相關(guān)申請的交叉引用
本專利申請要求于2015年10月9日提交的名稱為“同步多無線電天線系統(tǒng)和方法(synchronizedmultiple-radioantennasystemsandmethods)”的第62/239831號美國臨時專利申請,以及于2016年1月12日提交的名稱為“同步多無線電天線系統(tǒng)和方法(synchronizedmultiple-radioantennasystemsandmethods”的第62/277862號美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。
援引并入
在本說明書中提到的所有公開文獻和專利申請的全文以引用的方式并入,其并入的程度與每個單獨的公開文獻或?qū)@暾埫鞔_和單獨地指出以引用的方式并入的程度相同。
本發(fā)明涉及一種天線,該天線具有連接至單個發(fā)射器/接收器的多個無線電,其用于各個無線電的同時傳輸。這些無線電可以得以平衡(例如,數(shù)據(jù)包負(fù)載被平衡)。
背景技術(shù):
通常使用無線網(wǎng)絡(luò)點到多點無線電實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)。并且,一些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商(isp)通過安裝無線電塔提供到遠(yuǎn)程位置的互聯(lián)網(wǎng)連接,這些無線電塔使用點到點天線來中繼到遠(yuǎn)程位置的網(wǎng)絡(luò)連接。一些無線電塔同時包括由在塔的底部的地面基站驅(qū)動的點到點和點到多點無線電。
無線電塔中的空間通常是非常寶貴的,并且可能是昂貴的。一般而言,包括點到點和點到多點天線組合件的天線組合件通常包括在全帶寬上工作并且通過天線發(fā)送和接收全rf數(shù)據(jù)的單個無線電。每個天線需要與其他天線間隔和分離以防止不合需要的干擾,需要大量的塔空間和開銷。雖然天線系統(tǒng)可能使用一個以上無線電,但是這些系統(tǒng)通常需要該系統(tǒng)的每個無線電之間的大量的協(xié)調(diào)和溝通,導(dǎo)致最終天線系統(tǒng)的減慢和低效,并且還增加成本。此外,這樣的系統(tǒng)不能很好地適應(yīng)一個或多個無線電的傳輸速度(或干擾)的變化。需要的是可能使用以可擴展(例如,線性擴展)的方式連接至相同的天線組合件的多個無線電而無需這多個無線電之間的直接通信的天線系統(tǒng)。
在任何多無線電裝置中,拆分/合并傳輸?shù)纳漕l(rf)信號是很有用的。rf系統(tǒng)的合并器-拆分器是眾所周知的。例如,威爾金森(wilkinson)分配拆分器/wilkinson合并器是在微波應(yīng)用中使用的并且使用四分之一波長變換器(其可能被制造為印刷電路板上的四分之一波長線)的功率拆分器/功率合并器的一種形式。這些裝置可能提供廉價和簡單的拆分器/分配器/合并器。wilkinson拆分器/wilkinson合并器可能完全由印刷電路板傳輸線路部件形成,或者它可能包括其他形式的傳輸線路(例如,同軸電纜)或集總電路元件(包括電感器和電容器)。
wilkinson功率拆分器是無源電子設(shè)備,其將單個rf輸入信號拆分為兩個(n=2)或更多(n≥3)同相輸出rf信號。這樣的設(shè)備還可能用在相反的方向以將多個同相rf信號合并為單個rf輸出。設(shè)計的細(xì)節(jié)和這些設(shè)備的工作都是眾所周知的。在各種配置中,這樣的設(shè)備通常使用rf傳輸線路(如同軸電纜、微帶線、帶狀線等)的電阻器和阻抗變換部分實現(xiàn)。
因此,wilkinson功率分配器或wilkinson拆分器可能用作多端口設(shè)備,包括用作兩路分配器。wilkinson拆分器/合并器具有已知的好處和問題。好處包括:簡單、低成本、相對低的損耗和合理的隔離。例如,wilkinson分配器/拆分器/合并器可以使用印刷電路板上的印刷元件實現(xiàn)。它還可能使用集總的電感器和電容器元件,但是這使整個設(shè)計變得復(fù)雜。雖然成本可能非常低,但是為了降低損耗,可能使用低損耗pcb基板,該pcb基板可能增加成本。雖然用于wilkinson拆分器的部件可能有相對低的損耗,但是損耗可能隨不同端口之間的功率分配而上升,尤其是當(dāng)pcb傳輸線路與低損耗pcb基板材料一起使用的時候。傳統(tǒng)的wilkinson拆分器的缺點可能包括頻率響應(yīng)減少。由于wilkinson拆分器是基于四分之一波長傳輸線的使用,因此它具有有限的帶寬。
本發(fā)明描述的裝置(系統(tǒng)和方法)可能解決上述問題,并且可能利用拆分器/合并器的單一系統(tǒng)(包括一連串拆分器/合并器),同時強化整個天線裝置的性能,例如,吞吐量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及合并多個射頻(rf)無線電使得所有無線電可以同時和同步發(fā)送rf信號到單個天線或從該單個天線同步接收rf信號的方法和裝置(包括設(shè)備和系統(tǒng))。
本發(fā)明公開了合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收的方法。這些方法可能包括:將所述多個無線電中的每一個無線電的輸入被動地合并為連接至所述單個天線的單個輸出;使用主同步信號(如,全球定位系統(tǒng)(gps)信號)同步所述多個無線電中的每一個無線電,使得所述多個無線電中的每一個無線電工作在相同的工作周期/負(fù)載循環(huán)(dutycycle);使用所述單個天線同時發(fā)送來自所述多個無線電中的每一個無線電的rf信號,其中,所述多個無線電中的每一個無線電在不同的頻率信道中發(fā)送;以及使用所述單個天線,在所述多個無線電中的每一個無線電中同時接收射頻(rf)信號。
這些方法中的任意一個方法還包括將與合并的(主)無線電通信的遠(yuǎn)程(例如,從)無線電同步。這些從設(shè)備本身可能被合并,或者它們可能是單獨的無線電。
