CN102318221B

CN102318221B - 具有延迟的传输的背射分布式天线系统(das)

Info

Publication number: CN102318221B
Application number: CN201080007598.7A
Authority: CN
Inventors: L.费希尔; M.托尔斯特鲁普
Original assignee: ADC Telecommunications Inc
Current assignee: Commscope Technologies LLC; Commscope Connectivity LLC
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2030-02-09
Also published as: EP2396907A4; AU2010213878A1; WO2010093613A3; CN102318221A; JP2012517768A; WO2010093613A2; IL214610A0; AR075415A1; EP2396907B1; EP2396907A2

Abstract

提供了一种分布式天线系统(DAS)，其包括主机单元和放置成界定公共覆盖区域的多个远程单元。所述多个远程单元的每个通信地耦合到主机单元，至少部分地指向公共覆盖区域，并同播来自主机单元的数据。

Description

具有延迟的传输的背射分布式天线系统(DAS)

相关申请的交叉引用

本申请是2009年2月12日提交的标题为“Distributed Antenna System (DAS) with delayed transport to paired antennas”的第12/370474号美国专利的部分继续申请并要求该专利的优先权，该专利通过引用被并入本文。

背景

由于大约80%的语音移动蜂窝用户位于室内，蜂窝网络和系统例如通用移动电信系统(UMTS)目的在于提供一致的室内覆盖。大约90%的数据移动蜂窝用户驻留在一般使用高速下行分组接入(HSDPA)的建筑物的内部。HSDPA是可部署在UMTS层的顶部上的高速数据服务。在建筑物内部的HSDPA性能特别对传统策略提出覆盖挑战。

建筑物产生高穿透损耗、高的每用户电力负载，并耗尽UMTS的容量。在建筑物内部常常非常缺乏单个小区优势，导致较大的软切换区。主要由于缺乏几个服务小区之间的隔离，HSDPA性能被限制。UMTS/HSDPA是噪声敏感系统，因此HSDPA性能，即，数据速度依赖于信噪比(SNR)和信号干扰比(SIR)。提高HSDPA性能取决于几何因子G，其被给出为：

干扰从网络流量并从其它小区产生。将产生较高速度的良好几何因子需要小区之间的良好小区隔离。在HSPDA中没有软切换，且小区在同一信道上操作。因此，邻小区是对HSPDA用户的潜在的噪声源。

传统上，微小区常常部署在城市中心中的高使用区域内。在宏小区不充足地覆盖预期的区域的场合，微小区被部署成向该区域提供覆盖。部署在高交通量城市区域中的微小区一般提供良好的深室内覆盖并通过低频和扰码重用因子提高容量。每个微小区天线辐射一般具有大约300-500米的站间距离的单独的小区。然而，标准部署提供邻小区之间的差的隔离。软切换区一般在传统微小区转出中覆盖30-40%的区域。此外，邻HSDPA小区之间的SNR将使遍及覆盖区域的数据劣化。其它微小区困难包括掉话、在UMTS上的高电力负载以及对运营商的高生成成本。

另一通信服务协议是正交频分多址(OFDMA)，其是数字调制方案，在该方案中，通过将子载波的子集分配给个别用户来实现多址，允许来自几个用户的同时低数据率传输。可使用的其它协议包括但不限于全球微波互通接入(WiMAX)和长期演进(LTE)。这些协议可与多输入多输出(MIMO)网络一起使用。在一般MIMO网络中，多个天线彼此紧密地间隔开。然而，一致的信号覆盖并没有在紧密间隔开的MIMO网络中实现，导致更频繁的软切换(除了没有软切换的WiMAX和LTE系统以外)、较低的覆盖数据流、较低的电池质量和较低的语音质量。

概述

实施方式提供了包括主机单元和放置成界定公共覆盖区域的多个远程单元的分布式天线系统(DAS)。每个远程单元通信地耦合到主机单元，至少部分地指向覆盖区域，并同播来自主机单元的数据。

在下面的附图和描述中阐述了所主张的发明的各种实施方式的细节。从描述、附图和权利要求中其它特征和优点将变得明显。

附图简述

图1是具有连接到基站收发信台的两个远程单元的背射分布式天线系统(DAS)的一个实施方式的方框图。

图2A-2C是示出建筑物周围的背射分布式天线系统的实施方式的配置的方框图。

图3A-3B是示出沿着曲线路径的背射分布式天线系统的实施方式的配置的方框图。

图4A-4B是示出体育场中的背射分布式天线系统的实施方式的配置的方框图。

图5是背对背安装的两个分布式天线之间的隔离的曲线。

图6-7是用于在具有背射配置的分布式天线系统中使用同播的方法的实施方式。

图8A-8C是移动设备的实施方式的方框图，移动设备具有包括在背射分布式天线系统的覆盖区域内的三个指峰的耙式接收机。

图9是移动设备的一个实施方式的方框图。

图10是使用辐射电缆的背射分布式天线系统的一个实施方式的方框图。

在不同附图中的相似的参考数字和标号指示相似的元件。

详细描述

图1是具有连接到基站收发信台110的两个远程单元125的背射分布式天线系统(DAS)100的一个实施方式的方框图。分布式天线系统是在空间上分离的远程单元的网络，这些远程单元通过在地理区域或结构(在本文也称为小区或覆盖区域)内提供无线服务的传输介质而通信地耦合到公共源。传输介质可以是同轴电缆或光纤连接、双绞线、自由空间光学器件、电缆、mmWave、射频(RF)链路等。在DAS中，发射功率在几个天线中间分配在所分布的位置上，以便使用比单个天线所需的更少的发射功率来提供大覆盖区域。

DAS系统100包括与基站收发信台(BTS)110通过接口连接的主机120。BTS 110与为移动用户提供通信服务的一个或多个服务提供商相关。使用BTS 110的通信服务可使用诸如宽带码分多址(WCDMA)或正交频分多址(OFDMA)的协议。OFDMA是数字调制方案，在该方案中，通过将子载波的子集分配给个别用户来实现多址，允许来自几个用户的同时低数据率传输，或对较少的用户允许子载波到高速数据率的集成。BTS 100可提供的其它协议包括但不限于全球微波互通接入(WiMAX)和长期演进(LTE)。主机120可操作来从BTS 110提供的任何协议传送信号。

