分布式天線系統中的功能分區及相關組件與方法

專利名稱：分布式天線系統中的功能分區及相關組件與方法
技術領域：
本公開案的技術涉及用于將射頻(RF)信號分布到遠程天線單元的分布式天線系統。
背景技術：
無線通信隨著對高速移動數據通信不斷增長的需求而快速發展。例如，許多不同類型的區域(例如咖啡店、機場、圖書館等)中部署了所謂的「無線保真」或「WiFi」系統和無線局域網(WLAN)。分布式天線系統與被稱為「客戶端」的無線裝置通信，所述被稱為「客戶端」的無線裝置必須駐留在無線范圍或「小區覆蓋區域」內以便和接入點裝置通信。部署分布式天線系統的一個方法涉及使用射頻(RF)天線覆蓋區域，所述射頻(RF)天線覆蓋區域還被稱為「天線覆蓋區域」。天線覆蓋區域由分布式天線系統中的遠程天線單元提供。例如，遠程天線單元能提供具有從幾米一直到二十(20)米范圍中的半徑的天線覆蓋區域。如果提供的天線覆蓋區域各自覆蓋小區域，那么每個天線覆蓋區域通常僅有幾個用戶(客戶端)。這允許最小化無線系統用戶之間共享的RF帶寬量。可能需要在建筑物或其他設施中提供天線覆蓋區域來在建筑物或設施內提供接入到客戶端的室內分布式天線系統。還可能采用光纖來分配RF通信信號以提供基于光纖的分布式天線系統。RF通信信號通過光纖的分配可包括光纖載射頻(RoF)分配。光纖的優點包括增加帶寬。分布式天線系統中的遠程天線單元可配置為:在多個無線電頻帶(即多個頻率或頻率范圍)中，而非在單一的無線電頻帶中分配RF通信信號。在天線覆蓋區域中的多個無線電頻帶中分配RF通信信號增加了分布式天線系統的靈活性。在這種方案中，在由遠程天線單元提供的特定天線覆蓋區域中可支持配置為在不同無線電頻帶中通信的客戶端裝置。但是，提供支持多個無線電頻帶的遠程天線單元還可限制分布式天線系統中的容量。遠程天線單元的帶寬在多個無線電頻帶中分離，因此降低在特定天線覆蓋區域中所支持的每一無線電頻帶的容量。為了彌補支持多個無線電頻帶的遠程天線單元中的容量的降低，可提供額外的遠程天線單元。遠程天線單元可共存且各自配置為僅支持一個無線電頻帶。但是，提供額外的遠程天線單元增加分布式天線系統的成本。另外，可能需要部署額外的前端設備來支持額外的遠程天線單元。雖然在初始安裝后可延遲且按需求提供額外的遠程天線單元來提供額外的容量，但是加固現有裝設與額外的遠程天線單元可能涉及更高的安裝成本。

發明內容
詳細描述中公開的實施方式包括提供分布式天線系統中的功能分區及相關組件與方法。作為一個非限制性實例，分布式天線系統可為基于光纖的分布式天線系統。分布式天線系統中的天線單元可功能分區。就此而言，由分布式天線系統分布的一或多個無線電頻帶可分配到一或多個扇區。分布式天線系統中的天線單元也可分配到一或多個扇區。以此方式，僅將分配到一或多個特定扇區的一或多個無線電頻帶中的射頻(RF)通信信號分布到分配給一或多個相同扇區的天線單元。天線單元的帶寬容量在分配給一或多個扇區的一或多個無線電頻帶中分離，所述一或多個扇區被分配給天線單元。一或多個無線電頻帶以及天線單元的功能分區可基于·對由天線單元提供的天線覆蓋區域中的給定無線電頻帶的容量需求配置及/或改變。在一個實施方式中，提供了一種前端儀器或設備，所述前端儀器或設備配置為在分布式天線系統中的多個扇區中一或多個扇區中分布無線電頻帶。前端設備包括多個無線電接口，所述無線電接口各自配置為將接收到的下行鏈路電氣RF通信信號分離為多個下行鏈路電氣RF通信信號。多個無線電接口中的每一個無線電接口還配置為:控制向分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區提供分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號中的每一個信號，針對無線電接口配置所述多個扇區中的一或多個扇區。還提供了多個光學接口，且所述多個光學接口各自配置為從多個無線電接口接收分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號。多個光學接口中的每一個光學接口還配置為針對為光學接口配置的多個扇區中的扇區，控制接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個遠程天線單元(RAU)，所述一或多個遠程天線單元耦接到光學接口。多個光學接口中的每一個光學接口還配置為將接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號轉換為多個下行鏈路光學RF通信信號。前端設備還可包括組件以便也功能分區上行鏈路RF通信信號。就此而言，在另一個實施方式中，前端設備中提供的多個光學接口中的每一個光學接口進一步配置為將接收到的上行鏈路光學RF通信信號分離為多個上行鏈路光學RF通信信號。多個光學接口中的每一個光學接口還配置為控制向多個扇區中的一或多個扇區提供分離的多個上行鏈路光學RF通信信號中的每一信號，針對光學接口配置所述多個扇區中的一或多個扇區。多個光學接口中的每一個光學接口還配置為將接收到的分離的多個上行鏈路光學RF通信信號轉換為多個上行鏈路電氣RF通信信號。前端設備中提供的多個無線電接口中的每一個無線電接口進一步配置為從多個光學接口接收多個上行鏈路電氣RF通信信號。多個無線電接口中的每一個無線電接口還配置為針對為無線電接口配置的多個扇區中的扇區，控制接收到的多個上行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個載體，所述一或多個載體耦接到無線電接口。在另一個實施方式中，提供了一種在分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區中分布無線電頻帶的方法。方法包括將接收到的下行鏈路電氣RF通信信號分離為多個下行鏈路電氣RF通信信號。方法還包括向分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區提供分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號中的每一個信號。方法還包括接收分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號。方法還包括針對多個扇區中的扇區控制接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個RAU。方法還包括將接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號轉換為多個下行鏈路光學RF通信信號。在另一個實施方式中，提供了一種無線電接口，所述無線電接口配置為在分布式天線系統中的多個扇區中的獨特扇區中分布無線電頻帶。無線電接口包括下行鏈路接口，所述下行鏈路接口配置為接收下行鏈路RF通信信號。無線電接口還包括下行鏈路分離器，所述下行鏈路分離器配置為將下行鏈路RF通信信號分離為多個下行鏈路RF通信信號。無線電接口還包括多個下行鏈路扇區切換器，所述多個下行鏈路扇區切換器各自指定給分布式天線系統中的多個扇區中的獨特扇區。多個下行鏈路扇區切換器中的每一個下行鏈路扇區切換器配置為從下行鏈路分離器接收多個下行鏈路RF通信信號中的下行鏈路RF通信信號，并且控制是否將接收到的 下行鏈路RF通信信號分布給被指定給扇區切換器的獨特扇區。無線電接口還可包括組件以便也功能分區上行鏈路RF通信信號。在另一個實施方式中，提供了一種光學接口，所述光學接口配置為在分布式天線系統中的多個扇區中的獨特扇區中分布無線電頻帶。光學接口包括下行鏈路接口，所述下行鏈路接口配置為:接收多個下行鏈路電氣RF通信信號，所述多個下行鏈路電氣RF通信信號各自被指定給分布式天線系統中的多個扇區中的獨特扇區。光學接口還包括多個下行鏈路扇區切換器，所述多個下行鏈路扇區切換器各自被指定給分布式天線系統中的獨特扇區。多個下行鏈路扇區切換器中的每一個下行鏈路扇區切換器配置為針對被指定給扇區切換器的獨特扇區接收多個下行鏈路電氣RF通信信號中的下行鏈路電氣RF通信信號。多個下行鏈路扇區切換器中的每一個下行鏈路扇區切換器還配置為控制是否將接收到的下行鏈路電氣RF通信信號分布給被指定給扇區切換器的獨特扇區。在光學接口中提供多個下行鏈路電光(E/0)轉換器，并且電光轉換器各自配置為:從多個扇區切換器中的扇區切換器接收下行鏈路電氣RF通信信號，且將接收到的下行鏈路電氣RF通信信號轉換為下行鏈路光學RF通信信號。光學接口還可包括組件以便也功能分區上行鏈路RF通信信號。將在隨后的詳細描述中闡述額外的特征及優點，且所述部分特征及優點對所屬領域的技術人員而言將從說明書顯而易見或可通過實踐本文中所描述的實施方式(包括隨后的詳細描述、權利要求書以及附圖)而了解。


