由耦合设备承载的和/或沿着传输介质传播的导行电磁波的频率可以在导电元件中的电子的平均碰撞频率以下。进一步地，由耦合设备承载的和/或沿着传输介质传播的导行电磁波的频率可以是非光学频率，例如，在以1THz开始的光学频率范围以下的射频。
如本文所使用的，术语“天线”可以指作为用于发射/辐射或接收无线信号的发射系统或接收系统的一部分的设备。
根据一个或多个实施例，一种网络终端包括网络接口，所述网络接口被配置用于从通信网络接收下行数据并且向所述通信网络发送上行数据。下行信道调制器将所述下行数据调制成与导波通信系统的下行频率信道相对应的下行信道信号。主机接口向所述导波通信系统发送所述下行信道信号，并且从所述导波通信系统接收与上行频率信道相对应的上行信道信号。上行信道解调器将上行信道信号解调成上行数据。
根据一个或多个实施例，一种方法包括：从通信网络接收下行数据；将所述下行数据调制成与导波通信系统的下行频率信道相对应的上行信道信号；经由有线连接向所述导波通信系统发送所述下行信道信号；经由所述有线连接从所述导波通信系统接收与上行频率信道相对应的上行信道信号；将所述上行信道信号解调成上行数据；以及向所述通信网络发送所述上行数据。
根据一个或多个实施例，一种网络终端包括下行信道调制器，所述下行信道调制器被配置用于将下行数据调制成下行信道信号，以便经由被限制到导波通信系统的传输介质的导行电磁波来传送所述下行数据。主机接口向所述导波通信系统发送所述下行信道信号，并且从所述导波通信系统接收与上行频率信道相对应的上行信道信号。上行信道解调器将上行信道信号解调成上行数据。
根据一个或多个实施例，一种主机节点设备包括至少一个接入点中继器(APR)，所述接入点中继器被配置用于经由导波通信系统进行通信。终端接口从通信网络接收下行信道信号。第一信道双工器向所述至少一个APR输送所述下行信道信号。所述至少一个APR在所述导波通信系统上将所述下行信道信号作为导行电磁波进行发射。
根据一个或多个实施例，一种方法包括：从通信网络接收下行信道信号；在导波通信系统上将所述下行信道信号作为导行电磁波进行发射；以及向至少一个客户端节点设备无线地传输所述下行信道信号
根据一个或多个实施例，一种主机节点设备包括终端接口，所述终端接口被配置用于从通信网络接收下行信道信号并且向所述通信网络发送上行信道信号。至少一个接入点中继器(APR)在导波通信系统上将所述下行信道信号作为导行电磁波进行发射，并且从所述导波通信系统中提取上行信道信号的第一子集。无线电向至少一个客户端节点设备无线地传输所述下行信道信号，并且从所述至少一个客户端节点设备无线地接收所述上行信道信号的第二子集。
根据一个或多个实施例，一种客户端节点设备包括无线电，所述无线电被配置用于从通信网络无线地接收下行信道信号。接入点中继器(APR)在导波通信系统上将所述下行信道信号作为沿着传输介质传播的导行电磁波进行发射，并且向至少一个客户端设备无线地传输所述下行信道信号。
根据一个或多个实施例，一种方法包括：从通信网络无线地接收下行信道信号；在导波通信系统上将所述下行信道信号作为沿着传输介质传播的导行电磁波进行发射；以及向至少一个客户端设备无线地传输所述下行信道信号。
根据一个或多个实施例，一种客户端节点设备包括无线电，所述无线电被配置用于从通信网络无线地接收下行信道信号，并且向所述通信网络无线地传输第一上行信道信号和第二上行信道信号。接入点中继器(APR)在导波通信系统上将所述下行信道信号作为沿着传输介质传播的导行电磁波进行发射，从所述导波通信系统中提取所述第一上行信道信号，向至少一个客户端设备无线地传输所述下行信道信号，并且从所述通信网络无线地接收所述第二上行信道信号。
根据一个或多个实施例，一种中继器设备包括第一耦合器，所述第一耦合器被配置用于从限制到导波通信系统的传输介质的第一导行电磁波中提取下行信道信号。放大器对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号。信道选择滤波器选择所述经放大下行信道信号中的一个或多个来经由天线无线地传输至所述至少一个客户端设备。第二耦合器将所述经放大下行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质以便作为第二导行电磁波进行传播。信道双工器将所述经放大下行信道信号输送至所述耦合器并且输送至所述信道选择滤波器。
根据一个或多个实施例，一种方法包括：从限制到导波通信系统的传输介质的第一导行电磁波中提取下行信道信号；对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号；选择所述经放大下行信道信号中的一个或多个以经由天线无线地传输至所述至少一个客户端设备；以及将所述经放大下行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质以便作为第二导行电磁波进行传播。
根据一个或多个实施例，一种中继器设备包括第一耦合器，所述第一耦合器被配置用于从限制到导波通信系统的传输介质的第一导行电磁波中提取下行信道信号。放大器对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号。信道选择滤波器选择所述经放大下行信道信号中的一个或多个来经由天线无线地传输至所述至少一个客户端设备。第二耦合器将所述经放大下行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质以便作为第二导行电磁波进行传播。
现在参照图1，示出了图示导波通信系统的示例非限制性实施例的框图100。在操作中，传输设备101从通信网络或其他通信设备接收包括数据的一个或多个通信信号110，并生成导波120，以经由传输介质125将所述数据传送至传输设备102。传输设备102接收导波120并将其转换成通信信号112，所述通信信号包括供传输至通信网络或其他通信设备的数据。导波120可以被调制，以经由诸如相移键控、频移键控、正交幅度调制、幅度调制、多载波调制(诸如正交频分复用)等调制技术以及经由诸如频分复用、时分复用、码分复用、经由不同波传播模式和经由其他调制和接入策略进行复用等多址接入技术来传送数据。
所述一个或多个通信网络可以包括无线通信网络，诸如移动数据网络、蜂窝语音和数据网络、无线局域网(例如，WiFi或802.xx网络)、卫星通信网络、个域网、或其他无线网络。所述一个或多个通信网络还可以包括有线通信网络，诸如电话网络、以太网、局域网、广域网(诸如互联网)、宽带接入网络、有线电视网路、光纤网络、或其他有线网络。通信设备可以包括网络边缘设备、桥接设备或家庭网关、机顶盒、宽带调制解调器、电话适配器、接入点、基站或其他固定通信设备、移动通信设备(诸如汽车网关或汽车)、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、蜂窝电话、或其他通信设备。
在示例实施例中，简图100的导波通信系统可以以双向方式进行操作，其中，传输设备102从通信网络或设备接收包括其他数据的一个或多个通信信号112并且生成导波122，以经由传输介质125向传输设备101传送所述其他数据。在这种操作模式下，传输设备101接收导波122并将它们转换成包括其他数据的通信信号110，用于向通信网络或设备传输。导波122可以被调制，以经由诸如相移键控、频移键控、正交幅度调制、幅度调制、多载波调制(诸如正交频分复用)等调制技术以及经由诸如频分复用、时分复用、码分复用、经由不同波传播模式和经由其他调制和接入策略进行复用等多址接入技术来传送数据。
传输介质125可以包括电缆，所述电缆具有被电介质材料(诸如绝缘体或其他电介质覆盖物、涂层或其他电介质材料)包围的至少一个内部部分，所述电介质材料具有外表面和相应周长。在示例实施例中，传输介质125作为单导线传输线路进行操作，以引导电磁波的传输。当传输介质125被实施为单导线传输系统时，其可以包括导线。所述导线可以是绝缘或未绝缘的，并且可以是单股或多股的(例如，编织)。在其他实施例中，传输介质125可以包含其他形状或构造的导体，包括线束、电缆、杆、轨道、管道。此外，传输介质125可以包括非导体，诸如电介质管、杆、轨道或其他电介质构件；导体和电介质材料、导体但不具有电介质材料或其他导波传播介质的组合。应当注意的是，传输介质125可以以其他方式包括先前讨论的传输介质中的任何一种。
进一步地，如先前所讨论的，导波120和122可以与在自由空间/空气上的无线电传输或经由电路的通过导线的导体的电力或信号的常规传播形成对比。除了导波120和122的传播之外，传输介质125还可以可选地包含作为一个或多个电路的一部分以常规方式传播电力或其他通信信号的一根或多根导线。
现在参照图2，示出了图示传输设备的示例非限制性实施例的框图200。传输设备101或102包括通信接口(I/F)205、收发器210和耦合器220。
在操作的示例中，通信接口205接收包括数据的通信信号110或112。在各个实施例中，通信接口205可以包括用于根据无线标准协议(诸如LTE或其他蜂窝语音和数据协议、WiFi或802.11协议、WIMAX协议、超宽带协议、蓝牙协议、Zigbee协议、直播广播卫星(DBS)或其他卫星通信协议、或其他无线协议)接收无线通信信号的无线接口。另外或替代地，通信接口205包括根据以太网协议、通用串行总线(USB)协议、电缆服务数据接口规范(DOCSIS)协议、数字用户线(DSL)协议、Firewire(IEEE 1394)协议或其他有线协议操作的有线接口。除了基于标准的协议之外，通信接口205还可以结合其他有线或无线协议一起操作，包括上述标准协议的被修改为例如与结合导波通信系统的网络、或完全不同的协议一起操作的当前变体或计划变体中的任何变体。此外，通信接口205可以可选地结合包括多个协议层的协议栈一起进行操作，所述多个协议层包括MAC协议、传送协议、应用协议等。
在操作的示例中，收发器210基于通信信号110或112生成电磁波，以传送数据。所述电磁波具有至少一个载波频率以及至少一个相应波长。载波频率可以在30GHz至300GHz的毫米波频带内(诸如60GHz)，或者是在30GHz至40GHz范围内、或者是在微波频率范围中300MHz至30GHz的更低频带范围(诸如26GHz至30GHz、11GHz、6GHz或3GHz)内的载波频率，但是将认识到的是，其他载波频率在其他实施例中是可能的。在一种操作模式下，收发器210仅对所述一个或多个通信信号110或112进行上变频，用于将微波或毫米波频带中的电磁信号作为由传输介质125引导或限制到所述传输介质的引导电磁波进行传输。在另一种操作模式下，通信接口205或者将通信信号110或112转换成基带信号或近基带信号或者从通信信号110或112中提取数据，并且收发器210利用所述数据、基带或近基带信号对高频载波进行调制以进行传输。应当认识到的是，收发器210可以调制经由通信信号110或112接收到的数据，以便通过封装在不同协议的有效载荷中或者通过简单的频移来保持通信信号110或112的一个或多个数据通信协议。在替代方案中，收发器210可以以其他方式将经由通信信号110或112接收到的数据转化成与通信信号110或112的所述一个或多个数据通信协议不同的协议。
在操作示例中，耦合器220将电磁波作为导行电磁波耦合至传输介质125以便传送所述一个或多个通信信号110或112。虽然先前的描述集中在收发器210作为发射器的操作，但是收发器210还可以操作以接收经由耦合器220从单导线传输介质传送其他数据的电磁波，并经由通信接口205生成包括其他数据的通信信号110或112。考虑到附加导行电磁波传送还沿着传输介质125传播的其他数据的实施例。耦合器220还可以将来自传输介质125的此附加电磁波耦合至收发器210以用于接收。
传输设备101或102包括可选的训练控制器230。在示例实施例中，训练控制器230由独立处理器或者与传输设备101或102的一个或多个其他部件共享的处理器来实施。基于由收发器210从耦合成接收导行电磁波的至少一个远程传输设备接收到的反馈数据，训练控制器230选择用于导行电磁波的载波频率、调制方案和/或导波模式。
在示例实施例中，由远程传输设备101或102传输的导行电磁波传送同样沿着传输介质125进行传播的数据。可以将来自远程传输设备101或102的数据生成为包括反馈数据。在操作中，耦合器220还耦合来自传输介质125的导行电磁波，并且收发器接收电磁波并处理所述电磁波以提取反馈数据。
在示例实施例中，训练控制器230基于反馈数据进行操作以评估多个候选频率、调制方案和/或传输模式，从而选择载波频率、调制方案和/或传输模式来增强性能(诸如吞吐量、信号强度)、降低传播损耗等。
考虑以下示例：通过将多个导波作为处于对应多个候选频率和/或被指引到耦合至传输介质125的远程传输设备102的候选模式的测试信号(诸如导频波)或其他测试信号发送至所述远程传输设备，传输设备101在训练控制器230的控制下开始操作。所述导波可以另外或可替代地包括测试数据。所述测试数据可以指示所述信号的特定候选频率和/或导波模式。在实施例中，在远程传输设备102处的训练控制器230接收来自适当接收的任何导波中的测试信号和/或测试数据，并且确定最佳候选频率和/或导波模式、一组可接受的候选频率和/或导波模式、或候选频率和/或导波模式的排名排序。对(多个)候选频率或/和(多种)导行模式的这种选择由训练控制器230基于一个或多个优化标准(诸如接收信号强度、误比特率、分组错误率、信噪比、传播损耗等)生成。训练控制器230生成指示对(多个)候选频率或/和(多种)导波模式的选择的反馈数据，并且将所述反馈数据发送至收发器210以传输至传输设备101。传输设备101和102然后可以基于对(多个)候选频率或/和(多种)导波模式的选择而彼此传送数据。
在其他实施例中，包含测试信号和/或测试数据的导行电磁波由远程传输设备102反射回、中继回、或以其他方式环回至传输设备101，以用于由发起这些波的传输设备101的训练控制器230进行接收和分析。例如，传输设备101可以向远程传输设备102发送用于发起测试模式的信号，在所述测试模式下，物理反射器接通线路，终止阻抗发生变化以引起反射，开启环回模式以便将电磁波耦合回至源传输设备102，和/或启用中继器模式以便放大电磁波并将其重新传输回至源传输设备102。源传输设备102处的训练控制器230接收来自适当接收的任何导波中的测试信号和/或测试数据，并且确定对(多个)候选频率或/和(多种)导波模式的选择。
虽然已经在启动或初始化操作模式时描述了上述过程，但是每个传输设备101或102还可以在其他时间或连续地发送测试信号、经由诸如正常传输等非测试传输来评估候选频率或导波模式、或以其他方式评估候选频率或导波模式。在示例实施例中，传输设备101与传输设备102之间的通信协议可以包括应求或周期性测试模式，其中对候选频率和导波模式子集的完全测试或者更有限测试被测试和评估。在其他操作模式下，重新进入这种测试模式可以通过由于扰动、天气状况等导致的性能下降而触发。在示例实施例中，收发器210的接收器带宽或者足够宽或者被扫过以接收所有候选频率或者可以由训练控制器230选择性地调节到训练模式，在所述训练模式下，收发器210的接收器带宽足够宽或者被扫过以接收所有候选频率。
现在参照图3，示出了图示电磁场分布的示例非限制性实施例的图形简图300。在本实施例中，空气中的传输介质125包括内部导体301和电介质材料的绝缘护套302，如以横截面示出的。简图300包括表示由具有非对称和非基波导波模式的导波的传播生成的不同电磁场强度的不同灰度级。
具体地，电磁场分布对应于模式“最有效点(sweet spot)”，所述模式最有效点增强了沿着绝缘传输介质的导行电磁波传播并且降低了端到端传输损耗。在此特定模式下，电磁波由传输介质125引导以便沿着传输介质的外表面——在这种情况下为绝缘护套302的外表面进行传播。电磁波部分地嵌入在绝缘体中并且部分地在绝缘体的外表面上辐射。以此方式，电磁波“轻”耦合至绝缘体以便使能在远距离处以低传播损耗进行电磁波传播。
如所示出的，导波具有主要或基本上位于用来引导电磁波的传输介质125外部的场结构。导体301内部的区域具有很少场或没有场。同样，绝缘护套302内部的区域具有低场强。电磁场强度的大部分分布在位于绝缘护套302的外表面处并且与其非常接近的波瓣304中。非对称导波模式的存在由绝缘护套302的外表面的顶部和底部处的高电磁场强其他示出(在简图的取向中)——与绝缘护套302的侧上的非常小的场强相反。
所示的示例对应于由直径为1.1cm的导线和厚度为0.36cm的电介质绝缘体引导的38GHz的电磁波。因为电磁波由传输介质125引导，并且大部分场强集中于在外表面的有限距离内的绝缘护套302的外部的空气中，所以导波可以以非常低的损耗沿着传输介质125纵向向下传播。在所示出的示例中，此“有限距离”与和外表面相距小于传输介质125的最大横截面维度的一半的距离相对应。在这种情况下，导线的最大横截面维度对应于1.82cm的整体直径，然而，此值可以随着传输介质125的尺寸和形状而变化。例如，如果传输介质125采用高为0.3cm且宽为0.4cm的矩形形状，则最大横截面维度的对角线将为0.5cm，并且相应的有限距离将为0.25cm。包含大部分场强的区域的维度还随着频率而变化，并且通常随着载波频率的减小而增大。
还应当注意的是，导波通信系统的部件(诸如耦合器和传输介质)针对每种导波模式可以具有其自己的截止频率。截止频率通常阐述了特定导波模式被设计成由那个特定部件支持的最低频率。在示例实施例中，通过电磁波在传输介质125上感生出所示出的特定非对称传播模式，所述电磁波的频率落在此特定非对称模式的下限截止频率Fc的有限范围(诸如Fc至2Fc)内。下限截止频率Fc特定于传输介质125的特性。对于所示出的包括被绝缘护套302包围的内部导体301的实施例，此截止频率可以基于绝缘护套302的维度和性质以及潜在地内部导体301的维度和性质而变化，并且可以通过实验被确定为具有期望的模式图案。然而，应当注意到的是，针对不具有内导体的中空电介质或绝缘体可以找到相似的效果。在这种情况下，截止频率可以基于中空电介质或绝缘体的维度和特性而变化。
在低于下限截止频率的频率上，非对称模式难以在传输介质125中感生，并且只能传播微不足道的距离。随着频率增加到关于截止频率的有限频率范围之上，非对称模式越来越多地偏移到绝缘护套302的内侧。在远大于截止频率的频率上，场强不再集中在绝缘护套外部，而是主要在绝缘护套302的内部。虽然传输介质125为电磁波提供了较强引导并且传播仍然是可能的，但是范围由于绝缘护套302内的传播而增加的损耗而更受限制——与周围的空气相反。
现在参照图4，示出了图示电磁场分布的示例非限制性实施例的图形简图400。具体地，以用于指代相似元件的共同附图标记示出了与图3相似的横截面简图400。示出的示例对应于由直径为1.1cm的导线和厚度为0.36cm的电介质绝缘体引导的60GHz的波。因为导波的频率高于此特定非对称模式的截止频率的有限范围，所以场强的大部分已经向绝缘护套302内部偏移。具体地，场强主要集中在绝缘护套302的内部。虽然传输介质125向电磁波提供了较强引导并且传播仍然是可能的，但是当与图3的实施例相比时，范围由于绝缘护套302内的传播而增加的损耗而更受限制。
现在参照图5A，示出了图示频率响应的示例非限制性实施例的图形简图。具体地，简图500呈现了作为频率的函数的端到端损耗(以dB为单位)的曲线图，覆盖有200cm绝缘中压导线的三个点处的电磁场分布510、520和530。在每个电磁场分布中，绝缘体与周围空气之间的边界由附图标记525来表示。
如结合图3所讨论的，通过电磁波在传输介质125上感生出所示出的期望非对称传播模式的示例，所述电磁波的频率落在针对此特定非对称模式的传输介质的下限截止频率Fc的有限范围(诸如Fc至2Fc)内。具体地，在6GHz下的电磁场分布520落在此模式“最有效点”内，所述模式最有效点增强了沿着绝缘传输介质的电磁波传播并且降低了端到端传输损耗。在此特定模式下，导波部分地嵌入在绝缘体中并且部分地在绝缘体的外表面上辐射。以此方式，电磁波“轻”耦合至绝缘体以便使能在远距离处以低传播损耗进行导行电磁波传播。
在由3GHz下的电磁场分布510表示的更低频率下，非对称模式辐射更多，从而产生更高的传播损耗。在由9GHz下的电磁场分布530表示的更高频率下，非对称模式越来越多地向绝缘护套内部偏移，从而提供过多的吸收，再次产生了更高的传播损耗。
现在参照图5B，示出了图示传输介质125(诸如绝缘导线)的纵向横截面的示例非限制性实施例的图形简图550，描绘了处于多个不同操作频率下的导行电磁波场。如简图556中所示出的，当导行电磁波大致处于与模式“最有效点”相对应的截止频率(fc)下时，导行电磁波松散地耦合至绝缘导线，从而使得吸收减少，并且导行电磁波的场被充分地限制以便降低辐射到环境(例如，空气)中的量。由于导行电磁波场的吸收和辐射较低，传播损耗因此较低，从而使得导行电磁波场能够传播更长的距离。
如简图554中所示出的，当导行电磁波场的操作频率增加到大约两倍截止频率(fc)以上——或者被称为“最有效点”的范围以上时，传播损耗增加。电磁波的更多场强在绝缘层内被驱动，增加了传播损耗。在比截止频率(fc)高得多的频率下，由于由导行电磁波发射的场集中在导线的绝缘层中，因此导行电磁波被强限制到绝缘导线，如简图552中所示出的。这进而进一步由于绝缘层吸收导行电磁波而产生了传播损耗。类似地，当导行电磁波的操作频率基本上低于截止频率(fc)时，传播损耗增加，如简图558中所示出的。在比截止频率(fc)低得多的频率下，导行电磁波被弱(或微乎其微地(nominally))限制到绝缘导线，并且由此趋于辐射到环境(例如，空气)中，这进而由于导行电磁波的辐射而产生了传播损耗。
现在参照图6，示出了图示电磁场分布的示例非限制性实施例的图形简图600。在本实施例中，传输介质602是裸导线，如以横截面示出的。简图600包括表示由具有对称和非基波导波模式的导波在单个载波频率下传播所生成的不同电磁场强度的不同灰度级。
在这种特定模式下，电磁波由传输介质602引导以便沿着传输介质的外表面——在这种情况下为裸导线的外表面进行传播。电磁波“轻”耦合至导线以便使能在远距离处以低传播损耗进行电磁波传播。如所示出的，导波具有基本上位于用来引导电磁波的传输介质602外部的场结构。导体625内部的区域具有很少场或没有场。
现在参照图7，示出了图示弧形耦合器的示例非限制性实施例的框图700。具体地，呈现了用于诸如结合图1所呈现的传输设备101或102等传输设备中使用的耦合设备。耦合设备包括耦合至发射器电路712和终止或阻尼器714的弧形耦合器704。弧形耦合器704可以由电介质材料或其他低损耗绝缘体(例如，特氟龙、聚乙烯等)制成、或者由导电(例如，金属、非金属等)材料制成、或是前述材料的任意组合。如所示出的，弧形耦合器704作为波导进行操作，并且具有作为导波在弧形耦合器704的波导表面周围进行传播的波706。在所示出的实施例中，弧形耦合器704的至少一部分可以放置在导线702或其他传输介质(诸如传输介质125)附近，以便促进弧形耦合器704与导线702或其他传输介质之间的耦合，如本文所述的以便在导线上发射导波708。弧形耦合器704可以被放置成使得弯曲的弧形耦合器704的一部分与导线702相切、并且平行或基本上平行。弧形耦合器704的与导线平行的所述部分可以是曲线的顶点、或者是曲线的切线与导线702平行的任何点。当弧形耦合器704被如此定位或放置时，沿弧形耦合器704行进的波706至少部分地耦合至导线702，并且作为导波708在导线702的导线表面周围或附近并且沿导线702纵向地传播。导波708可以被表征为表面波或由导线702或其他传输介质引导或限制到所述导线或其他传输介质的其他电磁波。
波706没有耦合至导线702的一部分作为沿弧形耦合器704的波710进行传播。应当认识到的是，弧形耦合器704可以关于导线702被配置和安排在各种各样的位置中，以实现波706到导线702的期望水平的耦合或非耦合。例如，与导线702平行或基本上平行的弧形耦合器704的曲率和/或长度、以及其到所述导线的间隔距离(在实施例中，这可以包括零间隔距离)可以在不背离示例实施例的情况下变化。同样，弧形耦合器704关于导线702的安排可以基于对导线702和弧形耦合器704的对应固有特性(例如，厚度、组成、电磁性质等)、以及波706和708的特性(例如，频率、能量水平等)的考虑而变化。
甚至在导线702弯曲和屈曲时，导波708仍保持与导线702平行或基本上平行。导线702中的弯曲可以增加传输损耗，传输损耗还取决于导线直径、频率和材料。如果为了高效的功率输送而选择弧形耦合器704的维度，则波706中的大部分功率被输送到导线702，在波710中剩余的功率很少。应当认识到的是，导波708本质上仍然可以是多模式的(本文中讨论的)，包括具有非基波或非对称的模式，同时沿着与导线702平行或基本上平行的路径行进，具有或不具有基波传输模式。在实施例中，非基波模式或非对称模式可以用于最小化传输损耗和/或获得增加的传播距离。
应当注意的是，术语“平行”一般是几何构造，其在实际系统中常常是不可精确实现的。相应地，当用来描述本公开中公开的实施例时，如在本公开中使用的术语“平行”表示近似而不是精确配置。在实施例中，基本上平行可以包括在所有维度上在真正平行的30度内的近似。
在实施例中，波706可以表现出一种或多种波传播模式。所述弧形耦合器模式可以取决于耦合器704的形状和/或设计。波706的所述一种或多种弧形耦合器模式可以生成、影响或冲击沿导线702传播的导波708的一种或多种波传播模式。然而，应当特别注意的是，导波706中存在的导波模式可以与导波708的导波模式相同或不同。以此方式，导波706的一种或多种导波模式可以不被输送到导波708，并且进一步地，导波708的一种或多种导波模式可能尚未存在在导波706中。还应当注意的是，针对特定导波模式的弧形耦合器704的截止频率可能不同于导线702或其他传输介质针对同一模式的截止频率。例如，在导线702或其他传输介质可以以略高于其针对特定导波模式的截止频率进行操作时，弧形耦合器704可以以远高于其针对同一模式的截止频率进行操作以便降低损耗，以略低于其针对此同一模式的截止频率进行操作以便例如感生更大的耦合和电力输送，或者以与弧形耦合器针对此模式的截止频率有关的某个其他点进行操作。
在实施例中，导线702上的波传播模式可以类似于弧形耦合器模式，因为波706和708两者分别在弧形耦合器704和导线702的外部周围进行传播。在一些实施例中，当波706耦合至导线702时，由于弧形耦合器704与导线702之间的耦合，所述模式可以改变形式，或者新的模式可以被创建或生成。例如，弧形耦合器704和导线702的尺寸、材料和/或阻抗的差异可以创建弧形耦合器模式中不存在的附加模式和/或可以抑制一些弧形耦合器模式。波传播模式可以包括基波横向电磁模式(准TEM00)，其中仅较小的电场和/或磁场在传播方向上延伸，并且电场和磁场在导波沿导线传播的同时径向向外延伸。这种导波模式可以是环形的，其中这些电磁场中很少存在于弧形耦合器704或导线702内。
波706和708可以包括场径向向外延伸的基波TEM模式，并且还包括其他非基波(例如，非对称的、更高级的等)模式。虽然以上讨论了特定的波传播模式，但是基于所采用的频率、弧形耦合器704的设计、导线702的维度和组成以及其表面特性、其绝缘(如果存在的话)、周围环境的电磁性质等，其他波传播模式同样是可能的，所述其他波传播模式诸如横向电(TE)模式和横向磁(TM)模式。应当注意的是，取决于频率、导线702的电特性和物理特性以及所生成的特定波传播模式，导波708可以沿氧化的未绝缘导线、未氧化的未绝缘导线、绝缘导线的导电表面和/或沿绝缘导线的绝缘表面行进。
在实施例中，弧形耦合器704的直径小于导线702的直径。对于所使用的毫米波频带波长，弧形耦合器704支持构成波706的单波导模式。这种单波导模式可以在其作为导波708耦合至导线702时改变。如果弧形耦合器704更大，则可以支持多于一种波导模式，但是这些附加的波导模式可能无法同样高效地耦合至导线702，并且可能导致更高的耦合损耗。但是，在一些替代实施例中，弧形耦合器704的直径可以等于或大于导线702的直径，例如，在期望更高耦合损耗的地方或者当与其他技术结合使用以便以其他方式减小耦合损耗时(例如，通过逐渐变细来进行阻抗匹配，等等)。
在实施例中，波706和708的波长在尺寸上相当，或者小于弧形耦合器704和导线702的周长。在示例中，如果导线702具有0.5cm的直径和大约1.5cm的相应周长，那么传输的波长是大约1.5cm或更小，对应于70GHz或更大的频率。在另一个实施例中，传输和载波信号的合适频率在30GHz至100GHz的范围内，可能是大约30GHz至60GHz，并且在一个示例中是大约38GHz。在实施例中，当弧形耦合器704和导线702的周长在尺寸上相当于或大于传输的波长时，波706和708可以表现出在足够的距离上传播以支持本文所描述的各种通信系统的多波传播模式，包括基波和/或非基波(对称和/或非对称)模式。因此，波706和708可以包括多于一种类型的电和磁场配置。在实施例中，当导波708沿导线702传播时，电和磁场配置将从导线702的一端到另一端保持相同。在其他实施例中，当导波708遇到干扰(失真或障碍)或者由于传输损耗或散射而损耗能量时，电场配置和磁场配置可以在导波708沿导线702传播时改变。
在实施例中，弧形耦合器704可以由尼龙、特氟龙、聚乙烯、聚酰胺或其他塑料构成。在其他实施例中，其他电介质材料是可能的。导线702的导线表面可以是具有裸露的金属表面的金属，或者可以使用塑料、电介质、绝缘体或其他涂层、护套或外壳来绝缘。在实施例中，电介质或其他非导电/绝缘波导可以与裸/金属导线或绝缘导线配对。在其他实施例中，金属和/或导电波导可以与裸/金属导线或绝缘导线配对。在实施例中，在导线702的裸露金属表面上的氧化层(例如，由于裸露金属表面暴露于氧/空气而产生)也可以提供类似于由一些绝缘体或护套提供的绝缘或电介质性质。
应当注意的是，波706、708和710的图形表示仅仅是为了说明波706在例如作为单导线传输线路操作的导线702上感生或以其他方式发射导波708的原理。波710表示在生成导波708之后保留在弧形耦合器704上的波706的部分。作为这种波传播的结果而生成的实际电和磁场可以取决于所采用的频率、一种或多种特定波传播模式、弧形耦合器704的设计、导线702的维度和组成以及其表面特性、其可选的绝缘、周围环境的电磁性质等而变化。
应当注意的是，弧形耦合器704可以在弧形耦合器704的端部包括可吸收来自波710的剩余辐射或能量的终止电路或阻尼器714。终止电路或阻尼器714可以防止和/或最小化来自波710的朝发射器电路712反射回的剩余辐射或能量。在实施例中，终止电路或阻尼器714可以包括终止电阻器和/或执行阻抗匹配以衰减反射的其他部件。在一些实施例中，如果耦合效率足够高，和/或波710足够小，那么可能不必使用终止电路或阻尼器714。为了简单起见，这些发射器电路712和终止电路或阻尼器714可能在其他附图中没有描绘出，但是在那些实施例中，可能使用发射器电路和终止电路或阻尼器。
