DE112021002366T5

DE112021002366T5 - Millimeterwellenrepeater-systeme und -verfahren

Info

Publication number: DE112021002366T5
Application number: DE112021002366.7T
Authority: DE
Inventors: Daniel SCHWAB; Felix Lübbers; Jörg Stefanik; Patrick Braun; Thomas Kummetz; Alfons Dussmann; Klaus Uwe Rosenschild; Ahmed H. Hmimy
Original assignee: Commscope Technologies LLC
Current assignee: Commscope Technologies LLC
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2023-03-16
Also published as: US20210328664A1; KR20230008062A; WO2021211189A1; US11750280B2

Abstract

Bei einer Ausführungsform umfasst ein Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater für ein Kommunikationsnetzwerk: eine Spendereinheit, die erste mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst, und einen Zugangspunkt, der zweite mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst. Die Spendereinheit kommuniziert von einer Basisstation empfangene drahtlose Downlink-mmWave-Spektrumsignale an den Zugangspunkt und strahlt von dem Zugangspunkt empfangene drahtlose Uplink-mmWave-Spektrumsignale an die Basisstation ab. Der Zugangspunkt strahlt die von der Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-mmWave-Spektrumsignale in einen Abdeckungsbereich ab, empfängt die von dem Abdeckungsbereich empfangenen drahtlosen Uplink-mmWave-Spektrumsignale und kommuniziert die drahtlosen Uplink-mmWave-Spektrumsignale an die Spendereinheit. Die ersten und zweiten mehreren modularen elektronischen Komponenten umfassen mindestens eine von einer modularen Antennenkomponente, einer modularen Signalaufbereitungskomponente, einer modularen Signalschnittstellenkomponente und einer modularen Steuerung.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung ist eine internationale Patentanmeldung, welche die Priorität und den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/011,787 mit dem Titel „MILLIMETER WAVE REPEATER SYSTEMS AND METHODS“, eingereicht am 17. April 2020, beansprucht, die in Ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein zentralisiertes Funkzugangsnetzwerk (C-RAN) kann zur Implementierung von Basisstationsfunktionalität verwendet werden, die zum Bereitstellen eines drahtlosen Dienstes an Artikel einer Teilnehmervorrichtung (UE) verwendet wird. Für jede durch ein C-RAN implementierte Zelle wirken typischerweise eine oder mehrere Basisbandeinheiten (BBUs) mit mehreren entfernten Einheiten (RUs) zusammen. Jede BBU ist über Fronthaul-Kommunikationsverbindungen oder ein Fronthaul-Netzwerk mit den RUs gekoppelt.
Ein Hauptteil des Mobilkommunikationsstandards der fünften Generation (5G) ist die Nutzung des Millimeterwellen (mmWave)-Spektrums zur Übertragung großer Signalbandbreiten. Gegenwärtige mmWave-Senderverwendungen arbeiten typischerweise im Frequenzbereich zwischen 24 GHz und 40 GHz und es werden Versuche mit Frequenzen bis zu 60 GHz ausgeführt. Ein Vorteil dieser Frequenzbänder ist die große verfügbare Bandbreite, die sehr hohe Datenraten ermöglicht. Die Ausbreitungsbedingungen werden jedoch aufgrund einer höheren Freiraumdämpfung (Free Space Loss, FSL) und eines erhöhten Durchdringungsverlusts von Materialien im Vergleich zu Übertragungen bei niedrigeren Frequenzen drastisch verschlechtert. Repeatersysteme (wie verteilte Antennensysteme oder Over-the-Air-Repeater) werden häufig zur Verbesserung der Abdeckung, die durch Basisstationen bereitgestellt wird, durch Erweitern des bereitgestellten Abdeckungsbereichs und zur Vermeidung von Strukturen, die zu Penetrationsverlusten beitragen, verwendet. Um jedoch die Signalpegel zu erhalten, die erforderlich sind, um die erweiterte Abdeckung bei den hohen Frequenzen innerhalb des mmWave-Spektrums herzustellen, senden Repeatersysteme die wiederholten Signale mit sehr hohen Verstärkungspegeln, die aufgrund der begrenzten Isolierung zwischen dem Spender des Repeaters und Abdeckungsantennen dazu tendieren, zu unerwünschter Rückkopplung und unerwünschten Herausforderungen beizutragen. Des Weiteren sind konventionelle digitale Techniken, die Kommunikationssignale vor ihrer Neuübertragung digitalisieren, sodass eine digitale Filterung (zur Entfernung der unerwünschten Rückkopplungsanteile aus dem Signal) angewandt werden kann, aufgrund der durch diese Verarbeitung eingeführten Verzögerungen und der daraus resultierenden negativen Auswirkung auf die Gruppenverzögerung bei mmWave-Frequenzsignalen nicht wirksam.
KURZDARSTELLUNG
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater für ein Kommunikationsnetzwerk: eine Repeater-Spendereinheit, die erste mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst; und einen Repeaterzugangspunkt, der mit der Repeater-Spendereinheit gekoppelt ist, wobei der Repeaterzugangspunkt zweite mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst; wobei die Repeater-Spendereinheit drahtlose Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale, die von einer Basisstation empfangen werden, an den Repeaterzugangspunkt kommuniziert und drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale, die von dem Repeaterzugangspunkt empfangen werden, an die Basisstation abstrahlt; wobei der Zugangspunkt die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen Abdeckungsbereich abstrahlt, die von dem Abdeckungsbereich empfangenen drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale empfängt und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit kommuniziert; wobei die ersten mehreren modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Spenderantennenkomponente, einer modularen Spendersignalaufbereitungskomponente, einer modularen Spendersignalschnittstellenkomponente und einer modularen Spendersteuerung umfassen; und wobei die zweiten mehreren modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Abdeckungsantennenkomponente, einer modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente, einer modularen Abdeckungssignalschnittstellenkomponente und einer modularen Abdeckungssteuerung umfassen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Kommunikationsnetz veranschaulicht.
Die 2 und 2A-2C sind Blockdiagramme, die beispielhafte mmWave-Repeaterausführungsformen veranschaulichen.
Die 3A und 3B sind Blockdiagramme, die eine beispielhafte Ausführungsform der mmWave-Repeaterausführungsform veranschaulichen.
Die 4 und 5 sind Blockdiagramme, die beispielhafte kaskadierte mmWave-Repeaternetzwerk-Ausführungsformen veranschaulichen.
6 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform einer Isolierungsleckagenreduzierung veranschaulicht.
7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform einer mobilen Computervorrichtung veranschaulicht, die konfiguriert ist, Repeaterverwendungspositionsbestimmungen und Abdeckungszonenlokalisierungen zu erleichtern.
Die 8 und 8A sind Diagramme, die beispielhafte Ausführungsformen einer mobilen Computervorrichtung veranschaulichen, die virtuelle Veranschaulichungen von Repeaterabdeckungsbereichen anzeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines mmWave-Repeaternetzwerks veranschaulicht, das konfiguriert ist, Repeatergruppenverzögerung zu optimieren.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, die einen Teil dieses Dokuments bilden und in denen anhand von spezifischen veranschaulichenden Ausführungsformen gezeigt wird, wie die Ausführungsformen praktiziert werden können. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen zu realisieren, und es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können, und dass logische, mechanische und elektrische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht als einschränkend aufzufassen.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Kommunikationsnetzwerks 10 veranschaulicht, das ein Funkzugangsnetzwerk (RAN)-System 100 und mindestens einen Over-the-Air-mmWave-Repeater 150 umfasst. Das in 1 gezeigte RAN-System 100 implementiert eine Basisstation. Das RAN-System 100 kann hier auch als „Basisstation 100“ bezeichnet sein. Das System 100 kann hier auch als „C-RAN-System“ 100 bezeichnet sein. In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Basisstation 100 mindestens teilweise unter Verwendung einer zentralisierten Architektur oder Cloud-RAN (C-RAN)-Architektur implementiert, die für jede Zelle (oder jeden Sektor) 102, die von der Basisstation 100 bedient wird, die folgenden logischen Knoten verwendet: mindestens eine Steuereinheit (CU) 104, mindestens eine verteilte Einheit (DU) 106 und eine entfernte Einheit (RU) 108.Die RU 108 kann entfernt von der CU 104 und der DU 106 angeordnet sein, die sie bedienen. Wie in 1 angegeben, versteht es sich, dass für jede der hierin beschriebenen Ausführungsformen die Basisstation 100 im Gegensatz zu nur einer einzigen RU 108 optional mehrere RUs 108 umfassen kann. In diesem Fall kann sich mindestens eine der RUs 108 entfernt von mindestens einer anderen RU 108 befinden, die diese Zelle 102 bedient. Des Weiteren können ein oder mehrere Over-the-Air-mmWave-Repeater 150 vorgesehen sein, um in Verbindung mit einer der mehreren RUs 108 für diejenigen Ausführungsformen verwendet zu werden, bei denen die Basisstation 100 mehrere RUs 108 umfasst.
Die Basisstation 100 kann gemäß einem bzw. einer oder mehreren öffentlichen Standards und Spezifikationen implementiert sein. In der hier im Zusammenhang mit 1 beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist die Basisstation 100 unter Verwendung der von der O-RAN-Alliance definierten logischen RAN-Knoten, funktionellen Teilungen und Fronthaul-Schnittstellen implementiert. In einem solchen O-RAN-Beispiel kann jede CU 104, DU 106 und RU 108 gemäß den O-RAN-Spezifikationen entsprechend als Steuereinheit (CU) des O-RAN, verteilte Einheit (DU) des O-RAN und entfernte Einheit (RU) des O-RAN implementiert sein. Das heißt, jede CU 104 umfasst einen logischen Knoten, der ein Paketdatenkonvergenzprotokoll (PDCP), eine Funkressourcensteuerung (RRC), ein Dienstdatenanpassungsprotokoll (SDAP) und andere Steuerfunktionen hostet. Jede DU 106 umfasst einen logischen Knoten, der die Schichten Radio Link Control (RLC) und Media Access Control (MAC) sowie den oberen oder höheren Abschnitt der physikalischen (PHY) Schicht hostet (wobei die PHY-Schicht zwischen der DU 106 und RU 108 aufgeteilt ist). Jede RU 108 umfasst einen logischen Knoten, in dem der Abschnitt der PHY-Schicht untergebracht ist, der nicht in der DU 106 implementiert ist (d. h., der untere Abschnitt der PHY-Schicht), und der die grundlegenden RF- und Antennenfunktionen implementiert.
Obwohl die CU 104, DU 106 und RU 108 als getrennte logische Entitäten beschrieben werden, können eine oder mehrere davon gemeinsam unter Verwendung gemeinsam genutzter physischer Hardware und/oder Software implementiert sein. Bei der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind beispielsweise für jede Zelle 102 die CU 104 und DU 106, welche die Zelle 102 bedienen, gemeinsam unter Verwendung gemeinsam genutzter Hardware und/oder Software physisch implementiert, während die RU 108 unter Verwendung separater Hardware und/oder Software physisch implementiert ist. Bei der beispielhaften Ausführungsform, die hier in Verbindung mit 1 beschrieben wird, kann die Basisstation 100 auch als Fifth Generation New Radio (5G NR)-RAN implementiert sein, das eine drahtlose 5G NR-Schnittstelle gemäß den 5GNR-Spezifikationen und -Protokollen unterstützt, die vom 3rd Generation Partnership Project (3GPP) veröffentlicht wurden. Daher kann die Basisstation 100 bei dieser Ausführungsform auch als „Next Generation Node B“ 100 oder „gNB“ 100 bezeichnet werden. Jede RU 108 umfasst eine oder mehrere Antennen 110 oder ist damit gekoppelt, über die Downlink-RF-Signale an verschiedene Artikel einer Teilnehmervorrichtung (UE) 115 abgestrahlt werden und über die von UEs 115 gesendete Uplink-RF-Signale empfangen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die RU 108 entweder 2, 4, 8 oder 16 Antennen 110 umfassen, um Multi-Input-Multi-Output (MIMO)-Übertragungen und/oder Strahlformung zu unterstützen.
Die Basisstation 100 ist über ein geeignetes Backhaul-Netzwerk 116 (wie z. B. ein verwaltetes Internetprotokoll(IP)/Ethernet-Netzwerk, das mindestens teilweise dem Netzwerkbetreiber gehören kann, oder z. B. das Internet) mit einem Kernnetzwerk 114 des zugehörigen Drahtlosnetzwerkbetreibers verbunden. Auch kann jede DU 106 mit der bzw. den RUs 108 kommunikativ gekoppelt sein, die von ihr unter Verwendung eines Fronthaul 118 bedient werden. Die DU 106 und die RU 108 umfassen jeweils eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen (nicht gezeigt), um die DU 106 und die RU 108 in die Lage zu versetzen, über das Fronthaul 118 zu kommunizieren. Bei einer Implementierung ist das Fronthaul 118, das die DU 106 mit der RU 108 kommunikativ koppelt, unter Verwendung eines geschalteten ETHERNET-Netzwerks implementiert. Bei einer solchen Implementierung umfasst jede DU 106 und RU 108 eine oder mehrere ETHERNET-Schnittstellen für die Kommunikation über das für das Fronthaul 118 verwendete geschaltete ETHERNET-Netzwerk. Es versteht sich jedoch, dass das Fronthaul zwischen jeder DU 106 und der von ihr bedienten RU 108 auch auf andere Weise implementiert sein kann.
Wie vorstehend erwähnt, ist bei der hier in Verbindung mit 1 beschriebenen beispielhaften Ausführungsform die Basisstation 100 als ein 5G NR-RAN implementiert, das eine drahtlose 5G NR-Schnittstelle unterstützt, um mit den UEs 115 drahtlos zu kommunizieren. Bei der Ausführungsform von 1 ist der Abdeckungsbereich, der durch die Zelle 102 bereitgestellt wird, durch einen mmWave-Repeater 150 erweitert. Wie in 1 gezeigt, umfasst der mmWave-Repeater 150 mindestens eine Repeater-Spendereinheit (RDU) 152 und einen Repeaterzugangspunkt (RAP) 154.Die Repeater-Spendereinheit 152 dient dazu, Uplink (UL)- und Downlink (DL)-Verbindungen mit der Basisstation innerhalb des Millimeterwellen-(mmWave)-Bandes herzustellen, was von der International Telecommunications Union (ITU) auch als Extremely High Frequency (EHF)-Band bezeichnet wird. Der Repeaterzugangspunkt 154 dient dazu, eine Verbindung mit einer oder mehreren mmWave-UEs 115 innerhalb des Millimeterwellenbandes herzustellen, die sich anderweitig außerhalb des Abdeckungsbereichs der Zelle 102 befinden könnten, nun aber über den Repeater 150 auf die Zelle 102 zugreifen können.
Jede CU 104, DU 106, RU 108, RDU 152, RAP 154 sowie die Basisstation 100 und der Repeater 150 allgemeiner (und die Funktionalität, die als darin umfasst beschrieben ist) und jedes der spezifischen Merkmale, die hier als von einem der Vorgenannten implementiert beschrieben werden, können in Hardware, Software oder Kombinationen von Hardware und Software implementiert sein und die verschiedenen Implementierungen (ob Hardware, Software oder Kombinationen von Hardware und Software) können auch allgemein als „Schaltungen“ oder „eine Schaltung“ oder „Schaltungen“ bezeichnet sein, die konfiguriert sind, mindestens einen Teil der zugehörigen Funktionalität zu implementieren. Wenn diese Software in Software implementiert ist, kann diese Software in Software oder Firmware implementiert sein, die auf einem oder mehreren geeigneten programmierbaren Prozessoren ausgeführt wird oder eine programmierbare Vorrichtung konfiguriert (zum Beispiel Prozessoren oder Vorrichtungen, die in Spezialhardware, Universalhardware und/oder einer virtuellen Plattform enthalten sind oder verwendet werden, um diese zu implementieren).Eine solche Hardware oder Software (oder Teile davon) kann auf andere Weise implementiert sein (z. B. in einem feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) usw.).Die RF-Funktionalität kann zudem unter Verwendung von einer oder mehreren integrierten RF-Schaltungen (RFICs) und/oder diskreten Komponenten implementiert sein. Die Basisstation 100 und der Repeater 150 können allgemeiner auch auf andere Weise implementiert sein.
