用于mimo信號的分布式天線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種分布式天線系統(tǒng)（251）包括多輸入多輸出（MIMO）基站（252），該基站被配置成輸出至少第一信號和第二信號。至少一個(gè)主單元（260）與MIMO基站進(jìn)行通信。至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元（262）與主單元（260）進(jìn)行通信。至少一個(gè)天線270與遠(yuǎn)程單元（262）耦接來接收來自遠(yuǎn)程單元的信號?；旌像罱悠鳎?74）耦接在遠(yuǎn)程單元和天線之間，并且被配置成在相應(yīng)的第一端口和第二端口上接收來自遠(yuǎn)程單元的第一信號Ch1和第二信號Ch2，并且在至少一個(gè)輸出端口上提供輸出信號。輸出信號包括第一信號的至少一部分以及第二信號的至少一部分。天線（270）與輸出端口耦接。
【專利說明】用于MIMO信號的分布式天線系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及無線通信系統(tǒng)，且具體地涉及用于無線MMO通信的分布式天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在圖1中示出一個(gè)當(dāng)代的無線通信系統(tǒng)(例如分布式天線系統(tǒng)10)，并且該系統(tǒng)包括被分布以便提供在系統(tǒng)10的服務(wù)區(qū)域內(nèi)的覆蓋的多個(gè)遠(yuǎn)程單元12。具體地，每個(gè)遠(yuǎn)程天線單元12通常包括天線14以及適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè)備。每個(gè)遠(yuǎn)程單元與主單元16耦接。每個(gè)主單元16接著耦接到RF組合網(wǎng)絡(luò)18，該RF組合網(wǎng)絡(luò)18對來自至少一個(gè)單輸入單輸出(“SIS0”)基站收發(fā)臺(“BTS”或者更簡單地稱為“基站”)20 (以下稱為“SISO BTS”20)的信號進(jìn)行組合。系統(tǒng)10還可以包括用于控制每個(gè)主單元16的操作的系統(tǒng)控制器22。如圖1所示，系統(tǒng)10可以包括多個(gè)主單元以及多個(gè)SISO BTS20，其中每個(gè)主單元16被配置成將來自至少兩個(gè)SISO BTS20的信號的組合提供給其相應(yīng)的遠(yuǎn)程單元12。
[0003]如圖1所示，每個(gè)遠(yuǎn)程單元12可以廣播無線信號24，該無線信號24接著可以被無線設(shè)備26接收，該無線設(shè)備26可以是移動(dòng)設(shè)備(例如電話設(shè)備或計(jì)算設(shè)備)。具體地，且如上所述，來自每個(gè)遠(yuǎn)程單元12的無線信號24可以是來自至少兩個(gè)SISO BTS20的信號的組合。因此，無線設(shè)備26可以通過來自遠(yuǎn)程單元12的任一無線信號24來與系統(tǒng)10進(jìn)行通信。
[0004]為了改進(jìn)諸如從基站到移動(dòng)設(shè)備的通信之類的無線通信，可以使用多輸入/多輸出(“ΜΜ0”)技術(shù)來提供針對性能增強(qiáng)和寬帶無線通信系統(tǒng)的先進(jìn)解決方案。通過各種信息序列研究，已經(jīng)表明:針對傳統(tǒng)SISO系統(tǒng)使用MMO技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)改進(jìn)。MMO系統(tǒng)具有允許其充分使用無線信道的多徑豐富度的能力。這與試圖抵制多徑效應(yīng)而不是利用多經(jīng)效應(yīng)的傳統(tǒng)技術(shù)相對。MMO系統(tǒng)通常依賴于在通信鏈路兩端處(例如在基站中以及還在移動(dòng)設(shè)備中)的多元件天線。除了預(yù)期的波束成形和分集特性之外，MIMO系統(tǒng)還可以提供復(fù)用增益，這允許在空間獨(dú)立的并行子信道上傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流。這可以大幅提升系統(tǒng)容量。通常，圖1所示的系統(tǒng)不能利用MMO技術(shù)。
[0005]例如，盡管圖1的無線設(shè)備26可能處于多個(gè)遠(yuǎn)程單元12的范圍以內(nèi)，但它與僅一個(gè)遠(yuǎn)程單元12進(jìn)行通信。來自每個(gè)遠(yuǎn)程單元的無線信號24通常處于相同頻率并承載相同數(shù)據(jù)，并且在多個(gè)遠(yuǎn)程單元12與無線設(shè)備26之間同時(shí)進(jìn)行通信可能導(dǎo)致信號劣化以及沖突。此外，來自無線設(shè)備26的數(shù)據(jù)帶寬被縮窄到來自一個(gè)遠(yuǎn)程單元12的數(shù)據(jù)的接收和處
理速度。
[0006]因此，希望在諸如分布式天線系統(tǒng)之類的無線系統(tǒng)中使用MMO信號，而不需要安裝用于處理MMO信號的全新系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實(shí)施例提供了可以用于提供單輸入單輸出(“SIS0”)工作模式以及多輸入多輸出(“ΜΙΜΟ”)工作模式的分布式天線系統(tǒng)(“DAS”)及使用方法。具體地，一些實(shí)施例包括被配置成輸出至少第一信號和第二信號的MIMO基站，以及耦接到MIMO基站的混合耦接器(hybrid coupler)。該稱接器被配置成在相應(yīng)的第一和第二端口上接收來自MIMO基站的第一信號和第二信號，并且在至少一個(gè)輸出端口上提供輸出信號。輸出信號包括第一信號的至少一部分以及第二信號的至少一部分。該系統(tǒng)還包括與耦接器通信并且被配置成接收至少輸出信號的至少一個(gè)主單元，以及與主單元進(jìn)行通信并且被配置成向諸如客戶無線設(shè)備之類的設(shè)備傳送至少輸出信號的至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元。在那些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以選擇性地操作以便動(dòng)態(tài)地將分布式天線系統(tǒng)從在SISO工作模式中工作重新配置成在MIMO工作模式中工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是當(dāng)代分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0009]圖2Α是與本發(fā)明實(shí)施例一致的分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0010]圖2Β是與本發(fā)明實(shí)施例一致的分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0011]圖3是與本發(fā)明實(shí)施例一致并在室內(nèi)環(huán)境中使用的分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0012]圖4是在本發(fā)明實(shí)施例中使用的主單元的詳細(xì)框圖。
[0013]圖5Α和5Β是在本發(fā)明實(shí)施例中使用的遠(yuǎn)程單元的一部分的詳細(xì)框圖。
[0014]圖6是在本發(fā)明實(shí)施例中使用的遠(yuǎn)程單元的替代部分的詳細(xì)框圖。
[0015]圖7Α是室外情境中的MMO BTS的框圖。
[0016]圖7Β是與本發(fā)明實(shí)施例一致的替代分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖8是90°的3dB混合耦接器的框圖以及傳遞函數(shù)表示。
[0018]圖9是LTE物理信道處理概覽的框圖。
[0019]圖10是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)。
[0020]圖11是與本發(fā)明實(shí)施例一致的替代分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0021]圖12是與本發(fā)明實(shí)施例一致的替代分布式天線系統(tǒng)的框圖。
