BR112016029121B1 - Método implementado por uma unidade de fronthaul sem fio e aparelho - Google Patents

Abstract

MÉTODO IMPLEMENTADO POR UMA UNIDADE DE FRONTHAUL SEM FIO E APARELHO. A presente invenção refere-se a um método implementado por uma unidade de fronthaul sem fio, o método compreende agregar uma pluralidade de primeiros sinais de canal sem fio para produzir um primeiro sinal agregado por meio de mapeamento de domínio de frequência digital (FDM), em que os primeiros sinais de canal sem fio são posicionados no primeiro sinal agregado em primeiras faixas de frequência de não sobreposição com larguras de banda de canal não alteradas (BWs), converter o primeiro sinal agregado em um primeiro sinal modulado, e transmitir o primeiro sinal modulado para um link de fronthaul sem fio.

Description

ANTECEDENTES

[0001] Uma rede de acesso de rádio (RAN) se refere a uma rede entre dispositivos móveis ou estações móveis, tais como telefones móveis, assistentes digitais pessoais (PDAs), laptops, ou qualquer equipamento de usuário, e uma rede nuclear principal. Em redes tradicionais de macrocélula sem fio e em redes de macrocélula móvel, uma área pode ser dividida geograficamente em uma pluralidade de células e setores de células, cada um dos quais servidos por uma estação base sem fio que se comunica com a rede nuclear principal. A parte da RAN entre as estações base sem fio e a rede nuclear principal é referida como a backhaul sem fio. Na medida em que a demanda para comunicações sem fio de alta velocidade continua a aumentar, alcançar os limites de macrocélulas em termos do número de locais e de capacidade de penetração em áreas internas ou em áreas densamente populosas, as pesquisas e a indústria estão se movendo em direção de desenvolvimentos de pequenas células com células menores e mais densas em futuras redes de acesso sem fio.

[0002] Fronthaul sem fio e fronthaul portátil estão emergindo nos segmentos de rede que permitem uma arquitetura de RAN centralizada (C-RAN) adequada para desenvolvimentos de pequena célula. Em uma arquitetura de C-RAN, o processamento de banda base digital (BB) que é tipicamente realizado em estações base sem fio localizadas em campos celulares distantes é relocalizado nas unidades de banda base centralizadas (BBUs) localizadas em um campo central próximo do escritório central (CO) ou da rede nuclear principal. Como tal, as estações base sem fio localizadas nos campos de células remotos são substituídas por unidades de rádio remotas (RRUs) que interfaceiam com antenas para as transmissões e recepções de radiofrequência sem fio (RF) sem o processamento de BB digital. Fronthaul sem fio se refere à parte da RAN entre as RRUs e as BBUs. Por relocalizar o processamento de BB digital nas BBUs centralizadas, a arquitetura de C-RAN pode permitir o compartilhamento de recurso e processamento de múltiplos pontos coordenados (CoMP), tais como processamento de sinal de junção, mitigação de interferência de junção, e/ou programação de junção entre as múltiplas células, e assim pode aprimorar o desempenho e a eficácia da rede.

[0003] Fronthaul sem fio pode ser permitida por tecnologias de comunicação de fibra óptica, onde links de fibra óptica podem ser empregados para transportar sinais e/ou dados entre as RRUs localizadas nos campos de células remotos e as BBUs localizadas no campo central. Algumas vantagens de transmissões por fibra óptica podem incluir perda de energia baixa, baixa latência, e altas larguras de banda (BWs). Entretanto, os empregos de fibras ópticas e de hardware óptico acrescente custo para a rede de fronthaul sem fio. Assim, um uso eficiente de links de fibra óptica e de hardware óptico pode ser importante na configuração da fronthaul sem fio.

SUMÁRIO

[0004] Em uma modalidade, a descrição inclui um método implementado por a unidade de fronthaul sem fio, o método compreende agregar uma pluralidade de primeiros sinais de canal sem fio para produzir um primeiro sinal agregado por meio de mapeamento de domínio de frequência digital (FDM), em que os primeiros sinais de canal sem fio são posicionados no primeiro sinal agregado em primeiras faixas de frequência de não sobreposição com larguras de banda de canal não alteradas (BWs), converter o primeiro sinal agregado em um primeiro sinal modulado, e transmitir o primeiro sinal modulado para um link de fronthaul sem fio.

[0005] Em outra modalidade, a descrição inclui um aparelho que compreende um frontend óptico configurada para receber um primeiro sinal óptico a partir de uma unidade de rádio remota (RRU) por meio de uma rede de fronthaul sem fio, em que o primeiro sinal óptico porta um sinal de link ascendente agregado (UL) que compreende uma pluralidade de sinais de canal de UL sem fio posicionados em diferentes primeiras faixas de frequência que expandem o mesmo canal de BWs como canais de UL sem fio correspondentes, e convertem o primeiro sinal óptico em um sinal elétrico analógico, um conversor de analógico para digital (ADC) acoplado ao frontend óptico e configurado para converter o sinal elétrico analógico em um sinal digital, e uma unidade de processamento de sinal digital (DSP) acoplada ao ADC e configurada para extrair os sinais de canal de UL sem fio a partir do sinal digital por meio de desagregação do canal para produzir os sinais de canal de UL sem fio em uma banda base (BB).

[0006] Em ainda outra modalidade, a descrição inclui um aparelho que compreende o frontend de radiofrequência (RF) configurada para receber uma pluralidade de sinais de canal de UL sem fio por meio de diferentes canais de UL sem fio, uma unidade de agregação do canal acoplada ao frontend de RF e configurada para agregar sinais de canal de UL sem fio para produzir um sinal de UL agregado por meio de FDM, em que o sinal de UL agregado compreende os sinais de canal de UL sem fio em diferentes primeiras faixas de frequência, e em que cada primeira faixa de frequência expande a mesma BW que um canal de UL sem fio correspondente, e um frontend óptico acoplado à unidade de agregação do canal e configurada para converter o sinal de UL agregado em um primeiro sinal óptico, e transmitir o primeiro sinal óptico a uma unidade de banda base (BBU) por meio de uma rede de fronthaul sem fio.

[0007] As referidas e outras características serão mais claramente entendidas a partir da descrição detalhada a seguir tomada em conjunto com os desenhos em anexo e as reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0008] Para um entendimento mais completo da presente descrição, referência é agora feita a breve descrição a seguir, tomada em conjunto com os desenhos em anexo e a descrição detalhada, em que números de referência similares representam partes similares.

[0009] A figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de backhaul sem fio.

[00010] A figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de fronthaul de banda base digital (BB).

[00011] A figura 3 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio analógico.

[00012] A figura 4 é um diagrama esquemático de outro sistema de comunicação de fronthaul de BB digital.

[00013] A figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado de acordo com uma modalidade da descrição.

[00014] A figura 6 é um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado.

[00015] A figura 7 é um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado.

[00016] A figura 8 é um diagrama esquemático de uma modalidade de um esquema de agregação do canal.

[00017] A figura 9 é um diagrama esquemático de uma modalidade de um esquema de desagregação do canal.

[00018] A figura 10 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade de agregação do canal que emprega um esquema de implementação de domínio de frequência.

[00019] A figura 11 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade de desagregação do canal que emprega um esquema de implementação de domínio de frequência.

[00020] A figura 12 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade de agregação do canal que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo.

[00021] A figura 13 é um diagrama esquemático de outra modalidade de uma unidade de agregação do canal que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo.

[00022] A figura 14 é um diagrama esquemático de uma modalidade de a desagregação do canal que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo.

[00023] A figura 15 é um diagrama esquemático de outra modalidade de a unidade de desagregação do canal que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo.

[00024] A figura 16 é um gráfico de fluxo de uma modalidade de um método para a agregação do canal.

[00025] A figura 17 é um gráfico de fluxo de outra modalidade de um método para a agregação do canal.

[00026] A figura 18 é um gráfico de fluxo de uma modalidade de um método for desagregação do canal.

[00027] A figura 19 é um gráfico de fluxo de outra modalidade de um método for desagregação do canal.

[00028] A figura 20 é um gráfico que ilustra espectro de frequência para um sinal agregado antes e após a desagregação do canal.

[00029] A figura 21 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma instalação experimental para um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado.

[00030] A figura 22 é um gráfico que ilustra um espectro de frequência para um sinal agregado gerado pelo sistema da figura 21.

[00031] A figura 23 é um gráfico que ilustra um espectro de frequência para um sinal agregado medido no sistema da figura 21.

[00032] A figura 24A é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de largura de banda (BW) de 1,4 mega-hertz (MHz) capturados a partir do sistema da figura 21.

[00033] A figura 24B é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 3 MHz capturados a partir do sistema da figura 21.

[00034] A figura 24C é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 5 MHz capturados a partir do sistema da figura 21.

[00035] A figura 24D é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 10 MHz capturados a partir do sistema da figura 21.

[00036] A figura 24E é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 15 MHz capturados a partir do sistema da figura 21.

[00037] A figura 24F é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 20 MHz capturados a partir do sistema da figura 21.

[00038] A figura 25 é um gráfico que ilustra magnitudes de vetor de erro (EVMs) medidas no sistema da figura 21.

[00039] A figura 26 é um gráfico que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, e 20 MHz capturados a partir do sistema da figura 21.

[00040] A figura 27 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade transceptora de fronthaul sem fio.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00041] Deve ser entendido no início que embora uma implementação ilustrativa de uma ou mais modalidades sejam proporcionadas abaixo, os sistemas e/ou métodos descritos podem ser implementados usando qualquer número de técnicas, seja atualmente conhecido ou em existência. A descrição não deve de modo algum ser limitada às implementações ilustrativas, aos desenhos, e às técnicas ilustradas abaixo, que incluem os exemplos de desenhos e de implementações ilustradas e descritas, mas podem ser modificados dentro do âmbito das reivindicações em anexo junto com o âmbito completo das equivalentes.

[00042] Tecnologias ópticas sem fio integradas ou de ponte são soluções promissoras para o futuro das redes sem fio, tais como a comunicação sem fio da quinta geração (5G) padrão, na qual arquiteturas de rede sem fio de pequena célula e grande escala, processamento centralizado, e relações colaborativas estão se tornando tópicos importantes. As figuras 1-3 ilustram e comparam a infraestrutura de comunicação sem fio em evolução a partir de um sistema de comunicação de backhaul sem fio a um sistema de fronthaul do sistema de comunicação sem fio e as diferentes configurações de fronthaul sem fio propostas pela indústria e pesquisa, com um foco em proporcionar frentes móveis sem fio econômicas e de potência eficaz frentes móveis sem fio para permitir acesso sem fio de alta capacidade.

[00043] A figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de backhaul sem fio 100. O sistema 100 é empregado em uma rede sem fio de macrocélula tradicional. O sistema 100 compreende uma estação base sem fio 110 acoplada em modo de comunicação a um escritório central (CO) 120 através de um link 130, que é um link bidirecional. A estação base sem fio 110 é localizada em um campo de célula 140 e pode ser instalado em um local fixo, por exemplo, no fundo de uma torre de célula 141. O CO 120 conecta a estação base sem fio 110 a uma rede nuclear principal 150. O campo de célula 140 é uma área geográfica localizada em um local remoto em afastamento a partir do CO 120 e compreende um ou mais setores de célula, que podem ser determinados durante o desenvolvimento da rede por operadores móveis. O campo de célula 140 pode cobrir uma área com um raio que varia a partir de cerca de um quilômetro (km) a cerca de 20 km em uma rede sem fio de macrocélula. A torre de célula 141 é uma estrutura elevada configurada para manter um equipamento de rádio comunicação, tal como as antenas 142, para se comunicar com estações móveis localizadas dentro da cobertura das antenas 142 e/ou o campo de célula 140. As antenas 142 são dispositivos elétricos, tais como antenas direcionais, antenas omnidirecionais, ou estruturas de antena, configuradas para converter energia elétrica em ondas de rádio, e vice-versa. Por exemplo, as antenas 142 podem ser posicionadas na parte superior da torre de célula 141 para gerar a radiofrequência sem fio (RF) cobertura no campo de célula 140. A rede nuclear principal 150 é a parte central de uma rede que proporciona serviços de rede aos usuários das estações móveis. A rede nuclear principal 150 compreende uma ou mais sub-redes interconectadas operadas por um ou mais provedores de rede e/ou provedores de serviço. O link 130 pode ser um link de cabo, por exemplo, que compreende cabos coaxiais, um link de micro-ondas de espaço livre, por exemplo, que compreende um trajeto de propagação de linha de visão, ou um link de fibra óptica, por exemplo, que compreende uma fibra de modo único padrão (SSMF) ou uma fibra de múltiplos modos (MMF), e é configurada para transportar sinais de banda base digital (BB) que portam estruturas de Ethernet entre a estação base sem fio 110 e o CO 120. Uma vez que as fibras ópticas podem proporcionar perdas de potência significantemente baixas, mais velocidade, e maior BW do que os cabos, muitas das redes de macrocélulas estão empregando fibras ópticas em vez de cabos.

[00044] A estação base sem fio 110 compreende umo frontend de RF 111, um ou mais conversores de analógico para digital (ADCs) 112, um ou mais conversores de digital para analógico (DACs) 113, uma unidade de processamento de sinal digital de BB (DSP) 114, uma unidade de controle de acesso de meio sem fio (MAC) 115, uma interface Ethernet de gigabit (GbE) 116, um frontend óptico para elétrica (O/E) 117, e um frontend elétrico para óptico (E/O) 118. O frontend de RF 111 compreende componentes elétricos analógicos, tais como amplificadores de energia (PAs), amplificadores de baixo ruído (LNAs), e filtros. O frontend de RF 111 é acoplada às antenas 142 e configurada para enviar sinais de RF e receber sinais de RF para e a partir das estações móveis. Os ADCs 112 e os DACs 113 são acoplados a umo frontend de RF 111. A unidade de BB DSP 114 é acoplada aos ADCs 112 e aos DACs 113. A unidade MAC sem fio 115 é acoplada à unidade de BB DSP 114. A interface GbE 116 acopla a unidade MAC sem fio 115 à o frontend O/E 117 e o frontend E/O 118. A interface GbE 116 é um dispositivo de hardware configurado para transmitir quadros de Ethernet em uma rate de cerca de um gigabit por segundo (Gbps). O frontend E/O 118 compreende componentes E/O, tais como acionadores elétricos, conversores E/O, e um laser. O frontend E/O 118 é configurada para converter um ou mais sinais elétricos em um sinal óptico, por exemplo, por modular os sinais elétricos em um sinal de veículo óptico e transmitir o sinal óptico para o CO 120 por meio do link 130. O frontend O/E 117 compreende componentes O/E, tais como acionadores elétricos, conversores O/E, e um laser. O frontend O/E 117 é configurado para converter um sinal óptico em um ou mais sinais elétricos.

