用于降低上行鏈路噪聲的軟件可配置的分布式天線系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種分布式天線系統(tǒng)，包括主單元，主單元包括下行鏈路RF輸入、第一光學(xué)端口和第二光學(xué)端口，其中下行鏈路RF輸入能夠操作用于接收來自基站的下行鏈路端口的RF輸入信號。該分布式天線系統(tǒng)還包括耦接至主單元的第一光學(xué)端口的第一遠(yuǎn)程單元。第一遠(yuǎn)程單元包括下行鏈路天線端口以及能夠操作用于接收第一RF上行鏈路信號的第一上行鏈路端口，以及耦接至主單元的第二光學(xué)端口的第二遠(yuǎn)程單元。第二遠(yuǎn)程單元包括下行鏈路天線端口以及能夠操作用于接收第二RF上行鏈路信號的第二上行鏈路天線端口。主單元能夠操作用于將與第一RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第一RF信號發(fā)送至基站的第一上行鏈路端口，以及將與第二RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二RF信號發(fā)送至基站的第二上行鏈路端口。
【專利說明】用于降低上行鏈路噪聲的軟件可配置的分布式天線系統(tǒng)及方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年9月2日提交的題為“用于減少上行鏈路噪聲的軟件可配置的分布式天線系統(tǒng)和方法(Software Configurable Distributed Antenna System andMethod for Reducing Uplink Noise)”的美國臨時(shí)專利申請61/530，888的優(yōu)先權(quán)，由此通過引用而并入了該申請的全部公開內(nèi)容以用于各種目的。
【背景技術(shù)】
[0003]無線和移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商面臨建立用于有效地管理高數(shù)據(jù)流量增長率的網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)挑戰(zhàn)。為了峰值速率和信元吞吐量增長，無線和移動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正朝著更高的帶寬要求而發(fā)展。
[0004]在無線網(wǎng)絡(luò)中使用的利用各種2G、3G和4G無線電技術(shù)(例如CDMA、1XEV-D0、WCDMA, WiMAX-SISO, LTE-SISO等)的常規(guī)無線電基站通常包括上行鏈路分集(UplinkDiversity)特征。無線基站已經(jīng)被配備成上行鏈路分集20多年。
[0005]當(dāng)基站包括該特征時(shí)，可以通過將兩個(gè)分集天線用于上行鏈路接收功能來增強(qiáng)系統(tǒng)性能。當(dāng)在基站中結(jié)合適當(dāng)?shù)男盘柦M合裝置而進(jìn)行部署時(shí)，兩個(gè)接收天線可以幫助緩解多徑無線電傳播效應(yīng)。在各種傳播條件下，并且對于各種天線類型，使用兩個(gè)接收天線所獲得的性能增強(qiáng)(與僅使用一個(gè)上線鏈路接收天線的系統(tǒng)性能相比)的范圍可以是從3dB至IOdB或更多(當(dāng)應(yīng)用于系統(tǒng)鏈路預(yù)算時(shí))。上行鏈路分集的影響還可以包括降低手機(jī)發(fā)送功率，從而增加手機(jī)的電池服務(wù)周期以及幫助降低系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間干擾?；镜睦梅旨炀€的上行鏈路分集特征可以是非常有利的，因此大多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商要求其所購買和部署的2G、3G和4G基站具有上行鏈路分集能力。針對上行鏈路分集而配備的基站具有兩個(gè)分離的接收天線端口。
[0006]一些基站通過在同一天線端口上提供下行鏈路發(fā)送功能和主要上行鏈路接收天線功能來組合天線端口中的一個(gè)端口的發(fā)送功能和接收功能。第二天線端口被分配給分集接收天線。這樣的基站每扇區(qū)具有總共兩個(gè)天線端口。
[0007]圖1示出了常規(guī)DAS部署的兩個(gè)示例體系結(jié)構(gòu)，在一個(gè)示例體系結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)程天線單元被配置成非分集，而在第二個(gè)示例體系結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)程天線單元被配置成分集實(shí)現(xiàn)。主機(jī)單元由光纖連接至遠(yuǎn)程天線單元。對于分集實(shí)現(xiàn)，在遠(yuǎn)程天線單元處示出了兩個(gè)分離的上行鏈路輸入，并且在基站處示出了兩個(gè)上行鏈路端口。對于非分集實(shí)現(xiàn)，在遠(yuǎn)程天線單元處示出了僅一個(gè)上行鏈路輸入，并且在基站處示出了一個(gè)上行鏈路端口。盡管在通信系統(tǒng)中取得了進(jìn)展，但在本領(lǐng)域中仍然需要與通信技術(shù)有關(guān)的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明總體上涉及通信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種高性能、成本效益、動態(tài)可配置的DAS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，該DAS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)在給定系統(tǒng)中所包括的遠(yuǎn)程天線單元的總數(shù)量的情況下提供尤其低的上行鏈路噪聲值。僅借助于示例，本發(fā)明已經(jīng)應(yīng)用于無線移動電信系統(tǒng)。方法和技術(shù)可以應(yīng)用于包括無線LAN系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、公共安全通信系統(tǒng)等的各種通信系統(tǒng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種分布式天線系統(tǒng)。該分布式天線系統(tǒng)包括主單元，主單元包括下行鏈路RF輸入、第一光學(xué)端口和第二光學(xué)端口，下行鏈路RF輸入能夠操作用于接收來自基站的下行鏈路端口的RF輸入信號。該分布式天線系統(tǒng)還包括耦接至主單元的第一光學(xué)端口的第一遠(yuǎn)程單元。第一遠(yuǎn)程單元包括下行鏈路天線端口以及能夠操作用于接收第一 RF上行鏈路信號的第一上行鏈路天線端口。該分布式天線系統(tǒng)還包括耦接至主單元的第二光學(xué)端口的第二遠(yuǎn)程單元。第二遠(yuǎn)程單元包括下行鏈路天線端口以及能夠操作用于接收第二 RF上行鏈路信號的第二上行鏈路天線端口。主單元能夠操作用于將與第一 RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第一 RF信號發(fā)送至基站的第一上行鏈路端口，并且將與第二 RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二 RF信號發(fā)送至基站的第二上行鏈路端口。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種分布式天線系統(tǒng)。該分布式天線系統(tǒng)包括第一主單元，第一主單元包括下行鏈路RF輸入和第一多個(gè)光學(xué)端口，下行鏈路RF輸入能夠操作用于接收來自基站的下行鏈路端口的RF輸入信號。該分布式天線系統(tǒng)還包括第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元，所述第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)經(jīng)由光纖連接耦接至第一多個(gè)光學(xué)端口中的一個(gè)，并且該分布式天線系統(tǒng)還包括具有第二多個(gè)光學(xué)端口的第二主單元。該分布式天線系統(tǒng)還包括第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元，每個(gè)經(jīng)由光纖連接耦接至第二多個(gè)光學(xué)端口中的一個(gè)。第二主單元與第一主單元連網(wǎng)。第一主單元能夠操作用于將與由第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)所接收的一個(gè)或更多個(gè)RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第一 RF信號發(fā)送至基站的第一上行鏈路端口，并且將與由第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)所接收的一個(gè)或更多個(gè)RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二 RF信號發(fā)送至基站的第二上行鏈路端口。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，提供了一種操作分布式天線系統(tǒng)的方法。該方法包括提供處理器，以及接收遠(yuǎn)程單元的列表，遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)具有天線端口。遠(yuǎn)程單元的列表包括大量非分集遠(yuǎn)程單元。該方法還包括對于一個(gè)扇區(qū)計(jì)算分集遠(yuǎn)程單元的數(shù)量和非分集遠(yuǎn)程單元的數(shù)量，使用處理器計(jì)算遠(yuǎn)程單元的列表中的非分集遠(yuǎn)程單元的數(shù)量的百分比，并且對于遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)將天線端口分配給主單元的第一上行鏈路端口或主單元的第二上行鏈路端口。該方法還包括將分配發(fā)送給遠(yuǎn)程單元，在第一遠(yuǎn)程單元的天線端口處接收第一 RF上行鏈路信號，在第二遠(yuǎn)程單元的天線端口處接收第二 RF上行鏈路信號，將與第
一RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第一 RF信號發(fā)送至主單元的第一上行鏈路端口，以及將與第
二RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二 RF信號發(fā)送至主單元的第二上行鏈路端口。
[0012]本發(fā)明的實(shí)施例利用無線基站的現(xiàn)有能力、即其上行鏈路分集特征來提供與每個(gè)基站扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)分離且不同的復(fù)合RF輸入信號。
[0013]本文中所描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供了另外的特征，與常規(guī)的技術(shù)和系統(tǒng)相比，這些特征利用多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元來增強(qiáng)常規(guī)系統(tǒng)的成本效益、靈活性和系統(tǒng)性能。本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于包括數(shù)字訪問單元(DAU)和遠(yuǎn)端射頻頭單元(RRU)的各種通信產(chǎn)品。
[0014]本公開內(nèi)容使得包括一個(gè)或更多個(gè)DAU、光纖傳輸子系統(tǒng)以及一個(gè)或更多個(gè)RRU的DAS能夠現(xiàn)場可再配置。在2010年4月26日提交的題為“遠(yuǎn)程可再配置功率放大器系統(tǒng)和方法(Remotely Reconfigurable Power Amplifier System and Method)” 的美國專利申請12/767，669、美國專利申請13/211，236、美國專利申請13/211，243和美國專利申請13/211，247中提供了關(guān)于DAU和RRU的另外的描述，由此通過引用而并入了這些申請的全部內(nèi)容以用于所有目的。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，本發(fā)明利用嵌入DAU中的軟件可配置無線電子系統(tǒng)和嵌入RRU中的軟件可配置無線電子系統(tǒng)來對與特定組的期望上行鏈路RF信號相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由和交換，使得期望信號被組合，并且復(fù)合上行鏈路信號被路由至DAU的正確的上行鏈路RF輸出端口。由于這些軟件可配置無線電子系統(tǒng)能夠被瞬時(shí)且動態(tài)地重新編程以將數(shù)據(jù)包的給定集合重新定向到DAS內(nèi)的新的目的地，所以本發(fā)明無疑比任何現(xiàn)有技術(shù)的固定DAS體系結(jié)構(gòu)有優(yōu)勢。
[0016]本發(fā)明利用RRU的可再配置性特征來對與特定組的RRU相關(guān)聯(lián)的特定組的上行鏈路數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由和交換，使得這些上行鏈路數(shù)據(jù)被重新定向到適當(dāng)?shù)腄AU。這些上行鏈路數(shù)據(jù)包對應(yīng)于特定的上行鏈路RF頻帶。本發(fā)明也利用DAU的可再配置性特征來對與特定組的RRU相關(guān)聯(lián)的特定組的上行鏈路數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由，然后執(zhí)行適當(dāng)?shù)男盘柼幚砗蜑V波功能，并且提供表示適當(dāng)?shù)腞RU數(shù)據(jù)包的、組合的RF信號，再轉(zhuǎn)而將該組合的RF信號路由至DAU的適當(dāng)?shù)腞F上行鏈路端口。由于應(yīng)用正確的數(shù)據(jù)包路由和交換、信號處理和濾波，所以顯著降低了與特定組的RRU相關(guān)聯(lián)的上行鏈路噪聲[該部分需要基于發(fā)明的詳細(xì)描述而進(jìn)行編輯]。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例利用一個(gè)或更多個(gè)RRU。RRU的目標(biāo)是(在下行鏈路路徑上)接受經(jīng)由光纖鏈路進(jìn)入的光學(xué)串行數(shù)據(jù)流，對其進(jìn)行處理并且將其轉(zhuǎn)換成RF信號，對這些信號進(jìn)行放大并且將它們遞送至天線。RRU的目標(biāo)是(在上行鏈路路徑上)接收來自天線的RF信號，將它們轉(zhuǎn)換和處理成串行數(shù)據(jù)流，并且將串行數(shù)據(jù)流經(jīng)由光纖鏈路遞送至DAU。本發(fā)明的實(shí)施例利用一個(gè)或更多個(gè)DAU。DAU的目標(biāo)是(在下行鏈路路徑上)接受來自基站扇區(qū)的RF信號，將這些信號轉(zhuǎn)換和處理成串行數(shù)據(jù)流，并且將該串行數(shù)據(jù)流經(jīng)由光纖鏈路遞送至RRU。DAU的目標(biāo)(在上行鏈路路徑上)是接收光學(xué)串行數(shù)據(jù)流，將這些數(shù)據(jù)流處理和轉(zhuǎn)換成RF信號，并且將這些RF信號遞送至具體的基站扇區(qū)。包括一個(gè)或更多個(gè)DAU以及多個(gè)RRU的DAS可以動態(tài)地被配置成在語音和數(shù)據(jù)流量下載在RRU處變化時(shí)降低上行鏈路噪聲。
[0018]本發(fā)明的應(yīng)用適合于與DAS以及其他類型的主機(jī)單元或主單元來一起使用。
[0019]本發(fā)明也是通過鏈路(諸如到遠(yuǎn)程操作和監(jiān)視中心的以太網(wǎng)連接)而遠(yuǎn)程可再配置的和/或現(xiàn)場可升級的。該特征增加了本發(fā)明的靈活性和成本效益。
[0020]本發(fā)明提供增強(qiáng)的上行鏈路系統(tǒng)性能，然而卻并不要求在每個(gè)RRU處使用給定頻率范圍的多個(gè)上行鏈路天線，而且不對光纖鏈路容量和/或光纖鏈路成本具有消極的影響。
[0021]相較于常規(guī)技術(shù)，借助于本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)了大量益處。例如，相比于常規(guī)系統(tǒng)，本發(fā)明的實(shí)施例增強(qiáng)系統(tǒng)吞吐量和服務(wù)質(zhì)量。另外，本發(fā)明的實(shí)施例降低了系統(tǒng)噪聲并且增強(qiáng)了系統(tǒng)容量。結(jié)合下面的文本和附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些實(shí)施例和其他實(shí)施例以及其很多優(yōu)點(diǎn)和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的DAS部署的兩個(gè)示例體系結(jié)構(gòu)，在一個(gè)體系結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)程天線單元被配置成非分集，而在第二體系結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)程天線單元被配置成分集實(shí)現(xiàn)。
[0023]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、對于兩個(gè)頻帶中的每個(gè)頻帶具有單個(gè)組合的上行鏈路/下行鏈路天線端口的雙帶遠(yuǎn)端射頻頭單元(RRU)的框圖。
