用于無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)
[0001]本申請是2010年3月24日遞交的第201080026321.9號(hào)發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于無線通信系統(tǒng)中的無線收發(fā)器系統(tǒng)，并且具體地涉及用于無線收發(fā)器系統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]如圖1所示，當(dāng)代蜂窩電話系統(tǒng)和寬帶無線大都市網(wǎng)絡(luò)20通常被劃分成以如下模式分布的多個(gè)小區(qū)22，該模式用于排除同信道干擾并且提供對(duì)在系統(tǒng)服務(wù)區(qū)中操作的移動(dòng)和固定訂戶單元的覆蓋。每個(gè)小區(qū)22包括基站24，基站24采用了射頻(RF)收發(fā)器設(shè)備、天線26和有線線路28通信設(shè)備。小區(qū)站點(diǎn)的地理區(qū)域中的移動(dòng)/固定訂戶單元30使用RF收發(fā)器設(shè)備來與基站24內(nèi)的RF收發(fā)器進(jìn)行通信?；?4對(duì)去往/來自訂戶移動(dòng)單元或設(shè)備(例如，電話)30以及去往/來自移動(dòng)電話交換局32或接入服務(wù)網(wǎng)關(guān)的語音和數(shù)據(jù)流量進(jìn)行中繼，該移動(dòng)電話交換局32或接入服務(wù)網(wǎng)關(guān)例如繼而連接到中央網(wǎng)絡(luò)(諸如，公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN) 34)或分組交換網(wǎng)絡(luò)(諸如，因特網(wǎng))。
[0004]為了改善基站24的容量以處理更多的移動(dòng)用戶30，小區(qū)22可以被劃分成多個(gè)扇區(qū)38或者進(jìn)一步細(xì)分成基站24被更低成本、降低容量的微小區(qū)或微微小區(qū)36取代的更小的小區(qū)。在某些配置中，可以采用分布式天線系統(tǒng)(DAS)來優(yōu)化較大小區(qū)中的RF分布，以便以甚至比微微小區(qū)和/或微小區(qū)36更低的成本來增加容量。這些方法允許有限數(shù)目的昂貴的RF信道的重復(fù)使用而不需要引發(fā)一個(gè)或多個(gè)完整基站24的成本。此外，這些技術(shù)還可以用于將覆蓋擴(kuò)展到小區(qū)站點(diǎn)內(nèi)其中RF傳播可能被障礙物(諸如，在建筑物和隧道中)限制的區(qū)域，或者擴(kuò)展到其中流量(收益)沒有證明完整基站24所需投入是合適的區(qū)域。分布式天線系統(tǒng)支持RF覆蓋以均勻的方式適配于特定環(huán)境以輔助減少引入的干擾的量。另外，保持額外流量較低，這是因?yàn)閮H分布現(xiàn)有小區(qū)并且不需要在小區(qū)間切換。
[0005]為了減少與其通信系統(tǒng)的開發(fā)相關(guān)聯(lián)的成本，多個(gè)服務(wù)提供商經(jīng)常將他們的基站24定位在相同的地理點(diǎn)。提供商繼而可以將這種項(xiàng)目共享為天線、天線塔、主電源引下線(drops)、土地成本和監(jiān)管成本。這些服務(wù)提供商可以采用多個(gè)RF頻帶、相同RF頻帶中的多個(gè)信道和多個(gè)空中接口標(biāo)準(zhǔn)(例如，CDMA, UMTS, TDMA和WiMax)。每個(gè)服務(wù)提供商通過部署他們自己的微小區(qū)/微微小區(qū)和/或分布式天線來擴(kuò)展覆蓋以增加容量的成本可能非常高。另外，在RF傳播較差的某些區(qū)域中(諸如體育場館或購物中心)，這種設(shè)施的所有者可能出于美學(xué)原因或者由于空間限制而不允許多個(gè)服務(wù)提供商安裝這種設(shè)備。
