無線網絡系統和設備的製作方法
2023-05-15 19:05:51
專利名稱：無線網絡系統和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線網絡系統和系統所用的設備，特別是但不僅僅是涉及在無線網絡上發送媒體內容。具體地說，本發明可應用於在無線區域網(WLAN)上分布視頻內容的廣播接收機。
背景技術：
隨著數字媒體內容的廣泛使用，備受關注的是發展一種媒體中心，用於存儲和播放所收集的的媒體內容例如數字式編碼和壓縮音頻和視頻文件。特別是最好能在需要時從無線家庭媒體中心，向分散在用戶房屋各處的無線音頻和視頻播放機分布所選擇的媒體文件。
目前，最廣泛執行的WLAN標準是IEEE802.11b和IEEE802.11g標準，它們分別提供估計為11Mbps和54Mbps的位速率。IEEE802.11g鑑於基較高的位速率，已特別被採用於無線家庭媒體系統。MPEG-2編碼視頻流要求2Mbps和9Mbps之間，而HDTV流大約為20Mbps，所以初看起來IEEE802.11g標準似乎適合於支持至少一個視頻流。
實際上，基於IEEE802.11g標準的無線家庭媒體系統不能為消費者提供滿意的性能，這有幾個原因。首先，標準包含著較多的內務操作，使用的是效率頗低的停止與等待式的媒體訪問控制(MAC)方法，結果是即使在理想條件下也只有大約16Mbps對應用層是有效的。其次，如果發射機和接收機不在同一房間，家庭的環境造成顯著的阻擋，例如一堵牆可招致10dB的衰減。隨著接收機和發射機之間距離的增加，會發生嚴重的傳播損失。還有，用戶不能被要求將媒體中心定位於理想的中心位置和理想的方向。802.11b/g所使用的2.4GHz頻帶也易受家用微波爐和藍牙裝置的幹擾。最後，在房間裡到處走動的人們也加速了發送信號的衰落。其結果是802.11g標準網絡不能可靠地在普通房間裡分布哪怕是一種高質量的視頻流，因為現有的無線網絡技術不能可靠地提供恆定的所需最小帶寬。
已推薦了一些解決辦法。例如，ViXs的一個系統包括監控可利用的WLAN帶寬和實時改變視頻編碼速率，以維持穩定的幀速率；雖然減小帶寬使視頻質量退化，但誤碼還保持在可以接受的水平，幀也不丟失。Magis的Air5TM修改802.11a標準，提供不同的服務質量(QoS)水平，允許視頻優先於其他數據排列。
在某種程度上，可用帶寬的起伏可通過在接收機方面緩衝媒體流來克服。這種解決辦法對交互系統來說是合適的，那裡接收機用戶要改變媒體流的內容，例如改變信道或者反繞或快進一個節目。由緩衝引起的延遲導致對用戶命令的響應的相應延遲，這是不能接收的，特別是當用戶通過快速改變信道要「衝浪(瀏覽)」時。
無線媒體中心的進一步應用是作為廣播網關接收視頻廣播並將它們分布在無線鏈路上。例如，SkyTM數字廣播接收機包含tvLINKTM功能，它允許音頻和視頻輸出在遠程控制命令下，通過帶返回鏈路的模擬無線鏈路轉發至遠程顯示。這個系統提供簡單的點對點無線鏈路，不允許多個設備單獨接收無線音頻/視頻流，由於在重新發送之前的模擬轉換，有某種質量上的損失。
數字廣播接收機可以用加密格式接收廣播，強制數字權利管理(DRM)，只有具有帶解密密鑰的卡的用戶才能進入服務。一般來說，未加密的廣播只以模擬格式從接收機輸出，所以內容不能重新分布而不損失質量(還因為大多數電視機只有模擬視頻輸入)。在這種情況下，媒體流不能再編碼以改進在無線網絡上的性能，因為這會要求在發送之前解密，這將會使未加密的數據容易被以數字形式進入。即使數據在發送之前被再加密過，也會要求在發射機中有再加密技術，從中必要的解密密鑰才能相對容易地導出。因此，推薦的辦法中至少一個與DRM是不相容的。
發明內容
根據本發明的一個方面，提供一種無線網絡設備，具有設置為提供發送和/接收極化分集的正交極化天線。優點是極化分集提供增強的抗快速衰落的能力，對設備定向的敏感度小。
天線可以被配備為致使它們的零位不重合，在基本上沒有增益變化的情況下產生組合的無線方向圖。天線可設置在一起但是正交排列。比較好的是，組合天線方向圖在仰角方向上基本上為半球狀，而在方位上是全方向性的。優點是提供3維的均勻復蓋。
無線可集成在設備的外殼內或安裝在設備的外殼上，以致它們實際上不投影在外殼以外。這裡的外殼是長方體的，天線可以平嵌在外殼的一個面或多個面上。優點包括減少天線損壞的危險，使用簡便不需要安裝或對準天線，外殼方便用作天線的接地面，這裡外殼是導電的。
