CN102918778A - 宽带分布式天线系统的自动增益控制配置 - Google Patents

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Abstract

一个实施方案针对一种分布式天线系统，其中所述系统中包括的至少一个单元(例如，集线器单元或远程单元)中的自动增益控制功能的设置通过当自动增益控制功能以两个相应的预定配置操作时在在所述单元处测量的两个检测到的级别间插值并且通过在与两个相应的预定配置相关的两个目标级别间插值来确定。在一个实例中，两个所得插值的交点用以确定自动增益控制功能的设置。

Description

宽带分布式天线系统的自动增益控制配置
发明背景
一种无线蜂窝式服务提供商可用以改进给定基站或基站群提供的覆盖的方式是通过使用分布式天线系统(DAS)。在DAS中，射频(RF)信号在集线器单元和一个或多个远程天线单元(RAU)间传递。可通过例如使用同轴电缆将集线器单元连接到基站来直接将集线器单元通信地耦合到一个或多个基站。也可例如使用施主天线和双向放大器(BDA)来将集线器单元以无线方式通信地耦合到一个或多个基站。
基站发射的RF信号(在此也称为“下行RF信号”)在集线器单元被接收。集线器单元使用该下行RF信号来产生分配到一个或多个RAU的下行传送信号。每个这样的RAU接收下行传送信号并基于该下行传送信号重构下行RF信号，并且使重构的下行RF信号从至少一个耦合到RAU或包括在RAU中的天线发射。类似过程在上行方向上执行。移动单元发射的RF信号(在此也称为“上行RF信号”)在每个RAU被接收。每个RAU使用该上行RF信号来产生从RAU发射到集线器单元的上行传送信号。集线器单元接收并组合RAU发射的上行传送信号。集线器单元重构在RAU接收的上行RF信号，并将重构的上行RF信号传递到基站。这样，可使用DAS来扩展基站的覆盖。
一个或多个中间装置(在此也称为“扩展集线器”或“扩展单元”)可放置在集线器单元和远程天线单元之间，来增加单个集线器单元可供给的RAU的数目和/或增大集线器单元到RAU的距离。
一些DAS系统并入自动增益控制功能来自动地调整RF信号的增益和斜率。在只支持一个或两个双向RF带(每个RF带包括相应的下行RF带和相应的上行RF带)的系统中，对每个RF带单独执行此类自动增益控制。然而，在支持相对大数目的RF带(例如，8个RF带)的系统中，在逐带基础上执行自动增益控制可显著增加DAS系统的成本和复杂性。
发明概要
一个实施方案针对一种分布式天线系统，其中包括在所述系统中的至少一个单元(例如，集线器单元或远程单元)中的自动增益控制功能的设置通过当自动增益控制功能以两个相应的预定配置操作时在在所述单元处测量的两个检测到的级别间插值并且通过在与两个相应的预定配置相关的两个目标级别间插值来确定。在一个实例中，两个所得插值的交点用以确定自动增益控制功能的设置。
下面的附图和描述阐述了本发明各种实施方案的细节。其它特征和优点将从描述、附图和权利要求书显而易见。
附图简述
图1是混合数字模拟分布式天线系统的一个例示性实施方案的方框图。
图2是图1示出的模拟集线器单元中下游信号路径的一部分的例示性实施方案的方框图。
图3是图1示出的主远程天线单元中下游信号路径的一部分的例示性实施方案的方框图。
图4是通过图1示出的从天线单元和内部从单元中的每一个的下游信号路径的一部分的例示性实施方案的方框图。
图5是通过图1示出的从天线单元和内部从单元中的每一个的上游信号路径的一部分的例示性实施方案的方框图。
图6是通过图1示出的主远程天线单元的上游信号路径的一部分的例示性实施方案的方框图。
图7是图1示出的模拟集线器单元的上游信号路径的一部分的例示性实施方案的方框图。
图8是示出图1示出的主远程天线单元维持的表中含有的条目的一个实例的方框图。
图9A-9B是在图3示出的每个主远程天线单元的下行信号路径中执行快AGC的方法的一个实施方案的流程图。
图10示出检测插值和目标插值的一个实例。
图11示出可用于图9A-9B的方法的表的实例。
图12示出图9A-9B的方法中使用的最小二乘法。
图13是示出配置图2示出的模拟集线器单元的下行信号路径的方法的一个例示性实施方案的流程图。
图14示出确定结合图13的方法的下游低和高导频信号的目标级别的一个实例。
图15是示出配置图3示出的主远程天线单元的下行信号路径的方法的一个例示性实施方案的流程图。
图16是示出配置图4示出的主远程天线单元中内部从单元的下行信号路径的方法的一个例示性实施方案的流程图。
图17是示出配置图4示出的每个从远程天线单元的下行信号路径的方法的一个例示性实施方案的流程图。
各附图中类似的参考数字和名称表示类似的元件。
具体实施方式
图1是混合数字-模拟分布式天线系统(DAS)100的一个例示性实施方案的方框图，其中可实施本文所述的自动增益控制(AGC)配置技术。虽然本文描述的AGC配置技术是结合图1示出的混合数字-模拟DAS 100来描述的，但是应了解本文描述的AGC配置技术可用在其它DAS、中继器或分布式基站产品和系统(例如，“纯”模拟DAS)中。
DAS 100用以在一个或多个基站102和一个或多个无线装置104(例如，移动无线装置，如移动电话、移动计算机和/或它们的组合，如个人数字助理(PDA)和智能电话)之间分配双向无线通信。在图1示出的例示性实施方案中，DAS 100用以分配多个双向射频带。每个射频带通常用以传递多个逻辑双向RF波道。
本文描述的技术尤其适用于与使用例如蜂窝射频通信的许可的射频谱的无线通信的分配结合使用。此类蜂窝RF通信的实例包括支持第二代、第三代和第四代全球移动通信系统(GSM)电话和数据规范及标准族中的一个或多个；第二代、第三代和第四代码分多址(CDMA)电话和数据规范及标准族中的一个或多个；和/或WIMAX规范及标准族的蜂窝通信。在本文结合图1描述的特定例示性实施方案中，DAS 100被配置来处理8个蜂窝双向射频带。在其它实施方案中，DAS 100和本文描述的AGC技术也与使用未经许可的射频谱的无线通信(例如，支持IEEE 802.11标准族中的一个或多个的无线局域网络通信)一起使用。
