专利名称：分布式数字基准时钟的制作方法
分布式数字基准时钟相关申请案本申请与共同转让且同在申请中的、2005年6月10日提交(现在申请中)的题为“PROVIDING WIRELESS COVERAGE INTO SUBSTANTIALLY CLOSED ENVIRONMENTS” 的美国专利申请第11/150，820号(下文称为“‘820申请”)相关。本申请还与共同转让且同在申请中的、2010年5月7日提交(现在申请中)的题为“PROVIDING WIRELESS COVERAGE INTOSUBSTANTIALLY CLOSED ENVIRONMENTS”的美国专利申请第 12/775，897 号(下文称为“‘897申请”)相关。‘820申请和‘897申请都以引用方式全部并入本文。
背景技术：
分布式天线系统(DAS)用于向建筑物或其它大致封闭的环境中分布无线信号覆盖。例如，DAS可向建筑物中分布天线。天线通常连接到射频(RF)信号源，例如服务提供者。现有技术中已经实施了各种把RF信号从RF信号源传输到天线的方法。
发明概要一种包括主宿主单元、由通信链路耦接到主宿主单元的混合扩充单元和由模拟通信介质耦接到混合扩充单元的远端天线单元的通信系统。主宿主单元适合使用模拟频谱的第一组频带来与服务提供者接口传递模拟信号。主宿主单元和混合扩充单元适合通过通信链路传递N位字数字化频谱。混合扩充单元还适合在N位字数字化频谱和模拟频谱的第二组频带之间进行转换。混合扩充单元和远端天线单元适合通过模拟通信介质传递模拟频谱的第二组频带。远端天线单元还适合通过空中接口发射和接收无线信号。主宿主单元包括主时钟分布单元。主时钟分布单元适合产生数字主基准时钟信号。主宿主单元还适合通过通信链路传递数字主基准时钟信号。混合扩充单元还适合通过通信链路从主宿主单元接收数字主基准时钟信号。混合扩充单元还适合基于数字主基准时钟信号产生模拟基准时钟信号。混合扩充单元还适合通过模拟通信 介质发送模拟基准时钟信号。远端天线单元还适合通过模拟通信介质接收模拟基准时钟信号。附图简述
图1是用于向大致封闭环境提供无线覆盖的系统的一个实施方案的方框图。图2是图1的系统的主宿主单元的一个实施方案的方框图。图3是图1的系统的混合扩充单元的一个实施方案的方框图。图4是图1的系统的模拟远端天线簇的一个实施方案的方框图。图5是图4的模拟远端天线单元簇的主模拟远端天线单元的一个实施方案的方框图。图6是图4的模拟远端天线单元簇的从模拟远端天线单元的一个实施方案的方框图。图7是图1的系统的数字扩充单元的一个实施方案的方框图。
具体实施方式
图1是用于向大致封闭环境提供无线覆盖的系统100的一个实施方案的方框图。系统100包括至少一个服务提供者接口 102、至少一个主宿主单元(MHU) 104、至少一个混合扩充单元(HEU) 106和至少一个模拟远端天线簇(ARAC) 108。特别地，示范性系统100包括混合扩充单元106-1和混合扩充单元106-2到混合扩充单元106-N。另外，示范性系统100包括模拟远端天线簇108-1到108-MU08-N到108-P和108-Q到108-R。示范性系统100也包括至少一个数字扩充单元(DEU) 110。其它示范性系统包括更多或更少的服务提供者接口 102、主宿主单元104、混合扩充单元106、模拟远端天线簇108和数字扩充单元110。服务提供者接口 102可包括到基站收发台(BTS)、中继器、双向放大器、基站酒店中的一个或多个的接口或其它用于一个或多个服务提供者网络的合适的接口。在一个实施方案中，服务提供者接口 102提供到来自一个或多个服务提供者的多个服务的接口。服务可使用不同无线协议并在不同频谱带中操作。例如，服务可包括但不限于800MHz蜂窝服务、1. 9GHz个人通信服务(PCS)、专用移动无线电(SMR)服务、800MHz和900MHz的增强特殊移动无线电(ESMR)服务、1800MHz和2100MHz的高级无线服务(AWS)、700MHzuC/ABC单输入单输出(SISO)和多输入多输出(MIMO)服务、双路传呼服务、视频服务、450MHz的公共安全(PS)服务、900MHz和1800MHz全球移动通信系统(GSM)、2IOOMHz通用移动通信系统(UMTS)、全球互通微波接入(WiMAX)、第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)或其它合适的通信服务。在系统100中，服务提供者接口 102通过至少一个模拟通信链路112连接到主宿主单元104。每个模拟通信链路112包括两个模拟通信介质，例如同轴电缆或光纤电缆。一个模拟通信介质用于下游通信，而另一模拟通信介质用于上游通信。为简单起见，下游和上游模拟通信介质示出为单个模拟通信链路112。在其它实施方案中，每个模拟通信链路112只包括用以承载在服务提供者接口 102和主宿主单元104之间的下游和上游流的单个物理介质。主宿主单元104通过至少一个模拟通信链路112从至少一个服务提供者接口 102接收下游射频(RF)频谱 带。另外，主宿主单元104通过至少一个模拟通信链路112发送上游射频(RF)频谱带到至少一个服务提供者接口 102。在其它实施方案中，服务提供者接口102和主宿主单元104通过使用至少一个数字通信介质的至少一个数字通信链路来连接。在一些实施方案中，单独模拟通信链路112用于每个服务提供者接口 102。因此，虽然本公开描述了至少一个模拟通信链路112，但此接口的形式对于系统100的操作并不是必需的。如果使用模拟接口，那么主宿主单元104把模拟信号转换成数字形式，如下文所述。如果使用数字接口，那么主宿主单元104将按原样传递数字数据或把数据重新格式化成可用于在下文描述的数字域116中传输的表示。在对每个模拟通信链路112使用单个物理介质的示范性实施方案中，使用频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和光波长分多路复用(WDM)来实现单个介质上的双工连接。