另外，虽然呈现了生成单个导波708的单个弧形耦合器704，但是可以采用在沿导线702的不同点和/或在导线周围的不同方位取向放置的多个弧形耦合器704，以生成和接收处于相同或不同频率、处于相同或不同相位、处于相同或不同波传播模式的多个导波708。
图8，示出了图示弧形耦合器的示例非限制性实施例的框图800。在所示出的实施例中，耦合器704的至少一部分可以放置在导线702或其他传输介质(诸如传输介质125)附近，以便促进弧形耦合器704与导线702或其他传输介质之间的耦合，从而提取导波806的一部分作为如本文所述的导波808。弧形耦合器704可以被放置成使得弯曲的弧形耦合器704的一部分与导线702相切、并且平行或基本上平行。弧形耦合器704的与导线平行的所述部分可以是曲线的顶点、或者是曲线的切线与导线702平行的任何点。当弧形耦合器704被如此定位或放置时，沿导线702行进的波806至少部分地耦合至弧形耦合器704，并且作为导波808沿弧形耦合器704传播至接收设备(未明确示出)。波806没有耦合至弧形耦合器的一部分作为沿导线702或其他传输介质的波810传播。
在实施例中，波806可以表现出一种或多种波传播模式。所述弧形耦合器模式可以取决于耦合器704的形状和/或设计。导波806的一种或多种模式可以生成、影响或冲击沿弧形耦合器704传播的导波808的一种或多种导波模式。然而，应当特别注意的是，导波806中存在的导波模式可以与导波808的导波模式相同或不同。以此方式，导波806的一种或多种导波模式可以不被输送到导波808，并且进一步地，导波808的一种或多种导波模式可能尚未存在在导波806中。
现在参照图9A，示出了图示短截线耦合器的示例非限制性实施例的框图900。具体地，呈现了用于在诸如结合图1所呈现的传输设备101或102等传输设备中使用的包括短截线耦合器904的耦合设备。短截线耦合器904可以由电介质材料或其他低损耗绝缘体(例如，特氟龙、聚乙烯等)制成、或者由导电(例如，金属、非金属等)材料制成、或是前述材料的任意组合。如所示出的，短截线耦合器904作为波导进行操作，并且具有作为导波在短截线耦合器904的波导表面周围进行传播的波906。在所示出的实施例中，短截线耦合器904的至少一部分可以放置在导线702或其他传输介质(诸如传输介质125)附近，以便促进短截线耦合器904与导线702或其他传输介质之间的耦合，如本文所述的以便在导线上发射导波908。
在实施例中，短截线耦合器904是弯曲的，并且短截线耦合器904的端部可以系到、紧固到或以其他方式机械耦合至导线702。当短截线耦合器904的端部紧固到导线702时，短截线耦合器904的端部与导线702平行或基本上平行。可替代地，超过端部的电介质波导的另一部分可以紧固或耦合至导线702，从而使得紧固或耦合部分与导线702平行或基本上平行。紧固件910可以是与短截线耦合器904分离或者被构造为短截线耦合器904的集成部件的尼龙电缆扎带或其他类型的非导电/电介质材料。短截线耦合器904可以与导线702邻近而不包围导线702。
就像结合图7所描述的弧形耦合器704，当短截线耦合器904被放置成其端部与导线702平行时，沿短截线耦合器904行进的导波906耦合至导线702，并且作为导波908在导线702的导线表面周围进行传播。在示例实施例中，导波908可以被特征化为表面波或其他电磁波。
应当注意的是，呈现波906和908的图形表示仅仅是为了示出波906在例如作为单导线传输线路操作的导线702上感生或以其他方式发射导波908的原理。作为这种波传播的结果而生成的实际电和磁场可以取决于耦合器的形状和/或设计、电介质波导与导线的相对位置、所采用的频率、短截线耦合器904的设计、导线702的维度和组成以及其表面特性、其可选的绝缘、周围环境的电磁性质等等当中一个或多个而改变。
在实施例中，短截线耦合器904的端部可以朝导线702逐渐变细，以便增加耦合效率。实际上，根据本主题公开内容的示例实施例，短截线耦合器904的端部的逐渐变细可以为导线702提供阻抗匹配并减少反射。例如，短截线耦合器904的端部可以逐渐变细，以便获得如图9A中所图示的波906与波908之间的期望水平的耦合。
在实施例中，紧固件910可以被放置成使得在紧固件910与短截线耦合器904的端部之间存在较短长度的短截线耦合器904。当超过紧固件910的短截线耦合器904的端部的长度是用于正被传输的任何频率的至少若干波长长时，最大的耦合效率在本实施例中被实现。
现在转到图9B，示出了图示根据本文所描述各个方面的电磁分布的示例非限制性实施例的简图950。具体地，在包括耦合器952的传输设备的两个维度中呈现了电磁分布，在由电介质材料构成的示例短截线耦合器中示出。耦合器952对作为导波沿着导线702或其他传输介质的外表面进行传播的电磁波进行耦合。
耦合器952经由对称导波模式将电磁波引导至x0处的接点。虽然沿着耦合器952进行传播的电磁波的一些能量在耦合器952的外部，但是此电磁波的大部分能量包含在耦合器952内。x0处的接点以与传输介质底部相对应的方位角将电磁波耦合至导线702或其他传输介质。此耦合感生了被引导以便在方向956上经由至少一种导波模式沿着导线702或其他传输介质的外表面进行传播的电磁波。导行电磁波的大部分能量在导线702或其他传输介质的外表面外部但非常接近所述外表面。在所示出的示例中，x0处的接点形成经由对称模式和至少一种非对称表面模式(诸如结合图3所呈现的一阶模式)两者进行传播的电磁波，所述至少一种非对称表面模式略过导线702或其他传输介质的表面。
将注意到的是，呈现导波的图形仅仅是为了图示导波耦合和传播的示例。作为这种波传播的结果而生成的实际电场和磁场可以取决于所采用的频率、耦合器952的设计和/或配置、导线702或其他传输介质的维度和组成以及其表面特性、其绝缘(如果存在的话)、周围环境的电磁性质等而变化。
现在转到图10A，图示的是根据本文所描述各个方面的耦合器和收发器系统的示例非限制性实施例的框图1000。所述系统是传输设备101或102的示例。具体地，通信接口1008是通信接口205的示例，短截线耦合器1002是耦合器220的示例，并且发射器/接收器设备1006、双信器1016、功率放大器1014、低噪声放大器1018、混频器1010和1020以及本地振荡器1012共同形成收发器210的示例。
在操作中，发射器/接收器设备1006发射和接收波(例如，到短截线耦合器1002上的导波1004)。导波1004可以用于通过通信接口1008传送从主机设备、基站、移动设备、或建筑物或其他设备接收到的信号以及发送至其的信号。通信接口1008可以是系统1000的整体组成部分。可替代地，通信接口1008可以系留(tethered)到系统1000。通信接口1008可以包括用于接口连接至主机设备、基站、移动设备、建筑物或利用包括诸如红外数据协会(IrDA)协议等红外协议或视线光学协议在内的各种无线信令协议(例如，LTE、WiFi、WiMAX、IEEE802.xx等)中的任何一种的其他设备的无线接口。通信接口1008还可以包括有线接口，诸如光纤线路、同轴电缆、双绞线、第5类(CAT-5)电缆、或用于经由协议与主机设备、基站、移动设备、建筑物或其他设备进行通信的其他合适的有线或光学介质，所述协议诸如以太网协议、通用串行总线(USB)协议、电缆服务数据接口规范(DOCSIS)协议、数字用户线(DSL)协议、火线(IEEE 1394)协议或其他有线或光学协议。对于其中系统1000用作中继器的实施例，通信接口1008可以是不必要的。
通信接口1008的输出信号(例如，Tx)可以在混频器1010处与由本地振荡器1012生成的载波(毫米波载波)进行组合。混频器1010可以使用外差(heterodyning)技术或其他频移技术对来自通信接口1008的输出信号进行频移。例如，发送至通信接口1008和从通信接口发送的信号可以是调制信号，诸如根据长期演进(LTE)无线协议或其他无线3G、4G、5G或更高的语音和数据协议、Zigbee、WIMAX、超宽带或IEEE 802.11无线协议格式化的正交频分复用(OFDM)信号；有线协议，诸如以太网协议、通用串行总线(USB)协议、电缆服务数据接口规范(DOCSIS)协议、数字用户线(DSL)协议、火线(IEEE 1394)协议或其他有线或无线协议。在示例实施例中，这种频率转换可以在模拟域中进行，并且因此，可以在不考虑基站、移动设备或建筑物内设备使用的通信协议的类型的情况下进行频移。随着新通信技术被开发，通信接口1008可以被升级(例如，利用软件、固件和/或硬件被升级)或替换，并且频移和传输装置可以保留，从而简化升级。载波可以接着被传输至功率放大器(“PA”)1014并且可以经由双信器1016经由发射器接收器设备1006被传输。
从发射器/接收器设备1006接收到的朝通信接口1008引导的信号可以经由双信器1016与其他信号分离。接收到的信号可以接着被发送至低噪声放大器(“LNA”)1018以用于放大。借助于本地振荡器1012，混频器1020可以将接收到的信号(在一些实施例中在毫米波频带中或大约38GHz)降频到固有(native)频率。通信接口1008可以接着在输入端口(Rx)处接收传输。
在实施例中，发射器/接收器设备1006可以包括圆柱形或非圆柱形金属(例如，其在实施例中可以是中空的，但不一定按比例绘制)或其他导电或非导电波导，并且短截线耦合器1002的端部可以放在波导或发射器/接收器设备1006中或与其接近，使得当发射器/接收器设备1006生成传输时，导波耦合至短截线耦合器1002并作为导波1004在短截线耦合器1002的波导表面周围进行传播。在一些实施例中，导波1004可以部分地在短截线耦合器1002的外表面上并且部分地在短截线耦合器1002内部进行传播。在其他实施例中，导波1004可以基本上或完全在短截线耦合器1002的外表面上进行传播。在还有其他实施例中，导波1004可以基本上或完全在短截线耦合器1002内部进行传播。在这后一个实施例中，导波1004可以在短截线耦合器1002的端部(诸如图4中所示的逐渐变细的端部)进行辐射，以用于耦合至传输介质(诸如图7的导线702)。类似地，如果导波1004正在传入(从导线702耦合至短截线耦合器1002)，则导波1004接着进入发射器/接收器设备1006并耦合至圆柱形波导或导电波导。虽然发射器/接收器设备1006被示为包括单独的波导——但是可以采用天线、空腔谐振器、速调管、磁控管、行波管或其他辐射元件来在耦合器1002上感生导波，需要或者不需要单独的波导。
在实施例中，短截线耦合器1002可以完全由电介质材料(或其他合适的绝缘材料)构成，其中没有任何金属或其他导电材料。短截线耦合器1002可以由尼龙、特氟龙、聚乙烯、聚酰胺、其他塑料或其他不导电并适于便于电磁波至少部分地在这些材料的外表面上的传输的材料构成。在另一个实施例中，短截线耦合器1002可以包括导电/金属的芯，并且具有外部电介质表面。类似地，耦合至短截线耦合器1002用于传播由短截线耦合器1002感生出的电磁波或用于向短截线耦合器1002供应电磁波的传输介质可以完全由除裸导线或绝缘导线之外的电介质材料(或其他合适的绝缘材料)构成，其中没有任何金属或其他导电材料。
应当注意的是，虽然图10A示出发射器接收器设备1006的开口比短截线耦合器1002宽得多，但这不是按比例的，并且在其他实施例中，短截线耦合器1002的宽度与中空波导的开口相当或略小。但是在实施例中也未示出插入到发射器/接收器设备1006中的耦合器1002的端部逐渐变细，以便减少反射并增加耦合效率。
在耦合至短截线耦合器1002之前，由发射器/接收器设备1006生成的导波的一种或多种波导模式可以耦合至短截线耦合器1002，以感生导波1004的一种或多种波传播模式。由于中空金属波导和介质波导的不同特性，导波1004的波传播模式可以不同于中空金属波导模式。例如，导波1004的波传播模式可以包括基波横向电磁模式(准TEM00)，其中只有小的电场和/或磁场在传播方向上延伸，并且电场和磁场从短截线耦合器1002径向向外延伸，而导波沿短截线耦合器1002进行传播。在中空的波导内部可以或可以不存在基波横向电磁模式波传播模式。因此，由发射器/接收器设备1006使用的中空金属波导模式是可以有效且高效地耦合至短截线耦合器1002的波传播模式的波导模式。
应当认识到的是，发射器/接收器设备1006和短截线耦合器1002的其他构造或组合是可能的。例如，短截线耦合器1002'可以相对于发射器/接收器设备1006'(相应电路系统未示出)的中空金属波导的外表面切向地或平行地(有或没有间隙)被放置，如图10B的参考号1000'所描绘的。在未由参考号1000'示出的另一个实施例中，短截线耦合器1002'可以放置在发射器/接收器设备1006'的中空金属波导的内部，而无需短截线耦合器1002'的轴与发射器/接收器设备1006'的中空金属波导的轴同轴对准。在这些实施例中的任一个当中，由发射器/接收器设备1006'生成的导波可以耦合至短截线耦合器1002'的表面，以感生短截线耦合器1002'上的导波1004'的一种或多种波传播模式，包括基波模式(例如，对称模式)和/或非基波模式(例如，非对称模式)。
在一个实施例中，导波1004'可以部分地在短截线耦合器1002'的外表面上并且部分地在短截线耦合器1002'内部进行传播。在另一个实施例中，导波1004'可以基本上或完全在短截线耦合器1002'的外表面上进行传播。在还有其他实施例中，导波1004'可以基本上或完全在短截线耦合器1002'内部进行传播。在这后一个实施例中，导波1004'可以在短截线耦合器1002'的端部(诸如图9中所示逐渐变细的端部)进行辐射，以用于耦合至传输介质(诸如图9的导线702)。
还将认识到，发射器/接收器设备1006的其他构造是可能的。例如，发射器/接收器设备1006”(相应电路系统未示出)的中空金属波导(如在图10B中被描绘为参考号1000”)可以相对于传输介质(诸如图4的导线702)的外表面切向或平行地放置(有或没有间隙)，而不使用短截线耦合器1002。在这个实施例中，由发射器/接收器设备1006”生成的导波可以耦合至导线702的表面，以感生导线702上导波908的一种或多种波传播模式，包括基波模式(例如，对称模式)和/或非基波模式(例如，非对称模式)。在另一个实施例中，导线702可以定位在发射器/接收器设备1006”'(相应电路系统未示出)的中空金属波导内部，从而使得导线702的轴与中空金属波导的轴同轴(或不同轴)地对准，而不使用短截线耦合器1002——参见图10B的参考号1000”'。在这个实施例中，由发射器/接收器设备1006”'生成的导波可以耦合至导线702的表面，以感生导线上导波908的一种或多种波传播模式，包括基波模式(例如，对称模式)和/或非基波模式(例如，非对称模式)。
在1000”和1000”'的实施例中，针对具有绝缘外表面的导线702，导波908可以部分地在绝缘体的外表面上并且部分地在绝缘体内部进行传播。在实施例中，导波908可以基本上或完全在绝缘体的外表面上、或者基本上或完全在绝缘体内部进行传播。在1000”和1000”'的实施例中，针对作为裸导体的导线702，导波908可以部分地在导体的外表面上并且部分地在导体内部进行传播。在另一个实施例中，导波908可以基本上或完全在导体的外表面上进行传播。
现在参照图11，示出了图示双短截线耦合器的示例非限制性实施例的框图1100。具体地，呈现了用于在诸如结合图1所呈现的传输设备101或102等传输设备中使用的双耦合器设计。在实施例中，两个或更多个耦合器(诸如短截线耦合器1104和1106)可以定位在导线1102周围以便接收导波1108。在实施例中，一个耦合器足以接收导波1108。在那种情况下，导波1108耦合至耦合器1104并作为导波1110进行传播。如果导波1108的场结构由于(多种)特定导波模式或各种外部因素而在导线1102周围振荡或波动，则耦合器1106可以被放置成使得导波1108耦合至耦合器1106。在一些实施例中，四个或更多个耦合器可以被放在导线1102的一部分周围，例如，相对于彼此处于90度或其他间距，以便接收可以在导线1102周围振荡或旋转的导波，其中导波已经在不同的方位取向被感生出或具有例如具有依赖取向的波瓣和/或空值或其他非对称性的非基波或更高阶模式。但是，应当认识到的是，在不背离示例实施例的情况下，可以在导线1102的一部分周围放置少于或多于四个耦合器。
应当注意的是，虽然耦合器1106和1104被图示为短截线耦合器，但是同样可以使用本文中描述的包括弧形耦合器、天线或喇叭状耦合器、磁耦合器等在内的任何其他耦合器设计。还将认识到，虽然一些示例实施例已经呈现了在导线1102的至少一部分周围的多个耦合器，但是此多个耦合器也可以被认为是具有多个耦合器子成分的单个耦合器系统的一部分。例如，两个或更多个耦合器可以被制造为单个系统，所述系统可以在单次安装中安装在导线周围，从而使得耦合器根据所述单个系统相对于彼此(手动地或自动地利用可控机构，诸如电机或其他致动器)预定位或可调节。
耦合至耦合器1106和1104的接收器可以使用分集组合来组合从耦合器1106和1104两者接收到的信号，以便最大化信号质量。在其他实施例中，如果耦合器1104和1106中的一个或另一个接收到高于预定阈值的传输，则接收器可以在决定使用哪个信号时使用选择分集。进一步地，虽然图示了由多个耦合器1106和1104进行的接收，但是同样可以发生由采用相同配置的耦合器1106和1104进行的传输。具体地，可以采用各式各样的多输入多输出(MIMO)传输和接收技术来进行传输，其中，传输设备(诸如结合图1所呈现的传输设备101或102)包括多个收发器和多个耦合器。
应当注意的是，呈现波1108和1110的图形表示仅仅是为了图示导波1108在耦合器1104上感生或以其他方式发射波1110的原理。作为这种波传播的结果而生成的实际电场和磁场可以取决于所采用的频率、耦合器1104的设计、导线1102的维度和组成以及其表面特性、其绝缘(若有的话)、周围环境的电磁性质等而变化。
现在参照图12，示出了图示中继器系统的示例非限制性实施例的框图1200。具体地，呈现了用于在诸如结合图1所呈现的传输设备101或102等传输设备中使用的中继器设备1210。在此系统中，两个耦合器1204和1214可以放置在导线1202或其他传输介质附近，从而使得沿着导线1202传播的导波1205作为波1206(例如，作为导波)由耦合器1204来提取，并且接着被中继器设备1210提升或中继并且作为波1216(例如，作为导波)被发射到耦合器1214上。波1216可以接着在导线1202上被发射并继续作为导波1217沿导线1202进行传播。在实施例中，中继器设备1210可以接收用于通过与导线1202的磁耦合来提升或中继的功率的至少一部分，例如，当导线1202是电力线路或以其他方式包含功率承载导体时。应当注意的是，虽然耦合器1204和1214被图示为短截线耦合器，但是同样可以使用本文中描述的包括弧形耦合器、天线或喇叭状耦合器、磁耦合器等任何其他耦合器设计。
在一些实施例中，中继器设备1210可以中继与波1206相关联的传输，并且在其他实施例中，中继器设备1210可包括通信接口205，所述通信接口从波1206中提取数据或其他信号以便将这种数据或信号作为通信信号110或112供应至另一网络和/或一个或多个其他设备和/或从另一网络和/或一个或多个其他设备接收通信信号110或112，并且所述中继器设备发射其中嵌入了所接收通信信号110或112的导波1216。在中继器配置中，接收器波导1208可以从耦合器1204接收波1206，并且发射器波导1212可以将导波1216作为导波1217发射到耦合器1214上。在接收器波导1208与发射器波导1212之间，嵌入在导波1206中的信号和/或导波1216自身可以被放大，以校正信号损耗以及与导波通信相关联的其他低效率，或者信号可以被接收和处理以提取其中包含的数据并再生成以供传输。在实施例中，接收器波导1208可被配置用于从信号中提取数据，处理所述数据以利用例如纠错码来校正数据错误，并且利用经校正数据重新生成更新信号。发射器波导1212然后可以发射其中嵌入了更新信号的导波1216。在实施例中，嵌入在导波1206中的信号可以从传输中提取并被处理以用于作为通信信号110或112经由通信接口205与另一网络和/或一个或多个其他设备进行通信。类似地，由通信接口205接收到的通信信号110或112可以插入到由发射器波导1212生成并发射到耦合器1214上的导波1216的传输中。
应当注意的是，虽然图12分别示出了从左边进入并从右边离开的导波传输1206和1216，但这仅仅是简化而不旨在是限制的。在其他实施例中，接收器波导1208和发射器波导1212还可以分别充当发射器和接收器，从而允许中继器设备1210是双向的。
在实施例中，中继器设备1210可以放置在导线1202或其他传输介质上存在不连续或障碍物的位置处。在导线1202是电力线路的情况下，这些障碍物可包括变压器、连接、电线杆和其他此类电力线路设备。中继器设备1210可以帮助导波(例如，表面波)跳过线路上的这些障碍物并且同时提升传输功率。在其他实施例中，可以使用耦合器来跳过障碍物而无需使用中继器设备。在此实施例中，耦合器的两端都可以系到或紧固到导线上，从而为导波提供行进的路径而不被障碍物阻挡。
现在转到图13，图示的是根据本文所描述各个方面的双向中继器的示例非限制性实施例的框图1300。具体地，呈现了用于在诸如结合图1所呈现的传输设备101或102等传输设备中使用的双向中继器设备1306。应当注意的是，虽然耦合器被图示为短截线耦合器，但是同样可以使用本文中描述的包括弧形耦合器、天线或喇叭状耦合器、磁耦合器等在内的任何其他耦合器设计。在存在两条或更多条导线或者其他传输介质的情况下，双向中继器1306可以采用分集路径。这种导波传输针对不同类型的传输介质(诸如绝缘导线、未绝缘导线、或其他类型的传输介质)具有不同的传输效率和耦合效率，并且进一步地，如果暴露于各要素下，可能会受到天气和其他大气状况的影响，可能有利的是在特定时间在不同传输介质上进行选择性传输。在各个实施例中，各种传输介质可以被指定为主要传输介质、次要传输介质或第三等传输介质等，而不管这种指定是否指示一种传输介质优于另一种传输介质。
在所示的实施例中，传输介质包括绝缘或未绝缘导线1302以及绝缘或未绝缘导线1304(本文中分别被称为导线1302和导线1304)。中继器设备1306使用接收器耦合器1308接收沿导线1302行进的导波，并且使用发射器波导1310中继传输作为沿导线1304的导波。在其他实施例中，中继器设备1306可以从导线1304切换到导线1302，或者可以沿相同的路径中继传输。中继器设备1306可以包括传感器，或者与指示可影响传输的状况的传感器(或图16A中所描绘的网络管理系统1601)进行通信。基于从传感器接收的反馈，中继器设备1306可以确定是沿着同一导线保持传输还是将传输输送到另一条导线。
现在转到图14，图示的是图示了双向中继器系统的示例非限制性实施例的框图1400。具体地，呈现了用于在诸如结合图1所呈现的传输设备101或102等传输设备中使用的双向中继器系统。所述双向中继器系统包括接收和传输来自位于分布式天线系统或回程系统中的其他耦合设备的传输的波导耦合设备1402和1404。
在各个实施例中，波导耦合设备1402可以接收来自另一波导耦合设备的传输，其中所述传输具有多个子载波。双信器1406可以将所述传输与其他传输分离，并且将所述传输指引到低噪声放大器(“LNA”)1408。在本地振荡器1412的帮助下，混频器1428可以将传输降频(其在一些实施例中在毫米波频带内或大约38GHz)到较低频率，诸如用于分布式天线系统的蜂窝频带(大约1.9GHz)、固有频率、或用于回程系统的其他频率。提取器(或解复用器)1432可以提取子载波上的信号并将信号指引到输出部件1422以用于由功率放大器1424进行可选放大、缓冲或隔离从而耦合至通信接口205。通信接口205可以进一步处理从功率放大器1424接收到的信号或者以其他方式通过无线或有线接口将这种信号传输至其他设备，诸如基站、移动设备、建筑物等。对于未在此位置提取的信号，提取器1432可以将其重新指引到另一混频器1436，其中，这些信号用于调制由本地振荡器1414生成的载波。利用其子载波，载波被指引到功率放大器(“PA”)1416并且被波导耦合设备1404经由双信器1420重新传输至另一个系统。
LNA 1426可以被用来放大、缓冲或隔离由通信接口205接收到的信号，接着将所述信号发送至多路复用器1434，所述多路复用器将所述信号与已经从波导耦合设备1404接收到的信号进行合并。从耦合设备1404接收到的信号已经被双信器1420分离，接着通过LNA1418，并由混频器1438进行降频。当信号由多路复用器1434进行组合时，所述信号由混频器1430进行升频，接着由PA 1410提升，并且通过波导耦合设备1402继续传输至另一个系统。在实施例中，双向中继器系统可以仅仅是没有输出设备1422的中继器。在本实施例中，将不使用多路复用器1434，并且来自LNA 1418的信号将被指引至如先前所描述的混频器1430。应当认识到的是，在一些实施例中，双向中继器系统还可以使用两个不同且分离的单向中继器来实施。在替代实施例中，双向中继器系统还可以是提升器(booster)或以其他方式执行重新传输而无需降频和升频。实际上，在示例实施例中，重新传输可以基于在信号或导波的重新传输之前接收信号或导波并执行某种信号或导波处理或重新整形、滤波和/或放大。
现在参照图15，示出了图示导波通信系统的示例非限制性实施例的框图1500。此简图描绘了可以使用诸如结合图1所呈现的导波通信系统等导波通信系统的示例性实施例。
为了提供到附加基站设备的网络连接，将通信小区(例如，微小区和宏小区)链接到核心网络的网络设备的回程网络相应地扩展。类似地，为了提供到分布式天线系统的网络连接，期望链接基站设备及其分布式天线的扩展通信系统。可以提供诸如图15中所示的导波通信系统1500以启用替代的、增加的或附加的网络连接，并且可以提供波导耦合系统以在传输介质上传输和/或接收导波(例如，表面波)通信，所述传输介质诸如作为单导线传输线路(例如，公用设施线路)进行操作并且可用作波导和/或以其他方式进行操作以引导电磁波的传输的导线。
导波通信系统1500可以包括配电系统的第一实例1550，所述配电系统包括可通信地耦合至中心局1501和/或宏小区站点1502的一个或多个基站设备(例如，基站设备1504)。基站设备1504可以通过有线(例如，光纤和/或电缆)或者通过无线(例如，微波无线)连接而连接至宏小区站点1502和中心局1501。配电系统的第二实例1560可以用于向移动设备1522以及向住宅和/或商业机构1542(本文中被称为机构1542)提供无线语音和数据服务。系统1500可具有用于向如图15中所示的移动设备1522至1524和机构1542提供语音和/或数据服务的配电系统的附加实例1550和1560。
宏小区(诸如宏小区站点1502)可以具有到移动网络和基站设备1504的专用连接，或者可以共享和/或以其他方式使用另一连接。中心局1501可以用于向移动设备1522至1524和机构1542分配媒体内容和/或提供互联网服务提供商(ISP)服务。中心局1501可以接收来自卫星星座1530(其中之一在图15中被示出)的媒体内容或其他内容源，并且经由配电系统的第一和第二实例1550和1560将这种内容分配到移动设备1522至1524和机构1542。中心局1501还可以通信地耦合至互联网1503以用于向移动设备1522至1524和机构1542提供互联网数据服务。
基站设备1504可以安装在或附连到电线杆1516上。在其他实施例中，基站设备1504可以在变压器附近和/或在位于电力线路附近的其他位置的附近。基站设备1504可以便于移动设备1522和1524到移动网络的连接。分别在电线杆1518和1520上或它们附近安装的天线1512和1514可以从基站设备1504接收信号并且将那些信号在比如果天线1512和1514位于基站设备1504处或附近时宽得多的区域上传输至移动设备1522和1524。
应当注意的是，为了简单起见，图15在配电系统的每个实例1550和1560中显示了三个电线杆，具有一个基站设备。在其他实施例中，电线杆1516可以具有更多个基站设备、以及具有到机构1542的分布式天线和/或系留式连接的更多电线杆。
传输设备1506(诸如结合图1所呈现的传输设备101或102)可以经由连接电线杆1516、1518和1520的(一条或多条)公用设施线路或电力线路将信号从基站设备1504传输至天线1512和1514。为了传输信号，无线电源和/或传输设备1506将来自基站设备1504的信号(例如，经由混频)上变频或以其他方式将来自基站设备1504的信号变频到微波频带信号，并且传输设备1506发射微波频带波，所述微波频带波作为沿着如在先前实施例中所描述的公用设施线路或其他导线行进的导波进行传播。在电线杆1518处，另一个传输设备1508接收导波(并且可选地可以根据需要或期望对其进行放大或者作为中继器进行操作以接收所述导波并重新生成所述导波)并且将其作为导波在公用设施线路或其他导线上前向发送。传输设备1508还可以从微波频带导波中提取信号并将其频率向下移动或以其他方式将其变频到其原始蜂窝频带频率(例如，1.9GHz或其他定义的蜂窝频率)或另一个蜂窝(或非蜂窝)频带频率。天线1512可以向移动设备1522无线传输降频后的信号。根据需要或期望，所述过程可以由传输设备1510、天线1514和移动设备1524来重复。
来自移动设备1522和1524的传输也可以分别由天线1512和1514接收。传输设备1508和1510可以将蜂窝频带信号升频或以其他方式变频到微波频带，并且将所述信号作为导波(例如，表面波或其他电磁波)传输在(一条或多条)电力线路上传输至基站设备1504。
由中心局1501接收到的媒体内容可以经由基站设备1504供应至配电系统的第二实例1560以用于分配至移动设备1522和机构1542。传输设备1510可以通过一个或多个有线连接或无线接口系留到机构1542。所述一个或多个有线连接可以包括但不限于：电力线路、同轴电缆、光纤电缆、双绞线电缆、导波传输介质、或用于分配媒体内容和/或用于提供互联网服务的其他合适的有线介质。在示例实施例中，来自传输设备1510的有线连接可以通信地耦合至位于一个或多个相应服务区域接口(SAI——未示出)或基架处的一个或多个特高比特率的数字用户线路(VDSL)调制解调器，每个SAI或基架向机构1542的一部分提供服务。VDSL调制解调器可以用于选择性地向位于机构1542中的网关(未示出)分配媒体内容和/或提供互联网服务。SAI或基架也可以通过诸如电力线路、同轴电缆、光纤电缆、双绞线电缆、导波传输介质或其他合适的有线介质等有线介质通信地耦合至机构1542。在其他示例实施例中，传输设备1510可以直接通信地耦合至机构1542，而无需中间接口，诸如SAI或基架。
在另一示例实施例中，系统1500可以采用分集路径，其中两条或更多条公用设施线路或其他导线串接在电线杆1516、1518和1520之间(例如，例如在电线杆1516与电线杆1520之间的两条或更多条导线)，并且来自基站/宏小区站点1502的冗余传输作为导波在公用设施线路或其他导线的表面下方被传输。公用设施线路或其他导线可以是绝缘的或未绝缘的，并且取决于造成传输损耗的环境状况，耦合设备可以选择性地从绝缘或未绝缘公用设施线路或其他导线接收信号。所述选择可以基于导线的信噪比的测量或者基于所确定的天气/环境状况(例如，湿度检测器、天气预报等)。与系统1500一起使用分集路径可以启用替代路由能力、负载均衡、增加的负载处理、并发的双向或同步通信、扩频通信等。
