CN108702552B - 模块化基站 - Google Patents

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Abstract

本文公开了包括模块化基站的实施例，该模块化基站例如易于在新兴市场中部署。模块化基站设计为易于运输和固定，例如，固定到杆或树上。模块化基站设计为可承受高海拔地区操作造成的高温，并且易于在现场进行配置、定位和维修。其组件(例如射频(RF)电路板)是模块化的，以便与各种第三方兼容设备互操作。

Description

模块化基站
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年2月19日提交的美国临时专利申请No.62/297,779的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本申请要求2016年6月17日提交的美国临时专利申请No.62/351,827的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本申请要求2017年2月15日提交的美国专利申请No.15/433,828的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
所公开的教导涉及通信网络基站。所公开的教导更具体地涉及与具有模块化元件的基站有关的***、设备和方法。
背景技术
包括新兴市场中的全球许多家庭拥有通常称为“功能电话”的移动电话，这是一类与现代“智能手机”相比功能有限的低端移动电话。功能电话通常提供语音呼叫和短信功能，但缺乏现代网络连接(例如，互联网)功能。相比之下，智能手机可包括先进的移动操作***，该***将个人计算机操作***的功能与用于移动或手持使用的高级网络连接功能相结合。某些功能电话支持基本的多媒体和互联网功能，甚至可并入支持3G连接、触摸屏以及访问流行的社交网络服务。
功能电话作为智能手机的低成本替代品销售，尤其是在新兴市场中。近年来，制造商已经开始生产和销售低成本智能手机，以努力进入采用高端智能手机较少的市场。然而，即使这些电话可能支持诸如有限的互联网能力之类的功能，支持这些更高级能力的基础设施(例如，地面基站)大部分都不在这些市场中。而且，安装传统的基础设施仍然是成本高昂的。因此，数十亿人无法使用互联网等现代网络技术。而且，在一些市场上，安装地基铜线或其他布线的成本过高，因此这些市场适合直接转向蜂窝通信。在蜂窝通信中，基站通常使用各种协议(例如LTE、GSM、Wi-Fi)向客户设备(例如蜂窝电话)提供无线接入。因此，需要用于具有成本效益的基站的***、设备和方法。
发明内容
根据本发明的实施例具体在涉及模块化基站、***和方法的所附权利要求中公开，其中，在一个权利要求类别中提到的任何特征，例如方法，也可在另一个权利要求类别中被要求保护，例如，***。所附权利要求中的从属关系或回参仅为正式原因选择。然而，也可要求保护由故意回参任何先前权利要求(具体而言是多从属关系)引起的任何主题，以便权利要求及其特征的任何组合被公开并且可被要求保护，而不管在所附权利要求中选择的从属关系。可要求保护的主题不仅包括如所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括权利要求中的特征的任何其他组合，其中，权利要求中提及的每个特征可与权利要求中的任何其他特征或其组合组合。此外，本文描述或描绘的任何实施例和特征可在单独的权利要求中要求保护并且/或者与本文描述或描绘的任何实施例或特征任意组合或者与所附权利要求的任何特征任意组合。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括：
外壳体，被配置为与外部环境相接；
内壳体，包括被配置为执行网络操作的电路，其中，所述内壳体被所述外壳体包围并且相对所述外部环境密封；和
一个或多个天线，由所述外壳体包围并在所述内壳体外部，其中，所述一个或多个天线通信地耦合到所述内壳体的所述电路并允许无线通信。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括：
所述外壳体的穿孔网眼，其中，所述穿孔网眼能够渗透来自所述外部环境的流体；和
可移除天线板，被配置成放置在所述模块化基站上，其中，所述一个或多个天线被配置为：
在所述可移除天线板未放置在所述模块化基站上时作为一个或多个全向天线操作，并且
在所述可移除天线板放置在所述模块化基站上时作为一个或多个定向天线操作。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括：
由所述外壳体、所述内壳体的壁、门框和门形成的空腔；和
所述空腔中的接口，其中，所述接口包括用于将所述模块化基站的电路连接到一个或多个外部设备的多个连接器。
所述门框可包括：
倾斜的凹陷部分；和
与所述倾斜的凹陷部分相邻的多个电缆槽。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括：
嵌入在所述门框的多个壁中的多个灯管；和
沿着所述门框定位的多个照明部分，其中，所述灯管将来自所述内壳体的光引导至所述多个照明部分。
所述接口可包括：
一个或多个N型连接器；
一个或多个RJ45连接器；和
多引脚电源连接器，其中，所述一个或多个N型连接器相对于所述一个或多个RJ45连接器和所述多引脚电源连接器更靠***坦表面的中心放置。
所述内壳体可包括：
模块化通用计算电路板；和
模块化射频电路板，经由单个连接器连接到所述模块化通用计算电路板。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括：
包括在通用基带计算电路板中的一个或多个微处理器；和
存储器，包括能由所述一个或多个微处理器执行的指令，由此所述模块化基站能操作以：
当LTE射频(RF)模块化电路板耦合到所述通用基带计算电路板时，根据长期演进(LTE)执行蜂窝网络操作；和
当GSM RF模块化电路板耦合到所述通用基带计算电路板时，根据全球移动通信***(GSM)执行蜂窝网络操作。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括至少一个电源电路，所述电源电路能操作以根据预定策略或多个分层规则从第一电源切换到第二电源。
所述第一电源和所述第二电源包括来自由以下各项组成的组中的任一个：
辅助电源；
太阳能电源；
以太网供电；
来自所述模块化基站外部的电池的电池电源；和
来自所述模块化基站内部的电池的电池电源。
在根据本发明的实施例中，模块化基站可包括至少一个带外控制信道电路，所述带外控制信道电路能操作以根据无线局域网协议允许与所述模块化基站的双向通信。
在根据本发明的实施例中，一种***可包括：
一个或多个移动设备；
模块化基站，被配置为：
接受长期演进(LTE)射频(RF)模块化电路板；
接受全球移动通信***(GSM)RF模块化电路板；
在所述LTE RF模块化电路板耦合到所述模块化基站时向所述一个或多个移动设备提供LTE蜂窝覆盖；和
在所述GSM RF模块化电路板耦合到所述模块化基站时向所述一个或多个移动设备提供GSM蜂窝覆盖。
在根据本发明的实施例中，一种***可包括远离所述模块化基站的一个或多个服务器，其中，所述一个或多个服务器被配置为：
监测所述模块化基站的操作；
检测影响所述模块化基站的操作的一个或多个事件；
诊断所述一个或多个事件的一个或多个原因；和
向所述模块化基站发送一个或多个命令，包括用于对所述一个或多个原因进行故障排除的一个或多个指令。
所述指令包括人类可读指令。
所述模块化基站包括被配置为提供带外通信的无线局域网接口，并且所述一个或多个指令由所述模块化基站经由所述无线局域网接口获得。
在根据本发明的实施例中，一种***可包括具有碟形天线的双向卫星地面站，其中，所述模块化基站被配置为经由所述无线局域网接口与所述双向卫星地面站建立双向链路。
在根据本发明的实施例中，一种***可包括：
每个模块基站的安装支架，所述安装支架包括：
第一侧面；
垂直于所述第一侧面的第二侧面，其中，所述第一侧面和所述第二侧面形成方形支架，所述方形支架被配置为将所述安装支架固定到支撑对象；
所述第二侧面上的套；
被配置为装配到所述套中的可移除板；和
被配置为将所述可移除板固定到所述套的可旋转闩锁。
所述安装支架包括多个U形螺栓，被配置为将所述第一侧面固定到所述支撑对象。
在根据本发明的实施例中，一种由包括一组移动基站和基于云的服务器计算机的***执行的方法，所述方法可包括：