[00045] Em uma direção de link ascendente (UL), os ADCs 112 são configurados para converter sinais analógicos de RF recebidos a partir das estações móveis em sinais digitais, onde UL se refere à direção de transmissão a partir das estações móveis em direção do CO 120. Em uma direção de link descendente (DL), os DACs 113 são configurados para converter os sinais digitais gerados pela unidade de BB DSP 114 em sinais analógicos, onde DL se refere à direção de transmissão a partir do CO 120 em direção das estações móveis. Os ADCs 112 e os DACs 113 agem em sinais sem fio individuais, e os seus coeficientes de amostragem são determinados pelas larguras de banda de sinal e pelas proporções de super amostragem em uso pela estação base sem fio 110. Por exemplo, os ADCs 112 e os DACs 113 podem operar em um coeficiente de amostragem de cerca de 30 megahertz (MHz) que corresponde a cerca de 30 mega-amostras por segundo (MSa/s) para um canal de largura de banda sem fio de 20-MHz com uma proporção de superamostragem de cerca de 1,5. A resolução de amostragem pode ser entre cerca de 4 bits e cerca de 20 bits.

[00046] A unidade de BB DSP 114 é configurada para realizar funções de DSP BB de camada física, tais como sincronizações de sinal, modulações, desmodulações, pré-equalizações de canal, equalizações de canal, codificação de erro, e decodificação de erro. A unidade MAC sem fio 115 é configurada para realizar funções de processamento de camada de MAC, tais como processamento de pacote, controle de erro, programação, e mapeamento de canal. Por exemplo, as funções de BB DSP e as funções de processamento de MAC sem fio são realizadas de acordo com o protocolo de comunicação sem fio particular, tal como o padrão de evolução a longo prazo (LTE) e o padrão de LTE-avançado (LTE-A) como definido nas especificações do projeto de parceria de terceira geração (3GPP). As funções de processamento de BB são intensivas e complexas em termos de computação, assim o custo e o consumo de energia de uma estação base sem fio 110 podem ser altos.

[00047] O CO 120 compreende componentes de comutação, tais como portas do servidor (SGWs), elementos de controle e de gerenciamento para o controle do acesso, suporte de mobilidade, e controle de segurança, e uma unidade de interface 121 configurada para interfacear a estação base sem fio 110 e as estações móveis para a rede nuclear principal 150 para proporcionar uma ampla faixa de serviços de rede, tais como chamadas de voz, e-mails, e outras aplicações e serviços de Internet. A unidade de interface 121 compreende uma interface de SGW 122, uma interface de GbE 126, um frontend O/E 127, e um frontend E/O 128. A interface GbE 126, o frontend E/O 128, e o frontend O/E 127 são similares à interface GbE 116, o frontend O/E 117, e o frontend E/O 118. A interface SGW 122 é configurada para interfacear com SGW, que roteia e encaminha os pacotes de dados do usuário entre as estações móveis e o CO 120 recebidos por meio do link 130, assim como entre o CO 120 e a rede nuclear principal 150. O sistema 100 pode ser antieconômico de aplicar, em especial para uma rede de pequena célula em virtude das estações base sem fio de alto custo 110 distribuídas no campo de células 140.

[00048] A figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de fronthaul de BB digital 200. O sistema 200 é adequado para empregar em uma RAN centralizada (C-RAN). O sistema 200 compreende uma unidade de antena remota (RAU) 210 acoplada em modo de comunicação a uma unidade de banda base (BBU) 220 através de um link 230. A RAU 210 é localizada em um campo de célula 240 e conectada a uma ou mais antenas 242 instaladas próximas ao topo da torre de célula 241. A BBU 220 é localizada em um campo próximo da rede nuclear principal 250 e conecta a RAU 210 a uma rede nuclear principal 250. O campo de célula 240, a torre de célula 241, as antenas 242, e a rede nuclear principal 250 são similares ao campo de célula 140, a torre de célula 141, as antenas 142, e a rede nuclear principal 150, respectivamente. No sistema 200, as funções de BB DSP de computação intensiva e as funções de processamento de MAC sem fio são separadas a partir da RAU 210 e movidas para a BBU 220.

[00049] O link 230 compreende uma fibra óptica, tal como uma SSMF ou uma MMF. O link 230 é configurado para transportar amostras de em fase/fase de quadratura digital BB (I/Q) entre a RAU 210 e a BBU 220 de acordo com um protocolo de interface de rádio público comum (CPRI) definido na especificação CPRI V4.1, 2009, que é aqui incorporada por referência. Por exemplo, o link 230 transporta os quadros de CPRI que portam as amostras I/Q BB digitais.

[00050] A RAU 210 compreende um frontend de RF 211, um ou mais ADCs 212, um ou mais DACs 213, a interface de CPRI 219, um frontend O/E 217, e um frontend E/O 218. O frontend de RF 211, os ADCs 212, os DACs 213, o frontend O/E 217, e o frontend E/O 218 são substancialmente similares ao frontend de RF 111, os ADCs 112, os DACs 113, o frontend O/E 117, e o frontend E/O 118, respectivamente. A interface de CPRI 219 é posicionada entre os ADCs 212 e o frontend E/O 218, assim como entre os DACs 213 e o frontend O/E 217. A interface de CPRI 219 é configurada para interfacear com um dispositivo de CPRI (não mostrado). O dispositivo de CPRI é configurado para realizar o processamento do protocolo de CPRI, tais como a sinalização de camada física e enquadramento de camada de dados e de controle de linha, mapeamento, e controle de fluxo.

[00051] Na direção de UL, a RAU 210 recebe sinais de RF de UL a partir de estações móveis por meio das antenas 242. Os ADCs 212 convertem os sinais de RF de UL recebidos em amostras de I/Q digitais, o dispositivo de CPRI codifica as amostras de I/Q digitais em quadros de CPRI que compreende bits binários, e o frontend E/O 218 converte os quadros de CPRI em um sinal óptico, por exemplo, por empregar manipulação binária de liga-desliga (OOK), e envia o sinal óptico à BBU 220 por meio do link 230. Na direção de DL, a RAU 210 recebe um sinal óptico que porta sinais de DL codificados por CPRI a partir da BBU 220 por meio do link 230. O frontend O/E 218 converte o sinal óptico recebido em sinais elétricos de DL codificados por CPRI. O dispositivo de CPRI decodifica os sinais de DL codificados por CPRI para produzir as amostras de I/Q digitais, e os DACs 213 convertem as amostras de I/Q digitais em sinais analógicos elétricos de RF para a transmissão para as estações móveis por meio das antenas 242.

[00052] A BBU 220 compreende uma unidade interna 221 que compreende uma interface de SGW 222, a unidade MAC sem fio 225, a unidade de BB DSP 224, a interface de CPRI 229, um frontend O/E 227, e um frontend E/O 228. A interface SGW 222, a unidade MAC sem fio 225, a unidade de BB DSP 224, a interface de CPRI 229, o frontend O/E 227, e o frontend E/O 228 são substancialmente similares à interface SGW 122, a unidade MAC sem fio 115, a unidade de BB DSP 114, a interface de CPRI 219, o frontend O/E 117, e o frontend E/O 118, respectivamente. Embora uma única BBU 220 seja ilustrada no sistema 200, o sistema 200 pode empregar um esquema de processamento centralizado por colocar um conjunto de BBUs 220 em um campo próximo à rede nuclear principal 250 para permitir o compartilhamento de recurso e rádio à colaboração entre as BBUs 220.

[00053] Um dos inconvenientes do sistema 200 é o mapeamento um para um entre as antenas 242 e o link 230. Por exemplo, ambas a RAU 210 e a BBU 220 conectada por meio do link 230 são necessários para cada canal de RF sem fio, onde cada RAU 210 e BBU 220 emprega um transceptor óptico. Como tal, o número de links 230 e o hardware óptico associado multiplica com o número de canais de RF sem fio e o número de antenas 242. Ainda, a produtividade de dados entre a RAU 210 e a BBU 220 no sistema 200 é alta. Por exemplo, para suportar um canal de LTE de 20 MHz de 8 x 8 múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) com uma proporção de superamostragem de cerca de 1,5 e uma resolução de amostragem de cerca de 15 bits, a produtividade de dados é cerca de 10 Gbps que inclui a sobrecarga do protocolo de CPRI, que pode ser cerca de 25 por cento (%) para um esquema de codificação em linha de mapeamento de símbolo de 8-bit para símbolo de 10-bit (8b/10b). Como tal, um par de cerca de 10 Gbps transceptores ópticos de é necessário para transportar um sinal com a BW de cerca de 20 MHz. Assim, o sistema 200 é ineficiente de BW óptica, assim como de custo ineficaz.

[00054] A figura 3 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio analógico 300 como descrito em C. Liu, et al., "A Novel Multi-Service Small-Cell Cloud Radio Access Network for Mobile Backhaul and Computing based on Radio-OverFiber Technologies", Journal of Lightwave Technology, Vol. 31, No. 17, pp. 2869-2865, Sept., 2013 (Liu), que é incorporado aqui por referência. O sistema 300 compreende uma RAU 310 localizada em um campo de célula 340 acoplado em modo de comunicação a uma BBU 320 localizada próxima à rede nuclear principal 350 através de um link 330. O sistema 300 compreende uma configuração substancialmente similar como no sistema 200, e a rede nuclear principal 350, o campo de célula 340, e o link 330 são similares à rede nuclear principal 250, o campo de célula 240, e o link 230, respectivamente. Entretanto, o link 330 transporta sinais analógicos de RF entre a RAU 310 e a BBU 320 em vez das amostras I/Q BB digitais como no sistema 200, e assim ainda simplifica o processamento na RAU 310 quando comparado à RAU 210.

[00055] A RAU 310 compreende um ou mais amplificadores 311, um frontend O/E 317, e um frontend E/O 318. O frontend O/E 317 e o frontend E/O 318 são similares ao frontend O/E 117 e ao frontend E/O 118, respectivamente. O amplificador 311 é configurado para interfacear com as antenas 342 localizadas na torre de célula 341, onde as antenas 342 e a torre de célula 341 são similares às antenas 142 e a torre de célula 141, respectivamente. Os amplificadores 311 são componentes de RF ou dispositivos configurados para amplificar os sinais de RF recebidos a partir das estações móveis ou os sinais de RF que têm que ser transmitidos para as estações móveis por meio das antenas 342. Em algumas modalidades, as antenas 342 são parte da RAU 310.

[00056] A BBU 320 compreende uma unidade interna 321 similar à unidade interna 221 na BBU 220. Entretanto, a BBU 320 compreende um frontend de RF 322 em vez da interface de CPRI 229 como na unidade interna 221 uma vez que a BBU 320 é configurada para enviar e receber sinais de RF para e a partir da RAU 310 sobre o link 330. O frontend de RF 322 é substancialmente similar ao frontend de RF 111 ou 211.

[00057] Embora o processamento na RAU 310 seja simplificado, a RAU 310 pode empregar componentes ópticos e componentes elétricos com maiores larguras de banda do que as larguras de banda de sinal dos sinais analógicos de RF em virtude dos sinais analógicos de RF que compreendem frequências centrais maiores do que as larguras de banda de sinal, onde as frequências centrais são predeterminadas de acordo com os vários padrões de transmissão sem fio. Assim, o sistema 300 não é eficiente em largura de banda. Embora uma redução da frequência analógica possa ser aplicada para aprimorar a eficiência da largura de banda, a complexidade do hardware analógico necessário se torna substancialmente maior. Por exemplo, para realizar a redução de RF, um modulador de I/Q analógico e um oscilador local podem operar a uma frequência igual à quantidade de redução de frequência. Em virtude da perda de energia associada com o modulador de I/Q analógico, a RAU 310 pode ainda empregar um amplificador de energia de RF para compensar a perda de energia. Ainda, moduladores de I/Q analógicos podem ter faixas de frequência operacionais estreitas para a redução da frequência do sinal de RF analógico, assim múltiplos moduladores I/Q dedicados podem ser empregados para alterar múltiplos sinais de RF com diferentes frequências centrais. Isso não só aumenta a complexidade da implementação, mas também limita gravemente a flexibilidade do sistema.

[00058] A figura 4 é um diagrama esquemático de outro sistema de comunicação de fronthaul de BB digital 400. O sistema 400 é similar ao sistema 200, e ainda proporciona uma vista detalhada do sistema 200. O sistema 400 compreende uma RAU 410 acoplada em modo de comunicação à BBU 420 através de um link 430, similar ao link 230. A RAU 410 e a BBU 420 são vistas de diagrama de bloco detalhadas da RAU 210 e da BBU 220, respectivamente. A RAU 410 compreende um duplexador 451, um conversor ascendente (UC) 411, um conversor descendente (DC) 412, um DAC 413, um ADC 414, uma unidade de codificação de CPRI 416, uma unidade de decodificação de CPRI 415, uma pluralidade de PAs 417, um fotodiodo (PD) 418, um laser 419, e um circulador óptico 452. O duplexador 451 é acoplado em modo de comunicação a uma antena 442, similar às antenas 142. O duplexador 451 é um dispositivo de RF e/ou um componente de RF configurado para separar um receptor a partir de um transmissor ao mesmo tempo em que permite que o receptor e o transmissor compartilhem o mesmo link de transmissão. Por exemplo, o duplexador 451 opera na banda de RF da antena 442 e separa a emissão e o recebimento de sinais de RF para e a partir da antena 442.

[00059] Na direção de UL na RAU 410, o DC 412 é acoplado ao duplexador 451. O DC 412 é um dispositivo elétrico analógico ou componente elétrico analógico configurado para a conversão descendente de um sinal elétrico analógico a partir de faixas de frequência mais altas para faixas de frequência mais baixas. Por exemplo, o DC 412 converte um sinal de RF recebido a partir da antena 442 em um sinal de BB, onde o sinal de RF pode ser centrado em uma RF e um sinal de BB centra a 0 hertz (Hz). O ADC 414 é acoplado ao DC 412 e configurado para converter os sinais de BB analógicos em sinais digitais, por exemplo, que compreendem amostras I/Q BB digitais. A unidade de codificação de CPRI 416 é acoplada ao ADC 414 e configurada para realizar codificação de CPRI de acordo com o protocolo de CPRI, que pode incluir não só a sinalização de camada física mas também o processamento da camada de link de dados e o controle. Um primeiro dos PAs 417 é acoplado à unidade de codificação de CPRI 416. Os PAs 417 são dispositivos elétricos ou componentes elétricos configurados para proporcionar amplificação de sinal. Por exemplo, o primeiro PA 417 amplifica o sinal de CPRI para os níveis de voltagem adequada para a transmissão. O laser 419 é uma fonte de luz, tal como um laser de modulação direta (DML), configurado para produzir um sinal óptico. O sinal de CPRI amplificado é modulado no sinal óptico, por exemplo, por empregar um esquema OOK.

