CN1136696C

CN1136696C - 用于宽频带毫米波数据通信的系统和方法

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Publication number: CN1136696C
Application number: CNB971804028A
Authority: CN
Inventors: �޲��ء�B��С��˹��; 罗伯特·B·小福斯特; R; 查尔斯·R·包夫; C��ɳ��; 戴维·C·沙伏特
Original assignee: Harris Broadband Wireless Access Inc
Current assignee: Harris Broadband Wireless Access Inc
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 2004-01-28
Anticipated expiration: 2017-09-22
Also published as: JP2001522543A; CN100403709C; CN1256832A; DE69735304D1; US6778516B1; ID22022A; IL129770A; US6735452B1; AU740965B2; US6016313A; NZ514436A; EP0956681B1; HK1028691A1; KR20000053160A; AU4427797A; DE69735304T2; PL338131A1; NZ335682A; EP0956681A2; CA2271675C

Abstract

一种系统和方法，用于在物理上分开的基于处理器的系统之间的信息通信。公开的是提供在利用通信节点的基于处理器的系统之间点对多点信息通信的集中的通信阵列。这样的信息通信可以在两个基于处理器的系统之间，每个系统利用通信节点，或者可以在利用通信节点的基于处理器的系统和通过一个基干连接到该集中的通信阵列的一个基于处理器的系统之间。

Description

用于宽频带毫米波数据通信的系统和方法

技术领域

本发明涉及宽频带射频通信系统和方法，特别涉及提供通过集中的通信阵列在基于处理器的系统之间宽频带信息通信的系统和方法。

背景技术

过去，在由显著的物理距离分开的基于处理器的系统诸如局域网(LAN)和其它通用的计算机之间信息通信对这样系统的集成是一个障碍。桥接在这样的系统之间的物理间距可用的选择不仅仅被限制，而且要求费用，性能和可靠性的不希望的折衷。

一组历史上可用的通信选择包括这样的解决方案：在现有的物理链路上利用一个标准公共交换电话网络(PSTN)或者多路复用信号桥接该间距和提供系统之间的信息通信。虽然实现这样的解决方案典型地是便宜的，但是它们包括很多的不希望的特性。特别是，由于这些现有的链路典型地不是对高速数据通信设计的，它们缺乏快速地传递大量数据的带宽。正如在建筑物中LAN速度增加到100Mbps，本地PSTN话音频段电路甚至更显著地表现出对于宽频带大都市区域接入的一个抑制点，因此变得越来越少所希望的替代。此外，这样的连接缺乏在为了重要的基于处理器系统信息可靠的传输设计的系统中得到的容错功能或者可靠性。

另外一个历史上可用的通信选择组在价格范围的相反端而不是在上面提到的那些得到。这组包括这样的解决方案：利用一个光纤环或者点对点的微波通信。这些解决方案对于除了大的用户的所有用户典型地是价格过高的。点对点的系统要求在通信链路的每端一个专用的系统，不能够在多个用户推广这样系统的费用。即使这些系统可修正为点对多点，实现一些系统元件多个系统使用的经济性，现在的点对点微波系统不能提供宽频带数据服务，而是提供传统的承载业务，诸如：T1和DS3。此外这些系统典型地提供一个所有权接口，因此不适合于简单的与各种通用的基于处理器的系统接口。

虽然如果由多个系统利用时光纤环提供经济性，它必须物理上连接到这样的系统。由于购买，放置和保持这样的环的费用是很大的，即使多系统利用的经济性通常不能克服实现的价格过高。

发明内容

因此在信息通信技术中需要提供成本有效的桥接在基于处理器的系统之间大的物理距离的一个通信系统。

在该技术中还需要提供在基于处理器的系统之间高速宽频带的信息通信的一个通信系统。

在该技术中还需要提供在基于处理器的系统之间可靠的桥接物理间距的一个容错通信系统。

另外，在该技术中需要提供各种基于处理器的系统和通信协议，包括通用的计算机系统和它们的标准通信协议的简单连接的宽带通信系统。

这些和其它目的，需要与要求利用本发明的通信设备或节点，在这样的通信系统和方法中得到实现，其中通信阵列或集线器被集中以提供在物理上分开的基于处理器系统之间，或者其它通信源诸如话音通信之间的空中链路。更可取地，这个中心阵列可以在物理上连接到提供在空中链接的系统与物理上链接的系统之间通信的一个信息通信基于。此外，多个这样的系统可以用于通过多个中心阵列的相互通信桥接大的系统的物理间隔。而且，通过安排多个这样的通信阵列提供类似蜂窝的重叠型式可以提供普遍的表面覆盖。

在一个优选的实施例中，中心通信阵列包括与基于处理器的系统时分多路复用(TDM)通信的多个单独的天线振子。这个系统处理在每个天线振子接收的信号，以便传送它们到它们希望的目的地。在中心通信阵列使用多个单独的天线振子的优点是仅仅需要在任何特定的时间实现具有辐射状型式、覆盖要求通信业务的一个远地站点(用户)的天线振子。其后，由于更多的用户通过一个特定的集线器要求业务，可以安装另外的天线振子。集线器的业务能力的模块扩充导致初始安装费用的减少，在此只有少数用户一开始要求业务，同时保持点对点系统不可能的全方向的以及/或者蜂窝重叠通信覆盖的实现的灵活性。

而且在优选的实施例中，由通信系统利用的通信频谱是频分多路复用(FDM)，以便给多个用户提供同时信息通信的多个信道。除了到用户的同时的信息通信之外，FDM信道也可以用于通过预定的波段与其它数据的传输同时地传送控制信息给网络部件。

更可取地本发明使用毫米波长频谱中的载波频率，诸如10到60GHz。这样的载波频率是所希望的，以便提供通过大约10MHz的每个定义的FDM信道足够传输至少30Mbps的通信带宽。

通过定义一个传送(Tx)与接收(Rx)信道对作为单个频分双工(FDD)信道服务一个用户，FDM信道可以提供全双工。然而，应该理解，通过FDD提供全双工是以增加速率消耗可用的频谱为代价的，因为到单个用户的业务实际上要求双通道。

除了在频分信道上多路复用通信之外，可以利用时分多路复用提供在单个FDM信道上的多个看起来同时的通信。这里FDM信道之一分解为形式一个帧的预定数目的离散的时间分片(脉冲串周期)。每个脉冲串周期可以由不同的用户使用，使得包含在单个帧中具有许多TDM脉冲串的信息通信在单个FDM信道上被引导到/来自许多用户。

而且，全双工可以在时分双工(TDD)的单个FDM信道上通过利用相似于在TDM中使用的脉冲串周期合成。通过TDD，Tx与Rx帧，具有一个或者多个脉冲串周期的每个帧被定义提供在预先规定时间在特定的方向中的通信。

应该理解，任何上述的FDM，FDD，TDM与TDD方案或者它们的类似方案可以用在认为有利的任何组合中。例如，单个频分信道可以时分多路复用以便提供到许多用户的通信，而同时时分双工以便合成与这些用户的全双工通信。

在上面描述的实施例中，通信系统可以利用一个初始化算法，也许包括用于共享数据用户的一个令牌传送安排，以轮询用户的系统并且确定在中心阵列的每个天线振子的每个这样的系统的通信属性。这个信息可以用于确定最佳的资源分配，包括天线振子，TDM脉冲串周期，FDD频率分配，和每个这样的系统的TDD Tx与Rx时间分配。这个信息另外可以用于提供辅助的资源分配以便如果出现异常时保持系统完整性，从而提供系统容错。

上文已经相当广泛地概述本发明的特性与技术优点，以便后面的本发明的详细的描述可以更好的理解。在下文将描述本发明的另外特征与优点，它们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，公开的观念与特定的实施例可以容易地利用作为用于实现本发明的相同的目的改变或者设计其它结构的基础。本领域的技术人员也应该了解，这样的等效结构不偏离在所附的权利要求中提出的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完全的理解本发明及其优点，现在参考下列结合附图进行的描述，其中：

图1说明本发明的优选的实施例的基于处理器的系统的相互连接；

图2A说明本发明的一个优选的实施例的集中通信阵列的等角图；

图2B说明在图2A中描述的集中通信阵列的水平平面横截面图；

图2C说明在图2A中描述的集中通信阵列的垂直平面横截面图；

图3A说明在时分多址脉冲串周期期间由本发明传送的信号组成成分的实施例；

图3B说明在时分双工脉冲串周期期间由本发明传送的信号组成成分的实施例；

图4说明本发明的一个节点的实施例；

图5说明在本发明的集中通信阵列与节点之间配置通信中使用的初始化算法的一个实施例；

图6说明通过本发明的集线器网络基于处理器的系统的相互连接；和

图7-8说明本发明的集线器的各个部件的一个优选的实施例。

具体实施方式

本发明经过允许在位于远地的用户的系统之间数据存取的宽频带空中接口提供高速的数据通信。参见图1，能够看出，这样的无线通信例如可以用于提供在多个基于处理器的系统之间高速的桥接物理间距，如由系统100所示的。基于处理器的系统可以包括局域网(LAN)，诸如：LAN110和120，或者单独的计算机系统，诸如：PC130。应该理解，利用本发明的基于处理器的系统可以是通用的计算机，独立的和诸如由LAN互连的。此外，该系统可以连接其它通信系统，诸如：话音或者视频相结合或者代替来源于上面提到的基于处理器的系统的通信。

由本发明桥接的系统可以利用在下文称为″节点″的通信设备与也是本发明的在下文称为″集线器″的集中通信设备通信。仍然参见图1，集线器以单元101示出和几个节点以连接到LAN110和120以及连接到PC130的单元150，151和152示出。

而且，如在图1中所示的，这样的无线通信可以用于通过集线器101提供在具有连接到该处的一个节点的基于处理器的系统和诸如基干160的通信基干之间的高速的通信。应该理解，基干160可以是物理上连接到集线器101的任何形式的通信装置，诸如宽频带的光纤网关或者其它宽频带数据级连接，T1通信线，电缆通信系统，国际互联网等等。而且，诸如由基干160所示的多个基干可以用于互连多个集线器到一个通信网络。