当所述移动基站以离线模式操作时，由移动基站在所述移动基站处本地记录一个或多个订户事件；和
当所述移动基站以在线模式操作时，由所述移动基站使所述一个或多个订户事件与所述基于云的服务器同步，其中，所述一个或多个订户事件是通过由所述一组移动基站共享的软件实例获得。
所述一组客户端设备是第一组客户端设备，所述方法进一步可包括：
由所述基于云的服务器计算机获得所述第一组客户端设备的第一多个订户事件，其中，当所述第一组客户端设备以离线模式操作时，所述第一多个订户事件由所述第一组客户端设备共享的第一客户端软件实例在本地记录；
由所述基于云的服务器计算机获得第二组客户端设备的第二多个订户事件，其中，当所述第二组客户端设备以离线模式操作时，所述第二订户事件由所述第二组客户端设备共享的第二客户端软件实例在本地记录；和
当所述第一组客户端设备和所述第二组客户端设备以在线模式操作时，由所述基于云的服务器计算机使所述第一多个订户事件和所述第二多个订户事件同步。
在根据本发明的实施例中，一个或多个计算机可读非暂时性存储介质可体现在被执行时可操作以执行根据本发明或任何上述实施例的方法的软件。
在根据本发明的实施例中，一种***可包括：一个或多个处理器；以及耦合到处理器并且包括能由处理器执行的指令的至少一个存储器，所述处理器当执行指令时可操作以执行根据本发明或任何上述实施例的方法。
在根据本发明的实施例中，优选地包括计算机可读非暂时性存储介质的计算机程序产品在数据处理***上执行时可操作以执行根据本发明或任何上述实施例的方法。
附图说明
图1示出了根据本技术的实施例的模块化基站(MBS)的前部和顶部，其中MBS被示出为安装到外部杆；
图2示出了根据本公开的一些实施例的示出为从杆移除的图1的MBS的底部；
图3示出了根据本公开的一些实施例的示出为安装到杆的图2的MBS的底部；
图4A和4B示出了根据本公开的一些实施例的图1的安装支架，示出为从MBS的主体移除并且被配置用于将MBS固定到杆或其他安装结构；
图5A和5B示出根据本公开的一些实施例的安装到立柱上的安装支架；
图6示出了根据本公开的一些实施例的用于将可移除板固定到安装支架的机构；
图7A至图7C示出了根据本公开的一些实施例的安装至杆的MBS的半透明视图；
图8示出了根据本公开的一些实施例的包括散热器的MBS的局部放大前后视图；
图9示出了根据本公开的一些实施例的图8的MBS的俯视平面图；
图10示出了根据本公开的一些实施例的MBS的外壳体；
图11示出了根据本公开的一些实施例的MBS的半透明俯视平面图；
图12示出了根据本公开的一些实施例的具有内壳体的半透明视图的MBS的侧向剖视图；
图13示出了根据本公开的一些实施例的具有外壳体和内壳体的半透明视图的MBS的侧向剖视图；
图14示出了根据本公开的一些实施例的图9的MBS的半透明视图；
图15A和15B是示出根据本公开的一些实施例的从MBS移除的由外壳体、门框和门形成的MBS的前腔的局部放大等距视图；
图16示出了MBS的实施例的等距视图，该MBS包括具有围绕门的穿孔网眼的门框；
图17示出了根据本公开的一些实施例的门处于关闭位置的MBS的等距视图。
图18示出了根据本公开的一些实施例的门处于打开位置的图17的MBS；
图19示出了根据本公开的一些实施例的具有形成在门框的下部中的电缆槽的MBS的实施例；
图20A和20B是根据本公开的一些实施例的在门框中具有电缆槽的图19的MBS的前部的放大等距视图；
图21示出了根据本公开的一些实施例的MBS的接口和灯状态***；
图22示出了根据本公开的一些实施例的用于MBS的接口的标签；
图23是根据本公开的一些实施例的MBS的一部分的分解图。
图24示出了根据本公开的一些实施例的包括在MBS中的电子器件的透视图；
图25示出了根据本公开的一些实施例的包括在MBS中的电子器件的侧视图；
图26是根据本公开的一些实施例的MBS的通用基带计算(GBC)电路板的框图；
图27是根据本公开的一些实施例的GBC板的前面板、电源和内务管理微控制器的框图；
图28是根据本公开的一些实施例的GBC板的前面板、电源、主处理器和内务管理微控制器的框图；
图29是表示根据本公开的一些实施例的用于在电源之间切换以供给负载并对内部电池和外部电池充电的规则的表格；
图30是描绘根据本公开的一些实施例的经由MBS在服务器与移动设备之间的通信的***图；
图31是描绘根据本公开的一些实施例的客户端设备与云组件交互的框图；
图32是根据本公开的一些实施例的用于使一个或多个客户端设备与云组件同步的流程图；
图33是描绘根据本公开的一些实施例的各自具有公共基站组件(例如，客户端软件实例)的多组客户端设备的框图；
图34是根据本公开的一些实施例的用于使多组客户端设备与云组件同步的流程图；和
图35是根据本公开的一些实施例的可操作以实现所公开的技术的计算机的框图。
具体实施方式
本文公开了包括模块化基站(在下文中称为“MBS”)的实施例，该模块化基站例如可以以成本有效的方式容易且快速地部署。MBS被设计为易于运输并例如固定到杆、树木或其他合适的支撑结构。MBS被设计为可承受极端的环境条件，诸如MBS在高海拔地区操作时可能出现的高温，并且非技术人员可在现场轻松配置、定向和维修(因此，它可能需要接近零的管理)。
MBS的组件可包括用于GSM和LTE的具有集成模拟前端的通用和基带计算(GBC)组件和射频(RF)组件。MBS的组件可以是模块化的，以便与各种第三方兼容设备互操作。除了其功能之外，MBS可具有美学上令人愉悦的装饰外观，诸如在以下文献中公开的那样：共同转让的美国外观设计专利申请No.29/555,287，代理人案卷号60406-8382.US01，标题为Communications Base Station，与本申请同时提交，并且其全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，MBS是低成本、低功率且易于管理的蜂窝接入点(例如，“盒中网络”)。MBS可支持例如用于乡下设置(例如新兴市场)的LTE或GSM(SMS/语音/GPRS/边缘)。此外，它具有模块化设计，可支持多种配置的四频带1/2/4收发器(TRX)。进一步地，MBS可支持各种部署场景，包括(i)盒中网络，(ii)远程射频头(RRH)，(iii)具有集中核心的小型小区等。对于GSM堆栈，所公开的技术可支持/运行闭源或开源(例如，Osmo/OpenBTS)。MBS还可配置为支持多个用户的3G/LTE(例如，最多32个用户)。
如下所述，所公开的技术可改善乡下社区的网络接入，并且能由本地用户操作，所述本地用户在操作或配置通信设备时不具有专业技术技能。MBS可设计成在各种情况下都是耐用的。例如，在具体实施例中，MBS包括多壳体结构，其保护灵敏的内部电子器件免受元件和其他恶劣条件的影响，同时保持模块化设计的灵活性。另外，MBS可使用不同的电源，并可自动从一个电源切换到另一个电源，以提供不中断电源。所公开的技术还可包括安装支架，该安装支架允许MBS容易地附接到安装结构，诸如杆、支柱、导轨、树或其他适当稳定的支撑构件。
MBS可包括通过简单地调整金属板而可在全向和定向配置之间改变的天线。另外，在一些实施例中，MBS的基站***(BSS)是四频带的并且可使用功率放大器的冗余来提供不中断的服务，同时保持灵活性。另外，MBS可包括带外控制信道(OOBCC)以允许从任何地方远程访问MBS。所公开的技术还包括“计时”以接收GPS输入和其他数据以生成有用信息。最后，所公开的技术包括通过提供例如用于使MBS彼此同步以及基于云(例如，因特网)的服务器或服务同步的机构来保持可靠和统一的MBS***的机构。
下面阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践实施例的必要信息，并且示出实践实施例的最佳模式。根据附图阅读以下描述，本领域的技术人员将理解本公开的概念并且将认识到这些概念的应用，这些在本文没有特别提到。应该理解，这些概念和应用落入本公开的范围内。
本文使用的术语的目的仅仅是为了描述实施例，而不是为了限制本公开的范围。在上下文允许的情况下，使用单数或复数形式的词语也可分别包括复数形式或单数形式。
如本文所使用的，除非另外特别说明，否则诸如“处理”、“计算”、“计算”、“确定”、“显示”、“生成”等的术语是指计算机的动作和处理，或者类似的电子计算设备，其在计算机的存储器内操纵和变换被表示为物理(电子)量的数据，或寄存到在计算机的存储器、寄存器或其他这样的存储介质、传输或显示设备内被类似地表示为物理量的其他数据中。
如本文所使用的，术语“连接”、“耦合”或其变体意味着两个或更多个元件之间的直接或间接的任何连接或耦合。元件之间的耦合或连接可以是物理的、逻辑的或其组合。
