CN102318218A

CN102318218A - 用于分布式移动通信的方法、相应的系统和计算机程序产品

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Publication number: CN102318218A
Application number: CN2008801327954A
Authority: CN
Inventors: M·保尔蒂; P·吉亚诺拉; B·梅利斯; A·鲁西多
Original assignee: Telecom Italia SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2028-12-30
Also published as: US20110268033A1; ES2673186T3; BRPI0823408B1; US10014910B2; EP2374219B1; BRPI0823408A2; WO2010075864A1; EP2374219A1; CN102318218B

Abstract

一种安排蜂窝通信系统内的用户终端(U₁，U₂，...U_N)和至少一个基站之间的信号交换的方法。基站包括一个中央单元(CU_OFDM)和多个远程单元(RU_OFDM)。信号作为用于多个用户终端的聚合信号在中央单元(CU_OFDM)和远程单元(RU_OFDM)之间交换(14-18)。信号在远程单元(RU_OFDM)作为每一个与多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户终端相关联的个别信号进行处理(150)。

Description

用于分布式移动通信的方法、相应的系统和计算机程序产品

技术领域

本公开涉及在移动通信内提供无线电接入的技术。

更具体地，本公开是关注其在采用分布式天线系统(DAS，distributed antenna system)的网络中的可能应用而开发的。

背景技术

DAS系统包括一个或多个中央单元(CU，Central Unit)，优选的是，中央单元通过光纤链路与多个远程单元(RU，Remote Unit)连接。每个中央单元连接到电信运行商的网络。

图1示出了传统的DAS体系结构，其中，中央单元CU通过接口IF接收数据。中央单元CU执行基站(BS)设备的信号处理操作。它包括实现诸如无线电资源控制(RRC)、无线电链路控制(RLC)和媒体接入控制(MAC)之类的高层协议(L2/L3)的块10和执行直至产生复合数字基带信号CDS的物理层(L1)信号处理操作的块12。

然后，复合数字基带信号借助于块14从电信号变换成光信号(E/O变换)，再通过光纤链路16发送给远程单元RU。

每个远程单元RU接收到复合基带信号CDS后，首先借助于块18将它从光信号变换成电信号(O/E变换)。

然后，信号由前端块20滤波，在块22从数字变换成模拟的(D/A变换)，在块24从基带上变频到射频(RF)并由功率放大器放大，通过天线TX辐射出去。

图1示出了配备有K_m个天线TX(其中K_m＞1)的远程单元RU。这样的远程单元RU允许实现可重新配置的天线系统，其中，RU天线阵的辐射方向图是在小区的基础上借助于操作和维护(O&M)命令来远程控制的。例如，远程单元RU的天线阵的辐射方向图可借助于块26来修改，块26实现小区加权操作，其中，在数字级将一组K_m个复波束形成权重应用于要从天线TX辐射的复合基带信号CDS。波束形成权重由网络管理器系统计算并以半静态配置参数的形式提供给远程单元RU。这些波束形成权重可以根据业务量波动或网络配置的改变在长期基础上调适。这样的可重新配置的DAS体系结构在文献WO 2006/102919中进行了描述。

以上这些信号处理步骤指的是下行链路传输。在上行链路传输中，在远程单元RU和中央单元CU双方可以执行逆操作，而在光纤上传输的信号仍是由不同用户信号之和形成的复合数字基带信号CDS。

具体地说，图2示出了包括中央单元CU和远程单元RU的DAS接收体系结构。

在所例示的这个示范性DAS体系结构中，每个远程单元RU在K_m个天线RX接收数据。然后，所接收的数据在块44从射频下变频到基带，在块42从模拟变换到数字(A/D)，再由前端40滤波。

同样，RU天线阵的辐射方向图可借助于实现小区加权操作的块46来修改。加权的复合数字基带信号CDS然后借助于块38从电信号变换到光信号，再通过光纤链路36传输给中央单元CU。

加权的复合基带信号在块34从光信号变换回电信号之后，由执行物理层(L1)信号处理操作的块32和实现高层协议(L2/L3)的块30处理。然后，接收的数据通过接口IF可用。

包括各种用户信号之和的复合数字基带信号CDS通过使用诸如公用公共无线电接口(CPRI，Common Public Radio Interface)或开放基站体系结构动议(OBSAI，Open Base Station ArchitectureInitiative)之类的国际协会所定义的标准传输格式通过光纤链路16和36传输。

在基于码分多址(CDMA)的无线电接入技术的情况下，通过光纤链路传输的复合信号是由各种用户信号之和形成的码片级信号。通过向每个用户分配一个不同的扩频序列而在码域中分离不同的用户信号。

使用CDMA的无线电接入技术的例子是通用移动电信系统(UMTS)和被表示为高速分组接入(HSPA)的对应改型。例如，通过光纤链路16从中央单元CU向远程单元RU传输的一个UMTS/HSPA载波的下行链路信号是以

