公共安全分布式天线系统中的冗余的制作方法

本申请要求2016年5月12日提交的标题为“公共安全分布式天线系统中的冗余”的62/335,383号美国临时专利申请的优先权，其公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。

背景技术：

采用分布式天线系统(das)的公共安全通信系统是可获得的。公共安全对系统可靠性和冗余有严格的要求。das通常包括一个或多个主机单元、光纤或其他合适的传输基础设施，以及多个远程天线单元。无线电基站常常在通常称为基站房的主机单元位置处被采用，并且das提供用于在多个远程天线单元之间分配基站的下行链路和上行链路信号的手段。具有到远程天线单元和来自远程天线单元的信号路由的das架构可以是固定的或者是可重新配置的。

从信号强度和吞吐量的角度来看，das是有利的，因为其远程天线单元在物理上靠近无线用户。das的好处包括降低平均下行链路发射功率和降低平均上行链路发射功率，以及提高服务质量和数据吞吐量。

尽管在公共安全通信系统中取得了进步，但仍存在对与公共安全通信相关的改善的方法和系统的需要。

技术实现要素：

本发明大体上涉及采用分布式天线系统(das)作为分布式无线网络的组成部分的公共安全通信系统。更具体地，本发明涉及利用软件可配置网络的das。在特定实施例中，本发明已经应用于数字主机单元、数字分布式单元和数字远程无线电之间的交叉耦合连接的用途。本文描述的方法和系统适用于各种通信系统，包括利用各种通信标准的系统。利用本发明的实施例，提供了完全冗余的、自我监控的、自我修复的数字das。

公共安全网络运营商面临建立可靠网络的持续挑战。最终用户的移动性和更高水平的多媒体内容通常采用端到端网络适应，其支持新服务以及对宽带互联网接入的增长了的需求。公共安全网络面临的最困难的挑战之一是能够在整个网络中具有99.999％的服务可用性。消防员、警察、国土安全部等都需要在发生灾难时保证通信。高服务可用性系统要求通信路径上的所有元件/部件的完全冗余。

根据本发明的实施例，提供了一种用于分布式天线系统中的数据传输的系统。该系统包括多个dau(数字接入单元，也称为主机)，其连接到一个或多个bts(基站收发信台)。在另一实施例中，bts可以用非占空(off-air)信号代替。非占空信号可以源自与dau无线通信的bts或者经由从bts捕获远程信号的中继器。多个dau彼此耦合并且可操作以在多个dau之间传输信号。该系统还包括多个ddu(数字分配单元)。多个ddu中的每个使用光通信路径与一个或多个dau通信。该系统还包括多个发射/接收小区。多个发射/接收小区中的每个包括多个dru(数字远程单元，也称为远程单元)。多个发射/接收小区之一中的每个dru使用光通信路径(例如，光纤，其也被称为光缆并且可操作以支持数字信号和模拟信号(即，光纤上的rf)两者)与多个ddu中的一个或多个进行通信。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于在分布式天线系统(das)中路由信号的系统。该系统包括多个基站收发信台(bts)，每个基站收发信台具有一个或多个扇区和多个btsrf连接，或数字连接，每个连接都耦合到所述一个或多个扇区之一。该系统还包括位于本地位置的多个本地数字分配单元(ddu)。多个本地ddu中的每个可操作以在多个本地dau之间路由信号，并且耦合到多个远程dru中的至少一个。该系统还包括位于远程位置处的多个远程ddu。多个远程ddu可操作以在多个远程dru之间传输信号。多个本地ddu可以经由以太网电缆、光纤、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一个被耦合。

多个本地dau可以经由至少一个dwdm或cwdm信号和至少一个光纤连接到多个远程ddu。类似地，多个远程ddu可以经由至少一个dwdm或cwdm信号和至少一个光纤连接到多个远程dru。多个远程ddu可以经由以太网电缆、光纤、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一个被耦合。在一个实施例中，多个远程ddu包括一个或多个光学接口。作为示例，一个或多个光学接口可以包括光学输入和光学输出。在一些实施例中，该系统还包括耦合到多个远程ddu中的每个的服务器。在一些实施方式中，单个dau端口连接到多个bts。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于在das中路由信号的系统。该系统包括位于本地位置的多个本地数字接入单元(dau)。多个本地dau彼此耦合并且可操作以在多个本地dau之间路由信号。该系统还包括位于远程位置的多个远程数字接入单元(dau)和多个基站收发信台(bts)，所述远程位置彼此耦合并且可操作以在远程dau和彼此之间传输信号。该系统还包括多个基站收发站扇区rf连接，其耦合到多个本地dau并且可操作以在多个本地dau和多个基站收发站扇区rf连接之间路由信号，并且包括多个dru，所述dru经由以太网电缆、光纤、rf电缆、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一种连接到多个远程dau。

根据本发明的另一实施例，用于分布式天线系统(das)中的数据传输的公共安全系统包括多个数字接入单元(dau)、数字分配单元(ddu)和数字远程单元(dru)。多个dau彼此耦合并且可操作以在多个远程dau之间传送数字信号。该系统还包括多个数字分配单元。多个ddu中的每个使用电子通信路径与多个dau通信。该系统还包括多个发射/接收小区。多个发射/接收小区中的每个包括多个dru。多个发射/接收小区之一中的每个dru使用光通信路径与多个ddu中的一个进行通信。通过在多个dau、ddu和dru之间交叉连接光纤来实现公共安全系统的冗余。

通过本发明相对于传统技术实现了许多益处。例如，实施例实现了远程位置处的路由冗余。另外，实施例提供在用于公共安全通信系统的基于das的架构的环境中的冗余。结合下文和附图更详细地描述了本发明的这些和其他实施例及其许多优点和特征。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的数字接入单元(dau)的基本结构的框图；

