本專利申請是國際申請日為2011年8月16日、國家申請?zhí)枮?01180050066.6、發(fā)明名稱為“用于分布式天線系統(tǒng)的遠程單元的菊花鏈?zhǔn)江h(huán)”的專利申請的分案申請。

本申請要求提交于2011年2月7日的標(biāo)題為“daisychainedringofremoteunitsforadistributedantennasystem”的美國專利申請序列號61/439,940的權(quán)益，為了所有目的而將該申請通過引用合并入本文。

本發(fā)明總體上涉及采用分布式天線系統(tǒng)(das)作為分布式無線網(wǎng)絡(luò)的一部分的無線通信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及利用一個或多個被配置成將特定的包傳送分配給多個遠程單元中的所選定的遠程單元的受遠程監(jiān)視和控制的數(shù)字接入單元的das，其中該遠程單元在一些實施方式中，可以按照菊花鏈?zhǔn)?daisy-chained)環(huán)來配置。

背景技術(shù)：

無線和移動網(wǎng)絡(luò)運營商面臨建立對高數(shù)據(jù)流量(traffic)增長率進行有效管理的網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)挑戰(zhàn)。移動性和用于終端用戶的多媒體內(nèi)容的增加的水平要求既支持新業(yè)務(wù)又支持對寬帶和統(tǒng)一費率互聯(lián)網(wǎng)接入的增加的需求的端到端網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)運營商所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是在確保高性價比的das部署的同時使它們的das網(wǎng)絡(luò)的容量最大化并且同時提供一種非常高程度的das遠程單元實用性。

為了提供足夠大以滿足特定地點處的網(wǎng)絡(luò)用戶的短期需求但是也避免無線電資源的高價而低效率的部署的das網(wǎng)絡(luò)容量，das網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃師更優(yōu)選地采用提供高度的動態(tài)靈活性的das架構(gòu)和解決方案。因此，對于無線網(wǎng)絡(luò)運營商而言，采用具有高度靈活性的das解決方案以基于不斷變化的網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶需求來實施動態(tài)重新布置會是有利的。此外，das部署越是不會過時，通常它的壽命周期成本就會越低。

為了幫助確保具體的das部署盡可能具有高性價比，das網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃師和系統(tǒng)集成商采用許多創(chuàng)新方法。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃師和集成商所考慮的成本類型包括das部署成本或das安裝成本，以及包括維護成本、緊急修復(fù)成本和網(wǎng)絡(luò)重新布置成本的運營成本。由于設(shè)施需求變化和建筑物用途頻繁變化，所以對于室內(nèi)das應(yīng)用而言，重新布置成本尤其為明顯。因此，采用以下das系統(tǒng)及方法會是有利的：該系統(tǒng)及方法基于盡可能少的das傳輸設(shè)施以使安裝成本和/或租用成本最小化并且具有自愈能力以避免對昂貴的緊急修復(fù)服務(wù)的需求。

為了獲得高度的das遠程單元實用性，必須滿足兩個主要條件。第一，das遠程單元自身必須是固有地可靠的。第二，傳輸介質(zhì)，例如光纖，必須是非常可靠的。眾所周知，電子連接和/或光學(xué)連接本身就是das網(wǎng)絡(luò)中的故障或降低了的可用性的重要根源。維護戶外das網(wǎng)絡(luò)的公司報道，外部設(shè)備光纖設(shè)施的故障并不是如所期望的那樣地少見。因此，在傳輸媒質(zhì)連接的故障的情況下，采用提供較高冗余和/或自愈特性的系統(tǒng)和方法會是有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供與一個或多個基站響應(yīng)并且具有至少一個、但在一些實施方式中具有多個數(shù)字接入單元(“dau”)(其中每個都工作以控制相關(guān)聯(lián)的多個數(shù)字遠程單元(“dru”)的包流量)的分布式天線系統(tǒng)，實質(zhì)上取得了上述優(yōu)點和益處并且克服了上面所討論的現(xiàn)有技術(shù)的局限。在采用多個dau的實施方式中，dau可以呈菊花鏈?zhǔn)骄€性配置或者環(huán)配置。同樣地，取決于實施，可以按照線性或環(huán)菊花鏈配置來配置與給定的dau相關(guān)聯(lián)的dru。

通過dau將從基站接收到的數(shù)據(jù)下轉(zhuǎn)換、數(shù)字化并且轉(zhuǎn)換到基帶上。然后對數(shù)據(jù)流進行i/q映射、幀化以及獨立地序列化，使得可以從dau中并行地獲取多個數(shù)據(jù)流。在至少一些實施方式中，dau經(jīng)由光學(xué)傳輸布置與關(guān)聯(lián)的dru通信。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，使用本發(fā)明，可以配置具有n個基站的分布式天線系統(tǒng)，每個基站提供由一個或多個關(guān)聯(lián)dau來傳送至o個dru的m個rf輸出，其中唯一的限制是由比如延遲這樣的特定的das的技術(shù)性能規(guī)范所施加的。

通過使用環(huán)配置來進行連接，在至少一些實施方式中，將dru和/或dau的容錯構(gòu)建到系統(tǒng)中，結(jié)果使系統(tǒng)具有高度可用性。在單個dau實施方式中，每個dru都可以通過兩條路徑接入，因此即使在線路中斷的情況下，也能保持可用。在多dau實施方式中，其中dau為線性菊花鏈?zhǔn)?，每個dru都可以從多個dru接入，使得即使某個dau出現(xiàn)故障也不會阻礙系統(tǒng)工作。在采用dau環(huán)連接的實施方式中，對于每個dau都存在多條路徑，因此提供了附加的容錯水平以及如下文更詳細地討論的動態(tài)負荷平衡和資源管理。