包括多个集线器的通信网络示于图6。通过这样的网络，与一个集线器诸如集线器101直接通信的一个节点诸如节点150可以和与另外一个集线器诸如集线器620直接通信的一个节点诸如节点621通信。这样的通信可以通过经过一个基于诸如基干160相互连接的两个集线器实现。当然，应该理解，在集线器之间的相互通信可以通过在两个集线器诸如集线器101和630之间的空中间距通信通过信息″回程″实现。应该理解，通信网络可以包括通过作为空中间距或者直接的基干相互连接等等这样的装置与其它集线器通信的许多集线器。从与一个集线器直接通信的一个节点传送的信息可以通过多个这样的相互连接发送到与该通信网络的任何集线器直接通信的一个节点。

在一个优选的实施例中，本发明的集线器是具有多个单独的天线振子的一个全向天线阵列。一个这样的单独的天线振子如在图2A中天线振子200所示的。该天线振子是具有预定的通信波瓣的窄束定向天线。以一个阵列安排这些天线振子以便提供全向合成的辐射图。然而应该理解，如果需要，可以仅仅使用与预先确定数目的远程系统通信所要求的天线振子的数量而不是全向配置。

更可取地，包括集线器101的天线振子诸如天线振子200提供极高频(EHF)的定向接收，例如在Q波段中提供毫米波(mmWave)通信的38GHz的定向接收。这样的频率是有利的，因为它们具有小的波长，这是用于高定向天线通信所希望的。而且，用于这样频率通信的天线在物理上可以是小的同时提供大信号增益。

这样的高定向天线与高增益的组合改善了频率复用和减少多路径干扰的可能性。另外，由这样的天线实现的高增益必须允许在从天线的点对点的合理的距离诸如三(3)英里，同时使用合理的功率电平的通信。

此外，这样的频率仅仅近来由美国政府得到许可在无线电通信中使用。结果，这个频率范围当前没有由其它通信技术普遍的使用。然而，应该理解，假如选择的波段产生大约10MHz的至少一个信道，本发明的优点可以通过利用提供以高速传送数据能力的任何频带得以实现。

在该优选的实施例中，利用集线器101的全向覆盖，如图2B所示的，单独的天线振子被方位安排覆盖水平平面中的全360度半径。应该理解，通过选择每个天线振子的通信波瓣以便提供邻近的天线振子不提供覆盖的区域中的覆盖，以这种方式安排天线振子可以提供在集线器101周围放射状地覆盖的无线电通信覆盖层。

当然，如上面讨论的，增加数量上足够的天线振子提供全360度辐射状排列模式可以根据系统使用要求模块化地实现。应该理解，即使要求360度覆盖，单独的天线振子的模块特性提供一个经济的装置，利用该装置提供最初限制的覆盖到一个发展区域。例如，在一个特定的集线器站点覆盖的地理区域内只有少数位置或者用户希望利用本发明通信，只是包括服务这些用户必需的那些天线振子的一个集线器被建立。其后，当在该集线器服务区内另外的用户要求服务时，另外的天线振子可以加到该集线器以便给它们的相关的节点提供服务。最终该集线器可以由单独的天线振子填满实现在该集线器周围全360度半径中的通信。

可以扩展到包括另外的天线振子的本发明的集线器可以以许多方法实现。例如，可以一开始建立适合于在预定的位置接收单独的天线振子的一个集线器框架。其后，在对应于要求服务或者增加服务密度的区域的位置，单独的天线振子可以连接到这个集线器框架。

类似地，可以一开始建立集线器杆和母板或者其它支持结构。当由该集线器服务的区域要求服务或者增加服务密度，单独的天线振子结构可以加到该集线器支持结构。在这个实施例中，每个天线振子包括它自己的支撑物和安装结构，以便将它连接到该集线器支持结构和任何邻近的天线振子结构。应该理解，这样一个实施例减少了开始工作费用，在此只要求少数的天线振子开始服务该区域。此外，这样一个实施例提供定位单独的天线振子的更大的灵活性，因为该天线振子不限制于由先前存在帧结构命令的定位。

更可取地，利用总数为22个的单独的天线振子、具有大约16度水平的(azimuthal)波束宽度和2.5度垂直波束高度的通信波瓣实现在集线器101周围的360度通信。然而，取决于单独的设计制约，诸如：反射波的存在和它们的相关的多路干扰，可以利用任何数量的单独单元。另外，如上面讨论的，如果需要，仅仅使用与某些识别节点150通信需要数量的天线振子。

实验已经显示，在提供所希望的信道重新使用中，在集线器和提供各个集线器的信道重新使用的蜂窝重叠图中，使用具有16度水平的波束宽度的天线振子是有利的。例如已经发现如上面描述的具有大约16度波束配置的、在毫米波频谱操作的天线振子具有边波瓣特性，允许在位于放射地移位大约90度的相同集线器的天线振子重新使用相同的信道。

仍然参见图2B，能够看出优选的实施例的每个天线振子200包含喇叭210和模块220。在该优选的实施例中，使用EHF，喇叭210是一个混合模式透镜校正喇叭，提供大约32分贝的增益。模块220是一个合成毫米波前端模块，通过喇叭210接收和传送变换为中频(IF)/从中频变换的38GHz射频能量，该中频诸如在400-500MHz范围内，用于与调制解调器(modem)诸如图2C所示的modem 240通信。当然，取决于使用的载波频率，天线振子的部件可以不同于上面所述的。同样地，天线振子的喇叭和模块属性可以不同于上面所述的，例如，要求不同的载波频率或者波束图。

更可取地，modem240是使用正交幅度调制(QAM)的42Mbps吞吐量的宽带调制解调器。如在下文讨论的，该系统可以利用可变速率的调制解调器，诸如在市场上可从各个生产商可用的，包括Broad Com公司，菲力普公司和VLSI技术。这样的可变速率的调制解调器提供了在一个固定波特率诸如8.5Mbaud的可变信息密度的传输(即每符号许多比特)，例如从17至51Mbps(对应于4QAM，每符号编码两比特，直到256QAM，每符号编码8比特)。典型地这样的调制解调器利用匹配数据滤波，产生占用射频带宽即超过理论上的尼奎斯特带宽的15％至30％。可变的调制解调器在根据通信属性诸如它们离集线器的相对距离改变传送给服务的用户的信息密度增加频谱效率中是有用的。

例如，在特定的时间帧中增加的数据密度可以通过利用256QAM、使用相同占用的射频带宽和与使用4QAM传输给在地理上位于该集线器辐射图边缘的一个节点具有减少的数据密度的信号相同的发射机功率传送给在地理上位于接近一个集线器的一个节点。因为信号衰减的减小作用，和因此接近节点与远节点比较，较高的与给定的功率电平相关的信号噪声比，不需要较大地增加功率传输增加数据密度给接近的节点是部分地实现的。在接近节点经受的较高的信号噪声比典型地可以维持增加的信息密度。然而，不管最终解决的传输密度，当使用可变速率的调制解调器时，对于给定的节点使用低阶调制并且接着转到较高阶的调制最初同步该系统可能是有利的。

链路管理信息，诸如调整上述的信息密度的控制信号以及/或者差错校正信息可以多路复用作为由该调制解调器传送入数据流的控制信息。例如，该控制信息可以包括多路复用滤波和差错校正信息，诸如嵌入该数据流的前向纠错(FEC)数据。当然，提供链路管理和差错检测/校正的许多方法可以通过利用信息多路复用通过由本发明的调制解调器传送的数据流提供。

在优选的实施例中，以许多列安排单独的天线振子。这些列可以只是一个天线振子的识别组，或者可以是天线振子的物理上描绘轮廓安排。不管它们的物理相互关系，一个列的天线振子包括具有基本上非重叠辐射图的许多天线振子。图2C中表示包括三个垂直列的天线振子的一个实施例。每个列的集线器101最好被布置提供基本上相同的远端场辐射图。然而，不同列的天线振子更可取地适合于在一个信道或者多个信道提供同时通信，不同于具有重叠辐射图的天线振子。例如第一列的天线振子可以通过利用第一频带传送，而第二列的天线振子可以通过利用第二频带传送。类似地，第一列的天线振子虽然利用与第二列的天线振子相同的信道设置，通过该设置的特定的信道传送，而第二列的天线振子通过一个不同的信道传送。利用这些不同的频率提供一个方便的装置，通过它另外的通信容量可以服务于一个定义的地理上的区域。

当然，该集线器是完全可标定的并且可以包括许多列，与所示的不同。包括许多天线振子的许多列可以由本发明利用。例如，单列的天线振子可用来提供来自集线器101的全向通信，在此不要求增加通信密度。类似地，每列仅仅包括单个天线振子的两列可能用来在由该天线振子的辐射图定义的限制区域提供增加的容量。

而且，可以实现给该集线器随后增加列，如上面讨论的有关单独的天线振子的增加。例如，它确定包括任何列的组合的集线器不足以提供要求的通信密度，可以加上包括许多另外的列的天线振子。当然，仅仅由该集线器区域服务的特定的部分要求增加通信密度，如果需要的话，所加的列可以仅仅包括具有覆盖特定的部分的辐射图的那些天线振子，该特定的部分需要增加通信密度。

做为选择，可以安排天线振子列提供在集线器101周围不同的无线电通信覆盖范围。在无线电通信覆盖中这样的差别例如可以通过调整不同的列相对于垂直轴具有不同数量的″下倾斜″实现。列的下倾斜可以通过单独的天线振子的物理倾斜或者通过本领域知道的许多波束操纵技术实现。另外，下倾斜的调整可以周期性地进行，诸如在天线操作期间通过包含一个机械的调整或者上述的波束操纵技术动态地进行。

