数字射频传输中的前向路径数字求和的制作方法
【专利说明】数字射频传输中的前向路径数字求和
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年11月26日提交的美国临时专利申请序列号第61/729，792号的权益，通过引用将其合并于此。
[0003]本申请涉及以下未决美国专利申请，全部通过引用合并于此:
[0004]2012 年 11 月 26 日提交的题为 “FLEXIBLE RECONFIGURABLEMULTIP0INT-T0-MULTIP0INT DIGITAL RAD1 FREQUENCY TRANSPORT ARCHITECTURE”并且在其规则期提交的美国临时专利申请序列号第61/729，786号(代理卷号100.1249USPR)，通过引用合并于此；以及
[0005]2012年 11 月 26 日提交的题为“TIMESLOT MAPPING AND/OR AGGREGAT1N ELEMENTFOR DIGITAL RAD1 FREQUENCY TRANSPORT ARCHITECTURE” 并且在其规则期提交的美国临时专利申请序列号第61/729，789号(代理卷号100.1250USPR)，通过引用合并于此。
【背景技术】
[0006]分布式天线系统(DAS)用于将无线信号覆盖分布到建筑物中或其他实质上接近的环境中。例如，DAS可以在建筑物内分布天线。天线典型地连接到射频(RF)信号源，如服务提供者。本领域中已经实现了各种将RF信号从RF信号源传输到天线的方法。
【发明内容】
[0007]—种分布式天线交换机，包括:多个第一接口，所述多个第一接口的每个配置为跨不同第一数字通信链路从不同网络接口接收下行链路串行化数据流；至少一个第二接口，所述至少一个第二接口配置为在第二数字通信链路上将聚合下行链路串行化数据流传递至远程天线单元；并且其中，分布式天线交换机配置为将来自不同网络接口的所述多个下行链路串行化数据流聚合为聚合下行链路串行化数据流。
【附图说明】
[0008]要理解，附图仅绘出示例性实施例，因此不被认为限制范围，将通过使用附图以额外限定和细节描述示例性实施例，附图中:
[0009]图1是示例性分布式天线系统的一个实施例的框图。
[0010]图2A-2D是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统中使用的基站网络接口的示例性实施例的框图。
[0011]图3A-3B是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统中使用的分布式天线交换机的示例性实施例的框图。
[0012]图4A-4B是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统的分布式天线交换机中使用的串行化数据流路由单元的示例性实施例的框图。
[0013]图5A-5B是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统中使用的远程天线单元的示例性实施例的框图。
[0014]图6是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统的远程天线单元中使用的串行化数据流复用单元的框图。
[0015]图7A-7C是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统的远程天线单元中使用的射频转换模块的示例性实施例的框图。
[0016]图8A-8B是在诸如图1的示例性分布式天线系统的分布式天线系统的远程天线单元中使用的以太网接口的示例性实施例的框图。
[0017]图9A-9C是使用位于网络接口和分布式天线交换机之间的串行链路接口单元的另外的示例性分布式天线系统的实施例的框图。
[0018]图10A-10D是在诸如图9A-9C的示例性分布式天线系统的分布式天线系统中使用的串行链路接口单元的框图。
[0019]图11A-11D是示出在图10A-10D的串行链路接口中的时隙映射的框图。