图2是根据本发明的一个实施例的框图，示出了在主输入和次输入上具有集成中继器功能的dau的基本结构；

图3是根据本发明的一个实施例的框图，示出了在所述输入之一上具有中继器功能的集成dau的基本结构；

图4是根据本发明的一个实施例的框图，示出了数字分配单元(ddu)的基本结构；

图5是示出数字远程单元(dru)的框图；

图6是示出根据本发明的实施例的确保网络中的冗余的公共安全系统架构的框图；

图7是根据本发明的一个实施例的框图，示出了完全冗余公共安全数字das架构的基本结构；

图8是根据本发明的一个实施例的框图，示出了完全冗余公共安全模拟(光纤上的rf)das架构的基本结构；

图9是根据本发明的一个实施例的框图，示出了由主路径上的基站收发信台(bts)馈送和来自次路径中的非占空bts的馈送的交叉连接架构的基本结构；

图10是根据本发明的一个实施例的框图，示出了由主bts和次bts馈送的交叉连接结构的基本结构；在本实施例中，从ddu1和ddu2馈送多个dru；

图11是根据本发明的一个实施例的框图，示出了由主非占空bts和次非占空bts馈送的交叉连接架构的基本结构，中继器dau具有嵌入式中继器功能；

图12是根据本发明的一个实施例的框图，示出了冗余dru，所述冗余dru处于热备用模式并经由光学旁路开关和rf旁路开关连接到主dru；

图13是示出根据本发明的实施例的馈送和主机冗余的框图；

图14是示出根据本发明的实施例的ddu主馈送冗余、本地馈送冗余、以及主内容和本地内容的聚集的框图；

图15是示出根据本发明的实施例的至dru冗余的馈送的框图；

图16是示出根据本发明的实施例的dru主馈送冗余、本地馈送冗余、以及主内容和本地内容的聚集的框图；

图17是示出根据本发明的实施例的利用多个dru的冗余的框图；

图18是根据本发明的一个实施例的简化框图，示出了完全冗余数字公共安全数字das架构的基本结构；

图19是示出根据本发明的实施例的用于选择主或次馈送的方法的简化流程图；和

图20是示出根据本发明的一个实施例的上行链路冗余的框图，示出了完全冗余数字das架构的基本结构；

图21是示出到主头端和本地头端的ddu上行链路信号冗余的框图；

图22是示出从单个dru到主ddu、次ddu和本地头端的上行链路信号冗余的框图；

图23是示出从双冗余dru到主ddu和次ddu的上行链路信号冗余的框图；

图24是根据本发明的一个实施例的框图，示出了完全冗余公共安全数字das架构的基本结构；和

图25是根据本发明的一个实施例的框图，示出了完全冗余数字das架构的基本结构。

具体实施例的详细描述

分布式天线系统(das)提供了基站资源的利用的有效手段。与das相关联的一个或多个基站可以位于通常称为基站房的中心位置和/或设施中。das网络包括一个或多个数字接入单元(dau)，其用作基站、数字分配单元(ddu)和数字远程单元(dru)之间的接口。dau可以与基站并置。dru可以菊花链式连接在一起和/或以星形配置放置，并为给定的地理区域提供覆盖。dru通常通过采用高速光纤链路经由ddu连接到dau。该方法便于将rf信号从基站传送到由dru服务的远程位置或区域。

图1是示出根据本发明的实施例的本地数字接入单元(dau)100的基本结构的框图。在该实施例中，对于每个频带，两个bts经由主端口114和次端口116连接到本地dau100。在一些实施例中，主端口114和次端口116可以分别是第一rf输入端口和第二rf输入端口。本地dau100包括每频带的主rf扇区和次rf扇区，其提供主接口和次接口。光学输出端馈送多个ddu。如果主馈送118或次馈送120是非占空的，则具有双工器的rf扇区连同用于到远程bts的rx路径的功率放大器和用于来自远程bts的tx路径的低噪声放大器，以及具有可调节通带宽度的多个信道、数字、灵活带通滤波器，如关于图3所更加详细描述的那样应用于该馈送。

图1描绘了本地dau100，也称为主机或主机单元。根据本发明的实施例，每个dau从主bts102和次bts104馈送，或者如图2所示，从非占空信号馈送。非占空信号参考来自远程bts的无线信号。作为非占空信号的示例，主bts102可以与dau位于同一建筑物中，提供主馈送118。次bts104可以被远程地定位，例如，距离dau几英里，以提供冗余。在该示例中，次bts104将提供次馈送。如果提供主馈送的bts失败，则本地dau100将切换到次馈送120，如下面更全面描述的那样。在另一实施方式中，两个bts可以与本地dau100并置，其中一个bts在热备用模式下操作。可以如下所讨论的那样对非占空拾取器件实施类似的使用。

bts信号或非占空信号经由rf连接或数字连接耦合到本地dau100。本地dau100经由光学馈送130与多个数字分配单元(ddu)通信。如图1所示，本地dau100可以容纳多个频带。在一些实施例中，一个主rf扇区可以用于每个频带。

在图1所示的实施例中，本地dau100包括双rf扇区：700mhz频带的主rf扇区106和700mhz频带的次rf扇区108。这些双rf扇区用于接收图示为主馈送118和次馈送120的双输入。因此，由本发明的实施例提供的多级系统冗余包括由每个dau中的冗余rf扇区提供的冗余。

在一些蜂窝系统中，本地dau100将接收适合于蜂窝系统的多个频带，例如，150mhz、450mhz、700mhz、800mhz、900mhz等中的一个或多个。在一些公众安全(ps)实施方式中，使用单个频带，而在其他ps实施方式中，使用多个频带。作为示例，图1示出了800mhz频带的可选主rf扇区110和800mhz频带的可选次rf扇区112。因此，所示出的本地dau100包括每频带的双rf扇区。主馈送和次馈送将被适当地提供给可选的一个或多个频带。

图1中示出的特定频带不是为了限制本发明，而是为了提供根据本发明的实施例可以使用的示例性频带。在该实施例中，主rf扇区之一被指定为主，而另一主rf扇区被指定为次。尽管图1中示出了主rf扇区和次rf扇区，本发明不限于这种实施方式，并且如果冗余扇区的数量大于3，则可以使用第三rf扇区，以及附加的rf扇区。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

在利用多个频带的实施例中，例如，700mhz频带和800mhz频带两者，处于这些频带的馈送可以被组合在dsp单元122中。在一些实施例中，dsp单元122可以是配置有数字信号处理逻辑的现场可编程门阵列(fpga)。如图6所示，dsp单元122可以提供组合的数字数据流，该组合的数字数据流由本地dau100输出，播送到ddu602，并且然后播送到dru604。作为示例，如果800mhz的主rf扇区110已经发生故障，则700mhz的主馈送118可以与800mhz的次馈送126组合。

本发明实施例的一个特征是在dau或一个或多个dau组之间路由基站无线电资源的能力。为了路由从一个或多个基站可获得的无线电资源，期望在das网络中配置dau的单独的路由器表。该功能由本发明的实施例提供。

如图7所示，dau联网在一起，以便于在多个dau之间路由信号。dau支持在基站和各种dau之间传送rf下行链路信号和rf上行链路信号。该架构使各种基站信号能够同时传送到多个dau和从多个dau传输。在一些实施例中，peer端口用于互连dau。

dau具有控制在dau与连接到该dau的一个基站(或多个基站)之间传输的下行链路信号和上行链路信号的(在很宽的范围内以小增量)增益的能力。此能力提供了灵活性，以同时控制特定远程dau(或一组dau)与特定基站扇区之间路径的上行链路连接和下行链路连接。

在一些实施例中，由本地dau100输出到多个ddu的数字数据流128是相同的数据流。这些数字数据流128使内容能够被提供给多个ddu，以便随后分配给dru。由本地dau100输出的数字数据流128可以是基于主馈送118的数字数据流或基于次馈送120的数字数据流。可以至少使用连接到主ddu的第一数字光学输出端口130和连接到次ddu的第二数字光学输出端口132，从本地dau输出数字数据流。

在操作中，两个rf扇区都是可操作的。主馈送118和次馈送120都在dsp逻辑122内处理，并产生两个数字数据流。然后dsp单元122决定哪个数字数据流将用于传输。默认设置可以是主数字数据流的传输。提供了关于图13至图17的冗余操作的附加描述。

图2描绘了中继器数字接入单元(dau)200，也称为主机或主机单元，其具有嵌入式中继器功能。在该实施例中，两个非占空馈送经由主端口114和次端口116连接到中继器dau200用于每个频带。具有集成中继器功能的dau包括每个频带的主rf扇区206和次rf扇区208，其提供主和次接口。中继器功能由双工器210以及用于到主远程bts202的rx路径的功率放大器214和用于来自远程bts的tx路径的低噪声放大器212、以及多信道、数字、具有可调通频带宽的敏捷带通滤波器来提供。如果主馈送或次馈送来自并置的基站，则没有双工器、用于rx路径的功率放大器和用于tx路径的低噪声放大器的rf扇区适用于如关于图3的附加细节中所描述的馈送。