[0024]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、具有四個(gè)上行鏈路RF輸出端口的數(shù)字訪問單元的框圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、被配置成用于降低上行鏈路噪聲的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括基站、八個(gè)RRU和兩個(gè)DAU的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。
[0027]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括兩個(gè)基站、八個(gè)RRU和兩個(gè)DAU的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。
[0028]圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括兩個(gè)基站、八個(gè)RRU和兩個(gè)DAU (具有將兩個(gè)DAU連網(wǎng)的有線以太網(wǎng)鏈路)的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。
[0029]圖5C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括兩個(gè)基站、八個(gè)RRU (其中一個(gè)RRU以菊花鏈的方式接到經(jīng)由光纖直接連接至DAU的、RRU中的一個(gè)，并且其中第二 RRU以菊花鏈的方式接到經(jīng)由光纖直接連接至DAU的、RRU中的第二個(gè))以及兩個(gè)DAU (具有將兩個(gè)DAU連網(wǎng)的有線以太網(wǎng)鏈路)的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。
[0030]圖是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、經(jīng)組合的非分集和分集DAS的系統(tǒng)框圖，該經(jīng)組合的非分集和分集DAS包括兩個(gè)基站、八個(gè)RRU(其中一個(gè)RRU經(jīng)由光纖而以菊花鏈方式接到直接連接至DAU的、RRU中的一個(gè)，并且其中第二 RRU經(jīng)由光纖而以菊花鏈方式接到直接連接至DAU的、RRU中的第二個(gè))以及兩個(gè)DAU (具有將兩個(gè)DAU連網(wǎng)的有線以太網(wǎng)鏈路)，并且其中總共八個(gè)RRU中的兩個(gè)被配備成用于上行鏈路分集。
[0031]圖5E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非分集DAS的系統(tǒng)框圖，該非分集DAS被配備用于混合傳輸，并且包括兩個(gè)基站、八個(gè)RRU和兩個(gè)DAU (具有將兩個(gè)DAU連網(wǎng)的有線以太網(wǎng)鏈路)，其中RRU中的四個(gè)經(jīng)由有線傳輸而非通過光纖來被饋送。
[0032]圖5F是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非分集DAS的系統(tǒng)框圖，該非分集DAS被配備用于混合傳輸，并且包括兩個(gè)基站、八個(gè)RRU和兩個(gè)DAU (具有將兩個(gè)DAU連網(wǎng)的有線以太網(wǎng)鏈路)，其中RRU中的三個(gè)經(jīng)由有線傳輸被饋送，并且其中RRU中的一個(gè)經(jīng)由無線傳輸而非通過光纖來被饋送。
[0033]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的嵌入式軟件控制模塊的設(shè)置處理和功能的基本結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，這些嵌入式軟控制模塊對數(shù)據(jù)包路由和交換的關(guān)鍵功能進(jìn)行管理，從而控制DAS的上行鏈路同時(shí)聯(lián)播(simulcast)功能。
[0034]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于對控制DAS的上線鏈路同時(shí)聯(lián)播功能的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由和交換的處理的GUI設(shè)置屏幕。
[0035]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于將一組RRU自動分配給DAU的上行鏈路端口 I以及用于將一組RRU分配給DAU的上行鏈路端口 2并且對控制DAS的上行鏈路同時(shí)聯(lián)播功能的數(shù)據(jù)包的路由和交換進(jìn)行配置的RRU分配處理。
【具體實(shí)施方式】[0036]DAS可以被配置成利用上行鏈路分集，其中，每個(gè)遠(yuǎn)程天線單元支持兩個(gè)上行鏈路接收天線。在這樣的情況下，提供了從每個(gè)遠(yuǎn)程天線單元到主機(jī)單元并向前到基站上行鏈路接收天線端口的兩個(gè)分離的上線鏈路信號路徑。具有部署在每個(gè)遠(yuǎn)程天線單元位置處的兩個(gè)接收天線的DAS可以提供增強(qiáng)的系統(tǒng)性能。然而，對于一些戶外和室內(nèi)DAS部署來說，與在遠(yuǎn)程天線單元處提供上行鏈路分集天線和分集信號處理相關(guān)聯(lián)的額外的物理空間和成本可能是不實(shí)際的。一些DAS解決方案要求按每個(gè)遠(yuǎn)程天線單元來部署單獨(dú)的光纖的以支持上行鏈路分集，這可能進(jìn)一步增加資金和操作成本。對于一些數(shù)字光纖系統(tǒng)，提供第二上行鏈路路徑的需要動態(tài)地增加了所要求的上游數(shù)據(jù)傳輸速率。期望上行鏈路信號的所要求的上游數(shù)據(jù)傳輸速率是在不具有上行鏈路路徑分集的情況下的上游數(shù)據(jù)傳輸速率的兩倍高。所有這些因素導(dǎo)致了很大比例的現(xiàn)有的商業(yè)部署DAS網(wǎng)絡(luò)不具有部署在遠(yuǎn)程天線單元處的上行鏈路分集天線。
[0037]與DAS網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的很多無線電基站被配備用于上行鏈路分集。如果DAS本身沒有被配置成支持上行鏈路分集，則將非常期望以某種方式利用這一常規(guī)基站功能。
[0038]我們可以考慮實(shí)現(xiàn)DAS的固定布置以利用兩個(gè)基站上行鏈路輸入端口。這可以通過對DAS內(nèi)的光纖和RF電纜連接進(jìn)行手動配置來執(zhí)行。這可以使用各種硬件連接(諸如不能被容易地改變的、并且尤其在每次要求改變時(shí)在不訪問基站酒店站點(diǎn)(Base HotelSite)的情況下不能被容易地改變的RF電纜布置)來執(zhí)行。該方法可以包括對DAS內(nèi)的光纖和RF電纜連接進(jìn)行配置，使得遠(yuǎn)程天線單元的上行鏈路信號的大約50%被組合，并且所得到的組合信號被饋送至基站的上行鏈路端口 I。類似地，可以手動配置DAS，使得其余(大約50%)的遠(yuǎn)程天線單元的上行鏈路信號被組合，并且所得到的組合信號被饋送至基站的上行鏈路端口 2。盡管由于將較少的遠(yuǎn)程天線單元的輸出組合成一個(gè)基站上行鏈路端口，該方法將會如前面所討論的那樣引起上行鏈路噪聲上升改進(jìn)，但是當(dāng)在各個(gè)遠(yuǎn)程天線單元處出現(xiàn)(例如，基于一天的時(shí)間)系統(tǒng)下載和/或流量改變時(shí)，DAS體系結(jié)構(gòu)不能被容易地改變也不能被頻繁地再配置。一個(gè)這樣的示例是DAS遠(yuǎn)程天線單元提供戶外停車場的無線覆蓋和/或容量。在這樣的情況下，遠(yuǎn)程天線單元處的語音和/或數(shù)據(jù)流量等級通常不是很高，從而使得能夠針對該遠(yuǎn)程天線單元以及與DAS相關(guān)聯(lián)的其他相鄰的或附近的遠(yuǎn)程天線單元來使用高的同時(shí)聯(lián)播比率。然而，在與該示例遠(yuǎn)程天線單元緊鄰的公園處舉辦的音樂晚會期間的不同時(shí)間和/或在不同天，無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可能會喜歡例如在晚會期間將單個(gè)基站扇區(qū)專用于這一個(gè)特定遠(yuǎn)程單元。一旦晚會已經(jīng)結(jié)束幾個(gè)小時(shí)之后，無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可能會想要將DAS返回原始的同時(shí)聯(lián)播配置。在這樣的情況下，每次期望DAS的任何重新部署手動地改變系統(tǒng)布線連接以適合運(yùn)營商的需要時(shí)，現(xiàn)場工程師將需要訪問基站酒店和主機(jī)單元站點(diǎn)。為此，如在此描述的實(shí)現(xiàn)方式的固定實(shí)現(xiàn)方式是不符合期望的，并且不是成本效益的。