在本文结合图1描述的特定例示性实施方案中，DAS 100被配置来分配使用频分双工来实现逻辑双向RF波道的无线通信。在其它实施方案中，DAS 100被配置来传递至少一些使用其它双工技术(例如，如用在一些WIMAX实施中的时分双工)的无线通信。
DAS 100分配的双向射频带中的每一个包括两个通信方向中每一个的单独的射频带。一个通信方向是从基站102到无线装置104，并且本文中称为“下游”或“下行”方向。另一个通信方向是从无线装置104到基站102，并且本文中称为“上游”或“上行”方向。分配的双向射频带中的每一个包括传递双向射频带的下游RF波道的“下游”带和传递双向射频带的上游RF波道的“上游”带。
在图1示出的特定例示性实施方案中，DAS 100包括数字子系统106和模拟子系统108。数字子系统106包含数字主机单元110和一个或多个数字远程单元(DRU)112。数字主机单元110直接(例如，通过一个或多个同轴电缆连接)或间接(例如，通过一个或多个施主天线和一个或多个双向放大器)通信地耦合到一个或多个基站102。在图1示出的特定例示性实施方案中，数字主机单元110可通信地耦合到最多8个数字远程单元112。
在图1示出的特定例示性实施方案中，数字主机单元110使用4对光纤114来通信地耦合到每个数字远程单元112。8个双向射频带使用一个或多个光纤对在数字主机单元110和数字远程单元112之间传递。所用光纤对的数目取决于例如所有频率的带宽要求的因素。在图1示出的特定例示性实施方案中，使用8个光纤对。每个光纤对中的光纤114中的一个用以将下游数据从数字主机单元110传递到数字远程单元112(且在此也称为“下游”光纤114)，而每个光纤对中的另一个光纤114用以将上游数据从数字远程单元112传递到数字主机单元110(且在此也称为“上游”光纤114)。
此外，在图1示出的特定例示性实施方案中，每个数字远程单元112通信地耦合到模拟子系统108的相应的模拟集线器单元116。每个数字远程单元112使用最多8对同轴电缆118(例如，50欧姆的同轴电缆)来通信地耦合到相应的模拟集线器单元116。每一对同轴电缆118用以传递DAS 100分配的8个双向射频带中的一个的中频(IF)版本。每个电缆对中的一个同轴电缆118用以将下游信号从数字远程单元112传递到模拟集线器单元116(且在此也称为“下游”同轴电缆118)，而每个电缆对中的另一个同轴电缆118用以将上游信号从模拟集线器单元116传递到数字远程单元112(且在此也称为“上游”同轴电缆118)。
在图1示出的特定例示性实施方案中，除了模拟集线器单元116之外，模拟子系统108还包括最多8个远程簇120。
每个模拟集线器单元116通过相应对同轴电缆122(例如，75欧姆的同轴电缆)来通信地耦合到模拟远程簇120中的每一个。同轴电缆122对中的每一个用以传递DAS 100分配的所有8个双向射频带的中频(IF)版本。在模拟集线器单元116和远程簇120之间传递的信号在此也称为“传送信号”。每个电缆对中的一个同轴电缆122用以将下游信号从模拟集线器单元116传递到模拟远程簇120(且在此也称为“下游”同轴电缆122)，而每个电缆对中的另一个同轴电缆122用以将上游信号从模拟远程簇120传递到模拟集线器单元116(且在此也称为“上游”电缆122)。
每个模拟远程簇120包含主远程天线单元124，主远程天线单元124通过同轴电缆122对来直接地连接到模拟集线器单元116。在图1示出的特定例示性实施方案中，每个模拟远程簇120也包括最多3个从远程天线单元126。每个主远程天线单元124通过相应对同轴电缆128(例如，75欧姆的同轴电缆)来通信地耦合到从远程天线单元126中的每一个。同轴电缆128对中的每一个用以传递DAS 100分配的双向射频带的中频(IF)版本。每个电缆对中的一个同轴电缆128用以将下游信号从主远程天线单元124传递到从远程天线单元126(且在此也称为“下游”同轴电缆128)，而每个电缆对中的另一个同轴电缆128用以将上游信号从从远程天线单元126传递到主远程天线单元124(且在此也称为“上游”电缆128)。
每个主远程天线124也包括内部从单元144。内部从单元144和3个从远程天线单元126中的每一个通过相应的同轴电缆132(例如，50欧姆的同轴电缆)来通信地耦合到相应的天线130。
对于DAS 100分配的双向射频带中的每一个，数字主机单元110从基站102接收该双向射频带的下游射频信号，并且带通过滤相关的下游射频带。数字主机单元110将每个双向射频带的下游射频带下变频成下游射频带的中频版本，并且数字化所得的中频版本。换句话说，对于DAS 100分配的双向射频带中的每一个，数字主机单元110产生该相应下游频带的数字样本。
对于下游光纤114中的每一个，数字主机单元110将一个或多个下游频带的数字样本(连同开销数据，例如同步数据和增益控制数据)构建在一起，并且通过该下游光纤114将所得的帧传递到数字远程单元112中的每一个。
对于每个下游光纤114，每个数字远程单元112从该下游光纤114接收下游帧，并且移除与该下游光纤114相关的相应一个或多个下游频带的数字样本。数字远程单元112使用数字到模拟过程来重建在数字主机单元110中数字化(使用相关的开销数据，例如来同步数字样本并调整IF信号的增益)的下游频带的每个模拟下游中频版本。
数字远程单元112将所有下游频带的所得下游中频版本传递到模拟集线器单元116。下游频带的所得下游中频版本中的每一个通过相应的下游同轴电缆118传递到模拟集线器单元116。
每个模拟集线器单元116组合所有下游频带的下游中频版本，以建立一组邻近但非重叠的频带。该组邻近但非重叠的下游中频带在本文中也统称为“下游宽带”或“下游宽带信号”。
图2示出模拟集线器单元116中下游信号路径的一部分。在图2示出的特定实施方案中，下游信号路径包括耦合器202和204，用来将下游低导频信号(例如，44MHz的导频信号)和下游高导频信号(例如，696MHz的导频信号)分别注入到从DAS 100分配的所有下游频带产生的下游中频宽带信号。下游低导频信号206和下游高导频信号208使用例如频率合成器以常规方式产生。在图2示出的特定实施方案中，RF二极管210和212用以调整低频和高频导频信号的级别。