[0006]因此，在本領(lǐng)域中存在對(duì)一種可以由多個(gè)服務(wù)提供商使用來擴(kuò)展覆蓋和增加容量的系統(tǒng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式提供了一種分布式天線系統(tǒng)(“DAS”)，該DAS可以由多個(gè)無線服務(wù)提供商使用來增加多個(gè)通信系統(tǒng)的容量和覆蓋區(qū)域，而不需要每個(gè)提供商引發(fā)部署一個(gè)或多個(gè)微小區(qū)/微微小區(qū)或DAS的成本。為此，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式能夠同時(shí)在由多個(gè)服務(wù)提供商操作的并置基站與遠(yuǎn)程或固定訂戶單元之間分發(fā)信號(hào)。該信號(hào)可以涵蓋多個(gè)RF頻帶、這些頻帶中的多個(gè)信道和多個(gè)空中接口標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的實(shí)施方式可以向無線服務(wù)提供商提供一種解決方案，該解決方案當(dāng)與微小區(qū)或微微小區(qū)相比時(shí)，允許它們以更低的成本利用類似或者甚至改進(jìn)的信號(hào)質(zhì)量來覆蓋某些環(huán)境。
[0008]分布式天線系統(tǒng)的某些實(shí)施方式包括系統(tǒng)控制器和與多個(gè)基站中的至少一個(gè)通信的主單元。遠(yuǎn)程單元通過高數(shù)據(jù)速率介質(zhì)與主單元和/或另一上游或下游遠(yuǎn)程單元進(jìn)行通信。在某些實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程單元通過數(shù)字調(diào)制光學(xué)信道與主單元和/或其他遠(yuǎn)程單元進(jìn)行通?目。
[0009]在其他實(shí)施方式中，分布式天線系統(tǒng)包括控制器和由該控制器控制的數(shù)字時(shí)間/空間交叉點(diǎn)交換機(jī)。數(shù)字化收發(fā)器與數(shù)字時(shí)間/空間交叉點(diǎn)交換機(jī)進(jìn)行通信。交叉點(diǎn)交換機(jī)被配置用于通過數(shù)字化收發(fā)器發(fā)射和接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0010]并入本說明書并且構(gòu)成其一部分的附圖圖示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與上文給出的本發(fā)明總體描述和下文給出的詳細(xì)描述一起用于說明本發(fā)明。
[0011]圖1是當(dāng)代蜂窩電話系統(tǒng)和寬帶無線大都市網(wǎng)絡(luò)的方框圖。
[0012]圖2Α是采用了本發(fā)明的實(shí)施方式的圖1蜂窩電話系統(tǒng)和寬帶無線大都市網(wǎng)絡(luò)的方框圖。
[0013]圖2Β是圖2Α中一部分的詳細(xì)視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的詳細(xì)方框圖。
[0015]圖4是在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的主單元的詳細(xì)方框圖。
[0016]圖5是在本發(fā)明某些實(shí)施方式中使用的TDD開關(guān)的方框圖。
[0017]圖6Α和圖6Β是在本發(fā)明的實(shí)施方式中利用的遠(yuǎn)程單元中的一部分的詳細(xì)方框圖。
[0018]圖7Α和圖7Β是在本發(fā)明的實(shí)施方式中利用的備選的遠(yuǎn)程單元中的一部分的詳細(xì)方框圖。
[0019]圖8是包括擴(kuò)展單元的本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)方框圖。
[0020]圖9是圖8擴(kuò)展單元中的一部分的詳細(xì)方框圖。
[0021]圖1OA和圖1OB是與本發(fā)明的實(shí)施方式一起利用的備選主單元中的一部分的詳細(xì)方框圖。
[0022]圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式之一的蜂窩電話系統(tǒng)和寬帶無線大都市網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)方框圖。
[0023]圖12Α和圖12Β是與和本發(fā)明實(shí)施方式一起利用的圖1OA和圖1OB的主單元類似的另一主單元中的一部分的詳細(xì)方框圖。
[0024]圖13是諸如在圖6Α至圖6Β和圖7Α至圖7Β中的利用數(shù)字交叉點(diǎn)交換機(jī)的遠(yuǎn)程單元的備選的示例性實(shí)施方式。
[0025]圖14是采用數(shù)字交叉點(diǎn)交換的主單元和遠(yuǎn)程/擴(kuò)展單元的方框圖。
[0026]圖15A至圖15C是不同類型數(shù)字收發(fā)器的方框圖。
