專利名稱：利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器及其電路控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與延伸信號傳輸距離有關(guān)，更詳而言之是指一種可使雙向無線信號涵蓋范圍延伸的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器及其電路控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進步，如WiFi、WiMax、zigbee、LTE或是藍牙…等無線通訊在個人及家庭的應(yīng)用日漸普遍，且越來越多的產(chǎn)品利用無線通訊來進行數(shù)據(jù)的傳遞或?qū)ο蟮牟倏?。然?利用無線通訊傳遞雖可增添使用與設(shè)置的方便性，但當(dāng)傳遞途中有著過多干擾物時，就容易造成其信號強度的衰減，而使得傳輸距離短縮，進而造成了信號死角的情形出現(xiàn)。為改善上述情形，許多無線信號的中繼裝置紛紛問世，雖能使無線信號的強度能有所提升，進而達到延伸無線信號的傳輸距離的目的，但卻仍有未臻完善之處。如中國臺灣公開第200814583號專利所示的「無線中繼裝置」，是利用一接收天線接收無線信號后，再利用一放大器放大無線信號的強度，最后再將該放大后的無線信號透過一發(fā)送天線發(fā)送出去，據(jù)以達到延伸無線信號的傳輸距離的目的。但要有效達成中繼同頻放大則必須滿足高增益的條件，但無線信號是屬超高頻信號，而越高頻的信號于高增益電子回路中，各種因泄漏造成電路震蕩不穩(wěn)定的狀況就越多，而上述的無線中繼裝置則是直接將無線信號導(dǎo)入放大的回路中，如此不論是電路放大時的泄漏或是天線的纜線泄漏都可能因高增益造成反饋而產(chǎn)生震蕩響應(yīng)的不穩(wěn)定狀況。另外，如中國臺灣公開第201004236號專利所示的「中繼器」，是將待放大的信號先行數(shù)字化后，再透過數(shù)字濾波器進行數(shù)字信號處理，而后再將其還原成模擬信號進行放大，利用該數(shù)字濾波器特性來改善中繼器因天線或電路反饋因素產(chǎn)生的震蕩響應(yīng)而無法正常放大動作的缺點。再者，如中國臺灣公開第200913541號專利，是先將信號進行放大并降頻成一中頻信號，并對中頻信號進行數(shù)字化處理，同時搭配數(shù)組天線做天線泄漏反饋的反饋消除，藉以改善反饋因素產(chǎn)生的震蕩響應(yīng)。但將信號進行全數(shù)字化處理，勢必使得電路復(fù)雜度增加，不僅造成維修偵錯時的難度提升，更會導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提升。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器及其電路控制方法，具有較高的有效系統(tǒng)增益，并可改善天線反饋產(chǎn)生的震蕩響應(yīng)，且電路構(gòu)造簡易，進而達到提升信號放大及延伸效果的目的。緣以達成上述目的，本發(fā)明所提供利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，用以延伸一具上行信號及下行信號的時分雙工(Time DivisionDuplex, TDD)雙向無線信號的傳輸距離，該雙向無線信號中繼器包含有一主端天線、一從端天線、一主控單元、一從屬單元以及至少一纜線。其中，該主控單元是與該主端天線連接，且包含有一本地震蕩電路、一主端上變頻電路以及一主端下變頻電路。該本地震蕩電路用以產(chǎn)生具有一震蕩頻率的震蕩信號。該主端上變頻電路是用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行升頻放大處理；該主端下變頻電路用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行降頻放大處理。該從屬單元是與該從端天線連接，且包含有一從端上變頻電路以及一從端下變頻電路。該從端上變頻電路是用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行升頻放大處理；該從端下變頻電路是用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行降頻放大處理。該纜線用以連接該主控單元與該從屬單元。藉此，該主端天線接收到該上行信號后，利用該主控單元的主端下變頻電路將其降頻成一上行中頻信號，且經(jīng)由該纜線傳輸該上行中頻信號與該震蕩信號至該從屬單元， 并利用該從端上變頻電路將該上行中頻信號升頻還原為該上行信號后，再利用該從端天線進行發(fā)送。