主机120又通信地耦合(经由同轴电缆、光纤连接、RF链路等)到一个或多个远程单元125-1和125-2(在本文称为远程单元125)。第一远程单元125-1包括第一天线130-1，而第二远程单元125-2包括第二天线130-2(在本文称为天线130)。远程单元125容纳用于无线地发送并接收服务提供商的用户的语音和/或数据通信的电子和天线系统130。远程单元的一个例子是由ADC电线有限公司制造的无线电头端(RH)。也可使用由ADC电信有限公司制造的Flexwave棱镜。分布式天线系统与蜂窝系统一起使用以将远程单元放置在最合乎需要的位置上，同时将基带资源(例如主机120)保持在中央位置上。

DAS 100可使用多输入多输出(MIMO)技术。MIMO无线网络是在通信链路的发射机和接收机端处具有多个天线的通信系统。MIMO可与服务提供商技术例如WCDMA、演进高速分组接入(HSPA+)、WiMAX和LTE一起使用。存在可被使用的各种形式的MIMO，包括空时编码(STC)和空间复用(SM)。

空时编码是用于越过多个天线发射数据流的多个拷贝并使用数据的各种所接收的版本来提高可靠性和所及范围的技术。STC以最大化信噪比(SNR)的方式组合所接收的信号的所有拷贝。在STC中使用的一个编码方法是Alamouti法，其是利用空时块码的一种信道编码。STC不要求来自每个天线的信号强度相等。然而，如果一个信号比另一个弱得多(例如，10dB)，则分集增益将不实现。在离具有弱信号的天线比离另一天线远得多的区域中或如果信号被遮蔽，一个信号将比另一个弱得多。

空间复用(SM)MIMO技术包括将信号分成多个信号流，其中所述多个信号流的每个从在同一频带中的不同的发射天线被发送。SM使覆盖区域105上的带宽加倍，但不添加到覆盖区域105的范围或信号增益。在天线130的覆盖区域不重叠的区域中，容量将不加倍。然而，在公共覆盖区域内，接近于天线之一的信号不重叠。信号强度在一个天线附近最高，其中容量由于高SNR和更有效的调制的使用而已经很高。空间复用只出现在重叠区域中，因为来自每个天线的信号强度需要是大致相等的。对于具有两个天线的间隔大的背射MIMO，使用相同数量的天线作为单输入单输出(SISO)网络来实现MIMO利益。

主机120包括处理单元122和存储器124。处理单元122配置成将信号发送到远程单元125-1和125-2。处理单元122可以位于主机120内或在主机120的外部。由于分别在远程单元125-1和125-2与主机120之间的传输时间，天线130-1和130-2接收延迟的信号。处理单元122计算相应于从主机单元120到每个远程单元125的信号路径的延迟。从主机120到远程单元125的数据传输可进一步被处理器122延迟。使从主机120到远程单元125的数据传输延迟的其它方式包括延长将主机120连接到远程单元125(例如通过添加电线或光纤电缆的延迟线或线轴)的电缆或将延迟添加到延迟的任何其它已知的方法。

处理单元122可使用软件、固件、硬件或其任何适当的组合来实现，如本领域技术人员已知的。作为例子而不是作为限制，硬件部件可包括一个或多个微处理器、存储器元件、数字信号处理(DSP)元件、接口卡和本领域中已知的其它标准部件。前述元件的任一个可由特别设计的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)补充或合并在特别设计的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)中。在这个示例性实施方式中，处理单元122包括在使数据延迟并将数据从主机发送到远程单元时使用的软件程序、固件或用于实现各种方法、过程任务、技术和控制功能的计算机可读指令或使用这些软件程序、固件和指令来运行。这些指令一般有形地体现在用于存储计算机可读指令或数据结构的任何适当的介质上。特别是，在这个实施方式中，指令被存储在存储器124上。

存储器124可被实现为可由通用或专用计算机或处理器或任何可编程逻辑设备访问的任何可用介质。适当的处理器可读介质可包括存储或储存介质，例如磁性或光学介质。例如，存储或储存介质可包括常规硬盘、光盘-只读存储器(CD-ROM)、易失性或非易失性介质例如随机存取存储器(RAM)(包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双数据率(DDR)RAM、RAMBUS动态RAM (RDRAM)、静态RAM(SRAM)等)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM (EEPROM)、以及闪存等。适当的处理器可读介质还可包括传输介质，例如经由通信介质例如网络和/或无线链路传送的电、电磁或数字信号。

DAS 100使用同播来几乎同时从两个天线130发送信号。同播常常与DAS一起使用，由此来自单个基站110的信号被复制在多个DAS系统中以提供RF信号收发机，其中它们对间隙填充是需要的。然而，当在同一频带上的两个多播远程单元125被放置时，其中它们的信号可重叠(也就是说，其中每个天线130的覆盖区域重叠)，多路径干扰将出现。当信号处于大约同一功率水平时，多路径干扰是特别成问题的。在频带的通带中可能出现有深零点的大波纹。OFDMA非常适合于处理这些问题，然而很多OFDMA子载波可能在恢复之后被衰减并造成性能的劣化，这可通过使用Alamouti STC法来克服。使用HSDPA系统，如下所述，通过利用至少码片延迟以允许耙式接收机解析多路径信号来克服这个问题。

天线130在其上发送的地理区域是覆盖区域105。如图1所示，天线130-1和130-2之间相距一段距离，并产生覆盖区域105。在其它实施方式中，天线130放置在覆盖被期望的区域的周界周围(例如，在建筑物周围、体育场中、沿着住所街道、沿着铁路等)。覆盖区域105可以在建筑物内部或外部。DAS天线130-1和130-2配置成都在同一频带上发送。无线设备150被显示在可由移动用户(例如，使用电话或膝上型计算机的人)使用的覆盖区域105内。无线设备150与具有耙式接收机的DAS 100通信，耙式接收机使用称为指峰的几个子接收机。每个指峰解码所接收的信号的多路径分量。