例如,合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收的方法可能包括:將所述多個無線電中的每一個無線電的輸入被動地合并為連接至所述單個天線的單個輸出;使用gps信號周期性地同步所述多個無線電中的每一個無線電,其中,所述多個無線電中的每一個無線電工作在相同的工作周期;發(fā)送來自所述多個無線電中的每一個無線電的同步的主時序報頭;使用所述單個天線同時發(fā)送來自所述多個無線電中的每一個無線電的rf信號,其中,所述多個無線電中的每一個無線電工作在不同的頻率信道中;使用所述單個天線,在所述多個無線電中的每一個無線電中同時接收射頻(rf)信號;以及使用所述主時序報頭同步第一遠(yuǎn)程從無線電的工作周期。
本發(fā)明所述的任意方法可能包括將所述多個無線電中的每一個無線電連接到單個天線。所述無線電可能通過底座或其他連接件連接,該底座或其他連接件固定與多路復(fù)用器通信的所述無線電和所述單個天線。每個天線可能配置為在多個極性(例如,垂直/水平等)發(fā)送/接收,并且用于將所述無線電連接到所述被動合并器/分配器的輸入或多個輸入可能考慮到這一點,例如,其可包括兩個或更多端口(連接頭)。
一般而言,連接至相同的天線的(在所述多個無線電中的)全部的無線電可能具有用于發(fā)送(tx)和接收(rx)的同步的工作周期。例如,所述多個無線電的工作周期為50/50、67/33或25/75(可能使用任意其他的占空比)。
所述多個無線電中的每一個無線電通常工作在不同頻率信道。這些不同頻率信道可能是彼此相鄰的(例如,緊鄰),在相鄰信道之間沒有保護帶。例如,每個信道可能是20mhz信道,gps同步的無線電可能在直接相鄰的信道(如,一個在5780mhz,另一個在5800mhz)上的單個鏈路上同時會話。
本發(fā)明所述的任意裝置可能以多輸入多輸出(mimo)方式工作,尤其是當(dāng)運行在這里所述的共用天線模式中的時候。
本發(fā)明所述的任意方法和裝置可能配置為使用外部的全局同步信號源,如外部gps,進行同步。因此,所述多個無線電中沒有無線電可能(或必須)與所述同步直接通信。因此,包括使用gps信號等外部同步信號的這些方法包括將所述多個無線電中的每一個無線電同步,而無需這些無線電之間的通信。例如,所述多個無線電中的每一個無線電可能單獨接收gps信號??赡苊考s1秒(例如,+/-15納秒)進行一次使用gps信號對所述多個無線電中的每一個無線電的同步。一般而言,所述全局同步信號不必必須是gps,可能是主無線電當(dāng)中的用于保持這些主無線電的tx-rx幀對齊的一些其他同步形式。
在任意這些方法中,同時發(fā)送來自所述多個無線電中的每一個無線電的rf信號的步驟可能包括同時發(fā)送來自所述多個無線電中的每一個無線電的同步的主時序報頭。可能在每次發(fā)送之前送出主時序報頭,并且該主時序報頭可能包括與發(fā)送的信號相關(guān)的信息。通常(例如,基于gps信號,通過主對時信號)同步主時序報頭。
如上所述,這些方法中的任意一種方法包括使用由所述多個無線電中的每一個無線電發(fā)送的同步的主時序報頭同步第一遠(yuǎn)程從無線電的工作周期,并且可能還包括采用同步的主時序報頭同步第二遠(yuǎn)程從無線電的工作周期??赡芡ㄟ^滑動接收器幀直到識別出所述主時序報頭而同步與主設(shè)備通信的所述從無線電中的任意一個。即使當(dāng)遠(yuǎn)程(從)無線電錯誤同步到另一時序報頭(如,來自附近的(從)無線電的從報頭符號)時,這也是可能的。
因此,這些方法中的任意一種方法可能包括在由所述第一遠(yuǎn)程從無線電的同步的工作周期所確認(rèn)的發(fā)送幀過程中從所述第一遠(yuǎn)程從無線電向所述單個天線發(fā)送rf信號。
一般而言,將所述多個無線電中的每一個無線電的輸入被動地合并為連接至所述單個天線的所述單個輸出可能包括將來自所述多個無線電中的每一個無線電的輸入穿過具有連接至所述單個天線的輸出的wilkinson功率分配器/合并器。
本發(fā)明所述的裝置可能配置為工作在非同步模式或工作在同步模式。例如,這些方法中的任意一種方法可能包括從非同步工作模式切換到共用天線模式,在該共用天線模式中,使用gps信號同步所述多個無線電中的每一個無線電以工作在相同的工作周期。
本發(fā)明還公開了配置為實現(xiàn)上述方法的裝置。這些裝置可能包括用于執(zhí)行這里所述的功能的硬件、軟件和/或固件。例如,本發(fā)明公開了合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收的多路復(fù)用器裝置。這樣的多路復(fù)用器可能包括:第一外部底座和第一輸入,該第一外部底座配置為固定第一無線電,該第一輸入配置為連接至所述第一無線電的輸入;第二外部底座和第二輸入,該第二外部底座配置為固定第二無線電,該第二輸入配置為連接至所述第二無線電的輸入;被動功率分配器/合并器,其連接至所述第一輸入和所述第二輸入,該被動功率分配器/合并器配置為被動地合并來自所述第一輸入和所述第二輸入的rf信號,并且將所述rf信號輸出至天線端口,以及在所述第一輸入和所述第二輸入之間分配來自所述天線端口的rf信號;以及天線底座,其用于固定單個天線,其中,所述天線端口在所述天線底座中,或者鄰近所述天線底座。
在一些變形例中,所述裝置可能包括所述無線電和/或所述單個天線。所述多個主無線電設(shè)備所饋入的所述天線(例如,所述單個天線)可能是任意類型的天線。例如,如這里所使用的,同時用于發(fā)送和接收的單個天線可能包括單個反射器(例如,拋物面反射器),或者它可能包括作為單個天線運作的陣列天線(例如,微帶陣列天線)。所述單個天線可能是定向天線或非定向(例如,全向)天線。天線的類型通常與將單個天線上的無線電的合并不相關(guān)。例如,所述合并可以隨著在與單獨的(客戶)用戶通信的單個全向天線上組合的若干多點式接入點(例如,兩個或更多的組合)出現(xiàn)。在單個天線(其可以是全向天線)上的多個點到點主無線電可能以繞該單個天線(主無線電)的不同方向鏈接到在單獨的天線上的單獨的點到點從無線電。