采样并在适当数量比特(例如N_b＝20比特)上量化的复基带码片级信号。这个复合信号是由每个利用不同代码序列扩频的专用和公用物理信道之和形成的。

在基于正交频分多址(OFDMA)的无线电接入技术的情况下，时域信号经发射机的快速傅里叶逆变换(IFFT)后通过光纤链路16发送。此外，在这种情况下，各个用户信号在时域中叠加在一起。使用OFDMA技术的无线电接入技术的例子是微波存取全球互通(WiMAX)系统和被表示为改进型UTRAN(E-UTRAN)或长远演变(LTE)的UMTS系统的改型。在信道带宽为20MHz的LTE系统的情况下，从中央单元CU传输给远程单元RU的一个LTE载波的下行链路信号是在利用8x3.84MHz＝30.72MHz的采样频率的IFFT操作后取得并在适当数量比特上量化的复基带信号。

图1和2中所示的两个DAS体系结构依赖于分别对每个用户信号进行操作的信号处理算法。

这样的算法的一个例子是自适应波束形成。自适应波束形成涉及在发送信号之前或者在上行链路的情况下在将从不同天线接收到的信号相加之前将不同天线分支的用户信号乘以复加权因子。然而，这些加权因子对于每个用户是不同的，并且可被不断更新以便跟踪用户在小区内的运动以及跟踪可能的信道改变。

在每个用户的基础上操作的算法的另一个例子是所谓的“网络协调”算法。可能的在物理层级操作的网络协调算法的描述例如可参见G.J.Foschini的论文“Network Coordination for spectrally efficientcommunications in cellular systems”，IEEE WirelessCommunications，August 2006。在采用网络协调时，不同基站(BS)的天线一起作为单个网络天线阵，而每个移动台可以从附近的BS接收有用信号。网络协调的概念在DAS系统的情况下也可应用于不同的远程单元间。

发明内容

发明人业已注意到应用上面所提到的算法要求所有的信号处理操作都在仍可分别得到不同用户的信号的中央单元CU执行。这种体系结构缺乏灵活性，因为所使用的算法的任何改变都可能涉及中央单元CU内的软件和/或硬件修改。此外，在连接到给定中央单元的远程单元的最大数量方面的可伸缩性可能受到限制。

另一个缺点表现为为了针对每个远程单元RU的每个发射天线或者在考虑上行链路时每个远程单元RU的每个接收天线发送一个复合数字基带信号所需的在图1和2中的光纤链路16和36上的传输数据率。随着连接到给定中央单元CU的远程单元RU的数量增加，光纤链路16和36上的可用传输容量迅速成为瓶颈。

因此，感到需要一种体系结构，使得在远程单元内也能进行基于每个用户的信号处理，以便能高效地应用DAS系统内的这些算法。

因此，本发明的目的是提供对这种需求的满意回答。

按照本发明，这个目的是通过具有在所附权利要求书中所给出的特征的方法来实现的。本发明还涉及相应的系统，以及可装入至少一个计算机的存储器中的包括在计算机上运行时执行本发明的方法的步骤的软件代码部分的计算机程序产品。如在这里所使用的，所谓“计算机程序产品”就是指含有将计算机系统控制成协同实现本发明的方法的指令的计算机可读介质。所谓“至少一个计算机”是为了强调本发明可以用分布/模块化方式实现的可能性。

权利要求书是在这里所提供的发明公开的组成部分。

在一个实施例中，如在这里所说明的配置是一种提供高度灵活性和可伸缩性的分布式天线系统(DAS)的体系结构。

在一个实施例中，通过规定物理层(Ll)功能在中央单元CU和远程单元RU之间的特定分割，能在给定远程单元RU内或者以涉及多个远程单元的合作形式来进行基于每个用户的信号处理，如从以下说明和所附权利要求书中可清楚看到的那样。

与图1和2中所示的现有技术DAS体系结构相比，在这里所公开的DAS体系结构的实施例还可以减小发送到光纤上的信号的吞吐量。考虑到像例如LTE和WiMAX那样的宽带无线通信系统能提供每秒百兆比特数量级的每小区总吞吐量，因此减小吞吐量可能是特别重要的。更为有效地利用中央单元CU和远程单元RU之间的传输资源因此可以增加例如可以连接到给定光纤环的远程单元的最大数目。这样的吞吐量减小还可以允许在同一光纤上使用属于不同通信标准的中央单元和远程单元。例如，可以利用单个光纤环来运行支持基于CDMA的通信系统和基于OFDM的通信系统两者的远程单元。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行例示性说明，在这些附图中：