另外，該從端天線接收到該下行信號后，利用該從屬單元的從端下變頻電路將其降頻成一下行中頻信號，且經(jīng)由該纜線傳輸該下行中頻信號至該主控單元，并利用該主端上變頻電路將該下行中頻信號升頻還原為該下行信號，再利用該主端天線進行發(fā)送。較佳的是，本發(fā)明的本地震蕩電路內(nèi)設(shè)有頻率合成器(FrequencySynthesizer)、 鎖相震蕩器(Phase Locked Oscillator, PLO)、表面聲波諧振器(Surface Acoustic Wave Resonators, SAffR)構(gòu)成的震蕩器，以及介質(zhì)諧振器(Dielectric Resonator, DR)構(gòu)成的震蕩器其中之一者。較佳的是，上述的該本地震蕩電路是利用頻率合成器、鎖相震蕩器、表面聲波諧振器構(gòu)成的震蕩器，以及介質(zhì)諧振器構(gòu)成的震蕩器其中之一者產(chǎn)生的基本頻率信號作為該震蕩信號。較佳的是，上述的該本地震蕩電路亦可利頻率合成器、鎖相震蕩器、表面聲波諧振器構(gòu)成的震蕩器，以及介質(zhì)諧振器構(gòu)成的震蕩器其中之一者產(chǎn)生的基本頻率信號，經(jīng)過倍頻方式處理后作為該震蕩信號。較佳的是，本發(fā)明的該些變頻電路分別包含有一變頻器、一無線信號放大器以及一中頻放大器，該變頻器用以對接收的信號進行頻率移轉(zhuǎn)；該二放大器是用以在鏈路作動時啟動，并將接收的信號放大后輸出，以及在鏈路未作動時關(guān)閉，并阻斷任何信號通過。較佳的是，本發(fā)明的主控單元與該從屬單元更分別包含有多個路徑切換開關(guān)，是用以切換該上行鏈路與該下行鏈路其中之一者作動。較佳的是，本發(fā)明的主控單元更包含有電性連接的一雙向信號檢測電路、一雙向電平判別及調(diào)整電路以及一雙向切換控制電路，該雙向信號檢測電路用以檢測該上行鏈路與該下行鏈路個別在該主控單元上的信號；該雙向電平判別及調(diào)整電路用以判斷該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度；而雙向切換控制電路則依據(jù)該雙向電平判別及調(diào)整電路的判斷結(jié)果產(chǎn)生該控制信號予該主控單元的該些路徑切換開關(guān)進行電路切換。較佳的是，上述主控單元的控制信號通過該纜線傳送至該從屬單元的該些路徑切換開關(guān)。較佳的是，本發(fā)明的主控單元更包含有二個天線隔離度測量信號源，該各隔離測量信號源用以產(chǎn)生一測量信號，并分別利用該主端天線發(fā)送且由該從端天線接收，以及利用該從端天線發(fā)送且由該主端天線接收；該雙向電平判別及調(diào)整電路于該些天線接收該測量信號后，依據(jù)該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度求得一反饋信號值。較佳的是，該從屬單元亦可包含有與該主控單元相同功能的一雙向信號檢測電路、一雙向電平判別及調(diào)整電路以及一雙向切換控制電路，藉以產(chǎn)生控制信號予該從屬單元的該些路徑切換開關(guān)進行電路切換。較佳的是，本發(fā)明的主控單元更包含二個天線反饋消除電路，分別與該主端上變頻電路及主端下變頻電路連接，且分別包含有一可調(diào)式中頻延遲電路、一可調(diào)式衰減電路以及一信號相減電路，該可調(diào)式中頻延遲電路用以將接收的信號產(chǎn)生進行一特定時間的延遲；該可調(diào)式衰減電路用以將接收的信號產(chǎn)生一定程度的衰減；該信號相減電路用以接收該延遲后的信號以及該產(chǎn)生衰減后的信號，并將該二信號相減后輸出。較佳的是，本發(fā)明的主控單元更包含有一混合電路(Multiplexer)，用以將該些中頻信號與該震蕩信號混合成一混合信號，并利用該至少一纜線傳送該混合信號至該從屬單元；該從屬單元更包含有一還原電路(Demultiplexer)，用以將該混合信號還原成該些中頻信號與該震蕩信號。較佳的是，該主控單元的主端天線與該從屬單元的從端天線均是一方向性天線。