因此，本發(fā)明的先進系統(tǒng)架構(gòu)的配置提供了高度靈活性以對分布式無線網(wǎng)絡(luò)的無線電資源效率、使用、實用性和總體性能進行管理、控制、增強和促進。本發(fā)明使得專門的應(yīng)用和增強成為可能，這些專門的應(yīng)用和增強包括：靈活同時聯(lián)播、自動流量負荷平衡、網(wǎng)絡(luò)和無線電資源優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)、自主/輔助試運行、載波輪詢、自動頻率選擇、頻率載波定位、流量監(jiān)視、流量標(biāo)記和使用偽導(dǎo)頻(pilotbeacon)確定室內(nèi)地點確定。本發(fā)明也可以服務(wù)于多個運營商、多模無線電(獨立于調(diào)制的)和每個運營商的多個頻帶以提高運營商的無線網(wǎng)絡(luò)的效率和流量容量。

本發(fā)明還提供高度的動態(tài)靈活性，支持動態(tài)重新布置，并且提供低的壽命周期成本。這一先進系統(tǒng)構(gòu)架使得能夠使用較少的das傳輸設(shè)施來部署das網(wǎng)絡(luò)以在提供自愈特征的同時降低成本。本發(fā)明還提供冗余和增強的系統(tǒng)可用性。

本發(fā)明的目的是在使用例如光纖傳輸?shù)母呖捎眯原h(huán)配置中提供如在2010年9月14日提交的、通過引用合并到本申請中并且被作為附錄a附加到本申請中的題為“remotelyreconfigurabledistributedantennasystemandmethods”的第61/382,836號美國臨時申請中所公開的靈活同時聯(lián)播能力。如上所述，因為可以將下行鏈路和上行鏈路信號圍繞線纜斷路來重新路由到各個dru中，所以環(huán)配置確保任何光纖線纜中的斷路都不會關(guān)閉菊花鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的另一個目的是平衡光纖上的雙向數(shù)據(jù)速率以增加dru的環(huán)網(wǎng)絡(luò)在工作期間的最大可達數(shù)據(jù)速率。

本發(fā)明的另一個目的是當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸在下行鏈路和上行鏈路之間不對稱的情況下(這通常是移動寬帶網(wǎng)絡(luò)的情況)提供較高的傳輸網(wǎng)絡(luò)容量。

本發(fā)明的另一個目的是提供用于使環(huán)上的傳輸媒質(zhì)容量優(yōu)化的自適應(yīng)和自動控制。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種在dru菊花鏈中對共信道用戶的上行鏈路信號進行求和的方法。

本發(fā)明的應(yīng)用適于與分布式基站、分布式天線系統(tǒng)、分布式中繼器、移動設(shè)備和無線終端、便攜式無線裝置以及如微波通信和衛(wèi)星通信那樣的其他無線通信系統(tǒng)一起使用。本發(fā)明也是可以通過如至遠程計算中心的以太網(wǎng)連接等鏈路來現(xiàn)場升級。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于路由和切換信號的方法。所述方法包括：提供每個都被配置成發(fā)送一個或更多個下行鏈路信道信號以及接收一個或更多個上行鏈路信道信號的多個數(shù)字遠程單元；提供被配置成與所述多個數(shù)字遠程單元中的至少兩個數(shù)字遠程單元通信的數(shù)字接入單元，其中，所述多個數(shù)字遠程單元和所述數(shù)字接入單元按照環(huán)構(gòu)成菊花鏈，使得每個數(shù)字遠程單元通過單個雙向光纖被鏈接到下一個數(shù)字遠程單元或所述數(shù)字接入單元，并且每個數(shù)字遠程單元能夠以圍繞所述環(huán)的任一方向被接入；以及在所述多個數(shù)字遠程單元和所述數(shù)字接入單元之間路由和切換包化信號，其中，在第一時間段期間，所述多個數(shù)字遠程單元中的第一數(shù)字遠程單元以圍繞所述環(huán)的第一方向從所述數(shù)字接入單元接收第一數(shù)目的下行鏈路信道信號，并且所述多個數(shù)字遠程單元中的第二數(shù)字遠程單元以與所述第一方向相反的圍繞所述環(huán)的第二方向從所述數(shù)字接入單元接收第二數(shù)目的下行鏈路信道信號，其中，所述第一數(shù)目的下行鏈路信道信號不同于所述第二數(shù)目的下行鏈路信道信號。

本發(fā)明的再一個目的是提供一種用于路由和切換信號的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：每個都被配置成發(fā)送一個或更多個下行鏈路信道信號以及接收一個或更多個上行鏈路信道信號的多個數(shù)字遠程單元；以及被配置成與所述多個數(shù)字遠程單元中的至少兩個數(shù)字遠程單元通信的數(shù)字接入單元，其中，所述多個數(shù)字遠程單元和所述數(shù)字接入單元按照環(huán)構(gòu)成菊花鏈，使得每個數(shù)字遠程單元通過單個雙向光纖被鏈接到下一個數(shù)字遠程單元或所述數(shù)字接入單元，并且每個數(shù)字遠程單元能夠以圍繞所述環(huán)的任一方向被接入；其中，在第一時間段期間，所述多個數(shù)字遠程單元中的第一數(shù)字遠程單元被配置成以圍繞所述環(huán)的第一方向從所述數(shù)字接入單元接收第一數(shù)目的下行鏈路信道信號，并且所述多個數(shù)字遠程單元中的第二數(shù)字遠程單元被配置成以與所述第一方向相反的圍繞所述環(huán)的第二方向從所述數(shù)字接入單元接收第二數(shù)目的下行鏈路信道信號，其中，所述第一數(shù)目的下行鏈路信道信號不同于所述第二數(shù)目的下行鏈路信道信號。

