CN102084606B - 用于可配置的时分双工接口的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种通信系统，包括第一单元和通信地耦接到所述第一单元的第二单元。所述第一单元可操作来经由第一接口接收第一原始射频信号，并且所述第二单元可操作来经由第二接口接收第二原始射频信号。所述第二单元可操作来经由所述第二接口输出第一再现射频信号，所述第一再现射频信号从所述第一原始射频信号得出。所述第一单元可操作来经由所述第一接口和第三接口之一输出第二再现射频信号，所述第二再现射频信号从所述第二原始射频信号得出。在所述第二再现射频信号经由所述第三接口输出时，所述第一接口可操作为单工接口，并且在所述第二再现射频信号经由所述第一接口输出时，所述第一接口可操作为双工接口。

Description

用于可配置的时分双工接口的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及以下同日提交的共同待决申请，其通过引用的方式并入本文中：

美国专利申请序列号no. 12/144,961、标题为“用于通信系统中帧检测的方法和设备”、代理人卷号为No. 100.921US01（‘921申请）。

美国专利申请序列号no. 12/144,977、标题为“用于TDD系统中的切换的方法和设备”、代理人卷号为No. 100.916US01（‘916申请）。

美国专利申请序列号为no. 12/144,939、标题为“用于同步的时分双工信号切换的系统和方法”、代理人卷号为No. 100.924US01（‘924申请）。

发明背景

时分双工（TDD）方法在半双工通信链上模拟了全双工通信。尤其是，从第一装置到第二装置通信的信号发生在与从第二装置到第一装置通信的信号不相同的时刻。典型地，一个通信方向被称为“下行链路”方向（这里相应信号被称为“下行链路信号”或“下行链路通信”），而另一个通信方向则被称为“上行链路”方向（这里相应信号被称为“上行链路信号”或“上行链路通信”）。例如，在一些系统中，分配了单独的下行链路和上行链路时隙或子帧。

多系统采用TDD用于通信。例如，美国电气和电子工程师协会（IEEE）802.16标准中的一些实现使用了TDD来进行无线射频信号的通信。例如，微波存取全球互通（WIMAX）论坛已经根据使用TDD的IEEE 802.16公布了实现方案。在一个这种WIMAX方案中，动态分配了对每个方向上的通信所指派的时间量。换言之，随着上行链路数据量增加，对上行链路方向分配具有更大子帧形式的更大的带宽。

在TDD系统中，为了在装置之间成功通信，在装置从下行链路方向的通信切换到上行链路方向的通信时以及在装置从上行链路方向的通信切换到下行链路方向的通信时，这些装置需要同步。否则，信号会由于干扰或失误而丢失，因为每个装置没有切换到相同的信号方向。IEEE 802.16标准规定使用全球定位系统（GPS）接收机来提供用于将每个装置同步的准确时间基准。另外，IEEE 802.16标准还详细考虑了每个装置具有对IEEE 802.16帧和子帧进行解调和解码的能力，以提取表示下行链路和上行链路子帧将会有多长的信息。提取的信息还用来确定何时切换通信方向。

在一些地区，发送和接收WIMAX信号可能会出现问题。例如，在建筑物（比如写字楼和公寓楼、医院和机场）内可能会存在WIMAX覆盖问题。改善建筑物内RF覆盖的一个方式是使用变频分布式天线系统（DAS）。例如，在一种这样的分布式天线系统中，在位于建筑物屋顶上的施主天线处接收的下行链路RF信号被集线器单元下变频为中频（IF）信号，并通过传输电缆（例如光纤、同轴电缆、CATV电缆、双绞线电缆）分发到位于该建筑物内的远程天线单元。在远程天线单元处接收的下行链路IF信号被上变频回到原始RF频率并从远程天线辐射。类似地，在远程天线处接收的上行链路RF信号被远程天线单元下变频为IF信号并通过传输电缆传输回集线器单元。在集线器单元处接收的上行链路IF信号被上变频回到原始RF频率并从施主天线辐射。在美国专利No. 6,157,810中描述了这样的分布式天线系统的一个例子。

此外，一些系统还是用TDD以与耦接到主集线器的上游装置（比如基站或中继器）进行通信。然而一些这样的上游装置不是为TDD而配置的，因此不能成功连接到集线器。例如，一些上游装置配置了用于单工而非双工操作的两个单独的接口。为了使得能够与这样的装置连接，典型地在单工装置与集线器之间布置组合器。组合器在时分双工信号与单工信号之间转换。然而，对于需要组合器来成功连接到集线器的每个网络装置而言，发生了额外的成本。

发明内容

上述问题和其他问题被本发明所解决，并且将会通过阅读和学习以下说明而理解。

在一个实施例中提供了一种通信系统。所述通信系统包括第一单元和通信地耦接到所述第一单元的第二单元。所述第一单元可操作来经由第一接口接收第一原始射频信号，并且所述第二单元可操作来经由第二接口接收第二原始射频信号。所述第二单元可操作来经由所述第二接口输出第一再现射频信号，所述第一再现射频信号从所述第一原始射频信号得出。所述第一单元可操作来经由所述第一接口和第三接口之一输出第二再现射频信号，所述第二再现射频信号从所述第二原始射频信号得出。在所述第二再现射频信号经由所述第三接口输出时，所述第一接口可操作为单工接口，并且在所述第二再现射频信号经由所述第一接口输出时，所述第一接口可操作为双工接口。