应当注意的是，图15中的传输设备1506、1508和1510的使用仅仅是示例性的，并且在其他实施例中，其他使用是可能的。例如，可以在回程通信系统中使用传输设备，从而向基站设备提供网络连接。传输设备1506、1508和1510可以用在期望在导线(无论是绝缘的还是不绝缘的)上传输导波通信的许多情况中。由于与可以承载高电压的导线没有接触或者与其具有有限的物理和/或电接触，因此传输设备1506、1508和1510是对其他耦合设备的改进。所述传输设备可以位于远离导线(例如，与导线隔开)和/或位于导线上，只要它不与导线电接触即可，因为电介质充当绝缘体，由此允许便宜、容易和/或较不复杂的安装。然而，如前所述，可以采用导电耦合器或非电介质耦合器，例如是在导线对应于电话网络、有线电视网络、宽带数据服务、光纤通信系统或采用低压或具有绝缘传输线的其他网络的配置中。
还应当注意的是，虽然在实施例中示出了基站设备1504和宏小区站点1502，但是其他网络配置同样是可能的。例如，可以以类似的方式采用诸如接入点或其他无线网关的设备来扩展其他网络(诸如无线局域网、无线个人区域网或者根据诸如802.11协议、WIMAX协议、UltraWideband协议、蓝牙协议、Zigbee协议或其他无线协议的通信协议操作的其他无线网络)的范围。
现在参照图16A和图16B，示出了图示一种用于对电网通信系统进行管理的系统的示例非限制性实施例的框图1600和1650。考虑图16A，呈现了用于在诸如结合图15所呈现的系统等导波通信系统中使用的波导系统1602。波导系统1602可以包括传感器1604、电源管理系统1605、传输设备101或102，所述传输设备包括至少一个通信接口205、收发器210和耦合器220。
波导系统1602可以耦合至电力线路1610以用于促进根据本主题公开内容所描述实施例的导波通信。在示例实施例中，传输设备101或102包括耦合器220，所述耦合器用于在如本主题公开内容中所描述的电力线路1610的表面上感生沿着电力线路1610的表面纵向传播的电磁波。传输设备101或102还可以充当如在图12至图13中所示出的中继器，所述中继器用于在同一电力线路1610上重新发送电磁波或用于在电力线路1610之间路由电磁波。
传输设备101或102包括收发器210，所述收发器被配置用于例如将在原始频率范围上操作的信号上变频为以载波频率操作、展现载波频率或与载波频率相关联的电磁波，所述电磁波沿着用于感生相应导行电磁波的耦合器进行传播，所述相应导行电磁波沿着电力线路1610的表面进行传播。载波频率可以由具有定义电磁波带宽的上限截止频率和下限截止频率的中心频率来表示。电力线路1610可以是具有导电表面或绝缘表面的导线(例如，单股或多股)。收发器210还可以从耦合器220接收信号，并且将以载波频率操作的电磁波下变频为在其原始频率上的信号。
由传输设备101或102的通信接口205接收到的用于上变频的信号可以包括但不限于：由中心局1611在通信接口205的有线或无线接口上、由基站1614在通信接口205的有线或无线接口上供应的信号；由移动设备1620传输至基站1614以用于在通信接口205的有线或无线接口上传递的无线信号；由建筑物内通信设备1618在通信接口205的有线或无线接口上供应的信号；和/或由在通信接口205的无线通信范围内漫游的移动设备1612供应至通信接口205的无线信号。在波导系统1602用作诸如图12至图13中示出的中继器的实施例中，通信接口205可以或可以不包括在波导系统1602中。
沿着电力线路1610的表面进行传播的电磁波可以被调制和格式化为包括数据分组或数据帧，所述数据分组或数据帧包括数据有效载荷并且进一步包括联网信息(诸如用于标识一个或多个目的地波导系统1602的报头信息)。所述联网信息可以由波导系统1602或者诸如中心局1611、基站1614、移动设备1620、或建筑物内设备1618或其组合等始发设备来提供。另外，经调制的电磁波可以包括用于减轻信号扰动的纠错数据。所述联网信息和纠错数据可以由目的地波导系统1602用于检测指引至其的传输并且用于利用纠错数据对传输进行下变频和处理，所述传输包括被指引至通信地耦合至目的地波导系统1602的接收通信设备的语音信号和/或数据信号。
现在参照波导系统1602的传感器1604，传感器1604可以包括以下各项中的一项或多项：温度传感器1604a、扰动检测传感器1604b、能量损耗传感器1604c、噪声传感器1604d、振动传感器1604e、环境(例如，天气)传感器1604f、和/或图像传感器1604g。温度传感器1604a可以用于测量环境温度、传输设备101或102的温度、电力线路1610的温度、温度差异(例如，与设定点或基线相比、在传输设备101或102与电力线路1610之间等等)、或其任何组合。在一个实施例中，温度度量可以通过基站1614周期性采集并上报给网络管理系统1601。
扰动检测传感器1604b可以对电力线路1610执行测量以便检测诸如信号反射等扰动，所述扰动可以指示存在可能阻碍电磁波在电力线路1610上传播的下游扰动。信号反射可以表示由于例如由传输设备101或102在电力线路1610上传输的电磁波引起的失真，所述电磁波从位于传输设备101或102下游的电力线路1610中的扰动全部或部分地反射回至传输设备101或102。
信号反射可由电力线路1610上的障碍物引起。例如，当树枝位于电力线路1610上或者非常接近电力线路1610(这可能引起电晕放电)时，树枝可以引起电磁波反射。可以引起电磁波反射的其他障碍物可以包括但不限于：已经缠绕在电力线路1610上的物体(例如，衣服、利用鞋带缠绕在电力线路1610上的鞋等)、电力线路1610上的腐蚀积聚物或冰积聚物。电网部件也可以妨碍或阻碍电磁波在电力线路1610表面上传播。可以引起信号反射的电网部件的图示包括但不限于变压器以及用于连接拼接电力线路的接头。电力线路1610上的锐角也可以引起电磁波反射。
扰动检测传感器1604b可以包括用于进行以下操作的电路：将电磁波反射的幅值与由传输设备101或102传输的原始电磁波的幅值进行比较以确定电力线路1610中的下游扰动衰减了多少传输。扰动检测传感器1604b可以进一步包括用于对反射波进行频谱分析的频谱分析器电路。由频谱分析器电路生成的频谱数据可以经由模式识别、专家系统、曲线拟合、匹配滤波或其他人工智能、分类或比较技术来与频谱分布曲线进行比较以便基于例如与频谱数据最接近匹配的频谱分布曲线来标识扰动的类型。频谱分布曲线可以存储在扰动检测传感器1604b的存储器中，或者可以由扰动检测传感器1604b远程访问。所述分布曲线可以包括频谱数据，所述频谱数据对在电力线路1610上可能遇到的不同扰动进行建模，以便使得扰动检测传感器1604b能够局部地标识扰动。扰动的标识(如果已知的话)可以通过基站1614上报给网络管理系统1601。扰动检测传感器1604b还可以利用传输设备101或102来传输作为测试信号的电磁波以便确定电磁波反射的往返时间。由扰动检测传感器1604b测量的往返时间可以用于计算由电磁波行进直至反射发生的点的距离，这使得扰动检测传感器1604b能够计算从传输设备101或102到电力线路1610上的下游扰动的距离。
所计算的距离可以通过基站1614上报给网络管理系统1601。在一个实施例中，波导系统1602在电力线路1610上的位置对于网络管理系统1601可以是已知的，所述网络管理系统1601可以使用所述位置基于电网的已知拓扑来确定电力线路1610上的扰动的位置。在另一实施例中，波导系统1602可以向网络管理系统1601提供其位置以便辅助确定电力线路1610上的扰动的位置。波导系统1602的位置可以由波导系统1602根据存储在波导系统1602的存储器中的波导系统1602的预编程位置来获得，或者波导系统1602可使用包括在波导系统1602中的GPS接收器(未示出)来确定其位置。
电源管理系统1605向波导系统1602的前述部件提供能量。电源管理系统1605可以从太阳能电池、或者从耦合至电力线路1610的变压器(未示出)、或者通过电感性耦合至电力线路1610或另一附近电力线路接收能量。电源管理系统1605还可以包括备用电池和/或用于向波导系统1602提供临时电力的超级电容器或其他电容器电路。能量损耗传感器1604c可用于检测波导系统1602何时具有电力丢失状况和/或某种其他故障的发生。例如，能量损耗传感器1604c可以检测何时存在由于缺陷太阳能电池、太阳能电池上使其发生故障的障碍物电力线路1610上的电力丢失而导致的电力丢失，和/或备用电力系统何时由于备用电池的失效、超级电容器中的可检测缺陷而发生故障。当发生故障和/或电力丢失时，能量损耗传感器1604c可以通过基站1614通知网络管理系统1601。
噪声传感器1604d可以用于测量电力线路1610上可能不利地影响电磁波在电力线路1610上的传输的噪声。噪声传感器1604d可以感测不期望的电磁干扰、噪声突发、或者可能中断在电力线路1610的表面上接收调制电磁波的其他扰动源。噪声突发可由例如电晕放电或其他噪声源引起。噪声传感器1604d可以经由模式识别、专家系统、曲线拟合、匹配滤波或其他人工智能、分类或比较技术将测量噪声与由波导系统1602从内部噪声分布曲线数据库或从存储噪声分布曲线的远程定位数据库获得的噪声曲线进行比较。通过比较，噪声传感器1604d可以基于例如向测量噪声提供最接近匹配的噪声分布曲线来标识噪声源(例如，电晕放电或其他)。噪声传感器1604d还可以通过测量诸如误比特率、分组丢失率、抖动、分组重传请求等传输度量来检测噪声如何影响传输。噪声传感器1604d可以通过基站1614向网络管理系统1601上报噪声源的身份、其发生时间、以及传输度量等。
振动传感器1604e可以包括用于检测电力线路1610上的2D或3D振动的加速度计和/或陀螺仪。可以经由模式识别、专家系统、曲线拟合、匹配滤波或其他人工智能、分类或比较技术将所述振动与可以本地地存储在波导系统1602中或由波导系统1602从远程数据库获得的振动分布曲线进行比较。振动分布曲线可以例如用于基于例如向测量振动提供最接近匹配的振动分布曲线来将倒下的树与阵风进行区分。此分析的结果可以由振动传感器1604e通过基站1614上报给网络管理系统1601。
环境传感器1604f可以包括用于测量大气压、环境温度(其可以由温度传感器1604a来提供)、风速、湿度、风向和雨量等的气压计。环境传感器1604f可以采集原始信息，并且通过经由模式识别、专家系统、基于知识的系统或其他人工智能、分类或其他天气建模和预测技术将所述原始信息与可从波导系统1602的存储器或远程数据库获得的环境分布曲线进行比较来处理此信息，以便在其发生之前预测天气状况。环境传感器1604f可以将原始数据及其分析上报给网络管理系统1601。
图像传感器1604g可以是用于捕获波导系统1602附近的图像的数字相机(例如，电荷耦合器件或CCD成像器、红外相机等)。图像传感器1604g可以包括机电机构，以控制用于从多个视角(例如，顶表面、底表面、左表面、右表面等)检查电力线路1610的相机的移动(例如，实际位置或焦点/变焦)。可替代地，图像传感器1604g可以被设计为使得无需机电机构来获得所述多个视角。对由图像传感器1604g生成的成像数据的采集和检索可以由网络管理系统1601来控制，或者可以由图像传感器1604g自主采集并上报给网络管理系统1601。
可以由波导系统1602使用可适用于采集与波导系统1602和/或电力线路1610相关联的遥测信息以用于检测、预测和/或减轻可能阻碍电磁波传输在电力线路1610(或任何其他形式的电磁波传输介质)上传播的扰动的其他传感器。
现在参照图16B，框图1650图示了根据本文所描述各个方面的一种用于对电网1653和嵌入在其中或与其相关联的通信系统1655进行管理的系统的示例非限制性实施例。通信系统1655包括耦合至电网1653的电力线路1610的多个波导系统1602。在通信系统1655中使用的波导系统1602的至少一部分可以与基站1614和/或网络管理系统1601直接通信。未直接连接至基站1614或网络管理系统1601的波导系统1602可以通过连接至基站1614或网络管理系统1601的其他下游波导系统1602来与基站1614或网络管理系统1601进行通信会话。
网络管理系统1601可以通信地耦合至公共事业公司1652的装备和通信服务提供商1654的装备，以便分别向每个实体提供与电网1653和通信系统1655相关联的状态信息。网络管理系统1601、公共事业公司1652的装备、以及通信服务提供商1654可以接入由公共事业公司人员1656使用的通信设备和/或由通信服务提供商人员1658使用的通信设备，以用于提供状态信息和/或用于在管理电网1653和/或通信系统1655时指引这类人员。
图17A图示了一种用于检测并减轻在图16A和图16B的系统的通信网络中发生的扰动的方法1700的示例非限制性实施例的流程图。方法1700可以以步骤1702开始，在所述步骤中，波导系统1602发射和接收消息，所述消息嵌入在沿着电力线路1610的表面行进的调制电磁波或另一种类型的电磁波中，或者形成所述调制电磁波或另一种类型的电磁波的一部分。所述消息可以是语音消息、流式视频、和/或在通信地耦合至通信系统1655的通信设备之间交换的其他数据/信息。在步骤1704处，波导系统1602的传感器1604可以采集感测数据。在实施例中，可以在步骤1702中发射和/或接收消息之前、期间或之后在步骤1704中采集感测数据。在步骤1706处，波导系统1602(或传感器1604自身)可以根据感测数据来确定通信系统1655中的扰动的实际或预测发生，所述扰动可以影响源自波导系统1602(例如，由波导系统传输)或由所述波导系统接收的通信。波导系统1602(或传感器1604)可以处理温度数据、信号反射数据、能量损耗数据、噪声数据、振动数据、环境数据、或其任何组合以便做出此判定。波导系统1602(或传感器1604)还可以检测、标识、估计、或预测扰动源和/或其在通信系统1655中的位置。如果在步骤1708中既未检测/标识、又未预测/估计扰动，则波导系统1602可以前进至步骤1702，在所述步骤中，其继续发射和接收消息，所述消息嵌入沿着电力线路1610的表面行进的调制电磁波中的、或形成所述调制电磁波的一部分。
如果在步骤1708处检测/标识或预测/估计到发生扰动，则波导系统1602前进至步骤1710以便判定扰动是否对消息在通信系统1655中的传输或接收带来了不利影响(或者可替代地，可能的不利影响或其可能不利影响的程度)。在一个实施例中，可以在步骤1710处使用持续时间阈值和发生频率阈值来确定扰动何时不利地影响通信系统1655中的通信。仅出于图示的目的，假设持续时间阈值被设定为500ms，而发生频率阈值被设定为在10秒的观察周期内发生5次扰动。因此，具有大于500ms的持续时间的扰动将触发持续时间阈值。另外，在10秒时间间隔内发生超过5次的任何扰动将触发发生频率阈值。
在一个实施例中，当仅超过了持续时间阈值时，扰动可被认为不利地影响通信系统1655中的信号完整性。在另一实施例中，当超过了持续时间阈值和发生频率阈值两者时，扰动可被认为不利地影响了通信系统1655中的信号完整性。因此，对于对不利地影响通信系统1655中的信号完整性的扰动进行分类而言，后一实施例比前一实施例更保守。将认识到的是，根据示例实施例，许多其他算法和相关联参数和阈值可以用于步骤1710。
返回参照方法1700，如果在步骤1710处，在步骤1708处检测到的扰动不满足受到不利影响的通信的条件(例如，既不超过持续时间阈值也不超过发生频率阈值)，则波导系统1602可以前进至步骤1702并且继续处理消息。例如，如果在步骤1708中检测到的扰动具有1毫秒的持续时间、在10秒时间段内具有单次发生，则将不超过这两个阈值中的任何一个。因此，这种扰动可以被认为对通信系统1655中的信号完整性具有微乎其微的影响并且因此将不被标记为需要减轻的扰动。虽然未被标记，但是可以将扰动发生、其发生时间、其发生频率、频谱数据、和/或其他有用信息作为遥测数据上报给网络管理系统1601以用于监测目的。
返回参照步骤1710，如果另一方面扰动满足受到不利影响的通信的条件(例如，超过这两个阈值中的任一者或两者)，则波导系统1602可以前进至步骤1712并且将所述事件上报给网络管理系统1601。所述报告可以包括由传感器1604采集的原始感测数据、波导系统1602对扰动的描述(如果已知的话)、扰动发生时间、扰动发生频率、与扰动相关联的位置、参数读数(诸如误比特率、分组丢失率、重传请求、抖动、延迟时间等)。如果扰动基于由波导系统1602的一个或多个传感器做出的预测，则所述报告可以包括期望扰动类型，并且如果是可预测的，当预测基于由波导系统1602的传感器1604采集的历史感测数据时，所述报告可以包括扰动的期望发生时间、以及预测扰动的期望发生频率。
在步骤1714处，网络管理系统1601可以确定减轻、规避、或校正技术，这种技术可以包括指引波导系统1602重新路由通信量以在可以确定扰动位置的情况下规避扰动。在一个实施例中，检测扰动的波导耦合设备1402可以指引中继器(诸如在图13至图14中示出的一个中继器)将波导系统1602从受扰动影响的主要电力线路连接至次要电力线路，以便使得波导系统1602能够将通信量重新路由至不同的传输介质并避免扰动。在波导系统1602被配置为中继器的实施例中，波导系统1602可以自己将通信量从主要电力线路重新路由至次要电力线路。应当进一步注意的是，针对双向通信(例如，全双工通信或半双工通信)，中继器可以被配置用于将通信量从次要电力线路重新路由回至主要电力线路以供波导系统1602进行处理。
在另一实施例中，波导系统1602可以通过以下方式来重新指引通信量：指示位于扰动上游的第一中继器和位于扰动下游的第二中继器以避免扰动的方式将通信量从主要电力线路暂时重新指引至次要电力线路并重新指引回至主要电力线路。应当进一步注意的是，针对双向通信(例如，全双工通信或半双工通信)，中继器可以被配置用于将通信量从次要电力线路重新路由回至主要电力线路。
为了避免中断在次要电力线路上发生的现有通信会话，网络管理系统1601可以指引波导系统1602指示(多个)中继器使用次要电力线路的(多个)未使用时隙和/或(多个)频带来将数据和/或语音通信量重新指引远离主要电力线路从而规避扰动。
在步骤1716处，当通信量正被重新路由以避免扰动时，网络管理系统1601可以通知公共事业公司1652的装备和/或通信服务提供商1654的装备，其进而可以向公共事业公司的人员1656和/或通信服务提供商的人员1658通知所检测到的扰动及其位置(如果已知的话)。来自任一方的现场人员可以致力于解决在所确定的扰动位置处的扰动。一旦由公共事业公司的人员和/或通信服务提供商的人员移除或以其他方式减轻了扰动，则这些人员可以使用通信地耦合至网络管理系统1601的现场装备(例如，膝上型计算机、智能电话等)、和/或公共事业公司和/或通信服务提供商的装备来通知其对应的公司和/或网络管理系统1601。所述通知可以包括对如何减轻扰动的描述、以及对电力线路1610的可以改变通信系统1655的拓扑的任何变化。
一旦已经解决了扰动(如在决策1718中确定的)，则网络管理系统1601就可以在步骤1720处指引波导系统1602恢复由波导系统1602使用的先前路由配置，或者如果用于减轻扰动的恢复策略引起了通信系统1655的新网络拓扑时根据新的路由配置对通信量进行路由。在另一实施例中，波导系统1602可以被配置用于通过在电力线路1610上发射测试信号来监测扰动的减轻，从而确定扰动何时已经被移除。一旦波导系统1602检测到不存在扰动，如果其确定通信系统1655的网络拓扑尚未改变则其可以自主地恢复其路由配置而无需网络管理系统1601的辅助，或者其可以使用适配于所检测到的新网络拓扑的新路由配置。
图17B图示了一种用于检测并减轻在图16A和图16B的系统的通信网络中发生的扰动的方法1750的示例非限制性实施例的流程图。在一个实施例中，方法1750可以以步骤1752开始，在所述步骤中，网络管理系统1601从公共事业公司1652的装备或通信服务提供商1654的装备接收与维护安排相关联的维护信息。网络管理系统1601可以在步骤1754处根据维护信息来标识有待在维护安排期间执行的维护活动。通过这些活动，网络管理系统1601可以检测由于维护(例如，电力线路1610的事先安排的置换、电力线路1610上的波导系统1602的事先安排的置换、电网1653中的电力线路1610的事先安排的重配置等)而产生的扰动。
在另一实施例中，网络管理系统1601可以在步骤1755处接收来自一个或多个波导系统1602的遥测信息。除其他以外，所述遥测信息可以包括：提交遥测信息的每个波导系统1602的身份；由每个波导系统1602的传感器1604进行的测量；与由每个波导系统1602的传感器1604检测到的预测扰动、估计扰动或实际扰动相关的信息；与每个波导系统1602相关联的位置信息；所检测扰动的估计位置、扰动的标识等。网络管理系统1601可以根据遥测信息来确定可能不利于波导操作、沿导线表面的电磁波传输、或这两者的扰动的类型。网络管理系统1601还可以使用来自多个波导系统1602的遥测信息以便隔离和标识扰动。另外，网络管理系统1601可以请求来自在受影响波导系统1602附近的波导系统1602的遥测信息以便对扰动的位置进行三角测量和/或通过接收来自其他波导系统1602的相似遥测信息来验证扰动的标识。
在又另一实施例中，网络管理系统1601可以在步骤1756处接收来自维护现场人员的事先未安排的活动报告。事先未安排的维护可能由于未计划的现场调用而发生，或者由于在现场调用或事先安排的维护活动期间发现的不期望的现场问题而发生。活动报告可以标识由于现场人员解决通信系统1655和/或电网1653中所发现的问题所引起的电网1653的拓扑配置的变化、一个或多个波导系统1602的变化(诸如其置换或修复)、所执行的扰动减轻(若有的话)等。
在步骤1758处，网络管理系统1601可以通过根据步骤1752至1756接收到的报告来判定扰动是否将基于维护安排发生、或者判定扰动是否已经发生或者预测扰动基于遥测数据发生、或者判定是否由于在现场活动报告中标识的未计划维护而已经发生了扰动。通过任何这些报告，网络管理系统1601可以判定所检测或预测到的扰动是否需要由通信系统1655的受影响波导系统1602或其他波导系统1602对通信量进行重新路由。
当在步骤1758处检测或预测到扰动时，则网络管理系统1601可以前进至步骤1760，在所述步骤中，所述网络管理系统可以指引一个或多个波导系统1602对通信量进行重新路由以规避扰动。当扰动由于电网1653的永久拓扑变化而是永久的时，网络管理系统1601可以前进至步骤1770并且越过步骤1762、1764、1766和1772。在步骤1770处，网络管理系统1601可以指引一个或多个波导系统1602使用适配于新拓扑的新路由配置。然而，当已经通过由一个或多个波导系统1602供应的遥测信息检测到扰动时，网络管理系统1601可以向公共事业公司的维护人员1656或通信服务提供商的维护人员1658通知扰动的位置、扰动的类型(如果已知的话)、以及可能有助于这种人员减轻扰动的相关信息。当预期扰动是由于维护活动引起时，网络管理系统1601可以指引一个或多个波导系统1602以给定安排(与维护安排一致)对通信量路由进行重新配置，以避免在维护安排期间由维护活动引起的扰动。
返回至步骤1760并且在其完成时，过程可以继续步骤1762。在步骤1762处，网络管理系统1601可以监测(多个)扰动何时已经被现场人员减轻。可以在步骤1762处通过分析由现场人员利用现场装备(例如，膝上型计算机或手持计算机/设备)通过通信网络(例如，蜂窝通信系统)提交给网络管理系统1601的现场报告来检测扰动的减轻。如果现场人员已经上报扰动已经减轻，则网络管理系统1601可以前进至步骤1764以便根据现场报告来判定是否需要拓扑变化来减轻扰动。拓扑变化可以包括：重新路由电力线路1610、重新配置波导系统1602以便利用不同的电力线路1610、以其他方式利用替代链路来旁路扰动等。如果已经发生拓扑变化，则网络管理系统1601可以在步骤1770处指引一个或多个波导系统1602使用适配于新拓扑的新路由配置。
然而，如果现场人员尚未上报拓扑变化，则网络管理系统1601可以前进至步骤1766，在所述步骤中，所述网络管理系统可以指引一个或多个波导系统1602发送测试信号以便测试在(多次)检测扰动之前已经使用的路由配置。可以将测试信号发送至在扰动附近的受影响波导系统1602。测试信号可以用于判定信号扰动(例如，电磁波反射)是否被任一个波导系统1602检测到。如果测试信号确认之前的路由配置不再遭受先前所检测到的(多次)扰动，则网络管理系统1601可以在步骤1772处指引受影响波导系统1602恢复先前的路由配置。然而，如果由一个或多个波导耦合设备1402分析并被上报给网络管理系统1601的测试信号指示存在(多次)扰动或(多次)新的扰动，则网络管理系统1601将前进至步骤1768并且将此信息上报给现场人员以便进一步解决现场问题。在此情况下，网络管理系统1601可以在步骤1762处继续监测(多次)扰动的减轻。
在前述实施例中，波导系统1602可以被配置用于自适应于电网1653的变化和/或扰动的减轻。也就是说，一个或多个受影响波导系统1602可以被配置用于自监测扰动的减轻并且重新配置通信量路由，而无需由网络管理系统1601向其发送指令。在本实施例中，可自配置的所述一个或多个波导系统1602可以向网络管理系统1601告知其路由选择，从而使得网络管理系统1601可以维持通信系统1655的通信拓扑的宏观视图。
虽然为了简化说明的目的，所述对应方法分别被示出和描述为图17A和图17B一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图18A，示出了图示根据本文所描述各个方面的通信系统的示例非限制性实施例的框图1800。具体地，示出了通信系统，所述通信系统包括客户端节点设备1802、主机节点设备1804、包括微型中继器(MR)1806的导波通信系统1810、客户端设备1812和网络终端1815。网络终端1815与网络1818传达上行和下行数据1816，所述网络为诸如互联网、分组交换电话网络、互联网语音协议(VoIP)网络、基于互联网协议(IP)的电视网络、有线电视网络、无源或有源光网络、4G或更高级的无线接入网络、WIMAX网络、超宽带网络、个域网或其他无线接入网络、广播卫星网络和/或其他通信网络。上行和下行数据1816可以包括语音通信、数据通信或文本通信、音频、视频、图形和/或其他介质。客户端设备1812可以包括移动电话、电子阅读器、平板计算机、平板电话、无线调制解调器、移动无线网关、家庭网关设备和/或其他静止或移动计算设备。
具体地，来自网络终端1815的下行数据被发送至主机节点设备1804，所述主机节点设备经由无线链路1814将下行数据直接输送至在范围内的客户端设备1812。主机节点设备1804还耦合至一个或多个导波通信系统1810，以便经由微型中继器1806通过进一步远离主机节点设备1804的无线链路1814'将下行数据发送至客户端设备1812。另外，主机节点设备1804经由无线链路1808将下行数据发送至可能超出导波通信系统1810范围的一个或多个客户端节点设备1802。客户端节点设备1802经由无线链路1814”将下行数据发送至客户端设备1812。客户端节点设备1802将下行数据中继到附加导波通信系统1810'和无线链路1808'，以便经由未明确示出的MR 1806和/或附加客户端节点设备来服务于进一步远离的客户端设备1812。
另外，经由无线链路1814”从客户端设备1812接收的上行数据可以经由客户端节点设备1802、无线链路1808和主机节点设备1804被输送回网络终端1815。经由无线链路1814'从客户端设备1812接收的上行数据可以经由导波通信系统1810和主机节点设备1804被输送回网络终端1815。经由无线链路1814从客户端设备1812接收的上行数据可以经由主机节点设备1804被输送回网络终端1815。来自更遥远的客户端设备1812的上行数据可以经由无线链路1808'和/或导波通信系统1810'、客户端节点设备1802、无线链路1808和主机节点设备1804等被输送回网络终端1815。应当注意的是，所示出的通信系统可以将上行和下行数据1816分到多个上行信道和下行信道中，并且可以运行空间信道重用方案来以最小的干扰服务于相邻区域中的移动客户端设备1812。
在各个实施例中，所示出的通信系统与诸如电力公司配电系统等公用设施结合使用。在这种情况下，主机节点设备1804、客户端节点设备1802和/或微型中继器1806由的电线杆支撑，并且导波通信系统1810可以经由包括配电系统的绝缘或裸中压电力线路和/或其他传输线路或吊线的片段的传输介质进行操作。具体地，导波通信系统1810可以经由导行电磁波来传送上行和下行数据1816的一个或多个信道，所述导行电磁波由裸导线或绝缘导线的外表面引导或被限制到所述外表面。
应当注意的是，尽管客户端节点设备1802、主机节点设备1804和MR 1806一直被描述为经由无线链路1814、1814'和1814”与客户端设备1812进行通信，但是同样可以采用一个或多个有线链路。在这种情况下，客户端设备1812可以进一步包括个人计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板计算机或其他计算设备连同数字用户线路(DSL)调制解调器、有线电视同轴电缆服务数据接口规范(DOCSIS)调制解调器或其他有线电视电缆调制解调器、电话、媒体播放器、电视、光调制解调器、机顶盒、或家庭网关和/或其他接入设备。
在各个实施例中，网络终端1815执行物理层处理以便与客户端设备1812进行通信。在这种情况下，所述网络终端执行对上行数据的必要解调和提取以及对下行数据的调制和其他格式化，使得主机节点设备1804、客户端节点设备1802和微型中继器1806通过简单的模拟信号处理进行操作。如本文所使用的，模拟信号处理包括滤波、交换(switching)、双工、双工、放大、频率升降转换、以及不需要模数转换或数模转换的其他模拟处理。根据其他实施例，网络终端结合公共射频接口(CPRI)一起操作，所述公共射频接口将数据流发送至经由简单信号处理进行操作的主机节点设备1804、客户端节点设备1802和微型中继器1806，所述简单信号处理可以包括交换、路由或对有待从多个目的地接收和发送至所述多个目的地的分组流中的分组的其他选择、和/或在可以使用例如低功率设备和/或廉价硬件来实施的数据域中进行操作的其他快速过程。
结合以下图18B至图18H、图19A至图19D和图20A至图20D提供了关于简图1800中所示出的通信系统的进一步实施方式，包括许多可选功能和特征。
现在转到图18B，示出了图示根据本文所描述各个方面的网络终端1815的示例非限制性实施例的框图1820。如结合图18A所讨论的，网络终端1815执行物理层处理以便与客户端设备1812进行通信。在这种情况下，网络终端1815执行对上行数据的必要解调和提取以及对下行数据的调制和其他格式化。