附圖說明

本發(fā)明的另外的目的和優(yōu)點可以根據(jù)下面結(jié)合附圖所進行的詳細描述來更加全面地理解，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示出了作為基于具有1個dau和4個dru的一個環(huán)腳本的單向信道化下行鏈路傳輸?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)和示例的框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示出了作為基于具有1個dau和4個dru的一個環(huán)腳本的單向信道化上行鏈路傳輸?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)和示例的框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示出了作為基于具有1個dau和8個dru的兩個環(huán)腳本的單向信道化上行鏈路傳輸?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)和示例的框圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示出了單向信道化上行鏈路或下行鏈路傳輸?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)和示例的框圖。該5個環(huán)腳本的示例包括2個dau和20個dru。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的采用多個dru的蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實施方式。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的采用工作在具有多個dru的不同頻率信道中的6種不同的服務(wù)的多頻帶系統(tǒng)的實施方式。

圖7以框圖的形式示出了dau嵌入式軟件控制模塊和dru嵌入式軟件控制模塊之間的交互。

圖8以框圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的包括菊花鏈?zhǔn)絛au的das的實施方式。

具體實施方式

本發(fā)明是一種新型可重新配置的分布式天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)提供高度的靈活性以管理、控制、重新配置、增強和促進分布式無線網(wǎng)絡(luò)的無線電資源效率、使用和總體性能。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)100的實施方式。該系統(tǒng)利用數(shù)字接入單元功能105(在下文中稱為“dau”)。dau105用作關(guān)聯(lián)基站(bts)110a-b與多個數(shù)字遠程單元(dru)125a-n(盡管在圖1中僅示出了4個dru)之間的接口。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到dru與dau通信而rru與基站通信，但是因為在本文中所討論的功能的相似性，所以在本說明書中可以將“dru”與遠程無線電頭單元或“rru”互換地使用。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，如按照圖1中的雙向鏈路115所指示的，dau受遠程網(wǎng)絡(luò)運營中心(“noc”)的監(jiān)視和控制。這樣的鏈路通常是以太網(wǎng)連接或外置式調(diào)制解調(diào)器，但是可以是適用于遠程監(jiān)視和控制的任何形式的鏈路。noc具有遠程地配置dau參數(shù)設(shè)置的能力，該dau參數(shù)設(shè)置又反過來配置dru的參數(shù)設(shè)置。noc可以來自dau的請求信息。dau隨后可以從dru請求信息。所請求的信息包括但不限于上行鏈路功率、下行鏈路功率、光錯誤率、增益設(shè)置、處于激活狀態(tài)的載波等。

對于下行鏈路(dl)路徑，在dau105處從一個或多個由110a至110p標(biāo)出的基站單元(bts)接收rf輸入信號120a至120n。通過dau(使用數(shù)字下轉(zhuǎn)換器)分別將上述rf輸入信號下轉(zhuǎn)換、數(shù)字化并且轉(zhuǎn)換到基帶上。然后，再次通過dau105對數(shù)據(jù)流進行i/q映射和幀化并且隨后使用可插拔的sfp模塊將具體的并行數(shù)據(jù)流獨立地序列化和翻譯為光學(xué)信號。然后，通常在(在至少一些實施方式中以在連接對140a-145a處所標(biāo)出的環(huán)配置，或者在其他的實施方式中以菊花鏈配置)所布置(在至少一些實施方式中布置成用連接配對140a至145a表示的環(huán)配置，或者在其他實施方式中布置成菊花鏈配置)的光纜上將所獨立地序列化的并行數(shù)據(jù)流傳遞到不同的dru125a至125k。另外，每個dau能夠支持具有關(guān)聯(lián)dru的多個環(huán)，其中附加的環(huán)通過光纖配對140o至145o來標(biāo)出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，rf輸入、dau、dru和環(huán)的數(shù)目僅受限于如延遲這樣的網(wǎng)絡(luò)性能因素。另外，如在本文中結(jié)合圖4所討論的，可以通過使用dau的環(huán)或菊花鏈來進一步擴展das，其中每個dau都支持如圖1所示的dru和環(huán)的布置。

dau105的一個功能是確定下行鏈接信道圍繞環(huán)傳播的方向。盡管應(yīng)當(dāng)理解沿每個方向傳播的信道的數(shù)目既不必相等，也不必相鄰或連續(xù)，但是僅作為一個示例，圖1所示的實施方式配置成使下行鏈路信道a、b、c和d沿例如順時針的第一方向傳播，并且使信道e、f、g和h沿相反方向傳播。同樣地，在每個dru處接收到的信道的數(shù)目由dau來指定并且不必相等、相鄰或連續(xù)，而且相反地，通常會是使網(wǎng)絡(luò)利用優(yōu)化的任何配置。

