專利名稱：用于在布線上傳送基于無線的信號(hào)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有線通信領(lǐng)域，并具體而言涉及在有線媒介上使用面向無線的信號(hào)。
背景技術(shù)：
有線家庭聯(lián)網(wǎng)絕大多數(shù)現(xiàn)有的辦公室和某些新建建筑物都為基于專用布線的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供便利。但是，在現(xiàn)有的建筑物中實(shí)施這種網(wǎng)絡(luò)典型需要安裝新的布線基礎(chǔ)設(shè)施。這種新布線的安裝有可能是不切實(shí)際的、昂貴并且有疑問的。因此，目前已經(jīng)提出許多技術(shù)(稱為“不添線(no new wires)”技術(shù))，以便在不添加新布線的情況下為建筑物中的LAN提供便利。這些技術(shù)中的部分技術(shù)使用已安裝的用于其他目的諸如電話、電力、有線電視(CATV)等等的現(xiàn)有公用布線。這種做法提供了如下優(yōu)點(diǎn)，即能夠安裝這些系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，而不需要額外的并且通常成本很高的在建筑物內(nèi)安裝單獨(dú)的布線。
允許布線傳送服務(wù)(諸如電話、電力和CATV)以及數(shù)據(jù)通信信號(hào)的技術(shù)方面通常包含使用FDM技術(shù)(頻分多路復(fù)用)。在這種配置中，在相應(yīng)公用布線上傳送服務(wù)信號(hào)和數(shù)據(jù)通信信號(hào)，每種布線使用不同的頻譜頻帶。FDM構(gòu)思在本領(lǐng)域中是已知的，它提供了分割媒介諸如布線所占用帶寬的方式。在傳送電話和數(shù)據(jù)通信信號(hào)二者的電話布線的情況下，將頻譜分割成能夠傳送模擬電話信號(hào)的低頻帶和能夠傳送數(shù)據(jù)通信或其他信號(hào)的高頻帶。
在本領(lǐng)域中還已知了在室內(nèi)基于使用電源線室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)網(wǎng)的媒介是用于傳送電力和數(shù)據(jù)通信信號(hào)的室內(nèi)電源線。PLC(電力線載波)調(diào)制解調(diào)器將數(shù)據(jù)通信信號(hào)(諸如以太網(wǎng)IEEE802.3)轉(zhuǎn)換成能夠在電力線上傳送的信號(hào)，而不影響在這些布線上可獲得的電力信號(hào)和受電力信號(hào)的影響。稱為HomePlug Powerline Alliance，Inc.of San Ramon，CA USA的企業(yè)積極參與標(biāo)準(zhǔn)化電力線技術(shù)。在授予Bullock等人的美國(guó)專利6243571中描述了電力線通信系統(tǒng)，它還提供了涉及電源線技術(shù)和應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)公開的全面列表。這種封裝為搭鎖模塊的PLC調(diào)制解調(diào)器的實(shí)例是來自D-LinkSystems，Inc.of Irvine，California，USA的基于以太網(wǎng)到電源線橋模型DHP-100的HomePlug1.0。在Schaeffer等人題為‘Powerline bridgeapparatus’的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0062990中描述了具有組合數(shù)據(jù)和電源使用電源線使用的內(nèi)置PLC調(diào)制解調(diào)器的插座。這些電源插座可以作為PlugLANTM的一部分從Asoka USA Corporation of San Carlos，CA USA獲得。
類似地，在現(xiàn)有室內(nèi)CATV同軸電纜上傳送數(shù)據(jù)在本領(lǐng)域，例如在授予Gurantz等人的美國(guó)專利申請(qǐng)2002/0166124中也是已知的。在授予Cohen等人的美國(guó)專利申請(qǐng)2002/019383中描述了在CATV同軸電纜上使用插座家庭聯(lián)網(wǎng)的實(shí)例。這些插座可作為HomeRANTM系統(tǒng)的一部分從TMT Ltd.ofJerusalem，Israel獲得。
電話定義和背景術(shù)語(yǔ)“電話”這里通常表示任何類型的電話業(yè)務(wù)，包括模擬和數(shù)字業(yè)務(wù)，諸如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)。
眾所周知為“簡(jiǎn)易老式電話業(yè)務(wù)”(“POTS”)的模擬電話已經(jīng)存在了超過100年，且精心設(shè)計(jì)和巧妙設(shè)計(jì)用于發(fā)送和切換音頻頻譜的300-3400Hz部分(或“語(yǔ)音頻帶”或“電話頻帶”)中的語(yǔ)音信號(hào)。熟悉的POTS網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)時(shí)、低延遲、高可靠性、適度保真度的語(yǔ)音電話，并且能夠在兩個(gè)端點(diǎn)之間建立會(huì)話，每個(gè)端點(diǎn)使用模擬電話機(jī)。
術(shù)語(yǔ)“電話”、“電話機(jī)”、和“電話裝置”在這里沒有限制地表示能夠連接公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(“PSTN”)的任何設(shè)備，包括用于模擬和數(shù)字電話的設(shè)備，其中的非限制性實(shí)例是模擬電話、數(shù)字電話、傳真(“fax”)機(jī)、自動(dòng)電話應(yīng)答機(jī)、語(yǔ)音(又名撥號(hào))調(diào)制解調(diào)器、和數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器。
這里交替使用的術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)單元”、“計(jì)算機(jī)”和“個(gè)人計(jì)算機(jī)”(“PC”)包括工作站、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和其他具有連接局域網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)，以及用作數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)宿(或二者)的數(shù)據(jù)站的任何其他功能單元。
室內(nèi)電話業(yè)務(wù)通常應(yīng)用電話機(jī)經(jīng)由電話插座連接的兩根或四根線。
家庭聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)存室內(nèi)布線與上述電源線和CATV電纜相類似，通常期望使用電話布線同時(shí)用于電話和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。通過這種方式，簡(jiǎn)化在室內(nèi)或其他建筑物中建立新的局域網(wǎng)，因?yàn)椴恍枰惭b附加的布線。授予Goodman等人的美國(guó)專利5010399和授予Rogers等人的美國(guó)專利5621455中公開了使用FDM技術(shù)在當(dāng)前住宅電話布線上傳送視頻。
用于在住宅電話布線上數(shù)字傳送數(shù)據(jù)同時(shí)使用FDM傳送現(xiàn)用電話業(yè)務(wù)的現(xiàn)有產(chǎn)品通常使用已知為HomePNA(家庭電話線聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟)的技術(shù)，其電話線接口已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化為ITU-T(ITU電信標(biāo)準(zhǔn)化部門)推薦標(biāo)準(zhǔn)G.989.1。在授予Foley的美國(guó)專利6069899、授予Dichter的美國(guó)專利5896443、Yagil等人的美國(guó)專利申請(qǐng)2002/0019966、Lifshitz等人的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0139151以及其他專利或?qū)＠暾?qǐng)中描述了這種HomePNA技術(shù)。布線上的可用帶寬被分割成能夠傳送模擬電話信號(hào)(POTS)的低頻帶，和被分配用于傳送數(shù)據(jù)通信信號(hào)的高頻帶。在這種基于FDM的配置中，不影響電話，同時(shí)在家庭內(nèi)的現(xiàn)存電話布線上提供了數(shù)據(jù)通信能力。
使用適當(dāng)位置的電話布線用于數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)有技術(shù)基于單載波調(diào)制技術(shù)，諸如AM(振幅調(diào)制)、FM(頻率調(diào)制)和PM(相位調(diào)制)，以及比特編碼技術(shù)諸如QAM(正交幅度調(diào)制)和QPSK(正交相移鍵控)和CCK(互補(bǔ)碼鍵控)。在本領(lǐng)域中已知擴(kuò)展頻譜技術(shù)包括DSSS(直接序列擴(kuò)展頻譜)和FHSS(跳頻擴(kuò)展頻譜)。擴(kuò)展頻譜通常應(yīng)用多載波調(diào)制(MCM)諸如OFDM(正交頻分多路復(fù)用)。通常在無線通信系統(tǒng)，特別是WLAN網(wǎng)絡(luò)中使用OFDM和其他擴(kuò)展頻譜。正如在Intersil在此包含引作參考的Jim Zyren等人題為“IEEE 802.11g Offers Higher Data Rates and Longer Range”的文獻(xiàn)中說明的，在這些無線系統(tǒng)中應(yīng)用多載波調(diào)制(諸如OFDM)的目的是克服由于多經(jīng)產(chǎn)生的信號(hào)衰減。由于OFDM以及其他擴(kuò)展頻譜技術(shù)被認(rèn)為是復(fù)雜且昂貴的(要求數(shù)字信號(hào)處理器-DSP)，以及由于電話布線是較佳的通信媒介，與無線網(wǎng)絡(luò)相比在這種媒介中多經(jīng)較少被認(rèn)為是主要衰減，所以通常還沒有建議將被認(rèn)為強(qiáng)大和高性能的OFDM技術(shù)(和任何其他擴(kuò)展頻譜或任何多載波調(diào)制)作為有線通信特別是在電話布線上的主要調(diào)制。
因此，存在一種廣泛認(rèn)知的需求，即讓方法和系統(tǒng)使用擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)諸如OFDM用于有線應(yīng)用，諸如應(yīng)用于現(xiàn)用布線上，特別是電話布線上將會(huì)非常的有利。
無線家庭聯(lián)網(wǎng)流行的家庭聯(lián)網(wǎng)(以及辦公室和企業(yè)環(huán)境)方法是經(jīng)由在整個(gè)建筑物內(nèi)傳輸RF信號(hào)到和來自數(shù)據(jù)設(shè)備的射頻(RF)分布系統(tǒng)進(jìn)行通信。通常稱之為無線局域網(wǎng)(WLAN)，這種通信利用不受管理和自由許可的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)頻譜。在美國(guó)，位于ISM頻譜內(nèi)的三個(gè)頻帶是902-928MHz的A頻帶；2.4-2.484GHz(又名2.4GHz)的B頻帶；以及5.725-5.875GHz(又名5GHz)的C頻帶。在不同地區(qū)諸如歐洲和日本中使用疊加和/或類似的頻帶。
為了允許在不同廠家制造的設(shè)備之間的互操作性，已經(jīng)發(fā)展了少數(shù)WLAN標(biāo)準(zhǔn)，作為電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)組的一部分，并由美國(guó)得克薩斯州的Wi-Fi Alliance of Austin形成商標(biāo)WiFi。IEEE 802.11b描述了使用2.4GHz頻帶并支持11Mb/s通信速率的通信，IEEE 802.11a使用5GHz頻帶傳送54MB/s以及IEEE 802.11g使用2.4GHz頻帶支持54Mb/s。在題為“54Mbps IEEE 802.11 Wireless LAN at 2.4GHz”的因特爾白皮書中對(duì)此進(jìn)行了描述，以及在題為“802.11 Wireless Chip Set Technology White Paper”的Agere Systems白皮書中描述了芯片組，這兩篇文獻(xiàn)都在此包含引作參考。
具有WLAN接口的節(jié)點(diǎn)/客戶端通常稱為STA(無線站/無線客戶端)?？梢郧度隨TA功能作為數(shù)據(jù)單元的一部分，或替換地它可以是稱為耦合至數(shù)據(jù)單元的橋的專用單元。盡管STA可以在沒有任何附加硬件的情況下通信(ad-hoc模式)，但這種網(wǎng)絡(luò)通常包含無線接入點(diǎn)(又名WAP或AP)作為媒介設(shè)備。所述WAP實(shí)現(xiàn)基站集合(BSS)和/或基于ad-hoc模式的獨(dú)立BSS(IBSS)。STA、客戶端、橋和WAP在這里將統(tǒng)稱為WLAN單元。
在美國(guó)IEEE802.11g無線的帶寬分配如在圖2中沿頻率軸27的圖表20所示。為了允許同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)通信會(huì)話，在空間上5MHz分開定義11個(gè)疊加信道，跨越從作為信道編號(hào)1(如23所示)中心頻率的2412MHz、經(jīng)由中心頻率2417MHz的信道2(如24所示)以及作為信道編號(hào)10(如25所示)中心頻率的2457MHz，直到中心頻率2462MHz的信道11(如26所示)。每個(gè)信道帶寬是對(duì)稱(±11MHz)位于中心頻率周圍的22MHz。
圖1中示出了WLAN單元方框圖10。為了簡(jiǎn)化起見，從現(xiàn)在起將只描述IEEE802.11g。通常，分兩個(gè)階段處理無線物理層信號(hào)。在發(fā)送路徑中，首先使用256QAM(正交幅度調(diào)制)基于OFDM(正交頻分多路復(fù)用)調(diào)制技術(shù)，根據(jù)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生基帶信號(hào)(IF)，從而產(chǎn)生22MHz(單個(gè)信道寬度)頻帶信號(hào)。然后將信號(hào)上變換至2.4GHz(RF)并置于所需信道的中心頻率中，以及經(jīng)由天線無線發(fā)送該信號(hào)。類似地，接收路徑包括位于RF頻譜中的接收信道，下變換至基帶(IF)，然后從其提取數(shù)據(jù)。