Bei den beispielhaften Ausführungsformen, die hier in Verbindung mit 1 beschrieben werden, kann der mmWave-Repeater 150 unter Verwendung modularer Komponenten implementiert sein und Isolierungsverbesserungen bereitstellen, die Rückkopplungsschwingungen adressieren, die aufgrund der hohen Verstärkungen bei Repeatern auftreten können, wenn diese mit mmWave-Spektrumfrequenzen betrieben werden. Zudem können wie nachstehend beschrieben zusätzliche Ausführungsformen verwendet werden, um sowohl die Verwendungsposition und die Abdeckungszonenlokalisierung als auch die Repeaternetzwerkanpassung bereitzustellen.
Die 2 und 2A bis 2C veranschaulichen eine beispielhafte Ausführungsform des mmWave-Repeaters 150, die in Verbindung mit der Basisstation 100 verwendet werden kann, wie sie in 1 gezeigt ist, um den Abdeckungsbereich einer Zelle 102 zu erweitern. Die Erweiterung des Abdeckungsbereichs einer Zelle durch den mmWave-Repeater 150 kann eine Erweiterung des geografischen Bereichs, der von einer Zelle abgedeckt wird, gegenüber dem, was die Basisstation 100 abdecken kann, indem sie nur ihre eigenen entfernten Einheiten 108 verwendet, umfassen oder die Durchdringung in oder um Gebäude oder Strukturen herum, welche die Signale von den entfernten Einheiten 108 nicht ohne Unterstützung erreichen können, oder eine Kombination davon umfassen.
Wie in 2 gezeigt, kann ein mmWave-Repeater 150 eine Repeater-Spendereinheit 200 (die der Repeater-Spendereinheit 152 von 1 entsprechen kann) und mindestens einen Repeaterzugangspunkt 300 (der dem Funkzugangspunkt 154 entsprechen kann) umfassen. Der mmWave-Repeater 150 kann ferner eine optionale Repeaterkaskadeneinheit 400 umfassen, die entweder mit der Repeater-Spendereinheit 200 oder einem Repeaterzugangspunkt 300 des mmWave-Repeaters 150 gekoppelt sein kann. Die Funktion und Struktur einer Repeaterkaskadeneinheit 400 ist der eines Repeaterzugangspunkts 300 in dem Sinne ähnlich, dass sie auch empfangene Uplink-Kommunikationssignale an die Repeater-Spendereinheit 200 zur Neuübertragung upstream weiterleitet und Downlink-Kommunikationssignale, die von der Repeater-Spendereinheit 200 empfangen werden, neu drahtlos überträgt. Der Unterschied besteht darin, dass, während der Repeaterzugangspunkt 300 dazu bestimmt ist, drahtlose Kommunikationsverbindungen mit der UE 115 innerhalb des durch ihn erzeugten Abdeckungsbereichs herzustellen, die Repeaterkaskadeneinheit 400 eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einem anderen Repeater 150 herstellt, um ein Netzwerk von verbundenen Repeatern herzustellen. Die 4, 5 und 9 veranschaulichen jeweils beispielhafte Ausführungsformen, bei denen mehrere Repeater in einer Kaskadierungsarchitektur verbunden sind, um ein Netzwerk von Repeatern 150 zu bilden, in dem jeder Repeater 150 Uplink- und Downlink-Kommunikationssignale zu und von anderen Repeatern 150 erneut senden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Repeater 150 in einer Kaskadierungsarchitektur zusätzlich zu oder anstelle der direkten Kommunikation mit der UE 115 mit anderen Repeatern 150 kommunizieren.
Bei den Ausführungsformen, die in den 2A bis 2C und 3 gezeigt sind, kann die Repeater-Spendereinheit 200, der Repeaterzugangspunkt 300 und die optionale Repeaterkaskadeneinheit 400 jeweils durch Kombinieren von mehreren modularen Hardwarekomponenten implementiert sein, wobei jede modulare Komponente eine unterschiedliche Funktionalität an den Repeater 150 bereitstellt. Der hierin verwendete Begriff „modulare“ Komponente (einschließlich „modularer“ Schnittstellen und „modularer“ Steuerungen) bezieht sich auf eine in sich geschlossene Hardwarekomponente, die Elektronik und Schaltungen umfasst, die ein Teilsystem bilden, das in Verbindung mit den Elementen des größeren Repeatersystems, in das es installiert ist, eine festgelegte Funktion ausführt. Bei einigen Ausführungsformen können diese modularen Komponenten, um den Repeater 150 mit einer gewünschten Betriebskonfiguration zu versehen oder zu Wartungszwecken, leicht installiert und entfernt werden. Die Modularität der Repeater-Spendereinheit 200, des Repeaterzugangspunkts 300 und der Repeaterkaskadeneinheit 400 stellt daher einen Grad an Flexibilität bei der Verwendung eines mmWave-Repeaters 150 für verschiedene Anwendungsfälle bereit.
In 2A ist die Repeater-Spendereinheit 200 als eine modulare Spenderantennenkomponente 210, eine modulare Spendersignalaufbereitungskomponente 220, eine modulare Spendersignalschnittstelle 230 und eine modulare Spendersteuerung 240 umfassend gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Repeater-Spendereinheit 200 eine oder mehrere von irgendwelchen dieser modularen Komponenten umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine modulare Spendersignalaufbereitungskomponente 220 als eine Hauptplatine oder Rückwandplatine dienen, auf der eine oder mehrere der modularen Spenderantennenkomponenten 210, der modularen Spendersignalschnittstelle 230 und/oder der modularen Spendersteuerung 240 installiert sind, um elektrische Energie an die anderen Komponenten und eine Signalkommunikation zwischen diesen bereitzustellen.
Die modulare Spenderantennenkomponente 210 strahlt drahtlose mmWave-Spektrumsignale ab und empfängt diese, um eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Basisstation 100 herzustellen. Die modulare Spenderantennenkomponente 210 empfängt Downlink-Kommunikationssignale von der Basisstation 100 zur Neuübertragung durch einen Repeaterzugangspunkt 300 an die Teilnehmervorrichtung (UE) 115.Die modulare Spenderantennenkomponente 210 sendet Uplink-Kommunikationssignale, die durch den Repeaterzugangspunkt 300 von der UE 115 empfangen werden, an die Basisstation 100.Eine modulare Spenderantennenkomponente 210 kann zur Installation in der Repeater-Spendereinheit 200 aus mehreren unterschiedlichen modularen Spenderantennenkomponenten 210 mit unterschiedlichen Antenneneigenschaften ausgewählt werden. Eine modulare Spenderantennenkomponente 210 kann beispielsweise basierend auf einer Kombination aus dem bereitgestellten Strahlungsmuster und dem Antennengewinn ausgewählt werden. Die modulare Spenderantennenkomponente 210 kann daher basierend auf bestehenden Bedingungen im Feld am Installationsort des Repeaters 150 und darauf, welche Kombination aus Strahlungsmuster und Antennengewinn die beste Uplink- und Downlink-Signalqualität mit der Basisstation 100 oder der Upstream-Repeaterkaskadeneinheit 400 bereitstellt, ausgewählt werden. Die für die Bestimmung der Uplink- und Downlink-Signalqualität verwendete Metrik für jede der hierin offenbarten Ausführungsformen kann beispielsweise Messungen der Signalleistung, des Signal-Rausch-Verhältnisses oder Messungen anderer Signalqualitätsparameter umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine modulare Spenderantennenkomponente 210 eine Gruppe von mehreren räumlich getrennten Antennen umfassen, sodass die Richtcharakteristik der Hauptkeule der modularen Spenderantennenkomponente 210 (und/oder von Neben- oder Rückkeulen, wie es nachstehend weiter beschrieben wird) im Feld zum Zeitpunkt der Verwendung des Repeaters 150 angepasst werden kann. Bei einigen Ausführungsformen wird die Richtcharakteristik der Antennengruppe der modularen Spenderantennenkomponente 210 beispielsweise durch Anpassen der Phase und der relativen Amplitude des von jeder der räumlich getrennten Antennen der Gruppe gesendeten Signals gesteuert, um ein Muster von konstruktiver und destruktiver Interferenz in der Wellenfront zu erzeugen. Solche Anpassungen können von einem Techniker im Feld manuell vorgenommen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Richtcharakteristik der Antennengruppe der modularen Spenderantennenkomponente 210 durch Anpassungen der Phase und relativen Amplitude gesteuert werden, die durch die modulare Spendersteuerung 240 gesteuert werden. Derartige Anpassungen können sowohl für die Downlink- als auch Uplink-Antennenrichtcharakteristik verwendet werden. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Phase und die relative Amplitude des von jeder der räumlich getrennten Antennen der Gruppe gesendeten Signals in einer analogen Weise (z. B. durch Anwenden der Gewichtungen der Phase und relativen Amplitude in den RF-Frontend-Schaltungen mit der modularen Spendersignalaufbereitungskomponente 220), in einer digitalen Weise (zum Beispiel durch Anwenden der Gewichtungen der Phase und relativen Amplitude auf Frequenzbereichsdaten innerhalb der modularen Spendersignalaufbereitungskomponente 220) oder durch eine Kombination von analogen und digitalen Techniken implementiert sein.
Die modulare Spendersignalaufbereitungskomponente 220 umfasst einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Spenderantennenkomponente 210 und der modularen Spendersignalschnittstelle 230 innerhalb spezifizierter Frequenzbänder und Kanäle. Der Uplink-Pfad und der Downlink-Pfad sind mit der modularen Spenderantennenkomponente 210 gekoppelt. Als solches kann der Downlink-Pfad Frontend-Schaltungen zur Verarbeitung von Funkfrequenzsignalen umfassen, die von der modularen Spenderantennenkomponente 210 (einschließlich rauscharmer Verstärker, Filter und anderer Schaltungen) empfangen werden, die mit Frequenzbändern und Signalen kompatibel sind, die von der Basisstation 100 und der UE 115 gesendet werden. Auf ähnliche Weise kann der Uplink-Pfad eine Frontend-Schaltung zur Verarbeitung von Funkfrequenzsignalen umfassen, die von der modularen Spenderantennenkomponente 210 (einschließlich Leistungsverstärkern, Filtern und anderen Schaltungen) abgestrahlt werden sollen, die mit Frequenzbändern und Signalen kompatibel sind, die von der Basisstation 100 empfangen werden. Als solches kann die modulare Spendersignalaufbereitungskomponente 220 für eine spezifische Repeaterverwendung basierend auf RF-Eigenschaften und/oder anderen Eigenschaften der Kommunikationssignale ausgewählt werden, die von dem Repeater 150 erneut gesendet werden.
Die modulare Spendersignalschnittstelle 230 stellt die Schnittstelle zum Koppeln der Repeater-Spendereinheit 200 mit einem oder mehreren Repeaterzugangspunkten 300 und optional einer oder mehreren Repeaterkaskadeneinheiten 400 bereit. Bei einigen Ausführungsformen ist die modulare Spendersignalschnittstelle 230 beispielsweise mit den Uplink- und Downlink-Signalpfaden der modularen Spendersignalaufbereitungskomponente 220 gekoppelt und umfasst Ports und/oder Schaltungen, um den Transport von Kommunikationssignalen innerhalb des Repeaters 150 mit dem bzw. den Repeaterzugangspunkten 300 und der bzw. den Repeaterkaskadeneinheiten 400 zum Beispiel unter Verwendung von Koaxialkabeln, Lichtwellenleitertechnik oder einem anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Medium zu erleichtern. Wenn ein Repeaterzugangspunkt 300 beispielsweise an einem Ort in der Nähe der Repeater-Spendereinheit 200 physisch installiert ist, kann ein Techniker eine modulare Spendersignalschnittstelle 230 in die Repeater-Spendereinheit 200 installieren, die Verbinder und Elektronik aufweist, um eine Koaxialkabelverbindung zu dem Repeaterzugangspunkt 300 zu unterstützen. Wenn der Zweck des Repeaters 150 daraus besteht, für eine bessere Signal durchdringung in ein Gebäude oder in einen Ort zu sorgen, der mehrere Meter von der Repeater-Spendereinheit 200 entfernt ist, kann ein Techniker alternativ eine modulare Spendersignalschnittstelle 230 in die Repeater-Spendereinheit 200 installieren, die Verbinder und Elektronik aufweist, um eine Lichtwellenleiterkabelverbindung mit dem Repeaterzugangspunkt 300 zu unterstützen.
Die modulare Spendersteuerung 240 stellt das Management, die Überwachung und Steuerung der verschiedenen Aspekte der Repeater-Spendereinheit 200 und ihrer hierin beschriebenen Komponentenmodule bereit. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Spendersteuerung 240 einen Prozessor umfassen, der mit einem Speicher gekoppelt ist, der eine oder mehrere Repeatermanagement- und Steuersoftwareanwendungen ausführt. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Spendersteuerung 240 ein Modem oder eine Netzwerkschnittstelle umfassen, die einen Benutzerzugriff aus der Ferne auf die Funktionen der modularen Steuerung von einem externen Netzwerk aus erlaubt. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Spendersteuerung 240 beispielsweise Schaltungen umfassen, um ein Global Navigation Satellite System (GNSS)-Modul (beispielsweise ein Global Positioning System (GPS)-Empfänger), ein Bluetooth Low Energy (BLE)-Transceivermodul, ein drahtloses Netzwerkmodul (wie beispielsweise ein WLAN-Modul) oder andere Transceiver oder Sensoren zu implementieren, um Repeaterkonfigurationsinformationen zu erhalten und/oder auf den Repeater 150 zuzugreifen, ihn zu betreiben und zu warten.
In 2B ist ein Repeaterzugangspunkt 300 als eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310, eine modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320, eine modulare Abdeckungssignalschnittstelle 330 und eine modulare Abdeckungssteuerung 340 umfassend gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Repeaterzugangspunkt 300 eine oder mehrere dieser modularen Komponenten umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320 als eine Hauptplatine oder Rückwandplatine dienen, auf der eine oder mehrere von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310, der modularen Abdeckungssignalschnittstelle 330 und/oder der modularen Abdeckungssteuerung 340 installiert sind, um elektrische Energie für die anderen Komponenten und eine Signalkommunikation zwischen diesen Komponenten bereitzustellen.
Die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 strahlt drahtlose Signale ab und empfängt diese, um eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen dem Repeaterzugangspunkt 300 und einer oder mehreren Vorrichtungen UE 115 innerhalb ihres Abdeckungsbereichs herzustellen. Die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 empfängt Uplink-Kommunikationssignale von den Vorrichtungen UE 115, die von der Repeater-Spendereinheit 200 an die Basisstation 100 erneut gesendet werden sollen. Die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 sendet an die Vorrichtungen UE 115 Downlink-Kommunikationssignale, die durch den Repeaterzugangspunkt 300 von der Repeater-Spendereinheit 200 empfangen werden. Eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 kann aus mehreren verschiedenen modularen Abdeckungsantennenkomponenten 310 mit unterschiedlichen Antenneneigenschaften zur Installation in den Repeaterzugangspunkt 300 ausgewählt werden. Eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 kann beispielsweise basierend auf einer Kombination aus dem bereitgestellten Strahlungsmuster und dem Antennengewinn ausgewählt werden.