本發明可提供一種無線網絡系統，包括具有兩個正交極化天線的發射機，和具有一個天線或兩個正交極化天線的接收機。在後者的情況下，接收機可應用最大比例的組合通過兩個天線接收的信號。發射機利用極化-時間分組碼發送數據，提供改善的增益和抗衰落的能力。
發射機可利用OFDM(光頻分多路復用)進行發送。比較好的是，接收機獨立地為每一頻道應用最大比率組合。發射機可發送基本上與民用幹擾無關的頻譜，例如5.2GHz頻段。無線網絡物理層可類似於802.11a標準。
發射機可以是無線媒體中心，被配置為在無線網絡上分布數字媒體內容。發射機可在發送之前存儲內容。發射機可響應從接收機用戶接收到的命令，改變發送的媒體內容。
根據本發明的另一方面，提供一種縫隙縫隙天線，包括在一個主面上帶縫隙的薄空腔，和與所述縫隙正交延伸並基本上位於空腔中心的帶狀帶狀導體。縫隙可以是直線的或環形的。天線能夠產生高度極化的波束。天線可方便地安裝在提供有接地面的無線設備的導電錶面上。設備可具有這樣兩個天線，兩個天線正交地設置在外殼的同一面或不同的面上。天線可放置在一起，例如它們的縫隙正交地交叉並平行於同一接地面。
下面將參考附圖描述本發明的具體實施方式
，圖中圖1是本發明實施方式中的無線網絡示意圖；
圖2是在包括兩個接收天線的接收機的無線網絡中使用的分組碼結構的示意圖；圖3是在包括單接收天線的接收機的無線網絡中使用的分組碼結構的示意圖；圖4a和4b分別是在非分集模擬中對於不相同的802.11a模式的BER(位錯率)和PER(信息包出錯率)相對於SNR(信噪比)的曲線圖；圖5a和5b分別是在STBC和單接收天線模擬中對於不相同的802.11a模式的BER和PER相對於SNR的曲線圖；圖6a和6b分別是在STBC和雙接收天線模擬中對於不相同的802.11a模式的BER和PER相對於SNR的曲線圖；圖7a和7b示出無線網絡中使用的直線縫隙縫隙天線；圖8a和8b分別示出水平和垂直極化的直線縫隙縫隙天線的遠場增益方向圖；圖9a和9b示出直線縫隙縫隙天線的共極性和交叉極性的方向圖；圖10是無線網絡中使用的環形縫隙縫隙天線的平面圖；圖11a和11b分別示出環形縫隙縫隙天線對於水平和垂直極化的遠場增益方向圖。
圖12a和12b分別示出對所有饋電器施加同樣的信號時，環形縫隙縫隙天線的共極性和交叉極性分量；圖13a和13b分別示出在兩個饋電器之間施加相位相反的一信號時，環形縫隙縫隙天線的共極性和交叉極性的分量；圖14a和14b分別示出對一個饋電器施加一個信號，並且對另外兩個饋電器施加相位相反、幅度減半的相同的信號時，環形縫隙縫隙天線的共極性和交叉極性分量；圖15示出無線網絡設備的外殼上可能的天線位置；圖16是包括組合衛星電視接收機和無線網關的實施方式的示意圖；圖17是與無線網關一起使用的第一接收機的示意圖；圖18是與無線網關一起使用的第二接收機的示意圖。
具體實施例方式
無線媒體分布網圖1示出本發明的實施方式中用作局域無線媒體分布的無線網絡。無線網關4接收從廣播鏈路2來的媒體內容。廣播鏈路2可以是衛星，或者電纜電視廣播鏈路，在這種情況下，網關的情況包括衛星或者電纜電視接收機，或者與外部網例如廣播互連網相連，在這種情況下無線網關4包括外部網適配器例如寬帶數據機。廣播鏈路可攜帶一個或多個媒體信道，各包含音頻和/或視頻節目。
無線網關4被配置為選擇一個或多個節目用於存儲和/或向一個或多個無線接收機10、18分布。在這個示例中，第一無線接收機10連接至音頻視頻顯示器12例如電視機，並接收從無線網關4來的音頻和視頻信號，向音頻視頻顯示器12輸出。第一無線接收機10接收從遙控器14來的命令，再重新返回遙控器14，以改變音頻和/或視頻信號。例如命令可以改變音頻和視頻的信道和/或節目，或者向後或向前移動存儲在無線網關4中的節目。
第二無線接收機18與音頻播放機20相連，並接收來自無線網關4的音頻信號向音頻播放機20輸出。由用戶在音頻播放機20輸入產生的命令再重新返回無線網關4以改變音頻信號，例如改變音頻信道或節目編程，或使在無線網關中存儲的節目向後或向前移動。
極化分集無線網關通過正交極化的一對天線6a、6b進行發送和接收。天線不必是完全正交的，但隨著這兩個天線之間的隔離增大，系統的性能會得到改善。