圖1為示范性基于光纖的分布式天線系統的示意圖；圖2為示范性前端設備及遠程天線單元(RAU)的更詳細示意圖，所述示范性前端設備及遠程天線單元可部署在圖1的基于光纖的分布式天線系統中；圖3為示范性建筑物基礎設施的部分示意剖示圖，圖1中的基于光纖的分布式天線系統可部署在所述建筑物基礎設施中；圖4為圖示分布式天線系統中的示范性功能分區的示意圖；圖5為另一示范性基于光纖的分布式天線系統的示意圖；圖6為在分布式天線系統中提供的示范性前端設備的示意圖，所述分布式天線系統支持分布式天線系統中的可配置功能分區；圖7為示范性功能分區表，在前端設備中提供所述功能分區表來為分布式天線系統存儲默認及/或用戶配置的功能分區；圖8為示范性前端設備的示意圖，所述前端設備提供在分布式天線系統中并且配置有擴展端口以支持額外遠程天線單元，其中一個擴展端口支持光學接口單元(0IU)，所述光學接口單兀支持單一扇區；圖9為示范性前端設 備的示意圖，所述前端設備提供在分布式天線系統中并且配置有擴展端口以支持額外遠程天線單元，其中多個擴展端口支持0IU，所述OIU支持多個扇區；圖10為示范性無線電分配矩陣的示意圖，提供所述無線電分配矩陣用于前端設備以允許多個載體利用通用光學接口模塊(OIM)及RAU來在分布式天線系統中分布通信信號;圖11為在分布式天線系統中提供擴大數目的扇區的示意圖；及圖12為在分布式天線系統中提供的示范性前端設備的示意圖，所述分布式天線系統支持分布式天線系統中的功能分區及多輸入多輸入(MMO)處理。
具體實施例方式現在將要詳細參考實施方式，在附圖中圖示所述實施方式的實例，在附圖中圖示一些而非全部實施方式。事實上，本發明的概念可以許多不同的形式體現，且不應理解為限制本文；相反，提供這些實施方式以使得本公開案將滿足適用的法律要求。在任何可能的時候，將使用相同的元件符號表示相同的組件或部分。在詳細描述中公開的實施方式包括提供分布式天線系統中的功能分區及相關組件與方法。作為一個非限制性實例，分布式天線系統可為基于光纖的分布式天線系統。分布式天線系統中的天線單元可功能分區。就此而言，由分布式天線系統分布的一或多個無線電頻帶可分配到一或多個扇區。分布式天線系統中的天線單元也可分配到一或多個扇區。以此方式，僅將分配到一或多個特定扇區的一或多個無線電頻帶中的射頻(RF)通信信號分布到分配給一或多個相同扇區的天線單元。天線單元的帶寬容量在分配給一或多個扇區的一或多個無線電頻帶中分離，所述扇區被分配給天線單元。一或多個無線電頻帶以及天線單元的功能分區可基于對由天線單元提供的天線覆蓋區域中的給定無線電頻帶的容量需求配置及/或改變。在圖4處開始論述支持功能分區的分布式天線系統及相關組件與方法之前，提供圖1到圖3，且首先在下文中對圖1到圖3進行論述。圖1到圖3提供分布式天線系統的實例，所述分布式天線系統不包括功能分區支持，但可配置為提供功能分區支持，包括根據本文中所描述的實施方式配置為提供功能分區支持。圖1為基于光纖的分布式天線系統的實施方式的示意圖。在此實施方式中，系統為基于光纖的分布式天線系統10，所述分布式天線系統10配置為創建用于與位于天線覆蓋區域的RF范圍中的無線客戶端裝置建立通信的一或多個天線覆蓋區域。基于光纖的分布式天線系統10提供RF通信服務(例如，蜂窩服務)。在此實施方式中，基于光纖的分布式天線系統10包括:前端單元(HEU)12形式的前端設備、一或多個遠程天線單元(RAU)14，以及光纖16，在此實例中，所述光纖16將HEU12光學耦接到RAU14。HEU12配置為通過來自一或多個來源(比如作為實例的網絡或載體)的下行鏈路電氣RF通信信號18D接收通信，并且為RAU14提供所述通信。HEU12還配置為通過上行鏈路電氣RF通信信號18U將從RAU14接收到的通信返回給一或多個來源。就此而言，在此實施方式中，光纖16包括:至少一個下行鏈路光纖16D來運載從HEU12傳遞到RAU14的信號，和至少一個上行鏈路光纖16U來運載從RAU14傳遞·回HEU12的信號。如以引用全文的方式并入本文中的標題為「ProvidingDigital Data Services in Optical Fiber-Based Distributed Radio Frequency(RF)Communications Systems, And Related Components and Methods」的美國專利申請案第12/892，424號中所論述，可提供一個下行鏈路光纖16D及一個上行鏈路光纖16U來支持多通道，所述通道各自使用波分復用(WDM)。在美國專利申請案第12/892，424號中還公開了用于WDM和頻分復用(FDM)的其他選擇，在本文所公開的任意一個實施方式中可采用所述選擇中的任意一個。基于光纖的分布式天線系統10具有天線覆蓋區域20，所述天線覆蓋區域20實質上可以RAU14為中心。RAU14的天線覆蓋區域20形成RF覆蓋區域21。HEU12適合于執行或促進各種無線應用中的任一種，包括但不限于光纖載射頻(RoF)、射頻識別(RFID)、無線局域網(WLAN)通信、公共安全、蜂窩、遙測，及其他移動或固定服務。例如，在天線覆蓋范圍20內圖示的是移動裝置形式的客戶端裝置24，例如，所述客戶端裝置24可為蜂窩電話。客戶端裝置24可為能夠接收RF通信信號的任何裝置。客戶端裝置24包括天線26 (例如，無線網卡)，所述天線適合于接收及/或發送電磁RF通信信號。繼續參考圖1，為了通過下行鏈路光纖16D將電氣RF通信信號傳遞到RAU14，以進而傳遞到由RAU14形成的天線覆蓋區域20中的客戶端裝置24，HEU12包括電光(E/0)轉換器28。E/0轉換器28將下行鏈路電氣RF通信信號18D轉換為將要通過下行鏈路光纖16D傳遞的下行鏈路光學RF通信信號22D。RAU14包括光電(0/E)轉換器30，0/E轉換器30將接收到的下行鏈路光學RF通信信號22D轉換回將要通過RAU14的天線32無線傳遞到位于天線覆蓋區域20中的客戶端裝置24的電氣RF通信信號。類似地，天線32還配置為從天線覆蓋區域20中的客戶端裝置24接收無線RF通信。就此而言，天線32從客戶端裝置24接收無線RF通信并將表示無線RF通信的電氣RF通信信號傳遞到RAU14中的E/0轉換器34。E/0轉換器34將電氣RF通信信號轉換為將通過上行鏈路光纖16U傳遞的上行鏈路光學RF通信信號22U。HEU12中提供的0/E轉換器36將上行鏈路光學RF通信信號22U轉換為上行鏈路電氣RF通信信號，隨后將所述上行鏈路電氣RF通信信號作為上行鏈路電氣RF通信信號18U傳遞回網絡或其他源。此實施方式中的HEU12不能區別此實施方式中客戶端裝置24的位置。客戶端裝置24可在由RAU14形成的任何天線覆蓋區域20的范圍中。圖2為圖1的示范性基于光纖的分布式天線系統10的更詳細示意圖，所述示范性基于光纖的分布式天線系統10為特定RF服務或應用提供電氣RF服務信號。在示范性實施方式中，HEU12包括服務單元37，所述服務單元37通過將來自一或多個外部網絡38的此類信號由網絡鏈路39傳遞(或調節然后傳遞)來提供電氣RF服務信號。在特定示范性實施方式中，此舉包括提供如在電氣和電子工程師協會(IEEE) 802.11標準中規定的WLAN信號分布，即，在從2.4千兆赫(GHz)到2.5GHz和從5.0GHz到6.0GHz頻率范圍中。可能為任何其他電氣RF通信信號頻率。在另一示范性實施方式中，服務單元37通過直接產生信號來提供電氣RF服務信號。在另一示范性實施方式中，服務單元37協調天線覆蓋區域20內客戶端裝置24之間的電氣RF服務信號的遞送。繼續參考圖2，服務單元37電氣耦接到E/0轉換器28，E/0轉換器28從服務單元37接收下行鏈路電氣RF通信信號18D并將所述下行鏈路電氣RF通信信號18D轉換成相應下行鏈路光學RF通信信號22D。在示范性實施方式中，E/0轉換器28包括適合為本文所描述的RoF應用遞送充足動態范圍的激光器，且E/0轉換器28可選地包括電氣耦接到激光器的激光驅動器/放大器。用于E/0轉換器28的合適激光器的實例包括但不限于:激光二極管、分布式反饋(DFB)激光器、法布里-珀羅(FP)激光器，和垂直腔表面發射激光器(VCSEL)。繼續參考圖2，HEU12還包括電氣耦接到服務單元37的0/E轉換器36。0/E轉換器36接收上行鏈路光學RF通信 信號22U并將所述上行鏈路光學RF通信信號22U轉換成相應上行鏈路電氣RF通信信號18U。在示范性實施方式中，0/E轉換器36是光檢測器，或電氣耦接到線性放大器的光檢測器。如圖2中所圖示，E/0轉換器28和0/E轉換器36組成「轉換器對」35。根據示范性實施方式，HEU12中的服務單元37可包括用于分別調節下行鏈路電氣RF通信信號18D和上行鏈路電氣RF通信信號18U的RF通信信號調節器單元40。服務單元37可包括用于向RF通信信號調節器單元40提供電氣信號的數字信號處理單元(「數字信號處理器」)42，將所述電氣信號調制到RF載體上來產生所需下行鏈路電氣RF通信信號ISD0還配置數字信號處理器42來處理解調信號，所述解調信號通過由RF通信信號調節器單元40解調上行鏈路電氣RF通信信號18U而提供。例如，HEU12中的服務單元37也可包括用于處理數據和另外執行邏輯和計算操作的可選中央處理單元(CPU) 44，和用于儲存數據(例如通過WLAN或其他網絡傳輸的數據)的存儲器單元46。繼續參考圖2，RAU14還包括轉換器對48，轉換器對48包含0/E轉換器30和E/0轉換器34。0/E轉換器30將從HEU12接收的下行鏈路光學RF通信信號22D轉換回下行鏈路電氣RF通信信號50D。