上述的雙向無線信號中繼器對應(yīng)的電路控制方法，包含有下列步驟先利用該雙向切換控制電路控制該些路徑切換開關(guān)進行掃描，以使該雙向信號檢測電路分別檢測該上行鏈路與該下行鏈路上的個別信號；再利用該雙向電平判別及調(diào)整電路比對該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度是否大于一預(yù)定最小信號強度，藉以判定該上行鏈路與該下行鏈路上是否有信號輸入；若判定該上行鏈路有信號輸入，則該雙向切換控制電路鎖定該些路徑切換開關(guān)，使該上行鏈路作動直至信號消失，且當(dāng)信號消失后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該下行鏈路上是否有信號輸入；若判定該上行鏈路無信號輸入，且持續(xù)一預(yù)定時間后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該下行鏈路上是否有信號輸入。另外，若判定該下行鏈路有信號輸入，則該雙向切換控制電路鎖定該些路徑切換開關(guān)，使該下行鏈路作動直至信號消失，且當(dāng)信號消失后， 該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該上行鏈路上是否有信號輸入；若判定該下行鏈路無信號輸入，且持續(xù)一預(yù)定時間后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該上行鏈路上是否有信號輸入。較佳的是，若于一定時間內(nèi)連續(xù)判定該上行鏈路與該下行鏈路皆無信號，則調(diào)整該雙向切換控制電路以一預(yù)設(shè)速度切換該些路徑切換開關(guān)。


圖1為本發(fā)明第一較佳實施例的構(gòu)件配置圖。圖2為上述本發(fā)明第一較佳實施例的電路控制方法流程圖。圖3為上述本發(fā)明天線反饋消除電路的構(gòu)件配置圖。圖4為本發(fā)明第二較佳實施例的構(gòu)件配置圖。主要元件符號說明1雙向無線信號中繼器10電源供應(yīng)單元20主端天線30從端天線40主控單元
41電力源電路42本地震蕩電路43主端上變頻電路44主端下變頻電路45衰減器46路徑切換開關(guān)47雙向信號檢測電路48雙向電平判別及調(diào)整電路49雙向切換控制電路51分離器52混合電路53隔離測量信號源M天線反饋消除電路55切斷開關(guān)60從屬單元61電力源電路62從端上變頻電路63從端下變頻電路64路徑切換開關(guān)65雙向信號檢測電路66雙向電平判別及調(diào)整電路67雙向切換控制電路68還原電路70 纜線2雙向無線信號中繼器80主控單元81第一混合電路82第二混合電路83雙向切換控制電路90從屬單元91第一還原電路92第二還原電路100 纜線200變頻器201無線信號放大器202中頻放大器203可調(diào)式中頻延遲電路204可調(diào)式衰減電路205信號相減電路RF上行信號RF'下行信號DC、DC'電力信號L0、LO'震蕩信號IFUIFl'上行中頻信號IF2、IF2'下行中頻信號CT1、CT2、CT3、CT4 控制信號UL上行鏈路DL下行鏈路
具體實施例方式為能更清楚地說明本發(fā)明，茲舉較佳實施例并配合圖示詳細(xì)說明如后。請參閱圖1，為本發(fā)明第一較佳實施例利用纜線70連結(jié)的雙向無線信號中繼器1 電路結(jié)構(gòu)配置示意圖，該雙向無線信號中繼器1用以延伸一具上行信號RF及下行信號RF' 的時分雙工(Time Division Duplex，TDD)雙向無線信號的傳輸距離，該無線信號中繼器包含一電源供應(yīng)單元10、一主端天線20、一從端天線30、一主控單元40、一從屬單元60以及一纜線70。于本實施例中，該主控單元40是位于于使用者(User)端，且該從屬單元60是位于信號源(AP)端，但不以此為限，亦可將該從屬單元60設(shè)于使用者端，及將該主控單元 40設(shè)于信號源端。其中該電源供應(yīng)單元10是與該主控單元40連接，用以產(chǎn)生一電力信號DC予該主端天
8線20、該從端天線30、該主控單元40以及該從屬單元60，藉以供應(yīng)所需的電力，以使其得以正常運作。該主端天線20與該從端天線30皆為一方向性天線，使用方向性天線的設(shè)計目的在于其具有較高的增益，藉以達到較佳的延伸效果，且可改善天線反向覆蓋范圍重合而產(chǎn)生天線反饋的情形。該主控單元40與該主端天線20連接，且包含有一電力源電路41、一本地震蕩電路 42、一主端上變頻電路43、一主端下變頻電路44、二個衰減器45。該電力源電路41用以接收該電源供應(yīng)單源產(chǎn)生的電力信號DC，并藉以將該電力信號DC轉(zhuǎn)換供予該主控單元40的各元件，以使各元件可達正常運作的目的。該本地震蕩電路42用以產(chǎn)生具有頻率穩(wěn)定且高準(zhǔn)確度特性的一震蕩信號LO供予該主端上變頻電路43以及該主端下變頻電路44。