随着对高速移动数据通信的需求不断增加，无线通信正在快速增长。作为例子，局域无线服务(例如，“无线保真”或“wifi”系统)和广域无线服务正被部署在许多不同类型的区域中。分布式通信系统与无线范围或“小区覆盖区域”内的称为“客户端”，“客户端设备”或“无线客户端设备”的无线设备进行通信，以便与接入点设备进行通信。分布式天线系统特别适用于部署在建筑物内部或其他室内环境中，其中客户端设备可能无法有效接收来自诸如基站之类的源的射频(rf)信号。分布式天线系统可提供无线服务的应用包括公共安全，蜂窝电话，无线局域网，位置跟踪以及建筑物内和校园内的医疗遥测。
部署分布式天线系统的一种方法涉及使用rf天线覆盖区域，也被称为“天线覆盖区域”。天线覆盖区域可以由远程分布式天线单元形成，也称为远程单元(ru)。这些ru操作一个或多个天线，该天线被配置为支持期望的频率或极化以提供天线覆盖区域。典型的天线覆盖区域可以具有从几米到二十米范围内的半径。结合多个ru可创建一系列天线覆盖区域。由于每个天线覆盖区域覆盖小区域，因此每个天线覆盖区域通常可能只有少数用户(客户端)。这种安排产生一个统一的高质量信号，为无线系统用户提供高吞吐量。
分布式天线系统可以被配置为服务单个无线服务或者在多个无线电频带上操作的许多无线服务的组合。可以采用不同的通信介质将rf信号分配给ru，例如电导体(例如，双绞线、同轴电缆)、光纤和无线传输。分布式天线系统可以用于现有的分布式通信系统，其中无线信号分布在分布式无线通信系统中的集线器和接入点(ap)之间提供的相同电缆上。
随着无线行业的发展，分布式天线系统已变得更加复杂。分布式天线系统可能需要更复杂的电子电路来更好地使用有限的带宽并提供附加功能。例如，电子电路可以用于附加功能，例如干扰减少、增加的输出功率、处理高动态范围和信号噪声降低。此外，远程单元的功能可以被包括在分布式无线通信系统中的ap中。可能希望在分布式无线通信系统中的ap中提供远程单元功能而不改变或扩大ap的形状因子。
技术实现要素：
鉴于上述问题提出了本发明，并且本发明的目的是减少功率传输和信号传输之间的相互影响并同时实现稳定的功率传输和信号传输。
为解决上述问题，本发明提供了一种具有至少一个rf集成电路(rfic)的通信系统，包括：rf通信接口，被配置为接收下行链路rf通信信号并提供上行链路rf通信信号；第一频率转换单元，被配置为将所述下行链路rf通信信号的频率转换为具有与所述rf通信频率不同的频率的中间频率(if)，以提供下行链路if通信信号；第二频率转换单元，被配置为将上行链路if通信信号的频率转换为rf通信频率以提供上行链路rf通信信号。
在一个示例中，通信系统还包括第二通信接口，被配置为以第二rf通信服务的第二rf通信频率接收第二下行链路rf通信信号；并以所述第二rf通信服务的所述第二rf通信频率接收第二上行链路rf通信信号；第三频率转换单元，被配置为将所述第二下行链路rf通信信号的频率转换为具有与所述第二rf通信频率不同的频率的第二中间频率(if)，以提供第二下行链路if通信信号；以及第四频率转换单元，被配置为将第二上行链路if通信信号的频率转换为第二rf通信频率以提供第二上行链路rf通信信号。
在一个示例中，通信系统还包括通信接口，该通信接口包括rf通信电路，该rf通信电路被配置为：通过通信介质将下行链路if通信信号提供给一个或多个远程单元(ru)；并接收通过通信介质从所述一个或多个ru提供的上行链路if通信信号，并将所述上行链路if通信信号提供给第二频率转换单元。
在一个示例中，通信系统还包括合成器电路，其被配置为生成提供给第一频率转换单元的至少一个第一频率转换参考信号并生成提供给第二频率转换的至少一个第二频率转换参考信号单元。
在一个示例中，第一频率转换单元还被配置为接收至少一个第一本地振荡器(lo)信号以将下行链路rf通信信号的频率移位到if以提供下行链路rf通信信号，并且其中第二频率转换单元进一步被配置为接收至少一个第二lo信号以将上行链路if通信信号的频率移位到rf通信频率以提供上行链路rf通信信号。
在一个示例中，通信系统还包括通信接口，其被配置为接收下行链路if通信信号并将下行链路if通信信号提供给一个或多个远程单元(ru)；接收第二下行链路if通信信号并将第二下行链路if通信信号提供给一个或多个ru。