WLAN單元10通過支持IEEE802.310/100BaseT(以太網(wǎng))接口的端口11連接有線媒介。10/100BaseT PHY功能塊12處理該接口的物理層，(分別根據(jù)10BaseT或100BaseTX編碼)轉(zhuǎn)換輸入的曼徹斯特或MLT3調(diào)制的信號(hào)成串行數(shù)字流。類似地，調(diào)制WLAN輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流成相應(yīng)的編碼信號(hào)并經(jīng)由實(shí)現(xiàn)全雙工通信的端口11發(fā)送信號(hào)。所述內(nèi)部數(shù)字流的專有特性可以是任何標(biāo)準(zhǔn)諸如MII(媒介無關(guān)接口)。這種到以太網(wǎng)PHY12(又名以太網(wǎng)物理層或以太網(wǎng)收發(fā)信機(jī))的MII能夠基于從SMSC-StandardMicrosystems Corporation of Hauppauge，NY U.S.A可獲得的LAN83C18010/100高速以太網(wǎng)PHY收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)。盡管能夠使用單個(gè)專用組件來實(shí)現(xiàn)這種功能，但是在許多實(shí)施例中可將這種功能集成到包括其他功能，諸如處理更高層的單一組件中。PHY方塊12還包括經(jīng)由端口11用于正確和標(biāo)準(zhǔn)接口所需的隔離磁、平衡、電涌保護(hù)和連接器(通常的RJ-45)。
為了簡(jiǎn)化起見，在上述和隨后的描述中將只描述以太網(wǎng)10/100BaseT接口。但是，將會(huì)理解可以同樣使用任何有線接口，專有或標(biāo)準(zhǔn)、分組或同步、串行或并行的接口，諸如IEEE1394、USB、PCI、PCMCIA或IEEE1284。而且，還可以使用多個(gè)這種接口(相同類型或混合類型)。
在WLAN單元集成和封裝在另一個(gè)單元(諸如數(shù)據(jù)單元，例如計(jì)算機(jī))內(nèi)以及不支持專用和直接有線接口的情況下，可以省略功能塊12。
在功能塊13中處理MAC(媒介訪問控制)和更高層，該功能塊包括兩個(gè)子塊，并且被指定為10/100BaseT MAC方塊13a和IEEE802.11g MAC方塊13b(典型地，相同的MAC設(shè)備用于所有IEEE802.11變型，諸如a/b/g)。MAC方塊13a根據(jù)與有線端口11相關(guān)的IEEE802.3MAC處理MAC層。這種功能塊13a可以利用從SMSC-Standard Microsystems Corporation ofHauppauge，NY U.S.A可獲得的包括MAC13a和PHY12功能的LAN91C11110/100非PCI以太網(wǎng)單芯片MAC+PHY實(shí)現(xiàn)。參考制造商的數(shù)據(jù)表SMSC-Standard Microsystems Corporation，LAN91C111 10/100非PCI以太網(wǎng)單芯片MAC+PHY，數(shù)據(jù)表版本15(02-20-04)，在此包含引作參考。類似地，MAC方塊13b根據(jù)與無線端口22相關(guān)的IEEE802.11g MAC處理MAC層。這種MAC13b被設(shè)計(jì)成支持多個(gè)數(shù)據(jù)速率、加密算法并通常基于嵌入式處理器和各種存儲(chǔ)器。這種功能塊13b可以利用來自Agere Systems ofAllentown，PA U.S.A的WaveLANTMWL60040多模式無線LAN媒介訪問控制器(MAC)實(shí)現(xiàn)，其產(chǎn)品簡(jiǎn)介在此包含引作參考，并且是如在Agere Systemsof Allentown，PA U.S.A的WaveLANTM802.11a/b/g芯片組文件中描述的全芯片組的一部分，這篇文件在此包含引作參考。參考制造商的數(shù)據(jù)表AgereSystems，WaveLANTMWL60040多模式無線LAN媒介訪問控制器(MAC)，產(chǎn)品簡(jiǎn)介2003年8月PB03-164WLAN，在此包含引作參考?？紤]到集成的和正確的操作，需要用于連接方塊13a處理的有線IEEE802.3MAC和方塊13b處理的無線IEEE802.11gMAC的所有橋接也包括在功能方塊13中。
通過基帶處理器18將IEEE802.11g MAC13b產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成基于OFDM的基帶信號(hào)(反之亦然)。在通常的應(yīng)用中，基帶處理器18(又名，無線調(diào)制解調(diào)器和IF收發(fā)信機(jī))通過數(shù)字處理數(shù)據(jù)流的發(fā)送機(jī)/接收機(jī)14，以及產(chǎn)生實(shí)際信號(hào)的模擬單元(I-Q調(diào)制器)15實(shí)現(xiàn)。無線環(huán)境中的通信信道施加影響給各種惡化諸如衰減、衰落、多經(jīng)、干擾，以及發(fā)送機(jī)可以根據(jù)以下功能處理數(shù)據(jù)流a.分組成幀，其中修改來自MAC13的數(shù)據(jù)并組織為分組，其中添加了包頭、CRC、前同步碼、控制信息以及幀結(jié)束定界符。
b.加擾器。
c.卷積編碼器(諸如維特比編碼器)，允許較佳的健壯性抵抗信道惡化諸如脈沖和突發(fā)脈沖噪聲。
d.穿孔器，用于減小所需的數(shù)據(jù)速率。
e.交織器，對(duì)分組塊(例如，字節(jié))執(zhí)行置換以便通過擴(kuò)展信息較佳地對(duì)錯(cuò)誤突發(fā)脈沖免疫。
f.IFFT調(diào)制器，用于產(chǎn)生獨(dú)立的QAM(正交幅度調(diào)制)星座子載波。
使用數(shù)模轉(zhuǎn)換，在調(diào)制器15中將來自發(fā)送機(jī)14的被處理數(shù)字用于產(chǎn)生OFDM基帶信號(hào)。通過調(diào)制器15數(shù)字化來自功能方塊16的接收OFDM基帶信號(hào)，并通過接收機(jī)14處理傳送到MAC13和PHY12以經(jīng)由端口11傳送。WLAN芯片組的部分實(shí)現(xiàn)提供實(shí)際的基帶信號(hào)，而其他實(shí)現(xiàn)提供正交的模擬I/Q調(diào)制解調(diào)信號(hào)，這些信號(hào)需要進(jìn)一步處理以提供實(shí)際的實(shí)模擬格式的IF(中頻)OFDM基帶信號(hào)。在這種情況下，如在本領(lǐng)域中已知的，確定IF頻率的本地振蕩器(LO)用于產(chǎn)生正弦波，該正弦波與I信號(hào)相乘，并被添加到乘以90度移位的LO信號(hào)的Q信號(hào)，以產(chǎn)生實(shí)模擬IF基帶信號(hào)。這種功能能夠基于來自Maxim Integrated Products of Sunnyvale，CA U.S.A的Maxim MAX2450 3V、超低功率正交調(diào)制器/解調(diào)器實(shí)現(xiàn)，其數(shù)據(jù)表在此包含引作參考?；鶐幚砥鞣綁K18可以基于來自Agere Systems of Allentown，PAU.S.A的WaveLANTMWL60040多模式無線LAN基帶實(shí)現(xiàn)，其產(chǎn)品簡(jiǎn)介在此包含引作參考?？商鎿Q地使用來自飛利浦半導(dǎo)體的包括基帶處理器18和MAC13b功能的SA5250多協(xié)議基帶。
RF-IF轉(zhuǎn)換器功能方塊16將IF OFDM基帶信號(hào)從IF頻帶位移到ISM RF頻帶。例如，在10MHz周圍中心對(duì)稱并且需要使用中心頻率2417MHz的信道2的OFDM基帶信號(hào)，需要頻移2417-10＝2407MHz。這種頻率轉(zhuǎn)換可以使用本領(lǐng)域中已知的許多方法。可以使用直接調(diào)制發(fā)送機(jī)/接收機(jī)，諸如來自Agere Systems of Allentown，PA U.S.A的WaveLANTMWL54040雙頻帶無線LAN收發(fā)信機(jī)，它直接將正交I-Q模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成2.4GHz RF頻帶。產(chǎn)品簡(jiǎn)介在此包含引作參考。替換地，可以使用超外差(例如，雙重轉(zhuǎn)換)體系結(jié)構(gòu)，如所描述的用于飛利浦半導(dǎo)體的SA5251多頻帶RF收發(fā)信機(jī)。轉(zhuǎn)換器16和基帶處理器18繼續(xù)無線通道物理層處理器17。
T/R開關(guān)19用于只根據(jù)信號(hào)發(fā)送WLAN單元10傳輸狀態(tài)的控制信號(hào)連接天線22的發(fā)送機(jī)通道并斷開連接接收機(jī)通道(以避免接收機(jī)飽和)。通常使用基于PIN二極管開關(guān)的設(shè)計(jì)，諸如來自MCE-KDI Integrated Productsof Whippany，NJ U.S.A的PIN二極管開關(guān)SWX-05，其數(shù)據(jù)表在此包含引作參考。天線22經(jīng)由RF濾波器21耦合以便保證發(fā)送被限制到定義的頻帶屏蔽(消除不想要的殘留信號(hào))，以及在接收模式中從頻帶信號(hào)過濾出噪聲。這種RF濾波器21可以使用SAW(表面聲波)技術(shù)，諸如來自SAWTEK(ATriQuint公司)of Orlando，F(xiàn)L U.S.A的2441.8MHz SAW濾波器，其數(shù)據(jù)表在此包含引作參考。
WLAN單元10的實(shí)際實(shí)現(xiàn)還可以包含放大器、衰減器、限幅器、AGC(自動(dòng)增益控制)和具有信號(hào)電平功能的類似電路。例如，低噪聲放大器(LNA)，諸如MAX26442.4GHz SiGe、高IP3低噪聲放大器通常在接收通道中靠近天線22連接。類似地，在發(fā)送通道中使用功率放大器(PA)，諸如用于IEEE802.11g WLAN的MAX2247功率放大器。LNA和PA都可以從Maxim Integrated Products of Sunnyvale，CA U.S.A獲得。為了簡(jiǎn)化起見，在圖1以及本文的其余部分中省略了這些功能。類似地，無論在本文中何處描述發(fā)送或接收通道，都應(yīng)該明白為了配置互逆通道還存在相對(duì)的通道。
插座術(shù)語(yǔ)“插座”在這里表示的是一種有助于簡(jiǎn)單快速地將外部設(shè)備與建筑物內(nèi)部安裝的布線連接或斷開的機(jī)電設(shè)備。插座與布線通常具有固定的連接，它允許根據(jù)需要以簡(jiǎn)單的方式容易地連接外部設(shè)備，其中所述連接通常是借助在面板中集成的連接器來完成的。插座通常以機(jī)械的方式連接或安裝在墻壁或類似表面上。常見插座的非限制性實(shí)例包括用于連接電話和相關(guān)設(shè)備的電話插座；用于連接電視機(jī)、VCR等設(shè)備的CATV插座；用作LAN布線(也稱為結(jié)構(gòu)布線)一部分的插座以及用于連接電源和電器設(shè)備的電插座。這里術(shù)語(yǔ)“墻壁”表示建筑物的任何內(nèi)表面或外表面，除垂直墻壁之外，它還可以包括但不局限于天花板和地板。
無線覆蓋絕大多數(shù)的現(xiàn)有無線技術(shù)諸如IEEE802.11x(例如，IEEE802.11a/g/b)、BlueToothTM、UWB(超寬帶)以及其他技術(shù)局限于可視環(huán)境空線中的幾十米。在通常的建筑物環(huán)境中，存在墻壁和其他障礙物，從而可顯著地減小上述范圍。因此，在絕大多數(shù)情況下單個(gè)無線單元(諸如接入點(diǎn))不能夠有效地覆蓋整個(gè)建筑物。為了提高這種覆蓋，通常在整個(gè)建筑物內(nèi)使用、分布多個(gè)接入點(diǎn)(或任何其他WLAN單元)。
為了允許所述接入點(diǎn)互連以形成其中所有WLAN單元能夠相互通信和/或與有線數(shù)據(jù)單元通信的單個(gè)通信群，通常使用連接接入點(diǎn)的有線構(gòu)架。在例如授予Swartz等人的美國(guó)專利6330244中公開了組合有線和無線部分的這種網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)今這種配置在具有通?；陬悇e5敷設(shè)電纜(又稱結(jié)構(gòu)布線)的專用布線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的辦公室、商業(yè)、企業(yè)、工業(yè)設(shè)施以及其他建筑物中流行。所述接入點(diǎn)通常通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口諸如基于10/100BaseT的以太網(wǎng)來接口基于局域網(wǎng)(LAN)的現(xiàn)有布線。
但是，如上所述在現(xiàn)有房屋內(nèi)安裝專用網(wǎng)絡(luò)布線基礎(chǔ)設(shè)施是不實(shí)際的?，F(xiàn)有技術(shù)公開了也使用現(xiàn)有AC電布線作為互連WLAN單元的有線構(gòu)架。這些現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例包括授予Heinonen等人的美國(guó)專利6535110，授予Beamish等人的美國(guó)專利6653932。使用電源線作為連接WLAN單元的構(gòu)架存在若干缺陷。布線、噪聲和通常敵意環(huán)境的類型導(dǎo)致低劣和昂貴的通信媒介，這些媒介提供低的數(shù)據(jù)速率以及要求復(fù)雜和昂貴的調(diào)制解調(diào)器。另外，連接WLAN單元和電源線要求無線和電源線調(diào)制解調(diào)器用于在所包含的兩種媒介上處理物理層，以及復(fù)雜的MAC(媒介訪問控制)橋接和處理所包含的兩個(gè)不同協(xié)議。因此，由于所需硬件的數(shù)量這種解決方案復(fù)雜、昂貴，以及提供低的可靠性。
