用于无线网络系统的分布式天线系统的制作方法
【专利说明】用于无线网络系统的分布式天线系统
[0001]本申请是2010年3月24日递交的第201080026321.9号发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及用于无线通信系统中的无线收发器系统，并且具体地涉及用于无线收发器系统的分布式天线系统。
【背景技术】
[0003]如图1所示，当代蜂窝电话系统和宽带无线大都市网络20通常被划分成以如下模式分布的多个小区22，该模式用于排除同信道干扰并且提供对在系统服务区中操作的移动和固定订户单元的覆盖。每个小区22包括基站24，基站24采用了射频(RF)收发器设备、天线26和有线线路28通信设备。小区站点的地理区域中的移动/固定订户单元30使用RF收发器设备来与基站24内的RF收发器进行通信。基站24对去往/来自订户移动单元或设备(例如，电话)30以及去往/来自移动电话交换局32或接入服务网关的语音和数据流量进行中继，该移动电话交换局32或接入服务网关例如继而连接到中央网络(诸如，公共交换电话网络(PSTN) 34)或分组交换网络(诸如，因特网)。
[0004]为了改善基站24的容量以处理更多的移动用户30，小区22可以被划分成多个扇区38或者进一步细分成基站24被更低成本、降低容量的微小区或微微小区36取代的更小的小区。在某些配置中，可以采用分布式天线系统(DAS)来优化较大小区中的RF分布，以便以甚至比微微小区和/或微小区36更低的成本来增加容量。这些方法允许有限数目的昂贵的RF信道的重复使用而不需要引发一个或多个完整基站24的成本。此外，这些技术还可以用于将覆盖扩展到小区站点内其中RF传播可能被障碍物(诸如，在建筑物和隧道中)限制的区域，或者扩展到其中流量(收益)没有证明完整基站24所需投入是合适的区域。分布式天线系统支持RF覆盖以均匀的方式适配于特定环境以辅助减少引入的干扰的量。另外，保持额外流量较低，这是因为仅分布现有小区并且不需要在小区间切换。
[0005]为了减少与其通信系统的开发相关联的成本，多个服务提供商经常将他们的基站24定位在相同的地理点。提供商继而可以将这种项目共享为天线、天线塔、主电源引下线(drops)、土地成本和监管成本。这些服务提供商可以采用多个RF频带、相同RF频带中的多个信道和多个空中接口标准(例如，CDMA, UMTS, TDMA和WiMax)。每个服务提供商通过部署他们自己的微小区/微微小区和/或分布式天线来扩展覆盖以增加容量的成本可能非常高。另外，在RF传播较差的某些区域中(诸如体育场馆或购物中心)，这种设施的所有者可能出于美学原因或者由于空间限制而不允许多个服务提供商安装这种设备。
[0006]因此，在本领域中存在对一种可以由多个服务提供商使用来扩展覆盖和增加容量的系统的需要。
【发明内容】
[0007]本发明的各个实施方式提供了一种分布式天线系统(“DAS”)，该DAS可以由多个无线服务提供商使用来增加多个通信系统的容量和覆盖区域，而不需要每个提供商引发部署一个或多个微小区/微微小区或DAS的成本。为此，本发明的各个实施方式能够同时在由多个服务提供商操作的并置基站与远程或固定订户单元之间分发信号。该信号可以涵盖多个RF频带、这些频带中的多个信道和多个空中接口标准。本发明的实施方式可以向无线服务提供商提供一种解决方案，该解决方案当与微小区或微微小区相比时，允许它们以更低的成本利用类似或者甚至改进的信号质量来覆盖某些环境。
[0008]分布式天线系统的某些实施方式包括系统控制器和与多个基站中的至少一个通信的主单元。远程单元通过高数据速率介质与主单元和/或另一上游或下游远程单元进行通信。在某些实施方式中，远程单元通过数字调制光学信道与主单元和/或其他远程单元进行通?目。
[0009]在其他实施方式中，分布式天线系统包括控制器和由该控制器控制的数字时间/空间交叉点交换机。数字化收发器与数字时间/空间交叉点交换机进行通信。交叉点交换机被配置用于通过数字化收发器发射和接收数字数据。
【附图说明】
[0010]并入本说明书并且构成其一部分的附图图示了本发明的实施方式，并且与上文给出的本发明总体描述和下文给出的详细描述一起用于说明本发明。
[0011]图1是当代蜂窝电话系统和宽带无线大都市网络的方框图。