另外，具有不同的辐射图属性的天线振子可以用于提供上面讨论的定义的无线电通信覆盖范围。例如，用于提供在接近一个集线器的区域中的通信的天线振子可以提供具有宽波束的辐射图，因此比上面描述的天线振子的优选的实施例具有低的增益。同样地，用于提供更远离该集线器的一个区域中的通信的天线振子可以提供具有窄波束的辐射图，因此具有较高的增益。

在此一列的天线振子具有不同的下倾斜或者辐射图，单独的列可用于提供形成同中心的圆周的覆盖图，组合提供围绕集线器101周围的预先规定区域的基本上不间断的覆盖。当然，仅仅单独的天线振子可以调整具有不同于该列或者集线器的其它天线振子的下倾斜或者辐射图。任一安排可以用于提供基本上均匀的通信覆盖，例如，存在与各个辐射图干扰的地理上的单元。同样地，这个替代的实施例可以用于补偿许多近/远有关的通信变态。

在图2C中可以看到，集线器101包括连接到每单独的天线振子200的户外单元(ODU)控制器230。ODU控制器230连接到射频调制解调器240和室内的单元(IDU)控制器250。虽然示出从ODU控制器230到调制解调器240和CPU260的分开的连接，应该理解，ODU控制器230和IDU控制器250之间的通信可以通过调制解调器240到ODU控制器和CPU260的路径连接实现。类似地，有关ODU控制器230的操作的控制信息可以通过调制解调器240而不是CPU260产生，因此通过ODU控制器230和调制解调器240之间的连接通信。

ODU控制器230包括适合于使集线器101的各个天线振子能够以适当的间隔与射频调制解调器240通信的电路，以便传送或者接收该要求的信号。在一个实施例中，ODU控制器230包括与由IDU控制器250定义的脉冲串周期同步操作的时分数字控制开关。更可取地，IDU控制器250提供选通脉冲给ODU控制器230的开关以便提供与由IDU控制器250定义的脉冲串周期同步的转换。应该理解，利用这样的开关以很低的成本提供简单的集成到该天线阵列。然而，如果需要，可以使用与由IDU控制器250定义的脉冲串周期可同步的任何转换装置。

ODU控制器230的操作产生每个单独的天线振子根据预定的通信序列定时的方式即脉冲串周期的帧与IDU控制器250通信。这又产生每个单独的天线振子与在IDU控制器250内的调制解调器240通信。应该理解，这样的转换产生每个天线振子的时分多路复用(TDM)到调制解调器240。

当然，该单独的天线振子提供双方向的通信，可以提供在ODU控制器230和各个的天线振子之间的第二连接，诸如图8所示的。这样的连接可以诸如通过上面讨论的选通脉冲用于提供到在该天线振子内部的电路的同步，以便在适当的帧以及/或者脉冲串周期在传送或者接收电路之间选择。通过选择与ODU控制器230转换组合发送和接收电路，在适当的情况下，该天线振子可以连接到调制解调器240以提供通过调制解调器的双方向的通信，产生时分双工(TDD)，如在下文对于实现本发明的最佳模式详细描写的。

而且，或者在替代方案中，除了控制天线振子的TDD转换外，天线振子和ODU230之间的连接可以用于其它控制功能。例如，通过这样连接的控制信号可能用来动态地调整用于一个特定的确定频率的一个天线振子，以适合于在一帧的特定的脉冲串周期与通信设备通信。在优选的实施例中，控制信号是由CPU810提供给调谐器，诸如在天线模块220内部的上/下变频器892和893，如在图8中所示的。这样的控制信号可以由控制处理器提供以便编程各个天线模块内的锁相环电路，或者合成器硬件，选择用于传送以及/或者接收通信信息的特定的频率。同样地，可以提供控制信号调整传送或者接收信号的幅度。例如，调谐器892以及/或者893可以包括在这样的控制信号的控制下可调整的放大/衰减电路。应该理解，上面描述的两个控制功能导致一个方法，各个天线振子可以动态地配置与该系统的节点通信。

IDU控制器250包括标记为CPU260的一个处理器，标记为RAM270的电子存储器和标记为接口/路由器280的路由器。存储在RAM270内的是一个转换指令算法，提供转换指令或者同步给ODU控制器230。缓冲通过modem 240或者接口/路由器280传送的信息也可以由RAM270提供。同样地，RAM270也可以包含另外存储的信息，例如天线振子相关表，链路管理信息，初始化指令，modem配置指令，功率控制指令，差错校正算法和在下面更进一步讨论的其它操作指令。

虽然在图2C中描述单个调制解调器，应该懂得，本发明的集线器系统是完全可调节包括许多调制解调器，取决于该集线器要求的信息通信容量。请注意图7，适合于TDD通信的本发明的IDU控制器表示为包括两个调制解调器。

图7的调制解调器240和700类似地配置包括突发方式控制器720和721，QAM调制器730和731，QAM解调器710和711以及信道方向控制电路，表示为TDD开关740和741。然而，应该理解，突发方式控制器721是与主突发方式控制器720以及同步信道调制器760同步的。表示为由主突发方式控制器720提供的控制信号的突发方式控制器的同步提供一种装置，利用它调制解调器的脉冲串周期和这样的通信帧以及单独的天线振子的TDMA转换可以完全同步。在优选的实施例中，同步时钟是来自接口/路由器280并且由主突发方式控制器720从该比特流中得到。当然，同步可以不是使用由主突发方式控制器提供的控制信号的装置实现的，诸如：如果需要的话，使用内部的或者外部时钟源。该集线器各个部件同步的一个优点是在预先规定的周期限制每一个单独的天线振子的传送和接收，该周期考虑了对于用于实现本发明的最佳模式详细地讨论的信道的更大的重新使用。

应该理解，同步信道调制器760提供一种装置，该突发方式控制器的定时信息被调制用于提供给ODU控制器230。应该理解，在优选的实施例中CPU260提供控制信号给ODU，用于上面讨论的控制功能，同步信道调制器760也可以包括MUX761，提供多路复用信号给调制器762。

更可取地集线器的各个调制解调器的信号是叠加在如调制解调器240的IF1和调制解调器700的IF2的不同的载波频率上的。类似地，同步信道调制器760将包括突发方式定时信息和控制功能的控制信号叠加在一个适当的IF上。这些分开的信号则可以容易地由分离器/组合器750组合，通过单一的耦合传送给ODU控制器230。当然可由该集线器的调制解调器使用相同的IF作为载波，例如如果在IDU控制器250和ODU控制器230之间保持多个连接或者一个多路复用器连接。

应该理解，通过增加多个调制解调器给IDU控制器250来增加容量除了该开关允许TDMA接入上面讨论的一个调制解调器的单个数据流之外，需要ODU控制器230中的电路。现在注意图8，其中表示对应于包含在IDU控制器250内的多个调制解调器的ODU控制器电路。

应该理解，开关870及871和信号分离器/组合器880、881以及882与同步装置830组合完成如前参见利用单个调制解调器所述的相对于单独的调制解调器的天线振子的TDMA转换。在与CPU810通信中还示出了同步信道调制器860用于解调突发方式控制信号以及通过所示的单一连接由ODU提供的各种其它控制信号。在该优选的实施例中，在此控制信号从IDU控制器传送给ODU控制器，同步信道调制器包括与解调器862结合的MUX861，提供控制信息给CPU810以及提供定时信息给同步装置830。当然，在此在ODU和IDU之间使用多个连接，同步信道调制器860可以省略。

开关870和871适合于提供由每个调制解调器提供的不同数据流的选择，通过调谐器840和841调谐公共的中频给该天线振子。在优选的实施例中，正如上面讨论的，天线振子的模块220适合于接收中频和转换它们以通过喇叭210在要求的频率传送。在优选的实施例中，模块220适合于接收单个IF。因此，ODU控制器230包括调谐器840和841，用于调整不同调制解调器的各个中频IF1和IF2为公共的中频IFa。应该理解，虽然示出了每个IF的单个双方向的调谐器，如果需要的话，可以使用用于发送与接收信号通路、由TDD开关连接到该双方向的信号通路的一个分开的调谐器。这样的安排在下面相对于天线模块220详细地讨论。

虽然被调整到一个公共的频率，来自调制解调器的信号在物理上被分开，在同步装置830的控制下由开关870和871通过信号组合器880、881和882可切换到一个适当的天线振子。应该理解，通过控制开关870和871，从任何调制解调器来的任何序列的脉冲串周期可以由任何天线振子传送。

虽然已经参照在同步装置电路控制下的开关操作讨论了特定的调制解调器调制的信号的选择，但是应该理解，这个功能可以通过许多装置实现。例如，模块220可以适合于接收各个中频。在模块220中的可变调谐器，诸如通过在CPU810和同步装置电路830的控制下调谐到一个特定的中频，利用可编程的锁相环电路可以用于从合成的信号中选择由特定的调制解调器调制的信号。当然，如果需要的话，调谐器用于区别由调制解调器、调谐器840和841以及开关870和871调制的各个信号，而且信号组合器880、881和882可以去掉。

应该理解，利用短的脉冲串周期诸如微秒的数量级要求这样的可变的调谐器调谐到要求的频率和迅速地达到稳定状态，以便避免严重的信号失真。与此相一致，实验已经显示，在期待的脉冲串周期中提供各个信号的选择中利用上面提到的开关矩阵是有利的。

在优选的实施例中，每个天线振子适合于双方向的通信。因此，每个天线模块220可以包括连接到同步装置830的TDD开关890和891，如相对于天线振子200所示的，在发送与接收帧期间提供同步的转换该天线振子。

而且，如预期的，系统的传送的射频频率不同于在通信系统的各个部件内使用的IF的频率，每个天线模块220也可以包括一个调谐器，上变频以及/或者下变频该IF为用于无线电通信的要求的射频RF。用于上变频和下变频该信号的调谐器在图8中表示为上变频器892和下变换器893。应该理解，虽然示出一个变换器用于天线模块220内发送与接收信号通路，如果需要，可以使用单个双方向的变换器。当然，在此使用一个双方向的变换器，TDD开关890和891可以去除，得到如上面相对于IF调谐器840和841讨论的一个配置。