值得一提的是，該本地震蕩電路42是選用鎖相震蕩器(Phase Locked Oscillator,PL0)或是頻率合成器(Frequency Synthesizer) 產(chǎn)生所需的震蕩信號L0，即是先利用一石英震蕩器(Crystal Oscillator)產(chǎn)生較低頻的基準(zhǔn)信號后，經(jīng)由外加除頻器或相位比較器，來達成輸出一高頻穩(wěn)定的基本頻率信號作為該震蕩信號LO的目的。當(dāng)然在設(shè)計上亦可依需求將原始輸出的該基本頻率信號進行二倍頻、三倍頻…等倍頻方式處理后再作為該震蕩信號L0，藉以達到高輸出本地震蕩頻率且頻率穩(wěn)定及高準(zhǔn)確度的目的。另外，該本地震蕩電路42亦可選用較高頻的表面聲波諧振器(Surface Acoustic Wave Resonators, SAWR)構(gòu)成的震蕩器，或是更高頻的介質(zhì)諧振器 (Dielectric Resonator, DR)構(gòu)成的震蕩器來達到相同的目的。該主端上變頻電路43與該本地震蕩電路42連接，且用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號LO的頻率進行升頻放大處理。該主端下變頻電路44與該本地震蕩電路42連接，且用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號LO的頻率進行降頻放大處理。值得一提的是，該些變頻電路43、44主要是由一變頻器200、一無線信號放大器201以及一中頻放大器202所構(gòu)成， 該變頻器200用以對接收的信號進行頻率移轉(zhuǎn)，該二放大器201、202皆具有受控制啟動及關(guān)閉的功能，且用以在啟動時將接收的信號放大后輸出，以及在關(guān)閉時阻斷任何信號通過， 藉以提升內(nèi)部電路的隔離度。該二衰減器45是分別與該主端上變頻電路43與該主端下變頻電路44連接，用以將所接收的信號進行一定程度的動態(tài)衰減，藉以得到最佳的整體增益，以使信號延伸效果能更為良好。該從屬單元60是與該從端天線30連接，且包含有與上述該主控單元40內(nèi)部構(gòu)件功能相同的一電力源電路61、一從端上變頻電路62、一從端下變頻電路63，于此便不再進行贅述。該纜線70具有一定長度，且用以連接該主控單元40與該從屬單元60，用以傳輸達成雙向中繼所需的信號，且可使主控單元40與從屬單元60間隔有一定距離，以達到提升信號隔離度的目的，藉以避免信號接收與發(fā)送時產(chǎn)生天線反饋而有震蕩的情形發(fā)生。于本實施例中，該纜線70是以同軸纜線為例，唯不以此為限。在設(shè)計上亦可選用以太網(wǎng)絡(luò)纜線 (Ethernet cable)或通用序列總線纜線(Universal Serial Bus cable,USB cable)代替。當(dāng)該主端天線20接收到該上行信號RF后，利用該主控單元40的主端下變頻電路 44將其降頻成一上行中頻信號IF1，且經(jīng)由該纜線70將該上行中頻信號IFl與該震蕩信號 LO傳輸至該從屬單元60，并利用該從端上變頻電路將該上行中頻信號IF 1升頻還原為該
9上行信號RF后，再利用該從端天線30進行發(fā)送，以構(gòu)成一上行鏈路UL。另外，當(dāng)該從端天線30接收到該下行信號RF'后，利用該從屬單元60的從端下變頻電路將其降頻成一下行中頻信號IF2，且經(jīng)由該纜線70傳輸至該主控單元40，并利用該主端上變頻電路43將該下行中頻信號IF2升頻還原為該下行信號RF'，再利用該主端天線20進行發(fā)送，以構(gòu)成一下行鏈路DL，藉以達到延伸雙向無線信號的傳輸距離的目的。藉此，利用上述的電路結(jié)構(gòu)即可達到高增益且高電路隔離度的雙向中繼放大的目的，且因該主控單元40利用該纜線70將該震蕩信號LO傳輸至該從屬單元60，藉以使得雙方同步利用該震蕩信號LO作為變頻時的基準(zhǔn)，此將使得中繼放大前與中繼放大后的雙向無線信號頻率相同，而不會因頻率轉(zhuǎn)換而造成系統(tǒng)規(guī)格的降低。當(dāng)然，在震蕩信號LO的同步設(shè)計上，亦可直接利用上述的石英震蕩器產(chǎn)生的低頻基準(zhǔn)信號，透過該纜線70傳輸后， 直接作為該主控單元40與該從屬單元60內(nèi)部構(gòu)件作動的共通基準(zhǔn)信號。值得一提的是，為改善該雙向無線信號中繼器1的電路增益，該主控單元40更具有多個用以切換該上行鏈路UL或該下行鏈路DL作動的路徑切換開關(guān)46、一雙向信號檢測電路47、一雙向電平判別及調(diào)整電路48以及一雙向切換控制電路49。