用于桥接至LTE无线通信网络的系统和方法

技术领域

本发明总体涉及无线通信系统和方法，并且尤其涉及用于桥接至无线通信 网络的系统和方法，由此能够使不具有足以直接联接到无线通信网络的信号强 度的用户设备借助桥接系统仍然接入这样的无线通信系统和方法。

背景技术

无线通信网络被广泛部署以提供各种通信服务，诸如语音、视频、分组数 据、消息传送和广播等。这些无线网络可以为能够通过共享可用的网络资源支 持多个用户的多址接入网络。通常为多址接入网络的这些网络通过共享可用的 网络资源支持用于多个用户的通信。这样的网络的一个示例为通用地面无线接 入网（UTRAN）。UTRAN为被限定为通用移动通信系统（UMTS）的一部分的 无线接入网络（RAN），通用移动通信系统是第三代合作伙伴计划（3GPP）支 持的第三代（3G）移动电话技术。多址接入网络格式的示例包括码分多址 （CDMA）网络、时分多址（TDMA）网络、频分多址（FDMA）网络、正交频 分多址（OFDMA）网络和单载波频分多址（SC-FDMA）网络。

无线通信网络可包括大量的基站或“节点B”，基站或“节点B（Node B）” 可以支持用于大量用户设备（UE）的通信。UE可以通过下行链路和上行链路与 基站通信。下行链路（或前向链路）是指从基站到UE的通信链路，上行链路（或 反向链路）是指从UE到基站的通信链路。

基站可以将数据和控制信息在下行链路上发送至UE和/或可以在上行链路 上从UE接收数据和控制信息。UE欲发送的数据包在UE处排队等候，关于UE 应当在何时被调度用于上行链路传输以及给UE分配多少资源，由基站来做决 定。

因此，移动电话（例如，蜂窝电话）传统上通过专用基站网络进行通信。 大多数当前的移动电话与基站的蜂窝网络连接，基站的蜂窝网络可接着与公共 交换电话网（PSTN）互连。在数据包由无线通信协议支持的一些情况下，基站 的蜂窝网络可以与分组数据网络（诸如，互联网）可通信地联接（例如，借助 一个或多个网关设备），由此使UE（例如，移动电话）能够浏览网络和/或与其 他设备（诸如计算机服务器）进行其他数据包交易（例如，接收和/或发送数据 包）。基站（或“蜂窝塔”）通常提供大面积的覆盖。这样的塔的区域覆盖有时 被称为宏小区（macrocell）。这些基站通常被定位成向最大数量的蜂窝电话用户 引入最大覆盖范围。上文描述的传统蜂窝电话网络在本文中被称为“移动核心 网络”（或简称为“移动核心”）。

因此，蜂窝网络（诸如上文描述的那些蜂窝网络）在本文中被称为“移动 核心网络”（或简称为“移动核心”）。应该理解，尽管在描述以上的示例性移动 核心网络中使用了通常与特定网络标准和协议关联的术语，但本文讨论的移动 核心网络可包括多种配置，诸如全球移动通信系统（GSM）、CDMA、时分多址 （TDMA）、UMTS、第二代（2G）、第三代（3G）、高速分组接入（HSPA）、时 分-同步码分多址（TD-SCDMA）、时分-码分多址（TD-CDMA）等。这些移动 核心网络和其他移动核心网络的组成和功能为本领域所公知的，因此在本文中 不再详细描述。

使用多种无线通信网络（诸如，CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA 和其他网络）的任一种无线通信网络可形成移动核心网络。术语“网络”和“系 统”通常可互换使用。CDMA网络可实施无线技术，诸如通用地面无线接入 （UTRA）、通信工业协会（TIA）的等。UTRA技术包括宽带CDMA （WCDMA）和CDMA的其他变型。技术包括电子工业联盟（EIA） 和TIA制定的IS-2000标准、IS-95标准和IS-856标准。TDMA网络可实施无线 技术，诸如全球移动通信系统（GSM）。OFDMA网络可实施无线技术，诸如演 进的UTRA（E-UTRA）、超移动带宽（UMB）、IEEE 802.11（Wi-Fi）、IEEE 802.16 （WiMAX）、IEEE 802.20、Flash-OFDMA等。UTRA和E-UTRA技术为通用移 动通信系统（UMTS）的一部分。3GPP长期演进（LTE）和高级的LTE（LTE-A） 为使用E-UTRA的UMTS的较新的版本。来自被称为“第三代合作伙伴计划” （3GPP）的组织的文献中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和 GSM。来自被称为“第三代合作伙伴计划2”（3GPP2）的组织的文献中描述了 和UMB。

在传统的蜂窝电话网络（或上文描述的“移动核心”）中，宏小区基站的覆 盖是不均匀的。例如，个别建筑物的室内可能信号较弱。因此，最近已经演进 为添加无线路由器毫微微小区（femtocell）基站。毫微微小区有时被称为“家庭 基站”、“接入点基站”、“3G接入点”、“小型蜂窝基站”和“个人2G-3G基站”。 通常，毫微微小区是被设计成用在住宅或小型商业环境中的小型蜂窝基站。其 借助宽带（诸如，DSL或线缆）连接至服务供应商的网络并且通常在住宅场景 中支持2个到5个无线通信设备（例如，电话）。毫微微小区允许服务供应商在 作为目标的小范围地理位置（诸如在用户的家中或企业中，尤其是在接入受限 或不可用的位置）内扩展服务覆盖范围，而无需昂贵的蜂窝塔。

因此，毫微微小区可直接布置在无线用户的住所内，诸如，家中或办公室 中。利用传统的毫微微小区，无线通信设备（例如，蜂窝电话）通过传统的许 可频谱接入毫微微小区基站，并且手机通过实施传统的移动网络标准的无线链 路连接到该毫微微小区。毫微微小区和附接的移动用户设备（UE）之间的功率 级通常远低于宏小区基站收发信台（BTS）和UE之间的功率级，这是因为毫微 微小区的有限范围旨在覆盖小得多的地理区域（例如，用户的住所）。