根据本发明的实施例，每个中继器dau200从主远程bts202和次远程bts204馈送。bts或非占空信号经由rf连接或数字连接耦合到dau。中继器dau200具有嵌入式双工器210、低噪声放大器212和功率放大器214。这有利于与远程bts或非占空信号源在远距离上的通信，其中信号弱于来自并置bts的信号。如果混合信号馈送被递送到dau、本地基站和非占空(远程基站)，则实现两种类型的rf扇区。

图3描绘了数字接入单元(dau)300，也称为主机或主机单元，其可操作以接收混合信号。在该实施例中，混合信号馈送被递送到dau─主基站102和非占空(远程基站)204馈送经由主端口114和次端口116连接到集成dau300用于每个频带。集成dau300包括每个频带的主rf扇区106和次rf扇区208，其提供主接口和次接口。光学输出130馈送多个ddu。对于远程bts204馈送，应用具有双工器210以及用于到远程bts204的rx路径的功率放大器214和用于来自远程bts204的tx路径的低噪声放大器212的rf扇区208，以及多信道、数字、具有可调通频带宽的敏捷带通滤波器。对于来自并置基站102的馈送，应用没有双工器、用于rx路径的功率放大器、以及用于tx路径的低噪声放大器的rf扇区106。

在该实施例中，对于非占空馈送/次远程bts204，使用具有双工器210、功率放大器214和低噪声放大器212的rf扇区208，而对于来自并置基站的馈送，使用没有双工器、功率放大器和低噪声放大器的rf扇区106。集成dau300经由光学馈送130与多个数字分配单元(ddu)通信。如图2所示，中继器dau200可以容纳多个频带。在一些实施方式中，可以单独提供中继器功能，尽管该中继器功能在图2和图3中被示为嵌入型。

图4描绘了数字分配单元(ddu)400。ddu400在多个dau和多个dru之间路由光学信号。根据本发明，每个ddu400从主dau402和次dau404馈送。ddu400经由光学连接406耦合到多个dau。ddu400经由光学馈送与多个数字远程单元(dru)通信。如图3所示，ddu400可以适应与多个主dau和次dau的接口连接。ddu400将bts或非占空信号分配给多个dru。

ddu400从主dau402和次dau404的冗余集接收主数据流418和次数据流420，并基于主数据流418和次数据流420中的任一个或两者将信号重新分配到dru的网络。如图4所示，从主头端410中的主dau402接收主数据流418。第一输入端口430耦合到主dau402的第一数字光学输出端口。从主头端412中的次dau404接收次数据流420。第二输入端口432耦合到次dau404的第一数字光学输出端口。

如图4所示，ddu400提供更多数量的光学输出408，用于将数据流428(而不是在ddu400处接收的数据流的数量)递送到dru。这使得能够实现其中少量dau和ddu与大量的dru互操作的系统架构。ddu400从dau接收数据流并将数据流重新分配给多个dru。在一些实施例中，ddu400具有16个光学端口414，其中两个用于接收主数据流418以及次数据流420，并且14个用作输出端口以向dru提供数据流。光学端口414的至少第一输出端口和第二输出端口用于为到dru的数据流提供冗余。在其他实施例中，包括图4中所示的实施例，利用两个光学端口从主头端410接收主数据流418和次数据流420。此外，利用两个光学端口接收来自本地头端的本地头端主本地数据流422和本地头端次本地数据流424，利用12个光学端口向dru提供数据流128。

在所示实施例中，本地头端412可以表示本地的区(municipality)服务，所述本地区服务在与主头端410所代表的实体相同的或不同的频带上操作。本地头端412处的dau可以提供附加的数据流，所述额外的数据流可以由ddu400接收，与从主头端410接收的数据流聚集，并递送到dru。作为示例，来自主头端的主数据流418和来自本地头端的主数据流422可以在dsp单元430中处理。在一些实施例中，dsp单元430可以是配置有数字信号处理逻辑的fpga。dsp单元430可以生成组合流，并且可以将组合流传输到dru。除了从少量dau或主机单元向更大数量的dru分发或转播数据流之外，ddu400还可以在其所在的位置本地聚集附加的数据流，从而为特定区域提供服务的增强。

根据本发明的实施例，图5描绘了数字远程单元(dru)500，其包含700mhz频带rf扇区502和800mhz频带rf扇区504，其将btstx信号506递送到天线并从天线接收用户rx信号508。dru500与多个ddu互连。dru500将rfrx信号转变为数字信号用以传输到bts，并将来自bts的数字tx信号转变为rf信号用以通过天线进行广播。根据本发明，每个dru500从主ddu510和次ddu512馈送。dru500经由光学连接514耦合到多个ddu。如图5所示，dru500可以适应与多个频带rf收发器的接口连接。dru500包括多个rf扇区和多路复用器516，以便于与rf天线的互连518。

dru500从主ddu510和次ddu512接收主数据流520和次数据流522。在图6中，例如，td1612中的ddu-1和ddu-3将主数据流520和次数据流522提供给dru-t1。dsp单元524处理所接收的数据流以向一个或多个rf扇区提供输出，其可根据需要在不同的频带上实施，以便为有泄漏的同轴电缆提供rf输出，例如，在隧道或站天线中，无论是定向还是全向。在一些实施例中，dsp单元524可以是配置有数字信号处理逻辑的fpga。

图6描绘了公共安全系统架构600的一个实施例。多个dau602馈送多个ddu604，ddu604又馈送多个dru606(其也可以被称为远程单元)。根据本发明，多个dau602与多个ddu604互连，ddu604馈送多个dru606。如图6所示，在rf头端1608处，存在并置的主dau610和次dau610。类似地，在td1612处，存在并置的主ddu614和次ddu614。主ddu和次ddu馈送多个dru606。dru606连接到天线616，所述天线616为固定的远程位置提供覆盖。

图6中所示的系统包括3个rf头端位点、6个隧道分配(td)位点和站分配(sd)设备。在该配置中，使用用于隧道覆盖的126个dru和用于站覆盖的56个dru。应该注意的是，td和sd设备可以与前端位点集成。如图所示，单位计数是冗余dau：8；数字分配单位：32；和dru：182。

3个rf头端位点由不同的基站资源馈送。参考rf头端1608，一对冗余dau610由主机-1和主机-2表示。该对冗余dau610将数据流618提供给多个冗余ddu614，所述冗余ddu也是成对布置。每对冗余ddu614将数据流618提供给多个dru。因此，主机-1和ddu-1之间的单线620表示将dau-1和dau-2连接到ddu-1和ddu-2的一组四条冗余线。ddu-1和ddu-2之间到dru-t1的单线622表示将ddu-1和ddu-2连接到dru-t1的一组两条冗余线。因此，图6中所示的光纤可以是示例性和简化的，并不旨在限制元件之间提供的连接的数量。在该实施方式中，td1612包括ddu1-ddu-4，td2包括ddu-5-ddu-8等。在图6中，ddu组，ddu-1和ddu-2馈送dru-t1-dru-t14。其他隧道分配位点td2到td24向dru-t15到dru-t126提供数据流。

图7描绘了数字公共安全系统700，其包括dau、ddu和dru之间的多个交叉连接。主馈送118和次馈送120经由dau706之间的交叉连接、ddu708(ddu16)之间的交叉连接和dru710(hd37)之间的交叉连接而联网。覆盖中的冗余通过重叠的天线辐射图案712来实现。次单元/元件716并行工作，使得如果任何主单元/元件714发生故障，则次单元/元件716准备好以最小的切换时间执行任务。监控主单元/元件714和次单元/元件716的性能，并且如果检测到故障，则由决策逻辑使用信息来自动重新配置系统单元/元件。系统单元/元件之间的交叉连接提供了对同时多点故障具有弹性的操作系统。如下面更全面地描述的，本发明的实施例在若干层级提供冗余，包括主头端718处的多个冗余dau、每个dau中的多个冗余rf扇区、次头端720处的多个冗余ddu等。