在一个示例中，所述通信接口还被配置为从所述一个或多个ru接收所述上行链路if通信信号，并将所述上行链路if通信信号提供给所述至少一个rfic；并从一个或多个ru接收第二上行链路if通信信号，并将第二上行链路if通信信号提供给至少一个rfic。
附图说明
结合附图参考以下更详细的描述和权利要求，本发明的优点和特征将变得更好理解，其中相同的元件用相同的符号表示，并且其中：
图1是采用用于向远程单元(ru)提供rf通信服务的rf集成电路(rfic)芯片的示例性单个无线电频带分布式射频(rf)天线系统的示意图。
图2是可以在支持到ru的rf通信服务的通信系统中提供的示例性rfic体系结构的示意图。
具体实施方式
根据其优选实施例来呈现实施本发明的最佳模式。然而，本发明不限于所描述的实施例，并且本领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的基本概念的情况下，本发明的许多其他实施例是可能的，并且任何这种变通也将落入本发明的范围。可以想象，本发明的其他类型和构造可以容易地结合到本发明的教导中，并且为了清楚和公开的目的而不是为了范围的限制，仅示出和描述一个特定的构造。
本文中的术语“一个”不表示数量的限制，而是表示存在一个或多个所提及的项目。
在这点上，图1是采用用于提供rf通信服务的rf集成电路(rfic)芯片的示例性单个无线电频带分布式射频(rf)天线系统10的示意图。分布式天线系统10被配置为创建一个或多个天线覆盖区域，用于与位于由远程单元(ru)12创建的天线覆盖区域的rf范围内的无线客户端设备建立通信。远程单元12还可以被称为“远程天线单元“，如果它们包含一个或多个天线以支持无线通信。分布式天线系统10提供任何类型的期望的rf通信服务，例如作为非限制性示例的蜂窝无线电服务。在该实施例中，分布式天线系统10包括通信系统14，一个或多个ru12以及将通信系统14通信地耦合到ru12的通信介质26.通信系统被配置为向通信系统14提供rf通信服务ru12用于无线传播到ru12的天线16的通信范围中的客户端设备。ru12还可以被配置为支持有线通信服务。请注意，尽管图中仅示出了一个ru12通信地耦合到通信系统。如图1所示，多个ru12可以通信地耦合到通信系统14以从通信系统14接收rf通信服务。
继续参考图1，如图1所示，通信系统14包括被配置为接收用于rf通信服务的下行链路rf通信信号20d以提供给ru12的无线电接口18(或rf接口)。例如，rf通信服务可以是蜂窝无线电服务，但也可以是任何其他类型的rf通信服务。无线电接口18可以接收要从基站收发台(bts)22提供给ru12的下行链路rf通信信号20d。如下面将更详细讨论的，通信系统14被配置为提供下行链路rf通信信号24d，以通过通信接口27将基于下行链路rf通信信号20d的rf通信服务通过通信介质26提供给ru12。通信接口27可以包括与电缆介质(例如，同轴电缆，光缆)用于发送和接收通信信号。ru12包括通信接口28，其被配置为接收下行链路rf通信信号24d并提供向天线接口32提供rf通信服务的下行链路rf通信信号30d。电耦合到天线接口32的天线16被配置为无线地发射下行链路rf通信信号30d发送给天线16的无线通信范围内的无线客户端。通信接口28可以包括与用于发送和接收通信信号的电缆介质(例如同轴电缆，光纤电缆)接口的电缆接口，包括下行链路rf通信信号30d。
下行链路rf通信信号24d，30d可以是与下行链路rf通信信号20d相同的信号。或者，如图1的分布式天线系统10中所提供的，如图1所示，下行链路rf通信信号20d被下变频器电路(dc)34频移，以提供下行链路rf通信信号24d。下行链路rf通信信号20d被下变频到下行链路通信信号24d到与下行链路通信信号20d的频率不同(例如，低于或高于)下行链路通信信号20d的中间频率(if)。为了恢复由天线16辐射的ru12处的下行链路rf通信信号20d，在ru12中提供上变频器电路(uc)36以将下行链路rf通信信号24d上变频为下行链路rf通信信号30d。下行链路rf通信信号30d是相同的或者是相同的。
