CN104426580B

CN104426580B - 使用环形器网络的室外耦合器单元

Info

Publication number: CN104426580B
Application number: CN201410449998.3A
Authority: CN
Inventors: 爱德文·尼利斯; 沈颖
Original assignee: ZTE USA Inc
Current assignee: ZTE USA Inc
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2034-09-05
Also published as: US9246524B2; US20150065184A1; HK1207220A1; JP2015053679A; EP2849277A1; CN104426580A

Abstract

本文公开了使用环形器网络的室外耦合器单元。描述了一种用于合并或分离来自多个室外单元(ODU)的发射微波信号和接收微波信号的室外耦合器单元(OCU)。通过使用环形器，OCU具有低信号损耗。OCU概念允许系统在需要时能够扩展到超过两个ODU，且可以被放置于非常接近于一个天线或多个天线的室外。

Description

使用环形器网络的室外耦合器单元

相关申请

本申请要求2014年7月7日提交的名为“OUTDOOR COUPLER UNIT UTILIZINGCIRCULATOR NETWORK”的美国专利申请号14/325,222的优先权，其要求2013年9月5日提交的名为“OUTDOOR COUPLER UNIT UTILIZING CIRCULATOR NETWORK”的美国临时申请号61/874,275的优先权，这两个专利申请通过被引用，整个地并入本文。

技术领域

本发明涉及用于微波无线通信的设备，且特别地，涉及室外耦合器单元设备(OCU)，该室外耦合器单元允许低损耗合并和分离到天线和数字通信网络的发射信号和来自天线和数字通信网络的接收信号。

背景技术

微波通信系统通常包括连接到微波天线的室外单元(ODU)。微波天线被指向具有与其相连接的另一个ODU的另一个微波天线。这一对ODU和相关联的天线包含链接。ODU一般含有发射器和接收器，通过天线、客户端网络，发射器用于发射数据到另一个ODU，接收器从另一个ODU接收数据。

通常，两个ODU通过混合耦合器被连接到单个天线。该混合耦合器显著增加了ODU的发射信号和接收信号的损耗，并降低了系统增益。该损耗是不期望的，因为系统增益确定了可在链接中的天线之间跨越的距离。损耗越大，则转换成在链接的网络中购买和维护更多的天线所增加的费用。混合耦合器的另一个限制是其只可以连接两个ODU。如果一个ODU在该系统中出现故障，则可能在本质上影响网络业务。此外，通过混合耦合器的ODU之间的有限的隔离可能引起干扰。

发明内容

室外耦合器单元(OCU)包括环形器，该环形器将多个ODU的发射信号和接收信号结合。环形器潜在地可能是同轴环形器或波导环形器，且环形器可以使用诸如同轴光缆或波导的介质彼此之间相互耦合。同轴环形器提供比混合耦合器更低损耗的信号功率传送(transfer)，而集成的波导环形器进一步降低了信号损耗。

在一些实施例中，一个以上的ODU被连接到天线以便增加链接的数据吞吐量或提供保护以防止硬件故障或气体通路退化。其他的ODU可以使用诸如空间分集或交叉极化干扰消除的技术以更多地利用给定的天线带宽。其他的天线可以被安装在给定的系统中，而不是将多个ODU连接到单个天线，但成本可能过高。

OCU可以被设计为支持两个以上的ODU，以增加无线通信系统的稳定性和可靠性。OCU也可以被设计为，通过添加RX和TX扩展端口，并且如果有必要的话将第二OCU串联(intandem)耦合，以用于将来的扩展。OCU可以被设计为使用一个或多个天线。一些示例性的无线通信系统包括一个OCU耦合到两个ODU、一个OCU耦合到四个ODU、和两个OCU耦合到八个ODU。ODU可以以不同的配置被耦合到OCU内的环形器，这取决于系统中有多少天线、每个天线被分配给谁、以及扩展端口是否被使用。

设计OCU用于室外的优势包括其可以比室内设备放置得更靠近天线，且在某些情况下，就在天线本身上。OCU与天线之间的紧密相邻使OCU与天线之间允许短的连接以及降低RF损耗。室内系统比OCU占用更多的空间，这导致购买或租赁空间以用于无线通信系统而增加的成本。OCU还可以避免对致冷系统或人工冷却系统的需要，因为它是凭借位于室外进行通风的。而且，因为OCU只包含无源组件且没有特定频率的滤波器，所以使一个ODU下线以用于置换或维护则不需要关闭OCU。其余的一个ODU或多个ODU可以继续运行，从而避免了该链接处的网络业务的彻底关闭。OCU被设计为承受诸如风、雨、雪、潮湿和高温或低温的各种环境压力。