因此存在一種廣泛認(rèn)知的需求，即讓方法和系統(tǒng)使用無線調(diào)制解調(diào)技術(shù)和有線應(yīng)用中的組件將會(huì)非常地有利。而且，通過在有線媒介上傳送無線信號(hào)而不轉(zhuǎn)換成專用的有線調(diào)制解調(diào)信號(hào)，讓方法和系統(tǒng)成本經(jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋將會(huì)非常地有利。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的目的是提供一種使用有線通信所用的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有無線組件的方法和系統(tǒng)。
這種目的根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過一種在建筑物內(nèi)的電話線對(duì)上配置網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，所述電話線對(duì)同時(shí)在模擬電話頻帶中傳送模擬電話信號(hào)，所述網(wǎng)絡(luò)在獨(dú)立于且高于模擬電話頻帶的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶中傳送擴(kuò)展頻譜數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，所述設(shè)備包括可連接電話線對(duì)的第一電話連接器；耦合至所述第一電話連接器的高通濾波器，用于僅通過位于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶中的信號(hào)；耦合至所述高通濾波器的多載波調(diào)制解調(diào)器，所述調(diào)制解調(diào)器被構(gòu)造用于基于所述電話線對(duì)在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶中傳導(dǎo)第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，以執(zhí)行雙向的基于分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信；可連接數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)連接器；和耦合在所述數(shù)據(jù)連接器和所述調(diào)制解調(diào)器之間的收發(fā)信機(jī)，所述收發(fā)信機(jī)被構(gòu)造用于與所述數(shù)據(jù)單元進(jìn)行基于分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)雙向通信；其特征在于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)是OFDM調(diào)制的或上/下頻率變換的無線信號(hào)，或所述調(diào)制解調(diào)器至少包括無線調(diào)制解調(diào)器的一部分。
根據(jù)本發(fā)明操作的網(wǎng)絡(luò)能夠基于建筑物內(nèi)的電話布線使用擴(kuò)展頻譜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)在第一和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)單元之間通信，并且包括至少部分位于建筑物墻壁內(nèi)的電話布線對(duì)，所述線對(duì)被連接用于在模擬電話信號(hào)頻帶中傳送模擬電話信號(hào)，這些信號(hào)與在不同于且高于模擬電話信號(hào)頻帶的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)頻帶中雙向傳送的基于分組的已調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)多路復(fù)用；根據(jù)本發(fā)明連接所述電話線對(duì)的第一設(shè)備，所述第一設(shè)備可連接第一數(shù)據(jù)單元并且被構(gòu)造用于耦合所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)至第一數(shù)據(jù)單元；以及根據(jù)本發(fā)明連接所述電話線線對(duì)的第二設(shè)備，所述第二設(shè)備可連接用于與所述第二數(shù)據(jù)單元進(jìn)行基于分組的雙向通信并且被構(gòu)造用于耦合所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)至第二數(shù)據(jù)單元。
根據(jù)本發(fā)明，代替專用布線調(diào)制解調(diào)器，利用布線耦合并傳送通過現(xiàn)有無線組件(廣泛用于無線傳輸)傳導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)無線基帶信號(hào)。同樣，網(wǎng)絡(luò)(諸如局域網(wǎng))能夠在布線上以總線拓?fù)洹Ⅻc(diǎn)對(duì)點(diǎn)或任何其他任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行配置。本發(fā)明基于WLAN單元設(shè)計(jì)，包括有線數(shù)據(jù)端口和無線端口(例如天線)并且能夠使得數(shù)據(jù)單元連接有線數(shù)據(jù)端口(專有或標(biāo)準(zhǔn))來與其他數(shù)據(jù)單元實(shí)現(xiàn)無線通信。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，設(shè)備基于WLAN數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。但是，僅使用基帶信號(hào)，從而可以消除WLAN單元的基帶到RF部分(下稱‘RF部分’)?？紤]到聯(lián)網(wǎng)基于有一個(gè)或更多相似設(shè)備耦合至其的布線，所述基帶信號(hào)可以經(jīng)由隔離、模擬開關(guān)、驅(qū)動(dòng)器和接收機(jī)、濾波和阻抗匹配功能耦合至布線。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，還使用WLAN單元的RF部分。在這種情況下，上/下變換器連接RF部分(代替將它連接到天線)。該變換器將中心頻率下移到在布線上可使用的頻帶。
在本發(fā)明再一個(gè)方面中，保留WLAN單元的全部功能，包括天線和RF部分。添加經(jīng)由上/下變換器直接耦合至基帶信號(hào)或RF信號(hào)的布線端口。在這種情況下，形成三端口共享設(shè)備，它具有布線端口、無線(天線)端口和數(shù)據(jù)單元端口。與包括這多個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)相連接的數(shù)據(jù)單元可以通過有線媒介(經(jīng)由布線)或經(jīng)由空中使用在空中傳播的RF信號(hào)互連。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面中，所述設(shè)備僅包括WLAN單元RF部分(包括天線)。天線RF信號(hào)通過上/下變換器被頻移至布線可使用的頻帶(例如，基帶信號(hào))。連接所述布線的類似設(shè)備或根據(jù)上述任何實(shí)施例的設(shè)備可以耦合至信號(hào)，并使用它來直接或無線地耦合至數(shù)據(jù)單元。
任何單一對(duì)布線可以作為用于基帶信號(hào)的媒介。在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，所述布線是建筑物中的現(xiàn)用布線，諸如電話、CATV或AC電布線。在現(xiàn)用布線也傳送當(dāng)前服務(wù)信號(hào)(例如分別為電話、CATV或AC電信號(hào))的這種情況下，使用FDM技術(shù)，其中服務(wù)信號(hào)和基帶信號(hào)在不同的頻帶中傳送。在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，所述設(shè)備還提供服務(wù)連接器以允許服務(wù)單元連接到它。在布線傳送當(dāng)前服務(wù)信號(hào)的任何情況下，應(yīng)用各種濾波器來隔離服務(wù)信號(hào)和基帶信號(hào)，以避免這兩個(gè)信號(hào)之間的任何干擾。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，所述設(shè)備可以包括在數(shù)據(jù)單元中。替換地，該設(shè)備可以封裝為獨(dú)立的專用單元。在本發(fā)明的又一個(gè)方面中，該設(shè)備包括在服務(wù)插座中。替換地，該設(shè)備可以封裝為插座附加模塊。
所述設(shè)備可通過到本地電源(例如，AC電、直接或經(jīng)由AC/DC轉(zhuǎn)換器)的專用連接本地進(jìn)行供電。替換地，所述設(shè)備由在布線上傳送的電信號(hào)饋電。在后者情況下，應(yīng)用隔離布線上電信號(hào)的電路。在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，所述設(shè)備通過連接到其的數(shù)據(jù)單元供電。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，可以在有線媒介諸如建筑物中的現(xiàn)用布線(例如，電話布線)上使用擴(kuò)展頻譜(DSSS或FHSS)技術(shù)諸如應(yīng)用多載波調(diào)制(例如，OFDM、DMT或CDMA)調(diào)制解調(diào)器，由于調(diào)制解調(diào)器的復(fù)雜度其主要用于無線應(yīng)用。
應(yīng)該明白根據(jù)以下詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將變得顯而易見，其中通過示例的方式僅示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例。正如將會(huì)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明能夠是其他和不同的實(shí)施例并且其若干細(xì)節(jié)能夠在各個(gè)其他方面修改，所有這些修改都沒有背離如權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍。相應(yīng)地，附圖和詳細(xì)描述被認(rèn)為是在本質(zhì)上作為示例性的而不是限制性的。


這里參考附圖僅通過非限制性實(shí)例的方式描述本發(fā)明，其中圖1示意性所示為現(xiàn)有技術(shù)中WLAN單元的總功能方框圖。
圖2示意性所示為IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)的頻譜分配。
圖3示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖4示意性所示為根據(jù)本發(fā)明在電話布線上的頻譜分配。
圖5示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性上/下變換器的總功能方框圖。
圖6示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖6a示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性線路接口的總功能方框圖。
圖6b示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性網(wǎng)絡(luò)的總功能方框圖。
圖7示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性網(wǎng)絡(luò)的總功能方框圖。
圖8示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性電話插座的視圖。
圖9示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性電話模塊的視圖。
圖10示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖10a示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖11示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性電話模塊的視圖。
圖12示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性網(wǎng)絡(luò)的總功能方框圖。
圖13示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖14示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性網(wǎng)絡(luò)的總功能方框圖。
圖15示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖16示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性O(shè)FDM調(diào)制解調(diào)器的總功能方框圖。
圖17示意性所示為根據(jù)本發(fā)明的示意性網(wǎng)絡(luò)的總功能方框圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)的原理和操作可以參考附圖和相關(guān)描述理解，其中在不同附圖中出現(xiàn)的相似組件通過相同的附圖標(biāo)記表示。附圖和描述僅僅是概念性的。在實(shí)際的實(shí)踐中，單個(gè)組件能夠?qū)崿F(xiàn)一種或更多的功能；替換地，每個(gè)功能能夠通過多個(gè)組件和電路實(shí)現(xiàn)。在附圖和描述中，相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)于不同實(shí)施例或配置來說共用的那些組件。