Die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 kann daher basierend auf den bestehenden Bedingungen im Feld am Installationsort und darauf, welche Kombination aus Strahlungsmuster und Antennengewinn die beste Uplink- und Downlink-Signalqualität mit der UE 115 innerhalb eines gewünschten Abdeckungsbereichs bereitstellt, ausgewählt werden. Die für die Bestimmung der Uplink- und Downlink-Signalqualität verwendete Metrik kann beispielsweise Messungen der Signalleistung, des Signal-Rausch-Verhältnisses oder Messungen anderer Signalqualitätsparameter umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 eine Gruppe von mehreren räumlich getrennten Antennen umfassen, sodass die Richtcharakteristik der Hauptkeule der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 (und/oder von Neben- oder Rückkeulen, wie es nachstehend weiter beschrieben wird) im Feld zum Zeitpunkt der Verwendung des Repeaters 150 angepasst werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann die Richtcharakteristik der Antennengruppe der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 beispielsweise durch Anpassen der Phase und der relativen Amplitude des von jeder der räumlich getrennten Antennen der Gruppe gesendeten Signals gesteuert werden, um ein Muster von konstruktiver und destruktiver Interferenz in der Wellenfront zu erzeugen. Solche Anpassungen können von einem Techniker im Feld manuell vorgenommen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Richtcharakteristik der Antennengruppe der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 durch Anpassungen der Phase und relativen Amplitude gesteuert werden, die durch die modulare Abdeckungssteuerung 340 gesteuert werden. Derartige Anpassungen können verwendet werden, um Anpassungen sowohl in der Downlink- als auch in der Uplink-Antennenrichtcharakteristik zu beeinflussen. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Phase und die relative Amplitude des von jeder der räumlich getrennten Antennen der Gruppe gesendeten Signals in einer analogen Weise (z. B. durch Anwenden der Gewichtungen der Phase und relativen Amplitude in den RF-Frontend-Schaltungen in der modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320), in einer digitalen Weise (zum Beispiel durch Anwenden der Gewichtungen der Phase und relativen Amplitude auf die Frequenzbereichsdaten innerhalb der modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320) oder durch eine Kombination von analogen und digitalen Techniken implementiert sein.
Die modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320 umfasst einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 und der modularen Abdeckungssignalschnittstelle 330 innerhalb spezifizierter Frequenzbänder und Kanäle. Der Uplink-Pfad und der Downlink-Pfad sind mit der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 gekoppelt. Als solches kann der Uplink-Pfad Frontend-Schaltungen zur Verarbeitung von Funkfrequenzsignalen umfassen, die von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 (einschließlich rauscharmer Verstärker, Filter und anderer Schaltungen) empfangen werden, die mit Frequenzbändern und Signalen kompatibel sind, die von der der UE 115 und der Basisstation 100 gesendet werden. Auf ähnliche Weise kann der Downlink-Pfad eine Frontend-Schaltung zur Verarbeitung von Funkfrequenzsignalen umfassen, die von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 (einschließlich Leistungsverstärkern, Filtern und anderen Schaltungen) abgestrahlt werden sollen, die mit Frequenzbändern und Signalen kompatibel sind, die von der Basisstation 100 und der UE 115 empfangen werden. Als solches kann die modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320 für eine spezifische Repeaterverwendung basierend auf RF-Eigenschaften und/oder anderen Eigenschaften der Kommunikationssignale ausgewählt werden, die von dem Repeater 150 erneut gesendet werden.
Die modulare Abdeckungssignalschnittstelle 330 stellt die Schnittstelle zum Koppeln des Repeaterzugangspunkts 300 mit der Repeater-Spendereinheit 200 und optional einer oder mehreren Repeaterkaskadeneinheiten 400 bereit. Bei einigen Ausführungsformen ist die modulare Abdeckungssignalschnittstelle 330 beispielsweise mit den Uplink- und Downlink-Signalpfaden der modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320 gekoppelt und umfasst Ports und/oder Schaltungen, um den Transport von Kommunikationssignalen innerhalb des Repeaters 150 mit der Repeater-Spendereinheit 200 und einer bzw. mehreren optionalen Repeaterkaskadeneinheiten 400 zum Beispiel unter Verwendung von Koaxialkabeln, Lichtwellenleitertechnik oder eines anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Mediums zu erleichtern. Wenn ein Repeaterzugangspunkt 300 beispielsweise physisch an einem Ort in der Nähe der Repeater-Spendereinheit 200 installiert ist, kann ein Techniker eine modulare Abdeckungssignalschnittstelle 330 in den Repeaterzugangspunkt 300 installieren, die Verbinder und Elektronik aufweist, um eine Koaxialkabelverbindung mit der Repeater-Spendereinheit 200 zu unterstützen. Wenn der Zweck des Repeaters 150 daraus besteht, für eine bessere Signaldurchdringung in ein Gebäude oder in einen Ort zu sorgen, der mehrere Meter von der Repeater-Spendereinheit 200 entfernt ist, kann ein Techniker alternativ eine modulare Abdeckungssignalschnittstelle 330 in den Repeaterzugangspunkt 300 installieren, der Verbinder und Elektronik aufweist, um eine Lichtwellenleiterkabelverbindung mit der Repeater-Spendereinheit 200 zu unterstützen.
Die modulare Abdeckungssteuerung 340 stellt das Management, die Überwachung und Steuerung der verschiedenen Aspekte des Repeaterzugangspunkts 300 und seiner hierin beschriebenen Komponentenmodule bereit. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Abdeckungssteuerung 340 einen Prozessor umfassen, der mit einem Speicher gekoppelt ist, der eine oder mehrere Repeatermanagement- und Steuersoftwareanwendungen ausführt. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Abdeckungssteuerung 340 ein Modem oder eine Netzwerkschnittstelle umfassen, die einen Benutzerzugriff aus der Ferne auf die Funktionen der modularen Steuerung von einem externen Netzwerk aus erlaubt. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Abdeckungssteuerung 340 beispielsweise Schaltungen umfassen, um ein GNSS-Modul (zum Beispiel ein GPS-Empfänger), ein BLE-Transceivermodul, ein drahtloses Netzwerkmodul (wie beispielsweise ein WLAN-Modul) oder andere Transceiver oder Sensoren zu implementieren, um Repeaterkonfigurationsinformationen und/oder Zugriff zu erhalten, den Repeater 150 zu betreiben und zu warten. Es versteht sich, dass bei einigen Ausführungsformen ein Repeater 150 stattdessen eine einzelne modulare Steuerung umfassen kann, welche die hierin beschriebenen Funktionen sowohl für die modulare Spendersteuerung 240 als auch die modulare Abdeckungssteuerung 340 umfasst. Bei solchen Ausführungsformen kann die einzelne modulare Steuerung entweder in der Repeater-Spendereinheit 200 oder in dem Repeaterzugangspunkt 300 untergebracht sein. Eine solche gemeinsam genutzte modulare Steuerung kann wie vorstehend beschrieben mit der entsprechenden Signalaufbereitungskomponente, der Hauptplatine und/oder der Rückwandplatine verbunden sein.
In 2C ist eine Repeaterkaskadeneinheit 400 als eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410, eine modulare Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420, eine modulare Kaskadensignalschnittstelle 430 und eine modulare Kaskadensteuerung 440 umfassend gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Repeaterkaskadeneinheit 400 eine oder mehrere dieser modularen Komponenten umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine modulare Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420 als eine Hauptplatine oder Rückwandplatine dienen, auf der eine oder mehrere der modularen Kaskadenantennenkomponenten 410, der modularen Kaskadensignalschnittstelle 430 und/oder der modularen Kaskadensteuerung 440 installiert sind, um elektrische Energie an die anderen Komponenten und eine Signalkommunikation zwischen diesen bereitzustellen. Diese Komponenten der Repeaterkaskadeneinheit 400 funktionieren im Wesentlichen in der gleichen Weise wie vorstehend für die entsprechenden Komponenten des Repeaterzugangspunkts 300 beschrieben.
Die modulare Kaskadenantennenkomponente 410 strahlt drahtlose Signale ab und empfängt diese, um eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Repeaterkaskadeneinheit 400 und einem weiteren Repeater 150 innerhalb ihres Abdeckungsbereichs herzustellen.
Die modulare Kaskadenantennenkomponente 410 empfängt Uplink-Kommunikationssignale von dem weiteren Repeater 150, die von der Repeater-Spendereinheit 200 an die Basisstation 100 erneut gesendet werden sollen. Die modulare Kaskadenantennenkomponente 410 sendet an den weiteren Repeater 150 Downlink-Kommunikationssignale, die von der Repeaterkaskadeneinheit 400 von der Repeater-Spendereinheit 200 empfangen werden. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Repeaterkaskadeneinheit 400 direkt mit der Repeater-Spendereinheit 200 oder alternativ indirekt über einen Repeaterzugangspunkt 300 gekoppelt sein. Eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410 kann aus mehreren verschiedenen modularen Kaskadenantennenkomponenten 410 mit unterschiedlichen Antenneneigenschaften zur Installation in die Repeaterkaskadeneinheit 400 ausgewählt werden. Eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410 kann beispielsweise basierend auf einer Kombination daraus, welches Strahlungsmuster und welche Antennenverstärkung bereitgestellt sind, ausgewählt werden.
Die modulare Kaskadenantennenkomponente 410 kann daher basierend auf den vorhandenen Bedingungen im Feld am Installationsort und darauf, welche Kombination aus Strahlungsmuster und Antennenverstärkung die beste Uplink- und Downlink-Signalqualität mit dem nachgeschalteten weiteren Repeater 150 bereitstellt, ausgewählt werden. Die für die Bestimmung der Uplink- und Downlink-Signalqualität verwendete Metrik kann beispielsweise Messungen der Signalleistung, des Signal-Rausch-Verhältnisses oder Messungen anderer Signalqualitätsparameter umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410 eine Gruppe von mehreren räumlich getrennten Antennen umfassen, sodass die Richtcharakteristik der Hauptkeule der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 (und/oder von Neben- oder Rückkeulen, wie es nachstehend weiter beschrieben wird) im Feld zum Zeitpunkt der Verwendung des Repeaters 150 angepasst werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann die Richtcharakteristik der Antennengruppe der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 beispielsweise durch Anpassen der Phase und der relativen Amplitude des von jeder der räumlich getrennten Antennen der Gruppe gesendeten Signals gesteuert werden, um ein Muster von konstruktiver und destruktiver Interferenz in der Wellenfront zu erzeugen. Solche Anpassungen können von einem Techniker im Feld manuell vorgenommen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Richtcharakteristik der Antennengruppe der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 durch Anpassungen der Phase und relativen Amplitude gesteuert werden, die durch die modulare Kaskadensteuerung 440 gesteuert werden. Derartige Anpassungen können verwendet werden, um Anpassungen sowohl in der Downlink- als auch in der Uplink-Antennenrichtcharakteristik zu beeinflussen. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Phase und die relative Amplitude des von jeder der räumlich getrennten Antennen der Gruppe gesendeten Signals in einer analogen Weise (z. B. durch Anwenden der Gewichtungen der Phase und relativen Amplitude in den RF-Frontend-Schaltungen in der modularen Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420), in einer digitalen Weise (zum Beispiel durch Anwenden der Gewichtungen der Phase und relativen Amplitude auf die Frequenzbereichsdaten innerhalb der modularen Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420) oder durch eine Kombination von analogen und digitalen Techniken implementiert sein.
Die modulare Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420 umfasst einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 und der modularen Kaskadensignalschnittstelle 430 innerhalb spezifizierter Frequenzbänder und Kanäle. Der Uplink-Pfad und der Downlink-Pfad sind mit der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 gekoppelt. Als solches kann der Uplink-Pfad Frontend-Schaltungen zur Verarbeitung von Funkfrequenzsignalen umfassen, die von der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 (einschließlich rauscharmer Verstärker, Filter und anderer Schaltungen) empfangen werden, die mit Frequenzbändern und Signalen kompatibel sind, die von der der UE 115 und der Basisstation 100 gesendet werden. Auf ähnliche Weise kann der Downlink-Pfad eine Frontend-Schaltung zur Verarbeitung von Funkfrequenzsignalen umfassen, die von der modularen Kaskadenantennenkomponente 410 (einschließlich Leistungsverstärkern, Filtern und anderen Schaltungen) abgestrahlt werden sollen, die mit Frequenzbändern und Signalen kompatibel sind, die von der Basisstation 100 und der UE 115 empfangen werden. Als solches kann die modulare Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420 für eine spezifische Repeaterverwendung basierend auf RF-Eigenschaften und/oder anderen Eigenschaften der Kommunikationssignale ausgewählt werden, die von dem Repeater 150 erneut gesendet werden.
Die modulare Kaskadensignalschnittstelle 430 stellt die Schnittstelle zum Koppeln der Repeaterkaskadeneinheit 400 mit einer Repeater-Spendereinheit 200 oder optional mit einem Repeaterzugangspunkt 300 bereit. Bei einigen Ausführungsformen ist die modulare Kaskadensignalschnittstelle 430 beispielsweise mit den Uplink- und Downlink-Signalpfaden der modularen Kaskadensignalaufbereitungskomponente 420 gekoppelt und umfasst Ports und/oder Schaltungen, um den Transport von Kommunikationssignalen innerhalb des Repeaters 150 mit der Repeater-Spendereinheit 200 (oder dem Repeaterzugangspunkt 300) beispielsweise unter Verwendung von Koaxialkabeln, Lichtwellenleitertechnik oder eines anderen verdrahteten oder drahtlosen Mediums zu erleichtern. Wenn eine Repeaterkaskadeneinheit 400 beispielsweise physisch an einem Ort in der Nähe der Repeater-Spendereinheit 200 installiert ist, kann ein Techniker eine modulare Kaskadensignalschnittstelle 430 in die Repeaterkaskadeneinheit 400 installieren, die Verbinder und Elektronik aufweist, um eine Koaxialkabelverbindung mit der Repeater-Spendereinheit 200 zu unterstützen. Wenn der Zweck des Repeaters 150 daraus besteht, eine bessere Signaldurchdringung in ein Gebäude oder in einen Ort bereitzustellen, der sich mehrere Meter von der Repeater-Spendereinheit 200 entfernt befindet, kann ein Techniker alternativ eine modulare Kaskadensignalschnittstelle 430 in die Repeaterkaskadeneinheit 400 installieren, die Verbinder und Elektronik aufweist, um eine Lichtwellenleiterkabelverbindung mit der Repeater-Spendereinheit 200 zu unterstützen.
Die modulare Kaskadensteuerung 440 stellt das Management, die Überwachung und Steuerung der verschiedenen Aspekte der hierin beschriebenen Repeaterkaskadeneinheit 400 und ihrer Komponentenmodule bereit. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Kaskadensteuerung 440 einen Prozessor umfassen, der mit einem Speicher gekoppelt ist, der eine oder mehrere Repeatermanagement- und Steuersoftwareanwendungen ausführt. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Kaskadensteuerung 440 ein Modem oder eine Netzwerkschnittstelle umfassen, die einen Benutzerzugriff aus der Ferne auf die Funktionen der modularen Steuerung von einem externen Netzwerk aus erlaubt. Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Kaskadensteuerung 440 beispielsweise Schaltungen umfassen, um ein GNSS-Modul (zum Beispiel ein GPS-Empfänger), ein BLE-Transceivermodul, ein drahtloses Netzwerkmodul (wie beispielsweise ein WLAN-Modul) oder andere Transceiver oder Sensoren zu implementieren, um Repeaterkonfigurationsinformationen und/oder Zugriff zu erhalten, den Repeater 150 zu betreiben und zu warten. Es versteht sich, dass für diejenigen Ausführungsformen des Repeaters 150, die eine Repeaterkaskadeneinheit 400 umfassen, der Repeater 150 stattdessen eine einzelne modulare Steuerung umfassen kann, welche die hierin beschriebenen Funktionen sowohl für die modulare Spendersteuerung 240 als auch die modulare Abdeckungssteuerung 340 und/oder die modulare Kaskadensteuerung 440 umfasst. Bei solchen Ausführungsformen kann die einzelne modulare Steuerung entweder in der Repeater-Spendereinheit 200, dem Repeaterzugangspunkt 300 oder der Repeaterkaskadeneinheit 400 untergebracht sein. Eine solche gemeinsam genutzte modulare Steuerung kann wie vorstehend beschrieben mit der entsprechenden Signalaufbereitungskomponente, der Hauptplatine und/oder der Rückwandplatine verbunden sein.