下游低导频信号206和下游高导频信号208的功率级由控制器214来控制。控制器214使用合适的可编程处理器(例如，微处理器或微控制器)来实施，该可编程处理器执行实现如模拟集线器单元116实施的本文描述的至少一些功能的软件216。软件216包含存储(或实施)在适当的存储介质218(例如闪存或其它非易失性存储器、磁盘驱动器和/或光盘驱动器)上的程序指令。程序指令的至少一部分是由可编程处理器从存储介质218读取的，从而用于执行。包含程序指令的存储介质218在本文中也称为“程序产品”。虽然存储介质218在图1中示出为包括在模拟集线器单元116中并在模拟集线器单元116本地，但是应理解也可以使用远程存储介质(例如，可通过网络或通信链路访问的存储介质)和/或可移动介质。模拟集线器单元116也包括用于在可编程处理器执行期间存储程序指令(和任何相关数据)的存储器220。在一个实施中，存储器220包含目前已知或以后开发的任何合适形式的随机访问存储器(RAM)，例如动态随机访问存储器(DRAM)。在其它实施方案中，使用其它类型的存储器。
在图2示出的特定实施方案中，下游信号路径包括变量数字衰减器222来调整组合的下行信号的增益和变量斜率电路224来调整下游信号的斜率。变量数字衰减器222和变量斜率电路224被耦合到控制器214，且控制器214控制变量数字衰减器222和变量斜率电路224的设置，以便预补偿固定量的电缆损耗(例如，相当于50米的同轴电缆损耗)。
变量斜率电路224输出的下行信号被提供到分路器226，分路器226将该下行信号分成输出到(使用放大器228)远程簇120的下行信号的多个版本。
虽然图1或2中未示出，但是低频控制载波也可与下游宽带信号和下游导频信号组合。控制器214输出的控制数据被调制到控制载波上以用于远程簇120的配置和管理。在此类例示性实施方案的一个实施中，频移键控(FSK)用以将控制数据调制到高频导频信号以上的频率(例如，808MHz)的控制载波上。另外，参考信号与下游宽带信号、下游导频信号和控制载波组合。参考信号用于将远程簇120中的本地振荡器的频率与模拟集线器单元116中的参考振荡器(未示出)同步。
再参看图1，每个主远程天线单元124从模拟集线器单元116接收组合的下游信号。主远程天线单元124包括用以自动地调整在主远程天线单元124接收的下游组合信号的增益和斜率并检测用于主远程天线单元124中执行的AGC处理的组合下游信号中包括的下游导频信号的功率级的功能。然后，增益斜率调整的下游信号通过相应的下游同轴电缆128被提供到从天线单元126中的每一个。此外，增益调整的宽带信号也通过内部连接被输入到主远程天线单元124中的内部从单元144。
图3示出主远程天线单元124中下游信号路径的一部分。在图3示出的特定实施方案中，下游信号路径包括变量数字衰减器302来调整在主远程天线单元124接收的组合下游信号的增益。
此外，在图3示出的特定实施方案中，下游信号路径包括3个固定斜率调整路径：对应于天线集线器单元116和主远程天线单元124之间的零长电缆长度的“短”固定斜率调整路径304、对应于天线集线器单元116中下游增益调整功能预补偿的电缆长度(在此实施方案中是50米)的“中”固定斜率调整路径306和对应于天线集线器单元116和主远程天线单元124之间的更大电缆长度(在此实施方案中是100米)的“长”固定斜率调整路径308。
短固定斜率调整路径304配备有旨在抵销天线集线器单元116中的下游增益调整功能应用到下游信号的预补偿(即，对50米同轴电缆损耗的预补偿)的下坡响应。中固定斜率调整路径306配备有平坡响应，使得在模拟集线器单元116中应用的预补偿被模拟集线器单元116和主远程天线单元124之间的同轴电缆损耗取消。长固定斜率调整路径308配备有旨在补偿模拟集线器单元116和主远程天线单元124之间的比在模拟集线器单元116中预补偿的量更大的同轴电缆损耗量的上坡响应。
一对交换机310用以选择固定斜率调整路径中的一个来包括在主远程天线单元124的下游信号路径中。
在图3示出的特定实施方案中，下游信号路径也包括变量斜率电路312来调整下游信号的斜率。下游信号路径也包括一对导频功率检测器314。导频功率检测器314中的一个被配置用于检测增益斜率调整的下游信号中包括的下游低导频信号的功率级。另一个功率检测器315被配置用于检测增益斜率调整的下游信号中包括的下游高导频信号的功率级。
主远程天线单元124也包括控制器316，其中控制器316尤其控制并配置变量数字衰减器302、交换机310和变量斜率电路312。控制器316还读取导频检测器314检测到的下游低和高导频信号的功率级，以用于变量数字衰减器302、交换机310和变量斜率电路312的配置以及随后在主远程天线单元124中执行的AGC处理。
控制器316使用合适的可编程处理器(例如，微处理器或微控制器)来实施，该可编程处理器执行实施如主远程天线单元124实施的本文描述的至少一些功能的软件318。软件318包含存储(或实施)在适当的永久存储介质320(例如闪存或其它非易失性存储器、磁盘驱动器和/或光盘驱动器)上的程序指令。程序指令的至少一部分是由可编程处理器从存储介质320读取的，从而用于执行。包含程序指令的存储介质320在本文中也称为“程序产品”。虽然存储介质320在图3中示出为包括在主远程天线单元124中并在主远程天线单元124本地，但是应理解也可以使用远程存储介质(例如，可通过网络或通信链路访问的存储介质)和/或可移动介质。主远程天线单元124也包括用于在可编程处理器执行期间存储程序指令(和任何相关数据)的存储器322。在一个实施中，存储器322包含目前已知或以后开发的任何合适形式的随机访问存储器(RAM)，例如动态随机访问存储器(DRAM)。在其它实施方案中，使用其它类型的存储器。
变量斜率电路312输出的增益斜率调整的下游信号被分路器(图3中未示出)拆分，并通过相应的下游同轴电缆128被提供到从天线单元126中的每一个且被提供到主远程天线单元124内的内部从单元144。