接下來參考圖2，可以更好地理解根據(jù)本發(fā)明的上行鏈路(ul)路徑的一種實施方式。通過每個dru125a至125k將在天線處接收的與每個dru相關(guān)聯(lián)的信道轉(zhuǎn)換成光信號。通過dau105對從dru接收的光信號進行序列化和去幀化，并且還使用在dau105內(nèi)實施的數(shù)字數(shù)字上轉(zhuǎn)換器對其進行數(shù)字上轉(zhuǎn)換。然后，在所示實施中仍然是在dau105內(nèi)將每個數(shù)據(jù)流獨立地轉(zhuǎn)換到模擬域并且上轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)膔f頻帶，盡管該功能可以是單獨的。然后，將rf信號傳遞到多個bts110a至110p中適當(dāng)?shù)囊粋€bts處。如同圖1所示的布置，每個信道的傳播方向由dau來控制，其中一些信道沿順時針方向傳播而其他信道沿逆時針方向傳播。而且，如結(jié)合圖1所討論的，盡管在圖2中將相鄰信道示為沿相同的方向傳播，但是這并不是必需的并且可以選擇沿任何方向傳播任何信道。

再參考圖1，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在das的一些實施中，每個信道上可以存在不止一個載波，由此，dru可以接收包括包含有兩個或多個載波的信號的信道，或者無線運營商在分配給單個基站的每個信道上可以具有不止一個rf載波。這被稱作“復(fù)合信號”。參考圖1可以更好地理解本發(fā)明管理復(fù)合下行鏈路信號的方式。在這樣的情況下，dau可以從例如屬于一個無線運營商的第一個基站110a接收復(fù)合下行鏈路輸入信號130，該信號在rf輸入端口120a處進入dau105。復(fù)合信號130包括載波a至d。來自例如屬于同一個無線運營商的第p個基站110p的第二復(fù)合下行鏈路輸入信號在dau1rf輸入端口120n處進入dau1。復(fù)合信號135包括載波e至h。在2010年8月17日提交的、通過引用合并到本申請中并且作為附錄b附加到本申請中的題為“neutralhostarchitectureforadistributedantennasystem”的第61/374,593號美國臨時申請中分別詳細解釋了dau105和dru125a至125k的功能。

dau105的一個光輸出經(jīng)由雙向光纜140a被饋送至dru125a。dau105的第二光輸出經(jīng)由雙向光纜145a被饋送至dru3。類似地，雙向光纜150、155和160按照環(huán)配置來連接dru125a至125n，使得dru125a經(jīng)由光纜150a連接到dru125b，dru125b經(jīng)由光纜150b連接到dru125n，并且dru125k經(jīng)由光纜150m連接到dru125c或第k-1個dru。該連接有利于dau105的組網(wǎng)，這意味著在dau105內(nèi)可使用所有載波a至h來取決于組網(wǎng)的dau系統(tǒng)內(nèi)的軟件設(shè)置將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絛ru125a至125k。取決于本實施方式，手動或者自動配置dru125a內(nèi)的軟件設(shè)置以使得載波a至h存在于dru125a的天線端口處的下行鏈路輸出信號155a中。所有8個載波的存在意味著dru125a潛在地能夠訪問饋給dau105的兩個基站的全部容量。dru125a的一個可能的應(yīng)用是企業(yè)大樓內(nèi)在午飯時間期間聚集了大量無線用戶的自助餐廳。

由dru125a的第二光端口經(jīng)由雙向光纜150a來饋給dru125b。光纜150a實現(xiàn)將dru125a與dru125b構(gòu)成菊花鏈的功能。如同dru125a一樣，手動或者自動配置dru125b內(nèi)的軟件設(shè)置以使得載波a、c、d和f存在于dru125b的天線端口處的下行鏈路輸出信號155b中。借助于由dau105所控制的dru125b的特定的信道設(shè)置將它的容量設(shè)置為遠低于dru125a的容量的值。單個數(shù)字遠程單元已經(jīng)將頻率選擇性duc和ddc與針對每個載波的增益控制集成在一起。dau可以經(jīng)由增益控制參數(shù)來遠程開啟或者關(guān)閉各個載波。

以與前面對于dru125a說明的方式相類似的方式，手動或者自動配置dru125c內(nèi)的軟件設(shè)置，使得載波b和載波f存在于dru125c的天線端口處的下行鏈路輸出信號155c中。與dru125b的天線端口處的下行鏈路信號155b相比，同樣是經(jīng)由其軟件設(shè)置來配置的dru125c的容量遠小于dru125b的容量。通過連接到第n-1個dru(在圖1中為簡單起見表示為dru125c)的第二光端口的光纜150m來饋給dru125n。手動或者自動配置dru125n內(nèi)的軟件設(shè)置以使得載波a、d、e和h存在于dru125n的天線端口處的下行鏈路輸出信號155d中。通常將dru125n的容量設(shè)置為遠小于dru125a的容量的值，但是，可以動態(tài)調(diào)整dru125a至125n中每一個dru的相對容量設(shè)置以滿足由連接到那些dru的天線的物理位置所確定的覆蓋區(qū)內(nèi)的容量需求。如上面所提到的，通過經(jīng)由光纜150b將dru125b與dru125n互相連接來完成環(huán)連接。環(huán)配置確保任何光纜斷路都不會關(guān)閉菊花鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。將會圍繞線纜斷路將下行鏈路信號和上行鏈路信號重新路由至各自的dru。