具体地，网络终端1815包括网络接口1835，所述网络接口被配置用于从通信网络接收下行数据1826并且将上行数据1836发送至所述通信网络，诸如网络1818。下行信道调制器1830被配置用于将下行数据1826调制成与诸如导波通信系统1810等导波通信系统的下行频率信道相对应的下行信道信号1828。主机接口1845被配置用于经由例如主机节点设备1804、和/或客户端节点设备1802将下行信道信号1828发送至一个或多个导波通信系统1810或1810'。主机接口1845还经由例如主机节点设备1804和/或客户端节点设备1802从导波通信系统1810或1810'接收与上行频率信道相对应的上行信道信号1838。上行信道解调器1840被配置用于将经由主机节点设备1804接收到的上行信道信号1838解调成上行数据1836。
在各个实施例中，下行信道调制器1830调制下行信道信号1828中的一个或多个，以便经由导波通信系统1810将下行数据1826作为导行电磁波进行传送，所述导行电磁波诸如被限制到结合图1所讨论的传输介质125的导波120。上行信道解调器1840解调上行信道信号1838中的一个或多个，从而将经由导波通信系统1810所接收的上行数据1836作为导行电磁波进行传送，所述导行电磁波诸如被限制到结合图1所讨论的传输介质125的导波120。
在各个实施例中，网络接口1835可以包括一个或多个光缆接口、电话电缆接口、同轴电缆接口、以太网接口或用于与通信网络1818进行通信的其他有线或无线接口。主机节点接口1845可以包括用于与主机节点设备1804进行通信的光纤光缆接口；然而，其他有线或无线接口同样可以用于此目的。
在各个实施例中，根据非对称通信系统，上行频率信道的数量小于下行频率信道的数量；然而，在实施对称通信系统的情况下，上行频率信道的数量可以大于或等于下行频率信道的数量。
可以根据DOCSIS 2.0或更高级的标准协议、WiMAX标准协议、802.11标准协议、4G或诸如LTE协议和/或其他标准通信协议等更高级的无线语音和数据协议来对上行信道信号和下行信道信号进行调制和以其他方式格式化。除了遵循当前标准的协议之外，还可以对这些协议中的任何协议进行修改以便结合如所示出的通信网络一起进行操作。例如，可以对802.11协议或其他协议进行修改以包括附加指南和/或单独的数据信道，从而在更宽的区域上提供冲突检测/多址接入(例如，允许经由特定频率信道进行通信的设备听到彼此)。在各个实施例中，根据同一通信协议对所有上行信道信号1838和下行信道信号1828进行格式化。然而，在替代方案中，可以采用两种或更多种不同的协议来例如与各种各样的客户端设备兼容和/或在不同的频带中进行操作。
当采用两种或更多种不同的协议时，可以由下行信道调制器1830根据第一标准协议来对下行信道信号1828的第一子集进行调制；并且可以根据不同于所述第一标准协议的第二标准协议来对下行信道信号1828的第二子集进行调制。同样，可以根据第一标准协议经由主机接口1845来接收上行信道信号1838的第一子集，以便由上行信道解调器1840根据所述第一标准协议进行解调；并且可以根据第二标准协议经由主机接口1845来接收上行信道信号1838的第二子集，以便由上行信道解调器1840根据不同于所述第一标准协议的所述第二标准协议进行解调。
现在转到图18C，示出了图示根据本文所描述各个方面的频谱的示例非限制性实施例的图形简图1850。具体地，下行信道频带1844包括由单独的频谱符号表示的多个下行频率信道。同样，上行信道频带1846包括由单独的频谱符号表示的多个上行频率信道。这些单独的频谱符号意指每个单独信道信号的频率分配的占位符。实际的频谱响应将基于所采用的协议和调制、并且进一步根据时间而改变。
如先前所讨论的，根据非对称通信系统，上行频率信道的数量可以小于或大于下行频率信道的数量。在这种情况下，上行信道频带1846可以窄于或宽于下行信道频带1844。在替代方案中，在实施对称通信系统的情况下，上行频率信道的数量可以等于下行频率信道的数量。在这种情况下，上行信道频带1846的宽度可以等于下行信道频带1844的宽度，并且比特填充或其他数据填充技术可以用来补偿上行通信量的变化。
尽管下行信道频带1844被示出为位于比上行信道频带1846低的频率下，但是在其他实施例中，下行信道频带1844可以位于比上行信道频带1846高的频率下。另外，尽管下行信道频带1844和上行信道频带1846都被示出为占用单个连续的频带，但是在其他实施例中，取决于可用的频谱和/或所采用的通信标准，可以采用两个或更多个上行信道频带和/或两个或更多个下行信道频带。
现在转到图18D，示出了图示根据本文所描述各个方面的频谱的示例非限制性实施例的图形简图1852。可以采用如先前所讨论的两种或更多种不同的通信协议来传达上行和下行数据。在所示出的示例中，下行信道频带1844包括由表示使用第一通信协议的第一类型的单独频谱符号所表示的第一多个下行频率信道。下行信道频带1844'包括由表示使用第二通信协议的第二类型的单独频谱符号所表示的第二多个下行频率信道。同样，上行信道频带1846包括由表示使用第一通信协议的第一类型的单独频谱符号所表示的第一多个上行频率信道。上行信道频带1846'包括由表示使用第二通信协议的第二类型的单独频谱符号所表示的第二多个上行频率信道。
尽管单独信道带宽被示出为与第一类型和第二类型的信道大致相同，但是应当注意的是，取决于可用的频谱和/或所采用的通信标准，上行频率信道和下行频率信道可以具有不同的带宽，并且第一类型和第二类型的第一频率信道可以具有不同的带宽。
现在转到图18E，示出了图示根据本文所描述各个方面的主机节点设备1804的示例非限制性实施例的框图1860。具体地，主机节点设备1804包括终端接口1855、双工器/三工器组件1858、两个接入点中继器(APR)1862以及无线电1865。
接入点中继器1862耦合至传输介质125以便经由导波通信系统(GWCS)1810进行通信。终端接口1855被配置用于经由网络终端1815从诸如网络1818等通信网络接收下行信道信号1828。双工器/三工器组件1858被配置用于将下行信道信号1828输送至APR 1862。这些APR在导波通信系统1810上将下行信道信号1828作为导行电磁波进行发射。在所示出的示例中，APR 1862在导波通信系统1810的传输介质125上在不同的方向(设计方向A和方向B)上将下行信道信号1828作为导行电磁波进行发射。
考虑传输介质是裸导线或绝缘导线的示例。一个APR 1862可以沿着导线在一个纵向方向上发射下行信道信号1828，而另一个APR1862沿着导线在相反的纵向方向上发射下行信道信号。在几种传输介质125会聚于主机节点设备1804处的其他网络配置中，可以包括三个或更多个APR 1862以便沿着每种传输介质向外发射承载下行信道信号1828的导波。除了发射导波通信之外，APR 1862中的一个或多个还经由无线链路1814将一个或多个所选下行信道信号1828传达至位于主机节点设备1804范围内的客户端设备。
双工器/三工器组件1858进一步被配置用于将下行信道信号1828输送至无线电1865。无线电1865被配置用于与位于主机节点设备1804范围内的一个或多个客户端节点设备1802进行无线通信。在各个实施例中，无线电1865是模拟无线电，所述模拟无线电通过混频或其他外差动作对下行信道信号1828进行上变频，以便生成被传达至一个或多个客户端节点设备1802的经上变频的下行信道信号。无线电1865可以包括用于与客户端节点设备1802进行通信的多个单独天线，或用于与位于不同位置处的多个设备进行通信的相控天线阵列、可转向波束或多波束天线系统。在实施例中，下行信道信号1828在60GHz频带中被上变频，以便与远离一定距离的客户端节点设备1802进行视距通信。双工器/三工器组件1858可以包括双工器、三工器、分离器、开关、路由器和/或作为“信道双工器”进行操作以提供多条通信路径上的双向通信的其他组件。
除了目的地为客户端设备1812的下行通信之外，主机节点设备1804还可以处理源自客户端设备1812的上行通信。在操作中，APR1862从导波通信系统1810中提取经由微型中继器1806从无线链路1814'接收的和/或经由客户端节点设备1802从无线链路1814”或从更遥远的其他设备接收的上行信道信号1838。其他上行信道信号1838可以是经由APR 1862通过无线链路1814上的通信接收的以及经由无线电1865从经由无线链路1814”与客户端设备1812进行直接通信、或经由导波通信系统1810'或其他客户端节点设备1802与所述客户端设备进行间接通信的客户端节点设备1802接收的。在无线电1865在更高频带中进行操作的情形下，无线电1865对经上变频的上行信道信号进行下变频。双工器/三工器组件1858将由APR 1862接收且由无线电1865进行下变频的上行信道信号1838输送至终端接口1855，以便经由网络终端1815发送至网络1818。
考虑主机节点设备1804与诸如电力公司配电系统等公用设施结合使用的示例。在这种情况下，主机节点设备1804、客户端节点设备1802和/或微型中继器1806可以由配电系统的电线杆、其他结构或电力线路支撑，并且导波通信系统1810可以经由包括所述配电系统的绝缘或裸中压电力线路和/或其他传输线路或吊线的片段的传输介质125进行操作。
在具体示例中，在沿着电力线路从支撑主机节点设备1804的电线杆开始的两个方向上的2n个电线杆上的2n个微型中继器1806可以各自在可以例如由在从主机节点设备1804开始的每个方向上的第(n+1)个电线杆所支撑的客户端节点设备1802的方向上接收和中继下行信道信号1828。微型中继器1806可以各自经由无线链路1814'与范围内的客户端设备1812传达一个或多个所选下行信道信号。另外，主机节点设备1804经由无线链路1808将下行信道信号1828直接输送至客户端设备1812——以便经由无线链路1814”与客户端节点设备1802范围内的客户端设备1812进行无线通信，并且进一步经由导波通信系统1810'和/或无线链路1808'下行至以相似方式进行操作的其他附加客户端节点设备1802和微型中继器1806。主机节点设备1804以互逆的方式进行操作以便直接经由无线链路1814、或间接经由导波通信系统1810和1810'以及微型中继器1806、客户端节点设备1802、无线链路1814'和1814”及其组合来从客户端设备1812接收上行信道信号1838。
现在转到图18F，示出了图示根据本文所描述各个方面的下行数据流的示例非限制性实施例的组合绘图和框图1870。应当注意的是，所述简图并非是按比例示出的。具体地，再次考虑结合诸如电力公司配电系统等公用设施来实施通信系统的示例。在这种情况下，主机节点设备1804、客户端节点设备1802和微型中继器1806由配电系统的电线杆1875支撑，并且图18A的导波通信系统1810经由包括由电线杆1875支撑的绝缘或裸中压电力线路的片段的传输介质125进行操作。来自网络终端1815的下行信道信号1828由主机节点设备1804接收。主机节点设备1804将下行信道信号1828的所选信道无线地传输至在主机节点设备1804范围内的一个或多个客户端设备1812-4。主机节点设备1804还将下行信道信号1828作为限制到传输介质125的导波发送至微型中继器1806-1和1806-2。另外，主机节点设备1804可选地将下行信道信号1828上变频为下行信道信号1828'，并且将下行信道信号1828'无线地发送至客户端节点设备1802-1和1802-2。
微型中继器1806-1和1806-2与范围内的客户端设备1812-3和1812-5传达所选下行信道信号1828，并且将下行信道信号1828作为被发送至微型中继器1806-3和1806-4的导波进行中继。微型中继器1806-3和1806-4与范围内的客户端设备1812-2和1812-6传达所选下行信道信号1828。客户端节点设备1802-1和1802-2进行操作以便将下行信道信号1828”作为导波中继到进一步下游的微型中继器、并且作为下行信道信号1828'无线地中继到同样未被明确示出的附加客户端节点设备。客户端节点设备1802-1和1802-2还进行操作以便与范围内的客户端设备1812-1和1812-7传达所选下行信道信号1828。
应当注意的是，下行信道信号1828也可以以其他方式流动。考虑主机节点设备1804与微型中继器1806-1之间的导波通信路径受到线路上的断路或障碍物、设备故障或环境状况损害的情况。下行信道信号1828可以作为导波从客户端节点设备1802-1流到微型中继器1806-3并流动到微型中继器1806-1以进行补偿。
现在转到图18G，示出了图示根据本文所描述各个方面的上行数据流的示例非限制性实施例的组合绘图和框图1878。再次考虑结合诸如电力公司配电系统等公用设施来实施通信系统的示例。在这种情况下，主机节点设备1804、客户端节点设备1802和微型中继器1806由配电系统的电线杆1875支撑，并且图18A的导波通信系统1810经由包括由电线杆1875支撑的绝缘或裸中压电力线路的片段的传输介质125进行操作。如先前所讨论的，主机节点设备1804从各种来源收集上行信道信号1838以便输送至网络终端1815。
具体地，在所选信道中的、来自客户端设备1812-4的上行信道信号1838被无线地传达至主机节点设备1804。在所选信道中的、来自客户端设备1812-3和1812-5的上行信道信号1838被无线地传达至微型中继器1806-1和1806-2，这些微型中继器将这些上行信道信号1838作为导波输送至主机节点设备1804。在所选信道中的、来自客户端设备1812-2和1812-6的上行信道信号1838被无线地传达至微型中继器1806-3和1806-4，这些微型中继器将这些上行信道信号1838作为导波经由微型中继器1806-1和1806-2输送至主机节点设备1804。在所选信道中的、来自客户端设备1812-1和1812-7的上行信道信号1838被无线地传达至客户端节点设备1802-1和1802-2，可选地被上变频和添加到从附加客户端节点设备无线地接收的其他上行信道信号1838'，并且作为导波从其他微型中继器接收的其他上行信道信号1838”也可以可选地被上变频以便无线地传输至主机节点设备1804。
应当注意的是，上行信道信号1838也可以以其他方式流动。考虑主机节点设备1804与微型中继器1806-1之间的导波通信路径受到线路上的断路或障碍物、设备故障或环境状况损害的情况。来自客户端设备1812-3的上行信道信号1838可以作为导波从微型中继器1806-1流动到微型中继器1806-3、并且流动到客户端节点设备1802-1，以便无线地输送至主机节点设备1804从而进行补偿。
现在转到图18H，示出了图示根据本文所描述各个方面的客户端节点设备1802的示例非限制性实施例的框图1880。客户端节点设备1802包括无线电1865，所述无线电被配置用于经由例如主机节点设备1804或其他客户端节点设备1802从通信网络无线地接收下行信道信号1828。接入点中继器1862被配置用于在导波通信系统1810上将下行信道信号1828作为沿着传输介质125传播的导行电磁波进行发射，并且用于经由无线链路1814”将一个或多个所选下行信道信号1828无线地传输至一个或多个客户端设备。
在各个实施例中，无线电1865是通过对与下行信道信号1828的载波频率相比具有更高载波频率的RF信号进行下变频来生成下行信道信号1828的模拟无线电。例如，无线电1865通过混频或其他外差动作对来自主机节点设备1804或其他客户端节点设备1802的经上变频的下行信道信号进行下变频，以便生成下行信道信号1828。无线电1865可以包括用于与主机节点设备1804和其他客户端节点设备1802进行通信的多个单独天线，或用于与不同位置处的多个设备进行通信的相控天线阵列、可转向波束或多波束天线系统。在实施例中，从60GHz频带对下行信道信号1828进行下变频，以便进行视距通信。另外，无线电1865可以作为中继器进行操作以便经由无线链路1808从主机节点设备1804接收下行信道信号1828，并且在无线链路1808'上对所述下行信道信号进行中继以便传输至其他客户端节点设备1802。
除了目的地为客户端设备1812的下行通信之外，客户端节点设备1802还可以处理源自客户端设备1812的上行通信。在操作中，APR1862从导波通信系统1810中提取经由导波通信系统1810或1810'的微型中继器1806接收的上行信道信号1838。其他上行信道信号1838可以经由APR 1862通过在与客户端设备1812直接通信的无线链路1814”上进行通信来接收。在无线电1865在较高频带中进行操作的情形下，无线电1865对经由APR 1862接收的上行信道信号1838进行上变频，以便经由链路1808传达至主机节点设备。另外，无线电1865可以作为中继器进行操作以便经由无线链路1808'从其他客户端节点设备1802接收上行信道信号1838，并且在无线链路1808上对所述上行信道信号进行中继以便传输至主机节点设备1804。
现在转到图19A，示出了图示根据本文所描述各个方面的接入点中继器1862的示例非限制性实施例的框图1900。如结合图18E和图18H所讨论的，接入点中继器1862耦合至传输介质125，以便经由导波通信系统(GWCS)1810向和从客户端节点设备1802的无线电1865或主机节点设备1804的双工器1858传达上行信道信号1838和下行信道信号1828。另外，APR 1862经由无线链路1814或1814”与客户端设备1812传达所选上行信道和下行信道。
在所示出的实施例中，APR 1862包括放大器，诸如双向放大器1914，所述双向放大器对来自无线电1865(当在客户端节点设备1802中实施时)或双工器/三工器组件1858(当在主机节点设备1804中实施时)的下行信道信号1828进行放大以便生成经放大下行信道信号。双向(2:1)双工器/双信器1912将经放大下行信道信号1828输送至耦合器1916并且输送至信道选择滤波器1910。信道选择滤波器1910被配置用于选择经放大下行信道信号中的一个或多个，以便经由天线1918和无线链路1814与范围内的客户端设备1812进行无线通信。具体地，信道选择滤波器1910可以被配置用于依据主机节点设备1804或客户端节点设备1802的物理位置以及用于与不同位置处的客户端设备1812进行通信的无线链路1814的空间信道重用方案来根据一个或多个不同信道操作不同的APR 1862。在各个实施例中，信道选择滤波器1910包括滤波器，诸如传递一个或多个所选频率信道同时滤除或衰减其他频率信道的模拟或数字滤波器。在替代方案中，信道选择滤波器1910可以包括传递一个或多个所选信道流同时滤波或阻塞其他信道流的分组滤波器或数据滤波器。耦合器1916将经放大下行信道信号引导至导波通信系统1810或1810'的传输介质125以便作为导行电磁波进行发射。
如先前所讨论的，APR 1862还能够以互逆的方式来处理上行信道信号1838。在这种操作模式下，耦合器1916从导波通信系统1810或1810'的传输介质125中提取包含上行信道信号的导行电磁波。其他上行信道信号1838是经由天线1918和信道选择滤波器1910来接收的。取决于APR 1862的实施方式，来自这些介质中的每种介质的上行信道信号1838由双工器/双信器1912进行组合并且由双向放大器1914进行放大，以便输送至无线电1865或双工器/三工器组件1858。双工器/双信器1912可以包括双工器、双信器、分离器、开关、路由器和/或作为“信道双工器”进行操作以提供多条通信路径上的双向通信的其他组件。
现在转到图19B，示出了图示根据本文所描述各个方面的微型中继器的示例非限制性实施例的框图1925。具体地，中继器设备诸如微型中继器1806包括耦合器1946，所述耦合器被配置用于从方向A或方向B上的被限制到导波通信系统1810或1810'的传输介质125的导行电磁波中提取下行信道信号1828。诸如双向放大器1944等放大器对下行信道信号1828进行放大以便生成经放大下行信道信号。双向(2:1)信道双工器1942将经放大下行信道信号1828输送至耦合器1946并且输送至信道选择滤波器1940。信道选择滤波器1940被配置用于选择经放大下行信道信号中的一个或多个，以便经由天线1948和无线链路1814与范围内的客户端设备1812进行无线通信。具体地，信道选择滤波器1940可以被配置用于依据微型中继器1806的物理位置以及用于与不同位置处的客户端设备1812进行通信的无线链路1814的空间信道重用方案来根据一个或多个不同信道操作不同的微型中继器1806。耦合器1946'将经放大下行信道信号引导至导波通信系统1810或1810'的传输介质125以便在传输介质125上作为导行电磁波进行发射。
如先前所讨论的，微型中继器1806还能够以互逆的方式来处理上行信道信号1838。在这种操作模式下，耦合器1946'从导波通信系统1810或1810'的传输介质125中提取包含上行信道信号的导行电磁波。其他上行信道信号1838是经由天线1948和信道选择滤波器1940来接收的。来自这些介质中的每种介质的上行信道信号1838由双向信道双工器1942进行组合并且由双向放大器1944进行放大，以便输送至耦合器1946从而在导波通信系统1810在方向A或方向B上进行发射。
现在转到图19C，示出了图示根据本文所描述各个方面的微型中继器的示例非限制性实施例的组合绘图和框图1950。具体地，微型中继器1806被示出为对电力公用设施的电线杆上的绝缘体1952进行桥接。如所示出的，微型中继器1806被耦合至传输介质，所述传输介质在这种情况下为位于绝缘体1952两侧上的电力线路。然而，应当注意的是，对微型中继器1806的其他安装同样是可能的。其他电力公用设施安装包括由其他公用设施结构或者由所述系统的电力线路或吊线来支撑。另外，微型中继器1806可以由其他传输介质125或针对其他传输介质125的支撑结构来支撑。
现在转到图19D，示出了图示根据本文所描述各个方面的频谱的示例非限制性实施例的图形简图1975。具体地，呈现了如结合信道选择滤波器1910或1940所讨论的频率信道选择。如所示出的，选择上行频率信道频带1846的特定上行频率信道1978以及下行信道频带1844的特定下行频率信道1976来由信道选择滤波器1910或1940进行传递，其中，上行频率信道频带1846和下行信道频带1844的其余部分被滤除——即被衰减，以便减轻对由信道选择滤波器1910或1940传递的期望频率信道的模拟处理的不利影响。应当注意的是，尽管单个特定上行频率信道1978和特定下行频率信道1976被示出为由信道选择滤波器1910或1940选择，但是在其他实施例中，可以传递两个或更多个上行频率信道和/或下行频率信道。
应当注意的是，尽管前面一直集中在主机节点设备1804、客户端节点设备1802和微型中继器1810在诸如单一电力线路等单一传输介质上进行操作，但是这些设备中的每一个都可以操作用于在两条或更多条通信路径(诸如，作为更复杂传输网络的一部分的在不同方向上的传输介质的单独片段或支路)上进行发送和接收。例如，在公用设施的第一电力线路片段和第二电力线路片段分支出来的节点处，主机节点设备1804、客户端节点设备1802或微型中继器1810可以包括用于沿着所述第一电力线路片段提取和/或发射导行电磁波的第一耦合器、以及用于沿着所述第二电力线路片段提取和/或发射导行电磁波的第二耦合器。
现在转到图20A，示出了各种方法的示例非限制性实施例的流程图2000。具体地，呈现了用于与结合图1至图19所呈现的一个或多个功能和特征一起使用的各种方法。这些方法可以单独地或同时地执行。步骤2002包括从通信网络接收下行数据。步骤2004包括将所述下行数据调制成与导波通信系统的下行频率信道相对应的上行信道信号。步骤2006包括经由有线连接将所述下行信道信号发送至所述导波通信系统。步骤2008包括经由所述有线连接从所述导波通信系统接收与上行频率信道相对应的上行信道信号。步骤2010包括将所述上行信道信号解调成上行数据。步骤2012包括向通信网络发送上行数据。
在各个实施例中，下行信道调制器对下行信道信号进行调制，以便经由通过导波通信系统的传输介质来引导的导行电磁波来传送所述下行数据。所述传输介质可以包括导线，并且所述导行电磁波可以被限制到所述导线的外表面。
在各个实施例中，上行频率信道的数量小于、大于或等于下行频率信道的数量。可以根据第一标准协议来对上行信道信号的第一子集进行解调；并且可以根据不同于所述第一标准协议的第二标准协议来对所述上行信道信号的第二子集进行解调。
同样，可以根据第一标准协议来对下行信道信号的第一子集进行调制；并且可以根据不同于所述第一标准协议的第二标准协议来对所述下行信道信号的第二子集进行调制。
在各个实施例中，主机接口经由光纤电缆耦合至导波通信系统的主机节点设备，以便发送下行信道信号并接收上行信道信号。根据电缆系统数据接口规范协议或802.11协议对所述上行信道信号的至少一部分以及所述下行信道信号的至少一部分进行格式化。
现在转到图20B，示出了一种方法的示例非限制性实施例的流程图2020。具体地，呈现了一种用于与结合图1至图19所呈现的一个或多个功能和特征一起使用的方法。步骤2022包括从通信网络接收下行信道信号。步骤2024包括在导波通信系统上将所述下行信道信号作为导行电磁波进行发射。步骤2026包括向至少一个客户端节点设备无线地传输所述下行信道信号。
在各个实施例中，无线地传输所述下行信道信号包括：对所述下行信道信号进行上变频以便生成经上变频的下行信道信号；以及将所述经上变频的下行信道信号传输至所述至少一个客户端节点设备。在导波通信系统上将所述下行信道信号作为导行电磁波进行发射可以包括：在所述导波通信系统上将所述下行信道信号作为在沿着传输介质的第一方向上的第一导行电磁波进行发射；以及在所述导波通信系统上将所述下行信道信号作为在沿着所述传输介质的第二方向上的第二导行电磁波进行发射。
在各个实施例中，所述传输介质包括导线，并且在所述导波通信系统上将所述下行信道信号作为所述第一导行电磁波进行发射包括：将所述下行信道信号耦合至所述导线的外表面以便在所述第一方向上进行传播；并且在所述导波通信系统上将所述下行信道信号作为所述第二导行电磁波进行发射包括：将所述下行信道信号耦合至所述导线的所述外表面以便在所述第二方向上进行传播。
所述方法可以进一步包括：对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号；选择性地对所述经放大下行信道信号中的一个或多个进行滤波，以便生成所述经放大下行信道信号的子集；以及经由天线将所述经放大下行信道信号的所述子集无线地传输至多个客户端设备。在导波通信系统上将所述下行信道信号作为导行电磁波进行发射可以包括：对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号；以及将所述经放大下行信道信号耦合至传输介质的外表面以便作为导行电磁波进行传播。
所述方法还可以包括：从所述导波通信系统中提取第一上行信道信号；以及将所述第一上行信道信号发送至所述通信网络，和/或从所述至少一个客户端节点设备无线地接收第二上行信道信号；以及将所述第二上行信道信号发送至所述通信
现在转到图20C，示出了一种方法的示例非限制性实施例的流程图2040。具体地，呈现了一种用于与结合图1至图19所呈现的一个或多个功能和特征一起使用的方法。步骤2042包括从通信网络无线地接收下行信道信号。步骤2044包括在导波通信系统上将所述下行信道信号作为沿着传输介质传播的导行电磁波进行发射。步骤2046包括向至少一个客户端设备无线地传输所述下行信道信号。
在各个实施例中，所述传输介质包括导线，并且所述导行电磁波被限制到所述导线的外表面。向至少一个客户端设备无线地传输所述下行信道信号可以包括：对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号；选择所述经放大下行信道信号中的一个或多个；以及经由天线将所述经放大下行信道信号中的所述一个或多个无线地传输至所述至少一个客户端设备。在所述导波通信系统上将所述下行信道信号作为沿着传输介质传播的导行电磁波进行发射可以包括：对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大下行信道信号；以及将所述经放大下行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质。
在各个实施例中，从所述通信网络无线地接收下行信道信号可以包括：对与所述下行信道信号的载波频率相比具有更高载波频率的RF信号进行下变频。所述方法可以进一步包括：从所述导波通信系统中提取第一上行信道信号；以及将所述第一上行信道信号无线地传输至所述通信网络。所述方法可以进一步包括：从所述至少一个客户端设备无线地接收第二上行信道信号；以及将所述第二上行信道信号无线地传输至所述通信网络。所述传输介质可以包括公用设施的电力线路。
现在转到图20D，示出了一种方法的示例非限制性实施例的流程图2060。具体地，呈现了一种用于与结合图1至图19所呈现的一个或多个功能和特征一起使用的方法。步骤2062包括从限制到导波通信系统的传输介质的第一导行电磁波中提取下行信道信号。步骤2064包括对所述下行信道信号进行放大以便生成经放大的下行信道信号。步骤2066包括选择所述经放大下行信道信号中的一个或多个以经由天线无线地传输至所述至少一个客户端设备。步骤2068包括将所述经放大下行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质以便作为第二导行电磁波进行传播。
在各个实施例中，所述传输介质包括导线，并且所述第一导行电磁波和所述第二导行电磁波由所述导线的外表面来引导。可以根据电缆系统数据接口规范协议对所述下行或上行信道信号的至少一部分进行格式化。可以根据802.11协议或第四代或更高级的移动无线协议对所述下行或上行信道信号的至少一部分进行格式化。
在各个实施例中，所述方法包括：经由所述天线从所述至少一个客户端设备无线地接收上行信道信号；对所述上行信道信号进行放大以便生成经放大上行信道信号；以及将所述经放大上行信道信号引导至所述导波通信系统的所述传输介质以便作为第三导行电磁波进行传播。所述下行信道信号可以与所述下行频率信道的数量相对应，并且所述上行信道信号可以与小于或等于下行频率信道数量的上行频率信道数量相对应。可以根据电缆系统数据接口规范协议、802.11协议或第四代或更高级的移动无线协议对所述上行信道信号的至少一部分进行格式化。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图20A、图20B、图20C和图20D中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受框的顺序限制，因为一些框可以与其他框以与本文所描绘和描述的不同顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在参照图21，其中图示了根据本文所描述各个方面的计算环境的框图。为了提供用于本文所描述实施例的各个实施例的附加上下文，图21和以下讨论意在提供对可以实施本主题公开内容的各个实施例的合适计算环境2100的简要一般描述。虽然以上已经在可以在一个或多个计算机上运行的计算机可执行指令的一般上下文中描述了实施例，但是本领域技术人员将认识到，所述实施例还可以与其他程序模块组合和/或作为硬件和软件的组合来实施。
