在分布式天線系統中的流數據的同步傳送的制作方法
【專利說明】
[00011本申請為中國申請號為201180016515.5、發明名稱為"在分布式天線系統中的流 數據的同步傳送"的進入中國國家階段的PCT申請的分案申請。
[0002] 對于相關申請的交叉引用
[0003] 本申請要求McAllister等人在2010年3月31日提交的標題為"通過以太網PHYS和 時鐘恢復及同步機制的流數據同步傳送"的美國專利申請No. 61/319，623的優先權，該申請 通過引用全部包括在這里。
技術領域
[0004] 本發明涉及無線通信系統，并且具體涉及在分布式天線系統中流數據的同步傳 送。
【背景技術】
[0005] 常規通信系統，如峰窩式電話系統和寬帶無線城域網，常常劃分成多個單元。這些 單元通常以一定模式而分布從而消除同信道干擾，并因而提供在系統的服務區中的用戶單 元的覆蓋。在某些系統中，每個單元包括基站，基站采用RF收發設備、天線、以及有線通信設 備。在單元站點區域中的用戶單元因而使用RF收發機與基站的RF收發機通信。同樣，基站也 將話音和數據業務中轉到移動單元/中轉來自移動單元的話音和數據業務，并且中轉到移 動電話交換站或接入服務網關/中轉來自其的話音和數據業務。這個站或網關一般又連接 到中心網絡，如連接到公共交換電話網。
[0006] 為了增大系統容量，將某些單元進一步劃分成扇區或更小單元，使基站由較低成 本但能力減少的微單元或皮單元代替。另外，分布式天線系統常常用來優化在較大單元中 的RF分布，從而比多個皮單元或微單元更低的成本增大覆蓋。這些手段容許有限數量的RF 信道的再次使用，無需安裝新基站的成本。而且，這樣的技術可用來將覆蓋擴展到其中RF傳 播由障礙物(如建筑物和隧道)限制的區域，并且擴展到其業務和收益量不足以投資另一個 基站的區域。分布式天線系統(DAS)本身常常包括主單元，主單元使用不同的空中接口連接 到各個單元提供商的各個收發基站。主單元又連接到一系列物理上分離的遠程天線單元。 遠程單元使用高速串行鏈路(HSSL)連接到主單元，并且主單元降頻轉換和數字化來自基站 的信號，并且時分多路復用在串行鏈路上傳輸到遠程單元的數字數據。遠程單元將信號轉 換回模擬信號、升頻轉換、以及傳輸到用戶。類似地，遠程單元降頻轉換和數字化來自用戶 的上行鏈路信號，并且將信號傳輸回主單元，主單元將它們轉換到適當格式以傳輸到基站。
[0007] 用于分布式天線系統的空中接口標準對于頻移的要求可施加于系統信號。某些標 準(如GSM)施加這樣嚴格的標準，它們只能通過將對于在分布式天線系統內的頻率變換使 用的全部信號都鎖頻到單個共用標準上而滿足。這保證了由升頻和降頻轉換過程引入的全 部頻率誤差都抵消。因此，對于升頻和降頻轉換使用的本地振蕩器信號和對于數模和模數 轉換過程使用的時鐘必須被鎖頻到共用基準。在分布式天線系統的全部元件中使用規范的 振蕩器，該種振蕩器被其它通信系統（如GPS或WWV)所規定，可用來實現鎖頻。然而，這會顯 著地增加分布式天線系統的成本，并且在采用分布式天線系統的多種應用中，如在建筑物 或隧道中，這種信號的接收在最好也是成問題的，最壞則根本不存在。主單元基準可借助于 在串行鏈路電纜內的額外電纜或額外導線連線到遠程單元，這些串行鏈路電纜用來傳送數 據。但添加額外電纜使部署成本倍增，并且在某些情況下是不可能的。此外，將額外導線添 加到電纜并不總是可能的，在建筑物或其它結構中使用現有CAT 5/6/6A電纜的情況就是這 樣，其中全部電纜對都需要用于高速數據傳送，并且/或者不然也已用于其它應用。
[0008] 為了使安裝的成本最低和利用現有線纜基礎結構，希望每當可能時，使用部署多 個導體的低成本通信電纜，如非屏蔽雙扭線電纜(unshielded twisted pair cable)，而非 較昂貴的屏蔽雙扭線或纖維光纜。雙扭線的使用也容許較便宜銅PHYs的使用，如lOGBase-T Ethernet的使用，而非較昂貴光收發機的使用，如SFP和XFP模塊。然而，非屏蔽雙扭線電纜 的使用導致對于干擾信號的額外敏感性。高數據速率串行協議，如lOGBase-T Ethernet(需 要它來處理傳輸寬帶數字化RF必需的高數據速率），因為較復雜的調制方案和這樣的格式 所采用的寬帶寬，對于外部串擾特別敏感。增大的串擾和噪聲將導致對于數據的較大抖動， 并因此也導致恢復時鐘的較大抖動。這種抖動必須除去，以避免污染模數和數模轉換過程， 以便利用非屏蔽雙扭線的成本和安裝優勢。