参考图7，在所示实施例中，主馈送118和次馈送120在多个dau之间是分离的。如关于图1所讨论的，主dau722和次dau724具有冗余rf扇区(对于每个服务的频带)，其使得能够通过dau接收主馈送118和次馈送120。主dau722和次dau724通过在数字/基带级的交叉连接706而交叉连接。主dau722以数据流的形式向次dau724提供内容，并且次dau724向主dau提供内容。如图7所描绘，主dau722和次dau724交叉连接708到主ddu726和次ddu728。主ddu726和次ddu728也使用dru710、dru-1730和第二dru-2732之间的交叉连接。dru通过具有与其他dru重叠的天线辐射图案712而实现冗余。

通过1：1冗余实现高服务可用性，其也可以被视为双模冗余。网络中的每个元件(dru除外)都有次单元。次单元/元件716并行工作，使得如果任何主单元/元件714发生故障，则一个或多个次单元准备以最小或减少的切换时间继续执行任务。监控主单元/元件714和次单元/元件716的性能，并且如果检测到故障，则由决策逻辑使用信息来自动重新配置系统单元/元件。系统单元/网络元件之间的交叉连接提供了对同时多点故障具有弹性的操作系统。本发明的一些实施例提供高达和超过99.999％可用性的系统可用性，例如，在用于700mhz无线电系统的实施例中。

如图7中所示，主dau722在主rf扇区(rf-p)处从分离器/组合器734接收主馈送118。主dau722还在次rf扇区(rf-s)处接收来自第二分离器/组合器736的次馈送120。分离器/组合器734和第二分离器/组合器736使得主馈送118和次馈送120能够在主dau722和次dau724两者处被接收。主馈送118和次馈送120由每个dau中的dsp单元处理。主dau722中的第一dsp单元723生成主数据流738，并且次dau724中的第二dsp单元725生成次数据流740，并且如本文所讨论的选择主数据流738或次数据流740。在主头端718和次头端720之间，以及在次头端720和隧道/站分配742之间，多个光纤可以承载主馈送118或次馈送720，这取决于由主dau722中的第一dsp单元723以及次dau724中的第二dsp单元725选择主馈送118还是次馈送120。

如图7所示，提供数字级dau的交叉连接706。主dau722中的第一dsp单元723连接到次dau724中的第二dsp单元725，反之亦然。第一dsp单元723和第二dsp单元725的连接使得能够在其中一个dau中的两个rf扇区都发生故障的情况下进行操作。如关于图13的另外细节所讨论的那样，如果主dau722中的两个rf扇区都发生故障，则在次dau724处接收的主馈送118或次馈送120可以通过第一dsp单元723和第二dsp单元725之间的交叉连接706被递送到主dau722的第一dsp单元723。结果，可以通过dsp单元级的交叉连接706补偿其中一个dau中的两个rf扇区的故障。

参见图7和图13，在实施例中，交叉连接706通过从主dau722到次dau724以及从次dau724到主dau722的连接来实施。如本文所述，这些是dau的fpga/dsp扇区之间的数字连接。参考图13，第一dau和第二dau之间的连接由来自主集成dau1302的主数据流1334提供，该主数据流由asp21333在第二集成dau1304中接收。第二dau和第一dau之间的连接由来自次集成dau1304的次数据流1336提供，该次数据流由asp21332在第一集成dau1302中接收。

主头端718和次头端720之间的光纤冗余由如图7中所示的本发明的实施例提供。例如，主dau722输出主数据流738。主dau722可包括连接到主ddu上的第一输入端口的第一数字光学输出端口和连接到次ddu728上的第一输入端口的第二数字光学输出端口。次dau724输出次数据流740。次dau可包括连接到主ddu726上的第二输入端口的第一数字光学输出端口，和连接到次ddu728上的第二输入端口的第二数字光学输出端口。在示例配置中，来自每个dau的输出在两个光纤上传输，一个光纤将dau连接到主ddu726并且第二个光纤将dau连接到次ddu728。在默认模式，例如没有故障，主馈送118由主dau722和次dau724处理，并且主数据流738和次数据流740都传输与为主馈送118提供冗余的主馈送118相关联的数据。在默认模式中，两个ddu然后将主数据流738传输到dru。

如果主rf扇区之一在dau中发生故障，则与故障rf扇区相关联的dsp单元可以切换以提供从次rf扇区生成的次馈送120作为数据流。在示例实施例中，如果主ddu726接收具有不同馈送的主数据流738和次数据流740，则主ddu726的dsp单元727中的逻辑可以被配置以基于一个或多个信号特征选择数据流以发送到dru。

在图7中，次头端中的ddu746下方的点和dru744下方的点表示使用附加ddu和附加dru的实施方式。先前关于图6讨论了这种实施方式的示例。示例将包括在隧道中提供附加dru、使用附加频带等实施方式。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

在图7所示的系统中，该dru组、dru-1730和dru-2732使用dru710之间的交叉连接从主ddu726和次ddu728接收冗余数字数据流。dru-1730包括耦合到主ddu726的第一输出端口的第一输入端口和耦合到次ddu728的第一输出端口的第二输入端口。dru-2732包括耦合到主ddu726的第二输出端口的第一输入端口和耦合到次ddu728的第二输出端口的第二输入端口。dru-1730和dru-2732处理数字数据流并使用rf输出端口分别向天线a1和a2提供rf信号。a1和a2布置成使得它们的天线覆盖区域产生重叠的天线辐射图案712。因此，通过重叠覆盖范围来实现冗余，这使得与使用冗余远程设备的系统相比，系统成本降低(对于远程单元的数量远大于主机和分配单元的数量的系统)。如果其中一个dru发生故障，则由故障dru所覆盖的区域中的覆盖范围将由另一dru提供。

图24是根据本发明的一个实施例的框图，示出了完全冗余公共安全数字das架构的基本结构。图24示出了被配置以直接与主回程连接2402和次回程连接2404接口连接的系统2400。系统2400包括关于图7所描述的许多特征，其提供了包括dau、ddu和dru之间的交叉连接的数字公共安全系统中的冗余。因此，视情况而定，关于图7提供的讨论适用于图24中所示的系统。系统2400用主基带单元(bbu)2406和次bbu2408替代主dau和次dau。每个bbu包括微处理器扇区2410和dsp单元2412来处理在次头端720和回程连接中与ddu接口连接所需的信号。在主头端2410处的bbu包括输出端口，所述输出端口连接到在次头端720处的ddu上的输入端口。在一些实施方式中，所述bbu/ddu接口可使用例如obsai(开放基站架构计划)、cpri(通用公共无线电接口)和/或ori(开放无线电接口)等标准。