在大多数毫微微小区设计中，至移动网络或公共交换电话网（PSTN）的连 接性通过互联网连接来提供，并且呼叫通过互联网协议电话（Voice over Internet  Protocol（VoIP））连接。也可以使用其他技术，诸如，在移动用户设备（例如， 手机）和个人计算机或外围设备之间使用蓝牙连接，如来自英国电信公司（BT） 的Glide产品中所实现的。通常，移动运营商目前关注于UMA和毫微微小区方 法。

通常，毫微微小区包含典型的基站的功能，但将其扩展成允许更简单的、 独立的（self-contained）部署。例如，UMTS毫微微小区可以被实现为含有节点 B（Node B）、无线网络控制器（RNC）和具有用于回程的以太网的GSN。尽管 非常关注UMTS的工业，但毫微微小区的概念可应用于所有的标准，这些标准 包括GSM、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX方案。

对于移动用户，毫微微小区的吸引力在于覆盖范围和性能上的改进，尤其 是在室内。毫微微小区提供了实现固定网络与移动网络融合（FMC）的益处的 另一方式。区别之处在于，大多数FMC架构需要与现有的家庭/企业的Wi-Fi 接入点协作的新型（双模）手机，而基于毫微微小区的部署将通过安装新接入 点而与现有手机协作。

目前在移动服务供应商的网络内存在两种广泛的毫微微小区架构方法：1） 基于所有-IP（SIP/IMS）的方法，和2）基于IP RAN的方法。基于SIP/IMS的 方法通过基于SIP或IMS的网络来集成毫微微小区。该方法对基于SIP的VoIP 网络施加影响，以实现成本效益高的传输，同时与蜂窝核心交互工作以扩展传 统电路交换服务。在该方法中，用户端设备（CPE）将蜂窝信号转换成SIP并且 关联至SIP-MSC互连功能（IWF），该SIP-MSC互连功能连接至SIP（或IMS） 网络和电路交换网络。

基于IP RAN的方法有效地将毫微微小区看作扩展进入运营商RAN网络并 且将毫微微小区绑入网络的边缘处的电路转换核心。这通常涉及通过IP输送 “Iub”消息至无线网络控制器（RNC）或改进的RNC/集线器（Iub为RNC使 用的接口以控制在UMTS网络中的多个节点B）。

发明内容

本发明的实施方式总体涉及无线通信系统和方法，以及尤其涉及用于桥接 至无线通信网络的系统和方法，由此使不具有足以直接联接到该无线通信网络 的信号强度的用户设备借助桥接系统能够仍然接入这样的无线通信系统和方 法。

通常伴随部署新的无线通信协议（例如，标准）产生两难的（“catch-22”） 困境。一方面，需要广泛部署宏基站以扩建无线网络的覆盖来促使终端用户对 技术的采用。例如，如果没有充分的覆盖来使用户能够利用新的无线通信协议， 则终端用户将不想要买进能够使用该新的无线通信协议的服务和设备。另一方 面，服务供应商在开始时通常并不充分扩建新的通信网络的覆盖，而是在用户 采用该新的技术时逐渐扩建该网络。例如，服务供应商可能最初关注于实施基 站以向人口高度集中的城市地区提供覆盖，而通常在开始时向较少人口的农村 地区提供小得多的覆盖。

因此，特别地，当新的无线通信协议已部署并且在其在移动核心网络中获 得足以提供广泛的地理覆盖的宏基站部署之前，可能需要提供一种用于将该新 的无线通信协议的应用扩展至这样的覆盖不强的区域的解决方案。

当前正在体验的这样的新开发的通信协议的一个示例是从3G到LTE或高 级LTE（“LTE-A”）的转换，LTE或高级LTE在本文中以另一方式被统称为 “LTE/-A”。通常，LTE/-A系统在整个移动核心网络中采用异构基站，其中，这 样的异构基站具有不同的功率级。此外，如本文中进一步讨论的，在LTE/-A系 统中，异构基站以协调的方式运行以最小化UE经受的干扰或噪音。具有LTE/-A 系统的这些特征的任何无线通信系统在本文中通常被称为“基于LTE的系统”。 也就是说，本文中所用的“基于LTE的系统”通常是指具有异构基站（不同功 率级）的任何无线通信系统，所述无线通信系统以协调的方式运行以执行资源 协调和干扰管理的协调（例如，最小化UE经受的干扰或噪音），同时在本文中 使用的“LTE/-A”更具体地指LTE标准或高级LTE（LTE-A）标准。显然，LTE/-A 提供了基于LTE的系统的示例，但其他无线通信标准也可类似地具有被视为基 于LTE的系统的上述特征。

作为一项技术，LTE/-A提供了很多优于3G的优点-较高吞吐量、较低的延 迟，从较低的700-800兆赫波段（其可以用于覆盖农村地区）到2600兆赫波段 （其可以用于高容量的城市地区）的频段的大量的载波现具有用于LTE/-A的部 署策略。在最初的转换阶段期间，大量的运营商将关于以下方面具有问题：覆 盖他们想要用LTE/-A技术进行服务的整个地理区域。因此，需要产生一种方案， 该方案有助于使该新的服务进入可能不具有服务覆盖或具有不满意的服务覆盖 的用户家庭中。