本發(fā)明有利于若干離散的相對窄的rf帶寬的轉(zhuǎn)換和傳輸。這種方法使得僅承載有用的或者特定的信息的那些多個特定的相對窄的帶寬能夠被轉(zhuǎn)換。這種方法也使得中性主機應(yīng)用能夠更高效地使用可用的光纖傳輸帶寬，并且使得在光纖上能夠傳輸更多各個運營商的頻帶段。按照在2010年8月17日提交的題為“neutralhostarchitectureforadistributedantennasystem”的第61/374593號美國臨時申請和2010年9月14日提交的題為“remotelyreconfigurabledistributedantennasystemandmethods”的第61/382,836號美國臨時申請(兩個申請都被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)中所公開的，并且還參考本專利申請的圖1，作為來自noc的命令的結(jié)果，可以動態(tài)地重新配置位于dru內(nèi)的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器以將可在任一dau的各自rf輸入端口處獲得的任何特定的一個或多個窄頻帶、rf載波或rf信道從dau輸入端傳輸?shù)饺魏翁囟ǖ膁ru輸出端。圖1示出了這種能力，其中在給定的dru的輸出端僅出現(xiàn)特定的頻帶或rf載波。更具體地，通過從noc接收到的指令，可以對dau內(nèi)的fpga和一個或多個關(guān)聯(lián)dru進行重新編程或者重新配置以僅轉(zhuǎn)換或者傳輸期望的窄帶寬。

本發(fā)明的相關(guān)能力是：不僅可以配置位于每個dru內(nèi)的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器來將任何特定的窄頻帶從dau輸入端傳輸?shù)饺魏翁囟ǖ膁ru輸出端，而且還可以配置位于每個dru內(nèi)的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器來將每個載波的任何特定的一個或多個時隙從dau輸入端傳輸?shù)饺魏翁囟ǖ膁ru輸出端。由dau通過對信號進行濾波和對各個時隙進行功率檢測(可以如所希望的那樣將信息傳輸至noc)來監(jiān)視載波和時隙。然后，對于數(shù)字上轉(zhuǎn)換器而言，可以通過從noc接收到的命令以與軟件可編程性類似的方式來動態(tài)地重新配置dau或者dau內(nèi)的現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)。dau檢測哪些載波及相應(yīng)的時隙處于激活狀態(tài)。經(jīng)由管理控制和監(jiān)視協(xié)議軟件將該信息中繼至各個dru。然后，由dru在適當(dāng)?shù)那闆r下使用該信息以關(guān)閉和打開各個載波及它們相應(yīng)的時隙。

基站和用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸通常是不對稱的，由此下行鏈路數(shù)據(jù)速率高于上行鏈路速率。菊花鏈?zhǔn)絛ru的環(huán)網(wǎng)絡(luò)配置可以利用該數(shù)據(jù)速率不對稱性以使光纖150a至150m上的數(shù)據(jù)傳輸最大化。

本發(fā)明平衡光纖上的雙向數(shù)據(jù)速率以增大dru的環(huán)網(wǎng)絡(luò)上的最大可達數(shù)據(jù)速率。各個下行鏈路信道按單向方向沿環(huán)網(wǎng)絡(luò)傳送。參考圖1，下行鏈路信道a、b、c和d沿順時針方向圍繞dru125a至125k的環(huán)進行傳送。另一方面，下行鏈路信道e、f、g和h沿逆時針方向圍繞dru的環(huán)進行傳送。參考圖2，圍繞dru環(huán)，上行鏈路信道j、k、l和m沿逆時針方向傳送而上行鏈路信道沿順時針方向傳送。如果下行鏈路數(shù)據(jù)速率和上行鏈路數(shù)據(jù)速率相同，則在該傳輸機制中將不存在優(yōu)點。然而，如果數(shù)據(jù)傳輸在下行鏈路和上行鏈路之間是不對稱的，則可以獲得明顯的優(yōu)點。例如，對于下行鏈路數(shù)據(jù)速率和上行鏈路數(shù)據(jù)速率之間的兩倍的相差，可以實現(xiàn)4/3倍的數(shù)據(jù)傳輸增加。下行鏈路數(shù)據(jù)速率和上行鏈路數(shù)據(jù)速率之間的不對稱性越大，則圍繞環(huán)使用單向信道傳輸機制時數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑黾訉⒃酱蟆?/p>

再參考圖1，可以更好地理解根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的另外實施方式。如果下行鏈路數(shù)據(jù)速率和上行鏈路數(shù)據(jù)速率之間的不對稱性存在很大變化和/或如果bts處的信道補碼存在變化，則通常包括在每個dau內(nèi)的管理控制模塊(本文中結(jié)合圖7所討論的)能夠自動地和自適應(yīng)地沿環(huán)的順時針方向和環(huán)的逆時針方向再分配數(shù)據(jù)傳輸資源以使總體傳輸容量最大化。如前所述，一個特定的dau的上行鏈路數(shù)據(jù)速率和下行鏈路數(shù)據(jù)速率之間的不對稱度越高，則使用圍繞環(huán)的單向信道傳輸機制時數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑黾訉⒃酱?。如果存在不止一個dau，則在一種實施方式中，由noc指定一個dau為主dau，并且位于主dau內(nèi)的管理控制模塊作決定以使總體傳輸容量優(yōu)化。如果主dau發(fā)生故障，則noc可以指定另一個dau作為主dau?；蛘撸梢詫嵤┤魏魏线m的故障恢復(fù)算法。