本發(fā)明所述的任意裝置可能與無線電和/或天線中的任意一個或這二者同時集成。例如,合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收的多路復(fù)用器裝置可能包括:第一外部底座和第一輸入,該第一外部底座配置為固定第一無線電,該第一輸入配置為連接至所述第一無線電的輸入;第二外部底座和第二輸入,該第二外部底座配置為固定第二無線電,該第二輸入配置為連接至所述第二無線電的輸入;被動功率分配器/合并器,其連接至所述第一輸入和所述第二輸入,該被動功率分配器/合并器配置為被動地合并來自所述第一輸入和所述第二輸入的rf信號,并且將所述rf信號輸出至天線端口,以及在所述第一輸入和所述第二輸入之間分配來自所述天線端口的rf信號;以及單個天線,其連接至所述第一外部底座和第二外部底座,其中,天線饋送連接至所述天線端口。
如上所述,在這些裝置中的任意一個裝置中,被動功率分配器/合并器可能是wilkinson分配器/合并器。
附圖說明
所附權(quán)利要求具體提出了本發(fā)明的新特征。下面參照附圖對示例性實施例的具體描述有助于更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)選,這些附圖包括:
圖1a為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖,該系統(tǒng)包括多無線電天線裝置的一個示例,該多無線電裝置具有全都(例如,通過連接在天線饋送上的一個或多個分配器/拆分器)連接到同一天線的多(n)個無線電,每個無線電均還連接至自動使這些無線電負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如,路由器);
圖1b和1c分別展示了配置為合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收的多路復(fù)用器裝置的一個示例的側(cè)視圖和底視圖;
圖1d示例說明了包括如圖1b和1c所示的多路復(fù)用器裝置和路由器的系統(tǒng);
圖2為根據(jù)本發(fā)明的3:1(在左邊)和2:1(在右邊)多無線電天線裝置的示例的示意圖;
圖3a展示了根據(jù)本發(fā)明的天線的背面的示例,其包括用于單個無線電的無線電底座;圖3b展示了根據(jù)本發(fā)明的具有殼體/用于兩個無線電的底座的天線的背部的示例;
圖4a-4d分別展示根據(jù)本發(fā)明的高度同步的多無線電天線裝置的一個示例的等距視圖、側(cè)視圖、前視圖和后視圖;
圖5a-5d展示了類似于圖4a-4d所示的變化的根據(jù)本發(fā)明的多無線電天線裝置的另一個示例,其包括用于一對無線電(然而,可能使用額外的無線電,包括動態(tài)地增加/移除,而不會干擾或丟失數(shù)據(jù))的底座;
圖6為圖5a-5d的多個無線電天線裝置的部件分解圖;
圖7展示了可能與本發(fā)明的任意裝置一起使用的功率拆分器/功率合并器的一個變形例的示例,在這個變形例中,功率分配器(在本公開中也稱為功率拆分器,和功率合并器)為wilkinson功率分配器/拆分器/合并器,并且如圖所示,連接至天線發(fā)射器的饋入。
圖8a和8b展示了根據(jù)本發(fā)明的包括功率分配器的天線發(fā)射器組合件的示例;
圖9為如圖8a和8b所示的天線發(fā)射器組合件的部件分解圖;
圖10a示例說明了使用非同步的共用單個天線的兩個(主)無線電組合的(多路復(fù)用的)系統(tǒng)的次優(yōu)的發(fā)送和接收,其展示了當(dāng)與兩個遠(yuǎn)程(從)無線電設(shè)備通信時,在均試圖向同一天線發(fā)送和從該同一天線接收的兩個無線電之間可能產(chǎn)生的超載狀態(tài);
圖10b示例說明了使用(例如,通過gps)同步的共用單個天線的兩個(主)無線電組合的多路復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)送和接收。通過gps的外部同步與被動合并器/拆分器的結(jié)合使得即使在緊密相鄰的頻帶也能實現(xiàn)高的、經(jīng)濟的并發(fā)傳輸,無需在相鄰頻帶之間使用保護帶。圖10b還展示了當(dāng)主無線電工作在共用天線模式下,如何用多路復(fù)用的主無線電同步不同的從無線電;
圖11示例說明了根據(jù)本發(fā)明的合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收的方法的一個變形例。
具體實施方式
本發(fā)明涉及用于包括連接至單個發(fā)送/接收天線的多無線電的無線網(wǎng)絡(luò)的多無線電天線裝置和站,其中,天線(和/或無線電)被高度同步。這些多無線電天線系統(tǒng)可能提供高彈性的鏈路。同步(例如,gps同步)可能允許這些裝置有系統(tǒng)地縮放傳輸吞吐量,同時防止數(shù)據(jù)丟失。該單個發(fā)送/接收天線可能具有單個拋物面反射器或組合件(例如,單對單獨的發(fā)送拋物面反射器和接收拋物面反射器)以及用于兩個或更多無線電的連接??赡転榕c來自每個無線電的并發(fā)傳輸?shù)念l分多路復(fù)用配置這些裝置,在無線電單元之間有最小的隔離或沒有隔離。
一般而言,根據(jù)本發(fā)明的裝置包括單個天線組合件連接至多個(例如,2個或更多、3個或更多、4個或更多、5個或更多、6個或更多、7個或更多、8個或更多、9個或更多……n個或更多,或者在2到n個之間、在3到n個之間、在4到n個之間等等,其中n為4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18等)一起工作。該天線組合件通常包括單個組合的發(fā)送/接收天線發(fā)射器/檢測器(收發(fā)器或為了方便起見僅僅為“發(fā)射器”),或者一對發(fā)送天線發(fā)射器和接收天線檢測器(參見,例如,us2014/0218255)。