[0020]图12A-12C是使用位于分布式天线交换机和远程单元之间的串行链路接口单元的另外的示例性分布式天线系统的实施例的框图。
[0021]图13A-13D是在诸如图12A-12C的示例性分布式天线系统的分布式天线系统中使用的串行链路接口单元的框图。
[0022]图14A-14D是示出在图13A-13D的串行链路接口中的时隙映射的框图。
[0023]图15是示出操作在一起以将多个串行化数据流聚合成单个聚合串行化数据流的多个串行链路接口单元的框图。
[0024]图16是示出操作在一起以将单个聚合串行化数据流分开为多个串行化数据流的多个串行链路接口单元的框图。
[0025]图17是图示在分布式天线系统中聚合和分布串行化数据流的方法的一个示例性实施例的流程图。
[0026]图18A-18C是图示在分布式天线交换机中聚合串行化数据流的方法的示例性实施例的流程图。
[0027]图19是图示将多个串行化数据流聚合为聚合串行化数据流的方法的一个示例性实施例的流程图。
[0028]图20是图示将聚合串行化数据流分开为多个串行化数据流的方法的一个示例性实施例的流程图。
[0029]图21是具有分布式天线交换机和各种不同网络接口、串行链路接口单元和远程天线单元的另外的示例性分布式天线系统的实施例的框图。
[0030]根据通常实践，没有按比例绘出各个描述的特征，而是绘出它们以强调与示例性实施例相关的特定特征。在各图中同样的附图标记和标号表示同样的元素。
【具体实施方式】
[0031]在以下的详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且附图中通过图示方式示出具体说明实施例。然而，要理解，可以使用其他实施例，并且可以进行逻辑上、机械上和电气上的改变。此外，附图和说明书中呈现的方法不被理解为限制可以执行各个步骤的顺序。以下具体说明因此不理解为限制性含义。
[0032]下面描述的实施例描述了分布式天线系统和分布式天线系统内的组件。分布式天线系统的各个组件使用串行化数据流通信。在示例性实施例中，串行化数据流在分布式天线系统的不同部分中使用不同通信速率。通常，在前向路径中，分布式天线系统包括单个分布式天线交换机(SWtich)，其从多个网络接口接收多个串行化数据流，然后将来自多个串行化数据流的各个时隙的数据路由到各个远程天线单元。类似的，在反向路径中，分布式天线系统的单个分布式天线交换机从各个远程天线单元接收串行化数据流，并将来自串行化数据流的各个时隙的数据路由到多个网络接口。
[0033]图1是数字分布式天线系统(DAS)100的一个示例性实施例的框图，其包括通信耦合到多个网络接口 104(包括网络接口 104-1、网络接口 104-2、以及任何量的可选网络接口104至可选网络接口 104-A)的分布式天线交换机102、以及至少一个远程天线单元106 (包括远程天线单元106-1以及任何量的可选远程天线单元106至可选远程天线单元106-B)。
[0034]每个网络接口 104通信耦合到外部设备108，其配置为将要通过分布式天线系统100传输的信号提供到网络接口 104。在前向路径中，每个网络接口 104配置为从至少一个外部设备108接收信号。具体地，网络接口 104-1通信耦合到外部设备108-1，网络接口 104-2通信耦合到外部设备108-2，并且可选网络接口 104-A通信耦合到可选外部设备108-A。每个网络接口 104还跨数字通信链路110通信耦合到分布式天线交换机102。具体地，网络接口 104-1跨数字通信链路110-1通信耦合到分布式天线交换机102的端口，网络接口 104-2跨数字通信链路110-2通信耦合到分布式天线交换机102的端口，并且可选网络接口 104-A跨数字通信链路I1-A通信耦合到分布式天线交换机102的端口。如下面更具体描述的，每个网络接口 104配置为将来自与其通信耦合的外部设备108的信号转换为下行链路串行化数据流，并且还配置为将下行链路串行化数据流跨相应的数字通信链路110传递到分布式天线交换机102(直接或通过分布式天线系统100的其他组件(诸如串行链路接口单元)，如下面详细描述的)。