图1和2已在上面作了说明；

图3为支持基于OFDM的无线电接入技术的典型下行链路基带调制解调器的框图；

图4为支持基于OFDM的无线电接入技术的典型上行链路基带调制解调器的框图；

图5为支持基于OFDM的无线电接入技术的DAS系统的下行链路部分的第一实施例的框图；

图6为支持基于OFDM的无线电接入技术的DAS系统的上行链路部分的第一实施例的框图；

图7为支持基于OFDM的无线电接入技术的DAS系统的下行链路部分的第二实施例的框图；

图8为支持基于OFDM的无线电接入技术的DAS系统的上行链路部分的第二实施例的框图；

图9为支持基于CDMA的无线电接入技术的典型下行链路基带调制解调器的框图；

图10为支持基于CDMA的无线电接入技术的DAS系统的下行链路部分的示范性实施例的框图；以及

图11为支持基于CDMA的无线电接入技术的DAS系统的上行链路部分的示范性实施例的框图。

具体实施方式

在以下说明中，给出了许多细节，以提供对一些实施例的深入理解。这些实施例可以在没有其中的一个或多个具体细节或者用其他方法、组件、材料等的情况下实施。在其他情况下，一些众所周知的结构、材料或操作没有被示出或详细说明，以避免使这些实施例的各方面反而模糊不清。

在整个说明书中，所谓“一个实施例”意指结合这个实施例说明的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例内。因此，在整个说明书中各处出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都是指同一个实施例。此外，在一个或多个实施例内可以将这些特定特征、结构或特性以任何适当的方式组合。

在这里所提供的标题只是为了方便起见，并不表示实施例的范围或含义。

下面将详细说明在用户终端和至少一个包括一个中央单元和多个远程单元的基站之间“交换”(即发送和/或接收)信号的蜂窝通信系统的可能实施例。如所指出的那样，这样的基站结构当前被称为分布式天线系统或DAS。

具体地说，下面所说明的DAS系统的示范性体系结构使得能够在远程单元内应用基于用户的信号处理算法。

所提出的体系结构适用于诸如基于OFDMA和CDMA接入技术的网络的各种无线电网络。

在一个实施例中，所使用的是OFDM无线电接入技术，诸如LTE或WiMAX。

基于OFDMA的系统的基带调制解调器(BB调制解调器)由执行一系列操作的块序列形成，这些块对于LTE和WiMAX系统基本上是类似的。

图3示出了在基于OFDMA无线电接入技术的无线通信系统内实现物理层(Ll)处理的典型下行链路基带调制解调器12的示范性结构。

基带调制解调器12在输入端接收来自媒体接入控制(MAC)层的用于一组不同用户的传送块(T)，并可以在输出端提供由不同用户数据信道U₁，U₂，...U_N和例如控制信道120、导频信道122和同步信道124之和形成的复合数字基带信号CDS。

用户数据信道U₁，U₂，...U_N和控制信道120由信道编码块126处理，块126可以执行诸如循环冗余码(CRC)插入、分段、信道编码和速率匹配(即穿孔/重复)之类的操作。

用户数据信道U₁，U₂，...U_N的编码比特提供给混合自动重复请求(H-ARQ)块128，块128在物理层级使用诸如Chase合并或增量冗余的技术来管理重发。

然后，用户比特流在块130经受交织、在块132经受调制，并可能在块134经受多输入多输出(MIMO)处理。

在采用MIMO技术的多天线传输系统的情况下，调制的符号由在输出端提供N_S≥1个数据流的处理块134详述。这样的MIMO技术可以包括空间多路复用、空时编码等。

在MIMO处理之后，复符号由资源映射块136映射到OFDM副载波上，然后借助于块138处的IFFT操作从频域变换到时域。在IFFT操作之后，可以在块140插入循环前缀(CP)，以便降低在传输出现在多径信道中时连续的OFDM符号之间的符号间干扰。

图3示出了资源映射块136在输入端还接收具有针对小区内的所有用户的信令信息的控制信道120。这样的控制信道120可承载关键性的信息并因此通常使用强健的信道编码方案来发送。H-ARQ过程并不用于控制信道，而执行块130至134的其他操作。

然后，资源映射块136执行数据和控制信道与诸如导频信道122和同步信道124之类的层1控制信息的多路复用。

资源映射块136在驻留在MAC层内的调度功能的控制下，执行不同信道在时间-频率(t-f)资源网格(RG)内的映射。可以将资源网格认为是一个含有在时域和频域内可用的传输资源的完全集合的矩阵。例如，RG矩阵的每个元素可以表示一个OFDMA副载波，而对应的存储值可以是一个调制的符号。在这种情况下，RG的列数等于一个帧周期内的OFDMA符号的个数，而RG的行数等于用于传输的OFDMA副载波的个数。

例如，用于传输的副载波的个数可以等于IFFT尺寸减去提供对相邻载波的频谱保护的、位于频谱边缘的空副载波。例如，在信道带宽为10MHz的LTE系统的实施例中，IFFT尺寸等于1024个点，而所使用的副载波的个数等于601(包括DC副载波)。

在一个实施例中，在频谱左边和右边的空副载波的个数分别等于212和211。

在一个实施例中，考虑到一般循环前缀和帧类型1，一个10ms的帧内的OFDMA符号的个数等于140。在这种情况下，RG矩阵将具有601行和140列，而这个矩阵的每个元素含有某个物理信道的一个调制的复符号。在MIMO系统具有N_S个发送流的情况下，每个发送流将有一个RG矩阵。