附图简述

参考附图，本领域所属技术人员从以下描述可以明白本发明的特征。应理解附图仅描述本发明的典型实施例，因此不应当认为是对范围的限制，通过使用如下附图将更加具体和详细地描述本发明，其中：

图1是用于分发TDD射频信号的系统的一个实施例的框图。

图2是说明配置集线器操作模式的方法的一个实施例的流程图。

图3是适于在图1所示DAS中使用的主集线器的一个示例性实施例的框图。

图4是用于主集线器中的检测器电路的一个示例性实施例的框图。

图5是传输至主集线器和从主集线器传输而来的信号的频率分布图。

图6是适用于图1的DAS中的远程天线单元的一个实施例的框图。

按照惯例，所描述的各种特征没有按比例绘制，而是画成强调与本发明相关的具体特征。各个附图中的相似参考数字和标号表示相似元件。

附图详述

在下面的详细描述中参考了作为其一部分的附图，其中以说明的方式示出了实现本发明的具体说明性实施例。充分详细地描述了这些实施例，使得本领域技术人员能够实现本发明，并且应理解可以使用其他实施例，并且可以在不脱离本发明范围的情况下做出逻辑、机械和电气的改变。另外，在附图或说明书中出现的方法并不意在限制执行各个步骤的顺序。因此，下面的详细描述并不在于进行限制。

图1是用于分发TDD射频信号的分布式天线系统100的一个实施例的框图。这里将图1中所示的分布式天线系统100描述为实现来为了分发TDD WiMAX RF信号。然而，应理解，能够以其他方式（例如分发其他类型的TDD RF信号，比如无线宽带或WiBro信号）实现其他实施例。分布式天线系统100用来在一个或多个上游装置101（比如基站收发机、或无线接入点、或者其他射频信号源）与一个或多个下游无线装置110（例如移动站、固定无线调制解调器或其他无线装置）之间传输射频信号。在一些实施例中，上游装置101是电信服务提供商的基础设施的一部分，而下游装置包括用户预定设备。一般而言，对于上游装置101用来与下游无线装置110通信的每个射频信号或信道，原始下行链路射频信号由上游装置101原始地发射以被下游无线装置110接收，并且原始上行链路射频信号由下游无线装置110原始地发射以被上游装置101接收。在本文所述的特定实施例中，采用时分双工方案来分享每个射频信道。DAS 100被用于改善上游装置101的无线覆盖。

分布式天线系统100包括（例如直接或经由一个或多个中间单元）通信地耦接至一个或多个第二单元的第一单元。在图1的示例性实施例中，第一单元包括主集线器102、中间单元包括扩展集线器104，并且第二单元包括远程天线单元（RAU）106。特别地，虽然在该示例中仅示出了八个RAU 106和两个扩展集线器104用于说明，但是在其他实施例中可以使用其他数量的RAU 106和扩展集线器104。特别地，在一些实施例中，每个扩展集线器104可以连接多达八个RAU，并且可以将多达四个扩展集线器104耦接至主集线器102。

在图1所示的特定实施例中，主集线器102经由一个或多个中间扩展集线器104通信地耦接至远程天线单元106。在这样的实施例中，主集线器102经由一个或多个通信链路112通信地耦接至每个扩展集线器104。例如，在与图1有关的本文所述的一个实施例中，链路112包括一个或多个光纤电缆。特别地，如图1所示，对每个扩展集线器104与主集线器102之间的下行链路和上行链路信号采用单独的光纤。然而，在其他实施例中，为了对每个扩展集线器104与主集线器102之间的上行链路和下行链路信号两者使用单条光纤，在扩展集线器104和主集线器102中使用了波分多路复用（WDM）光组合器。远程天线单元106经由适当的链路114通信地耦接至扩展集线器104。适当的链路114包括，例如细同轴电缆、CATV电缆、或者其中分配多个RF频带的光纤电缆或例如仅仅分配单个RF频带的较低带宽的电缆（比如无屏蔽双绞线电缆）。

主集线器102通信地耦接至一个或多个上游装置101（比如基站、无线接入点、施主天线或者双向放大器或中继器）。在图1所示的特定实施例中，每个上游装置包括WiMAX基站101（分别称为101A和101B）。此外，图1所示的实施例在本文中描述为提供对为一些WiMAX系统方案定义的多输入多输出（MIMO）通信技术的支持。然而，应当理解，在其他实施例中，可以不支持MIMO通信技术。

在该特定实施例中，WiMAX基站101A具有两个RF接口103A和105A，它们的每一个直接（例如经由各自的同轴电缆）分别耦接到主集线器102的RF接口116A和117A。另外，WiMAX基站101B具有直接耦接到主集线器102的RF接口116B的一个RF接口103B。

RF接口117A和117B被配置来独立地操作于单工模式下。特别地，仅上行链路通信信号经由RF接口117A和117B从主集线器102传输到WiMAX基站101A和101B。然而，RF接口116A和116B可配置来在单工模式下或者在双工模式下操作。当被配置来在单工模式下操作时，仅下行链路通信信号经由RF接口116A和116B传输。当被配置来在双工模式下操作时，上行链路和下行链路通信信号都经由RF接口116A和116B传输。在图1所示的示例实施例中，RF接口116A被配置来在单工模式下操作，而RF接口116B被配置来在双工模式下操作。