[0022]應(yīng)該理解的是，附圖不一定是按比例繪制的，以呈現(xiàn)對本發(fā)明實(shí)施例基本原理進(jìn)行說明的各優(yōu)選特征的一定程度上簡化的表示。這里公開的系統(tǒng)和/或操作序列的具體設(shè)計(jì)特征(例如包括各示出組件的具體尺寸、朝向、位置和形狀)是由特定的預(yù)期應(yīng)用和使用環(huán)境部分地決定的。所示出實(shí)施例的一些特征可以已經(jīng)被放大、失真或者否則相對于其他特征以不同方式呈現(xiàn)以有助于可視化以及清楚的理解。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖2A示出MMO系統(tǒng)的一種可能實(shí)現(xiàn)方式的示意圖，其中MMO基站與諸如如圖1所示的之類的分布式天線系統(tǒng)結(jié)合。相對于圖1，在適用的情況下在圖2A中使用相同的附圖標(biāo)記。如所示，兩個(gè)SISO基站20 (每個(gè)SISO基站20是“SISO BTS” 20)與每個(gè)遠(yuǎn)程單元耦接。此外，包括天線31和32的MMO基站30與遠(yuǎn)程單元12耦接。MMO BTS30的天線I通過第一主單元16 (主單元I)與遠(yuǎn)程單元12a和12d耦接。MMO BTS30的天線2通過第二主單元16 (主單元2)與遠(yuǎn)程單元12b和12c耦接。如此，如在每個(gè)遠(yuǎn)程單元處產(chǎn)生的無線信號24所示，除了來自由SISO BTS20輸出的信號的組合的組合信號之外，每個(gè)主單元還傳送來自MMO BTS30的信號。然而，因?yàn)槊總€(gè)天線未耦接到所有遠(yuǎn)程單元，所以每個(gè)遠(yuǎn)程單元將僅傳送所示出的兩個(gè)可用MMO信號之一。相應(yīng)的波前被示出為與來自圖2A中的每個(gè)恰當(dāng)天線31、32的饋送或連接線相對應(yīng)。
[0024]雖然可以使用圖2A所示的實(shí)施例來在分布式天線系統(tǒng)內(nèi)提供MIMO信號的可用性，但是這樣的系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)與MMO系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的所有希望的性能改進(jìn)。例如，即使無線設(shè)備26接收來自至少兩個(gè)遠(yuǎn)程單元的組合的所有MMO信號，也可能存在接收RF功率的不平衡，這是因?yàn)榕c一個(gè)遠(yuǎn)程單元相比無線設(shè)備26可能定位為更接近于另一遠(yuǎn)程單元12。此夕卜，根據(jù)支持MMO特征的無線標(biāo)準(zhǔn)，存在這樣一些信令參數(shù)(例如WiMAX幀前導(dǎo)或LTE主同步信號(“P-SS”))，其是或者實(shí)際上會(huì)是由MMO BTS天線31、32中的僅一個(gè)傳送的。因此，在如圖2A這樣的并非所有遠(yuǎn)程單元傳送這些信號的MIMO系統(tǒng)中，該系統(tǒng)可能不充分可靠，除非存在在遠(yuǎn)程單元之間的很高程度的覆蓋冗余/重疊。在工作中，SISO與MIMO工作模式之間的動(dòng)態(tài)切換可能顯現(xiàn)性能問題。
[0025]圖2B示出包含與本發(fā)明實(shí)施例一致的MMO特征的分布式天線系統(tǒng)40的另一可能實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。系統(tǒng)40包括用于提供服務(wù)區(qū)域中的覆蓋的至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元42。具體地,系統(tǒng)40包括多個(gè)遠(yuǎn)程單元42a-h。每個(gè)遠(yuǎn)程單元42a_h包括至少一個(gè)覆蓋天線44并與主單元46a_b耦接。每個(gè)主單元46a_b接著耦接到相應(yīng)的加法電路48a_b，加法電路48a_b可以被配置成對至少兩個(gè)輸入進(jìn)行組合。具體地，每個(gè)加法電路48a_b將來自耦接到SISO BTS54a的RF組合網(wǎng)絡(luò)50的信號與來自MMO BTS58的信號組合。來自MMO基站的信號68、70通過與來自MMO BTS58的天線31和32的信號耦接的混合耦接器52被呈現(xiàn)。RF組合網(wǎng)絡(luò)50耦接到多個(gè)SISO BTS54a-b,并且例如在56a_b處輸出至少一個(gè)組合的SISOBTS信號。
[0026]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，混合耦接器52耦接到MMO BTS58以便將所有的MMO信號(在所示出的示例中是兩個(gè)MMO信號)交叉耦接到每個(gè)遠(yuǎn)程單元42。因此，每個(gè)遠(yuǎn)程單元42傳送所有的MIMO BTS58數(shù)據(jù)流以及來自SISO BTS54的組合數(shù)據(jù)流?；旌像罱悠?2被配置成在相應(yīng)的第一和第二端口(圖2A-圖2B所示的端口 I和2)接收來自相應(yīng)天線31和32的至少兩個(gè)MMO信號，并且在至少一個(gè)輸出端口(圖2A-圖2B所示的端口 3和4)處提供輸出信號。在示出的實(shí)施例中，來自兩個(gè)MMO BTS天線31和32的組合信號在輸出端口 3和4處被提供。每個(gè)輸出信號包括來自天線31的第一信號的至少一部分以及來自天線32的第二信號的至少一部分。在混合耦接器電路中，在輸入端口 1、2中的一個(gè)端口處呈現(xiàn)的第一信號(例如天線I)的部分或第二信號(例如天線2)的部分被相對于在第一和第二耦接器端口 1、2中的相應(yīng)另一個(gè)端口處接收的第一信號和/或第二信號相移。具體地，混合耦接器52被放置在MMO BTS58與主臺站46a_b之間以使混合耦接器52被配置成接收來自MMO BTS58的第一和第二信號(包括來自第一 MMO天線31的62處的第一信號以及來自第二 MMO天線32的64處的第二信號)。接著，混合耦接器52將第一信號62的一部分與第二信號64的相移部分組合,并且在第一輸出端口(例如輸出端口 3)上輸出68處的第一輸出信號。稱接器52還將第二信號64的一部分與第一信號62的相移部分組合,并且在第二輸出端口(例如輸出端口 4)上輸出70處的第二輸出信號。在一個(gè)例不實(shí)施例中，混合耦接器52是90° 3dB耦接器(也被稱為“正交”耦接器)。
[0027]此外，還應(yīng)該了解，在一些實(shí)施例中，來自MMO BTS58的第一和第二信號可以單獨(dú)地提供給相應(yīng)的加法電路48a-b和/或主單元46a-b而不通過混合耦接器58，例如圖2A所示的實(shí)施例。
[0028]在一些實(shí)施例中，加法電路48a被配置成提供第一主單元信號72，該信號是組合的SISO BTS信號56a與第一組合MMO信號68的組合。加法電路48b被配置成提供第二主單元信號74，該信號是組合的SISO BTS信號56b與第二組合MMO信號70的組合。主單元46a-b和遠(yuǎn)程單元42a-h接著可以由系統(tǒng)控制器76來控制，該系統(tǒng)控制器76可以提供對主單元46a_b以及遠(yuǎn)程單元42a_h的總體監(jiān)督和控制以及警報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)。
[0029]在一些實(shí)施例中，每個(gè)遠(yuǎn)程單元42a_h可以經(jīng)由高速數(shù)字傳輸介質(zhì)或鏈路80a_b、82、84a-b和/或86a-b連接到其相應(yīng)的主單元46a_b?？商娲?，模擬傳輸介質(zhì)/鏈路可以用于將遠(yuǎn)程單元與相應(yīng)的主單元連接。此外，傳輸鏈路可以作為使用下文討論的光纖的光鏈路來實(shí)現(xiàn)。借助這種光纖，遠(yuǎn)程單元與主單元之間的通信量可以使用光纖無線電(RoF)格式來實(shí)現(xiàn)。以這種方式，第一主單元信號72和/或第二主單元信號74被以數(shù)字格式提供給遠(yuǎn)程單元42a-h中的至少一部分，這可有助于防止因傳輸線效應(yīng)所致的至少一些劣化。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解，還可使用濾波來允許和/或防止特定信號的分發(fā)。如此，且在一些實(shí)施例中，每一條鏈路80a-b、82、84a-b和/或86a_b可以是寬帶數(shù)字調(diào)制光接口，例如光纖光纜。因此，每個(gè)主單元46a和/或46b可以被配置成數(shù)字化其相應(yīng)的主單元信號72和/或74，并且為其相應(yīng)的遠(yuǎn)程單元42a-42d和/或42e_h輸出那些數(shù)字信號。在一些實(shí)施例中，這些數(shù)字輸出信號可以被時(shí)分復(fù)用成幀并被轉(zhuǎn)換成串行流。遠(yuǎn)程單元42a-42d和/或42e-h接著可以被配置成接收來自其相應(yīng)的主單元46a和/或46b的數(shù)字輸出信號，將這些數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換成電信號(必要時(shí)解幀(de-frame)各種時(shí)隙和/或解串行(de-serialize)電信號)，并且經(jīng)由其本地天線44將電信號傳送到至少一個(gè)無線單元90。