在诸如LTE和WiMAX之类的系统内，将OFDMA副载波分组在可以由调度器分配给特定用户的一些最小传输单元内。这些最小传输单元根据所考虑的传输系统而具有不同的尺寸和命名。例如，在LTE系统的情况下，基本传输单元被表示为资源块(RB)，并由频域内的12个相邻副载波和时域内的6或7个OFDMA连续符号形成。

在WiMAX系统的情况下，最小传输单元被表示为时隙，并根据用于传输的置换方案而取不同的尺寸。例如，在下行链路内分布式部分使用子信道(PUSC)映射的情况下，时隙具有时域内2个OFDMA符号和频域内14个相邻副载波的大小。

对于不同的数据和控制信道将符号映射到传输资源(即OFDM副载波)上可以通过将调制的符号映射到IFFT块的输入的数学关系、公式或动态查找表来定义。

在一个实施例中，该映射功能由中央单元CU以控制信息的形式提供给远程单元RU。该信息可以在帧基础上或以与调度周期相对应的刷新率刷新。

图4示出了接收机侧的可能基带调制解调器32的框图。如图所示，基带调制解调器32由执行在发射机侧所执行的处理操作的逆操作的功能块的级联组成。

K_m个基带级的接收信号CDS首先在块326经受CP去除操作。然后，这些信号借助于块328的FFT操作从时域变换到频域。然后，资源去映射块330可以多路分解出可被独立处理的各个用户的数据信道U₁，U₂，...U_N和控制信道320。

在一个实施例中，这样的处理涉及块332的MIMO处理、块334的解调、块336的去交织、块338的H-ARQ处理和块340的信道解码。

与发射机部分的主要差别是信道估计块342，它提取导频符号322，以确定与数据副载波对应的频率响应(即信道系数)。这样的信道估计可以例如借助于内插技术来执行。然后，信道系数可被块332以原本已知的方式使用。

在一个实施例中，接收机侧的这种基带调制解调器32包括按照同步信道324来同步整个系统的操作的同步单元344。

如上面所提到的，在这里所说明的这种方案使得通过定义基带调制解调器功能在中央单元CU和远程单元RU之间的特定分割，能在远程单元RU内进行基于用户的信号处理。

在第一实施例中，发送到光纤上的信号是用户仍在频域中分开的资源映射块136的输出端上的信号。

图5示出了这个第一体系结构，基于OFDM的DAS系统的发射机部分例如通过传统的S1接口接收数据。具体地说，这些基带功能在中央单元CU_OFDM和远程单元RU_OFDM之间进行拆分。

在这个实施例中，中央单元CU_OFDM仍执行资源映射块136的操作并在块12a执行诸如信道编码、H-ARQ、交织、调制和MIMO处理之类的所有现有操作(即图3中的块126至134的操作)。

在所例示的这个示范性实施例中，资源映射块136的输出端处的N_S个资源网格RG例如在光纤链路16上被逐列地发送。如在上面所提到的，可以将资源映射块136的输出端处的数据组织到填充有不同数据和控制信道的调制符号的N_S个资源网格RG内。例如，RG的每个列与一个OFDMA符号相对应。用用户数据来填充资源网格可以例如由驻留在MAC协议层内的调度功能来控制。

这种体系结构的第一个优点是，可以在RU_OFDM内分别为每个用户执行诸如自适应波束形成之类的基于用户的信号处理操作。这是可能的，因为在与远程单元RU_OFDM交换(即向远程单元RU_OFDM发送和/或在远程单元RU_OFDM接收)用户信号时，用户信号在频域内仍是分开的。然后，在每个远程单元RU_OFDM内执行用户加权操作，用户加权操作包括例如将用户数据乘以适当的一组复权重，该组复权重对于每个用户可以是不同的。

在一个实施例中，远程单元因此可以先在块150执行加权操作之后，再由图3中所示的基带调制解调器的其余块对信号进行处理(例如块138的使信号回到时域的IFFT和块140的CP插入)。

所得到的信号然后可以由前端20滤波，由块22从数字变换到模拟(D/A)，由块24从基带上变频到射频(RF)并由功率放大器放大，由K_m个天线TX辐射给用户终端。

在一个实施例中，复权重在每个远程单元RU_OFDM内借助于任何适当的方法本地计算。

在一个实施例中，复权重在中央单元CU_OFDM内计算，并以控制信息的形式发送给远程单元RU_OFDM。也可以在中央单元CU_OFDM内对于不同的远程单元RU联合执行加权系数的计算，例如以便实现网络协调算法。

以下说明涉及这种用户加权操作在远程单元RU_OFDM的块150内执行的可能实施例。

可以将N_S个资源网格RG的符号堆叠在一个列向量x⁽ⁱ⁾内：

{\underset{&OverBar;}{x}}^{(i)} = {[x_{1}^{(i)}, x_{2}^{(i)}, . . ., x_{N_{s}}^{(i)}]}^{T} - - - (1)

其中

表示映射到第k个资源网格RG的普通OFDMA副载波上的第i个用户的一个调制符号(1≤k≤N_S)。

在一个实施例中，RU_OFDM将加权矩阵

应用于第i个用户的调制符号，因此加权矩阵具有尺寸K_M×N_S，而矩阵的每个元素w_i，j是一个适当的复权重。例如，可以计算出这些复权重，以便执行不同的任务，包括自适应波束形成。