虽然图1或3中未示出，但是调制到包括在在主远程天线单元124接收的下游信号中的高频控制载波上的控制数据被从控制载波解调并被提供到控制器316。该控制数据用于远程簇120的配置和管理。从模拟集线器单元116传递的高频控制载波被从传递到从天线单元126和内部从单元144中的每一个的下游信号中移除，并被主远程天线单元124将其自身的控制数据调制到的不同的高频控制载波代替。所得高频控制载波与传递到从天线单元126和内部从单元144中的每一个的下游信号组合。控制器316输出的控制数据被调制到控制载波上，以用于从天线单元126和内部从单元144的配置和管理。在此例示性实施方案的一个实施中，FSK调制用以将控制数据调制到处于与从模拟集线器单元116接收到的频率相同的频率的高频控制载波上。
另外，传递到从天线单元126和内部从单元144中的每一个的下游信号包括由模拟集线器单元116提供的参考信号。
再参看图1，从天线单元126和主远程天线单元124中的内部从单元144接收下游信号(其包括下游频带的中频版本、下游低和高导频信号、控制载波和参考时钟)并复制下游频带的子集的射频版本。
图4示出通过从天线单元126和内部从单元144中的每一个的下游信号路径的一部分。图4只示出了单个下游信号路径，但是应理解从天线单元126和内部从单元144中的每一个包括单元126和144输出的下游RF频带中的每一个的下游信号路径的单独版本。
在图4示出的特定例示性实施方案中，从天线单元126和内部从单元144中的每一个中的下游信号路径包括分别用来将单元增益调整和单元斜率调整应用到下游窄带信号来补偿单元126和144之间的任何单元到单元变化的相应的单元变量数字衰减器402和单元变量斜率电路404。图4示出的下游信号路径也包括用以将下游宽带频带的中频版本上变频到该下游频带的原始RF频带的混合器406。锁相环路(PLL)408提供相关混合信号来将下游宽带频带的中频版本上变频成原始RF频带。PLL 408使用提供到从天线单元126和内部从单元144中的每一个的下游信号中的参考信号来将单元126和144中使用的相应的本地振荡器(未示出)锁定到模拟集线器单元116中的参考振荡器。
在图4示出的特定例示性实施方案中，下游信号路径也包括带通滤波器(BPF)410来输出射频带中的一个。下游信号路径也包括变量数字衰减器412来将带特定增益调整应用到该射频带。
每个从天线单元126或内部从单元144产生的下游RF频带被组合并通过相应的同向双工器(未示出)和同轴电缆132被输出到相关天线130。下游RF频带从天线132被发射，以供相关无线装置104接收。
从天线单元126和内部从单元144中的每一个包括相应的控制器414，其中控制器414尤其用于控制并配置该单元126或单元144的下游信号路径中的功能。控制器414使用合适的可编程处理器(例如，微处理器或微控制器)来实施，该可编程处理器执行实施如从天线单元126或内部从单元144实施的本文描述的至少一些功能的软件416。软件416包含存储(或实施)在适当的永久存储介质418(例如闪存或其它非易失性存储器、磁盘驱动器和/或光盘驱动器)上的程序指令。程序指令的至少一部分是由可编程处理器从存储介质418读取的，从而用于执行。包含程序指令的存储介质418在本文中也称为“程序产品”。虽然存储介质418在图4中示出为包括在从天线单元126或内部从单元144中并在从天线单元126或内部从单元144本地，但是应理解也可以使用远程存储介质(例如，可通过网络或通信链路访问的存储介质)和/或可移动介质。主远程天线单元124也包括用于在可编程处理器执行期间存储程序指令(和任何相关数据)的存储器420。在一个实施中，存储器420包含目前已知或以后开发的任何合适形式的随机访问存储器(RAM)，例如动态随机访问存储器(DRAM)。在其它实施方案中，使用其它类型的存储器。
在DAS 100中在上游方向执行类似处理。
再参看图1，从天线单元126和内部从单元144中的每一个通过相应的天线132接收上游射频信号并产生相应的单元126和144支持的上游射频带的子集的中频版本。
图5示出通过从天线单元126和内部从单元144中的每一个的上游信号路径的一部分。图5只示出了单个上游信号路径，但是应理解从天线单元126和内部从单元144中的每一个包括该单元126和144处理的上游RF频带中的每一个的上游信号路径的单独版本。
在从天线单元126和内部从单元144中的每一个中，相关无线装置104广播的上游射频信号通过相应的同轴电缆132和同向双工器(未示出)从相应的天线130接收。上游信号路径包括变量数字衰减器502来将带特定增益调整应用到所接收的上游射频信号。
上游信号路径也包括带通滤波器(BPF)504来输出上游射频带中的一个。图5示出的上游信号路径也包括用以下变频过滤的上游射频信号来产生该上游频带的中频版本的混合器506。相同的混合信号(由PLL 408产生)用在单元126或144中的所有下游信号路径和上游信号路径中。
在图5示出的特定例示性实施方案中，从天线单元126和内部从单元144中的每一个包括分别用来将单元斜率调整和单元增益调整应用到上游频带的上游中频版本来补偿单元126和144之间的任何单元到单元变化的相应的变量斜率电路508和相应的变量数字衰减器510。
再参看图1，每个从天线单元126和内部从单元144处理的上游频带的所有中频版本被组合并通过相应的上游同轴电缆128(在从天线单元126的情况下)或通过内部连接(在内部从单元144的情况下)传递到相应的主远程天线单元124。
主远程天线单元124组合从天线单元126和内部从单元144处理的所有上游频带的上游中频版本，以建立一组邻近但非重叠的中频带。该组邻近但非重叠的上游中频带在本文中也统称为“上游宽带”或“上游宽带信号”。
图6示出通过主远程天线单元124的上游信号路径的一部分。