[0030]遠(yuǎn)程單元42a_h被配置成經(jīng)由其本地天線44來發(fā)送和/或接收去往和/或來自無線單元90的數(shù)字RF語音和/或數(shù)據(jù)信號。如下所述，取決于遠(yuǎn)程單元如何耦接到主單元，遠(yuǎn)程單元42b、42d和/或42f還可以被配置成分別接收來自在鏈中在前的遠(yuǎn)程單元42a、42c和/或42e的數(shù)字信號。遠(yuǎn)程單元之間的該數(shù)字信號可包含由在前遠(yuǎn)程單元42a、42c和/或42e接收的來自無線單元90的信號。數(shù)字信號然后可以與由遠(yuǎn)程單元42a、42c和/或42e接收的另一信號組合。如此，來自無線單元90的數(shù)字無線信號可以被組合和/或傳送回相應(yīng)的主單元46a和/或46b。主單元46a和/或46b然后可以將來自其相應(yīng)遠(yuǎn)程單兀42a_d和/或42e_h的信號從光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且將電信號發(fā)送到SISO BTS54a_b以及MMO BTS58, SISO BTS54a_b以及MMO BTS58可以被配置成檢測和接收電信號的其相應(yīng)部分?？商娲?，主單元46a和/或46b隨后可以將來自其相應(yīng)遠(yuǎn)程單元42a-d和/或42e-h的信號從光信號轉(zhuǎn)換成電信號,將電信號分成處于與SISO BTS54a_b以及MIMOBTS58所使用的那些頻帶相對應(yīng)的多個(gè)頻帶中的多個(gè)電信號，將多個(gè)電信號轉(zhuǎn)換成多個(gè)模擬信號，并且將多個(gè)模擬信號發(fā)送到SISO BTS54a-b和/或MMO BTS58。
[0031]如圖2B所示，作為示例，主單元46a_b可以以多種方式選擇性地連接到相應(yīng)的遠(yuǎn)程單元42a_h。例如，主單元46a被圖示成通過用于到遠(yuǎn)程單元42a_b的上行鏈路的半雙工鏈路80a以及用于下行鏈路的半雙工鏈路80b而連接到遠(yuǎn)程單元42a_b。然而，主單元46a被圖示成通過全雙工鏈路82連接到遠(yuǎn)程單元42c-d。類似地，主單元46b被圖示成通過用于到遠(yuǎn)程單元42e-f的上行鏈路的半雙工鏈路84a以及用于下行鏈路的半雙工鏈路84b而連接到遠(yuǎn)程單元42e-f。然而，主單元46b被圖示成通過全雙工鏈路86a連接到遠(yuǎn)程單元42g，并且通過全雙工鏈路86b連接到遠(yuǎn)程單元42h。如此，在全雙工鏈路中，上行鏈路信號和下行鏈路信號以不同波長被承載，并且波分復(fù)用器(“WDM”)被使用來在主單元46a-b以及遠(yuǎn)程單元42a_h處組合和/或拆分兩個(gè)光信號?？商娲?，主單元46a_b與遠(yuǎn)程單元42a_h可以通過用于高數(shù)據(jù)速率介質(zhì)的不同收發(fā)機(jī)來進(jìn)行通信，所述高數(shù)據(jù)速率介質(zhì)例如是同軸線纜、雙絞線銅線、自由空間RF或光，或是諸如以太網(wǎng)、SONET、SDH、ATM和/或PDH之類的共享網(wǎng)絡(luò)。將會(huì)理解，可以選擇圖2B所示的一個(gè)或更多個(gè)示例性鏈路來將所有遠(yuǎn)程單元耦接至主單元。
[0032]在一些實(shí)施例中，圖2B所示的系統(tǒng)40可被選擇性地且動(dòng)態(tài)地用作SISO系統(tǒng)和/或MMO系統(tǒng)。例如，如果未激活混合耦接器52，那么來自SISO BTS54a-b的信號可被傳送到遠(yuǎn)程單元42a-h中的至少一部分，并且可以與SISO系統(tǒng)類似地使用該系統(tǒng)。以這種方式，每個(gè)遠(yuǎn)程單元42a-h通過與SISO BTS54a-b使用的無線頻率對應(yīng)的至少兩個(gè)無線頻率來進(jìn)行通信。然而，在選擇性地激活混合耦接器52時(shí)，來自SISO BTS54a-b的信號可以與組合的MMO輸出信號68、70組合，以使每個(gè)遠(yuǎn)程單元42a-h通過與SISO BTS54a_b使用的無線頻率對應(yīng)的至少兩個(gè)無線頻率來傳送來自SISO BTS54a-b的信號，并且傳送兩個(gè)或全部MMO信號。這樣，選擇性激活混合耦接器52使得動(dòng)態(tài)地將系統(tǒng)40從SISO工作模式重新配置成MMO工作模式。如此，系統(tǒng)40可以作為被配置成處理WiMAX幀前導(dǎo)和/或LTEP-SS (主同步信號)的室內(nèi)MMO系統(tǒng)來使用，所述WiMAX幀前導(dǎo)和/或LTE P-SS是或者可選地能夠是由僅一個(gè)MMO BTS天線傳送的。
[0033]因此，來自MMO BTS58的第一信號62和第二信號64的部分可以被交叉耦接并組合，并且被發(fā)送到所有的遠(yuǎn)程單元42a-h而不影響其MMO操作。例如，系統(tǒng)40的每個(gè)遠(yuǎn)程單元42a-h可以被配置成傳送來自MMO BTS58及其天線31、32的兩個(gè)(或全部)數(shù)據(jù)流(例如輸出信號68或輸出信號70)以及組合的SISO BTS信號56a_b。
[0034]圖3示出無線通信系統(tǒng)100的示意圖，該無線通信系統(tǒng)100與圖2B的系統(tǒng)40類似但包括在室內(nèi)環(huán)境104中使用的多個(gè)遠(yuǎn)程單元42a-d。具體地，圖3示出:耦接到主單元46a的遠(yuǎn)程單元42a-b可關(guān)于室內(nèi)環(huán)境104被定位以使其信號不大幅重疊。遠(yuǎn)程單元42c_d可以被類似地定位。如此，處于環(huán)境104的一部分中的無線設(shè)備90能夠從兩個(gè)遠(yuǎn)程單元接收信號(如圖3所示，無線設(shè)備90從遠(yuǎn)程單元42a和42d接收信號)。如此，因?yàn)闊o線設(shè)備90能夠從由兩個(gè)不同主單元46a和46b饋送的兩個(gè)遠(yuǎn)程單元42a和42d接收兩個(gè)不同信號，所以可以使用MMO空間復(fù)用。
[0035]參考圖3，通過在根據(jù)本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)中結(jié)合混合耦接器，所有MIMO信號(在此情況下是兩個(gè)MMO信號)可以被交叉耦接并且被發(fā)送到所有遠(yuǎn)程單元而不影響MIMO操作。每個(gè)遠(yuǎn)程單元可以傳送兩個(gè)MIMO并行數(shù)據(jù)流而不產(chǎn)生流間干擾，這是因?yàn)樵谒鼈冎g存在90°的相移。即，分布式MMO概念被拆分在兩個(gè)并行的分布式MMO系統(tǒng)中。第一個(gè)是“同相的”，而第二個(gè)是“90°相移的”。當(dāng)然，為了使用MMO空間復(fù)用，需要無線設(shè)備90接收來自由不同主單元饋送的至少兩個(gè)遠(yuǎn)程單元的大功率貢獻(xiàn)。因此，如此，希望無線設(shè)備90接收來自與不同主單元耦接的兩個(gè)遠(yuǎn)程單元(例如42a、42d)中的多于一個(gè)單元的功率，以便維持MMO空間復(fù)用。
[0036]本發(fā)明的一個(gè)益處在于:其解決了以上注意到的遠(yuǎn)程單元傳送與僅一個(gè)MMO基站天線相關(guān)聯(lián)的信號的問題。類似地，因?yàn)閷τ谑覂?nèi)環(huán)境104中的大多數(shù)位置，來自兩個(gè)遠(yuǎn)程單元42a-d的兩個(gè)信號的接收功率電平通常是相似的，所以可以解決在無線單元90定位為更接近于一特定遠(yuǎn)程單元42a-d時(shí)在可能影響無線單元90的所發(fā)射的并行數(shù)據(jù)流之間的性能損害，由此提高數(shù)據(jù)吞吐量。該問題通常被稱為“遠(yuǎn)近問題”，它影響其中遠(yuǎn)程單元只傳送單個(gè)數(shù)據(jù)流的分布式MMO系統(tǒng)。如下所述，該問題是通過使用3dB90°混合耦接器解決的。
[0037]本發(fā)明的另一特別的益處在于:在最初為SISO系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有分布式天線基礎(chǔ)架構(gòu)內(nèi)提供MMO系統(tǒng)的部署的能力。本發(fā)明也可以與在SISO工作模式和由MMO基站執(zhí)行的MMO工作模式之間的選擇性耦接或動(dòng)態(tài)切換一起工作。此外，當(dāng)MMO基站在下行鏈路空間復(fù)用模式中工作時(shí)，本發(fā)明提供與所傳送的并行數(shù)據(jù)流相關(guān)的性能均衡。即，如所注意到的，90° 3dB混合耦接器被用于解決“遠(yuǎn)近問題”。通過混合耦接器執(zhí)行的流間交叉耦接與MMO預(yù)編碼類似地起作用或者用作MMO預(yù)編碼的替代，MIMO預(yù)編碼由3GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以解決兩個(gè)數(shù)據(jù)流之間的潛在性能失配。即，本發(fā)明提供的預(yù)編碼旨在均衡經(jīng)歷不同信道狀況的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的性能(例如比特誤差率、誤差矢量幅度等等)。在“遠(yuǎn)近問題”的情況下，兩個(gè)流經(jīng)歷不同的信道路徑損失。此外，為了實(shí)現(xiàn)正確的LTE標(biāo)準(zhǔn)操作，強(qiáng)制預(yù)編碼編碼方案是正交的，由此可以在接收機(jī)處恢復(fù)初始符號從而避免流間干擾。通過如下所述依照本發(fā)明一個(gè)方面的90°混合耦接器的輸入輸出傳遞函數(shù)來滿足該條件。