如图1所示，无线电接口18还被配置为接收上行链路rf通信信号20u以提供在ru12处从无线客户端设备接收到通信系统14的上行链路通信。在这方面，无线电接口18接收上行链路rf通信信号24u分别经由ru12和通信系统14中的通信接口28,27从ru12发送。ru12被配置为通过通信接口28提供上行链路rf通信信号24u，以通过通信介质26向通信系统14的通信接口27提供用于rf通信服务的上行链路通信。上行链路rf通信信号24d是基于由无线客户端设备由ru12的天线16接收的上行链路rf通信信号30u。上行链路rf通信信号24u可以是与上行链路rf通信信号30u相同的信号。
如图1所示，下行链路rf通信信号24d被ru12中的下变频器电路(dc)38频移，以提供上行链路rf通信信号24u。上行链路rf通信信号30u被下变频到上行链路通信信号24u，成为与下行链路通信信号30u的频率不同的中频(if)。为了在通信系统14处恢复上行链路rf通信信号30u以提供给bts22，在通信系统14中提供上变频器电路(uc)40，以将上行链路rf通信信号24u上变频为上行链路rf通信信号20u。在本实施例中，上行链路rf通信信号20u与上行链路rf通信信号30u具有相同或基本相同的频率。诸如通过在uc40中使用频率锁定环(fll)电路，上行链路rf通信信号20u可以被锁定到上行链路rf通信信号30u。上行链路rf通信信号20u被锁相到上行链路rf通信信号30u，例如通过在uc40中采用锁相环(pll)电路。
分布式天线系统10中的通信介质26可以是任何数量的介质。例如，通信介质可以是电导体，例如双绞线或同轴电缆。可以采用频分多路复用(fdm)或时分多路复用(tdm)来在通信系统14和通过相同通信介质26通信地耦合到通信系统14的多个ru12之间提供rf通信信号。或者，单独的专用通信可以在每个ru12和通信系统14之间提供介质26。可以提供ru12和通信系统14中的uc36,40和dc38,34以在不同的if处进行频移以允许来自在相同的通信介质26上提供多个ru12，而不干扰rf通信信号(例如，如果不采用不同的代码或信道来分离不同用户的信号)。
而且，例如，通信介质26可以具有比rf通信服务的频率更低的频率处理额定值。就这一点而言，下行链路和上行链路rf通信信号20d，30u的下变频可以将信号频移到介质26的频率额定值内的if。通信介质26可以具有比带宽低的带宽额定值rf通信服务的要求。因此，再次，下行链路和上行链路rf通信信号20d，30u的下变频可以将信号频移到提供介质26的带宽范围内的带宽范围的if。例如，分布式天线系统10可以是被配置为使用现有通信介质26来用于其他通信服务，诸如数字数据服务(例如，wlan服务)。例如，介质26可以是用于诸如基于以太网的lan之类的有线服务的cat5，cat6或cat7导体电缆作为非限制性示例。在该示例中，下转换确保下行链路和上行链路rf通信信号24d，24u可以以可接受的信号衰减进行通信。
如图1所示，提供合成器电路42,44以分别为通信系统14和ru12中的dc34,38和uc40,36的频率转换提供rf参考信号。合成器电路42被提供在通信系统14中。合成器电路44被提供在ru12中。通信系统14中的合成器电路42向dc34提供多个本地振荡器(lo)信号46中的一个以用于频移下行链路rf通信信号20d以不同的中频(if)传送给下行链路rf通信信号24d。合成器电路42还向uc40提供一个或多个rf参考信号48，用于将来自if的上行链路rf通信信号24u频移到rf通信服务的频率以提供上行链路rf通信信号20u。
作为非限制性示例，可以将lo信号46,48直接提供给dc34和uc40中的混频器，以控制与下行链路rf通信信号20d混合的混频rf信号(未示出)的生成和上行链路rf通信信号24u，用于频移。作为另一个非限制性示例，lo信号46,48可以不直接提供给dc34和uc40中的混频器.lo信号46,48可以被提供以控制提供信号以控制dc34和uc40.dc34和uc40中的振荡器产生混频rf信号，以分别与下行链路rf通信信号20d和上行链路rf通信信号24u混频，用于频移。