此外，在图1所示的特定MIMO WiMAX实施例中，每个远程天线单元106耦接至两个远程天线118（分别称为118A和118B），RF信号经由这两个远程天线传输至一个或多个无线装置110或从一个或多个无线装置110中传出。然而，应当理解，在其他实施例中，每个远程天线单元106耦接至不同数量的天线（例如单个天线，其中必要时采用双工器和多个滤波器来合并和分开多个RF信号）。

DAS 100被配置来支持下行链路方向中的两个射频带和上行链路方向中的两个射频带。更具体地说，“下行链路RF带A”用来将下行链路RF信号从WiMAX基站101A中的RF接口103A传输至主集线器102上的RF接口116A，并且最终传输至每个远程天线118A以从中辐射出去。“下行链路RF带B”用来将下行链路RF信号从WiMAX基站101B中的RF接口103B传输至主集线器102上的RF接口116B，并且最终传输至每个远程天线118B以从中辐射出去。“上行链路射频带A”用来将每个远程天线118A上接收的上行链路RF信号传输至主集线器102的RF接口117A，并且最终传输至WiMAX基站101A的RF接口105A。“上行链路射频带B”用来将每个远程天线118B上接收的上行链路RF信号传输至主集线器102的RF接口116B，并且最终传输至WiMAX基站101B的RF接口103B。

在一些实施例中，用于下行链路RF信号带A的RF频带与用于下行链路RF信号带B中的相同。同样，用于上行链路RF信号带A的RF频带与用于上行链路RF信号带B中的相同。然而，应当理解，在其他实施例中，用于下行链路RF信号带A的RF频带可以与用于下行链路RF信号带B中的不相同。

此外，因为使用了TDD，所以用于下行链路RF信号带A的RF频带与用于上行链路RF信号带A的相同。同样，用于下行链路RF信号带B的RF频带与用于上行链路RF信号带B的相同。结果，在下面的描述中，有时称为“RF带A”和“RF带B”。然而，如上所述，TDD的使用需要针对每个RF带A和B的主集线器102和每个远程天线单元106，以在下行链路方向中的通信（即从主集线器102至远程天线单元106）与上行链路方向中的通信（即从每个远程天线单元106至主集线器102）之间进行切换，以及在上行链路方向中的通信与下行链路方向中的通信之间进行切换。

如上所述，在一些实施例中，通过来自帧的提取信息来使切换变得一致，所述提取信息指示了下行链路和上行链路子帧的每一个将有多长。在其他实施例中，主集线器102被配置来发射用来控制每个RAU 106中的切换的控制信号，如在序列号为no. 12/144,939、标题为“用于同步的时分双工信号切换的系统和方法”、代理人卷号为No. 100.924US01（‘924申请）的共同待决美国专利申请中所述的那样。‘924申请通过引用的方式并入本文中。

在图1所示的特定MIMO WiMAX实施例中，WiMAX基站101A和101B从各个RF接口103发射两个原始下行链路RF信号，两个原始下行链路RF信号均在相同RF频带中发射。将原始下行链路RF信号提供到主集线器102的各自的接口116。如下文中更详细描述的那样，每个原始下行链路RF信号被独立地滤波和下变频至中频（IF）。原始下行链路RF信号被下变频至不同的IF频带。两个下行链路IF信号被合并（即，采用频分多路(FDM)进行复用）以分发给远程天线单元106。

采用模拟光学调制器通过各自的光纤链路112将合并的下行链路IF信号传输至每个扩展集线器104。每个扩展集线器104接收并解调光学信号以恢复合并的下行链路IF信号，随后将信号发射到采用电缆114耦接至该扩展集线器104的每个远程天线单元106。每个远程天线单元106接收合并的IF信号并将这些IF信号分成针对从WiMAX基站101A和101B原始接收的每个下行链路RF信号的独立的IF信号。随后，远程天线单元106将每个独立的IF信号上变频至从WiMAX基站101A和101B接收时的该信号的原始RF频率（两者相同），以再现每个原始下行链路射频信号。与下行链路射频带A对应的再现下行链路RF信号随后从用于该远程天线单元106的远程天线118A辐射，并且与下行链路射频带B对应的再现下行链路RF信号随后从用于该远程天线单元106的远程天线118B辐射。两个再现下行链路RF信号被辐射，以被位于该远程天线单元106的覆盖区域之内的适合的无线装置110（如果有的话）接收。

在上行链路方向上执行类似的处理。每个无线装置110从两个分别的天线发射两个原始上行链路RF信号。在每个远程天线单元106处，该RAU 106的每个远程天线118A和118B接收这两个原始上行链路RF信号。接收的原始上行链路RF信号被滤波以去除带外信号。远程天线单元106将每个这样的上行链路RF信道下变频到不同的中频（IF）以经由扩展集线器104分发回主集线器102。下变频的上行链路IF信道被（采用FDM）合并并经由各自的电缆114传输至每个扩展集线器104。每个扩展集线器104将其从耦接于此的远程天线单元106接收的各种IF上行链路信号进行合并，并采用模拟光学调制器通过光纤链路112将合并的IF信道传输至主集线器102。主集线器102从每个扩展集线器104接收并解调光学信号，以恢复从该扩展集线器104发射的合并上行链路IF信号。随后，对来自所有扩展集线器106的恢复的合并上行链路IF信号进行合并。主集线器102随后将合并的上行链路IF信号分成多个独立的上行链路IF信号，其中之一对应于上行链路RF带A的那些信号，并且其余对应于上行链路RF带B。