第一接收機10通過也是正交極化的一對天線8a、8b進行接收，並可通過這兩個天線之一或兩者進行發送。第二無線接收機18具有單一天線16，通過它接收從發射天線6a、6b二者來的信號。單一天線16不需要極化。
利用正交極化的接收和發射天線提供極化分集，這有助於克服因正交極化很可能在不同時間和按照不同的數量所致的衰落。由兩個天線8a、8b接收的信號可以進行切換，以便將較高幅度的信號選擇作為至解調器的輸入，或者將兩個信號組合起來，即用最大比率按所選的可變相位組合，從而在解調以前使兩個信號的總計幅度最大。這種帶有多重發射天線和多重接收天線的系統稱作MIMO(多重輸入、多重輸出)系統。
極化-時間分組編碼將空間-時間分組編碼(STBC)應用於極化分集能得到較高的增益，如在例如「A simple transmit diversity technique for wirelesscommunications」，Alamouti M，IEEE Journal on Selected Areas inCommunications，Vol.16，No.8，October 1998 and US patent 6,185,258(『Alamouti』)中所描述的，以及在「Space-time block coding for wirelesscommunicationsperformance results」，Tarokh V，Jafarkhani H，Calderbank AR，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，Vol.17 No.3，March1999，pp.451-460(『Tarokh』)中所總結的。在Alamouti推薦的編碼方案中，發送的數據被映象為各包含兩個符號s1、s2的數據塊。這兩個符號對應於發送時用的調製方案的調製符號。在時間間隔t1和t2向兩個發射天線a1、a2的輸出如下
這裡*號表示復共軛的。
或者，符號可用兩種不同的頻率發送，以代替不同的時間。在接收機方面，接收的信號加至信道估算器和組合器，估算器和組合器向恢復兩個符號s1、s2的最大似然檢測器提供輸入。
這種技術應用於本實施方式，如圖2所示。無線網關4向映象器22輸出將被發送的數據流，映象器22將數據映象為一個符號對，向解碼器24輸出，解碼器24產生如上所述的符號、它的反符號和復共軛。向第一天線6a的輸出由第一調製器26a進行調製，向第二天線6b的輸出由第二調製器26b調製，並被發送。
雖然在任一時刻發送的兩個符號是在兩個發射天線6a、6b不同極化的情況下發送的，但接收天線8a、8b接收到的信號每個都包括兩個符號的分量，有可變的相移、極化和衰減。符號之間的正交極化在傳輸中不能維持，這是由於經過不同材料的反射和傳輸的結果。另外，不要求發射天線6a、6b的極化與接收天線8a、8b的極化對準。
在第一無線接收機10中，來自各天線8a、8b的輸入分別被解調器28a、28b解調，並將結果分別輸出至信道估算器32a、32b和最大似然檢測器30，以驅動發送符號。解映像器34從符號中解映像得到數據流，將這一結果向後級輸出。
注意，STBC也能用於只有一個接收天線，如圖3所示的第二無線接收機18的情況和Alamouti所解釋的。
因此，優選實施方式使用極化-時間分組編碼(PTBC)。
採用窄帶802.11a模擬器，對於7種工作模式進行不同分集技術的效果測試的結果如下
圖4a和4b示出沒有採用分集技術的54位元組包的位錯率(BER)和包出錯率(PER)相對於信噪比(SNR)的曲線圖。圖5a和5b示出對於兩個發射天線和一個接收天線利用PTBC的等效結果，而圖6a和6b示出有兩個發射天線和兩個接收天線的等效結果。
OFDM(正交頻分多路復用技術)上述極化-時間分組編碼能應用於寬帶傳輸，例如OFDM，以及窄帶。在OFDM中，數據流在多個正交頻道之間冗餘地多路復用，這有助於克服無線信道的頻率選擇性衰落，例如多路徑衰落；見例如「A space-timecoded transmitter diversity technique for frequency selective fadingchannels」，Lee K F and Williams D B，Sensor Array and Multichannel SignalProcessing Workshop，2000，pp.149-152.在使用OFDM的實施方式中，調製器26a和26b是多載波調製器，解調器28a和28b是多載波解調器。信道估算和最大似然檢測就每一頻率載波單獨進行。這一實施方式使用OFDM，能用於執行802.11a標準。