為方便敘述，以下茲以上述的電路構(gòu)件配合圖2揭示的電路控制方法進行說明首先，利用該雙向切換控制電路49先產(chǎn)生一掃描形態(tài)的控制信號CTl切換該些路徑切換開關(guān)46進行上行鏈路UL及下行鏈路DL的輸入工作狀態(tài)掃描，如此使得該雙向信號檢測電路47動態(tài)可利用二個分離器51分別檢測該上行鏈路UL的上行中頻信號IFl與該下行鏈路DL上的該下行中頻信號IF2。再利用該雙向電平判別及調(diào)整電路48判斷該雙向信號檢測電路47測得個別信號的強度，且比對個別信號的強度是否大于一預(yù)定最小信號強度，以判定該上行鏈路UL與該下行鏈路DL上是否有信號輸入，并藉以實時調(diào)整該二衰減器45的衰減量，以達到調(diào)整適當(dāng)整體工作增益的目的。若該雙向電平判別及調(diào)整電路48判定當(dāng)下為該上行鏈路UL有信號輸入，則該雙向切換控制電路49鎖定該些路徑切換開關(guān)46，維持該上行鏈路UL作動直至信號消失，且當(dāng)信號消失后，該雙向切換控制電路49切換該些路徑切換開關(guān)46，以檢測該下行鏈路DL上是否有信號輸入。另外，若判定該上行鏈路UL無信號輸入，且持續(xù)一預(yù)定時間后，該雙向切換控制電路49亦切換該些路徑切換開關(guān)46，以檢測該下行鏈路DL上是否有信號輸入。反之，若該雙向電平判別及調(diào)整電路48判定為該下行鏈路DL有信號輸入，則該雙向切換控制電路49鎖定該些路徑切換開關(guān)46，維持該下行鏈路DL作動直至信號消失，且當(dāng)信號消失后，該雙向切換控制電路49切換該些路徑切換開關(guān)46，以檢測該上行鏈路UL上是否有信號輸入。另外，若判定該下行鏈路DL無信號輸入，且持續(xù)一定時間后，該雙向切換控制電路49亦切換該些路徑切換開關(guān)46，以檢測該上行鏈路UL上是否有信號輸入。再者，若于一定時間內(nèi)該雙向電平判別及調(diào)整電路48連續(xù)判定該上行鏈路UL與該下行鏈路DL皆無信號輸入，則調(diào)整放慢該雙向切換控制電路49以一預(yù)設(shè)速度切換該些路徑切換開關(guān)46。藉此，透過以上的電路控制方法，將可使得該雙向無線信號中繼器1滿足中繼單向無線信號、雙向無線信號、有無信號須進行中繼時的各種工作條件。且利用控制該些放大器201、202啟動以使該上行鏈路UL與該下行鏈路DL其中之一者作動，以及控制該些放大器201、202關(guān)閉以阻斷另一鏈路，藉此增加電路的隔離效果，并可達到完整的時分雙工雙
1向無線信號中繼的目的。該從屬單元60亦包含有與該主控單元40相同功能的多個路徑切換開關(guān)64、一雙向信號檢測電路65、一雙向電平判別及調(diào)整電路66以及一雙向切換控制電路67，該從屬單元60亦利用該雙向信號檢測電路47進行快速的掃描檢測，該雙向切換控制電路67據(jù)以產(chǎn)生一控制信號CT2決定該從屬單元60內(nèi)部電路的工作方向，如此雖會造成該主控單元40 與該從屬單元60的切換控制在初始時無法完全同步，但因是利用快速切換進行掃描檢測， 在經(jīng)一段時間后，仍能使該主控單元40與該從屬單元60的切換控制接近同步，以滿足時分雙工的工作需求。為使該纜線70可同時進行該些中頻信號IF1、IF2、該電力信號DC以及該震蕩信號 LO的傳輸，該主控單元40更包含有一混合電路(Multiplexer) 52，用以將該電力信號DC、該上行中頻信號IF1、該下行中頻信號IF2與該震蕩信號LO混合形成一混合信號，并經(jīng)由該纜線70傳輸至該從屬單元60的一還原電路(Demultiplexer)，該還原電路接收到該混合信號后，便將該混合信號分解還原成該電力信號DC、該上行中頻信號IF1、該下行中頻信號 IF2與該震蕩信號L0，藉以使該纜線70僅須進行單一信號的傳輸，即可達到使該些信號同時傳輸?shù)哪康?。再者，為使該雙向無線信號中繼器1能使提升信號隔離度達到高電路增益時，改善天線反向工作時造成的反饋，使放大中繼作業(yè)能更理想，該主控單元40更設(shè)有二個隔離測量信號源53以及二個天線反饋消除電路M。使該主控單元40以及該從屬單元60在使用時初始位置固定后，可以進行電路內(nèi)部參數(shù)(如電路增益或信號隔離度…等數(shù)值)的校準(zhǔn)及測量。先利用該雙向切換控制電路49產(chǎn)生另一控制信號CT3，以驅(qū)動二切斷開關(guān)55斷開進行放大處理的回路，并再驅(qū)動該二隔離測量信號源53便產(chǎn)生一測量信號，且利用該主端天線20發(fā)送并由該從端天線30接收，或利用該從端天線30發(fā)送并由該主端天線20接收，并利用上述的雙向信號檢測電路47動態(tài)檢測該上行鏈路UL與該下行鏈路DL上的信號，藉以使該雙向電平判別及調(diào)整電路48求得一反饋信號值，依據(jù)此數(shù)值并參考電路部份的增益可以得到透過天線反向工作的反饋量。