天線組合件可能還包括發(fā)射器(例如,用于發(fā)送和/或接收rf能量的組合的發(fā)射器/吸收器)。發(fā)射器可能被安裝在反射器(例如,拋物線反射器)中。發(fā)射器/吸收器表面可能包括一個或多個饋入(例如,水平的和垂直的,或者其他極化饋入),并且每個饋入可能包括一個或多個功率拆分器/功率合并器,例如,wilkinson功率拆分器/功率合并器。功率拆分器/功率合并器可能是嵌套的(例如,多個功率拆分器/功率合并器可能連接在一起在與裝置相關(guān)的多個無線電之間復(fù)合地劃分信號)。該功率拆分器/功率合并器可能是1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:m、2:3、2:4、2:5、2:6、2:7、2:8、2:9、2:10、2:p,等等。例如,裝置可能包括連接至天線的饋入的集總元件2-2aywilkinson拆分器/合并器,不同的無線電通過該集總元件2-2aywilkinson拆分器/合并器連接至發(fā)射器。wilkinson拆分器/合并器可能是特別有用的,因此它們可能是緊湊的,并且通常不需要專用電子器件。
雖然如上所述和所示的功率拆分器/合并器的使用可能導(dǎo)致發(fā)送的信號的總功率的損失(例如,這種損失可能已經(jīng)測量為約3.5-4db),但是在吞吐量的增加做出權(quán)衡。當(dāng)(例如,使用高精度gps信號)高度同步無線電時,和/或當(dāng)與可以動態(tài)監(jiān)視和平衡無線電的工作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如,路由器)一起工作時,結(jié)果是信號吞吐量(其可能隨著無線電增加的數(shù)量線性擴展)的高度可擴展增加,而沒有由于無線電移除/故障導(dǎo)致的損失或延遲。
根據(jù)本發(fā)明的任意一個天線組合件可能包括gps同步,其在適當(dāng)時間內(nèi)(例如,不到100ms、50ms、25ms、10ms、5ms、1ms、0.5ms、0.1ms、0.05ms、0.01ms等)足以進行同步,使得無線電同時接收和發(fā)送,按幾乎相同的(在剛提到的時序參數(shù)內(nèi))時間表,無需無線電之間的任何協(xié)調(diào)??赡芡ㄟ^精確的gps信號定期地“恢復(fù)”這種發(fā)送/接收時間表,并且每個無線電可能配置為工作在預(yù)定的時間表內(nèi)。如上所述的高度精確的gps定時器的使用可能允許無線電通過預(yù)先設(shè)定的共用的時間表在協(xié)調(diào)的方式下運行,在無線電發(fā)送和/或接收之前,無需無線電彼此之間的會話或者無線電與其他系統(tǒng)的會話。因此,無線電不需要握手或者來回通信,并且不需要彼此通信,這些通常會延遲操作。根據(jù)本發(fā)明的裝置(通??赡馨ㄔO(shè)備和系統(tǒng))通常使用gps信號作為參考時鐘,并且不必相互會話,或者甚至彼此了解以在協(xié)調(diào)的和更有效的方式下運行。相反,無線電可能基于預(yù)設(shè)的時間表和gps時鐘發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)幀,無需無線電之間的協(xié)調(diào)/通信。gps時序的使用在精確度足夠高的時候可能允許智能結(jié)構(gòu),使得在一個或多個天線之間分配的多無線電信號能夠被成功執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的任意裝置可能使用任何合適的多路復(fù)用技術(shù)。具體地,根據(jù)本發(fā)明的裝置可能使用頻分多路復(fù)用。使用根據(jù)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu),頻分多路復(fù)用可能允許連接至相同天線裝置的多個無線電在相同的時間發(fā)送,并且在相同的時間接收。
例如,同步的無線電可能配置在重復(fù)的和/或重置的時間表上,該時間表確定發(fā)送何時發(fā)生、接收何時發(fā)生。例如,gps同步信號可能發(fā)起一個周期,在該周期內(nèi),例如,每隔一秒重置計數(shù)器使得每200ms發(fā)生一次發(fā)送;在預(yù)定周期結(jié)束的時候,在所有無線電中通過gps同步重置該周期,因此無線電獲得在下一秒同步的重新計時??蛇x擇地,另一結(jié)構(gòu)可能包括過濾器的使用;這種程度的信號過濾可能是昂貴的并且有損耗的,如上所述的同步gps的使用可能防止或減少對這種程度的信號過濾的需求。
一般而言,無線電可能配置為每個均直接接收或從該無線電連接的天線組合件接收同步信號(gps信號)。例如,天線組合件可能包括用于連接至多個無線電設(shè)備的連接(塢、連接件等),并且可能還包括本發(fā)明所述的高精確gps同步電路;可選地或附加地,無線電可能配置為直接接收gps同步/時序信號。
一般而言,每個無線電可能工作在天線組合件的帶寬內(nèi)的不同的(例如,偏移的)頻率范圍內(nèi)。例如,當(dāng)使用三個無線電時,天線的帶寬的上部、中部和下部頻率范圍可能解析在這三個無線電之間。天線組合件可能為每個無線電設(shè)置頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可能允許無線電設(shè)備的運行中添加/移除。例如,該系統(tǒng)可能包括在工作過程中添加/移除或劣化的無線電,無需中斷傳輸。因此,即使在添加/移除或劣化一個或多個無線電的時候,這些裝置仍然可能滿容量工作。通過如路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或監(jiān)視無線電工作/吞吐量并且動態(tài)地平衡不同無線電之間的傳輸負(fù)載的其他控制器的使用,可能增強該功能。因此,根據(jù)本發(fā)明的任意裝置(例如,多無線電天線系統(tǒng))可能是負(fù)載平衡的多無線電天線系統(tǒng),并且可能包括或配置為與在無線電之間實現(xiàn)負(fù)載平衡的控制器(例如,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、路由器等)一起工作。