直線縫隙縫隙天線下面將描述用作發送和接收天線的較好形式。天線的第一形式是如圖7a和7b所示的直線縫隙縫隙天線，圖7a和7b分別示出平面圖和通過平面A-A的剖面圖。直線縫隙縫隙天線包括具有在頂表蝕刻的縫隙42的空腔46。至天線的信號通過連接器44饋送至位於空腔中心的帶狀帶狀導體40。空腔的基底安裝在接地面上。極化的方向在圖7a中以箭頭P指示。
直線縫隙天線的原型由其間夾有帶狀導體40構成的兩個矩形介電板構成，各在其外表面用銅包蓋。板可以是RT/Duroid(杜羅艾德鉻合金鋼，硬鋁)，介電常數為2.2。縫隙42刻蝕到一個外表面中，板的邊緣用銅箔密封形成空腔46。SMA連接器埠44附接至從空腔46凸出的帶狀導體40的末端。在這個示例中，設計的天線使用2.4GHz和5.2GHz兩個頻率段，尺寸為50×20×3.2mm。
直線縫隙天線安裝在250×250mm的接地面上，對不同極化的5.2GHz的遠場增益進行了三維測量。圖8a和8b分別示出水平和垂直極化的增益。也進行了數據處理，給出圖9a所示的共極性方向圖，和圖9b所示的交叉極性方向圖。共極性方向圖有明顯的優勢。方向圖中的波紋可能是由於接地面的繞射。方向圖表示類似於偶極子波束的寬波束，但是由於接地面的影響基本上是半球狀的。類似的結果也在2.4GHz頻段得到，不同之處是頻率和方向性較低，因為與波長相比接地面的尺寸較小。方向圖性能概括如下
環形縫隙天線適用於本發明實施方式的縫隙天線的第二種形式是環形縫隙天線，如圖10所示。環形縫隙天線類似於直線縫隙天線，不同之處是在空腔46的頂面有一環形縫隙42，空腔46為六邊形，有三個埠44a、44b、44c對應於向六邊形中心延伸並平行和等距於空腔46上下表面的帶狀導體40a、40b、40c。
當一個埠44a被饋以信號時，環形縫隙天線的遠場天線方向圖，水平極化表示在圖11a中，垂直極化表示在圖11b中。由其他埠44b、44c之一個饋送信號產生的天線方向圖相對於所示方向圖旋轉120°。
採用不同相位和幅度的信號向多個埠饋電，能產生不同的方向圖。例如，圖12a和12b分別示出向每一埠(即A+B+C)施加相同信號的共極性和交叉極性響應。結果類似於由上述接地面上由單極子產生的方向圖。圖13a和13b分別示出向埠44b、44c(即B-C)兩個端子施加相位相反的兩個信號的共極性和交叉極性響應。結果是寬廣的極化波束。圖14a和14b分別示出向埠44a施加一個信號和向另外兩個埠44b、44c施加幅度減半相位相反的信號(即A-(B+C)/2)的共極性和交叉極性響應。結果是極化和方向性與圖13a和13b的波束正交的寬波束。
這裡，單環形縫隙天線能產生兩個正交極化波束，一個波束與另一波束的零位交疊，能用來實現兩個天線6a、6b或8a、8b。
天線安裝直線和環形縫隙天線的尺寸使得它們方便地安裝在金屬殼的外表面上例如無線網關4的外殼上。外殼表面起接地面作用。另外，這能使天線基本上嵌平地安裝至無線網關4的外表面，很好地受低介電常數材料例如塑料的非導電外罩的保護。
圖15示出無線網關4的長方體外殼48，在外殼48的頂、前和側面上示出直線縫隙天線的槽42的可能位置a1-a8。也示出了x、y和z方向，其分別平行外殼48的寬、高和深。位置a1、a3和a7是x方向，a2、a4和a6是y方向，a5和a8是z方向。為了在直線縫隙天線對之間達到正交極化，它們必須指向不同的軸，或者至少沿不同的軸具有實質上的長度。
測試了對於每一位置a1-a8以及正交位置對的組合的天線方向圖。不同位置的天線方向圖之間的主要差別是天線方向圖的取向，以及裝有天線並起接地面作用的外殼48的表面的不同尺寸的影響。接地面較大可得到較好的性能，例如在位置a7和a8。但是，最佳覆蓋方向圖從位置a3和a4的組合獲得，在那裡天線基本上設置在一起，而且是正交的。這些位置可平行於前表面旋轉45°，以減小外殼48的相對短的高度的影響。在這個示例中，外殼48的尺寸在圖15所示的x、y和z方向上為300×60×210mm。