图1示出了安装到位于MBS 10外部的杆12的MBS 10的前部和顶部的实例。图2示出了从杆12移除的MBS 10的底部的实例。图3示出了安装到杆12的图2中所示的MBS 10的底部的实例。如图所示，MBS 10是现场人员可安装的物理设备，以例如向由MBS 10覆盖的区域中的人们提供VoIP服务(例如，MBS 10的无线通信范围内的区域)。
一些所示实施例的MBS 10还利用可附接到杆12或其他支撑结构并适于将MBS 10快速且容易地附接到支撑结构的的安装结构(例如，安装支架14)。例如，图4A和4B示出了用于将MBS 10固定到诸如2-4”安装杆的支撑结构的实例安装支架14)。所示的安装支架14具有形成90°角的两个侧面。支架由两个独立的部件形成：附接到杆12的接合构件16和牢固地附接到MBS 10并可移除地附接到接合构件16的套部分20的分离板18。
可移除板18可包括用于将板18附接到MBS 10的螺钉安装件或其他合适的紧固件。然后，可移除板18可沿图4A和4B所示的箭头方向滑入(或滑出)安装支架14的套20。因此，通过将附接到MBS 10的可移除板18分别滑入或滑出套20，MBS 10可相对于接合构件16和杆12或其他支撑结构在安装位置和移除位置之间移动。这样，安装支架14可容易地附接到杆12上，并且MBS 10可容易地附接到安装支架14上。此外，安装支架14允许单手安装。另外，在一些实施例中，支架14是耐用的，使得它可例如承受至少5类飓风。
图5A和5B示出安装到杆12的安装支架14的实例实施例。如图所示，使用四个U形螺栓22将安装支架14附接到杆12。支架14的90°角允许用户在面向容纳MBS 10的支架14的侧面的同时容易地拧紧U形螺栓22。
图6示出了用于将可移除板18固定到安装支架14的实例机构。如图所示，使用闩锁24将可移除板18可释放地保持在安装支架14的套20中，从而将相关联的MBS 10牢固地保持在安装支架14上的安装位置中。在一个实施例中，闩锁24相对于套20移动到解锁位置，由此闩锁24不干涉可移除板18滑入套20中。闩锁24可沿弯曲箭头的方向旋转至锁定位置(如图6所示)，因此闩锁24紧邻可移除板18并且处于物理阻挡板18滑出套20的方向。闩锁24可被弹簧加载或以其他方式偏向锁定位置。安装支架14可包括锁定螺钉26，锁定螺钉26附接到闩锁24并且被配置成被拧紧以接合套20的端部并且将可移除板18牢固地保持和锁定在安装位置。
所示实施例的可移除板18包括诸如一个或多个钩28的把手构件，使用者可抓握该把手以提供杠杆作用，以通过拉动或推动构28将可移除板18和MBS 10在移除和安装位置之间移动，从而将板18滑入和滑出套20。钩28可具有任何尺寸以用于各种目的。例如，较大的钩可便于携带MBS 10和/或可用作MBS 10坐在平坦表面上的支承。因此，钩可承受MBS 10的重量。可替代地，可使用带子(未示出)穿过较小的钩，使得该带子可用于承载MBS 10。如图所示，钩28通过一个或多个狭槽30固定到可移除板。
狭槽30也可用于多个目的。例如，狭槽30可用于将MBS 10附接到任何合适尺寸的支撑结构(例如，大树)。具体而言，在一些实施例中，可移除板18包括一个或多个可接受带子的狭槽30。这样，可移除板18可通过穿过可移除板18的狭槽30的带子被紧固到任何合适尺寸或形状的物体上。另外，当操作员攀爬杆12时，带子可用于承载板18和相关联的MBS10。此外，除了使用安装支架14之外，狭槽30还提供冗余机构以将MBS 10固定到杆12上。MBS10可通过将套20旋入平坦表面而附接到平坦表面。在至少一个实施例中，可移除板18可直接固定到平坦表面或其他安装结构，然后MBS 10可连接到可移除板18。
图7A至7C示出了安装到杆12上的MBS10的实例的半透明视图。图7A示出附接到杆12的半透明MBS 10的实例的等距视图；图7B示出了附接到杆12的半透明MBS 10的实例的侧视图；并且图7C示出了附接到杆12的半透明MBS 10的实例的底部平面图。
MBS 10可以可选地包括耦合到MBS 10的主体内的内部电组件的散热器，以将热量从MBS 10的内部区域带走。散热器可以是可包括在MBS 10中的模块化组件。例如，图8示出了包括从MBS 10的主体的底表面突出的散热器32的MBS 10的底部等距视图的实例。散热器32允许自然对流以帮助将热量从MBS 10带走，从而冷却MBS 10的内部组件。所示实施例的散热器32包括用于安装支架14的多个翅片和切口，但是其他实施例可利用其他散热器配置。在各种实施例中，散热器32可经由MBS或其他装置的表面(例如，底部或侧表面)附接到内部电组件。
所公开的实施例可包括不同尺寸的MBS。例如，图9示出了高(即，更长)MBS 10的顶视图的实例。与图9的较高MBS 10(例如，大于19英寸)相比，图1所示的可能“较短”(例如，14英寸)。图1的较短的MBS 10可能不包括包括在图9的较高MBS 10中的某些组件；例如，图1的MBS 10可能不包括任何内部天线，而图9的较高MBS 10可能包括两个内部天线。
所公开的MBS 10的实施例包括结构特征，其可允许在恶劣的环境中以及在大范围的温度和海拔高度上进行持续和可靠的操作。相反，常规基站的运营能力有限，往往会相对较快地发生故障。
所示实施例的MBS 10包括覆盖并保护耐用内壳体的外壳体(即外壳)。例如，图10示出了MBS 10的外壳体34的实例。外壳体34是可容易地移除和/或替换的模块化元件。图11示出了包括内壳体36的MBS 10的半透明视图的实例。内壳体36可具有任何合适的长度，包括例如外壳体34的长度的大约一半的长度。内壳体36也是一个模块化组件，可很容易地移除和/或替换。内壳体36容纳例如可能对环境条件敏感的电子器件和其他组件。内壳体36也可连接到散热器32以将热量从内壳体36的内部和相关的内部部件带走。
图12至图14示出了MBS 10相对于内部组件的结构特征的实例。具体而言，图12示出了具有内壳体36的半透明视图的MBS 10的实施例的侧向剖视图。图13示出了具有外壳体34和内壳体36的半透明视图的MBS10的实施例的侧向剖视图。图14示出了MBS 10的实施例的半透明视图。
外壳体34可由塑料或其他耐用材料形成，其将与位于外壳体34内部的一个或多个天线38具有最小的干涉，并且外壳体34可操作为周围环境和容纳例如多个电路板和/或其他组价的内壳体36之间的缓冲器。外壳体可包括与天线板42相邻的通风孔40，用于允许气流通过MBS 10(即，而不是被密封)。这使得MBS 10能够在大范围的温度和海拔高度上操作。例如，在具体实施例中，MBS 10可在-40℃和55℃之间的温度以及高达约20,000英尺或更高的高度操作，因为MBS 10的设计允许更大的气流通过MBS 10用于冷却。在具体实施例中，MBS 10可容忍由海拔高度增加引起的内部环境温度的增加。(例如，每1000英尺至少3℃)。外壳体34也可充当太阳能屏蔽。
如此，MBS 10可部署在诸如阿富汗、印度北部、喜马拉雅山脉和中亚其他地区的地区，这些地区目前部分由于其海拔高度而无法接入可靠的基站。此外，所公开的MBS 10可在高海拔的情况下部署，而不会由于例如流体(例如，雨水)泄漏或渗入MBS而发生故障。
外壳体34还保护内壳体36免受物理冲击。例如，外壳体34可设计成由于落在地面上而引起的冲击而破碎或破裂；外壳体34吸收一些冲击载荷，有助于确保内壳体36可保持完整。这样，只有外壳体34将需要在这样的下落中被更换，这可容易地由于其模块化设计而完成。
图15A和15B示出了MBS 10的前腔44的实例。如图所示，空腔44由三个单独的部件形成：外壳体34、门框48和门46，其被组装以形成MBS 10的前部。如下面进一步讨论的，空腔44容纳与连接器连接的接口，该连接器耦合到包括在内壳体36中的电子组件。
MBS 10可既耐用又透气(例如，可渗透空气和液体)。例如，图16示出了包括围绕门框48的周边的穿孔网眼50的实施例的MBS 10的视图。如此，外壳体34可渗透穿过穿孔网眼50的流体(例如气流)，而内壳体36可完全与外部元件密封。例如，通过外壳体34渗入MBS 10的湿气可通过MBS 10前部的穿孔网眼50离开，而不影响包括在内壳体36中的电子器件。
参考回图12至14，MBS 10的这些实施例包括一个或多个天线38。如图所示，天线38容纳在MBS 10的位于内壳体36外部但被外壳体34包围的部分中。每个天线38可以是一个由四个金字塔型支柱悬挂的平坦表面。支柱的这种配置有助于最小化与每个天线38的接触并且提供位于MBS 10的底部上的可移除天线板42之间的距离。在一些实施例中，MBS 10可包括任何数量的天线，例如，具有并排配置(即，共面)。天线可共同操纵(或被动)以与可移除板42结合操作。