E/0轉換器34將從客戶端裝置24接收的上行鏈路電氣RF通信信號50U轉換為將要傳遞給HEU12的上行鏈路光學RF通信信號22U。例如，0/E轉換器30和E/0轉換器34通過RF信號引導元件52 (例如循環器)電氣耦接到天線32。如下文所論述，RF信號引導元件52用于引導下行鏈路電氣RF通信信號50D和上行鏈路電氣RF通信信號50U。根據示范性實施方式，天線32可包括一或多個貼片天線，例如于2006年8月16日申請的標題為「Radio-over-Fiber Transponder With A Dual-Band Patch Antenna System」的美國專利申請案第11/504,999號和2006年6月12日申請的標題為「CentralizedOptical Fiber-based Wireless Picocellular Systems and Methods」的美國專利申請案第11/451，553號中公開的貼片天線，所述兩個申請案以引用全文的方式并入本文中。繼續參考圖2，基于光纖的分布式天線系統10還包括產生電力信號56的電源54。電源54電氣耦接到HEU12來為HEU12中的功耗元件供電。在示范性實施方式中，電力線58穿過HEU12并到達RAU14來為以下各物供電:轉換器對48中的0/E轉換器30和E/0轉換器34、可選RF信號引導元件52 (除非RF信號引導元件52是無源裝置，例如循環器)，和提供的任何其他功耗元件。在示范性實施方式中，電力線58包括兩根電線60和62，電線60和電線62運載單個電壓并電氣耦接到RAU14處的DC功率轉換器64。DC功率轉換器64電氣耦接到轉換器對48中的0/E轉換器30和E/0轉換器34并將電力信號56的電壓或電平改變為RAU14中功耗組件所需的一或多個功率電平。在示范性實施方式中，取決于電力線58運載的電力信號56的類型，DC功率轉換器64要么是DC/DC功率轉換器要么是AC/DC功率轉換器。在另一個示范性實施方式中，電力線58 (虛線)直接從電源54延行到RAU14，而不是從HEU12延行或通過HEU12。在另一個示范性實施方式中，電力線58包括多于兩個的電線并可運載多電壓。為了提供對如何在室內部署基于光纖的分布式天線系統的進一步示范性說明，提供圖3。圖3是使用基于光纖的分布式天線系統的建筑基礎設施70的部分示意剖示圖。系統可為圖1和圖2的基于光纖的分布式天線系統10。建筑基礎設施70通常表示其中可部署基于光纖的分布式天線系統10的任何類型的建筑。如先前關于圖1和圖2所論述，例如，基于光纖的分布式天線系統10合并HEU12來向建筑基礎設施70中的覆蓋區域提供各種類型的通信服務。例如，如以下 詳細論述，此實施方式中的基于光纖的分布式天線系統10配置為接收無線RF通信信號并將RF通信信號轉換成將要通過光纖16傳遞給多個RAU14的RoF信號。此實施方式中的基于光纖的分布式天線系統10可為(例如)在建筑基礎設施70內提供無線服務的室內分布式天線系統(IDAS)。這些無線信號可包括(但不限于)蜂窩服務、無線服務，例如RFID追蹤、無線保真(WiFi)、局域網(LAN)、WLAN和以上各物的組合。繼續參考圖3，此實施方式中的建筑基礎設施70包括第一(底層)樓層72、第二樓層74和第三樓層76。由HEU12通過主要配線架78為樓層72、樓層74和樓層76提供服務以在建筑基礎設施70中提供天線覆蓋區域80。為了說明的簡潔性，圖3中僅圖示樓層72、樓層74和樓層76的天花板。在示范性實施方式中，主電纜82具有若干不同段，所述不同段促進建筑基礎設施70中大量RAU14的放置。每個RAU14依次服務于天線覆蓋區域80中所述RAU14自身的覆蓋區域。例如，主電纜82可包括直立電纜84，所述直立電纜84運載所有下行鏈路光纖16D和上行鏈路光纖16U到HEU12并從HEU12運載所有下行鏈路光纖16D和上行鏈路光纖16U。直立電纜84可通過互連單元(I⑶)85來布線。I⑶85可提供作為圖2中電源54的一部分或可與圖2中的電源54分離。還可配置I⑶85以通過電力線58為RAU14供電，如圖2中所示和如上所述，電力線58提供在作為其他實例的方陣電纜87，或尾電纜或家用(home-run)系繩電纜中，并用下行鏈路光纖16D和上行鏈路光纖16U分配到RAU14。主電纜82可包括一或多個多電纜(MC)連接器，MC連接器適于將選擇的下行鏈路光纖16D和上行鏈路光纖16U與電力線一起連接到若干光纖電纜86。主電纜82使得多個光纖電纜86能夠分布遍及整個建筑基礎設施70 (例如，固定到每個樓層72、樓層74、樓層76的天花板或其他支撐表面)以向第一樓層72、第二樓層74和第三樓層76提供天線覆蓋區域80。在示范性實施方式中，HEU12位于建筑基礎設施70內(例如，在機柜或控制室中)，而在另一個示范性實施方式中，HEU12可位于建筑基礎設施70外的遠程位置處。可由例如蜂窩服務提供商的第二方提供的基站收發臺(BTS) 88連接到HEU12，且能和HEU12共存一處或遠離HEU12定位。BTS是為HEU12提供輸入信號并能從HEU12接收返回信號的任何站或源。在典型蜂窩系統中，例如，多個BTS部署在多個遠程位置處來提供無線電話覆蓋。每個BTS為相應小區服務，并且當移動站進入小區時，BTS與移動站通信。每個BTS可包括至少一個無線電收發機來實現與在相關小區中操作的一或多個用戶單元的通信。或者，作為其他實例，可由中繼器或微微小區提供無線電輸入。圖1到圖3中和如上文所描述的基于光纖的分布式天線系統10提供HEU12和RAU14之間的點對點通信。每個RAU14通過獨特下行鏈路和上行鏈路光纖對與HEU12通信以提供點對點通信。每當RAU14安裝到基于光纖的分布式天線系統10中時，RAU14連接到獨特下行鏈路和上行鏈路光纖對，所述光纖對連接到HEU12。可在光纖16中提供下行鏈路光纖和上行鏈路光纖。可在光纖電纜中提供多個下行鏈路和上行鏈路光纖對來通過普通光纖電纜為多個RAU14服務。例如，參考圖3，可由相同光纖16為安裝在給定樓層72、樓層74或樓層76的RAU14服務。就此而言，光纖16可具有多個節點，獨特下行鏈路和上行鏈路光纖對能在所述節點位置連接到給定RAU14。可能需要提供可支持各種無線電源的基于光纖的分布式天線系統。例如，可能需要提供可支持各種射頻類型和源的基于光纖的分布式天線系統，包括但不限于:長期演進(LTE)、美國蜂窩(CELL)、全球移動通信系統(GSM)、碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、先進無線服務(AWS)、iDEN (例 如，800兆赫(MHz)、900MHz和1.5GHz)等。例如，這些無線電源的范圍為從400MHz到2700MHz。為了支持無線電源，HEU必須包含激光器，所述激光器能夠將無線電信號調制為用于通過光纖傳遞的在無線電信號頻率下的光學RF通信信號。同樣，必須提供激光器來將光學RF通信信號轉換回所支持的無線電頻帶的頻率下的電氣RF通信信號。為所有可能的無線電源提供不同的轉換激光器成本很高，可能需要所述無線電源由基于光纖的分布式天線系統支持。就此而言，本文中公開的實施方式包括提供分布式天線系統中的功能分區及相關組件與方法。作為一個非限制性實例，分布式天線系統可為基于光纖的分布式天線系統。分布式天線系統中的天線單元可功能分區。就此而言，由分布式天線系統分布的一或多個無線電頻帶可分配到一或多個扇區。分布式天線系統中的天線單元也可分配到一或多個扇區。以此方式，僅將分配到一或多個給定扇區的一或多個無線電頻帶中的射頻(RF)通信信號分布到分配給一或多個相同扇區的天線單元。天線單元的帶寬容量在分配給一或多個扇區的一或多個無線電頻帶中分離，所述扇區被分配給天線單元。一或多個無線電頻帶以及天線單元的功能分區可基于對天線單元提供的天線覆蓋區域中的給定無線電頻帶的容量需求配置及/或改變。圖4為圖示提供分布式天線系統中的功能分區的實例的示意圖。就此而言，如圖4中所圖示，提供了分布式天線系統90。分布式天線系統90可為(無限制)基于光纖的分布式天線系統。分布式天線系統90可包括上文圖1到圖3中論述的示范性分布式天線系統，或本文中公開的任意其他的示范性分布式天線系統。分布式天線系統包括HEU92，所述HEU92配置為在多個無線電頻帶或頻率R1到Rn下接收和分布RF通信信號。HEU92配置為可通信地向多個RAU94分布無線電頻帶，所述RAU94耦接到HEU94。例如，RAU94可分布于建筑物98或其他設施中的多個樓層96A-96D中。HEU92配置為將RAU94功能分區為不同扇區。可將一或多個無線電頻帶R1到Rn分配給每一扇區。在此實例中，將RAU94分配給三(3)個扇區中的一個扇區。例如，將分配給第一扇區的RAU94(1)圖示為圖4中的圓形標志。將分配給第二扇區的RAU94(2)圖示為圖4中的三角形標志。將分配給第三扇區的RAU94(3)圖示為圖4中的正方形標志。將RAU94分配給一或多個扇區作為控制由RAU94支持的無線電頻帶R1到Rn數量的方法，并且RAU94的帶寬分離于所述扇區中。因為對分布式天線系統90的容量和性能要求或需求的改變，可改變分配給特定RAU94的扇區，及/或可改變分配給給定扇區的無線電頻帶R1到Rn。