此外，LTE/-A为用户带来了许多新的或与3G支持的应用不同的类型的应 用。例如，在LTE/-A中更多地关注于“固定的”无线技术，这是因为其提供较 高的吞吐量、具有较高的容量、并且因此能够使用户在他们的家中进行更多的 应用，而3G主要关注于为用户的移动手机获得更大的带宽（用于电子邮件，等）。 因此，当3G提供了主要针对移动用户的通信协议时，LTE/-A提供了可以用于 支持固定的地理位置处（诸如在用户的家中或企业位置中）的大量应用的通信 平台。因此，例如，LTE/-A可以用以提供用户的家庭电话连接、家庭互联网连 接、在线游戏应用和用户家庭中的多种其他的通信应用。因此，尽管LTE/-A提 供了实现用于移动无线设备（诸如，蜂窝电话等）的通信的移动通信协议，但 LTE/-A潜在地可以用以提供用于用户的家庭或企业的通信的全部（或大部分）， 由此潜在地消除独立的基于陆地的电话线/服务以及独立的互联网供应商服务 （例如，DSL、线缆或其他的互联网接入服务），有利于针对所有这样通信利用 LTE/-A。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种桥接系统，其用于使建筑物内的 一个或多个用户设备能够与基于LTE的无线通信网络可通信地联接。所述用户 设备在所述建筑物内可能具有不足以能够直接与基于LTE的无线通信网络联接 （没有采用该桥接系统）的信号强度。该桥接系统包括：用以布置在建筑物外 部的外部模块，所述外部模块用以与所述基于LTE的无线通信网络可通信地联 接；以及用以布置在所述建筑物内部的内部模块，所述内部模块用以借助不同 的接口与所述用户设备可通信地联接。设置在所述内部模块和所述用户设备之 间的不同的接口，不同于在所述外部模块和基于LTE的无线通信网络之间的接 口。例如，在所述内部模块和所述用户设备之间的不同的接口可以为短距离空 中接口（例如，WiFi接口）、不同的长距离空中接口（例如，基于3G的无线通 信）或有线接口（例如，USB接口或以太网接口）。在外部模块和内部模块之间 提供通信联接，以实现用户设备和基于LTE的无线通信网络之间的通信。这样 的通信联接可以为有线联接，举一个例子，该有线联接可以采用在Cat5线缆上 的基于以太网的通信。

外部模块从基于LTE的无线通信网络接收的通信可以被转换成不同的协 议，该转换成不同的协议的通信随后借助与所述内部模块的通信联接被传送至 所述内部模块，并且随后借助所述不同的接口被传送到所述用户设备。类似地， 内部模块借助所述不同的接口从所述用户设备接收的通信可以被转换成不同的 协议，该转换成不同的协议的通信随后借助与所述外部模块的通信联接被传送 到所述外部模块，并且随后由所述外部模块通过所述基于LTE的无线通信网络 发送。

外部模块可包括天线、接收器、发送器、用于与内部模块联接的有线接口 以及用于在基于LTE的无线通信和与内部模块联接的有线通信之间转换的转换 器。在一些实施方式中，外部模块被配置成优化与基于LTE的无线通信网络的 通信联接。例如，可以使用安装工具来辅助布置外部模块、定向其天线和/或配 置该外部模块以优化其与基于LTE的无线通信网络的联接。

内部模块可包括用于与外部模块联接的有线接口、用于与路由器设备联接 的有线接口和用于在与外部设备联接的通信和与路由器设备联接的通信之间转 换的转换器。此外，在一些实施方式中，路由器设备不是固有地被配置成，联 接到基于LTE的无线通信网络或内部模块和外部模块并且与基于LTE的无线通 信网络或内部模块和外部模块一起运作。路由器设备可以提供用于与用户设备 联接的不同的接口，诸如短距离空中接口、不同的长距离空中接口（例如，3G 通信）和/或有线接口。例如，在一个实施方式中，路由器设备包括用于与内部 模块联接的有线接口、接收器、发送器以及近距离空中接口、不同的远距离空 中接口（例如，3G通信）中的至少一个，以及用于提供用以与用户设备联接的 不同接口的有线接口。在一些实施方式中，内部模块还包括馈电器，该馈电器 用于借助与外部模块的有线接口传输电力至外部模块。

上文已经相当宽泛地概括本发明的特征和技术优势以便可以更好地理解下 文中的本发明的具体描述。本发明的另外的特征和优点将在下文描述，其形成 本发明的权利要求的主题。本领域的技术人员应该理解，公开的概念和具体实 施方式可以容易地用作用于改动或设计用于执行与本发明相同目的的其他结构 的基础。本领域的技术人员还应该理解，这样的等同构造不脱离所附的权利要 求书中提出的本发明的精神和范围。当结合附图考虑以下描述时，认为是本发 明的特性的新颖特征（关于其组织和操作方法）以及其他目的和优势可以得到 更好地理解。然而，应该明确地理解，每个附图仅用于例证和说明的目的并且 不旨在作为本发明的范围的限定。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现结合附图参考以下描述，其中：

图1示出根据本发明的一个实施方式的示例性桥接系统；

图2示出根据本发明的另一个实施方式的示例性桥接系统；以及

图3示出根据本发明的实施方式的示例性操作流程图。

具体实施方式

下文结合附图阐述的具体描述旨在作为各种配置的描述并且不旨在展示可 以实施本文所描述的概念的仅有的配置。具体描述包括为了提供对各种概念的 透彻理解的目的的具体细节。然而，对于本领域的技术人员明显的是，这些概 念可以脱离这些具体细节实施。在一些情况中，以框图形式示出了公知的结构 和部件以避免混淆这些概念。

本文中使用的术语“示例性”是指“充当示例、例子或说明”。本文中被描 述为作为“示例性”的任一实施方式不一定被理解成优选的或优于其他实施方 式。

图1示出根据本发明的一个实施方式的示例性系统100。系统100包括用于 通信的无线网络130，例如，该无线网络可以为长期演进LTE/-A网络或其他基 于LTE的系统。无线网络130包括大量的基站，诸如基站121A和基站121B， 这些基站可被称作宏基站（macro base station）、接入点、节点B，或演进节点B （eNB）。无线网络130还可包括多种其他的网络实体，诸如，中继站、网关、 路由器、控制器、开关和/或可以在形成无线通信网络基础设施中实施的其他设 备，所述多种其他的网络实体未示出以避免不必要地转移对系统100中的其他 方面的注意。然而，图1中为了便于说明，示出了两个基站121A、121B，要理 解，任意数量的这样的基站可以被部署以形成无线通信系统130，并且这样的基 站在本文中统称为基站121。

基站121可以为互相通信的和/或与UE（诸如UE 140）通信的站点，并且 每个基站121可提供用于特定地理区域的通信覆盖。在3GPP中，术语“小区 （cell）”可以指服务于特定地理覆盖区域的eNB和/或eNB子系统的该覆盖区域， 这取决于该术语所用的环境。此外，无线通信网络130可以与其他网络（诸如 数据网络（例如，互联网150）、公共交换电话网（PSTN）等）可通信地联接。