具体参考图14，取决于天线板42是否***到MBS 10中，天线板42反射信号以允许一个或多个天线38操作为全向或定向天线。天线板42连接到外壳体34以形成与散热器32相邻的MBS 10的底部部分。如上所述，外壳体34可包括与天线板42相邻的通风孔40。天线板42可用螺钉或其他紧固件固定到MBS 10，因此，天线38被保护在由外壳体34和天线板42限定的内部区域内。当板42被***到MBS 10的背部时，天线38被配置为定向天线，并且当板42从MBS 10的背部移除时，天线38被配置为全向天线。这样，多个天线可共同操纵(或被动)以与可移除板42一起操作为全向或定向天线。
将一个或多个天线38配置为全向或定向天线的能力是MBS 10的另一模块化方面，其允许根据MBS 10的部署区域以及希望信号的配置是什么进行调谐性能。例如，如果MBS10部署在谷的中间并且客户端设备围绕MBS 10在所有方向上，则天线38可被配置为全向天线。
支柱可位于由通风孔40部分形成的穹顶结构的顶上，并且每个天线38可由位于穹顶结构顶上的支柱悬挂。这样，空气可流入通过穿孔网眼50，在内壳体36上方并流出通风孔40(反之亦然)以提供冷却(通过散热器32增强冷却)。
如上所述，MBS 10包括空腔44，空腔44容纳用于与MBS 10接口的连接器。包围空腔44的门46可打开以接近连接器并且关闭以将连接器从环境中固定。例如，图17示出了处于关闭位置的MBS 10的门46完全关闭门框48中的开口的实例。图18示出处于打开位置的门46的实例，由此提供通过MBS 10的门框48中的开口进入空腔44。这样，门46可打开以将容纳在内壳体36中的组件连接到外部结构34外部的组件。
如图所示，MBS 10的前部上的门46充当周围环境与空腔44之间的屏障，空腔44包括用于连接到外部设备的接口52的连接器(例如IP-额定连接器)。空腔44具有凹陷部分54，该凹陷部分54通向用于电缆的电缆槽56，电缆从空腔44延伸到外部设备。例如，图19示出了图18的开门结构的电缆槽56和门铰链58的实例。图20A和20B分别示出了MBS 10的电缆槽56的逐渐变大的视图的实例。
具体地，在图20A和20B所示的实例实施例中，MBS 10包括形成在门框48上的五个电缆槽56。凹槽56可具有不同的尺寸以接收不同尺寸的电线(例如电缆)。如图所示，电缆沟槽56接受N型1，RJ45(RJ-1，RJ-2)，N型2和电力电缆。这样，例如，N型电缆可从接口52上的N型连接器穿过N型尺寸的凹槽延伸到外部环境。
电缆槽56的使用可减小电缆上的张力。例如，常规设备包括外壳上的连接器。这会在耦合到连接器的电缆上造成张力(例如，由于力(例如重力)拉动电缆)。相反，MBS 10的电缆槽56可减轻电缆上的这种张力。这种配置还可降低成本，因为对于功能而言不一定需要专用环境不敏感组件(例如，RJ45连接器)。
如图所示，门框48包括将门46附接到门框48的铰链58。铰链58允许门枢转打开和关闭。通过在用户将设备连接到接口52时保持门46附接到MBS 10，铰链58也避免了使用户试图将设备安装到MBS 10的接口52。门46还包括与铰链58相对的一侧的闩锁60，在关闭时固定门46。
图21和图22示出了在接口52上具有用于将MBS 10的电子器件连接到外部设备的多个连接器68的实例实施例。具体而言，图21示出了MBS 10的接口52和灯状态***的实例，而图22示出了MBS 10的接口52的实例标签。
如图所示，接口52包括诸如用于灯状态***的图例64、电源按钮66和连接器68(例如，N型1、N型2、RJ-1、RJ-2和一组电源连接器)的组件。两个N型连接器(68-1和68-2)允许将外部天线连接到MBS 10。外部天线可替换或增加一个或多个内部天线38的功能。例如，包括在MBS 10中的软件可控制内部天线38和任何外部天线之间的切换操作。
所示出的实例接口52还包括RJ45连接器(RJ-1(68-3)和RJ-2(68-4))。可利用RJ-1连接器68-3向MBS 10供电(例如，以太网供电(PoE))，并且可利用RJ-2连接器68-4将电力从MBS 10供应给外部设备(例如，另一个MBS 10)。例如，可利用RJ-2连接器68-4来为移动设备或任何其他合适的设备充电。进一步地，可利用喷射器来补偿由于位于例如距离MBS 10大于100米的设备造成的损失。
接口52还包括用于为外部电源提供连接的5引脚连接器68-5。外部电源的实例包括太阳能电池和外部电池。具体来说，五个引脚中的两个可用于外部电源。电源可以是从太阳能电池板获得的24伏直流电源。其余三个引脚中的两个引脚可用于外部电池，并且最后一个引脚可用于监测外部电池(例如，锂电池)以用于电力管理目的。例如，MBS 10可监测外部电池的温度，并相应地采取纠正措施进行响应。在一些实施例中，MBS 10可监测外部电池的充电状态并且在需要时从太阳能电池板提取电力以给外部电池充电。
如此，MBS 10可具有多个冗余电源以维持不中断电源(UPS)。例如，MBS 10可包括电源管理***，以监测和控制利用电源来提取电力的电源和外部设备。例如，电源管理***可为PoE设置直流电的偏好，但如果直流电源不可用(例如外部电池和太阳能不可用)，则依赖于PoE。下面进一步描述关于通过在适当的电源之间切换来提供UPS的电源管理***及其操作的细节。
接口52的连接器68可被定位成便于手动将电缆连接到接口52。例如，N型连接器(68-1和68-2)位于接口的中间区域，并且RJ-1连接器68-3和RJ-2连接器68-4位于接口52的边界附近(例如，在N型连接器68-1和68-2上方)。该配置允许人的手配合到空腔44中以拧入N型连接器68-1和68-2，并***RJ-1和RJ-2连接器68-3和68-4。
即使当刚性电缆连接到接口52时，空腔44的凹陷部分54也便于手配合到空腔44中，因为电缆沿着凹陷部分54布线。例如，人可拧入第一N型连接器68-1，将其穿过凹陷部分54，并将其固定到第一电缆槽56-1。然后，人可用类似的方式连接第二N型连接器68-2，而第一N型连接器68-1的电缆阻碍最小。
参考回图21，MBS 10包括用于向MBS 10的本地人员发信号通知MBS 10的状态或事件的灯状态***。如图所示，灯状态***包括多个灯部分70的配置，其可形成任何合适的形状，包括在MBS 10的前部上示出的“U”形。具体地，三个灯部分70-1、70-2和70-3位于门框48的周边上。
灯状态***是用于将MBS 10的状态用信号通知给位于距MBS 10的视线内(例如，在诸如五千米的距离内)的人(例如，远离杆式安装MBS 10的地面上的人)。灯状态***的可变光形状、颜色和模式(例如，循环、脉冲或闪烁)的组合可将各种易于理解的信息有效地传达给地面上的人。
在所示的实例实施例中，灯状态***使用红色和绿色来根据用于用信号通知MBS10的状态的不同模式来照亮三个灯部分70。左灯部分70-1传达无线电的状态，并且右灯部分70-3传达回程的状态。具体而言，绿色循环模式表示“启动”状态；绿色脉冲模式表示“正常运行”状态；红色脉冲模式表示“遇到错误”模式；红色左闪模式表示“无线电故障”状态；并且红色的右闪光图案表示“回程故障”。
图23是包括灯状态***的MBS 10的一部分的实例的分解图。如图所示，各种结构组件在组装时形成包括灯状态***(例如，灯管72)和接口52的MBS 10的一部分。具体而言，灯状态***的部分结构上嵌入在形成MBS 10的前部的壁中。具体而言，灯管72嵌入在空腔44的三个壁中。灯管72将来自电子箱74的光引导到门框的外部周边。
这样，地面上的人可看到LED在MBS 10内部闪烁，因为以这样的方式将光引导到灯管72中，以便于该人看到它们。例如，连接到MBS 10并且经历事件(例如，连接失败)的移动设备的用户可简单地查看附接到杆的MBS 10以基于由灯状态***发信号通知的信息来确定事件的原因。
图23示出了上面已经讨论过或在下面进一步讨论的各种其他组件，诸如门46、铰链58、用于电缆槽56的外壳、通风孔(即，透气网眼50)以及散热器32。如上所述，这些组件中的许多可以是MBS 10的模块化元件。
MBS 10可以是包括硬件、固件和/或软件组件的交钥匙设备，该硬件、固件和/或软件组件可操作以使得具有很少或没有专业或技术培训的人可安装和使用MBS 10的方式运行。如下面所讨论的，MBS 10包括可独立配置并组装以形成盒中网络(NIAB)的模块化组件。