還可改變或靈活并無縫地重新配置分配給給定RAU94的扇區來改變RAU94的帶寬在所分配的無線電頻帶R1到Rn中的分離方式。不需要部署額外的RAU94來改變專用于特定無線電頻帶R1到Rn的帶寬量。圖5為支持功能分區的另一示范性分布式天線系統100的示意圖。在此實施方式中，分布式天線系統100為由三個主要組件組成的基于光纖的分布式天線系統。在此實施方式中，在前端設備104中提供無線電接口模塊(RIM)102(1)到102 (M)形式的一或多個無線電接口以在光學轉換為下行鏈路光學RF通信信號之前接收和處理下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106(R)。下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106(R)的處理可包括先前在上文圖2中的HEU12中描述的任何處理。符號「I到R」和「I到M」表示分別可提供任何數目的參考組件I到R和I到M。如下文將詳細描述，此實施方式中的前端設備104配置為接受作為模塊化組件的多個R頂102 (I)到102(11)，能在冊仍04中輕易安裝和移除或替換RM102(1)到102 (Μ)。在一 個實施方式中，例如，前端設備104配置為支持多達四(4)個RIM102(1)到 102 (M)。每個RM102(1)到102 (M)可設計為支持特定類型的無線電源或無線電源的范圍(即，頻率)來為配置前端裝置104和基于光纖的分布式天線系統100提供靈活性來支持所需無線電源。例如，一個RM102可配置為支持個人通信服務(PCS)無線電頻帶。另一個RM102可配置為支持長期演進(LTE)700無線電頻帶。在此實例中，由于包含這些RM102，將配置前端設備104來支持和分布在PCS和LTE700無線電頻帶上的RF通信信號。可在支持任意其他所需無線電頻帶的前端設備104中提供RIM102，所需頻帶包括但不限于:PCS、LTE、CELL、GSM、CDMA、CDMA2000、TDMA、AffS, iDEN (例如，800MHz、900MHz 及 1.5GHz)、增強型數據 GSM 環境(EDGE)、演進數據優化(EV-DO)、IxRTT (B卩，CDMA2000IX(IS-2000))、高速分組接入(HSPA)、3GGP1、3GGP2以及蜂窩數字分組數據(⑶H))。更具體的實例包括但不限于400MHz到2700MHz之間的無線電頻帶，所述無線電頻帶包括但不限于:700MHz (LTE)、698-716MHz、728-757MHz、776-787MHz、806-824MHz、824-849MHz (美國蜂窩)、851_869MHz、869-894MHz (美國蜂窩)、880_915MHz (歐盟 R)、925_960MHz (TTE)、1930_1990MHz (美國PCS)、2110-2155MHz (美國 AWS)、925_960MHz (GSM900)、1710_1755MHz、1850_1915MHz、1805-1880MHz (GSM1800)、1920_1995MHz 以及 2110_2170MHz (GSM2100)。在此實施方式中，向以光學接口模塊(ΟΠΟ 108(1)到108 (N)形式提供的多個光學接口提供下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106(R)來將下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (N)轉換為下行鏈路光學信號110(1)到IlO(R)。符號「I到Nj表示可提供任何數目的參考組件I到N。如先前上文引用的美國專利申請案第12/892，424號中所論述，可提供一個下行鏈路光纖113D和一個上行鏈路光纖113U來支持多個通道，所述通道各自使用WDM。在美國專利申請案第12/892，424號中還公開了用于WDM和FDM的其他選擇，在本文所公開的任意一個實施方式中可采用所述選擇中的任意一個。在此實施方式中，在為具有RM102(1)到102 (M)的前端設備104提供的通用外殼中提供0M108⑴IlJ 108 (N) 或者，可以遠離RM102 (I)到102 (M)的方式定位0M108 (I)到108 (N)。如下文將更詳細的描述，0M108可配置為提供一或多個光學接口組件(0IC)，所述光學接口組件包含0/E和E/0轉換器。0IM108支持可由RM102提供的無線電頻帶，包括先前上文所述的實例。因此，在此實施方式中，例如，0M108可支持從400MHz到2700MHz的無線電頻帶范圍，所以不需要為較窄的無線電頻帶提供不同類型或型號的0IM108來支持前端設備104中提供的支持不同無線電頻帶的RM102的可能性。此外，例如，可為400MHz到2700MHz頻率范圍內的子頻帶(例如400MHz到700MHz、700MHz到IGHzUGHz到1.6GHz和 1.6GHz 到 2.7GHz)優化(ΠΜ108。0IM108⑴到108 (N)各自包括將下行鏈路電氣RF通信信號106⑴到106 (R)轉換為下行鏈路光學信號110(1)到IlO(R)的E/0轉換器。通過一或多個下行鏈路光纖113D將下行鏈路光學信號110(1)到IlO(R)傳遞到多個RAUl 12 (I)到112 (P)。符號「I到P」表示可提供任何數目的參考組·件I到P。RAU112(1)到112 (P)中提供的O-E轉換器將下行鏈路光學信號110(1)到IlO(R)轉換回下行鏈路電氣RF通信信號104(1)到104(R)，通過在RAUl 12 (I)到112 (P)中耦接到天線116(1)到116 (P)的鏈路114(1)到114 (P)將下行鏈路電氣RF通信信號104(1)到104 (R)提供到天線116(1)到116 (P)的接收范圍中的客戶端裝置。E/0轉換器也提供在RAU112(1)到112 (P)中以將上行鏈路電氣RF通信信號轉換成將要通過上行鏈路光纖113U傳遞給0頂108(1)到108 (N)的上行鏈路光信號118(1)到118 (R)，所述上行鏈路電氣RF通信信號通過天線116(1)到116(P)從客戶端裝置接收。0IM108(1)到108 (N)包括0/E轉換器，所述0/E轉換器將上行鏈路光信號118(1)到118 (R)轉換成上行鏈路電氣RF通信信號120(1)到120 (R)，上行鏈路電氣RF通信信號120(1)到120 (R)由RM102(1)到102 (M)處理并提供作為上行鏈路電氣RF通信信號122(1)至Ij122(R)。圖6為更詳細地圖示關于圖5中的前端設備104的內部組件的示意圖，所述圖5中的前端設備104的內部組件支持RAU112功能分區到特定無線電頻帶。每個RM102(1)到102 (M)包括一或多個濾波器124，濾波器124配置為從接收到的下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)和上行鏈路電氣RF通信信號122(1)到122 (R)中過濾出RM102不需要的無線電頻帶。盡管圖示了多個下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106(R)和上行鏈路電氣RF通信信號122(1)到122 (R)，但是應了解僅這些信號的一個子集可由每個RM102根據濾波器124和來自0M108的接收到的上行鏈路電氣RF通信信號120(1)到120 (R)的無線電頻帶來分布。提供下行鏈路衰減器126和上行鏈路衰減器128來分別控制下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)和上行鏈路電氣RF通信信號122(1)到122 (R)的功率電平。可提供功率檢測器130來檢測下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)和上行鏈路電氣RF通信信號122⑴到122 (R)的功率電平，從而設置下行鏈路衰減器126和上行鏈路衰減器128的功率電平及/或校準來提供這些信號的需要的功率電平。在美國臨時專利申請案第61/230，463號和第61/230，472號提供了用于分布式天線系統的前端設備中設置功率電平及/或校準下行鏈路和上行鏈路的實例，所述兩個申請案以引用全文的方式并入本文。RIM102(1)到102 (M)中的每一個包括1: Q下行鏈路分離器132來將接收到的下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)分離成不同的下行鏈路路徑134(I)到134(Q)中的多個下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106(R)來允許功能分區。「Q」表示可由前端設備104提供可能數目的扇區。將下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)分離到多個下行鏈路路徑134(1)到134 (Q)中允許將接收到的下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)分配到不同扇區。