因此可以计算出加权后的第i个用户的信号向量

{\underset{&OverBar;}{y}}^{(i)} = {[y_{1}^{(i)}, x_{2}^{(i)}, . . ., x_{K_{M}}^{(i)}]}^{T}

为：

{\underset{&OverBar;}{y}}^{(i)} = {\underset{=}{w}}^{(i)} {\underset{&OverBar;}{x}}^{(i)} - - - (2)

在一个实施例中，对于一个给定用户的加权矩阵不是固定的，而是可以根据所考虑的OFDM副载波以及不同的OFDM符号而改变。通常，加权矩阵可以随时间(t)和频率(f)改变，例如以便补偿传播信道的时间可变性和频率选择性。

图6示出了包括中央单元CU_OFDM和远程单元RU_OFDM的OFDMDAS系统的接收部分(即上行链路)的实施例。

接收机部分的DAS体系结构基本上是与发射机体系结构互补的。

在所例示的这个实施例中，远程单元RU_OFDM在K_m个天线RX接收来自用户终端的数据。然后，所接收的数据在块44从射频下变频到基带，并在块42从模拟变换到数字(A/D变换)，再由前端40滤波。

在这个实施例中，远程单元RU_OFDM还可以处理所接收的个别用户的信号。

在所例示的这个实施例中，在每个远程单元RU_OFDM内，在块350将用户权重应用于接收数据。为此，基带级的K_m个接收信号首先在块326经受CP去除操作，再在块328借助于FFT操作从时域变换到频域。

然后，在块38将时域内的加权基带信号从电信号变换到光信号，再通过光纤链路36发送给中央单元CU_OFDM。

于是，在这个实施例中，在中央单元CU_OFDM内执行图3中所示的基带调制解调器的块330至340的操作。具体地说，首先在块34将加权基带信号从光信号变换回电信号，再由资源去映射块330和实现块332至340的操作，即MIMO处理、解调、去交织、H-ARQ处理和解码的块32a处理信号。

然后，可以将解码的数据传送给实现高层协议(L2/L3)的块30，块30例如与传统的S1接口连接。

在一个实施例中，通过对于每个所关心的OFDMA副载波将权重应用于所接收的第i个用户的符号向量

来执行块350内的上行链路的加权操作。在这种情况下，各自的加权矩阵z ⁽ⁱ⁾具有尺寸N_S×K_M。

可以计算出加权操作后的用户符号向量

为：

{\underset{&OverBar;}{q}}^{(i)} = {\underset{=}{z}}^{(i)} {\underset{&OverBar;}{r}}^{(i)} - - - (3)

在一个实施例中，然后将每个计算的元素

在各自的副载波所占据的位置写入第k个资源网格。

同样，可以通过光纤链路36将接收的数据以N_S个已填充有相应的接收数据的资源网格RG的形式发送给中央单元CU_OFDM。

中央和远程单元可以实现发送和接收部分两者，而用于发送的光纤链路16和用于接收的光纤链路36也可以在一条公共的光纤上发送。更为中肯的是，可以使用任何保证足够数据吞吐量的有线甚至无线通信链路来代替光纤链路16和36。

上面所说明的实施例与图1和2中所示的现有技术的DAS体系结构相比减小了光纤链路16和36上的吞吐量。下面，将考虑传统的LTE通信系统，以示出吞吐量减小。总之，类似的考虑对于其他基于OFDMA接入技术的通信系统也可以成立。

光纤链路上的传送要求可以用每天线载波(AxC)的吞吐量来计算。按照CPRI规范，一个天线载波是在一个独立天线元接收或者发送仅一个载波所需的数字基带(I/Q)数据的量。为了估计吞吐量，定义以下参数：

F_s为OFDMA信号在时域中的采样频率；

N_bit为OFDMA信号的每个分量(I或Q)在时域中的量化比特数；

N_sub为在一个OFDMA符号内使用的副载波的最大个数；

MOD为调制方案所承载的比特数(例如，对于64-QAM，MOD＝6)；以及

T_sym为OFDM符号周期，例如为66.7μs(不带CP)。

在图1中所示的遵从CPRI/OBSAI标准的经典DAS体系结构的情况下，光纤链路16上用于发送一个时域复合OFDM信号的吞吐量可以用下式来计算(没有考虑任何传输编码或信令开销)：

T_data，RU＝2·F_s·N_bit (4)

其中，式(4)中的因子2与发送两个(I/Q)信号分量有关。

相反，在这里所公开的利用基于用户的加权的DAS体系结构的情况下，在光纤链路上传输一个资源网格的数据所需的吞吐量可以按照下式来计算：

T_{dataRU} = \frac{N_{sub} \cdot MOD}{T_{sym}} - - - (5)