如上所述，MBS可代表包括两个子***的***：通用基带计算(GBC)和RF子***。GBC可进一步包括电源、内务管理微控制器、定时/同步模块、传感器和控制机构。MBS可作为一个平台运行，该平台设计用于采用各种输入电源：PoE(以太网供电)、PVC/太阳能、DC和外部电池(例如密封铅酸电池)以及内置电池(例如，锂电池)。可使用许多传感器(例如温度、电压和电流)来确保***在其操作限制内运行。
以下是可作为MBS的硬件设计的一部分而包括的组件的非限制性列表：
·OBCC
·BMS
·传感器
·控制器
·同步
·处理器
·前端
·RFIC
·FPGA|SoC
·PoE|QC|UPS|太阳能|DC
·USB3|Eth|PCIe控制器
在RF子***上，MBS可具有基于软件定义无线电(SDR)或片上***(SoC)的多个选项。在一些实施例中，SDR版本可支持GSM/LTE并且运行开源软件堆栈(例如，用于2G的openBTS和osmocom)。在一些实施例中，SoC版本包括单独的卡，并且支持商业LTE软件堆栈。在一些实施例中，MBS可支持两种配置：当子卡与GBC板组合时，完全盒中网络，并且当子卡独立操作时，可替代地作为接入点(在一些实施例中，只有SoC版本支持这种配置)。
MBS 10的公开实施例可包括至少一个内部四频带天线(例如，天线38)。这样，内部天线38可在所有GSM频带上工作。MBS10也可连接到外部天线或者代替一个或多个内部天线38。存储在存储器中的电子器件和软件可控制内部和/或外部天线一起或独立地操作。此外，如上所述，取决于可移除板42是否附接到MBS的底部，天线(例如天线38)操作为全向天线或定向天线。
MBS 10的架构包括一个或多个模块化电路板。例如，图24示出了包括在实例MBS10中的电子器件的一种可能配置的透视图。图25示出了包括在实例MBS 10中的电子器件的侧视图的实施例。如图所示，实例MBS 10包括两个电路板：通用基带计算(GBC)电路板76和射频(RF)电路板78。这些板是MBS 10的模块组件，并且因此可分别被称为GBC模块和RF模块。
MBS 10可以以各种配置来部署。在一些实施例中，可在没有RF模块78和/或GBC模块76的情况下提供MBS10。这样，例如，本地操作员可提供内部或外部RF模块(例如，GSM或LTE模块)并将其端口连接到GBC模块76。在一些实施例中，可在没有RF模块的情况下部署多个MBS以节约GBC模块的资源，而是可将MBS连接到经由例如以太网、长距离Wi-Fi或类似技术提供RF功能的外部设备。最后，在一些实施例中，通过以菊花链配置连接多个RF模块以向同一区域的用户提供不同的无线电技术，可同时利用不同的无线电技术。
在图25示出的实例实施例中，两个电路板76和78通过单个连接器80连接。两个电路板76和78经由“盲配”组装。具体而言，首先将GBC板76附接至散热器32，并且随着内壳体36关闭，RF板78随后经由单个连接器80连接至GBC板76。这样，使用单个连接器80便于盲配。此外，电路板76和78之间的间隔允许其他连接器68(例如，N型连接器68-1和68-2)连接到电路板76和78。另外，屏蔽(未示出)可设置在电路板76和78之间。
图26是实例GBC板或模块76的框图。如图所示，GBC模块76包括微控制器82、微处理器84、板连接器80、以太网交换机86、通信组件和耦合到电力连接器的电力相关组件。
微控制器82执行内务管理功能。内务管理功能包括激活、控制、管理和监测MBS 10的GBC和RF部分(如果有的话)。例如，微控制器82激活微处理器84和RF模块78，控制切换并设置频率。这样，一旦MBS 10通电，微控制器82就被通电。
微控制器82通常被设计成GBC模块76的最耐用的组件。具体而言，微控制器82具有与其他组件不同的额定功率和额定温度，并且其操作优先于其他组件。它可监测温度、电压等，以确保正确的操作。在组件发生故障的情况下，微控制器82操作以关闭故障组件，并经由MBS 10可用的任何合适的通信信道向本地操作员通知故障组件。
微控制器82耦合到至少一个微处理器84(例如，四个Intel Atom x86处理器)，其可操作以执行从存储器88读取的指令。例如，由微处理器84执行的诸如Linux OS的应用或操作***软件(例如，软件90)可存储在存储器88中和从存储器88读取。微处理器84还连接到用于控制以太网连接的以太网交换机86。
板连接器80物理连接GBC模块76和RF模块78。RF模块78和GBC模块76之间的通信接口可包括例如但不限于以太网、USB2、USB3、PCI-E、GPIO和控制位。
GBC模块76包括耦合到连接器以获得和/或供电的电源电路92。如图所示，连接器包括5引脚连接器68-5和两个RJ45连接器(RJ-1连接器68-3和RJ-2连接器68-4)。5引脚连接器68-5可连接到DC、太阳能和外部电池电源。RJ-1连接器68-3可耦合到电力设备以接收电力(PoE)，并且RJ-2连接器68-4可耦合到电源设备以向外部设备输出电力(PoE)。
GBC模块76还包括充电控制(QC)和不中断电源(UPS)电路94。GBC模块76可以可选地包括内部电池96(例如，锂离子电池)。这样，例如，GBC模块76可包括两个充电控制器：一个用于内部电池96，另一个用于外部电池。GBC模块76还可选地包括用于根据策略、分层规则和/或环境在电源之间进行切换的电源桥接电路98。
如果内部电池96被安装，则GBC模块76可自动检测。内部电池96可在有限的时间段(例如，45至60分钟)内提供备用电力，从而允许微控制器82在其他电源耗尽或发生故障时维持内务管理和监测操作。如此，电源桥接电路98可切换GBC模块76以消耗来自内部电池96的电力。
如下面进一步讨论的，电源桥接电路98提供若干层备用电力以维持UPS。在一些实施例中，本地操作员可指定用于在另一电源耗尽或发生故障的情况下自动切换电源的分层规则。
在一些实施例中，MBS 10的灯状态***可用信号通知(i)电源(例如内部电池96)的状态和/或(ii)操作的剩余时间段(例如，直到内部电池96耗尽还有30分钟)。MBS 10的灯状态***允许本地操作员诊断此问题并找到备用电源。例如，MBS 10可发信号通知太阳能电池板发生故障以促使当地操作员修复太阳能电池板。
如图所示，GBC模块76还可包括同步(“同步”)组件100、GSM模块102(或诸如LTE模块102的任何合适的通信模块)和/或OOBCC 104，其在下面进一步详述。GBC模块76可包括本领域技术人员已知的其他组件，但是为了简洁在此未示出或讨论，并且在一些实施例中可不包括所示出的所有组件。
在一些实施例中，MBS 10可向远程服务器或服务(例如，基于云的服务器或服务)通知MBS 10的状态。例如，微控制器82可检测事件并通知微处理器84关于事件。微处理器84可利用以太网交换机86经由RJ45连接器通知远程服务器或服务。
如上所述，MBS 10包括若干层电源以提供UPS。电源经由物理电源连接器68连接到MBS 10。这些连接器包括RJ45连接器68-3和68-4(即端口)，用于外部电源的5引脚连接器68-4以及第二用于内部电池96的连接器。RJ45连接器68-3和68-4以及5引脚连接器68-5被面板安装在MBS 10的接口52上。
第一RJ45连接器(RJ-1连接器68-3)可用于从数据对和备用对组件接收PoE。第二RJ45连接器(RJ-2连接器68-4)可作为电源设备(PSE)，以便为外部设备提供PoE。该功能允许MBS 10与其他MBS或回程设备(例如，CTOS长距离Wi-Fi)形成菊花链配置，运行其他设备(例如电话充电器)等。
5引脚连接器68-5包括以下引脚：
PIN 1 太阳能+/辅助+
PIN 2 太阳能-/辅助-
PIN 3 外部电池+
PIN 4 外部电池-
PIN 5 外部电池NTC
在所示的实例实施例中，两个引脚专用于太阳能或辅助(AUX)电源。因此，这些引脚提供AUX电源输入或将连接到太阳能。例如，太阳能的太阳能电压可例如最大值是28V(例如，5至28V的范围)，并且AUX电压可例如是标称的24V+/-15％。提供太阳能的太阳能电池可以是36电池类型。它们可具有21-23V的开路电压和约17-18V的最大电压。其余三个引脚专用于外部电池。外部电池可以是标准铅酸电池，电压为12V，容量约为65Ah。
用于内部电池96的连接器包括INT BATT+、INT BATT-和NTC触点。内部电池96可以是容量约为2.7Ah，电压为12.6V的锂聚合物电池。
可使用拨动开关(例如，电源按钮66)来关闭MBS 10。在一些实施例中，当电源按钮66处于OFF位置时，电池将会有零或接近零的功率消耗因为无论电池状态如何，MBS都会关闭。