附图说明

所包含的附图，是为了提供对本发明的进一步的理解，且并入本文，并作为说明书的一部分，其说明了本发明的实施例，并且连同说明书对本发明的原理提供了解释。在所有附图的若干视图中，相似的参考数字指示对应的部分。

图1A是利用两个ODU和混合耦合器的现有无线通信系统的示意图。

图1B是利用两个ODU和中间壳体的现有无线通信系统的示意图。

图2是利用两个ODU和一个OCU的示例性的无线通信系统的示意图。

图3是支持两个ODU的示例性的OCU的表示，其包括同轴电缆和同轴环形器。

图4是支持两个ODU的示例性的OCU的表示，其包括波导和波导环形器。

图5是OCU的示例性的环形器板的发射环形器侧的表示，其包括波导和波导环形器。

图6是OCU的示例性的环形器板的接收环形器侧的表示，其包括波导和波导环形器。

图7A是利用根据图3中的两个ODU和一个OCU的示例性的无线通信系统的示意图。

图7B是利用两个ODU和具有RX扩展端口和TX扩展端口的OCU的示例性的无线通信系统的示意图。

图8是支持两个ODU且包括RX扩展端口和TX扩展端口的示例性的OCU中的环形器板的两侧的表示。

图9是被设计为支持四个ODU的示例性的OCU的示意图。

图10是被设计为支持四个ODU的OCU的示例性的环形器板的接收环形器侧的表示。

图11是包括2个天线、四个ODU、OCU的示例性的无线通信系统的示意图，其中OCU被设计为支持四个ODU且包括可用于扩展的扩展端口。

图12是包括1个天线、1个外部环形器、四个ODU、OCU的示例性的无线通信系统的示意图，其中OCU被设计为支持四个ODU且包括可用于扩展的扩展端口。

图13是包括1个天线、1个外部环形器、八个ODU和两个OCU的示例性的无线通信系统的示意图，其中两个OCU中的每个都被设计为支持四个ODU且包括可用于扩展的扩展端口。

图14是被设计为支持四个ODU，但没有扩展端口，且耦合到2个天线的示例性的OCU的示意图。

图15是被设计为支持四个ODU，但没有扩展端口，且耦合到1个天线的示例性的OCU的示意图。

图16是用于发射来自室外耦合单元的信号的方法的流程图。

图17是在室外耦合单元接收信号的方法的流程图。

具体实施方式

现在将更详细地参照在附图中所说明的实施例、示例。在以下详细的描述中，大量的非限制性的具体细节被阐述，这是为了协助理解本文所展示的主题。然而，对于本领域的普通技术人员将明显的是，各种可选的方式可以被使用而不脱离本发明的范围，且主题可以被实践而无需这些具体的细节。例如，对于本领域的普通技术人员而言，将明显的是，本文所展示的主题可以被实施于许多类型的无线通信系统。

图1A是现有微波无线通信系统100的示意图，所述系统100包括两个ODU(室外单元)104和108，这两个ODU(室外单元)104和108被附接到混合耦合器106，混合耦合器106利用柔性波导110连接到天线102。混合耦合器106被用于微波无线通信系统以分离所接收的信号且合并发射信号。混合耦合器106或者是平衡的或者是非平衡的。平衡的混合耦合器将信号分成两个近似功率的信号。非平衡的混合耦合器将信号分成两个不同功率的信号。由平衡的混合耦合器引起的每个ODU的TX信号和RX信号的损耗通常是3.5-4dB。由非平衡的混合耦合器引起的对一个ODU的损耗通常是1.5-2dB，而对于另一个ODU的损耗通常是6.5-7.0dB。在一些实施例中，混合耦合器106和其一对ODU104与108被附接到天线102，这缩短了柔性波导110的长度。

在现有无线通信系统100的一些实施例中，ODU104或者ODU108可以作为备份系统来运行。这个系统中的每个ODU都包含被连接到双工器的发射器和接收器。混合耦合器被设计为支持两个ODU。系统100的局限是相比较于基于环形器的系统，混合耦合器相对损耗较大，并且混合耦合器仅可以用于支持两个ODU。