因此,這些裝置中的任意一個裝置可能在連接至同一天線的無線電設(shè)備之間動態(tài)地實現(xiàn)負(fù)載平衡。因此,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(和系統(tǒng))可能檢測連接至天線的無線電何時已經(jīng)劣化(例如,吞吐量、效率降低,和/或故障等),并且例如,通過切換哪個無線電發(fā)送數(shù)據(jù)包的“負(fù)載”在剩余的無線電之間實現(xiàn)再平衡。不像其他系統(tǒng)在切換的同時可能需要停機時間,根據(jù)本發(fā)明的裝置可能不斷地評估連接的無線電的容量,并且可能檢測故障;當(dāng)檢測到故障或性能劣化(或者改善)時,該裝置可能通過調(diào)整負(fù)載對其進行處理。一般而言,根據(jù)本發(fā)明的裝置(例如,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、路由器等)可能檢測基于速率的改變而導(dǎo)致的以mb/s為單位的無線電之間容量平衡的改變。
例如,圖1為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個示例的示意圖。在這個示例中,裝置包括單個拋物線反射器(tx/rx)105天線103,該天線103接收高精確gps數(shù)據(jù),并且將該gps數(shù)據(jù)傳送到連接至107、107’、107”等的多個無線電的每一個。這些無線電全都連接到可以監(jiān)視和平衡不同無線電設(shè)備之間的數(shù)據(jù)負(fù)載的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備109(例如,路由器)。在這個示例中,路由器可能是整個裝置(例如,天線)的一部分,或者它可能位于遠(yuǎn)處(緊鄰的,例如,短電纜連接,或者通過長電纜連接)。該網(wǎng)絡(luò)裝置可能還包括光纖上行線路,使得該裝置可以向系統(tǒng)的其余部分(例如,無線電和/或天線)進給電力(例如,直流電力)。
負(fù)載平衡可能在例如初始設(shè)置/檢測步驟之后自動完成,或者可能通過用戶調(diào)整/改變負(fù)載平衡。本公開所附的附件a包括可能如本公開所述使用的裝置(配置為路由器)。
圖2示意地展示了兩個系統(tǒng)(在左邊的一個帶有3個無線電,在右邊的另一個帶有2個無線電)的一個變形例。在任意一個示例中,裝置可能包括3:1或4:1或其他(例如,5:1、6:1、7:1、8:1等)拆分器;可能存在額外的無線電;該裝置(通過它自身或者與單獨的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如,路由器)的結(jié)合)可能提供負(fù)載平衡。如上所述,在這個示例中所示的“天線共用器”(3:1、2:1)可能是拆分器/合并器,如wilkinson拆分器/分配器/合并器。
一般而言,根據(jù)本發(fā)明的任意一種裝置可能包括多個無線電,并且可能適合于將這些無線電保持或固定在裝置的背面上,如圖3a(其展示了用于單個無線電305的背部底座)和3b(其展示了配置為固定兩個無線電307、307’的背部底座)所示。額外的無線電可能(例如,通過電纜)連接到輔助底座(未圖示)。
圖4a-4d舉例說明了多無線電裝置的一個示例。在這個示例中,單個反射器401包括在天線組合件405的底座內(nèi)的發(fā)射器(不可見的),一個或多個拆分器/分配器/合并器可以連接到該天線組合件405的底座。一般而言,多個拆分器/分配器/合并器可能串聯(lián)鏈接或并聯(lián)以提供信號的附加拆分/合并;雖然這可能導(dǎo)致功率損耗,但是在吞吐量中的優(yōu)勢可能大于上述劣勢。設(shè)備的背部(在圖4b和4d可見)可能包括用于連接多個無線電的底座/連接頭。如上所述,每個無線電可能從相同的發(fā)射器和反射器(天線拋物線反射器)同時發(fā)送,完全不需要彼此之間的通信。
圖5a-5d所示的變形例類似于圖4a-4d所示的變形例,但是包括的底座501,其類似于圖3b所示的底座。圖6為這個裝置的部件分解圖,展示了反射器601、底座和無線電支撐件605、外殼603、管(波導(dǎo))607和與拆分器/分配器/合并器610連接的發(fā)射器。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有圖示,但是其可能連接至無線電裝置內(nèi)的每個無線電(也未圖示)。該裝置可能被安裝至要么在室內(nèi)要么在室外(優(yōu)選在室外)的柱、墻、桿等。
圖7展示了如上所述的多無線電同步的天線裝置的一個示例,其包括一對拆分器/分配器/合并器。在這個示例中,拆分器/分配器/合并器為wilkinson類型拆分器/分配器/合并器701;饋入發(fā)射器的每個極化連接至拆分器/分配器/合并器(例如,2:1、4:1等拆分器/分配器/合并器等)。這種結(jié)構(gòu),或類似它的結(jié)構(gòu),可能并入到根據(jù)本發(fā)明的任意裝置中。例如,圖8a和8b展示了圖5a-5d的天線裝置的一部分的示例。在這個示例中,發(fā)射器805由直接連接至一個或多個拆分器/分配器/合并器(例如,多個拆分器/分配器/合并器可能彼此串聯(lián)連接)(未圖示)的一對饋送807、809饋入。每個拆分器/分配器/合并器可能均連接至多個無線電中的每個無線電,如上所述,并且,每個無線電可能依次連接至網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能監(jiān)視無線電并實現(xiàn)無線電的負(fù)載平衡。
如圖8a和8b所示的發(fā)射器部分(發(fā)射器/吸收器)還可能在天線裝置內(nèi)連接至rf信號信道,如rf波導(dǎo)(參見,例如圖4a-4c、5a-5c和6),該rf信號信道可能與反射器(例如,拋物面反射器)一起引導(dǎo)rf能量到裝置,或者從裝置引導(dǎo)rf。
圖9展示了圖8a和8b所示的發(fā)射器組合件的部件分解圖,包括具有兩個或更多饋給(不可見的,)的發(fā)射器/吸收器901、拆分器/分配器/合并器903,以及用于連接至可能被連接的多個無線電的多個連接頭905(在這個示例中,展示了4個)。外殼907可能包括多個部件,包括支架911、固定件913和底座915、917。
例子