图8描绘了模拟公共安全系统，其包括主集线器、次集线器和远程单元(ru)之间的多个交叉连接。主馈送118和次馈送120经由主集线器之间的交叉连接802、扩展集线器之间的第二交叉连接804以及ru(远程单元)之间的第三交叉连接806联网。通过重叠的天线辐射图案712实现覆盖的冗余。次单元/元件816并行工作，使得如果任何主单元/元件814发生故障，则一个或多个次单元准备好以最短的切换时间继续执行任务。监控主和次单元/元件的性能，并且如果检测到故障，则决策逻辑使用该信息来自动重新配置系统单元/元件。系统单元/元件之间的交叉连接提供了对同时多点故障具有弹性的操作系统。如下面更全面地描述的，本发明的实施例在若干层级提供冗余，包括主头端718处的多个冗余主集线器、每个主集线器中的多个冗余rf扇区848和光学模块850、次头端720处的多个冗余扩展集线器、每个次集线器中的多个冗余光学模块850和远程单元驱动模块852等等。

参见图8，在所示实施例中，主馈送118和次馈送120在多个主集线器之间是分离的。主主体集线器822和次主体集线器824具有冗余rf扇区848(对于每个服务频带)，其使得能够通过主集线器接收主馈送118和次馈送120。如图8中所描述的，主主体集线器822和次主体集线器824在主和次光学模块850上交叉连接804到主扩展集线器826和次扩展集线器828。主扩展集线器826和次扩展集线器828也通过扩展集线器中的主和次远程单元驱动模块852以及ru-a1830中的主和次光学扇区854交叉连接806到多个ru、ru-a1830和ru-a2832。在另一个实施例中，ru-a2832光学前端包括光学开关856和光学扇区854，所述光学开关856执行主光学信号和次光学信号之间的选择，所述光学扇区854将光学信号递送回rf。ru通过具有与其他ru重叠的天线辐射图案712来实现冗余。

图9描绘了由本地bts902和远程bts904的组合馈送的公共安全系统900。远程bts904是用于公共安全架构的次馈送120。dau和ddu924之间以及ddu924和dru926之间的互连证明了系统900的1：1冗余。为了更好地说明冗余能力；通过可替代路径，重新按照路线发送信号，可以适应bts、rf连接、光纤、dau、ddu或dru的任何故障。

参考图9，馈送的冗余由来自地面基站902的主馈送118和来自地面塔906的非占空次馈送120提供。主机单元的冗余，例如dau，每个都具有冗余的rf扇区，并且在rf头端910中提供数字级908的交叉连接。td-1912提供馈送有双光纤链路的一组冗余分配单元，从而提供光纤链路冗余。远程位置处的冗余由馈送有双光纤链路的dru提供，增加了额外的光纤链路冗余。

参见图9，两个不同的馈送用于主馈送118和次馈送120：基站902馈送和非占空定向天线914从宏塔906收集。由于馈送的不同性质，如图3中的集成dau300中所示，使用不同类型的rf扇区。主集成dau916和次集成dau918的dsp如关于图7所讨论的那样进行互连。

主和次光纤920将数据流从rf头端1910中的主集成dau916和次集成dau920递送到次头端td-1912中的ddu。在该实施方式中，来自主集成dau916的主光纤922连接到td-1912中的四个ddu924。然后，ddu924复制数据流并将它们递送或重新广播到28个dru926。

在图9所示的实施例中，次馈送120被提供给主集成dau916和次集成dau918。由于本实施例中的混合信号类型馈送(例如，来自基站和/或来自非占空)，主机单元将具有两种类型的rf模块。如图3所示，对于非占空馈送，集成dau单元将具有带有功率放大器和低噪声放大器的rf模块。对于基站馈送，集成dau单元将具有不带pa和lna的rf模块。

图10描绘了由两个本地bts的组合馈送的公共安全系统1000。次bts1002处于热插拔待机模式。在基站级(一组冗余bts1002、1004)、在头端1010级(一组冗余主机单元、主dau1006和dau1008，每个具有冗余rf扇区和数字级的交叉连接)、在次头端1012级(冗余分配单元、ddu924、馈送有双光纤链路＝>光纤链路冗余)、以及在远程级(dru926、馈送有双光纤链路＝>光纤链路冗余)提供冗余。由于馈送是从基站提供的，因此主机单元可以都是如图1所示的本地dau100。

图11描绘了公共安全系统1100，其由来自两个远程bts的组合的非占空信号1102馈送。以与关于图10所讨论的方式类似的方式提供冗余。指向不同供体站点的冗余供体定向天线1104接收rf信号。如图2中的中继器dau200所示的冗余主机单元1106、1108，每个都具有冗余rf扇区，并且数字级的交叉连接接收rf信号并利用集成中继器功能来放大所接收的rf信号。通过双光纤链路进行馈送的冗余分配单元、ddu924，提供光纤链路冗余。远程单元、dru926处的冗余是通过使用双光纤链路进行馈送的远程单元来提供的，以提供额外的光纤链路冗余。

图12描绘了利用主dru1202和热插拔次dru1204的公共安全系统1200。如图7所示的冗余系统中，每个系统元件以冗余方式实施：具有冗余主机的主头端；具有冗余ddu的次头端；和带有dru的隧道/站分布，所述dru具有重叠覆盖区域，以在dru处提供冗余。图12示出了另一可能的实施方式，其中，不是利用重叠的覆盖区域，而是在远程层级处利用冗余的次dru1204来提供冗余。

在图12所示的实施例中，在例如强调备份保护的应用的情况下提供冗余，其中冗余dru提供的益处超过与冗余dru相关联的额外系统成本。在该实施方式中，在热待机模式中提供1：1的冗余。在默认操作中，次dru1204是活跃的，但它不处理由主dru1202接收的信号。关于图17提供对该操作的附加描述。

根据本发明的实施例，使用包括双模块冗余(dmr)的变体的架构，其中重复元件并行工作，使得如果任何系统元件/部件发生故障，则另一元件/组件准备好以减少的或最小的切换时间继续执行系统任务。本发明的实施例利用活跃冗余系统，其中监控关键元件的性能，并且如果检测到故障则由决策逻辑使用信息来自动重新配置系统部件。

图13是根据本发明的实施例的公共安全系统1300的框图，示出了馈送和主机冗余。主馈送118和次馈送120经由分离器/组合器1306递送到主集成dau1302和次集成dau1304，使得它们被馈送到主集成dau1302中的冗余rf扇区1308和次集成dau1304中的第二冗余rf扇区1310。如图13所示，主集成dau1302和次集成dau1304两者在一个或多个频带(例如，700频带和800频带)处具有主和次rf扇区。在一些实施例中，主集成dau1302和/或次集成dau1304是四频带单元，在两个频带处提供主和次rf扇区。因此，主馈送118提供给主rf扇区1320和次rf扇区1313，并且次馈送120提供给主rf扇区1311和次rf扇区1322。主馈送118和次馈送120都变换为数字域并在每个dau中的dsp单元1312内处理。主集成dau1302利用由dsp单元1312提供的数字信号处理功能来实施两个决策点：监控和/或选择由主bts1314或次源1316提供的主馈送118或次馈送120，以及在主馈送118或次馈送120由于主主机故障而不可用的情况下，监控和/或选择在连接dau1318的光纤上接收的来自次集成dau1304的主/次馈送(例如，次集成dau1304)。本领域技术人员将理解，连接dau1318的光纤对应于图7中的交叉连接706。

在默认操作中，考虑到主主机(主集成dau1302)，使用adc1324来将由主rf扇区1320处理的主馈送118和由次rf扇区1322处理的次馈送120两者转换为数字信号，并且将其呈现到自动选择点1a(asp1a)1326。由逻辑实施方式asp1a1326表示的开关被设置成使得与主馈送118相关联的数字信号默认地通过asp1a1326递送。然后，由asp1a1326递送的数字信号与通过第二asp1b1328(第二asp1b1328接收可选的800mhz频带的数字信号)所递送的可选数字信号组合。因此，为在主机中实施的每个频带提供asp1逻辑。