且可再利用該二個天線反饋消除電路M修正當(dāng)該主端天線20與該從端天線30間的距離過短時所產(chǎn)生天線反饋過大的現(xiàn)象，藉以消除及改善天線反饋現(xiàn)象，并使電路的放大增益能達到最佳的中繼處理效果。另外，上述的該各天線反饋消除電路M包含有如圖3所示的一可調(diào)式中頻延遲電路203、一可調(diào)式衰減電路204以及一信號相減電路205，該可調(diào)式中頻延遲電路203用以將接收的信號進行一特定時間的延遲，該延遲是為電路及特定天線反饋所造成的總延遲； 該可調(diào)式衰減電路204用以將接收的信號產(chǎn)生一定程度的衰減；該信號相減電路205用以接收該延遲后的信號以及該產(chǎn)生衰減后的信號，并將該二信號相減后輸出，藉以利用模擬電路設(shè)計的方式消除中頻信號于特定天線反饋時產(chǎn)生的特定延遲與耦合現(xiàn)象，以達到修正的目的。另外，本實施例是以單級消除電路消除特定延遲反饋為例，但不以此為限，亦可利用多級的該天線反饋電路來進行進一步改善多重天線反饋情況。值得一提的是，上述的雙向無線信號中繼器1更可利用二個殼體將該主端天線20 與該主控單元40，以及該從端天線30與該從屬單元60分別裝設(shè)，且該二殼體之間利用該纜線70進行連接，藉以達到固定并分別設(shè)置的目的。當(dāng)然，在設(shè)計上亦可將該主端天線20、 該主控單元40、該纜線70、該從屬單元60以及該從端天線30整合于同一殼體中，藉以使該雙向無線信號中繼器1在設(shè)置上能更為簡易。另外，更可將該主端天線20與該從端天線 30以從前述的殼體拉離的方式設(shè)計，使得以采用效能更佳的外置標(biāo)準(zhǔn)高增益方向性天線， 如此相對于內(nèi)置天線使得該雙向無線信號中繼器1的二天線20、30間的隔離效果能更為良好，進而能達到更高的中繼器放大有效增益。綜合以上所述可得知，本發(fā)明的雙向無線信號中繼器1不僅電路構(gòu)造簡單，且可達到延伸雙向無線信號覆蓋范圍的效果，亦可避免信號產(chǎn)生干擾，并可改善并消除信號非必要的天線反饋現(xiàn)象，而使得雙向無線信號的中繼作業(yè)更為完善。除上述配置外，請參閱圖4，為本發(fā)明第二較佳實施例的雙向無線信號中繼器2， 與上述實施例不同之處在于該雙向無線信號中繼器2的從屬單元90不具有雙向信號檢測電路、雙向電平判別及調(diào)整電路以及雙向切換控制電路，該從屬單元90所需的控制信號 CT4改由主控單元80的雙向切換控制電路83提供，藉以使該主控單元80與該從屬單元90 能進行完全同步的切換控制。另外，為避免單一纜線的情況下，過多信號的混合與還原將容易造成電路損耗及干擾對信號檢測器造成的影響，本實施例的主控單元80更設(shè)有一第一混合電路81與一第二混合電路82，該第一混合電路81用以混合上行中頻信號IFl'、下行中頻信號IF2'與該電力信號DC'；該第二混合電路82用以混合該控制信號CT4與該震蕩信號LO'。且該二混合電路81、82通過二條纜線100分別與該從屬單元90內(nèi)對應(yīng)的第一還原電路91及第二還原電路連接92。藉此，利用將該些信號分開混合與還原，以達到減少電路的信號干擾與損耗的目的。以上所述僅為本發(fā)明多個較佳可行實施例而已，舉凡應(yīng)用本發(fā)明說明書及權(quán)利要求范圍所為的等效結(jié)構(gòu)及制作方法變化，理應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，用以延伸一具有上行信號及下行信號的時分雙工(Time Division Duplex，TDD)雙向無線信號的傳輸距離，該雙向無線信號中繼器包含有一主端天線； 一從端天線；一主控單元，是與該主端天線連接，且包含有 一本地震蕩電路，用以產(chǎn)生一震蕩信號；一主端上變頻電路，用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行升頻放大處理； 一主端下變頻電路，用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行降頻放大處理； 一從屬單元，是與該從端天線連接，且包含有一從端上變頻電路，用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行升頻放大處理； 