系统100使用数字和模拟传输来把无线服务的覆盖扩展到大致封闭环境中。首先，系统100通过至少一个数字通信链路114在主宿主单元104和至少一个混合扩充单元106之间并且在主宿主单元104和至少一个数字扩充单元110之间使用数字传输来传输数字化RF频谱。每个数字通信链路114包括两个数字通信介质，例如光纤电缆。一个数字通信介质用于下游通信，而另一数字通信介质用于上游通信。为简单起见，下游和上游数字通信介质已示出为单个数字通信链路114。数字传输的区域被称为数字域116。在其它实施中，数字传输也可用以在其它组件之间传输，且数字域116更易扩展。在其它实施方案中，每个数字通信链路114只包括用以在主宿主单元104和至少一个数字扩充单元110之间承载下行链路和上行链路流的单个物理介质。在对每个数字通信链路114使用单个物理介质的示范性实施方案中，使用光多路复用技术(即，波分多路复用(WDM)、粗波分多路复用(CffDM)或密集波分多路复用(DWDM))来实现单个介质上的双工连接。虽然在示范性系统100中使用光纤，但是其它合适的通信介质也可用于数字传输。例如，其它实施方案使用自由空间光器件、高速铜或其它有线、无线或光学通信介质进行数字传输，来代替用于至少一个数字通信链路114中的每一个中的光纤。通过在至少一个数字通信链路114上使用数字传输，服务提供者接口 102提供的RF频谱带可被传输通过长距离而物理介质的信号损耗和失真误差最小、弹性和稳健性更佳。因此，系统100可把无线服务的覆盖扩展到距离服务提供者接口 102很远的建筑物。其次，系统100通过至少一个模拟通信链路118在至少一个混合扩充单元106和至少一个模拟远端天线簇108之间使用模拟传输来把数字传输的范围扩展到大致封闭环境中。每个模拟通信链路118包括两个模拟通信介质，例如同轴电缆。一个模拟通信介质用于下游通信，而另一模拟通信介质用于上游通信。为简单起见，下游和上游模拟通信介质已示出为单个模拟通信链路118。虽然在示范性系统100中使用同轴电缆，但是其它合适的通信介质也可用于模拟传输。模拟传输的区域被称为模拟域120。在其它实施中,模拟传输也可用以在其它组件之间传输，且模拟域120更易扩展。在其它实施方案中，每个模拟通信链路118只包括用以在每个混合扩充单元106和每个模拟远端天线簇108之间承载下行链路和上行链路流的单个物理介质。在对每个模拟通信链路118使用单个物理介质的示范性实施方案中，使用频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和光波长分多路复用(WDM)来实现单个介质上的双工连接。如下文更详细描述的，系统100的各种组件把各种RF频谱带在射频(RF)、各种中频(IF)、数字化RF频谱带和数字化IF之间转换。由于也可使用信号的基带表示，所以本发明也可概括成在模拟和数 字信号之间转换。这些各种转换要求在时间和频率上同步数字域116和模拟域120。时间同步对于信号的取样和重建很重要。当需要把系统的不同并行分支中的信号时间对准时，时间同步也很重要。频率同步对于在系统的外部接口维持信号的绝对频率很重要。为了同步数字域116和模拟域120，如下文详细描述的，在数字域116和模拟域120中分布公共基准时钟。这个公共时钟允许在RF、IF、数字化RF频谱带和数字化IF之间或更广义地说在模拟频谱和数字频谱之间的精确转换和复原。图2是系统100的主宿主单元104的一个实施方案的方框图。主宿主单元104包括至少一个数字-模拟转换单元(DA⑶)202、至少一个数字多路复用单元(DMU) 204、至少一个数字输入输出单元(DIOU) 206、至少一个中央处理单元(CPU) 208、至少一个主时钟分布单元(MCDU) 210和至少一个电源212。另外，示范性主宿主单元104也包括至少一个分路器/合路器214。主宿主单元104与至少一个服务提供者接口 102传递至少一个模拟频谱带。在示范性系统100中，有多个服务提供者接口 102-1、102-2、102-3到102-N。另外，有多个DACU202-l、202-2、202-3到202-N。每个DACU202与至少一个服务提供者接口 102耦接。可以用各种方式来实现这些耦接。例如，服务提供者接口 102-1通过模拟通信链路112-1直接耦接到DA⑶202-1。相反，服务提供者接口 102-2通过模拟通信链路112-2耦接到分路器/合路器214-1的第一侧，DA⑶202-2通过模拟通信链路112-3耦接到分路器/合路器214-1的第二侧，而DA⑶202-3通过模拟通信链路112-4耦接到分路器/合路器214-1的第二侧。另外，服务提供者接口 102-3通过模拟通信链路112-5耦接到分路器/合路器214-2的第一侧，服务提供者接口 102-N通过模拟通信链路112-6耦接到分路器/合路器214-2的第一侧，而DA⑶202-N通过模拟通信链路112-7耦接到分路器/合路器214-2的第二侧。如上所述，系统100的每个模拟通信链路112表示两个模拟介质，一个用于下游通信且一个用于上游通信。在其它实施方案中，每个链路包括更多或更少的模拟介质。在其它实施方案中，主宿主单元使用数字数据或数字化频谱通过至少一个数字通信链路与至少一个服务提供者接口传递至少一个数字频谱带。在这些实施方案中，来自服务提供者接口 102-1、102-2、102-3到102-N的信号首先被从模拟转换成数字，然后通过至少一个数字通信链路被传输到主宿主单元104。每个DA⑶202操作来在至少一个模拟频谱带和N位字数字化频谱之间转换。在一些实施方案中，每个DAC U202被实施为具有可从明尼苏达州伊登普雷里的ADC电信公司购买的数字/模拟无线电收发机(DART板)，其作为FlexWave Prism产品线的部分。DART板也在转让给ADC电信公司的美国专利申请第11/627，251号中进行了描述，该申请被公布为第2008/0181282号，并以引用方式并入本文。