应该理解，利用一系列的变换器可以用于完成该信号的上变频以及/或者下变频。例如，在优选的实施例中，使用400-500MHz的中频和大约38GHz的射频，单级的变换器在频率之间上变频或者下变频要求重要的信号滤波，以便在非常接近感兴趣的频率产生的各个边带之间区别。如此，在各级中最好诸如通过3GHz的中频上变频以及/或者下变频该信号。因此在优选的实施例中，变换器892和893包括多级的变换器，上变频或者下变频在400-500MHz，3GHz和38GHz之间的信号。

应该理解，可以利用接近该射频的一个中频，因此不需要变换信号的精确的滤波和上面描述的多级变换。然而，应该理解，制造适合于较低频率的开关矩阵比较高频率的开关矩阵一般更经济。因此，在优选的实施例中，利用较大地低于传送的射频的一个中频。

在优选的实施例中，使用EHF射频，通过分开可用的频谱为用于频分多路复用(FDM)的离散通道。在例如使用38GHz的情况，可用的频谱可以是在38.6GHz到40.0GHz之间的1.4GHz频谱。这个1.4GHz频谱可以有利地细分为每个100MHz的14个信道。当然，正如在下文相对于实现本发明的最佳模式所讨论的，可以采用可用的频谱的其它划分，提供足够传送要求的信息的信号带宽。

为了允许全双工使用上面讨论的FDD，单个100MHz信道还可以细分为一对50MHz信道，因此定义一个50MHz传送(Tx)信道和一个50MHz接收(Rx)信道。当然，如果需要的话，每个100MHz信道可以完全地被用作为Tx或者Rx信道。本领域的技术人员应该理解，利用一个信道的全部100MHz频谱得到一个半双工的信道，因为在那个信道内没有保持频谱允许相反的传送信息。然而，正如在下文相对于该最佳模式所讨论的，全双工可以通过利用TDD在任何单个信道上合成以提供该信道内的Tx和Rx帧。

每个Tx和Rx信道可以类似地被分成每个10MHz的5个离散的子信道，得到50MHz Tx和Rx信道的频分多路复用。由于上述的每个天线振子的TDMA，每个信道被分成预定的TDMA时隙。这些TDMA时隙可以更进一步分解为协议时隙；一个协议时隙是用于传送一个格式的信息包到预定的协议的一个足够的时间。例如，每个10MHz子信道可以利用64QAM在250μsec TDMA时隙中传送三个10Mbps以太网数据分组。做为选择，这些子信道可以用于提供不同的数据通过量，例如利用正交相移键控(QPSK)在250μsec帧中一个10Mbps以太网数据分组。如果需要的话，每个Tx和Rx信道可以用做跨越全部50MHz带宽的单个信道，无需频分。

图3A表示格式为三个以太网数据分组的每个TDMA时隙的子信道30Mbps通信的例子。250μsec帧包含控制标题300，接着保护时间同步字段301。同步字段301后面跟着10MbpsLAN数据分组302和前向纠错数据303，它本身后面跟着保护时间同步字段304。同步字段304类似地后面跟着10Mbps LAN数据分组305和前向纠错数据306以及保护时间同步字段307。同步字段307后面跟着10MbpsLAN数据分组308和前向纠错数据309，它也跟随有保护时间同步字段310。应该理解，30Mbps通信的这个例子是本发明的单个信道内一个信号组成成分的一个实施例。有无数的方法，通过该方法利用上面公开的频谱用于通信。应该理解，可以根据本发明使用任何这样的方法。

除了基于处理器的系统之间通过集线器101的信息通信之外，也可以在集线器101与节点150之间传送控制功能。这样的控制通信的一个例子在图3A中表示为控制标题300。做为选择，控制功能可以通过预定的信道或者FDM频谱的子信道传送。这些控制功能可以包括请求重新传送数据分组，请求调整传送信号，TDM定时信息，指令的幅度以便调整调制密度或者集线器资源的动态分配。在下面更细节地讨论这样控制功能的使用。

经过天线振子传送给IDU控制器250的信息可以由集线器101通过一个基干如图6所示的基干160重新传送，最终到其它基于处理器的系统。应该理解多个这样的基干通信装置可以连接到单个集线器101。

做为选择，当转换为与控制器250通信时，传送到IDU控制器250的信息可以由集线器101通过预选天线振子重新引导，最终由另外一个基于处理器的系统接收。再注意图6，例如由网络110通过集线器101通信到网络120示出这个通信路径。

在两个基于通信处理器的系统之间大的地理距离可以利用多个集线器桥接。例如，如图6所提供示的，集线器101和630通过一个空中链路经过天线振子通信。这两个集线器可以在与任一个集线器通信中的基于处理器的系统的任何组合之间提供信息通信。

应该理解，由集线器101的IDU控制器250接收的信息可以以各种方法重新传送。在一个实施例中，IDU控制器250通过一个特定的天线振子200使通信或者其相关的脉冲串周期与预定的通信路径相关，如由ODU控制器230的控制指示的。依据这种方法，图2C表示由IDU控制器250在天线振子200b接收的通信，例如，可以由IDU控制器250通过天线振子200b发送，正如在RAM270中由相关表等等所指示的。这样的相关表或者其它相关信息可以由IDU控制器250用于传送通过特定的单元、脉冲串周期或者包括一个基干的集线器101的信道接收的任何通信到另外一个特定的单元，脉冲串周期或者集线器101的信道。这样一个实施例是有效率的，例如通过天线振子200a与集线器101通信的基于处理器的系统仅仅希望与通过单元200b和集线器101通信的基于处理器的系统通信。

然而，当基于处理器的系统希望通过集线器101与多个不同的基于处理器的系统通信，或者由多个基于处理器的系统使用单个天线振子，上面描述的相关表可能是无效的。因此，在优选的实施例中，通过集线器101传送的信息包括路由选择信息。这样的信息最好以符合开放系统互连(OSI)模型的数据分组形式。可以在这个实施例中使用的OSI路由选择信息的例子是传输控制协议(TCP)标准。然而，应该理解，如果需要的话，指示接收的数据分组目的地的任何路由选择信息无论是否符合OSI标准可以由本发明利用。

应该理解，调制解调器240调制和解调天线振子和IDU控制器250之间的通信。因此，在任何天线振子接收的射频通信可以作为数字信息存储在RAM270内。接口/路由器280可以利用包含在该数字信息内的预定条的信息，如可以存储在RAM270中的信息，以便确定接收的通信的路由选择。在优选的实施例中，路由选择信息由符合OSI模型的数据分组的网络层提供。这样的信息例如包含在图3所示的每个LAN数据分组内。

当利用包含在传送信息内的信息确定适当的路由选择时，该数字信息可以由集线器101通过基干160或者通过天线振子经过调制解调器重新引导。应该懂得，因为利用TDMA，该数字信息可以储存在RAM270中，直到ODU控制器230根据该路由选择信息确定耦合正确的天线振子到IDU控制器250的时间为止，因此提供用于通信的必要的路由。

已经详细描述了本发明的集线器101，现在注意图4，其中更完全地示出节点150。在优选的实施例中，节点150包含两个主要部件，户外的单元410和室内的单元450，如在图4中描述的。

户外的单元410包括天线420，模块430和调制解调器440。在此使用EHF，天线420最好是一个截抛物面天线，提供具有大约2度的通信波瓣的大约42dB增益。模块430类似于上面讨论的模块220，是通过天线420接收和传送转换到400-500MHz范围内的一个IF的38GHz射频，用于与RF调制解调器440通信。更可取地，模块430包括图8所示的相对于模块220的各个调谐器和TDD转换部件。然而，应该理解，许多部件配置是可适合于在模块430中使用，如同它们在模块220中。应该理解，在CPU460和模块430之间所示的链路可以提供根据相关的集线器的TDD帧控制同步转换的信号，TDD开关的同步转换。调制解调器440可以是一个可变速率的调制解调器，具有每符号可变的比特密度的固定波特率，对应于在相关的集线器使用的可变速率调制解调器的使用。当然节点150的天线和模块属性可以不同于上面所述的，例如要求不同的载波频率或者波束图。

室内单元450包括CPU460，RAM470和接口480。应该理解，室内单元450和户外的单元410是连接的，以致由天线420作为RF能量接收的信息被传送的室内单元450。

接口480提供在室内单元450和节点150，和基于处理器的系统诸如图4所示的LAN490之间的数据通信。此外，接口480格式该数据通信与如此连接的基于处理器的系统兼容。作为例子，LAN490连接到节点150，接口480可以发送和接收以太网数据分组，LAN490利用以太网兼容的通信协议。然而，节点150连接到单个计算机，对于接口480提供异步的接收/发送协议可能是有利的。本领域的技术人员应该理解，在单个实施例中接口480可以包括多个通信协议，是用户可选择的，或者根据需要可以包括在控制器450内的单个模块中。

RAM470连接到接口480和CPU460两者。在此在集线器101使用TDM，RAM470可以存储通过接口480在节点150接收的信息，同时等待传送到集线器101。RAM470也可以包含另外存储的信息，例如初始化指令和链路管理信息，诸如在下面详细地讨论的调制解调器配置指令，功率控制指令和差错校正指令。

已经详细地描述了本发明的集线器101与节点150，现在描述这些单元的交互作用。如上面讨论的，集线器101的RAM270和节点150的RAM470可以分别包括用于CPU260和460的操作的指令。这些指令例如可以包括编程用于通信的集线器101与节点150的方法和包括通信差错校正的链路管理的方法。

另外，RAM270和RAM470两者可以临时存储经过该设备通信的信息，在检测到传输差错的情况下重新传送。传输差错可以由CPU260和460以各种方法检测。本技术领域公知的一个这样的方法是伴随传送的数据分组传送差错检测信息。这样的一种方法在上述的OSI模型的数据链路层中定义。