[00060] O circulador óptico 452 acopla o laser 419 e o PD 418 no link 430. O circulador óptico 452 é um componente óptico ou dispositivo óptico configurado para separar os sinais ópticos que trafegam em uma direção oposta em uma fibra óptica. Por exemplo, o circulador óptico 452 separa o sinal óptico de UL gerado pelo laser 419 a partir do sinal óptico de DL recebido a partir da BBU 420 por meio do link 430.

[00061] Na direção de DLna RAU 410, o PD 418 é configurado para converter o sinal óptico de DL recebido em um sinal elétrico. Um segundo dos PAs 417 é acoplado ao PD 418 e configurado para amplificar o sinal elétrico em níveis de voltagem adequados para o processamento do receptor. A unidade de decodificação de CPRI 415 é acoplada ao segundo PA 417 e configurada para decodificar e converter os sinais recebidos em amostras I/Q BB digitais de acordo com o protocolo de CPRI. O DAC 413 é acoplado à unidade de decodificação de CPRI 415 e configurado para converter as amostras I/Q BB digitais em um sinal analógico. A UC 411 é acoplada ao DAC 413 e configurada para conversão ascendente do sinal analógico a partir da BB de volta para a banda de RF original para proporcionar um sinal de RF adequado para a transmissão a uma estação móvel por meio da antena 442.

[00062] A BBU 420 compreende um circulador óptico 462, um laser 429, um PD 428, uma pluralidade de PAs 427, uma unidade de codificação de CPRI 426, uma unidade de decodificação de CPRI 425, e uma unidade de BB DSP 421. O circulador óptico 462, o laser 429, o PD 428, os PAs 427, a unidade de codificação de CPRI 426, e a unidade de decodificação de CPRI 425 são substancialmente similares ao circulador óptico 452, o laser 419, o PD 418, os PAs 417, a unidade de codificação de CPRI 416, e a unidade de decodificação de CPRI 415, respectivamente. Na direção de UL, a BBU 420 é configurada para receber o sinal óptico de UL a partir da RAU 410. Por exemplo, o PD 428 é acoplado ao circulador óptico 462 e configurado para converter os sinais ópticos de UL recebidos em sinais elétricos. Um primeiro dos PAs 427 é acoplado ao PD 428 e configurado para amplificar os sinais elétricos. A unidade de decodificação de CPRI 425 é acoplada ao primeiro PA 427 e configurada para realizar uma decodificação similar de CPRI como na unidade de decodificação de CPRI 415. A unidade de BB DSP 421 é acoplada à unidade de decodificação de CPRI 425.

[00063] A unidade de BB DSP 421 pode compreender um ou mais processadores de núcleo único, um ou mais processadores de múltiplos núcleos, um ou mais processadores gerais, e um ou mais processadores DSP. A unidade de BB DSP 421 é configurada para realizar funções de BB DSP não só para receber mas também para transmitir, assim como para ambas as direções de UL e direção de DL, por exemplo, de acordo com um padrão de comunicação sem fio, tais como LTE ou LTE-A. Por exemplo, na direção de UL, a unidade de BB DSP 421 recebe amostras I/Q BB digitais de UL e gera pacotes de dados para a transmissão a uma rede nuclear principal, tal como a rede nuclear principal 250. Na direção de DL, a unidade de BB DSP 421 recebe pacotes de dados a partir da rede nuclear principal e gera amostras I/Q BB digitais de DL para a transmissão a uma RAU 410. Alguns exemplos de funções de BB DSP podem incluir, mas não são limitados a sincronizações de quadro, codificações de dados, decodificações de dados, modulações, desmodulações, pré-equalização do canal, equalização do canal, mitigações de interferência, codificação de erro, e decodificação de erro. Ainda, a unidade de BB DSP 421 pode realizar processamento de camada de MAC sem fio, tal como processamento de pacote, programação, e controle de erros.

[00064] Na direção de DL na BBU 420, a unidade de codificação de CPRI 426 é acoplada à unidade de BB DSP 421. A unidade de codificação de CPRI 426 codifica as amostras I/Q BB digitais de DL. Um segundo dos PAs 427 é acoplado à unidade de codificação de CPRI 426 e configurado para amplificar o sinal codificado de CPRI em níveis de voltagem adequada para a transmissão óptica. O laser 429 é acoplado ao segundo PA 427 e configurado para modular o sinal codificado de CPRI no sinal óptico produzido pelo laser 429, por exemplo, por meio de um esquema de modulação OOK. Similar ao sistema 200, o sistema 400 se multiplica com o número de canais de RF sem fio ou o número de antenas 442 em uma rede de fronthaul sem fio. Assim, o sistema 400 é BW óptica ineficiente e de custo ineficaz para emprego em frentes móveis sem fio.

[00065] Descrito aqui é um sistema de comunicação de fronthaul sem fio sem toque agregado que é econômico, de DSP eficiente, e BW óptica-eficiente. O termo "agregado" se refere à agregação de uma pluralidade de canais de RF sem fio ou de sinais de canal de RF sem fio transportados sobre um link de fibra óptica entre uma RRU e a BBU. A RRU é localizada em um campo de célula remoto e interfaceia com uma pluralidade de antenas, cada um configurado para receber e/ou transmitir em um canal de RF sem fio. A BBU é localizada em um campo central, que pode compreender um conjunto de BBUs. O termo "sem toque" se refere ao transporte de sinais de RF sem fio sem qualquer processamento de BB digital e preservando as propriedades de larguras de banda de sinal e/ou forma de onda dos sinais de canal de RF sem fio. Nas modalidades descritas, um esquema de mapeamento de domínio de frequência (FDM) é empregado para a agregação do canal e a desagregação do canal. No esquema de FDM, os sinais de entrada sem fio e/ou sinais moveis são mapeados ao domínio de frequência óptica de acordo com um predeterminado mapa de frequência por mudar a frequência das frequências centrais da entrada sem fio e/ou sinais móveis e combinar os sinais de frequência mudados de acordo com o predeterminado mapa de frequência. Para realizar FDM, um espectro de frequência é dividido em uma pluralidade de faixas de frequência de não sobreposição e uma pluralidade de diferente sinais é portada nas faixas de frequência de não sobreposição. Quando a RRU recebe sinais de UL a partir das antenas, a RRU agrega os sinais de UL recebidos para produzir um sinal de UL agregado, que porta os sinais de UL em faixas de frequência de não sobreposição. O mapeamento dos sinais de UL para as faixas de frequência de não sobreposição é com base em um predeterminado mapa de canal. Quando a BBU recebe o sinal de UL agregado, a BBU desagrega o sinal de UL agregado recebido por extrair os sinais de UL de acordo com o predeterminado mapa de canal. Na direção de DL, a agregação do canal e a desagregação do canal são similares à direção de UL, mas em uma direção reversa. Por exemplo, a BBU agrega uma pluralidade de sinais de DL de BB, cada um dos quais destinado para a transmissão sobre uma antena. Quando a RRU recebe o sinal de DL agregado, a RRU desagrega o sinal de DL agregado recebido e transmite os sinais de DL por meio de antenas correspondentes. A agregação do canal e a desagregação do canal podem ser realizadas em um domínio digital ou em um domínio analógico. Em a domínio digital, a agregação do canal e a desagregação do canal podem ser realizados em um domínio de frequência ou em um domínio de tempo. Em um domínio de frequência, as modalidades descritas empregam uma abordagem com base em transformada rápida de Fourier (FFT) de salvamento de sobreposição (OS) / FFT inversa (IFFT) para a agregação do canal e a desagregação do canal. A abordagem com base nos FFT/IFFT é de DSP eficiente e pode ser implementada em um núcleo DSP de baixo custo. A agregação do canal de múltiplos sinais de RF e/ou de canais sem fio reduz o número de links de fibra óptica e hardware óptico em uma fronthaul sem fio, e assim as modalidades descritas proporcionam uma fronthaul sem fio econômica, de potência eficaz, e BW óptica eficiente. Ainda, os parâmetros chave na agregação do canal e na desagregação do canal são de software configurável. Assim, as modalidades descritas permitem uma transmissão definida por software flexível e networking nas BBUs e/ou nas RRUs. Deve ser observado que na presente descrição, os termos cabeça de rádio remota (RRH) e RRU são equivalentes e são usados de modo intercambiável.

[00066] A figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado 500 de acordo com uma modalidade da descrição. O sistema 500 é adequado para empregar em uma C-RAN e redes de pequenas células. O sistema 500 compreende uma RRU 510 acoplada em modo de comunicação a um conjunto de BBU 520 através de um link de fronthaul 530. A RRU 510 é localizada em um campo de célula 540. Por exemplo, a RRU 510 é instalada no fundo da torre de célula 541 que retém uma pluralidade de antenas 542. Um conjunto de BBU 520 conecta a RRU 510 a uma rede nuclear principal 550 via link backhaul 560. O campo de célula 540, a torre de célula 541, e a rede nuclear principal 550 são substancialmente similares ao campo de célula 140, a torre de célula 141, e a rede nuclear principal 150, respectivamente. Quando o sistema 500 é empregado em uma rede de pequena célula, o campo de célula 540 pode compreender uma área geográfica substancialmente menor do que o campo de célula 140. Por exemplo, o campo de célula 540 pode compreender uma área com um raio da ordem de centenas de metros (m) em vez de dezenas de km como no campo de célula 140. As antenas 542 são substancialmente similares às antenas 142, mas pode compreender diferentes figuras de ruído e classificações de energia dependendo do tamanho da célula e da densidade da célula da área em desenvolvimento. O link de fronthaul 530 pode ser substancialmente similar ao link 230. Entretanto, o link de fronthaul 530 é configurado para transportar sinais de RF digitais agregados que compreendem amostras digitalizadas com mais do que dois níveis em vez de amostras I/Q BB codificadas com CPRI com dois níveis como no sistema 200 e 400, como discutido mais amplamente abaixo. O link backhaul 560 é substancialmente similar ao link de fronthaul 530, mas pode transportar pacotes, tais como pacotes de Ethernet, entre um conjunto de BBU 520 e a rede nuclear principal 550.

[00067] A RRU 510 compreende uma pluralidade de interfaces de RRH (RRHIs) 511 acopladas em modo de comunicação às antenas 542. Cada antena 542 corresponde a um canal de RF sem fio associado com um protocolo de comunicação sem fio particular. Alguns exemplos de canais de RF sem fio podem incluir LTE canais, LTE-A canais, ou outro canal de acesso de rádio terrestre universal desenvolvido (E-UTRA) como definido em especificações de 3GPP. Cada canal de RF sem fio corresponde a um canal de UL ou um canal de DL. Os canais de RF sem fio podem expandir várias bandas de RF com várias BWs. Alguns exemplos de configurações de LTE BW podem incluir 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, e 20 MHz. Deve ser observado que no caso de um esquema de transmissão MIMO, cada canal de entrada ou cada canal de saída é referido como um canal de RF na presente descrição. Por exemplo, para suportar um esquema de transmissão MIMO de 8 x 8, a RRU 510 é configurada para processar 8 canais de entrada de RF e 8 canais de saída de RF. Os RRHIs 511 e as antenas 542 são conectados por meio de links 543. Os links 543 podem compreender fibras ópticas, tais como SSMFs ou MMFs, cabos de RF, ou conexões de micro-ondas livres de espaço, e pode portar um sinal de RF, por exemplo, de acordo com um protocolo de interface de RF particular, em um sinal óptico.

[00068] A RRU 510 é configurada para servir uma pluralidade de estações móveis (não mostrado) localizadas no campo de célula 540 e dentro da área de cobertura das antenas 542. Cada antena 542 pode estar se comunicando com uma ou mais das estações móveis. Na direção de UL, a RRU 510 recebe um sinal de RF de UL a partir de cada antena 542 por meio da RRHI 511 e pode realizar a conversão descendente dos sinais de RF de UL para uma BB para minimizar a taxa de processamento. A RRU 510 agrega os sinais de BB para produzir um sinal de UL agregado por meio de um esquema de FDM, que inclui um mapa de canal de UL predeterminado que mapeia os canais de RF em faixas de frequência contíguas de não sobreposição em um espectro de frequência. Por exemplo, a RRU 510, de fato desloca as frequências centrais dos sinais de RF de UL com conversão descendente para as faixas de frequência de não sobreposição de acordo com o mapa de canal de UL predeterminado e multiplexa os sinais de frequência deslocados para produzir o sinal de UL agregado. A RRU 510 converte o sinal de UL agregado em um sinal óptico de UL e transmite o sinal óptico de UL a um conjunto de BBU 520.

[00069] Na direção de DL, a RRU 510 recebe um sinal óptico de DL a partir de um conjunto de BBU 520 por meio do link de fronthaul 530. O sinal óptico de DL porta um sinal de DL agregado que compreende uma pluralidade de sinais de DL posicionados em diferentes faixas de frequência de não sobreposição, onde cada sinal de DL é destinado para a transmissão em uma antena 542. A RRU 510 converte o sinal de DL óptico em sinais elétricos e desagrega o sinal de DL por desagregação do canal de acordo com um predeterminado mapa de canal de DL. Deve ser observado que o UL predeterminado e os mapas de canal de DL são independentes um do outro, e podem ou não ser os mesmos. Após a desagregação do canal, os sinais de BB dos canais agregados são obtidos. A RRU 510 realiza a conversão ascendente dos sinais de DL desagregados a partir de uma BB para as RFs originais que são empregadas para a transmissão nas antenas 542.

[00070] O conjunto de BBU 520 compreende uma pluralidade de BBUs 521 configurada para realizar as funções de BB DSP e funções de processamento MAC sem fio de acordo com um protocolo de comunicação sem fio, agregação do canal em uso, desagregação do canal, conversão ascendente da frequência, e conversão descendente da frequência. Na direção de UL, quando a BBU 521 recebe o sinal óptico de UL que porta o sinal de UL agregado a partir de a RRU 510 por meio do link de fronthaul 530, a BBU 521 converte o sinal óptico em sinais elétricos. A BBU 521 extrai os sinais de UL a partir do sinal de UL agregado por desagregação do canal de acordo com o predeterminado mapa de canal de UL. A BBU 521 realiza as funções de BB DSP e as funções de processamento MAC sem fio para reproduzir os pacotes de dados transmitidos sobre cada um dos canais de RF sem fio e envia os pacotes de dados a uma rede nuclear principal 550 por meio do link backhaul 560. Deve ser observado que o sinal de UL agregado recebido pode ser um sinal de frequência intermediária compósito (FI) e uma conversão de frequência intermediária para banda base (FI-para-BB) pode ser implementado como uma parte da desagregação do canal, como discutido mais amplamente abaixo.