[0035]类似的，在反向路径中，在示例性实施例中，每个网络接口 104配置为跨相应数字通信链路110接收上行链路串行化数据流。每个网络接口 104还配置为将所接收的上行链路串行化数据流转换为对于相关联的外部设备108格式化的信号，并且还配置为将对于相关联的外部设备108格式化的信号传递到相关联的外部设备108。
[0036]分布式天线交换机102配置为跨多个数字通信链路110 (包括数字通信链路110-1和数字通信链路110-2以及任何量的可选数字通信链路110-1至可选数字通信链路110-A)从多个网络接口 104(包括网络接口 104-1和网络接口 104-2以及任何量的可选网络接口104至可选网络接口 104-A)接收信号。在前向路径中，分布式天线交换机102的示例性实施例配置为将从第一多个数字通信链路110接收的多个下行链路串行化数据流聚合为聚合下行链路串行化数据流。在示例性实施例中，分布式天线交换机102配置为将多个下行链路串行化数据流中的一些选择性聚合为一个或多个聚合下行链路串行化数据流。例如，一个聚合数据流可包括从网络接口 104-1和网络接口 104-2两者接收的时隙，而另一聚合数据流可包括从可选网络接口 104-3(未示出)和可选网络接口 104-A接收的时隙。替代地，一个聚合数据流可包括从网络接口 104-2、可选网络接口 104-4和可选网络接口 104-A接收的时隙，而另一聚合数据流可包括从网络接口 104-1、可选网络接口 104-3和可选网络接口 104-5接收的时隙。在其他实施例中，来自串行化数据流的数据的其他组合以不同方式聚合，并且包括其他量的聚合数据流。分布式天线交换机102还配置为跨一个或多个数字通信链路112将一个或多个聚合串行化数据流传递到一个或多个远程天线单元106。在示例性实施例中，在分布式天线交换机102选择性聚合数据流的情况下，可以将聚合数据流选择性传递到各个远程天线单元106，从而使得分布式天线系统100能够以多种不同方式选择性路由网络接口和远程天线单元之间的业务。
[0037]类似的，在反向路径中，在示例性实施例中，分布式天线交换机102配置为跨一个或多个数字通信链路112接收一个或多个上行链路聚合串行数据流。分布式天线交换机102还配置为从一个或多个上行链路聚合串行数据流提取至少一个上行链路串行化数据流。分布式天线交换机还配置为将至少一个上行链路串行化数据流跨至少一个数字通信链路110传递到至少一个网络接口 104。
[0038]每个远程天线单元106跨数字通信链路112通信耦合到分布式天线交换机102。具体地，远程天线单元106-1跨数字通信链路112-1通信耦合到分布式天线交换机102的端口，并且可选远程天线单元106-B跨数字通信链路112-B通信耦合到分布式天线交换机102的端口。每个远程天线单元包括配置为从聚合下行链路串行化数据流提取至少一个下行链路串行化数据流的组件、以及配置为将至少一个上行链路串行化数据流聚合为聚合上行链路串行化数据流的组件、以及配置为在至少一个串行化数据流和至少一个射频频带之间转换的至少一个射频转换器、以及配置为在至少一个射频频带中将信号发送至至少一个用户单元116和从至少一个用户单元116接收信号的至少一个射频收发器和天线114对。
[0039]在下游中，每个远程天线单元106配置为从下行链路聚合串行化数据流提取至少一个下行链路串行化数据流。每个远程天线单元106还配置为将至少一个下行链路串行化数据流转换为射频频带中的下行链路射频(RF)信号。在示例性实施例中，这可包括数模转换器和振荡器。每个远程天线单元106还配置为使用至少一个射频收发器和天线114对将射频频带中的下行链路射频信号发送到至少一个用户单元。在具体示例性实施例中，远程天线单元106-1配置为从自分布式天线交换机102接收的下行链路聚合串行化数据流提取至少一个下行链路串行化数据流，并且还配置为将至少一个下行链路串行化数据流转换为射频频带中的下行链路射频信号。