如從圖8a和9a所看到的，直線縫隙天線的方向圖包括這些圖中的+x和-x方向上的定向波束，和+y和-y方向上的零。如果一個類似的正交天線加在x-y平面上，一個天線的定向波束與另一天線的零位交疊，給出圍繞z軸基本上是全方向性的並從x-y平面上仰的方向圖。因此，與提供極化分集的優點無關，正交縫隙天線基本上提供全方向性的覆蓋方向圖，至少在一個半球。這種設計有助於避免在家庭環境中使用無線網絡時經常發現的零信號。正交天線基本上提供三維均勻覆蓋，允許在樓層之間以及同一樓層的不同房間之間使用網絡。
同一設備可使用多於一對的發射天線6a、6b或接收天線8a、8b。例如，如果需要完全的球狀覆蓋，則一對天線可設置於外殼48的兩個相對面的每一個面上，用同一信號驅動每對天線中的一個。
類似的正交天線配置能用在第一無線接收機10。正交天線的組合均勻覆蓋意味著接收設備不必與發射天線6a、6b對準以獲得好的接收效果。這對於接收機10是便攜的情況特別重要。
當數據在發射天線的不同極化之間冗餘地發送時，正交縫隙天線的覆蓋優點特別明顯，如帶有上述極化-時間分組碼的情況就是這樣。如果接收機定位在一個天線的零位，則仍然能在另一天線的指方波束中接收到數據。
無線衛星廣播網關本發明一個具體實施方式
中的無線網關4細節表示在圖16中。在這個實施方式中，無線網關4包括衛星廣播接收機，集成在外殼48中。這個實施方式的衛星廣播接收機是基於應用Sky+RTM的機頂盒。
截拋物面天線50接收從衛星電視廣播網絡來的衛星電視廣播信號。接收到的信號輸入到第一和第二調諧器52a和52b，雖然也可以使用任意多數量的調諧器。調諧器52a、52b可調諧到衛星電視廣播網的同一或不同信道，以便同時接收同一或不同的電視節目。從第一和第二調諧器52a和52b來的信號通過正交相移鍵控解調器(QPSK)56，其也可進行正向糾錯。網關4具有硬碟58，其從解調器56接收表現接收的電視節目的被壓縮的視頻和音頻數據，，用於記錄和回放。
接收的信號包括數字編碼的數據。在這個示例中，數據利用數字視頻廣播/運動圖像專家組2(DVB/MPEG 2)標準進行壓縮，該標準允許在單信道中發送節目數據和附加數據(例如交互式服務數據)兩者。DVB/MPEG2能得到高的壓縮比。數據可包括媒體數據例如視頻數據和音頻數據，以及服務數據例如用戶服務數據和節目目錄數據。服務數據可與媒體數據分開進行處理和存儲，並用於提供節目指南功能。硬碟58接收並存儲被壓縮和加密的媒體數據。
無線網關4的功能，包括接收機，是由處理器70控制的，處理器通過總線72與其他部件相連。處理器70訪問存儲器68，包括RAM、用於存儲作業系統和應用程式的閃速存儲器，和ROM。
處理器70通過對調諧器52a和52b調諧控制接收機的工作，以接收所希望的信道的信號，並通過控制硬碟58記錄所希望的電視節目或者回放以前記錄的電視節目。希望節目的瀏覽選擇和客戶服務由通過天線6a、6b之一或二者接收到的遙控的用戶命令進行控制，並由命令接收機76解碼。命令用低帶寬信號，因此不需要分集接收，儘管這是可以使用的。
被選擇的節目或服務作為加密媒體流輸出，直接從解調器56或從硬碟58向STBC編碼器24(為清楚起見，包括映象功能22以及調製器26a和26b)輸出，利用上述PTBC發送技術經過天線6a、6b進行發送。
MAC層和無線網絡協議可由處理器70和/或專用晶片組實現。在這個示例中，網絡協議是根據802.11a標準，以5.2GHz頻段發送。比較好的是，操作限制為模式5、6和7，以提供至少一個視頻流的需要的頻帶。可以使用Hiperlan/2，802.11或802.11e的MAC層。
網絡協議允許同時向不同的接收機10、18發送不同的媒體流，如果有足夠的帶寬可利用的話。無線網關能夠基本上同時從硬碟58(例如通過使用多磁頭、帶冗餘的硬碟陣列，或者時分讀取和緩存)和/或從解調器56讀取多個數據流。
無線網關可包括數據通信接口66，例如與PSTN相連的撥號調製器，或者DSL數據機，以允許與遠程系統交互通信，並從網際網路上接收流媒體數據。
無線接收機下面參考圖17描述本實施方式中與網關4一起使用的接收機10的較詳細的電路圖。接收機10包括接收天線8a、8b，解調器28a、28b，信道估算器32a、32b和最大似然檢測器30，如圖2所示，利用最大比率組合接收和解碼媒體流。
被解碼的媒體流傳送至解碼器80，解碼器80對媒體流進行解密，並利用MPEG2標準將它解碼為音頻和視頻數據。解密可藉助於存儲在智慧卡86上的密鑰並由智慧卡閱讀器84讀取。音頻和視頻數據通過視頻接口82進行轉換，輸出至音頻視頻顯示器12。視頻接口82可以是SCART接口。