下行鏈路路徑134(1)到134(Q)中的每一個包括耦接到下行鏈路扇區切換器138(1)到138 (Q)的隔離塊136(1)到136 (Q)。每一下行鏈路扇區切換器138(1)至Ij138 (Q)表示前端設備104中的扇區I到Q。下行鏈路扇區切換器138(1)到138 (Q)控制是否將分離的下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)提供到給定扇區I到Q。因為每一下行鏈路扇區切換器138(1)到138(Q)表示給定的扇區I到Q，所以基于下行鏈路扇區切換器138(1)到138(Q)的激活可將給定RIM102支持的無線電頻帶或多個無線電頻帶分配給給定扇區或多個給定扇區。將下行鏈路扇區切換器138(1)到138 (Q)的輸出引導到RM分布矩陣140。RM分布矩陣 140 由 RM接口 140(1)到 140 (Q)構成，所述 RM接口 140(1)到 140 (Q)將 RM102(1)到102 (M)中每個RIM中的下行鏈路路徑134(1)到134(Q)(即，扇區)中的每個下行鏈路路徑接口連接到0頂108(1)到108 (N)中每個0頂。以此方式，RM102(1)到102 (M)中激活的下行鏈路扇區切換器138(1)到 138(Q)界定提供給每一扇區I到Q的無線電頻帶。例如，如果為RIM102(1)激活了下行鏈路扇區切換器138(1)和138 (2)，那么將在扇區I和扇區2上提供由RM102(1)的濾波器124濾波的一或多個無線電頻帶。因此，任何分配給扇區I和扇區2的RAUl 12將接收由RM102 (I)的濾波器124濾波的一或多個無線電頻帶上的RF通信信號，并且將所述RAUl 12提供在扇區I和扇區2上。例如，如果在任何其他的RM102(2)到102 (M)中激活了下行鏈路扇區切換器138(1)和138(2)，那么也會將由那些1 頂102(2)到102 (M)濾波的一或多個無線電頻帶提供給分配給扇區I和扇區2的RAU112。以此方式，可通過控制RM102(1)到102 (M)中的下行鏈路扇區切換器138(1)到138 (Q)控制在可用扇區I到Q中提供的無線電頻帶。本文中提供的用于每個扇區I到Q的RM分布矩陣140和RM接口 140(1)到140 (Q)耦接到光學接口單元(0IU)143中的互補OM分布矩陣142。OM分布矩陣142由用于每個扇區的多個OIM接口卡142(1)到142 (Q)構成。OIM接口卡142(1)到142 (Q)將扇區I到Q中的每一個扇區接口連接到0頂108(1)到108 (N)中的每一個。因此，向0頂108(1)到108 (N)提供分配給RM102⑴到102 (M)中扇區I到Q的下行鏈路電氣RF通信信號106 (I)到106 (R)，所述下行鏈路電氣RF通信信號106 (I)-106 (R)將分配給耦接到0M108 (I)到108 (N)的RAU112。在每一 0頂108(1)到108(N)中提供下行鏈路扇區切換器144(1)到144(Q)來控制特定0頂108(1)到108(N)將支持扇區I到Q之間的哪一個扇區。下行鏈路扇區切換器144(1)到144 (Q)的激活控制0M108是否支持給定扇區I到Q。在此實施方式中，選擇特定0M108支持的一或多個扇區進而意味著將0M108支持的RAUl 12分配到一或多個所選擇的扇區。例如，如果特定0M108支持三(3)個RAU112，那么將根據0M108中下行鏈路扇區切換器144(1)到144(Q)的設置把這三(3)個RAU112中的每一個分配給相同的扇區。每個0頂108(1)到108 (N)中下行鏈路扇區切換器144(1)到144 (Q)的輸出耦接到隔離塊146(1)到146 (Q)，所述隔離塊146(1)到146 (Q)耦接到Q:1合路器148。合路器148組合為0M108選擇的用于扇區I到Q的所有下行鏈路電氣RF通信信號106(1)至Ij106 (R)，來將用于選擇的扇區I到Q的經光學轉換的下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)作為下行鏈路光學RF通信信號提供給RAU112，所述RAU112耦接到0M108。在每個0IM108(1)到108 (N)中提供下行鏈路衰減器150來允許下行鏈路光學RF通信信號110(1)到IlO(R)的功率電平受到控制并用于校準目的。每個0頂108(1)到108 (N)中包括功率檢測器152來檢測下行鏈路光學RF通信信號110(1)到IlO(R)的功率電平以控制下行鏈路衰減器150的設置。在前端設備104的上行鏈路路徑中還可提供功能分區以基于上文所描述的分配給RAUl 12的扇區將上行鏈路光學RF通信信號118從RAUl 12引導到適當的RM102 (I)至Ij102 (M)。就此而言，繼續參考圖6，每個0M108 (I)到108 (N)包括上行鏈路衰減器154來控制從由0頂108(1)到108 (N)支持的RAUl 12接收到的上行鏈路光學RF通信信號118(1)到118 (R)的功率電平。提供1:Q光學分離器156來將上行鏈路光學RF通信信號118(1)到IlS(R)分離到用于每一扇區I到Q的單獨的上行鏈路路徑158(1)到158(Q)中。以此方式，在上行鏈路路徑158(1)到158(Q)由隔離塊160(1)到160(Q)隔離后，可由為每一扇區提供的上行鏈路扇區切換器162(1)到162 (Q)來控制所述上行鏈路路徑158(1)到158 (Q)。根據下行鏈路扇區切換器144(1)到144(Q)的激活，上行鏈路扇區切換器162(1)到162(Q)控制向為0M108選擇的相同扇區I到Q提供分離的多個上行鏈路光學RF通信信號118(1)到IlS(R)中的每一個信號。以此方式，將通過分布矩陣140和分布矩陣142將上行鏈路電氣RF通信信號120(1)到120 (R)提供到適當的RM102 (I)到102 (M)。

RIM102(1)到102 (M)各自包括用于每一扇區I到Q的上行鏈路扇區切換器164 (I)到164(Q)，以允許將來自分配給扇區的RAU112的上行鏈路電氣RF通信信號120(1)至Ij120 (R)傳遞穿過分配給相應扇區的RM102(1)到102 (M)。用于特定RM102的上行鏈路扇區切換器164(1)到164 (Q)的設置將與用于RM102的下行鏈路扇區切換器138(1)到138(Q)的設置相同。上行鏈路電氣RF通信信號120(1)到120 (R)通過隔離塊166(1)到166(Q)隔離并傳遞到Q:1合路器168，通過選擇上行鏈路扇區切換器164(1)到164(Q)可允許傳遞所述上行鏈路電氣RF通信信號120(1)到120 (R)t^Q:1合路器168將來自RAUl 12的上行鏈路電氣RF通信信號組合為來自RM102(1)到102 (M)的上行鏈路RF通信信號122(1)到122 (R)，所述RAU112根據提供的上行鏈路扇區切換器164(1)到164(Q)分配到為RM102選擇的相同的扇區。可以多種方式為RIM102(1)到102 (M)和0頂108(1)到108 (N)配置扇區。例如，可通過前端設備104中提供的手動驅動切換器來提供扇區切換器138 (I)到138 (Q)、144 (I)到144 (Q)、162 (I)到162 (Q)和164(1)到164 (Q)。或者，可通過非手動控制的控制方式來編程或改變扇區切換器138(1)到138 (Q)、144⑴到144 (Q)、162⑴到162 (Q)和164 (I)到164 (Q)。例如，RIM102(1)到102 (M)可各自包括控制器170，例如，圖6中圖示的微控制器或微處理器，所述控制器170配置為控制RIM扇區切換器138(1)到138 (Q)以及164(1)到164(Q) ο類似地，0IM108(1)到108(N)可各自包括控制器172，例如，微控制器或微處理器170，所述控制器170配置為控制OM扇區切換器144(1)到144 (Q)以及162 (I)到162 (Q)。控制器170和控制器172可通信地耦接到接口，例如用戶接口(UI)，包括圖形用戶接口(⑶I)，所述接口允許用戶配置扇區切換器138(1)到138 (Q)、144 (I)到144 (Q)、162 (I)到162 (Q)和164(1)到164(Q)的設置以提供RAU112的所需功能分區。在美國臨時專利申請案第61/230，472號中提供了提供到前端設備104的接入以控制前端設備104中組件設置的實例，所述申請案以引用全文的方式并入本文。繼續參考圖6，功能分區設置可存儲在存儲器174和存儲器176中，所述存儲器174和存儲器176分別與RM102(1)到102 (M)和0頂108(1)到108 (N)中的每一個相關聯。控制器170和控制器172可配置為通過設置存儲器174和存儲器176中的功能分區設置來修改及/或升級用于RM102(1)到102 (M)和0IM108(1)到108 (N)的功能分區。然后控制器170和控制器172可讓存儲器174和存儲器176對扇區切換器138 (I)到138 (Q)、144 (I)到144(Q) ,162 (I)到162 (Q)和164(1)到164(Q)應用經過配置或編程的設置，以在分布式天線系統100中提供所需的功能分區。