分离器1330用于将组合信号、本地数据流1334的副本提供给次集成dau1304的自动选择点2(asp2)1333。如果由主集成dau1302的asp21332提供的组合信号适合于广播，则由逻辑实施方式asp21332表示的开关将组合信号进行传递以用于递送到ddu。类似的操作在次集成dau1304中并发地或同时地执行，其还接收主馈送118和次馈送120。本发明的实施例还提供了来自默认操作的修改。

在第一决策点，自动选择点1a(asp1a)1326传递主馈送118(信号)或如果检测到主馈送118(信号)损失(例如，可能由主bts1314或主rf扇区1320故障引起)，则切换到由次rf扇区1322输出的次馈送120(信号)。因此，由(被耦合到在asp1a1326处进行的主rf扇区1320和次rf扇区1322中的每一个的)adc1324输出的数字信号的测量结果使得asp1a1326能够将主馈送118(信号)作为默认进行传递，或者如果主馈送118(信号)的质量低于阈值，则切换到次馈送120(信号)。因此，如果主馈送的性能低于阈值，则asp1a可以切换到次馈送，然后可以将其传递到分离器1330。

在第二决策点，第二自动选择点(asp2)1332传递本地数据流1334，或者如果检测到本地数据流1334的损失(例如，这可能由两个rf扇区或adc/dac电路的故障引起)则切换到由次主机(次集成dau1304)提供的外部数据流1336。在实施例中，asp21332将作为默认传递本地数据流1334。

在实施例中，如果主rf扇区1320和第二rf扇区1322都发生故障(例如，低于阈值的性能)，则导致来自asp1a1326的输出的损失(假设在第二频带处没有信号)，分离器1330处将没有信号被接收到。在本实施例中，如果本地数据流1334的质量低于阈值，则asp21332将因此选择外部数据流1336用于重新广播。外部数据流1336是次集成dau1304中的asp1a1327的输出。因此，来自次集成dau1304的数字内容作为外部数据流1336递送到主集成dau1302中的asp21332，并且进而递送到主光纤1338。主光纤连接到一个或多个数字光学输出端口1348。一个或多个数字光学输出端口包括连接到主ddu的第一数字光学输出端口和连接到次ddu的第二数字光学输出端口。

因此，dau的rf扇区之间的数字交叉连接由先前关于图7所讨论的实施例提供。结果，系统1300能够分别维持到主ddu和次ddu的主光纤1338和次光纤1340上的信号。因此，即使在主集成dau1302或次集成dau1304中的rf扇区和/或dsp单元发生故障的情况下，本发明的实施例使得主光纤1338和次光纤1340之一或这两者上的操作信号能够维持。在一些实施方式中，asp1a1326或asp1b1328或asp21332切换时间小于几秒，例如小于2秒。

在图13中，800mhz频带被示为可选的。如果利用800mhz频带，则dsp单元1312接收来自与每个频带相关联的主和次rf扇区的用于两个频带的主和次数据流。在所示实施例中，dsp单元1312接收800mhz主数据流1342和800mhz次数据流1344。800mhz频带包括第二自动选择点1(asp1b)1328，所述第二自动选择点1(asp1b)1328传递800mhz主数据流1342，或者如果检测到800mhz频带的主数据流1342的损失则切换到由次rf扇区1346输出的800mhz次数据流1344。表示不同频带的数据流聚集，并然后递送到第二自动选择点(asp2)1332，其传递本地数据流1334，或者如果检测到本地数据流1334的损失则切换到由次主机(次集成dau1304)提供的外部数据流1336。

在主集成dau1302和次集成dau1304两者中，主流和次流被提供给dsp单元1312。如果主集成dau1302发生故障，使得冗余rf扇区1308发生故障并且主集成dau1302损失两个数据流，系统1300可以提供自我修复。系统1300可以使用由次集成dau1304中的dsp单元1312产生的数据流(例如，主rf扇区数据流)，并且可以将该数据流递送到主集成dau1302中的dsp单元1312。在将数据流递送通过主集成dau1302中的dsp单元1312中的asp21332之后，系统可以将数据流传输到主ddu。由第二集成dau1304将相同的数据流提供给次ddu。因此，主数据流和次数据流都可以保持在连接dau1318(主头端)和ddu单元(次头端)的光纤上。如果主数据流由次集成dau1304中的dsp单元1312产生，则该主数据流被提供给主集成dau1302中的dsp单元1312，以便传输到次头端。如果次数据流由次集成dau1304中的dsp单元1312产生，则该次数据流被提供给主集成dau1302中的dsp单元1312，以便传输到次头端。应当注意，关于主集成dau1302的操作提供的讨论适当地适用于次集成dau1304。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

图13中的所有部件可以是活跃的并且并行操作以提供冗余。asp点可以基于系统的监控条件重新路由信号。asp点可以监控与数字域相关联的任何数据。除了监控数字信号的功率之外，还可以分析信号的i/q内容以确定主馈送118和/或次馈送120的质量。因此，馈送的监控和分析不受限制以完成信号损失(例如，切割主馈送118)，但是可以包括与信号质量有关的度量。

图20是示出根据本发明的一个实施例的上行链路冗余的框图，示出了完全冗余数字das架构的基本结构。分别从主ddu和次ddu在主光纤1338和次光纤1340上接收多个上行链路主数据流。在所示实施例中，在主集成dau1302处从多个ddu接收的上行链路数据流包括：承载用于700mhz频带的主上行链路的馈送的主数据流，p1p2002；承载用于700mhz频带的次上行链路的馈送的主数据流，p1s2004；承载用于800mhz频带的主上行链路的馈送的主数据流，p2p2006；承载用于800mhz频带的次上行链路的馈送的主数据流，p2s2008。此外，在次集成dau1304处从多个ddu接收的上行链路数据流包括：承载用于700mhz频带的主上行链路的馈送的次数据流，s1p2010；承载用于700mhz频带的次上行链路的馈送的次数据流，s1s2012；承载用于800mhz频带的主上行链路的馈送的次数据流，s2p2014；以及承载用于800mhz频带的次上行链路的馈送的次数据流，s2s2016。

dsp单元1312被配置以实施asp1c2018。apas1c2018默认地传递承载主上行链路的馈送的数据流(p1p2002、p2p2006、s1p2010、s2p2014)。asp1c2018可以被配置以监控承载主上行链路的馈送的数据流并且如果检测到主上行链路的馈送的损失(主光学路径损失，或主hdddu故障)，则切换到承载次上行链路的馈送的数据流(p1s2004、p2s2008、s1s2012、s2s2016)。asp1c的输出可以相加2024以创建本地上行链路数据流2020并传递给asp2b2022。