[0039]在遠(yuǎn)程天線單元處利用上行鏈路分集天線的第一 DAS體系結(jié)構(gòu)提供上行鏈路性能改進(jìn)，但可能并不表示實(shí)用的和/或成本效益的解決方案。在遠(yuǎn)程天線單元處利用單個(gè)接收天線(該遠(yuǎn)程天線單元又饋送基站處的單個(gè)上行鏈路接收端口)的第二 DAS體系結(jié)構(gòu)具有高的上行鏈路噪聲添加因素，所以上行鏈路性能受損?？梢钥紤]第三DAS體系結(jié)構(gòu)，該第三DAS體系結(jié)構(gòu)利用多個(gè)同時(shí)聯(lián)播遠(yuǎn)程天線單元，其中每個(gè)同時(shí)聯(lián)播遠(yuǎn)程天線單元在遠(yuǎn)程天線處具有單個(gè)接收天線，該第三DAS體系結(jié)構(gòu)具有大約一半遠(yuǎn)程天線單元饋送基站處的一個(gè)上行鏈路接收端口、并且其余一半遠(yuǎn)程天線單元饋送基站處的第二上行鏈路接收端口的固定組合布置。然而，在一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元處可能出現(xiàn)的、語音和數(shù)據(jù)流量下載的不可避免且可能頻繁的變化的情況下，則該體系結(jié)構(gòu)難以重新布置且重新布置的成本聞。
[0040]本發(fā)明總體上涉及一種利用分布式天線系統(tǒng)(DAS)的無線通信系統(tǒng)。DAS通常包括一個(gè)或更多個(gè)主機(jī)單元、光纖電纜或其他適當(dāng)?shù)膫鬏敊C(jī)制、以及多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元。通常在主機(jī)單元位置處利用無線電基站，并且DAS提供用于將基站的下行鏈路信號和上行鏈路信號在多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元之間進(jìn)行分布的裝置。DAS體系結(jié)構(gòu)可以是固定的或可再配置的。有時(shí)使用雙向放大器或RF中繼器代替現(xiàn)場基站，以將來自附近基站的下行鏈路空中信號饋送至DAS并將來自DAS空中的上行鏈路信號饋送至附近基站。
[0041]DAS有效地定位物理上靠近無線訂戶的一個(gè)或更多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋天線。DAS的益處包括降低平均下行鏈路發(fā)送功率和降低平均上行鏈路發(fā)送功率、以及增強(qiáng)服務(wù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)吞吐量。
[0042]更具體地，本發(fā)明涉及這樣的DAS:基于在主機(jī)單元處和/或在遠(yuǎn)程天線單元處部署的軟件可配置子系統(tǒng)，DAS內(nèi)的下行鏈路信號的路由和分割以及DAS內(nèi)的上行鏈路信號的路由和組合是可再配置的。
[0043]對于DAS，可以有利地使得多個(gè)無線電基站共同位于DAS主機(jī)單元的位置處的或其附近的單個(gè)位置中。這通常被稱為基站酒店。
[0044]對于下行鏈路路徑，DAS的同時(shí)聯(lián)播功能使得單個(gè)基站能夠在多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元之間共享其無線電資源。對于利用大量遠(yuǎn)程天線單元并且利用用于將來自遠(yuǎn)程天線單元的上行鏈路信號進(jìn)行組合的裝置的DAS，系統(tǒng)噪聲添加會明顯地影響用于信號組合的處理。當(dāng)DAS對從多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元收集的期望上行鏈路信號進(jìn)行組合時(shí)，其必然也對來自多個(gè)遠(yuǎn)程天線單元的噪聲進(jìn)行組合。由上行鏈路組合處理引起的總的系統(tǒng)噪聲的幅值影響了無線系統(tǒng)性能，最顯著地影響的是上行鏈路吞吐量以及其他服務(wù)質(zhì)量參數(shù)和每遠(yuǎn)程天線單元的有效覆蓋。管理DAS的整體上行鏈路噪聲包括做出一些重要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)決策，使得所部署的DAS滿足其整體性能和成本目標(biāo)。
[0045]DAS的同時(shí)聯(lián)播布置是下述情況:一個(gè)主機(jī)單元將下行鏈路信號饋送至N個(gè)遠(yuǎn)程天線單元，以及N個(gè)遠(yuǎn)程天線單元將其各自的上行鏈路信號饋送至一個(gè)主機(jī)單元。在這樣的情況下，可以將DAS同時(shí)聯(lián)播比率稱為N比I。
[0046]由信號組合處理產(chǎn)生的上行鏈路路徑上的總的系統(tǒng)噪聲包括三個(gè)主要分量。首先，存在由于個(gè)體遠(yuǎn)程天線噪聲因數(shù)和RF增益值而導(dǎo)致的系統(tǒng)噪聲貢獻(xiàn)。接下來，存在由組合處理本身產(chǎn)生的系統(tǒng)噪聲貢獻(xiàn)。該貢獻(xiàn)取決于實(shí)際組合裝置和組合算法而變化。對于組合裝置可以具有各種選擇，例如在主機(jī)單元處組合或者在遠(yuǎn)程天線單元處或在遠(yuǎn)程天線單元附近組合。一些組合方法受(主機(jī)單元與遠(yuǎn)程天線單元之間的)光纖鏈路本身的影響。此外，對于組合算法存在多個(gè)選擇。簡單直接組合方法線性地組合信號和噪聲。更高級的方法是:例如如果特定遠(yuǎn)程天線單元的瞬間的上行鏈路信號水平低于預(yù)定閾值，則在組合處理中抑制與該遠(yuǎn)程天線單元相關(guān)聯(lián)的信號和噪聲兩者，使得它們不影響總的噪聲。因此，與常規(guī)方法相比，該方法提供性能增強(qiáng)。第三，我們具有取決于其信號(和噪聲)被組合并且被饋送至基站的那些遠(yuǎn)程天線單元的確切數(shù)量的系統(tǒng)噪聲貢獻(xiàn)。盡管可以優(yōu)化前兩種類型的上行鏈路噪聲貢獻(xiàn)以獲得期望的系統(tǒng)性能，但是常規(guī)的DAS體系結(jié)構(gòu)不提供任何用于降低(由于其信號和噪聲被組合的那些遠(yuǎn)程天線單元的數(shù)量而導(dǎo)致的)第三類型的噪聲貢獻(xiàn)的手段。為了降低該第三類型的噪聲貢獻(xiàn)，DAS體系結(jié)構(gòu)簡單將較少的遠(yuǎn)程天線單元用于給定的同時(shí)聯(lián)播配置。這種設(shè)計(jì)折中常常是不符合期望的，這是因?yàn)槠淇赡軙档拖到y(tǒng)的成本效益。
[0047]基于先前提供的、DAS包括對N個(gè)遠(yuǎn)程天線單元進(jìn)行饋送的一個(gè)主機(jī)單元的示例，我們可以考慮N=S的具體場景。在該場景中，主機(jī)單元將下行鏈路信號饋送至8個(gè)分離的遠(yuǎn)程天線單元。8個(gè)遠(yuǎn)程天線單元將它們的上行鏈路信號饋送至一個(gè)主機(jī)單元，在該主機(jī)單元處，例如8組信號(和噪聲)被線性組合。總的噪聲添加因素(在單個(gè)遠(yuǎn)程天線單元的上行鏈路噪聲貢獻(xiàn)之上)為IOlogN,其中N是在上行鏈路(和下行鏈路)上同時(shí)聯(lián)播的遠(yuǎn)程天線單元的數(shù)量。對于N=8，對應(yīng)于IOlogN的dB的值是大約9dB。因此，該場景的總的噪聲添加因素是9dB?；贗OlogN值的行為，針對同時(shí)聯(lián)播遠(yuǎn)程天線單元的數(shù)量的每次翻倍，噪聲添加因素增加3dB?？梢钥吹?，噪聲添加因素的3dB增加或減小在影響系統(tǒng)性能方面是很顯著的。
[0048]本發(fā)明通過有效減少其上行鏈路輸出在主機(jī)單元處被組合并且被饋送至無線電基站的天線端口的那些遠(yuǎn)程天線單元的數(shù)量而改進(jìn)了數(shù)據(jù)流量吞吐量、服務(wù)質(zhì)量以及整體DAS系統(tǒng)噪聲因數(shù)。通過利用本發(fā)明，在不減少為DAS部署的遠(yuǎn)程天線單元的數(shù)量的情況下，可以獲得顯著的性能改進(jìn)。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種新穎的分布式天線系統(tǒng)，該分布式天線系統(tǒng)利用嵌入在DAU中的軟件可配置無線電子系統(tǒng)(在本文中稱為軟件定義數(shù)字平臺)和嵌入在RRU中的軟件可配置無線電子系統(tǒng)(在本文中稱為軟件定義數(shù)字平臺)來對與特定組的期望上行鏈路RF信號相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由和交換，使得期望信號被組合并且復(fù)合上行鏈路信號被路由至DAU的正確的上行鏈路RF輸出端口。