一般在分布式天线系统中，信号必须被延迟，使得信号几乎同时由天线130发送。较接近于主机120(相对于传播延迟)的天线的信号被延迟一定的量，使得信号在与信号到达最远的天线的相同时间到达那些天线。然而，信号可相隔多于一个码片被发送。码片是直接序列扩谱(DSSS)代码的脉冲—调制信号的段的术语。换句话说，码片是传输的单位。如果信号延迟小于一个码片，则衰落问题出现。然而，如果信号相隔至少一个码片被传输，则耙式接收机能够解释延迟。例如，在两个天线系统中，耙式接收机的一个指峰接收未延迟的信号，而另一指峰接收延迟了至少一个码片的信号。因为信号延迟了一个码片，耙式接收机可在干扰区域中清理信号。因此，耙式接收机使DAS能够使用信号流的两个或多个拷贝，如果拷贝之间的时间差大于一个码片。在OFDMA间隔大的MIMO背射系统中，信号不必相隔至少一个码片。然而，信号可以可变地被延迟以使DAS的时间延迟平衡，虽然延迟不是需要的。如果使用延迟，则延迟应小于OFDMA循环前缀(其在数据符号起始处重复数据符号的末尾)。

天线130在背射配置中间隔大。在背射DAS配置中，天线指向彼此(也就是说，向内指向小区)而不是远离彼此(远离小区)。间隔大的收发机比具有紧密地间隔开的收发机(也就是说，在覆盖区域的同一部分中)的一般MIMO系统相距更大的距离(例如，在覆盖区域的相对部分处)。在间隔大的DAS配置的一个实施方式中，远程单元彼此间隔开，使得在每个远程单元附近，来自其它远程单元的信号是可忽略的。间隔大的收发机允许DAS在较大的区域上有更一致的信号。背射配置导致额外的遮蔽利益。当被(例如树或墙)遮蔽时，无线设备150将具有比一般系统更多的覆盖。此外，使用具有诸如LTE或WiMAX的协议的MIMO有益于在信号之间有大的低相关性。当天线紧密地间隔开时，信号之间的相关性高，导致差的MIMO性能。

对于在背射配置中的DAS，在一对天线中的天线配置成使得它们至少部分地瞄准彼此。天线可直接瞄准彼此(如图1所示)或偏离一个角度，使得天线传输区域的任何部分重叠。背射将DAS源之间的RF功率维持在更恒定的水平，且同一频带上的背射使小区饱和。这个单小区优势导致更一致的信号，并减少了天线之间的干扰。在具有多对远程单元的背射配置中，每个远程单元对的小区彼此离得相当远。信噪比和信号干扰比由于良好的小区隔离而减小。这提高了几何因子G，其增加总DAS性能。特别地，HSDPA性能特别是通过增加的数据速度而增加。

STC和SM非常适合于间隔大并在背射配置中的DAS天线节点130。当无线设备150位于小区105的周界附近(例如一个天线130附近)时，信号失衡，空时编码和空间复用是不需要的，因为信号强且没有干扰。然而，在DAS节点130之间的边界处(在小区105的中心附近)，信号处于大约相等的强度。STC被设计成适应这种情况，且干扰通常不是问题。类似地，空间复用将也在边界区域处很好地工作，因为信号采取的路径将是不相关的，这是对空间复用的要求。在一个天线130附近，无线设备150不可能从另一天线130接收信号。然而，无线设备150由于在一个天线附近而具有良好的信号质量。

图2A-2C是示出在建筑物周围的背射分布式天线系统的实施方式的配置的方框图。图2A是具有两个收发机210-A和210-B的背射DAS 200的一个实施方式的方框图。DAS 200覆盖建筑物205。示出了重叠区域215，其中收发机210的覆盖重叠。收发机210-A和210-B在同一频带上。在一个实施方式中，DAS 200正发送HSDPA。收发机210通信地耦合到主机(未示出)，其将信号发送到收发机210，使得收发机210所发送的信号在时间上分开至少一个信号码片。在可选的实施方式中，DAS 200是使用STC或SM的2x2 MIMO系统。

上面描述的技术可以与单独的频带结合。例如，DAS可具有四个收发机，每个与背射搭档成对以产生具有离彼此的大隔离和低干扰的两个信道小区。图2B是具有四个收发机240-A、240-B、245-A和245-B的背射DAS 230的一个实施方式的方框图。天线240-A和240-B在第一频带上并且是背射搭档。天线245-A和245-B在第二频带上并且是背射搭档。

背射DAS的可选实施方式包括多个天线，其中至少一个天线不是成对的。图2C是具有一对天线260-A和260-B以及不成对的天线265的背射分布式天线系统250的一个实施方式的方框图。天线260-A和260-B在第一频带上并且是背射搭档。第三天线265也在第一频带上，且第三天线265所辐射的信号从天线260-A和260-B延迟至少一个码片。分布式天线系统的其它实施方式具有任何适当数量的天线，例如四个不成对的天线、中间有两个成对的四个天线、或五个天线。这些实施方式提供了面向内的小区结构，其利用任何数量的面向内的天线来改进小区区域的边缘的覆盖。该布置特别适合于LTE，因为信号损失的机会通过提高的数据吞吐量和小区之间的子载波的分布而降低。

图3A-3B是示出沿着曲线路径的背射分布式天线系统的实施方式的配置的方框图。图3A是线性背射DAS 300的一个实施方式的方框图。DAS 300可沿着街道、高速公路、铁路、隧道等放置。这些小区地区被示为302-A、302-B和302-C(在本文称为小区302)。收发机310背对背地安装在天线塔320-1到320-4上。塔320-1支持收发机310-A1。塔320-2支持收发机310-A2和310-B1，依此类推。收发机310-A1和310-A2以及310-B1和310-B2以及310-C1和310-C2在背射配置中并且是背射搭档。

小区302每个在单独的频带上。在一个实施方式中，只有相邻的小区在单独的频带上(例如，小区302-A和302-C使用第一频带，而小区302-B使用第二频带)。在另一实施方式中，小区302都在同一频带上。使用具有背对背安装的扇区天线的DAS部署可能破坏小区302-A、302-B和302-C之间的隔离。然而，在栅格线330(小区之间的边界)处仍然有切换区，但这些切换区在正好在天线附近的有限区域中。栅格线330在小区302-A和302-B之间，以及在小区302-B和302-C之间。在整个覆盖区域中，信号在该配置中比传统小区一致得多。因此，软切换出现得更不频繁，导致在整个小区中更大的容量。如果用户穿过DAS行进(例如，乘客乘有轨车)，则由于较大的小区隔离和减少的切换，用户的设备将经历较大的带宽和较少的功率消耗。