在圖3中描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或更多實(shí)施例適于在電話布線上操作的基于無線的OFDM調(diào)制解調(diào)器30。OFDM調(diào)制解調(diào)器30主要基于如圖1中WLAN單元10所示的設(shè)計(jì)和組件。與WLAN單元10相反，RF信號(hào)不耦合至天線22，而是連接上/下變換器31。變換器31將ISM頻帶基帶信號(hào)位移到在室內(nèi)/辦公室或任何其他建筑物中的電話布線上可使用的頻帶。由于在北美有關(guān)輻射電磁發(fā)射的FCC規(guī)定，因此認(rèn)為可使用的頻帶可擴(kuò)展到30MHz。所以，對(duì)于占據(jù)22MHz基帶信號(hào)的頻譜分配可以在8MHz和30MHz之間(中心在19MHz周圍)，如圖4中成為圖表40一部分的曲線43所示，該圖表示例了沿頻率軸44的各種功率電平分配。這種分配考慮到使用100KHz(或25KHz)到1.1MHz的ADSL信號(hào)42以及POTS信號(hào)曲線41。ADSL是非對(duì)稱數(shù)字用戶線的簡(jiǎn)稱，它使用標(biāo)準(zhǔn)電話線在上行流和下行流中傳送高速數(shù)據(jù)通信，使用電話線帶寬不用于語(yǔ)音的一部分，從而允許同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。
作為一個(gè)非限制性實(shí)例，在WLAN單元30使用中心頻率在2457MHz的信道10(如圖2中曲線25所示)，需要變換器將頻率上移或下移2457-19＝2438MHz，從而產(chǎn)生了圖表40所示的頻率分配。
為了避免來自在相同電話對(duì)上傳送的其他信號(hào)(POTS41和ADSL42)的干擾，在變換器31和電話布線連接器36之間連接高通濾波器(HPF)32?？紤]到要耦合OFDM調(diào)制解調(diào)器30到電話對(duì)，電話布線連接器36通常是在北美使用的電話標(biāo)準(zhǔn)RJ-11插頭。HPF32可以使用實(shí)現(xiàn)Butterworth濾波器方案的無源組件。在某些情況下，需要電話單元共享相同的電話布線連接器35。在這種情況下，將使用低通濾波器(LPF)34隔離POTS頻帶，允許電話機(jī)經(jīng)由電話插口(例如，RJ-11插口)耦合至電話連接器35。任何常見的用于隔離POTS和ADSL信號(hào)的濾波器(又稱微濾波器)都可以用作LPF34，包括分立的電容和電感。經(jīng)由一組LPF和HPF單元連接調(diào)制解調(diào)器和電話這種配置在本領(lǐng)域中是已知的并且在HomePNA環(huán)境中也通常使用。
已知OFDM和其他擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)為強(qiáng)大、健壯和高性能。但是，其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和相關(guān)的成本已經(jīng)對(duì)于它們?cè)谕ㄐ畔到y(tǒng)中使用產(chǎn)生影響。甚至首先介紹的WLAN技術(shù)使用單載波技術(shù)，諸如使用CCK的IEEE802.11b。因此，圖3所示的OFDM調(diào)制解調(diào)器30可以用作基于電話線通信的現(xiàn)有技術(shù)HomePNA的超級(jí)代替。由于使用強(qiáng)大的OFDM技術(shù)，從而期望調(diào)制解調(diào)器性能超出任何可用或未來使用現(xiàn)有技術(shù)已知的單載波調(diào)制(諸如QAM)的HomePNA技術(shù)。而且，由于調(diào)制解調(diào)器利用現(xiàn)有不用定制的面向無線的組件諸如無線MAC13b、基帶處理器18和RF-IF變換器16，因此消除了開發(fā)專用調(diào)制解調(diào)器所需要的努力。進(jìn)一步，對(duì)于住宅、辦公室、企業(yè)和工業(yè)應(yīng)用的WLAN解決方案的快速激增，期望的趨勢(shì)是在未來繼續(xù)增加，這表明大量的WLAN組件產(chǎn)生了簡(jiǎn)單可用性、低價(jià)格和可保證的互操作性。
上述用于頻移的上/下變換器31在本領(lǐng)域中是熟知的。這些變換器已知為使用混頻和濾波技術(shù)，并且可以使用單或多級(jí)(超外差方案)以及直接變換(DC)體系結(jié)構(gòu)。用于圖3所示包括變換器單元31、RF濾波器21和TX/RX開關(guān)19功能的上/下變換器功能方塊37的非限制性實(shí)例在圖5示為方塊50。這種方塊50頻移耦合至端口51的RF信號(hào)到端口68中的低頻(IF)信號(hào)。在端口51中接收的RF信號(hào)通過基于混頻器57a和帶通濾波器(BPF)的58a下行信道向下位移并在端口68輸出。類似地，在端口68中接收的IF信號(hào)通過包括混頻器57a和BPF58a的上行信道位移至RF頻帶，并作為RF信號(hào)在端口51輸出。RF端口51耦合至OFDM調(diào)制解調(diào)器30的HPF32以及IF端口68耦合至OFDM調(diào)制解調(diào)器30的RF-IF變換器16。
盡管經(jīng)由連接器36發(fā)送到電話對(duì)，但是在端口51(從RF-IF變換器16)接收的RF信號(hào)首先通過BPF52濾波以移除任何不想要的殘留在RF信道頻帶(例如，ISM RF信道頻帶)外部的信號(hào)。由于變換器50允許每次僅在一個(gè)方向進(jìn)行變換，或上或下，所以使用聯(lián)動(dòng)開關(guān)56a和56b，具有標(biāo)記為(1)的中央柱以及標(biāo)記為(2)和(3)的兩個(gè)移動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)從RF變換到IF時(shí)，兩個(gè)開關(guān)56a和56b處于(2)狀態(tài)，所以下行信道可操作。這種開關(guān)可以基于如上所述的有關(guān)開關(guān)19的PIN二極管。來自RF端口51的RF信號(hào)經(jīng)由BPF52和開關(guān)56a耦合至混頻器57a。混頻器57a多路復(fù)用經(jīng)由分離器55提供給其LO端口的本地振蕩器54正弦波信號(hào)與耦合至其RF端口的RF信號(hào)(使用非線性特性)，在其IF端口產(chǎn)生具有兩個(gè)主要分量的信號(hào)，一個(gè)分量在頻率求和周圍以及一個(gè)分量在其頻率差周圍。然后通過BPF58a濾波頻率的求和信號(hào)，并經(jīng)由開關(guān)56b饋給IF端口68。還可以包括驅(qū)動(dòng)器59以便允許正確地驅(qū)動(dòng)連接端口68的負(fù)載。以相似的方式，當(dāng)從電話對(duì)接收時(shí)，來自端口68(在電話對(duì)中起源，并經(jīng)由連接器36和HPF32耦合)的IF信號(hào)經(jīng)由開關(guān)56b(現(xiàn)在處于狀態(tài)(3))路由并經(jīng)由BPF58b到混頻器57b的IF端口。信號(hào)還從本地振蕩器54經(jīng)由分離器55饋送給混頻器57b的LO部分，該混頻器經(jīng)由開關(guān)56a(現(xiàn)在處于狀態(tài)(3))和BPF52輸出RF信號(hào)到端口51。電平檢測(cè)器(或比較器)53用于監(jiān)控接收RF信號(hào)的電平，并相應(yīng)地分別經(jīng)由控制信道69b和69a操作開關(guān)56a和56b。
已經(jīng)描述了變換器50具有專用上行和下行信道。但是，由于每次只使用一個(gè)信道而不能同時(shí)使用兩個(gè)信道，還可以使用單個(gè)信道(混頻器)，在單信道中應(yīng)用適當(dāng)?shù)那袚Q機(jī)制。
電平檢測(cè)器53可以基于從National Semiconductors headquartered inSanta-Clara，CA U.S.A可獲得的LM311電壓比較器設(shè)計(jì)。本地振蕩器54可以基于石英晶體振蕩器，其中使用鎖相環(huán)(PLL)電路乘以該頻率，該振蕩器可包括T83027 PLL時(shí)鐘發(fā)生器IC，該IC具有從TLSI Incorporated ofHuntington，NY U.S.A獲得的VCXO，其數(shù)據(jù)表在此包含引作參考?；祛l器57可以基于MAX9993高線性1700MHz下變換混頻器設(shè)計(jì)，該混頻器具有從Maxim Integrated Products of Sunnyvale，CA U.S.A可獲得的LO緩沖器/開關(guān)，其數(shù)據(jù)表在此包含引作參考。應(yīng)該注意到實(shí)現(xiàn)變換器方塊50功能的其他技術(shù)和方法在本領(lǐng)域中是已知的并且可以等同地使用。典型地，變換器方塊50可以使用線路接口功能諸如隔離、阻抗匹配、驅(qū)動(dòng)/接收和濾波連接電話布線，正如以下將對(duì)于圖6所示線路接口76的描述。
OFDM調(diào)制解調(diào)器30本質(zhì)上應(yīng)用雙頻率變換通過變換器16從IF到RF并且通過變換器31回到低頻。通過直接提取基帶信號(hào)而不經(jīng)過RF級(jí)可以消除這種冗余，如圖6中示例的OFDM調(diào)制解調(diào)器功能方框圖60所示，其中可以在本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中可以使用它。
類似于調(diào)制解調(diào)器30，調(diào)制解調(diào)器60基于圖1中描述的WLAN單元10。但是，寬帶處理器18產(chǎn)生的OFDM基帶信號(hào)并不頻移到RF，而是直接在IF頻譜中處理。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，基帶處理器18提供正交的模擬I/Q信號(hào)對(duì)。在這種情況下，在根據(jù)圖表40進(jìn)行頻譜分配的實(shí)例中，使用圖6a所示正交調(diào)制器/解調(diào)器191的線路接口76將信號(hào)直接變換成中心在19MHz周圍的基帶模擬信號(hào)(例如使用19MHz本地振蕩器)。在另一個(gè)實(shí)例中，通過包括基帶處理器18的WLAN組件輸出中心在另一個(gè)頻率周圍的模擬信號(hào)，并且在這種情況下可以使用簡(jiǎn)單和單一頻率變換以便將信號(hào)中心定位在19MHz周圍。
在圖6a中示出了線路接口76的功能方框圖。線路接口76經(jīng)由端口192耦合至基帶處理器18中的I-Q調(diào)制器15。通過正交調(diào)制器/解調(diào)器191將I-Q信號(hào)變換成中心在19MHz頻率周圍的單一實(shí)信號(hào)(從零位移)，該191可以基于來自Maxim Integrated Products of Sunnyvale，CA U.S.A的MaximMAX2450 3V、超低功率正交調(diào)制器/解調(diào)器實(shí)現(xiàn)，其數(shù)據(jù)表在此包含引作參考。調(diào)制器/解調(diào)器的輸出阻抗是電阻190(如果需要)端接的75歐姆，并經(jīng)由僅通過所需頻帶(例如，圖表40中的頻帶43)的BPF188a饋送給驅(qū)動(dòng)器186。模擬開關(guān)183經(jīng)由隔離單元182并通過端口181路由發(fā)送的信號(hào)到電話布線(經(jīng)由端口36和HPF32)。隔離單元182典型基于信號(hào)變換器193，并用作減小共模噪聲以便提供平衡的信號(hào)，以及滿足美國(guó)UL和歐洲CE施加的所需的安全性以及ESD要求。
類似地，通過隔離單元182隔離從電話布線接收的信號(hào)，并經(jīng)由模擬開關(guān)183路由到AGC187。100歐姆電阻185用作端接、匹配電話布線特征阻抗以避免反射。在通過BPF188b濾波之后，通過調(diào)制器191I-Q調(diào)制該信號(hào)并耦合至基帶處理器18。
圖6b中示出了在電話線上使用OFDM調(diào)制解調(diào)器的采樣網(wǎng)絡(luò)75。描述了電話布線基礎(chǔ)設(shè)施通常在北美住宅中存在，它基于經(jīng)由插座63可訪問的單一電話對(duì)62。圖中示出了菊花鏈配置，其中布線部分62d連接插座63d和63c，布線部分62c連接插座63b和63c以及布線部分62b連接插座63a和63b。布線部分62a經(jīng)由接線盒(未示出)和已知為‘本地環(huán)路’或‘用戶環(huán)路’的外部布線部分連接‘第一’插座63a到PSTN(公共交換電話網(wǎng)絡(luò))61。在每個(gè)插座中，標(biāo)準(zhǔn)電話RJ-11插口連接布線62，以允許電話單元使用RJ-11插頭連接到它。插座63a、63b、63c和63d分別包括插口64a、64b、64c和64d。其他布線拓?fù)渲T如‘星形’(又名‘HomeRun’，‘結(jié)構(gòu)化布線’)、樹形和混合拓?fù)湟彩强捎玫?，并且這些拓?fù)湟彩沁m當(dāng)?shù)摹?br> OFDM調(diào)制解調(diào)器30和60可以通過連接插座63中的相應(yīng)RJ-11電話連接器64，連接電話布線62和在電話布線62上互連，以及經(jīng)由電纜74連接OFDM調(diào)制解調(diào)連接器36，標(biāo)記為‘布線’連接。網(wǎng)絡(luò)可以僅包括圖3功能性所示的OFDM調(diào)制解調(diào)器30，或僅包括圖6功能性所示的OFDM調(diào)制解調(diào)器60或其任何組合。所示的網(wǎng)絡(luò)75包括通過電纜74b連接到插座63d的OFDM調(diào)制解調(diào)器30b，通過電纜74b連接到插座63b的OFDM調(diào)制解調(diào)器60a以及通過電纜74a連接到插座63a的OFDM調(diào)制解調(diào)器30a。在每種情況下，到插座的連接經(jīng)由相應(yīng)的連接器64d、64b和64a。所示的計(jì)算機(jī)66a經(jīng)由其‘?dāng)?shù)據(jù)’端口(代表圖3中的端口33)連接OFDM調(diào)制解調(diào)器30b，計(jì)算機(jī)66b經(jīng)由其‘?dāng)?shù)據(jù)’端口(代表圖6中的端口33)連接OFDM調(diào)制解調(diào)器60a。計(jì)算機(jī)66表示優(yōu)選經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)的有線數(shù)據(jù)接口連接的任何數(shù)據(jù)單元。調(diào)制解調(diào)器30a和60a允許基于電話布線在計(jì)算機(jī)66a和66b之間半雙工通信。類似地，其他OFDM調(diào)制解調(diào)器30a還可以通過其‘?dāng)?shù)據(jù)’端口支持附加的數(shù)據(jù)單元。