一般而言，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、部件、数据结构等。而且，本领域技术人员将认识到，所述发明性方法可以用其他计算机系统配置来实践，包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算机、大型计算机、以及个人计算机、手持式计算设备、基于微处理器的或可编程的消费电子产品等，其中的每个可操作地耦合至一个或多个相关联的设备。
如本文中所使用的，处理电路包括处理器以及其他专用电路，诸如专用集成电路、数字逻辑电路、状态机、可编程门阵列、或处理输入信号或数据并且响应于其而产生输出信号或数据的其他电路。应当注意的是，虽然本文中与处理器的操作相关联描述的任何功能和特征同样可以由处理电路来执行。
除非上下文另有清楚，否则如权利要求中所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了清晰，而不是另外指示或暗示任何时间次序。例如，“第一确定”、“第二确定”和“第三确定”不指示或暗示第一确定是在第二确定之前进行的，或者反之亦然，等等。
本文实施例的所示实施例还可以在分布式计算环境中实践，其中某些任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备这两者中。
计算设备通常包括各种各样的介质，其可以包括计算机可读存储介质和/或通信介质，这两个术语在本文如下彼此不同地使用。计算机可读存储介质可以是可由计算机访问的任何可用存储介质，并且包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。作为示例而非限制，计算机可读存储介质可以结合用于存储诸如计算机可读指令、程序模块、结构化数据或非结构化数据的信息的任何方法或技术来实施。
计算机可读存储介质可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)或其他光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁性存储设备或者其他可以被用来存储期望信息的有形的和/或非暂态介质。在这方面，当在本文被应用到存储装置、存储器或计算机可读介质时，术语“有形”或“非暂态”应当被应理解为作为修饰语(modifier)排除本身仅仅传播暂态信号并且不放弃对所有本身不仅传播暂态信号的标准存储装置、存储器或计算机可读介质的权利。
计算机可读存储介质可以由一个或多个本地或远程计算设备访问，例如经由访问请求、查询或其他数据检索协议，用于关于由所述介质存储的信息的各种各样的操作。
通信介质通常以诸如调制的数据信号(例如，载波或其他传送机制)的数据信号体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他结构化或非结构化数据，并且包括任何信息传递或传送介质。术语“调制的数据信号”或信号是指其一个或多个特性以在一个或多个信号中编码信息的这种方式被设置或改变的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质(诸如有线网络或直接连线连接)，以及无线介质(诸如声学、RF、红外和其他无线介质)。
再次参考图21，示例环境2100用于经由基站(例如，基站设备1504、宏小区站点1502、或基站1614)或中心局(例如，中心局1501或1611)来发射和接收信号，或者用于形成所述基站或中心局的至少一部分。示例环境2100的至少一部分还可以用于传输设备101或102。所述示例环境可包括计算机2102，所述计算机2102包括处理单元2104、系统存储器2106和系统总线2108。系统总线2108将包括但不限于系统存储器2106的系统部件耦合至处理单元2104。处理单元2104可以是各种可商购处理器中的任何一种。双微处理器和其他多处理器架构也可以被用作处理单元2104。
系统总线2108可以是几种类型的总线结构中的任意一种，其可以进一步利用各种各样的市售总线体系架构中的任意一种互连到存储器总线(具有或不具有存储器控制器)、外围总线和局部总线。系统存储器2106包括ROM 2110和RAM 2112。基本输入/输出系统(BIOS)可以存储在诸如ROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、EEPROM等非易失性存储器中，其中BIOS包含帮助诸如在启动期间在计算机2102内的元件之间输送信息的基本例程。RAM 2112还可以包括高速RAM，诸如用于高速缓存数据的静态RAM。
计算机2102还包括内部硬盘驱动器(HDD)2114(例如，EIDE、SATA)，所述内部硬盘驱动器2114还可以被配置成用于在合适的机箱(未示出)中外部使用，所述计算机还包括磁性软盘驱动器(FDD)2116(例如，为了从可移动磁盘2118读取或对其写入)和光盘驱动器2120(例如，读取CD-ROM盘2122，或者从诸如DVD的其它高容量光学介质读取或对其写入)。硬盘驱动器2114、磁盘驱动器2116和光盘驱动器2120可以分别通过硬盘驱动器接口2124、磁盘驱动器接口2126和光盘驱动器接口2128连接到系统总线2108。用于外部驱动器实施的接口2124包括通用串行总线(USB)以及电气和电子工程师协会(IEEE)1394接口技术中的至少一个或两者。其他外部驱动器连接技术在本文所述实施例的预期内。
驱动器及其相关联的计算机可读存储介质提供数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机2102，驱动器和存储介质以合适的数字格式容纳任何数据的存储。虽然上面的计算机可读存储介质的描述涉及硬盘驱动器(HDD)、可移动磁盘和诸如CD或DVD的可移动光学介质，但是本领域技术人员应当认识到的是，其他类型的计算机可读的存储介质(诸如zip驱动器、磁带盒、闪存卡、盒式磁带等)也可以在示例操作环境中使用，另外，任何此类存储介质都可以包含用于执行本文所描述的方法的计算机可执行指令。
多个程序模块可以存储在驱动器和RAM 2112中，包括操作系统2130、一个或多个应用程序2132、其他程序模块2134和程序数据2136。操作系统、应用、模块和/或数据的全部或部分也可以被高速缓存在RAM 2112中。本文所描述的系统和方法可以利用各种市售的操作系统或操作系统的组合来实施。可以由处理单元2104实施并以其他方式执行的应用程序2132的示例包括由传输设备101或102执行的分集选择确定。
用户可以通过一个或多个有线/无线输入设备(例如，键盘2138和诸如鼠标2140的指点设备)将命令和信息输入到计算机2102中。其他输入设备(未示出)可以包括麦克风、红外(IR)遥控器、操纵杆、游戏板、触控笔、触摸屏等。这些和其他输入设备常常通过可以耦合至系统总线2108的输入设备接口2142连接至处理单元2104，但是可以通过其他接口连接，这些其他接口诸如并行端口、IEEE 1394串行端口、游戏端口、通用串行总线(USB)端口、IR接口等。
监视器2144或其他类型的显示设备也可以经由诸如视频适配器2146的接口连接到系统总线2108。还将认识到，在替代实施例中，监视器2144还可以是任何显示设备(例如，具有显示器的另一计算机、智能电话、平板计算机等)，用于经由任何通信手段(包括经由互联网和基于云的网络)接收与计算机2102相关联的显示信息。除了监视器2144之外，计算机通常还包括其他外围输出设备(未示出)，诸如扬声器、打印机等。
计算机2102可以利用经由到一个或多个远程计算机(诸如(一个或多个)远程计算机2148)的有线和/或无线通信的逻辑连接在联网环境中操作。所述(一个或多个)远程计算机2148可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐设备、对等设备或其他公共网络节点，并且通常包括相对于计算机2102描述的许多或全部元件，但是为了简洁，仅示出了存储器/存储设备2150。所描绘的逻辑连接包括到局域网(LAN)2152和/或更大的网络(例如，广域网(WAN)2154)的有线/无线连接。这种LAN和WAN联网环境在办公室和公司中是常见的，并且便于企业范围的计算机网络(诸如内联网)，所有这些都可以连接到全球通信网络(例如，互联网)。
当在LAN联网环境中使用时，计算机2102可以通过有线和/或无线通信网络接口或适配器2156连接至本地网络2152。适配器2156可以促进到LAN 2152的有线或无线通信，其还可以包括部署在其上的用于与无线适配器2156进行通信的无线AP。
当在WAN联网环境中使用时，计算机2102可以包括调制解调器2158或者可以连接至WAN 2154上的通信服务器，或者具有用于在WAN 2154上建立通信的其他装置(诸如通过互联网)。可以是内部或外部设备以及有线或无线设备的调制解调器2158可以经由输入设备接口2142连接到系统总线2108。在联网环境中，相对于计算机2102或其部分描绘的程序模块可以存储在远程存储器/存储设备2150中。应当认识到的是，所示出的网络连接是示例并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其他手段。
计算机2102可操作成与可操作地部署在无线通信中的任何无线设备或实体通信，这些无线设备或实体例如打印机、扫描仪、桌面和/或便携式计算机、便携式数据助理、通信卫星、任何与无线可检测标签相关联的装备或位置(例如，信息站、报摊、洗手间)以及电话。这可以包括无线保真(Wi-Fi)和无线技术。因此，通信可以是与常规网络一样的预定义结构或者简单地是至少两个设备之间的自组织(ad hoc)通信。
Wi-Fi可以允许在从家里的沙发、酒店房间的床上或者工作会议室连接到互联网，而无需电线。Wi-Fi是类似于在手机中使用的无线技术，它使这种设备(例如计算机)在室内和室外；在基站范围内的任何地方，发送和接收数据。Wi-Fi网络使用被称为IEEE 802.11(a、b、g、n、ac、ag等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速的无线连接。Wi-Fi网络可以被用来将计算机连接到彼此、连接到互联网并且连接到(可以使用IEEE 802.3或以太网的)有线网络。Wi-Fi网络在例如无许可的2.4GHz和5GHz无线电频带内操作，或具有包含这两个频带(双频带)的产品，使得网络可以提供类似于在许多办公室使用的基本10BaseT有线以太网网络的真实世界性能。
图22呈现了可以实施和利用本文所描述的所公开主题的一个或多个方面的移动网络平台2210的示例实施例2200。在一个或多个实施例中，移动网络平台2210可以生成和接收由与所公开主题相关联的基站(例如，基站设备1504、宏小区站点1502、或基站1614)、中心局(例如，中心局1501或1611)或传输设备101或102发射和接收的信号。一般而言，无线网络平台2210可以包括便于分组交换(PS)(例如，互联网协议(IP)、帧中继、异步输送模式(ATM))和电路交换(CS)通信量(例如，语音和数据)这两者、以及控制用于联网无线电信的生成的部件，例如节点、网关、接口、服务器或完全不同的平台。作为非限制性示例，无线网络平台2210可以包括在电信运营商网络中，并且如本文其他地方所讨论的那样可以被认为是运营商侧的部件。移动网络平台2210包括(一个或多个)CS网关节点2222，所述CS网关节点可以接口连接从像(一个或多个)电话网络2240(例如，公共交换电话网(PSTN)或公共陆地移动网(PLMN))的传统网络、或信令系统#7(SS7)网络2270接收到的CS通信量。(一个或多个)电路交换网关节点2222可以授权并认证从这种网络产生的通信量(例如，语音)。此外，(一个或多个)CS网关节点2222可以访问通过SS7网络2270生成的数据、漫游或移动性；例如，存储在被访问位置寄存器(VLR)中的移动性数据，其可以驻留在存储器2230中。而且，(一个或多个)CS网关节点2222接口连接基于CS的通信量和信令以及(一个或多个)PS网关节点2218。作为示例，在3GPP UMTS网络中，(一个或多个)CS网关节点2222可以至少部分地在(一个或多个)网关GPRS支持节点(GGSN)中实现。应当认识到的是，(一个或多个)CS网关节点2222、(一个或多个)PS网关节点2218和(一个或多个)服务节点2216的功能和具体操作由用于电信的移动网络平台2210所使用的(一种或多种)无线电技术来提供和规定。
除了接收和处理CS交换通信量和信令之外，(一个或多个)PS网关节点2218还可以授权并认证与被服务的移动设备的基于PS的数据会话。数据会话可包括与无线网络平台2210外部的网络交换的通信量或(一个或多个)内容，其中网络比如(一个或多个)广域网(WAN)2250、(一个或多个)企业网2270以及(一个或多个)服务网络2280，其中服务网络可以在(一个或多个)局域网(LAN)中体现，也可以通过(一个或多个)PS网关节点2218与移动网络平台2210相接口。应当注意的是，WAN 2250和(一个或多个)企业网2260可以至少部分地体现像IP多媒体子系统(IP multimedia subsystem，IMS)的(一个或多个)服务网络。基于在(一个或多个)技术资源2217中可用的(一个或多个)无线电技术层，(一个或多个)分组交换网关节点2218可以在数据会话被建立时生成分组数据协议上下文；便于分组化数据的路由的其他数据结构也可以被生成。为此，在一方面，(一个或多个)PS网关节点2218可以包括隧道接口(例如，3GPP UMTS网络中的隧道终止网关(TTG)(未示出))，所述隧道接口可以促进与(一个或多个)不同的无线网络(诸如Wi-Fi网络)的分组化通信。
在实施例2200中，无线网络平台2210还包括(一个或多个)服务节点2216，基于(一个或多个)技术资源2217中可用的(一个或多个)无线电技术层，所述服务节点传送通过(一个或多个)PS网关节点2218接收的数据流的各个分组流。应当注意的是，对于主要取决于CS通信的(一个或多个)技术资源2217，(一个或多个)服务器节点可以不依赖(一个或多个)PS网关节点2218就输送通信量；例如，(一个或多个)服务器节点可以至少部分地体现移动交换中心。作为示例，在3GPP UMTS网络中，(一个或多个)服务节点2216可以在(一个或多个)服务GPRS支持节点(SGSN)中体现。
对于采用分组化通信的无线电技术，无线网络平台2210中的(一个或多个)服务器2214可以执行众多应用，这些应用可以生成多个不同的分组化数据流(streams或者flows)，并且管理(例如，调度、排队，格式化……)这种流。(一个或多个)这种应用可以包括对由无线网络平台2210提供的标准服务(例如，供应、计费、客户支持……)的附加特征。数据流(例如，作为语音呼叫或数据会话的一部分的(一个或多个)内容)可以被传送到(一个或多个)PS网关节点2218，用于数据会话的授权/认证和启动，并且被传送到(一个或多个)服务节点2216，用于其后的通信。除了应用服务器之外，(一个或多个)服务器2214还可以包括(一个或多个)实用服务器(utility server)，实用服务器可以包括供应服务器、操作和维护服务器、可以至少部分地实施证书颁发和防火墙以及其他安全机制的安全服务器，等等。在一方面，(一个或多个)安全服务器保护通过无线网络平台2210服务的通信，以便作为(一个或多个)CS网关节点2222和(一个或多个)PS网关节点2218可以制定的授权和认证程序的附加，还确保网络的操作和数据完整性。而且，(一个或多个)供应服务器可以供应来自(一个或多个)外部网络(如由不同的服务提供者运营的网络)的服务；例如，WAN 2250或(一个或多个)全球定位系统(GPS)网络(未示出)。(一个或多个)供应服务器还可以通过关联到无线网络平台2210的网络(例如，由同一服务提供者部署和运营)来供应覆盖，网络诸如图1中所示的通过提供更多网络覆盖来增强无线服务覆盖的分布式天线网络。中继器设备(诸如图7、图8和图9中所示的那些)也改善网络覆盖，以便增强通过UE 2275的订户服务体验。
应当注意的是，(一个或多个)服务器2214可以包括被配置用于至少部分地给予(confer)宏网络平台2210的功能的一个或多个处理器。为此，例如，这一个或多个处理器可以执行存储在存储器2230中的代码指令。应当认识到的是，(一个或多个)服务器2214可以包括内容管理器2215，所述内容管理器以基本上与前文所描述相同的方式进行操作。
在示例实施例2200中，存储器2230可以存储与无线网络平台2210的操作相关的信息。其他操作信息可以包括通过无线网络平台2210被服务的移动设备的供应信息、订户数据库；应用智能、定价方案，例如促销价格、统一费率方案、优惠券活动；与用于不同的无线电或无线技术层的操作的电信协议一致的(一个或多个)技术规范；等等。存储器2230还可以存储来自(一个或多个)电话网络2240、WAN 2250、(一个或多个)企业网2270或者SS7网络2260当中的至少一项的信息。在一方面，存储器2230可以例如作为数据存储部件或作为远程连接的存储器存储的一部分被访问。
为了提供用于所公开主题的各方面的上下文，图22和以下讨论意在提供对其中可以实施所公开主题的合适环境的简要的一般描述。虽然以上已经在可以在一个和/或多个计算机上运行的计算机程序的计算机可执行指令的一般上下文中描述了本主题，但是本领域技术人员将认识到，所公开的主题也可以结合其他程序模块来实施。一般而言，程序模块包括执行特定任务和/或实施特定抽象数据类型的例程、程序、部件、数据结构等等。
图23描绘了通信设备2300的说明性实施例。通信设备2300可以充当被本主题公开内容(例如，在图15、图16A和图16B中)引用的诸如移动设备和建筑物内设备等设备的说明性实施例。
通信设备2300可以包括有线和/或无线收发器2302(本文中为收发器2302)、用户界面(UI)2304、电源2314、位置接收器2316、运动传感器2318、取向传感器2320、以及控制器2306以用于管理其操作。收发器2302可以支持短距离或远距离无线接入技术，诸如WiFi、DECT、或蜂窝通信技术，仅提及几个(和是分别由技术联盟和联盟注册商标)。蜂窝技术可以包括例如CDMA-1X、UMTS/HSDPA、GSM/GPRS、TDMA/EDGE、EV/DO、WiMAX、SDR、LTE、以及在其出现时的其他下一代无线通信技术。收发器2302还可以被适配成支持电路交换有线接入技术(诸如PSTN)、分组交换有线接入技术(诸如TCP/IP、VoIP等)、及其组合。
UI 2304可以包括具有导航机构(诸如滚球、操纵杆、鼠标、或用于操控通信设备2300的操作的导航盘)的可按压或触敏小键盘2308。键盘2308可以是通信设备2300的壳体组件的整体部分、或者是通过系留式有线接口(诸如USB电缆)或支持例如的无线接口可操作地耦合至其的独立设备。键盘2308可以表示通常由电话使用的数字小键盘、和/或具有字母数字键的QWERTY键盘。UI 2304可以进一步包括显示器2310，诸如单色或彩色LCD(液晶显示器)、OLED(有机发光二极管)、或用于将图像传送到通信设备2300的最终用户的其他合适的显示技术。在显示器2310是触敏式的实施例中，键盘2308的一部分或全部可以通过具有导航特征的显示器2310来呈现。
显示器2310可以使用触屏技术来同样充当用于检测用户输入的用户界面。作为触屏显示器，通信设备2300可以被适配成呈现具有图形用户界面(GUI)元素的用户界面，所述图形用户界面元素可以由用户利用手指触摸来选择。触屏显示器2310可以配备有电容式、电阻式或其他形式的感测技术以便检测用户手指的多少表面区域已经放置在触屏显示器的一部分上。此感测信息可以用于控制对用户界面的GUI元素或其他功能的操控。显示器2310可以是通信设备2300的壳体组件的整体部分、或者是通过系留式有线接口(诸如电缆)或无线接口通信地耦合至其的独立设备。
UI 2304还可以包括利用音频技术来传送低音量音频(诸如接近人耳可听到的音频)和高音量音频(诸如用于免提操作的喇叭扩音器)的音频系统2312。音频系统2312可进一步包括用于接收最终用户的可听信号的麦克风。音频系统2312还可以用于语音识别应用。UI 2304可进一步包括用于捕获静止图像或移动图像的图像传感器2313，诸如电荷耦合器件(CCD)相机。
电源2314可以利用诸如可更换和可再充电电池、供电调节技术和/或充电系统技术的通用电源管理技术来向通信设备2300的部件供应能量以促进远距离或短距离便携式通信。可替代地或组合地，所述充电系统可以利用外部电源，诸如通过物理接口(诸如USB端口)或其他合适的系留式技术供应的DC电源。
位置接收器2316可以利用定位技术(诸如能够辅助GPS的全球定位系统(GPS)接收器)以用于基于由GPS卫星星座生成的信号来标识通信设备2300的位置，其可以用于促进定位服务，诸如导航。运动传感器2318可以利用运动感测技术(诸如加速度计、陀螺仪、或其他合适的运动感测技术)来检测通信设备2300在三维空间中的运动。取向传感器2320可以利用取向感测技术(诸如磁力计)来检测通信设备2300的取向(北、南、西和东、以及度、分或其他合适取向度量的组合取向)。
通信设备2300可以使用收发器2302也能通过感测技术(诸如利用接收信号强度指示(RSSI)和/或信号到达时间(TOA)或飞行时间(TOF)测量)来确定与蜂窝、WiFi、或其他无线接入点的接近度。控制器2306可以将计算技术(诸如微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程门阵列、专用集成电路、和/或视频处理器)与相关联存储存储器(诸如闪存、ROM、RAM、SRAM、DRAM或用于执行计算机指令、控制并处理由通信设备2300的前述部件供应的数据的其他存储技术)一起使用。
可以在本主题公开内容的一个或多个实施例中使用未在图23中示出的其他部件。例如，通信设备2300可以包括用于添加或移除身份模块(诸如用户身份模块(SIM)卡或通用集成电路卡(UICC))的槽。SIM卡或UICC卡可以用于识别用户服务、执行程序、存储用户数据等。
现在转到图24A，示出了图示根据本文所描述各个方面的通信系统的示例非限制性实施例的框图。所述通信系统可以包括宏基站2402，诸如具有覆盖一个或多个扇区(例如，6或更多个扇区)的天线的基站或接入点。宏基站2402可以被通信地耦合至通信节点2404A，所述通信节点充当用于分布在宏基站2402的覆盖区域之内或之外的不同地理位置处的其他通信节点2404B-E的主节点或分配节点。通信节点2404作为分布式天线系统进行操作，所述分布式天线系统被配置用于处理与诸如移动设备(例如，手机)和/或固定的/静止的设备(例如，住宅、或商业机构中的通信设备)等无线地耦合至任何通信节点2404的客户端设备相关联的通信通信量。具体地，可以通过允许和/或指引某些移动的和/或静止的设备利用在所述移动设备或静止设备的通信范围内的通信节点2404的无线资源来使宏基站2402的无线资源可用于移动设备。
通信节点2404A-E可以通过接口2410而通信地耦合至彼此。在一个实施例中，接口2410可以包括有线接口或系留式接口(例如，光纤电缆)。在其他实施例中，接口2410可以包括形成无线电分布式天线系统的无线RF接口。在各个实施例中，通信节点2404A-E可以被配置用于根据由宏基站2402提供的指令来向移动设备和静止设备提供通信服务。然而，在其他操作示例中，通信节点2404A-E仅作为模拟中继器进行操作以便将宏基站2402的覆盖范围扩展遍及各个通信节点2404A-E的整个范围。
微基站(描绘为通信节点2404)可以在若干方面不同于宏基站。例如，微基站的通信范围可以小于宏基站的通信范围。因此，由微基站消耗的电力可以少于由宏基站消耗的电力。宏基站可选地指示微基站关于这些微基站将与哪些移动设备和/或静止设备进行通信、以及当与某些移动设备或静止设备进行通信时将由这些微基站使用哪个载波频率、(多个)频谱片段和/或这类(多个)频谱片段的时隙调度。在这些情况下，可以采用主-从配置或其他合适的控制配置来执行由宏基站对微基站的控制。无论是独立地进行操作还是在宏基站2402的控制下进行操作，微基站的资源都可以比由宏基站2402利用的资源更简单并且成本更低。
现在转到图24B，示出了图示图24A的通信系统2400的通信节点2404B-E的示例非限制性实施例的框图。在此图示中，通信节点2404B-E被放置在诸如灯柱等公用设施固定装置上。在其他实施例中，通信节点2404B-E中的一些可以被放置在用于分配电力和/或通信线路的建筑物或电线柱或电线杆上。这些图示中的通信节点2404B-E可以被配置用于通过接口2410彼此进行通信，所述接口在此图示中被示出为无线接口。通信节点2404B-E还可以被配置用于通过遵循一种或多种通信协议(例如，诸如LTE信号或其他4G信号等第四代(4G)无线信号、第五代(5G)无线信号、WiMAX、802.11信号、超宽带信号等)的无线接口2411来与移动设备或静止设备2406A-C进行通信。通信节点2404可以被配置用于通过接口2410以可比用于通过接口2411与移动设备或静止设备进行通信的操作频率(例如，1.9GHz)更高的操作频率(例如，28GHz、38GHz、60GHz、80GHz或更高)来交换信号。较高的载波频率和较宽的带宽可以用于在通信节点2404之间进行通信，以使得通信节点2404能够经由一个或多个不同的频带(例如，900MHz频带、1.9GHz频带、2.4GHz频带、和/或5.8GHz频带等)和/或一种或多种不同的协议向多个移动设备或静止设备提供通信服务，如将由下文描述的图25A的频谱下行链路简图和频谱上行链路简图所图示的。在其他实施例中，特别是在经由导波通信系统在导线上实施接口2410的情况下，可以采用较低频率范围(例如，在2GHz-6GHz、4GHz-10GHz等的范围内)中的宽带频谱。
现在转到图24C至图24D，示出了图示图24A的通信系统2400的通信节点2404的示例非限制性实施例的框图。通信节点2404可以附接至诸如图24C中示出的电线柱或电线杆等公用设施固定装置的支撑结构2424。通信节点2404可以利用由塑料或其他合适的材料构造的附接至通信节点2404的端部的臂2426来附着至支撑结构2424。通信节点2404可以进一步包括覆盖通信节点2404的各部件的塑料壳体组件2416。通信节点2404可以由电力线路2426(例如，110/226VAC)来供电。电力线路2426可以源自灯杆或者可以耦合至电线杆的电力线路。
在通信节点2404与如图24B中示出的其他通信节点2404进行无线通信的实施例中，通信节点2404的顶侧2412(还在图24D中图示)可以包括耦合至一个或多个收发器(诸如，例如图14中图示的收发器1400的全部或部分)的多个天线2422(例如，没有金属表面的16个电介质天线)。顶侧2412的多个天线2422中的每个天线可以作为通信节点2404的扇区进行操作，每个扇区被配置用于与所述扇区的通信范围内的至少一个通信节点2404进行通信。可替代地或以组合的方式，通信节点2404之间的接口2410可以是系留式接口(例如，光纤电缆、或用于传送如先前所描述的导行电磁波的电力线路)。在其他实施例中，接口2410可以在通信节点2404之间有所不同。即，一些通信节点2404可以通过无线接口进行通信，而其他通信节点通过系留式接口进行通信。在又其他实施例中，一些通信节点2404可以利用组合的无线和系留式接口。
通信节点2404的底侧2414还可以包括用于以适于移动设备或静止设备2406的载波频率与一个或多个移动设备或静止设备2406进行无线通信的多个天线2424。如较早所指出的，由通信节点2404用于通过图24B中示出的无线接口2411与移动设备或静止设备进行通信所使用的载波频率可以不同于用于通过接口2410在通信节点2404之间进行通信的载波频率。通信节点2404的底部部分2414的所述多个天线2424还可以利用收发器，诸如，例如图14中图示的收发器1400的全部或部分。
现在转到图25A，示出了图示用于使得基站能够与图24A的通信节点2404进行通信的下行链路和上行链路通信技术的示例非限制性实施例的框图。在图25A的图示中，下行链路信号(即，从宏基站2402指向通信节点2404的信号)可以被频谱划分成：控制信道2502；各自包括调制信号的下行链路频谱片段2506，所述调制信号可以被频率转换至其原始/固有频带以使得通信节点2404能够与一个或多个移动设备或静止设备2506进行通信；以及导频信号2504，可以利用频谱片段2506中的一些或全部来供应所述导频信号以便减轻通信节点2504之间产生的失真。导频信号2504可以由下行通信节点2404的顶侧2416(系留式或无线)收发器进行处理，以便从接收信号中去除失真(例如，相位失真)。每个下行链路频谱片段2506可以被分派足够宽(例如，50MHz)的带宽2505，以便包括相应导频信号2504以及位于频谱片段2506中的频率信道(或频隙)中的一个或多个下行链路调制信号。这些调制信号可以表示可由通信节点2404用于与一个或多个移动设备或静止设备2406进行通信的蜂窝信道信号、WLAN信道信号或其他调制通信信号(例如，10MHz-26MHz)。
可以对由移动或静止通信设备生成的上行链路经调制信号(其固有/原始频带中)进行频率转换并且由此定位于上行链路频谱片段2510中的频率信道(或频隙)中。上行链路调制信号可以表示蜂窝信道信号、WLAN信道信号或其他调制通信信号。每个上行链路频谱片段2510可以被分派相似或相同的带宽2505以便包括导频信号2508，所述导频信号可以提供有一些或每个频谱片段2510以使得上行通信节点2404和/或宏基站2402能够去除失真(例如，相位误差)。
在所示出的实施例中，下行链路频谱片段2506和上行链路频谱片段2510各自包括多个频率信道(或频隙)，其中，可以利用已经从任何数量的固有/原始频带(例如，900MHz频带、1.9GHz频带、2.4GHz频带、和/或5.8GHz频带等)进行频率转换的调制信号来占用所述多个频率信道。调制信号可以被上变频至下行链路频谱片段2506和上行链路频谱片段2510中的相邻频率信道。以此方式，尽管下行链路频谱片段2506中的一些相邻频率信道可以包括起初在同一固有/原始频带中的调制信号，但是下行链路频谱片段2506中的其他相邻频率信道还可以包括起初在不同固有/原始频带中、但被频率转换成位于下行链路频谱片段2506的相邻频率信道中的调制信号。例如，1.9GHz频带中的第一调制信号和同一频带(即，1.9GHz)中的第二调制信号可以被频率转换并且由此定位在下行链路频谱片段2506的相邻频率信道中。在另一个图示中，1.9GHz频带中的第一调制信号和不同频带(即，2.4GHz)中的第二通信信号可以被频率转换并且由此定位在下行链路频谱片段2506的相邻频率信道中。因此，可以利用具有相同或不同信令协议与相同或不同固有/原始频带的调制信号的任何组合来占用下行链路频谱片段2506的频率信道。