[0038]參考圖8，90° 3dB混合耦接器被示出并且被用作用于補(bǔ)償因“遠(yuǎn)近問題”所致的數(shù)據(jù)流(碼字)之間的可能性能損害的“硬件”MMO預(yù)編碼電路。圖8所示的等式分別示出90° 3dB混合耦接器的輸入與輸出端口關(guān)系以及傳遞函數(shù)矩陣。如此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，在圖8中反映的傳遞函數(shù)矩陣也可被認(rèn)為是90° 3dB混合耦接器的MMO預(yù)編碼矩陣。圖9示出MMO預(yù)編碼塊在典型LTE物理信道處理流中的位置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，將90° 3dB混合耦接器用到這里公開的LTE MMO分布式天線系統(tǒng)中將預(yù)編碼性能定位在BTS天線端口處而不是在BTS物理信道處理中。因此，本發(fā)明還代表針對MMO BTS調(diào)度器電路的硬件改進(jìn)，所述調(diào)度器電路負(fù)責(zé)基于用戶設(shè)備反饋的預(yù)編碼選擇。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在本發(fā)明實(shí)施例中使用的混合耦接器使輸入信號彼此正交。輸入端口 1、2與輸出端口 3、4之間的設(shè)備互易性(reciprocity)提供:即使交換輸入和輸出端口，結(jié)果傳遞函數(shù)矩陣也保持相同。這為本發(fā)明提供了組合MIMO信號而不影響其支持空間復(fù)用的性能的能力。
[0040]圖4-圖6示出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的示例性分布式天線系統(tǒng)?，F(xiàn)關(guān)注主單元46，圖4包含主單元46的詳細(xì)框圖。每個(gè)主單元46可以包含一到六個(gè)無線電信道(以下稱為“路徑”)110、一到四個(gè)數(shù)字調(diào)制的光信道112、控制器114、時(shí)鐘生成器116、以及以太網(wǎng)交換機(jī)118。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，例如，諸如IlOa之類的每條路徑可以被配置成處理去往和來自SISO BTS54a-b和/或MMO BTS58的信號。對于FDD空中接口，路徑IlOa使用組合器和雙工器120來處理上行鏈路信號及下行鏈路信號。RF下變頻器122可以放大來自組合器/雙工器120的接收信號以確保A/D轉(zhuǎn)換器124是滿負(fù)荷的(fully loaded)。RF下變頻器122將頻帶的中心頻率設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換器通帶內(nèi)。寬帶A/D124將空中接口的整個(gè)下行鏈路頻帶數(shù)字化從而確保將所有的下行鏈路信道數(shù)字化。重采樣器126將信號轉(zhuǎn)換成復(fù)數(shù)格式，在一些情況下以數(shù)字方式對頻段進(jìn)行下變頻，抽取并且濾波信號，并且對其進(jìn)行重采樣。這減少與諸如128a之類的必須在光線路上傳送的下行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)量，并且將數(shù)字化數(shù)據(jù)的速率同步到光網(wǎng)絡(luò)比特率。
[0042]無線電信道IlOa的上行鏈路部分對諸如信號129a_d之類的上行鏈路信號、在其被轉(zhuǎn)換為電信號之后針對來自耦接到主單元46的遠(yuǎn)程單元42的其指派頻帶進(jìn)行求和120。總和130在一些情況中被重采樣、內(nèi)插從而改變至不同的數(shù)據(jù)速率，并且被重采樣器132上變頻然后被D/A轉(zhuǎn)換器134轉(zhuǎn)換成模擬形式。RF上變頻器136將模擬信號的中心頻率變換到針對空中接口的適當(dāng)頻率并且對其進(jìn)行放大。放大后的信號被應(yīng)用于組合器/雙工器120，并被反向路由至Ij SISO BTS54a-b 和 / 或 MIMO BTS58。
[0043]在使用TDD空中接口的實(shí)施例中，組合器和雙工器被切換功能138取代，切換功能138在圖4中的例如無線電信道IlOb中被示出，并且在圖5中被詳細(xì)示出。在主單元46接收下行鏈路信號的同時(shí)，RF上變頻器中的RF放大器被禁用，并且切換功能138中的分流(shunt)開關(guān)可以將RF放大器分流到接地從而進(jìn)一步減小泄漏。在主單元46向基站42發(fā)送上行鏈路信號的時(shí)間間隔期間，RF放大器被啟用，分流開關(guān)被打開并且切換功能138中的串聯(lián)開關(guān)可被打開，來保護(hù)RF下變頻器免受高功率電平造成的損害。開關(guān)控制定時(shí)144是由主單元控制器114根據(jù)下行鏈路信號128b確定的。此外，格式化器146可以應(yīng)用數(shù)據(jù)壓縮來在串行數(shù)據(jù)流被發(fā)送到電光收發(fā)機(jī)148中的發(fā)射機(jī)之前減少串行數(shù)據(jù)流中包括的冗余數(shù)字信息。壓縮可以允許節(jié)約帶寬，或者允許使用具有較低比特率的較低成本的收發(fā)機(jī)。在被148的相對的光接收端接收之后，接收機(jī)側(cè)的格式化器146可以將壓縮后的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)流。
[0044]每個(gè)數(shù)字調(diào)制的光信道112a_b包括格式化器146以及電光收發(fā)機(jī)148。在傳出側(cè)，格式化器146將數(shù)字化的下行鏈路信號128a-b以及簡化的介質(zhì)無關(guān)接口(“RMII”)格式的客戶以太網(wǎng)150a-b、操作和維護(hù)(“0&M”)數(shù)據(jù)152a-c以及同步信息分塊到時(shí)分復(fù)用幀中。在其他實(shí)施例中，可以使用諸如MI1、RMI1、GMI1、SGMI1、XGMII之類的其他接口來取代RMII接口。成幀數(shù)據(jù)可以通過與線性反饋移位寄存器的輸出進(jìn)行異或(XOR)而被隨機(jī)化，從而移除長串的邏輯I或O。其他已知的編碼格式同樣是可以使用的，例如8比特/10比特或64比特/66比特編碼，但在使用數(shù)字串行鏈路時(shí)這些格式可能導(dǎo)致效率下降。然后，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成串行流，該串行流被用于調(diào)制電光收發(fā)機(jī)148內(nèi)的光發(fā)射機(jī)。在單根光纖的實(shí)現(xiàn)方式中，波分復(fù)用器(“WDM”)149可用于組合或拆分兩個(gè)光信號。
[0045]對于來自遠(yuǎn)程單兀44的傳入信號，電光收發(fā)機(jī)148將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。格式化器146鎖相至傳入比特流，并且產(chǎn)生鎖相至該數(shù)據(jù)速率且與串行數(shù)據(jù)流對齊的比特時(shí)鐘。然后，格式化器146將串行流轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，將其去隨機(jī)化，并且執(zhí)行幀同步。之后，如果必要，則它針對每個(gè)頻帶分離出數(shù)字化上行鏈路信號，緩沖每個(gè)頻帶，并且將這些頻帶路由到恰當(dāng)?shù)臒o線電信道110a、110b。最后，格式化器146從緩沖器分離出0&M以太網(wǎng)數(shù)據(jù)152a-c以及用戶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)150a-b并且將其分別路由到控制器114以及以太網(wǎng)交換機(jī)118。
[0046]主單元控制器114使用本地存儲的信息以及來自0&M以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的信息來配置和控制主單元46中的其他塊。它還將該信息傳遞到遠(yuǎn)程單元42，并且向系統(tǒng)控制器76報(bào)告遠(yuǎn)程單元42以及主單元46的狀況。在將諸如IlOb之類的無線電信道指派給TDD空中接口時(shí)，主單元控制器114還使用相應(yīng)的下行鏈路信號128b來得出TDD切換控制定時(shí)144。