图1B是另一个现有无线通信系统118的示意图，该系统118使用两个ODU112和114，且中间壳体116耦合天线102。在该系统中，ODU112和114并不包含滤波器或双工器。中间壳体116包括多个TX滤波器和RX滤波器，以及多个环形器。该系统的局限是中间壳体是被建造用于具体的信道，因为其包含的多个TX滤波器和RX滤波器中的每个都被调谐到特定频率信道(或子频带)。在该系统中，如果必须改变系统118的信道，中间壳体116将必须被关闭且被拆卸以更换(swap out)滤波器。因为中间壳体116包含所有的信道滤波器，所以客户在安装壳体之前必须知道所有期望的信道。这是有问题的，因为客户在安装无线通信系统118之前可能获得了在特定的频带运行的许可，但可能直到此后的某个时间才知道他们希望使用的频率信道。频带包括许多频率信道，并且存在折衷方案以在给定的系统使用特定的信道。

图2是示例性的无线通信系统200的示意图，其利用两个ODU204和206，以及耦合了天线102的OCU(室外耦合器单元)202。在一些实施例中，OCU202与ODU204和206一起直接耦合到天线102。在一些实施例中，OCU202与ODU204和206一起位于远离天线一段距离处，并通过波导耦合天线。不像被设计用于类似功能的室内单元，OCU202被特别地设计为承受来自其所处的室外的环境压力，诸如雨、雪、潮湿和高温或低温。由于其设计的坚固耐用，OCU202可以被放置在或非常接近于其对应的一个天线或多个天线。这就使得在一个天线或多个天线与OCU202之间能够进行更短的通信链接，从而导致更少的信号恶化。

应该注意的是，如果系统200中的信道需要被改变，那么一个ODU可以被下线，而OCU202可以继续使用仍在运行的另一个ODU来继续运行。这就使得例行维护能够被执行且更少地干扰网络业务，这有别于OCU202必须被关闭的情况。OCU202包括无源元件，其允许能量和空间有效的设计。

在一些实施例中，ODU204和ODU206两个中的每个都包括发射器、接收器、发射滤波器和接收滤波器。发射滤波器和接收滤波器被特别地调谐到对应特定的频率信道。OCU202是一个紧凑的模块，其包括3个环形器208、210和212，以及将环形器彼此连接、以及与天线102、与ODU204和ODU206连接的多个波传送介质。OCU202可以被用于宽的频率范围。在一些实施例中，OCU202可以被定制为对应于特定的频带，其中给定的频带包括多个频率信道。

OCU202工作用于靠近天线102来有效地合并、分离发射信号和接收信号。环形器是无源组件，其被调谐为通过第一端口接收信号，且将接收的信号发射出第二端口。3-端口环形器通过第一端口接收信号，通过第二端口发射信号，通过第二端口接收不同的信号，以及通过第三端口发射不同的信号。类似地，通过第三端口接收的信号将被发射出第一端口。在一些实施例中，环形器208、环形器210和环形器212是3-端口环形器。

当OCU202正在从天线102接收第一RX信号时，第一RX信号在环形器212的第一端口处被接收。第一RX信号被传送到环形器212的第二端口，其中信号将被传输到环形器208的第一端口。在环形器208处，第一RX信号离开第二端口，该第二端口电耦合ODU204的RX滤波器。ODU204的RX滤波器被设计为允许第一RX信号的特定频率子频带/信道传递到ODU204的接收器。第一RX信号的其余分量(与ODU204的RX滤波器的频率子频带不匹配的分量)，反射回环形器208的第二端口。从环形器208的第二端口，第一RX信号的反射部分被通过环形器208的第三端口发送，该第三端口电耦合ODU206的RX滤波器。ODU206的RX滤波器被设计为接收第一信号的其余部分且将这其余部分传递到ODU206的接收器。用这种方式，环形器208有效地作用来将第一RX信号分离成用于ODU204和ODU206分别接收的分量信号。

在发射模式中，OCU202的环形器210在环形器210的第一端口处接收来自ODU204的TX滤波器的第一TX信号。第一TX信号然后被通过环形器210的第二端口输出。环形器210的第二端口电耦合ODU206的TX滤波器。第一TX信号经历ODU206的TX滤波器且反射回环形器210的第二端口。环形器210的第二端口还接收来自ODU206中的发射器的通过ODU206的TX滤波器的第二TX信号。第一TX信号和第二TX信号中的每一个都是分量信号，各自包含其对应的TX滤波器所调谐到的特定频率信道。环形器210通过其第三端口输出第一TX信号和第二TX信号。环形器210的第三端口电耦合环形器212的第三端口。环形器212接收第一TX信号和第二TX信号，且通过其第一端口将它们输出，该第一端口电耦合天线102。用这种方式，环形器210有效地作用来将两个分量TX信号结合，而环形器212用作隔离器来将信号发射到天线102和接收来自天线102的信号。

