在分布式天线系统中进行通信的方法
【专利说明】在分布式天线系统中进行通信的方法
[0001 ] 本专利申请是国际申请日为2011年8月16日、国家申请号为201180050066.6、发明名称为“用于分布式天线系统的远程单元的菊花链式环”的专利申请的分案申请。
[0002]本申请要求提交于2011年2月7日的标题为“DAISY CHAINED RING OF REMOTEUNITS FOR A DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM” 的美国专利申请序列号61/439,940的权益，为了所有目的而将该申请通过引用合并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及采用分布式天线系统(DAS)作为分布式无线网络的一部分的无线通信系统。更具体地，本发明涉及利用一个或多个被配置成将特定的包传输分配给多个远程单元中的所选定的远程单元的受远程监视和控制的数字接入单元的DAS，其中该远程单元在一些实施方式中，可以按照菊花链式(daisy-chained)环来配置。
【背景技术】
[0004]无线和移动网络运营商面临建立对高数据流量(traffic)增长率进行有效管理的网络的持续挑战。移动性和用于终端用户的多媒体内容的增加的水平要求既支持新业务又支持对宽带和统一费率互联网接入的增加的需求的端到端网络适应。网络运营商所面临的最大挑战之一是在确保高性价比的DAS部署的同时使它们的DAS网络的容量最大化并且同时提供一种非常高程度的DAS远程单元实用性。
[0005]为了提供足够大以满足特定地点处的网络用户的短期需求但是也避免无线电资源的高价而低效率的部署的DAS网络容量，DAS网络规划师更优选地采用提供高度的动态灵活性的DAS架构和解决方案。因此，对于无线网络运营商而言，采用具有高度灵活性的DAS解决方案以基于不断变化的网络状况和用户需求来实施动态重新布置会是有利的。此外，DAS部署越是不会过时，通常它的寿命周期成本就会越低。
[0006]为了帮助确保具体的DAS部署尽可能具有高性价比，DAS网络规划师和系统集成商采用许多创新方法。网络规划师和集成商所考虑的成本类型包括DAS部署成本或DAS安装成本，以及包括维护成本、紧急修复成本和网络重新布置成本的运营成本。由于设施需求变化和建筑物用途频繁变化，所以对于室内DAS应用而言，重新布置成本尤其为明显。因此，采用以下DAS系统及方法会是有利的:该系统及方法基于尽可能少的DAS传送设施以使安装成本和/或租用成本最小化并且具有自愈能力以避免对昂贵的紧急修复服务的需求。
[0007]为了获得高度的DAS远程单元实用性，必须满足两个主要条件。第一，DAS远程单元自身必须是固有地可靠的。第二，传送介质，例如光纤，必须是非常可靠的。众所周知，电子连接和/或光学连接本身就是DAS网络中的故障或降低了的可用性的重要根源。维护户外DAS网络的公司报道，外部设备光纤设施的故障并不是如所期望的那样地少见。因此，在传送媒质连接的故障的情况下，采用提供较高冗余和/或自愈特性的系统和方法会是有利的。
【发明内容】
[0008]本发明通过提供与一个或多个基站响应并且具有至少一个、但在一些实施方式中具有多个数字接入单元(“DAU”)(其中每个都工作以控制相关联的多个数字远程单元(“DRU”)的包流量)的分布式天线系统，实质上取得了上述优点和益处并且克服了上面所讨论的现有技术的局限。在采用多个DAU的实施方式中，DAU可以呈菊花链式线性配置或者环配置。同样地，取决于实施，可以按照线性或环菊花链配置来配置与给定的DAU相关联的DRU0
[0009]通过DAU将从基站接收到的数据下转换、数字化并且转换到基带上。然后对数据流进行I/Q映射、帧化以及独立地序列化，使得可以从DAU中并行地获取多个数据流。在至少一些实施方式中，DAU经由光学传送布置与关联的DRU通信。本领域的技术人员应当理解，使用本发明，可以配置具有η个基站的分布式天线系统，每个基站提供由一个或多个关联DAU来传输至ο个DRU的m个RF输出，其中唯一的限制是由比如延迟这样的特定的DAS的技术性能规范所施加的。
[0010]通过使用环配置来进行连接，在至少一些实施方式中，将DRU和/或DAU的容错构建到系统中，结果使系统具有高度可用性。在单DAU实施方式中，每个DRU都可以通过两条路径接入，因此即使在线路中断的情况下，也能保持可用。在多DAU实施方式中，其中DAU为线性菊花链式，每个DRU都可以从多个DRU接入，使得即使某个DAU出现故障也不会阻碍系统工作。在采用DAU环连接的实施方式中，对于每个DAU都存在多条路径，因此提供了附加的容错水平以及如下文更详细地讨论的动态负荷平衡和资源管理。