在一些实施中，这分阶段发生，使得模拟频谱首先被转换成IF频率且随后被转换成N位字数字化频谱。模拟频谱带包括用以传输例如任何上文所述的无线服务的无线服务的频谱中的信号。在一些实施方案中，主宿主单元104使得能够将多个服务聚合并传输到多个建筑或其它建筑物，以使用单个平台把多个服务的无线覆盖扩展到这些建筑物中。DMU204多路复用从多个DA⑶202 (DA⑶202-1到DA⑶202-N)接收的N位字数字化频谱，并把至少一个多路复用信号输出到至少一个DI0U206(DI0U206-1到DI0U206-N)。DMU204也解多路复用从至少一个DI0U206接收的至少一个多路复用信号，并把解多路复用的N位字数字化频谱输出到多个DACU202。在一些实施方案中，每个DMU204被实施为具有可从明尼苏达州伊登普雷里的ADC电信公司购买的序列化RF(SeRF板)，其作为FlexWaVeTMPrism产品线的部分。SeRF板也在转让给ADC电信公司的美国专利申请第11/627，251号中进行了描述，该申请被公布为第2008/0181282号，并以引用方式并入本文。每个DI0U206使用数字传输通过至少一个数字通信链路114 (数字通信链路114_1到数字通信链路114-N)来传递至少一个数字化多路复用信号。通过数字通信链路114传递的数字化多路复用信号包括N位字数字化频谱。每个DI0U206也使用数字传输从至少一个数字通信链路114接收至少一个数字化多路复用信号，并把该至少一个数字化多路复用信号发送到DMU204。在图1示出的系统100中，数字通信链路114-1连接到混合扩充单元106-1，且数字通信链路114-N连接到数字扩充单元110。DI0U206-1使用数字传输与混合扩充单元106-1通信，且DI0U206-N使用数字传输与数字扩充单元110通信。如上所述，每个数字通信链路114表示两个数字介质，一个用于下游通信且一个用于上游通信。除了承载数字化多路复用信号之外，数字通信链路114也用以传递其它类型的信息，例如系统管理信息、控制信息、配置信息和遥测信息。下文详细描述了混合扩充单元106和数字扩充单元 110。通常，每个DA⑶202和DMU204被与主宿主单元104和系统100的其它组件同步。主时钟分布单元210产生数字主基准时钟信号。此信号是使用任何稳定的振荡器(例如，温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO)或压控晶体振荡器(VCXO))来产生的。在图2示出的实施方案中，稳定的振荡器包括在主时钟分布单元210中。在其它实施方案中，使用在主宿主单元外部的基准时钟，例如来自基站、GPS单元的时钟或铯原子时钟。在在服务提供者接口 102和主宿主单元104之间传递数字数据的实施方案中，主时钟分布单元210可从数字数据流本身获得基准时钟信号，或者可使用外部时钟信号。向主宿主单元104中每个DA⑶202和每个DMU204提供数字主基准时钟信号。每个DACU202使用时钟来在至少一个模拟频谱带和N位字数字化频谱之间转换。DMU204使用时钟来一起多路复用N位字数字化频谱的不同流，并把多路复用信号输出到每个DI0U206。因此，每个DI0U206输出的下游数字数据流被同步到数字主基准时钟信号。因此，通过计时下游数字数据流，数字主基准时钟信号通过每个对应的数字通信链路114被分布到每个混合扩充单元106和每个数字扩充单元110。CPU208用以控制每个DACU202和每个DMU204。耦接到CPU208的输入/输出(I/O)线216用于网络监测和维护。通常，I/O线216是用于与系统外部通信的以太网端口。也可使用其他通信协议，例如，通用串行总线(USB)、IEEE1394(火线)和串口。电源212用以向主宿主单元104中的各种组件供电。图3是系统100的混合扩充单元106的一个实施方案的方框图。系统100的混合扩充单元106包括至少一个数字输入输出单元(DIOU) 302、至少一个数字多路复用单元(DMU) 304、至少一个数字-模拟转换单元(DA⑶)306、至少一个模拟多路复用单元(AMU) 308、至少一个中央处理单元(CPU) 310、至少一个数字扩充时钟单元(DE⑶)312、至少一个模拟域基准时钟单元(ADRCU) 314和至少一个电源316。
每个混合扩充单元106与主宿主单元104传递包含N位字数字化频谱的多路复用数字化信号形式的至少一个数字化频谱带。在至少一个DI0U302上通过至少一个数字通信链路114接收多路复用数字化信号。在图3示出的实施方案中，如果混合扩充单元106只与单个上游主宿主单元104(或如下文详细描述的单个上游数字扩充单元110)耦接，那么只需要一个DI0U302-1。DI0U302-2到DI0U302-N是可选的。例如，在其它实施方案中，混合扩充单元106具有多个DI0U302(DI0U302-1到DI0U302-N)且通过数字通信链路114连接到多个上游主宿主单元104或数字扩充单元110。在其它实施方案中，混合扩充单元106通过DI0U302连接到其它混合扩充单元。在一些包括多个上游连接的实施方案中，混合扩充单元106选择一个DI0U302来从中提取时钟信号。至少一个DI0U302把包含N位字数字化频谱的多路复用数字化信号传递到DMU304。DMU304解多路复用从至少一个DI0U302接收的N位字数字化频谱，并把N位字数字化频谱发送到至少一个DA⑶306。至少一个DA⑶306把N位字数字化频谱转换成至少一个模拟频谱带。在一些实施方案中，至少一个DA⑶306把数字化信号转换回由至少一个服务提供者接口 102提供的原始模拟频率。在其它实施方案中，至少一个DACU306把数字化信号转换成中频(IF)，以便通过至少一个模拟通信链路118来传输。在其它实施方案中，把DACU306输出的至少一个模拟频谱带频率转换成中频来进行传输的其它组件被包括在混合扩充单元106中。