[00071] Na direção de DL, a BBU 521 recebe pacotes de DL a partir de uma rede nuclear principal 550 por meio do link backhaul 560, onde os pacotes podem corresponder aos canais de RF sem fio. A BBU 521 realiza funções de processamento MAC sem fio e funções de BB DSP para produzir sinais BB digitais. A BBU 521 então agrega os sinais BB digitais por realizar FDM similar como em uma RRU 510 para produzir o sinal de DL agregado, converte o sinal de DL agregado em um sinal óptico, e envia o sinal óptico para o RRU 510. Deve ser observado que o sinal de DL agregado é um sinal SE compósito e uma conversão de frequência de banda base para frequência intermediária (BB-para-SE) pode ser implementada como uma parte da agregação do canal, como discutido mais amplamente abaixo.

[00072] Embora as modalidades acima descrevam um processamento de BBU com relação à BBU 521, algum do processamento de BBU pode ser distribuído sobre múltiplas BBUs 521 localizadas em um conjunto de BBU 520 e pode ainda incluir o processamento de sinal de junção ou múltiplas funções de pontos coordenados (CoMP) através de múltiplas RRUs, similar ao RRU 510, e/ou múltiplas antenas, similar às antenas 542.

[00073] A figura 6 é um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado 600. O sistema 600 é similar ao sistema 500, e ainda proporciona uma vista detalhada do sistema 500. O sistema 600 compreende uma RRU 610 acoplada em modo de comunicação a uma BBU 620 através de um link 630, similar ao link de fronthaul 530. A RRU 610 e a BBU 620 são vistas detalhadas de diagrama de bloco de uma RRU 510 e uma BBU 521, respectivamente. No sistema 600, a RRU 610 e a BBU 620 transmitem e recebem sinais de UL agregados e sinais de DL agregados portados em sinais ópticos sobre o link 630. O sinal de UL agregado compreende uma pluralidade de sinais de canal de UL posicionados em primeiras faixas de frequência de não sobreposição adjacentes, enquanto que o sinal de DL agregado compreende uma pluralidade de sinais de canal de DL posicionados em segundas faixas de frequência de não sobreposição adjacentes. Por exemplo, o sistema 600 emprega um predeterminado mapa de canal de UL para mapear os sinais de canal de UL às primeiras faixas de frequência e um predeterminado mapeador de canal de DL dos sinais de canal de DL para as segundas faixas de frequência. No sistema 600, ambas a RRU 610 e a BBU 620 realizam a agregação do canal e a desagregação do canal em um domínio digital, onde os sinais de canal de UL e os sinais de canal de DL são digitalizados sem processamento de BB ou de conversão de sinal, tal como codificação ou decodificação de sinal de CPRI. Assim, as propriedades de forma de onda e as BWs de sinais de BB são inalteradas. Ambas a RRU 610 e a BBU 620 podem empregar um esquema de transmissão óptica similar, por exemplo, um esquema de modulação de intensidade (IM), em um transmissor e um esquema de detecção óptica similar, por exemplo, um esquema de detecção direta (DD), em um receptor.

[00074] A RRU 610 compreende uma estrutura de duplexador 651, uma pluralidade de UCs 611, uma pluralidade de DCs 612, uma pluralidade de DACs 613, uma pluralidade de ADCs 614, uma unidade digital de desagregação do canal 615, uma unidade digital de agregação do canal 616, um ADC de alta velocidade 654, uma DAC de alta velocidade 653, e um frontend óptico 655. A estrutura de duplexador 651 é acoplada em modo de comunicação a uma pluralidade de antenas 642, similar às antenas 542. A estrutura de duplexador 651 é um dispositivo de RF ou um componente de RF configurado para separar o envio e o recebimento de sinais de RF para e a partir das antenas 642. As UCs 611, os DCs 612, o DAC 613, e os ADCs 614 são similares ao UC 411, o DC 412, o DAC 413, e o ADC 414, respectivamente. As UCs 611 e 411 podem ser componentes e dispositivos, tais como os moduladores de I/Q de RF, configurados para a conversão ascendente de frequência de um sinal de entrada. Os DCs 612 e 412 podem ser componentes e dispositivos, tais como moduladores de I/Q de RF, configurados para converter a frequência descendente de um sinal de entrada. O frontend óptico 655 compreende uma pluralidade de PAs 617, um PD 618, um laser 619, e um circulador óptico 652. Os PAs 617, o PD 618, o laser 619, e o circulador óptico 652 são similares aos PAs 417, o PD 418, o laser 419, e o circulador óptico 452, respectivamente.

[00075] Na direção de UL em uma RRU 610, os DCs 612 são acoplados à estrutura de duplexador 651 e os ADCs 614 são acoplados ao DCs 612. Um par de DC 612 e ADC 614 opera em um canal de sinal de UL recebido a partir de uma antena 642, onde o DC 612 faz a conversão descendente do o sinal de canal de UL a partir de uma banda de RF em uma BB para produzir um sinal de BB. O ADC 614 compreende dois conversores configurados para converter o componente I e Q de um sinal de BB em um sinal de BB digital. A unidade digital de agregação do canal 616 é acoplada aos ADCs 614 e configurada para agregar os sinais BB digitais em um sinal de UL agregado. Por exemplo, a unidade digital de agregação do canal 616 de fato desloca cada sinal de BB digital para as primeiras faixas de frequência de acordo com o predeterminado mapa de canal de UL e combina os sinais SE digitais de deslocamento de frequência. O DAC de alta velocidade 653 é acoplado à unidade digital de agregação do canal 616 e configurado para converter o sinal de UL agregado em um sinal elétrico analógico. Deve ser observado que o DAC de alta velocidade 653 opera em um alto coeficiente de amostragem, por exemplo, da ordem de giga-amostras por segundo (GSa/s) dependendo do número de canais agregados e as BWs dos canais, como discutido mais amplamente abaixo. Um primeiro dos PAs 617 é acoplado ao DAC de alta velocidade 653 e configurado para amplificar o sinal de UL agregado para níveis de voltagem adequados para a transmissão. O laser 619 é acoplado ao primeiro PA 617 e configurado para modular o sinal agregado em um sinal óptico gerado pelo laser 619, por exemplo, por empregar o esquema de IM. O sinal óptico é referido como um sinal modulado, onde uma ou mais propriedades do sinal de um sinal de veículo óptico são modificados de acordo com as variações no sinal agregado. Por exemplo, o esquema de IM modifica as intensidades ópticas ou energia óptica de um sinal de veículo óptico. O circulador óptico 652 acopla o laser 619 e o PD 618 para o link 630.

[00076] Na direção de DL em uma RRU 610, o PD 618 converte um sinal de DL óptico recebido em um sinal elétrico analógico, por exemplo, por empregar o esquema de DD. Um segundo dos PAs 617 é acoplado ao PD 618 e configurado para amplificar o sinal elétrico em níveis de voltagem adequados para o processamento do receptor. O ADC de alta velocidade 654 é acoplado ao segundo PA 617 e configurado para converter o sinal elétrico analógico em sinais digitais. Similar ao DAC de alta velocidade 653, o ADC de alta velocidade 654 opera em um alto coeficiente de amostragem da ordem de GSa/s. A unidade digital de desagregação do canal 615 é acoplada ao ADC de alta velocidade 654 e configurada para realizar a desagregação do canal de acordo com o predeterminado mapa de canal de DL para produzir uma pluralidade dos sinais de DL de BB que corresponde aos canais de DL. Os DACs 613 são acoplados à unidade digital de desagregação do canal 615 e configurados para converter os componentes de I e Q de cada um dos sinais de canal de DL em sinais analógicos elétricos. Os UCs 611 são acoplados aos DACs 613 e configurados para conversão ascendente dos sinais analógicos elétricos a partir de uma BB para a banda de RF original para a transmissão por meio das antenas 642.

[00077] A BBU 620 compreende um frontend óptico 665, a DAC de alta velocidade 663, a ADC de alta velocidade 664, a unidade digital de agregação do canal 626, a unidade digital de desagregação do canal 625, e a unidade de BB DSP 621. O frontend óptico 665, o DAC de alta velocidade 663, o ADC de alta velocidade 664, a unidade digital de agregação do canal 626, e a unidade digital de desagregação do canal 625 são similares ao frontend óptico 655, o DAC de alta velocidade 653, o ADC de alta velocidade 654, a unidade digital de agregação do canal 616, e a unidade digital de desagregação do canal 615, respectivamente. Como mostrado no sistema 600, o trajeto de UL (mostrado como 681) da BBU 620 e o trajeto de DL (mostrado como 672) de a RRU 610 são similares, embora o trajeto de DL (mostrado como 682) da BBU 620 e o trajeto de UL (mostrado como 671) da RRU 610 são similares. Entretanto, a BBU 620 ainda compreende a unidade de BB DSP 621, similar à unidade de BB DSP 421, acoplada à unidade digital de agregação do canal 626 e à unidade digital de desagregação do canal 625. A unidade de BB DSP 621 é configurada para realizar funções de BB DSP para os canais de UL e os canais de DL. Por exemplo, na direção de DL, a unidade de BB DSP 621 gera sinais de BB para os canais de DL com base em pacotes de DL recebidos a partir de uma rede nuclear principal, tais como a rede nuclear principal 550, e a unidade digital de agregação do canal 626 agrega os sinais de DL de BB. Na direção de UL, a unidade digital de desagregação do canal 625 desagrega os sinais de canal de UL em múltiplos sinais de UL de BB e a unidade de BB DSP 621 converte os sinais de UL de BB em pacotes de UL para a transmissão a uma rede nuclear principal. Deve ser observado que a unidade digital de agregação do canal 616 e a unidade digital de desagregação do canal 615 na RRU 610, assim como a unidade digital de agregação do canal 626 e a unidade digital de desagregação do canal 625 na BBU 620 são adequadas para a implementação em uma unidade de DSP, que pode ser uma unidade de DSP de baixo desempenho do que a unidade de BB DSP 621.

[00078] A figura 7 é um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado 700. O sistema 700 é similar ao sistema 500 e 600. O sistema 700 compreende uma RRU 710 acoplada em modo de comunicação à BBU 720, similar à BBU 521 e à BBU 620, através de um link 730, similar ao link 530 e 630. Entretanto, a RRU 710 realiza agregação do canal e a dessagre- gação do canal em um domínio analógico em vez de no domínio digital como em a RRU 610 de sistema 600. A RRU 710 compreende uma estrutura de duplexador 751, uma unidade de agregação analógica do canal 716, uma unidade de desagregação analógica do canal 715, e um frontend óptico 755. A estrutura de duplexador 751 e o frontend óptico 755 são similares à estrutura de duplexador 651 e o frontend óptico 655, respectivamente. O frontend óptico 755 compreende uma pluralidade de PAs 717, similares aos PAs 617, um laser 719, similar ao laser 619, e um PD 718, similar ao PD 618. Similar a RRU 610, a RRU 710 é configurada para interfacear com uma pluralidade de antenas 742, similares às antenas 642, para receber os sinais de RF de UL que correspondem a múltiplos canais de UL e transmite sinais de DL de RF que correspondem a múltiplos canais de DL.

[00079] Na direção de UL, a unidade de agregação analógica do canal 716 é posicionada entre a estrutura de duplexador 751 e o frontend óptico 755. A unidade de agregação analógica do canal 716 é configurada para agregar os sinais de RF de UL recebidos a partir dos múltiplos canais de UL em um sinal de UL agregado. Por exemplo, a unidade de agregação analógica do canal 716 compreende uma estrutura de misturadores de frequência analógica, tais como moduladores de banda lateral única (SSBMs), combinadores de RF, RF PAs, e filtros de RF. A unidade de agregação analógica do canal 716 realiza FDM similar como realizado pela unidade digital de agregação do canal 616 e o DC 612, mas no domínio analógico. Na direção de DL, a unidade de desagregação analógica do canal 715 é posicionada entre a estrutura de duplexador 751 e o frontend óptico 755. A unidade de desagregação analógica do canal 715 compreende divisores de RF, filtros de RF, e misturadores de frequência analógica, tais como SSBMs, configurados para filtrar e deslocar o sinal de DL agregado de acordo com as faixas de RF correspondentes.

[00080] Os canais sem fio compreendem canais de BWs e bem definidos coeficientes de amostragem de canal. Um exemplo de configuração de canal de E-UTRA é mostrado na Tabela 1 abaixo. Tabela 1: Configurações de canal E-UTRA

[00081] Ainda às configurações de canal mostradas na Tabela 1, E- UTRA pode suportar agregação de veículo (CA), por exemplo, como descrito na especificação padrão LTE-A, para aumentar a BW efetiva de um canal para estar além de 20 MHz. Por exemplo, um canal de LTE- A pode combinar até cerca de cinco canais de 20 MHz para proporcionar um canal com uma BW de cerca de 100 MHz. As modalidades descritas podem agregar canais de RF com quaisquer BWs que incluem o canal de LTE-A com CA. Entretanto, o esquema de agregação descrito do canal pode requerer que os canais de RF o compreendam coeficientes de amostragem com algum fator comum, como discutido mais amplamente abaixo.

[00082] A figura 8 é um diagrama esquemático de uma modalidade de um esquema de agregação do canal 800. O esquema 800 é empregado pelos sistemas 500, 600, e 700. No esquema 800, um agregador de canal 810 é configurado para agregar uma pluralidade de sinais 820, 830, 840, 850, e 860 em um sinal agregado 870 por empregar mecanismos FDM similares como a unidade digital de agregação do canal 616 e a unidade de agregação analógica do canal 716. Os sinais 820-860 podem ser associados com diferentes canais sem fio e podem ser similares aos sinais de RF recebidos e transmitidos pelas antenas 542, 642, e 742. Por exemplo, os sinais 820-860 podem ser uma combinação de sinais LTE, sinais LTE-A, ou outros sinais E- UTRA e podem compreender uma configuração de canal similar ás configurações de canal mostradas na Tabela 1. Como mostrado, os sinais 820-860 ocupam várias faixas de frequência e expandem várias larguras de banda. O agregador de canal 810 desloca os sinais 820-860 para diferentes faixas de frequência de não sobreposição e combina os sinais de frequência deslocados no sinal agregado 870. Os sinais 872, 873, 874, 875, e 876 portados no sinal agregado 870 correspondem aos sinais 820, 830, 840, 850, e 860 após mudar a frequência, respectivamente. O sinal agregado 870 compreende a total BW que é cerca da mesma que as BWs combinadas dos sinais 820-860. O sinal agregado 870 é similar ao sinal de UL agregado e o sinal de DL agregado portado nos sinais ópticos transportados sobre os links 530, 630, e 730.