遙控器14具有用戶可實現用來產生相應IR代碼的鍵，例如由飛利浦(Philips)開發的RC6標準定義的。這些信號由IR接收機92接收，通過命令解碼器90解碼，並輸入至處理器88，處理器88通過總線94與接收機部件相連。處理器88通過調製器96和天線8a、8b中的一個或兩個在無線網絡上向無線網關4發送相應的命令信號。
無線網關4通過改變在無線網絡上發送給接收機10的媒體內容對命令信號進行響應。例如，用戶可使用遙控器14改變接收的電視節目，跳過或向後或向前掃描接收的電視節目，或者改變由調諧器52a、52b中的任一個所接收的信道。用戶也可以與無線網關4執行的交互性的節目進行交互。
本實施方式中的第二接收機18的詳細型式表示在圖18中。與第一接收機10相同的部件用同樣的參考號碼表示，這裡不再重複描述。在這個特定實施方式中，第二接收機是集成的可攜式無線音頻設備，其中音頻播放機與接收機18集成。設備包括至少一個揚聲器97(最好是立體聲揚聲器)，產生命令信號的小鍵盤99和顯示節目信息的顯示器98。在這個實施方式中，第二接收機18能解密和解碼由無線網關4接收的和/或從硬碟58回放的音頻流，例如無線電節目，或者電視節目的音頻內容。僅用一個天線16來接收音頻流和發送用戶命令，但是，如果要求較好的接收性能，也能夠如在第一接收機10中那樣使用有接收分集和最大比率組合的兩個天線。
備選的實施方式上面以舉列方式對上述實施方式做了描述，但並不意味限制本發明的範圍。在讀了上面的描述後，可以展望其他的一些變形，它們還是落在本發明的權利要求範圍內。
權利要求
1.一種無線區域網設備，其特徵在於具有發送第一和第二正交極化波束的天線配置，並設置為利用在第一和第二波束之間的冗餘發送數字式調製的數據作為調製符號。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於所述符號是使用極化-時間分組碼發送的。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於在第一時間周期每一符號是不修改的發送的，在第二時間周期是作為復共軛發送的。
4.根據權利要求3所述的設備，其特徵在於符號成對編碼，使每對符號在第一周期中不修改地發送，而在第二周期中，符號對中的一個作為復共軛發送，而符號對中的另一個作為負的復共軛發送。
5.根據前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特徵在於被設置為使用正交頻分多路復用發送數據。
6.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於每一調製的符號以頻率冗餘發送。
7.根據前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特徵在於第一和第二波束都是包括至少一個零位的定向波束，第一定向波束與第二定向波束的零位交疊。
8.根據前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特徵在於天線配置包括第一和第二縫隙天線。
9.根據權利要求8所述的設備，其特徵在於第一和第二天線是具有正交排列的縫隙的直線縫隙天線。
10.根據權利要求7所述的設備，其特徵在於天線配置包括環形縫隙天線。
11.根據前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特徵在於包括具有一個或多個實質上平的表面的外殼，第一和第二天線中的每一個基本上都是平的，並且配置成與所述實質上平的表面之一平行。
12.根據權利要求11所述的設備，其特徵在於第一和第二天線中每一個與所述實質上平的表面之一基本上共面。
13.根據權利要求11或12所述的設備，其特徵在於一個或多個實質上平的表面是導電的。
14.根據前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特徵在於所述數據包括媒體流。
15.根據權利要求14所述的設備，其特徵在於設備包括用於接收從區域網以外的資源來的媒體流的內容的接收裝置。