參考圖3，可以更好地理解本發(fā)明的替代實施方式，在該替代實施方式中單個dau控制多個環(huán)，每個環(huán)包括多個菊花鏈?zhǔn)絛ru。在圖3中，盡管環(huán)的數(shù)目可以更大并且主要由直至網(wǎng)絡(luò)性能所施加的極限的設(shè)計偏好來確定，但是示出了用300和305標(biāo)出的兩個菊花鏈?zhǔn)江h(huán)。兩個環(huán)各自將多個dru310a至310n和dru315a至315m鏈接至單個dau320。將數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩ㄏ蛄鲃邮境鰹樘摼€325和點線330。將可從多個dru得到的下行鏈路信道分成圍繞兩個呈菊花鏈?zhǔn)江h(huán)沿相反方向流動的兩個子集。上行鏈路信道以相似的方式來傳輸。將信道分組為兩個子集以使到和從dru的數(shù)據(jù)傳輸最大化。dau經(jīng)由rf端口335a至335p依次與一個或多個bts通信。

可以使用啟發(fā)式算法在雙環(huán)das中分配rf信道數(shù)據(jù)。對于圖3，有兩個光纖環(huán)r1、r2(順時針和逆時針)和n≥2個獨立rf信道ki(1≤i≤n)的集合t(包括上行鏈路和下行鏈路)。信道ki需要帶寬b(ki)以在光纖環(huán)上傳輸。存在獲得具有最佳帶寬分配(即，每個環(huán)的最大累積帶寬要盡可能地小)的調(diào)度表的有限時間算法。已經(jīng)開發(fā)了大量先進的啟發(fā)式算法以解決這樣的調(diào)度最佳化問題。一些例子有基因算法、進化算法、貪婪搜索、禁忌搜索、和聲搜索、模擬退火和蟻群優(yōu)化等。盡管環(huán)的數(shù)目不限于兩個，但是為簡單和清楚起見，本文描述了一種用于兩個環(huán)的簡單的啟發(fā)式算法。

算法以按帶寬b(ki)對信道ki進行遞減排序而開始。然后，以這樣的方式來調(diào)度信道：每個信道被分配到具有較小累積帶寬的環(huán)上。算法的正式描述如下。

輸入：t＝n個獨立的必需帶寬為b(ki)的信道ki的集合，其中1≤i≤n。

輸出：l1、l2和d1、d2。lj是環(huán)rj上的信道調(diào)度表的集合，并且dj是環(huán)rj的最大累積帶寬，dj＝(∑b(j)，b(ki)，1≤j≤2。

算法(t,l,d)

步驟1(對ki和d1,d2進行初始化)對ki進行排序以使得b(ki)≤b(ki+1),1≤i≤n-1.d1←0,d2←0。

步驟2(調(diào)度信道)

fori＝1ton，step1do

ifd1≤d2，then[分配ki到l1上，d1←d1+b(ki)]。

else[分配ki到l2上，d2←d2+b(ki)]。

接下來參考圖4，可以理解本發(fā)明的又一個替代實施方式。圖1中所示的布置包括來自屬于相同的無線運營商的兩個分離基站的、分別在輸入端口110a和110p處進入dau105的下行鏈路信號。在圖4的實施方式中，第一復(fù)合信號從基站405在第一dau400的rf輸入端口處進入該第一dau400，并且例如來自屬于不同的無線運營商的第二基站410的第二復(fù)合下行鏈路輸入信號在第二dau415的rf輸入端口處進入該dau415。dau400直接支持兩個環(huán)420和425，dau415直接支持兩個環(huán)430和435，并且環(huán)440在dau400和dau405之間被共享。如結(jié)合圖1所討論的，每個上述環(huán)包括通常以445標(biāo)出并且經(jīng)由例如光纖鏈路連接的菊花鏈?zhǔn)絛ru。應(yīng)當(dāng)注意，沿與信道b相反的方向傳輸信道a。圍繞每個環(huán)沿逆時針方向傳輸子集a中的下行鏈路信道，而圍繞每個環(huán)按順時針方向傳輸子集b中的信道。在該實施方式中，因為dau400和dau405是通過光纜440構(gòu)成菊花鏈的，所以屬于第一運營商和第二運營商兩者的信號被轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)江h(huán)440上的dru445。該實施方式提供了中性主機無線系統(tǒng)的示例，其中多個無線運營商共享包括dau400、dau415和dru445在內(nèi)的共用基礎(chǔ)設(shè)施。前面提到的所有特征和優(yōu)點都會使兩個無線運營商中的每一個運營商受益。還要明白的是，盡管圖4僅示出了按照菊花鏈?zhǔn)綐渔溄拥膬蓚€dau，但是也可以將更多個dau構(gòu)成菊花鏈，并且也可以以與連接dru的方式相似的方式按照環(huán)配置來配置菊花鏈?zhǔn)絛au。下面在圖8中示出了這種布置。

按照在2010年8月17日提交的題為“neutralhostarchitectureforadistributedantennasystem”的第61/374,593號美國臨時申請中所公開的并且再次參考本專利申請的圖1，可以對出現(xiàn)在本發(fā)明的dru中的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器進行編程以處理各種信號格式和包括fdma、cdma、tdma、ofdma在內(nèi)的調(diào)制類型。而且，可以對出現(xiàn)在各自dru中的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器進行編程以對在受上述第61/374,593號美國臨時申請所公開的系統(tǒng)架構(gòu)的能力和局限性制約的各個頻帶內(nèi)要傳送的信號進行操作。在本發(fā)明的一種實施方式中，其中寬帶cdma信號呈現(xiàn)在例如與到dau105的輸入端口處的第一載波相對應(yīng)的帶寬內(nèi)，dru125a、dru125b和druk的天線端口處所傳送的信號將是與呈現(xiàn)在與到dau105的輸入端口處的該第一載波相對應(yīng)的帶寬內(nèi)的信號幾乎相同的寬帶cdma信號。