[00083] A figura 9 é um diagrama esquemático de uma modalidade de um esquema de desagregação do canal 900. O esquema 900 é empregado pelos sistemas 500, 600, e 700. No esquema 900, um desagregador de canal 910 é configurado para desagregar um sinal 970 por realizar mecanismos similares de demultiplexação e de desvio como na unidade digital de desagregação do canal 615 e na unidade de desagregação analógica do canal 715. O sinal 970 é similar ao sinal de UL agregado e o sinal de DL agregado portado em um sinal óptico transportado sobre os links 530, 630, e 730. Como mostrado, o sinal 970 porta uma pluralidade de sinais 972, 973, 974, 975, e 976, onde cada um dos sinais 972-976 pode expandir uma BW similar ou uma BW diferente. O desagregador de canal 910 separa os sinais em uma pluralidade de sinais 920, 930, 940, 950, e 960 e deslocamentos de frequência dos sinais 920-960 para algumas predeterminadas faixas de frequência. Os sinais 920-960 são similares aos sinais de RF recebidos e transmitidos sobre as antenas 542 e as antenas 642, e 742 e pode compreender uma configuração de canal similar às configurações de canal mostradas na Tabela 1. Deve ser observado que o desagregador de canal 910 pode ser pré-configurado com um mapa de canal que mapeia os sinais 972-976 nas faixas de frequência dos sinais 920-960.

[00084] A figura 10 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade de agregação do canal 1000 que emprega um esquema de implementação de domínio de frequência. A unidade de agregação do canal 1000 é empregada por uma RRU, tal como a RRU 510 e 610, e/ou a BBU, tal como a BBU 521, 620, e 720. A unidade de agregação do canal 1000 é similar às unidades digitais de agregação do canal 616 e 626. Quando empregar a unidade de agregação do canal 1000 na RRU, a unidade de agregação do canal 1000 pode ser implementada por uma unidade de DSP de baixo desempenho e/ou de baixo custo. Quando empregar a unidade de agregação do canal 1000 na BBU, a unidade de agregação do canal 1000 pode ser implementada pela mesma unidade de BB DSP, tal como a unidade de BB DSP 621 que implementa as funções de BB DSP.

[00085] A unidade de agregação do canal 1000 compreende uma pluralidade de unidades de FFT 1010, um mapeador de canal 1020, um gerador de imagem de sinal 1030, uma unidade IFFT 1040, e uma unidade de OS 1050. As unidades de FFT 1010 são configuradas para transformar os sinais a partir de um domínio de tempo em um domínio de frequência. Cada unidade de FFT 1010 opera em um sinal que corresponde a um canal de RF sem fio particular (mostrado como canal 1, ..., canal n), que pode compreender uma configuração de canal similar às configurações de canal como mostrado na Tabela 1. Cada unidade de FFT 1010 é configurada para realizar um FFT de ponto N, onde N é um número inteiro positivo que corresponde ao tamanho da FFT. O tamanho da FFT pode ser diferente para uma diferente unidade de FFT 1010 dependendo da BW do sinal processado pela unidade de FFT 1010, como discutido mais amplamente abaixo.

[00086] O mapeador de canal 1020 é acoplado às unidades de FFT 1010 e configurado para mapear os sinais de frequência produzidos pelas unidades de FFT 1010 em faixas de frequência de não sobreposição adjacentes ou bins de FFT para produzir um sinal de frequência agregado, denotado como E(f), expandindo uma faixa de frequência positiva entre fDC e fMAX, onde fDC corresponde ao número bin de frequência 0 em frequência de corrente direta 0 Hz e fMAX corresponde ao número bin de frequência -+1. Deve ser observado que ÍDC também corresponde à frequência do portador óptico quando o sinal produzido pela unidade de agregação do canal 1000 é convertido em um sinal óptico, por exemplo, por empregar um frontend óptico similar ao frontend óptico 665. A frequência de fMAX depende do coeficiente de amostragem da FFT, como discutido mais amplamente abaixo.

[00087] O gerador de imagem de sinal 1030 é acoplado ao mapeador de canal 1020 e configurada para gerar um sinal de imagem que é um complexo conjugado do sinal E(f), denotado como E*(f). como tal, o sinal de imagem E*(f) é uma imagem espelhada espectral do sinal E(f) dobrado em corrente direta. Por exemplo, o sinal E*(f) expande a faixa de frequência negativa entre fDc e fMIN, onde fMIN corresponde à frequência bin —^ + 1. Assim, E*(f)=E(-f).

[00088] A unidade IFFT 1040 é acoplada ao mapeador de canal 1020 e o gerador de imagem de sinal 1030 e configurada para realizar um IFFT de ponto M, onde o valor M é um número inteiro positivo substancialmente maior do que o valor N e corresponde ao tamanho de IFFT da unidade IFFT 1040. A unidade IFFT 1040 opera em um coeficiente de amostragem agregado (ASR), onde o ASR e o valor M são determinados com base nos coeficientes de amostragem, o canal BWs dos sinais de entrada nas unidades de FFT 1010, e o número de sinais para a agregação, como discutido mais amplamente abaixo. Deve ser observado que o gerador de imagem de sinal 1030 é empregados de modo que a unidade IFFT 1040 produz um sinal de real valor de acordo com a propriedade de simetria de FFT, onde o sinal de real valor é adequado para a IM óptica.

[00089] A unidade de OS 1050 é acoplada à unidade IFFT 1040 e configurada para realizar OS com um comprimento de sobreposição, denotado como L. o comprimento de sobreposição L pode ser configurado como a seguir:) onde n é o menor tamanho de FFT das unidades de FFT 1010.

[00090] A unidade de OS 1050 extrai o centro amostras centrais de M-L para cada M amostra gerada pela unidade de IFFT 1040. Assim, o número de amostras avança em cada ciclo FFT/IFFT para um canal i é computado como a seguir: onde Nt representa o tamanho de FFT empregado pela ith unidade de FFT 1010 para o canal i.

[00091] A agregação sem toque é alcançada por manter o mesmo canal BW para cada canal i durante a agregação do canal e a desagregação do canal. Por exemplo, o tamanho de FFTs, Nt, para as unidades de FFT 1010 e o tamanho de IFFT, M, para a unidade IFFT 1040 são selecionados com base nos coeficientes de amostragem, o número de canais, e as BWs dos canais de modo que cada sem fio canal i corresponde a um número inteiro de IFFT points. Deve ser notado que as unidades de FFT 1010 empregam um tamanho de FFT substancialmente menor do que o tamanho de FFTs definido nas configurações E-UTRA do canal mostrado na Tabela 1 para reduzir a complexidade de DSP, e ainda proporcionar suficiente desempenho do sistema.

[00092] Em um sistema de fronthaul sem fio, a resolução espectral para a unidade IFFT 1040 é computada como a seguir: onde df é a resolução espectral, SRmin é o mínimo coeficiente de amostragem (SR) do sem fio ou dos sinais móveis no sistema, e n é o tamanho de FFT empregado pela unidade de FFT 1010 para processar o canal de sinal mínimo SR. A ASR para o IFFT é configurada para ser cerca de 3 vezes a BWs do canal total do sistema de fronthaul sem fio para proporcionar suficientes resoluções espectrais, onde um fator 2 é levado em conta para a geração da imagem no gerador de imagem de sinal 1030 e um fator de cerca de 1,5 para a relação de sobre amostragem moderada.

[00093] Por exemplo, para suportar cerca de oito sinais de canal 5- CA de 20 MHz em um sistema de fronthaul sem fio, a unidade IFFT 1040 opera em um ASR computado como mostrado abaixo: ASR = 3 x 8 canais x 5 CA x 30.72 MHz = 3.7 GSa/s, (4) onde os canais de 20 MHz são mostrados em um SR de 30.72 MHz como mostrado na Tabela 1 descrita acima. Deve ser observado que o coeficiente de amostragem agregado (ASR) de IFFT é preferivelmente selecionado de modo que o coeficiente de amostragem de cada sinal de canal sem fio corresponde a um número inteiro de pontos de IFFT em um domínio de frequência. Nesse caso, as larguras de banda das faixas de frequência alocadas aos sinais de canal sem fio no sinal agregado correspondem a respectivos coeficientes de amostragem dos sinais de canal sem fio.

[00094] O tamanho de IFFT é computado como mostrado abaixo:

[00095] Por substituir as equações (3) e (4) em equação (5) e assumindo SRmin ser cerca de 1,92 MHz e n ser cerca de 4, um IFFT de ponto 8192 é suficiente para suportar o sistema de fronthaul sem fio. Deve ser observado que os valores M, L, n, df, e ASR para cada sistema de fronthaul sem fio são configurados de acordo com o número de canais, e as BWs de canal total, etc.

[00096] Como um exemplo, o canal 1 pode ser uma amostra de canal de 1,4 MHz-BW em cerca de 1,92 MHz, e pode ser primeiro convertido para o domínio de frequência por um FFT de 4-pontos, antes de ser multiplexado com outros canais por um IFFT de 8192 pontos, que resulta em um ASR de cerca de 3.93216 gigahertz (GHz) (= 1,92 MHzx8192/4). Quando L é selecionado para ser M/2, o canal 1 avança por 2 amostras após cada ciclo de FFT/ IFFT de acordo com equação (2). Para manter um tamanho de IFFT fixo e um ASR fixo na unidade de agregação do canal 1000, um canal 2 com um canal de BW de 20 MHz amostrado em cerca de 30,72 MHz é convertido ao domínio de frequência por um FFT de 64 pontos antes de ser multiplexado com outros canais pelo mesmo IFFT de 8192 pontos. Como tal, o canal 2 avança por 32 amostras após cada ciclo de FFT/IFFT de acordo com equação (2). Em algumas modalidades, a transformada discreta de Fourier (DFT) e/ou a transformada discreta inversa de Fourier (IDFT) pode ser empregada em vez de FFT e/ou IFFT, respectivamente.

[00097] A figura 11 é um diagrama esquemático de uma modalidade de a unidade de desagregação do canal 1100 que emprega um esquema de implementação de domínio de frequência. A unidade de desagregação do canal 1100 é empregada por uma RRU, tal como a RRU 510 e 610, e/ou a BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. A unidade de desagregação do canal 1100 é similar às unidades digitais de desagregação do canal 615 e 625. A unidade de desagregação do canal 1100 realiza a desagregação digital do canal em um domínio de frequência. Quando se emprega a unidade de agregação do canal 1000 na RRU, a unidade de agregação do canal 1000 pode ser implementada por uma unidade de DSP de desempenho mais baixo e/ou de baixo custo. Quando se emprega a unidade de agregação do canal 1000 na BBU, a unidade de agregação do canal 1000 pode ser implementada pela mesma unidade de BB DSP, tais como a unidade de BB DSP 621 que implementa as funções de BB DSP.

[00098] A unidade de desagregação do canal 1100 compreende uma unidade de FFT 1110, um desmapeador de canal 1120, uma pluralidade de unidades IFFTs 1140, e uma pluralidade das unidades 1150, similar à unidade de OS 1050. A unidade de FFT 1110 é similar à unidade de FFT 1010 e pode ser configurada para realizar um FFT de ponto M para converter um sinal agregado a partir de um domínio de tempo a um domínio de frequência para produzir um sinal de frequência, onde o sinal agregado é um sinal de real valor. A unidade de FFT 1110 opera em um ASR, que pode ser similar à ASR em uma unidade IFFT 1040 na unidade de agregação do canal 1000. O desmapeador de canal 1120 é acoplado à unidade de FFT 1110 e configurado para demultiplexar o sinal de frequência na faixa de frequência positiva, entre fDC e fMAX, em uma pluralidade de sinais de frequência, cada um dos quais corresponde a um canal particular sem fio (mostrado como canal 1, ..., canal n) de acordo com a predeterminado mapa de canal. A porção do sinal de frequência localizadas na faixa de frequência negativa, entre fDC e fMIN, pode ser descartada.

[00099] Cada unidade IFFT 1140 é similar à unidade IFFT 1040 e é configurada para realizar um IFFT de ponto N. O tamanho de IFFT N pode variar para diferentes canais dependendo do ASR na unidade de FFT 1110, o coeficiente de amostragem e o canal BWs dos canais, e o número de canais.

[000100] Em um sistema de fronthaul sem fio, tal como os sistemas 500, 600, e 700, os parâmetros chave, tais como valor M, o valor ty, o ASR, o valor L, o valor n, e o mapa de canal, empregados para a agregação do canal e a desagregação do canal pode ser definido por software. Os parâmetros chave são configurados com base no Protocolo de comunicação sem fios em uso e o número de canais suportado no sistema. Ainda, a unidade de agregação do canal e a unidade de desagregação do canal para uma direção de transmissão particular empregam o mesmo valor M, o mesmo valor ty, o mesmo ASR, o mesmo valor L, e o mesmo mapa de canal. Por exemplo, na direção de UL, a unidade de agregação do canal, tal como a unidade de agregação do canal 1000, a uma RRU, tais como a RRU 510 e 610, e a unidade de desagregação do canal, tais como a unidade de dessagre- gação do canal 1100, na BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720 são configuradas com os mesmos valores de parâmetro chave. De modo similar, na direção de DL, a unidade de agregação do canal na BBU e a unidade de desagregação do canal na RRU são configuradas com os mesmos valores do parâmetro chave.

[000101] A figura 12 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade de agregação do canal 1200 que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo. A unidade de agregação do canal 1200 é empregada por a BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. A unidade de agregação do canal 1200 realiza uma mudança similar da frequência e multiplexar como na unidade de agregação do canal 1000, mas as operações são portadas para fora em um domínio de tempo em vez do domínio de frequência. A unidade de agregação do canal 1200 pode ser implementada pela mesma unidade de BB DSP, tal como a unidade de BB DSP 621, que realiza a BB DSP na BBU. A unidade de agregação do canal 1200 compreende uma estrutura de misturadores de quadratura 1290 acoplada ao adicionador de sinal 1240. O misturador de quadratura 1290 é configurado para desvio de frequência de um par de siais digitais BB I e Q. Cada misturador de quadratura 1290 compreende dois multiplicadores de sinal 1210, um deslocador de fase 1220, um gerador de frequência 1270, e um adicionador de sinal 1230. O gerador de frequência 1270 é configurado para gerar um sinal na frequência particular. O deslocador de fase 1220 é configurado para proporcionar um desvio de fase de cerca de 90 graus (o). Um primeiro dos multiplicadores de sinal 1210 é acoplado ao gerador de frequência 1270 para desviar a frequência do sinal digital BB I para a frequência do gerador de frequência 1270. Um segundo dos multiplicadores de sinal 1210 é acoplado ao gerador de frequência 1270 e o deslocador de fase 1220 para o desvio da frequência do sinal digital BB Q para a frequência do gerador de frequência 1270. O adicionador de sinal 1230 é acoplado aos multiplicadores de sinal 1210 e configurado para adicionar os sinais de frequência desviada I e Q. O adicionador de sinal 1240 é acoplado aos adicionadores de sinal 1230 e configurado para combinar as saídas dos misturadores de quadratura 1290 para produzir um sinal de DL agregado.