主集线器102随后将每个这样分开的IF信号上变频至其如同通过空气所接收的原始RF频率（在本实施例中，对于上行链路RF带A和带B两者是相同的），以再现每个原始上行链路射频信号。随后，经由主集线器102的RF接口116A将对应于RF带A的再现上行链路RF信道传输到WiMAX基站101A的RF接口103A。经由主集线器102的RF接口117B将对应于RF带B的再现上行链路RF信道传输到WiMAX基站101B的RF接口105B。

在其他实施例中，如果对IF和RF频率进行选择来使得可以采用块上变频器和块下变频器（而不是采用分离的、单独的窄带上变频器和下变频器），则不需要信号分离。在这样一个实施例的最简单示例中，如果将系统设计成在900MHz带中分配多载波GSM，并且每个载波位于相互之间正确的频率偏移处，则整个IF频谱相对于具有单独的窄带上变频器能够上变频为一个连续的块，并且对于RF频谱的下变频情况也具有同样效果。

还可以通过电缆114向远程天线单元106提供电力，使得无需附加电源对远程天线单元106供电。DAS 100根据需要可以包括如下操作的一个或多个：滤波、放大、波分复用、双工、同步和监控功能。

更具体地说，主集线器102被配置来支持上游装置101与主集线器102之间的如上所述的双工和单工通信链路两者，如在下文中将要详细描述的那样。通过使得以相同集线器能够使用双工通信链路或者使用单工通信链路，本发明的实施例减小了实现TDD的普通系统的成本和复杂性。如上所述，典型地将组合器布置在上游装置与主集线器102之间以使得能够使用单工装置和链路。然而，通过主集线器102则可以避免这一额外成本。另外，还避免了将单工通信链路结合到一个双工链路中的处理时间和复杂性。

图2是示出配置集线器操作模式的方法200的流程图。在下面对图2的描述中，本文以与图1的DAS 100相关的实现方式来描述该方法。更具体地说，本文将方法200描述为利用主集线器102来实现。应当理解，能够以采用TDD的其他类型的通信系统来实现方法200。而且，还可以参照由图1的DAS 100所支持的频带之一来描述方法200，尽管应当理解这种处理也可以对其他频带来执行。

方法200包括产生指示期望操作模式的控制信号（块202）。特别地，该控制信号要么指示单工模式，要么指示双工模式。在该示例中，在主集线器102的安装期间根据用户输入来产生该控制信号。然而，应当理解，在其他实施例中，可以在其他情形下产生控制信号。例如，在一些实施例中，主集线器202被配置来自动产生控制信号以根据对单工接口117的连接的检测来进行自配置（self-configure）另外，针对RF带A和带B的每一个来产生单独的控制信号，使得能够同时进行单工和双工操作。

针对RF带A和带B的每一个将期望的操作模式指示为双工或单工（块204）。如果针对RF带A和带B中之一的期望操作模式被指示为双工模式，则上行链路IF/RF电路各自分别被耦接到各自的单工/双工接口116（块206）。特别地，在该实施例中，上行链路IF/RF电路经由另一开关和带通滤波器耦接到各自的单工/双工接口，如下文详述的那样。上行链路IF/RF电路被配置来将上行链路IF信号上变频到各自的RF频带，如下文详述的那样。对于双工模式，主集线器102在下行链路方向的通信与上行链路方向的通信之间切换（块208）。在该示例性实施例中，在下行链路方向的通信与上行链路方向的通信之间切换包括监控下行链路方向上传播的通信信号。当检测到下行链路信号时，双工/单工接口被切换到各自的下行链路IF/RF电路，并且当在下行链路方向没有检测到下行链路信号传播时，双工/单工接口被切换到各自的上行链路IF/RF电路。

如果RF带A和带B之一的期望操作被指示为单工模式，则各自的上行链路IF/RF电路耦接到单工上行链路接口117（块210）。各自的下行链路IF/RF电路耦接到各自的双工/单工接口116（块212）。各自的上行链路IF/RF电路合下行链路IF/RF的每一个在该实施例中经由带通滤波器耦接到各自的接口，如下文详述的那样。因此，在这种情况下，由于上行链路RF信号没有提供给接口116，因此双工/单工接口116操作在针对下行链路通信的单工模式下。因此，方法400使得单个集线器能够支持单工操作模式和双工操作模式两者。通过消除对组合器的需要以及针对每个操作模式的单独的集线器的需要，同时支持这两种操作模式减少了成本。

图3是适于在图1所示的DAS中使用的主集线器102的一个示例性实施例的框图。如上所述，主集线器102实现来分发TDD WiMAX RF 信号。集线器102包括两个带通滤波器322（每一个用于每个频带）和两个带通滤波器323（每一个用于每个频带）。带通滤波器322在图3中分别称为322A和322B。每个带通滤波器322耦接到主集线器102的双工/单工RF接口116的各自的一个。带通滤波器323在图3中分别称为323A和323B。每个带通滤波器323耦接到单工上行链路接口117的各自的一个。带通滤波器322将在各自的RF接口116上接收的下行链路RF信号中以及在各自的 RF接口116上输出的上行链路RF信号中包括的任何带外信号（即，处在各个频带A或B之外的任何信号）滤除。带通滤波器323将在各自的RF接口117上输出的上行链路RF信号中包括的任何带外信号滤除。