在根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的一些實施例中,裝置是可擴展的mimo多路復(fù)用器,其具有大幅減少的占用空間,因為它可以采用單個天線(例如,在一些變形例中,為單個反射器)有效地合并多個無線電。圖1b-1d舉例說明了這樣的多路復(fù)用裝置的示例,其可能被稱為“n×n”mimo多路復(fù)用器。這種裝置可能具有數(shù)千兆比特吞吐量,并且允許在包括的無線電之間的冗余,無需額外的天線。每個無線電可能同步發(fā)送和同步接收。因此它們被同步,并且它們的rf信號被多路復(fù)用器被動地混合,它們可能從相同的天線同時進行通信,帶有非常少的rx劣化/干擾(例如,串音等);每個無線電可能均在不同的頻帶傳輸,并且這些頻帶可能緊鄰,相鄰頻道之間無需保護帶。
圖1b展示了具有四個連接的無線電設(shè)備107、107’的多路復(fù)用器,所示的多路復(fù)用器安裝在例如,塔或桿上。在這個具有用于tx/rx的拋物面反射器105的變形例中,該多路復(fù)用器與單個天線集成在一起。圖1c展示了這個裝置的底視圖,展示了四個無線電,其中,兩個無線電是“離線的”,而剩余兩個無線電保持動態(tài)連接到多路復(fù)用器,說明了冗余的情況。即使當(dāng)一些無線電離線,只用其中一個無線電在線,那么鏈路仍然保持活躍。
根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置通常通過無線電的gps時鐘接收器非常精確地將每個(主)無線電同步。rf時隙被形成和發(fā)送以使得多個無線電能夠同步,而無需彼此通信,并且無需它們之間的任何直接電性連接(例如,導(dǎo)線)。體現(xiàn)它們的這些方法和裝置足夠精確使得在幾乎完全相同的時間(在幾十納秒內(nèi))發(fā)送和接收的全部無線電之間存在很少或者沒有干擾。因此,每個本地(主)無線電當(dāng)另一本地(主)無線電接收時不會發(fā)送,反之亦然。
在本發(fā)明的任意變形例中,每個無線電可能使用共同的gps時序參考。在多路復(fù)用器中的所有(主)無線電可能單獨接收gps時序參考。任意下行(從)無線電也可能參考相同的外部gps時序信號;在一些變形例中,從設(shè)備不需要參考外部gps時序信號。從設(shè)備在tx符號的傳輸之前可能替代地用由無線電發(fā)送的作為它們的發(fā)送幀的一部分(在tx部分期間)的報頭(主報頭符號)同步該從設(shè)備的工作周期。
如上所述,一般而言,每個無線電設(shè)備的端口(輸入/輸出)通過被動合并器/拆分器連接至相同的天線設(shè)備,該被動合并器/拆分器可能將所有無線電裝置(例如,每個極化)的輸入/輸出合并至天線的單個輸入/輸出。在一些變形例中,wilkinson拆分器(也稱為wilkinson合并器、wilkinson分配器等)是寬帶多端口和被動結(jié)構(gòu),其可以需要單個輸入,并將該輸入拆分為兩個或更多輸出,保持輸入和輸出之間,以及這兩個輸出它們自身之間的一定程度隔離。作為被動設(shè)備,它在相反的方向充當(dāng)合并器。
在根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置中,當(dāng)工作在共用天線模式中時,在時域(而不是頻域)完成發(fā)送/接收,無線電可能包括鄰道抑制特征,并且可能與噪聲非常低的放大器一起工作,允許兩個信道直接在彼此旁邊。
在根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置中,每個無線電的頻帶可能具有任何合適的信道寬度。例如,兩個或更多50mhz鏈路(每個對應(yīng)于單個主無線電)可能來自相同的拋物線反射器(假設(shè)頻譜是可用的),其將合計提供800mb。如上所述,雖然信道可能直接相鄰,但是它們不必直接相鄰;每個無線電的工作信道可以是頻帶中的任何位置。每個無線電的頻帶可能是任何合適的尺寸,并且可能彼此不同。需要注意的是,每個無線電可能提供多個極化(例如,水平的、垂直的等)。這些不同的極化還可能被被動地合并。在一些變形例中,所有無線電的特定極化的所有rf信號可能被被動地合并,并且被饋送到相同的天線。在一些變形例中,可能為每個極化使用不同的被動合并器/拆分器。在一些變形例中,可能使用相同的合并器/拆分器。
雖然本公開描述了wilkinson拆分器等被動合并器/拆分器的優(yōu)勢和使用,但是可能使用任何合適的被動合并器/拆分器。wilkinson合并器通常允許帶有很小頻率選擇性的合并,但是存在許多其他寬帶和合并器,該合并器可能用于在一個單個天線上合計無線電信號。此外,這些方法和裝置不限于被動合并器;相同的原理可能應(yīng)用于主動合并器/拆分器子系統(tǒng),并且這樣的主動合并器/拆分器可能可選地應(yīng)用在這些方法和設(shè)備中的任意一種中。此外,即使沒有合并器/拆分器和單個天線,一些概念(例如,gps同步)也可能被應(yīng)用。例如,可能同步均連接至單獨的天線的多個無線電,特別是天線是相鄰的/靠近的,但是被物理隔離/邊界或障礙物(例如,“阻斷邊界”)分隔開的情況。
需要注意,在一些變形例中,裝置和方法可能允許工作在可能不包括這里所述的共用天線模式的好處的其他模式下,但是即使在沒有這些無線電設(shè)備之間的外部(例如,gps)同步的情況下仍可能允許無線電設(shè)備的工作。其他模式可能還允許頻域工作。在一些變形例中,根據(jù)本發(fā)明的裝置可能配置為在不同模式之間切換,例如,在同步的“共用天線模式”和沒有被外部同步的其他模式(包括頻域工作模式)之間??赡苁謩踊蜃詣油瓿汕袚Q??赡芨鶕?jù)gps時序信號的存在/不存在(或該信號的強度)、根據(jù)信號質(zhì)量考慮,和/或根據(jù)頻譜信息(例如,可用的帶寬),實現(xiàn)自動切換。
如上所述,這些裝置中的任意一個裝置可能還被用作mimo結(jié)構(gòu)的一部分。例如,對于如這里所述的連接和多路復(fù)用至單個天線的兩個無線電,可能實現(xiàn)4×4mimo(具有快2倍的吞吐量);對于四個無線電,可能使用8×8mimo(具有快4倍的吞吐量)。