图3是支持两个ODU的示例性的OCU300的表示，其包括同轴电缆和同轴环形器。应该理解的是，图3仅仅是能够支持两个ODU的基于同轴的OCU的一个可能的结构表示。例如，OCU300可以是以立方体的形状、或其他的多面棱柱的形状。

OCU300利用同轴电缆来在内部连接三个同轴环形器308、314和316。OCU300包括环形器支撑结构302。环形器支撑结构302可以以若干不同的方式来构成以实现作为环形器和同轴电缆的外壳的功能，诸如，实心板、框或盒子。OCU300还包括第一板304和第二板318以保护安置环形器和电缆的环形器支撑结构302的部分。端口板320和322保护信号通信端口且提供到信号通信端口的入口，信号通信端口诸如接收器端口312、发射器端口310和环形器支撑结构302的另一侧上的对应的端口对。端口板320和322也可以被称为ODU接口模块，因为它们利用信号通信端口与连接OCU的ODU接驳。在该实施例中，OCU300通过天线接口模块306与天线接驳。

图4是被设计为支持两个ODU的示例性的OCU400的表示，其包括波导和波导环形器。如所提及的用于基于同轴的OCU，图4是可以支持两个ODU的基于波导的OCU的一个可能的结构表示的表示。例如，OCU400可以是以立方体的形状、或其他多面棱柱的形状。

OCU400利用诸如410的波导，而不是同轴电缆，来将环形器耦合在一起。在该实施例中，OCU400包括具有第一侧和第二侧404的第一板402。第一板402的第一侧具有一个或多个信号通信端口，其耦合通过板的一个或多个信号接口介质(诸如同轴电缆)，以在正常运行期间将OCU400与两个ODU中的一个耦合。在该实施例中，第一板402的第一侧具有用于发射来自ODU的信号的一个端口，和用于接收来自ODU的信号的一个端口。第一板402的第二侧404能够连接环形器板406。OCU400还包括第二板416，其具有第一侧418和第二侧。第二板416的第二侧实质上类似于第一板402的第二侧404，且也能够连接环形器板406。在该示例性的实施例中，第二板416的第一侧418具有用于发射来自ODU的信号的一个端口，和用于接收来自ODU的信号的一个端口，每个端口都耦合通过板的信号接口介质(诸如同轴电缆)到波导上各自的位置。在一些实施例中，第二板416的第一侧418还具有一个或多个磁体420，该一个或多个磁体420被置于第二板416的第一侧418上的凹陷处。该一个或多个磁体420与位于环形器板406中的一个或多个波导环形器的中心对准。这使得在OCU400被完全组装时一个或多个波导环形器能够通过位于外部的磁体进行调节。第一板402的第一侧，也包括一个或多个磁体420，该一个或多个磁体420与位于环形器板中的一个或多个波导环形器的中心对准。在一些实施例中，OCU400可以利用波导和同轴电缆的组合，以及波导环形器和同轴环形器的组合。第一板402和第二板416也可以被称为ODU接口模块，因为它们使用信号通信端口与连接OCU的ODU接驳。

环形器板406包括一个或多个波导，和连接波导的一个或多个环形器。在该实施例中，环形器板406具有第一侧和第二侧408。一个或多个波导环形器可以被置于环形器板406的第一侧或第二侧408上。OCU400还包括安装板412和天线接口模块414。

图5是图4中的示例性的OCU400的环形器板406的第一侧502的表示。在该实施例中，环形器板406的第一侧502也可以被称为发射环形器侧502，因为发射波导环形器504位于环形器板406的这一侧。波导环形器504具有三个端口504A、504B和504C。波导环形器504对应于图2中的环形器210。环形器板406在板406的每一侧上具有连接器和同轴到波导的转换，以将每一个ODU的TX信号和RX信号连接到特定的波导环形器。在该发射环形器侧502上，506A表示用于从图4中的第一板402的第一侧上的ODU接收的TX信号的同轴到波导的转换。同轴到波导的转换510A来自于环形器板406的第二侧408，以允许来自第二板416的第一侧418上的ODU的TX信号的发射。508A是用于从环形器板406的第二侧408上的接收器波导环形器得到RX信号的同轴到波导的转换，以用于第一板板402的第一侧上的ODU。

在一些实施例中，可以通过在环形器板406中为波导的每个部分制作出一个通道，并将一个覆盖物置于制作出的部分的上面以形成密闭中空的路径来构造波导410。在这种情况下，覆盖物可以由任何不同的材料制成，诸如，铝、黄铜、纯铜、银、或金。波导410也可以是由各种材料形成的柔性管。发射环形器侧502上的波导部分通过开口512通到环形器板406的另一侧。该波导部分将合并的TX信号发射出波导环形器504的端口504C。在该实施例中，波导环形器504在环形器端口504A处从同轴到波导的转换506A得到信号，且在环形器端口504B处从同轴到波导转换510A得到信号。

