在分布式天线系统中的流数据的同步传送的制作方法
【专利说明】
[00011本申请为中国申请号为201180016515.5、发明名称为"在分布式天线系统中的流 数据的同步传送"的进入中国国家阶段的PCT申请的分案申请。
[0002] 对于相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求McAllister等人在2010年3月31日提交的标题为"通过以太网PHYS和 时钟恢复及同步机制的流数据同步传送"的美国专利申请No. 61/319，623的优先权，该申请 通过引用全部包括在这里。
技术领域
[0004] 本发明涉及无线通信系统，并且具体涉及在分布式天线系统中流数据的同步传 送。
【背景技术】
[0005] 常规通信系统，如峰窝式电话系统和宽带无线城域网，常常划分成多个单元。这些 单元通常以一定模式而分布从而消除同信道干扰，并因而提供在系统的服务区中的用户单 元的覆盖。在某些系统中，每个单元包括基站，基站采用RF收发设备、天线、以及有线通信设 备。在单元站点区域中的用户单元因而使用RF收发机与基站的RF收发机通信。同样，基站也 将话音和数据业务中转到移动单元/中转来自移动单元的话音和数据业务，并且中转到移 动电话交换站或接入服务网关/中转来自其的话音和数据业务。这个站或网关一般又连接 到中心网络，如连接到公共交换电话网。
[0006] 为了增大系统容量，将某些单元进一步划分成扇区或更小单元，使基站由较低成 本但能力减少的微单元或皮单元代替。另外，分布式天线系统常常用来优化在较大单元中 的RF分布，从而比多个皮单元或微单元更低的成本增大覆盖。这些手段容许有限数量的RF 信道的再次使用，无需安装新基站的成本。而且，这样的技术可用来将覆盖扩展到其中RF传 播由障碍物(如建筑物和隧道)限制的区域，并且扩展到其业务和收益量不足以投资另一个 基站的区域。分布式天线系统(DAS)本身常常包括主单元，主单元使用不同的空中接口连接 到各个单元提供商的各个收发基站。主单元又连接到一系列物理上分离的远程天线单元。 远程单元使用高速串行链路(HSSL)连接到主单元，并且主单元降频转换和数字化来自基站 的信号，并且时分多路复用在串行链路上传输到远程单元的数字数据。远程单元将信号转 换回模拟信号、升频转换、以及传输到用户。类似地，远程单元降频转换和数字化来自用户 的上行链路信号，并且将信号传输回主单元，主单元将它们转换到适当格式以传输到基站。
[0007] 用于分布式天线系统的空中接口标准对于频移的要求可施加于系统信号。某些标 准(如GSM)施加这样严格的标准，它们只能通过将对于在分布式天线系统内的频率变换使 用的全部信号都锁频到单个共用标准上而满足。这保证了由升频和降频转换过程引入的全 部频率误差都抵消。因此，对于升频和降频转换使用的本地振荡器信号和对于数模和模数 转换过程使用的时钟必须被锁频到共用基准。在分布式天线系统的全部元件中使用规范的 振荡器，该种振荡器被其它通信系统（如GPS或WWV)所规定，可用来实现锁频。然而，这会显 著地增加分布式天线系统的成本，并且在采用分布式天线系统的多种应用中，如在建筑物 或隧道中，这种信号的接收在最好也是成问题的，最坏则根本不存在。主单元基准可借助于 在串行链路电缆内的额外电缆或额外导线连线到远程单元，这些串行链路电缆用来传送数 据。但添加额外电缆使部署成本倍增，并且在某些情况下是不可能的。此外，将额外导线添 加到电缆并不总是可能的，在建筑物或其它结构中使用现有CAT 5/6/6A电缆的情况就是这 样，其中全部电缆对都需要用于高速数据传送，并且/或者不然也已用于其它应用。
[0008] 为了使安装的成本最低和利用现有线缆基础结构，希望每当可能时，使用部署多 个导体的低成本通信电缆，如非屏蔽双扭线电缆(unshielded twisted pair cable)，而非 较昂贵的屏蔽双扭线或纤维光缆。双扭线的使用也容许较便宜铜PHYs的使用，如lOGBase-T Ethernet的使用，而非较昂贵光收发机的使用，如SFP和XFP模块。然而，非屏蔽双扭线电缆 的使用导致对于干扰信号的额外敏感性。高数据速率串行协议，如lOGBase-T Ethernet(需 要它来处理传输宽带数字化RF必需的高数据速率），因为较复杂的调制方案和这样的格式 所采用的宽带宽，对于外部串扰特别敏感。增大的串扰和噪声将导致对于数据的较大抖动， 并因此也导致恢复时钟的较大抖动。这种抖动必须除去，以避免污染模数和数模转换过程， 以便利用非屏蔽双扭线的成本和安装优势。