[0050]圖2是示出了具有兩個(gè)經(jīng)組合的下行鏈路/上行鏈路天線端口的雙帶遠(yuǎn)端射頻頭單元的框圖，這兩個(gè)經(jīng)組合的下行鏈路/上行鏈路天線端口一個(gè)用于850MHz、一個(gè)用于1900MHz ο參照圖2，連接至SFP1201的光纖I是在(基站和)主機(jī)單元位置與遠(yuǎn)端射頻頭單元之間傳輸數(shù)據(jù)的高速光纖電纜。光纖2用于將其他遠(yuǎn)端射頻頭單元以菊花鏈方式連接，由此這些遠(yuǎn)端射頻頭單元互連至基站或DAU。軟件定義數(shù)字平臺203通常在FPGA或等同中執(zhí)行基帶信號處理。建立塊204是串行器/解串器。解串器部分從光纖收發(fā)器201中提取串行輸入位流并且將其轉(zhuǎn)換成并行位流。串行器部分執(zhí)行將數(shù)據(jù)從遠(yuǎn)端射頻頭單元發(fā)送至基站的逆操作。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)不同的位流使用不同的光波長通過一個(gè)光纖與基站通信，但是在替選布置中可以使用多個(gè)光纖。去幀器206對輸入位流的結(jié)構(gòu)進(jìn)行譯解，并且將去幀的數(shù)據(jù)發(fā)送至峰值因素減小算法212。峰值因素減小塊212減小輸入信號的峰均t匕，以便改進(jìn)功率放大器DC-RF轉(zhuǎn)換效率。然后將波形提供到數(shù)字預(yù)失真器塊211。數(shù)字預(yù)失真器在自適應(yīng)反饋(FB)環(huán)路中補(bǔ)償功率放大器226的非線性。來自功率放大器的下行鏈路RF信號被饋送至雙工器228，然后被路由至天線端口 231。數(shù)字上轉(zhuǎn)換器(UPC) 213將去幀的信號濾波并數(shù)字轉(zhuǎn)換為IF頻率。元件219是用于將IF信號饋送到上轉(zhuǎn)換器223中的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。成幀器206獲取來自數(shù)字下轉(zhuǎn)換器(DNC)215的數(shù)據(jù)，并且將其封裝成幀，以用于經(jīng)由光纖收發(fā)器201發(fā)送至BTS。元件217是用于將模擬RF上行鏈路信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。接收器包括下轉(zhuǎn)換器221和LNA229。
[0051]功率放大器具有用于在反饋路徑中提取輸出信號的復(fù)制的輸出耦合器。反饋信號由下轉(zhuǎn)換器222來頻率轉(zhuǎn)換成IF頻率或基帶，并且被提供給模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器218。該反饋信號在自適應(yīng)環(huán)路中被用于執(zhí)行數(shù)字預(yù)失真以補(bǔ)償由功率放大器造成的任何非線性。開關(guān)207使得單個(gè)反饋處理器和數(shù)字處理器能夠支持兩個(gè)頻帶850MHz和1900MHz。
[0052]來自CPU210的以太網(wǎng)電纜用于與遠(yuǎn)端射頻頭單元進(jìn)行本地通信。DC功率轉(zhuǎn)換器208和209用于獲得遠(yuǎn)端射頻頭單元的期望DC電壓。外部電壓可以直接連接到RRU中，或者可以通過以太網(wǎng)電纜提供DC電力。
[0053]圖3是示出了四帶數(shù)字訪問單元的框圖。DAU具有RF基站接口(通常對四個(gè)扇區(qū))。DAU配備有四個(gè)Tx/Rx (發(fā)送器/接收器)RF端口，兩個(gè)用于850MHz而兩個(gè)用于1900MHz。在850MHz端口中的一個(gè)上以及在1900MHz端口中的一個(gè)上已經(jīng)禁用了下行鏈路(DL)功能(注意，DNC2310、ADC314和DNC3311以及ADC315的灰色著色)。因此，存在四個(gè)上行鏈路(UL) RF輸出端口，兩個(gè)用于850MHz而兩個(gè)用于1900MHz。在光學(xué)接口側(cè)，DAU經(jīng)由六個(gè)光纖接口而連接至星形或星形/菊花鏈網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)RRU。
[0054]參照圖3，對于四個(gè)下行鏈路路徑中的一個(gè)，在雙工RF端口 300處進(jìn)入DAU的RF信號通過RF雙工器305與上行鏈路信號分離，并且由下轉(zhuǎn)換器309進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器313數(shù)字化并由作為FPGA317的一部分的數(shù)字處理功能318轉(zhuǎn)換成基帶。然后，數(shù)據(jù)流被I/Q映射，并且在成幀器/去幀器322中使用監(jiān)視和控制信號被成幀。然后具體的并行數(shù)據(jù)流在串行器/解串器323中被獨(dú)立地轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流，并且由可插入的SFP光學(xué)收發(fā)器模塊324轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號，并且被遞送至光纖325。六條光纖將串行光學(xué)數(shù)據(jù)流遞送至多個(gè)RRU。其他三組下行鏈路RF路徑操作相似。
[0055]參照圖3，對于上行鏈路路徑，從RRU接收的光學(xué)信號由串行器/解串器323解串，由成幀器/去幀器322去幀，并且由數(shù)字處理功能318進(jìn)行數(shù)字地上轉(zhuǎn)換。然后數(shù)據(jù)流由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器326轉(zhuǎn)換成模擬IF并由上轉(zhuǎn)換器UPCl上轉(zhuǎn)換，然后由RF放大器330放大并且由雙工器305濾波。上行鏈路RF信號在上行鏈路RF端口 300處進(jìn)入基站。用于對以太網(wǎng)路由器340進(jìn)行饋送的CPU338對于不同的應(yīng)用提供分離的以太網(wǎng)端口 342和343。DC/DC轉(zhuǎn)換器341允許DAU利用DC輸入電壓進(jìn)行操作。
[0056]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、被配置成降低上行鏈路噪聲的DAS的系統(tǒng)框圖。該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡化的分布式天線系統(tǒng)400，該分布式天線系統(tǒng)400包括分集基站、具有兩個(gè)上行鏈路RF輸出端口的一個(gè)DAU、以及兩個(gè)RRU。參照圖4，利用配備有一個(gè)下行鏈路RF端口和兩個(gè)上行鏈路RF端口的分集基站401來驅(qū)動非分集DAS。DAU402用作系統(tǒng)的主機(jī)單元，并且RRU403和404用作經(jīng)由光纖而連接的兩個(gè)遠(yuǎn)程天線單元。每個(gè)RRU具有一個(gè)下行鏈路天線端口和一個(gè)上行鏈路天線端口。由于上行鏈路同時(shí)聯(lián)播比率(關(guān)于DAU的上行鏈路端口 I或上行鏈路端口 2)僅為1:1這一事實(shí),該系統(tǒng)能夠提供3dB上行鏈路系統(tǒng)噪聲改進(jìn)。也就是說，僅一個(gè)上行鏈路天線對基站的每個(gè)端口進(jìn)行饋送。如果與兩個(gè)遠(yuǎn)程天線單元一起利用常規(guī)的主機(jī)單元，則同時(shí)聯(lián)播比率將是具有高了 3dB的較高上行鏈路噪聲水平的2:1。
[0057]圖5是包括總共8個(gè)RRU和兩個(gè)DAU的、被配置成降低上行鏈路噪聲的DAS的系統(tǒng)框圖。參照圖5，該圖示出了分布式天線系統(tǒng)500，該分布式天線系統(tǒng)500包括相互連網(wǎng)的兩個(gè)DAU、以及8個(gè)RRU。結(jié)合非分集DAS來使用配備有一個(gè)下行鏈路RF端口和兩個(gè)上行鏈路RF端口的分集基站501。在其他實(shí)施例中，在該圖示中利用不同位置處的耦接至基站的中繼器單元來取代該基站。
[0058]DAU502和503用作系統(tǒng)的主機(jī)單元。DAU502被指定成主DAU。RRU504、505、506、507、508、509、510和511用作經(jīng)由光纖而連接的八個(gè)遠(yuǎn)程天線單元。每個(gè)RRU具有一個(gè)下行鏈路天線端口和一個(gè)上行鏈路天線端口。由于上行鏈路同時(shí)聯(lián)播比率(關(guān)于DAU502的上行鏈路端口 I或上行鏈路端口 2僅為4:1這一事實(shí)，該系統(tǒng)能夠提供3dB上行鏈路系統(tǒng)噪聲改進(jìn)。如果我們利用常規(guī)主機(jī)單元和8個(gè)遠(yuǎn)程天線單元，則同時(shí)聯(lián)播比率將是具有高了3dB的較高上行鏈路噪聲水平的8:1。如前面所說明的，總的噪聲添加因素(在單個(gè)RRU上行鏈路噪聲因數(shù)之上)是IOlogN,其中N是每DAU端口的被上行鏈路同時(shí)聯(lián)播的RRU的數(shù)量。由于對于端口 I和端口 2來說N=4，所以IOlogN為6dB。上行鏈路噪聲上升中的3dB的減小是很明顯的。
[0059]一個(gè)替選實(shí)施例是這樣的實(shí)施例:用于將DAU直接連接至多個(gè)RRU的光纖的數(shù)量可以為從I至6，或甚至更大。
[0060]—個(gè)替選實(shí)施例是這樣的實(shí)施例:基站是被配備為支持上行鏈路分集的微微小區(qū)
基站O
[0061]圖5中示出的體系結(jié)構(gòu)的替選應(yīng)用是這樣的應(yīng)用:利用多個(gè)DAU來提供直接饋送較大量RRU的手段。相關(guān)應(yīng)用的示例是每個(gè)RRU要求其自己的專用高容量光纖鏈路的應(yīng)用。在這樣的情況下，可能期望提供多于2個(gè)的較大量的DAU之間的互連。