图3B是沿着街道352的线性背射DAS 350的一个实施方式的方框图。建筑物354(例如办公室和住宅)和远程单元362-1到362-4沿着街道352被定位。远程单元362连接到主机(未示出)并包括收发机(未示出)。收发机在覆盖区域360-1到360-4上在背射配置(图3B中的箭头示出收发机的波束形成的方向)中广播。小区360之间的栅格线370指示在不同的小区360之间的信号重叠的区域。

收发机365是宏天线。宏天线直接连接到基站收发信台。收发机365可在与远程单元362-4相同的频带上操作。在其它实施方式中，收发机365是在分布式天线系统中的另一远程单元。小区360可以都在同一频带上或在不同的频带上。

图4A-4B是示出体育场中的背射分布式天线系统的实施方式的配置的方框图。图4A示出在不同的频带上具有四个小区410-A 到410-D的体育场400。体育场400具有相应于体育场400的下平台、中平台和上平台的水平1到3。每个小区410具有相应于每个水平的背射天线420。例如，小区410-A具有与水平1上的420-A4背射的天线420-A1、与水平2上的420-A5背射的天线420-A2、以及与水平3上的420-A6背射的天线420-A3。天线对垂直于彼此被定向，然而，天线对产生公共覆盖区。

图4B示出在同一频带上具有四个小区440-A 到440-D的体育场430。换句话说，同一小区(频带)被DAS中的所有远程单元同播。该配置导致具有低容量的网络。设想了其它小区配置和频带。

图5是背对背安装的两个分布式天线502之间的隔离的曲线。这是相应于天线502-A和502-B之间的区域的除了沿着栅格线510以外的两个小区之间的良好隔离。

图6是用于在具有背射配置的DAS中使用同播的方法600的实施方式。从基站到天线对的第一天线的信号延迟被计算(610)。此外，从基站到天线对的第二天线的信号延迟被计算(620)。第二天线通常将是具有较短的信号路径的天线。从基站到天线对的第二天线的信号被延迟，使得第二信号(延迟的信号)在第一信号(信号)到达第一天线之后延迟至少一个码片到达第二天线(630)。由于设定的延迟，信号从天线对被同播(640)。

可对任何数量的天线对实现方法600。也可对任何数量的天线实现方法600，而不考虑天线的成对。方法600可在MIMO系统中与HSDPA和HSPA+一起使用。此外，方法600可与使用MIMO技术例如STC或SM的OFDMA一起使用。

图7是用于在具有背射配置的DAS中使用同播的方法700的实施方式。从主机单元到多个远程单元的每个的信号延迟被计算(710)。信号从主机单元发送到多个远程单元的每个(720)。信号基于所计算的信号路径延迟使用MIMO技术大约同时从多个远程单元的每个广播到公共覆盖区域中，其中多个远程单元间隔大(730)。可对任何数量的天线或天线对实现方法700。方法700可与使用MIMO技术例如STC或SM 的OFDMA一起使用。当使用STC时，可使用利用空时块码的信道编码的Alamouti法以将信号的拷贝发送到每个远程单元。

图8A-8C是移动设备的实施方式的方框图，移动设备具有包括在背射分布式天线系统的覆盖区域内的三个指峰的耙式接收机。图8A示出在分布式天线系统800的覆盖区域805内的移动单元810的一个实施方式。DAS 800可以是LTE系统、HSDPA系统或任何其它适当的分布式天线系统。DAS 800包括主机802和八个远程单元804-1到804-8(在本文统称为远程单元804)。每个远程单元804-1到804-8分别具有相应的天线806-1到806-8(在本文统称为天线806)。主机802将信号分配给每个远程单元804，其中每个收发机806在与信号从每个其它天线804发送的时间相差至少一个码片的时间发送信号。换句话说，在天线806所发送的每个信号之间有至少一个码片的延迟。

主机单元802和远程单元804的实施方式具有模块化设计和所界定的界面，其允许部件被移除并安装以适合于服务提供商的需要，如在第11/627,251号美国专利申请中讨论的并通过引用被并入本文。主机802和远程单元804都设计在系列射频(SeRF)通信器周围并具有被界定的界面，其中不同的各种数模射频收发机(DART)模块可被连接和断开。在图8A中示出的主机802包括DART模块812。有DART模块812的很多不同的实施方式，且每个DART模块812针对特定的技术和频带来设计。因此，可通过简单地代替主机单元802或远程单元804中的DART模块812来进行技术和频带调节。

移动单元810包括具有三个指峰815-1到815-3(在本文统称为指峰815)的耙式接收机。每个指峰815解析来自天线806之一的信号。如图8A所示，指峰815-1从天线806-1接收信号，指峰815-2从天线806-2接收信号，以及指峰815-3从天线806-3接收信号。因为每个信号彼此被延迟至少一个码片，移动单元810可解析信号。天线806将信号同播到覆盖区域805中。

当移动单元810穿过覆盖区域805移动时，只有三个远程单元804将在任何点处是可见的。这是因为在移动单元810的耙式接收机中可用的指峰815的数量确定移动单元810可区分开的信号的数量。换句话说，可被接收的信号的拷贝的数量的限制因子是耙式接收机的指峰的数量。

图8B示出在使用二乘二MIMO配置的分布式天线系统820的覆盖区域825内的移动单元810的一个实施方式。移动单元810包括两个发射机和具有至少三个指峰815-1到815-3的耙式接收机。主机822包括两个DART模块824-1和824-2，每个DART模块配置成在同一频带上通过主机822发送信号。远程单元826-1到826-8耦合到主机822并从主机822接收信号。主机822将信号从DART模块824-1发送到远程单元826-1、826-3、826-5和826-7，并将信号从DART模块824-2发送到远程单元826-2、826-4、826-5和826-8。

远程单元826-1到826-8(在本文统称为远程单元826)，每个远程单元分别包括天线828-1到828-8(在本文统称为天线828)。在每个远程单元826接收的信号具有离在其它远程单元826接收的信号的定时偏移(即，延迟)。天线828同时将信号发送到覆盖区域825中。当移动单元810穿过覆盖区域825移动时，它从DART模块824-1或824-2之一接收信号的两个版本，并从DART模块824-1或824-2的另一个接收信号。对于接收到两次的信号，移动单元810的某些实施方式将不能使用同一信号的两个版本，因此只有信号之一被使用(例如，较强的信号)。