注意图3A和3B，其中三个所示的数据分组的每个数据分组包括相关的前向纠错(FEC)信息。应该理解，FEC信息可以包括通过作为校验和奇偶指示等等这样的装置的关联数据分组内容的概括(summary)指示。这个概括指示可以由发送CPU，CPU260或者460产生，或者可以综合到基于处理器的系统利用的特定的传送协议，例如作为符合以太网协议的数据分组。不管它的来源，这个信息可以用于检测传送的数据中的差错和接着诸如通过请求有效数据分组的重发改正差错。

如上面讨论的，RAM270和RAM470两者存储分别以CPU260和460可读的形式传送的信息。因此，CPU260和460可以利用分别包含在RAM270和RAM470内的数字信息的预定条的信息，以便检测通信差错。例如在图3A所示的实施例中，接收CPU可以产生存储在RAM内的每个LAN数据分组内容的概括指示和将这个概括指示与相关的FEC信息比较。当确定两个概括指示之间的差别时，接收CPU可以请求由该发送CPU重新传送LAN数据分组。

然而，在优选的实施例中，FEC信息包括使用特别的编码器的数据流中的数据冗余性。当检测传输差错时，在接收方站点可用的解码器可以用于提供该数据流的部分差错校正。从编码的冗余数据的这样的差错校正能够校正发送的信息，直到该传送中的预定的百分比的差错。更可取地，这样利用的FEC信息是一个分组码，诸如：Reed-Solomon FEC协议。

例如在图3B所示的实施例中，接收CPU可以译码在FEC数据分组内传送的信息和比较这个信息与在RAM内存储的每个ATM数据分组的内容。当通过这样的比较检测传输差错时，接收CPU可以利用在FEC数据分组中编码的冗余数据校正该ATM数据分组。当然，数据分组的传送的作用超出利用FEC数据分组的编码冗余数据校正的程度，如果要求，可以利用数据分组的重发。

如先前讨论的，通信信道的预定的子波段可以用于传送控制功能，诸如：上面提到的重新传送请求或者其它控制功能，诸如：功率电平调整和信息密度调整。做为选择，控制功能可以包括在每个TDMA突发传输中，例如作为图3A所示的控制标题300或者图3B所示的控制信道块363。例如，对应的CPU将检测存在于预定的控制功能子波段或者控制标题的用于重新传送的请求和以重新传送请求的LAN数据分组响应。

当然，如果无错误的传送信息或者如果发送信息的差错校正是由另外一个装置处理，则如果要求的话，差错校正的上述方法可以省略。此外如果不利用TDM和不要求重新传送信息的差错校正，在RAM270和RAM470中通信信息的存储也可以被省略。

优选的实施例也包括监视通信参数的一个链路维护算法，该通信参数诸如通信中与集线器的RAM270中的特定的节点150相关的差错。当确定存在无法接受的通信参数时，诸如通过与预定的可接受的差错率比较确定的一个无法接受的差错率，CPU260可以传送一个指令到特定的节点进行适当的调整。例如，CPU260可以指示节点150调整通信传送功率，以达到可接受的差错率或者调整传送信息的M元QAM信号电平(即调整每符号的比特数，在下文称为QAM速率)。当然，CPU260也可以提供这样的控制信号给与该集线器相关的各个QAM调制器，得到传送给该节点的信号的适当的调制/解调。如上所述的，与链路维护相关的这些控制功能可以利用指定的控制功能子波段或者控制标题在CPU260和CPU460之间传送。

当检测一个控制指令调整通信时，CPU460提供必要的指令给适当的部件。例如，正如在上面关于该集线器所讨论的，CPU460可以使得模块430调整传送功率或者可以使得调制解调器440调整QAM速率，取决于属性作用或者由集线器传送的控制信息。

例如，控制信号可以由CPU460提供给天线模块430内的一个调谐器。这样的控制信号可以由控制处理器提供，用于编程在天线模块内的锁相环电路或者合成器硬件，选择一个特定的频率用于传送以及/或者接收传送的信息。同样地，可以提供控制信号调整传送或者接收信号的幅度。例如，模块430内的调谐器，如图8的模块220所示的那些模块，可以包括在这样的控制信号的控制下的放大/衰减电路。响应在集线器的确定节点，这些属性以及通信数据信息密度的调整可以由该节点进行和通过控制信道通信或者可以由在该节点的一个算法进行。应该理解，由该节点调整一些属性可以要求在该集线器对应的调整，诸如QAM速率或者信道的调整。因此，在这样的情形下该节点可以传送控制功能给该集线器。

应该理解，通信参数的周期的调整可能是必需的，即使正如在下面详细地讨论的，初始化算法已经用于适当地初始化这样的通信参数，因为出现影响通信的变态。例如，虽然当通信初始化时可以选择初始的QAM速率以及/或者传送功率电平，但是各种的环境条件，诸如雨可能引起严重的信号衰减。因此监视通信参数以便提供对出现这样的变态补偿的调整是有利的。应该理解，通信参数的监视和控制功能的通信可以从一个节点给一个集线器，在此这样的节点已经检测无法接受的通信属性。

除了存储通信信息和相关的链路维护算法之外，在优选的实施例中RAM470被用于存储由CPU460在操作节点150使用的指令。这样的指令可能包括不由节点150使用的在可用的频谱中的信道，由于TDM和同步信息可用于在节点150和集线器101之间通信的通信窗口，诸如：帧定时和传播延时偏移量，允许TDM以及/或者TDD通信。此外，RAM470也可能存储由CPU460用于动态分配集线器资源的指令，该资源诸如上面提到的可用于通信和通信窗口的信道或者脉冲串周期，正如在下文讨论的。

应该理解，在优选的实施例中虽然集线器101的天线振子和节点150的天线420是预先选择使用窄波束，但是本发明可能利用的环境可包括引起传送信号反射的物理拓扑。这样的反射易于引起在节点150和集线器101之间通信的多路径干扰。因此，RAM470包括作为上面提到通信指令的一部分的一个初始化算法。当然，这样一个初始化算法可以储存在与节点150通信的基于处理器的系统中，以便获得相同的结果，如果需要的话。

初始化算法与存储在集线器101中的类似的算法一起操作。正如与节点150的初始化算法一样，由集线器101使用的初始化算法也可以存储在与集线器101通信的基于处理器的系统中以便获得相同的结果。在集线器101的初始化算法操作使得节点150在可用的频谱传送预定的信号，以允许映射通信参数，诸如在集线器101的每个天线振子接收的信号强度。则这个信息可能由本发明用于确定最适合于在节点150和集线器101之间通信的单独的天线振子。这又根据这些天线振子的TDM确定通信窗口的定时或者节点150可用的脉冲串周期。则这个定时信息可能存储在RAM470中，允许CPU460通过天线410时间传送以便由ODU控制器230获得与天线振子转换的同步。当然，例如在不涉及多路径和同频道干扰时利用这样的初始化算法也许不是有利的。因此，如果需要的话可以省略使用这样的初始化算法。

另外，多个节点与集线器101通信，同频道干扰可能由于在几个节点之间通信引起的。因此，在上面讨论的初始化算法在每个这样的节点被煽动(instigated)，集线器101可以存储用于每个节点的通信参数。其后，集线器101可确定几个节点150之间同波道干扰的可能性和限定在每个这样的节点150的通信到可用的频谱的一个子集，即分配不同的信道或者脉冲串周期给每个这样的节点150。另外，这个信息可以用于动态分配用于一个特定的节点的集线器资源中。在由第一节点使用的情况下，这样的动态分配可能涉及暂时分配先前指定给第一节点的脉冲串周期或者信道给另外一个这样的节点。

每个节点的通信参数信息可以用于确定可变的调制解调器可用的初始的QAM速率，正如在上面讨论的，被用于一个特定的节点。初始的QAM速率确定可以根据对于特定的QAM速率提供适当的载波噪音(C/N)比值的一个特定的信号强度。例如，已经发现11分贝的C/N比值(BER＝10^-6)是足够支持4QAM的调制。类似地，已经发现21.5分贝的C/N比值(BER＝10^-6)足够支持64QAM的调制。

当然，由于信号强度随着距离衰减，QAM速率确定做为选择可能通过测量传送信号的传播延时，因此测量从集线器到该节点的距离进行。在优选的实施例中，该传播延时，因此节点和集线器之间的距离是由最初同步到由该集线器建立的帧定时的节点确定的。其后，该节点在预定的时隙期间传送一个缩短的脉冲串。这个传送的脉冲串从集线器帧定时偏移该传播延迟时间。该集线器利用这个偏移计算传播延时，因此计算离开与传送节点相关的集线器的距离。其后，特定的传播延时或者距离可以与该节点的特定的QAM速率的选择相关。

不管如何进行确定，一个特定的节点的最大的QAM速率的选择使得通过增加到具有适当的通信属性的那些节点的信息密度更有效的使用可用的频谱。这样增加的信息密度例如对于位于接近该集线器的节点是可能的，而同较少密集的信息通信比较起来无需增加到位于远离该集线器的节点的传送功率。

现在注意图5，其中示出集线器101的初始化算法的一个优选的实施例。虽然示出的初始化程序的单个迭代，但是应该理解，可以对于与集线器101通信的每个节点重复初始化程序，建立反映相对于集线器101的每个节点的通信属性的一个数据集。

在步骤501天线振子计数器N被初始化。应该理解天线振子计数器N可以通过初始化程序用于查阅包括集线器101的天线阵列的单独的天线振子的数目N。其后，在步骤502，天线振子计数器N递增1。

在步骤503，初始化程序通过天线振子N传送一个控制信号，请求一个节点传送一个预定的抽样信号。应该理解，控制信号传送直接到一个预定的节点。节点可以从与集线器101通信的公知节点的数据集选择，或者可能由经营者从一个节点输入诸如一个控制信号进行选择，或者可能从对从集线器101广播的轮询信号的响应确定。

在步骤504初始化程序在预定的时间期间监视天线振子N。应该理解，监视天线振子的时间量被预定为从该节点的信号的一个适当的时间数量，足够引起被接收的多路径干扰。在优选的实施例中，监视天线振子的预定的时间数量是通过集线器101的所有的N个天线振子的一个完整的TDM周期所要求的时间。