[000102] Por exemplo, a unidade de agregação do canal 1200 recebe uma pluralidade de sinais digitais BB I/Q que correspondem a uma pluralidade de canais sem fio de RF de DL, tais como um canal de saída LTE MIMO, um canal LTE, um canal sem fio de terceira geração (3G), uma segunda geração de canal sem fio (2G). Na unidade de agregação do canal 1200, cada par de sinais digitais BB I e Q são de frequência desviada para uma diferente frequência, denotada como fi (mostrado como fi,..., f22, f23, e f24), pelo misturador de quadratura 1290 de acordo com um predeterminado mapa de canal de DL. Deve ser observado que um canal NxN MIMO compreende canais de saída N. O sinal de saída do adicionador de sinal 1240 compreende um sinal de DL agregado que porta os sinais digitais BB I/Q em diferentes faixas de frequência, onde o sinal de DL agregado é enviado a um DAC de alta velocidade, tais como os DACs de alta velocidade 663 e 653.

[000103] A figura 13 é um diagrama esquemático de outra modalidade de uma unidade de agregação do canal 1300 que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo. A unidade de agregação do canal 1300 é empregada por uma RRU, similar ao RRU 510 e 610. A unidade de agregação do canal 1300 realiza uma mudança de frequência similar e multiplexa as mesmas em uma unidade de agregação do canal 1000, mas as operações são portadas para fora em um domínio de tempo em vez do domínio de frequência. A unidade de agregação do canal 1300 pode ser implementada pela unidade de DSP, que pode ser uma DSP de baixo desempenho e/ou de baixo custo. A unidade de agregação do canal 1300 compreende uma estrutura de misturadores 1390, cada um dos quais compreende um multiplicador de sinal 1310, similar ao multiplicador de sinal 1210, um gerador de frequência 1370, similar ao gerador de frequência 1270, e um filtro de alta passagem (HPF) 1350. No misturador 1390, o multiplicador de sinal 1310 é acoplado ao gerador de frequência 1370 para o desvio da frequência um sinal de entrada para a frequência do gerador de frequência 1370. O HPF 1350 é configurado para filtrar os componentes de alta frequência, por exemplo, ruído fora de banda, no sinal de frequência desviada.

[000104] Por exemplo, a unidade de agregação do canal 1300 recebe uma pluralidade de sinais de RF digitais a partir de uma pluralidade de ADCs, tais como os ADCs 614. Cada sinal de RF digital recebido corresponde a um canal de UL de RF particular. Na unidade de agregação do canal 1300, cada sinal de RF digital é de frequência desviada para uma diferente frequência, denotada como fi (mostrado como f25, ..., f46, f47, e f48), pelo misturador 1390 de acordo com um predeterminado mapa de canal de UL. Cada um dos sinais de frequência desviada é filtrado por um HPF 1350, onde a frequência cortada de HPF 1350 é configurada de acordo com a faixa de frequência do sinal de RF correspondente. Deve ser observado que um canal de NxN MIMO compreende canais de entrada N. A saída dos misturadores 1390 pode ser combinada para produzir um sinal de UL agregado que porta os sinais de RF de UL em diferentes faixas de frequência, onde o sinal de UL agregado pode ser enviado para um DAC de alta velocidade tais como o DAC de alta velocidade 663 e 653.

[000105] A figura 14 é um diagrama esquemático de uma modalidade de a unidade de desagregação do canal 1400 que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo. A unidade de desagregação do canal 1400 é empregada por uma BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. A unidade de agregação do canal 1400 realiza mudança similar da frequência e demultiplexa as mesmas em uma unidade de desagregação do canal 1100, mas as operações são portadas para fora em um domínio de tempo em vez de no domínio de frequência como na unidade de desagregação do canal 1100. A unidade de desagregação do canal 1400 pode ser implementada pela mesma unidade de BB DSP, tais como a unidade de BB DSP 621, que realiza a BB DSP na BBU. A unidade de desagregação do canal 1400 compreende uma estrutura de misturadores de quadratura 1490, divisor de sinal 1480, LPFs 1460, e HPFs 1450, similar aos HPFs 1350. Os divisores de sinal 1480 são acoplados aos HPFs 1450 e configurados para dividir cada sinal de entrada em dois sinais. Cada misturador de quadratura 1490 compreende dois multiplicadores de sinal 1410, um deslocador de fase 1420, e um gerador de frequência 1470. Os multiplicadores de sinal 1410, o deslocador de fase 1420, e o gerador de frequência 1470 são similares aos multiplicadores de sinal 1210, o deslocador de fase 1220, e o gerador de frequência 1270, respectivamente. Um primeiro dos multiplicadores de sinal 1410 é acoplado ao gerador de frequência 1470 para produzir um sinal I. Um segundo dos multiplicadores de sinal 1410 é acoplado ao gerador de frequência 1470 e o deslocador de fase 1420 para produzir um sinal Q. Os LPFs 1460 são acoplados ao misturador de quadratura 1490 e configurados para filtrar os componentes de baixa frequência, por exemplo, sinais a partir de uma faixa de frequência adjacente, para obter os sinais I e Q em uma faixa de frequência correspondente.

[000106] Por exemplo, a unidade de desagregação do canal 1400 recebe um sinal de UL digital agregado a partir de um ADC de alta velocidade, tais como o ADC de alta velocidade 664 e 654. O sinal de UL digital agregado porta uma pluralidade de sinais de UL em diferentes faixas de frequência que correspondem a um predeterminado mapa de canal de UL, onde as frequências centrais para as faixas de frequência são denotadas como f (mostrado como fi, ..., f22, f23, e f24) e os sinais de UL são associados com diferentes canais sem fio de RF de UL. O sinal agregado é primeiro filtrado pelo HPF i450 antes de mudar a frequência e então filtrado pelos LPFs i460 após a mudança da frequência para produzir um sinal de UL na BB. Os sinais de BB desagregados podem ser processados de acordo com o Protocolo de comunicação sem fio em uso. Deve ser observado que um canal de NxN MIMO corresponde aos sinais dos canais de entrada N ou BB.

[000107] A figura i5 é um diagrama esquemático de outra modalidade da unidade de desagregação do canal i500 que emprega um esquema de implementação de domínio de tempo. A unidade de desagregação do canal i500 é empregada por uma RRU, similar a RRU 5i0 e 6i0. A unidade de agregação do canal i500 realiza mudança similar de uma frequência e demultiplexa as mesmas em uma unidade de desagregação do canal ii00, mas as operações são portadas para fora em um domínio de tempo em vez do=e em um domínio de frequência como na unidade de desagregação do canal ii00. A unidade de desagregação do canal i500 pode ser implementada pela unidade de DSP, que pode ser uma unidade de DSP de baixo custo e/ou de baixo desempenho. A unidade de desagregação do canal i500 compreende uma estrutura de misturadores i590, similar aos misturadores i390, e HPFs 1550, similar aos HPFs 1350. Cada misturador 1390 é posicionado entre um par de HPFs 1550. Por exemplo, um primeiro dos HPFs 1550 pode remover os componentes de alta frequência em um SE e então um segundo dos HPFs 1550 pode remover os componentes de alta frequência em uma banda de RF.

[000108] Por exemplo, a unidade de desagregação do canal 1500 recebe um sinal de DL digital agregado a partir de um ADC de alta velocidade, tais como o ADC de alta velocidade 664 e 654. O sinal de DL digital agregado porta uma pluralidade de sinais de DL em diferentes faixas de frequência de acordo com um predeterminado mapa de canal de DL, onde as frequências centrais para as faixas de frequência são denotadas como f (mostrado como f25, ..., f46, f47, e Í4s) e os sinais de DL são associados com diferentes canais sem fio de RF de DL. O sinal agregado é primeiro filtrado por um HPF 1550, por exemplo, em uma banda de SE, antes de mudar a frequência e filtrado por outro HPF 1550, por exemplo, em uma banda de RF, após mudar a frequência para produzir um sinal de RF correspondente de DL. Deve ser observado que um canal de NxN MIMO compreende canais de saída N. Os sinais de RF desagregados podem ser enviados para uma pluralidade de DACs, similares para aos DACs 613.

[000109] A figura 16 é um gráfico de fluxo de uma modalidade de um método 1600 para a agregação do canal. O método 1600 é implementado por uma RRU, tais como a RRU 510 e 610, e/ou a BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. Na etapa 1610, uma pluralidade de FFTs é realizada em uma pluralidade de sinais associados com uma pluralidade de canais sem fio para produzir uma pluralidade de sinais de frequência. Por exemplo, em uma RRU, os sinais são sinais de RF de UL recebidos a partir de antenas, tais como as antenas 542, 642, e 742 e pode sofrer conversão descendente de frequência para uma banda de SE para simplificar a implementação. Na BBU, os sinais são sinais de DL de BB destinados para os canais sem fio. Deve ser observado que os tamanhos para os diferentes FFTs pode variar dependendo dos canais sem fio’ BWs como descrito acima.

[000110] Na etapa 1620, os sinais de frequência são mapeados para predeterminadas faixas de frequência para produzir um sinal mapeado do canal. Na etapa 1630, um sinal de imagem é gerado para o sinal mapeado do canal por realizar uma conjugação complexa. Por exemplo, o sinal de imagem é uma imagem espelhada espectral do sinal mapeado do canal dobrado na corrente direta. Na etapa 1640, o sinal de imagem é combinado com o sinal mapeado do canal para produzir um sinal simétrico conjugado.

[000111] Na etapa 1650, um IFFT é realizado no sinal simétrico conjugado para produzir um sinal de tempo. Por exemplo, o tamanho de IFFT é maior do que cada um dos tamanhos de FFTs e opera em alta ASR, onde o tamanho de IFFT, os tamanhos de FFTs, e os ASR são selecionados de modo que o coeficiente de amostragem de cada sinal de canal sem fio corresponde a um número inteiro de pontos IFFT. Na etapa 1660, um OS é realizado no sinal de tempo para produzir um sinal agregado. Os sinais de canal sem fio são portados em faixas de frequência de não sobreposição adjacentes com canal de BWs sem fio não mudada no sinal agregado. Em uma modalidade, os OS podem ser realizados por extrair as amostras em cerca do centro do sinal de tempo, em vez de no início do sinal de tempo. Por exemplo, quando o tamanho de IFFT é M e o comprimento de sobreposição dos OS é L, o número de amostras a serem extraídas pode ser cerca de M-L. Deve ser observado que a geração do sinal simétrico conjugado nas etapas 1630 e 1640 permite que o sinal de tempo seja um sinal de real valor de modo que um esquema de modulação óptica tal como um esquema de IM pode ser empregado para a transmissão óptica. As etapas 1630 e 1640 podem ser opcionais para outros esquemas de modulação óptica.

[000112] A figura 17 é um gráfico de fluxo de outra modalidade de um método 1700 para a agregação do canal. O método 1700 é implementado por uma RRU, tais como a RRU 510 e 610, e/ou a BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. O método 1700 é substancialmente similar ao método 1600. Na etapa 1710, uma pluralidade de sinais associados com uma pluralidade de canais sem fio é agregada para produzir um sinal agregado por meio de FDM. O sinal agregado porta os sinais em faixas de frequência de não sobreposição adjacentes, onde cada faixa de frequência expande a mesma BW como um canal sem fio correspondente. Por exemplo, a agregação do canal é realizada em um domínio digital por empregar mecanismos de base de FFT e IFFT similares como descrito no método 1600. Alternativamente, a agregação do canal é realizada em um domínio analógico por empregar mecanismos similares como na unidade de agregação analógica do canal 716 descrita acima. Na etapa 1720, o sinal agregado é convertido em um sinal modulado. Na etapa 1730, o sinal modulado é transmitido sobre um link de fronthaul sem fio. Por exemplo, quando o link de fronthaul sem fio é um link óptico de fronthaul sem fio, tais como os links 530, 630, e 730, o sinal modulado é um sinal óptico gerado por modular o sinal agregado em um veículo óptico. Alternativamente, o link de fronthaul sem fio pode ser um link de cabo ou um link de micro-ondas de espaço livre, no qual diferentes tipos de conversões de sinal, modulações, e transmissões podem ser realizados nas etapas 1720 e 1730.

[000113] A figura 18 é um gráfico de fluxo de uma modalidade de um método 1800 para a desagregação do canal. O método 1800 é implementado por uma RRU, tais como a RRU 510 e 610, e/ou a BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. Na etapa 1810, um FFT é realizado em um sinal agregado para produzir um sinal de frequência. O sinal agregado porta uma pluralidade de sinais de canal sem fio posicionados em faixas de frequência de não sobreposição adjacentes de acordo com um predeterminado mapa de canal. Por exemplo, em uma RRU, o sinal agregado é recebido a partir da BBU sobre um link óptico, tais como o link 530, 630, e 730, e os sinais de canal sem fio são sinais de DL. Na BBU, o sinal agregado é recebido a partir da RRU sobre o link óptico e os sinais de canal sem fio são canais de UL.

[000114] Na etapa 1820, o desmapeamento do canal é realizado no sinal de frequência de acordo com o predeterminado mapa de canal para produzir uma pluralidade de sinais de frequência. Por exemplo, o predeterminado mapa de canal é empregado por uma unidade de agregação do canal, tais como a unidade digital de agregação do canal 616 e 626, que gerou o sinal agregado.

[000115] Na etapa 1830, um IFFT é realizado em cada sinal de frequência para produzir um sinal de tempo. Deve ser observado que diferentes tamanhos de IFFTs podem ser usados para os diferentes sinais de frequência dependendo do canal de BW sem fio canal. Na etapa 1840, um OS é realizado em cada sinal de tempo para reproduzir o sinal de canal sem fio, por exemplo, por extrair as amostras posicionadas em cerca do centro do sinal de tempo. Por exemplo, quando o tamanho de IFFT é M e o comprimento de sobreposição dos OS é L, o número de amostras a serem extraídas pode ser cerca de ML.