图6是示例性的OCU400的环形器板406的第二侧408的表示。在该实施例中，环形器板406的第二侧408也可以被称为接收环形器侧408，因为接收波导环形器604位于环形器板406的这一侧上。波导环形器604具有三个端口604A、604B和604C。波导环形器604对应于图2中的环形器208。在这个接收环形器侧408上，508B是通过转换508A关于被发送到第一板402的第一侧上的ODU的RX信号的同轴到波导的转换。同轴到波导转换602允许RX信号被发送到第二板416的第一侧418上的ODU。转换510B对应于环形器板406的第一侧502上的转换510A。

在该实施例中，波导环形器604通过环形器端口604A发送信号到转换508B，通过环形器端口604B发送信号到转换602，以及通过端口604C接收来自天线的第一RX信号。在该实施例中，波导环形器606对应于图2中的环形器212。环形器606在端口606B接收来自环形器板406的第一侧502上的波导环形器504通过开口512的TX信号。环形器606通过端口606A输出第一RX信号，以及端口606C发射信号到天线，且通过波导610接收来自天线的信号。

图7A是利用图2B中的两个ODU204与206和OCU202的示例性的无线通信系统200的示意图。这提供了参照以显示在一些应用中使用环形器作为合并器，而在其他的应用中使用环形器作为隔离器来实现OCU的根本功能，而不管无线通信系统中ODU的数量的根本逻辑。

图7B是利用两个ODU204与206和具有RX扩展端口708和TX扩展端口710的OCU702的示例性无线通信系统700的示意图。在该示例性的系统中，OCU702具有两个额外的环形器，环形器704和环形器706，以提供额外的接收信号和额外的发射信号。

在OCU702中，环形器704在其第一端口接收来自TX扩展端口710的第一TX信号。环形器704在其第二端口接收来自ODU206的第二TX信号，连同第一TX信号的反射形式。第一TX信号和第二TX信号两者都从环形器704的第三端口输出，且被发送到环形器210的第一端口，在环形器210的第一端口来自ODU204的第三TX信号与它们融合在一起。在环形器208处，第一RX信号在环形器208的第一端口处被接收到，且第一RX信号的第一分量由ODU204通过环形器的第二端口接收到。第一RX信号的其余部分通过环形器208的第三端口输出且被发送到环形器706的第一端口。从环形器706，ODU206通过环形器的第二端口接收到第一RX信号的第二分量，且第一RX信号的其余分量通过环形器706的第三端口输出以通过RX扩展端口708传播。系统700的其余部分实质上类似于系统200的运行。

将RX扩展端口708和TX扩展端口710添加到OCU702，允许系统包括额外的ODU和额外的OCU。这个原理也适用于OCU的其他实施例。在没有必要使用OCU上的扩展端口的情况下，负载可以被放置于端口处以允许被发送到端口的任何潜在的信号的有效的波反射。

图8是在支持两个ODU的示例性的OCU800中的环形器板802的两侧804和806的表示，其包括RX扩展端口814和TX扩展端口808。第一侧804也可以被称为环形器板802的发射环形器侧804，因为其包括如图5中的环形器板406的第一侧502上的发射波导环形器504。该发射环形器侧804还包括额外的发射波导环形器810，其对应于图7B中的环形器704。环形器板802的第二侧806也可以被称为接收环形器侧806，因为其包括如图6中的环形器板406的第二侧408上的接收波导环形器604。该接收环形器侧806还包括额外的接收波导环形器812，其对应于图7B中的环形器706。

图9是被设计为支持四个ODU(诸如，ODU902、904、906和908)的示例性的OCU910的示意图。该示例性的OCU910具有两个端口，RX输入端口932和TX输出端口934，以连接至少一个天线。当与天线连接时，RX输入端口932和TX输出端口934可以被称之为天线端口，但是这些端口也可以被用来通过其扩展端口挂接其他的OCU。如果OCU910被置于具有一个天线的无线通信系统900中，那么额外的环形器可以被添加于端口932和934以用作隔离器。在一些实施例中，系统900包括用于接收信号的一个天线和用于发射信号的一个天线，在这种情况下端口932和934可以与单独的天线连接。