[0047]系統(tǒng)控制器76通常具有總體系統(tǒng)控制。主單元控制器114用于配置個(gè)體模塊以及監(jiān)督個(gè)體模塊。作為配置和監(jiān)督功能的一部分，主單元控制器114可操作用于通過解碼下行鏈路信令或者從不同源(例如時(shí)變的UL RSSI或者從外部源提供的某個(gè)基站時(shí)鐘信號)獲取它來確定TDD系統(tǒng)中的上行鏈路/下行鏈路切換定時(shí)?？梢酝ㄟ^解碼下行鏈路信令來確定和分發(fā)TMDA系統(tǒng)中的下行鏈路幀時(shí)鐘，以便允許基于時(shí)隙的功能，例如上行鏈路或下行鏈路靜默、時(shí)隙內(nèi)的上行鏈路或下行鏈路接收信號強(qiáng)度指示(“RSSI ”)測量、上行鏈路和下行鏈路通信量分析等等。主單元控制器114可以檢測RF頻譜中的活動(dòng)信道，以便幫助或者自動(dòng)配置重采樣器126、132中的濾波器配置。重采樣器中的個(gè)體信號的最優(yōu)水平也可以通過對下行鏈路RF頻帶中的不同信號的RSSI的測量來確定。遠(yuǎn)程單元控制器可以在遠(yuǎn)程單元42的上行鏈路中執(zhí)行類似的任務(wù)。
[0048]時(shí)鐘生成器116可以使用穩(wěn)定的溫度補(bǔ)償壓控晶體(“TVCX0”)來為主單元46的功能塊產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘和基準(zhǔn)信號154。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解，只要能夠產(chǎn)生系統(tǒng)需要的穩(wěn)定時(shí)鐘，則其他設(shè)備或晶體同樣可用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號。
[0049]現(xiàn)關(guān)注遠(yuǎn)程單元42，圖5A和圖5B包含與本發(fā)明實(shí)施例一致的遠(yuǎn)程單元42的詳細(xì)框圖。每個(gè)單元44可以包含一到六個(gè)無線電信道160、一或兩個(gè)DM0C162、遠(yuǎn)程單元控制器164以及以太網(wǎng)交換機(jī)166。
[0050]DM0C162可以被指定為下游信道168和上游信道170。下游信道168連接到在菊花鏈(如果如此配置)中在該遠(yuǎn)程單元42前的遠(yuǎn)程單元42。上游信道170連接到主單元46或另一遠(yuǎn)程單元42。DM0C162的功能塊與主單元46中的那些類似。二者均由格式化器172和電光收發(fā)機(jī)174組成。傳出數(shù)據(jù)被緩沖、格式化成幀、隨機(jī)化、并-串轉(zhuǎn)換并且被用于調(diào)制電光收發(fā)機(jī)174中的光發(fā)射機(jī)。傳入數(shù)據(jù)被從光格式轉(zhuǎn)換成電格式、比特同步、去隨機(jī)化、幀同步并且被轉(zhuǎn)換成并行格式。然后，各種數(shù)據(jù)類型被分離、緩沖并且分發(fā)到遠(yuǎn)程單元42內(nèi)的其他功能塊。在一些實(shí)施例中，格式化器172可以實(shí)現(xiàn)壓縮和解壓縮方案來減小數(shù)字光鏈路上的帶寬。
[0051]遠(yuǎn)程單元42中的無線電信道在功能上與主單元46中的那些類似。每個(gè)無線電信道被配置成處理單個(gè)RF頻帶。與主單元46的無線電信道110不同，遠(yuǎn)程單元42的無線電信道160經(jīng)由交叉頻帶耦接器176連接到其天線44。對于FDD空中接口，諸如無線電信道160a之類的無線電信道使用雙工器178來拆分上行鏈路和下行鏈路信號。對于主單元46或遠(yuǎn)程單元42的一些實(shí)施例，雙工器、交叉頻帶組合器以及耦接器可以是可選的。在這些實(shí)施例中，附加天線可以替換遠(yuǎn)程單元42中的雙工器178和交叉耦接器176。在主單元46中將需要額外的線纜。RF下變頻器180放大來自天線44的接收上行鏈路信號，以便確保A/D轉(zhuǎn)換器182滿負(fù)荷，并且將頻帶的中心頻率設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換器通帶內(nèi)。寬帶A/D182將空中接口的整個(gè)上行鏈路頻帶數(shù)字化，以便確保所有上行鏈路信道被數(shù)字化。重采樣器184將上行鏈路信號轉(zhuǎn)換成復(fù)數(shù)格式、在一些情況中對信號進(jìn)行數(shù)字下變頻、抽取并濾波信號，以及使用多速率濾波器組來對其進(jìn)行重采樣。這減小必須在光鏈路上傳送的數(shù)據(jù)量，并且將數(shù)字化數(shù)據(jù)的速率同步到光網(wǎng)絡(luò)比特率。在加法器中，重采樣器184的輸出與來自下游遠(yuǎn)程單元42的上行鏈路信號186a相加。然后，在DM0C162的上游信道170中將每個(gè)頻帶的相加的上行鏈路信號188a發(fā)送到格式化器172。[0052]在重采樣器192中對每個(gè)頻帶的下行鏈路信號190(190a，190b)進(jìn)行內(nèi)插和頻移?？梢越?jīng)由重采樣器192中的濾波器或延遲元件來調(diào)節(jié)個(gè)體頻譜分量的群延遲。然后，由D/A轉(zhuǎn)換器194將信號轉(zhuǎn)換成模擬形式。RF上變頻器196將模擬下行鏈路頻帶的中心頻率變換成針對空中接口的適合頻率并且對其進(jìn)行放大。然后，放大后的信號被應(yīng)用于天線44并且傳送到無線單元90。
[0053]對于TDD空中接口，雙工器178被圖5A以及無線電信道160b中示出的切換功能138所取代。當(dāng)遠(yuǎn)程單元42接收上行鏈路時(shí)，RF上變頻器196中的RF功率放大器被禁用，并且切換功能138中的分流開關(guān)將RF功率放大器分流至接地，從而進(jìn)一步減小泄漏。在遠(yuǎn)程單元42傳送下行鏈路信號時(shí)，RF功率放大器被啟用，分流開關(guān)被打開以便允許下行鏈路信號到達(dá)天線44，并且切換功能138中的串聯(lián)開關(guān)被打開以便保護(hù)RF下變頻器180免受高功率電平造成的損害。與主單元46 —樣，切換控制定時(shí)144是由控制器164根據(jù)下行鏈路信號190a、190b確定的。
[0054]時(shí)鐘生成器198包括經(jīng)由窄帶鎖相環(huán)(“PLL”)鎖相至傳入串行數(shù)據(jù)流比特率的壓控晶體振蕩器(“VCXO”)。VCXO輸出被拆分，并且用作每個(gè)無線電信道160a-b中的本地振蕩器的頻率基準(zhǔn)200、A/D182和D/A194轉(zhuǎn)換器的采樣時(shí)鐘、以及遠(yuǎn)程單元42中的其他塊的時(shí)鐘。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，長期頻率精確度應(yīng)該良好，以便確保本地振蕩器處于恰當(dāng)頻率，并且短期抖動(dòng)水平也應(yīng)該足夠低，以便確保抖動(dòng)不破壞A/D和D/A轉(zhuǎn)換處理。通過鎖相至光鏈路的數(shù)據(jù)速率(其從主單元46中的穩(wěn)定TCVCXO得出)，遠(yuǎn)程單元42不需要昂貴的恒溫補(bǔ)償振蕩器或GPS調(diào)校方案來維持長期頻率精確度，由此使數(shù)量更多的遠(yuǎn)程單元42更為廉價(jià)。使用窄帶PLL和晶體控制振蕩器可以幫助減小A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘的短期抖動(dòng)。使用恢復(fù)后的抖動(dòng)減少的時(shí)鐘202來重新計(jì)時(shí)每個(gè)遠(yuǎn)程單元42處的光鏈路中的發(fā)射數(shù)據(jù)減小了抖動(dòng)累積，這可幫助改進(jìn)下游遠(yuǎn)程單元42中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘，并且可幫助減小光通信信道162的比特誤差率(“BER”)。
[0055]遠(yuǎn)程單元控制器(“RUC”)164使用本地存儲的信息以及來自0&M以太網(wǎng)的信息來配置和控制遠(yuǎn)程單元42中的其他塊。還可以將下游RMII152d和上游RMII152e提供給格式化器172。另外，本地0&M數(shù)據(jù)206可以在本地0&M終端204處被配置。遠(yuǎn)程單元42還將該信息傳遞到上游和下游遠(yuǎn)程單元42和/或主單元46。在需要時(shí)，RUC164額外地使用恰當(dāng)?shù)南滦墟溌沸盘杹淼贸鯰DD切換控制定時(shí)144。