[000116] A figura 19 é um gráfico de fluxo de outra modalidade de um método 1900 para a desagregação do canal. O método 1900 é implementado por uma RRU, tais como a RRU 510 e/ou 610, e/ou a BBU, tais como a BBU 521, 620, e 720. O método 1900 é substancialmente similar ao método 1800. Na etapa 1910, um sinal óptico que porta um sinal agregado é recebido a partir de a link óptico de fronthaul sem fio, tais como os links 530, 630, e 730. Por exemplo, o sinal agregado porta uma pluralidade de sinais de canal sem fio posicionados em uma pluralidade de faixas de frequência de não sobreposição adjacentes de acordo com um predeterminado mapa de canal. Na etapa 1920, o sinal óptico é convertido em um sinal digital, por exemplo, por meio de o frontendum frontend óptico, tais como o frontend óptica 655 e 665, e a ADC de alta velocidade, tais como o ADC de alta velocidade 654 e 664.

[000117] Na etapa 1930, os sinais de canal sem fio são extraídos a partir do sinal agregado por meio de FDM de acordo com o predeterminado mapa de canal. Por exemplo, a extração dos sinais de canais associados sem fio é realizada em um domínio digital por empregar mecanismos similares de FFT e/ou IFFT como descrito no método 1800. Alternativamente, a extração é realizada em um domínio analógico por empregar mecanismos similares como na unidade de desagregação analógica do canal 715 descrita acima. Embora o método 1900 seja descrito para um sistema com um link óptico de fronthaul sem fio, o método 1900 pode ser aplicado a um sistema que emprega um link de cabo ou um link de micro-ondas de espaço livre, no qual diferentes tipos de conversões e transmissões de sinal podem ser realizados nas etapas 1910 e 1920.

[000118] A figura 20 é um gráfico 2000 que ilustra o espectro de frequência para um sinal agregado antes e após a desagregação do canal. No gráfico 2000, o eixo x representa a frequência em unidades de GHz e o eixo y representa a energia relativa em unidades de decibel (dB). O gráfico 2010 mostra o espectro de frequência de um sinal agregado produzido por uma unidade de agregação do canal, tais como a unidade de agregação do canal 1000. O sinal agregado compreende uma agregação de doze sinais tais como BW LTE-A de 100 MHz. Como mostrado no gráfico 2010, a porção 2011 corresponde aos doze sinais na faixa de frequência positiva, por exemplo, produzidos na saída do mapeador de canal 1020 da unidade de agregação do canal 1000. A porção 2012 corresponde ás imagens do sinal da porção 2011, por exemplo, produzidas na saída do gerador de imagem de sinal 1030 da unidade de agregação do canal 1000.

[000119] O gráfico 2020 mostra o espectro de frequência de um sinal agregado após a unidade de desagregação do canal, tal como a unidade de desagregação do canal 1100, realiza a demultiplexação da frequência e muda a frequência no sinal desagregado mostrado no gráfico 2010. Como mostrado, o sinal desagregado é centrado em 0 Hz com a amostra de BW, como o sinal original portado no sinal agregado. Assim, a agregação do canal descrita e o esquema de desagregação de canal são sem toque em termos de manter as mesmas BWs.

[000120] A figura 21 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma instalação experimental para um sistema de comunicação de fronthaul sem fio agregado 2100. O sistema 2100 é similar ao sistema 500 e 600. O sistema 2100 compreende uma unidade de agregação de DSP 2111, a DAC 2112, um primeiro PA 2113, um DML 2114, um SSMF 2130 que compreende uma extensão de cerca de 20 km, um atenuador óptico variável (VOA) 2140, um fotodiodo de avalanche (APD) 2154, um segundo PA 2153, um ADC 2152, e uma unidade de desagregação de DSP 2151. O DAC 2112 é similar ao DAC de alta velocidade 653 e 663. O ADC 2152 é similar ao ADC de alta velocidade 654 e 664. O primeiro PA 2113 e o segundo PA 2153 são similares aos PAs 617 e 717. O DML 2114 é similar ao laser 619 e 719. O APD 2154 é similar ao PD 418, 618, e 718. A unidade de agregação de DSP 2111 e de desagregação DSP2151 são similares à unidade de BB DSP 621.

[000121] Por exemplo, a unidade de DSP de agregação do canal 2111 gera seis sinais de BB similares a E-UTRA para cada BWs de padrão de E-UTRA de 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, e 20 MHz. O sinal é com base em multiplexação de divisão de frequência ortogonal (OFDM) com 64 modulações de amplitude de quadratura (64-QAM) para a modulação do subportadora. A unidade de DSP de agregação do canal 2111 agrega os sinais de BB em um sinal agregado por empregar mecanismos similares como descrito nas unidades de agregação do canal 616, 626, e 1000. Por exemplo, os sinais de BB dos mapas de canal para uma pluralidade de faixas de frequência de não sobreposição adjacentes entre cerca de 50 MHz a cerca de 550 MHz. O DAC 2112 é acoplado à unidade de DSP de agregação do canal 2111 e configurada para converter o sinal agregado em um sinal elétrico analógico. O primeiro PA 2113 é acoplado ao DAC 2112 e configurado para amplificar o sinal elétrico analógico em níveis de voltagem adequados para a modulação óptica. O DML 2114 é acoplado ao primeiro PA 2113 e configurado para modular o sinal elétrico analógico em um sinal óptico por meio de um esquema de modulação de direção. O sinal óptico é transmitido sobre o SSMF 2130. O VOA 2140 é acoplado ao SSMF 2130. O VOA 2140 é um dispositivo óptico configurado para atenuar um sinal óptico com atenuações variáveis. O SSMF 2130 e o VOA 2140 juntos emulam um link óptico, tais como o link 530 e 630 entre a RRU e a BBU.

[000122] O APD 2154 é acoplado ao VOA 2140 e configurado para converter o sinal óptico que porta o sinal agregado em um sinal elétrico analógico. O segundo PA 2153 é configurado para amplificar o sinal elétrico analógico em níveis de voltagem adequados para o processamento óptico do receptor. O ADC 2152 é acoplado ao segundo PA 2153 e configurado para converter o sinal elétrico analógico em um sinal digital. A unidade de desagregação de DSP 2151 é acoplada ao ADC 2152 e configurada para realizar a desagregação do canal, similar às operações de desagregação do canal em uma unidade de dessagre- gação do canal 625, 615, e 1100, para extrair 36 sinais de BB E-UTRA a partir do sinal agregado recebido.

[000123] A figura 22 é um gráfico 2200 que ilustra um espectro de frequência para um sinal agregado gerado pelo sistema 2100. No gráfico 2200, o eixo x representa a frequência em unidades de GHz e o eixo y representa a energia relativa em unidades de dB. O gráfico 2210 mostra o espectro de frequência de um sinal agregado produzidos na saída do DAC 2112. As porções 2211, 2212, 2213, 2214, 2215, e 2216 correspondem aos sinais de 1,4 MHz, os sinais de 3 MHz, os sinais de 5 MHz, os sinais de 10 MHz, os sinais de 15 MHz sinais, e os sinais de 20 MHz sinais, respectivamente.

[000124] A figura 23 é um gráfico 2300 que ilustra um espectro de frequência para um sinal agregado medido no sistema 2100. No gráfico 2300, o eixo x representa a frequência em unidades de GHz e o eixo y representa a energia relativa em unidades de dB. O gráfico 2310 mostra um espectro de frequência medido na saída do ADC 2152 antes da desagregação do canal. Por comparar os gráficos 2310 e 2210, o gráfico 2310 mostra a atenuação em altas frequências, que pode ser causada pelos componentes ópticos, tais como o SSMF 2130 e o VOA 2140. A resposta de frequência mostrada no gráfico 2310 pode ser similar ao link de fibra óptica atual em um sistema de fronthaul sem fio, tais como os sistemas 500, 600, e 700.

[000125] As figuras 24A-F ilustram gráficos constelares capturados a partir do sistema 2100. Nas figuras 24A-F, o eixo x representa os componentes I e o eixo y representa os componentes Q, onde o eixo x e o eixo y podem estar em algumas unidades constantes. A figura 24A é um gráfico 2410 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 1,4 MHz capturados a partir do sistema 2100. Os pontos de constelação 2411 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os siais de BW de 1,4 MHz capturados na unidade de dessagre- gação de DSP 2151 após a desagregação do canal.

[000126] A figura 24B é um gráfico 2420 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 3 MHz capturados a partir do sistema 2100. Os pontos de constelação 2421 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os sinais de BW de 3 MHz capturados na unidade de desagregação de DSP 2151 após a desagregação do canal.

[000127] A figura 24C é um gráfico 2430 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 5 MHz capturados a partir do sistema 2100. Os pontos de constelação 2431 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os sinais de BW de 5 MHz recebidos na unidade de desagregação de DSP 2151 após a desagregação do canal.

[000128] A figura 24D é um gráfico 2440 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 10 MHz capturados a partir do sistema 2100. Os pontos de constelação 2441 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os sinais de BW de 10 MHz capturados na unidade de desagregação de DSP 2151 após a desagregação do canal.

[000129] A figura 24E é um gráfico 2450 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 15 MHz capturados a partir do sistema 2100. Os pontos de constelação 2451 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os sinais de BW de 15 MHz capturados na unidade de desagregação de DSP 2151 após a desagregação do canal.

[000130] A figura 24F é um gráfico 2460 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 20 MHz capturados a partir do sistema 2100. Os pontos de constelação 2461 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os sinais de BW de 20 MHz capturados na unidade de desagregação de DSP 2151 após a desagregação do canal.

[000131] Como mostrado nas figuras 24A-24F, cada um dos gráficos 2410-2460 mostra 64 grupos distintos de pontos de constelação, separados por distâncias substanciais. Entretanto, as distâncias de separação diminuem na medida em que a BW aumenta, por exemplo, as distâncias de separação para os pontos de constelação 2461 para os sinais de 20 MHz são substancialmente menores do que as distâncias de separação para os pontos de constelação 2431 para os sinais de 5 MHz. As distâncias de separação menores nas BWs maiores são devido ao fato de que os pontos de constelação 2411-2461 são obtidos durante um período de tempo fixo, em que um maior número de símbolos é recebido para os sinais de BW maiores, e assim maiores distorções de sinal são capturadas. Maiores sinais de frequência podem experimentar maiores atenuações em virtude das limitações da largura de banda do sistema 2100, como mostrado no gráfico 2300. Em algumas modalidades, a pré-equalização do canal pode ser realizada antes da transmissão para equalizar a resposta de frequência do sistema, por exemplo, a pré-equalização da resposta de frequência do canal óptico proporcionado por um link de fibra óptica, tais como os links 530, 630, e 730.

[000132] A figura 25 é um gráfico 2500 que ilustra as magnitudes de vetor de erro (EVMs) medido no sistema 2100 após a transmissão por 20 km de SSMF 2130. EVM é uma medida de distâncias entre os símbolos recebidos atuais e os símbolos gerados originais. No gráfico 2500, o eixo x representa EVM em unidades de percentual (%) e o eixo y representa a energia óptica em unidades de decibel-milliwatt (dBm). O gráfico 2510 corresponde ao EVM para o sinal de 64-QAM na BW de 1,4 MHz como uma função da energia óptica. O gráfico 2520 corresponde a EVM para o sinal de 64-QAM na BW de 3 MHz como uma função da energia óptica. O gráfico 2530 corresponde ao EVM para o sinal de 64-QAM na BW de 5 MHz como uma função da energia óptica. O gráfico 2540 corresponde ao EVM para o sinal de 64-QAM na BW de 10 MHz como uma função da energia óptica. O gráfico 2550 corresponde ao EVM para o sinal de 64-QAM na BW de 15 MHz como uma função da energia óptica. O gráfico 2560 corresponde ao EVM para o sinal de 64-QAM na BW de 20 MHz como uma função da energia óptica. Como mostrado, para um limiar de 8% de EVM, uma energia óptica recebida de cerca de -24 dBm é suficiente para todas as diferentes larguras de banda de canal com cerca de 20 km de transmissão de fibra.

[000133] A figura 26 é um gráfico 2600 que ilustra um gráfico constelar para os canais de BW de 1,4 MHz, 3 MHz, 5MHz, 10 MHz, 15 MHz, e 20 MHz capturados a partir do sistema 2100. No gráfico 2600, o eixo x representa os componentes I e o eixo y representa os componentes Q, onde o eixo x e o eixo y podem ser em algumas unidades constantes. Os pontos de constelação 2610 correspondem aos pontos de constelação de 64-QAM para os sinais de BW de 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, e 20 MHz capturados na unidade de desagregação de DSP 2151 após a desagregação do canal, onde a potência óptica recebida para os sinais é em cerca de -20 dBm. Como mostrado, os pontos de constelação 2610 mostram 64 grupos distintos, assim os dados originais transmitidos podem ser recuperados a partir dos sinais recebidos.

[000134] Para ainda aprimorar a eficiência óptica da BW e o custo, as modalidades descritas podem aplicar técnicas de multiplexação de divisão de comprimento de onda (WDM) para ainda multiplexar os múltiplos canais agregados em um sinal de veículo óptico para a transmissão sobre um único link de fibra óptica. Ainda, as modalidades descritas podem ser empregadas para agregar os canais sem fio a partir de diferentes protocolos de comunicação sem fio e podem empregar enchimento de amostras para a sincronização e/ou sintonia fina para suportar vários coeficientes de amostragem. O enchimento de amostra se refere a adicionar amostras adicionais a um sinal, por exemplo, com valores zero.