在電話布線上形成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，還提供標(biāo)準(zhǔn)的電話服務(wù)。電話機(jī)65a經(jīng)由‘TEL’端口(圖3中的端口35)連接布線62(以連接PSTN61)。類似地，電話機(jī)65c和65d通過分別連接OFDM調(diào)制解調(diào)器60a和30a連接PSTN(經(jīng)由相應(yīng)的插座63和布線62)。電話機(jī)65b直接連接插座63c(經(jīng)由電纜74c和插頭/插口64c)。在這種情況下，推薦使用LPF34(又稱微濾波器)以便避免來自使用同一電話布線作為媒介的其他信號(hào)的干擾。
為了使得計(jì)算機(jī)66a和66b能夠連接外部網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))，通常應(yīng)用連接外部網(wǎng)絡(luò)(寬帶或窄帶)的設(shè)備，非限制性實(shí)例包括基于DOCSIS的電纜調(diào)制解調(diào)器、ADSL調(diào)制解調(diào)器、無線(諸如WiMax)和其他的調(diào)制解調(diào)器。這種設(shè)備應(yīng)該連接任何OFDM調(diào)制解調(diào)器的‘?dāng)?shù)據(jù)’端口，從而允許共享到在整個(gè)建筑物中相連接的數(shù)據(jù)單元的外部連接。在一個(gè)實(shí)例中，使用ADSL調(diào)制解調(diào)器67。所示的ADSL調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由用于耦合至ADSL信號(hào)42(在圖4中描述)，并提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口(例如，USB，10/100BaseT)的電纜74e連接電話插座63a。這種數(shù)據(jù)接口依次連接OFDM調(diào)制解調(diào)器30a‘?dāng)?shù)據(jù)’端口，從而允許計(jì)算機(jī)66a和66b經(jīng)由所形成的網(wǎng)絡(luò)共享ADSL連接。OFDM調(diào)制解調(diào)器30a同樣經(jīng)由電纜74a(和電纜74e一起)連接電話插座63a。
盡管已經(jīng)關(guān)于‘總線’拓?fù)涿枋隽司W(wǎng)絡(luò)75，在這種拓?fù)渲兴姓{(diào)制解調(diào)器連接相同的媒介(電話布線62)，但是應(yīng)該知道較佳的通信性能(例如，數(shù)據(jù)速率)可以在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，其中在布線部分的端點(diǎn)連接兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器。這種配置可以存在于新安裝的基礎(chǔ)設(shè)施(例如，新建造建筑物的結(jié)構(gòu)化布線)中或MDU(多住所單元)、MTU(多居住者單元)和MHU(多好客單元)中。在以上所有的基礎(chǔ)設(shè)施中，該布線部分是‘星形’拓?fù)?，其中每個(gè)布線部分連接遠(yuǎn)程站點(diǎn)(例如，公寓)到中心(例如，地下室)。
在圖7中OFDM調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用于這種拓?fù)涫緸榉窍拗菩詫?shí)例，如圖7中的網(wǎng)絡(luò)70。網(wǎng)絡(luò)70的基礎(chǔ)設(shè)施描述為包括兩個(gè)布線部分(每個(gè)包括單對(duì))72a和72b，其分別連接在連接點(diǎn)73a和73b(例如接線盒)以及相應(yīng)的插座63a和63b之間，以允許經(jīng)由相應(yīng)的聯(lián)軍誒起64a和64b進(jìn)行電話連接。為了在相同的電線對(duì)上允許電話和數(shù)據(jù)信號(hào)，OFDM調(diào)制解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器30或調(diào)制解調(diào)器60類型)連接每個(gè)布線端。OFDM調(diào)制解調(diào)器60a經(jīng)由插座63a連接布線部分72a，在布線部分72a上與OFDM調(diào)制解調(diào)器30a通信，調(diào)制解調(diào)器30a經(jīng)由連接點(diǎn)73a連接布線部分72a的另一端。電話信號(hào)在較低頻帶上傳送，允許電話機(jī)65a連接到PSTN61，同時(shí)在不同頻帶上傳送OFDM信號(hào)以及連接計(jì)算機(jī)66a(表示任何數(shù)據(jù)單元)到因特網(wǎng)71(經(jīng)由任何連接諸如ADSL DOCSIS電纜調(diào)制解調(diào)器或無線)。類似地，OFDM調(diào)制解調(diào)器30c經(jīng)由插座63b連接布線部分72b，在該對(duì)上與OFDM調(diào)制解調(diào)器30b通信，調(diào)制解調(diào)器30b經(jīng)由連接點(diǎn)73b連接布線部分的另一端。電話信號(hào)在較低頻帶上傳送，允許電話機(jī)65b連接到PSTN61，同時(shí)在不同頻帶上傳送OFDM信號(hào)以及連接計(jì)算機(jī)66b(表示任何數(shù)據(jù)單元)到因特網(wǎng)71(經(jīng)由任何連接諸如ADSL DOCSIS電纜調(diào)制解調(diào)器或無線)。
插座封裝的調(diào)制解調(diào)器插座通常(包括LAN結(jié)構(gòu)化布線、電力插座、電話插座、和有線電視插座)在傳統(tǒng)上發(fā)展為布線系統(tǒng)室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的一部分并僅用于提供訪問墻內(nèi)布線的無源設(shè)備。但是，存在一種面向插座中嵌入式有源電路以便將它們用作家庭/辦公室網(wǎng)絡(luò)一部分，并典型提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口的趨勢(shì)。在絕大多數(shù)情況下，添加的電路用于給插座添加數(shù)據(jù)接口連接，并給其添加基本的無源連接功能。
在授予Binder題為‘Telephone outlet for implementing a local area networkover telephone lines and a local area network using such outlet’的美國(guó)專利6549616中公開了支持用于電話布線的電話和數(shù)據(jù)接口的插座。這些插座可作為NetHomeTM系統(tǒng)的一部分從SercoNet Inc.of Southborough，MA U.S.A獲得。
在授予Dichter題為‘Automatically configurable computer network’的美國(guó)專利6216160中描述了另一種電話插座。在Cohen等人題為‘CableranNetworking over Coaxial Cables’的美國(guó)專利申請(qǐng)2002/019383中描述了在CATV同軸電纜上使用插座家庭聯(lián)網(wǎng)的實(shí)例。這些插座作為HomeRANTM系統(tǒng)的一部分從TMT Ltd.of Jerusalem，Israel獲得。在Alcock題為‘Local areaand multimedia network using radio frequency and coaxial cable’的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0099228中公開了結(jié)合傳送電話、數(shù)據(jù)和娛樂信號(hào)的布線使用的插座。在Schaeffer等人題為‘Powerline bridge apparatus’的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0062990中描述了用于組合的數(shù)據(jù)和電源使用電源線的插座。這些電源插座作為PlugLANTM的一部分從Asoka USA Corporation of San Carlos，CAUSA獲得。
盡管以上已經(jīng)關(guān)于在基本服務(wù)(例如，電話、CATV和電源)所使用布線上形成的網(wǎng)絡(luò)描述了有源插座，但是將會(huì)理解本發(fā)明能夠同樣應(yīng)用于在使用專用布線的網(wǎng)絡(luò)中使用的插座。在這種情況下，插座電路用于給插座提供附加接口，這超越了單一數(shù)據(jù)連接接口的基本服務(wù)。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，它可以用于提供多個(gè)數(shù)據(jù)接口，其中所述布線支持單一的這種數(shù)據(jù)連接。這種插座的一個(gè)實(shí)例是3ComTMof Santa-Clara，U.S.A生產(chǎn)的Network JackTM產(chǎn)品家族。另外，在授予Thompson題為‘Single Medium Wiring Scheme forMultiple Signal Distribution in Building and Access Port Therefor’的美國(guó)專利61088331以及2003年6月19日公布的McNamara等人題為‘Active WallOutlet’的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0112965中描述了這些插座。
盡管上述插座使用有源電路用于分離數(shù)據(jù)和服務(wù)信號(hào)，但是還可獲得無源實(shí)現(xiàn)。在Binder題為‘Telephone communication system and method over localarea network wiring’的WO02/25920中公開了這種插座的實(shí)例。這些插座作為etherSPLITTM系統(tǒng)的一部分從Qlynk Communication Inc.of College Station，TX USA獲得。
正如在本領(lǐng)域中公開的，從數(shù)據(jù)通信(高頻頻帶)角度出發(fā)，系統(tǒng)75中連接插座63的電纜74已知為‘抽頭’。在LPF34中端接的電纜74c被認(rèn)為是‘開放抽頭’或‘橋接抽頭’。對(duì)于端接ADSL頻帶的電纜74e同理，但是對(duì)于更高頻率開放(open)。電纜74b(作為非限制性實(shí)例)被認(rèn)為是‘端接抽頭’，因?yàn)槠谕m當(dāng)?shù)亩私映蔀镺FDM調(diào)制解調(diào)器60a的一部分。通常抽頭和特別是非端接抽頭被認(rèn)為是任何有線通信系統(tǒng)中的主要惡化。在抽頭點(diǎn)和開放抽頭端點(diǎn)產(chǎn)生反射，這產(chǎn)生了適當(dāng)頻率的‘陷波’圖案。這些特性再現(xiàn)了不可使用頻譜部分。因此，抽頭產(chǎn)生了較低的通信性能，所以希望盡可能實(shí)際地消除抽頭。
通常的無線系統(tǒng)、以及特別是WLAN系統(tǒng)與移動(dòng)和手持設(shè)備諸如PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、蜂窩電話、遙控器和膝上型計(jì)算機(jī)相關(guān)。在移動(dòng)和人攜帶時(shí)，無線組件的空間和重量成為關(guān)鍵。因此，大量資源分配給集成和最小化努力，以便使無線組件盡可能的小。廠家日益關(guān)注將越來越多的功能集成到一組最小的芯片和外設(shè)上。所以，無線組件的小尺寸特征使其非常適于容納在小外殼諸如插座內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中，將OFDM調(diào)制解調(diào)器(部分或全部)集成到電話插座中。除提供在上述現(xiàn)有技術(shù)中描述的所有優(yōu)點(diǎn)之外，這種配置消除了抽頭相關(guān)的惡化，從而提高了通信性能。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，在OFDM調(diào)制解調(diào)器功能集成到插座63d中的情況下，電纜74d的實(shí)際長(zhǎng)度是零，從而有效地消除了抽頭的存在。
這種集成OFDM調(diào)制解調(diào)器功能的插座示意圖在圖8中示為插座80。電話布線連接器36位于插座背面(面對(duì)墻壁)，用于以連接布線到電話插座的通常方式連接到布線。插座80前面(面對(duì)房間)包括連接器33，示為用于10/100BaseT接口的RJ-45。電話連接器35a示為標(biāo)準(zhǔn)電話連接器RJ-11插口。第二連接器35b還可以用于允許連接到多個(gè)電話機(jī)。插座80還包括指示器81a和81b(LED)，這些指示器用于指示正確操作諸如電源可用性、通信狀態(tài)(諸如以太網(wǎng)中的LINK信號(hào))、通信性能以及其他。
上述插座80是完整和獨(dú)立的設(shè)備。因此，它能夠代替常規(guī)的無源簡(jiǎn)單插座容易地安裝在新房中。但是，這些解決方案在更新現(xiàn)有布線系統(tǒng)的情況下不適用。在絕大多數(shù)情況下，任何這種修改將會(huì)需要拆卸現(xiàn)有插座并安裝具有改進(jìn)特征的新插座。這種活動(dòng)麻煩、昂貴并且將常常需要專業(yè)技術(shù)。進(jìn)一步，由于安全方面的原因包括處理危險(xiǎn)電壓(諸如電源線和電話線中的)，本地規(guī)定可能僅需要專業(yè)資質(zhì)的人員處理布線，這使得它昂貴并且對(duì)自己動(dòng)手解決產(chǎn)生影響。
而且，當(dāng)技術(shù)和環(huán)境隨著時(shí)間變化時(shí)，可能出現(xiàn)升級(jí)、修改或改變插座功能、特征和特性的需求。例如，可能需要升級(jí)數(shù)據(jù)接口以與新標(biāo)準(zhǔn)互連。在另一個(gè)實(shí)例中，可能需要升級(jí)電路以支持更高帶寬。類似地，可能需要引入或升級(jí)管理和服務(wù)質(zhì)量(QoS)功能。在再一個(gè)實(shí)例中，可能需要添加附加的功能和接口。使用完整獨(dú)立的插座作為現(xiàn)有插座的替換還引入了上述不利之處。