Mit der gegebenen Modularität der Repeater-Spendereinheit 200, des Repeaterzugangspunkts 300 und der Repeaterkaskadeneinheit 400 ist es möglich, kurzfristig zu entscheiden, welche Lösung am besten auf das gegebene Szenario an einem Verwendungsort des Repeaters 150 passt. Dies ist ein Vorteil für den Installateur und den Betreiber des Repeaters in Bezug auf die Lagerlogistik, da jede Systemvariante einfach konfiguriert werden kann.
Die 3A und 3B veranschaulichen zwei beispielhafte Implementierungsvarianten eines Repeaters 150, der eine Repeater-Spendereinheit 200 und mehrere Repeaterzugangspunkte 300 und 300 umfasst. Bei den Ausführungsformen, die in den 3A und 3B gezeigt sind, sind die Repeaterzugangspunkte 300 jeweils mit einer Repeater-Spendereinheit 200 gekoppelt und umfassen modulare Abdeckungsantennenkomponenten 310, die dafür ausgewählt sind, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweisen, die einen Abdeckungsbereich unter Verwendung von Antennendiagrammen erzeugen, die eng auf spezifische Kundenstandorte gerichtet sind. Die Ausführungsform von 3A veranschaulicht beispielsweise eine Implementierung, bei der die Repeaterzugangspunkte 300 modulare Abdeckungsantennenkomponenten 310 umfassen, die dafür ausgewählt sind, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweisen, welche die unterschiedlichen Abdeckungsbereiche 350-1 und 350-2 für die entsprechenden Kundenstandorte 355-1 und 355-2 erzeugen. Hier können sich die Repeaterzugangspunkte 300 in der Nähe der Repeater-Spendereinheit 200 zum Beispiel an einem gemeinsamen Mast, Rahmen oder einer anderen Struktur befinden. Aufgrund ihrer Nähe können Koaxialkabel verwendet werden, um Kommunikationssignale zwischen den Repeaterzugangspunkten 300 und der Repeater-Spendereinheit 200 zu übertragen, und alle Komponenten des Repeaters 150 können von der gleichen lokalen elektrischen Stromquelle versorgt werden. Die Ausführungsform von 3B veranschaulicht eine Implementierung, bei der die Repeaterzugangspunkte 300 modulare Abdeckungsantennenkomponenten 310 umfassen, die dafür ausgewählt sind, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweisen, welche die unterschiedlichen Abdeckungsbereiche 350-1 und 350-2 und 350-3 für die entsprechenden Kundenstandorte 355-1, 355-2 und 355-3 erzeugen. Die Ausführungsform von 3B veranschaulicht zudem eine Implementierung, bei der die Repeaterzugangspunkte 300 entfernt von der Repeater-Spendereinheit 200 zum Beispiel an verschiedenen Masten, Rahmen oder anderen Strukturen angeordnet sein können. Aufgrund ihres Abstands voneinander können Lichtwellenleiterkabel verwendet werden, um Kommunikationssignale zwischen den Repeaterzugangspunkten 300 und der Repeater-Spendereinheit 200 zu übertragen. Die Komponenten des Repeaters 150 können jeweils von entsprechenden lokalen elektrischen Stromquellen in der Nähe ihres Orts mit Strom versorgt werden, oder bei einigen Ausführungsformen können Hybrid-Lichtwellenleiter- und Stromkabel verwendet werden, um Strom von der Repeater-Spendereinheit 200 an die Repeaterzugangspunkte 300 zu verteilen.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung, die eine Kaskadierungsarchitektur umfasst, die mehrere Repeater 150 umfasst, um mehrere Abdeckungsbereiche 350-1 und 350-2 einzurichten. Bei der Ausführungsform von 4 umfasst ein erster Repeater 150-1 eine Repeater-Spendereinheit 200, die mit einem Repeaterzugangspunkt 300 und ferner mit einer Repeaterkaskadeneinheit 400 gekoppelt ist. Die Repeater-Spendereinheit 200 des ersten Repeaters 150-1 umfasst eine modulare Spenderantennenkomponente 210, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, welche die Kommunikation mit der Basisstation 100 optimieren. Der Repeaterzugangspunkt 300 des Repeaters 150-1 umfasst eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, die den Abdeckungsbereich 450-1 unter Verwendung von Antennendiagrammen erzeugen, die eng auf spezifische Kundenstandorte 455-1 gerichtet sind. Die Repeaterkaskadeneinheit 400 des Repeaters 150-1 umfasst eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, die auf den nächsten Repeater der Kette, den zweiten Repeater 150-2, gerichtet ist.
Der zweite Repeater 150-2 umfasst eine Repeater-Spendereinheit 200, die eine modulare Spenderantennenkomponente 210 aufweist, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, welche die Kommunikation mit der Repeaterkaskadeneinheit 400 des Repeaters 150-1 optimieren. Die Repeater-Spendereinheit 200 ist mit einem Repeaterzugangspunkt 300 und ferner mit einer Repeaterkaskadeneinheit 400 gekoppelt. Der Repeaterzugangspunkt 300 des Repeaters 150-2 umfasst eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, die den Abdeckungsbereich 450-2 unter Verwendung von Antennendiagrammen erzeugen, die eng auf spezifische Kundenstandorte 455-2 gerichtet sind. Die Repeaterkaskadeneinheit 400 des Repeaters 150-2 umfasst eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, die auf den nächsten Repeater der Kette, den dritten Repeater 150-3, gerichtet sind.
Der dritte Repeater 150-3 umfasst eine Repeater-Spendereinheit 200, die eine modulare Spenderantennenkomponente 210 aufweist, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, welche die Kommunikation mit der Repeaterkaskadeneinheit 400 des Repeaters 150-2 optimieren. Die Repeater-Spendereinheit 200 des Repeaters 150-3 ist auch mit einem Repeaterzugangspunkt 300 gekoppelt, der eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 umfasst, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, die den Abdeckungsbereich 450-3 unter Verwendung von Antennendiagrammen erzeugen, die eng auf spezifische Kundenstandorte 455-3 gerichtet sind. Der dritte Repeater 150-3, welcher der Endrepeater in der Kaskadierungskette ist, muss keine Repeaterkaskadeneinheit 400 umfassen, obwohl er für zukünftige Expansionszwecke einen umfassen kann.
Auf diese Weise wird der Abdeckungsbereich der Zelle 102, die der Basisstation 100 zugeordnet ist, erweitert, um die Kundenstandorte 455-1, 2 und 3 abzudecken. Obwohl dieses Beispiel ein Kaskadierungsnetzwerk aus drei Repeatern veranschaulicht, versteht es sich, dass bei anderen Ausführungsformen ein Kaskadierungsnetzwerk eine beliebige Anzahl an 2 oder mehr Repeatern umfassen kann.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung, die eine Kaskadierungsarchitektur umfasst, die mehrere Repeater 150 umfasst, wobei einer oder mehrere der mehreren Repeater 150 mehrere Repeaterzugangspunkte 300 umfassen. Ein erster Repeater 550-1 umfasst eine Repeater-Spendereinheit 200, die mit einem Paar von Repeaterzugangspunkten 300 und ferner mit einer Repeaterkaskadeneinheit 400 gekoppelt ist. In 5 umfasst die Repeater-Spendereinheit 200 des ersten Repeaters 550-1 eine modulare Spenderantennenkomponente 210, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, welche die Kommunikation mit der Basisstation 100 optimieren. Die Repeaterzugangspunkte 300 des Repeaters 550-1 sind entsprechend mit der Repeater-Spendereinheit 200 des Repeaters 550-1 gekoppelt und umfassen modulare Abdeckungsantennenkomponenten 310, die dafür ausgewählt sind, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweisen, welche die Abdeckungsbereiche 554-1 und 554-2 unter Verwendung von Antennendiagrammen erzeugen, die eng auf die spezifischen Kundenstandorte 555-1 und 555-2 gerichtet sind. Die Repeaterkaskadeneinheit 400 des Repeaters 550-1 umfasst eine modulare Kaskadenantennenkomponente 410, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, die auf den nächsten Repeater der Kette, den zweiten Repeater 550-2, gerichtet ist.
Der zweite Repeater 550-2 umfasst eine Repeater-Spendereinheit 200, die eine modulare Spenderantennenkomponente 210 aufweist, die dafür ausgewählt ist, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweist, welche die Kommunikation mit der Repeaterkaskadeneinheit 400 des Repeaters 550-1 optimieren. Die Repeaterzugangspunkte 300 des Repeaters 550-2 sind entsprechend mit der Repeater-Spendereinheit 200 des Repeaters 550-2 gekoppelt und umfassen modulare Abdeckungsantennenkomponenten 310, die dafür ausgewählt sind, dass sie eine Richtcharakteristik und einen Gewinn aufweisen, welche die Abdeckungsbereiche 554-3 und 554-4 unter Verwendung von Antennendiagrammen erzeugen, die eng auf die spezifischen Kundenstandorte 555-3 und 555-4 gerichtet sind.
Verschiedene Ausführungsformen von mmWave-Repeatern 150 können daher in verschiedenen Kombinationen mit Antennenkomponentenkonfigurationen mit Richtcharakteristik und Gewinndiagrammen verwendet werden, um maßgeschneiderte Abdeckungsbereiche zu erzeugen und Signale um Gebäude herumzuführen und Wände oder andere signalblockierende Hindernisse zu umgehen.
Um die schlechten Ausbreitungseigenschaften von mmWave-Frequenzen zu kompensieren, werden wie vorstehend beschrieben hohe Verstärkungswerte von dem mmWave-Repeatersystem verwendet. Das Übertragen von Signalen mit hoher Verstärkung erhöht jedoch die Tendenz zu Systemschwingungen, wenn die Isolierung zwischen Spender- und Abdeckungsantenne eines Repeaters nicht ausreichend hoch ist. Im Falle von Neuübertragungen von Downlink-Signalen durch einen Repeater kann ohne ausreichende Isolierung eine Übertragung mit hoher Verstärkung (z. B. hoher RF-Leistung) durch eine Abdeckungsantenne in die Spenderantenne des Repeaters und in dessen Downlink-Signalpfad zurück empfangen werden, wo sie den gewünschten Downlink-Signalen überlagert wird, die von der Basisstation 100 an der Spenderantenne empfangen werden. Diese Überlagerung von zuvor gesendeten Downlink-Signalen und ursprünglichen Basisstationssignalen kann in Schwingungen innerhalb des Downlink-Signalpfads resultieren, welche die Qualität der von der UE 115 empfangenen Signale verschlechtern. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass diese Form der Rückkopplung nicht auf das reine Beeinflussen von Downlink-Signalen beschränkt ist. Im Falle von Neuübertragungen von Uplink-Signalen durch einen Repeater kann eine Übertragung mit hoher Verstärkung (z. B. hoher RF-Leistung) ohne ausreichende Isolierung auf ähnliche Weise von einer Spenderantenne zurück in die Abdeckungsantenne des Repeaters und in dessen Uplink-Signalpfad empfangen werden, wo sie den gewünschten Uplink-Signalen überlagert wird, die von der UE 115 an der Abdeckungsantenne empfangen werden. Diese Überlagerung von zuvor gesendeten Downlink-Signalen und ursprünglichen Basisstationssignalen kann die Qualität der von der UE 115 empfangenen Signale verschlechtern. Auf ähnliche Weise kann die Überlagerung von zuvor gesendeten Uplink-Signalen und Uplink-Signalen von der UE 115 die Qualität von Signalen, die von der Basisstation 100 empfangen werden, verschlechtern. Es sollte beachtet werden, dass sowohl im Uplink- als auch im Downlink-Signalpfad auch bei Abwesenheit eines Kommunikationssignals Schwingungen erzeugt werden können, indem thermisches Rauschen von dem Repeater 150 verstärkt, gesendet und empfangen wird.
Um die fehlende Isolierung zu steuern und zu verbessern, können eine oder mehrere Ausführungsformen des mmWave-Repeaters 150 das einsetzen, was hierin als Hybrid-Nebenkeulenabschwächung bezeichnet wird. Wie in 6 dargestellt, wird das einem Repeaterzugangspunkt 300 zugehörige Strahlungsmuster 601 (d. h., das Strahlungsmuster, das durch seine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 erzeugt wird), eine Hauptkeule 612 (oder einen Hauptstrahl) und mehrere Nebenkeulen 613 umfassen. Das einer Repeater-Spendereinheit 200 zugehörige Strahlungsmuster 602 (d. h., das Strahlungsmuster, das von seiner modularen Spenderantennenkomponente 210 erzeugt wird) wird eine Hauptkeule 622 (oder einen Hauptstrahl) und mehrere Nebenkeulen 623 umfassen.
Eine Überlappung zwischen den Nebenkeulen 613 und 623 kann die Isolierung zwischen einer Repeater-Spendereinheit 200 und einem Repeaterzugangspunkt 300 reduzieren, wobei eine größere Überlappung eine größere Leckage erzeugt. Auch wenn eine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 ausgewählt ist, um einen eng definierten Hauptstrahl 612 zu erzeugen, der in einen gewünschten Abdeckungsbereich gerichtet ist, werden mit anderen Worten immer noch Nebenkeulen 613 nahe dem Repeaterzugangspunkt 300 erzeugt, die über Nebenkeulen 623 der modularen Spenderantennenkomponente 210 der Repeater-Spendereinheit 200 empfangen werden können. Ähnlich können die Nebenkeulen 623, die in der Nähe der Repeater-Spendereinheit 200 erzeugt werden, über die Nebenkeulen 613 der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 des Repeaterzugangspunkts 300 empfangen werden.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Hybrid-Nebenkeulenabschwächung das elektronische Anpassen und Lenken der Nebenkeulen 613 und/oder 623, um dabei zu unterstützen, die Downlink-Signalisolierung für einen mmWave-Repeater 150 zu maximieren. Da die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 eine phasengesteuerte Gruppe oder Antennen umfasst, können Anpassungen an ihr Diagramm angewendet werden, die erhebliche Änderungen an der Größe, der Richtcharakteristik und den Winkeln der Nebenkeulen 613 erzeugen können, während immer noch ein Hauptstrahl 612 bereitgestellt wird, der die gewünschten Signalpegel in dem Sollabdeckungsbereich erzeugt. Bei einer Ausführungsform umfasst die modulare Spendersteuerung 240 mindestens einen Digitalsignalverarbeitungssoftwarealgorithmus, der die von einer Nebenkeule 613 empfangene Isolierungsleckage analysiert und aus diesen Leckagedaten eine Strahlungsmusteranpassung bestimmt.
Bei einer Ausführungsform führt der Repeaterzugangspunkt 300 ein Testsignal in seinen Downlink-Pfad ein, das von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 abgestrahlt wird. Die modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320 kann zum Beispiel einen Testsignalgenerator umfassen, um ein Downlink-Testsignal zu erzeugen, oder die modulare Abdeckungssteuerung 340 kann ein Downlink-Testsignal erzeugen und ausgeben, das in den Downlink-Pfad des Repeaterzugangspunkts 300 eingespeist und von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 abgestrahlt wird. Alternativ kann bei einigen Ausführungsformen die modulare Spendersignalaufbereitungskomponente 220 den Testsignalgenerator umfassen, um das Downlink-Testsignal zu erzeugen, oder die modulare Spendersteuerung 240 kann ein Downlink-Testsignal erzeugen und ausgeben, das in den Downlink-Pfad eingespeist wird, der an den Repeaterzugangspunkt 300 gesendet und von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 abgestrahlt wird. Um die Analyse bei in Betrieb befindlichem Repeater 150 auszuführen, sollte das Downlink-Testsignal von von der Basisstation 100 erzeugten Downlink-Kommunikationssignalen unterscheidbar sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Downlink-Testsignal ein Breitbandsignal oder ein während der Analyse frequenzanpassbares Signal sein.