主集线器102包括针对每个频带A和B分别的下行链路IF/RF电路330和上行链路IF/RF电路332。下行链路IF/RF电路330在图3中被分别称为330A和330B，并且上行链路IF/RF电路332在图3中被分别称为332A和332B。对于每个带A和B，当操作在双工模式下时，各自的开关326被用来在该频带的各自的TDD控制信号的控制下选择性地将各自的带通滤波器322耦接到各自的下行链路IF/RF电路330或者耦接到各自的上行链路IF/RF电路332。开关326在图3中分别称为326A和326B。

类似地，对于每个带A和带B，当操作在单工模式下时，各自的开关327用来选择性地将各自的上行链路IF/RF电路332耦接到各自的开关326或者耦接到各自的用于该频带的带通滤波器323。开关327在图3中分别称为327A和327B。另外，当操作在单工模式下时，开关326被设定来仅将各自的下行链路IF/RF电路330耦接到各自的带通滤波器322。

每个下行链路IF/RF电路330将各自的RF信号下变频到各自的IF频带。如上所述，在本文所述的TDD WiMAX 实施例中，带A和带B两者的下行链路RF信号具有相同的RF频带，并且下行链路IF/RF电路330将带A和带B两者的RF信号下变频到不同的IF带。在一个实施例中，每个下行链路IF/RF电路330包括混合器，该混合器采用适当的IF基准信号来对各自的RF信号进行下变频，所述适当的IF基准信号例如根据由下行链路IF/RF电路330和上行链路IF/RF电路332以及在每个RAU 106中的相应电路所使用的全球基准信号（CLOCK）而产生。在这样的实施方式中，随后对混合器的下变频后的输出进行调整（例如，进行放大和/或衰减以调节下变频后的信号的增益，并且进行带通滤波以消除任何带外信号）。

多路复用器340将下行链路IF/RF电路330输出的下行链路IF信号、全球基准信号（CLOCK）、操作、管理、和维护（OAM）信道（FSK）、以及下行链路导频信号（PILOT，导频）进行合并。OAM信道用于在主集线器102和每个远程天线单元106之间传输操作、管理、和维护信息。在图3所示的特定实施例中，采用频移键控（FSK）调制/解调来将这样的OAM信息调制到OAM信道上或者从OAM信道上解调出这样的OAM信息。下行链路导频信号用来在远程天线单元106中执行下行链路自动增益控制。采用频分复用（FDM）对下行链路IF信号、全球基准信号（CLOCK）、操作信道（FSK）、以及下行链路导频信号（PILOT）进行合并。多路复用器340的电输出用来调制光载波（采用模拟光调制器(在图3中示出为E/O接口342)）。随后，得到的下行链路光学信号被分开并提供到每个扩展集线器104。

主集线器102还包括用于每个扩展集线器104（主集线器102连接到其上）的O/E接口344。每个O/E接口344队从各个扩展集线器104发射的各个上行链路光信号进行解调。随后，得到的电上行链路信号被多路分离器341在频率基础上进行多路转换，以将频带A的上行链路IF信号与频带B的上行链路IF信号分开，并提取上行链路导频信号（其用于上行链路IF信号的自动增益控制）和OAM信号（其提供到控制器324(将在下面描述)以进行处理）。每个频带的上行链路IF信号被供给各自的上行链路IF/RF电路332。

每个上行链路IF/RF电路332将各自的上行链路IF信号上变频到各自的RF频带。如上所述，在本文所述的TDD WiMAX实施例中，带A和带B的上行链路RF信号均具有相同的RF频带，并且每个上行链路IF/RF电路332将带A和带B的IF信号（它们具有不同的频带）上变频到相同的RF带。在一个实施方式中，每个上行链路IF/RF电路332包括混合器，该混合器使用例如根据全球基准信号（CLOCK）而产生的适当RF基准信号来对各个IF信号进行上变频。在这样的实施方式中，混合器的上变频后的输出随后被调整（例如，采用上行链路导频信号来进行放大和/或衰减以调节上变频后的信号的增益，并且进行带通滤波以消除任何带外信号）。

主集线器102包括控制DAS 100的操作的控制器324。控制器324生成信号来控制针对带A和带B的开关322和323的切换。当将主集线器102配置用于双工操作时，控制器324声明开关控制信号，该开关控制信号指示各个开关327将各自的上行链路IF/RF电路332耦接到各自的开关326。当操作在双工模式下时，控制器324根据由各个检测器电路320产生的检测信号来生成针对各个开关326的开关控制信号。每个检测器电路320在图3中被分别称为320A和320B。每个检测器电路320耦接到各自的带通滤波器322。每个检测器电路320对下行链路方向上传播的通信下行链路RF信号进行监控。当每个检测器电路320检测到下行链路RF信号时，检测器电路320声明（assert）其检测信号以向控制器324指示该事实。可以采用配置来对以给定方向传输的信号进行检测的任何适当的检测器电路来实现每个检测器电路320。在图4中更详细地示出和描述了示例性检测器电路。

当检测器电路320之一声明其检测信号时，控制器324为相应的频带声明各自的开关控制信号。例如，如果检测器电路320A检测到带A的下行链路RF信号，则控制器324对带A声明其控制信号。每个开关326配置来在声明开关控制信号时将各自的下行链路IF/RF电路330耦接到各自的RF接口116，并且在没有声明开关控制信号时将各自的上行链路IF/RF电路332耦接到各自的RF接口116。这样切换的结果是使各个下行链路IF/RF电路330能够将正在下行链路方向上传输的任何下行链路RF信号进行下变频和调整，并且使各个上行链路IF/RF电路332能够将正在上行链路方向上传输的任何上行链路IF信号进行上变频和调整。