OCU910根据早前所公开的原理扩展被设计用于支持两个ODU的OCU。在系统900中，OCU910包括足够的环形器以合并来自ODU902、ODU904、ODU906、ODU908的分量TX信号和可能来自TX扩展端口930的分量TX信号。类似地，OCU910包括足够的环形器以将第一RX信号分离成用于由ODU902、ODU904、ODU906、ODU908接收的分量RX信号和可能由RX扩展端口928接收的分量RX信号。具有4个附接的ODU的额外的OCU910可以通过以下操作来被添加到系统900：将一个OCU910的RX扩展端口928连接另一个OCU910的RX输入端口932；以及将一个OCU910的TX扩展端口930连接另一个OCU910的TX输出端口930。在一些实施例中，ODU902、904、906和908在不同频率信道上运行，且可以被更换为在不同频率信道上运行的ODU，或彼此之间切换以可能增强系统900的性能。在一些实施例中，一个或多个ODU可以在相同的频率信道上运行为系统900中的另一个ODU，从而在需要用于将来备份的情况下能在OCU910正常运行期间被关闭。在一些实施例中，两个扩展端口928和930具有被放置在其上的负载，使得在端口接收的任何信号被分别反射回环形器926或922。合并环形器922、920、914和912中的TX信号的原理本质上与早前所述的OCU的其他实施例中的原理相同。分离环形器916、918、924和926中的RX信号的原理本质上与早前所述的OCU的其他实施例中的原理相同。

图10是OCU910的示例性的环形器板1000的接收环形器侧的表示。在该实施例中，OCU910使用波导和波导环形器，但是其他的信号传送介质可以与其他类型的环形器一起使用。波导1002连接到图9A的RX输入端口932。类似地，TX输出端口934在环形器板的另一侧上具有连接到其的波导的对应的部分。在一些实施例中，端口1004提供到图9中的ODU902的TX连接和RX连接，而端口1006提供到图9中的ODU904的TX连接和RX连接。波导1008被用于提供在图9中的RX扩展端口928与OCU910中的环形器中的一个之间的连接。类似地，TX扩展端口930在环形器板1000的另一侧上具有波导的一部分，提供从TX扩展端口930到OCU910中的环形器中的一个的连接。

图11是示例性的无线通信系统1100的示意图，系统1100包括2个天线1102和1104、4个ODU902、904、906和908、以及被设计为支持4个ODU且包括可能用于扩展的扩展端口928和930的OCU910。OCU910运行如图9中所示，但是具有用于接收信号的专用天线1102和用于发射信号的专用天线1104。

图12是示例性的无线通信系统1200的示意图，系统1200包括1个天线102、四个ODU902、904、906和908、以及被设计用于支持四个ODU并包括可能用于扩展的扩展端口928和930的OCU1204。系统1200利用额外的环形器1202来隔离被发送到天线102的TX信号与从天线102接收的RX信号。在一些实施例中，环形器1202是位于OCU1204之外的外部环形器，而在一些实施例中，OCU1204包括在OCU的壳体内的环形器1202。可能有利的是，将环形器1202放置在OCU1204的外边，以提供到2-天线系统的方便的转换。如果知道系统1200将总是为1-天线系统，则可能有利的是，将环形器1202放置在OCU1204内以保护其免受于暴露在环境中。

图13是示例性的无线通信系统1300的示意图，系统1300包括1个天线102、八个ODU和其中每个都被设计为支持四个ODU且包括可能用于扩展的扩展端口928和930的两个OCU1204与1310。

在系统1300中，OCU1204的RX扩展端口928与OCU1310的RX输入端口932连接，而OCU1204的TX扩展端口930与OCU1310的TX输出端口934连接。虽然在图13B中OCU1204和OCU1310具有不同的标签，但是在一些实施例中，它们在功能和组成上是相同的。在一些实施例中，系统1300中的每个ODU被调谐到不同的频率信道以提供改善的网络服务质量。在一些实施例中，系统1300的一个或多个ODU可以被调谐为另一个ODU的副本，以作为另一个ODU出现故障时的备份。

图14是设计为支持四个ODU902、906、904和908且无扩展端口的示例性OCU1410的示意图，该OCU1410与2个天线1402和1404耦合。在OCU1410中，环形器被配置为使得ODU904和ODU908独占地使用天线1404，且ODU902和ODU906独占地使用天线1402。该示例性的无线通信系统1400展现了OCU设计的多样性，以创建系统中的所有ODU都使用系统的所有天线的系统，或创建系统中ODU的子集使用系统的天线的子集的系统。例如，在一些系统中，一个天线可以独占地被用于接收信号且可以通过使用环形器被电耦合到系统中的每个ODU的接收器，而另一个天线可以独占地用于发射且可以通过使用OCU中的环形器与每个ODU的发射器电耦合。