Das abgestrahlte Downlink-Testsignal, das von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 erzeugt wird, wird an der modularen Spenderantennenkomponente 210 der Repeater-Spendereinheit 200 empfangen (z. B. über eine Nebenkeule 623).Die modulare Spendersteuerung 240 empfängt und erkennt das Downlink-Testsignal vom Downlink-Pfad der Repeater-Spendereinheit 200 und wendet eine Digitalsignalverarbeitung an, um den Signalpegel des Testsignals im Downlink-Pfad zu bestimmen, der ein Hinweis auf den gegenwärtigen Betrag an Downlink-Signalisolierung ist. Die modulare Spendersteuerung 240 analysiert die durch die Nebenkeulen 613 und 623 verursachte Isolierungsleckage und bestimmt von diesen Leckagedaten eine Strahlungsmusteranpassung. Bei einigen Ausführungsformen bestimmt die modulare Spendersteuerung 240 eine Anpassung an das Strahlungsmuster, um den Winkel der Nebenkeule 613 und/oder 623 zu reduzieren oder zu ändern oder eine Überlappungsregion dazwischen aufzuheben. Diese Strahlungsmusteranpassung kann dann an die modulare Abdeckungssteuerung 340 des Repeaterzugangspunkts 300, um seine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 anzupassen und das überarbeitete Strahlungsmuster zu erzeugen, an die modulare Spendersteuerung 240 der Repeater-Spendereinheit 200, um ihre modulare Spenderantennenkomponente 210 anzupassen und das überarbeitete Strahlungsmuster zu erzeugen, oder an beide kommuniziert werden. Dieser Vorgang kann iterativ wiederholt werden, um eine optimale Strahlungsmusteranpassung zu erhalten, welche die Rückkopplung der Nebenkeule 613 in die Repeater-Spendereinheit 200 abschwächt.
Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Spendersteuerung 240 Anpassungen für das Übertragungsstrahlungsmuster der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310, das Empfangsantennendiagramm der modularen Spenderantennenkomponente 210 oder beides bestimmen. Durch iteratives Anpassen der Empfangs- und Sendestrahlungsmuster können die Nebenkeulen 613 und/oder die Nebenkeulen 623 verändert werden. Das heißt, sie können mindestens teilweise aufgehoben oder umgeleitet werden, um eine Überlappung zu verringern und die Downlink-Pfadisolierung zwischen der Repeater-Spendereinheit 200 und dem Repeaterzugangspunkt 300 zu erhöhen.
Hybrid-Nebenkeulenabschwächung kann in ähnlicher Weise eingesetzt werden, um die Isolierung zwischen der Repeater-Spendereinheit 200 und dem Repeaterzugangspunkt 300 in Bezug auf Uplink-Kommunikationen zu erhöhen. Selbst wenn eine modulare Spenderantennenkomponente 210 ausgewählt wird, um einen eng definierten Hauptstrahl 622 zu erzeugen, der auf eine Basisstation 100 gerichtet ist, werden mit anderen Worten immer noch die Nebenkeulen 623 nahe der Repeater-Spendereinheit 200 erzeugt, was zu einer Signalleckage durch Überlappen der Nebenkeulen 613 der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 des Repeaterzugangspunkts 300 führen kann. In der gleichen Weise, wie sie für die Downlink-Signalisolierung verwendet wird, kann erneut eine Hybrid-Nebenkeulenabschwächung verwendet werden, um die Nebenkeulen 623 und/oder die Nebenkeulen 613 elektronisch anzupassen und zu lenken, um dabei zu unterstützen, die Uplink-Signalisolierung für einen mmWave-Repeater 150 zu maximieren.
Daher umfasst bei einer Ausführungsform die Hybrid-Nebenkeulenabschwächung das elektronische Anpassen und Lenken der Nebenkeulen 623 und/oder 613, um dabei zu unterstützen, die Uplink-Signalisolierung für einen mmWave-Repeater 150 zu maximieren. Da die modulare Spenderantennenkomponente 210 eine phasengesteuerte Gruppe oder Antennen umfasst, können Anpassungen an ihr Diagramm angewandt werden, die erhebliche Änderungen an der Größe, der Richtcharakteristik und den Winkeln der Nebenkeulen 623 erzeugen können, während immer noch ein Hauptstrahl 622 bereitgestellt wird, der die gewünschten Signalpegel in dem Sollabdeckungsbereich erzeugt.
Bei einer Ausführungsform umfasst die modulare Abdeckungssteuerung 340 mindestens einen Digitalsignalverarbeitungssoftwarealgorithmus, der die von der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 empfangene Isolierungsleckage analysiert und aus diesen Leckagedaten eine Strahlungsmusteranpassung bestimmt. Die Repeater-Spendereinheit 200 kann zum Beispiel ein Testsignal in ihren Uplink-Pfad einführen, das von der modularen Spenderantennenkomponente 210 abgestrahlt wird. Die modulare Spendersignalaufbereitungskomponente 220 kann zum Beispiel einen Testsignalgenerator umfassen, um ein Uplink-Testsignal zu erzeugen, oder die modulare Spendersteuerung 240 kann ein Uplink-Testsignal erzeugen und ausgeben, das in den Uplink-Pfad der Repeater-Spendereinheit 200 eingespeist wird. Alternativ kann bei einigen Ausführungsformen die modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente 320 den Testsignalgenerator umfassen, um das Uplink-Testsignal zu erzeugen, oder die modulare Abdeckungssteuerung 340 kann ein Uplink-Testsignal erzeugen und ausgeben, das in den Uplink-Pfad eingespeist wird, der an die Repeater-Spendereinheit 200 gesendet und von der modularen Spenderantennenkomponente 210 abgestrahlt wird. Um die Analyse bei in Betrieb befindlichem Repeater 150 auszuführen, sollte das Uplink-Testsignal von von der UE 115 erzeugten Uplink-Kommunikationssignalen unterscheidbar sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Uplink-Testsignal ein Breitbandsignal oder ein während der Analyse frequenzanpassbares Signal sein.
Das Uplink-Testsignal wird in der von der modularen Spenderantennenkomponente 210 erzeugten Nebenkeule 623 abgestrahlt und an der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 des Repeaterzugangspunkts 300 empfangen. Die modulare Abdeckungssteuerung 340 empfängt und erkennt das Uplink-Testsignal vom Uplink-Pfad des Repeaterzugangspunkts 300 und wendet Digitalsignalverarbeitung an, um den Signalpegel des Testsignals im Uplink-Pfad zu bestimmen, der ein Hinweis auf den gegenwärtigen Betrag an Uplink-Signalisolierung ist. Die modulare Abdeckungssteuerung 340 analysiert die durch die Nebenkeulen 613 und 623 verursachte Isolierungsleckage und bestimmt von diesen Leckagedaten eine Strahlungsmusteranpassung. Bei einigen Ausführungsformen bestimmt die modulare Abdeckungssteuerung 340 eine Anpassung an das Strahlungsmuster, um den Winkel der Nebenkeule 613 und/oder 623 zu reduzieren oder zu ändern oder eine Überlappungsregion dazwischen aufzuheben. Diese Strahlungsmusteranpassung kann dann an die modulare Spendersteuerung 240 der Repeater-Spendereinheit 200, um ihre modulare Spenderantennenkomponente 210 anzupassen und das überarbeitete Strahlungsmuster zu erzeugen, an die modulare Abdeckungssteuerung 340 des Repeaterzugangspunkts 300, um seine modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 anzupassen und das überarbeitete Strahlungsmuster zu erzeugen, oder an beide kommuniziert werden. Dieser Vorgang kann iterativ wiederholt werden, um eine optimale Strahlungsmusteranpassung zu erreichen, welche die Rückkopplung der Nebenkeule 623 in den Repeaterzugangspunkt 300 abschwächt.
Bei einigen Ausführungsformen kann die modulare Abdeckungssteuerung 340 Anpassungen für das Übertragungsstrahlungsmuster der modularen Spenderantennenkomponente 210, das Empfangsantennendiagramm der modularen Abdeckungsantennenkomponente 310 oder beides bestimmen. Durch iteratives Anpassen der Empfangs- und Sendestrahlungsmuster können die Nebenkeulen 613 und/oder die Nebenkeulen 623 verändert werden. Das heißt, sie können mindestens teilweise aufgehoben oder umgeleitet werden, um eine Überlappung zu verringern und die Downlink-Pfadisolierung zwischen der Repeater-Spendereinheit 200 und dem Repeaterzugangspunkt 300 zu erhöhen.
Bei einigen Ausführungsformen können die modularen Steuerungen 240 und 340 periodisch eine Hybrid-Nebenkeulenabschwächung ausführen, um Änderungen in der Umgebung um den Repeater 150 herum zu berücksichtigen, oder es kann durch den Systembetreiber des Repeaters 150 eine Hybrid-Nebenkeulenabschwächung aus der Ferne initiiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Hybrid-Nebenkeulenabschwächung wie vorstehend beschrieben in Verbindung mit anderen Uplink- und Downlink-Rückkopplungsisolierungsverfahren, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, aktive Echokompensation, verwendet werden.
Bei noch weiteren Ausführungsformen können beispielsweise anstelle des Einspeisens eines Testsignals oder zusätzlich zum Einspeisen eines Testsignals Empfangssignalstärkeindikator (RSSI)-Messungen verwendet werden. Die Hauptkeule 622 der Repeater-Spendereinheit 200 würde anfänglich angepasst werden, um die beste Signalqualität mit der nächsten Upstream-Vorrichtung (entweder die Basisstation 100 oder die entfernte Kaskadeneinheit 400 eines Upstream-Repeaters 150) zu erhalten. Die modulare Abdeckungssteuerung 340 des Repeaterzugangspunkts 300 würde dann eine RSSI-Messung mit ausgeschalteter Repeater-Spendereinheit 200 ausführen, um die unbeeinflussten Baselinebedingungen zu bestimmen. In Fällen, in denen die Rauschleistung anstelle eines Prüfsignals zur Leckagenbestimmung verwendet wird, kann zur Erzielung eines vergleichbaren Ergebnisses ein Festwertdämpfungsglied mit einer Bypass-Funktion vor dem Detektor eingesetzt werden. Der Dämpfungswert sollte gleich der Differenz zwischen maximalem Signal und Rauschleistung sein.
Die Repeater-Spendereinheit 200 wird dann wieder eingeschaltet und auf ihre maximale Verstärkung eingestellt, während die modulare Abdeckungssteuerung 340 des Repeaterzugangspunkts 300 eine weitere RSSI-Messung erhält und das RSSI-Delta basierend auf der Differenz zwischen diesen zwei RSSI-Messungen berechnet. Wenn das RSSI-Delta einen ersten Grenzwert X, einer Akzeptabilität, überschreitet, beginnt die modulare Spendersteuerung 240 die modulare Spenderantennenkomponente 210 anzupassen, um die Richtung und/oder den Gewinn der Hauptkeule 622 zu variieren. Bei einer Ausführungsform wird die modulare Spendersteuerung 240 den Azimuth- und Höhenwinkel der Hauptkeule 622 in kleinen Schritten anpassen, bis sich das RSSI-Delta unter einem zweiten Schwellenwert Y befindet (wo Y kleiner als X ist), während der RSSI-Pegel von dem Empfangssignal parallel gemessen wird, sodass er über einem minimalen dritten Schwellenwert Z verbleibt. Wenn ein vordefinierter Schwellenwert nicht erreicht werden konnte, wird stattdessen der beste erreichte Wert verwendet. Bei einigen Ausführungsformen können die X-, Y- und Z-Schwellenwerte in Form der Empfangssignalleistung in Dezibel ausgedrückt werden. Es versteht sich, dass das Signal zum Erhalten von RSSI-Messungen von der nächsten Upstream-Vorrichtung stammt (entweder die Basisstation 100 oder die entfernte Kaskadeneinheit 400 eines Upstream-Repeaters 150) und dass das Einhalten des Schwellenwerts Z eine höhere Priorität hat, da dadurch eine ausreichende Verbindungsqualität zwischen dem Repeater 150 und der nächsten Upstream-Vorrichtung gewährleistet wird. Beispielsweise kann die RSSI-Messung an der Repeater-Spendereinheit 200 durchgeführt und mit dem Schwellenwert Z verglichen werden, während das RSSI-Messergebnis, das am Repeaterzugangspunkt 300 gemessen wird, mit dem Schwellenwert X und Y verglichen wird.
Sobald die Repeater-Spendereinheit 200, der Hauptstrahl 622, für eine maximale Isolierung angepasst ist, kann dieser Vorgang in der entgegengesetzten Richtung wiederholt werden, um eine ausreichende umgekehrte Isolierung zu gewährleisten. Die Hauptkeule 612 des Repeaterzugangspunkts 300 würde anfänglich angepasst werden, um die beste Signalqualität zu erhalten und mit der UE 115 im Sollabdeckungsbereich zu kommunizieren. Die modulare Spendersteuerung 240 der Repeater-Spendereinheit 200 würde dann eine RSSI-Messung mit ausgeschaltetem Repeaterzugangspunkt 300 ausführen, um die unbeeinflussten Baselinebedingungen zu bestimmen. Der Repeaterzugangspunkt 300 wird dann wieder eingeschaltet und auf seine maximale Verstärkung eingestellt, während die modulare Spendersteuerung 240 der Repeater-Spendereinheit 200 eine weitere RSSI-Messung erhält und das RSSI-Delta basierend auf der Differenz zwischen diesen zwei RSSI-Messungen berechnet. Wenn dieses RSSI-Delta einen ersten Grenzwert X, einer Akzeptabilität, überschreitet, beginnt die modulare Abdeckungssteuerung 340 die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310 anzupassen, um die Richtung und/oder den Gewinn der Hauptkeule 612 zu variieren. Bei einer Ausführungsform wird die modulare Abdeckungssteuerung 340 den Azimuth- und Höhenwinkel der Hauptkeule 612 in kleinen Schritten anpassen, bis sich das RSSI-Delta unter einem zweiten Schwellenwert Y befindet (wo Y kleiner als X ist), während der RSSI-Pegel von dem Empfangssignal parallel gemessen wird, sodass er über einem minimalen dritten Schwellenwert Z verbleibt. Wenn ein vordefinierter Schwellenwert nicht erreicht werden konnte, wird stattdessen der beste erreichte Wert verwendet. Bei einigen Ausführungsformen können die X-, Y- und Z-Schwellenwerte wiederum als Empfangssignalleistung in Dezibel ausgedrückt werden.
Ein Fachmann, der diese Offenbarung studiert hat, würde verstehen, dass abhängig von der gegebenen Verwendungsumgebung mehrere Installationsorte verfügbar sein können, an denen die Komponenten eines Repeaters physisch platziert werden können, um die Erweiterung eines Abdeckungsbereichs in einen gewünschten Bereich zu erleichtern. Daher werden nachstehend andere Ausführungsformen zur Bestimmung des Ortes mit den besten Abdeckungsbedingungen für sowohl die Verbindung der Repeater-Spendereinheit 200 in Richtung der bedienenden Basisstation 100 als auch die Verbindung des Repeaterzugangspunkts 300 zu der UE 115 offenbart.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine mobile Computervorrichtung, wie beispielsweise ein Smartphone oder Tablet, verwendet werden, um Repeaterverwendungspositionsbestimmungen und Abdeckungszonenlokalisierung zu erleichtern. 7 veranschaulicht die Nutzung einer solchen mobilen Computervorrichtung 710.Die mobile Computervorrichtung 710 kann einen Prozessor umfassen, der mit einem Speicher gekoppelt ist, wobei eine oder mehrere Softwareanwendungen durch den Prozessor ausgeführt werden, um die hierin beschriebenen Ausführungsformen zu implementieren. Bei einer Ausführungsform umfasst die mobile Computervorrichtung 710 einen Funkfrequenztransceiver und führt ein Basisstationsscannerwerkzeug aus, um von der Basisstation 100 gesendete und von dem Funkfrequenztransceiver empfangene Signale zu decodieren. Diese Basisstationssignale können analysiert werden, um Parameter wie Empfangssignalstärke, Signal-Rausch-Verhältnis, Zellkennung usw. zu bestimmen. Diese Informationen unterstützen dabei, mögliche Installationsorte zu vergleichen, bevor mit dem Anbringen begonnen wird. Bei einer Ausführungsform ist das Basisstationsscannerwerkzeug mit Informationen bezüglich der Strahlungsmusterfähigkeiten eines Repeaters programmiert, sodass die tatsächliche Basisstations-Downlink-Signalqualität, die von einem Repeater 150 beobachtet werden würde, mathematisch abgeleitet und in einer Simulation angegeben werden kann, die auf einem Bildschirm der mobilen Computervorrichtung 710 angezeigt wird.