16.根據權利要求15所述的設備，其特徵在於接收裝置包括電視廣播接收機，其中所述設備配置成在區域網上發送由電視廣播接收機接收的電視節目作為媒體流。
17.根據權利要求16所述的設備，其特徵在於所述設備包括用於在區域網上在發送之前存儲電視節目的裝置。
18.根據權利要求14至17中的任一項所述的設備，其特徵在於設備配置成在所述網上向接收機設備發送所述媒體流，並響應從所述接收機設備接收到的命令改變區域網上的媒體流的內容。
19.一種無線區域網設備，其特徵在於具有接收正交極化的第一和第二信號的天線配置，並配置成接收利用正交極化之間的冗餘發送的數字式調製數據。
20.根據權利要求19所述的設備，其特徵在於所述設備配置成對通過利用最大比率組合的第一和第二信號接收到的數據進行解碼。
21.根據權利要求19或20所述的設備，其特徵在於所述數據是利用極化-時間分組碼進行編碼的。
22.根據權利要求19至21中的任一項所述的設備，其特徵在於天線配置成產生第一和第二定向波束，各具有至少一個零位，第一定向波束與第二定向波束的零位交疊。
23.根據權利要求22所述的設備，其特徵在於天線配置包括一個或多個縫隙天線。
24.根據權利要求23所述的設備，其特徵在於天線配置包括具有正交排列的縫隙的第一和第二直線縫隙天線。
25.根據權利要求23或24所述的設備，其特徵在於包括具有一個或多個實質上平的表面的外殼，一個或多個縫隙天線實質上是平的，並配置成與所述實質上平的表面之一平行。
26.根據權利要求25所述的設備，其特徵在於一個或多個縫隙天線的每一個與所述實質上平的表面之一實質上共面。
27.根據權利要求25所述的設備，其特徵在於一個或多個實質上平的表面是導電的。
28.根據權利要求19至27中的任一項所述的設備，其特徵在於數據包括媒體流，所述設備配置成解碼並輸出所述媒體流。
29.根據權利要求28所述的設備，其特徵在於媒體流包括編碼的視頻流，而所述設備配置成在輸出之前對編碼的視頻流進行解碼。
30.根據權利要求28或29所述的設備，其特徵在於媒體流被加密，和設備配置成在輸出之前解密被加密的媒體流。
31.根據權利要求28至30中的任一項所述的設備，其特徵在於包括用於在區域網上發送控制命令以便改變媒體流的內容的裝置。
32.一種無線區域網路，其特徵在於包括發射機，其配置成利用第一和第二極化之間的冗餘發送數字式調製的數據，和一臺或多臺接收機，各配置成接收所述數字式調製的數據。
33.根據權利要求32所述的網絡，其特徵在於至少一臺接收機配置成接收具有正交極化的第一和第二信號中的數據。
34.根據權利要求33所述的網絡，其特徵在於至少一臺接收機配置成利用最大比率組合對數據進行解碼。
35.根據權利要求32至34中的任一項所述的網絡，其特徵在於所述數據是利用極化-時間分組碼發送的。
36.根據權利要求32至35中的任一項所述的網絡，其特徵在於發射機配置成在所述網絡上向一臺或多臺接收機發送的一個或多個媒體流。
37.根據權利要求36所述的網絡，其特徵在於發射機配置成從區域網之外的資源接收一個或多個媒體節目，所述一種或多種媒體流是從所述一個或多個媒體節目中得到的。
38.根據權利要求37所述的網絡，其特徵在於所述發射機包括接收所述一個或多個媒體節目的廣播接收機。
39.根據權利要求37或38所述的網絡，其特徵在於所述媒體節目在由所述發射機接收以前被加密，一個或多個接收機配置成對從所述加密媒體節目中得到的媒體流進行解密。
40.根據權利要求36至39中的任一項所述的網絡，其特徵在於所述接收機中的至少一個包括裝用於在無線網絡上向發射機發送控制命令的裝置，以改變由該接收機接收到的媒體流之一的內容。
41.一種無線區域網設備，具有至少第一和第二天線，配置成利用第一和第二天線之間的冗餘發送調製數據，其特徵在於每個天線的遠場方向圖包括定向波束和零位，和第一天線的波束設置成與第二天線的零位交疊。
42.根據權利要求41所述的設備，其特徵在於第一和第二天線正交地極化。
43.根據權利要求42所述的設備，其特徵在於第一和第二天線是縫隙天線。
44.根據權利要求43所述的設備，其特徵在於第一和第二天線是具在正交排列的縫隙的直線縫隙天線。
45.根據權利要求41至44中的任一項所述的設備，其特徵在於包括具有一個或多個實質上平的表面的外殼，第一和第二天線中的每一個實質上都是平的，並被配置成與所述實質上平的表面之一平行。