在远程单元826接收的信号的实施方式彼此被延迟。在一个实施方式中，从远程单元826-1、826-3、826-5和826-7发送的信号在时间上从彼此偏移至少一个码片。从远程单元826-2、826-4、826-5和826-8发送的信号在时间上也从彼此偏移至少一个码片。然而，从例如远程单元826-1和远程单元826-2发送的信号不从彼此偏移，因为它们是不同的信号。移动单元810能够解析这两个信号，而不需要它们之间的定时偏移。信号都被延迟(数字地或使用模拟方法)，使得信号可从其相应的远程单元826被同播。

图8C示出在使用二乘四MIMO配置的分布式天线系统840的覆盖区域845内的移动单元810的一个实施方式。MIMO配置由离开主机842的四个不同的信号(例如，从基站接收)和离开移动单元810的两个不同的信号组成。在这个实施方式中，主机842包括四个DART模块844-1到844-4，每个DART模块向主机842提供信号。远程单元850-1到850-8(在本文统称为天线850)耦合到主机842，且每个远程单元分别包括两个天线852-1A和852-1B到852-8A和852-8B。天线例如852-1A和852-1B的实施方式在空间上分开地设置，使得它们起MIMO天线的作用并具有其间的极化分集。定时偏移存在于远程单元850的每个之间，通过数字延迟方法、模拟延迟方法或这两种方法的组合产生。

每个远程单元850接收这些信号中的两个。例如，远程单元850-1从DART模块844-1和844-2接收信号，而远程单元850-2从DART模块844-3和844-4接收信号。因此，每个远程单元850在同一信道上发送两个不同的信息流，而没有延迟的任何内在差异。然而，在不同远程单元850之间的信号以上面关于图5B描述的方法彼此偏移并从天线852被同播。

移动单元810接收与其耙式接收机支持指峰815的一样多的信号。如图8C所示，移动单元810接收6个不同的信号，同时它在覆盖区域845内。换句话说，移动单元810接收四个不同的MIMO信号，在单独的远程单元850中两个信号偏移了相当大的距离，而另两个偏移了相差，且那些信号的一组将从发送同一组信号的另一远程单元850重复。此外，因为指峰815-1的信号路径不同于815-3，移动单元810将能够在那些信号重复时解析它们。移动单元810通过在每个远程单元上的两个天线(例如远程单元850-1上的天线852-1A和852-1B)所辐射的信号的极化分集并通过发送相同信号(例如在远程单元850-1和远程单元850-3之间)的两个远程单元之间的物理间隔来解析信号。

在DAS 840的其它实施方式中，相邻的远程单元850接收同一组信号。在一个实施方式中，来自DART模块844-3到844-4的每个信号在不同的频带上被发送。

图9是移动设备900的一个实施方式的方框图。移动设备900包括耙式接收机910、至少两个发射机920-1和920-2、处理器930、存储器932和存储介质240。耙式接收机910包括多个指峰912-1到912-N(在本文统称为指峰912)。指峰912接收不同的信号，例如上面关于图8C描述的MIMO信号，且移动设备900能够通过极化分集、间隔和定时偏移来解析信号。软件942包括由处理器930可执行的可编程指令，其使移动设备900能够解析耙式接收机910的指峰所接收的信号。至少两个发射机920-1和920-2使移动单元900能够向下链接两组信号(例如，在图8B的二乘二MIMO配置和图8C的二乘四MIMO配置中)。

耙式接收机901通过950-N接收定等于其指峰912的数量的很多信号或很多组信号950-1(在本文统称为信号950)。耙式接收机910能够将这些信号950解析或组合成可由移动设备900的其它部件使用的一个或多个相干信号(例如，音频信号可从信号950解析并通过扬声器输出到用户)。例如，信号950可相应于由图8B和8C中的指峰815接收的信号。

上面描述的概念也可应用于利用辐射电缆的分布式天线系统。图10是使用辐射电缆1010的背射分布式天线系统1000的一个实施方式的方框图。主机1002通信地耦合到远程单元1004-1和远程单元1004-2。信号被分配到远程单元1004-1和远程单元1004-2。在远程单元1004-2接收的信号与在远程单元1004-1接收的信号比较被延迟。该延迟通过数字延迟或模拟延迟来实现(例如，通过将额外的长度添加到连接主机1002和远程单元1004-2的线路)。

辐射电缆1010具有耦合到远程单元1004-1的第一端和耦合到远程单元1004-2的第二端。辐射电缆1010包括一般在高频处发射并接收电磁辐射的电缆。辐射电缆1010的一个实施方式包括同轴电缆并使用大约3到30MHz的频率范围。然而，可使用其它频率和电缆，例如700-2600 MHz。

来自远程单元1004-1的信号沿着辐射电缆1010的前向路径被发送(由箭头1008-1表示)。来自远程单元1004-2的延迟信号沿着辐射电缆1010的反向路径被发送(由箭头1008-2表示)。换句话说，同一信号在辐射电缆1010上被同播两次，一次在前向路径1008-1上，而另一个在反向路径1008-2上，在信号的两个实例之间有定时偏移。在RC附近的耙式接收机将接收前向路径1008-1和反向路径1008-2。

在前向路径1008-1(在本文统称为前向信号)上的信号和在反向路径1008-2(在本文统称为反向信号)上的信号之间的定时偏移是至少一个码片延迟。这使辐射电缆的覆盖区域内的耙式接收机能够解析前向信号和反向信号。在一些实施方式中，在前向信号和反向信号之间的定时偏移大于前向信号和反向信号到达辐射电缆1010的相应的相对端所花费的时间。辐射电缆将一般具有沿着其长度的区域，其中信号衰落(称为衰落波谷)。在辐射电缆1010的前向链路和反向链路上发送信号减少了在信号中形成的波谷的可能性。因为有两个信号，每一个从辐射电缆1010的每端延迟，两个信号较不可能同时衰落。在辐射电缆1010的覆盖区域内的移动单元将能够选择最强的信号路径。