[0062]圖5A是除了第二基站512連接至DAU503之外與圖5相同的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。盡管第二基站512可以在與第一基站501不同的頻率范圍上操作，但是有用的應(yīng)用是第二基站512在與第一基站501相同的頻率上操作的應(yīng)用。一旦近似完全利用第一基站501的固定容量，則可以遠(yuǎn)程再配置網(wǎng)絡(luò)，使得某一部分RRU由基站501 (上行鏈路功能和下行鏈路功能兩者)饋送，而其余RRU由基站512 (上行鏈路功能和下行鏈路功能兩者)饋送。
[0063]圖5B是除了利用有線以太網(wǎng)鏈路(代替光纖鏈路)將DAU502與DAU503連網(wǎng)之外與圖5A相同的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。有線以太網(wǎng)鏈路便利了控制信息以及表示上行鏈路信號和下行鏈路信號的數(shù)據(jù)包在DAU502與DAU503之間的通信。在其他實(shí)施例中，使用光纖網(wǎng)路和有線以太網(wǎng)連接的組合。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到很多變化、修改和替換。
[0064]圖5C是除了將RRU505以菊花鏈方式接至RRU504而代替使RRU505直接連接至DAU502之外與圖5B相同的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。類似地，RRU507以菊花鏈方式接至RRU506而代替使RRU507直接連接至DAU502。利用菊花鏈連接的該類型的體系結(jié)構(gòu)可以為某些應(yīng)用提供更為成本效益的實(shí)現(xiàn)方式。
[0065]除了下述方面之外，圖與圖5C相同:由于RRU508和RRU509均被配備用于上行鏈路分集，因此該系統(tǒng)框圖示出了組合的非分集和分集DAS。在該DAS網(wǎng)絡(luò)配置中，按照由系統(tǒng)軟件算法確定為適當(dāng)?shù)姆绞?，來自RRU508和RRU509的上行鏈路I信號被饋送至基站501上行鏈路I端口或基站502上行鏈路I端口，而來自RRU508和RRU509的上行鏈路2信號被饋送至基站501上行鏈路2端口或基站502上行鏈路2端口。按照由系統(tǒng)軟件算法確定為適當(dāng)?shù)姆绞?，來自所有非分集RRU的上行鏈路信號被饋送至基站501上行鏈路I端口、基站501上行鏈路2端口、基站502上行鏈路I端口或基站502上行鏈路2端口。[0066]圖5E是除了經(jīng)由有線傳輸而非通過光纖來饋送RRU508、509、510和511之外與圖5C相同的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。對于一些室內(nèi)應(yīng)用，使用經(jīng)由銅CAT-5或CAT-6電纜的有線傳輸而非使用光纖可能是較為成本效益的。盡管單模式光纖提供比銅高的數(shù)字傳輸速率(尤其對于較長的距離)，但是銅的帶寬對于很多應(yīng)用(如室內(nèi)DAS)可能是足夠的。
[0067]圖5F是除了經(jīng)由無線鏈路513而非通過有線傳輸(或光纖)饋送RRU511之外與圖5D相同的非分集DAS的系統(tǒng)框圖。對于部署有線傳輸或光纖較不方便和/或成本較高的一些應(yīng)用來說，部署無線鏈路將會是較高成本效益的。
[0068]圖6示出了 DAU和RRU中的嵌入式軟件控制模塊的設(shè)置處理和功能的基本結(jié)構(gòu)，這些嵌入式軟件控制模塊對數(shù)據(jù)包路由及數(shù)據(jù)包交換的關(guān)鍵功能進(jìn)行管理，從而控制上行鏈路同時(shí)聯(lián)播功能。
[0069]參照圖6，結(jié)合DAU和RRU的關(guān)鍵功能的操作可以更好地理解DAU嵌入式軟件控制模塊600和RRU嵌入式軟件控制模塊601。一個(gè)這樣的關(guān)鍵功能是對在RRU處接收的上行鏈路信號進(jìn)行放大，將上行鏈路信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，對所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號進(jìn)行路由和處理，并且將具體的RF信號重新轉(zhuǎn)換和路由至DAU的具體的上行鏈路輸出端口。DAU嵌入式軟件控制模塊包括DAU存儲器和數(shù)據(jù)庫模塊604，該DAU存儲器和數(shù)據(jù)庫模塊604存儲與特定基站扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的所有RRU的列表。這些RRU也是其下行鏈路信號被從特定基站扇區(qū)同時(shí)聯(lián)播至特定組RRU的相同RRU。在DAS試運(yùn)行處理期間輸入系統(tǒng)配置信息，并且存儲系統(tǒng)配置信息。DAU嵌入式軟件控制模塊也包括DAU管理控制模塊602，DAU管理控制模塊602經(jīng)由與RRU管理控制模塊606的控制協(xié)議而通過光纖鏈路控制通道與RRU通信。RRU管理控制模塊又設(shè)置RRU中的所有數(shù)字下轉(zhuǎn)換器的各個(gè)參數(shù)，以使具體的無線電資源能夠由特定RRU或特定組RRU接收和處理，或者使具體的無線電資源不能由特定RRU或特定組RRU接收和處理。DAU調(diào)度模塊603的功能是如由DAS運(yùn)營商所期望的基于一天中的時(shí)間和/或一周中的星期幾來便利DAS系統(tǒng)配置的變化(例如，同時(shí)聯(lián)播的RRU的列表)。DAU的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制能力的功能將會使得能夠由DAS運(yùn)營商設(shè)置所期望的系統(tǒng)配置信息。
[0070]對于多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商共享一個(gè)DAU和/或共享一個(gè)或更多個(gè)RRU的中性點(diǎn)主機(jī)應(yīng)用來說，可能的是，第二以及可能的第三基站扇區(qū)將RF信號饋送至相同的RRU中的一些/對來自相同的RRU中的一些的RF信號進(jìn)行饋送。系統(tǒng)需要能夠容納這一重要的特征，而本發(fā)明的軟件可配置的無線電體系結(jié)構(gòu)便利了這一點(diǎn)。
[0071]參照圖7，示出了使得DAS運(yùn)營商能夠輸入期望系統(tǒng)配置的關(guān)鍵參數(shù)的⑶I設(shè)置屏幕700。在字段707處輸入DUA單元名或標(biāo)記。在字段701處輸入DAU頻帶信息(對于DAU中的四條不同的RF路徑)。在字段702處輸入接口類型(對于單工為S或?qū)τ陔p工為D)。在字段703處輸入基站扇區(qū)信息。對于每個(gè)RF路徑在字段704處輸入接口設(shè)置配置信息(Tx/Rx或僅Rx)。字段705用于確認(rèn)所輸入的值。字段706示出了基于下面要描述的自動的上行鏈路RF端口分配算法而做出的設(shè)置。
[0072]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的關(guān)鍵目標(biāo)，系統(tǒng)必須執(zhí)行對與下述上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析、交換和路由的功能:這些上行鏈路信號來自例如與對應(yīng)于單個(gè)基站扇區(qū)的RRU相關(guān)聯(lián)的(即，從對應(yīng)于單個(gè)基站扇區(qū)的RRU同時(shí)聯(lián)播的)那些RRU中的一半RRU。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種算法，由此DAU的與每個(gè)基站扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的軟件可配置無線電控制器被設(shè)置為選擇50% (或盡可能接近50%)的RRU上行鏈路信號路徑(以及與這些具體的上行鏈路信號路徑相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包)。一旦做出選擇，基本上50%的上行鏈路路徑(來自非分集RRU)被自動定位至DAU上行鏈路端口 I，而來自與該基站扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的其余RRU的其余上行鏈路路徑被自動定位至DAU上行鏈路端口 2?？刂扑惴ㄊ褂米詣犹幚韥磉x擇變得與DAU上行鏈路端口 I相關(guān)聯(lián)的上行鏈路RF路徑。只要系統(tǒng)同時(shí)聯(lián)播配置未由無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商手動改變或由DAU調(diào)度模塊自動改變，則控制算法的設(shè)置也就保持固定。