按照上面再次指出的第61/374,593號美國臨時申請所公開的并且也參考本專利申請的圖1，要理解的是可以對呈現(xiàn)在各自dru中的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器進行編程以將任何期望的復(fù)合信號格式傳送到每個相應(yīng)的dru天線端口。例如，可以如前面所述那樣動態(tài)地對呈現(xiàn)在dru125a和dru125b中的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器進行軟件重新配置以使得呈現(xiàn)在dru125a的天線端口處的信號可以與圖1中以155a所示的頻譜分布相對應(yīng)并且使得呈現(xiàn)在dru125b的天線端口處的信號可以與圖1中以155b所示的頻譜分布相對應(yīng)。dru容量的這樣的動態(tài)重新布置的應(yīng)用可以是例如，是否在與dru125b的覆蓋區(qū)域相對應(yīng)的企業(yè)的區(qū)域內(nèi)突然召集了公司會議。

再參考圖2，可以更好地理解本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)的另一種實施方式。按照上述第61/374,593號美國臨時申請所公開的并且也如圖2所示，可以針對上行鏈路信號實施光環(huán)傳輸機制。如前面針對下行鏈路信號所討論的并且通過參考圖1，圖2中所示的上行鏈路系統(tǒng)主要包括dau105以及dru125a至125k。以與通過參考圖1所解釋的下行鏈路工作相似的方式，可以對圖2中所示的上行鏈路系統(tǒng)的工作做出如下理解。

可以如前所述動態(tài)地對呈現(xiàn)在dru125a至125k中的每個dru內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器進行軟件重新配置以基于所期望的上行鏈路頻帶來選擇呈現(xiàn)在各自dru125a-125k的接收天線端口處的適當(dāng)?shù)钠谕盘柛袷降纳闲墟溌沸盘?，以使該上行鏈路信號被處理并且被濾波、轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)絛au105的適當(dāng)?shù)纳闲墟溌份敵龆丝凇au和dru使用通用公共接口標(biāo)準(zhǔn)(cpri)對與它們各自的無線電簽名相對應(yīng)的各個數(shù)據(jù)包進行幀化。其他接口標(biāo)準(zhǔn)只要是通過各自的dru唯一地標(biāo)識數(shù)據(jù)包就是適用的。將頭信息與標(biāo)識與各個數(shù)據(jù)包對應(yīng)的dru和dau的數(shù)據(jù)包一起進行傳送。

在圖2所示的實施方式的一個示例中，將dru125a和dru125c兩者配置成接收信道k帶寬內(nèi)的上行鏈路信號，而將dru125b和dru125n兩者配置為拒絕信道k帶寬內(nèi)的上行鏈路信號。當(dāng)dru125c在它的接收天線端口處接收到信道k帶寬內(nèi)的要被適當(dāng)濾波和處理的足夠強的信號時，dru125c內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器將促進處理和轉(zhuǎn)換。類似地，當(dāng)dru125a在它的接收天線端口處接收到信道k帶寬內(nèi)的要被適當(dāng)濾波和處理的足夠強的信號時，dru125a內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器將促進處理和轉(zhuǎn)換?；谔幱诩せ顮顟B(tài)的信號組合算法對來自dru125a的信號和來自dru125c的信號進行組合，并且將該組合的信號饋送到連接到dau105的上行鏈路輸出端口的基站。術(shù)語“同時聯(lián)播”經(jīng)常被用來描述dru125a和dru125c針對信道k帶寬內(nèi)的上行鏈路和下行鏈路信號的操作。術(shù)語“靈活同時聯(lián)播”是指：本發(fā)明支持在對于每個信道帶寬的信號組合處理中涉及特定dru的動態(tài)和/或手動重新布置。

仍然參考圖2，將呈現(xiàn)在dru125a內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器配置成接收和處理信道j至q帶寬內(nèi)的信號。將呈現(xiàn)在dru125b內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器配置成接收和處理信道j、l、m和o帶寬內(nèi)的信號。將呈現(xiàn)在dru125c內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器配置成接收和處理信道k和o帶寬內(nèi)的信號。將呈現(xiàn)在dru125n內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器配置成接收和處理信道j、m、n和q帶寬內(nèi)的信號。由在4個dru中的每一個dru內(nèi)所進行的處理得到的各個高速數(shù)字信號被路由到dau。如前所述，在與每個基站對應(yīng)的各自dau內(nèi)對來自4個dru的上行鏈路信號進行組合。

總之，本文所述的本發(fā)明的可重新配置的分布式天線系統(tǒng)有效地節(jié)省了資源并且降低了成本。因為可以像數(shù)字處理器中的軟件一樣隨時調(diào)整算法，所以該可重新配置系統(tǒng)是自適應(yīng)的或者手動地現(xiàn)場可編程的。

接下來參考圖5，可以更好地理解本發(fā)明的替代實施方式。每個dru具有可以基于來自特定的遠程單元的功率傳送來調(diào)整的覆蓋半徑。dau控制各種dru的傳送功率并且可以優(yōu)化總體的覆蓋區(qū)。在所示的實施方式中，再次在noc(未示出)控制下，將dau502與基站501相關(guān)聯(lián)并且反過來與3個dru503、504和505相接口。在由3個dru覆蓋的整個區(qū)域內(nèi)為帶有移動設(shè)備的用戶506提供相對均勻的覆蓋。