[0056]在遠(yuǎn)程單元42中使用無線電信道160c的替代實(shí)施例中，無線電信道160c還可以使用數(shù)字預(yù)失真來線性化功率放大器。在圖6的框圖中示出遠(yuǎn)程單元42中的無線電信道160c的這個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，可以將第三信號路徑添加到一個(gè)或多個(gè)無線電信道160c。該第三路徑在進(jìn)行了功率放大之后耦合斷開(couple off)下行鏈路信號并且對其進(jìn)行數(shù)字化。在RF下變頻器208中接收來自天線44的信號，該RF下變頻器208對接收到的信號進(jìn)行放大以確保A/D轉(zhuǎn)換器210是滿負(fù)荷的，并且將頻帶的中心頻率設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換器通帶內(nèi)。寬帶A/D210對空中接口的整個(gè)上行鏈路頻帶進(jìn)行數(shù)字化以確保所有上行鏈路信道被數(shù)字化。數(shù)字化后的信號被與數(shù)字預(yù)失真單元212中的下行鏈路信號的延遲版本比較，并且差值被用來在D/A轉(zhuǎn)換之前適應(yīng)性地調(diào)節(jié)信號的增益和相位，以便校正功率放大器中的非線性。
[0057]雖然通過描述本發(fā)明的實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行了說明，并且雖然以相當(dāng)多的細(xì)節(jié)描述了這些實(shí)施例，但是 申請人:并非意欲將隨附權(quán)利要求的范圍限制為或者以任何方式局限于這些細(xì)節(jié)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附加的優(yōu)點(diǎn)和修改是容易想到的。例如，與圖示相比，與本發(fā)明實(shí)施例一致的分布式天線系統(tǒng)可以具有更多或更少的遠(yuǎn)程單元42、主單元46、加法電路48、RF組合網(wǎng)絡(luò)50、混合耦接器52、SISO BTS54.MIMO BTS58和/或系統(tǒng)控制器76。具體地，每個(gè)MMO BTS58可以包括更多或更少的輸出端口 62和/或64。
[0058]此外，與圖示相比，每個(gè)主單元46可以連接到更多或更少的遠(yuǎn)程單元42。如此，多個(gè)遠(yuǎn)程單元42可以通過兩條鏈路和/或沿著單條鏈路連接到每個(gè)主單元46?？商娲?，每個(gè)遠(yuǎn)程單元42可以通過專用鏈路連接到主單元46。在一些實(shí)施例中，多達(dá)六個(gè)遠(yuǎn)程單元42可以是從主單元46開始串聯(lián)連接的。如此，遠(yuǎn)程單元42可以被定位以優(yōu)化覆蓋區(qū)域內(nèi)的覆蓋。
[0059]此外，系統(tǒng)40和/或100可以不包括加法電路48a_48b。如此，主單元48a可以將組合的SISO BTS信號56a與第一輸出信號68組合，而主單元46b可以將組合的SISO BTS信號56b與第二輸出信號70組合。此外，系統(tǒng)40也可以不包括RF組合網(wǎng)絡(luò)50。如此，主單元46a可以將來自SISO BTS54的一個(gè)或多個(gè)信號與第一輸出信號68組合，而主單元46b可以將來自SISO BTS54的一個(gè)或多個(gè)信號與第二輸出信號70組合。
[0060]此外，并且在一些實(shí)施例中，由于RSSI可能在不同的容量負(fù)載處變化，所以主單元控制器114可以測量CDMA或正交頻分復(fù)用(“0FDM”)信號的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度以便恰當(dāng)設(shè)置下行鏈路信號的電平。導(dǎo)頻信號在導(dǎo)頻電平與滿負(fù)載的最大合成物之間的配置比方面通常保持恒定，信號所需要的余量(headroom)可被維持。主單元控制器114還可以測量和監(jiān)督所提供的下行鏈路信道的信號質(zhì)量。如果信號劣化，則可以設(shè)置警報(bào)，并且運(yùn)行商可以關(guān)注基站(例如SISO或MMO BTS)而不必檢修整個(gè)系統(tǒng)40和/或100的故障。
[0061 ] 在一些實(shí)施例中，主單元控制器114確定用于諸如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(“GSM”)之類的窄帶基站標(biāo)準(zhǔn)的信道數(shù)量。連同在功率方面保持恒定的廣播控制信道(“BCCH”)的測量一起，可以確定多信道子頻帶所需要的恰當(dāng)余量，并且可以避免過驅(qū)動(dòng)或欠驅(qū)動(dòng)情形。在其他實(shí)施例中，主單元控制器114在存在多個(gè)信道的情況下監(jiān)視所傳送的頻譜的波峰因素。該波峰因素可以提供針對系統(tǒng)的特定增益階段的功率回退或者發(fā)射功率水平的輸入。所配置的余量通常高于測量得到的波峰因素，以免因?yàn)橄薹蚴д娑鴮?dǎo)致信號劣化。此外，在一些實(shí)施例中，在重采樣器中可以使用波峰因素減小機(jī)制，以便減小波峰因素并且更有效地使用在遠(yuǎn)程單元42中的RF功率放大器或者幫助減小在鏈路上進(jìn)行傳送所需的每樣本所需比特?cái)?shù)。
[0062]如圖7A和圖7B所示，本發(fā)明針對MMO通信系統(tǒng)的上行鏈路路徑提供了益處。WiMAX和LTE無線標(biāo)準(zhǔn)二者包含上行鏈路MMO特征。具體地，在移動(dòng)WiMAX中實(shí)現(xiàn)“上行鏈路協(xié)作ΜΜ0”，而在LTE中采用術(shù)語“上行鏈路多用戶ΜΜ0”來指示相同技術(shù)。這種MMO方案的獨(dú)特性在于:通過重新使用分配給不同UE (用戶設(shè)備)或移動(dòng)設(shè)備的時(shí)間/頻率資源來提升總的上行鏈路扇區(qū)容量，而不是如下行鏈路單用戶MMO (空間復(fù)用)那樣提升每單個(gè)用戶的數(shù)據(jù)速率。
[0063]圖7A示出室外情境中的MMO BTS300，該MMO BTS300可以協(xié)調(diào)來自各自配備了單個(gè)發(fā)射機(jī)(Tx)天線的兩個(gè)不同移動(dòng)設(shè)備A和B的數(shù)據(jù)接收，然后為它們分配相同的時(shí)間/頻率資源。其相應(yīng)數(shù)據(jù)流的解碼由BTS通過與單用戶MIMO情形相同的信號處理來執(zhí)行。即，屬于空間分離的用戶而不是具有兩個(gè)共址的Tx天線的單個(gè)用戶的兩個(gè)數(shù)據(jù)流被空間復(fù)用。因此，節(jié)約的時(shí)間/頻率資源可以被分配給更多的用戶，以便提升總的上行鏈路扇區(qū)容量。最后，MIMO傳輸可以得益于如下事實(shí):兩個(gè)發(fā)射機(jī)被很大程度地分離，從而引起作為結(jié)果的具有不相關(guān)無線電信道的概率的增大，這對成功的MMO操作是一個(gè)重要的要求。
[0064]圖7B突出顯示在室內(nèi)系統(tǒng)中的這樣的潛在益處。圖7B示出無線通信系統(tǒng)220的至少一部分的示意圖，該系統(tǒng)與圖3的系統(tǒng)100在某種程度上類似，但是其并未示出多個(gè)SISO BTS54a-b、RF組合網(wǎng)絡(luò)50以及加法電路48a_b。對照圖3，在圖7B中在可適用時(shí)使用了相同的附圖標(biāo)記。圖7的系統(tǒng)220包括向相應(yīng)具有單個(gè)Tx天線并且定位在室內(nèi)環(huán)境224中的相應(yīng)部分208a-b的相應(yīng)遠(yuǎn)程單元42a_b提供信號的多個(gè)主單元46a_b。具體地，室內(nèi)環(huán)境示例被圖示為用墻壁230分離的兩個(gè)房間228a-b。
[0065]如圖7B所示，室內(nèi)環(huán)境224的相應(yīng)部分228a_b在某種程度上是電磁隔離的(例如由一個(gè)部分228的遠(yuǎn)程單元42檢測到從另一部分228中的無線設(shè)備232 (設(shè)備A或B)發(fā)送的低電平信號)。在特定實(shí)施例中，相應(yīng)部分228a-b被通過分隔或墻壁230分離。該例圖示出在不同的遠(yuǎn)程單元42a-b與相關(guān)移動(dòng)設(shè)備232a和232b之間存在良好的上行鏈路功率隔離度的情況。因此，由于在BTS天線端口處來自兩個(gè)設(shè)備232a-b的信號的相互干擾僅取決于由室內(nèi)無線電規(guī)劃提供的隔離，所以上行鏈路多用戶MMO特征以預(yù)期的方式工作。雖然隔離將由遠(yuǎn)程單元的部署以及用戶和移動(dòng)設(shè)備的位置決定，但是由于存在多面墻壁和地板，室內(nèi)情境提供良好的隔離。此外，由于來自移動(dòng)設(shè)備232a-b的信號正交地交叉耦接到BTS天線端口從而避免其相互干擾，因此，本發(fā)明的混合耦接器不影響B(tài)TS MIMO解碼器。因此，在本發(fā)明的另一方面中，對于由連接到不同主單元的兩個(gè)遠(yuǎn)程單元提供服務(wù)的兩個(gè)完全隔離的用戶群組，上行鏈路多用戶MIMO特征可以實(shí)現(xiàn)對BTS的時(shí)間/頻率資源的完全的重新使用。因此，可供MMO BTS在上行鏈路中管理的用戶的數(shù)量將增長并且可能加倍。