在步骤505确定预定的抽样信号是否在预定的监视时间内由天线振子N接收。如果没有接收这样的抽样信号，则它认为天线单元N不与寻求初始化信息的该节点通信。因此，初始化程序前进到步骤509，确定是否已经监视所有的天线振子。如果是否定的话，程序返回到步骤502并递增天线振子指示器以便监视另外的天线振子。

应该理解，控制信号的传送和对于一个抽样信号的随后的监视可以在单个天线振子N重复。通过在统计上分析多个结果，在天线振子N的重复迭代可以用于提供更精确的取样，因此，忽视或者减少由代替因素引起的不规则的结果。

如果在天线振子N检测到抽样信号，然而，初始化程序继续到步骤506并确定来自该节点的信号的传送的传播延时。应该懂得，通过了解来自天线振子N的控制信号传送的时间和在天线振子N的取样的信号的接收时间，该初始化程序可以确定从节点到集线器101传送的信号的传播延时。另外，为了增加这个确定的精度，初始化程序可能分析多路传输，正如在上面讨论的。

在步骤507初始化程序也确定在天线振子N接收的取样信号的信号强度。应该理解，在确定最希望用于在集线器101和节点之间通信的集线器101的单独的天线振子中，信号强度信息是有用的。而且，正如在上面讨论的，由初始化程序确定的信号强度以及/或者距离信息可用来选择QAM速率，以便给特定的节点提供最大可能的信息密度通信。应该理解，虽然在这里关于初始化通信参数讨论了这样的QAM选择，但是这样的确定也可能动态地在各个节点和集线器之间的后来的通信进行。

在步骤508初始化程序存储在上面的步骤中在与响应该控制信号的特定的节点相关的数据集确定的信息。应该理解，这样存储的信息可以由集线器101使用，不仅用于最初分配信道和与该节点通信的单独天线振子，而且在硬件故障或者引起通信中断的其它事件的情况下也可以用于动态地配置设备之间的通信。

在步骤509初始化程序确定是否所有的N天线振子已经由上面的步骤接入。不然的话，初始化程序返回到步骤502，递增天线振子计数器N。如果所有的天线振子已经接入，相对于该选择节点的初始化程序停止操作。

已经在与该节点相关的数据集中存储通过集线器101的每个天线振子通信相关的属性，初始化程序则可以对该数据执行统计分析，确定通信参数，诸如在选择节点和集线器101之间可以进行通信的主要和辅助的天线振子。应该理解，包含在一个数据集中的信息诸如在一个天线振子检测的一个高信号强度和一个短的传播延时指示在该节点和集线器101之间直接的空中链路的概率。同样地初始化程序可以分配这个天线振子用于与选择的节点通信。因为每个天线振子是在与射频调制解调器TDM通信中，这个分配也标识在该节点和集线器101之间通信窗口的定时。

正如在上面讨论的，可以对每个节点重复通信特性的映射。因此当分配与选择的节点通信的天线振子时，上面的统计分析也可以比较其它节点的通信属性。例如，如果确定一个天线振子提供集线器101和一个以上的节点之间的最佳通信，仅仅在该频谱中可用的选择信道可以指定给每个这样的节点。或者，正如在下文关于实现本发明的最佳模式所讨论的，每个这样的节点可以分配在完成通信的一个信道内不同的TDM脉冲串。做为选择，初始化程序可以仅仅分配这样一个天线振子给一个这样的节点和分配可能提供比最佳的通信较差的一个辅助的天线振子给另一个这样的节点。

当确定分配用于与集线器101通信的节点之一的天线振子和信道时，初始化程序传送控制信号给这些节点。控制信号可以包括关于可用于在一个特定的节点之间通信的信道的信息以及定时信息以便允许在该节点和集线器101的TDM天线振子之间通信的同步。

由集线器提供的定时信息可以包括在链路初始化期间确定的上述的偏移，以便在足够调整该信号传播延时的一个时间周期允许节点预期传送一个脉冲串周期给该集线器，或者延迟从该集线器接收脉冲串周期。应该理解，在TDM定时信息中包含这样的偏移信息允许在一个脉冲串周期最大的信息通信。当然，当不要求最大的信息通信时，该定时信息也可以不包括任何偏移信息。在这里，适应该传播延时的足够的持续时间的延迟周期可以包括在该脉冲串周期中，在该延迟周期中没有传送信息。然而，应该理解，补偿信号传播延时的这样的方法用信息通过量的减少进行交换，以便适应该延迟。

正如先前讨论的，控制信息可以通过用于控制信息的预定的子信道由集线器传送或者可以包括在嵌入通信数据分组中的一个逻辑通道或者控制信道中，如在上面讨论的。接收这样控制信息的节点在RAM470中存储它，稍后由中央处理机460使用。当然，由集线器101使用FDD，RAM470不必要包括关于与集线器101通信的窗口的定时信息，因此这样的信息可以从控制信息中省略。同样地，在集线器与节点之间通信仅仅在单个信道上实现，关于可用于通信的信道的信息可以从这个控制信息中省略。

正如在上面讨论的，这个初始化信息也可以由该集线器用于动态分配集线器资源给与其通信的节点。应该理解，通过在连续的基础上监视该节点和该集线器之间信息通信，集线器可以确定任何特定的节点的利用统计信息。如果确定任何一个这样的节点不足够利用该节点可用的集线器资源，例如不在分配给该节点的信道上传送信息，该集线器可以再指定这样的资源，或者资源的一部分给另外一个节点。应该理解，这个再分配可以通过利用在上面详细地讨论的控制信号实现。

已经详细地描述本发明操作的各个实施例，现在描述用于实践本发明的期待的最佳模式。上文讨论已经描述频分双工(FDD)和时分双工(TDD)作为允许在该集线器和节点或者用户之间全双工链接的装置。实践本发明的最佳模式企图使用在下面描述的TDD安排。这个最佳模式将相对于图7和8描述。

实验已经显示，利用在集线器101的每个天线振子的单个信道提供TDD Tx和Rx帧，诸如在图3B中示出的帧351和352，允许可用信道的所希望的重新使用系数。应该理解，本发明的多个集线器的蜂窝频率复用图是预想的。这样的蜂窝图显示出单独信道的重新使用的增加的复杂性，因为使用每个集线器的信道也必须考虑到使用相邻集线器的信道。

为了将同频道干扰的可能性减到最小和在一定程度上减小多路径干扰，在每个天线振子传送和接收同步是所希望的。例如集线器101的每个天线振子仅仅在预定的Tx帧期间传送，和在预定的Rx帧期间仅仅接收。这样的集线器网络的每个集线器可以仅仅在相同的预定的Tx和Rx帧同步发送与接收。应该理解，上面的方案定义一个TDD通信系统。

可用的频谱分为每个10MHz的离散通道提供一个方便的装置，通过该装置实践本发明。更可取地，集线器101的每个天线振子适合于发送与接收至少一个单个的10MHz信道，正如由该系统定义的。正如在上面描述的，适合于特定的10MHz信道的天线振子可以分布在集线器101各处，以便提供每个定义通道的重新使用。

另外，每个Tx和Rx帧可以分成离散的脉冲串周期以便提供每个信道的TDMA利用。更可取地Tx和Rx帧每个250μsec，被分成八个脉冲串周期，正如在图3B中示出的，因此全双工可以在十六个这样的脉冲串周期中合成。正如先前描述的，TDMA脉冲串周期可以更进一步分解为协议时隙；一个协议时隙是一个足够的时间用于传送格式为一个预定的协议的一个信息包。例如，每个信道可以用于传送在利用QAM的TDMA脉冲串周期中的两个53字节ATM信元。

应该理解，利用53字节ATM信元是首选的，因为该协议包括一个5字节标题，可以由本发明用于路由选择信息，正如在上文详细地讨论的。另外，利用53字节ATM信元提供一个充分地压缩的数据分组，以便当传送全双工话音或者对于延迟或者信号等待时间(latency)敏感的其它信号时提供等待时间周期。

在TDMA脉冲串周期内信息格式化的一个优选的实施例在图3B中以脉冲串360示出。在这里每个脉冲串包含斜坡361，接着有前置码362。前置码362后面跟着CCH块363。CCH块363后面跟着ATM网孔364和365，它们后面又跟着FEC块366。FEC块366类似地跟随有斜坡367。

应该理解，在上面的标识TDMA脉冲串周期中，斜坡361和367是在脉冲串周期内的时间段，允许发射机到达满功率，和再次去掉能量而不影响传送消息信息的功率。前置码362和前向纠错(FEC)块366类似于该斜坡部件，是系统开销部件和用于帮助包含在ATM网孔364和365中的信息的传送。特别地，前置码362包含一个点图形，以便再同步在接收站点的符号时钟。FEC366提供发送信息的差错的检测与纠正。正如先前讨论的，提供控制信道(CCH)363以传送系统控制信息。

应该理解，信息格式化的这个例子是利用TDMA脉冲串周期通信的唯一一个实施例。有无数的方法利用上面公开的Tx和Rx帧的脉冲串周期进行通信。例如，上述的任何部件可以删除，而且如果要求的话，加上许多不同的部件。因此，应该理解，本发明不限制于示出的TDMA脉冲串周期的格式。

应该理解，通过利用正如先前讨论的QAM，可以增加脉冲串360的每个ATM网孔的信息密度。例如，使用具有4QAM、在图3B中示出的两个ATM网孔，实现的时隙容量是1/2DS1。而且，通过利用增加的调制，这个容量可以增加。使用16QAM，实现的时隙容量是1DS1；使用64QAM，实现的时隙容量是 DS1；和使用256QAM，实现的时隙容量是2DS1。应该理解，这些密度的任何组合可以由单个集线器以及/或者天线振子使用可变速率的调制解调器和先前讨论的初始化算法实现。