就此而言，圖7圖示了示范性RM功能分區表180，在RM102 (I) -102 (M)中的存儲器174中可提供所述功能分區表180來存儲用于RM102 (I)至IJ 102 (M)中的扇區切換器138(1)到138(Q)和164(1)到164(Q)的默認及/或經過配置的功能分區設置。在0頂108(1)到108 (N)的存儲器176中可提供類似的功能分區表，以存儲用于RM102(1)到102 (M)中扇區切換器144(1)到144 (Q)和162(1)到162 (Q)的默認及/或經過配置的功能分區設置。繼續參考圖7，此實例 中的RM功能分區表180為二維表，以允許為前端設備104中配置的每一 RM102(1)到102 (M)提供功能分區設置。在RM功能分區表180中的無線電頻帶欄182中提供經過濾波并允許通過每一 RM102 (I)到102(M)的無線電頻帶。用于RIM102的通過無電線頻帶可為靜態設置，或者，如果RM102 (I)到102 (M)中的濾波器124為可配置的，那么存儲在無線電頻帶欄182中的通過無線電頻帶可為可配置的。對于每一 RM102(1)到102 (M)和無線電頻帶182配置，在RM功能分區表180中提供功能分區設置184。在此實例中，如果為給定RM102(1)到102 (M)配置的通過無線電頻帶配置成提供給給定扇區或多個給定扇區，那么在扇區激活的情況下，在RM102的扇區行186中提供「Pband」設置，如圖7中所示。如RM功能分區表180中所示，還可提供增益設置。例如，將RM102(M)指定給具有-FdB增益調整的扇區I 186 (I)，其中F=10Log[n] dB，其中η為在相同無線電頻帶上提供服務的有效數目。例如，如果每個扇區相同無線電頻帶中部署三(3)種服務，那么每種服務的增益調整可為Pband-5dB。根據扇區行186中用于RM102(1)到102 (M)的扇區設置激活適當的扇區切換器138(1)到138 (Q)和164(1)到164(Q)。例如，對于RM功能分區表180中的RM102 (3)，將為RIM102(3)激活扇區切換器138 (I)和164 (I)同時停用其他扇區切換器138 (2)到138 (Q)和164(2)到164(Q)來通過無線電頻帶「Bandl」，所述無線電頻帶「Bandl」包括扇區I并提供到分配給0頂108(1)到108 (N)中的扇區I的RAU112。此外，可為扇區設置提供衰減電平，所述扇區設置應用到RM102(1)到102 (M)中的下行鏈路衰減器126。
可提供將扇區分配給OM的其他配置。例如，可能需要將額外的RAUl 12分配到一或多個扇區，例如，所述扇區在圖5和圖6中如端設備104中可支持。例如，如果支持圖6中的0頂108(1)到108(N)的光學接口組件(0IU)143配置為支持三十六(36MvRAUlU(I)到112 (P)，并且希望將額外的RAU分配給前端設備104中的一個扇區或多個扇區，那么這對圖6中的示范性前端設備104將不可能。就此而言，圖8為圖5和圖6中示范性前端設備104的示意圖，但是所述前端設備104配置為具有一或多個擴展端口 190以允許將額外的0IU143(2)到143 (T)分配給由前端設備104提供的一個扇區或多個扇區。符號「T」表示可提供任何數目的額外0IU。如圖8中所示，在前端設備104中提供擴展端口 190(1)到190 (Q)來接收指定給RM102(1)到102 (M)中的一或多個扇區的RF通信信號，在前端設備104中提供所述RIM102(1)到 102 (M)。額外的 0IU143(2)到 143 (T)可耦接到擴展端口 190(1)到 190 (Q)，所述額外的0IU143(2)到143(T)各自支持0頂108(1)到108 (N)，所述0Μ108 (I)到108 (N)各自支持RAU112(1)到112⑵。以此方式，可將由0IU143 (2)到143(T)中的0頂108(1)到108 (N)支持的額外RAU112(1)到112 (P)分配到由前端設備104提供的扇區。例如，如圖8中所示，在0IU143(2)中提供的OIM分布矩陣142 (2)耦接到用于扇區I的擴展端口 190(1)，以便可將0IC143·(2)中的0頂108(1)到108 (N)配置成從為扇區I配置的前端設備104中的RM102(1)到102 (M)接收RF通信信號。可將0IU143(2)中0頂108(1)到108 (N)中的扇區切換器(未圖示)設置為按需要將由0IU143 (2)支持的RAUl 12 (I)到112 (P)分配給扇區I。注意，圖8僅圖示前端設備104的下行鏈路中提供的擴展端口 190，但是也可在前端設備104的上行鏈路中提供擴展端口。因為0IU143(2)未耦接到前端設備104中的其他擴展端口 190(2)到190 (Q)，所以由圖8中的0IU143(2)支持的RAU112(1)到112(P)僅可分配給前端設備104中提供的一個扇區，在此實例中所述扇區為扇區I。但是，在圖9中，0IU143(2)配置成耦接到由前端設備104提供的扇區中的每一個扇區。以此方式，由0IU143(2)中的0頂108(1)到108 (N)支持的RAU112(1)到112 (P)可分配給由前端設備104提供的任何扇區。因此，0IU143(2)被配置為向RAU112(1)到112 (P)提供多個扇區，所述RAU112 (I)到112 (P)由0IU143⑵中的OMlOS(I)到IOS(N)支持。注意，圖9僅圖示前端設備104的下行鏈路中提供的擴展端口 190，但是也可在前端設備104的上行鏈路中提供擴展端口。前端設備104還可配置為與多個載體共享組件。例如，分布式天線系統可包括多個載體。此外，具有第一載體的分布式天線系統的安裝可在隨后配置為支持其他載體。就此而言，圖10圖示前端設備104，其中兩(2)個載體(載體I和載體2)分別向無線電接口200(1)和無線電接口 200(2)提供載體I和載體2本身各自的下行鏈路電氣RF通信信號106(1)到106 (R)，所述前端設備104具有本身專用的RM102(1)到102 (M)。提供外部無線電分布矩陣204，所述外部無線電分布矩陣204允許無線電接口 200 (I)和無線電接口200(2)中提供的RM102(1)到102 (M)中的每一個RM共享相同的0IU143 (I)到143 (T)和所支持的RAU112(1)到112(P)。以此方式，對每個載體而言，不需要額外的0IU143和相關布線來將RF通信信號運送到共享的RAUl 12 (I)到112 (P)。可將RAU112(1)到112 (P)分配給包括來自兩個載體的RF通信信號的扇區。如圖11中所示，前端設備104還可配置為提供額外扇區。例如，如果先前圖中的前端設備104支持三(3)個扇區，那么，如圖11中所示，可提供額外的無線電接口 200(1)到200 (S)來提供模塊形式的額外扇區。符號「S」表示可提供任何數目的無線電接口。外部無線電分布矩陣204將經過擴展的扇區運送到OIU143 (I)-143 (T)以便可將由任何OIU143 (I)到143 (T)支持的RAU112(1)到112 (P)分配給由無線電接口 200(1)到200 (S)提供的任何擴大數目的扇區。圖12為在分布式天線系統100中提供的示范性前端設備104的示意圖，所述分布式天線系統100支持分布式天線系統中的功能分區和多輸入多輸入(MMO)處理。通過改良的頻譜效率及/或無線距離改良，MMO可為信噪比(SNR)提供增強的比特率或波束形成。在此實施方式中，通過對給定客戶端裝置利用多個空間層(例如，通過3GPP標準達到四(4)層)而實現MMO。圖12圖示圖5中圖示并且在先前論述的前端設備104，所述前端設備104配置為用兩(2)個扇區支持2X2MM0。在圖12中相同元件用相同元件符號圖示，并且將不再進行重新描述。如圖12中所示，當兩(2)個RAU、RAU112(1)和RAU112(2)共存以使用相同頻率的無線電頻帶來產生兩(2)個空間數據流時，可為分布式天線系統100提供2X2MM0方案，但是也有可能是任何其他所需的MIMO配置。繼續參考圖12，這個實例中的第一扇區和第二扇區分別與第一無線電數據流210(1)和第二無線電數據流210(2)相關聯。在此實例中，第一無線電數據流210(1)和第二無線電數據流210(2)各自包含四(4)個無線電頻帶。在此實例中，將RAU112(1)和RAUl 12 (2)指定給扇區，以便將無線電數據流210(1)和無線電數據流210 (2)中的所有四