[0073]參照圖8，說明非分集RRU分配處理以及其控制算法。該處理在步驟800處開始。參照步驟801，對于饋送DAS (在DAU處)的每個(gè)基站扇區(qū)，DAS運(yùn)營商本地或遠(yuǎn)程輸入(或從所有RRU中選擇)要被同時(shí)聯(lián)播的所有RRU的列表。所輸入或選擇的RRU名稱可以包括分集RRU和非分集RRU。每個(gè)非分集RRU在系統(tǒng)試運(yùn)行處理期間被分配字母數(shù)字串S1、S2、S3等。每個(gè)基站扇區(qū)的非分集和分集RRU的列表被存儲在DAU存儲器和數(shù)據(jù)庫模塊中的非易失性存儲器中，并且對DAU管理控制模塊來說是可用的。參照步驟802，DAU管理控制模塊計(jì)算要同時(shí)聯(lián)播的且與該特定基站扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的非分集RRU的總的(整數(shù)值)數(shù)量Rl、R2、R3等。參照步驟803，作為DAU管理控制模塊的一部分的控制算法計(jì)算作為與每個(gè)基站扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的非分集RRU的總數(shù)量的預(yù)定百分比(例如，50%)的小數(shù)Vn (V1、V2、V3等)。然后算法使用常規(guī)的小數(shù)到整數(shù)轉(zhuǎn)換方法將值Vn轉(zhuǎn)換成整數(shù)值In。該轉(zhuǎn)換如下工作。如果Vn在兩個(gè)整數(shù)的中途，則返回偶數(shù)；也就是說，4.5被轉(zhuǎn)換成4，而5.5被轉(zhuǎn)換成6。如果Vn不到兩個(gè)整數(shù)的中途，則返回最接近整數(shù)的數(shù)字；也就是說，4.4被轉(zhuǎn)換成4而4.7被轉(zhuǎn)換成5。In的值是其上行鏈路輸出將被分配給相關(guān)聯(lián)的基站扇區(qū)的上行鏈路端口 I的非分集RRU的數(shù)量。參照步驟804，控制算法計(jì)算(Rn-1n)的值，這是其上行鏈路輸入將被分配給相關(guān)聯(lián)的基站扇區(qū)的上行鏈路端口 2的RRU的數(shù)量。參照步驟805，算法確定哪些具體的RRU上行鏈路信號將被分配給相關(guān)聯(lián)的基站扇區(qū)的上行鏈路端口 I。如下做出該確定。通過在試運(yùn)行時(shí)對被分配給該RRU的字母數(shù)字式名稱進(jìn)行評估，對Rn個(gè)不同RRU的列表中的每個(gè)RRU進(jìn)行排序。可以使用常規(guī)字母數(shù)字式排序算法，諸如例如使用商業(yè)可得到的軟件(類似微軟表格(Excel))來利用的排序算法。參考:http://support, microsoft.com/kb/322067。
[0074]參照步驟806，在已經(jīng)對Rn個(gè)RRU的列表進(jìn)行排序之后，前In個(gè)RRU被指定為與相關(guān)的基站扇區(qū)的上行鏈路端口 I相關(guān)聯(lián)。列表上的其余RRU被指定為與上行鏈路端口2相關(guān)聯(lián)。參照步驟807，分配信息由DAU管理控制模塊傳達(dá)至RRU管理控制模塊，并且向前傳達(dá)至RRU的關(guān)鍵元件，以實(shí)現(xiàn)算法定義的配置。參照步驟808，該配置在系統(tǒng)內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)，并且在步驟809中使該配置為動態(tài)地可操作的。該設(shè)置引起適當(dāng)?shù)纳闲墟溌沸盘栐诓襟E810和811處分別對于相關(guān)聯(lián)的DAU上行鏈路端口 I和2組合。
[0075]上述處理(每步驟800-811)在DAS試運(yùn)行處理期間對于每個(gè)基站扇區(qū)在系統(tǒng)內(nèi)自動重復(fù)。在系統(tǒng)同時(shí)聯(lián)播配置信息由于任何原因被改變的情況下，控制算法將重新確定哪50%的“新的”上行鏈路路徑將與DAU上行鏈路端口 I相關(guān)聯(lián)，以及也重新確定哪些其余的“新的”上行鏈路路徑將被分配至DAU上行鏈路端口 2。
[0076]總之，用于降低上行鏈路噪聲的軟件可配置的分布式天線系統(tǒng)和方法提供了增強(qiáng)的上行鏈路性能、增加的吞吐量、更好的服務(wù)質(zhì)量以及降低的操作成本。由于算法可以在任何時(shí)候類似數(shù)字處理器中的軟件被調(diào)整，所以該系統(tǒng)也是可再配置以及遠(yuǎn)程現(xiàn)場可編程的。
[0077]此外，相對于能夠支持各種技術(shù)(如CDMA、TD-SCDMA, WCDMA, WiMAX, IEEE802.1lx和LTE)，該系統(tǒng)是靈活的。盡管術(shù)語分集在本文中已經(jīng)用于指代結(jié)合本發(fā)明使用的基站，以及盡管術(shù)語非分集在本文中已經(jīng)用于指代配備有單個(gè)上行鏈路天線端口的RRU的類型，但是不同的術(shù)語用于指代結(jié)合WiMAX和LTE所使用的實(shí)施例，并且包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，對于WiMAX和LTE系統(tǒng)，術(shù)語多輸入多輸出(MMO)和單輸入單輸出(SISO)可以用于描述該說明書中所討論的實(shí)施例。作為示例，對于其中結(jié)合SISO RRU使用MIMO基站的WiMAX, IEEE802.1lx和LTE系統(tǒng)獲得包括降低的上行鏈路噪聲的相同的益處。從而，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，關(guān)于基站所使用的術(shù)語分集可以使用MMO替換，并且關(guān)于遠(yuǎn)程單元所使用的術(shù)語非分集可以使用SISO替換。
[0078]盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于其所描述的細(xì)節(jié)。在上述描述中已經(jīng)建議了各種置換和修改，并且對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說可以出現(xiàn)其他置換和修改。因此，所有這樣的置換和修改意在包含在如所附權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0079]術(shù)語詞匯表如下:
[0080]ACLR相鄰?fù)ǖ佬孤侗嚷?br> [0081]ACPR相鄰?fù)ǖ拦β时嚷?br> [0082]ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器
[0083]AQDM模擬正交解調(diào)器
[0084]AQM模擬正交調(diào)制器
[0085]AQDMC模擬正交解調(diào)器校正器
[0086]AQMC模擬正交調(diào)制器校正器
[0087]BPF帶通濾波器
[0088]CDMA碼分多址
[0089]CFR峰值因素減小
[0090]DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器
[0091]DET檢測器
[0092]DHMPA數(shù)字混合模式功率放大器
[0093]DDC數(shù)字下轉(zhuǎn)換器
[0094]DNC下轉(zhuǎn)換器
[0095]DPA Doherty 功率放大器
[0096]DQDM數(shù)字正交解調(diào)器
[0097]DQM數(shù)字正交調(diào)制器
[0098]DSP數(shù)字信號處理
[0099]DUC數(shù)字上轉(zhuǎn)換器
[0100]EER包絡(luò)消除和恢復(fù)
[0101]EF包絡(luò)跟隨
[0102]ET包絡(luò)跟蹤
[0103]EVM誤差矢量幅值
[0104]FFLPA前饋線性功率放大器
[0105]FIR有限沖擊響應(yīng)[0106]FPGA現(xiàn)場可編程門陣列
[0107]GSM全球移動通信系統(tǒng)
[0108]1-Q同相/正交
[0109]IF 中頻
[0110]LINC使用非線性元件的線性放大
[0111]LO本地振蕩器
[0112]LPF低通濾波器
[0113]MCPA多載波功率放大器
[0114]MDS多向搜索
[0115]MIMO多輸入多輸出
[0116]OFDM正交頻分多路復(fù)用
[0117]PA功率放大器
[0118]PAPR峰均功率比率
[0119]PD數(shù)字基帶預(yù)失真
[0120]PLL鎖相環(huán)
[0121]QAM正交調(diào)幅
[0122]QPSK正交相移鍵控
[0123]RF 射頻
[0124]RRH遠(yuǎn)端射頻頭
[0125]RRU遠(yuǎn)端射頻頭單元
[0126]SAff表面聲波濾波器
[0127]SISO單輸入單輸出
[0128]UMTS通用移動電信系統(tǒng)
[0129]UPC上轉(zhuǎn)換器
[0130]WCDMA寬帶碼分多址
[0131]WLAN無線局域網(wǎng)
【權(quán)利要求】