DAS系统1000的实施方式沿着对辐射电缆比对天线塔更有传导性的区域安装辐射电缆1010。例如，辐射电缆1000沿着隧道(沿着例如大容量运输铁路线路)或任何其它适当的位置被安装。

MIMO系统也可与辐射电缆1010一起使用。在这样的实施方式中，例如，两个或多个辐射电缆接近于彼此铺设，并界定公共覆盖区域。每个辐射电缆接收与其它辐射电缆不同的信号。不同的信号可以是例如单个信号的复用版本。DAS 1000的其它实施方式包括沿着辐射电缆1010以预定的间隔而间隔开的线放大器，以便增强信号。

几种装置可用于实现如在本说明书中讨论的本发明的系统和方法。除了上面讨论的任何装置以外，例如对于处理器930，这些装置包括但不限于数字计算机系统、微处理器、可编程控制器和现场可编程门阵列(FPGA)。因此，本发明的其它实施方式是存在于计算机可读介质例如存储介质940上的程序指令，其在被这样的控制器实现时能够使控制器实现本发明的实施方式。计算机可读介质是包括任何形式的计算机存储器的物理设备，包括但不限于穿孔卡片、磁盘或磁带、任何光学数据存储系统、闪速只读存储器(ROM)、非易失性ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(E-PROM)、随机存取存储器(RAM)、或任何其它形式的永久、半永久或临时存储器存储系统或设备。程序指令包括但不限于由计算机系统处理器执行的计算机可执行指令以及硬件描述语言例如超高速集成电路(VHSIC)硬件描述语言(VHDL)。

在背射配置中的分布式天线系统为HSDPA和HSPA+提供数据速度的增加。与使用一般无线系统相比，使用较少的软切换事件来实现在小区之间的较大隔离，因为在整个小区中的信号更一致。也实现较大的建筑物穿透。有限的软切换区导致每小区更大的容量。遮蔽效应被最小化。远程单元可放置在任何配置中，例如但不限于近似曲线、矩形、正方形、菱形、六边形、环形和圆形。使用STC或SM的DAS间隔大的背射MIMO增加了网络性能，提供了更高的平均数据率、更好的语音质量、更长的电池寿命和小区之间的更少的软切换。

描述了下列的权利要求所限定的本发明的很多实施方式。然而应理解，可进行所述实施方式的各种更改，而不偏离所主张的发明的精神和范围。因此，其它实施方式在下列权利要求的范围内。

Claims

1.一种分布式天线系统(DAS)，包括：

主机单元；以及

多个远程单元，其中所述多个远程单元是成对的，其中一对远程单元被放置成界定公共覆盖区域，且在一对远程单元中的每个远程单元：

通信地耦合到所述主机单元；

至少部分地指向它所配对的远程单元，其中该对远程单元中的每个远程单元与它所配对的远程单元间隔开使得在该对远程单元中的每个远程单元附近，来自它所配对的远程单元的信号是可忽略的并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的，其中所述公共覆盖区域与相邻的公共覆盖区域隔离；以及

在与它所配对的所述远程单元相同的频带上同播来自所述主机单元的数据。

2.根据权利要求1的系统，其中所述主机单元还包括：

处理单元，其可操作来：

计算从所述主机单元到每对远程单元的第一远程单元的信号路径的第一延迟；

计算从所述主机单元到每对远程单元的第二远程单元的信号路径的第二延迟；

使从所述主机单元到所述第二远程单元的信号延迟，使得来自所述主机单元的所延迟的信号在来自所述主机单元的所述信号到达所述第一远程单元之后的至少一个码片传输时间到达所述第二远程单元；以及

近似同时地广播所述信号和所延迟的信号；以及

存储器，其耦合到所述处理单元。

3.根据权利要求2的系统，其中所延迟的信号的定时是足够的，使得移动单元中的耙式接收机能够解析所述信号和所延迟的信号。

4.根据权利要求1的系统，其中该对远程单元向内指向所述公共覆盖区域。

5.根据权利要求1的系统，其中所述主机单元还包括：

与基站收发信台通信地耦合的网络接口。

6.根据权利要求1的系统，其中所述多个远程单元在同一频带上操作。

7.根据权利要求1的系统，其中每个远程单元对在与其它远程单元对的频带不同的频带上。

8.根据权利要求1的系统，其中来自所述主机单元的同播数据还包括：

每对远程单元的第一远程单元，其发送具有延迟X的信号；以及

每对远程单元的第二远程单元，其发送具有延迟X+Y的信号，其中Y大于单个码片的传输时间。

9.根据权利要求1的系统，其中所述远程单元放置在选自近似曲线、矩形、正方形、菱形、六边形、八变形、环形和圆形所组成的组中的形状中。

10.根据权利要求1的系统，其中所述DAS提供对所述公共覆盖区域的高速下行分组接入(HSDPA)。

11.根据权利要求1的系统，其中所述DAS使用空时编码(STC)。

12.根据权利要求1的系统，其中所述DAS使用空间复用(SM)。

13.根据权利要求1的系统，其中所述多个远程单元包括四个远程单元，其中所述远程单元放置在建筑物的周界周围。

14.根据权利要求1的系统，其中所述主机使用选自同轴电缆、光纤连接、双绞线、自由空间光学器件、电缆、mmWave和射频(RF)链路所组成的组中的传输介质通信地耦合到基站收发信台。

15.根据权利要求1的系统，其中所述多个远程单元使用选自同轴电缆、光纤连接、双绞线、自由空间光学器件、电缆、mmWave和射频(RF)链路所组成的组中的传输介质通信地耦合到所述主机。

16.一种用于在公共覆盖区域中发送信号的方法，所述方法包括：

计算从主机单元到一对远程单元的第一远程单元的信号路径的第一延迟，其中该对远程单元被放置成界定公共覆盖区域；

计算从所述主机单元到该对远程单元的第二远程单元的信号路径的第二延迟，其中第二远程单元与第一远程单元间隔开使得在第一远程单元附近，来自第二远程单元的信号是可忽略的，并且在第二远程单元附近，来自第一远程单元的信号是可忽略的，并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的，其中所述公共覆盖区域与相邻的公共覆盖区域隔离；