MBS 10可包括图27和图28中所示的电源相关电路，图27和图28是示出了耦合到MBS 10的组件的实例电源相关电路的细节的框图。具体而言，图27是GBC模块76的前面板、电源和微控制器82的实例的框图。图28是GBC模块76的前面板、电源、主处理器和微控制器82的实例的框图。
电源相关电路可操作以提供分层电源切换。例如，图29是表示用于在电源之间切换以馈送负载并对内部电池和外部电池充电的规则的可能层级的实例的表格。因此，电源电路具有内部“OR-ing”配置。
如该实例所示，只有当电源是AUX或太阳能时，内部电池和外部电池才被充电。但是，如果电源是PoE，则外部电池充电将保持关闭状态，并且只有内部电池被充电。具体而言，GBC模块的微控制器82获得指示PoE/AUX源是否可用的信息并相应地控制外部电池和内部电池的充电。
在一些实施例中，充电电流和/或适配器电流可基于温度条件而动态改变和设定。这种设置将有助于例如通过控制流向外部和内部电池的充电电流的量来使MBS 10的热量散发最小化。
在回程失败的情况下，OOBCC 104提供替代方式来与远程服务器或服务进行通信。OOBCC 104可包括利用短突发数据来与远程服务或服务器通信事件或MBS 10的状态的卫星调制解调器。这些通信可以是双向的。如此，远程服务可可靠地访问MBS 10以确定其情形和状态。
在一些实施例中，远程服务器或服务可利用OOBCC 104在MBS 10上执行控制操作。例如，在安全违规的情况下，远程服务可远程擦除记录在MBS 10的存储器88中的订户数据和/或关机组件。远程服务可利用OOBCC 104来执行这些控制操作。
在各种实施例中，可用时可按优先级顺序选择各种电源。例如，太阳能可优先于发电机电源，发电机电源可优先于电池电源。因此，例如，可使用最有效的当前可用的电源向基站提供连续的电力。
除了内部天线38和外部天线之外，MBS 10可以可选地包括提供路由RF的第三种方式的GSM或LTE模块。例如，GSM或LTE模块与本地SIM卡进行通信以允许远程服务执行完整的本地环路以回到诊断MBS 10，更新补丁，解决计费问题等。另外，GSM或LTE模块可与其他MBS通信。因此，例如，远程服务可经由单个MBS执行多个MBS的全面诊断。
因此，远程服务器或服务可诊断在MBS 10或与MBS 10通信的其他设备处发生的事件。例如，MBS 10可链接到甚小孔径终端(VSAT)。在MBS 10遇到通信故障的情况下，远程服务器可向MBS 10发送命令(例如，经由卫星)，该命令可响应于MBS 10正在操作但是VSAT发生故障。然后，远程服务器可向本地操作员发送一条指示此信息的消息，并说明故障排除过程。另外，远程服务器可通过使用MBS 10的本地GPS测量来监测MBS 10的位置。
GBC模块76还可以可选地包括同步组件100。同步组件100可以是可与MBS 10分离的另一模块化组件(例如，独立电路板)。同步组件100可支持具有一个标准接口的多种协议。它可包括GPS子***、高端振荡器和各种其他组件(例如，1PPS、IEEE/588(PTP)和OCX)。在一些实施例中，同步组件100可包括OOBCC 104(其包括短突发数据卫星调制解调器，例如铱，——以便与远程服务器进行通信和本地远程通信(例如，LoRa)以与本地操作员进行通信)。
参考回图24和25，RF模块78包括用于执行与无线电功能有关的操作的组件。例如，RF模块78包括数字前端、模拟前端、功率放大器、双工器以及本领域技术人员已知的各种其他组件，但是为了简洁起见，这里未讨论。
取决于所使用的RF模块的类型，MBS 10可操作为GSM、LTE或任何其他类型的基站。在一些实施例中，RF模块可由第三方供应商提供并且可容易地集成到MBS 10中。RF模块78可包括用于GSM、LTE或任何其他RF技术的软件定义无线电(SDR)和RF片上***(SoC)。每种类型的RF模块可在相同或不同的MBS中连接到相同或其自身对应的GBC模块。这样，例如，MBS 10的RF模块78可与可能没有其自己的RF模块的其他MBS共享。
在一些实施例中，RF模块78具有用于支持所有频带(例如，在850、900、1800和1900MHz)的四频带前端(即，包括四频带功率放大器)。RF模块78可包括用于监测各种组件的传感器，并且为了维持RF操作，可在任何组件发生故障的情况下在组件之间自动切换。例如，RF模块78可包括用于低频带的收发器或收发器对(TRX)和用于高频带的TRX或TRX对。低频带包括850-900MHz的频率，高频带包括1800-1900MHz的频带。每个TRX有四个放大器。低频带TRX使用两个放大器操作，高频带TRX使用两个放大器操作。因此，例如，如果低频带放大器发生故障，则RF板可切换到高频带，或者低频带可使用剩余的低频带放大器进行操作。
整个四频带放大器可分成多个较小的RF功率放大器(例如，8个较小的RF功率放大器)，而不是常规的单个大功率放大器。较小的放大器在任何较小的放大器出现故障时提供冗余。而且，较小的RF放大器可配置为特定频带。例如，四个放大器可用于同一频带，两个不同频带可同时操作等。
RF模块78还可包括TDMA狭槽级的工作循环技术。具体来说，在GSM狭槽中，放大器将根据是否有通信量而关闭。这可减少周期性关闭的每个放大器的功耗。例如，当RF模块78进入工作循环模式时，整个基站可能仅消耗约15瓦。
图30是示出用于提供远程服务器和移动设备之间的通信的MBS 10的实现的实例的***图。如图所示，***106包括MBS 10、远程服务器108、轨道卫星110、VSAT 112以及一个或多个移动设备114。这些组件通过一个或多个网络链路互连。例如，轨道卫星110、VSAT112和MBS 10是形成移动设备114之间以及远程服务器108和移动设备114之间的链路的网络节点。
***106的网络可包括私人、公共、有线或无线部分的任何组合。通过网络传送的数据可在各个位置或沿网络的不同部分被加密或不加密。***106的每个组件可包括用于处理数据、执行功能，通过网络进行通信等的硬件和/或软件的组合。例如，***106的任何组件可包括处理器、存储器或储存器、网络收发器、显示器，操作***和应用软件(例如，用于提供用户接口)等。本领域技术人员熟知的包括在***中的其他组件、硬件和/或软件出于简化的目的在本文中未被示出或讨论。
如上所述，MBS 10是可安装在杆、树等上的相对较小的、独立的便携式设备。进一步地，MBS 10可向可能缺少传统蜂窝基础设施的区域提供蜂窝覆盖。例如，如图30所示，MBS10距离包括多户住户的村庄5千米。例如，MBS 10提供例如5-10千米的覆盖范围，覆盖该村里的住户。如此，MBS 10允许移动设备114的用户彼此通信和/或与远程服务器108通信。
远程服务器108可包括任何数量的可操作来经由MBS 10(或OOBCC)与移动设备114通信的服务器计算机。在一些实施例中，远程服务器108提供允许移动设备114访问数据的网络门户(例如网站或其他通信信道)。在一些实施例中，远程服务器108可远程控制、监测、诊断MBS 10和为MBS 10排除故障。
移动设备114可被用户用来与***进行交互。移动设备114的实例包括智能手机(例如苹果手机、三星Galaxy、诺基亚Lumina)，功能电话(例如诺基亚brick phone)、平板计算机(例如苹果iPad、三星Note、Amazon Fire、Microsoft Surface)、计算机(例如苹果MacBook、联想440)以及能够经由***106进行通信的任何其他设备。
如图所示，可在MBS 10和远程服务器108之间以双向方式传递信息。因此，远程服务器108(例如，电信操作员或正在管理和/或监测MBS 10的任何人)可将该信息传达给MBS10的本地操作员。
MBS 10可包括用于通过本地网络与本地设备进行通信的一个或多个接口。具体而言，MBS 10还可提供或利用Wi-Fi或长距离WAN(LoRA-WAN)接口作为与本地设备和/或远程服务器108进行通信的辅助方式。例如，MBS 10可利用Wi-Fi或LoRA-WAN与VSAT建立本地连接(即，具有小碟形天线的双向卫星地面站)以经由轨道卫星110与远程服务器108通信。因此，MBS 110仍然可在MBS 10的无线电发生故障的情况下与远程服务器108通信。
在一些实施例中，为了故障排除的目的，MBS 10可通过Wi-Fi网络或LoRA-WAN建立与本地操作员的设备的连接。Wi-Fi的范围有限，通常在200米以下。相比之下，LoRA-WAN接口的范围更广。例如，如图30所示，LoRA-WAN可至少具有与基站覆盖区域(例如5-10km)相同的范围。但是，使用LoRA-WAN接口需要附接到本地操作员的移动设备的加密狗。
在一些实施例中，MBS的软件设计可包括任何以下特征：
·BSS-PHYS|L1|L2|L3...