每个DA⑶306与AMU308耦接。每个DA⑶306也把从AMU308接收的至少一个模拟频谱带转换成N位字数字化频谱。AMU308从多个DACU306接收多个模拟频谱带，并把模拟频谱带一起多路复用成包括多个模拟频谱带的至少一个多路复用模拟信号。在一些实施方案中，有从AMU308输出的多个多路复用模拟信号。在一些实施方案中，来自每个DACU306的所有模拟频谱带都被包括在由AMU308输出的每个多路复用信号上。在其它实施方案中，来自多个DACU306的模拟频谱带的子集被多路复用到在至少一个模拟通信链路118中的一个上输出的一个信号上，而来自多个DACU306的不同模拟频谱带的子集被多路复用到在至少一个模拟通信链路118中的另一个上输出的另一个信号上。在其它实施方案中，来自不同DACU306的模拟频谱带的不同组合被多路复用到不同模拟通信链路118上。在一些实施方案中，每个DA⑶306把数字化频谱带转换成来自其它DA⑶306的不同模拟频率。每个模拟频谱带被预分配到特定模拟频率。然后，除了模拟域基准时钟和任何通信、控制或命令信号以外，AMU308还一起多路复用各预分配的模拟频率，并使用至少一个模拟通信链路118来将其输出。在其它实施方案中，每个DACU306把模拟频谱带转换成与其它DACU306相同的模拟频率。然后，AMU308把接收的信号改变成不同的模拟频率，并将其一起多路复用并使用至少一个模拟通信链路118来将其输出。在图3示出的实施方案中，AMU308把从每个DACU306接收的模拟频率多路复用到每个模拟通信链路118上。在其它实施方案中，来自某个DACU306的频谱带被选择性地分布到某些模拟通信链路118。在一个示范性实施方案中，模拟通信链路118-1被耦接到模拟远端天线簇108-1，且使用模拟通信链路118-1来只传输模拟频谱带的第一子集。另外，模拟通信链路118-2被耦接到模拟远端天线簇108-2，且使用模拟通信链路118-2来只传输模拟频谱带的第二子集。在另一实施方案中，使用模拟通信链路118-2来把模拟频谱带的第一子集传输到模拟远端天线簇108-1，且使用模拟通信链路118-1来把模拟频谱带的第二子集传输到相同的远端簇108-1。应理解，这些例子不是限制性的，且在其它实施方案中使用其他系统层次和结构。通常，每个DMU304、DA⑶306和AMU308被与混合扩充单元106和系统100的其它组件同步。在图3示出的示范性实施方案中，DI0U302-1通过光学形式的数字通信链路114来从主宿主单元104接收数据流。DI0U302-1把数据流从光学形式转换成电气形式，并把数据流传到DMU304上。DMU304从数据流本身提取数字主基准时钟信号。因为数据流被在主宿主单元104上与数字主基准时钟信号同步，所以它可从数据流自身恢复。所提取的数字主基准时钟信号被发送到数字扩充时钟单元312。不需要把每个DI0U302与混合扩充单元的其它部分同步，除非它执行需要把它同步的某种类型的功能。在一个实施方案中，DI0U302执行对数字主基准时钟的提取，在这种情况下，它被与混合扩充单元的其它部分同步。数字扩充时钟单元312接收从从主宿主单元104所接收的数据流提取的数字主基准时钟信号。数字扩充时钟单元312把数字主基准时钟信号传递到混合扩充单元106的不同组件,包括DMU304和每个DA⑶306。每个DMU304和DA⑶306使用数字主基准时钟信号来将其自身与系统100同步。在其它实施方案中，数字扩充时钟单元312可接收来自DMU304的数据流的副本并从数据流自身提取数字主基准时钟信号。在一些实施方案中，每个DI0U302是可选择且可配置的，使得可选择一个DI0U302来接收数字主基准时钟信号并可使用其它DI0U302来向上游发送数字主基准时钟信号到其它系统组件，例如第二主宿主单元、数字扩充单元或其它混合扩充单元。另外，数字扩充时钟单元312把数字主基准时钟信号分布到模拟域基准时钟单元314。模拟域基准时钟单元314又基于数字主基准时钟信号产生模拟域基准时钟信号。此模拟域基准时钟信号用来同步混合扩充单元106中的模拟组件，例如AMU308中的模拟频率转换功能。另外，AMU把模拟域基准时钟信号多路复用到通过每个模拟通信链路118发送到至少一个模拟远端天线簇108的多路复用信号上。在图3示出的混合扩充单元106的实施方案中，模拟域基准时钟单元314通过运行数字主基准时钟信号经过锁相环电路来产生模拟域基准时钟信号。在一些实施方案中，数字主基准时钟信号大约是184. 32MHz，且模拟域基准时钟信号是基于184. 32MHz数字主基准时钟信号来产生成30. 72MHz时钟。因此，30. 72MHz时钟被多路复用到通过每个模拟通信链路118发送到至少一个模拟远端天线簇108的多路复用信号上。使用CPU310来控制每个DMU304和每个DACU306。耦接到CPU310的输入/输出(I/O)线318用于网络监测和维护。通常，I/O线318是用于与系统外部通信的以太网端口。电源316用以向混合扩充单元106内的各组件供电。除了执行上文所述的模拟频率转换功能以外，AMU308接通电源到模拟通信链路118。电源然后被通过模拟通信链路118提供到下游远端天线簇108，包括主远端天线单元402和从远端天线单元404-1，如下文所述。接通到模拟通信链路118的电源是从电源316提供的。在示出的示范性 实施方案中，AMU308从电源316接收28伏DC，且AMU308把28伏DC耦接到模拟通信链路118。在图4-6描述的实施方案中，术语模拟中频(IF)频谱用以描述在模拟域120中在混合扩充单元106和模拟远端天线簇108之间传输的模拟信号。术语模拟IF频谱用以区分信号和通过空气传递到服务提供者接口和移动装置的模拟RF频谱形式。示范性系统100使用频率比模拟RF频谱低的模拟IF频谱来在模拟域120中传输。在其它示范性实施方案中，RF频谱可以它原有频率在模拟域120中发射，或使用比模拟RF频谱频率高的模拟IF频谱来发射。