基站121中的每一个可以提供用于宏小区的通信覆盖，宏小区通常可以覆 盖相对大的地理区域（例如，半径为数千米）并且可允许UE通过与网络供应商 进行服务订购来不受限制地接入。在所说明的示例中，无线通信网络130中的 基站121根据特定的无线通信协议（或“标准”）来实现无线通信。例如，基站 121A/121B可以支持根据LTE/-A的无线通信，用于它们相应的覆盖区域，所述 无线通信一般地分别示为无线通信122A和无线通信122B。

通常，LTE/-A系统在整个移动核心网络130中采用异构基站121，其中这 样的异构基站具有不同的功率级。此外，如本文中进一步讨论的，在LTE/-A系 统中，异构基站以协调的方式操作来执行资源协调和干扰管理的协调（例如， 最小化UE经受的干扰或噪音）。

例如，在LTE/-A中，基站（或“eNB”）121可提供用于宏小区、微微小区、 毫微微小区和/或其他类型的小区的通信覆盖。宏小区通常覆盖相对大的地理区 域（例如，半径为数千米）并且可允许UE（诸如，UE 140）通过与网络供应商 进行服务订购来不受限制地接入。微微小区通常会覆盖相对较小的地理区域并 且可允许UE（诸如，UE 140）通过与网络供应商进行服务订购来不受限制地接 入。毫微微小区通常也会覆盖相对小的地理区域（例如，家庭）并且，除了不 受限制的接入之外，还可以通过UE与毫微微小区关联（例如，在封闭型用户群 组（CSG）中的UE，用于家庭中用户的UE等）来提供限制性接入。

用于宏小区的eNB 121可以被称为宏eNB。用于微微小区的eNB 121可以 被称为微微eNB。并且，用于毫微微小区的eNB 121可以被称为毫微微eNB或 家庭eNB。网络130可包括任意数量的这样的异构eNB 121。eNB 121可支持一 个或多个（例如，两个、三个、四个等）小区。此外，网络130内的网络控制 器可联接到一组eNB 121并且为这些eNB提供协调和控制。网络控制器可借助 回程来与eNB 121通信。eNB 121也可以互相通信，例如，借助无线回程或有线 回程直接通信或间接通信。

UE（诸如，UE 140）被分布在整个无线网络130中，并且各个UE可以为 固定的或移动的。UE也可被称作终端、移动台、用户单元和站点等。UE可以 为蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、无线调制解调器、无线通信设备、手持设 备、便携式计算机、无绳电话、无线本地环路（WLL）站点等。UE可以能够与 宏eNB、微微eNB、毫微微eNB、中继站等通信。

LTE/-A在下行链路上采用正交频分多路复用（OFDM）并且在上行链路上 采用单载波频分多路复用（SC-FDM）。OFDM和SC-FDM将系统带宽分成多个 （K个）正交子载波（通常也被称为tone、bin等）。每个子载波可以用数据调 制。通常，在频域中利用OFDM以及在时域中利用SC-FDM发送调制符号。 相邻子载波之间的间隔可以是固定的，并且子载波的总数量（K）可取决于系统 带宽。例如，对于1.25兆赫（MHz）、2.5MHz、5MHz、10MHz或20MHz的相 应系统带宽，K可以分别等于128、256、512、1024或2048。系统带宽也可以 被划分成子带。例如，一子带可以覆盖1.08MHz，并且对于1.25兆赫（MHz）、 2.5MHz、5MHz、10MHz或20MHz的相应系统带宽，可分别具有1个子带、2 个子带、4个子带、8个子带或16个子带。

UE（诸如UE 140）可以在多个eNB 121的覆盖内。这些eNB之一，诸如 eNB 121A，可以被选择来服务于UE 140。可以基于多个标准（诸如，接收功率、 路径损耗、信噪比（SNR）等）选择服务的eNB。

因此，异构网络（例如网络130）可具有不同功率级的eNB 121。例如，对 于宏eNB、微微eNB和毫微微eNB，可以以降低的功率级限定三个功率级。当 宏eNB、微微eNB和毫微微eNB为同信道部署时，宏eNB（干扰源eNB）的功 率谱密度（PSD）可以大于微微eNB和毫微微eNB（受害者eNB）的PSD，对 微微eNB和毫微微eNB产生大量的干扰。可以采用受保护的子帧，以减少或最 小化对微微eNB和毫微微eNB的干扰。也就是说，可以为受害者eNB调度受 保护的子帧，以与干扰源eNB上的被禁止的子帧对应。

因此，无线网络130可以使用一组不同的eNB 121（即，宏eNB、微微eNB、 毫微微eNB和中继站）以改善系统的每单位面积的频谱效率。因为无线网络130 使用这样的不同的eNB 121用于其谱段，所以其也可被称为“异构网络”。宏eNB 通常由无线网络130的供应商精心计划和布置。宏eNB通常以高功率级（例如， 5W到40W）发射。通常以低得多的功率级（例如，100mW到2W）发射的微 微eNB 121和中继站可以以相对未计划的方式被布置，以消除宏eNB提供的覆 盖区域中的覆盖盲区并且改善热点的性能。然而，通常独立于无线网络130部 署的毫微微eNB 121可以并入到无线网络130的覆盖区域中，作为无线网络130 的潜在接入点（如果得到它们的管理员授权的话），或者至少作为可以与无线网 络130的其他eNB 121通信的主动的且有意识的eNB，以执行资源协调和干扰 管理的协调。毫微微eNB通常也以比宏eNB低得多的功率级（例如，100mW 到2W）发射。

在异构网络（诸如无线网络130）的操作中，每个UE（例如，UE 140）通 常由具有较好的信号质量的eNB 121服务，而从其他eNB 121接收的不需要的 信号被看作干扰。虽然这样的操作原理可导致显著的次优性能，但通过在eNB 121中使用智能的资源协调、较佳的服务器选择策略和用于有效的干扰管理的更 先进的技术，可以在无线网络130中实现网络性能改进。