当将集线器102配置用于单工模式时，控制器针对各个开关326和327生成并声明开关控制信号。具体地说，控制器324声明了这样一个开关控制信号，其指示各个开关326要将各自的下行链路IF/RF电路330耦接到针对每个带的各自的带通滤波器322。控制器324还声明了控制信号，该控制信号指示各个开关327要将各自的上行链路IF/RF电路332耦接到各自的带通滤波器323。在单工模式操作期间，控制器324不声明额外的开关控制信号。

图4是主集线器102中使用的示例性检测器电路320的框图。如图4所示，检测器电路322包括定向耦合器462，其被配置来不相等地划分在下行链路方向上传播的信号并且让上行链路方向上传播的信号完全通过。因此，下行链路信号的小部分信号幅度通过定向耦合器462到达放大器464。放大器464以预定增益放大划分的信号。放大后的信号随后传到检测器466。检测器466禁止放大后的信号传到控制器324，除非其超过阈值幅度水平。因此，检测器466防止噪声被误认作下行链路信号。一旦超过阈值幅度水平，放大后的信号被传到控制器。检测器466可以采用各种电路部件来实现，包括但不限于反向偏置二极管和均方根（RMS）检测器、以及集成电路检测器，比如产品型号为AD8362的模拟器件IC。另外，检测器电路322不限于图4所示的示例性检测器电路。例如，在一些实施例中，采用如在‘921申请或‘916申请中描述的检测器电路。

图5是传输至主集线器102和从主集线器102传输而来的信号的频率分布图。显然，图5所示以及本文所讨论的这些频率是以示例性方式提供的，并非限制。应当理解，在其他实施例中可以采用其他频率。每个IF带包括用于传输上行链路IF信号的部分（即子频带）和用于传输下行链路IF信号的部分。频率分布图包括全球基准信号（CLOCL）（在图5所示示例中为10.7MHz）。所述频率还包括对应于每个RF带A和带B的IF频带。在一些实施例中，带A和带B可被选择为30MHz或66MHz的宽度。操作的RF和相应IF频带是在安装期间配置的字段。例如，下面的表1显示了每个频带A和B在配置为30MHz或66MHz带时的示例上行链路和下行链路IF频带。

表1

频率分布图还可包括下行链路导频信号和上行链路导频信号（PILOT）（在图5所示示例中分别为609.9MHz 和315MHz ）。在该示例中的上行链路导频信号被设置为主集线器102与扩展集线器104之间的315MHz。另外，在该示例中，上行链路导频信号被设置为扩展集线器104与RAU 106之间的140MHz。频率分布图还可包括OAM信道（FSK）（在图5中所示的示例中为900MHz）。

图6是适于在图1的DAS 100中使用的远程天线单元106的一个实施例的框图。RAU 106经由传输接口646通信地耦接到各自的扩展集线器104。双工器648用来在传输接口646上输出上行链路IF信号和上行链路导频信号，并且接收下行链路IF信号、全球基准信号、下行链路导频信号和OAM信号。滤波器650分开这些下行链路信号。导频信号被传到导频检测器652以用来控制最终从RAU 106辐射出去的下行链路RF信号的增益。

RAU 106包括针对每个频带A和频带B的下行链路IF/RF电路656（分别被称为656A和656B）和上行链路IF/RF电路658（分别被称为658A和658B）。

每个下行链路IF/RF电路656将各自的下行链路IF信号上变频到各自的RF频带。如上所述，在本文所述的TDD WiMAX实施例中，带A和带B的下行链路RF信号两者均具有相同的RF频带。下行链路IF/RF电路656将带A和带B（其具有不同的IF频带）的IF信号上变频到相同的RF带。在一个实施方式中，每个下行链路IF/RF电路656包括混合器，该混合器采用例如根据从RAU 106处接收的全球基准信号（CLOCK）产生的适当的RF基准信号来对各自的IF信号上变频。在这样的实施方式中，混合器的上变频后的输出随后被调整（例如，被放大和/或衰减以采用下行链路导频信号来调节上变频后的信号的增益，并且进行带通滤波来消除任何带外信号）。随后将上变频后的RF信号供给各自的天线118以从中辐射出去（经由各自的开关660和各自的带通滤波器662——如下文所述，当各自的开关760将下行链路IF/RF电路656耦接到天线118时）。每个天线118经由各自的射频接口661耦接到远程天线单元106（及其部件）。

将从每个天线118接收的上行链路RF信号提供到各自的上行链路IF/RF电路658（经由各自的带通滤波器662和各自的开关660——如下文所述，当各自的开关660将上行链路IF/RF电路658耦接到天线118时）。每个上行链路IF/RF电路658将各自的上行链路RF信号下变频到各自的IF频带。如上所述，在本文所述的TDD WiMAX实施例中，带A和带B两者的上行链路RF信号具有相同的上行链路RF频带，并且上行链路IF/RF电路658将带A和带B的上行链路RF信号下变频到不同的IF带。在一个实施方式中，每个上行链路IF/RF电路658包括混合器，该混合器采用例如根据在RAU 106处接收的全球基准信号（CLOCK）产生的适当的IF基准信号来对各自的上行链路RF信号下变频。在这样的实施方式中，随后调整混合器的下变频后的输出（例如，被放大和/或衰减以调节下变频后的信号的增益，并且进行带通滤波来消除任何带外信号）。