一從端下變頻電路，用以將接收的信號依據(jù)該震蕩信號的頻率進行降頻放大處理； 至少一纜線，用以連接該主控單元與該從屬單元；藉此，該主端天線接收到該上行信號后，利用該主控單元的主端下變頻電路將其降頻成一上行中頻信號，且經(jīng)由該纜線傳輸該上行中頻信號與該震蕩信號至該從屬單元，并利用該從端上變頻電路將該上行中頻信號升頻還原為該上行信號后，再利用該從端天線進行發(fā)送，以構(gòu)成一上行鏈路；該從端天線接收到該下行信號后，利用該從屬單元的從端下變頻電路將其降頻成一下行中頻信號，且經(jīng)由該纜線傳輸該下行中頻信號至該主控單元，并利用該主端上變頻電路將該下行中頻信號升頻還原為該下行信號，再利用該主端天線進行發(fā)送，以構(gòu)成一下行鏈路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該本地震蕩電路內(nèi)設(shè)有頻率合成器(Frequency Synthesizer)、鎖相震蕩器(Phase Locked Oscillator, PL0)、表面聲波諧振器(Surface Acoustic WaveResonators，SAffR)構(gòu)成的震蕩器，以及介質(zhì)諧振器(Dielectric Resonator, DR)構(gòu)成的震蕩器其中之一者。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該本地震蕩電路是利用頻率合成器、鎖相震蕩器、表面聲波諧振器構(gòu)成的震蕩器，以及介質(zhì)諧振器構(gòu)成的震蕩器其中之一者產(chǎn)生的一基本頻率信號作為該震蕩信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該本地震蕩電路是利用頻率合成器、鎖相震蕩器、表面聲波諧振器構(gòu)成的震蕩器，以及介質(zhì)諧振器構(gòu)成的震蕩器其中之一者產(chǎn)生的一基本頻率信號，經(jīng)過倍頻方式處理后作為該震蕩信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該些變頻電路分別包含有一變頻器、一無線信號放大器以及一中頻放大器，該變頻器用以對接收的信號進行頻率的移轉(zhuǎn)；該二放大器是用以在鏈路作動時啟動，并將接收的信號放大后輸出，以及在鏈路未作動時關(guān)閉，并阻斷任何信號通過。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元與該從屬單元更分別包含有多個路徑切換開關(guān)，是用以切換該上行鏈路與該下行鏈路其中之一者作動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元更包含有電性連接的一雙向信號檢測電路、一雙向電平判別及調(diào)整電路以及一雙向切換控制電路，該雙向信號檢測電路用以檢測該上行鏈路與該下行鏈路個別在該主控單元上的信號； 該雙向電平判別及調(diào)整電路用以判斷該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度；該雙向切換控制電路依據(jù)該雙向電平判別及調(diào)整電路的判斷結(jié)果產(chǎn)生一控制信號予該主控單元的該些路徑切換開關(guān)進行電路切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元的控制信號是通過該纜線傳送至該從屬單元的該些路徑切換開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元更包含有二個隔離測量信號源，該各隔離測量信號源用以產(chǎn)生一測量信號，并分別利用該主端天線發(fā)送且由該從端天線接收，以及利用該從端天線發(fā)送且由該主端天線接收；該雙向電平判別及調(diào)整電路于該些天線接收該測量信號后，依據(jù)該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度求得一反饋信號值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該從屬單元更包含有電性連接的一雙向信號檢測電路、一雙向電平判別及調(diào)整電路以及一雙向切換控制電路，該雙向信號檢測電路用以檢測該上行鏈路與該下行鏈路個別在該從屬單元上的信號；該雙向電平判別及調(diào)整電路用以判斷該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度；該雙向切換控制電路依據(jù)該雙向電平判別及調(diào)整電路的判別結(jié)果產(chǎn)生一控制信號予該從屬單元的該些路徑切換開關(guān)進行電路切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元更包含有二個衰減器，用以將接收的信號進行一定程度的衰減。