应该理解，每个Tx和Rx帧的脉冲串周期可以由单个天线振子用于提供信道TDMA给位于该天线振子的辐射图内的多个节点。例如，脉冲串周期1和2可以由一个天线振子用于提供通信给第一节点，同时脉冲串周期3至7由相同的天线振子用于提供通信给第二节点。同样地，单个Tx或者Rx帧可以由不同的天线振子利用。例如，脉冲串周期1至4可以由第一天线振子用于提供通信给第一节点，而脉冲串周期5至8由第二天线振子用于提供通信给第二节点。

应该理解，上面提到的TDMA的组合由单个天线振子使用该脉冲串周期和在不同的天线振子之间分开Tx和Rx帧可以由本发明利用。例如，脉冲串周期1和2可以由一个天线振子用于提供TDMA通信给第一节点和第二节点，同时脉冲串周期3和4由第二天线振子用于提供通信给第三节点。

虽然由图3B中的八个正向信道和八个反向信道脉冲串周期示出平衡双工，但是应该理解，本发明可以利用正向和反向信道分布的任何组合。当然，当所有的脉冲串周期被用于任一个正向或者反向时，时分双工不能再由那个信道实现。

实验已经显示，诸如由本发明的系统传送的信息一般落入三个类别之一；那些是基本上均衡的全双工通信，主要地下行链路通信，和主要地上行链路通信。因此，这些通信需要可以由本发明的一个实施例利用特定用户的三个双工方案的任何一个方案满意地满足。

第一双工方案是在上面参见TDD描述的脉冲串周期的50％正向50％反向信道分配。应该理解，50％/50％分配是有利的，一个重要的信息量是两者在下行链路以及上行链路传送。

第二双工方案是：大约94％的脉冲串周期用于从集线器给一个节点(下行链路)传送信息，和剩余6％的脉冲串周期用于在反向(上行链路)传送信息。更可取地这样的94％/6％双工方案利用在图3B示出的十六个脉冲串周期的十五个脉冲串周期作为下行链路脉冲串周期和利用剩余一个脉冲串周期作为一个上行链路脉冲串周期实现的。

94％/6％分配是有利的，在此一个重要的信息量在下行链路传送，但是很少或者没有信息在上行链路传递。应该理解，由本发明更可取地保持6％反向信道通信，即使在此该用户没有要求反向信道信息通信，因为这个小量的带宽可以由该系统用于链路维护和控制功能诸如先前描述的那些。例如这个6％的反向信道通信可以用来请求数据分组的重新传送，请求调整传送信号的幅度，TDM定时信息，动态分配集线器资源，或者可以用来监视通信属性用于QAM调制的周期的调整。

第三双工方案是：大约6％的脉冲串周期用于从集线器给一个节点(下行链路)传送信息，和剩余的94％的该脉冲串周期用于在反向(上行链路)传送信息。应该理解，这个方案只不过是上面讨论的94％/6％方案的相反的方案，提供在上行链路方向的重要部分信息的通信。

虽然定义组合TDD帧而不是在上面讨论的三个帧的组合是可能的，而且定义各个的方案的每个方案的Tx和Rx帧组合以便包括不同数目单独的脉冲串周期，优选的实施例限定该方案用于预定数目的组合，其中每个组合包括相同总数的脉冲串周期。应该理解，在上面讨论的双工的三个组合满意地服务通常熟练的信息通信要求。而且，使用TDD方案的链路数目，其中每个方案完成脉冲串周期的相同总数帧的正向和反向信道通信，这在该系统中重新使用信道是有利的。通过限制的这样的方案的数目和定时，简化了在单个集线器以及一个蜂窝频率复用图两者中的各个信道的重新使用图。

虽然已经详细描写本发明和它的优点，应该理解，在不偏离由附加权利要求定义的该发明的精神和范围，在这里进行各种的改变，替换和替代。

Claims

1.一种在多个位置之间提供宽频带信息通信的系统，其特征在于所述系统包括：

多个节点，每个节点具有与其相关的适合于在毫米波频谱的频带中宽带通信的至少一个节点，所述节点天线具有提供定向通信的单个预定的通信波束，所述多个节点包括：

适合于经过该毫米波频谱的至少第一频带通信的所述多个节点的第一节点；和

适合于经过该毫米波频谱的至少第二频带通信的所述多个节点的第二节点；和

基于处理器的通信集线器包括：

多个集线器天线，每个集线器天线具有提供定向通信的预定的通信波束；其中所述多个集线器天线的至少一个集线器天线可转换地连接到在所述集线器内提供的内部信号；

适合于经过该毫米波频谱的所述第一频带与所述第一节点通信的所述多个天线的第一集线器天线；和

适合于经过该毫米波频谱的所述第二频带与所述第二节点通信的所述多个天线的第二集线器天线。

2.根据权利要求1的系统，其中所述第一和第二频率是相同的。

3.根据权利要求1的系统，其中所述第一和第二集线器天线是相同的。

4.根据权利要求1的系统，其中所述集线器连接到一个通信基干。

5.根据权利要求4的系统，其中在所述集线器和所述连接的通信基干之间提供宽频带接入。

6.根据权利要求4的系统，其中所述通信基干包括从包括以下的组中选择的一个信息通信链路：

一个公共交换网络；

一个电缆通信网络；

一个宽频带数据级连接；和

互联网络。

7.根据权利要求1的系统，其中所述集线器是可扩展的，以便通过耦合连接的单独天线单元提供另外的定向通信，从而所述连接的单独天线单元变成所述多个集线器天线的一个集线器天线。

8.根据权利要求1的系统，其中所述集线器还包括第一射频调制解调器，所述第一调制解调器提供所述内部的信号，可转换连接到所述至少一个集线器天线。

9.根据权利要求8的系统，其中所述集线器还包括第二射频调制解调器，所述第二调制解调器提供第二内部的信号，可转换地连接到所述至少一个集线器天线。

10.根据权利要求8的系统，其中所述第一调制解调器动态地配置，以在所述内部信号内提供可变的信息密度。

11.根据权利要求10的系统，其中在所述多个集线器天线之一和所述多个节点之一之间的通信被取样，以便识别至少一个通信参数。

12.根据权利要求11的系统，其中所述可变的信息密度根据所述至少一个通信参数动态地配置。

13.根据权利要求12的系统，其中所述至少一个通信参数是从包括以下的组中选择的：

接收信号的差错率；

信号噪声比；

信号干扰比；

接收信号的功率电平；

在所述多个集线器天线的所述一个集线器天线和所述多个节点的所述一个节点之间的距离；和

在所述集线器和所述多个节点之一之间通信受到的信号传播延时。

14.根据权利要求1的系统，其中所述内部信号是时分的，包括多个信息脉冲串。

15.根据权利要求14的系统，其中所述多个信息脉冲串包括至少一个正向信道组的信息脉冲串和一个反向信道组的信息脉冲串。

16.根据权利要求15的系统，其中所述正向信道组的脉冲串和所述反向信道组的脉冲串每个包括根据在所述集线器的频率重新使用的预定数量的脉冲串。

17.根据权利要求16的系统，其中所述预定数量的脉冲串是动态可配置的。

18.根据权利要求15的系统，其中所述正向信道组的脉冲串包括与所述反向信道组的脉冲串不同数量的脉冲串。

19.根据权利要求15的系统，其中所述正向信道信息包括预定百分比的所述多个信息脉冲串，而所述反向信道信息脉冲串包括剩余百分比的所述多个信息脉冲串。

20.根据权利要求19的系统，其中所述正向和反向信道信息脉冲串包括从包括以下的组中选择的所述多个信息脉冲串的一个百分比：

大约94％正向信道信息脉冲串和大约6％反向信道信息脉冲串；

大约50％正向信道信息脉冲串和大约50％反向信道信息脉冲串；和

大约6％正向信道信息脉冲串和大约94％反向信道信息脉冲串。

21.根据权利要求1的系统，其中所述可转换的连接是根据预定的方式实现的，以提供所述内部信号的时分多址给所述多个集线器天线之一。

22.根据权利要求21的系统，还包括：

用于所述集线器根据预定的方式与所述多个节点之一初始通信的装置；和

用于使得与所述多个节点之一初始通信的属性被存储在所述集线器的装置。

23.根据权利要求22的系统，其中所述预定的方式是至少部分地根据所述存储的属性确定的。

24.根据权利要求1的系统，其中所述多个节点之一还包括一个射频调制解调器，所述调制解调器连接到所述节点天线。

25.根据权利要求24的系统，其中所述调制解调器是动态地配置的，提供可变的信息密度。

26.根据权利要求25的系统，其中所述调制解调器被调整，以便当从所述集线器收到控制信号时提供特定的信息密度。

27.根据权利要求25的系统，其中所述可变的信息密度包括使用正交幅度调制。

28.根据权利要求24的系统，其中来自所述调制解调器的信号被时分，包括多个信息脉冲串。

29.根据权利要求28的系统，其中所述多个信息脉冲串包括正向信道信息脉冲串和反向信道信息脉冲串。

30.根据权利要求29的系统，其中所述正向信道信息脉冲串包括预定百分比的所述多个信息脉冲串，和所述反向信道信息脉冲串包括剩余百分比的所述多个信息脉冲串。

31.根据权利要求30的系统，其中定义所述正向和反向信道信息脉冲串包括从包括以下的组中选择的所述多个信息脉冲串的一个百分比：

32.根据权利要求30的系统，其中所述预定的百分比是动态地可调整的。

33.根据权利要求1的系统，其中所述第一和第二频带是在10至60GHz范围内。

34.根据权利要求1的系统，其中所述多个集线器天线之一包括一个混合模式校正喇叭形透镜(hybrid mode lens corrected horn)，提供具有大约16度的预定的通信波瓣的大约32dB的增益，在10至60GHz范围内工作。

35.根据权利要求1的系统，其中所述多个节点之一包括一个天线，该天线包括提供大约42dB增益的截抛物面天线，它具有大约2度的预定的通信波瓣、工作在10至60GHz内。