1.一種分布式天線系統(tǒng)，包括: 主單元，所述主單元包括: 下行鏈路RF輸入，所述下行鏈路RF輸入能夠操作用于接收來自基站的下行鏈路端口的RF輸入信號； 第一光學(xué)端口 ；以及 第二光學(xué)端口； 第一遠(yuǎn)程單元，所述第一遠(yuǎn)程單元耦接至所述主單元的所述第一光學(xué)端口，其中，所述第一遠(yuǎn)程單元包括下行鏈路天線端口和第一上行鏈路天線端口，所述第一上行鏈路天線端口能夠操作用于接收第一 RF上行鏈路信號；以及 第二遠(yuǎn)程單元，所述第二遠(yuǎn)程單元耦接至所述主單元的所述第二光學(xué)端口，其中，所述第二遠(yuǎn)程單元包括下行鏈路天線端口和第二上行鏈路天線端口，所述第二上行鏈路天線端口能夠操作用于接收第二 RF上行鏈路信號； 其中，所述主單元能夠操作用于: 將與所述第一 RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第一 RF信號發(fā)送至所述基站的第一上行鏈路端口 ；以及 將與所述第二 RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二 RF信號發(fā)送至所述基站的第二上行鏈路端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第一遠(yuǎn)程單元包括非分集遠(yuǎn)程單元，所述非分集遠(yuǎn)程單元包括單個(gè)上行鏈路天線端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第二遠(yuǎn)程單元包括非分集遠(yuǎn)程單元，所述非分集遠(yuǎn)程單元包括單個(gè)上行鏈路天線端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述主單元包括數(shù)字訪問單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述基站包括分集基站。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述基站包括中繼器設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第一遠(yuǎn)程單元包括遠(yuǎn)程天線單J Li ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第一遠(yuǎn)程單元還包括第二上行鏈路天線端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分布式天線系統(tǒng)，所述第一遠(yuǎn)程單元包括分集遠(yuǎn)程單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第一遠(yuǎn)程單元使用光纖連接而被耦接至所述主單元的所述第一光學(xué)端口。
11.一種分布式天線系統(tǒng)，包括: 第一主單元，所述第一主單元包括: 下行鏈路RF輸入，所述下行鏈路RF輸入能夠操作用于接收來自基站的下行鏈路端口的RF輸入信號；以及第一多個(gè)光學(xué)端口； 第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元，所述第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)經(jīng)由光纖連接而被耦接至所述第一多個(gè)光學(xué)端口中的一個(gè)； 第二主單元，所述第二主單元包括第二多個(gè)光學(xué)端口 ；以及第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元，所述第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)經(jīng)由光纖連接而被耦接至所述第二多個(gè)光學(xué)端口中的一個(gè)，其中，所述第二主單元與所述第一主單元連網(wǎng)； 其中，所述第一主單元能夠操作用于: 將與由所述第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元所接收的一個(gè)或更多個(gè)RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第一 RF信號發(fā)送至所述基站的第一上行鏈路端口 ；以及 將與由所述第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元所接收的一個(gè)或更多個(gè)RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二 RF信號發(fā)送至所述基站的第二上行鏈路端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述主單元包括控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第二主單元使用所述第一多個(gè)光學(xué)端口中的一個(gè)光學(xué)端口以及所述第二多個(gè)光學(xué)端口中的一個(gè)光學(xué)端口而與所述第一主單元連網(wǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第二主單元使用有線以太網(wǎng)連接而與所述第一主單元連網(wǎng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第二主單元能夠操作用于: 將與由所述第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元所接收的一個(gè)或更多個(gè)RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第三RF信號發(fā)送至第二基站的第一上行鏈路端口 ； 將與由所述第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元所接收的一個(gè)或更多個(gè)RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第四RF信號發(fā)送至所述第二基站的第二上行鏈路端口 ；
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)遠(yuǎn)程單元被連網(wǎng)至所述第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的另一個(gè)遠(yuǎn)程單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式天線系統(tǒng)，其中，所述第一多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元或者所述第二多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元包括多個(gè)RF上行鏈路端口。
18.一種操作分布式天線系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 提供處理器； 接收遠(yuǎn)程單元的列表，所述遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元均具有天線端口，其中，所述遠(yuǎn)程單元的列表包括大量非分集遠(yuǎn)程單元； 針對扇區(qū)來計(jì)算分集遠(yuǎn)程單元的數(shù)量以及非分集遠(yuǎn)程單元的數(shù)量； 使用所述處理器來計(jì)算所述遠(yuǎn)程單元的列表中的非分集遠(yuǎn)程單元的數(shù)量的百分比；針對所述遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元來將所述天線端口分配給主單元的第一上行鏈路端口或所述主單元的第二上行鏈路端口； 將所述分配發(fā)送至所述遠(yuǎn)程單元； 在第一遠(yuǎn)程單元的天線端口處接收第一 RF上行鏈路信號； 在第二遠(yuǎn)程單元的天線端口處接收第二 RF上行鏈路信號； 將與所述第一 RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的RF信號發(fā)送至所述主單元的所述第一上行鏈路端口 ；以及 將與所述第二 RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的第二 RF信號發(fā)送至所述主單元的所述第二上行鏈路端口。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括將所述分配發(fā)送至所述主單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述分布式天線系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)主單元以及多個(gè)遠(yuǎn)程單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述遠(yuǎn)程單元至少包括分集遠(yuǎn)程單元或非分集遠(yuǎn)程單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，與所述第一RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的RF信號包括與關(guān)聯(lián)于另一遠(yuǎn)程單 元的RF上行鏈路信號相關(guān)聯(lián)的信息。
【文檔編號】H04B17/40GK103999436SQ201280042828
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月2日
【發(fā)明者】保羅·萊姆森, 肖恩·帕特里克·斯特普爾頓, 薩沙·特拉伊科維奇 申請人:大理系統(tǒng)有限公司