远程天线单元106-1还配置为使用射频和天线114-1对将射频频带中的下行链路射频信号发送到至少一个用户单元116-1 ο在示例性实施例中，远程天线单元106-1配置为从自分布式天线交换机102接收的下行链路聚合串行化数据流提取多个下行链路串行化数据流，并且配置为将多个下行链路串行化数据流转换为多个下行链路射频信号。在具有多个射频信号的示例性实施例中，远程天线单元106-1还配置为使用至少一个射频收发器和天线114-1对将至少一个射频频带中的下行链路射频信号发送到至少一个用户单元116-1。在示例性实施例中，远程天线单元106-1配置为使用一个天线114-1将一个下行链路射频信号发送到一个用户单元116-1，并且使用另一天线114-C将另一射频信号发送到另一用户单元116-D。射频收发器和天线114对的其他组合用于将其他各种射频频带中的射频信号的其他组合传递到各个用户单元116。
[0040]类似的，在反向路径中，在示例性实施例中，每个远程天线单元106配置为使用至少一个射频收发器和天线114对从至少一个用户单元116接收上行链路射频信号。每个远程天线单元106还配置为将射频信号转换为至少一个上行链路串行化数据流。每个远程天线单元106还配置为将至少一个上行链路串行化数据流聚合为聚合上行链路串行化数据流，并且还配置为将聚合上行链路串行化数据流跨至少一个数字通信链路112传递到分布式天线交换机102。
[0041]图2A-2D是描绘在诸如上述的示例性分布式天线系统100的分布式天线系统中使用的基站网络接口 104的示例性实施例的框图。图2A-2D的每个图示分别标记为104A-104D的基站网络接口 104的类型的不同实施例。
[0042]图2A是射频(RF)网络接口 104A的类型的基站网络接口 104的示例性实施例的框图。射频网络接口 104A包括射频(RF)至光串行化数据流转换模块202A，其通信耦合到作为射频访问基站的外部设备108的射频(RF)基站输出204A。射频至光串行化数据流转换模块202A还通信耦合到至少一个数字通信链路110。在示例性实施例中，射频至光串行化数据流转换模块202A使用可选处理器206和存储器208实现。在示例性实施例中，射频网络接口 104A包括可选电源210，用于对射频至光串行化数据流转换模块202A和/或可选处理器206和存储器208供电。
[0043]在下行链路中，射频至光串行化数据流转换模块202A配置为接收来自射频基站输出204A的射频信号。射频至光串行化数据流转换模块202A还配置为将接收的射频信号转换为下行链路串行化数据流。在示例性实施例中，这使用振荡器和混频器进行。在示例性实施例中，射频至光串行化数据流转换模块202A还将串行化数据流从电信号转换为光信号用于在数字通信链路110上输出。在其他实施例中，使用传导通信介质(诸如同轴电缆或双绞线)传输串行化数据流，并且光转换不是必须的。
[0044]在上行链路中，射频至光串行化数据流转换模块202A配置为跨数字通信链路110接收串行化数据流。在示例性实施例中，在数字通信链路110是光介质的情况下，射频至光串行化数据流转换模块202A配置为在接收的光信号和电信号之间转换上行链路串行化数据流。在其他实施例中，使用传导通信介质(诸如同轴电缆或双绞线)传输串行化数据流，并且光转换不是必须的。射频至光串行化数据流转换模块还配置为将上行链路串行化数据流转换为射频信号。在示例性实施例中，这使用振荡器和混频器进行。射频至光串行化数据流转换模块202A还配置为将上行链路射频信号传递到射频基站输出204A。
[0045]图2B是基带网络接口 104B的类型的基站网络接口 104的示例性实施例的框图。基带网络接口 104B包括基带至光串行化数据流转换模块202B，其通信耦合到作为射频访问基站的外部设备108的基带基站输出204B。基带至光串行化数据流转换模块202B还通信耦合到至少一个数字通信链路110。在示例性实施例中，基带至光串行化数据流转换模块202B使用可选处理器206和存储器208实现。在示例性实施例中，基带网络接口 104B包括可选电源210，用于对基带至光串行化数据流转换模块202B和/或可选处理器206和存储器208供电。