在图6示出的特定例示性实施方案中，上游信号路径包括耦合器602和604，用来将上游低导频信号(例如，44MHz的导频信号)和上游高导频信号(例如，696MHz的导频信号)分别注入到从在从天线单元126和内部从单元144接收的上游信号产生的上游中频宽带信号。上游低导频信号和上游高导频信号来自在主远程天线单元124从模拟集线器单元116接收的下游导频信号。如下面更详细地描述的，上游低导频信号和上游高导频信号的功率级由主远程天线单元124中的控制器316(图6中未示出)控制。在图6示出的特定实施方案中，RF检测器606和608分别用来调整低频和高频导频信号616和618的级别。
在图6示出的特定实施方案中，上游信号路径包括变量数字衰减器610来在主远程天线单元124中的控制器316的控制下调整组合宽带信号的增益。
在图6示出的例示性实施方案中，在上游信号路径中提供了两个单独的信号路径(在此也称为“斜率路径”)：包括被配置来预补偿主远程天线单元124和模拟集线器单元116之间的特定量的同轴电缆损耗(例如，50米的同轴电缆损耗)的变量斜率电路612的一个斜率路径和不预补偿任何同轴电缆损耗的另一个斜率路径。一对交换机614用以选择斜率路径中的一个来包括在主远程天线单元124的上游信号路径中。交换机614由包括在主远程天线单元124中的控制器316控制。
变量斜率电路612输出的所得上行信号(如果选择了第一个斜率路径)或变量数字衰减器610的输出(如果选择了第二个斜率路径)通过相应的上游同轴电缆122被传递到模拟集线器单元116。
虽然图1或6中未示出，但是高频控制载波也可与上游宽带信号和上游导频信号组合。控制器316输出的控制数据被调制到控制载波上，以传递到模拟集线器单元116。在所述例示性实施方案的一个实施中，FSK调制用以将控制数据调制到处于低频导频信号以下的频率(例如，808MHz)的控制载波上。
再参看图1，模拟集线器单元116接收耦合到模拟集线器单元116的所有远程簇120中的主远程天线单元124输出的上行信号。
图7示出模拟集线器单元116的上游信号路径的一部分。模拟集线器单元116的上游信号路径包括针对模拟集线器单元116耦合到的远程簇120中的每一个的单独的支路。然而，为了说明的清楚，图7只示出了单个支路。
每个此类支路包括变量数字衰减器702来调整在模拟集线器单元116从主远程天线单元124中的一个接收的上游信号的增益。变量数字衰减器702由模拟集线器单元116中的控制器214(图7中未示出)控制。
在图7示出的例示性实施方案中，模拟集线器单元116中的上游信号路径的每个支路中有两个单独的路径(在此也称为“斜率路径”)：包括被配置来补偿相应的主远程天线单元124中已预补偿的损耗量之外的额外同轴电缆损耗量(例如，50米的额外同轴电缆损耗)的变量斜率电路704的“长”斜率路径和不补偿任何额外的同轴电缆损耗量的“短”斜率路径。一对交换机706用以选择斜率路径中的一个来包括在模拟集线器单元116的上游信号路径的该支路中。交换机706由包括在模拟集线器单元116中的控制器214控制。
上游信号路径中的每个支路也包括变量斜率电路708来调整上游信号的斜率。模拟集线器单元116中的控制器214控制变量斜率电路708。
上游信号路径中的每个支路也包括放大器710来放大从该支路处理的主远程天线单元124接收的上游信号。
上游信号路径中的每个支路在放大器710后还包括第二变量数字衰减器712来可变地调整该路径中上游信号的增益。模拟集线器单元116中的控制器214控制变量数字衰减器712。
来自所有远程簇120的上游信号由组合器714来组合。所得组合的上游信号包括DAS 100分配的所有频带的中频版本。“单元增益”变量数字衰减器716将一般增益调整应用到来自所有远程簇120的组合上游信号。
在图7示出的特定实施方案中，上游信号路径也包括一对导频功率检测器718。这对导频功率检测器718中的一个被配置用于检测包括在上游信号中的上游低导频信号的功率级。另一个功率检测器718被配置用于检测包括在上游信号中的上游高导频信号的功率级。上游低和高导频信号的检测到的功率级被模拟集线器单元116中的控制器216使用来以常规方式自动地控制模拟集线器单元166中的上游信号路径的每个支路中的增益和斜率。在所述实施方案的一个实施中，此类AGC处理是通过调整变量数字衰减器702、变量斜率电路708和变量数字衰减器712中一个或多个的设置来执行的。
然后，单元增益变量数字衰减器716输出的组合上游信号(其含有所有上游频带的中频版本)被输出到通过上游同轴电缆118耦合到模拟集线器单元116的数字远程单元112。在图1示出的例示性实施方案中，因为数字远程单元112包括用于数字化每个上游频带的单独的模块，所以组合的上游信号被拆分并提供到远程数字单元112中的每个此类模块。
对于DAS 100分配的8个上游频带中的每一个，数字远程单元112中相应的A/D(模拟/数字)模块从自每个模拟集线器单元116接收的单个组合的上游宽带信号中带通过滤出该频带的中频版本，并数字化该频带。
对于上游光纤114中的每一个，数字远程单元112将一个或多个上游频带的数字样本(连同开销数据，例如同步数据和增益控制数据)构建在一起，并且通过光纤对的相应光纤中的上游光纤114将所得帧传递到数字主机单元110。
数字主机单元110从数字远程单元112中的每一个接收上游帧，并且移除每个帧中含有的数字样本。
在多个数字远程单元112耦合到单个数字主机单元110的情况下，对于每个上游频带，数字主机单元110组合从数字远程单元112中的每一个接收的该上游频带的数字样本。在此类实施方案的一个实施中，数字样本通过对于每个样本期数字地加和从每个数字远程单元112接收的每个上游频带的数字样本来组合。即，在此类实施中，对于每个样本期，每个上游频带的相应的数字样本被加起来(具有合适的溢出控制来将和保持在数字主机单元110中数字到模拟过程支持的位数内)。
数字主机单元110使用数字到模拟过程来建立上游频带中的每一个的模拟上游中频信号(使用帧中相关的开销数据来例如同步D/A(数字/模拟)过程中使用的数字样本和振荡器并调整所得IF信号的增益)。
然后，数字主机单元110个别地将上游频带中的每一个的模拟上游中频信号上变频回在远程簇120中的一个或多个处接收对应的信号所在的相应的原始射频。上游频带的所得射频版本的增益被调整。所得增益调整的上游射频宽带信号被传递到一个或多个基站102。