36.根据权利要求1的系统，更进一步包括多个基于处理器的通信集线器，放置所述多个集线器提供蜂窝通信频率重用图。

37.根据权利要求36的系统，其中所述多个集线器之一经过至少部分地由所述多个集线器的每一个集线器的天线单元提供的链路进行信息通信。

38.根据权利要求37的系统，其中所述链路提供在所述多个集线器的集线器之间的宽频带接入。

39.根据权利要求37的系统，其中所述信息通信链路至少部分用于地提供在所述多个集线器的至少两个集线器之间的信息回程。

40.根据权利要求36的系统，其中所述多个集线器之一经过由互连所述多个集线器的每一个集线器的物理链路提供的链路进行信息通信。

41.根据权利要求1的系统，还包括适合于经过所述多个频带的至少所述第一频带通信的所述多个天线的第一组集线器天线，布置所述第一组的每个集线器天线以提供基本上非重叠的定向通信。

42.一种用于在多个地址上分散的位置之间提供信息通信的通信集线器，其特征在于所述通信集线器包括：

提供第一信号的第一射频调制解调器；

多个集线器天线单元，每个集线器天线单元具有提供定向通信的预定的辐射图，所述集线器天线单元之一提供通信给所述在地理上分开的位置的不同位置，所述多个集线器天线单元包括具有与其相关的至少一个集线器天线单元的第一组；和

转换装置，用于可转换地连接所述第一组到所述第一信号，所述转换装置提供所述第一组时分多址给所述第一信号。

43.根据权利要求42的通信集线器，还包括：

具有与其相关的至少一个集线器天线的第二组，其中所述第一和第二组是不互相排斥的；和

第二射频调制解调器，提供第二信号，和所述转换装置还包括用于可转换地连接所述第二组给所述第二信号的装置，所述转换装置提供所述第二组时分多址给所述第二信号。

44.根据权利要求42的通信集线器，其中所述多个天线单元的第一组集线器天线适合于经过毫米波频谱的第一频带通信，和所述多个天线单元的第二组集线器天线适合于经过毫米波频谱的第二频带通信。

45.根据权利要求42的集线器，其中所述集线器适合于接受单独的天线单元的耦合，因此所述连接的单独的天线单元变成所述多个集线器天线单元的一个集线器天线。

46.根据权利要求45的集线器，其中放置所述连接的单独的天线单元以提供定向通信到先前不在由所述通信集线器提供的合成的天线单元辐射图内一个区域。

47.根据权利要求45的集线器，其中放置所述连接的单独的天线单元提供到先前不在由所述通信集线器提供的合成的天线单元辐射图内一个区域的定向通信，所述连接的单独的天线单元适合于在所述区域中提供增加的通信容量。

48.根据权利要求42的集线器，其中所述第一信号是时分的，包括多个信息脉冲串。

49.根据权利要求48的集线器，其中所述多个信息脉冲串包括一组正向信道信息脉冲串和一组反向信道信息脉冲串，所述正向和反向信道信息脉冲串每个被定义包括所述多个信息脉冲串的一个百分比，它们一起表示为100％。

50.根据权利要求49的集线器，其中所述正向信道和所述反向信道百分比是从包括以下的组中选择的：

51.根据权利要求42的集线器，其中所述可转换连接是根据预定的方式实现的，以提供所述第一信号的时分多址给所述第一组的天线单元。

52.根据权利要求51的集线器，其中所述预定的方式至少部分地由所述多个天线单元之一提供的所述通信属性确定。

53.根据权利要求42的集线器，其中所述第一调制解调器是动态地配置的，以提供在所述第一信号内的可变的信息密度。

54.根据权利要求53的集线器，其中所述可变的信息密度包括一个输入信号的正交幅度调制。

55.根据权利要求53的集线器，其中所述可变的信息密度至少部分地根据由所述多个天线单元之一提供的所述通信的属性动态地配置。

56.根据权利要求55的集线器，其中所述通信的所述属性是从包括以下的组中选择的：

一个接收信号的差错率；

所述通信的信号噪声比；

所述通信的信号干扰比；

接收信号的功率电平；

所述通信的距离；和

所述通信的信号传播。

57.根据权利要求42的集线器，其中放置所述集线器提供在包括多个通信集线器的蜂窝重叠图的预定的网孔中的通信。

58.根据权利要求57的集线器，其中所述集线器经过通信基干连接到所述多个集线器的至少一个集线器。

59.根据权利要求58的集线器，其中所述通信基干是从包括以下的组中选择的：

一个公共交换网络；

一个电缆通信网络；

一个宽频带数据级连接；和

互联网络。

60.根据权利要求57的集线器，其中所述集线器经过至少部分地由所述多个天线单元的一个天线单元提供的空中链路与所述多个集线器的至少一个集线器信息通信。

61.根据权利要求42的集线器，其中毫米波频谱的所述频带是在10至60GHz范围内。

62.根据权利要求42的集线器，其中所述多个集线器天线之一包括提供具有大约4至20度的预定的通信波瓣的大约32至38dB增益、工作在10至60GHz范围内的一个混合模式透镜校正喇叭(hybridmode lens corrected horn)。

63.一种系统，用于在多个基于处理器的系统之间提供宽频带信息通信，所述系统包括：

连接到第一基于处理器的系统的第一通信节点，所述第一节点包括：

一个通信单元，该通信单元包括一个天线，第一射频调制解调器和连接在它们之间的第一通信模块，所述天线适合于接收极高频频谱中的射频通信；和

第一控制器单元，包括连接到第一电子存储器和一个接口的一个处理器，所述处理器也连接到所述第一调制解调器，所述接口适合于连接到基于处理器的系统；

连接到第二基于处理器的系统的第二通信节点，所述第二节点包括：

一个通信单元，包括一个天线，第二射频调制解调器和连接在它们之间的第二通信模块，所述天线适合于接收极高频频谱中的射频通信；和

第二控制器单元，包括连接到第二电子存储器和一个接口的一个处理器，所述处理器也连接到所述第二调制解调器，所述接口适合于连接到基于处理器的系统；

适合于与所述第一节点和所述第二节点信息通信的通信集线器，其中所述集线器包括多个射频调制解调器，其中每个调制解调器通过交换机可转换地连接到所述多个天线振子的至少一个模块，所述集线器包括：

多个天线振子，所述多个天线振子的每个天线振子适合于接收极高频频谱中的射频通信，所述多个天线振子的每个天线振子具有连接它的一个集线器通信模块；

第三射频调制解调器，所述第三调制解调器通过第一开关可转换地连接到所述多个天线振子的至少一个模块，所述第三调制解调器适合于从所述集线器模块接收所述通信；

第三控制器单元，包括连接到第三电子存储器和所述第一和第二开关的一个处理器，所述处理器也连接到所述第三调制解调器；

其中所述第一、第二、第三射频调制解调器适合于传送具有不同的预定信息密度的信息，并且所述第一、第二和第三调制解调器中每一个都可被动态地配置以选择所述不同预定信息密度中的一种信息密度。

64.根据权利要求63的系统，其中所述集线器适合于接收单独的天线振子到它的连接，因此所述连接的单独天线振子变成所述多个天线振子的一个天线振子。

65.根据权利要求63的系统，其中所述天线振子的一个天线振子包括一组天线振子，所述天线振子包括具有基本上非重叠的辐射图的所述组。

66.根据权利要求63的系统，其中所述天线振子之一包括第一组的天线振子，而所述天线振子的其它天线振子包括第二组的天线振子，和其中所述第一组的所述天线振子之一具有基本上重叠所述第二组的所述天线振子之一的辐射图。

67.根据权利要求63的系统，其中所述集线器包括多个射频调制解调器，所述多个调制解调器的每个调制解调器通过一个开关可转换地连接到所述多个天线振子的至少一个模块。

68.根据权利要求63的系统，其中每个所述第一、第二和第三调制解调器适合于以各种预定的信息密度传送信息。

69.根据权利要求68的系统，其中每个所述第一、第二和第三调制解调器动态地配置，以便选择所述各种预定的信息密度之一。

70.根据权利要求63的系统，其中所述集线器还适合于连接到一个信息通信基干。

71.根据权利要求70的系统，其中所述通信基干提供在多个集线器之间的信息通信，放置所述多个集线器的每个集线器提供在基本上非重叠的预定的区域内的信息通信。

72.根据权利要求63的系统，其中所述第三控制器单元发送由所述集线器接收的信息通信，由所述集线器根据包含在所述信息通信内的信息进行传送。

73.根据权利要求63的系统，其中所述第三控制器单元发送由所述集线器接收的信息通信，由所述集线器根据在所述第三控制器单元内存储的信息进行传送。

74.根据权利要求63的系统，其中所述极高频频谱是在大约38GHz的大约1.4GHz的一个波段。

75.根据权利要求63的系统，其中所述集线器通信模块适合于转换所述接收的极高频为第一中频，和所述第一通信模块还适合于转换所述第一中频为第二中频。

76.根据权利要求75的系统，其中所述第一中频大约是3GHz。

77.根据权利要求75的系统，其中所述第二中频大约是400至500MHz。

78.根据权利要求63的系统，其中所述天线包括一个截抛物面天线，提供具有大约2度的预定的通信波瓣的大约42dB增益。

79.根据权利要求63的系统，其中所述多个天线振子之一包括一个混合模式透镜校正喇叭，提供具有大约16度的预定的通信波瓣的大约32dB增益。

80.根据权利要求63的系统，其中所述第一开关由所述处理器根据存储在所述第二电子存储器中的一种方式控制。

81.根据权利要求80的系统，其中所述集线器还包括存储在所述第三电子存储器中的一个初始化算法，所述初始化算法使得所述集线器与所述第一和第二节点之一通信，所述初始化算法还使得与所述第一和第二节点之一的所述通信的属性存储在所述第三存储器中。

82.根据权利要求81的系统，其中所述第一节点的所述第一控制器单元至少部分地根据所述方式和存储在所述第二电子存储器中所述通信属性控制在所述第一节点和所述集线器之间的信息通信。