图15是具有被设计为支持四个ODU902、904、906和908的端口而无扩展端口的OCU1502的示例性的无线通信系统1500的示意图，该OCU1502耦合到1个天线1518。在OCU1502中，环形器1506、1510和1512合并和发射合成的TX信号到环形器1516，该环形器1516用作隔离器发送合成的TX信号到天线1518，且接收和发送来自天线1518的合成的RX信号到环形器1514。环形器1514将所接收的信号分离成两个中间的RX信号以用于环形器1508和1504，其进一步将合成的RX信号分离成将由四个ODU接收器接收的分量RX信号。应该注意的是，在图12和图13中，存在一个最终的、外部的环形器来用作与天线接口的TX信号和RX信号之间的隔离器。在该实施例中，最终的隔离环形器被包含在OCU内。

图16是方法1600的流程图，方法1600用于发射来自室外耦合单元的信号。该方法是由(且在)室外耦合单元(OCU)来实施的。OCU在第一发射端口接收第一发射信号1602。在一些实施例中，第一发射信号来自第一室外单元(ODU)，而在一些实施例中第一发射信号可能来自另一个OCU。

OCU在第二发射端口接收第二发射信号1604。在一些实施例中，第二发射信号来自第二ODU，其中第二ODU如第一ODU运行在不同的频率信道上。在一些实施例中，第二发射信号来自于另一个OCU。

OCU在第一环形器将第一发射信号和第二发射信号合并以产生第三发射信号1606。第一环形器，通过在第一环形器的第一端口处接收来自OCU的第一发射端口的第一发射信号，有效地实施第一发射信号和第二发射信号的这种合并。第一发射信号通过第一环形器的第二端口输出，朝向OCU的第二发射端口。在OCU的第二发射端口，第一发射信号被反射回朝向第一环形器的第二端口。第二发射信号还行进到第一环形器的第二端口。第一环形器通过其第三端口发送反射的第一发射信号和第二发射信号，有效地将第一发射信号和第二发射信号合并。

OCU发送第三发射信号到第二环形器1608。OCU在第二环形器处选择用于输出到天线的第三发射信号1610。在一些实施例中，第二环形器可以被描述为隔离正被发送到天线的发射信号和正从天线接收的接收信号的隔离器。第二环形器通过以下动作有效地隔离发射信号和接收信号：在第二环形器的第一端口上接收第三发射信号；然后通过环形器的第二端口发送第三发射信号到天线。第二环形器可以从天线接收其第二端口上的接收信号，但是其将通过其第三端口输出该接收信号。

图17是在室外耦合单元中接收信号的方法1700的流程图。OCU在室外耦合单元中的第一环形器处接收来自天线的第一接收信号1702。在一些实施例中，第一接收信号包括分量接收信号。OCU在第一环形器处选择第一接收信号以用于输出到第二环形器1704。在一些实施例中，第一环形器可以被描述为隔离正被发送到天线的发射信号和正从天线接收的接收信号的隔离器。该隔离环形器以实质上与早前描述的用于发射的方法中的隔离环形器一样的方式工作。

OCU在第二环形器处将第一接收信号分离成第二接收信号和第三接收信号1706。第二环形器通过发送接收的第一接收信号(在其第一端口)穿过其第二端口到OCU的第一接收端口来有效地实施这种信号的分离。由OCU的第一接收端口接收第一接收信号的一个分量(第二接收信号)1708。第一接收信号的其余分量(第三接收信号)从第一接收端口反射出，回到第二环形器的第二端口。第三接收信号从第二环形器的第三端口输出。OCU在第二接收端口接收第三接收信号1710。

本发明所属领域的技术人员将会想到对本文所阐述的发明的许多修改和其他的实施方式，这些发明具有前述说明书和相关的附图中所呈现的教导的优点。因此，要理解的是，本发明并不限于所公开的实施方式的具体示例，且修改和其他的实施方式被认为是包括在所附权利要求的范围内。虽然本文采用了一些具体的术语，但是它们仅是以通用的方式和描述性的意义进行使用，且并非出于限制的目的。

出于解释的目的，前述说明书已经参考了具体的实施方式进行了阐述。然而，以上说明性的讨论并不旨在进行详尽的阐述或将本发明限制于所公开的准确形式。鉴于以上的教导，许多修改和变化是可能的。所选择和阐述的实施方式是为了最好地解释本发明的原理和其实践应用，从而使本领域的其他技术人员为了适于所计划的特定使用而应用各种修改来最佳地利用本发明和各种实施方式。