[0066]應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的這個(gè)方面可能與這里論述的、在通過DAS實(shí)現(xiàn)時(shí)依照下行鏈路單用戶MMO的請求而維持在遠(yuǎn)程單元之間重疊的一定程度的信號覆蓋的特征相對。因此，為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，需要考慮和管理折衷以便平衡兩個(gè)MMO特征的益處。在此上下文中，在用于MMO信號的室內(nèi)DAS的下行鏈路和上行鏈路路徑二者中可以使用相同的90° 3dB混合耦接器。
[0067]因此，每個(gè)遠(yuǎn)程單元42a_b向存在于那些相應(yīng)部分228a_b內(nèi)的相應(yīng)無線設(shè)備232a-b提供信號，并且接收來自它們的信號。如所注意到的，這種布置的一個(gè)益處是:可以使用上行鏈路協(xié)作MMO (針對WiMAX)和/或上行鏈路多用戶MMO (針對LTE)來通過重新使用與不同無線設(shè)備232a-b相關(guān)聯(lián)的時(shí)間和/或頻率資源提升總的上行鏈路容量。
[0068]在更廣泛的方面中，本發(fā)明并不局限于所示出和描述的代表性設(shè)備和方法以及說明性示例中的特定細(xì)節(jié)。相應(yīng)地，在不脫離 申請人:的總的發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以從這些細(xì)節(jié)偏離。例如，圖2A的系統(tǒng)10、圖2B的系統(tǒng)40、圖3的系統(tǒng)100和/或圖7的系統(tǒng)220可以用放置在主單元46和其相應(yīng)遠(yuǎn)程單元42之間的擴(kuò)展單元來配置。擴(kuò)展單元可以提供用于將主單元46耦接到附加遠(yuǎn)程單元42的附加鏈路，和/或擴(kuò)展單元可以擴(kuò)展在主單元46與遠(yuǎn)程單元42之間的耦接范圍。此外，圖2A的系統(tǒng)10、圖2B的系統(tǒng)40、圖3的系統(tǒng)100和/或圖7的系統(tǒng)220可以用更多或更少的遠(yuǎn)程單元12或42、主單元16或
46、SISO BTS20或54、MM0BTS30或58、系統(tǒng)控制器22或76、加法電路48、RF組合網(wǎng)絡(luò)50和/或混合耦接器52來配置，并且可以支持與本發(fā)明實(shí)施例一致的更多或更少的無線設(shè)備26,90和/或232。類似地，圖2A的系統(tǒng)10、圖2B的系統(tǒng)40、圖3的系統(tǒng)100和/或圖7的系統(tǒng)220可包括具有更多或更少的天線31和/或32的MMO BTS30或58，具有更多或更少的端口的混合耦接器52，以及用與本發(fā)明實(shí)施例一致的更多或更少的輸入或輸出配置的主單元16或46。
[0069]此外還應(yīng)該了解，圖3和圖7B的室內(nèi)環(huán)境104和224僅被包括以示出與之相關(guān)的本發(fā)明實(shí)施例的操作，并且本發(fā)明實(shí)施例可以與室外環(huán)境一起使用而不脫離 申請人:的總的發(fā)明構(gòu)思。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解，圖7B的系統(tǒng)220可以包括與本發(fā)明的替代實(shí)施例一致的SISO BTS54a-b、RF組合網(wǎng)絡(luò)50以及加法電路48a_b。
[0070]此外，在一些實(shí)施例中，圖7B的室內(nèi)環(huán)境224將以除恰好包括分隔230的方式之外的其他方式來配置。如此，相應(yīng)的無線設(shè)備232a-b可以采用其他方式來隔離。
[0071]圖10-圖12示出將本發(fā)明實(shí)施例并入分布式天線系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)一步替代系統(tǒng)。具體地，圖10所示的系統(tǒng)250是包含MMO信號的交織分布式天線系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)的部署是為了進(jìn)行信號分發(fā)而利用光纖以及RF無源分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的組合來實(shí)現(xiàn)的。具體地，光纖被用作用于處理主單元和遠(yuǎn)程單元之間的通信量的鏈路，同時(shí)在遠(yuǎn)程單元和耦接到遠(yuǎn)程單元的一個(gè)或更多個(gè)無源天線之間實(shí)現(xiàn)RF分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。為該目的，系統(tǒng)250示出包含用于處理來自一個(gè)或更多個(gè)天線253、254的信號的MMO BTS252的特定分布式天線系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以利用本發(fā)明。盡管如在這里注意到的圖10-圖12所示的實(shí)施例包含兩個(gè)天線和兩個(gè)MMO信號(n=2)，但是本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)可以包含附加的天線元件以及信號。因此，本發(fā)明并不局限于所示數(shù)量的不同MIMO天線或者M(jìn)IMO信道。
[0072]以諸如使用RF網(wǎng)絡(luò)(例如同軸線纜)之類的適當(dāng)方式將來自MMO BTS的相應(yīng)MMO天線253、254的MMO信號255、256遞送到主單元260，以遍及系統(tǒng)的遠(yuǎn)程組件進(jìn)行分發(fā)。類似地，通過主單元260將來自無線設(shè)備的上行鏈路信號遞送到MMO BTS0盡管在示出的圖中和在本文中討論的是單個(gè)主單元，但是系統(tǒng)250可以使用一個(gè)或更多個(gè)主單元。
[0073]為該目的，適當(dāng)?shù)貙MO信號進(jìn)行處理并將其遞送到一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元262,264以將那些信號進(jìn)一步分送到諸如蜂窩電話之類的無線設(shè)備和裝備。在主單元260和各相應(yīng)遠(yuǎn)程單元之間并入諸如光纖鏈路266、268之類的適當(dāng)?shù)男盘栨溌贰Ｖ鲉卧?60和遠(yuǎn)程單元262、264能夠在光纖鏈路266、268上以適當(dāng)?shù)姆绞教幚矶鄠€(gè)MMO信號或者信道255、256。例如，可以實(shí)現(xiàn)頻率變換，其中，多個(gè)MMO信道(在所示的示例中是兩個(gè)信道)在頻率上進(jìn)行變換以使得其完整性在光纖鏈路266、268上得到維護(hù)?？商娲?，光纖鏈路266、268可能包含多個(gè)光纖，其中，每個(gè)光纖承載單獨(dú)的MMO信道信號(天線I/信道I或者天線2/信道2)，以在主單元260和多個(gè)遠(yuǎn)程單元262、264之間維護(hù)MMO信號的完整性。在又一實(shí)施例中，可以在主單元和多個(gè)遠(yuǎn)程單元之間的光纖鏈路266、268上實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用(WDM)，以維護(hù)MIMO信道的完整性。
[0074]在圖10所示的系統(tǒng)250中，包括MMO信號的各種信號然后被從RF分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程單元以無源方式分發(fā)到無源天線元件270a-270d。例如，遠(yuǎn)程單元262、264可以通過適當(dāng)?shù)腞F鏈路和用于將信號遞送到多個(gè)無源天線270a-270d的適當(dāng)功分器耦接到天線270a-270d，其中RF鏈路可以實(shí)現(xiàn)諸如同軸線纜之類的RF線纜。在系統(tǒng)250中，MMO信道仍被隔離，因此每個(gè)特定天線單元270a-270d將僅處理MMO信道中的一個(gè)。[0075]現(xiàn)在參考圖11，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在系統(tǒng)251中實(shí)現(xiàn)混合耦接器電路。具體地，混合耦接器電路被實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程單元262和264中的每個(gè)以及相應(yīng)的無源天線270a-270d之間。如圖11所示，混合耦接器電路274示出為定位在各遠(yuǎn)程單元和天線之間，該混合耦接器電路可以是如在本文中討論的90° 3dB混合RF耦接器。如圖11所示，每個(gè)天線270a-270d然后根據(jù)本發(fā)明處理MMO信號的每個(gè)的一部分，以與諸如無線設(shè)備280之類的無線設(shè)備進(jìn)行通信。