自动增益控制(AGC)发生在模拟集线器单元116和每个主远程天线单元124之间，以自动地补偿发生在单元116和124之间的同轴电缆损耗。主远程天线单元124补偿下行方向上的电缆损耗，而模拟集线器单元116补偿上行方向上的电缆损耗。
通常，在操作期间，负责均衡电缆损耗的单元(即，主远程天线单元124或模拟集线器单元116)将通过迭代程序来设置相关信号路径中的增益和斜率。即，在下行方向上，每个主远程天线单元124通过调整变量数字衰减器302和变量斜率电路312来反复地调整增益和斜率。同样地，在上行方向上，模拟集线器单元116反复地调整上行信号路径中每个支路的变量数字衰减器702和712和变量斜率电路708。
DAS 100中执行两种类型的自动增益控制：在相对短的时间量内确定初始增益和斜率设置(例如，当开机时作为单元执行的处理的一部分)的“快”AGC和随时间逐渐改变增益和斜率设置(例如，在快AGC结束之后)的“慢”AGC。
在主远程天线单元124中的控制器316上执行的软件318使用维持在主远程天线单元124上的表324(或其它合适的数据结构)来执行快AGC。图8示出维持在主远程天线单元124上的表324中含有的条目的一个实例。通常，表324含有多个条目802。在图8示出的特定例示性实施方案中，表324中的每个条目802与通过主远程天线单元124的固定斜率路径中的一个(即，“短”、“中”、“长”)相关。
表324中的每个条目802将变量数字衰减器302和变量斜率电路312的设置与下游低导频信号和高导频信号的目标级别关联。即，每个条目802包括其中分别存储变量数字衰减器302和变量斜率电路312的设置的数字衰减器(DA)字段804和斜率字段806。另外，每个条目802包括两个导频目标字段808和810：一个用于存储下游低导频信号的目标级别，另一个用于存储下游高导频信号的目标级别。
在图8示出的特定例示性实施方案中，主远程天线单元124中表324中的每个条目802也具有与存储在该条目802中的增益和斜率设置相关的电缆损耗的等值量。损耗的等值量被存储在单独的字段812中。
在图8示出的特定例示性实施方案中，表324中的每个条目802也包括DAS 100处理的8个下游频带中的每一个的频带特定增益偏移。每个条目802包括其中存储相应的增益偏移的DAS 100处理的8个下游频带中的每一个的相应的增益偏移字段814。
图9A-9B是每个主远程天线单元124的下行信号路径中执行快AGC的方法900的一个实施方案的流程图。图9A-9B示出的方法900的实施方案在本文中被描述为使用图8中示出的表324在图1-7中示出的混合数字-模拟DAS 100中实施，但是应理解，方法900的其它实施方案可使用其它DAS、中继器或分布的基站产品和系统(例如，纯模拟DAS中)来实施。更具体地说，方法900在本文中被描述为在由主远程天线单元124中的控制器316执行的软件318中实施，以便补偿下行中的电缆损耗。
在方法900的操作期间，模拟集线器单元116提供包括具有在下面结合图13描述的配置处理中确定的功率级的下行低和高导频信号的下行信号。
在控制器316上执行的软件318选择表324中的条目802(图9A的框902)。在本文结合图9A-9B描述的实施方案中，表324中的条目802按预定次序排序，并且在控制器316上执行的软件318选择第一条目802。在此例示性实施方案中，表324中的条目802基于与该条目802相关的固定斜率路径的长度并且然后按斜率设置来排序。即，所有与短固定斜率路径相关的条目802在先，与中固定斜率路径相关的条目802居中，且与长固定斜率路径相关的条目802位于最后。然后，与固定斜率路径中的每一个相关的条目802基于变量斜率电路312的斜率设置来排序。图8示出的例示性条目802被如本文描述地排序。
软件318分别将变量数字衰减器302和变量斜率电路312的增益和斜率设置设置成在所选条目802中指定的值，并选择与所选条目802相关的固定斜率路径(框904)。即，软件318分别将变量数字衰减器302和变量斜率电路312的增益和斜率设置成分别存储在所选条目802的DA(数字衰减器)和斜率字段804和806中的增益和斜率设置。软件318也设置交换机310，以(例如，通过选择第一个条目802的短路径)选择与当前选择的条目802相关的固定斜率路径(短、中或长)。
然后，软件318读取导频功率检测器314对，以便当主远程天线单元124的下行信号路径中的增益和斜率设置根据当前所选条目802来配置时确定下游低和高导频信号的当前功率级(框906)。软件318计算下游高导频信号的检测到的功率级和下游低导频信号的检测到的功率级之间的差(框908)。该差在此也称为“检测导频差”。软件318也计算存储在当前选择的条目802中的下游高导频信号的目标级别和存储在当前选择的条目802中的下游低导频信号的目标级别之间的差(框910)。该差在此也称为“目标导频差”。所上面所述，下游高导频信号的目标级别被存储在当前选择的条目802的导频目标字段810中，并且下游低导频信号的目标级别被存储在当前选择的条目802的导频目标字段808中。
然后，如果检测到的导频差小于目标导频差(在框912中检查)，那么软件318选择表324中的下一个条目802(框902)并且重复与框904-912相关的处理。
如果检测到的导频差等于或大于目标导频差，那么下游导频信号的最终目标值被两个表条目802(理想值之前的一个和之后的一个)约束。最终目标值被从两个连续的表条目802——当前选择的条目802和前一个条目802插入。表324被配置，使得插值只能在与相同固定斜率路径相关的连续的条目802之间发生，并且永远不会在与不同固定斜率路径相关的条目802之间发生。因此，表324被构建来分别保证短斜率路径或中斜率路径的最后一个条目802与中斜率路径或长斜率路径的第一个条目之间的一些量的重叠。此重叠意味着短斜率路径或中斜率路径的最后一个条目的检测到的导频差应该始终分别超过中斜率路径或长斜率路径的第一个条目的检测到的导频差。