类似地，尽管上行链路频谱片段2510中的一些相邻频率信道可以包括起初在同一频带中的调制信号，但是上行链路频谱片段2510中的相邻频率信道还可以包括起初在不同固有/原始频带中、但被频率转换成位于上行链路片段2510的相邻频率信道中的调制信号。例如，2.4GHz频带中的第一通信信号和同一频带(即，2.4GHz)中的第二通信信号可以被频率转换并且由此定位在上行链路频谱片段2510的相邻频率信道中。在另一个图示中，1.9GHz频带中的第一通信信号和不同频带(即，2.4GHz)中的第二通信信号可以被频率转换并且由此定位在上行链路频谱片段2506的相邻频率信道中。因此，可以利用具有相同或不同信令协议与相同或不同固有/原始频带的调制信号的任何组合来占用上行链路频谱片段2510的频率信道。应当注意的是，取决于适当位置处的频谱分配，下行链路频谱片段2506与上行链路频谱片段2510可以本身彼此相邻且仅由保护带分开或以其他方式由更大的频率间隔分开。
现在转到图25B，示出了图示通信节点的示例非限制性实施例的框图2520。具体地，诸如无线电分布式天线系统的通信节点2404A等通信节点设备包括基站接口2522、双工器/双信器组件2524、以及两个收发器2530和2532。然而，应当注意的是，当通信节点2404A与诸如宏基站2402等基站协同定位时，可以省略双工器/双信器组件2524和收发器2530，并且收发器2532可以直接耦合至基站接口2522。
在各个实施例中，基站接口2522接收具有第一频谱片段中的一个或多个下行链路信道的第一调制信号，以便传输至客户端设备，诸如一个或多个移动通信设备。第一频谱片段表示第一调制信号的原始/固有频带。第一调制信号可以包括遵循诸如LTE或其他4G无线协议、5G无线通信协议、超宽带协议、WiMAX协议、802.11或其他无线局域网协议和/或其他通信协议等信令协议的一个或多个下行链路通信信道。双工器/双信器组件2524将第一频谱片段中的第一调制信号输送至收发器2530，以便作为自由空间无线信号与通信节点2404A范围内的一个或多个移动通信设备进行直接通信。在各个实施例中，收发器2530是经由仅提供以下各项的模拟电路系统来实施的：滤波，用于传递调制信号在其原始/固有频带中的下行链路信道和上行链路信道的频谱同时衰减带外信号；功率放大；发射/接收交换；双工；双信；以及阻抗匹配，用于驱动发送和接收接口2410的无线信号的一个或多个天线。
在其他实施例中，收发器2532被配置用于基于在各个实施例中对第一调制信号的模拟信号处理且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下执行第一频谱片段中的第一调制信号到第一载波频率下的第一调制信号的频率转换。第一载波频率下的第一调制信号可以占用下行链路频谱片段2506的一个或多个频率信道。第一载波频率可以位于毫米波或微波频带中。如本文所使用的，模拟信号处理包括滤波、交换、双工、双信、放大、频率升降转换、以及不需要诸如包括但不限于模数转换、数模转换或数字频率转换等数字信号处理的其他模拟处理。在其他实施例中，收发器2532可以被配置用于通过向第一调制信号应用数字信号处理且在不利用任何形式的模拟信号处理且不修改第一调制信号的信令协议的情况下执行第一频谱片段中的第一调制信号到第一载波频率的频率转换。在又其他实施例中，收发器2532可以被配置用于通过向第一调制信号应用数字信号处理和模拟处理的组合且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下执行第一频谱片段中的第一调制信号到第一载波频率的频率转换。。
收发器2532可以进一步被配置用于将一个或多个控制信道、诸如导频信号或其他参考信号等一个或多个相应参考信号、和/或一个或多个时钟信号连同第一载波频率下的第一调制信号一起传输至分布式天线系统的网络元件，诸如一个或多个下行通信节点2404B-E，以便一旦第一调制信号由所述网络元件频率转换至第一频谱片段就将第一调制信号无线地分配至一个或多个其他移动通信设备。具体地，参考信号使得网络元件能够减小在对第一调制信号从第一载波频率到第一频谱片段的处理期间的相位误差(和/或其他形式的信号失真)。控制信道可以包括多条指令，这些指令用于指引分布式天线系统的通信节点将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，以便控制频率选择且重用模式、切换和/或其他控制信令。在经由控制信道发射和接收的指令是数字信号的实施例中，收发器2532可以包括提供模数转换、数模转换并且处理经由控制信道发送和/或接收的数字数据的数字信号处理部件。可以利用使用下行链路频谱片段2506供应的时钟信号来同步由下行通信节点2404B-E为了从控制信道中恢复指令和/或提供其他时序信号而进行的数字控制信道处理的时序。
在各个实施例中，收发器2532可以从诸如通信节点2404B-E等网络元件接收第二载波频率下的第二调制信号。第二调制信号可以包括由一个或多个调制信号占用的遵循诸如LTE或其他4G无线协议、5G无线通信协议、超宽带协议、802.11或其他无线局域网协议和/或其他通信协议等信令协议的一个或多个上行链路频率信道。具体地，移动或静止通信设备生成诸如原始/固有频带的第二频谱片段中的第二调制信号，并且网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号频率转换成第二载波频率下的第二调制信号、并且当第二载波频率下的第二调制信号由通信节点2404A接收时对其进行传输。收发器2532进行操作以将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号，并且经由双工器/双信器组件2524和基站接口2522将第二频谱片段中的第二调制信号发送至诸如宏基站2402等基站以便进行处理。
考虑在分布式天线系统中实施通信节点2404A的以下示例。可以利用根据DOCSIS2.0或更高级的标准协议、WiMAX标准协议、超宽带协议、802.11标准协议、诸如LTE协议等4G或5G语音和数据协议和/或其他标准通信协议所调制和以其他方式格式化的信号来占用上行链路频谱片段2510中的上行链路频率信道以及下行链路频谱片段2506中的下行链路频率信道。除了遵循当前标准的协议之外，可以对这些协议中的任何协议进行修改以便结合图24A的系统一起进行操作。例如，可以对802.11协议或其他协议进行修改以包括附加指南和/或单独的数据信道，从而在更宽的区域上提供冲突检测/多址接入(例如，允许经由下行链路频谱片段2506或上行链路频谱片段2510的特定频率信道进行通信的网络元件或通信地耦合至所述网络元件的通信设备听到彼此)。在各个实施例中，上行链路频谱片段2510的所有上行链路频率信道以及下行链路频谱片段2506的所有下行链路频率信道可以全部根据同一通信协议而被格式化。然而，在替代方案中，可以在上行链路频谱片段2510和下行链路频谱片段2506两者上采用两种或更多种不同的协议来例如与各种各样的客户端设备兼容和/或在不同的频带中进行操作。
当采用两种或更多种不同的协议时，可以根据第一标准协议来对下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道的第一子集进行调制；并且可以根据不同于所述第一标准协议的第二标准协议来对下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道的第二子集进行调制。同样，可以由所述系统接收上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道的第一子集以便根据所述第一标准协议进行解调；并且可以根据第二标准协议接收上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道的第二子集以便根据不同于所述第一标准协议的所述第二标准协议进行解调。
根据这些示例，基站接口2522可以被配置用于从诸如宏基站2402等基站或其他通信网络元件处接收调制信号，诸如在其原始/固有频带中的一个或多个下行链路信道。类似地，基站接口2522可以被配置用于向基站供应从另一个网络元件处接收的调制信号，所述调制信号被频率转换成具有在其原始/固有频带中的一个或一个上行链路信道的调制信号。基站接口2522可以经由有线或无线接口来实施，所述有线或无线接口与宏基站或其他网络元件双向地传达诸如上行链路信道和下行链路信道(在其原始/固有频带中)、通信控制信号以及其他网络信令等信号。双工器/双信器组件2524被配置用于将在其原始/固有频带中的下行链路信道输送至收发器2532，所述收发器将下行链路信道的频率从其原始/固有频带频率转换至接口2410的频谱——在这种情况下，为用于将通信信号下行传送至分布式天线系统的在通信设备2404A范围内的一个或多个其他通信节点2404B-E的无线通信链路。
在各个实施例中，收发器2532包括模拟无线电，所述模拟无线电通过混频或其他外差动作对位于其原始/固有频带中的下行链路信道信号进行频率转换，以便生成占用下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道的经频率转换的下行链路信道信号。在此图示中，下行链路频谱片段2506在接口2410的下行链路频带之内。在实施例中，下行链路信道信号从其原始/固有频带被上变频至下行链路频谱片段2506的28GHz、38GHz、60GHz、70GHz或80GHz频带，以便与一个或多个其他通信节点2404B-E进行视距无线通信。然而，应当注意的是，针对下行链路频谱片段2506同样可以采用其他频带(例如，3GHz至5GHz)。例如，收发器2532可以被配置用于：在接口2410的频带下降到一个或多个下行链路信道信号的原始/固有频谱频带之下的情况下，对在其原始/固有频谱频带中的所述一个或多个下行链路信道信号进行下变频。
收发器2532可以被耦合至：用于与通信节点设备2404B进行通信的多个单独天线，诸如结合图24D呈现的天线2422；或用于与不同位置处的多个设备进行通信的相控天线阵列、可转向波束或多波束天线系统。双工器/双信器组件2524可以包括双工器、三工器、分离器、开关、路由器和/或作为“信道双工器”进行操作以提供在多条通信路径上并且经由上行链路信道和下行链路信道的一个或多个原始/固有频谱片段的双向通信的其他组件。
除了将经频率转换的调制信号以不同于其原始/固有频谱频带的载波频率下行转发至在其他通信节点2404B-E之外，通信节点2404A还可以经由无线接口2411将未从其原始/固有频谱频带修改的调制信号的全部或选定部分传达至在通信节点2404A的无线通信范围内的客户端设备。双工器/双信器组件2524将调制信号(在其原始/固有频谱频带中)输送至收发器2530。收发器2530可以包括功率放大器，所述功率放大器用于选择一个或多个下行链路信道的信道选择滤波器、以及耦合至诸如结合图24D呈现的天线2424等一个或多个天线，以便经由无线接口2411将所述下行链路信道传输至移动或固定无线设备。
除了目的地为客户端设备的下行链路通信之外，通信节点2404A还可以以互逆的方式进行操作以处理源自客户端设备的上行链路通信。在操作中，收发器2532经由接口2410的上行链路频谱从通信节点2404B-E接收上行链路频谱片段2510中的上行链路信道。上行链路频谱片段2510中的上行链路频率信道包括调制信号，所述调制信号由通信节点2404B-E从其原始/固有频谱频带频率转换至上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道。在接口2410在比由客户端设备供应的调制信号的固有/原始频谱片段高的频带中进行操作的情形下，收发器2532将经上变频的调制信号下变频至其原始频带。然而，在接口2410在比由客户端设备供应的调制信号的固有/原始频谱片段低的频带中进行操作的情形下，收发器2532将经下变频的调制信号上变频至其原始频带。另外，收发器2530进行操作以便经由无线接口2411从客户端设备接收调制信号(在其原始/固有频带中)的所有或选定调制信号。双工器/双信器组件2524将经由收发器2530接收的调制信号(在其原始/固有频带中)输送至基站接口2522，以便发送至宏基站2402或通信网络的其他网络元件。类似地，占用上行链路频谱片段2510中的上行链路频率信道的被收发器2532频率转换至其原始/固有频带的调制信号被供应至双工器/双信器组件2524，以便输送至基站接口2522从而发送至宏基站2402或通信网络的其他网络元件。
现在转到图25C，示出了图示通信节点的示例非限制性实施例的框图2535。具体地，诸如无线电分布式天线系统的通信节点2404B、2404C、2404D或2404E等通信节点设备包括收发器2533、双工器/双信器组件2524、放大器2538以及两个收发器2536A和2536B。
在各个实施例中，收发器2536A从通信节点2404A或上行通信节点2404B-E接收第一载波频率下的第一调制信号，所述第一载波频率与分布式天线系统的经转换频谱中的第一调制信号的信道(例如，一个或多个下行链路频谱片段2506的频率信道)的布局相对应。第一调制信号包括由基站提供且被指引到移动通信设备的第一通信数据。收发器2536A进一步被配置用于从通信节点2404A接收一个或多个控制信道以及诸如导频信号或其他参考信号等一个或多个相应参考信号、和/或与第一载波频率下的第一调制信号相关联的一个或多个时钟信号。第一调制信号可以包括遵循诸如LTE或其他4G无线协议、5G无线通信协议、超宽带协议、WiMAX协议、802.11或其他无线局域网协议和/或其他通信协议等信令协议的一个或多个下行链路通信信道。
如先前所讨论的，参考信号使得网络元件能够减小在对第一调制信号从第一载波频率到第一频谱片段(即，原始/固有频谱)的处理期间的相位误差(和/或其他形式的信号失真)。控制信道包括多条指令，所述指令用于指示分布式天线系统的通信节点将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，以便控制频率选择和重用模式、切换和/或其他控制信令。时钟信号可以同步由下行通信节点2404B-E为了从所述控制信道中恢复指令和/或提供其他时序信号而进行的数字控制信道处理的时序。
放大器2538可以是双向放大器，其对第一载波频率下的第一调制信号连同参考信号、控制信道和/或时钟信号一起进行放大以便经由双工器/双信器组件2524耦合至收发器2536B，所述收发器在此图示中充当中继器，所述中继器用于将第一载波频率下的经放大的第一调制信号连同参考信号、控制信道和/或时钟信号一起重新传输至通信节点2404B-E中位于所示出的通信节点2404B-E下游并且以相似方式进行操作的一个或多个其他通信节点。
第一载波频率下的经放大的第一调制信号连同参考信号、控制信道和/或时钟信号还经由双工器/双信器组件2524被一起耦合至收发器2533。收发器2533对控制信道执行数字信号处理，以便从所述控制信道中恢复指令，诸如采用数字数据形式的指令。时钟信号用于同步所述数字控制信道处理的时序。然后，收发器2533根据所述指令并基于对第一调制信号的模拟(和/或数字)信号处理来执行对第一载波频率下的第一调制信号至第一频谱片段中的第一调制信号的频率转换，并且利用所述参考信号来减小所述转换过程期间的失真。收发器2533无线地传输第一频谱片段中的第一调制信号，以便作为自由空间无线信号与在通信节点2404B-E范围内的一个或多个移动通信设备进行直接通信。
在各个实施例中，收发器2536B从诸如位于所示出的通信节点2404B-E下游的一个或多个其他的通信节点2404B-E等其他网络元件接收在上行链路频谱片段2510中的第二载波频率下的第二调制信号。第二调制信号可以包括遵循诸如LTE或其他4G无线协议、5G无线通信协议、超宽带协议、802.11或其他无线局域网协议和/或其他通信协议等信令协议的一个或多个上行链路通信信道。具体地，一个或多个移动通信设备生成在诸如原始/固有频带等第二频谱片段中的第二调制信号，并且下行网络元件执行对第二频谱片段中的第二调制信号至第二载波频率下的第二调制信号的频率转换、并且当在上行链路频谱片段2510中第二载波频率下的第二调制信号由所示出的通信节点2404B-E接收时对其进行传输号。收发器2536B进行操作以便经由双工器/双信器组件2524将第二载波频率下的第二调制信号发送至放大器2538以进行放大，并且经由收发器2536A重新传输回至通信节点2404A或上行通信节点2404B-E，以便进一步重新传输回至诸如宏基站2402等基站从而进行处理。
收发器2533还可以从在通信节点2404B-E范围内的一个或多个移动通信设备接收第二频谱片段中的第二调制信号。收发器2533进行操作以便例如在经由控制信道接收的指令控制下执行对第二频谱片段中的第二调制信号至第二载波频率下的第二调制信号的频率转换；插入参考信号、控制信道和/或时钟信号以便由通信节点2404A用于将第二调制信号重新转换回至原始/固有频谱片段；并且经由双工器/双信器组件2524和放大器2538将第二载波频率下的第二调制信号发送至收发器2536A以进行放大并且重新传输回至通信节点2404A或上行通信节点2404B-E，以便进一步传输回至诸如宏基站2402等基站从而进行处理。
现在转到图25D，示出了图示频谱的示例非限制性实施例的图形简图2540。具体地，针对传送调制信号的分布式天线系统示出了频谱2542，所述调制信号在其已经从一个或多个原始/固有频谱片段被频率转换(例如，经由上变频或下变频)成频谱2542之后占用下行链路片段2506或上行链路频谱片段2510的频率信道。
在所呈现的示例中，下行(下行链路)信道频带2544包括由单独的下行链路频谱片段2506表示的多个下行频率信道。同样，上行(上行链路)信道频带2546包括由单独的上行链路频谱片段2510表示的多个上行频率信道。单独频谱片段的频谱形状意指用于每个调制信号以及相关联的参考信号、控制信道和时钟信号的频率分配的占位符。下行链路频谱片段2506或上行链路频谱片段2510中的每个频率信道的实际频谱响应将基于所采用的协议和调制并且进一步根据时间而改变。
根据非对称通信系统，上行链路频谱片段2510的数量可以小于或大于下行链路频谱片段2506的数量。在这种情况下，上行信道频带2546可以窄于或宽于下行信道频带2544。在替代方案中，在实施对称通信系统的情况下，上行链路频谱片段2510的数量可以等于下行链路频谱片段2506的数量。在这种情况下，上行信道频带2546的宽度可以等于下行信道频带2544的宽度，并且比特填充或其他数据填充技术可以用来补偿上行通信量的变化。尽管下行信道频带2544被示出为位于比上行信道频带2546低的频率，但是在其他实施例中，下行信道频带2444可以位于比上行信道频带2546高的频率。另外，频谱片段的数量及这些频谱片段在频谱2542中的对应频率位置可以随时间推移而动态改变。例如，可以在频谱2542(未示出)中提供普通控制信道，所述普通控制信道可以向通信节点2404指示每个下行链路频谱片段2506以及每个上行链路频谱片段2510的频率位置。取决于通信量状况、或需要重新分配带宽的网络需求，可以借助于所述普通控制信道来改变下行链路频谱片段2506和上行链路频谱片段2510的数量。另外，下行链路频谱片段2506与上行链路频谱片段2510不必分开分组。例如，普通控制信道可以以交替的方式或以可以是或可以不是对称的任何其他组合来识别后接上行链路频谱片段2510的下行链路频谱片段2506。应当进一步注意的是，代替利用普通控制信道，可以使用多个控制信道，每个控制信道识别一个或多个频谱片段的频率位置以及频谱片段的类型(即，上行链路或下行链路)。
另外，尽管下行信道频带2544和上行信道频带2546都被示出为占用单个连续的频带，但是在其他实施例中，取决于可用的频谱和/或所采用的通信标准，可以采用两个或更多个上行信道频带和/或两个或更多个下行信道频带。上行链路频谱片段2510和下行链路频谱片段2506的频率信道可以由根据DOCSIS 2.0或更高级的标准协议、WiMAX标准协议、超宽带协议、802.11标准协议、诸如LTE协议等4G或5G语音和数据协议和/或其他标准通信协议所调制、格式化的经频率转换信号占用。除了遵循当前标准的协议之外，可以对这些协议中的任何协议进行修改以便结合所示出的系统一起进行操作。例如，可以对802.11协议或其他协议进行修改以包括附加指南和/或单独的数据信道，从而在更宽的区域上提供冲突检测/多址接入(例如，允许经由特定频率信道进行通信的设备听到彼此)。在各个实施例中，上行链路频谱片段2510的所有上行链路频率信道以及下行链路频谱片段2506的所有下行链路频率信道全部根据同一通信协议而被格式化。然而，在替代方案中，可以在一个或多个上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道以及一个或多个下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道两者上采用两种或更多种不同的协议来例如与各种各样的客户端设备兼容和/或在不同的频带中进行操作。
应当注意的是，可以从不同的原始/固有频谱片段中收集调制信号，以便聚集到频谱2542中。以此方式，上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道的第一部分可以与上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道的已经被从一个或个不同的原始/固有频谱片段进行频率转换的第二部分相邻。类似地，下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道的第一部分可以与下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道的已经被从一个或个不同的原始/固有频谱片段进行频率转换的第二部分相邻。例如，已经被频率转换的一个或多个0.9GHz802.11信道可以与也已经被频率转换至以80GHz为中心的频谱2542的一个或多个5.8GHz802.11信道相邻。应当注意的是，每个频谱片段可以具有相关联的参考信号，诸如可以用于生成处于某个频率和相位的本地振荡器信号的导频信号，所述本地振荡器信号提供对此频谱片段的一个或多个频率信道从其在频谱2542中的布局向回至其原始/固有频谱片段的频率转换。
现在转到图25E，示出了图示频谱的示例非限制性实施例的图形简图2550。具体地，呈现了如结合由通信节点2440A的收发器2530或通信节点2404B-E的收发器2532对所选频谱片段执行的信号处理所讨论的频谱片段选择。如所示出的，选择包括上行链路频率信道频带2546的上行链路频谱片段2510之一的特定上行链路频率部分2558以及包括下行链路信道频带2544的下行链路频谱片段2506之一的特定下行频率部分2556以便通过信道选择滤波进行传递，其中，上行链路频率信道频带2546和下行链路信道频带2544的其余部分被滤除——即被衰减，以便减轻对由收发器传递的期望频率信道的处理的不利影响。应当注意的是，尽管示出了选择单个特定上行链路频谱片段2510和特定下行链路频谱片段2506，但是在其他实施例中，可以传递两个或更多个上行链频谱片段和/或下行链路频谱片段。
尽管收发器2530和2532可以基于静态信道滤波器在上行链路频率部分2558和下行链路频率部分2556固定的情况下进行操作，但是如先前所讨论的，可以使用经由控制信道发送至收发器2530和2532的指令来将收发器2530和2532动态地配置成特定频率选择。以此方式，可以由宏基站2402或通信网络的其他网络元件将相应频谱片段的上行频率信道和下行频率信道动态地分配给各个通信节点，以便优化分布式天线系统的性能。
现在转到图25F，示出了图示频谱的示例非限制性实施例的图形简图2560。具体地，针对传送调制信号的分布式天线系统示出了频谱2562，所述调制信号在其已经从一个或多个原始/固有频谱片段被频率转换(例如，经由上变频或下变频)成频谱2562之后占用上行链路频谱片段或下行链路频谱片段的频率信道。
可以采用如先前所讨论的两种或更多种不同的通信协议来传达上行和下行数据。当采用两种或更多种不同的协议时，下行链路频谱片段2506的下行链路频率信道的第一子集可以由根据第一标准协议的经频率转换的调制信号占用；并且相同或不同下行链路频谱片段2510的下行链路频率信道的第二子集可以由根据不同于所述第一标准协议的第二标准协议的经频率转换的调制信号占用。同样，可以由所述系统接收上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道的第一子集以便根据所述第一标准协议进行解调；并且可以根据第二标准协议接收相同或不同上行链路频谱片段2510的上行链路频率信道的第二子集以便根据不同于所述第一标准协议的所述第二标准协议进行解调。
在所示出的示例中，下行信道频带2544包括由表示使用第一通信协议的第一类型的单独频谱形状来表示的第一多个下行频谱片段。下行信道频带2544'包括由表示使用第二通信协议的第二类型的单独频谱形状来表示的第二多个下行频谱片段。同样，上行信道频带2546包括由表示使用所述第一通信协议的所述第一类型的单独频谱形状来表示的第一多个上行频谱片段。上行信道频带2546'包括由表示使用所述第二通信协议的所述第二类型的单独频谱形状来表示的第二多个上行频谱片段。这些单独的频谱形状意指用于每个单独频谱片段以及相关联的参考信号、控制信道和/或时钟信号的频率分配的占位符。尽管单独的信道带宽被示出为对于第一类型和第二类型的信道而言大致相同，但是应当注意的是，上行和下行信道频带2544、2544'、2546和2546'可以具有不同的带宽。另外，取决于可用的频谱和/或所采用的通信标准，这些第一类型和第二类型的信道频带中的频谱片段可以具有不同的带宽。
现在转到图25G，示出了图示频谱的示例非限制性实施例的图形简图2570。具体地，针对以已经从一个或多个原始/固有频谱片段被频率转换(例如，经由上变频或下变频)的信道信号的形式来传送调制信号的分布式天线系统示出了图25D至图25F的频谱2542或2562的一部分。
部分2572包括下行链路频谱片段2506或上行链路频谱片段2510的一部分，所述部分由频谱形状表示且表示带宽的针对控制信道、参考信号和/或时钟信号而留出的一部分。例如，频谱形状2574表示与参考信号2579和时钟信号2578分开的控制信道。应当注意的是，时钟信号2578被示出为具有表示可能需要调节成更传统时钟信号的形式的正弦信号的频谱形状。然而，在其他实施例中，传统时钟信号可以作为调制载波来发送，诸如，通过经由幅值调制或保持载波相位以用作相位参考的其他调制技术来对参考信号2579进行调制。在其他实施例中，可以通过对另一个载波进行调制或者作为另一个信号来传输时钟信号。另外，应当注意的是，时钟信号2578和参考信号2579两者都被示出为在控制信道2574的频带之外。
在另一个示例中，部分2575包括下行链路频谱片段2506或上行链路频谱片段2510的一部分，所述部分由表示带宽的针对控制信道、参考信号和/或时钟信号而留出的一部分的频谱形状的一部分表示。频谱形状2576表示具有指令的控制信道，所述指令包括经由幅值调制、幅移键控或保持载波相位以用作相位参考的其他调制技术来对参考信号2579进行调制的数字数据。时钟信号2578被示出为在频谱形状2576的频带之外。由控制信道指令调制的参考信号2579实际上是控制信道的子载波，并且在控制信道的带内。再次，时钟信号2578被示出为具有表示正弦信号的频谱形状，然而，在其他实施例中，传统时钟信号可以作为调制载波或其他信号来发送。在这种情况下，控制信道的指令可以用于对时钟信号2578而非参考信号2579进行调制。
考虑控制信道是经由对采用连续波(CW)形式的参考信号2579的调制来承载的以下示例，在将下行或上行链路频谱片段2506和2510频率转换回至其原始/固有频谱片段期间，根据所述参考信号来校正接收器中的相位失真。可以利用诸如脉冲幅值调制、二进制相移键控、幅移键控或其他调制方案等鲁棒调制来对控制信道进行调制，以便承载分布式天线系统的网络元件之间的指令，诸如网络操作、经营和管理通信量以及其他控制数据。在各个实施例中，控制数据可以包括但不限于：
·指示在线状态、离线状态以及每个网络元件的网络性能参数的状态信息。
·诸如模块名称和地址、硬件版本和软件版本、设备能力等网络设备信息。
·诸如频率转换因子、信道间隔、保护带、上行链路/下行链路分配、上行链路和下行链路信道选择等频谱信息。
·诸如天气状况、图像数据、断电信息、视距阻挡等环境测量。
在进一步示例中，控制信道数据可以经由超宽带(UWB)信令来发送。可以通过以特定时间间隔生成无线电能量并且经由脉冲位置调制或时间调制而占用更大的带宽、通过对UWB脉冲的极性或幅值进行编码和/或通过使用正交脉冲来传输控制信道数据。具体地，UWB脉冲可以以相对较低的脉冲速率来零散地发送以便支持时间调制或位置调制，但是也可以以高达UWB脉冲带宽倒数的速率来发送。以此方式，控制信道可以以相对较低的功率在UWB频谱上扩展，并且不会干扰对可能占用控制信道的UWB频谱的带内部分的参考信号和/或时钟信号的CW传输。
现在转到图25H，示出了图示发射器的示例非限制性实施例的框图2580。具体地，发射器2582被示出为与例如接收器2581以及收发器中的数字控制信道处理器2595一起使用，所述收发器诸如结合图25C呈现的收发器2533。如所示出的，发射器2582包括模拟前端2586、时钟信号发生器2589、本地振荡器2592、混频器2596以及发射器前端2584。
第一载波频率下的经放大的第一调制信号连同参考信号、控制信道和/或时钟信号被一起从放大器2538耦合至模拟前端2586。模拟前端2586包括一个或多个滤波器或其他频率选择，以便将控制信道信号2587、时钟参考信号2578、导频信号2591以及一个或多个所选信道信号2594分开来。
数字控制信道处理器2595对控制信道执行数字信号处理，以便诸如经由对数字控制信道数据的解调来从控制信道信号2587中恢复指令。时钟信号发生器2589根据时钟参考信号2578生成时钟信号2590，以便同步由数字控制信道处理器2595进行的数字控制信道处理的时序。在时钟参考信号2578为正弦曲线的实施例中，时钟信号发生器2589可以提供放大和限制以便根据所述正弦曲线产生传统时钟信号或其他时序信号。在时钟参考信号2578为调制载波信号(诸如，对参考信号或导频信号或其他载波的调制)的实施例中，时钟信号发生器2589可以提供解调以便产生传统时钟信号或其他时序信号。