图4是系统100的模拟远端天线簇108的一个实施方案的方框图。模拟远端天线簇108包括主模拟远端天线单元402和多个从模拟远端天线单元404-1到404-N。在其它实施方案中，也使用其它配置来代替这种主/从配置。在示范性模拟远端天线簇108中，主模拟远端天线单元402被耦接到至少一个模拟通信链路118。在图4示出的实施方案中，至少一个同轴电缆包括两个同轴电缆。第一同轴电缆用来从混合扩充单元106和模拟远端簇108传输下游通信，包括与服务提供者相关的下游模拟频谱带。第二同轴电缆用来把上游通信从模拟远端簇108传输到混合扩充单元106，包括与服务提供者相关的上游模拟频谱带。在这个示范性实施方案中，由于用作介质的同轴电缆的带宽限制，所以下游模拟频谱和上游模拟频谱在不同的同轴电缆上传输。在其它示范性实施方案中，单个模拟通信链路118用以传输下游和上游模拟频谱。在其它不范性实施方案中，至少一个模拟通信链路118包括多于两个的同轴电缆来传输更多频带。在其它示范性实施方案中，例如双绞线(即，非屏蔽双绞线(UTP)或遮蔽非屏蔽双绞线(ScTP))、CATV光纤或光纤的不同介质用以代替同轴电缆来传输模拟信号。在示范性模拟远端天线簇108中，主模拟远端天线单元402通过模拟通信链路406协调分布各模拟RF频谱带到各从模拟远端天线单元404。下文更详细讨论主模拟远端天线单元402。在示范性模拟远端天线簇108中，每个从模拟远端天线单元404-1到404-N从主远端天线单元接收至少一个模拟RF频谱带。然后，每个从模拟远端天线单元404-1到404-N使用至少一个天线通过空气介质无线地发射和接收至少一个模拟RF频谱带。下文更详细讨论从模拟远端天线单元404。图5是来自模拟远端天线簇108的主模拟远端天线单元402的一个实施方案的方框图。主模拟远端天线单元402包括模拟接口单元(AIU) 502、IF信号调节单元504、IF信号分布单元506、主远端基准时钟508、电源510和控制器512。主模拟远端天线单元的其它示范性实施方案包括更多或更少组件。至少一个模拟通信链路118通过AIU502连接到主模拟远端天线单元402。AIU的一个主要功能是处理可能必要的任何类型的介质转换。在一些实施方案中，介质转换可能涉及阻抗变换。特别地，在图5示出的示范性实施方案中，AIU502执行从承载下游和上游模拟频谱带的同轴电缆的75欧姆到在主模拟远端天线单元402中使用的50欧姆的阻抗转换。AIU502也包括用以提取通过至少一个模拟通信链路118从混合扩充单元106接收的DC电源的稱合器。另外，模拟基准时钟信号是从通过至少一个模拟通信链路118从混合扩充单元106接收的信号提取的。这个模拟基准时钟信号被发送到主远端基准时钟单元508。也提取通过至少一个模拟通信链路118从混合扩充单元106接收的任何控制信号，并将其发送到控制器512。电源510从AIU502接收DC电源且然后产生操作主模拟远端天线单元402上的各种组件所必需的DC电源。因此，主模拟远端天线单元402不需要通过至少一个模拟通信链路118接收的电源以外的单 独电源。在示出的示范性实施方案中,AIU502从通过至少一个模拟通信链路118接收的信号提取28伏DC。然后，电源510使用这个28伏DC来产生5伏DC和12伏DC，以向主模拟远端天线单元中的各种装置供电。另外，通过模拟通信链路118接收的电源被电源510发送到IF信号分布单元506，在IF信号分布单元506该电源被耦接到连接到每个从远端天线单元404的模拟通信链路406上，从而每个从远端天线单元404也可从电缆获得电源，而不需要具有单独的外部电源。因此，主模拟远端天线单元402和每个从模拟远端天线单元404都是由混合扩充单元106通过模拟通信链路118和406来供电。如上所述，AIU502提取时钟信号，并把它提供给主远端基准时钟单元508。主远端基准时钟单元508精炼通过至少一个模拟通信链路118从混合扩充单元106接收的原始时钟信号。在示范性实施方案中，主远端基准时钟单元508通过锁相环路处理时钟信号来精炼信号。这样，从基准时钟信号去除噪声、失真和其它不需要的元素。在其它实施方案中，通过滤波器处理时钟信号来去除相邻寄生信号。从主远端基准时钟单元508输出的精炼信号被发送到IF信号分布单元506，在IF信号分布单元506它被耦接到连接到从模拟远端天线单元404的IF信号分布单元506的输出。这样，主基准时钟信号被主模拟远端天线单元402再分布到所有从模拟远端天线单元404。
IF信号调节单元504被配置来去除穿越模拟通信链路118的模拟IF信号的失真。在图5示出的示范性主模拟远端天线单元402中，IF信号调节单元504对通过至少一个模拟通信链路118发送和接收的信号执行电缆均衡。至少一个模拟通信链路118通常非常长，使得增益根据频率变化。IF信号调节单元504为在不同频率的增益进行调整来使增益轮廓均衡。IF信号调节单元504也执行模拟IF信号的滤波来在通过系统100进一步传播信号之前去除相邻干扰或寄生信号。控制器512从AIU502接收通过至少一个模拟通信链路118从混合扩充单元106接收的控制信号。控制器512执行控制管理、监测，且可配置主模拟远端天线单元402的各种组件的参数。在示范性主模拟远端天线单元402中，控制器512也驱动电缆均衡算法。IF信号分布单元506用以把IF信号调节单元504处理的信号通过模拟通信链路406-1到406-N分布到各从模拟远端天线单元404。在图5示出的示范性实施方案中，两个频带是在两个不同模拟IF频率上通过每个模拟通信链路406来发送的。如上所述，IF信号分布单元506也用以把来自主模拟远端天线单元402的DC电源、模拟基准时钟和任何其他通信信号耦接到模拟通信链路406。在图5示出的实施方案中，在在IF信号分布单元506分布各模拟信号之前，IF信号调节发生在IF信号调节单元504。在其它实施方案中，IF信号调节可在分布模拟信号之后进行。