接下來參考圖6，可以更好地理解又一個替代實施方式。將輸入頻帶605至630(這里表示為在700、800、850、1900、2100和2600mhz處的6個頻帶)從bts(未示出)輸入到dau600。除了本文中所討論的其他功能之外，dau包括用于每個頻帶的無線電頻率in部分，以及用于將頻帶分配給用dru1至dru60標(biāo)出的、沿著用于實現(xiàn)期望覆蓋的三個獨立環(huán)635、640和645構(gòu)成菊花鏈的多個dru的數(shù)字分布矩陣。將頻帶傳輸?shù)絛ru的全部或者一個子集。頻帶、dau、dru和環(huán)的具體數(shù)目僅僅是示例性的，并且在實際上可以是適合網(wǎng)絡(luò)的性能能力和需求的任何數(shù)目。

接下來參考圖7，可以更好地理解嵌入到dau和dru中的控制這些設(shè)備的關(guān)鍵功能的操作的軟件。具體地，dau嵌入式軟件控制模塊700包括dau管理控制模塊705和dau監(jiān)視模塊710。dau管理控制模塊705與noc715通信，并且也與dau監(jiān)視模塊710通信。一種這樣的關(guān)鍵功能是確定和/或設(shè)置分配給特定的dru或dru組的無線電資源(比如rf載波、cdma編碼或tdma時隙)的適當(dāng)量以滿足期望的容量和吞吐量目標(biāo)。如前面所提到的，在至少一些實施方式中，noc715監(jiān)視das工作并發(fā)送指令到dau以供配置dru和dau的各種功能。

除了其他功能外，dau監(jiān)視模塊還對于每個dru檢測哪些載波和相應(yīng)的時隙處于激活狀態(tài)。dau管理控制模塊在光纖鏈路控制信道上經(jīng)由控制協(xié)議與dru嵌入式軟件控制模塊720通信。在一種實施方式中，控制協(xié)議包括頭部以及數(shù)據(jù)包，以使得將控制信息和數(shù)據(jù)兩者作為消息一起傳送到dru。在dru中頭可以控制的dru功能或特征通常是實施特定的，并且除了其他東西以外還可以包括測量上行鏈路和下行鏈路功率、測量上行鏈路和下行鏈路的增益，以及監(jiān)視dru中的警報。

反過來，dru嵌入式軟件控制模塊內(nèi)的dru管理控制模塊725設(shè)置所有的dru數(shù)字上轉(zhuǎn)換器730的各個參數(shù)以啟用或禁用由具體的dru或dru組來傳送特定的無線電資源，并且還設(shè)置所有的dru數(shù)字下轉(zhuǎn)換器735的各個參數(shù)以啟用或禁用由具體的dru或dru組來傳送特定的無線電資源。此外，dru嵌入式軟件控制模塊包括與dru偽導(dǎo)頻745通信的dru偽導(dǎo)頻控制模塊740。

接下來參考圖8，與dru的菊花鏈?zhǔn)脚渲靡黄鹗境隽薲au的菊花鏈?zhǔn)脚渲玫膶嵤┓绞健Ｔ谝环N實施方式中，多個基站800a至800n中的每一個都與dau805a至805n的每一個相關(guān)聯(lián)。dau為菊花鏈?zhǔn)?，并且每個dau與可能或者可能沒有被布置在環(huán)配置中的dru的一個或多個菊花鏈810a至810m通信。要理解的是，如上所述也可以將dau配置成環(huán)配置。

在對于每個dru檢測哪些載波和用于每個載波的相應(yīng)的時隙處于激活狀態(tài)的dau監(jiān)視模塊內(nèi)工作的算法向dau管理控制模塊提供信息以幫助標(biāo)識例如什么時候以高于預(yù)定的閾值(該閾值的值通過dau的遠程監(jiān)視和控制功能715被傳達到dau管理控制模塊)的百分比裝載了特定的下行鏈路載波。如果發(fā)生了這種情況，則dau管理控制模塊可以自適應(yīng)地修改系統(tǒng)配置以開始(通常但不一定是慢慢地)部署供其覆蓋區(qū)域內(nèi)的特定dru使用的額外無線電資源(比如rf載波、cdma編碼或tdma時隙)，其中該特定dru需要那些額外無線電資源。同時，dau管理控制模塊通常自適應(yīng)地修改系統(tǒng)配置以開始(通常仍是慢慢地)移除供其覆蓋區(qū)域內(nèi)的特定dru使用的特定無線電資源(比如rf載波、cdma編碼或tdma時隙)，其中該特定dru不再需要那些特定無線電資源。

盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于本文所述的細節(jié)。在前面的描述中已經(jīng)建議了各種替換和修改，并且其他的替換和修改對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言也是能想到的。因此，所有這樣的替換和修改都意在被包含在所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

發(fā)明構(gòu)思

本發(fā)明提供了以下發(fā)明構(gòu)思：

一種用于路由和切換運營商rf信號的方法，包括：

提供一個或多個遠程無線電單元，每個遠程無線電單元被配置成接收一個或多個下行鏈路無線電頻率和發(fā)送一個或多個上行鏈路無線電頻率，

提供被配置成與至少一些遠程無線電單元通信的至少一個數(shù)字接入單元，

按照環(huán)配置鏈接所述一個或多個遠程無線電單元和所述至少一個數(shù)字接入單元，由此，每個遠程無線電單元能夠沿圍繞所述環(huán)的任一方向被接入，以及

在所述一個或多個無線電單元和所述至少一個數(shù)字接入單元之間路由和切換經(jīng)包化的信號。