ru12中的合成器电路44向dc38提供一个或多个lo50，用于以不同的中频(if)将上行链路rf通信信号30u频移到上行链路rf通信信号24u。合成器电路44还向uc36提供一个或多个lo信号52，用于将下行链路rf通信信号24d从if频移到rf通信服务的频率以提供上行链路rf通信信号30d。作为示例，lo信号50,52可以直接提供给dc38和uc36中的混频器，以控制与下行链路rf通信信号24d和上行链路rf通信信号混合的混频rf信号(未示出)的生成30u，分别用于频移。作为另一个非限制性示例，lo信号50,52可以不被直接提供给dc38和uc36中的混频器.lo信号50,52可以被提供以控制提供信号以控制dc38和uc36。合成器电路44和uc36中的振荡器分别产生混频rf信号，以与下行链路rf通信信号24d和上行链路rf通信信号30u分别混频，用于频移。
如将在下面更详细讨论的，图1中的分布式天线系统10包括一个或多个天线系统10。图1包括用于提供分布式天线系统功能的一个或多个rfic，包括上面讨论的那些功能。rfic是专门设计的集成电路，其包括在此描述的用于实现特定功能的电路或组件的期望分组。通过提供rfic，可以减少这里描述的电路或组件的部件数量和/或电路板面积(或密度)。作为非限制性示例，rfic可以使得用于通信系统14或ru12的所有电子电路能够被提供少于百分之七十(70％)的成本，十五个集成电路和/或四百(400)无源元件，与不采用rfic的设计相比。作为另一个例子，rfic可以使电子电路在小于100平方厘米的正方形区域内提供。
在rfic中提供分布式天线系统10功能可以允许集成在单个rfic或减少的rfic集中提供多个功能的多个电子电路。电子电路中的成本降低，尺寸减小，性能提高，可靠性提高以及可制造性提高是可以通过在分布式天线系统10组件中使用rfic来实现的优点的非限制性示例。
继续参考图1中的分布式天线系统10，如图1所示，通信系统14中的无线电接口18包含可包含在无线电接口rfic54中的无线电接口电路。通信系统14中的uc40包含可包含在上变频rfic56中的上变频单元。通信系统14中的dc34包含下变频单元，该下变频单元可以被包括在下变频rfic58中。通信系统14中的合成器电路42可以被包括在合成器rfic60中。通信系统14中的通信接口27包含通信接口电路，其可以被包括在通信接口rfic62中。或者，可以包括无线电接口18，uc40，dc40，合成器电路42和通信接口27或其任何组合或子集在单个通信系统rfic64中。
如图1所示，ru12中的天线接口32包含可包含在天线接口rfic66中的天线接口电路。ru12中的dc38包含可包含在下变频rfic68中的下变频单元。uc36在ru12中包含上变频单元，其可以被包括在上变频rfic70中。ru12中的合成器电路44可以被包括在合成器rfic72中。ru12中的通信接口28包含通信接口电路，被包括在通信接口rfic74中。或者，天线接口32、uc36、dc38、合成器电路44和通信接口28或前述的任何组合或子集可以被包括在单个rurfic76。
通信系统14可以被配置为支持期望的任何频率，包括但不限于usfcc和industrycanada频率(上行链路上的824-849mhz和下行链路上的869-894mhz)，美国fcc和加拿大工业频率(上行链路上的1850-1915mhz和下行链路上的1930-1995mhz)，美国fcc和加拿大工业频率(上行链路上1710-1755mhz和下行链路上2110-2155mhz)，美国fcc频率(698-716mhz和776-787mhz在上行链路和728-746mhz下行链路上)，eur&tte频率(上行链路880-915mhz和下行链路925-960mhz)，eur&tte频率(上行链路上1710-1785mhz，上行链路上1750-1805mhz下行链路)，eur&tte频率(上行链路为1920-1980mhz，下行链路为2110-2170mhz)，美国fcc频率(上行链路为806-824mhz，下行链路为851-869mhz)，美国fcc频率(896-901在上行链路上为929-941mhz，在下行链路上为929-941mhz)，美国fcc频率(上行链路上793-805mhz，下行链路上763-775mhz)和美国fcc频率(上行链路上下行链路上2495-2690mhz)nk)，医疗遥测频率和wlan频率。通信系统14可以支持频分双工(fdd)和时分双工(tdd)。