图6是模拟远端天线单元簇108的从模拟远端天线单元404的一个实施方案的方框图。从模拟远端天线单元404包括模拟接口单元(AIU)602、IF信号调节单元604、分路器/合路器606、多个IF调节器608、多个变频器610、多个RF调节器612、多个RF双工器614和RF同向双工器616。虽然从模拟远端天线单元404被描述成单独组件，但是在一些示范性实施方案中，从模拟远端天线单元404与主模拟远端天线单元402集成在一起。AIU602连接到模拟通信链路406。AIU602包括用以提取通过模拟通信链路406从主模拟远端天线单元402接收的DC电源的耦合器。AIU602把提取的DC电源传到电源620。电源620又向从模拟远端天线单元404的各种组件供电。AIU602也提取通过模拟通信链路406从主模拟远端天线单元402接收的控制信号。控制信号被AIU602发送到控制器618。控制器618使用控制信号来控制从模拟远端天线单元404的各种组件。具体来说，控制信号被控制器618用以控制IF信号调节单元604中的增益。可基于温度变化和其它动态因素进行调整。控制信号也用于配置后续频率转换610和信号调节功能608和612。AIU602也提取模拟基准时钟，并把它发送到从远端基准时钟单元622。在图6示出的实施方案中，从远端基准时钟单元622使用带通滤波器来精炼基准时钟信号。在其它实施方案中，基准时钟信号驱动锁相环路来产生精炼的基准时钟信号。从远端基准时钟单元622把精炼的基准时钟信号分布到本地振荡器产生器624，本地振荡器产生器624为用于频率转换的混合器产生本地振荡器信号。本地振荡器信号是使用锁相环路来产生的。在图6示出的例子中，本地振荡器产生器624对于第一和第二频带的每个载波信号产生四个本地振荡器频率。第一本地振荡器频率用于第一频带中的下行链路数据，且第二本地振荡器频率用于第一频带中的上行链路数据。第三本地振荡器频率用于第二频带中的下行链路数据，且第四本地振荡器频率用于第二频带中的上行链路数据。在其它示范性实施方案中，使用更多或更少的频带，且本地振荡器产生器624产生更多或更少的本地振荡器信号。例如， 一些实施方案可能需要多样化，这样每个下行链路需要两个上行链路，且对于每个频带将需要产生三个本地振荡器。在示范性实施方案中，AIU602也用以在通过模拟通信链路406接收的信号和由从模拟远端天线单元404的各种组件处理的信号之间的阻抗转换。AIU602通过模拟通信链路406接收的各种模拟频谱被传到IF信号调节单元604。IF信号调节单元604使用放大和滤波技术过滤掉信号的噪声、失真和其它不需要的元素。IF信号调节单元把模拟频谱传到分路器/合路器606，在那里各种带在下行链路被从信号分出而在上行链路被组合在一起。在下游，第一频带被分出并传到IF调节器608-1，且第二频带被分出并传到IF调节器608-2。在上游，从IF调节器608-1接收第一频带，从IF调节器608-2接收第二频带，且两个上游频带由分路器/合路器606组合。在下游，对于频带A，IF调节器608-1把频带A的IF信号传到变频器610_1。变频器610-1从本地振荡器产生器624接收频带A的下游混合频率。变频器610-1使用频带A的下游混合频率来把频带A的下游IF信号转换成频带A的下游RF信号。频带A的下游RF信号被传到RF调节器612-1上，RF调节器612-1对频带A的下游RF信号执行RF增益调整和滤波。RF调节器612-1把频带A的下游RF信号传到RF双工器614-1，在那里频带A的下游RF信号被组合到与频带A的上游RF信号相同的介质上。最后，RF同向双工器616把频带A和频带B组合在一起。因此，频带A和频带B都是使用单个天线626通过空气介质发射和接收的。在其它实施方案中，使用多个天线。在一个特定实施方案中，RF同向双工器616不是必需的，因为频带A和频带B是使用独立天线来发射和接收的。在其它实施方案中，下游信号是从一个天线发射而上游信号是从另一个天线接收的。在具有这些类型替代天线配置的实施方案中，RF双工器614和RF同向双工器616的要求和设计将改变来满足天线配置的需要。在下游，对于频带B，IF调节器608-2把频带B的IF信号传到变频器610_2。变频器610-2从本地振荡器产生 器624接收频带B的下游混合频率。变频器610-2使用频带B的下游混合频率来把频带B的下游IF信号转换成频带B的下游RF信号。频带B的下游RF信号被传到RF调节器612-2上，RF调节器612-2对频带B的下游RF信号执行更多RF调整和滤波。RF调节器612-2把频带B的下游RF信号传到RF双工器614-2，在那里频带B的下游RF信号被组合到与频带B的上游RF信号相同的介质上。最后，如上文所述，RF同向双工器616把频带A和频带B组合在一起,这样频带A和频带B都是使用天线626通过空气介质发射和接收的。在上游，天线626接收频带A和频带B的RF信号，并把它们传到把频带A和频带B分开的RF同向双工器616。然后，频带A被传到RF双工器614-1，在那里频带A的上游RF和下游RF信号被分到不同信号线上。然后，频带A的上游RF信号被传到对频带A的上游RF信号执行增益调整和滤波的RF调节器612-1。最后，频带A的上游RF信号被传到使用由本地振荡器产生器624产生的上游混合频率把频带A的上游RF信号频率转换成频带A的上游IF信号的变频器610-1。另外，频带B被从RF同向双工器616传到RF双工器614_2，在那里频带B的上游RF和下游RF信号被分到不同信号线上。然后，频带B的上游RF信号被传到对频带B的上游RF信号执行增益调整和滤波的RF调节器612-1。最后，频带B的上游RF信号被传到使用由本地振荡器产生器624产生的上游混合频率把频带B的上游RF信号频率转换成频带B的上游IF信号的变频器610-2。