·客户端API
·Linux
·带外信道
·驱动程序
·BIOS引导装载程序
·BTS-RTOS-配置|监测器|报警
可利用基于云的***来同步位于不同地点的一个或多个MBS。例如，图31是包括与基于云的组件120交互的客户端设备118(其可以是例如但不限于MBS 10，或者可以是不同的合适设备)的基于云的***116的实例的框图。如图所示，客户端设备118通过虚拟专用网络(VPN)与云组件120(例如，远程服务器108和相关软件)进行通信。云互连(未示出)可将云组件120连接到公共电话网络、VoIP网络、即时通讯、载波网络等(其允许用户拨打电话或执行其他通信)。在一些实施例中，提供web界面(未示出)用于配置基于云的***116的组件。
这里示出的客户端设备118可包括客户端软件122、GSM或LTE堆栈124以及盒中网络(NIAB)核心126。这样，客户端设备118可操作为基站***(BSS)，其对应于GSM网络的基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)。云组件120包括标准SIP核心网络128和所有订户信息、使用信息、账单数据等的主数据库130。
客户端软件122可存储在存储器中(在客户端设备188是MBS10的情况下，在存储器88中)并且在微处理器上(在客户端设备188是MBS10的情况下，在微处理器84上)执行以便与NIAB核心126通信。客户端软件122可利用云组件120执行与计费同步、订户管理、配置同步、设备管理(例如，确定特定时间的服务的操作)等相关的操作。
这通常被称为访问者位置寄存器(VLR)，并且可与每个客户端设备118一起被包括以允许与所有呼叫和SMS进行本地交换，并且还可对数据执行这些操作，例如通过将数据放置到互联网而不是SIP核心网络128。
这些操作可在线和/或离线发生。例如，图32是示出由客户端设备118执行的用于使订户事件与云组件120同步的过程3200的实例的流程图。在步骤3202中，当客户端设备118以离线模式操作时，客户端设备118的客户端软件122在本地记录一个或多个订户事件。可选地，在步骤3204中，包括客户端设备118的一组客户端设备共享从该组客户端设备获得订户事件的客户端软件122的实例。最后，在步骤3206中，客户端软件实例122在客户端设备118返回在线模式之后将订户事件与云组件120同步。
在客户端设备118处发生的一些事件不需要立即与主数据库130同步。例如，在VPN离线的情况下，本地呼叫可继续进行而不与云组件120交互。一旦VPN重新联机，可将日志发送到云组件120，并且客户端设备118可与主数据库130同步。
例如，客户端设备118可缓存整个订户数据库以支持用于计费和订户管理的本地离线操作。这包括通常(例如，以在线模式)被发送到远程SIP核心网络128的操作。结果，客户端设备118可离线支持某些功能，其不需要与云组件120立即交互或检查，包括离线本地呼叫、用户移动性和新用户的注册。这减少了客户端设备118和远程SIP核心网络128之间的同步的量和/或频率。
在客户端设备118处发生的一些事件需要与主数据库130的后续同步。例如，客户端设备118可能需要与主数据库130一起检查以在注册新订户之前确认电话号码可用。这样，客户端设备118可使用对云组件120的API调用来在在线模式期间执行随后的同步。
数据结构允许客户端设备118在离线时执行本地更新，并且当在线时和/或可能通过对等(P2P)网络同步到云组件120。在一些实施例中，每一分钟，每个呼叫或SMS等以这种相同的方式被处理和路由。
在一些实施例中，每个客户端设备118的每个事件使用相关联的序列号本地记录。云组件120跟踪它从每个客户端设备接收的最高序列号。这些信息可在通信被切断的情况下使用，允许云组件跟踪它已经看到的事件(基于它们相关的序列号)。序列号允许云组件120随后忽略已经接收和/或检查的事件。云组件120还可监测VPN状态以检测断开的链路。在一些实施例中，云组件120还可实施访问权限以根据用户的订阅来限制用户。
在一些实施例中，客户端设备118的两个或更多(例如，一组或一套)利用客户端软件122的单个实例。单个共享客户端软件实例协调一组客户端设备的状态。例如，图33是描绘两组客户端设备118的实例的框图，由此每组具有公共基站组件(即，共享客户端软件实例)。
然而，计费信息可能不是跨越多组客户端设备118同步的或在具有客户端软件122的多个实例的单个组内同步。因此，可能需要组内的软件122的多个实例之间的同步，或者跨组(每组可具有软件122的一个或多个实例)和云组件120的同步。跨越多个组的同步过程在一些情况下可类似于单个客户端设备或多个客户端设备的过程，如上所述。计费和订阅服务通常可在网络边缘(在客户端设备118处)离线处理，然后在客户端设备118恢复在线时与云组件120同步。
图34是示出由云组件120执行的用于同步客户端设备118组的过程3400的实例的流程图。在步骤3402中，云组件120获得第一组客户端设备118的第一订户事件。第一订户事件在离线模式下由第一共享客户端软件实例在本地记录。在步骤3404中，云组件120获得第二组客户端设备118的第二订户事件。第二订户事件在离线模式下由第二共享客户端软件实例在本地记录。最后，在步骤3406中，云组件120在返回在线模式之后同步第一订户事件和第二订户事件。
具体而言，一组中的客户端设备118可各自具有上行链路，因此任何客户端设备都可以是主设备和/或执行切换以与云组件120同步。在一些实施例中，云组件120可检测每组的哪个客户端设备118处理这些操作。在任何时候，一组中的任何客户端设备118都可用于与云组件120同步，因为每组只有一个事实源。如此，一组内的一个活动客户端软件实例的使用避免了在一组客户端设备118内进行同步的需要。
当客户端设备118可直接使用VoIP提供商处理呼叫时，与云组件120的同步可以是可选的。另外，每个客户端设备118可包括印刷在设备侧面的号码以便于非技术用户进行安装和设置。例如，可将该号码输入网站以自动初始化客户端设备118的VPN和同步。
图35是根据本公开的一些实施例的可操作以实现所公开的技术的各方面的实例计算机132的框图。例如，所公开的***的组件可包括通用计算机或专门设计用于执行所公开技术的特征的计算机。例如，这些组件可包括片上***(SOC)、单板计算机(SBC)***、台式或膝上型计算机、公用电话亭、大型机、计算机***的网格、手持移动设备或其组合。
计算机132可以是独立设备或跨越多个网络、位置、机器或其组合的分布式***的一部分。在一些实施例中，计算机132操作为客户端-服务器网络环境中的服务器计算机或客户端设备，或者操作为对等***中的对等机器。在一些实施例中，计算机132可以以任何顺序、实时、接近实时、离线、通过批处理或其组合来执行所公开实施例的一个或多个步骤。
如图所示，计算机132包括可操作用于在硬件组件之间传输数据的总线134。这些组件包括控制器136(即处理***)、网络接口138、输入/输出(I/O)***140和时钟***142。计算机132可包括其他组件，为了简洁起见未示出或进一步讨论。本领域的技术人员将理解包括但未在图35中示出的任何硬件和软件。
控制器136包括一个或多个处理器144(例如，中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA))和存储器146(其可包括软件)。存储器146可包括例如诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器和/或诸如只读存储器(ROM)的非易失性存储器。存储器146可以是本地的、远程的或分布式的。