图2是可以在通信系统14中提供的示例性rfic体系结构的示意图，其用于支持分布式天线系统中的ru12的rf通信，所述分布式天线系统包括上述分布式天线系统。参照图1。如图2所示，在一个示例中，可以在单个rfic120中提供dc34，uc40和合成器电路42.就此而言，dc34包括下行链路接口(dlif)122，其接收下行链路电通信信号20d。dlif122将下行链路电通信信号20d提供给下变频混频器124。下变频混频器124还接收来自合成器电路42中的本地振荡器128的本地振荡器信号126。本地振荡器信号126用作对下变频混频器124，用于将下行链路电rf通信信号20d的频率下变频到与下行链路电rf通信信号20d的频率不同的中频下的电rf信号130d。下行链路电气rf通信信号24d被提供给下行链路rf电路132以将下行链路rf信号24d提供给rf通信接口62。
在图2中，上行链路rf通信信号24u由rfic120中的上行链路rf电路134接收。上行链路rf通信信号24u从上行链路rf电路134提供给上变频混频器136，以与来自本地振荡器140。提供本地振荡器信号138，使得它的频率与下行链路rf通信信号24u混合，以将频率从中频上变频到rf频率，以提供为上行链路电rf通信信号20u。上行链路电气rf通信信号20u被提供给上行链路接口142，然后上行链路接口142将上行链路电气rf通信信号20u提供给无线电接口。
如图2所示，除了包含本地振荡器128,140之外，合成器电路还包括若干其他示例性组件。例如，合成器电路42包含本地振荡器接口电路144，其被配置用于产生和解码管理信号146.例如，这些管理信号146可以是幅度移位密钥(ask)管理信号。管理信号146可被提供以控制本地振荡器128,140，包括当本地振荡器128,140被激活和停用时。管理信号146还可以包含与本地振荡器128,140无关的其他信息，用于向通信系统14和/或其组件提供其他信息。图1中的合成器电路42。图2还包含锁相环(pll)电路148，其被配置为测量本地锁定源信号150与管理信号146之间的频率比，并更新本地振荡器128,140以提供精确的频率和纯净的本地振荡器信号126、138。合成器电路42还可以包含微控制器单元152，微控制器单元152被配置为接收控制器信号154并且提供控制器输出信号156以根据需要报告，监测和/或控制rfic120中的组件。
注意，虽然dc34，uc40，合成器电路42被提供在图1中的相同rfic120中。有关rfic分区的其他组织是可能的。例如，dc34，uc40和合成器电路42可以被提供在分开的rf芯片中，如图2中的虚线所示。作为另一个例子，可以在一个rfic中提供dc34和uc40，并且在独立的rfic中提供合成器电路42。在该配置中，本地振荡器128,140可以被包括在包括dc34和uc40的相同rfic中。或者，本地振荡器128和本地振荡器140可以被包括在包括本地振荡器接口144的相同rfic中，pll电路148和微控制器单元152。
尽管已经描述了目前被认为是本发明的优选实施例的内容，但是应该理解的是，可以对其做出各种修改，并且所附权利要求旨在涵盖落入真实本发明的精神和范围。
为了说明和描述的目的已经呈现了本发明的具体实施例的前述描述。它们并非旨在穷举或将本发明和使用方法限制于所公开的精确形式。显然，根据上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，并由此使本领域的其他技术人员能够最佳地利用本发明以及具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。应该理解的是，在不背离本发明的权利要求的精神或范围的情况下，可以考虑各种等同物的省略或替代，因为情况可能暗示或提供权宜之计，但意在涵盖本申请或实施。