当与宏eNB 121相比时，微微eNB 121的特征在于低得多的发射功率。微 微eNB 121还通常会以自组织（ad hoc）的方式被布置在网络130的周围。因为 该未计划的部署，预计具有微微eNB布置的无线网络可以具有较大的低信噪比 状态的区域，这可导致对于至覆盖区域或小区的边缘上的UE（“小区边缘”UE） 的控制信道传输而言，有更具挑战的RF环境。此外，宏eNB的发射功率级和 微微eNB的发射功率级之间的潜在的巨大差异（例如，大约20dB）意味着，在 混合部署中，微微eNB的下行覆盖区域将远小于宏eNB的下行覆盖区域。

即使是对于部署各种宏eNB、微微eNB和/或毫微微eNB 121以形成无线通 信网络130而言，建筑物101（尤其在一些农村地理位置中）内的覆盖可能并不 令人满意并且可能不足以能够使通信设备（可以被称为UE）通过无线网络130 通信，所述通信设备诸如为在图1的示例中示出的设备124A、设备124B、设备 172和设备173。根据本发明的实施方式，在建筑物101（例如，家庭、企业或 其他固定建筑物）处采用外部模块102和内部模块103，以使无线通信系统130 能够用于建筑物101内的可能不具有足够的信号强度来从建筑物101的里面接 入无线通信网络130的用户。例如，在这样的建筑物101内的用户可以采用无 线设备(例如设备124A和/或设备124B）来借助无线通信系统130与另一UE 140 通信（例如，进行语音通信、文本消息发送等）。如另一个示例，在这样的建筑 物101内的用户可以采用无线设备（诸如设备124A和/或设备124B）来借助无 线通信系统130接入互联网150，例如用于与计算机服务器设备160（例如，寄 存网页的网络服务器等）通信。如再一示例，在一些实施方式中，用户可采用 有线设备172和/或有线设备173，所述有线设备可借助以太网接口171、USB 接口170、或用于通过无线通信网络130通信的其他有线接口来被可通信地联接。

如上文所讨论的，在无线通信系统130的覆盖为强的情况下，用户可以能 够直接接入这样的系统130。例如，在可能部署有很多基站121的人口密集的城 市地区中，可以提供强的无线覆盖以使用户在他们的家庭/企业中具有充分的信 号强度来直接接入这样的无线通信系统130。然而，在一些情况下，个别建筑物 可能在室内具有弱的无线信号，例如，在农村地区中，可能未部署充分数量的 基站来为建筑物101中的室内接入提供强信号强度。如上文所述，尤其是当相 对新的无线通信协议/技术发布时，情况常常就是如此，例如当前LTE/-A就是如 此，这是因为它们通常最初关注于覆盖人口密集的城市地区而不是农村地区。 即使在城市地区或已经利用相对大量的基站121建立无线网络130的区域中， 建造建筑物101的材料可干扰无线信号，由此阻止了无线通信网络130和建筑 物101内部之间的强无线信号。

在图1示出的示例中，外部模块102在建筑物101的外部实施以用于建立 与无线通信网络130的无线通信连接。这样的外部模块102被配置成最佳地形 成与无线通信网络130的相对强的无线通信联接。例如，天线106可以被定向 地定位和/或被配置成最佳地联接无线通信网络130。

此外，内部模块103在建筑物101内实施。有线联接125被设置在外部模 块102和内部模块103之间，借助该有线联接，在外部模块102和内部模块103 之间的通信可以传输。例如，由外部模块102从通信网络130（例如，可以自 UE 140或服务器160传送）接收的信息的通信可借助有线联接125传送到内部 模块103，并且随后该信息可以从内部模块103被传送至建筑物101内的一个或 多个接收者用户设备，诸如设备124A、设备124B、设备172和/或设备173，这 还将在下文讨论。类似地，来自建筑物101内的一个或多个接收者用户设备（诸 如设备124A、设备124B、设备172和/或设备173）的信息的通信可以被内部模 块103接收并且借助有线联接125被传送至外部模块102，随后该信息可以从外 部模块102借助无线通信网络130被发送到一个或多个接收设备，诸如UE 140 或服务器160，这还将在下文讨论。因此，外部模块102和内部模块103能够使 建筑物101内的无线通信设备（诸如设备124A和设备124B）可通信地接入无 线通信网络130，即使是建筑物101内的信号强度可能不足以使这些无线设备能 够从建筑物101的里面直接接入无线通信网络130（在脱离以本文中进一步描述 的方式的外部模块102和内部模块103的辅助下）。因此，外部模块102和内部 模块103可有效地包括桥接系统以使不能接入无线通信网络130的这样的设备 能够如此接入无线通信网络。

内部无线通信123可以由无线路由器104提供，在一些实施方式中，无线 路由器可在建筑物101内提供短距离空中接口（例如，WiFi通信，WiMAX通 信，诸如根据IEEE 802.11n规定、IEEE 802.11g标准和/或IEEE 802.11b标准的 通信），借助所述短距离空中接口，无线设备124A和无线设备124B可以与无线 通信网络130可通信地联接（通过外部模块103和内部模块102）。无线设备124A 和无线设备124B可以是可操作以通过无线通信123（例如，短距离空中接口， 例如WiFi或WiMAX）通信的任何支持无线的通信设备，诸如移动电话、个人 数据助理（PDA）、便携式计算机、笔记本计算机、平板电脑、媒体播放器和游 戏机等。因此，无线通信123可包括OFDMA、CDMA、SDMA和/或TDMA调 制方案。尽管在该示例中示出了两个这样的无线用户设备，但应该理解，根据 本发明的实施方式可以实施任意数量的这样的无线用户设备。

在一些实施方式中，无线路由器104可以提供远距离空中接口。例如，在 一些实施方式中，无线路由器104可以为3G毫微微小区单元，其中用于建筑物 101内的无线设备124A和无线设备124B的空中接口123可以为根据3G标准的 无线RF通信。在这样的实施方式中，无线路由器104和/或内部模块103在3G 空中接口和用于与外部模块102通信的通信协议之间转换。例如，无线路由器 104可以在3G通信123和在这样的无线路由器104和内部模块103之间使用的 有线联接（例如，以太网接口）之间转换，以及外部模块102接着提供有线联 接（例如，以太网接口）和用于与LTE回程联系的LTE之间的转换。