[0076]如上所述，混合耦接器電路被配置成在相應(yīng)的第一端口和第二端口處接收來自相應(yīng)遠(yuǎn)程單元的第一 MMO信號(天線I/信道I)和第二 MMO信號(天線2/信道2)。輸出信號然后在I禹接器的輸出端口處被提供，輸出信號包括第一 MIMO信號的部分和第二 MIMO信號的部分。具有組合的MMO信號部分的輸出信號然后被遞送到各天線元件270a和270d，并且被適當(dāng)?shù)貜V播到在信號附近的無線設(shè)備。以這種方式，在室內(nèi)環(huán)境中的每個(gè)天線處理所示的兩個(gè)或者所有MMO信道。
[0077]圖12示出本發(fā)明的另一替代實(shí)施例，其中與圖10所示的類似，在光纖和RF分發(fā)系統(tǒng)258內(nèi)實(shí)現(xiàn)混合耦接器電路274。不是將混合耦接器電路與每個(gè)遠(yuǎn)程單元結(jié)合，而是混合耦接器電路274被并入在MMO BTS252和主單元260之間。耦接器電路如所討論地在輸出端口上組合多個(gè)MMO信道，并且各輸出端口與主單元260耦接。如上所述，在主單元處的組合MMO信號然后被利用光纖適當(dāng)引至遠(yuǎn)程單元262、264，并接著被進(jìn)一步通過RF鏈路或者無源分發(fā)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)到天線270a-270d。與圖11中的實(shí)施例類似地，在室內(nèi)環(huán)境中的每個(gè)天線處理所示的兩個(gè)或者所有MIMO信道。
[0078]對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，其他修改將是清楚的。因此，本發(fā)明取決于以下隨附的權(quán)利要求。此外，雖然已經(jīng)通過對各實(shí)施例和示例的描述說明了本發(fā)明的實(shí)施例，并且盡管這些實(shí)施例已經(jīng)以相當(dāng)多的細(xì)節(jié)進(jìn)行了描述，但是 申請人:并不希望將隨附權(quán)利要求的范圍約束到或以任何方式限制到這些細(xì)節(jié)。附加的優(yōu)點(diǎn)和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是容易想到的。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不限于所示出和描述的特定細(xì)節(jié)、代表性的裝置和方法以及說明性示例。因此，可以在不偏離 申請人:總的發(fā)明構(gòu)思的情況下從這些細(xì)節(jié)偏離。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 多輸入多輸出(MIMO)基站,被配置成輸出至少第一信號和第二信號； 至少一個(gè)主單元，與所述MMO基站進(jìn)行通信，并且被配置成接收來自所述MMO基站的所述第一信號和所述第二信號； 至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元，與所述主單元進(jìn)行通信，并且被配置成接收來自所述主單元的所述第一信號和所述第二信號； 至少一個(gè)天線，與所述遠(yuǎn)程單元耦接來接收來自所述遠(yuǎn)程單元的信號； 耦接在所述遠(yuǎn)程單元和所述天線之間的混合耦接器，所述混合耦接器被配置成在相應(yīng)的第一端口和第二端口上接收來自所述遠(yuǎn)程單元的所述第一信號和所述第二信號并且在至少一個(gè)輸出端口處提供輸出信號，所述輸出信號包括所述第一信號的至少一部分以及所述第二信號的至少一部分； 所述天線與所述輸出端口耦接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程單元在光鏈路上與所述主單元進(jìn)行通?目。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述光鏈路包括: 第一光纖，用于承載上行鏈路信號；以及 第二光纖，用于承載下行鏈路信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述光鏈路包括: 光纖，用于以不同波長承載上行鏈路信號和下行鏈路信號；以及波分復(fù)用器，被配置成對所述光纖上的所述上行鏈路信號和所述下行鏈路信號進(jìn)行組合或者拆分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述混合耦接器在RF鏈路上與所述遠(yuǎn)程單元進(jìn)行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述混合耦接器是90°3dB混合耦接器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述混合耦接器進(jìn)一步被配置成在多個(gè)輸出端口上輸出多個(gè)輸出信號，所述多個(gè)輸出信號中的每個(gè)包括所述第一信號的至少一部分以及所述第二信號的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，構(gòu)成所述輸出信號的所述第一信號的部分和所述第二信號的部分中的至少一個(gè)是相移的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 與所述主單元進(jìn)行通信的多個(gè)遠(yuǎn)程單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一信號的部分或者所述第二信號的部分中的至少一個(gè)是相對于相應(yīng)的第一信號和第二信號正交相移的。
11.一種系統(tǒng),包括: 多輸入多輸出(MIMO)基站,被配置成輸出至少第一信號和第二信號； 耦接到所述MIMO基站的混合耦接器，所述混合耦接器被配置成在相應(yīng)的第一端口和第二端口上接收來自所述MMO基站的所述第一信號和所述第二信號并且在至少一個(gè)輸出端口上提供輸出信號，所述輸出信號包括所述第一信號的至少一部分以及所述第二信號的至少一部分；至少一個(gè)主單元，與所述混合耦接器進(jìn)行通信并且被配置成接收所述混合耦接器的所述輸出信號； 至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元，與所述主單元進(jìn)行通信并且被配置成接收來自所述主單元的所述混合耦接器的所述輸出信號； 至少一個(gè)天線，與所述遠(yuǎn)程單元耦接來接收來自所述遠(yuǎn)程單元的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程單元在光鏈路上與所述主單元進(jìn)行通?目。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述光鏈路包括: 第一光纖，用于承載上行鏈路信號；以及 第二光纖，用于承載下行鏈路信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述光鏈路包括: 光纖，用于以不同波長承載上行鏈路信號和下行鏈路信號；以及 波分復(fù)用器，被配置成對所述光纖上的所述上行鏈路信號和所述下行鏈路信號進(jìn)行組合或者拆分。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程單元在RF鏈路上與所述天線進(jìn)行通?目。`
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述混合耦接器是90°3dB混合耦接器。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述混合耦接器進(jìn)一步被配置成在多個(gè)輸出端口上輸出多個(gè)輸出信號，所述多個(gè)輸出信號中的每個(gè)包括所述第一信號的至少一部分以及所述第二信號的至少一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，構(gòu)成所述輸出信號的所述第一信號的部分和所述第二信號的部分中的至少一個(gè)是相移的。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括: 與所述主單元進(jìn)行通信的多個(gè)遠(yuǎn)程單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第一信號的部分或者所述第二信號的部分中的至少一個(gè)是相對于相應(yīng)的第一信號和第二信號正交相移的。
【文檔編號】H04B7/04GK103563266SQ201180064589
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月1日
【發(fā)明者】L·塔拉茨, S·布萊杰恩提, P·法西恩 申請人:安德魯無線系統(tǒng)有限公司