[0012]图2Α是采用了本发明的实施方式的图1蜂窝电话系统和宽带无线大都市网络的方框图。
[0013]图2Β是图2Α中一部分的详细视图。
[0014]图3是本发明的一个实施方式的详细方框图。
[0015]图4是在本发明的实施方式中使用的主单元的详细方框图。
[0016]图5是在本发明某些实施方式中使用的TDD开关的方框图。
[0017]图6Α和图6Β是在本发明的实施方式中利用的远程单元中的一部分的详细方框图。
[0018]图7Α和图7Β是在本发明的实施方式中利用的备选的远程单元中的一部分的详细方框图。
[0019]图8是包括扩展单元的本发明实施方式的详细方框图。
[0020]图9是图8扩展单元中的一部分的详细方框图。
[0021]图1OA和图1OB是与本发明的实施方式一起利用的备选主单元中的一部分的详细方框图。
[0022]图11是根据本发明实施方式之一的蜂窝电话系统和宽带无线大都市网络的详细方框图。
[0023]图12Α和图12Β是与和本发明实施方式一起利用的图1OA和图1OB的主单元类似的另一主单元中的一部分的详细方框图。
[0024]图13是诸如在图6Α至图6Β和图7Α至图7Β中的利用数字交叉点交换机的远程单元的备选的示例性实施方式。
[0025]图14是采用数字交叉点交换的主单元和远程/扩展单元的方框图。
[0026]图15A至图15C是不同类型数字收发器的方框图。
[0027]图16是具有组合/求和功能的数字交叉点交换机的方框图。
[0028]应当理解，附图未必按比例，而是呈现表示用于说明本发明基本原理的某种程度上简化的各种特征。这里所公开的操作序列的特定设计特征例如包括各种所示部件的特定尺寸、定向、位置和形状，将会部分地由特定意图应用和使用环境来确定。所示实施方式的某些特征可以相对于其他特征而放大或失真，以用于促进视觉化和清楚的理解。具体地，例如为了清楚或说明起见，可以将薄的特征加厚。
【具体实施方式】
[0029]本发明的实施方式提供了一种分布式天线系统(“DAS”)，该DAS可以供多个服务提供商使用来增加多个通信系统的容量和覆盖区域，而不需要每个提供商引发部署一个或多个微小区/微微小区或DAS的成本。为此，本发明的实施方式能够同时在由多个服务提供商操作的并置基站与远程或固定订户单元之间分发信号，该信号采用了多个RF频带、这些频带中的多个信道和多个空中接口标准。
[0030]本发明的系统架构使得可以针对每个覆盖场景定制RF频带/空中接口的数目、可以适应的服务提供商的数目以及分布式天线的数目，以最小化成本。在图2A和图2B中所示的示例性实施方式中可以看到该系统的一个可能实现方式40。该实现方式40包括与至少一个基站24并置的主单元42。主单元42可以经由有线线路28连接而连接到移动电话交换局32。分布式天线单元的群组44经由高速数字传输链路46互连。以数字格式传输RF信号可以辅助防止由于传输链路产生的任意可估量的退化。频谱滤波还可以用于允许或防止特定无线电信号的分发。另外，频谱分量的各个群组延迟可以单独进行调节而不需要硬件修改。因此，可以避免重叠的同播小区之间的质量退化延迟差异。
[0031]本发明的实施方式中采用的数字传输机制支持传输链路上可用带宽的灵活使用。这些链路的主要用途通常用于RF频谱。链路的时分多路复用格式允许传输多个信号，这些信号甚至可以处于相同的RF频率。此外，来自数据通信链路(诸如以太网)的数据还可以插入数字传输链路中以用于系统监测、配置、控制以及其他用户应用。
[0032]在图3所示的分布式天线系统50的第一实施方式中，一个或多个主单元42a、42b和系统控制器52与一个或多个运营商的基站24a_d并置。在此实施方式中，每个主单元42a、42b能够处理多达六个RF频带，其中对于频分双工(FDD)空中接口而言，其能够处理多达每频带四个服务提供商，以及对于时分双工(TDD)空中接口而言，其能够处理多达每频带一个运营商，尽管本领域普通技术人员将理解其他主单元能够处理更多或更少的RF频带、服务提供商或运营商。主单元42a、42b经由引导的耦合接口 54连接到基站24a-24d。主单元42a、42b还经由I到4个宽带数字调制光学接口 56连接到一系列分布式天线单元44(以下称为远程单元)，尽管本领域普通技术人员将理解其他主单元可以具有多于四个光学接口。多达四个远程单元44可以沿每个光学接口 56进行菊花链(daisy chain)排列。