[0009] 就其它通信鏈路而論，在纖維光纜上的信號一般對于來自其它電纜的串擾不敏 感，并且串擾也基本不如在屏蔽電纜中嚴重。但這樣的纖維光纜和屏蔽電纜以及與其配套 使用的設備，常常是成本過高無法使用，也不能用于試圖重新使用已經在建筑物中的電纜 的那些應用中。例如，可能必需利用現有基礎結構，以容納既使用光學纖維(如在樓層之間） 又使用雙扭線(如地板上的水平布線）的混合系統。
[0010] 因此，現有技術中需要一種可有效地再次使用現有通信系統基礎結構（如分布式 天線系統)而不引入與其相關聯的額外成本的系統。還需要解決使用雙扭線基礎結構的DAS 中的抖動、串擾、以及噪聲問題，以保證系統主時鐘可傳送到全部遠程元件，以預防在升頻 和降頻轉換期間引入的RF偏移。更進一步，需要一種不僅可處理蜂窩通信，還可處理其它通 信(如在單個成本有效系統中的公共安全和無線電和WiFi)的DAS。
【發明內容】
[0011] 本發明的實施例提供一種方法、分布式天線系統以及其元件，從通信介質上傳輸 的串行編碼二進制數據流產生抖動減小的時鐘信號。所述方法包括:經高速數據接口電路 來接收調制信號，該調制信號包括編碼二進制數據流；以及，從調制信號中提取編碼二進制 數據流。所述方法還包括產生恢復時鐘信號，該恢復時鐘信號借助于鎖相環鎖相到所述編 碼二進制數據流。所述方法更進一步包括:基于編碼二進制數據流和恢復時鐘信號的相位 之差，產生誤差信號；以及借助于環路濾波器積分所述誤差信號，該環路濾波器配置有帶 寬，該帶寬允許編碼二進制數據流中的抖動和漂移以產生用于控制壓控振蕩器的信號。所 述方法還包括:通過濾波所述恢復時鐘信號以除去抖動，產生穩定的恢復時鐘信號，但基本 不影響所述穩定的恢復時鐘信號的頻率，以允許所述穩定的恢復時鐘信號跟蹤所述編碼二 進制數據流的漂移；以及通過定標所述穩定的恢復時鐘信號頻率，產生至少一個輸出時鐘。
[0012] 在備選實施例中，提供用于分布式天線系統的遠程單元。遠程單元包括:高速數據 接口電路，用來與主單元通信;RF收發電路，用來與用戶單元通信；以及處理單元，用于多路 復用數據并將數據路由到高速數據接口，以及去多路復用數據并將數據從高速數據接口電 路路由到RF收發電路。遠程單元還包括:時鐘恢復電路，它包括鎖相環，鎖相環包括具有帶 寬的環路濾波器，該帶寬基本不阻塞在調制信號中的抖動或長期漂移，所述時鐘恢復電路 配置成從高速數據接口電路接收包括串行編碼二進制數據流的調制信號，還配置成從其產 生恢復時鐘信號；以及濾波電路，配置成濾波所述恢復時鐘信號以除去抖動，并且產生穩定 的恢復時鐘信號。遠程單元更進一步包括定標電路，該定標電路配置成定標所述穩定的恢 復時鐘信號的頻率，以產生相應預定目標頻率的至少一個輸出信號。
[0013] 本發明的更進一步實施例包括一種分布式天線系統，該分布式天線系統包括主單 元和至少一個遠程單元。主單元經調制信號將編碼數據流以時鐘信號調制（clock)到高速 數據接口電路，該調制信號基于基準振蕩器的輸出。遠程單元包括高速數據接口電路和時 鐘恢復電路，該高速數據接口電路用來從主單元接收調制信號。時鐘恢復電路又包括鎖相 環，鎖相環又包括環路濾波器，該環路濾波器配置有基本不阻塞在調制信號中的抖動或長 期漂移的帶寬。這樣，時鐘恢復電路配置成從包括編碼數據流的調制信號產生恢復時鐘信 號。更進一步，遠程單元包括:濾波電路，被配置成濾波所述恢復時鐘信號以除去抖動，并且 進一步配置成，產生穩定的恢復時鐘信號；以及定標電路，被配置成定標所述穩定的恢復時 鐘信號的頻率，以預定目標頻率產生輸出信號。
[0014] 本發明的另外實施例包括一種從編碼數據流產生抖動減少的時鐘信號的方法。所 述方法包括基于所述編碼數據流產生恢復時鐘信號，恢復時鐘信號被鎖相到振蕩器上，該 振蕩器用來將所述編碼數據流以時鐘信號調制為調制信號。所述方法還包括:基于恢復時 鐘信號，將來自編碼數據流的數據以時鐘信號調制到處理單元；以及使用所述處理單元，檢 測所述編碼數據流的、除比特率之外的周期性信號分量。更進一步，所述方法包括:基于檢 測的周期性信號分量產生基準時鐘信號;使用電路來濾波所述基準時鐘信號，該電路具有 基本阻塞抖動但基本允許基準時