组合器664将上行链路IF/RF电路658输出的多个上行链路IF信号与上行链路导频信号进行合并。上行链路导频信号用来执行主集线器102中的上行链路自动增益控制。采用频分复用来合并上行链路IF信号和上行链路导频信号。组合器664的输出经由双工器648在传输接口646上被输出。

尽管在图1至图6所示实施例中描述了采用一个或多个扩展集线器104来将主集线器102耦接到远程天线单元106，但是在另一实施例中，主集线器102直接耦接到远程天线单元106而不采用扩展集线器。在一个这样的实施例中，该主集线器类似于如图1和图3中所示的主集线器102，不同之处在于该主集线器包括分离器，该分离器将多路复用器340输出的下行链路IF信号分成针对耦接了主集线器的每一个远程天线单元的下行链路IF信号的单独示例。在这样的实施方式中的主集线器还包括针对耦接了主集线器的每一个远程天线单元的单独的双工器，其中该双工器将该下行链路IF信号的示例与通过与该双工器相关联的远程天线单元输出的上行链路IF信号合并。在这样的实施方式中，主集线器还包括组合器，该组合器将从远程天线单元接收的所有上行链路IF信号进行合并，并且输出提供到多路分离器341的合并后的上行链路IF信号。在一些实施例中，一些远程天线单元经由扩展集线器耦接到主集线器，一些远程天线单元不采用扩展集线器而直接耦接到主集线器。

尽管在图1至图6中所示的实施例描述了被实现为传输两个频带，但是在其他实施例中还可以传输不同数量的频带。例如，在这样的一个实施例中，DAS用来分发单个频带（例如，使用相对低的带宽的电缆，比如未屏蔽双绞线电缆）。在另外的实施例中，可以传输三个或更多频带。

尽管在图1至图6中所示的实施例描述了被实现为传输两个MIMO WiMAX频带，但是在其他实施例中，可以传输其他类型的TDD信号（例如，非MIMO WiMAX信号）。

尽管本文已经说明和描述了特定实施例，本领域技术人员应当理解，设计来实现相同目的的任何装置都可以用来替代所示的特定实施例。本申请意在覆盖本发明的任何改型或变型。因此，很显然，本发明仅由权利要求及其等同物限定。

Claims (28)

1.一种通信系统，包括：

第一单元；和

通信地耦接到所述第一单元的第二单元；

其中所述第一单元可操作来经由第一接口接收第一原始射频信号，并且所述第二单元可操作来经由第二接口接收第二原始射频信号；

其中所述第二单元可操作来经由所述第二接口输出第一再现射频信号，所述第一再现射频信号从所述第一原始射频信号得出；

其中所述第一单元可操作来经由所述第一接口和第三接口之一输出第二再现射频信号，所述第二再现射频信号从所述第二原始射频信号得出；

其中，在所述第二再现射频信号经由所述第三接口输出时，所述第一接口可操作为单工接口，并且在所述第二再现射频信号经由所述第一接口输出时，所述第一接口可操作为双工接口。

2.如权利要求1所述的通信系统，其中所述系统包括分布式天线系统，所述第一单元包括主集线器，并且所述第二单元包括至少一个远程天线单元。

3.如权利要求2所述的通信系统，其中所述主集线器经由至少一个扩展集线器通信地耦接到所述至少一个远程天线单元。

4.如权利要求3所述的通信系统，其中所述至少一个扩展集线器包括四个扩展集线器，每个扩展集线器耦接到所述主集线器，以及多达八个远程天线单元。

5.如权利要求3所述的通信系统，其中所述至少一个扩展集线器通过光学链路耦接到所述主集线器，并且通过电气链路耦接到所述至少一个远程天线单元。

6.如权利要求2所述的通信系统，其中所述至少一个远程天线单元和所述主集线器的每一个可操作来按照IEEE 802.16e时分双工方案接收和输出射频信号。

7.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一单元包括：

下行链路电路，其被配置来处理经由所述第一接口接收的射频信号；

上行链路电路，其被配置来处理通过所述第一接口和所述第三接口之一输出的信号；

第一开关，其被配置来将所述第一接口耦接到所述上行链路电路和所述下行链路电路之一；

第二开关，其被配置来将所述上行链路电路耦接到所述第一开关和所述第三接口之一；和

开关控制器，其被配置来控制所述第一开关和所述第二开关的切换。

8.如权利要求7所述的通信系统，其中所述第一单元还包括：

检测器电路，其被配置来监控经由所述第一接口接收的射频信号；

其中，当经由所述第一接口接收到射频信号时，所述检测器电路向所述开关控制器传递指示所述第一开关要被切换来使得所述第一接口耦接到所述下行链路电路的信号。

9.如权利要求8所述的通信系统，其中所述检测器电路包括：

定向耦合器，其被配置来分出在所述第一接口接收的射频信号的一部分；

放大器，其耦接到所述定向耦合器，并且被配置来放大所传播的所述射频信号的被分出的部分；和

检测器，其被配置来成块地传播所述放大后的被分出的部分，除非所述被分出的部分的幅度超过了阈值幅度水平。

10.如权利要求2所述的通信系统，其中所述主集线器还包括：

第一带通滤波器，其耦合到所述第一接口并且被配置来选择期望的频带；和

第二带通滤波器，其耦接到所述第三接口并且被配置来选择期望的频带。

11.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一单元可操作来接收多个第一原始射频信号，并且所述第二单元可操作来接收多个第二原始射频信号；

