[发明专利]使用架空电力线的分布式天线系统发明背景

说明书

技术领域

本发明通常涉及电信系统，尤其是，涉及利用架空传输线供传输和分布信息两者的新颖的方法。

背景技术

由于用于个人和移动通信的容量和覆盖范围需求已经逐步升高，由蜂窝移动服务提供商使用的原始的泛洪(flooding)方法(其尝试围绕集中式蜂窝基站站点的相对大面积的总的覆盖)已经越来越达不到要求。虽然安装的小区站点的数量已经不断地增长，在美国和在世界范围内，需求量已经更快地增长。由于在典型乡下、郊区或者城市环境中平均无线传播路径的长度和大量相关的衰减，增加服务区的信息容量或增加对未服务区域的覆盖的成本可以是价格过高的。另外，在许多位置中，由于局部区划限制和调整，适宜的站点的可用性被缩小，并且新的站点的取得正在变得更加昂贵乃至难以获得。

在美国，估计每年投入$50亿去解决这些问题。在世界范围内，大约每年投入$180亿。解决这些问题已经采用的一种方法是增加接入站点(基站)的密度，以便既降低平均路径长度，又对每一单位面积更多的用户提供服务。但是由于用于装备和额外的返回信程(back haul)两者的成本，这是不可以接受的昂贵的解决方案。

近年来，已经使用分布式天线系统(DAS)去解决这些问题。这是通过对于每个基站提供多个天线操作的。调制的信息是通过传输线、光纤或者同轴电缆，或者通过空中无线方法(有源转发器)分布的。DAS具有不招致额外的返回信程成本的优点，并且当对于终端用户提供多个接入点时，在设备成本方面增加有限。因为这些多天线站点，无线路径趋向于是较短的，并且使得衰减更少，其改善链路容限。这些特征比先前的方法具有直接的经济优势。与传统的集中式蜂窝基站架构相比，这些在链路容限方面的改善可用于增加容量和覆盖范围两者。但是，仍然必须解决DAS传输基础结构，无论有线(包括光纤)或者无线，以及多个DAS天线的选址(siting)问题两者。站点位置、优先通行权、分区和其他的问题有可能支配DAS系统的商业情况的经济状况。同时，必须进行追加支出以扩建用于每一分布的天线位置的传输基础结构和适宜的硬件两者。

除了已经提及的硬件和返回信程成本之外，不管类型如何，覆盖范围增加和扩展的成本的相当多的部分是由于覆盖范围设计和局部地域和环境的分析的费用。鉴于这些原因，现有的DAS解决方案成功有限。

需要对于这些覆盖范围和容量问题更加有效和价格比较低廉的解决方案。

发明内容

为了满足以上描述的需要，在此处公开了一种使用具有大容量的架空电力线的分布式天线系统，其能够以比现有的方法低得多的成本提供改善的覆盖范围、空洞填充(hole filling)，并为固定或移动的电话和信息设备以及服务提供更好的通信。传输是通过在单个电力线导体上使用表面波传输模式实现的，并且通过使用电力线导体作为支撑结构的普遍存在性和经济性来增强分布，以在提升沿着电力线的一个或者许多不同的位置上的局部无线接入。

本发明的系统采用现有的中电压架空电力线的基础结构，来有效地和有选择地扩展无线范围覆盖。与先前的有线或者无线传输硬件相比，使用现有的电力线以用于DAS传输大大降低了费用。在对终端用户的无线传播的意义上，这些电力线位置较好，并且用作供局部分布天线的站点，降低或者除去与允许和获得额外的基站或者DAS硬件有关的成本。站点分区和允许的成本也可以被消除。

此外，本发明可以允许现有的用户驻地/提供装备(customerpremises/provided equipment，CPE)正常地工作而无需修改或者变化。由本发明提供的DAS实际上对于用户是透明的。因为该系统是线性的，其能够支持多种的蜂窝标准，时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、第二和第三代系统(2G/3G)，以及尚未建立的一些标准(例如，4G)。多个标准可以由单个DAS系统支持。在相同的分布硬件上运行除蜂窝服务以外的服务也是可能的：WiFi、WiMax或者甚至UWB通信可以与蜂窝通信并行运行。用于公用事业公司或者第三方使用的同时点对点通信是可能的。用于其他DAS或者不同系统的分布(或许来自相同的基站的不同的扇区或者来自不同的基站)可以同时地传输。

到施主基站的接口可以是简单的，通过直接连接或者通过无线方法。