一種添加功能給現(xiàn)有插座的方法是使用插入模塊。在Smart等人題為‘High data-rate powerline network system and method’的美國(guó)專利申請(qǐng)2002/0039388，Walbeck等人題為‘Modular power line network adaptor’美國(guó)專利申請(qǐng)2002/0060617以及Schaeffer，JR等人題為‘Powerline bridge apparatus’的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0062990中描述了用于電源線通信使用的這種插入模塊。使用HomePlugTM技術(shù)的這種模塊可從多個(gè)來源獲得諸如作為AsokaUSA Corporation of San Carlos，California，USA的PlugLinkTM產(chǎn)品的一部分。但是，這些插入模塊僅僅已知為關(guān)于電源插座，對(duì)于電話或CATV插座不可用。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或更多實(shí)施例的插入模塊在圖9中示為模塊90。模塊90基于上述的插座80。但是，與插座對(duì)比，模塊90具有插入電話插座91的RJ-11插口93的RJ-11插頭，后者因此不需要替換或修改。為了允許機(jī)械保證這種連接，模塊90包括兩個(gè)滑動(dòng)側(cè)94a和94b，它們分別閉鎖和按壓在插座91表面92a和92b。通過這種方式，模塊90可電連接布線并機(jī)械附加到插座91，而不需要任何專業(yè)技術(shù)或工具。通過電話連接器35a和35b完全地保留了POTS服務(wù)。
無線端口上述的OFDM調(diào)制解調(diào)器30和60提供兩個(gè)有線端口，即數(shù)據(jù)單元端口33和電話布線端口36，其功能是在這些端口之間變換信號(hào)。添加無線端口將使OFDM調(diào)制解調(diào)器也能夠在非有線媒介上與數(shù)據(jù)單元聯(lián)網(wǎng)。
在圖10中示出了這種OFDM調(diào)制解調(diào)器100包括作為無線端口的天線22。通常，能夠認(rèn)為這種調(diào)制解調(diào)器100分別是如上參考圖1和3所述的WLAN單元10和OFDM調(diào)制解調(diào)器30的組合。所示的調(diào)制解調(diào)器100包括全部WLAN單元10功能，同樣可以用作WLAN單元10。但是，RF信號(hào)通過共享設(shè)備101耦合在RF-IF變換器16和TX/RX開關(guān)19之間。因此RF信號(hào)還經(jīng)由上/下變換器31和HPF32耦合至電話布線連接器36，類似于有關(guān)OFDM調(diào)制解調(diào)器30的以上描述。類似地，電話機(jī)可以經(jīng)由連接器35和LPF34耦合。
共享設(shè)備101是三端口設(shè)備并且用于共享三個(gè)RF信號(hào)，因此通過其他兩個(gè)端口復(fù)制和共享在任何一個(gè)端口中接收的RF信號(hào)。一個(gè)RF信號(hào)與經(jīng)由天線22的無線無線電通信有關(guān)，第二個(gè)信號(hào)與經(jīng)由連接器36的電話布線傳送信號(hào)有關(guān)以及第三RF信號(hào)與數(shù)據(jù)端口33相關(guān)。
在這種配置中，OFDM調(diào)制解調(diào)器100經(jīng)由三個(gè)端口通信經(jīng)由天線22的無線端口、經(jīng)由連接器33和有線電話布線連接器36的有線數(shù)據(jù)單元端口。從經(jīng)由端口33連接的數(shù)據(jù)單元接收的數(shù)據(jù)分組(諸如以太網(wǎng)分組)將在RF-IF變換器16端口被轉(zhuǎn)換成OFDM RF信號(hào)，然后在通過上/下變換器31和HPF32(如以上對(duì)調(diào)制解調(diào)器30的描述)下變換到基帶信號(hào)之后經(jīng)由共享設(shè)備101饋送給電話布線，并行(經(jīng)由共享設(shè)備101)饋送到天線22以在空中發(fā)送。類似地，在天線22中接收的OFDM RF信號(hào)經(jīng)由共享設(shè)備101以模擬基帶形式饋送給電話布線端口36并饋送給數(shù)據(jù)單元端口33作為數(shù)字分組。經(jīng)由電話布線端口接收的基帶信號(hào)將被變換成RF以及然后在端口33通過天線22發(fā)送到空中，其中RF信號(hào)并行地下頻率變換和編碼成數(shù)字形式的分組。在某些情況下，可以從天線22和電話布線(經(jīng)由端口36)接收RF信號(hào)。由于無線系統(tǒng)能夠處理通過空中多經(jīng)現(xiàn)象，經(jīng)由電話布線信道接收的信號(hào)應(yīng)該理解為另一條信號(hào)通道，然后通過基帶處理器18處理。
所示的三端口調(diào)制解調(diào)器100通過共享設(shè)備101共享三個(gè)RF信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中，在基帶(或IF)頻譜中執(zhí)行共享功能。圖10a中示出了這種調(diào)制解調(diào)器105。類似于調(diào)制解調(diào)器100，支持三個(gè)端口，其中兩個(gè)有線端口和一個(gè)無線端口。但是，與調(diào)制解調(diào)器100相反，共享設(shè)備106共享三個(gè)基帶信號(hào)天線22經(jīng)由RF-IF變換器16耦合的信號(hào)、經(jīng)由接口76的電話布線信號(hào)和經(jīng)由基帶處理器18的數(shù)據(jù)單元相關(guān)信號(hào)。這種配置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使用單個(gè)上/下變換器16，而不是調(diào)制解調(diào)器100配置中使用的兩個(gè)變換器(16和31)。
類似于有關(guān)OFDM調(diào)制解調(diào)器30和60的以上討論，具備無線端口的調(diào)制解調(diào)器100和105可同樣封裝在電話插座或搭鎖模塊內(nèi)。圖11示出了這種附加到電話插座91的搭鎖模塊110。模塊110類似于圖9中所示的模塊90，但是不同的是使用螺絲111a和111b而不是通過snap-fit連接附加到插座。應(yīng)該注意到能夠同樣地使用其他機(jī)械連接裝置。除模塊90所示的有線端口外，還示出了用作附加的空中無線端口的天線22。
在圖12中示出了使用具備OFDM調(diào)制解調(diào)器100的無線端口的網(wǎng)絡(luò)120?？赏瑯拥貞?yīng)用OFDM調(diào)制解調(diào)器105。網(wǎng)絡(luò)120基于圖6b中示出的網(wǎng)絡(luò)75，其中OFDM調(diào)制解調(diào)器100a代替OFDM調(diào)制解調(diào)30b，因此給網(wǎng)絡(luò)引入了無線端口22a。計(jì)算機(jī)66a和電話電源65a以如前相似的方式連接OFDM調(diào)制解調(diào)器100a。附加端口22a允許膝上型計(jì)算機(jī)66c連接到包括天線22b的無線橋121a。類似地，無線客戶端功能121a可以內(nèi)置在計(jì)算機(jī)66c中。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11g的無線鏈路建立在橋121a和調(diào)制解調(diào)器100a之間，所以使得計(jì)算機(jī)66c能夠與連接到電話布線62以及計(jì)算機(jī)66a的其他數(shù)據(jù)單元聯(lián)網(wǎng)。
盡管單個(gè)調(diào)制解調(diào)器100或105是網(wǎng)絡(luò)120的一部分，但是應(yīng)該理解可以使用多個(gè)這種調(diào)制解調(diào)器，每個(gè)覆蓋房屋中的不同區(qū)域，所以擴(kuò)大了實(shí)際的無線覆蓋范圍。而且，這些網(wǎng)絡(luò)120給用戶提供了通過布線(通過連接到OFDM調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)端口)或無線地(經(jīng)由無線端口)添加數(shù)據(jù)單元的靈活性。
在某些情況下，可能只需要使用無線端口，因此可以消除受限制的數(shù)據(jù)單元連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例，在圖13中示出了僅支持無線端口的無線適配器130。在圖10中對(duì)調(diào)制解調(diào)器100描述的數(shù)據(jù)單元端口33相關(guān)功能(諸如基帶處理器18、MAC層處理器13和PHY12)被省略。接收通道包括天線22、RF濾波器21和TX/RX開關(guān)19。然后通過上/下變換器31向下頻移接收的RF信號(hào)，并經(jīng)由連接器36和HPF32饋送給電話布線。類似地，接收并上變換電話布線傳送的任何OFDM信號(hào)到RF，然后饋給天線22。電話機(jī)可以經(jīng)由連接器35和LPF34連接電話布線。
在圖14中示出了應(yīng)用無線適配器130的網(wǎng)絡(luò)140。無線適配器130a和13b分別連接插座63d和63b，并且分別應(yīng)用天線22a和22c。計(jì)算機(jī)66c經(jīng)由無線橋121a和天線22b無線耦合至電話布線62，經(jīng)由其天線22a與適配器130a通信。類似地，計(jì)算機(jī)66d經(jīng)由無線橋121b和天線22d無線耦合至電話布線62，經(jīng)由其天線22c與適配器130b通信。在這種配置中，計(jì)算機(jī)66c和66d在電話布線62上經(jīng)由相應(yīng)的適配器130通信。在這種系統(tǒng)中，電話布線62和適配器130用作中繼器，因此允許在不能直接無線通信的單元之間通信。同時(shí)使用布線的較低頻帶以在PSTN61和電話65a、65b、65c和65d之間傳送電話信號(hào)。電話機(jī)65a和65c分別經(jīng)由適配器130和130b連接。電話機(jī)65b和65d分別經(jīng)由LPF34a和34b連接布線62。
天線22b和22d可以足夠的近以在橋121a和121b之間能夠直接無線通信。在這種情況下，除通過空中形成的路徑(或多徑)之外，添加電話布線路徑。作為非限制性實(shí)例，橋22d可以經(jīng)由空中接收橋121a所發(fā)送的信號(hào)。另外，適配器130a(經(jīng)由天線22a)接收發(fā)送的信號(hào)，并變換成基帶以及在電話布線部分62d和62c上傳送基帶信號(hào)。然后通過適配器130b提取信號(hào)，以及向上頻移和通過空中經(jīng)由天線22c發(fā)送到橋121b，然后形成附加的路徑。由于良好地具備絕大多數(shù)無線技術(shù)和特別是IEEE802.11g來處理多經(jīng)，所以期望這種現(xiàn)象不會(huì)惡化通信性能。
盡管已經(jīng)關(guān)于‘總線’拓?fù)潆娫挷季€描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解具備無線端口的調(diào)制解調(diào)器和適配器可以同樣在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)?、‘星’形拓?fù)浠蚱淙魏谓M合中使用。
盡管已經(jīng)關(guān)于單個(gè)特定信道頻移至在電話布線上使用的特定頻帶描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于能夠使用的(如在圖表20中所示)并且可定位于電話布線上任何適當(dāng)頻帶的任何信道(不局限于圖表40的曲線43所示的實(shí)例)。而且，當(dāng)前可獲得若干產(chǎn)品使用多個(gè)信道以便提高數(shù)據(jù)速率性能，以及使用其他技術(shù)提高吞吐量諸如壓縮。這些技術(shù)有時(shí)已知為‘Trubo-G’、‘動(dòng)態(tài)Turbo’、‘超級(jí)G’以及其他品種。這種解決方案使用較大的基帶信號(hào)帶寬可以同樣在本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中應(yīng)用。在題為‘Super G Maximizing Wireless Performance’的Atheros Communication白皮書中描述了提高有效數(shù)據(jù)速率的示意性技術(shù)，在此包含引作參考。
盡管已經(jīng)關(guān)于支持電話端口35的調(diào)制解調(diào)器和適配器描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于電話布線不傳送電話(POTS)信號(hào)的情況。在這種情況下，可以省略電話連接器35、LPF34，可以省略和旁路HPF32。進(jìn)一步，這種配置可應(yīng)用于任何類型的專用于傳送基帶信號(hào)的布線，而不局限于任何種類的電話布線。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中，使用其他現(xiàn)用布線(不局限于面向電話的布線)傳送服務(wù)信號(hào)。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例可以使用電源線傳送AC電信號(hào)和OFDM信號(hào)。在這種情況下，HPF32應(yīng)該替換為HPF過濾傳送AC信號(hào)的低頻帶(即，在北美是60Hz和在歐洲是50Hz)和相關(guān)噪聲。類似地，在還需要調(diào)制解調(diào)器以提供AC電連接的情況下，電話連接器35應(yīng)該替換為適于連接供電設(shè)備的二或三管腳電源插口，面向電話的LPF34應(yīng)該替換為通過50/60Hz AC信號(hào)的LPF。進(jìn)一步，類似于有關(guān)在電話插座和電話插座搭鎖模塊內(nèi)容納調(diào)制解調(diào)器的上述討論。電源線OFDM調(diào)制解調(diào)器可以同樣利用受保證的修改分別封裝在AC電插座和搭鎖模塊內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中，在CATV電纜上傳送OFDM基帶信號(hào)，傳送CATV服務(wù)信號(hào)。在一個(gè)或更多實(shí)施例中，可以在不用于傳送CATV信號(hào)的頻帶(例如，在部分實(shí)現(xiàn)中在750MHz上)上應(yīng)用基帶信號(hào)。通常傳送CATV模擬視頻信道，每個(gè)信道占用6MHz寬的頻帶。在這種情況下，分配四個(gè)相鄰信道將產(chǎn)生總帶寬6*4＝24MHz，它可包含22MHz寬OFDM基帶信號(hào)。在這種情況下，使用的上/下變換器31應(yīng)該例如通過調(diào)諧本地振蕩器54頻率到所需的值，位移該頻帶到分配的帶寬。類似地，HPF32應(yīng)該替換為通過分配24MHz的BPF，以及LPF34應(yīng)該替換為阻止OFDM信號(hào)并通過CATV信道的BSP(阻帶濾波器)，以經(jīng)由替換電話連接器35的RF連接器(BNC或F類型)耦合。