Claims

1.一种室外无线通信系统，包括：

一个或多个室外耦合器单元；

一个或多个室外单元，所述一个或多个室外单元被耦合于所述一个或多个室外耦合器单元，其中每个室外单元包括一个或多个发射器、一个或多个接收器、一个或多个发射滤波器、和一个或多个接收滤波器；以及

一个或多个天线，所述一个或多个天线被耦合于所述一个或多个室外耦合器单元；

其中，所述室外耦合器单元包括：

第一ODU接口模块，所述第一ODU接口模块包括一个或多个信号通信端口；

第二ODU接口模块，所述第二ODU接口模块包括一个或多个信号通信端口；以及

环形器壳体，所述环形器壳体包括彼此相互耦合的多个环形器，且所述多个环形器被耦合于所述第一ODU接口模块的所述信号通信端口和所述第二ODU接口模块的所述信号通信端口；

其中：

所述第一ODU接口模块的所述信号通信端口包括第一发射端口和第一接收端口；

所述第二ODU接口模块的所述信号通信端口还包括第二发射端口和第二接收端口；以及

所述环形器壳体包括三个环形器，使得第一环形器将来自所述第一发射端口的发射信号和来自所述第二发射端口的发射信号合并，第二环形器将所接收的信号分离且发送到所述第一接收端口和所述第二接收端口，且第三环形器被通信地耦合于所述第一环形器和所述第二环形器以通过天线端口将信号引导到天线以及引导来自天线的信号；

或者，

所述第一ODU接口模块的所述信号通信端口包括第一发射端口、第一接收端口、第二发射端口和第二接收端口；

所述第二ODU接口模块的所述信号通信端口还包括第三发射端口、第三接收端口、第四发射端口和第四接收端口；以及

所述环形器壳体包括多个环形器，使得每个发射端口和接收端口被耦合于一个环形器，且至少一个环形器被耦合于至少一个天线。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，相应的天线通过所述一个或多个室外耦合器单元外部的环形器被耦合于所述一个或多个室外耦合器单元中的一个室外耦合器单元。

3.根据权利要求1所述的系统，其中：

四个室外单元被耦合于相应的室外耦合器单元，其中每个室外单元被调谐到不同的频率信道；以及

一个或多个天线被耦合于所述相应的室外耦合器单元。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述四个室外单元中的第一室外单元和第二室外单元被通信地耦合于第一天线；以及

所述四个室外单元中的第三室外单元和第四室外单元被通信地耦合于不同于所述第一天线的第二天线。

5.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述四个室外单元的接收器被通信地耦合于第一天线；以及

所述四个室外单元的发射器被通信地耦合于第二天线。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述环形器壳体的所述一个或多个环形器是波导环形器，且所述一个或多个环形器使用波导彼此相互耦合。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，至少一个磁体被放置于所述环形器壳体的第一侧且至少一个磁体被放置于所述环形器壳体的第二侧，使得所述磁体被定位来对准所述一个或多个波导环形器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述环形器壳体的所述一个或多个环形器是同轴环形器，且所述一个或多个环形器使用同轴电缆彼此相互耦合。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述环形器壳体的所述一个或多个环形器是波导环形器和同轴环形器的组合，且所述一个或多个环形器使用波导和同轴电缆的组合彼此相互耦合。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述室外耦合器单元还包括第一接收器天线端口和第一发射天线端口。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述室外耦合器单元还包括第一接收器扩展端口和第一发射扩展端口。

12.一种用于在室外耦合器单元中接收微波接收信号的方法，包括：

在所述室外耦合器单元中的第一环形器处，接收来自天线的第一接收信号；

在所述第一环形器处，选择所述第一接收信号用于输出到第二环形器；

在所述第二环形器处将所述第一接收信号分离成第二接收信号和第三接收信号；

在所述室外耦合器单元的第一接收端口处，接收所述第二接收信号；以及

在所述室外耦合器单元的第二接收端口处，接收所述第三接收信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一接收信号在所述室外耦合器单元中以如下方式进行发射：

在所述室外耦合器单元的第一发射端口处，接收第一发射信号；

在所述室外耦合器单元的第二发射端口处，接收第二发射信号；

在所述室外耦合器单元中的第一环形器处，将所述第一发射信号与所述第二发射信号合并，以产生第三发射信号；

将所述第三发射信号发送到所述室外耦合器单元中的第二环形器；以及

在所述第二环形器处，选择所述第三发射信号用于输出到天线。