如下进行插值。软件318在表324中当前选择的条目802的检测到的导频差与先前选择的条目802的检测到的导频差之间插值(框914)。此插值在此也称为“检测插值”。软件318也在表324中当前选择的条目802的目标导频差与先前选择的条目802的目标导频差之间插值(框916)。此插值在此也称为“目标插值”。然后，软件318确定检测插值在哪里与目标插值相交(框918)。
图10示出检测插值和目标插值的一个实例。在图10示出的实例中，ΔDet1表示当前选择的条目802的检测到的导频差，且ΔDet2表示表324中先前选择的条目802的检测到的导频差。另外，在图10示出的实例中，ΔT1表示与当前选择的条目802相关的目标导频差，且ΔT2表示与先前选择的条目802相关的目标导频差。
检测到的插值和目标插值的交点是使用以下方程来确定的：
X = Δ Det 1 - Δ T 1 Δ T 2 - Δ T 1 - Δ Det 2 + Δ Det 1 - - - ( 1 )
其中X表示交点。
再参看图9B，软件318然后使用检测插值与目标插值的交点来计算下游低和高导频信号的最终插入目标值(图9B的框920)，并且使用检测插值与目标插值的交点来计算下游频带中的每一个的最终插入增益偏移(框922)。
下游低和高导频信号的最终插入目标值使用交点X计算如下：
PLX＝PL-1+X(PL-2-PL-1)            (2)
PHX＝PH-1+X(PH-2-PH-1)            (3)
其中PL-1是表324中当前选择的条目802的下游低导频信号的目标级别，PL-2是先前选择的条目802的下游低导频信号的目标级别，PH-1是当前选择的条目802的下游高导频信号的目标级别，PH-2是先前选择的条目802的下游高导频信号的目标级别，PLX是下游低导频信号的最终插入目标值，且PHX是下游高导频信号的最终插入目标值。
类似方程用以计算最终带特定增益偏移中的每一个：
GX＝GN1+X(GN2-GN1)                (4)
其中GN1是当前选择的条目802中指定用于频带N的增益偏移，GN2是先前选择的条目802中指定用于频带N的增益偏移，且GX是频带N的最终插入的增益偏移。
软件318反复地调整变量斜率电路312的设置，直到检测到的导频差匹配下游高导频信号的最终插入目标值与下游低导频信号的最终插入目标值之间的差为止(框924)。下游高导频信号的最终插入目标值与下游低导频信号的最终插入目标值之间的差在此也称为“插入目标导频差”。在本文结合图9A-9B描述的特定例示性实施方案中，当检测到的导频差与插入目标导频差之间的误差(即，差)被最小化时，检测到的导频差“匹配”插入目标导频差。
在检测到的导频差匹配插入目标导频差之后，软件318反复地调整变量数字衰减器302的增益设置，直到下游低和高导频信号的检测到的级别匹配下游低和高导频信号的最终插入目标值为止(框926)。在本文结合图9A-9B描述的特定例示性实施方案中，当平均导频误差被最小化时，下游低和高导频信号的检测到的级别匹配下游低和高导频信号的最终插入目标值。平均导频误差计算如下：
ErrPltAvg1＝|PH-Det-PH-Tgt+PL-Det-PL-Tgt|          (5)
其中ErrPltAvg1是平均导频误差，PH-Det是下游高导频信号的检测到的级别，PH-Tgt是下游高导频信号的最终插入目标级别，PL-Det是下游低导频信号的检测到的级别，且PL-Tgt是下游低导频信号的最终插入目标级别。当存在斜率误差时，此误差度量具有迫使响应集中在目标响应周围的作用。
软件318也将消息发送到从天线单元126和内部从单元144中的每一个，从而指示这些单元将每个频带的最终插入增益偏移应用到适当的变量数字衰减器412(框928)。
图11示出方法900的操作的一个实例。图11示出可与方法900一起使用的表324的实例。在主远程天线单元124中的控制器316上执行的软件318从图11中示出的表中的第一个条目开始，并执行上面结合框904-912描述的处理。对图11中示出的表的条目1-9重复此处理。当主远程天线单元124的下行信号路径的增益和斜率设置根据图11中示出的表的条目9来配置时，检测到的导频差大于目标导频差(101对70)。
在此时，软件318在条目9的检测到的导频差(即，101)和条目8的检测到的导频差(即，51)之间插值，并在条目9的目标导频差(即，70)和条目8的目标导频差(即，73)之间插值。然后，软件318确定检测插值在哪里与目标插值相交(即，X的值)。在这种情况下，X的值等于0.4137。然后，软件318计算下游低和高导频信号的最终插入目标值，在这种情况下，分别是302和373。
软件318也计算频带(图11中只示出了其中1个)中的每一个的最终插入增益偏移。在图11示出的实例中，第一频带的最终插入增益偏移是-1.3(通过将计算的X的值插入上面阐述的方程1获得)。
然后，软件318反复地调整变量斜率电路312的设置，直到检测到的导频差匹配下游高导频信号的最终插入目标值和下游低导频信号的最终插入目标值之间的差(即，71)为止。
在检测到的导频差匹配插入目标导频差之后，软件318反复地调整变量数字衰减器302的增益设置，直到下游低和高导频信号的检测到的级别匹配下游低和高导频信号的最终插入目标值(即，分别是302和307)为止。
软件318也将消息发送到从天线单元126和内部从单元144中的每一个，从而指示这些单元将每个频带的最终插入增益偏移应用到适当的变量数字衰减器412。例如，处理频带1的单元126或144中的变量数字衰减器412被设置有等于-1.3的增益偏移(这是该频带的计算出的最终插入增益偏移)。
类似于上面结合图9A-B和10-11描述的处理由在模拟集线器单元116中的控制器214上执行的软件216来执行，以在模拟集线器单元116的上行信号路径的每个支路中执行快AGC。在下行中执行的处理和在上行中执行的处理之间的主要差别在于：上行中只有两个斜率路径，且在模拟集线器单元116中的上行信号路径的每个支路中有两个用于AGC目的的变量数字衰减器702和712。