[0011]因此，本发明的先进系统架构的配置提供了高度灵活性以对分布式无线网络的无线电资源效率、使用、实用性和总体性能进行管理、控制、增强和促进。本发明使得专门的应用和增强成为可能，这些专门的应用和增强包括:灵活同时联播、自动流量负荷平衡、网络和无线电资源优化、网络校准、自主/辅助试运行、载波轮询、自动频率选择、频率载波定位、流量监视、流量标记和使用伪导频(Pilot Beacon)确定室内地点确定。本发明也可以服务于多个运营商、多模无线电(独立于调制的)和每个运营商的多个频带以提高运营商的无线网络的效率和流量容量。
[0012]本发明还提供高度的动态灵活性，支持动态重新布置，并且提供低的寿命周期成本。这一先进系统构架使得能够使用较少的DAS传送设施来部署DAS网络以在提供自愈特征的同时降低成本。本发明还提供冗余和增强的系统可用性。
[0013]本发明的目的是在使用例如光纤传送的高可用性环配置中提供如在2010年9月14日提交的、通过引用合并到本申请中并且被作为附录A附加到本申请中的题为“RemotelyReconfigurable Distributed Antenna System and Methods” 的第61/382，836号美国临时申请中所公开的灵活同时联播能力。如上所述，因为可以将下行链路和上行链路信号围绕线缆断路来重新路由到各个DRU中，所以环配置确保任何光纤线缆中的断路都不会关闭菊花链式网络。
[0014]本发明的另一个目的是平衡光纤上的双向数据速率以增加DRU的环网络在工作期间的最大可达数据速率。
[0015]本发明的另一个目的是当数据传送在下行链路和上行链路之间不对称的情况下(这通常是移动宽带网络的情况)提供较高的传送网络容量。
[0016]本发明的另一个目的是提供用于使环上的传送媒质容量优化的自适应和自动控制。
[0017]本发明的另一个目的是提供一种在DRU菊花链中对共信道用户的上行链路信号进行求和的方法。
[0018]本发明的应用适于与分布式基站、分布式天线系统、分布式中继器、移动设备和无线终端、便携式无线装置以及如微波通信和卫星通信那样的其他无线通信系统一起使用。本发明也是可以通过如至远程计算中心的以太网连接等链路来现场升级。
[0019]本发明的又一个目的是提供一种在分布式天线系统中进行通信的方法，所述方法包括:提供多个数字远程单元;提供被配置成与所述多个数字远程单元通信的至少一个数字接入单元，所述至少一个数字接入单元被配置成从至少一个基站接收多个下行链路信道和向所述多个数字远程单元发送所述多个下行链路信道;从所述至少一个数字接入单元向所述多个数字远程单元中的第一数字远程单元发送所述多个下行链路信道的第一部分；以及从所述至少一个数字接入单元向所述多个数字远程单元中的第二数字远程单元发送所述多个下行链路信道的第二部分，其中，所述多个下行链路信道的所述第一部分中的至少一些信道不同于所述多个下行链路信道的所述第二部分中的信道。
【附图说明】
[0020]本发明的另外的目的和优点可以根据下面结合附图所进行的详细描述来更加全面地理解，在附图中:
[0021]图1是根据本发明的实施方式的示出了作为基于具有I个DAU和4个DRU的一个环脚本的单向信道化下行链路传送的基本结构和示例的框图。
[0022]图2是根据本发明的实施方式的示出了作为基于具有I个DAU和4个DRU的一个环脚本的单向信道化上行链路传送的基本结构和示例的框图。
[0023]图3是根据本发明的实施方式的示出了作为基于具有I个DAU和8个DRU的两个环脚本的单向信道化上行链路传送的基本结构和示例的框图。
[0024]图4是根据本发明的实施方式的示出了单向信道化上行链路或下行链路传送的基本结构和示例的框图。该5个环脚本的示例包括2个DAU和20个DRU。
[0025]图5示出了根据本发明的采用多个DRU的蜂窝网络系统的实施方式。
[0026]图6示出了根据本发明的采用工作在具有多个DRU的不同频率信道中的6种不同的服务的多频带系统的实施方式。
[0027]图7以框图的形式示出了DAU嵌入式软件控制模块和DRU嵌入式软件控制模块之间的交互。
[0028]图8以框图的形式示出了根据本发明的一个方面的包括菊花链式DAU的DAS的实施方式。
【具体实施方式】
[0029]本发明是一种新型可重新配置的分布式天线系统，该天线系统提供高度的灵活性以管理、控制、重新配置、增强和促进分布式无线网络的无线电资源效率、使用和总体性能。图1示出了根据本发明的分布式天线系统100的实施方式。该系统利用数字接入单元功能105(在下文中称为“DAU” KDAU 105用作关联基站(B