CPRI/OBSAI标准也预见了使用与式(4)和(5)的计算结果相比可能带来吞吐量的适度增加的特定码来保护在光纤上发送的信息的可能性。

例如，假设64-QAM调制和在时域内每个量化的OFDMA复合信号10个比特(即N_bit＝10)，所提出的这种体系结构所需的吞吐量可以少于结合图1所说明的现有技术方案所需的吞吐量的20％。

在时域内发送OFDMA复合信号效率较差，例如由于在光纤链路上发送的空副载波和循环前缀，即使它们只表示冗余信息。

图5和6中所示的体系结构可能不遵从当前版本的OBSAI或CPRI规范，其中将BS设备的输出端处的时域基带复合信号取作光纤链路上的传输的基准。

第二实施例考虑了以上问题，在远程单元RU处的基于用户的处理方面提供了同样程度的灵活性，但是同时也保持了与OBSAI和CPRI标准的兼容性。与OBSAI/CPRI标准的兼容性由于光纤链路上的吞吐量基本上保持与图1和2中所示的现有技术DAS体系结构内的相同的事实而得到平衡。

图7中示出了这个实施例的下行链路传输部分。这个实施例基本上基于图1所示的DAS体系结构。

中央单元CU_OFDM包括实现高层协议(L2/L3)的块10和执行直至产生复合数字基带信号CDS的物理层(Ll)信号处理操作的块12。然后，在块14将复合数字基带信号从电信号变换到光信号，再通过光纤链路16发送给远程单元RU_OFDM。

每个远程单元RU_OFDM接收到复合基带信号CDS后，首先在块18将它从光信号变换到电信号。

在这个实施例中，在RU_OFDM内通过在物理层级执行一些逆处理而将用户分开。在RU_OFDM内执行的逆操作可以包括块152的CP去除和块154的使信号回到频域的FFT。

接着，数据可以如已结合图5所说明的那样予以处理，即分离的用户信号可以在块150经受加权操作后再予以处理，以便用在块138的IFFT使它们回到时域，再在块140插入CP。

所得到的信号然后可以由前端20滤波，由块22从数字变换到模拟(D/A)，由块24从基带上变频到射频(RF)并由功率放大器放大，再由K_m个天线TX辐射出去。

图8示出了遵从OBSAI/CPRI的DAS体系结构的相应上行链路部分。同样，在这种情况下，这个体系结构与图7所示的发送体系结构是互补的。

在这个实施例中，远程单元RU_OFDM在K_m个天线RX接收数据。然后，所接收的数据在块44从射频下变频到基带、在块42从模拟变换到数字(A/D变换)后，由前端40滤波。

接着，可以在块326执行CP去除操作，可以在块328将信号从时域变换到频域，然后可以在块350施加用户权重。

为了提供OBSAI/CPRI遵从，对信号进行处理，在块352用IFFT使信号回到时域，再在块354进行CP插入。

然后，在块38将加权的信号从电信号变换到光信号，再通过光纤链路36发送给中央单元CU_OFDM，因此可以遵从OBSAI/CPRI，这在上面例如结合图2已经予以说明。

如在上面所提到的，资源映射可以通过将调制符号映射到IFFT块的输入的数学关系或动态查找表来定义。这个资源映射功能可以由中央单元CU_OFDM以控制信息的形式提供给远程单元RU_OFDM。该信息也可以逐帧地或以与调度周期相对应的刷新率刷新。

结合图5和6所说明的实施例也可以应用于MIMO系统。在这种情况下，在资源映射块的输出端的N_S个资源网格可以通过光纤链路发送。例如，在一个实施例中，使用多路复用例如TDMA来通过光纤发送这些数据流。

类似，结合图7和8所说明的遵从OBSAI/CPRI标准的体系结构也可以用于MIMO情况，通过光纤发送N_S个复合基带信号。

结合图5至8所说明的体系结构也可以应用于其他通信系统，诸如基于包括宽带CDMA(WCDMA)和高速分组接入(HSPA)的CDMA接入技术的无线通信系统，

图9就这方面示出了下行链路传输部分的CDMA基带调制解调器52的示范性框图，它具有基本上与已结合图3说明的OFDM基带调制解调器类似的体系结构。

基带调制解调器52在输入端接收来自媒体接入控制(MAC)层的一组不同用户的传送块，在输出端提供由不同的用户数据信道U₁，U₂，...U_N之和以及由控制信道520、导频信道522和同步信道524形成的复合数字基带信号CDS。

用户数据信道U₁，U₂，...U_N由信道编码块526处理。然后，在例如HSPA的情况下，可以将用户数据信道U₁，U₂，...U_N的编码比特提供给在物理层级管理重发的混合自动重发请求(H-ARQ)块528。这些用户比特流然后可以经受块530处的交织、块532处的调制，可能还有块534处的MIMO处理。在采用MIMO技术的多天线传输系统的情况下，调制的符号由块534详述，块534在输出端提供N_S≥1个数据流。然后，可以在块536将这些复符号组合起来。

块536在输入端还接收可以承载针对小区内的所有用户的信令信息的控制信道520。这样的控制信道可以承载关键性的信息，因此通常用强健的信道编码方案发送。对控制信道不使用H-ARQ过程，而执行块526至534处的其他操作。