Die mobile Computervorrichtung 710 kann auch eine oder mehrere Abdeckungszonenoptimierungsanwendungen umfassen und ausführen. Um das von dem Repeaterzugangspunkt 300 empfangene Signal für vordefinierte Bereiche (z. B. Gebäude, Räume oder Stockwerke) der Abdeckungszone zu optimieren, kann ein Testsignalsender 720, der sich an einem Ort von Interesse befindet, wie z. B. eine potenzielle Repeaterabdeckungszone, in der sich Vorrichtungen UE 115 (z. B. an Kundenstandorten 755) befinden, in Zusammenarbeit mit der mobilen Computervorrichtung 710 verwendet werden. Die Empfangssignalqualität an potenziellen Orten des Repeaterzugangspunkts 300 kann bewertet und miteinander verglichen werden, um auszuwählen, welcher Ort optimal ist. Aufgrund der Reziprozität von Zeitduplex (TDD)-Kanälen stellt die Ortsauswahl nicht nur die optimale Wahl für von der UE 115 gesendete Uplink-Signale, sondern auch für die von dem Repeater 150, Repeaterzugangspunkt 300, gesendeten Downlink-Signale dar. Bei einigen Ausführungsformen kann der Testsignalsender 720 in eine eigenständige Vorrichtung integriert sein, kann aber auch ein eingebautes Element in mmWave-CPEs (Kundenstandortausrüstung) des mmWave-Repeaterlieferanten sein. Beispielsweise ein Testsignalsender 720, der in eine CPE-Vorrichtung oder mobile Computervorrichtung 721 integriert ist und ein proprietäres Testsignal oder ein nicht-proprietäres Testsignal sendet, das von der mobilen Computervorrichtung 710 erkennbar ist. Alternativ könnte der Testsignalsender 720 als Funktionalität innerhalb einer anderen mobilen Computervorrichtung 721 implementiert sein. Die zweite mobile Computervorrichtung 721 kann den Sender der Vorrichtung verwenden und eine Softwareanwendung ausführen, um Testsignale in Richtung der ersten mobilen Computervorrichtung 710 zu senden, die im Empfangsmodus betrieben wird. Bei anderen Ausführungsformen kann durch optionales Decodieren eines RACH (Random Access Channel) oder eines proprietären Protokolls (herstellerspezifisch) der Ort des bestehenden Kundenstandorts detektiert werden, von dem zur Abdeckungszonenoptimierung Informationen weitergehend genutzt werden können. Basierend auf einer Kundendatenbank kann eine von einem Repeater 150 eingerichtete Abdeckungszone angepasst werden, um beispielsweise priorisierte Kunden mit einem Premiumvertrag zu unterstützen. Dies geschieht durch Fokussieren des Hauptstrahls 612 von dem Repeaterzugangspunkt 300 auf die ausgewählte Kundenstandortausrüstung, um das zugehörige Signal-zu-Interferenz-plus-Rausch-Verhältnis (SINR) zu erhöhen und daher schnellere Datenraten zu ermöglichen. Rückkopplungsinformationen von der Kundenstandortausrüstung können von der mobilen Computervorrichtung 710 auch gelesen und verwendet werden, um die geeignete Sendeleistung des Repeaterzugangspunkts 300 zu bestimmen. Beispielsweise ist zur Signaldurchdringung bei Gebäuden mit Low-e-Glasfenstern eine höhere Ausgangsleistung erforderlich als bei Gebäuden mit regulären Glasfenstern. Dieses Merkmal kann nützlich sein, um den Leistungsverbrauch und die abgestrahlte Leistung des Repeaters 150 zu reduzieren. Durch Begrenzen der abgestrahlten Leistung kann es möglich sein, bestimmte Anforderungen an die maximale Leistungsexposition (MPE) einzuhalten (die beispielsweise durch staatliche oder andere Aufsichtsbehörden vorgeschrieben sind). Bei einer Ausführungsform mit einer einfachsten Realisierung ist das Strahlungsmuster des Testsignalsenders 720 omnidirektional, um jede Wirkung des (unbekannten und) variablen Endbenutzervorrichtungsstrahlungsmusters auszublenden.
Durch Kombinieren der Basisstationssignalqualitätsdetektion mit der Abdeckungszonenoptimierung und gleichzeitiges Ausführen dieser Prozesse mit einer mobilen Computervorrichtung 710 ist es möglich, die optimale Installationsposition bezüglich der besten Verbindung zwischen der Basisstation 100 und der Repeater-Spendereinheit 200 sowie der Verbindung zwischen der UE 115 und dem bzw. den Repeaterzugangspunkten 300 zu finden.
Bei einigen Ausführungsformen weisen eine oder mehrere Anwendungen, die durch die mobile Computervorrichtung 710 ausgeführt werden, die Fähigkeit auf, mit einem installierten Repeater 150 (z. B. über Bluetooth- oder WLAN-Netzwerkverbindung mit einer oder beiden von der modularen Steuerung 240, 340 des Repeaters 150) zu kommunizieren. Bei einer Ausführungsform, wie sie in 8 gezeigt ist, kann eine Anwendung, die durch die mobile Computervorrichtung 710 während des Installations- und Inbetriebnahmevorgangs eines Repeaters ausgeführt wird (oder alternativ, um Neuanpassungen vorzunehmen, während sich der Repeater in einem Betriebsmodus befindet), dem Benutzer der mobilen Computervorrichtung 710 eine virtuelle Veranschaulichung 714 des Strahlungsmusters des Repeaters darstellen. Die virtuelle Veranschaulichung 714 kann beispielsweise über eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) 712 der mobilen Computervorrichtung 710, über eine tragbare virtuelle Realität (VR)- oder erweiterte Realität (AR)-Anzeigevorrichtung (wie eine VR/AR-Brille, ein VR/AR-Visier oder ein VR/AR-Headset) oder auf einem Computer angezeigt werden. Die virtuelle Veranschaulichung 714 kann einem Bild (wie beispielsweise ein Live-Video, ein Foto oder eine andere visuelle Darstellung) des Kundenstandorts 716 überlagert werden, das von dem Repeater 150 bedient werden soll. Die virtuelle Veranschaulichung 714 des Abdeckungsbereichs kann aus Informationen über Antennengruppeneinstellungen, die durch den Repeater 150 bereitgestellt werden, durch die mobile Computervorrichtung 710 bestimmt werden. Der Abstand zwischen einem Repeater und dem Kundenstandort und die relativen Höheninformationen dazu können beispielsweise genutzt werden, um eine Abdeckungszone mit korrekten Dimensionen anzuzeigen. Informationen in den Antennengruppeneinstellungen, die von dem Repeater bereitgestellt werden, können eines oder mehrere von Antennenstrahlungsmuster, Gewinn und Ausrichtungsinformationen sowie geographische Informationen, die geographische Koordinaten oder ähnliche Informationen über den Ort der Antenne des Repeaters und/oder die Ausrichtung seines Antennendiagramms umfassen. Dieses Merkmal ist besonders hilfreich bei der Bereitstellung einer Abdeckung eines Mehrfamilienhauses, wo der Installateur die von dem Repeater 150 abgedeckten Bereiche bestätigen möchte, oder für andere Zwecke. Sobald die Abdeckungszone zum Beispiel angezeigt wird, kann der Installateur die Abdeckungszone beispielsweise über Touchscreen-Drag-and-Drop- und - Multigesten-Steuerungen zum Beispiel unter Verwendung der GUI 712 der mobilen Computervorrichtung 710 bewegen und vergrößern. Derartige Touchscreen-Bedienungen machen die Anpassung des Abdeckungsbereichs auch für weniger erfahrene Techniker sehr einfach. Bei einer Ausführungsform ist eine von der mobilen Computervorrichtung 710 ausgeführte Anwendung zum Beispiel konfiguriert, Eingaben von einem Benutzer über die grafische Benutzeroberfläche 712 über Touchscreen-Drag-and-Drop- und -Multigesten-Steuerungen zu empfangen. Die Anwendung ist konfiguriert, Anpassungsinformationen zu erzeugen, um den Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters als Reaktion auf die Touchscreen-Drag-and-Drop- und -Multigesten-Steuerungen anzupassen. Als Reaktion veranlasst die Anwendung die mobile Computervorrichtung 710, Befehle an den Repeater zu senden, um seinen Abdeckungsbereich anzupassen. Der Repeater 150 ist konfiguriert, sein Abdeckungsantennendiagramm als Reaktion auf die Befehle anzupassen.
8A veranschaulicht ein Repeaternetzwerk, das mehr als einen Repeater 150 umfasst. Speziell für dieses Beispiel umfasst das Netzwerk einen ersten Repeater, der bei 750-1 gezeigt ist, und einen zweiten Repeater, der bei 750-2 gezeigt ist. Andere Ausführungsformen können zusätzliche Repeater umfassen. Für eine solche Ausführungsform können die Abdeckungszonen 714-1 und 714-2, die durch die mehreren Repeatereinheiten gebildet werden, optional auf der GUI 712 der mobilen Computervorrichtung 710 unter Verwendung von erweiterter Realität angezeigt werden. Die GUI 712 kann beispielsweise eine dem Repeater 750-1 zugehörige Abdeckungszone 714-1 und eine dem Repeater 750-2 zugehörige Abdeckungszone 714-2 veranschaulichen. Auf diese Weise können Überlappungsregionen von zwei oder mehr Abdeckungszonen unter Verwendung der mobilen Computervorrichtung 710 beobachtet und angepasst werden.
In einem Mehrbenutzerszenario, in dem ein Repeater 150 Zeitinformationen von seiner Basisstation 100 empfängt, kann bei einigen Ausführungsformen eine individuelle Abdeckungszone für jeden Zeitrahmen angepasst werden, wie es in der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/889,830 (Aktenzeichen Nr. 4193/100.1867USPR) mit dem Titel „COVERAGE ENHANCEMENT FOR DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEMS AND REPEATERS BY TIME-DIVISION BEAMFORMING“, eingereicht am 21. August 2019, beschrieben ist, die in Ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Optional kann eine weitere mobile Computervorrichtung 710 eine Kamera umfassen, die verwendet werden kann, um eine Ansicht der abzudeckenden Region vom Gesichtspunkt des Repeaterzugangspunkts 300 (sie kann z. B. in einer Halterung platziert werden, die an jedem Repeaterzugangspunkt 300 angebracht ist) zu erzeugen. Das erweiterte Bild mit dem projizierten Abdeckungsbereich kann dann zurück an die mobile Computervorrichtung 710 kommuniziert werden, wo es vom Installateur beobachtet werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann anstelle der Verwendung der zweiten Computervorrichtung 710 ein Repeaterzugangspunkt 300 ferner eine integrierte Kamera (z. B. integriert in die modulare Abdeckungsantennenkomponente 310) umfassen, die zum Erzeugen der Daten für die Visualisierung verwendet wird. Durch Verwenden einer Kamera mit zwei Objektiven kann auch der Abstand zwischen dem Repeaterzugangspunkt 300 und dem abzudeckenden Objekt bestimmt werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann ein Repeaterzugangspunkt 300 ein integriertes RADAR oder LiDAR umfassen, das Hindernisse detektiert, die Teile der gesendeten Signale reflektieren, welche die Abdeckungszone beeinflussen. Solche Messungen können wiederholt werden, um sich ändernde Umgebungsbedingungen zu detektieren. Es kann beispielsweise ein Baum mit und ohne Blätter während Sommer- und Winterzeit detektiert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann eine oder jede der modularen Steuerungen 240, 340, 440 eines Repeaters 150 ein Modem oder eine Netzwerkschnittstelle umfassen, das bzw. die einen Benutzerzugriff aus der Ferne auf die Funktionen der modularen Steuerung über ein externes Netzwerk erlaubt. Diese externen Zugangsschnittstellen ermöglichen es, dass ihre entsprechenden Steuerungen für Zwecke von Betrieb, Verwaltung und Wartung (OAM) und um ein Repeaternetzwerk einzurichten aus der Ferne zugänglich sind. Neben Netzwerkmerkmalen des Standes der Technik, die denen von Netzwerkmanagementsystemen (NMS) wie AIMOS von CommScope ähneln, wird bei einigen Ausführungsformen zusätzliche künstliche Intelligenz zum Repeaternetzwerk hinzugefügt, um eine automatische Gruppenverzögerungsregulierung und/oder eine automatische Gruppenverzögerungsminimierung zu implementieren.
Wie vorstehend beschrieben, können in vielen Anwendungsfällen mehrere Instanzen des mmWave-Repeaters 150 nahe beieinander installiert sein. Mehrere Repeater können beispielsweise ein gemeinsames Spendersignal von der bedienenden Basisstation 100 empfangen und einen gemeinsamen großen Abdeckungsbereich erzeugen. 9 veranschaulicht ein solches Repeaternetzwerk 900, das mehrere mmWave-Repeater umfasst (gezeigt als 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4).In dem beispielhaften Netzwerk 900 sind die Repeater 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 in einer Multi-Hop-Weise installiert, bei der ein Downlink-Sendesignal von der Repeaterkaskadeneinheit 400 eines Repeaters die Repeater-Spendereinheit 200 für den nächsten folgenden Repeater einspeisen kann. Weitere Beispiele von ähnlichen Konfigurationen sind in den 4 und 5 gezeigt. Für reguläre CP-OFDM (Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplex)-modulierte Kommunikationssysteme wie 4G und 5G ist eine Herausforderung in solchen kaskadierten Repeaternetzwerken die Gruppenverzögerung der Repeater, was in einem reduzierten Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und einem geringeren Durchsatz für die UE 115 resultieren kann. Bei einer Ausführungsform können die mmWave-Repeater 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 zur Lösung dieses Problems einen Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus umfassen, der von ihren entsprechenden modularen Steuerungen 240, 340 und/oder 440 ausgeführt werden kann. Durch diesen Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus werden „Standortdaten“ zwischen den Repeatern innerhalb des Netzwerks 900 geteilt, kann die Gruppenverzögerungssituation innerhalb der Repeater 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 modelliert werden und die individuelle Gruppenverzögerung wird durch jeden Repeater automatisch reguliert, um den Multipfadkanal zu minimieren. Bei einigen Ausführungsformen können die Standortdaten, die zwischen den Repeatern 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 des Netzwerks 900 kommuniziert werden, zum Beispiel Ortsinformationen (zum Beispiel durch das globale Navigationssatellitensystem (GNSS) bestimmte Ortskoordinaten), Repeater-Spendereinheit, Repeaterzugangspunkt und/oder Repeaterkaskadeneinheitantennenstrahlungsmuster, Gruppenverzögerungseinstellungen usw. umfassen. Die Standortdaten werden dann durch den Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus verarbeitet, um die Netzwerkperformance automatisch zu optimieren und die Gruppenverzögerung eines Repeaters für das gegebene Szenario individuell anzupassen. Bei einigen Ausführungsformen werden Gruppenverzögerungsanpassungen durch ein oder mehrere analoge Verzögerungselemente ausgeführt, die zu den Uplink- und/oder Downlink-Pfaden der Repeaterzugangspunkte 300 hinzugefügt sind (zum Beispiel zu den Uplink- oder Downlink-Signalpfaden der modularen Signalaufbereitungskomponente 320).Indem die Verzögerungselemente anstatt in den Repeater-Spendereinheiten 200 in den Repeaterzugangspunkten 300 angeordnet sind, ist eine höhere Flexibilität für Repeater gegeben, die mehrere Repeaterzugangspunkte 300 umfassen. Die Ortsinformationen können verwendet werden, um die Standardhauptstrahlrichtung von der Repeater-Spendereinheit 200 in Richtung der Basisstation 100 einzustellen, was dabei unterstützt, den Antennenausrichtungsprozess zu beschleunigen.