在图1的示例中，无线路由器设备104被设置在建筑物101内，其借助有 线联接126与内部模块103联接。在一些实施方式中，无线路由器设备104可 以是常规的无线路由器设备，诸如由NETGEAR提供的无线路由器设备。如下 文中结合图2的讨论，在一些实施方式中，内部模块103可以被实施为包括无 线路由器104的无线路由功能，由此消除了对独立的无线路由器设备104在建 筑物101内实施的需要。此外，在某些实施方式中，可以在建筑物101内提供 内部有线接口（例如，无线路由器104），诸如USB接口170和以太网接口171， 借助所述内部有线接口，比如为设备172和设备173的设备可以与无线通信网 络130可通信地联接（通过内部模块103和外部模块102）。用户设备172和用 户设备173可以为借助有线接口可通信地联接到路由器104的任意类型的通信 设备，诸如，个人计算机（PC）、数据存储设备、便携式计算机、媒体播放器和 游戏机等。尽管在该示例中示出两个这样的用户设备172/173，但应该理解，根 据本发明的实施方式可以实施任意数量的这样的用户设备。

在图1示出的实施方式中，外部模块102包括天线106、接收器107、转换 器108、发送器180和有线接口109。包括在外部模块102中的这些部件可以被 置于不受气候影响的（例如，橡胶的、塑料的、金属的等）外壳内，该外壳可 以被安装到建筑物101。天线106以常规的方式操作以从无线通信网络130接收 无线RF信号。例如，天线设计可以为最具有成本效益的标准定向天线系统，或 其可以为全向天线系统，所述全向天线系统可以被配置成从网络130的多个区 域接收多个基站。在一些情况下，定向天线系统和全向天线系统都可以在外部 模块102中采用。天线106可以被实施在模块外壳内或模块外壳外部。天线106 的布置可以至少部分地取决于所述外壳的材料（例如，其是基本上不阻挡无线 信号或不干扰无线信号的外壳（诸如塑料），还是基本上阻挡信号或干扰信号的 外壳（诸如金属））。如本文进一步讨论的，在将外部模块102安装在建筑物101 处期间，外部模块102被置于建筑物101上的方向和位置和/或天线106的方向/ 配置可以选择性地被配置成优化（例如，最大化）与无线通信网络130的无线 通信联接的强度。

接收器107接收来自天线106的信号，并且可包括用于以某种方式处理所 接收的信号的逻辑，诸如：电子滤波器，用以将想要的信号与天线106所接收 的所有其它干扰信号或“噪音”信号分离开；放大器，用以将所接收的信号放 大至适于进一步处理的级别；和解调和/或解码逻辑，用于将信号解码成可用于 用户的形式，诸如声音、图片、数字数据和测量值等。例如，在一个实施方式 中，接收器107可以为用于接收LTE/-A通信的任意适合的接收器。例如，外部 模块102的接收器107可有效地包括LTE/-A调制解调器，该LTE/-A调制解调 器包括用于执行该功能的任意数量的不同的芯片组方案和频段。

在图1的实施方式中，转换器108进一步将来自接收器107的输出信号转 换成要使用的通信协议，以借助有线联接125将信息传送至内部模块103。根据 描述的实施方式，LTE数据通信协议被转换成用于通过外部模块102和内部模 块103之间的有线联接125传送有效载荷数据的不同协议，即，当数据在网络 130和用户设备之间传送时。在室内单元和终端用户设备之间的传送数据中可以 使用相同的协议。

在一个实施方式中，外部模块102和内部模块103之间的所有通信借助单 芯的有线联接125（例如，单芯线缆，如CAT5线缆）来进行。此外，在一些实 施方式中，也借助单芯有线联接125将电力从内部模块103传输到外部模块102 （用于对外部模块102供电）。在一个实施方式中，有线接口109为以太网端口， 并且有线联接125为以太网联接。合适的线缆（诸如具有RJ45连接器的Cat5 线缆）可以用于形成外部模块102和内部模块103之间的单芯有线联接125。也 就是说，Cat5线缆可以为物理的单芯有线介质，在该单芯有线介质上，可以采 用以太网标准来通信。在一些实施方式中，这样的单芯有线联接（例如，传输 基于以太网的通信的Cat5线缆）不仅可以用来提供外部模块102和内部模块103 之间的有效载荷（例如，IP）通信，而且还可用于将借助馈电器113注入的电力 （例如，以太网供电注入或“PoE”注入）从内部模块103传输至外部模块102。 尽管在一个实施方式中使用了基于以太网的通信，但在其他实施方式中，外部 模块102和内部模块103之间的有线接口/联接可以为另外的其他类型，诸如USB 联接、火线联接等。同样地，在一些实施方式中，可以将与Cat5线缆不同的线 缆（诸如同轴线缆）用作用于有线联接的物理载体介质。有线联接125优选地 支持用以保护外部模块102和内部模块103的电子器件免受闪电和/或其他环境 因素的影响的避雷器和/或其他的环境保护器。

在操作中，借助无线通信网络130（例如，从UE 140或服务器160，作为 示例）发送的、待由建筑物101内的一个或多个用户设备接收的所谓的“有效 载荷通信”由外部模块102接收。所接收的通信被接收器107解译成“所接收 的有效载荷信息”，“所接收的有效载荷信息”随后可以通过转换器108被转换 成用于借助有线联接125到达内部模块103的通信的协议。这样的协议可以为 基于以太网的通信协议或用于借助有线联接125通信的其他适合的通信协议。 在一些实施方式中，在外部模块102和内部模块103之间使用的通信协议可以 为专用协议，该专用协议不是普遍开放的通信协议或标准的通信协议。这样的 专用协议可实现特定特征，诸如，内部模块103对外部模块102的询问。