块536内的组合各个信道可以通过将不同的扩频码应用于各个信道来执行，因此在输出端提供N_S个MIMO数据流的码片级复合数字基带信号CDS。

接收机处的CDMA基带调制解调器由基本上执行发射机所执行的操作的逆处理的功能模块的级联组成。

在一个实施例中，接收机的解扩操作由对不同信号副本进行解扩和相干重组的Rake接收机来实现。然后，各个信号副本可以使用例如MRC(最大比例组合)技术在符号级重组。

图10和11分别为下行链路发射机和上行链路接收机部分示出了具有基于用户的信号处理的基于CDMA的系统的DAS体系结构的可能实施例。

在所示的这个实施例中，这样的DAS系统包括中央单元CU_CDMA和远程单元RU_CDMA，以基本上与以上已结合图5和6说明的OFDMDAS系统类似的方式进行工作。CDMA系统的传输部分的主要差别是：在远程单元RU_CDMA内执行扩频操作，同时在远程单元RU_OFDM内执行IFFT。

具体地说，中央单元CU_CDMA通过Iub接口连接到无线电网络控制器(RNC)，在块50内可以实现高协议层，诸如在HSPA系统情况下的MAC-HS协议。

在所示的这个示范性实施例中，中央单元CU_CDMA在块52a内仅实现部分基带功能，包括例如信道编码、H-ARQ、交织、调制和MIMO处理。在这种情况下，发送给远程单元RU_CDMA的信号可以用不同物理信道的调制符号流来表示。具体地说，可以先在块54将调制符号流从电信号变换到光信号，再通过光纤链路56发送给远程单元RU_CDMA。

在一个实施例中，通过使用诸如时分多址(TDMA)之类的某个多址协议在光纤上多路复用这些物理信道。

每个远程单元RU_CDMA接收调制的符号流，先在块58将它们从光信号变换到电信号。在远程单元RU_CDMA内，这些符号然后在块550经受用户加权，再由执行扩频操作的块536处理。

所得到的信号然后可以由前端60滤波，在块62从数字变换到模拟，在块64从基带变换到射频并由功率放大器放大，再由K_m个天线TX辐射出去。

图11示出了CDMA DAS系统的接收部分(即上行链路)的相应部分。

接收机部分的DAS体系结构基本上是与发射机的体系结构互补的。

在所示的这个实施例中，远程单元RU_CDMA在K_m个天线RX接收数据。然后，在块84将所接收的数据从射频下变频到基带，在块82从模拟变换到数字(A/D变换)，再由前端80滤波。

接着，可以在远程单元RU_CDMA内对个别用户信号进行处理。例如，在每个远程单元RU_CDMA内，在块750将用户权重应用于接收的数据。为此，接收的K_m个基带级信号首先在块726经受解扩操作。解扩操作例如可以用Rake接收机执行。解扩操作允许分离出不同用户信道，然后经受加权操作。接收的K_m个信号在与特定用户信道有关的解扩后被加权，如例如式(3)所示，并在块750相加。

如果在远程单元RU_CDMA内的块726的解扩操作之前具有均衡器，或者如果远程单元RU_CDMA的接收机具备诸如串行/并行干扰消除(SIC/PIC)之类的干扰消除技术，则本公开的范围和权益得以保留。

然后，在块78将加权的信号从电信号变换到光信号，再通过光纤链路76与中央单元CU_CDMA交换(即发送给CU_CDMA或者在CU_CDMA接收)。此外，在这种情况下，可以使用诸如TDMA之类的某个多址协议在光纤上多路复用不同的用户信道。

然后，可以先在块74将加权的基带信号从光信号变换回电信号，再由块72a处理，块72a实现物理层的其余操作，诸如MIMO处理、解调、去交织、H-ARQ处理和解码。

然后，可以将解码的数据传送给块70，块70实现高层协议，在HSPA系统的情况下诸如MAC-E协议，并且块70可以例如通过传统的Iub接口连接到RNC。

在一个实施例中，提供了一种保留与OBSAI和CPRI标准兼容的CDMA DAS系统。这样的实施例可以通过使用执行高层协议和物理层(Ll)信号处理操作的中央单元CU_CDMA来实现，中央单元CU_CDMA和远程单元RU_CDMA之间的数据以复合数字基带信号CDS的形式进行交换。

对于下行链路，每个远程单元RU_CDMA然后可以通过执行物理层级的诸如解扩操作之类的某个逆处理再次将用户信号分离，以便随后在块550应用用户权重。

类似地，对于上行链路，每个远程单元RU_CDMA可以重组加权操作后的用户信号。这可以例如通过对加权的用户信号执行扩频操作来实现。

在不违背本发明的基本原理的情况下，这些具体情况和实施例与仅为例示性的说明相比可以有所不同，甚至是明显不同，这并不背离如所附权利要求书所规定的本发明的范围。

Claims

1.一种安排蜂窝通信系统内的用户终端(U₁，U₂，...U_N)和至少一个包括一个中央单元(CU_OFDM；CU_CDMA)和多个远程单元(RU_OFDM；RU_CDMA)的基站之间的信号交换的方法，其中，所述信号作为用于多个用户终端的聚合信号在所述中央单元(CU_OFDM；CU_CDMA)和所述远程单元(RU_OFDM；RU_CDMA)之间交换(14-18；34-38；54-58；74-78)，其中，所述方法包括在所述远程单元(RU_OFDM；RU_CDMA)将所述信号作为每一个与所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户终端相关联的个别信号进行处理(150；350；550；750)。