概括任何類型的現(xiàn)用布線使用的OFDM調(diào)制解調(diào)器30的非限制性實(shí)例在圖15中示為調(diào)制解調(diào)器150。連接器151可連接到適當(dāng)?shù)默F(xiàn)用布線，并且表示專門特定應(yīng)用的連接器，諸如在現(xiàn)用布線是電話布線的情況下是電話連接器36(例如，RJ-11插頭)，或在CATV電纜的情況下是RF連接器，和在電源線的情況下是AC電源插頭。類似地，服務(wù)連接器152表示適當(dāng)?shù)姆?wù)信號(hào)連接器，諸如當(dāng)分別電話、CATV和AC電源布線使用時(shí)是電話連接器35、RF連接器和AC電源插口。服務(wù)/數(shù)據(jù)分離器/組合器153用作傳送服務(wù)信號(hào)給服務(wù)連接器152，以耦合OFDM基帶信號(hào)到上/下變換器方塊37以及避免這兩個(gè)信號(hào)之間的干擾。在電話的情況下，分離器/組合器153的功能由LPF34和HPF32提供。類似地，LPF和HPF在電源線應(yīng)用中使用，用于耦合/阻止AC電信號(hào)。對(duì)于在CATV布線上的使用，如上所述使用BPF(帶通濾波器)和BSP(阻帶濾波器)。
供電在根據(jù)本發(fā)明的絕大多數(shù)實(shí)施例中，OFDM調(diào)制解調(diào)器(或無線適配器)包括有源組件(諸如上/下變換器31)，并因此需要對(duì)其供電。在下文中描述的三個(gè)非限制性供電方案包括本地饋電、基于布線以及經(jīng)由接口模塊供電。供電方案應(yīng)用于單獨(dú)封裝的、容納在插座內(nèi)、封裝在搭鎖插座模塊內(nèi)或作為數(shù)據(jù)單元一部分的調(diào)制解調(diào)器/適配器。
本地饋電在這種實(shí)現(xiàn)中，所述模塊連接給其有源組件饋電的外部電源。常見小型AC/DC轉(zhuǎn)換器可以經(jīng)由專用電源連接連接調(diào)制解調(diào)器/適配器。
在調(diào)制解調(diào)器/適配器中可以使用電源適配器來適配外部電源以滿足內(nèi)部需要。這種適配器可以包括電壓轉(zhuǎn)換(諸如DC到DC轉(zhuǎn)換器)以便適配所需的特定電壓，保護(hù)電路(諸如熔絲或限流)、調(diào)節(jié)和噪聲過濾，以及本領(lǐng)域已知的其他功能。
基于布線供電在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例中，所述OFDM調(diào)制解調(diào)器(或無線適配器)通過在模塊連接的布線上傳送的電力供電。這種電可以在分離的導(dǎo)體上傳送。在這種情況下，可以使用相同的布線連接器(諸如36或151)連接使用分離插腳的電力傳送導(dǎo)體。替換地，可以使用其他電源專用連接器。
在一個(gè)或更多優(yōu)選實(shí)施例中，在傳送數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和/或基本服務(wù)信號(hào)的布線上同時(shí)傳送電力。這種機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)不重要的，其中基本服務(wù)是AC電。在這種情況下，從通常經(jīng)由AC/DC轉(zhuǎn)換器和LPF濾波器傳送的AC電信號(hào)提取電力。
類似地，已知為Power over Ethernet(PoE)(又名Power over LAN)并根據(jù)IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)化的近來技術(shù)在授予Lehr等人題為‘Structure CablingSystem’的美國(guó)專利6473609中也進(jìn)行了說明，該專利描述了一種使用仿真機(jī)制在LAN布線上傳送電力方法。上述技術(shù)以及其他技術(shù)可以用于提供電力給上述任何調(diào)制解調(diào)器/適配器，其中適當(dāng)?shù)碾娎|(諸如CAT.5)用作有線媒介。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，在對(duì)于電力信號(hào)使用不同頻譜的情況下，應(yīng)該使用濾波器。在仿真類型饋電的情況下，如本領(lǐng)域中已知的需要兩個(gè)變壓器。
近來開發(fā)的技術(shù)允許在同一布線基礎(chǔ)設(shè)施上同時(shí)傳送電力和基本服務(wù)(和數(shù)據(jù))。Rabenko等人題為‘System and method for providing power over ahome phone line network’的美國(guó)專利公布20020003873教導(dǎo)了通過使用未被其他信號(hào)使用的一部分頻譜，在傳送電話和數(shù)據(jù)的電話布線上傳送AC電。這種技術(shù)可以用于給根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制解調(diào)器或適配器供電。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，使用50KHz正弦波電信號(hào)的AC電可被使用。如圖表40所示，40KHz信號(hào)處于未分配的頻帶中，所以可以用于利用最小干擾或沒有干擾地給在相同電話布線對(duì)上傳送的其他信號(hào)進(jìn)行供電分布。
在絕大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中包括在非電力專用布線(例如電源線)上傳送電力，能夠傳送的電量由于安全規(guī)定和極限、保證與在相同電線上傳送的其他信號(hào)的最小干擾，或由于電線上的功率耗散等原因而受到限制。例如，由于安全限制在電話線上傳送的電力不可以超出60VDC，以及在同軸布線(例如，CATV)上傳送的電力可能惡化其信號(hào)傳輸特征。
通常無線系統(tǒng)，以及特別是WLAN系統(tǒng)與移動(dòng)和手持設(shè)備諸如PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、蜂窩電話、遙控器和膝上型計(jì)算機(jī)相關(guān)。由于是電池供電，因此無線組件的功耗成為關(guān)鍵。因此，分配大量資源以使無線組件消耗非常低的功率，以及認(rèn)為任何無線組件的功耗是其主要特征之一。在例如題為‘Low Power Adavantage of 802.11a/g vs.802.11b’的德州儀器白皮書中描述了這種方法，其在此包含引作參考。所以，無線組件的低功率特征使其非常適于在任何基于布線供電的方案中，也在任何非本地饋電情況中使用。
在傳送OFDM信號(hào)的相同電線上傳送電力的其他優(yōu)點(diǎn)與OFDM信號(hào)的優(yōu)良特性相關(guān)。已知的單載波調(diào)制使用整個(gè)頻譜用于整個(gè)數(shù)據(jù)速率(單‘二進(jìn)制’方法)，因此嚴(yán)重受到白噪聲和單頻噪聲影響。相反，OFDM使用多個(gè)‘二進(jìn)制’，每個(gè)傳送數(shù)據(jù)的一部分，所以較少受到白或窄帶噪聲的影響。已知電源是有噪聲的，特別是在特定的頻率處，諸如PWM頻率的諧波(在基于PWM的電源中)。進(jìn)一步，連接有線媒介到電源和負(fù)載的電線也用作天線并且接收來自環(huán)境的噪聲。由于OFDM非常健壯，上述影響沒有那么嚴(yán)重，這樣允許較佳的性能，并消除了對(duì)于復(fù)雜和昂貴濾波器的需求。
而且，由于上述網(wǎng)絡(luò)用于服務(wù)電池供電的無線客戶端(STA)，因此即使在電源斷電的情況下也可操作，在布線上傳送電力考慮到在這種情況下繼續(xù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。該電力典型源自中央備份電源(例如，UPS-不間斷電源)，以及即使在電源斷電的情況下也允許經(jīng)由布線媒介網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)運(yùn)行。
在圖16中示出了能夠經(jīng)由電話布線饋電的OFDM調(diào)制解調(diào)器160的非限制性實(shí)例。OFDM調(diào)制解調(diào)器160包括調(diào)制解調(diào)器30(在圖3中功能性所示)并添加電力提取和饋給功能。OFDM調(diào)制解調(diào)器160以類似于調(diào)制解調(diào)器30的方式經(jīng)由電話連接器36連接電話布線。優(yōu)化用于僅通過50KHz電信號(hào)的BPF162，提取電信號(hào)和饋給AC/DC電源161，并被轉(zhuǎn)換成OFDM調(diào)制解調(diào)器30通常所需的各種DC電平，諸如5和3.3VDC。與電不相關(guān)的電話(電話、ADSL和OFDM基帶)通過BSF(阻帶濾波器)163(例如，可以實(shí)現(xiàn)50KHz陷波濾波器)并到達(dá)OFDM調(diào)制解調(diào)器30的布線端口。在圖3中示為33和35的OFDM調(diào)制解調(diào)器30的數(shù)據(jù)和電話端口被分別表示為調(diào)制解調(diào)器160數(shù)據(jù)端口164和電話端口165。所以，OFDM調(diào)制解調(diào)器160實(shí)現(xiàn)所有OFDM調(diào)制解調(diào)器30功能，以及添加通過在電話布線上傳送的電信號(hào)供電的能力。
BPF162和BSF163構(gòu)成電力/信號(hào)分離器/組合器166。在以任何其他方式傳送電力的情況下，這種功能方塊166應(yīng)該相應(yīng)地修改成分離/組合在布線上傳送的電力和其他信號(hào)。
在圖17中示出了應(yīng)用電話布線上AC電的網(wǎng)絡(luò)170，該網(wǎng)絡(luò)基于以上參考圖6b描述的網(wǎng)絡(luò)75。網(wǎng)絡(luò)75的OFDM調(diào)制解調(diào)器30b和60a分別替換為電話布線AC供電的調(diào)制解調(diào)器160b和160a，包括添加到經(jīng)由電話線供電能力的相同功能。50KHz電信號(hào)經(jīng)由50Khz AC電源171饋送到布線中，該電源經(jīng)由插座63c的連接器64c耦合至電話布線62，以及通過BPF162以避免與相同布線62上傳送的其他信號(hào)干擾。使用OFDM調(diào)制解調(diào)器30a連接插座63a，從而使用本地饋電。
經(jīng)由相連接的設(shè)備饋電如上說明，若干數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)還在接口上傳送電力。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，在所述模塊連接USB主機(jī)單元的情況下，USB接口可以給該模塊饋電。當(dāng)數(shù)據(jù)端口33是實(shí)現(xiàn)上述PoE技術(shù)的太網(wǎng)端口時(shí)也同樣應(yīng)用。
盡管已經(jīng)關(guān)于單一電源描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于使用多個(gè)電源用于冗余或負(fù)載共享的情況。
總結(jié)盡管已經(jīng)關(guān)于在電話布線上傳送OFDM信號(hào)的配置(或任何其他現(xiàn)用或?qū)Ｓ貌季€LAN)描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于任何其他擴(kuò)展頻譜信號(hào)發(fā)送(使用DSSS或FHSS)。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，可以使用任何多載波調(diào)制技術(shù)諸如DMT(離散多音調(diào))和CDMA(碼分多址接入)。這里使用的術(shù)語(yǔ)‘OFDM調(diào)制解調(diào)器’應(yīng)該認(rèn)為僅僅作為一個(gè)實(shí)例，而并不局限于僅僅使用基于OFDM的信號(hào)。
盡管以上關(guān)于使用標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11g技術(shù)、信號(hào)和組件示例了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于任何其他無線技術(shù)，這些技術(shù)使用單載波或多載波信號(hào)，使用未許可頻帶(諸如ISM)或許可頻譜以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展頻譜或窄帶。這種技術(shù)可以是IEEE802.11(諸如IEEE802.11b或IEEE802.11a)、ETSIHiperLAN/2或用于WLAN、家庭聯(lián)網(wǎng)或PAN(個(gè)人區(qū)域網(wǎng))的任何技術(shù)的一部分。一個(gè)非限制性實(shí)例使用基于CCK(互補(bǔ)編碼鍵控)的IEEE802.11b。其他非限制性實(shí)例是BlueToothTM、ZigBee、UWB和HomeRFTM。進(jìn)一步，WAN(廣域網(wǎng))和其他無線技術(shù)可以同樣地使用，諸如蜂窩技術(shù)(例如，GSM、GPRS、2.5G、3G、UMTS、DCS、PCS和CDMA)以及面向本地環(huán)路的技術(shù)(WLL-無線本地環(huán)路)諸如WiMax、WCDMA和其他固定的無線技術(shù)，包括基于微波的技術(shù)。類似地，可以同樣使用基于衛(wèi)星的技術(shù)和組件。盡管上述技術(shù)都是基于標(biāo)準(zhǔn)的、專有的技術(shù)，但是可以根據(jù)本發(fā)明同樣可以使用非標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。而且，本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于使用在通過空中無線系統(tǒng)諸如基于光(例如，紅外)或音頻(例如，超聲波)的通信系統(tǒng)的非無線電中使用的技術(shù)和組件。
盡管已經(jīng)關(guān)于在布線媒介上傳送單個(gè)面向無線信號(hào)的配置(諸如現(xiàn)用或?qū)Ｓ貌季€LAN)描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于使用FDM傳送多個(gè)這種信號(hào)的情況。例如，附加的IEEE802.11g信號(hào)可以添加到圖表40，它占用32-54Mb/s的頻帶，所以不疊加所示出的信號(hào)。進(jìn)一步，可以組合不同的這些信號(hào)，因此并不局限于面向無線的相同信號(hào)。