(4)個無線電頻帶遞送給部屬在相同位置的兩(2)個RAU112(1)和112(2)。在此實例中，將RAU112(1)指定給第一扇區，所述第一扇區包括第一無線電數據流210(1)中的四(4)個無線電頻帶。還將RAU112(2 )指定到指定給RAU112(1)的相同的扇區。因此，到RAU的無線電通信通過無線電數據流210(1)和無線電數據流210(2)中提供的四(4)個無線電頻帶可支持MIMO通信。通過為不同扇區再指定RAU112(1)和RAU112(2)或者通過重新配置現有扇區可改變在MIMO通信中由RAUl 12 (I)和RAUl 12 (2)支持的無線電頻帶，RAUl 12 (I)和RAUl 12 (2)指定給所述現有扇區。所屬領域技術人員將進一步了解，關于本文公開的實施方式描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法可作為電子硬件、指令或電子硬件和指令的組合來實施，所述指令存儲在存儲器或另一計算機可讀媒體中并由處理器或其他處理裝置執行。例如，本文所述分布式天線系統的組件可用于任何電路、硬件組件、集成電路(IC)或IC芯片中。本文公開的存儲器可以是任何類型和尺寸的存儲器且可被配置來存儲任何類型的所需信息。為了清楚地說明這種可互換性，上文已在功能性方面對各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟進行一般說明。如何實施所述功能性取決于施加于整個系統的特定應用、設計選擇和/或設計約束。所屬領域的技術人員可針對每一特定應用以不同方式來實施所描述的功能性，但所述實施方案決策不應被解釋為會導致脫離本發明的范圍。可使用設計來執行本文所描述功能的處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或以上各物的任何組合來實施或執行結合本文中所公開的實施方式而描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路。控制器可為處理器。處理器可以是微處理器，但作為替代，處理器可以是任何常規處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可作為計算裝置的組合實施，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結合DSP核心的一或多個微處理器，或任何其它此類配置。本文公開的實施方式可體現為硬件和指令，所述指令存儲在硬件中且可駐留在(例如)隨機存取存儲器(RAM)、閃速存儲器、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM (EPR0M)、電可擦除可編程ROM (EEPR0M)、寄存器、硬盤、移動硬盤、⑶-ROM或此項技術中已知的任何其他形式的計算機可讀媒體中。示范性存儲媒體耦接到處理器以便處理器能從存儲媒體讀取信息并向存儲媒體寫入信息。在替代實施方式中，存儲媒體可和處理器成一體式。處理器和存儲媒體可駐留于ASIC中。ASIC可駐留在遠程站中。在替代實施方式中，處理器和存儲媒體可作為離散組件駐留在遠程站、基站或服務器中。同樣應注意，描述本文的任何示范性實施方式中所述的操作步驟來提供實例和論述。可以許多不同順序而非所說明的順序來執行所述的操作。此外，在單個操作步驟中描述的操作實際上可以多個不同步驟執行。另外，可組合示范性實施方式中論述的一或多個的操作步驟。應理解，可對流程圖中圖示的操作步驟做出許多不同修改，這些修改將對所屬領域技術人員顯而易見。所屬領域技術人員也應當了解，可使用任何各種不同技術和技藝來表現信息和信號。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或以上各物任何組合來表示可貫穿以上描述引用的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號及芯片。此外，如本文中所使用，術語「光纖電纜」和/或「光纖」意在包括所有類型的單模光波導和多模光波導，包括一·或多個光纖，所述光纖可被涂覆、著色、緩沖、帶狀化和/或具有電纜中其他組織或保護結構(例如一或多個管、加強元件、護套等)。本文所公開的光纖可以是單模光纖或多模光纖。同樣，其他類型的合適光纖包括彎曲不敏感光纖，或用于傳輸光信號的任何其他權宜媒體。彎曲不敏感或耐彎曲光纖的實例是可從Corning Incorporated
購買的aearC'urveR'多模光纖。例如，在美國專利申請公開案第2008/0166094號和第2009/0169163號中公開此類型的合適光纖，所述公開案的公開內容以引用全文的方式并入本文。
權利要求
1.一種儀器，所述儀器配置為在分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區中分布無線電頻帶，所述儀器包含: 多個無線電接口，所述無線電接口各自配置為: 將接收到的下行鏈路電氣射頻(RF)通信信號分離為多個下行鏈路電氣RF通信信號；和 控制向分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區提供所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號中的每一個信號，針對所述無線電接口配置所述多個扇區中的一或多個扇區；及 多個光學接口，所述光學接口各自配置為: 從所述多個無線電接口接收所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號； 針對為所述光學接口配置的所述多個扇區中的扇區，控制所述接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個遠程天線單元(RAU)，所述一或多個遠程天線單元耦接到所述光學接口 ；和 將所述接收到分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號轉換為多個下行鏈路光學RF通信信號。
2.如權利要求1所述的儀器，其中所述多個光學接口中的每一個光學接口進一步配置為:將所述多個下行鏈路光學RF通信信號提供到所述一或多個RAU。
3.如權利要求1至2所述的儀器，所述儀器進一步包含下行鏈路分布矩陣，所述下行鏈路分布矩陣配置為:為所述多個扇區分布所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號。
4.如權利要求1至3所述的儀器，其中多個無線電接口中的每一個無線電接口進一步配置為:在單一無線電頻帶中濾波所述接收到的下行鏈路電氣RF通信信號。
5.如權利要求1至4所述的儀器，其中所述多個無線電接口中的每一個無線電接口進一步包含多個下行鏈路扇區切換器，所述多個下行鏈路扇區切換器各自指定給所述分布式天線系統中多個扇區中的獨特扇區，并且所述多個下行鏈路扇區切換器各自配置為: 接收所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號中的下行鏈路電RF通信信號；和 控制是否將所述接收到的下行鏈路電氣RF通信信號分布給指定給所述下行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區。
6.如權利要求1至5所述的儀器，其中所述多個光學接口中的每一個光學接口進一步包含多個下行鏈路扇區切換器，所述多個下行鏈路扇區切換器各自指定給所述分布式天線系統中所述多個扇區中的獨特扇區，并且所述多個下行鏈路扇區切換器各自配置為: 針對指定給所述下行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區接收所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號中的下行鏈路電氣RF通信信號；和 控制是否將所述接收到的分離的下行鏈路電氣RF通信信號分布給指定給所述下行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區。
7.如權利要求1至6所述的儀器，其中所述多個無線電接口中的每一個無線電接口進一步包含多個衰減器，所述多個衰減器各自指定給所述多個扇區中的扇區并且配置為控制用于所述指定的扇區的功率電平。
8.如權利要求1至7所述的儀器，所述儀器進一步包含控制器，所述控制器配置為:針對所述多個無線電接口中的每一 個無線電接口，控制所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號提供到所述多個扇區中的所述一或多個扇區中哪個扇區。
9.如權利要求1至8所述的儀器，所述儀器進一步包含控制器，所述控制器配置為:針對所述多個光學接口中的每一個光學接口，控制所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號提供到所述多個扇區中的一或多個扇區中哪個扇區。
10.如權利要求1至9所述的儀器，所述儀器進一步包含控制器，所述控制器配置為根據存儲在功能分區表中的功能分區配置控制所述多個無線電接口的功能分區。
11.如權利要求10所述的儀器，其中所述功能分區表由扇區激活條目和相應的功率電平條目構成，所述扇區激活條目和相應的功率電平條目用于所述多個扇區中的每一個扇區，所述多個扇區中的每一個扇區用于所述多個無線電接口中的每一個無線電接口。
12.如權利要求1至6所述的儀器，所述儀器進一步包含至少一個擴展端口，所述至少一個擴展端口耦接到所述多個扇區中的扇區。
13.如權利要求12所述的儀器，所述儀器進一步至少包含額外的多個光學接口，所述額外的多個光學接口耦接到所述至少一個擴展端口。