46.根據權利要求45所述的設備，其特徵在於第一和第二天線中的每一個與所述實質上平的表面之一實質上共面。
47.根據權利要求45或46所述的設備，其特徵在於一個或多個實質上平的表面是導電的。
48.一種直線縫隙天線，其特徵在於包括第一和第二平行導電面，在所述導電面之間具有導電邊緣；在所述導電面之間的空腔，其厚度實質上小於第一和第二平行導電面的尺寸；在第一導電面中的直線縫隙；和實質上配置在空腔的中心並與所述縫隙正交的帶狀導體。
49.根據權利要求48所述的天線，其特徵在於所述第二平行導電面設置在接地平面上。
50.根據權利要求49所述的天線，其特徵在於所述接地平面是無線網絡設備外殼的平的導電錶面。
51.一種無線網絡設備，其特徵在於具有包括平的導電錶面的外殼和安裝在所述平的導電錶面上的直線縫隙天線。
52.一種環形縫隙天線，其特徵在於包括第一和第二平行導電面，具有在所述平行導電面之間的導電邊緣；在所述平行導電面之間的空腔，其厚度實質上小於第一第二面的尺寸；在第一導電面中的環形縫隙；和至少第一和第二相互傾斜移位的帶狀導體，帶狀導體實質上配置在空腔的中心，並與環形縫隙的圓周正交。
53.根據權利要求52所述的天線，其特徵在於第二平行導電面安裝在接地平面上。
54.根據權利要求53所述的天線，其特徵在於接地平面是無線網絡設備外殼的平的導電錶面。
55.根據權利要求52至54中的任一項所述的天線，其特徵在於配置成接收在第一和第二帶狀導體之間帶有相位差的信號，以產生極化波束。
56.一種環形縫隙天線，其特徵在於包括第一和第二平行導電面，帶有在所述平行導電面之間的導電邊緣；在平行導電面之間的空腔，其厚度實質上小於第一和第二平行導電面的尺寸；第一導電面上的環形縫隙；和等間隔的第一、第二和第三帶狀導體，帶狀導體基本上配置在空腔的中心，並與環形縫隙的圓周正交。
57.根據權利要求56所述的天線，其特徵在於第一和第二平行導電面實質上是六邊形。
58.根據權利要求56或57所述的天線，其特徵在於配置成在第一帶狀導體上接收信號，而在第二帶狀導體上接收該信號的反相信號，以便產生極化波束。
59.根據權利要求58所述的天線，其特徵在於進一步配置成在第三帶狀導體上接收該信號的反相信號。
60.根據權利要求59所述的天線，其特徵在於各所述反相信號具有大約為第一帶狀導體上的信號的一半幅度。
61.一種無線網絡設備，其特徵在於具有包括平的導電面的外殼和安裝在所述平的導電面上的環形縫隙天線。
62.一種無線媒體設備，其特徵在於配置成在區域網上向一個和多個接收機發送一個或多個媒體流，所述設備包括正交排列的直線縫隙天線，並被配置成利用空間-時間分組碼經過第一和第二天線發送所述一個或多個媒體流。
63.一種無線媒體網絡，其特徵在於包括無線媒體發射機，其被配置成在區域網上向一個或多個接收機發送一個或多個媒體流，所述發射機包括第一和第二正交極化的直線縫隙天線，並配置成利用極化-時間分組碼經過第一和第二天線發送所述一個和多個媒體流；和一個或多個接收機，其包括利用最大比組合對從第一和第二天線接收到的信號進行解碼的裝置。
64.一種無線媒體網關設備，其特徵在於配置成在區域網上接收一個或多個媒體節目和發送一個或多個媒體節目，所述設備包括正交排列的第一和第二直線縫隙天線，並配置成利用空間-時間分組碼經過第一和第二天線發送所述一個或多個媒體節目。
全文摘要
無線網絡設備(4)，例如無線媒體中心，具有配置成提供發送和/或接收極化分集的正交極化天線(6a、6b)。天線可配置成致使它們的零位不重合，以產生隨方向增益很小變化的組合天線方向圖。天線可設置在一起並正交配置。最好是組合天線方向圖在仰角以及方位上基本上是全方向性的。這種配置提供三維環境的均勻覆蓋。發射機可利用極化－時間分組碼發送數據。用在無線網絡上的無線接收機(10、18)可以有一個天線或兩個正交極化的天線。接收機(10、18)對所接收的信號應用最大比組合。信號可以是OFDM信號，接收機獨立地對各個頻道應用最大比組合。天線可以是平坦直線的或環形的縫隙天線，其提供強極化波束，並能集成在設備的外殼中。
文檔編號H01Q13/18GK101023599SQ200580022239
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月1日 優先權日2004年7月1日
發明者安德魯·R·尼克斯, 安德魯·喬治·利利 申請人:英國天空廣播公司