在如图4所述的主远端天线单元402和从远端天线单元404-1的功能被集成到同一物理封装中的实施方案中，可去除主远端天线单元402和从远端天线单元404-1中的某些冗余功能。例如，两个单元可分享同一控制器和电源。可能不需要从远端基准时钟622，因为来自主远端基准时钟单元508的信号可被直接路由到本地振荡器产生器624。图7是系统100的数字扩充单元110的一个实施方案的方框图。数字扩充单元110包括至少一个数字输入输出单元(DIOU) 702、至少一个数字多路复用单元(DMU) 704、至少一个数字输入输出单元(DIOU) 706、至少一个中央处理单元(CPU) 708、至少一个数字扩充时钟单元710和至少一个电源712。数字扩充单元110在主宿主单元104和至少一个混合扩充单元106之间传递N位字数字化频谱。数字扩充单元Iio的每个DI0U702(DI0U702-1到DI0U702-N)操作以在通过数字通信链路114接收的光信号和在数字扩充单元110内处理的电信号之间转换。在下游，转换的信号被从每个DI0U702传到DMU704，在那里信号被一起多路复用并被输出到把电信号转换成光信号再把光信号输出到至少一个混合扩充单元或另一数字扩充单元用于进一步分布的至少一个DI0U706。在上游，每个DI0U706把从下游混合扩充单元或数字扩充单元接收的光信号转换成传到DMU704上的电信号。DMU704取得上游信号并将其一起多路复用，并将其输出到把电信号转换成光信号并通过数字通信链路114把光信号发送到主宿主单元的至少一个DI0U702。在其它实施方案中，多个数字扩充单元被链接在一起，以便在数字域中进行扩充。在图7示出的示范性实施方案中，CPU708用以控制每个DMU704。耦接到CPU708的输入/输出(I/O)线714用于网络监测和维护。通常，I/O线714是用于与系统外部通信的以太网端口。DMU704从在DI0U702和DI0U706中任一个接收的任何一个数字数据流中提取数字主基准时钟信号，并把数字主基准时钟信号发送到数字扩充时钟单元710。然后，数字扩充时钟单元710把数字主基准时钟信号提供到DMU中需要时钟信号的其它功能。电源712用以向数字扩充单 元110中的各种组件供电。
权利要求
1.ー种通信系统，其包括 主宿主単元，其适合使用模拟频谱的第一组频带与多个服务提供者接ロ传递模拟信号，其中主宿主単元包括产生数字主基准时钟信号的主时钟分布単元； 多个通信链路，其耦接到所述主宿主単元，其中所述主宿主単元还适合通过所述多个通信链路传递N位字数字化频谱； 所述主宿主単元还适合在所述多个服务提供者接ロ的所述模拟频谱的第一组频带和所述多个通信链路的所述N位字数字化频谱之间转换； 所述主宿主単元还适合通过所述多个通信链路传递所述数字主基准时钟信号； 至少ー个混合扩充单元，其通过所述多个通信链路中的至少ー个通信地耦接到所述主宿主単元且适合通过所述多个通信链路中的所述至少ー个与所述主宿主単元传递N位字数字化频谱，所述至少ー个混合扩充单元还适合在所述N位字数字化频谱和模拟频谱的第ニ组频带之间转换； 模拟通信介质，其耦接到所述至少ー个混合扩充单元，其中所述至少ー个混合扩充单元还适合通过所述模拟通信介质传递所述模拟频谱的第二组频带； 每个混合扩充单元还适合 通过所述多个通信链路中的ー个接收所述数字主基准时钟信号； 基于所述接收的数字主基准时钟信号产生模拟基准时钟信号；和 通过所述模拟通信介质发送所述模拟基准时钟信号；和 至少ー个远端天线单元，其通过所述模拟通信介质通信地耦接到所述至少ー个混合扩充单元中的一个且适合通过所述模拟通信介质与所述至少ー个混合扩充单元中的所述ー个传递所述模拟频谱的第二组频帯，每个远端天线单元还适合通过相关服务提供者接ロ的多个空中接ロ发射和接收无线信号； 所述多个远端天线单元中的每ー个还适合通过所述模拟通信介质接收所述模拟基准时钟信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述多个远端天线单元中的每ー个还适合使用所述模拟基准时钟把至少ー个组件与所述系统同歩。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述多个远端天线单元中的每ー个还适合把所述模拟频谱的第二组频带频率转换成模拟频谱的第三组频帯。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述模拟频谱的第一组频带与所述模拟频谱的第三组频带相同。
5.如权利要求1所述的系统，其中每个混合扩充单元使用锁相环路产生模拟基准时钟信号。
6.如权利要求1所述的系统，其中使用所述数字主基准时钟信号来产生用以在所述多个服务提供者接ロ的所述模拟频谱的第一组频带和所述多个通信链路的所述N位字数字化频谱之间转换的时钟信号。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述N位字数字化频谱在从从所述主基准时钟信号得到的时钟信号所产生的数据流中传递。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述N位字数字化频谱在每个混合扩充单元从所述数据流被提取。
9.如权利要求1所述的系统，其还包括插入所述主宿主単元和至少两个混合扩充单元之间的数字扩充单元。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述数字扩充单元适合在所述主宿主単元和所述至少两个混合扩充单元之间通过所述多个通信链路传递所述数字主基准时钟信号。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个远端天线单元是模拟远端天线簇的部分。
12.ー种混合扩充单元，其包括 用于通过至少ー个数字通信链路来与主宿主単元传递N位字数字化频谱的构件； 用于在所述N位字数字化频谱和模拟频谱的频带组之间转换的构件； 用于通过至少ー个模拟通信介质传递所述模拟频谱的频带组的构件； 用于基于通过所述至少ー个数字通信链路接收的数字主基准时钟信号来产生模拟基准时钟信号的构件；和 用于通过所述至少ー个数字通信链路发送所述模拟基准时钟信号的构件。