当被称为“在计算机可读存储介质中实现”时，软件程序148包括存储在存储器中的计算机可读指令。当与软件程序相关联的至少一个值被存储在处理器可读的寄存器中时，处理器“被配置为执行软件程序”。在一些实施例中，为了实现所公开的实施例而执行的例程可作为操作***(OS)软件(例如，Microsoft
Figure BDA0001768721120000341
)的一部分或者特定软件应用程序、组件、程序、对象、模块或称为“计算机程序”的指令实施。
这样，计算机程序通常包括在计算机的各种存储器设备中的各种时间设置的一个或多个指令，并且所述指令在由至少一个处理器读取和执行时使得计算机执行操作以执行涉及所公开实施例的各个方面的特征。在一些实施例中，提供了包括前述计算机程序产品的载体。载体是电子信号、光学信号、无线电信号或非暂时性计算机可读存储介质中的一种。
网络接口138可包括用于通过网络150将计算机132耦合到其他计算机的调制解调器或其他接口(未示出)。I/O接口140可操作以控制各种I/O设备，包括***设备，诸如显示***152(例如，监测器或触敏显示器)和一个或多个输入设备154(例如，键盘和/或指示设备)。其他I/O设备156可包括例如磁盘驱动器、打印机、扫描仪等。最后，时钟***142控制由所公开的实施例使用的定时器。
存储器设备(例如，存储器146)的操作，诸如从二进制一到二进制零的状态改变(或反之亦然)，可包括视觉上可察觉的物理变换。该变换可包括物品到不同状态或事物的物理变换。例如，状态的改变可能涉及累积和存储电荷或释放存储的电荷。类似地，状态的改变可包括磁取向上的物理变化或变换，或分子结构中的物理变化或变换，例如从结晶转变为无定形或反之亦然。
所公开的实施例的各方面可根据对存储在存储器上的数据位的操作的算法和符号表示来描述。这些算法描述和符号表示通常包括导致期望结果的一系列操作。这些操作需要对物理量进行物理操作。通常，但不一定，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。通常，为了方便起见，这些信号被称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等。这些和类似的术语与物理量相关联，并且仅仅是适用于这些量的方便标签。
虽然已经在全功能计算机的上下文中描述了实施例，但是本领域技术人员将认识到，各种实施例能够作为各种形式的程序产品来分配，并且本公开同样适用，无论用于实际实现分配的特定类型的机器或计算机可读介质。
虽然已经根据若干实施例描述了本公开，但本领域技术人员将认识到，本公开不限于本文所描述的实施例，并且可在本发明的精神和范围内进行修改和替换来实践。本领域技术人员还将认识到对本公开的实施例的改进。所有这些改进都被认为是在这里公开的概念的范围内。因此，本描述被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (18)

1.一种模块化基站，包括：
外壳体，被配置为与外部环境相接；
内壳体，包括被配置为执行网络操作的电路，其中，所述内壳体被所述外壳体包围并且相对所述外部环境密封；和
一个或多个天线，由所述外壳体包围并在所述内壳体外部，其中，所述一个或多个天线通信地耦合到所述内壳体的所述电路并允许无线通信。
2.根据权利要求1所述的模块化基站，包括：
所述外壳体的穿孔网眼，其中，所述穿孔网眼能够渗透来自所述外部环境的流体；和
可移除天线板，被配置成放置在所述模块化基站上，其中，所述一个或多个天线被配置为：
在所述可移除天线板未放置在所述模块化基站上时作为一个或多个全向天线操作，并且
在所述可移除天线板放置在所述模块化基站上时作为一个或多个定向天线操作。
3.根据权利要求1所述的模块化基站，包括：
由所述外壳体、所述内壳体的壁、门框和门形成的空腔；和
所述空腔中的接口，其中，所述接口包括用于将所述模块化基站的电路连接到一个或多个外部设备的多个连接器。
4.根据权利要求3所述的模块化基站，其中，所述门框包括：
倾斜的凹陷部分；和
与所述倾斜的凹陷部分相邻的多个电缆槽。
5.根据权利要求3所述的模块化基站，包括：
嵌入在所述门框的多个壁中的多个灯管；和
沿着所述门框定位的多个照明部分，其中，所述灯管将来自所述内壳体的光引导至所述多个照明部分。
6.根据权利要求3所述的模块化基站，其中，所述接口包括：
一个或多个N型连接器；
一个或多个RJ45连接器；和
多引脚电源连接器，其中，所述一个或多个N型连接器相对于所述一个或多个RJ45连接器和所述多引脚电源连接器更靠***坦表面的中心放置。
7.根据权利要求1所述的模块化基站，其中，所述内壳体包括：
模块化通用计算电路板；和
模块化射频电路板，经由单个连接器连接到所述模块化通用计算电路板。
8.根据权利要求1所述的模块化基站，进一步包括：
包括在通用基带计算电路板中的一个或多个微处理器；和
存储器，包括能由所述一个或多个微处理器执行的指令，由此所述模块化基站能操作以：
当LTE射频(RF)模块化电路板耦合到所述通用基带计算电路板时，根据长期演进(LTE)执行蜂窝网络操作；和
当全球移动通信***射频模块化电路板耦合到所述通用基带计算电路板时，根据全球移动通信***(GSM)执行蜂窝网络操作。
9.根据权利要求8所述的模块化基站，包括电源电路，所述电源电路能操作以根据预定策略或多个分层规则从第一电源切换到第二电源。
10.根据权利要求9所述的模块化基站，其中，所述第一电源和所述第二电源包括来自由以下各项组成的组中的任一个：
辅助电源；
太阳能电源；
以太网供电；
来自所述模块化基站外部的电池的电池电源；和
来自所述模块化基站内部的电池的电池电源。
11.根据权利要求8所述的模块化基站，包括带外控制信道电路，所述带外控制信道电路能操作以根据无线局域网协议允许与所述模块化基站的双向通信。
12.一种通信***，包括：
一个或多个移动设备；
根据权利要求1至11中任一项所述的模块化基站，被配置为：
接受长期演进(LTE)射频(RF)模块化电路板；
接受全球移动通信***(GSM)射频模块化电路板；
在所述长期演进射频模块化电路板耦合到所述模块化基站时向所述一个或多个移动设备提供长期演进蜂窝覆盖；和
在所述全球移动通信***射频模块化电路板耦合到所述模块化基站时向所述一个或多个移动设备提供全球移动通信***蜂窝覆盖。
13.根据权利要求12所述的通信***，包括远离所述模块化基站的一个或多个服务器，其中，所述一个或多个服务器被配置为：
监测所述模块化基站的操作；
检测影响所述模块化基站的操作的一个或多个事件；
诊断所述一个或多个事件的一个或多个原因；和
向所述模块化基站发送一个或多个命令，所述一个或多个命令包括用于对所述一个或多个原因进行故障排除的一个或多个指令。
14.根据权利要求13所述的通信***，其中，所述指令包括人类可读指令。
15.根据权利要求14所述的通信***，其中，所述模块化基站包括被配置为提供带外通信的无线局域网接口，并且所述一个或多个指令由所述模块化基站经由所述无线局域网接口获得。
16.根据权利要求15所述的通信***，包括具有碟形天线的双向卫星地面站，其中，所述模块化基站被配置为经由所述无线局域网接口与所述双向卫星地面站建立双向链路。
17.根据权利要求12所述的通信***，进一步包括：
每个模块基站的安装支架，所述安装支架包括：
第一侧面；
垂直于所述第一侧面的第二侧面，其中，所述第一侧面和所述第二侧面形成方形支架，所述方形支架被配置为将所述安装支架固定到支撑对象；
所述第二侧面上的套；
被配置为装配到所述套中的可移除板；和
被配置为将所述可移除板固定到所述套的可旋转闩锁。
18.根据权利要求17所述的通信***，其中，所述安装支架包括多个U形螺栓，所述多个U形螺栓被配置为将所述第一侧面固定到所述支撑对象。
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