圖1d展示了與路由器155和兩個或更多無線電107、107’連接的多路復(fù)用器101的示例,其中,每個無線電設(shè)備連接至相同的路由器,其可以實現(xiàn)不同無線電之間的負(fù)載平衡。在如圖1b-1d所示的變形例中,多路復(fù)用裝置101與天線105連接;在一些變形例中,天線沒有與多路復(fù)用裝置集成,而是單獨的。在一些變形例中,天線與多路復(fù)用裝置集成。類似地,無線電可能是單獨的(如圖1b-1d所示)或者與多路復(fù)用裝置集成。
一般而言,在無線電沒有集成在多路復(fù)用裝置的變形例中,該多路復(fù)用裝置可能包括用于將每個無線電固定連接至裝置的多個無線電底座。例如,外殼可能包括支架或插槽,各個無線電設(shè)備可能固定在該支架或插槽中。用于無線電設(shè)備的一個或多個端口(在圖1b-1d中不可見)可能靠近或在每個支架或插槽中,從而實現(xiàn)每個無線電設(shè)備(例如,每個無線電的垂直和水平輸入/輸出)和裝置之間的連接。端口可能形成在外殼中,包括在外部外殼中,實現(xiàn)到每個無線電設(shè)備的快速和容易接入。連接可能受蓋子、外殼等的保護而免受外界因素的影響。
圖11描述了根據(jù)本發(fā)明的合并多個無線電以使它們同時向單個天線發(fā)送或者同時從該單個天線接收(“共用天線模式”)的一種方法。一般而言,該方法可能(可選地)包括將每個無線電設(shè)備(rf無線電)連接至多路復(fù)用裝置使得無線電設(shè)備的輸入/輸出連接至多路復(fù)用裝置。接著,多個無線電中的每一個無線電的這些輸入/輸出可能被動地合并至連接到單個天線1101的單個輸入/輸出??蛇x地,可能為所有無線電合并各個極化的各個輸入/輸出,并將該輸入/輸出(單獨地)連接至天線。
每個無線電可能通常包括用于接收和處理gps時序信號的gps接收器和控制電路(硬件/固件)。在處于共用天線模式中的多路復(fù)用器的工作過程中,可能使用gps時序脈沖信號同步所有連接的(主)無線電,使得多個無線電中的每一個無線電工作在相同的工作周期1103??赡苤芷谛缘睾?或規(guī)律地(例如,每隔1秒、2秒等)重復(fù)同步。接著,每個無線電可能根據(jù)同步的工作周期同步發(fā)送和同步接收。接收和發(fā)送至多路復(fù)用的無線電的從設(shè)備可能同步到相同的工作周期,如下將更詳細(xì)地進行描述。
一般而言,可能通過多路復(fù)用器中的控制邏輯(例如,使用電路,例如,硬件和/或固件和/或軟件)、無線電和/或連接至多路復(fù)用器的路由器調(diào)節(jié)和/或控制該方法的操作。例如,多路復(fù)用器可能與每個無線電通信以表明正工作在共用天線模式下,并因而建立每個無線電的工作將所處的工作周期,以及表明該無線電應(yīng)當(dāng)通過外部gps信號同步。類似地,多路復(fù)用器可能從一個或多個無線電接收信息(例如,根據(jù)gps信號的存在/不存在、信號劣化等)以判斷裝置是否應(yīng)當(dāng)進入/保持在共用天線模式。
在共用天線模式中,每個無線電可能同時發(fā)送1105,并且還可能發(fā)生同步的主時序報頭,該主時序報頭可能用于同步在鏈接對中的接收(從)無線電。如上所述,多個無線電中的每一個無線電可能工作在不同頻率信道,這些頻率信道可能直接相鄰,無需在相鄰的tx頻帶(例如,“端到端”)之間使用保護帶。在工作周期的合適和同步的部分,使用相同的天線1107,每個無線電還可能同時接收(rx)rf信號。如上所述,這些方法中的任意一種方法可能還包括使用主時序報頭同步第一遠(yuǎn)程從無線電的鏈路中的從機(例如,tx/rx的工作周期)。
圖10a和10b舉例說明了多路復(fù)用的主無線電和兩個鏈接的從無線電之間的傳輸鏈路。圖10a展示了異步、無框架協(xié)議的例子。在這個例子中,兩個主(接入點)無線電在時序上是異步的,并且將這兩無線電合并將導(dǎo)致在與從設(shè)備的異步傳輸過程中靈敏度劣化的(超載的)接收,如下劃線區(qū)域所示。類似地,從設(shè)備還將遭受靈敏度劣化的rx傳輸(超載)。
圖10b示意地說明了在具有同步幀協(xié)議的共用天線模式過程中的tx/rx。在左邊,兩個主無線電被同步并且被動地多路復(fù)用,如上所述。這兩個無線電的發(fā)送幾乎在完全相同的時間,避免接收劣化。在圖10b的右邊,展示了兩個下行無線電設(shè)備(“從機”)中的每一個的tx/rx幀。通過正確識別表明來自主機的tx幀的開始的主報頭,并且為從無線電設(shè)定工作周期,第一個從機與多路復(fù)用的主機完全同步(如圖所示)。因此,第一從機是對齊的。在第二頻率(“頻率b”)的第二從機(“從設(shè)備2”)沒有立即同步到主報頭1007,而是錯誤地同步到(例如,來自其他從設(shè)備等的)本地“從報頭”。這導(dǎo)致第二從無線電的無效同步和超載。如1009所示,接著,第二從無線電可能滑動接收幀以尋找正確的主報頭。當(dāng)它找到正確的主報頭1011時,第二從無線電接著將與遠(yuǎn)程的主報頭正確地同步,并且回傳。因此,從無線電可能尋找并識別正確的主信標(biāo)(主報頭符號)以便與多路復(fù)用的設(shè)備中的無線電同步。
當(dāng)本文中的特征或要素被稱為在另一特征或要素“上”,它可以直接在另一特征或要素上,或者也可能出現(xiàn)介于中間的特征和/或要素。相反,當(dāng)特征或要素被成為“直接在”另一特征或要素“上”,則不存在介于中間的特征和/或要素。也可以理解,當(dāng)特征或要素被稱為是“連接”、“附加”或“聯(lián)接”到另一特征或要素上,它可以是直接連接、附加或聯(lián)接在另一特征或要素上,或者可能出現(xiàn)介于中間的特征和/或要素。相反,當(dāng)特征或要素被成為“直接連接”、“直接附加”或“直接聯(lián)接”到另一特征或要素上,則不存在介于中間的特征和/或要素。雖然參照一個實施例進行描述和顯示,但是這樣描述或顯示的特征和要素可以應(yīng)用到其他實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解的是,對結(jié)構(gòu)或與另一特征“相鄰的”特征的參考可以具有與該相鄰的特征重疊或派生的部分。