2.权利要求1的方法，其中，所述在所述远程单元(RU_OFDM；RU_CDMA)将所述信号作为每一个与所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户终端相关联的个别信号进行处理包括：将复权重应用于(150；350；550；750)所述每一个与所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户终端相关联的信号。

3.权利要求2的方法，其中，应用所述复权重以便执行基于每个用户的自适应波束形成(150；350；550；750)。

4.以上权利要求中任何一个权利要求的方法，其中，所述信号是正交频分多址信号。

5.权利要求4的方法，其中，所述方法包括在所述远程单元(RU_OFDM)执行下列中的至少一个：

对要发送(20-24)给所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)的处理后(150)的正交频分多址信号执行快速傅里叶逆变换(138)，以便将所述处理后(150)的正交频分多址信号从频域变换到时域；以及

在所述远程单元(RU_OFDM)将所述信号作为每一个与所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户终端相关联的个别信号进行处理(350)之前，对从所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)接收(40-44)的正交频分多址信号执行快速傅里叶变换(328)，以便将接收(40-44)的正交频分多址信号从时域变换到频域。

6.权利要求4或5的方法，其中，在所述中央单元(CU_OFDM)和所述远程单元(RU_OFDM)之间交换(14-18；34-38)的所述用于多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)的聚合信号是频域内的相应正交频分多址信号(RG)。

7.权利要求4的方法，其中，从所述中央单元(CU_OFDM)发送(14-18)给所述远程单元(RU_OFDM)的所述用于多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)的聚合信号是时域内的相应正交频分多址信号(CDS)，以及其中，所述方法包括：在所述远程单元(RU_OFDM)将所述信号作为每一个与所述多个用户中的相应一个用户相关联的个别信号进行处理(150)之前，在所述远程单元(RU_OFDM)执行快速傅里叶变换(154)，以便将从所述中央单元(CU_OFDM)接收(14-18)的所述正交频分多址信号从时域变换到频域。

8.权利要求4的方法，其中，从所述远程单元(RU_OFDM)发送(34-38)给所述中央单元(CU_OFDM)的所述用于多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)的聚合信号是时域内的相应正交频分多址信号(CDS)，以及其中，所述方法包括：在将所述信号发送给所述中央单元(CU_OFDM)之前，在所述远程单元(RU_OFDM)执行快速傅里叶逆变换(352)，以便将所述处理后(350)的正交频分多址信号从频域变换到时域。

9.权利要求1至3中的任何一个权利要求的方法，其中，所述信号是码分多址信号。

10.权利要求9的方法，其中，所述方法包括在所述远程单元(RU_CDMA)执行下列中的至少一个：

在所述远程单元(RU_CDMA)将所述信号作为每一个与所述多个用户(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户相关联的个别信号进行处理(750)之前，对要发送(60-64)给所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)的处理后(550)的码分多址信号执行扩频操作(536)，以便将所述处理后(550)的码分多址信号从符号级变换到码片级，以及

对从所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)接收(80-84)的码分多址信号执行解扩操作(726)，以便将接收(80-84)的码分多址信号从码片级变换到符号级。

11.权利要求9或10的方法，其中，在所述中央单元(CU_CDMA)和所述远程单元(RU_CDMA)之间交换(54-58；74-78)的所述用于多个用户的聚合信号是符号级的相应码分多址信号。

12.权利要求9或10的方法，其中，从所述中央单元(CU_CDMA)发送(54-58)给所述远程单元(RU_CDMA)的所述用于多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)的聚合信号是码片级的相应码分多址信号，以及其中所述方法包括：在所述远程单元(RU_CDMA)将所述信号作为每一个与所述多个用户终端(U₁，U₂，...U_N)中的相应一个用户终端相关联的个别信号进行处理(550)之前，在所述远程单元(RU_CDMA)执行至少一个解扩操作，以便将从所述中央单元(CU_CDMA)接收(54-58)的所述码分多址信号从码片级变换到符号级。

13.一种用于与蜂窝通信系统内的用户终端(U₁，U₂，...U_N)交换信号的分布式天线系统，所述分布式天线系统包括一个中央单元(CU_OFDM；CU_CDMA)和多个远程单元(RU_OFDM；RU_CDMA)，其特征在于：所述分布式天线系统配置用于执行权利要求1至12中的任一权利要求的方法的步骤。

14.一种可装入至少一个计算机的存储器的计算机程序产品，包括当所述产品在计算机上运行时执行权利要求1至12中的任一权利要求的方法的步骤的软件代码部分。