近似同时地广播所述信号和所延迟的信号。

17.根据权利要求16的方法，其中广播所述信号和所延迟的信号还包括在公共频带上广播它们。

18.根据权利要求16的方法，其中近似同时地广播所述信号和所延迟的信号还包括使用空时编码(STC)。

19.根据权利要求16的方法，其中近似同时地广播所述信号和所延迟的信号还包括使用空间复用(SM)。

20.一种用于在公共覆盖区域中发送信号的设备，所述设备包括：

用于计算从主机单元到一对远程单元的第一远程单元的信号路径的第一延迟的装置，其中该对远程单元被放置成界定公共覆盖区域；

用于计算从所述主机单元到一对远程单元的第二远程单元的信号路径的第二延迟的装置，其中第二远程单元与第一远程单元间隔开使得在第一远程单元附近，来自第二远程单元的信号是可忽略的，并且在第二远程单元附近，来自第一远程单元的信号是可忽略的，并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的，其中所述公共覆盖区域与相邻的公共覆盖区域隔离；

用于使从所述主机单元到所述第二远程单元的信号延迟，使得来自所述主机单元的所延迟的信号在来自所述主机单元的所述信号到达所述第一远程单元之后的至少一个码片传输时间到达所述第二远程单元的装置；以及

用于近似同时地广播所述信号和所延迟的信号的装置。

21.根据权利要求20的设备，其中用于广播所述信号和所延迟的信号的装置还包括用于在公共频带上广播它们的装置。

22.根据权利要求20的设备，其中用于近似同时地广播所述信号和所延迟的信号的装置还包括用于使用空时编码(STC)的装置。

23.根据权利要求20的设备，其中用于近似同时地广播所述信号和所延迟的信号的装置还包括用于使用空间复用(SM)的装置。

24.一种分布式天线系统(DAS)，包括：

主机单元；以及

耦合到所述主机单元的多个远程单元，所述多个远程单元放置成界定公共覆盖区域，其中所述多个远程单元：

至少部分地向内指向所述公共覆盖区域，其中由所述多个远程单元形成的所述公共覆盖区域与由DAS中的远程单元形成的相邻覆盖区域隔离；

远离彼此间隔开，使得在所述多个远程单元中的每个远程单元附近，来自所述多个远程单元中的其他远程单元的信号是可忽略的，其中所述公共覆盖区域内的信号强度近似是恒定的；以及

是成对的，以使用多输入多输出(MIMO)技术。

25.根据权利要求24的系统，其中所述主机单元配置成分配正交频分多址(OFDMA)信号。

26.根据权利要求24的系统，其中MIMO网络使用空时编码(STC)。

27.根据权利要求26的系统，其中使用空时编码还包括使用空时块码来将所述信号的拷贝发送到每个远程单元的信道编码的Alamouti法。

28.根据权利要求24的系统，其中所述MIMO网络使用空间复用(SM)。

29.根据权利要求24的系统，其中所述多个远程单元还包括使第一远程单元与第二远程单元成对，其中每对远程单元在公共频带上广播。

30.一种用于在覆盖区域中发送信号的方法，所述方法包括：

计算从主机单元到多个远程单元的每个的信号路径延迟；

将信号从所述主机单元发送到所述多个远程单元的每个；

基于所计算的信号路径延迟使用多输入多输出(MIMO)技术来将所述信号从所述多个远程单元的每个近似同时地广播到公共覆盖区域中，其中所述多个远程单元彼此间隔大，使得在所述多个远程单元中的每个远程单元附近，来自所述多个远程单元中的其他远程单元的信号是可忽略的，并且所述公共覆盖区域与耦合到所述主机单元的远程单元所形成的相邻覆盖区域隔离，其中所述公共覆盖区域内的信号强度近似是恒定的。

31.根据权利要求30的方法，广播信号还包括使用正交频分多址(OFDMA)。

32.根据权利要求30的方法，广播信号还包括使用空时编码(STC)。

33.根据权利要求32的网络，其中使用空时编码还包括使用空时块码来将所述信号的拷贝发送到每个远程单元的信道编码的Alamouti法。

34.根据权利要求30的网络，广播信号还包括使用空间复用(SM)。

35.一种分布式天线系统(DAS)，包括：

主机单元；以及

多个远程单元，其中所述多个远程单元的每个：

通信地耦合到所述主机单元；

至少部分地向内指向公共覆盖区域，使得所述公共覆盖区域与相邻覆盖区域隔离，其中所述公共覆盖区域内的信号强度近似是恒定的；以及

同播来自所述主机单元的数据。

36.根据权利要求35的系统，其中同播来自所述主机单元的数据还包括至少第一远程单元在与第二远程单元相同的频带上同播。

37.根据权利要求35的系统，其中同播来自所述主机单元的数据还包括其中所述多个远程单元的每个接收具有与所述多个远程单元的每个其它远程单元所接收的数据不同的定时偏移的数据；以及

其中每个远程单元所接收的数据之间的所述定时偏移是与每个其它远程单元所接收的数据相隔开的至少一个码片。

38.根据权利要求37的系统，其中所述定时偏移由数字延迟、模拟延迟或其组合之一实现。

39.根据权利要求35的系统，其中所述主机单元还包括：

处理单元，其可操作来：

计算从所述主机单元到所述多个远程单元的第一远程单元的信号路径的第一延迟；

计算从所述主机单元到所述多个远程单元的第二远程单元的信号路径的第二延迟；

近似同时地广播所述信号和所延迟的信号；以及

存储器，其耦合到所述处理单元。

40.根据权利要求39的系统，其中所延迟的信号的定时是足够的，使得移动单元中的耙式接收机能够解析所述信号和所延迟的信号。

41.根据权利要求35的系统，其中所述多个远程单元在同一频带上操作。

42.根据权利要求35的系统，其中每个远程单元对在与其它远程单元对的频带不同的频带上。

43.根据权利要求35的系统，其中所述DAS提供对所述覆盖区域的高速下行分组接入(HSDPA)。

44.根据权利要求35的系统，其中所述DAS使用空时编码(STC)和空间复用(SM)之一。

45.一种用于在公共覆盖区域中发送信号的方法，所述方法包括：

计算从主机单元到多个远程单元的第一远程单元的信号路径的第一延迟，其中所述多个远程单元放置成界定公共覆盖区域；

计算从所述主机单元到所述多个远程单元的第二远程单元的信号路径的第二延迟，其中第二远程单元与第一远程单元间隔开使得在第一远程单元附近，来自第二远程单元的信号是可忽略的，并且在第二远程单元附近，来自第一远程单元的信号是可忽略的，并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的，其中所述公共覆盖区域与相邻的公共覆盖区域隔离；