本地上行链路数据流2020由dsp单元1312在asp2b2022处分离，并且本地上行链路数据流2020的副本被传输到次集成dau1304。asp2b2022可以包括监控本地上行链路数据流2020和使用开关控制输出的逻辑。如果本地上行链路数据流2020的特性不满足信号或数据流阈值，则asp2b2022可以从次集成dau1304中选择备用上行链路数据流2026。在一些实施例中，asp2b2022可以接收与来自asp1c2018的本地上行链路数据流2020的完整性有关的数据。从asp2b2022输出的上行链路数据流由分离器/组合器2028递送到适当的rf扇区。上行链路数据流在asp1a1326和asp1b1328处进一步分离并分别被传输到700mhz主rf扇区1320和700mhz次rf扇区1322以及800mhz主rf扇区1345和800mhz次rf扇区1346。在一些实施方式中，asp1a1326可以接收冗余rf扇区的状态，并选择rf扇区以使用开关接收上游信号。rf开关(rfsw-pp)2030传递来自主集成dau1302的主rf信号，或者如果主rf信号损失则切换到来自次主集成dau1304的rf信号。rfsw-sp2032传递来自次集成dau1304的主rf信号，或者如果主rf信号损失则切换到来自主集成dau1302的次rf信号。两个rf开关rf信号都将rf信号递送到相关联的基站。

图14是根据本发明的实施例示出ddu400光纤(馈送)冗余和聚集能力的框图。在默认操作模式中，数字分配单元(ddu)400接收来自位于主头端410位置处的主主机单元(主dau402)和次主机单元(次dau404)的主数字数据流418和次数字数据流420，其可被称为主数据流418和次数据流420。主自动选择点3a(asp3a)1402默认地传递主数据流418，或者如果检测到主数据流418的损失(例如，这可能是由主主机(主dau402)发生故障或连接主机和ddu的主光缆1406的故障)则切换到次数据流420。

图14示出了由来自本地头端412的主本地数据流422和次本地数据流424所表示的本地内容。因此，ddu1400具有接收和聚集被转换为数字数据流的本地内容的能力(例如，在700mhz或800mhz频带处)。如果存在本地内容，例如，来自由本地头端表示的单独的区，则本地asp3b1404在小型端口(sfp)3和sfp4处接收数据流并且默认地传递主本地数据流422，或者如果检测到主本地数据流422的损失(例如，低于阈值的操作)则切换到次本地数据流424。组合器1408对由主asp3a1402和/或本地asp3b1404提供的数据流求和，以用于将聚集的数据递送到dru。

应该注意，在图14所示的实施方式中，主ddu和次ddu都具有类似的功能。可以远程更新/重新配置在ddu中的dsp单元1412内进行的处理。asp点基于系统的监控条件重新路由信号。asp点可以监控与数字域相关联的任何数据。除了监控数字数据流的质量之外，还可以分析与信号相关联的i/q内容以确定主馈送118和次馈送120的质量。实施方式asp3的逻辑可以提供在毫秒范围内的切换时间。

图21是示出到主头端和本地头端馈送的ddu上行链路信号冗余的框图。ddu1400通过连接到多个输入端口2104的多个光纤连接2102，接收由dru生成的上行链路数字数据流。多个输入端口2104耦合到dsp单元1412。在一些实施例中，dsp单元1412可以包括处理由dru生成的上行链路数字数据流的逻辑。dsp单元1412包括求和器2106，其组合来自多个dru的上行链路数字数据流。接下来，dsp单元1412将上行链路数字数据流递送到分离器2108，分离器2108将上行链路数字数据流分成两个信号，用于主头端410的第一上行链路数字数据流2110和用于本地头端412的第二上行链路数字数据流2112。主asp3a1402将第一上行链路数字数据流2110分离，用于在主光路2114和次光路2116上同时传输到主头端。本地asp3b1404将第二上行链路数字数据流2112分离，用于在主光路2118和次光路2120上同时传输到本地头端412。

图15是示出根据本发明的实施例的光纤到远程冗余的框图。图15示出了数字远程单元(dru)1500的元件和dru处提供的冗余。dru1500从数字分配单元主ddu510和次ddu512接收主数字数据流520和次数字数据流522。在主光学端口1512和次光学端口1514处分别接收主数字数据流520和次数字数据流522。自动选择点4a(asp4a)1502传递主数字数据流520，或者如果检测到主数字数据信号的损失(例如，这可能由于主ddu510发生故障或主光缆1504发生故障)则切换到次数字数据流522。可以对所使用的可选频带执行类似的处理以及适当地求和。rf扇区1530将数字信号变换到模拟域，以便在适当地多路复用之后通过广播媒体(包括泄漏的同轴电缆或站天线)进行后续广播。

使用fpga实施dsp单元1524使得由dsp单元1524进行的处理能够适当地远程更新/重新配置。asp点基于系统的监控条件重新路由信号。asp点可以监控与数字域相关联的任何数据。除了监控数字数据流的质量之外，还可以分析与信号相关联的i/q内容以确定主馈送118和次馈送120的质量。另外，用于dru1500中的asp4a1502的切换时间是毫秒范围的量级。

在图15中，示出了在第二(例如，800mhz)频带的可选的主和次数据流1506。因此，dru1500具有在不同频带(例如，在700mhz或800mhz频带)接收和聚集内容的能力。如果存在可选频带，例如，来自单独的区，那么第二asp4b1510在sfp3和sfp4接收数据流并在可选频带中传递主数据流或如果检测到可选频带中主数据流的损失，则切换到可选频带中的次数据流。组合器1508对由主asp4a1502和/或可选频带第二asp4b1510提供的数据流求和，以用于在dru处产生聚集的数据。

图16是示出根据本发明的实施例的通过本地聚集在远程单元dru1500处的冗余的框图。图16与图15有相似之处，并且关于图15所提供的描述适当地适用于图16。dru1500具有接收和聚集被转换为数字数据流1602的本地内容的能力(例如，在700mhz或800mhz频带)。因此，dru1500提供用于本地内容聚集的可替代方法，其可以补充或用于代替在ddu处执行的本地内容聚集。使用fpga的dsp单元1524的实施使得由dsp单元1524进行的处理能够适当地远程更新/重新配置。

图16示出了由来自本地头端1608的主本地数据流1610和次本地数据流1612表示的本地内容。因此，dru1500具有接收和聚集被转换为数字数据流1602的本地内容的能力(例如，在700mhz或800mhz频段)。如果存在本地内容，例如，来自单独的区，则第二asp4b1510在sfp3和sfp4接收数据流并且传递主本地数据流1610，或如果检测到主本地数据流损失则切换到次本地数据流1612。组合器1508对由主asp4a1502和/或本地第二asp4b1510提供的数据流求和，以用于在dru处产生聚集的数据。

图22是示出到主ddu、次ddu和本地头端的dru上行链路信号冗余的框图。dru1500从天线2202接收rf信号。信号在频带/信道专用rf扇区1530内处理，并且然后被变换为基带并传输到模数转换器(adc)2204。adc2204将基带信号转换为上行链路数字数据流并且耦合到dsp单元1524。dsp单元1524对来自耦合到dsp单元1524的adc2204的上行链路数字数据流求和2206。接下来，dsp单元1524将求和的上行链路数字数据流2214递送到分离器2208，所述分离器2208将求和的上行链路数字数据流分成两个信号，用于ddu的第一上行链路数字数据流2210和用于本地头端1608的第二上行链路数字数据流2212。第一asp4a1502分离第一上行链路数字数据流2210，用于同时在主光路2216上传输到主ddu510和在次光路2218上传输到次ddu512。第二asp3b1510分离第二上行链路数字数据流2212，用于同时在主光路2220上和次光路2222上传输到本地头端1608。

图17是示出根据本发明的实施例的利用多个dru的冗余的框图。如下所述，冗余dru1704用集成的双光学旁路开关1706和rf旁路开关1708实施。在一些实施方式中，光学旁路开关可以用光学分离器/组合器代替。作为如图7所示的基本上重叠的天线覆盖区域的可替代方案，图17中示出的实施方式提供了用于那些应用的冗余dru，在所述应用中冗余dru1704的额外成本由于使用冗余dru1704提供的额外备份保护因而被证明是合理的。应当注意，可以实施图7和图17中的架构的结合，其中冗余dru与重叠的天线覆盖区域结合使用。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