[0046]在下行链路中，基带至光串行化数据流转换模块202B配置为接收来自基带基站输出204B的基带移动无线访问信号(如I/Q数据)。基带至光串行化数据流转换模块202B还配置为将接收的基带移动无线访问信号转换为下行链路串行化数据流。在示例性实施例中，基带至光串行化数据流转换模块202B还将串行化数据流从电信号转换为光信号用于在数字通信链路110上输出。在其他实施例中，使用传导通信介质(诸如同轴电缆或双绞线)传输串行化数据流，并且光转换不是必须的。
[0047]在上行链路中，基带至光串行化数据流转换模块202B配置为跨数字通信链路110接收串行化数据流。在示例性实施例中，在数字通信链路110是光介质的情况下，基带至光串行化数据流转换模块202B配置为在接收的光信号和电信号之间转换上行链路串行化数据流。在其他实施例中，使用传导通信介质(诸如同轴电缆或双绞线)传输串行化数据流，并且光转换不是必须的。基带至光串行化数据流转换模块202B还配置为将上行链路串行化数据流转换为上行链路基带无线访问信号。基带至光串行化数据流转换模块202B还配置为将上行链路基带无线访问信号传递到基带基站输出204B。
[0048]图2C是通用公共无线电接口(CPRI)网络接口 104C的类型的基站网络接口 104的示例性实施例的框图。CPRI网络接口 104C包括CPRI至光串行化数据流转换模块202C，其通信耦合到作为射频访问基站的外部设备108的基带基站输出204B。CPRI至光串行化数据流转换模块202C还通信耦合到至少一个数字通信链路110。在示例性实施例中，CPRI至光串行化数据流转换模块202C使用可选处理器206和存储器208实现。在示例性实施例中，CPRI网络接口 104C包括可选电源210，用于对CPRI至光串行化数据流转换模块202C和/或可选处理器206和存储器208供电。
[0049]在下行链路中，CPRI至光串行化数据流转换模块202C配置为接收来自CPRI基站输出204C的CPRI信号。CPRI至光串行化数据流转换模块202C还配置为将接收的CPRI信号转换为下行链路串行化数据流。在示例性实施例中，CPRI至光串行化数据流转换模块202C还将串行化数据流从电信号转换为光信号用于在数字通信链路110上输出。在其他实施例中，使用传导通信介质(诸如同轴电缆或双绞线)传输串行化数据流，并且光转换不是必须的。
[0050]在上行链路中，CPRI至光串行化数据流转换模块202C配置为跨数字通信链路110接收串行化数据流。在示例性实施例中，在数字通信链路110是光介质的情况下，CPRI至光串行化数据流转换模块202C配置为在接收的光信号和电信号之间转换上行链路串行化数据流。在其他实施例中，使用传导通信介质(诸如同轴电缆或双绞线)传输串行化数据流，并且光转换不是必须的。CPRI至光串行化数据流转换模块202C还配置为将上行链路串行化数据流转换为上行链路CPPRI信号。CPRI至光串行化数据流转换模块202C还配置为将上行链路CPRI信号传递到CPRI基站输出204C。
[0051]图2D是以太网网络接口 104D的类型的基站网络接口 104的示例性实施例的框图。以太网网络接口 104D包括以太网至光串行化数据流转换模块202D，其通信耦合到作为对于基于因特网协议(IP)的网络的以太网适配器的外部设备108的以太网输出204D。以太网至光串行化数据流转换模块202D还通信耦合到至少一个数字通信链路110。在示例性实施例中，以太网至光串行化数据流转换模块202D使用可选处理器206和存储器208实现。在示例性实施例中，以太网网络接口 104D包括可选电源210，用于对以太网至光串行化数据流转换模块202D和/或可选处理器206和存储器208供电。
[0052]在下行链路中，以太网至光串行化数据流转换模块202D配置为接收来自以太网输出204D的因特网协议分组。以太网至光串行化数据流转换模块202D还配置为将因特网协议分组转换为下行链路串行化数据流。在示例性实施例中，以太网至光串行化数据流转换模块202D还将串行化数据流从电信号转换为光信号用于在数字通信链路110上输出。在其他实施例中，