发送器180是这样的电子设备：在天线106的辅助下产生无线电波以将信 息发送至无线通信网络130。例如，在一个实施方式中，发送器180可以为用于 发送LTE/-A通信的任何合适的发送器。在一些实施方式中，来自建筑物101内 的设备的通信可从内部模块103借助有线联接125传输到外部模块102。例如， 来自建筑物101内的一个或多个用户设备的所谓的“有效载荷通信”（以接收者 为目的地，诸如UE 140或服务器160，作为示例）被外部模块102从内部模块 103接收。转换器108可以将所接收的有效载荷通信从用于在有线联接125上的 这样的通信的协议转换为用于在无线通信网络130（例如，LTE/-A）上的通信的 合适的无线协议，并且发送器180可以随后以无线方式发送待通过无线通信网 络130传送的该通信。因此，外部模块102实现了无线通信网络130和建筑物 101内的设备之间的双向通信。应该理解，尽管为了简化讨论，发送器180和接 收器107在该示例中示为独立的块，但在一些实施方式中，这些部件可以作为 收发器190实施。

在图1所示的实施方式中，内部模块103包括有线接口110、转换器111和 有线接口112。如上文所讨论的，在一些实施方式中，有线联接125为传送基于 以太网的通信的Cat5线缆，因此有线接口110可以为以太网端口。在其他实施 方式中，通过有线联接的通信可以根据实施方式，包括在IP上的USB或专用协 议。在该示例中，转换器111将内部模块103从外部模块102接收的有效载荷 通信转换成与无线路由器104兼容（或无线路由器期望的）的通信协议。如果 路由器104与针对有线接口125上的通信所采用的协议兼容，则可以省略这样 的通过转换器111的转换。随后，有线接口112用于将转换的有效载荷通信借助 有线联接126传输到无线路由器104。这样的有线接口112和有线联接126可以 为无线路由器104支持的任意适合类型的有线接口/联接，诸如，以太网联接、 USB联接、DSL联接等。

在一些实施方式中，内部模块103由电源114供电。例如，内部模块103 可以联接到建筑物101的电源插座以从建筑物的电源114接收电力。此外，在 一些实施方式中，内部模块103包括馈电器逻辑113，该馈电器逻辑用于将电力 借助有线联接125传输到外部模块102。例如，如上文所述，在一些实施方式中， 有线联接125可以为传送基于以太网的通信的Cat5线缆，其中馈电器113可以 是以太网供电（“PoE”）注入器。以该方式，在一些实施方式中，外部模块102 可以不具有或不需要其自身的独立电源或独立联接至电源，而可单独地通过内 部模块103供电。

无线路由器104借助有线联接126与内部模块103可通信地联接。无线路 由器104提供用于建筑物101内的设备124A、设备124B、设备172和设备173 的接口，诸如短距离空中接口118（例如，WiFi、蓝牙等）、长距离空中接口（例 如，3G空中接口）和/或一个或多个有线接口，如USB接口170和以太网接口 171。在该示例中，无线路由器104包括有线接口115、转换器116、发送器117、 接收器181和无线接口118。无线路由器104还包括USB接口170和以太网接 口171。应该理解，尽管为了简化讨论，发送器117和接收器181在该示例中示 作独立的块，但在一些实施方式中，这些部件可作为收发器191实施。

有线接口115为用于联接有线联接126的合适的有线接口，在一些实施方 式中诸如为以太网端口。转换器116被配置成，在用于借助有线联接126来与 内部模块103通信的通信协议和用于与设备124A、124B进行无线通信123的短 距离空中接口（例如，WiFi、蓝牙等）或长距离空中接口（例如，3G通信）之 间转换。

在操作中，无线路由器104（借助其接口115）借助有线联接126从内部模 块103接收有效载荷通信，该有效载荷通信随后可被转换器116从有线通信转 换为短距离空中接口或长距离空中接口。如下文的讨论，已经知道很多例如借 助以太网端口从DSL或线缆调制解调器接收有线通信并且将这样的通信转换成 短距离或长距离无线通信123的许多无线路由器，且任何这样的技术可类似地 应用在根据本发明的一些实施方式的无线路由器104内。发送器117用来借助 无线接口118将短距离或长距离无线通信123发送到设备124A和/或设备124B。

类似地，借助短距离或长距离无线通信123从设备124A和/或设备124B发 送的有效载荷通信可以通过无线路由器104的接收器181（借助无线接口118） 接收，该有效载荷通信随后可以被转换器116从短距离空中接口（例如，WiFi 等）或远距离空中接口（例如，3G通信）转换为有线通信126。如下文所讨论 的，已经知道许多从用户设备接收短距离无线通信并且将这样的通信转换为有 线通信126（诸如用于借助以太网端口传输至DSL或线缆调制解调器）的无线 路由器，并且任何这样的技术可以类似地应用在根据本发明的一些实施方式的 无线路由器104中。类似地，用于提供长距离空中接口的示例性无线路由器（诸 如3G毫微微小区）可以被用于提供与建筑物101内的无线UE的空中接口。

此外，无线路由器104还可提供有线接口，诸如USB端口170和/或以太网 端口171，由此设备172和设备173可借助无线路由器104可通信地联接到无线 网络130。作为一个示例，设备172和/或设备173可以为数据存储设备。如另 一个示例，设备172和/或设备173可以为借助路由器104、内部模块103和外 部模块102联接到无线网络130以接入互联网150（例如，用于浏览网络和/或 与服务器160执行交易等）的个人计算机（PC）。

在一些实施方式中，无线路由器104可以为市售的已存在的或“标准”的 无线路由器，其可常规地用于借助以太网、DSL、线缆等联接到网络并且提供无 线接口118和/或有线接口（诸如，USB 170、以太网接口171）以能够使设备 124A、设备124B、设备172和设备173可通信地联接到这样的网络。例如，在 一些实施方式中，这样的无线路由器104可以不是固有地被配置成联接到并且 操作无线通信网络130或内部模块103和外部模块102。因此，在一些实施方式 中，诸如在图1的示例中示出的，可以传统地用来借助至例如DSL或线缆调制 解调器的以太网连接来联接到外部网络（例如，互联网）的用户的无线路由器 104，可以用来借助有线联接126连接到内部模块103。

如所提到的，在一些实施方式中，在外部模块102和内部模块103之间的 通信（借助有线联接125）可以采用专用协议。这样的专用协议可以实现针对特 定的信息询问外部模块102。此外，可以向内部模块103提供图形用户接口（例 如，其可以为可由用户设备124A、124B、172和173的任一个接入的基于网络 的接口），这可以允许用户确定信号强度、质量并且还提供大量的测试机制，这 些测试机制可以被启动以解决异常问题和/或改善操作。