如图17所示，主dru1702从主ddu510和次ddu512接收主数据流520和次数据流522。在默认模式中，主数据流520通过主dru1702中的dsp单元1524被处理，在主dru1702的rf扇区1710中被转换为rf信号，并通过有泄漏的同轴电缆或站天线1712进行广播。在正常操作期间，次dru1704是活跃的，但是不接收主数据流520和次数据流522，其由光学旁路交换机(obs)1706递送到主dru1702。在正常操作期间，主dru1702监控主数据流520和次数据流522，在一些实施方式中使用主数据流520作为默认操作。如果主数据流520发生故障，则主dru1702可以切换到使用次数据流522，如关于图15和图16中所讨论的关于主dru1702的asp4a1502所讨论的那样。

在主dru1702发生故障的情况下，obs1706和rf旁路开关(rfbs)1708将转移到旁路位置。处于该旁路位置的obs1706将切换到将主数据流520和次数据流522重定向和/或递送到次dru1704，所述次dru在耦合到次dru1704的自动选择点4a(asp4a)1502的输入端口1714处接收它们。在如图17所示的实施例中，obs1706与rfbs1708一起集成到主dru1702中。次drurf输出1716被提供给rfbs1708，所述rfbs在旁路位置输出从次dru1704接收的rf信号而不是来自主dru1702的多路复用器1718的主drurf输出1720。因此，次drurf输出1716被引导到有泄漏的同轴电缆或站天线1712或其他合适的广播设备。因此，在这种操作模式中，光学信号将被递送到次dru1704的输入端口1714，并且来自次dru1704的rf信号将被递送到有泄漏的同轴电缆或站天线1712。

图23是示出从双冗余dru到主ddu和次ddu的上行链路信号冗余的框图。主dru1702从天线2302接收rf信号。如果主dru1702是可操作的，则如关于图22中的dru1500所讨论的那样来处理上行链路信号。如果主dru1702发生故障，则rfbs1708和obs1706将切换到旁路位置，并且上行链路信号将转向次dru1704。

图18是根据本发明的一个实施例的简化框图，示出了完全冗余数字公共安全数字das架构1800的基本结构。如图18所示，架构1800与图7共享一些相似之处，其描述适当地适用于图18。主馈送118和次馈送120在多个主机之间是分离的。

主头端1802和次头端1804之间的光纤冗余由主主机1812和主ddu1814之间的第一光纤连接1806以及次主机1816和次ddu1818之间的第二光纤连接1808提供。为了冗余，提供主ddu1814和次ddu1818之间的第三光纤连接1810。在主ddu1814发生故障的情况下，由主机单元提供的主/次流将从运行ddu的dsp块1820传输到故障的ddu的dsp块1820。

以类似的方式，在隧道/站分配1822处的冗余由主ddu1814和主dru1826之间的第四光纤连接1824、次ddu1818和次dru1830之间的第五光纤连接1828、以及主dru和次dru的dsp块1820之间的光纤连接提供。在其中一个dru发生故障的情况下，来自工作的dru的信号可以被路由到故障的dru，以用于通过故障的dru的天线进行广播。

图19是示出根据本发明的实施例的用于选择主或次馈送的方法的简化流程图。作为示例，该方法可以包括在dau处处理rf信号。首先，dau接收主rf信号和次rf信号(1902)。可以通过有线或无线连接从本地bts或远程bts接收主和次rf信号。在一些实施方式中，可以通过空中(overtheair)从远程bts接收rf信号。接下来，dau将主rf信号和次rf信号变换为数字域(1904)。在一些实施方式中，dau可以使用fpga来实施adc。在其他实施方式中，dau可以使用单独的adc来将主和次rf信号变换为数字域。dau在自动选择点1a(asp1a)接收作为数字主馈送的主rf信号和作为次数字馈送的次rf信号(1906)。

在一些实施方式中，asp1a将默认地输出主馈送。asp1a将确定主馈送是否高于阈值(1908)。asp1a可以监控数字信号特征或分析数字化的rf信号以确定阈值。如果其高于阈值，则asp1a输出主馈送(1912)。如果主馈送低于阈值，则asp1a将输出次馈送(1910)。接下来，来自asp1a的输出与dau处存在的其他频带组合(1914)。

组合的输出可以被传输到次dau和第二asp、asp2(1916)。dau在asp2接收次dau馈送(1918)，并且asp2确定主馈送是否仍然高于阈值(1920)。如果主馈送高于阈值，则asp2输出主馈送(1922)以用于使用光学端口进行传输。如果asp2确定主馈送低于阈值，则asp2输出次dau馈送(1924)以用于使用光学端口进行传输。

应该理解的是，图19中所示的具体步骤提供了根据本发明实施例的选择主馈送或次馈送的特定方法。根据可替代实施例，还可以执行其他步骤序列。例如，本发明的可替代实施例可以以不同的顺序执行上面概述的步骤。此外，图19中所示的单独步骤包括多个子步骤，所示子步骤可以以适合于单独步骤的各种顺序执行。此外，取决于特定应用，可以添加或移除附加步骤。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

图25是根据本发明的一个实施例的框图，示出了完全冗余数字das架构2500的基本结构。架构2500包括rf头端2538，所述rf头端2538由700mhz频带bts2502和800mhz频带bts2504的组合馈送。700mhz频带bts2502将700mhz馈送2516输出到分离器/组合器2506。800mhz频带bts2504将800mhz馈送2518输出到第二分离器/组合器2520。分离器/组合器元件为每个频率创建主馈送和次馈送，并耦合到四个dau、700mhz主dau2508、700mhz次dau2510、800mhz主dau2512和800mhz次dau2514。

在700mhz主dau2508上的输入端口处接收700mhz主馈送2522。如上所述，dau创建主数字数据流，所述主数字数据流包括700mhz主馈送2522。700mhz主dau2508还通过第一光纤连接2530从800mhz主dau2512接收主数字数据流。如上面图13中所讨论的，700mhz主dau2508组合数字数据流，并且通过光纤连接2534将主数字数据流传输到多个dru2536。在700mhz次dau2510上的输入端口处接收700mhz次馈送2524。如上所述，dau创建次数字数据流，所述次数字数据流包括700mhz次馈送2524。700mhz次dau2510还通过第二光纤连接2532从800mhz次dau2514接收次数字数据流。700mhz次dau2510如上述图13中所讨论的那样组合数字数据流，并且通过光纤连接2534将次数字数据流传输到多个dru2536。

还应理解，本文描述的示例和实施例仅用于说明目的，并且本领域技术人员可以建议对其进行各种修改或改变，并且各种修改或改变被包括在本申请的精神和范围内以及所附权利要求的范围内。

表1是本文使用的术语表，包括首字母缩略词。

表格1

专业术语

adc模数转换器

bts基站收发信台

cdma码分多址

cwdm粗波分多路复用

dau数字接入单元

ddc数字下变频器

ddu数字分配单元

dnc下变频器

dru数字远程单元

dsp数字信号处理

duc数字上变频器

dwdm密集波分多路复用

fpga现场可编程门阵列

pa功率放大器

rf无线电频率

rrh远程无线电头端

rru远程无线电头端单元

umts通用移动电信系统

wcdma宽带码分多址

wlan无线局域网