[0009] 就其它通信链路而论，在纤维光缆上的信号一般对于来自其它电缆的串扰不敏 感，并且串扰也基本不如在屏蔽电缆中严重。但这样的纤维光缆和屏蔽电缆以及与其配套 使用的设备，常常是成本过高无法使用，也不能用于试图重新使用已经在建筑物中的电缆 的那些应用中。例如，可能必需利用现有基础结构，以容纳既使用光学纤维(如在楼层之间） 又使用双扭线(如地板上的水平布线）的混合系统。
[0010] 因此，现有技术中需要一种可有效地再次使用现有通信系统基础结构（如分布式 天线系统)而不引入与其相关联的额外成本的系统。还需要解决使用双扭线基础结构的DAS 中的抖动、串扰、以及噪声问题，以保证系统主时钟可传送到全部远程元件，以预防在升频 和降频转换期间引入的RF偏移。更进一步，需要一种不仅可处理蜂窝通信，还可处理其它通 信(如在单个成本有效系统中的公共安全和无线电和WiFi)的DAS。
【发明内容】
[0011] 本发明的实施例提供一种方法、分布式天线系统以及其元件，从通信介质上传输 的串行编码二进制数据流产生抖动减小的时钟信号。所述方法包括:经高速数据接口电路 来接收调制信号，该调制信号包括编码二进制数据流；以及，从调制信号中提取编码二进制 数据流。所述方法还包括产生恢复时钟信号，该恢复时钟信号借助于锁相环锁相到所述编 码二进制数据流。所述方法更进一步包括:基于编码二进制数据流和恢复时钟信号的相位 之差，产生误差信号；以及借助于环路滤波器积分所述误差信号，该环路滤波器配置有带 宽，该带宽允许编码二进制数据流中的抖动和漂移以产生用于控制压控振荡器的信号。所 述方法还包括:通过滤波所述恢复时钟信号以除去抖动，产生稳定的恢复时钟信号，但基本 不影响所述稳定的恢复时钟信号的频率，以允许所述稳定的恢复时钟信号跟踪所述编码二 进制数据流的漂移；以及通过定标所述稳定的恢复时钟信号频率，产生至少一个输出时钟。
[0012] 在备选实施例中，提供用于分布式天线系统的远程单元。远程单元包括:高速数据 接口电路，用来与主单元通信;RF收发电路，用来与用户单元通信；以及处理单元，用于多路 复用数据并将数据路由到高速数据接口，以及去多路复用数据并将数据从高速数据接口电 路路由到RF收发电路。远程单元还包括:时钟恢复电路，它包括锁相环，锁相环包括具有带 宽的环路滤波器，该带宽基本不阻塞在调制信号中的抖动或长期漂移，所述时钟恢复电路 配置成从高速数据接口电路接收包括串行编码二进制数据流的调制信号，还配置成从其产 生恢复时钟信号；以及滤波电路，配置成滤波所述恢复时钟信号以除去抖动，并且产生稳定 的恢复时钟信号。远程单元更进一步包括定标电路，该定标电路配置成定标所述稳定的恢 复时钟信号的频率，以产生相应预定目标频率的至少一个输出信号。
[0013] 本发明的更进一步实施例包括一种分布式天线系统，该分布式天线系统包括主单 元和至少一个远程单元。主单元经调制信号将编码数据流以时钟信号调制（clock)到高速 数据接口电路，该调制信号基于基准振荡器的输出。远程单元包括高速数据接口电路和时 钟恢复电路，该高速数据接口电路用来从主单元接收调制信号。时钟恢复电路又包括锁相 环，锁相环又包括环路滤波器，该环路滤波器配置有基本不阻塞在调制信号中的抖动或长 期漂移的带宽。这样，时钟恢复电路配置成从包括编码数据流的调制信号产生恢复时钟信 号。更进一步，远程单元包括:滤波电路，被配置成滤波所述恢复时钟信号以除去抖动，并且 进一步配置成，产生稳定的恢复时钟信号；以及定标电路，被配置成定标所述稳定的恢复时 钟信号的频率，以预定目标频率产生输出信号。
[0014] 本发明的另外实施例包括一种从编码数据流产生抖动减少的时钟信号的方法。所 述方法包括基于所述编码数据流产生恢复时钟信号，恢复时钟信号被锁相到振荡器上，该 振荡器用来将所述编码数据流以时钟信号调制为调制信号。所述方法还包括:基于恢复时 钟信号，将来自编码数据流的数据以时钟信号调制到处理单元；以及使用所述处理单元，检 测所述编码数据流的、除比特率之外的周期性信号分量。更进一步，所述方法包括:基于检 测的周期性信号分量产生基准时钟信号;使用电路来滤波所述基准时钟信号，该电路具有 基本阻塞抖动但基本允许基准时