[000135] A figura 27 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma unidade transceptora de fronthaul sem fio 2700, que pode ser qualquer dispositivo que transmite e/ou recebe sinais ópticos e/ou sinais de RF. Por exemplo, a unidade transceptora 2700 pode ser localizada em um dispositivo de comunicação óptica, tais como a RRU 510, 610, e 710, e/ou a BBU 521, 620, e 720 em uma rede de fronthaul comunicação sem fio e sistema, tais como o sistema de fronthaul do sistema de comunicação sem fio 500, 600, e 700. A unidade transceptora 2700 pode também ser configurada para implementar ou suportar qualquer um de uma agregação do canal e um esquema de desagregação descrito, tal como os métodos 1600, 1700, 1800, e 1900. Aqueles versados na técnica podem reconhecer que o termo "unidade transceptora" engloba uma faixa ampla de dispositivos dos quais a unidade transceptora 2700 é meramente um exemplo. A unidade transceptora 2700 é incluída para fins de clareza de discussão, mas de modo algum pretende limitar a aplicação da presente descrição a uma modalidade particular da unidade transceptora ou classe de modalidades de unidade transceptora. Pelo menos algumas das características e métodos descritos na descrição podem ser implementadas em um aparelho de rede ou componente tal como a unidade transceptora 2700. Por exemplo, as características e os métodos na descrição podem ser implementadas usando um hardware, firmware, e/ou software instalados para rodar no hardware. Como mostrado na figura 27, a unidade transceptora 2700 pode compreender uma pluralidade de extremidades dianteiras 2710. As extremidades dianteiras 2710 podem compreender o frontend óptico e/ou o frontend de RF. Por exemplo, o frontend óptico pode ser similar ao frontend óptico 655 e 665 e pode compreender componentes E/O e/ou componentes O/E, que podem converter um sinal elétrico em um sinal óptico para a transmissão em uma fronthaul sem fio de rede óptica e/ou receber um sinal óptico a partir de uma rede de fronthaul sem fio e converter o sinal óptico em um sinal elétrico, respectivamente. O frontend de RF pode compreender componentes de RF, dispositivos de RF, e/ou interfaces de RF, tais como a RRHI 511, que pode receber e transmitir sinais de RF sem fio. Uma unidade de processamento 2730 pode ser acoplada ao frontend 2710 por meio de uma pluralidade de DACs 2740 e ADCs 2750. Por exemplo, os DACs 2740 podem ser similares aos DACs 413 e 613, e/ou os DACs de alta velocidade 653 e/ou 663. os ADCs 2750 podem ser similares aos ADCs 414 e 614, e/ou os ADCs de alta velocidade 654 e/ou 664. Os DACs 2740 podem converter sinais digitais elétricos gerados pela unidade de processamento 2730 em sinais analógicos elétricos que podem ser alimentados em um frontend 2710. Os ADCs 2750 podem converter sinais analógicos elétricos recebidos a partir do frontend 2710 em sinais digitais elétricos que podem ser processados pela unidade de processamento 2730. Em algumas modalidades, os ADCs 2750 e os DACs 2740 podem ser integrados com a unidade de processamento 2730. A unidade de processamento 2730 pode compreender um ou mais processadores, que podem incluir processadores gerais, processadores de núcleo único, processadores de múltiplos núcleos, circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), e/ou DSPs. A unidade de processamento 2730 pode compreender um módulo de agregação do canal 2733, que pode implementar os métodos 1600 e 1700, e um módulo de desagregação do canal 2734, que pode implementar os métodos 1800 e 1900. Em uma modalidade alternativa, o módulo de agregação do canal 2733 e o módulo de desagregação do canal 2734 podem ser implementados como instruções armazenadas no módulo de memória 2732, que pode ser executado pela unidade de processamento 2730. O módulo de memória 2732 pode compreender um cache para temporariamente armazenar o conteúdo, por exemplo, uma memória de acesso aleatório (RAM). Ainda, o módulo de memória 2732 pode compreender um armazenamento a longo prazo para armazenar o conteúdo relativamente mais longo, por exemplo, uma memória de apenas leitura (ROM). Por exemplo, o cache e o armazenamento a longo prazo podem incluir RAMs dinâmicas (DRAMs), unidades de estado sólido (SSDs), discos rígidos, ou combinações dos mesmos.

[000136] É entendido que por programar e/ou carregar instruções executáveis na unidade transceptora 2700, pelo menos um de unidade de processamento 2730 e/ou módulo de memória 2732 são mudados, transformando a unidade transceptora 2700 em parte em uma máquina ou aparelho particular, por exemplo, uma arquitetura de encaminhamento de múltiplos núcleos, tendo a nova funcionalidade ensinada pela presente descrição. É fundamental para as técnicas de engenharia elétrica e de engenharia de software que a funcionalidade que pode ser implementada por carregar software executáveis em um computador pode ser convertido em uma implementação de hardware por regras de configuração bem conhecidas. As decisões entre implementar um conceito em software versus hardware tipicamente se baseiam em considerações de estabilidade do desenho, dos números de unidades a serem produzidos, e/das necessidades de velocidade do clock em vez do que quaisquer itens envolvidos na tradução a partir do domínio do software para o domínio do hardware. Em geral, uma configuração que ainda está sujeita a mudanças frequentes pode ser preferida ser implementada em software, pelo fato de que a reconfiguração de uma implementação de hardware é mais antieconômica do que a reconfiguração de uma implementação de software. Em geral, uma configuração que é estável que será produzida em grande volume pode ser preferida ser implementada em hardware, por exemplo em um ASIC, pelo fato de que rodadas de grande produção de implementação de hardware podem ser mais econômicas do que a implementação de software. Com frequência, uma configuração pode ser desenvolvida e testada em uma forma de software e posteriormente transformada por regras de configuração bem conhecidas, a uma implementação equivalente de hardware em um ASIC que faz a ligação das instruções de software. Do mesmo modo que uma máquina controlada por um novo ASIC é uma máquina ou aparelho particular, da mesma forma um computador que foi programado e/ou carregado com as instruções executáveis pode ser visto como uma máquina ou aparelho particular.

[000137] Deve ser entendido que qualquer processamento da presente descrição pode ser implementado por fazer com que um processador (por exemplo, uma unidade de processamento central de objetivo geral (CPU) dentro de um sistema de computador) em um sistema de computador para executar um programa de computador. Nesse caso, um produto de programa de computador pode ser proporcionado a um computador ou um dispositivo móvel usando qualquer tipo de meio não transitório que pode ser lido por computador. O produto de programa de computador pode ser armazenado em um meio não transitório que pode ser lido por computador no computador ou um dispositivo de rede. Meio não transitório que pode ser lido por computador inclui qualquer tipo de meio de armazenamento tangível. Exemplos de meio não transitório que pode ser lido por computador incluem meio de armazenamento magnético (tal como discos flexíveis, fitas magnéticas, unidades de disco rígido, etc.), meio de armazenamento óptico magnético (por exemplo, discos magnéticos ópticos), disco compacto de memória de apenas leitura (CD-ROM), disco compacto que pode ser gravado (CD-R), disco compacto que pode ser reescrito (CD-R/W), disco versátil digital (DVD), disco Blu-ray (marca registrada) (BD), e memórias semicondutoras (tais como ROM de máscara, ROM programável (PROM), PROM apagável), ROM flash, e RAM). O produto de programa de computador pode também ser proporcionado a um computador ou um dispositivo de rede usando qualquer tipo de meio transitório que pode ser lido por computador. Exemplos de meio transitório que pode ser lido por computador incluem sinais elétricos, sinais ópticos, e ondas eletromagnéticas. Meio transitório que pode ser lido por computador pode proporcionar o programa a um computador por meio de uma linha de comunicação com fio (por exemplo, fios elétricos, e fibras ópticas) ou uma linha de comunicação sem fio.

[000138] Embora diversas modalidades tenham sido proporcionadas na presente descrição, deve ser entendido que os sistemas e métodos descritos devem ser incorporados em muitas outras formas específicas sem se desviar a partir do espírito ou âmbito da presente descrição. Os presentes exemplos têm que ser considerados como ilustrativos e não restritivos, e a intenção é não ser limitado aos detalhes dados aqui. Por exemplo, os vários elementos ou componentes podem ser combinados ou integrados em outro sistema ou determinadas características podem ser omitidas, ou não implementadas.

[000139] Ainda, técnicas, sistemas, subsistemas, e métodos descritos e ilustrados nas várias modalidades como distintos e separados podem ser combinados ou integrados com outros sistemas, módulos, técnicas, ou métodos sem se desviar a partir do âmbito da presente descrição. Outros itens mostrados ou discutidos como acoplados ou diretamente acoplados ou que se comunicam um com o outro podem ser indiretamente acoplados ou que se comunicam através de alguma interface, dispositivo, ou componente intermediário seja eletricamente, mecanicamente, ou de outro modo. Outros exemplos de mudanças, substituições, e alterações são observáveis por aqueles versados na técnica e podem ser produzidos sem se desviar a partir do espírito e âmbito descrito aqui.

Claims (11)

1. Método implementado por uma unidade de fronthaul sem fio, caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de: agregar uma pluralidade de primeiros sinais de canal sem fio compreendendo diferentes larguras de banda de canal associadas a diferentes coeficientes de amostragem para produzir um primeiro sinal agregado por meio de mapeamento de domínio de frequência digital (FDM), que compreende deslocamento de frequência uma pluralidade de frequências centrais dos primeiros sinais de canal sem fio para primeiras bandas de frequência de não sobreposição sem alterar as larguras de banda de canal, em que o primeiro sinal agregado está nas primeiras bandas de frequência de não sobreposição; converter o primeiro sinal agregado em um primeiro sinal modulado; e transmitir o primeiro sinal modulado para um link de fronthaul sem fio.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de agregar os primeiros sinais de canal sem fio compreende: realizar uma pluralidade de transformadas discretas de Fourier (DFTs) nos primeiros sinais de canal sem fio para produzir uma pluralidade de sinais de domínio de frequência; mapear os sinais de domínio de frequência para as primeiras bandas de frequência para produzir um sinal mapeado de canal; e realizar uma DFT inversa (IDFT) após mapear os sinais de domínio de frequência.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as primeiras bandas de frequência compreendem frequências positivas, em que agregar os primeiros sinais de canal sem fio ainda compreende: gerar um sinal de imagem para o sinal mapeado de canal por meio da realização de uma conjugação complexa, em que o sinal de imagem compreende frequências negativas; e adicionar o sinal de imagem ao sinal mapeado de canal para produzir um sinal simétrico conjugado, e em que o IDFT é realizado no sinal simétrico conjugado para produzir um sinal avaliado real.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que realizar o IDFT produz um sinal de domínio de tempo, e em que agregar o primeiro sinal de canal sem fio ainda compreende: realizar um processo de salvamento-sobreposição (OS) no sinal de domínio de tempo; e extrair amostras de M-L em cerca do centro do sinal de domínio de tempo, em que M é um tamanho do IDFT, em que L é um comprimento de sobreposição dos processos de OS que é menor do que M, e em que M e L são números inteiros positivos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende configurar um tamanho do IDFT, tamanhos dos DFTs, e um coeficiente de amostragem agregado (ASR) do IDFT de modo que o coeficiente de amostragem de cada primeiro sinal de canal sem fio corresponde a um número inteiro de pontos de IDFT em um domínio de frequência.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende: receber um segundo sinal agregado a partir do link de fronthaul sem fio, em que o segundo sinal agregado compreende uma pluralidade de segundos sinais de canal sem fio posicionados em uma pluralidade de segundas bandas de frequência de não sobreposição; converter o segundo sinal agregado em um sinal digital; e extrair os segundos sinais de canal sem fio a partir do sinal digital por meio do canal de desagregação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que extrair os segundos sinais de canal sem fio compreende: realizar uma transformada discreta de Fourier (DFT) no segundo sinal agregado para produzir um sinal de domínio de frequência; realizar desmapeamento do canal no sinal de domínio de frequência de acordo com as segundas bandas de frequência para produzir uma pluralidade de sinais de canais desmapeados; realizar umas DFTs inversa (IDFTs) no primeiro dos sinais de canais desmapeados para produzir um sinal de domínio de tempo; e realizar um processo de salvamento-sobreposição (OS) no sinal de domínio de tempo para produzir um segundo sinal de canal sem fio correspondente.

8. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende: um frontend de rádiofrequência (RF) configurado para receber uma pluralidade de sinais de canal de uplink (UL) sem fio compreendendo diferentes larguras de banda de canal associadas a diferentes coeficientes de amostragem por meio de diferentes canais de UL sem fio; uma unidade de agregação de canal acoplada ao frontend de RF e configurada para agregar sinais de canal de UL sem fio para produzir um sinal de UL agregado por meio de mapeamento de domínio de frequência (FDM), que compreende o deslocamento de frequência de uma pluralidade de frequências centrais dos primeiros sinais de canal sem fio para primeiras bandas de frequência de não sobreposição sem alterar as larguras de banda dos canais, em que o sinal de UL agregado compreende os sinais de canal de UL sem fio em diferentes primeiras bandas de frequência, e em que cada primeira banda de frequência expande uma mesma largura de banda (BW) como um canal de UL sem fio correspondente; e um frontend óptico acoplado à unidade de agregação de canal e configurado para: converter o sinal de UL agregado em um primeiro sinal óptico; e transmitir o primeiro sinal óptico para uma unidade de banda base (BBU) por meio de uma rede fronthaul sem fio.

9. Aperelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma pluralidade de conversores de frequência descendentes acoplados ao frontend de RF e configurados para a conversão de frequências descendente dos sinais de canal de UL sem fio para produzir uma pluralidade de sinais de banda base (BB); e uma pluralidade de conversores de analógico para digital (ADCs) que acoplam os conversores de frequência descendentes para a unidade de agregação de canal, em que os ADCs são configurados para converter os sinais IF em uma pluralidade de sinais digitais, em que a unidade de agregação de canal é ainda configurada para agregar os sinais de canal de UL sem fio por: realizar uma pluralidade de transformadas rápidas de Fourier (FFTs) nos sinais digitais para produzir uma pluralidade de sinais de domínio de frequência; mapear os sinais de domínio de frequência para as primeiras bandas de frequência; e realizar uma FFT inversa (IFFT) após mapear os sinais de domínio de frequência.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o frontend óptico é ainda configurado para receber um segundo sinal óptico que porta um sinal de link descendente (DL) agregado a partir da BBU por meio da rede de fronthaul sem fio, em que o sinal de DL agregado compreende uma pluralidade de sinais de canal de DL sem fio associados com diferentes canais de DL sem fio, em que os sinais de canal de DL sem fio são posicionados em diferentes segundas bandas de frequência e expandem as mesmas BWs como canais de DL sem fio correspondentes no sinal de DL agregado, e em que o aparelho ainda compreende uma unidade de desagregação de canal configurada para extrair os sinais de canal de DL sem fio em uma banda base (BB) a partir do sinal de DL agregado.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um conversor de digital para analógico (DAC) que acopla o frontend óptico para a unidade de desagregação de canal, em que o DAC é configurado para converter o sinal de DL agregado em um sinal digital, e em que a unidade de desagregação de canal é ainda configurada para extrair os sinais de canal de DL BB sem fio por: realizar transformadas rápidas de Fourier (FFTs) no sinal digital para produzir um sinal de domínio de frequência; realizar o desmapeamento do canal no sinal de domínio de frequência de acordo com as segundas bandas de frequência para produzir a pluralidade de sinais de canais desmapeados; e realizar uma FFT inversa (IFFT) no primeiro dos sinais de canais desmapeados para produzir um primeiro dos sinais de canal de DL sem fio na BB.