在各个实施例中，控制信道信号2587可以是在与导频信号2591和时钟参考2588分开的频率范围内的经数字调制信号，或者作为导频信号2591的调制。在操作中，数字控制信道处理器2595提供对控制信道信号2587的解调以提取其中包含的指令，以便生成控制信号2593。具体地，可以使用由数字控制信道处理器2595响应于经由控制信道接收的指令而生成的控制信号2593来选择特定信道信号2594以及相应的导频信号2591和/或时钟参考2588，以用于对信道信号2594的频率进行转换从而经由无线接口2411进行传输。应当注意的是，在控制信道信号2587经由对导频信号2591的调制来传送指令的情况下，可以经由数字控制信道处理器2595而不是如所示出的模拟前端2586来提取导频信号2591。
数字控制信道处理器2595可以经由诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路系统、数字电路系统、模数转换器、数模转换器和/或基于对电路系统和/或操作指令的硬编码来操纵信号(模拟的和/或数字的)的任何设备等处理模块来实施。所述处理模块可以是或进一步包括存储器和/或集成存储器元件，所述集成存储器元件可以是单个存储器设备、多个存储器设备、和/或另一处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路系统。这样的存储器设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓存存储器和/或存储数字信息的任何设备。需要注意的是，如果处理模块包括多于一个处理设备，则这些处理设备可以定位在中心(例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦合在一起)或者可以分布式地定位(例如，经由通过局域网和/或广域网的间接耦合的云计算)。进一步需要注意的是，存储相应操作指令的存储器和/或存储器元件可以嵌入在微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路系统、数字电路系统、模数转换器、数模转换器或其他设备之内或位于这些设备外部。仍然进一步需要注意的是，存储器元件可以存储，并且处理模块执行与本文所描述的步骤和/或功能中的至少一些相对应的硬编码指令和/或操作指令，并且这样的存储器设备或存储器元件可以被实施为制品。
本地振荡器2592利用导频信号2591生成本地振荡器信号2597，以便减小频率转换过程期间的失真。在各个实施例中，导频信号2591处于本地振荡器信号2597的正确频率和相位，以生成处于适当频率和相位的本地振荡器信号2597，从而将信道信号2594(处于与其在分布式天线系统的频谱中的布局相关联的载波频率)转换至其原始/固有频谱片段，以便传输至固定或移动通信设备。在这种情况下，本地振荡器2592可以采用带通滤波和/或其他信号调节来生成保持导频信号2591的频率和相位的正弦本地振荡器信号2597。在其他实施例中，导频信号2591具有可以用于导出本地振荡器信号2597的频率和相位。在这种情况下，本地振荡器2592采用频分、倍频或其他频率合成基于导频信号2591来生成处于适当频率和相位的本地振荡器信号2597，从而将信道信号2594(处于与其在分布式天线系统的频谱中的布局相关联的载波频率)转换至其原始/固有频谱片段，以便传输至固定或移动通信设备。
混频器2596基于本地振荡器信号2597进行操作以便对信道信号2594进行频移，从而生成处于其相应原始/固有频谱片段的经频率转换的信道信号2598。发射器(Xmtr)前端2584包括功率放大器和阻抗匹配，以便经由诸如天线2424等一个或多个天线将经频率转换的信道信号2598作为自由空间无线信号来无线地传输至在通信节点2404B-E范围内的一个或多个移动或固定通信设备。
现在转到图25I，示出了图示接收器的示例非限制性实施例的框图2585。具体地，接收器2581被示出为与例如发射器2582以及收发器中的数字控制信道处理器2595一起使用，所述收发器诸如结合图25C呈现的收发器2533。如所示出的，接收器2581包括模拟接收器(RCVR)前端2583、本地振荡器2592和混频器2596。数字控制信道处理器2595在来自控制信道的指令的控制下进行操作，以便生成导频信号2591、控制信道信号2587和时钟参考信号2578。
还可以使用由数字控制信道处理器2595响应于经由控制信道接收的指令而生成的控制信号2593来选择特定信道信号2594以及相应的导频信号2591和/或时钟参考2588，以用于对信道信号2594的频率进行转换从而经由无线接口2411进行接收。模拟接收器前端2583包括低噪声放大器以及一个或多个滤波器或其他频率选择，以便在控制信号2593的控制下接收一个或多个所选信道信号2594。
本地振荡器2592利用导频信号2591生成本地振荡器信号2597，以便减小频率转换过程期间的失真。在各个实施例中，本地振荡器采用带通滤波和/或其他信号调节、频分、倍频或其他频率合成基于导频信号2591来生成处于适当频率和相位的本地振荡器信号2597，从而将信道信号2594、导频信号2591、控制信道信号2587和时钟参考信号2578频率转换至分布式天线系统的频谱，以便传输至其他通信节点2404A-E。具体地，混频器2596基于本地振荡器信号2597进行操作以便对信道信号2594进行频移，从而生成处于分布式天线系统的频谱片段内的期望布局的经频率转换的信道信号2598，以便耦合至放大器2538、至收发器2536A以进行放大和经由收发器2536A重新传输回至通信节点2404A或上行通信节点2404B-E，从而进一步重新传输回至诸如宏基站2402的基站以便进行处理。
现在转到图26A，示出了方法2600的示例非限制性实施例的流程图。方法2600可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。方法2600可以开始于步骤2602，在此步骤中，诸如图24A的宏基站2402等基站确定通信设备的行进速率。所述通信设备可以是诸如图24B中图示的移动设备2406之一的移动通信设备、或静止通信设备(例如，住宅、或商业机构中的通信设备)。基站可以利用无线蜂窝通信技术(例如，LTE)与通信设备直接进行通信，所述无线蜂窝通信技术使得基站能够通过从所述通信设备接收位置信息来监测所述通信设备的移动，和/或能够向所述通信设备提供诸如语音服务和/或数据服务等无线通信服务。在通信会话期间，基站与通信设备利用某个带宽(例如，10MHz-26MHz)的一个或多个频谱片段(例如，资源块)来交换以某个固有/原始载波频率(例如，900MHz频带、1.9GHz频带、2.4GHz频带、和/或5.8GHz频带等)进行操作的无线信号。在一些实施例中，根据由基站分配给通信设备的时隙调度来使用这些频谱片段。
在步骤2602处，可以根据由通信设备借助于蜂窝无线信号向基站提供的GPS坐标来确定通信设备的行进速率。如果在步骤2604处行进速率超过阈值(例如，25英里每小时)，则在步骤2606处，基站可以利用基站的无线资源继续向通信设备提供无线服务。在另一方面，如果通信设备具有低于所述阈值的行进速率，则基站可以被配置用于进一步判定所述通信设备是否能够被重新指引到通信节点以使基站的无线资源可用于其他通信设备。
例如，假设基站检测到通信设备具有缓慢的行进速率(例如，3mph或接近静止)。在某些情况下，基站还可以确定通信设备的当前位置将所述通信设备置于特定通信节点2404的通信范围内。基站还可以确定通信设备的缓慢行进速率将使所述通信设备维持在特定通信节点2404的通信范围内足够长的充足时间(可以由基站使用的另一个阈值测试)以证明将所述通信设备重新指引到特定通信节点2404是正确的。一旦进行了这样的确定，基站就可以前进到步骤2608并选择位于通信设备的通信范围内的通信节点2404以便向所述通信设备提供通信服务。
因此，在步骤2608处执行的选择过程可以基于根据由通信设备向基站提供的GPS坐标而确定的通信设备位置。选择过程还可以基于通信设备的行进轨迹，所述轨迹可以是根据由所述通信设备提供的GPS坐标的几个实例来确定的。在一些实施例中，基站可以确定通信设备的轨迹将最终把所述通信设备置于与在步骤2608所选的通信节点相邻的后一通信节点2404的通信范围内。在本实施例中，基站可以向多个通信节点2404告知此轨迹，以使得通信节点2404能够协调对向通信设备提供的通信服务的切换。
一旦已经在步骤2608处选择了一个或多个通信节点2404，基站就可以前进到步骤2610，在此步骤中，基站在第一载波频率(例如，1.9GHz)下分配一个或多个频谱片段(例如，资源块)以便由通信设备使用。由基站选择的第一载波频率和/或频谱片段不必与在基站和通信设备之间使用的载波频率和/或频谱片段相同。例如，假设基站和通信设备正在利用1.9GHz下的载波频率在彼此之间进行无线通信。在步骤2610处，基站可以为在步骤2608所选的通信节点选择不同的载波频率(例如，900MHz)，以便与通信设备进行通信。类似地，基站可以为通信节点分配与在基站和通信设备之间使用的(多个)频谱片段(例如，资源块)和/或(多个)频谱片段的时隙调度不同的(多个)频谱片段和/或时隙调度。
在步骤2612处，基站可以在第一载波频率下生成在步骤2610中分配的(多个)频谱片段中的(多个)第一调制信号。所述(多个)第一调制信号可以包括被指引到通信设备的数据，所述数据表示语音通信会话、数据通信会话或其组合。在步骤2614处，基站可以将第一固有载波频率(例如，1.9GHz)下的(多个)第一调制信号上变频(利用混频器、带通滤波器和其他电路系统)至第二载波频率(例如，80GHz)，以便在被指引到步骤2608处所选的通信节点2404的下行链路频谱片段2506的一个或多个频率信道中传送此类信号。可替代地，基站可以向第一通信节点2404A(在图24A中图示)提供第一载波频率下的(多个)第一调制信号以便上变频至第二载波频率，以在被指引到步骤2608处所选的通信节点2404的下行链路频谱片段2506的一个或多个频率信道中进行传送。
在步骤2616处，基站还可以传输指令以将通信设备转变至步骤2608处所选的通信节点2404。当通信设备利用基站的无线资源与所述基站进行直接通信时，这些指令可以被指引到所述通信设备。可替代地，这些指令可以借助于图25A中图示的下行链路频谱片段2506的控制信道2502被传达至步骤2608处所选的通信节点2404。步骤2616可以在步骤2612-2614之前、之后或与其同时发生。
一旦这些指令已经被传输了，基站就可以前进到步骤2624，在此步骤中，基站在下行链路频谱片段2506的一个或多个频率信道中传输第二载波频率(例如，80GHz)下的第一调制信号，以便由第一通信节点2404A(在图24A中图示)进行传输。可替代地，在步骤2614处，第一通信节点2404A可以执行上变频，以便当从基站接收到第一固有载波频率下的(多个)第一调制信号时在下行链路频谱片段2506的一个或多个频率信道中传送第二载波频率下的第一调制信号。第一通信节点2404A可以充当主通信节点，用于根据步骤2610处向每个通信节点2404分配的下行链路频谱片段2506来向下行通信节点2404分配由基站生成的下行链路信号。可以借助于由第一通信节点2404A在图25A中图示的控制信道2502中传输的指令，向通信节点2404提供下行链路频谱片段2506的分配。在步骤2624处，在下行链路频谱片段2506的一个或多个频率信道中接收第二载波频率下的(多个)第一调制信号的通信节点2404可以被配置用于：将所述(多个)第一调制信号下变频至第一载波频率，并且利用使用所述(多个)第一调制信号供应的导频信号来去除由下行链路频谱片段2506在通信节点2404B-D之间的通信跳跃上的分布引起的失真(例如，相位失真)。具体地，可以从用于生成频率上变频(例如，经由倍频和/或频分)的本地振荡器信号中导出导频信号。当需要进行下变频时，可以使用导频信号来重建本地振荡器信号的频率和相位校正版本(例如，经由倍频和/或分频)，以便以最小相位误差将调制信号返回至其在频带中的原始部分。以此方式，可以对通信系统的频率信道进行频率转换，以便经由分布式天线系统进行传送并且然后返回至其在频谱中的原始部分以传输至无线客户端设备。
一旦完成了下变频过程，在步骤2622处，通信节点2404就可以利用分配给通信节点2404的同一频谱片段将第一固有载波频率(例如，1.9GHz)下的第一调制信号传输至通信设备。可以协调步骤2622，以使得其在通信设备已经根据步骤2616处提供的指令转变至通信节点2404之后发生。为了使这种转变无缝，并且为了避免中断基站与通信设备之间的现有无线通信会话，步骤2616中提供的指令可以指引通信设备和/或通信节点2404转变至(多个)所分配频谱片段和/或时隙调度，作为通信设备与步骤2608处所选的通信节点2404之间的登记过程的一部分和/或后续。在一些实例中，这样的转变可能要求通信设备在短时间段内与基站和通信节点2404进行并发无线通信。
一旦通信设备成功地转变至通信节点2404，通信设备就可以终止与基站的无线通信，并且借助于通信节点2404继续通信会话。终止基站与通信设备之间的无线服务使得基站的某些无线资源可用于与其他通信设备一起使用。应当注意的是，尽管基站已经在前述步骤中将无线连接委托给所选通信节点2404，但是基站与通信设备之间的通信会话借助于图24A中图示的通信节点2404的网络如之前一样继续。然而，不同之处在于，基站不再需要利用其自己的无线资源来与通信设备进行通信。
为了在基站与通信设备之间提供双向通信，借助于通信节点2404的网络，可以命令通信节点2404和/或通信设备利用图25A中图示的上行链路上的一个或多个上行链路频谱片段2510的一个或多个频率信道。在步骤2616处，可以向通信节点2404和/或通信设备提供上行链路指令，作为通信设备与步骤2608处所选的通信节点2404之间的登记过程的一部分和/或后续。因此，当通信设备具有其需要传输至基站的数据时，所述通信设备可以无线地传输可以在步骤2624处由通信节点2404接收的在第一固有载波频率下的(多个)第二调制信号。所述(多个)第二调制信号可以包括在步骤2616处向通信设备和/或通信节点提供的指令中指定的一个或多个上行链路频谱片段2510的一个或多个频率信道中。
为了将(多个)第二调制信号传送至基站，通信节点2404可以在步骤2626处将这些信号从第一固有载波频率(例如，1.9GHz)上变频至第二载波频率(例如，80GHz)。为了使上行通信节点和/或基站能够去除失真，第二载波频率下的(多个)第二调制信号可以在步骤2628处由通信节点2404利用一个或多个上行链路导频信号2508进行传输。一旦基站经由通信节点2404A接收到第二载波频率下的(多个)第二调制信号，基站就可以在步骤2630处将这些信号从第二载波频率下变频至第一固有载波频率以便获得由通信设备在步骤2632处提供的数据。可替代地，第一通信节点2404A可以执行将第二载波频率下的(多个)第二调制信号至第一固有载波频率的下变频，并且向基站提供所产生的信号。然后，基站可以对第一固有载波频率下的(多个)第二调制信号进行处理，以便以与假若基站与通信设备进行直接无线通信的情况下基站应当如何处理来自通信设备的信号相似或完全相同的方式来检索由通信设备提供的数据。
前述步骤方法2600为基站2402提供了一种使得无线资源(例如，扇区天线、频谱)可用于快速移动的通信设备的方式，并且在一些实施例中，通过将缓慢移动的通信设备重定向到通信地耦合至基站2402的一个或多个通信节点2404来提高带宽利用率。例如，假设基站2402具有其可以将移动和/或静止通信设备重新指引到的十(10)个通信节点2404。进一步假设这10个通信节点2404具有基本上非重叠的通信范围。
进一步假设，基站2402已经留出了在特定时隙期间且处于特定载波频率下的某些频谱片段(例如，资源块5、7和9)，所述基站将这些频谱片段分配给所有这10个通信节点2404。在操作期间，基站2402可以被配置为不利用为通信节点2404而留出的在时隙调度期间且处于载波频率下的资源块5、7和9，以便避免干扰。当基站2402检测到缓慢移动的或静止的通信设备时，其可以基于所述通信设备的位置将所述通信设备重新指引到这10个通信节点2404中的不同通信节点。例如，当基站2402将特定通信设备的通信重新指引到特定通信节点2404时，基站2402可以将在所分配时隙期间且处于载波频率下的资源块5、7和9上变频至分配给所讨论的通信节点2404的下行链路(参加图25A)上的一个或多个频谱范围。
也可以将所讨论的通信节点2404分配给其可以用来将由通信设备提供的通信信号重新指引到基站2402的上行链路上的一个或多个上行链路频谱片段2510的一个或多个频率信道。可以由通信节点2404根据一个或多个相应上行链路频谱片段2510中的所分配上行链路频率信道来对这类通信信号进行上变频并传输至基站2402，以便进行处理。可以由基站2402借助于如图25A中所描绘的控制信道来将下行链路和上行链路频率信道分配传达至每个通信节点2404。前述下行链路和上行链路分配过程还可以用于其他通信节点2404，以便向由基站2402重新指引到这些其他通信节点的其他通信设备提供通信服务。
在此图示中，由这10个通信节点2404对在相应时隙调度期间且处于载波频率下的资源块5、7和9的重用可以有效地将基站2402的带宽利用率提高高达10倍。尽管基站2402不再能够使用其为这10个通信节点2404所留出的资源块5、7和9来与其他通信设备进行无线通信，但是其将通信设备重新指引到重新使用这些资源块的10个不同通信节点2404的能力有效地提高了基站2402的带宽能力。因此，在某些实施例中，方法2600可以提高基站2402的带宽利用率并且使得基站2402的资源可用于其他通信设备。
应当认识到的是，在一些实施例中，基站2402可以被配置用于通过选择基站2402的天线系统的指向远离分配给相同频谱片段的通信节点2404的一个或多个扇区来重用分配给通信节点2404的频谱片段。因此，基站2402可以被配置用于：在一些实施例中，避免重用分配给某些通信节点2404的某些频谱片段；并且在其他实施例中，通过选择基站2402的天线系统的特定扇区来重用分配给其他通信节点2404的其他频谱片段。类似的概念可以应用于天线系统2424的由通信节点2404所采用的扇区。可以基于由基站2402和/或一个或多个通信节点2404利用的扇区来在基站2402与所述一个或多个通信节点2404之间采用某些重用方案。
方法2600还实现了在通信设备被重新指引到一个或多个通信节点时重用传统系统。例如，可以将基站与通信设备进行无线通信所利用的信令协议(例如，LTE)保持在基站与通信节点2404之间所交换的通信信号中。因此，当将频谱片段分配给通信节点2404时，在基站与通信节点2404之间进行的对这些片段中的调制信号的交换可以是基站进行与通信设备的直接无线通信应当使用的相同信号。因此，可以利用所添加的失真减轻特征来更新传统基站以便执行先前所描述的上变频和下变频过程，而在硬件和/或软件中执行以用于便处理第一固有载波频率下的调制信号的所有其他功能都可以保持基本不变。还应当注意的是，在进一步实施例中，可以将来自原始频带的信道转换至同一协议所利用的另一频带。例如，2.5GHz频带中的LTE信道可以被上变频到80GHZ频带中，以便进行传送，并且然后被下变频成5.8GHz LTE信道(如果频谱分集需要的话)。
应当进一步注意的是，在不背离本主题公开的范围的情况下，可以对方法2600进行调整。例如，当基站检测到通信设备具有将导致从一个通信节点的通信范围到另一个的转变的轨迹时，所述基站(或所讨论的通信节点)可以借助于由所述通信设备提供的周期性GPS坐标来监测这类轨迹，并且相应地协调通信设备到其他通信节点的切换。还可以将方法2600调整成使得：当通信设备在从一个通信节点的通信范围到另一个的转变点附近时，可以由基站(或活动的通信节点)传输指令以便指引所述通信设备和/或其他通信节点利用下行链路信道和上行链路信道中的某些频谱片段和/或时隙来成功地转变通信，而不会中断现有通信会话。
应当进一步注意的是，还可以调整方法2600，以便在以下情况下协调将通信设备与通信节点2404之间的无线通信切换回至基站：当基站或活动的通信节点2404检测到通信设备将在某个点过渡到所述通信节点的通信范围之外并且在所述通信设备的通信范围内不存在其他通信节点时。本主题公开设想了对方法2600的其他调整。应当进一步注意的是，当下行链路频谱片段或上行链路频谱片段的载波频率低于调制信号的固有频带时，将需要进行频率转换的逆过程。即，当传送处于下行链路频谱片段或上行链路频谱片段中的调制信号时，将使用频率下变频而不是上变频。并且当提取下行链路频谱片段或上行链路频谱片段中的调制信号时，将使用频率上变频而不是下变频。可以进一步调整方法2600，以便使用以上提到的时钟信号来同步对控制信道中的数字数据的处理。还可以调整方法2600，以便使用由控制信道中的指令来调制的参考信号或者由控制信道中的指令来调制的时钟信号。
可以进一步调整方法2600，以避免跟踪通信设备的移动，而是反而指引多个通信节点2404传输特定通信设备的调制信号(在其固有频率下)，而无需知道哪个通信节点处于所述特定通信设备的通信范围内。类似地，可以命令每个通信节点从所述特定通信设备接收调制信号，并且在一个或多个上行链路频谱片段2510的某些频率信道中传送此类信号，而无需知道哪个通信节点将从所述特定通信设备接收到调制信号。这种实施方式可以帮助减少通信节点2404的实施复杂性和成本。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26A中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26B，示出了方法2635的示例非限制性实施例的流程图。方法2635可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2636包括由包含电路系统的系统来接收被指引到移动通信设备的第一频谱片段中的第一调制信号，其中，所述第一调制信号遵循信令协议。步骤2637包括由所述系统基于对第一调制信号的信号处理且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下将第一频谱片段中的第一调制信号转换成第一载波频率下的第一调制信号，其中，所述第一载波频率在所述第一频谱片段之外。步骤2638包括由所述系统将参考信号连同第一载波频率下的第一调制信号传输至分布式天线系统的网络元件，所述参考信号使得所述网络元件能够减小当将第一载波频率下的第一调制信号重新转换成第一频谱片段中的第一调制信号以便在第一频谱片段中将第一调制信号无线地分配给移动通信设备时的相位误差。
在各个实施例中，信号处理并不需要模数转换或数模转换。所述传输可以包括将第一载波频率下的第一调制信号作为自由空间无线信号传输至网络元件。所述第一载波频率可以位于毫米波频带中。
所述第一调制信号可以通过以下方式来生成：根据信令协议对多个频率信道中的信号进行调制来生成第一频谱片段中的第一调制信号。所述信令协议可以包括长期演进(LTE)无线协议或第五代蜂窝通信协议。
由所述系统进行的转换可以包括：将第一频谱片段中的第一调制信号上变频为第一载波频率下的第一调制信号，或者将第一频谱片段中的第一调制信号下变频为第一载波频率下的第一调制信号。由网络元件进行的转换可以包括：将第一载波频率下的第一调制信号下变频为第一频谱片段中的第一调制信号，或者将第一载波频率下的第一调制信号上变频为第一频谱片段中的第一调制信号。
所述方法可以进一步包括：由所述系统从网络元件接收第二载波频率下的第二调制信号，其中，移动通信设备生成第二频谱片段中的第二调制信号，并且其中，网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号转换成第二载波频率下的第二调制信号并传输第二载波频率下的第二调制信号。所述方法可以进一步包括：由所述系统将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号；以及由所述系统将第二频谱片段中的第二调制信号发送至基站以便进行处理。
所述第二频谱片段可以不同于所述第一频谱片段，并且其中，所述第一载波频率可以不同于所述第二载波频率。所述系统可以安装至第一电线杆，并且所述网络元件可以安装至第二电线杆。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26B中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26C，示出了方法2640的示例非限制性实施例的流程图。方法2635可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2641包括由分布式天线系统的网络元件接收参考信号以及第一载波频率下的第一调制信号，所述第一调制信号包括由基站提供且被指引到移动通信设备的第一通信数据。步骤2642包括由所述网络元件基于对第一调制信号的信号处理来将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，并且利用参考信号来减小所述转换期间的失真。步骤2643包括由所述网络元件将第一频谱片段下的第一调制信号无线地传输至移动通信设备。
在各个实施例中，第一调制信号遵循信令协议，并且信号处理在不修改第一调制信号的信令协议的情况下将第一频谱片段中的第一调制信号转换成第一载波频率下的第一调制信号。由网络元件进行的转换可以包括：在不修改第一调制信号的信令协议的情况下，将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。所述方法可以进一步包括：由所述网络元件接收第二频谱片段中的由移动通信设备生成的第二调制信号；由所述网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号转换成第二载波频率下的第二调制信号；以及由所述网络元件将第二载波频率下的第二调制信号传输至分布式天线系统的其他网络元件。分布式天线系统的其他网络元件可以接收第二载波频率下的第二调制信号，将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号，并且将第二频谱片段中的第二调制信号提供给基站以便进行处理。所述第二频谱片段可以不同于所述第一频谱片段，并且所述第一载波频率可以不同于所述第二载波频率。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26C中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26D，示出了方法2645的示例非限制性实施例的流程图。方法2645可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2646包括由包含电路系统的系统来接收被指引到移动通信设备的第一频谱片段中的第一调制信号，其中，所述第一调制信号遵循信令协议。步骤2647包括由所述系统基于对第一调制信号的信号处理且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下将第一频谱片段中的第一调制信号转换成第一载波频率下的第一调制信号，其中，所述第一载波频率在所述第一频谱片段之外。步骤2648包括由所述系统来传输控制信道中的指令，以指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。步骤2649包括由所述系统将参考信号连同第一载波频率下的第一调制信号传输至分布式天线系统的网络元件，所述参考信号使得所述网络元件能够减小当将第一载波频率下的第一调制信号重新转换成第一频谱片段中的第一调制信号以便在第一频谱片段中将第一调制信号无线地分配给移动通信设备时的相位误差，其中，所述参考信号以相对于所述控制信道的带外频率被传输。
在各个实施例中，控制信道以与第一载波频率下的第一调制信号相邻的频率和/或以与参考信号相邻的频率被传输。所述第一载波频率可以位于毫米波频带中。所述第一调制信号可以通过以下方式来生成：根据信令协议对多个频率信道中的信号进行调制来生成第一频谱片段中的第一调制信号。所述信令协议可以包括长期演进(LTE)无线协议或第五代蜂窝通信协议。
由所述系统进行的转换可以包括：将第一频谱片段中的第一调制信号上变频为第一载波频率下的第一调制信号，或者将第一频谱片段中的第一调制信号下变频为第一载波频率下的第一调制信号。由网络元件进行的转换可以包括：将第一载波频率下的第一调制信号下变频为第一频谱片段中的第一调制信号，或者将第一载波频率下的第一调制信号上变频为第一频谱片段中的第一调制信号。
所述方法可以进一步包括：由所述系统从网络元件接收第二载波频率下的第二调制信号，其中，移动通信设备生成第二频谱片段中的第二调制信号，并且其中，网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号转换成第二载波频率下的第二调制信号并传输第二载波频率下的第二调制信号。所述方法可以进一步包括：由所述系统将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号；以及由所述系统将第二频谱片段中的第二调制信号发送至基站以便进行处理。
所述第二频谱片段可以不同于所述第一频谱片段，并且其中，所述第一载波频率可以不同于所述第二载波频率。所述系统可以安装至第一电线杆，并且所述网络元件可以安装至第二电线杆。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26D中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26E，示出了方法2650的示例非限制性实施例的流程图。方法2650可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2651包括由分布式天线系统的网络元件接收参考信号、控制信道以及第一载波频率下的第一调制信号，所述第一调制信号包括由基站提供且被指引到移动通信设备的第一通信数据，其中，所述控制信道中的指令指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，其中，所述参考信号以相对于所述控制信道的带外频率被接收。步骤2652包括由所述网络元件根据指令并基于对第一调制信号的信号处理来将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，并且利用参考信号来减小所述转换期间的失真。步骤2653包括由所述网络元件将第一频谱片段下的第一调制信号无线地传输至移动通信设备。