14.如權利要求1至6所述的儀器，所述儀器進一步包含外部分布矩陣，所述外部分布矩陣配置為:為所述多個扇區分布所述接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號。
15.如權利要求1至4所述的儀器，其中: 所述多個光學接口各自進一步配置為: 將接收到的上行鏈路光學RF通信信號分離為多個上行鏈路光學RF通信信號； 控制向多個扇區中的一或多個扇區提供所述分離的多個上行鏈路光學RF通信信號中的每一個信號，針對所述光學接口配置所述多個扇區中的一或多個扇區；和 將所述接收到的分離的多個上行鏈路光學RF通信信號轉換為多個上行鏈路電氣RF通信信號；且 所述多個無線電接口各自進一步配置為: 從所述多個光學接口接收所述多個上行鏈路電氣RF通信信號；和針對為所述無線電接口配置的所述多個扇區中的扇區，控制所述接收到的多個上行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個載體，所述一或多個載體耦接到所述無線電接□。
16.如權利要求15所述的儀器，其中所述多個無線電接口中的每一個無線電接口進一步配置為:將所述接收到的多個上行鏈路電氣RF通信信號提供到所述一或多個載體。
17.如權利要求15所述的儀器，所述儀器進一步包含上行鏈路分布矩陣，所述上行鏈路分布矩陣配置為:為所述多個扇區分布所述接收到的分離的多個上行鏈路光學RF通信信號。
18.如權利要求15至17所述的儀器，其中所述多個光學接口中的每一個光學接口進一步包含多個上行鏈路扇區切換器，所述多個上行鏈路扇區切換器各自指定給所述分布式天線系統中多個扇區中的獨特扇區，并且所述多個上行鏈路扇區切換器各自配置為: 接收所述多個上行鏈路光學RF通信信號中的上行鏈路光學RF通信信號；和控制是否將所述接收到的上行鏈路光學RF通信信號分布給指定給所述上行鏈路扇區切換器的所述獨特扇 區。
19.如權利要求15至17所述的儀器，其中所述多個無線電接口中的每一個無線電接口進一步包含多個上行鏈路扇區切換器，所述多個上行鏈路扇區切換器各自指定給所述分布式天線系統中所述多個扇區中的獨特扇區，并且所述多個上行鏈路扇區切換器各自配置為: 針對指定給所述上行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區接收所述多個上行鏈路電氣RF通信信號中的上行鏈路電氣RF通信信號；和 控制是否將所述上行鏈路電RF通信信號分布給指定給所述上行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區。
20.如權利要求15至17所述的儀器，所述儀器進一步包含控制器，所述控制器配置為:針對所述多個光學接口中的每一個光學接口，控制所述分離的多個上行鏈路光學RF通信信號提供到所述多個扇區中的所述一或多個扇區中哪個扇區。
21.如權利要求15至17所述的儀器，所述儀器進一步包含控制器，所述控制器配置為:針對所述多個無線電接口中的每一個無線電接口，控制來自所述多個光學接口的所述多個上行鏈路電氣RF通信信號提供到所述多個扇區中的一個或多個扇區中哪個扇區。
22.—種在分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區中分布無線電頻帶的方法，所述方法包含: 將接收到的下行鏈路電射頻(RF)通信信號分離為多個下行鏈路電氣RF通信信號；控制向所述分布式天線系統中的多個扇區中的一或多個扇區提供所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號中的每一個信號； 接收所述分離的多個下行鏈路電氣R F通信信號； 針對所述多個扇區中的扇區，控制所述接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個遠程天線單元(RAU);和 將所述接收到的分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號轉換為多個下行鏈路光學RF通信信號。
23.如權利要求22所述的方法，所述方法進一步包含:向所述一或多個RAU提供所述多個下行鏈路光學RF通信信號。
24.如權利要求22所述的方法，所述方法進一步包含:為分布矩陣中的所述多個扇區分布所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號。
25.如權利要求22至24所述的方法，所述方法進一步包含:在控制器中，針對所述多個無線電接口中的每一個無線電接口，控制所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號提供到所述多個扇區中的一或多個扇區中哪個扇區。
26.如權利要求22至25所述的方法，所述方法進一步包含:在控制器中，針對所述多個光學接口中的每一個光學接口，控制所述分離的多個下行鏈路電氣RF通信信號提供到所述多個扇區中的一或多個扇區中哪個扇區。
27.如請求項22所述之方法，所述方法進一步包含: 將接收到的上行鏈路光學RF通信信號分離為多個上行鏈路光學RF通信信號； 控制向針對所述光學接口配置的多個扇區中的一或多個扇區提供所述分離的多個上行鏈路光學RF通信信號中的每一個信號； 將所述接收到的分離的多個上行鏈路光學RF通信信號轉換為多個上行鏈路電氣RF通信信號；從所述多個光學接口接收所述多個上行鏈路電氣RF通信信號；和 針對為所述無線電接口配置的所述多個扇區中的扇區，控制所述接收到的多個上行鏈路電氣RF通信信號通信地提供到一或多個載體，所述一或多個載體耦接到所述無線電接□。
28.如權利要求27所述的方法，所述方法進一步包含:在控制器中，針對所述多個光學接口中的每一個光學接口，控制所述分離的多個上行鏈路光學RF通信信號提供到所述多個扇區中的一或多個扇區中哪個扇區。
29.如權利要求27所述的方法，所述方法進一步包含:在控制器中，針對所述多個無線電接口中的每一個無線電接口，控制來自所述多個光學接口的所述多個上行鏈路電RF通信信號提供到所 述多個扇區中的一個或多個扇區中哪個扇區。
30.如權利要求22所述的方法，其中所述至少一個RAU是由多個RAU構成，并且所述方法進一步包含:為MIMO通信配置指定所述多個RAU中的至少兩個RAU。
31.如權利要求30所述的方法，所述方法進一步包含:為所述多個扇區中的所述相同的扇區指定所述MIMO配置中所述多個RAU中的所述至少兩個RAU。
32.一種無線電接口，所述無線電接口配置為在分布式天線系統中的多個扇區中的獨特扇區中分布無線電頻帶，所述無線電接口包含: 下行鏈路接口，所述下行鏈路接口配置為接收下行鏈路射頻(RF)通信信號； 下行鏈路分離器，所述下行鏈路分離器配置為將所述下行鏈路RF通信信號分離為多個下行鏈路RF通信信號；和 多個下行鏈路扇區切換器，所述多個下行鏈路扇區切換器各自指定給分布式天線系統中多個扇區中的獨特扇區，所述多個下行鏈路扇區切換器各自配置為: 從所述下行鏈路分離器接收所述分離的多個下行鏈路RF通信信號中的下行鏈路RF通fei目號;和 控制是否將所述接收到的下行鏈路RF通信信號分布給指定給所述下行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區。
33.如權利要求32所述的無線電接口，所述無線電接口進一步包含多個隔離塊，所述多個隔離塊耦接到多個下行鏈路扇區切換器。
34.如權利要求32至33所述的無線電接口，所述無線電接口進一步包含控制器，所述控制器配置為控制所述分離的多個下行鏈路RF通信信號提供到所述多個扇區中的一或多個扇區中哪個扇區。
35.如權利要求32至34所述的無線電接口，所述無線電接口進一步包含多個上行鏈路扇區切換器，所述多個上行鏈路扇區切換器各自指定給所述分布式天線系統中所述多個扇區中的獨特扇區，并且所述多個上行鏈路扇區切換器各自配置為: 針對指定給所述上行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區接收多個上行鏈路RF通信信號中的上行鏈路RF通信信號；和 控制是否將所述上行鏈路RF通信信號分布給指定給所述上行鏈路扇區切換器的所述獨特扇區。
全文摘要
本發明公開的實施方式提供分布式天線系統中的功能分區及相關組件與方法。分布式天線系統中的天線單元可功能分區。就此而言，由分布式天線系統分布的一或多個無線電頻帶可分配到一或多個扇區。分布式天線系統中的天線單元也可分配到一或多個扇區。以此方式，僅將分配到一或多個特定扇區的一或多個無線電頻帶中的射頻(RF)通信信號分布到分配給一或多個相同扇區的天線單元。天線單元的帶寬容量在分配給一或多個扇區的一或多個無線電頻帶中分離，所述扇區被分配到天線單元。一或多個無線電頻帶以及天線單元的功能分區可基于對由天線單元提供的天線覆蓋區域中的給定無線電頻帶的容量需求配置及/或改變。
文檔編號H04B10/25GK103222334SQ201180055459
公開日2013年7月24日 申請日期2011年10月19日 優先權日2010年10月28日
發明者伊格爾·貝爾林, 威廉·P·丘恩, 杰森·E·格林, 邁克爾·索爾, 格拉爾德·B·施密特 申請人:康寧光纜系統有限責任公司