[0027]圖16是具有組合/求和功能的數(shù)字交叉點(diǎn)交換機(jī)的方框圖。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解，附圖未必按比例，而是呈現(xiàn)表示用于說明本發(fā)明基本原理的某種程度上簡化的各種特征。這里所公開的操作序列的特定設(shè)計(jì)特征例如包括各種所示部件的特定尺寸、定向、位置和形狀，將會(huì)部分地由特定意圖應(yīng)用和使用環(huán)境來確定。所示實(shí)施方式的某些特征可以相對(duì)于其他特征而放大或失真，以用于促進(jìn)視覺化和清楚的理解。具體地，例如為了清楚或說明起見，可以將薄的特征加厚。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種分布式天線系統(tǒng)(“DAS”)，該DAS可以供多個(gè)服務(wù)提供商使用來增加多個(gè)通信系統(tǒng)的容量和覆蓋區(qū)域，而不需要每個(gè)提供商引發(fā)部署一個(gè)或多個(gè)微小區(qū)/微微小區(qū)或DAS的成本。為此，本發(fā)明的實(shí)施方式能夠同時(shí)在由多個(gè)服務(wù)提供商操作的并置基站與遠(yuǎn)程或固定訂戶單元之間分發(fā)信號(hào)，該信號(hào)采用了多個(gè)RF頻帶、這些頻帶中的多個(gè)信道和多個(gè)空中接口標(biāo)準(zhǔn)。
[0030]本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)使得可以針對(duì)每個(gè)覆蓋場景定制RF頻帶/空中接口的數(shù)目、可以適應(yīng)的服務(wù)提供商的數(shù)目以及分布式天線的數(shù)目，以最小化成本。在圖2A和圖2B中所示的示例性實(shí)施方式中可以看到該系統(tǒng)的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式40。該實(shí)現(xiàn)方式40包括與至少一個(gè)基站24并置的主單元42。主單元42可以經(jīng)由有線線路28連接而連接到移動(dòng)電話交換局32。分布式天線單元的群組44經(jīng)由高速數(shù)字傳輸鏈路46互連。以數(shù)字格式傳輸RF信號(hào)可以輔助防止由于傳輸鏈路產(chǎn)生的任意可估量的退化。頻譜濾波還可以用于允許或防止特定無線電信號(hào)的分發(fā)。另外，頻譜分量的各個(gè)群組延遲可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)而不需要硬件修改。因此，可以避免重疊的同播小區(qū)之間的質(zhì)量退化延遲差異。
[0031]本發(fā)明的實(shí)施方式中采用的數(shù)字傳輸機(jī)制支持傳輸鏈路上可用帶寬的靈活使用。這些鏈路的主要用途通常用于RF頻譜。鏈路的時(shí)分多路復(fù)用格式允許傳輸多個(gè)信號(hào)，這些信號(hào)甚至可以處于相同的RF頻率。此外，來自數(shù)據(jù)通信鏈路(諸如以太網(wǎng))的數(shù)據(jù)還可以插入數(shù)字傳輸鏈路中以用于系統(tǒng)監(jiān)測、配置、控制以及其他用戶應(yīng)用。
[0032]在圖3所示的分布式天線系統(tǒng)50的第一實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)主單元42a、42b和系統(tǒng)控制器52與一個(gè)或多個(gè)運(yùn)營商的基站24a_d并置。在此實(shí)施方式中，每個(gè)主單元42a、42b能夠處理多達(dá)六個(gè)RF頻帶，其中對(duì)于頻分雙工(FDD)空中接口而言，其能夠處理多達(dá)每頻帶四個(gè)服務(wù)提供商，以及對(duì)于時(shí)分雙工(TDD)空中接口而言，其能夠處理多達(dá)每頻帶一個(gè)運(yùn)營商，盡管本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解其他主單元能夠處理更多或更少的RF頻帶、服務(wù)提供商或運(yùn)營商。主單元42a、42b經(jīng)由引導(dǎo)的耦合接口 54連接到基站24a-24d。主單元42a、42b還經(jīng)由I到4個(gè)寬帶數(shù)字調(diào)制光學(xué)接口 56連接到一系列分布式天線單元44(以下稱為遠(yuǎn)程單元)，盡管本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解其他主單元可以具有多于四個(gè)光學(xué)接口。多達(dá)四個(gè)遠(yuǎn)程單元44可以沿每個(gè)光學(xué)接口 56進(jìn)行菊花鏈(daisy chain)排列。