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元更包含至少二個天線反饋消除電路，該二天線反饋消除電路分別與該主端上變頻電路及主端下變頻電路連接，且分別包含有一可調(diào)式中頻延遲電路、一可調(diào)式衰減電路以及一信號相減電路，該可調(diào)式中頻延遲電路用以將接收的信號產(chǎn)生進行一特定時間的延遲；該可調(diào)式衰減電路用以將接收的信號產(chǎn)生一定程度的衰減；該信號相減電路用以接收該延遲后的信號以及該產(chǎn)生衰減后的信號，并將該二信號相減后輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元更包含有至少一混合電路(Multiplexer)，用以將該些中頻信號與該震蕩信號混合成一混合信號，并利用該至少一纜線傳送該混合信號至該從屬單元；該從屬單元更包含有至少一還原電路(Demultiplexer)，用以接收該至少一纜線傳送的該混合信號，并將該混合信號還原成該些中頻信號與該震蕩信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器，其中該主控單元的主端天線與該從屬單元的從端天線均是一方向性天線。
15.一種雙向無線信號中繼器的電路控制方法，該雙向無線信號中繼器包含有一上行鏈路、一下行鏈路、一雙向信號檢測電路、一雙向電平判別及調(diào)整電路、一雙向切換控制電路以及多個用以切換該上行鏈路或該下行鏈路作動的路徑切換開關(guān)，該電路控制方法包含有下列步驟先利用該雙向切換控制電路控制該些路徑切換開關(guān)進行掃描，以使該雙向信號檢測電路分別檢測該上行鏈路與該下行鏈路上的個別信號；再利用該雙向電平判別及調(diào)整電路比對該雙向信號檢測電路測得的個別信號強度是否大于一預(yù)定最小信號強度，藉以判定該上行鏈路與該下行鏈路上是否有信號輸入；若判定該上行鏈路有信號輸入，則該雙向切換控制電路鎖定該些路徑切換開關(guān)，使該上行鏈路作動直至信號消失，且當(dāng)信號消失后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該下行鏈路上是否有信號輸入；若判定該上行鏈路無信號輸入，且持續(xù)一預(yù)定時間后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該下行鏈路上是否有信號輸入；若判定該下行鏈路有信號輸入，則該雙向切換控制電路鎖定該些路徑切換開關(guān)，使該下行鏈路作動直至信號消失，且當(dāng)信號消失后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該上行鏈路上是否有信號輸入；若判定該下行鏈路無信號輸入，且持續(xù)一預(yù)定時間后，該雙向切換控制電路切換該些路徑切換開關(guān)，以檢測該上行鏈路上是否有信號輸入。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的雙向無線信號中繼器的電路控制方法，其中，若于一定時間內(nèi)連續(xù)判定該上行鏈路與該下行鏈路皆無信號輸入，則調(diào)整該雙向切換控制電路以一預(yù)設(shè)速度切換該些路徑切換開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器及其電路控制方法，該利用纜線連結(jié)的雙向無線信號中繼器包含有一主端天線、一從端天線、一主控單元、一從屬單元以及至少一纜線，該主端天線與從端天線用以接收及發(fā)送雙向無線信號，該主控單元與從屬單元進行檢測/判斷后，對雙向無線信號進行降頻、升頻及放大的處理，即接收到雙向無線信號后，先針對信號方向進行電路的控制與切換，再將雙向無線信號放大并降頻成一中頻信號，并進行放大處理，最后將放大后的中頻信號升頻還原成原始雙向無線信號，再經(jīng)放大后發(fā)送；該纜線連接主控單元與從屬單元，并使主控單元與從屬單元間隔有一定距離，以提升避免產(chǎn)生反饋震蕩所需的隔離度需求。
文檔編號H04B7/15GK102347790SQ201010243808
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者翁仁平 申請人:翁仁平