In einem Multi-Hop-Szenario, wie es in 9 gezeigt ist, kann das Netzwerk 900 derart konfiguriert sein, dass eine Repeater-Spendereinheit 200 Spendersignale von mehr als einer Repeaterkaskadeneinheit 400 mit nahezu der gleichen Signalqualität empfangen kann. Jedes dieser empfangenen Signale weist abhängig von der Anzahl der Repeater zwischen der Basisstation 100 und dem Empfänger eine unterschiedliche Gruppenverzögerung auf. Bei einer Ausführungsform fügt jede Repeaterkaskadeneinheit 400 zum Bestimmen des Empfangssignals, das die geringste Anzahl an Neuübertragungssprüngen durchlaufen hat, Sprunginformationen zu dem Signal hinzu, das von ihr erneut gesendet wird. Bei einer einfachen Implementierung sind diese Sprunginformationen eine Zahl. Die Repeater-Spendereinheit 200 überprüft, ob das empfangene Spendersignal eine solche Zahl enthält. Ist keine Zahl vorhanden, sendet die verbundene Repeaterkaskadeneinheit 400 das Signal erneut, wobei die anfänglichen Sprunginformationen einen Wert 1 aufweisen (was bedeutet, dass das gesendete Signal einen Repeater einmal passiert hat). Wenn in einem empfangenen Spendersignal ein Wert für Sprunginformationen vorhanden ist, erhöht die verbundene Repeaterkaskadeneinheit 400 den Wert der Sprunginformationen um eins, wenn sie dieses Signal erneut sendet. In dem beispielhaften Repeaternetzwerk 900, das in 9 veranschaulicht ist, empfängt die Repeater-Spendereinheit 200 des Repeaters 950-3 in der unteren linken Ecke zwei Spendersignale. Eines von dem Repeater 950-1 und eines von dem Repeater 950-4.Ein automatischer Algorithmus überprüft die empfangenen Informationen und bestimmt, welches der beiden empfangenen Spendersignale die niedrigste Zahl aufweist, um die niedrigstmögliche Gruppenverzögerung zu erreichen.
Es ist vorteilhaft, die Gesamtverzögerung zu kennen, welche die Dienste der UE 115 von jedem Repeater in dem Netzwerk 900 erfahren. Bei einer Ausführungsform kann ein Verzögerungsmanagementalgorithmus in jedem der Repeater 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 analoge Verzögerungselemente in seinen entsprechenden Signalpfaden basierend auf den Sprunginformationen anpassen und die Verzögerungen von jedem der Repeater 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 synchronisieren. Die UE 115 wird daher ein Signal von ihrem entsprechenden Repeater empfangen, das die überlappenden Downlink-Signale umfasst, aber die Synchronisation der Verzögerungen stellt sicher, dass die Signalqualität nicht durch große Verzögerungsdifferenzen beeinflusst wird.
Bei einigen Ausführungsformen kann es in Abhängigkeit von der Netzwerkstruktur nützlich sein, anstelle einzelner Verzögerungen an jedem Repeater eine gemeinsame Verzögerung für das gesamte Netzwerk 900 zu implementieren. In diesem Fall bestimmt der Repeaterzugangspunkt, der die höchste Verzögerung erfährt, die Verzögerung, die für alle anderen Repeater im gleichen Netzwerk eingestellt werden muss.
Wie auch in 9 veranschaulicht, kann bei einigen Ausführungsformen ein Repeaternetzwerkserver (RNS) 920 durch ein Netzwerk mit den OAM-Funktionen der modularen Steuerung 240, 340, 440 gekoppelt sein, um die Sprunginformationen zu koordinieren und/oder andere Informationen zwischen den Repeatern 950-1, 950-2, 950-3 und 950-4 zu teilen, um deren Verzögerungen zu synchronisieren und/oder die Gruppenverzögerung zu minimieren oder andere Repeatermanagementaktivitäten zu koordini eren.
Es versteht sich, dass andere Repeaternetzwerkarchitekturen implementiert werden können, die immer noch in der gleichen Weise, wie in einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen beschrieben, funktionell arbeiten.
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispiel 1 umfasst einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater für ein Kommunikationsnetzwerk, wobei der Repeater umfasst: eine Repeater-Spendereinheit, die erste mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst; und einen Repeaterzugangspunkt, der mit der Repeater-Spendereinheit gekoppelt ist, wobei der Repeaterzugangspunkt zweite mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst; wobei die Repeater-Spendereinheit drahtlose Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale, die von einer Basisstation empfangen werden, an den Repeaterzugangspunkt kommuniziert und drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale, die von dem Repeaterzugangspunkt empfangen werden, an die Basisstation abstrahlt; wobei der Zugangspunkt die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen Abdeckungsbereich abstrahlt, die von dem Abdeckungsbereich empfangenen drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale empfängt und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit kommuniziert; wobei die ersten mehreren modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Spenderantennenkomponente, einer modularen Spendersignalaufbereitungskomponente, einer modularen Spendersignalschnittstellenkomponente und einer modularen Spendersteuerung umfassen; und wobei die zweiten mehreren modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Abdeckungsantennenkomponente, einer modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente, einer modularen Abdeckungssignalschnittstellenkomponente und einer modularen Abdeckungssteuerung umfassen.
Beispiel 2 umfasst den Repeater von Beispiel 1, wobei die modulare Spenderantennenkomponente und die modulare Abdeckungsantennenkomponente jeweils eine Gruppe von mehreren räumlich getrennten Antennen umfassen.
Beispiel 3 umfasst den Repeater von Beispiel 2, wobei eine Richtcharakteristik der modularen Spenderantenne durch die modulare Spendersteuerung oder durch die modulare Abdeckungssteuerung durch Anpassen einer Phase und einer relativen Amplitude eines Signals gesteuert wird, das von jeder der mehreren räumlich getrennten Antennen der modularen Spenderantenne gesendet wird.
Beispiel 4 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 2 bis 3, wobei eine Richtcharakteristik der modularen Abdeckungsantenne durch die modulare Abdeckungssteuerung oder durch die modulare Spendersteuerung durch Anpassen einer Phase und einer relativen Amplitude eines Signals gesteuert wird, das von jeder der mehreren räumlich getrennten Antennen der modularen Abdeckungsantenne gesendet wird.
Beispiel 5 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 1 bis 4, wobei die modulare Spendersignalaufbereitungskomponente einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Spenderantennenkomponente und der modularen Spendersignalschnittstelle umfasst; wobei die modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Abdeckungsantennenkomponente und der modularen Abdeckungssignalschnittstelle umfasst; wobei die modulare Spendersignalschnittstelle mit der modularen Abdeckungssignalschnittstelle durch ein Kommunikationsmedium kommunikativ gekoppelt ist.
Beispiel 6 umfasst den Repeater von Beispiel 5, wobei die modulare Spendersignalschnittstelle mit der modularen Abdeckungssignalschnittstelle durch eines von einem drahtgebundenen Kommunikationsmedium, einem Lichtwellenleiterkommunikationsmedium oder einem drahtlosen Kommunikationsmedium kommunikativ gekoppelt ist.
Beispiel 7 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 1 bis 6 und umfasst ferner: eine Repeaterkaskadeneinheit, die mit einem oder beiden von der Repeater-Spendereinheit oder dem Repeaterzugangspunkt gekoppelt ist; wobei entweder der Repeaterzugangspunkt oder die Repeaterkaskadeneinheit konfiguriert ist, die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen zweiten Repeater abzustrahlen; wobei entweder der Repeaterzugangspunkt oder die Repeaterkaskadeneinheit konfiguriert ist, kaskadierte drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale von dem zweiten Repeater zu empfangen und die drahtlosen Uplink-Wellenspektrumsignale-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit zu kommunizieren.
Beispiel 8 umfasst den Repeater von Beispiel 7, wobei die Repeaterkaskadeneinheit erste mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst, die mindestens eine von einer modularen Kaskadenantennenkomponente, einer modularen Kaskadensignalaufbereitungskomponente, einer modularen Kaskadensignalschnittstellenkomponente und einer modularen Kaskadensteuerung umfasst.
Beispiel 9 umfasst den Repeater nach einem der Beispiele 1 bis 8, wobei die modulare Spendersteuerung konfiguriert ist zum: Analysieren eines Isolierungsleckagesignals, das von der modularen Spenderantennenkomponente von einer Nebenkeule eines von der modularen Abdeckungsantennenkomponente gesendeten Strahlungsmusters empfangen wird, um Leckagedaten zu erhalten; Bestimmen einer Strahlungsmusteranpassung basierend auf den Leckagedaten; und Anpassen des Strahlungsmusters der modularen Abdeckungsantennenkomponente, um das Isolierungsleckagesignal, das von der Nebenkeule empfangen wird, zu reduzieren.
Beispiel 10 umfasst den Repeater von Beispiel 9, wobei das von der modularen Spenderantennenkomponente empfangene Isolierungsleckagesignal von einem Hindernis im Abdeckungsbereich reflektiert wird.
Beispiel 11 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 9 bis 10, wobei die modulare Spendersteuerung eine Strahlungsmusteranpassung an die modulare Abdeckungssteuerung kommuniziert, um die modulare Abdeckungsantennenkomponente an ein überarbeitetes Strahlungsmuster anzupassen.
Beispiel 12 umfasst den Repeater nach einem der Beispiele 9 bis 11, wobei die modulare Abdeckungsantennenkomponente ein Testsignal sendet, um das durch die modulare Spendersteuerung analysierte Isolierungsleckagesignal zu erzeugen.
Beispiel 13 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 9 bis 13, wobei die modulare Spendersteuerung Empfangssignalstärkeindikator(RSSI)-Messungen ausführt, um die Leckagedaten zu analysieren.
Beispiel 14 umfasst den Repeater nach einem der Beispiele 1 bis 13, wobei die modulare Abdeckungssteuerung konfiguriert ist zum: Analysieren eines Isolierungsleckagesignals, das von der modularen Abdeckungsantennenkomponente von einer Nebenkeule eines von der modularen Spenderantennenkomponente gesendeten Strahlungsmusters empfangen wird, um Leckagedaten zu erhalten; Bestimmen einer Strahlungsmusteranpassung basierend auf den Leckagedaten; und Anpassen des Strahlungsmusters der modularen Spenderantennenkomponente, um das Isolierungsleckagesignal, das von der Nebenkeule empfangen wird, zu reduzieren.
Beispiel 15 umfasst den Repeater von Beispiel 14, wobei das von der modularen Abdeckungsantennenkomponente empfangene Isolierungsleckagesignal von einem Hindernis im Abdeckungsbereich reflektiert wird.
Beispiel 16 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 14 bis 15, wobei die modulare Abdeckungssteuerung eine Strahlungsmusteranpassung an die modulare Spendersteuerung kommuniziert, um die modulare Spenderantennenkomponente an ein überarbeitetes Strahlungsmuster anzupassen.
Beispiel 17 umfasst den Repeater nach einem der Beispiele 14 bis 16, wobei die modulare Spenderantennenkomponente ein Testsignal sendet, um das durch die modulare Abdeckungssteuerung analysierte Isolierungsleckagesignal zu erzeugen.
Beispiel 18 umfasst den Repeater von einem der Beispiele 13 bis 17, wobei die modulare Abdeckungssteuerung Empfangssignalstärkeindikator(RSSI)-Messungen ausführt, um die Leckagedaten zu analysieren.
Beispiel 19 umfasst ein Repeaternetzwerk, das mehrere der Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater nach einem der Beispiele 1 bis 18 umfasst.
Beispiel 20 umfasst das Repeaternetzwerk von Beispiel 19, wobei jeder der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater konfiguriert ist, einen Gruppenverzögerungsalgorithmus auszuführen, der Standortdaten mit dem Gruppenverzögerungsalgorithmus von jedem der anderen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater teilt; wobei der Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus für jeden entsprechenden Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater die Gruppenverzögerung basierend auf den Standortdaten anpasst.
Beispiel 21 umfasst das Repeaternetzwerk von Beispiel 20, wobei die Standortdaten mindestens eines umfassen von: Repeaterortsinformationen, Antennenstrahlungsmuster oder Gruppenverzögerungseinstellungen.
Beispiel 22 umfasst das Repeaternetzwerk von einem der Beispiele 20 bis 21, wobei der Repeaterzugangspunkt für jeden der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater ein oder mehrere analoge Verzögerungselemente innerhalb von einem oder beiden von einem Uplink-Pfad oder Downlink-Pfad des Repeaterzugangspunkts umfasst, wobei der Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus die Gruppenverzögerung unter Verwendung des einen oder der mehreren analogen Verzögerungselemente anpasst.
Beispiel 23 umfasst das Repeaternetzwerk von einem der Beispiele 20 bis 22, wobei der Gruppenverzögerungsalgorithmus das eine oder die mehreren analogen Verzögerungselemente basierend auf Sprunginformationen anpasst.
Beispiel 24 umfasst das Repeaternetzwerk von einem der Beispiele 20 bis 23 und umfasst ferner einen Repeaternetzwerkserver, der mit jedem der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater kommuniziert und konfiguriert ist, die Gruppenverzögerungssynchronisation zwischen den mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeatern zu teilen.
Beispiel 25 umfasst eine mobile Computervorrichtung, wobei die mobile Computervorrichtung umfasst: einen Prozessor, der mit einem Speicher gekoppelt ist, wobei der Speicher Informationen über mindestens ein Strahlungsmuster für mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater gespeichert hat, wobei der mindestens eine Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater eine Repeater-Spendereinheit umfasst, die mit mindestens einem Repeaterzugangspunkt gekoppelt ist, wobei die Repeater-Spendereinheit drahtlose Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale, die von einer Basisstation empfangen werden, an den Repeaterzugangspunkt kommuniziert und drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale, die von dem Repeaterzugangspunkt empfangen werden, an die Basisstation abstrahlt; und wobei der Repeaterzugangspunkt die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen Abdeckungsbereich abstrahlt, die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale von dem Abdeckungsbereich empfängt und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit kommuniziert; einen Funkfrequenztransceiver, der konfiguriert ist, die von der Basisstation empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale zu empfangen; wobei der Prozessor eine Anwendung ausführt, welche die drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale decodiert und basierend auf dem Strahlungsmuster für den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater eine Basisstations-Downlink-Signalqualität bestimmt, die von dem mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater beobachtet werden würde.
Beispiel 26 umfasst die mobile Computervorrichtung von Beispiel 25 und umfasst ferner: einen Funkfrequenztransceiver, der konfiguriert ist, ein Testsignal von einem Testsignalsender zu empfangen, der sich in einer potenziellen Abdeckungszone befindet; wobei der Prozessor eine Anwendung ausführt, die das Testsignal decodiert, um Empfangssignalqualitätsinformationen für einen oder mehrere potenzielle Orte für den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater basierend auf den Signalqualitätsinformationen und dem Strahlungsmuster für den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater zu erhalten.
Beispiel 27 umfasst eine Kundenstandortausrüstungs (CPE)-Vorrichtung zur Verwendung mit der mobilen Computervorrichtung von Beispiel 26, wobei die CPE-Vorrichtung umfasst: den Testsignalsender, wobei der Testsignalsender in die CPE-Vorrichtung integriert ist und entweder ein proprietäres oder ein nicht-proprietäres Testsignal sendet, das für die Anwendung der mobilen Computervorrichtung erkennbar ist.
Beispiel 28 umfasst die mobile Computervorrichtung von Beispiel 25 oder 26 und umfasst ferner: einen Funkfrequenztransceiver, der konfiguriert ist, mit dem mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater zu kommunizieren; wobei der Prozessor eine Anwendung ausführt, die eine virtuelle Veranschaulichung des mindestens einen Strahlungsmusters, die einem Bild des Kundenstandorts überlagert ist, der von einem Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters abgedeckt wird, auf einer grafischen Benutzeroberfläche darstellt; wobei die virtuelle Veranschaulichung aus Informationen über Antennengruppeneinstellungen erzeugt wird, die von dem mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater bereitgestellt werden.