在各个实施例中，控制信道可以以与第一载波频率下的第一调制信号相邻和/或与参考信号相邻的频率被接收。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26E中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26F，示出了方法2655的示例非限制性实施例的流程图。方法2655可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2656包括由包含电路系统的系统来接收被指引到移动通信设备的第一频谱片段中的第一调制信号，其中，所述第一调制信号遵循信令协议。步骤2657包括由所述系统基于对第一调制信号的信号处理且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下将第一频谱片段中的第一调制信号转换成第一载波频率下的第一调制信号，其中，所述第一载波频率在所述第一频谱片段之外。步骤2658包括由所述系统来传输控制信道中的指令，以指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。步骤2659包括由所述系统将参考信号连同第一载波频率下的第一调制信号传输至分布式天线系统的网络元件，所述参考信号使得所述网络元件能够减小当将第一载波频率下的第一调制信号重新转换成第一频谱片段中的第一调制信号以便在第一频谱片段中将第一调制信号无线地分配给移动通信设备时的相位误差，其中，所述参考信号以相对于所述控制信道的带内频率被传输。
在各个实施例中，所述指令是经由对参考信号的调制来传输的。所述指令可以作为数字数据经由对参考信号的幅值调制来传输。所述第一载波频率可以位于毫米波频带中。所述第一调制信号可以通过以下方式来生成：根据信令协议对多个频率信道中的信号进行调制来生成第一频谱片段中的第一调制信号。所述信令协议可以包括长期演进(LTE)无线协议或第五代蜂窝通信协议。
由所述系统进行的转换可以包括：将第一频谱片段中的第一调制信号上变频为第一载波频率下的第一调制信号，或者将第一频谱片段中的第一调制信号下变频为第一载波频率下的第一调制信号。由网络元件进行的转换可以包括：将第一载波频率下的第一调制信号下变频为第一频谱片段中的第一调制信号，或者将第一载波频率下的第一调制信号上变频为第一频谱片段中的第一调制信号。
所述方法可以进一步包括：由所述系统从网络元件接收第二载波频率下的第二调制信号，其中，移动通信设备生成第二频谱片段中的第二调制信号，并且其中，网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号转换成第二载波频率下的第二调制信号并传输第二载波频率下的第二调制信号。所述方法可以进一步包括：由所述系统将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号；以及由所述系统将第二频谱片段中的第二调制信号发送至基站以便进行处理。
所述第二频谱片段可以不同于所述第一频谱片段，并且其中，所述第一载波频率可以不同于所述第二载波频率。所述系统可以安装至第一电线杆，并且所述网络元件可以安装至第二电线杆。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26F中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26G，示出了方法2660的示例非限制性实施例的流程图。方法2660可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2661包括由分布式天线系统的网络元件接收参考信号、控制信道以及第一载波频率下的第一调制信号，所述第一调制信号包括由基站提供且被指引到移动通信设备的第一通信数据，其中，所述控制信道中的指令指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，并且其中，所述参考信号以相对于所述控制信道的带内频率被接收。步骤2662包括由所述网络元件根据指令并基于对第一调制信号的信号处理来将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，并且利用参考信号来减小所述转换期间的失真。步骤2663包括由所述网络元件将第一频谱片段下的第一调制信号无线地传输至移动通信设备。
在各个实施例中，所述指令是经由对参考信号的解调和/或作为数字数据经由对参考信号的幅值解调来接收的。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26G中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26H，示出了方法2665的示例非限制性实施例的流程图。方法2665可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2666包括由包含电路系统的系统来接收被指引到移动通信设备的第一频谱片段中的第一调制信号，其中，所述第一调制信号遵循信令协议。步骤2667包括由所述系统基于对第一调制信号的信号处理且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下将第一频谱片段中的第一调制信号转换成第一载波频率下的第一调制信号，其中，所述第一载波频率在所述第一频谱片段之外。步骤2668包括由所述系统来传输控制信道中的指令，以指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。步骤2669包括由所述系统将时钟信号连同第一载波频率下的第一调制信号传输至分布式天线系统的网络元件，其中，所述时钟信号同步所述网络元件为了从所述控制信道中恢复指令而进行的数字控制信道处理的时序。
在各个实施例中，所述方法进一步包括由所述系统将参考信号连同第一载波频率下的第一调制信号传输至分布式天线系统的网络元件，所述参考信号使得所述网络元件能够减小当将第一载波频率下的第一调制信号重新转换成第一频谱片段中的第一调制信号以便在第一频谱片段中将第一调制信号无线地分配给的移动通信设备时的相位误差。所述指令可以作为数字数据经由控制信道来传输。
在各个实施例中，所述第一载波频率可以位于毫米波频带中。所述第一调制信号可以通过以下方式来生成：根据信令协议对多个频率信道中的信号进行调制来生成第一频谱片段中的第一调制信号。所述信令协议可以包括长期演进(LTE)无线协议或第五代蜂窝通信协议。
由所述系统进行的转换可以包括：将第一频谱片段中的第一调制信号上变频为第一载波频率下的第一调制信号，或者将第一频谱片段中的第一调制信号下变频为第一载波频率下的第一调制信号。由网络元件进行的转换可以包括：将第一载波频率下的第一调制信号下变频为第一频谱片段中的第一调制信号，或者将第一载波频率下的第一调制信号上变频为第一频谱片段中的第一调制信号。
所述方法可以进一步包括：由所述系统从网络元件接收第二载波频率下的第二调制信号，其中，移动通信设备生成第二频谱片段中的第二调制信号，并且其中，网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号转换成第二载波频率下的第二调制信号并传输第二载波频率下的第二调制信号。所述方法可以进一步包括：由所述系统将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号；以及由所述系统将第二频谱片段中的第二调制信号发送至基站以便进行处理。
所述第二频谱片段可以不同于所述第一频谱片段，并且其中，所述第一载波频率可以不同于所述第二载波频率。所述系统可以安装至第一电线杆，并且所述网络元件可以安装至第二电线杆。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26H中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26I，示出了方法2670的示例非限制性实施例的流程图。方法2670可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2671包括由分布式天线系统的网络元件接收时钟信号、控制信道以及第一载波频率下的第一调制信号，所述第一调制信号包括由基站提供且被指引到移动通信设备的第一通信数据，其中，所述时钟信号同步由所述网络元件为了从所述控制信道中恢复指令而进行的数字控制信道处理的时序，其中，所述控制信道中的指令指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。步骤2672包括由所述网络元件根据指令并基于对第一调制信号的信号处理来将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。步骤2673包括由所述网络元件将第一频谱片段下的第一调制信号无线地传输至移动通信设备。在各个实施例中，所述指令是作为数字数据经由控制信道来接收的。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26I中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26J，示出了方法2675的示例非限制性实施例的流程图。方法2675可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2676包括由包含电路系统的系统来接收被指引到移动通信设备的第一频谱片段中的第一调制信号，其中，所述第一调制信号遵循信令协议。步骤2677包括由所述系统基于对第一调制信号的信号处理且在不修改第一调制信号的信令协议的情况下将第一频谱片段中的第一调制信号转换成第一载波频率下的第一调制信号，其中，所述第一载波频率在所述第一频谱片段之外。步骤2678包括由所述系统来传输超宽带控制信道中的指令，以指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号。步骤2659包括由所述系统将参考信号连同第一载波频率下的第一调制信号传输至分布式天线系统的网络元件，所述参考信号使得所述网络元件能够减小当将第一载波频率下的第一调制信号重新转换成第一频谱片段中的第一调制信号以便在第一频谱片段中将第一调制信号无线地分配给移动通信设备时的相位误差。
在各个实施例中，其中，所述第一参考信号以相对于所述超宽带控制信道的带内频率被传输。所述方法可以进一步包括经由所述超宽带控制信道从分布式天线系统的网络元件接收包括以下内容的控制信道数据：指示网络元件的网络状态的状态信息、指示所述网络元件的设备信息的网络设备信息、或指示接近所述网络元件的环境状况的环境测量。所述指令可以进一步包括信道间隔、保护带参数、上行链路/下行链路分配、或上行链路信道选择。
所述第一调制信号可以通过以下方式来生成：根据信令协议对多个频率信道中的信号进行调制来生成第一频谱片段中的第一调制信号。所述信令协议可以包括长期演进(LTE)无线协议或第五代蜂窝通信协议。
由所述系统进行的转换可以包括：将第一频谱片段中的第一调制信号上变频为第一载波频率下的第一调制信号，或者将第一频谱片段中的第一调制信号下变频为第一载波频率下的第一调制信号。由网络元件进行的转换可以包括：将第一载波频率下的第一调制信号下变频为第一频谱片段中的第一调制信号，或者将第一载波频率下的第一调制信号上变频为第一频谱片段中的第一调制信号。
所述方法可以进一步包括：由所述系统从网络元件接收第二载波频率下的第二调制信号，其中，移动通信设备生成第二频谱片段中的第二调制信号，并且其中，网络元件将第二频谱片段中的第二调制信号转换成第二载波频率下的第二调制信号并传输第二载波频率下的第二调制信号。所述方法可以进一步包括：由所述系统将第二载波频率下的第二调制信号转换成第二频谱片段中的第二调制信号；以及由所述系统将第二频谱片段中的第二调制信号发送至基站以便进行处理。
所述第二频谱片段可以不同于所述第一频谱片段，并且其中，所述第一载波频率可以不同于所述第二载波频率。所述系统可以安装至第一电线杆，并且所述网络元件可以安装至第二电线杆。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26J中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
现在转到图26K，示出了方法2680的示例非限制性实施例的流程图。方法2680可以与结合图1至图25所呈现的一个或多个功能和特征一起使用。步骤2681包括由分布式天线系统的网络元件接收参考信号、超宽带控制信道以及第一载波频率下的第一调制信号，所述第一调制信号包括由基站提供且被指引到移动通信设备的第一通信数据，其中，所述超宽带控制信道中的指令指引分布式天线系统的网络元件将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，并且其中，所述参考信号以相对于所述控制信道的带内频率被接收。步骤2682包括由所述网络元件根据指令并基于对第一调制信号的信号处理来将第一载波频率下的第一调制信号转换成第一频谱片段中的第一调制信号，并且利用参考信号来减小所述转换期间的失真。步骤2683包括由所述网络元件将第一频谱片段下的第一调制信号无线地传输至移动通信设备。
在各个实施例中，其中，所述第一参考信号以相对于所述超宽带控制信道的带内频率被接收。所述方法可以进一步包括经由所述超宽带控制信道从分布式天线系统的网络元件传输包括以下内容的控制信道数据：指示网络元件的网络状态的状态信息、指示所述网络元件的设备信息的网络设备信息、或指示接近所述网络元件的环境状况的环境测量。所述指令可以进一步包括信道间隔、保护带参数、上行链路/下行链路分配、或上行链路信道选择。
虽然为了简化说明的目的，所述对应的过程被示出和描述为图26K中的一系列方框，但是应当理解和认识到，所要求保护的主题不受方框的顺序限制，因为一些方框可以与其他方框以与本文所描绘和描述的不同的顺序发生和/或同时发生。此外，可能并不需要所有图示的方框来实施本文所描述的方法。
在本说明书，诸如“存储库(store)”、“存储装置(storage)”、“数据存储(datastore)”、“数据存储装置(data storage)”、“数据库(database)”的术语以及基本上任何其他与部件的操作和功能相关的信息存储部件都是指“存储器部件”，或者体现在“存储器”或包括所述存储器的部件中的实体。应当认识到的是，本文所描述的存储器部件可以是易失性存储器或者是非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者，作为说明而非限制，易失性存储器、非易失性存储器、盘存储装置和存储器存储装置。另外，非易失性存储器可以包括在只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)或闪存中。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，它充当外部高速缓存存储器。作为说明而非限制，RAM以许多形式可用，诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)和直接高频动态RAM(DRRAM)。此外，本文所公开的系统或方法的存储器部件意在包括但不限于包括这些和任何其他合适类型的存储器。
而且，应当注意的是，所公开的主题可以利用其他计算机系统配置来实践，包括单处理器或多处理器计算机系统、微型计算设备、大型计算机，以及个人计算机、手持式计算设备(例如，PDA、电话、智能电话、手表、平板计算机、上网本计算机、等等)，基于微处理器的或可编程的消费者或工业电子产品，等等。所说明的各方面也可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行；但是，本公开的各方面就算不是全部也至少有一些可以在独立的计算机上实践。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备这两者中。
本文描述的一些实施例还可以采用人工智能(AI)来便于使本文所描述的一个或多个特征自动化。例如，可以在可选训练控制器230中使用人工智能来评估和选择候选频率、调制方案、MIMO模式和/或导波模式，以便最大化输送效率。实施例(例如，与在添加到现有通信网络之后自动识别所获取的提供最大化价值/利益的小区站点有关的)可以采用各种基于AI的方案来执行其各个实施例。而且，分类器可以被用来确定所获取的网络的每个小区站点的排名或优先级。分类器是将输入属性向量x＝(x1，x2，x3，x4，……，xn)映射到所述输入属于一类(class)的置信度(confidence)的函数，即f(x)＝confidence(class)。这种分类可以采用基于概率和/或基于统计的分析(例如，分解成分析效用和成本)来预测或推断用户期望被自动执行的动作。支持向量机(SVM)是可以被采用的分类器的示例。SVM通过找出可能输入的空间中的超曲面来操作，其中超曲面试图分离触发标准与非触发事件。直观地，这使得分类对于接近训练数据但与训练数据不完全相同的测试数据是正确的。其他有向和无向模型分类方法包括例如朴素贝叶斯、贝叶斯网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模型和提供可被采用的不同独立性模式的概率分类模型。如本文使用的分类还包括被用来开发优先级模型的统计回归。
如将容易认识到的，一种或多种实施例可以采用经过显式训练(例如，经由一般训练数据)以及隐式训练(例如，经由观察UE行为、运营者偏好、历史信息、接收外来信息)的分类器。例如，SVM可以经由分类器构造器和特征选择模块中的学习或训练阶段来配置。因此，(一个或多个)分类器可以被用来自动学习和执行多个功能，包括但不限于根据预定标准确定所获取的小区站点中哪个将有利于最大数量的订户和/或所获取的小区站点中哪个将向现有的通信网络覆盖添加最小价值，等等。
如在本申请中在一些上下文中所使用的，在一些实施例中，术语“部件”、“系统”等意在指或者包括与计算机相关的实体或者与具有一个或多个具体功能的操作装置相关的实体，其中实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或者执行中的软件。作为示例，部件可以是但不限于是在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行程序、执行线程、计算机可执行的指令、程序和/或计算机。作为说明而非限制，在服务器上运行的应用和服务器都可以是部件。一个或多个部件可以驻留在执行的过程和/或线程内，并且部件可以在一个计算机上本地化和/或在两个或更多个计算机之间分布。此外，这些部件可以从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。这些部件可以经由本地和/或远程过程来通信，诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自经由信号与在本地系统、分布式系统中和/或跨诸如互联网的网络和其他系统中的另一个部件交互的一个部件的数据)的信号。作为另一个示例，部件可以是具有由电路系统或电子电路系统操作的机械零件提供的具体功能的装置，电路系统或电子电路系统由处理器所执行的软件或固件应用操作，其中处理器可以在装置的内部或外部并且执行软件或固件应用的至少一部分。作为还有另一个示例，部件可以是通过没有机械零件的电子部件提供具体功能的装置，所述电子部件可以在其中包括处理器，以执行至少部分地给予电子部件功能的软件或固件。虽然各种部件被示为单独的部件，但是应当认识到的是，在不背离示例实施例的情况下，多个部件可以被实施为单个部件，或者单个部件可以被实施为多个部件。
另外，各个实施例可以利用标准的编程和/或工程技术被实施为方法、装置或制品，以产生软件、固件、硬件或其任何组合来控制计算机实施所公开的主题。如本文所使用的，术语“制品”是要涵盖可从任何计算机可读设备或计算机可读存储/通信介质访问的计算机程序。例如，计算机可读存储介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，压缩光盘(CD)、数字多功能盘(DVD))、智能卡和闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器)。当然，本领域技术人员将认识到，在不背离各个实施例的范围或精神的情况下，可以对这种配置做出许多修改。
此外，词语“示例”和“示例性”在本文中被用于意指充当实例或说明。本文被描述为“示例”或“示例性”的任何实施例或设计并不一定要被解释为优于或胜过其他实施例或设计。相反，词语示例或示例性的使用意在以具体的方式呈现概念。如在本申请中所使用的，术语“或(or)”旨在意味着开放式的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有指定或从上下文可以清楚，否则“X采用A或B”意在指任何自然的包含性排列。即，如果X采用A；X采用B；或者X采用A和B二者，则“X采用A或B”在任何以上情况下都满足。此外，如在本申请和所附权利要求书中所使用的，除非另有指定或从上下文清楚看出是针对单数形式，否则“一(a)”和“一个(an)”应当一般性地被解释为指“一个或多个”。
而且，诸如“用户设备”、“移动站”、“移动电话”、“订户站”、“接入终端”、“终端”、“手持机”、“移动设备”(和/或表示类似术语的术语)可以指被无线通信服务的订户或用户用来接收或传送数据、控制、语音、视频、声音、游戏或基本上任何数据流或信令流的无线设备。前述术语在本文并且参照相关的附图可互换使用。
此外，术语“用户”、“订户”、“客户”、“消费者”等贯穿全文可被互换采用，除非上下文保证这些术语之间的特定区分。应当认识到的是，这种术语可以指人类实体或者通过人工智能(例如，至少基于复杂的数学形式体系做出推论的能力)支持的自动化部件，所述自动化部件可以提供模拟视觉、声音识别等。
如在本文所采用的，术语“处理器”可以指基本上任何计算处理单元或设备，包括但不限于包括单核处理器；具有软件多线程执行能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。此外，处理器可以指被设计为执行本文所描述功能的集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或者其任意组合。处理器可以利用纳米级体系架构，诸如但不限于基于分子和量子点的晶体管、开关和门，以便优化空间的使用或增强用户设备的性能。处理器还可以被实施为计算处理单元的组合。
如本文所使用的，诸如“数据存储装置(data storage)”、“数据存储设备(datastorage)”、“数据库(database)”的术语以及基本上任何其他与部件的操作和功能相关的信息存储部件都是指“存储器部件”或者在“存储器”或包括存储器的部件中体现的实体。应当认识到的是，本文所描述的存储器部件或计算机可读存储介质可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性和非易失性存储器两者。
以上所描述的仅仅包括各个实施例的示例。当然，不可能为了描述这些实施例而描述部件或方法的每个可想到的组合，但本领域普通技术人员可以认识到，呈现的实施例的许多进一步的组合和排列都是可能的。因此，所公开和/或本文要求保护的实施例是要涵盖属于权利要求的精神和范围之内的所有此类更改、修改和变化。此外，就术语“包括(includes)”在具体描述或权利要求中被使用的范围而言，这种术语是要以类似于术语“包括(comprising)”的方式作为包含性的，就像当“包括(comprising)”在权利要求中作为转变词被采用时所解释的那样。
此外，流程图可以包括“开始”和/或“继续”指示。“开始”和“继续”指示反映出所呈现的步骤可以可选地结合到其他例程中或以其他方式与其他例程一起使用。在这种语境下，“开始”指示所呈现的第一步的开始并且前面可以有未具体示出的其他活动。进一步地，“继续”指示反映所呈现的步骤可以多次执行和/或后面可以有未具体示出的其他活动。另外，虽然流程图指示步骤的特定排序，但其他排序也是可能的，只要因果关系的原理得以保持。
如本文也可以使用的，(一个或多个)术语“可操作地耦合至”、“耦合至”和/或“耦合”包括项之间的直接耦合和/或项之间经由一个或多个中间项的间接耦合。这些项和中间项包括但不限于接点、通信路径、部件、电路元件、电路、功能块和/或设备。作为间接耦合的示例，从第一项传送到第二项的信号可以通过由一个或多个中间项修改信号中信息的形式、性质或格式而被修改，而信号中信息的一个或多个元素仍然以可以被第二项识别的方式传送。在间接耦合的另一个示例中，由于一个或多个中间项中的动作和/或反应，第一项中的动作可以造成第二项上的反应。
虽然本文中已经图示并描述了特定的实施例，但是应当认识到，实现相同或相似目的的任何安排可以代替本主题公开内容所描述或示出的实施例。本题公开内容旨在涵盖各个实施例的任何以及所有适配或变体。可以在本主题公开内容中使用以上实施例的组合以及本文中未具体描述的其他实施例。例如，来自一个或多个实施例的一个或多个特征可以与一个或多个其他实施例的一个或多个特征进行组合。在一个或多个实施例中，积极引用的特征也可以被否定地引用并且从需要或不需要被另一结构和/或功能特征来代替的实施例中排除。可以以任何顺序来执行关于本主题公开内容的实施例所描述的步骤或功能。关于本主题公开内容的实施例所描述的步骤或功能可以单独执行或者与本主题公开内容的其他步骤或功能、以及来自其他实施例或来自本主题公开内容中尚未描述的其他步骤组合地执行。进一步地，还可以利用关于实施例所描述的多于或少于全部的特征。
Claims (20)
1.一种网络终端，包括：
第一接口，所述第一接口被配置用于从通信网络接收第一数据并且将第二数据发送到所述通信网络；
信道调制器，所述信道调制器被配置用于基于第一参考信号将所述第一数据从第一频谱片段转换成分布式天线系统的第一频率信道中的第一信道信号，其中，所述分布式天线系统促进经由天线与至少一个客户端设备的无线网络连接；
第二接口，所述第二接口被配置用于将所述第一信道信号和所述第一参考信号发送到所述分布式天线系统，并且从所述分布式天线系统接收与第二频率信道相对应的第二信道信号和第二参考信号；以及
信道解调器，所述信道解调器被配置用于基于所述第二参考信号将所述第二信道信号从所述第二频率信道转换成第二频谱片段中的所述第二数据。
2.如权利要求1所述的网络终端，其中，所述第二参考信号减小将所述第二信道信号从所述第二频率信道转换到所述第二频谱片段时的相位误差。
3.如权利要求1所述的网络终端，其中，所述第一参考信号促进减小由所述分布式天线系统的网络元件进行的对所述第一信道信号从所述第一频率信道到所述第一频谱片段的重新转换中的相位误差。
4.如权利要求1所述的网络终端，其中，所述第二接口发送与所述第一信道信号相关联的控制信道，并且所述控制信道包括对所述分布式天线系统的至少一个客户端节点设备的指令，所述指令用于动态地选择所述第一信道信号中的一个或多个第一信道信号以便经由所述天线无线地传输到所述至少一个客户端设备。
5.如权利要求4所述的网络终端，其中，所述第一参考信号以相对于所述控制信道的带外频率被传输。
6.如权利要求4所述的网络终端，其中，所述第一参考信号以相对于所述控制信道的带内频率被传输。
7.如权利要求4所述的网络终端，其中，所述控制信道经由超宽带信令被传输。
8.如权利要求1所述的网络终端，其中，所述第二接口经由光纤电缆耦合至所述分布式天线系统的主机节点设备，以便发送所述第一信道信号并接收所述第二信道信号。
9.如权利要求1所述的网络终端，其中，根据电缆系统数据接口规范(DOCSIS)协议对所述第二信道信号的至少一部分以及所述第一信道信号的至少一部分进行格式化。
10.如权利要求1所述的网络终端，其中，根据第五代(5G)移动无线协议对所述第二信道信号的至少一部分以及所述第一信道信号的至少一部分进行格式化。
11.一种方法，包括：
从通信网络接收第一数据以及
基于第一参考信号将所述第一数据从第一频谱片段转换成分布式天线系统的第一频率信道中的第一信道信号，其中，所述分布式天线系统促进经由天线与至少一个客户端设备的无线网络连接；
将所述第一信道信号和所述第一参考信号发送到所述分布式天线系统；
从所述分布式天线系统接收与第二频率信道相对应的第二信道信号和第二参考信号；
基于所述第二参考信号将所述第二信道信号从所述第二频率信道转换成第二频谱片段中的第二数据；以及
将所述第二数据发送到所述通信网络。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二参考信号减小将所述第二信道信号从所述第二频率信道转换到所述第二频谱片段时的相位误差。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一参考信号促进减小由所述分布式天线系统的网络元件进行的对所述第一信道信号从所述第一频率信道到所述第一频谱片段的重新转换中的相位误差。
14.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
发送与所述第一信道信号相关联的控制信道，其中，所述控制信道包括对所述分布式天线系统的至少一个客户端节点设备的指令，所述指令用于动态地选择所述第一信道信号中的一个或多个第一信道信号以便经由所述天线无线地传输到所述至少一个客户端设备。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一参考信号以相对于所述控制信道的带外频率被传输。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一参考信号以相对于所述控制信道的带内频率被传输。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述控制信道经由超宽带信令被传输。
18.如权利要求11所述的方法，其中，根据电缆系统数据接口规范协议或第五代(5G)移动无线协议对所述第二信道信号的至少一部分以及所述第一信道信号的至少一部分进行格式化。
19.一种网络终端，包括：
第一接口，所述第一接口被配置用于从通信网络接收第一数据并且将第二数据发送到所述通信网络；
信道调制器，所述信道调制器被配置用于基于至少一个第一参考信号将所述第一数据从第一频谱片段转换成分布式天线系统的第一频率信道中的第一信道信号，其中，所述分布式天线系统促进经由天线与至少一个客户端设备的无线网络连接，其中，所述至少一个第一参考信号促进减小由所述分布式天线系统的网络元件进行的对所述第一信道信号从所述第一频率信道到所述第一频谱片段的重新转换中的相位误差；
第二接口，所述第二接口被配置用于将所述第一信道信号和所述至少一个第一参考信号发送到所述分布式天线系统，并且从所述分布式天线系统接收与第二频率信道相对应的第二信道信号和至少一个第二参考信号；以及
信道解调器，所述信道解调器被配置用于基于所述至少一个第二参考信号将所述第二信道信号从所述第二频率信道转换成第二频谱片段中的所述第二数据，其中，所述至少一个第二参考信号减小将所述第二信道信号从所述第二频率信道转换到所述第二频谱片段时的相位误差。
20.如权利要求19所述的网络终端，其中，所述分布式天线系统包括在不同位置处的多个客户端节点设备，所述多个客户端节点设备中的每一个包括促进与其他客户端设备的无线网络连接的客户端节点天线。
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