其中采用多输入多输出方案来在相同射频信道上发射所述多个第一原始射频信号和所述多个第二原始射频信号；

其中所述第二单元耦接到多个天线，其中在所述多个天线的各自的一个上输出所述多个第一再现射频信号的每一个，并且在所述多个天线的各自的一个上接收所述多个第二原始射频信号的每一个。

12.如权利要求11所述的通信系统，其中最初采用时分双工在多个射频上发射所述多个第一原始射频信号和所述多个第二原始射频信号。

13.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一原始射频信号由基站发射到所述第一单元的所述第一接口，并且所述第二原始射频信号由无线单元进行广播。

14.如权利要求13所述的通信系统，其中所述基站经由下列方式之一通信地耦接到所述第一单元：将所述基站直接连接到所述第一单元的所述第一接口，和将所述基站无线地耦接到所述第一单元。

15.如权利要求14所述的通信系统，其中所述基站经由中间装置无线地耦接到所述第一单元，其中所述中间装置经由有线连接直接连接到所述第一单元。

16.如权利要求15所述的通信系统，其中所述中间装置包括中继器和双向放大器中的至少一个。

17.如权利要求1所述的通信系统，还包括多个第二单元。

18.一种通信单元，包括：

第一接口，可操作来接收原始射频信号，所述第一接口还可操作来发射再现射频信号；

第二接口，可操作来发射再现射频信号；

第一电路，其可操作来生成传输信号以便将所述原始射频信号传输到可操作来再现和输出所述原始射频信号的第二单元；

第二电路，其可操作来生成通过所述第一接口和所述第二接口之一发射的再现射频信号； 

第一开关，其可操作来将所述第一接口耦接到所述第一电路和所述第二电路之一；

第二开关，其可操作来将所述第二电路耦接到所述第一开关和所述第二接口之一；和

开关控制器，其可操作来控制所述第一开关和所述第二开关的切换，

其中所述第一开关被配置为，当所述第二开关将所述第二电路耦接到所述第二接口时，将所述第一接口仅耦接到所述第一电路；并且

其中所述第一开关被配置为，当所述第二开关将所述第二电路耦接到所述第一开关时，将所述第一接口耦接到所述第一电路和所述第二电路中任一个。

19.如权利要求18所述的通信单元，其中所述通信单元可操作来按照IEEE 802.16e时分双工方案接收和输出射频信号。

20.如权利要求18所述的通信单元，其中所述通信单元还包括：

检测器电路，其被配置来监控经由所述第一接口接收的射频信号；

其中，当经由所述第一接口接收到射频信号时，所述检测器电路向所述开关控制器传递指示所述第一开关要被切换来使得所述第一接口耦接到下行链路电路的信号。

21.如权利要求20所述的通信单元，其中所述检测器电路包括：

定向耦合器，其被配置来分出在所述第一接口接收的射频信号的一部分；

放大器，其耦接到所述定向耦合器，并且被配置来放大所传播的所述射频信号的被分出的部分；和

检测器，其被配置来成块地传播放大后的被分出的部分，除非所述被分出的部分的幅度超过了阈值幅度水平。

22.如权利要求20所述的通信单元，其中所述通信单元还包括：

第一带通滤波器，其耦接到所述第一接口并且被配置来选择期望的频带；和

第二带通滤波器，其耦接到所述第二接口并且被配置来选择期望的频带。

23.如权利要求18所述的通信单元，其中所述原始射频信号包括原始下行链路射频信号，所述第一电路包括下行链路电路；并且所述第二电路包括上行链路电路。

24.如权利要求18所述的通信单元，其中所述通信单元可操作来耦接到多个第二单元。

25.一种配置通信单元的操作模式的方法，所述方法包括：

产生指示期望操作模式的控制信号；

当所述控制信号指示的期望操作模式是双工模式时，

切换在可操作来生成用于将原始射频信号传输到第二单元的传输信号的第一电路与可操作来生成再现射频信号的第二电路之间的第一开关，以将所述第一电路和所述第二电路之一耦接到第一接口；以及

切换第二开关以将所述第二电路连接到所述第一开关；

以及

当所述控制信号指示所述期望操作模式是单工模式时，

切换所述第一开关以将所述第一电路耦接到所述第一接口；以及

切换所述第二开关以将所述第二电路耦接到第二接口。

26.如权利要求25所述的方法，其中切换在所述第一电路与所述第二电路之间的所述第一开关包括：

监控经由所述第一接口接收的原始射频信号；

当检测到原始射频信号时，切换所述第一开关以将所述第一电路耦接到所述第一接口；和

当未检测到原始射频信号时，切换所述第一开关以将所述第二电路耦接到所述第一接口。

27.如权利要求26所述的方法，其中监控所述原始射频信号包括：

分出所述原始射频信号的一部分；

将所述原始射频信号的被分出的部分放大；和

如果被分出的部分超过阈值水平，则将所述原始射频信号的放大后的被分出的部分传递到开关控制器。

28.如权利要求25所述的方法，其中产生控制信号包括在所述通信单元的安装期间根据用户输入来产生控制信号。