盡管已經(jīng)關(guān)于使用相同無線技術(shù)(諸如IEEE802.11g)通過使所有調(diào)制解調(diào)器連接到有線媒介的網(wǎng)絡(luò)描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于使用不同的但是互操作信號(hào)的其他實(shí)施例。
盡管已經(jīng)關(guān)于使用完整的基于現(xiàn)有組件，包括無線MAC13b、基帶處理器18和變換器16的無線解決方案的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于使用一個(gè)或更多這些組件的其他實(shí)施例。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，MAC13b可以替換為有線專用MAC，但仍應(yīng)用所有物理層組件。類似地，可以使用其他物理層組件，仍使用強(qiáng)度的無線MAC13b。進(jìn)一步，盡管已經(jīng)描述了僅僅頻移無線信號(hào)，這些信號(hào)或?yàn)榛鶐?、IF、或RF的形式，但是還可以應(yīng)用其他處理給標(biāo)準(zhǔn)無線信號(hào)和組件，諸如幅度/電平處理諸如放大和衰減以及頻率處理諸如濾波?？梢员ＷC這種處理以便較佳地適應(yīng)于有線媒介，提高可靠性或減小成本。
盡管已經(jīng)關(guān)于傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的無線信號(hào)和系統(tǒng)描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解本發(fā)明同樣應(yīng)用于使用無線信號(hào)(和系統(tǒng))傳送模擬信號(hào)的其他實(shí)施例。一個(gè)非限制性實(shí)例包括無繩電話。已知無繩電話用于在空中使用ISM頻帶傳送電話(和控制)信號(hào)。應(yīng)用本發(fā)明允許通常在任何有線媒介上以及特別是在現(xiàn)用布線上傳送信號(hào)。在電話布線上傳送信號(hào)的情況下，上述優(yōu)點(diǎn)是明顯的，諸如擴(kuò)大了覆蓋范圍。而且，這種配置可以允許在單個(gè)電話對(duì)上傳送多路電話信號(hào)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白結(jié)合這里公開實(shí)施例所描述的各種示例性的邏輯方塊、模塊和電路可以以任何數(shù)量的方式實(shí)現(xiàn)，包括電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或二者的組合。通常以其功能描述各種示例性的組件、方塊、模塊和電路。所述功能實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件這取決于特定應(yīng)用和對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。普通技術(shù)人員意識(shí)到在這些情況下硬件和軟件的可互換性，以及如何最佳實(shí)現(xiàn)用于每一特定應(yīng)用的上述功能。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示意性實(shí)施例，但這不應(yīng)該局限于附屬權(quán)利要求書的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白對(duì)上述實(shí)施例可以作出修改。而且，對(duì)于各領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明本身在這里將建議對(duì)于其他應(yīng)用的其他任務(wù)和修改的解決方案。所以希望本發(fā)明實(shí)施例在所有方面被認(rèn)為是示例性而不是限制性的，參考附屬權(quán)利要求書而不是以上描述來表示本發(fā)明的范圍。
盡管已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例以及通常相關(guān)的方法的方式描述了本發(fā)明，本發(fā)明人期望優(yōu)選實(shí)施例和方法的修改和置換將會(huì)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀說明書和研究附圖之后變得顯而易見。相應(yīng)地，優(yōu)選示意性實(shí)施例的上述描述并沒有抽象定義或限制本發(fā)明。而是，通過發(fā)布的權(quán)利要求多方面地定義本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于在建筑物內(nèi)的電話線對(duì)(62)上配置網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備(60)，所述電話線對(duì)同時(shí)在模擬電話頻帶(41)中傳送模擬電話信號(hào)，所述網(wǎng)絡(luò)在獨(dú)立于且高于模擬電話頻帶的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶(43)中傳送擴(kuò)展頻譜數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，所述設(shè)備包括可連接電話線對(duì)的第一電話連接器(36)；耦合至所述第一電話連接器的高通濾波器(32)，用于僅通過位于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶中的信號(hào)；耦合至所述高通濾波器的多載波調(diào)制解調(diào)器(17，37)，所述調(diào)制解調(diào)器被構(gòu)造用于基于所述電話線對(duì)在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶中傳導(dǎo)第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，以執(zhí)行雙向的基于分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信；可連接數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)連接器(33)；和耦合在所述數(shù)據(jù)連接器和所述調(diào)制解調(diào)器之間的收發(fā)信機(jī)(12)，所述收發(fā)信機(jī)被構(gòu)造用于與所述數(shù)據(jù)單元進(jìn)行基于分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)雙向通信；其特征在于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)是OFDM調(diào)制的或上/下頻率變換的無線信號(hào)，或所述調(diào)制解調(diào)器至少包括無線調(diào)制解調(diào)器(14，15)的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備被構(gòu)造用于耦合模擬電話信號(hào)到模擬電話單元，以及所述設(shè)備還包括可連接模擬電話單元的第二電話連接器(35)；以及在所述第一和第二電話連接器之間耦合的并用于僅通過模擬電話信號(hào)的低通濾波器(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述調(diào)制解調(diào)器至少包括以下之一無線基帶處理器；無線I/O調(diào)制器；和無線RF-IF變換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述調(diào)制解調(diào)器包括構(gòu)造用于接收和發(fā)送在無線電頻帶中的信號(hào)的無線調(diào)制解調(diào)器(17)；和耦合至所述無線調(diào)制解調(diào)器并構(gòu)造用于從無線電頻帶變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶的上/下變換器(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述上/下變換器(50)是基于超外差的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，還包括天線(22)，用于在無線媒介中輻射和接收無線無線電頻帶中的信號(hào)；所述上/下變換器(31)耦合在所述天線和高通濾波器之間，并構(gòu)造用于從無線電頻帶傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)到有線數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任何之一所述的設(shè)備，還包括容納所述第一電話連接器、所述調(diào)制解調(diào)器、所述數(shù)據(jù)連接器和所述收發(fā)信機(jī)的單個(gè)外殼，其中所述外殼可附加到墻壁上，或集成到電話插座中，或機(jī)械和電氣附加到電話插座上并且可從電話插座拆卸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任何之一所述的設(shè)備，其中所述電話線對(duì)同時(shí)傳送電信號(hào)，以及所述設(shè)備連接通過該電信號(hào)供電的電話線對(duì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8任何之一所述的設(shè)備，其中所述無線信號(hào)基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9任何之一所述的設(shè)備，其中所述無線電頻帶是900MHz、2.4GHz和5.8GHz其中之一的自由許可頻帶。
11.一種能夠基于建筑物內(nèi)的電話布線使用擴(kuò)展頻譜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)在第一和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)單元(66a，66b)之間通信的網(wǎng)絡(luò)(75)，該網(wǎng)絡(luò)包括至少部分位于建筑物墻壁內(nèi)的電話布線對(duì)(62)，所述線對(duì)被連接用于在模擬電話信號(hào)頻帶中傳送模擬電話信號(hào)，這些信號(hào)與在不同于且高于模擬電話信號(hào)頻帶的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)頻帶中雙向傳送的基于分組的已調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)多路復(fù)用；根據(jù)權(quán)利要求7所述的連接所述電話線對(duì)的第一設(shè)備(60a)，所述第一設(shè)備可連接第一數(shù)據(jù)單元并且被構(gòu)造用于耦合所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)至第一數(shù)據(jù)單元；以及根據(jù)權(quán)利要求7所述的連接所述電話線線對(duì)的第二設(shè)備(60b)，所述第二設(shè)備可連接用于與所述第二數(shù)據(jù)單元進(jìn)行基于分組的雙向通信并且被構(gòu)造用于耦合所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)至第二數(shù)據(jù)單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的網(wǎng)絡(luò)還構(gòu)造用于模擬電話，其中所述第一和第二設(shè)備的其中至少之一可連接模擬電話設(shè)備(65a，65b)，并構(gòu)造用于耦合模擬電話信號(hào)到模擬電話設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述電話線對(duì)同時(shí)傳送電信號(hào)，以及至少一個(gè)所述設(shè)備的至少一部分被構(gòu)造用于通過該電信號(hào)供電。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13的任何之一所述的網(wǎng)絡(luò)，其中利用以下之一在無線媒介中調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)OFDM；DMT；和CDMA。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述無線電頻帶是900MHz、2.4GHz和5.8GHz其中之一的自由許可頻帶，以及所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
一種設(shè)備(60)、網(wǎng)絡(luò)和方法，其中標(biāo)準(zhǔn)無線調(diào)制解調(diào)器耦合至傳送無線基帶信號(hào)的布線，該信號(hào)可以基于OFDM，和可以通過無線IF調(diào)制解調(diào)器直接產(chǎn)生，或從調(diào)制解調(diào)器RF信號(hào)提取。所述布線可以是建筑物現(xiàn)用布線，諸如電話、AC電或CATV布線。使用頻分多路復(fù)用技術(shù)，在現(xiàn)用布線上同時(shí)傳送所述基帶信號(hào)與現(xiàn)用服務(wù)信號(hào)。所述設(shè)備可以封裝有數(shù)據(jù)單元、單獨(dú)專用的外殼、封裝在插座內(nèi)或作為插入插座適配器。數(shù)據(jù)單元可以通過布線端口諸如標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)連接器、或經(jīng)由無線連接耦合該設(shè)備。所述設(shè)備可以本地供電或經(jīng)由布線上傳送的電信號(hào)供電。本摘要并無意圖限制或解釋權(quán)利要求書的范圍。
文檔編號(hào)H04L27/00GK1951097SQ200580014468
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者艾米·哈扎尼, 什洛莫·巴伯奧, 耶胡達(dá)·賓德爾 申請(qǐng)人:塞爾科尼特有限公司