本文使用的技術(shù)只是為了描述特定的實施例,并不是用于限制本發(fā)明。例如,如本文所使用的,單數(shù)形式“一”、“一個”、“該”,除上下文明顯另有所指外,是包括復(fù)數(shù)形式。將進一步理解的是,術(shù)語“包括”和/或“包含”,當(dāng)使用在本說明書中時,指定了所述的特征、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組的存在。如本文所述使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)的所列的術(shù)語的任意一個和一個或多個的全部組合,并且能夠被縮寫為“/”。
空間相關(guān)的術(shù)語,如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之上”、“上面的”等等,本文可以用來方便描述如附圖所說明的一個要素或特征相對另一個要素或特征的關(guān)系??梢岳斫獾氖牵臻g相關(guān)的術(shù)語旨在除了圖中描述的方向,還包含使用中或工作中的設(shè)備的不同的方向。例如,如果在圖中的設(shè)備是倒轉(zhuǎn)的,描述為在其他要素或特征“之下”的要素,然后可能會朝向其他要素或特征“之上”。因此,示例性的術(shù)語“之下”可以包含上方和下方兩個方向。該設(shè)備可能有截然不同的朝向(旋轉(zhuǎn)90度或以其他方向),并且本文使用的空間相關(guān)的描述被相應(yīng)地解釋。類似地,除非另有特別指明,本文使用的“向上地”、“向下地”、“垂直的”、“水平的”等術(shù)語只是為了舉例說明。
雖然術(shù)語“第一”和“第二”可能在本文中用于描述各種特征/要素,但是除非另有特別指明,,這些特征/要素被這些術(shù)語現(xiàn)在。這些術(shù)語可以用來將一個特征/要素與另一特征/要素區(qū)分開來。因此,以下描述的第一特征/要素可以稱為第二特征/要素,類似地,以下討論的第二特征/要素可以稱為第二特征/要素,而不脫離本發(fā)明的范圍。
在本說明書和所附的權(quán)利要求書中,除上下文另有所指外,詞語“包括”、“包含”表示各自組分可以共同采用在方法和物品中(例如,包括設(shè)備和方法的組分和裝置)。例如,術(shù)語“包括”將理解為隱含包含任何所述的成分或步驟,而不是排除任何其他成分或步驟。
如在說明書和權(quán)利要求書所使用的,包括在實施例中所使用的,除非另外明確說明,所有的數(shù)可以解讀為具有前綴“約”或“大致”,即使這些術(shù)語沒有明確出現(xiàn)。短語“約”或“大致”可以在描述大小和/或位置時使用,以表明所述的值和/或位置在值和/或位置的合理預(yù)期的范圍內(nèi)。例如,數(shù)值可能具有設(shè)定值(或值的范圍)的+/-0.1%的值、設(shè)定值(或值的范圍)的+/-1%的值、設(shè)定值(或值的范圍)的+/-2%的值、設(shè)定值(或值的范圍)的+/-5%的值、設(shè)定值(或值的范圍)的+/-10%的值,等等。除非上下文另有所指,本文給出的任意數(shù)值還應(yīng)當(dāng)理解為包括與該數(shù)值相近似的數(shù)值。例如,如果公開了值“10”,那么也公開了“大約10”。本文記載的任意數(shù)值范圍意在包括所有包含在其中的所有子范圍。還應(yīng)當(dāng)理解,根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的適當(dāng)理解,當(dāng)一個值被公開時,也公開了“小于等于”該值、“大于等于”該值和這些值之間可能的范圍。例如,如果值公開了值“x”,那么也公開了“小于等于x”和“大于等于x”(例如,x為數(shù)值的情況)。還應(yīng)當(dāng)理解,在本申請中,以多種不同格式提供數(shù)據(jù),并且該數(shù)據(jù)代表結(jié)束點和起始點,以及數(shù)據(jù)點的任意組合的范圍。例如,如果公開了特定數(shù)據(jù)點“10”和特定數(shù)據(jù)點“15”,可以理解的是,大于、大于等于、小于、小于等于和等于10和15,以及10和15之間的值,也被認(rèn)為公開。還應(yīng)當(dāng)理解,兩個特定單元之間的每個單元也已經(jīng)被公開。例如,如果公開了10和15,那么也公開了11、12、13和14。
雖然上面描述了各種說明性實施例,可以對各種實施例做出任意數(shù)量的變化而不脫離權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍。例如,描述的各種方法步驟被執(zhí)行的順序在可選的實施例中可以經(jīng)常被改變,并且在其他可選的實施例中,可以跳過一個或多個方法步驟。各種設(shè)備和系統(tǒng)實施例的可選特征可以包含在一些實施例中,也可以不包含在其他實施例中。因此,提供前面的描述主要是為了示例性說明的目的,并且不應(yīng)當(dāng)解釋為對權(quán)利要求所提出的本發(fā)明的范圍的限制。
本文所包含的例子和圖示通過舉例而不是限制的方式顯示了實施本發(fā)明的主題的具體實施例。如前所述,可以利用和衍生出其它實施例,已知可以做出結(jié)構(gòu)和邏輯的替換以及改變,而不脫離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的主題的這些實施例可以通過術(shù)語“發(fā)明”在此被單獨或共同提出,該術(shù)語“發(fā)明”僅僅是為了方便,而無意自覺將本申請的范圍限制到任何單個發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思,如果實際上公開了多個的話。因此,雖然本文已經(jīng)說明和描述了具體的實施例,但是任何能夠?qū)崿F(xiàn)相同目的的配置都可能代替所示的具體實施例。本發(fā)明旨在覆蓋各自實施例的所有適應(yīng)和變化。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,通過閱讀上面的描述,上述實施例的組合以及本文沒有詳細(xì)描述的其他實施例是顯而易見的。