13.如权利要求12所述的混合扩充单元，其中与主宿主单元传递所述N位字数字化频レ曰。
14.如权利要求12所述的混合扩充单元，其中与远端单元传递所述模拟频谱的频带组。
15.如权利要求12所述的混合扩充单元，其中所述用于产生模拟基准时钟信号的构件包括 用于从包含所述N位字数字化频谱的数据流提取所述数字主基准时钟信号的构件。
16.—种方法,其包括 在主宿主単元上在模拟频谱的第一组频带和N位字数字化频谱之间转换至少两个无线服务的无线频谱； 在所述主宿主单元产生数字主基准时钟信号； 通过数字介质在所述主宿主単元和混合扩充单元之间把所述数字化频谱作为多路复用信号来传输； 通过所述数字介质在所述主宿主単元和所述混合扩充单元之间传输所述数字主基准时钟； 在所述混合扩充单元上在所述N位字数字化频谱和模拟频谱的第二组频带之间转换所述至少两个无线服务的无线频谱； 基于在所述混合扩充单元上接收的所述数字主基准时钟信号来产生模拟基准时钟信号; 通过模拟介质在所述混合扩充单元和具有用于所述至少两个无线服务中的每ー个的空中接ロ的至少ー个远端单元之间传输所述至少两个无线服务的所述模拟频谱的第二组频带； 通过所述模拟介质在所述混合扩充单元和所述至少一个远端単元之间传输所述模拟基准时钟信号；和 在所述至少一个远端単元以模拟形式传递所述无线频谱。
17.如权利要求16所述的方法，其中产生所述模拟基准时钟信号包括从包含所述N位字数字化频谱的数据流提取所述数字主基准时钟信号；和把所述数字主基准时钟信号转换成所述模拟基准时钟信号。
18.如权利要求16所述的方法，其中使用锁相环路来把所述数字主基准时钟信号转换成所述模拟基准时钟信号。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述模拟频谱的第一组频带具有第一频率且所述模拟频谱的第二组频带具有第二频率，且其中所述第一频率和所述第二频率相等。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述模拟频谱的第一组频带具有第一频率且所述模拟频谱的第二组频带具有第二频率，所述方法还包括 在所述混合扩充单元上把所述模拟频谱的第二组频带在所述第二频率和第三频率之间频率转换。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述第一频率与所述第三频率相同且所述第一频率与所述第二频率不同。
22.如权利要求16所述的方法，其中在所述主宿主単元上在所述模拟频谱带和所述N位字数字化频谱之间转换无线频谱包括在所述模拟频谱的第一组频带和所述N位字数字化频谱之间进行频率转换。
23.如权利要求16所述的方法，其中所述模拟基准时钟信号和所述模拟频谱带作为多路复用信号来传输。
24.如权利要求16所述的方法，其中通过模拟介质在所述混合扩充单元和至少ー个远端単元之间传输所述至少两个无线服务的所述模拟频谱的第二组频带包括 把所述模拟频谱的第二组频带传输到主模拟远端天线单元； 把所述模拟频谱的第二组频带的至少第一子集从所述主模拟远端天线单元传输到第一从远端天线单元；和 把所述模拟频谱的第二组频带的至少第二子集从所述主模拟远端天线单元传输到第ニ从远端天线单元。
25.如权利要求24所述的方法，其中在所述至少一个远端単元以模拟形式传递所述无线频谱包括 在所述第一从远端天线单元传递对应于所述模拟频谱的第二组频带的所述第一子集的无线频谱的至少第一子集；和 在所述第二从远端天线单元传递对应于所述模拟频谱的第二组频带的所述第二子集的无线频谱的至少第二子集。
26.—种通信系统，其包括 主宿主単元，所述主宿主单元适合使用模拟频谱的第一组频带来与服务提供者接ロ传递模拟信号； 混合扩充单元，其由通信链路耦接到所述主宿主単元，所述主宿主単元和所述混合扩充单元适合通过所述通信链路传递N位字数字化频谱，所述混合扩充单元还适合在所述N位字数字化频谱和模拟频谱的第二组频带之间转换， 远端天线单元，其由模拟通信介质耦接到所述混合扩充单元，所述混合扩充单元和所述远端天线单元适合通过所述模拟通信介质传递所述模拟频谱的第二组频带，所述远端天线单元还适合通过空中接ロ发射和接收无线信号；其中所述主宿主単元包括主时钟分布単元，所述主时钟分布単元适合产生数字主基准时钟信号，所述主宿主単元还适合通过所述通信链路传递所述数字主基准时钟信号； 其中所述混合扩充单元还适合通过所述通信链路从所述主宿主単元接收所述数字主基准时 钟信号，所述混合扩充单元还适合基于所述数字主基准时钟信号来产生模拟基准时钟信号，所述混合扩充单元还适合通过所述模拟通信介质发送所述模拟基准时钟信号；并且 其中所述远端天线单元还适合通过所述模拟通信介质接收所述模拟基准时钟信号。
全文摘要
一种包括主宿主单元、混合扩充单元和远端天线单元的通信系统。主宿主单元与服务提供者接口传递模拟信号。主宿主单元和混合扩充单元通过通信链路传递N位字数字化频谱。混合扩充单元在N位字和模拟频谱之间转换。混合扩充单元和远端天线单元通过模拟通信介质传递模拟频谱。远端天线单元通过空中接口发射并接收无线信号。主宿主单元包括产生数字主基准时钟信号的主时钟分布单元。主宿主单元通过通信链路传递数字主基准时钟信号。混合扩充单元通过通信链路从主宿主单元接收数字主基准时钟信号并基于数字主基准时钟信号产生模拟基准时钟信号。混合扩充单元通过模拟通信介质发送且远端天线单元通过模拟通信介质接收模拟基准时钟信号。
文档编号H04L7/00GK103039016SQ201180036792
公开日2013年4月10日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年7月28日
发明者L.K.尤耶哈拉, L.G.费希尔, D.哈特, D.扎瓦斯基 申请人:Adc长途电讯有限公司