Beispiel 29 umfasst die mobile Computervorrichtung von Beispiel 28, wobei die Anwendung konfiguriert ist, Eingaben von einem Benutzer über die grafische Benutzeroberfläche über Touchscreen-Drag-and-Drop- und -Multigesten-Steuerungen zu empfangen; wobei die Anwendung konfiguriert ist, Anpassungsinformationen zu erzeugen, um den Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters als Reaktion auf die Touchscreen-Drag-and-Drop- und -Multigesten-Steuerungen anzupassen; wobei die Anwendung konfiguriert ist, Befehle an den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater zu senden, um den Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters als Reaktion auf die Anpassungsinformationen anzupassen; und wobei der mindestens eine Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater konfiguriert ist, das mindestens eine Strahlungsmuster des mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeaters als Reaktion auf die Befehle anzupassen.
Beispiel 30 umfasst die mobile Computervorrichtung von Beispiel 28 oder 29, wobei die grafische Benutzeroberfläche umfasst: eine Anzeige der mobilen Computervorrichtung, eine tragbare Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) oder einen Computer, der mit der mobilen Computervorrichtung in Kommunikation ist.
Beispiel 31 umfasst die mobile Computervorrichtung nach einem der Beispiele 28 bis 30, wobei die virtuelle Veranschaulichung Strahlungsmuster für Abdeckungszonen für mehr als einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater umfasst.
Bei verschiedenen alternativen Ausführungsformen können System- und/oder Vorrichtungselemente, Verfahrensschritte oder Beispielimplementierungen, die in dieser Offenbarung beschrieben werden (wie beispielsweise irgendwelche der Basisstationen, Steuereinheiten, verteilten Einheiten, entfernten Einheiten, Repeater, Repeater-Spendereinheiten, Repeaterzugangspunkte, Repeaterkaskadeneinheiten, modulare Antennenkomponenten, modulare Steuerungen, modulare Signalaufbereitungskomponenten, modulare Signalschnittstellen, Server, Schaltungen oder untergeordnete Teile davon) mindestens teilweise unter Verwendung von einem oder mehreren Computersystemen, feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs) oder ähnliche Vorrichtungen implementiert sein, die einen mit einem Speicher gekoppelten Prozessor umfassen, der Code ausführt, um diese Elemente, Prozesse oder Beispielimplementierungen zu realisieren, wobei der Code auf einer nicht-flüchtigen Hardwaredatenspeichereinrichtung gespeichert ist. Daher können andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Elemente umfassen, die auf computerlesbaren Medien befindliche Programmbefehle umfassen, die es ihnen ermöglichen, wenn sie durch solche Computersysteme implementiert werden, die hierin beschriebenen Ausführungsformen zu implementieren. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „computerlesbare Medien“ auf greifbare Speichervorrichtungen mit nicht-flüchtigen physischen Formen. Solche nicht-flüchtigen physischen Formen können Computerspeichervorrichtungen, wie beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, Stempelkarten, Magnetplatten oder -bänder, jedes optische Datenspeichersystem, Flash-Read-Only-Memory (ROM), nicht-flüchtiger ROM, programmierbarer ROM (PROM), löschbarer ROM (E-PROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) oder jede andere Form von permanentem, semipermanentem oder temporärem Speichersystem oder temporärer Speichervorrichtung mit einer physischen greifbaren Form umfassen. Programmbefehle umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, computerausführbare Befehle, die von Computersystemprozessoren und Hardwarebeschreibungssprachen wie Very High Speed Integrated Circuit (VHSIC) Hardware Description Language (VHDL) ausgeführt werden.
Wie hierin verwendet, beziehen sich Begriffe, die das DAS und Repeatersystem betreffen, wie beispielsweise Basisstation, Steuereinheit, verteilte Einheit, entfernte Einheit, Repeater, Repeater-Spendereinheit, Repeaterzugangspunkt, Repeaterkaskadeneinheit, modulare Antennenkomponente, modulare Steuerung, modulare Signalaufbereitungskomponenten, modulare Signalschnittstellen, Server, Schaltungen, auf nicht-generische Hardwarevorrichtungselemente, die von einem Fachmann auf dem Gebiet der drahtlosen Kommunikation sofort erkannt und verstanden werden und die hierin nicht als ad hoc gebildete Worte oder Begriffe zum Zweck der Berufung auf 35 USC 112(f) verwendet werden.
Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, wird es für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich sein, dass jede Anordnung, die dafür geeignet ist, den gleichen Zweck zu erreichen, an die Stelle der spezifischen gezeigten Ausführungsform gesetzt werden kann. Diese Anmeldung soll alle Anpassungen oder Variationen der dargestellten Ausführungsformen abdecken. Deshalb wird ausdrücklich hervorgehoben, dass Ausführungsformen nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente eingeschränkt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63011787 [0001]
US 62889830 [0068]

Claims

Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater für ein Kommunikationsnetzwerk, wobei der Repeater umfasst: eine Repeater-Spendereinheit, die eine erste Vielzahl anmodularen elektronischen Komponenten umfasst; und einen Repeaterzugangspunkt, der mit der Repeater-Spendereinheit gekoppelt ist, wobei der Repeaterzugangspunkt eine zweite Vielzahl an modularen elektronischen Komponenten umfasst; wobei die Repeater-Spendereinheit von einer Basisstation empfangene drahtlose Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale an den Repeaterzugangspunkt kommuniziert und von dem Repeaterzugangspunkt empfangene drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Basisstation abstrahlt; wobei der Repeaterzugangspunkt die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen Abdeckungsbereich abstrahlt, die von dem Abdeckungsbereich empfangenen drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale empfängt und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit kommuniziert; wobei die erste Vielzahl an modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Spenderantennenkomponente, einer modularen Spendersignalaufbereitungskomponente, einer modularen Spendersignalschnittstellenkomponente und einer modularen Spendersteuerung umfasst; und wobei die zweite Vielzahl an modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Abdeckungsantennenkomponente, einer modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente, einer modularen Abdeckungssignalschnittstellenkomponente und einer modularen Abdeckungssteuerung umfassen.
Repeater nach Anspruch 1, wobei die modulare Spenderantennenkomponente und die modulare Abdeckungsantennenkomponente jeweils eine Gruppe von mehreren räumlich getrennten Antennen umfassen.
Repeater nach Anspruch 2, wobei eine Richtcharakteristik der modularen Spenderantenne durch die modulare Spendersteuerung oder durch die modulare Abdeckungssteuerung durch Anpassen einer Phase und einer relativen Amplitude eines Signals gesteuert wird, das von jeder der mehreren räumlich getrennten Antennen der modularen Spenderantenne gesendet wird.
Repeater nach Anspruch 2, wobei eine Richtcharakteristik der modularen Abdeckungsantenne durch die modulare Abdeckungssteuerung oder durch die modulare Spendersteuerung durch Anpassen einer Phase und einer relativen Amplitude eines Signals gesteuert wird, das von jeder der mehreren räumlich getrennten Antennen der modularen Abdeckungsantenne gesendet wird.
Repeater nach Anspruch 1, wobei die modulare Spendersignalaufbereitungskomponente einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Spenderantennenkomponente und der modularen Spendersignalschnittstelle umfasst; wobei die modulare Abdeckungssignalaufbereitungskomponente einen Uplink-Pfad und einen Downlink-Pfad zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der modularen Abdeckungsantennenkomponente und der modularen Abdeckungssignalschnittstelle umfasst; und wobei die modulare Spendersignalschnittstelle mit der modularen Abdeckungssignalschnittstelle durch ein Kommunikationsmedium kommunikativ gekoppelt ist.
Repeater nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Repeaterkaskadeneinheit, die mit der Repeater-Spendereinheit und/oder dem Repeaterzugangspunkt gekoppelt ist; wobei entweder der Repeaterzugangspunkt oder die Repeaterkaskadeneinheit konfiguriert ist, die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen zweiten Repeater abzustrahlen; und wobei entweder der Repeaterzugangspunkt oder die Repeaterkaskadeneinheit konfiguriert ist, kaskadierte drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale von dem zweiten Repeater zu empfangen und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit zu kommunizieren; wobei die Repeaterkaskadeneinheit eine erste Vielzahl modularer elektronischer Komponenten umfasst, die mindestens eine von einer modularen Kaskadenantennenkomponente, einer modularen Kaskadensignalaufbereitungskomponente, einer modularen Kaskadensignalschnittstellenkomponente und einer modularen Kaskadensteuerung umfasst.
Repeater nach Anspruch 1, wobei die modulare Spendersteuerung konfiguriert ist zum: Analysieren eines Isolierungsleckagesignals, das durch die modulare Spenderantennenkomponente von einer Nebenkeule eines Strahlungsmusters empfangen wird, das von der modularen Abdeckungsantennenkomponente gesendet wird, um Leckagedaten zu erhalten; Bestimmen einer Strahlungsmusteranpassung basierend auf den Leckagedaten; und Anpassen des Strahlungsmusters der modularen Abdeckungsantennenkomponente, um das von der Nebenkeule empfangene Leckagesignal zu reduzieren.
Repeater nach Anspruch 1, wobei die modulare Abdeckungssteuerung konfiguriert ist zum: Analysieren eines Isolierungsleckagesignals, das durch die modulare Abdeckungsantennenkomponente von einer Nebenkeule eines Strahlungsmusters empfangen wird, das von der modularen Spenderantennenkomponente gesendet wird, um Leckagedaten zu erhalten; Bestimmen einer Strahlungsmusteranpassung basierend auf den Leckagedaten; und Anpassen der Strahlungsmuster der modularen Spenderantennenkomponente, um das von der Nebenkeule empfangene Leckagesignal zu reduzieren.
Repeaternetzwerk, wobei das Netzwerk umfasst: mehrere der Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater, wobei einer oder mehrere der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater umfasst: eine Repeater-Spendereinheit, die erste mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst; und einen Repeaterzugangspunkt, der mit der Repeater-Spendereinheit gekoppelt ist, wobei der Repeaterzugangspunkt zweite mehrere modulare elektronische Komponenten umfasst; wobei die Repeater-Spendereinheit von einer Basisstation empfangene drahtlose Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale an den Repeaterzugangspunkt kommuniziert und von dem Repeaterzugangspunkt empfangene drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Basisstation abstrahlt, wobei der Zugangspunkt die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen Abdeckungsbereich abstrahlt, die von dem Abdeckungsbereich empfangenen drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale empfängt und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit kommuniziert; wobei die ersten mehreren modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Spenderantennenkomponente, einer modularen Spendersignalaufbereitungskomponente, einer modularen Spendersignalschnittstellenkomponente und einer modularen Spendersteuerung umfassen; und wobei die zweiten mehreren modularen elektronischen Komponenten mindestens eine von einer modularen Abdeckungsantennenkomponente, einer modularen Abdeckungssignalaufbereitungskomponente, einer modularen Abdeckungssignalschnittstellenkomponente und einer modularen Abdeckungssteuerung umfassen.
Repeaternetzwerk nach Anspruch 9, wobei jeder der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater konfiguriert ist, einen Gruppenverzögerungsalgorithmus auszuführen, der Standortdaten mit dem Gruppenverzögerungsalgorithmus von jedem der anderen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater teilt; wobei der Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus für jeden entsprechenden Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater die Gruppenverzögerung basierend auf den Standortdaten anpasst.
Repeaternetzwerk nach Anspruch 10, wobei die Standortdaten mindestens eines umfassen von: Repeaterortsinformationen, Antennenstrahlungsmuster oder Gruppenverzögerungseinstellungen.
Repeaternetzwerk nach Anspruch 10, wobei der Repeaterzugangspunkt für jeden der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater ein oder mehrere analoge Verzögerungselemente innerhalb einem Uplink-Pfad und/oder einem Downlink-Pfad des Repeaterzugangspunkts umfasst, wobei der Gruppenverzögerungsübernahmealgorithmus die Gruppenverzögerung unter Verwendung des einen oder der mehreren analogen Verzögerungselemente anpasst.
Repeaternetzwerk nach Anspruch 12, wobei der Gruppenverzögerungsalgorithmus das eine oder die mehreren analogen Verzögerungselemente basierend auf Sprunginformationen anpasst.
Repeaternetzwerk nach Anspruch 13, ferner umfassend einen Repeaternetzwerkserver, der mit jedem der mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater kommuniziert und konfiguriert ist, die Gruppenverzögerungssynchronisation zwischen den mehreren Over-the-Air-Millimeterwellenrepeatern zu teilen.
Mobile Computervorrichtung, wobei die mobile Computervorrichtung umfasst: einen Prozessor, der mit einem Speicher gekoppelt ist, wobei der Speicher Informationen über mindestens ein Strahlungsmuster für mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater gespeichert hat, wobei der mindestens eine Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater eine Repeater-Spendereinheit umfasst, die mit mindestens einem Repeaterzugangspunkt gekoppelt ist, wobei die Repeater-Spendereinheit von einer Basisstation empfangene drahtlose Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale an den Repeaterzugangspunkt kommuniziert und von dem Repeaterzugangspunkt empfangene drahtlose Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Basisstation abstrahlt, und wobei der Repeaterzugangspunkt die von der Repeater-Spendereinheit empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale in einen Abdeckungsbereich abstrahlt, die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale von dem Abdeckungsbereich empfängt und die drahtlosen Uplink-Millimeterwellenspektrumsignale an die Repeater-Spendereinheit kommuniziert; und einen Funkfrequenztransceiver, der konfiguriert ist, die von der Basisstation empfangenen drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale zu empfangen; wobei der Prozessor eine Anwendung ausführt, welche die drahtlosen Downlink-Millimeterwellenspektrumsignale decodiert und basierend auf dem Strahlungsmuster für den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater eine Basisstations-Downlink-Signalqualität bestimmt, die durch den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater beobachtet werden würde.
Mobile Computervorrichtung nach Anspruch 15, ferner umfassend: einen Funkfrequenztransceiver, der konfiguriert ist, ein Testsignal von einem Testsignalsender zu empfangen, der sich in einer potenziellen Abdeckungszone befindet, wobei der Prozessor eine Anwendung ausführt, die das Testsignal decodiert, um Empfangssignalqualitätsinformationen für einen oder mehrere potenzielle Orte für den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater basierend auf den Signalqualitätsinformationen und dem Strahlungsmuster für den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater zu erhalten.
Mobile Computervorrichtung nach Anspruch 15, ferner umfassend: einen Funkfrequenztransceiver, der konfiguriert ist, mit dem mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater zu kommunizieren; wobei der Prozessor eine Anwendung ausführt, die auf einer grafischen Benutzeroberfläche eine virtuelle Veranschaulichung des mindestens einen Strahlungsmusters darstellt, die einem Bild des Kundenstandorts überlagert ist, der von einem Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters abgedeckt wird; wobei die virtuelle Veranschaulichung aus Informationen über Antennengruppeneinstellungen erzeugt wird, die von dem mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater bereitgestellt werden.
Mobile Computervorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Anwendung konfiguriert ist, Eingaben von einem Benutzer über die grafische Benutzeroberfläche über Touchscreen-Drag-and-Drop- und -Multigesten-Steuerungen zu empfangen; wobei die Anwendung konfiguriert ist, Anpassungsinformationen zu erzeugen, um den Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters als Reaktion auf die Touchscreen-Drag-and-Drop- und -Multigesten-Steuerungen anzupassen; wobei die Anwendung konfiguriert ist, Befehle an den mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater zu senden, um den Abdeckungsbereich des mindestens einen Strahlungsmusters als Reaktion auf die Anpassungsinformationen anzupassen; und wobei der mindestens eine Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater konfiguriert ist, das mindestens eine Strahlungsmuster des mindestens einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeaters als Reaktion auf die Befehle anzupassen.
Mobile Computervorrichtung nach Anspruch 17, wobei die grafische Benutzeroberfläche eines umfasst von: einer Anzeige der mobilen Computervorrichtung; einer tragbaren Vorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR); oder einem Computer, der mit der mobilen Computervorrichtung in Kommunikation steht.
Mobile Computervorrichtung nach Anspruch 17, wobei die virtuelle Veranschaulichung Strahlungsmuster für Abdeckungszonen für mehr als einen Over-the-Air-Millimeterwellenrepeater umfasst.