在一些实施方式中，无线路由器104和/或内部模块103还可以包括用于可 通信地直接联接到无线通信网络130的逻辑（例如收发器）。例如，无线路由器 104和/或内部模块103可包括用于实施LTE/-A调制解调器的逻辑，类似于外部 模块102的逻辑（例如，外部模块102的天线、接收器和发送器）。通过该方式， 内部模块103和/或无线路由器104可以为过渡产品，该过渡产品使得在无线通 信网络130在建筑物101中具有充分强的覆盖以使得可以从建筑物101的内部 进行可通信连接时，用户能够去除外部模块102。在内部模块103和/或无线路 由器104包括这样的LTE/-A调制解调器本身的实施方式中，其还可以包括用以 实现下列功能的逻辑：监控这样的LTE/-A调制解调器的信号强度并且在使用外 部模块102或内部模块103的调制解调器/无线路由器104的调制解调器来可通 信地联接到无线网络130之间进行动态选择。

在将外部模块102安装在建筑物101处期间，该外部模块102在建筑物101 上所放置的位置和方位和/或天线106的方向/配置可以选择性地被配置成优化 （例如，最大化）与无线通信网络130的无线通信联接的强度。在一些实施方 式中，可以提供安装模块105，该安装模块可以被用以辅助优化外部模块102的 配置。例如，安装模块105可暂时地联接（例如，借助有线接口109）到外部模 块102，并且信号强度测量逻辑119可测量通过外部模块102从无线网络130接 收的信号的强度。此外，用户接口120可输出某指示以辅助安装者布置和/或配 置外部模块以优化这样的信号强度。因此，安装工具105可与外部模块和内部 模块之间的连接内联并且对安装者提供清楚的信息，以辅助安装者精确地确定 将模块102定位在何处和/或使天线106指向何处以优化信号强度。

转向图2，在一些实施方式中，可以不需要独立的无线路由器设备104，但 内部模块103本身不仅可被实施为与外部模块102连接而且还提供用于与用户 设备124A、用户设备124B、用户设备172和用户设备173联接的内部接口，诸 如，短距离空中接口、长距离空中接口（例如，3G毫微微小区通信）和/或有线 接口（例如，USB接口、以太网端口等）。在图2的示例性系统200中，内部模 块201包括有线接口110，该有线接口110用于借助有线接口125以上文结合图 1讨论的方式来与外部模块102联接。然而，在该示例中，内部模块201还实施 用于与用户设备124A、用户设备124B、用户设备172和用户设备173联接的内 部接口。因此，内部模块201包括转换器202、发送器117、接收器181、以及 无线接口118、USB接口170和以太网端口171。转换器202在用于在内部模块 201和外部模块102之间传送有效载荷数据的通信协议和用于借助短距离或长距 离无线接口118和/或有线接口170/171中的一个有线接口通信的通信协议之间 转换。

外部模块102、内部模块103或201和在图1的示例中的路由器104一起有 效地形成桥接系统，该桥接系统能够使不能直接联接到无线通信网络130的用 户设备124A、用户设备124B、用户设备172和用户设备173连接到该无线通信 网络。

图3示出用于一个实施方式的示例性操作流程图，在框301中，外部模块 102借助第一接口（例如，借助天线106和接收器107/发送器180）建立与基于 LTE的通信网络130的通信联接。在框302中，在外部模块102和内部模块 103/201之间建立通信联接125（例如，有线通信联接）。在框303中，内部模块 103/201借助与第一接口不同的接口（例如，借助不同的空中接口118/123，诸 如短距离空中接口或不同的长距离远程空中接口，该示例中比如3G，和/或借助 有线接口，诸如USB 170或以太网171）建立与用户设备124A、用户设备124B、 用户设备172和/或用户设备173的通信联接。在框304中，内部模块103/201 和外部模块102操作以将通信联接有效地桥接在用户设备和基于LTE的通信网 络之间。

当借助计算机可执行的指令实现时，本文中描述的元件中的很多元件本质 上为限定所述很多元件的操作的软件代码。例如，上述转换器108、111、116 和202均可包括计算机可执行的软件代码，所述软件代码被存储到计算机可读 介质中并且由基于处理器的计算设备执行以实现本文中描述的相应操作。此外， 本文中描述的多种操作（诸如，结合图3的示例性流程图描述的那些操作以及 本文描述的其他操作）可以由存储到计算机可读介质并且在基于处理器的计算 设备上执行的计算机可执行的软件代码执行。例如，可以从计算机可读介质或 “存储设备”（例如，硬盘驱动器介质、光学介质、EPROM、EEPROM、磁带 介质、磁片盒介质、闪速存储器、ROM、记忆棒等）获得可执行的指令或软件 代码。在一些实施方式中，计算系统或计算设备的CPU可以执行根据本发明的 实施方式的多个逻辑指令。应该理解，本发明不受限于其上实施各个元件的计 算系统或计算设备的架构。结合本文描述的各个说明性的逻辑块、模块和电路 可以用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可 编程门阵列（FPGA）或其他可编程逻辑设备、分立门（discrete gate）或晶体管 逻辑、分立硬件部件、或设计成用来执行本文描述的功能的这些设备的任何组 合来实施或执行。通用处理器可以为微处理器，但可替选地，该处理器可以是 任一常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算 设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个结合 DSP的微处理器、或任何其他这样的配置。

尽管已经详细描述本发明及其优点，但应该理解，在本文中可以做多种更 改、替代和变动而不脱离所附权利要求书限定的本发明的精神和范围。此外， 本申请的范围不旨在限于说明书中描述的方法、设备、制造、物质组合物、手 段、方法和步骤的具体实施方式。本领域的普通技术人员将从本发明的公开内 容容易地理解，根据本发明，可以利用现有的或以后待开发的、执行与本文中 描述的相应的实施方式基本上相同的功能或实现与本文描述的相应的实施方式 基本上相同的结果的方法、设备、制造、物质组合物、手段、方法或步骤。因 此，所附的权利要求书旨在将这样的方法、设备、制造、物质组合物、手段、 方法或步骤包括在范围内。