近似同时地广播所述信号和所延迟的信号。

46.根据权利要求45的方法，其中广播所述信号和所延迟的信号还包括在公共频带上广播它们。

47.根据权利要求45的系统，其中近似同时地广播所述信号和所延迟的信号还包括使用空时编码(STC)和空间复用(SM)之一。

48.一种分布式天线系统(DAS)，包括：

主机单元，其中所述主机单元向第一远程单元和第二远程单元提供数据信号；

辐射电缆，其中：

所述辐射电缆的第一端耦合到所述第一远程单元，而所述辐射电缆的第二端耦合到所述第二远程单元以界定公共覆盖区域；

所述第一远程单元在所述辐射电缆的前向路径上发送所述数据信号；以及

所述第二远程单元在所述辐射电缆的反向路径上发送所延迟的数据信号，其中所延迟的数据信号是具有定时偏移的数据信号，其中第二远程单元与第一远程单元间隔开使得在第一远程单元附近，来自第二远程单元的信号是可忽略的，并且在第二远程单元附近，来自第一远程单元的信号是可忽略的，并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的，其中所述公共覆盖区域与相邻的覆盖区域隔离。

49.根据权利要求48的DAS，其中所述定时偏移是至少一个码片。

50.根据权利要求48的DAS，其中所述辐射电缆安装在隧道、建筑物和大容量运输铁路线路中。

51.根据权利要求48的DAS，还包括：

第一辐射电缆和第二辐射电缆；以及

其中第一辐射电缆辐射空间复用数据信号的第一分量，而所述第二辐射电缆辐射空间复用数据信号的第二分量。

52.一种用于在公共覆盖区域中发送信号的设备，所述设备包括：

用于计算从主机单元到多个远程单元的第一远程单元的信号路径的第一延迟的装置，其中所述多个远程单元被放置成界定公共覆盖区域；

用于计算从所述主机单元到多个远程单元的第二远程单元的信号路径的第二延迟的装置，其中第二远程单元与第一远程单元间隔开使得在第一远程单元附近，来自第二远程单元的信号是可忽略的，并且在第二远程单元附近，来自第一远程单元的信号是可忽略的，并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的，其中所述公共覆盖区域与相邻的公共覆盖区域隔离；

用于使从所述主机单元到所述第二远程单元的信号延迟，使得所延迟的信号在所述信号到达所述第一远程单元之后的至少一个码片传输时间到达所述第二远程单元的装置；以及

用于近似同时地广播所述信号和所延迟的信号的装置。

53.根据权利要求52的设备，其中用于广播所述信号和所延迟的信号的装置还包括用于在公共频带上广播所述信号和所延迟的信号的装置。

54.根据权利要求52的设备，其中用于近似同时地广播所述信号和所延迟的信号的装置还包括用于使用空时编码(STC)的装置。

55.根据权利要求52的设备，其中用于近似同时地广播所述信号和所延迟的信号的装置还包括用于使用空间复用(SM)的装置。

56.一种移动设备，包括：

至少一个发射机；以及

耙式接收机，其中所述耙式接收机包括多个指峰，其中所述多个指峰从第二数据信号解析第一数据信号，其中所述第一数据信号和第二数据信号在背射分布式天线系统的公共覆盖区域内被接收，其中所述覆盖区域与所述背射分布式天线系统中的相邻覆盖区域隔离并且遍及所述公共覆盖区域的信号强度近似是恒定的。

57.根据权利要求56的移动设备，其中所述第一数据信号和所述第二数据信号包括具有至少一个码片的定时偏移的相同信号。

58.根据权利要求56的移动设备，其中所述第一数据信号和所述第二数据信号在第一频带内并具有极化分集。

59.根据权利要求56的移动设备，其中所述背射分布式天线系统包括在同播模式中操作的多个基站。

60.一种分布式天线系统，包括：

主机单元，其配置成同播至少一个数据信号；以及

多个远程单元，其耦合到所述主机单元，其中所述多个远程单元界定多个覆盖区域，其中所述多个覆盖区域彼此隔离，其中：

所述多个远程单元的每个包括至少一个天线；

所述多个远程单元的第一组接收第一数据信号；以及

所述多个远程单元的第二组接收第二数据信号；

其中所述第一数据信号和第二数据信号从所述多个远程单元的每个的所述至少一个天线被近似同时广播以在所述多个覆盖区域中形成公共覆盖区域；

所述多个远程单元的每个包括间隔开以使用多输入多输出功能的第一天线和第二天线；

所述多个远程单元的所述第一组接收第三数据信号，其中所述第一数据信号由所述多个远程单元的所述第一组中的每个远程单元的所述第一天线发送，而所述第三数据信号由所述多个远程单元的所述第一组中的每个远程单元的所述第二天线发送；以及

所述多个远程单元的所述第二组接收第四数据信号，其中所述第二数据信号由所述多个远程单元的所述第二组中的每个远程单元的所述第一天线发送，而所述第四数据信号由所述多个远程单元的所述第二组中的每个远程单元的所述第二天线发送。

61.根据权利要求60的分布式天线系统，还包括：

耦合到所述主机单元的多个数模射频收发机(DART)模块，其中每个DART模块在不同信道上向所述主机单元提供信号。

62.根据权利要求60的分布式天线系统，还包括：

其中所述第一数据信号从所述多个远程单元的所述第一组中的每个远程单元被近似同时广播；以及

其中所述第二数据信号从所述多个远程单元的所述第二组中的每个远程单元被近似同时广播。

63.根据权利要求60的分布式天线系统，还包括：

其中所述第一数据信号以第一定时偏移从所述多个远程单元的所述第一组中的每个远程单元被广播；以及

其中所述第二数据信号以第二定时偏移从所述多个远程单元的所述第二组中的每个远程单元被广播。

64.根据权利要求60的分布式天线系统，其中来自所述多个远程单元的所述第二组中的远程单元位于来自所述多个远程单元的所述第一组中的第一远程单元和来自所述多个远程单元的所述第一组中的第二远程单元之间。