当结合框926调整模拟集线器单元116的上行路径中的增益时，应特别考虑改变哪个数字衰减器702或712。在本文结合图1-11描述的特定实施方案中，优先将变量数字衰减器702保持在尽可能低的衰减。另一个变量数字衰减器712被约束来保持在最小值0dB和指定最大值。当增大增益时，应使用变量数字衰减器702，直到它达到它的最小值0dB。在此时，变量数字衰减器712可减少。当减少增益时，应使用变量数字衰减器712，直到它达到它的最大值，在此时，可使用变量数字衰减器702。
在使用快AGC设置初始增益之后，单元连续监测随时间平均的导频信号。当平均导频信号不同于目标值时，调整单元的增益。此连续增益调整是为了适应导频随时间(例如由于温度变化)的小波动。对于这种类型的增益调整，在数字衰减器中一次只执行单个步骤。当进行增益调整时，所做的增益调整使得检测到的导频和目标导频之间的误差被最小化。
检测到的导频的平均应遵照以下方程：
P s ( n ) = 1 N [ ( N - W ) P s ( n - 1 ) + WP Det ] - - - ( 6 )
其中PDet是检测导频级别，Ps(n-1)是先前平滑的导频级别，Ps(n)是当前平滑的导频级别(正被计算)。N和W是当前值分别为8和2的常量。实施期间必须注意，以确保有的位数不Ps激增。
当测量连续增益调整的导频时，在一段时间内提取几个样本，然后再一起对其进行平均。可基于平均导频读数和目标导频级别之间的误差来周期性地进行增益调整。为了防止增益“反弹”，只在误差超过预定量时进行调整。
在制造期间，模拟集线器单元116、主远程天线单元124和从远程天线单元126和内部从单元144中的下行和上行信号路径被特征化，使得在操作期间可适当配置这些单元。此特征化通常发生在自动测试装置(ATE)过程中。通常希望减少完成此ATE特征化过程所需的复杂性和时间量。
下行或上行信号路径或同轴电缆的响应斜率可用不同方式来确定。一种方式是通过计算低导频信号的功率级和高导频信号的功率级之间的直线的斜率来计算响应的斜率。然而，这种方法不使用DAS100中传递的实际下行和上行频带来确定斜率，而是只使用导频信号。
在用于下面描述的实施方案的另一种方式中，被关注的实际下行和上行频带用于特征化下行或上行信号路径的响应斜率或同轴电缆中的损耗。
通常，这种另外的方法试图通过最小化数据和直线之间的差将直线拟合到与被关注的实际下行和上行频带相关的各数据点。在这种意义上，它是一种“最佳”方式：它提供所有界定频率的总和的最佳拟合。另外，与只使用相关信号路径的扫频通带响应相比，通过将建模的同轴电缆响应包括在拟合中，可获得更精确的端到端响应。
在这种方式中，测试信号被应用到相关信号路径并在包括所有下行或上行频带(取决于是下行还是上行信号路径被特征化)的整个下行或上行宽带频率范围被扫描。当在相关频率范围中扫描测试信号时，所得测试信号的功率级在信号路径的输出端口被测量。当测试信号在相关频率范围被扫描时在输出端口处所测量的功率级在此统称为该信号路径的“扫频通带响应”。
另外，在这种方式中，对于扫描测试信号经过的频率中的每一个，使用模型来计算具有给定长度的同轴电缆的相应损耗。这些计算的损耗值在此统称为“建模同轴电缆响应”或“电缆响应”。
为了确定电缆响应，可以捕获大量电缆长度的同轴电缆响应的高分辨率样本来建模给定电缆长度的同轴电缆响应。然而，维持大量同轴电缆响应样本的替代方式是使用多项式来估计同轴电缆损耗。这种方式用于本文描述的实施方案中。
在这种方式中，对同轴电缆响应进行两个单独的三阶多项式拟合。一个多项式用于低频(即，小于150MHz的频率)，另一个用于高频(即，大于150MHz)。在这个实施方案中，将同轴电缆响应分成两个单独的频带提供比单个多项式更精确的估计。然而，应理解，在其它实施方案中，可使用不同数目的多项式。两个多项式都y=a0+a1x+a2x2+a3x3的形式，其中系数如下面表格1中列出地定义，且y是对于给定频率x的所得损耗(即，响应)。方程将1,000米同轴电缆的响应描述成频率的函数。
Figure BDA00002454966800271
表格1
为了确定对于给定电缆长度的相应的响应，计算的响应y乘以长度l。
在确定给定信号路径的斜率时，对相关信号路径的扫频通带响应的一阶最小二乘法拟合与建模同轴电缆响应级联。假设所得斜率是零且每个数据点权重相等，并且：
l=电缆长度(m)
xi=频率样本(MHz)
si=作为频率的函数的扫频响应样本(dB)
ci=作为频率的函数的建模的同轴电缆响应样本(dB/m)
yi=级联响应样本(扫频响应加建模的同轴电缆响应，dB)
N=样本数目(在相关频率范围内)，
级联响应为：
yi=lci+si            (7)
图12示出了此最小二乘法。
使用最小二乘方程，a+bx形式的直线被拟合到级联响应y。使用卡方函数X来最小化均方误差：
χ 2 ( a , b ) = ∑ i = 1 N ( y - abx i σ 2 ) 2 = ∑ i = 1 N ( lc i + s i - a - bx i σ 2 ) 2 - - - ( 8 )
在对等于零的a和b设置偏导数之后，正规方程被确定。为了简化，将s设置成1(假设每个数据点有相同权重)。由于期望级联响应为零斜率，选择l(电缆长度)使得b=0。
这样使得交会点a为：
a = 1 N ( l Σ i = 1 N c i + Σ i = 1 N s i ) - - - ( 9 )
对于给定扫频响应，等值同轴电缆长度l为：
l = Σ i = 1 N x i Σ i = 1 N s i - N Σ i = 1 N x i s i N Σ i = 1 N x i c i - Σ i = 1 N x i Σ i = 1 N c i - - - ( 10 )
图13是示出配置模拟集线器单元116的下行信号路径的方法1300的一个例示性实施方案的流程图。图13中示出的方法1300的例示性实施方案在本文中被描述为在图1-7示出的混合数字-模拟DAS 100中实施，但是应理解，方法1300的其它实施方案可使用其它DAS、中继器或分布的基站产品和系统(例如，纯模拟DAS)来实施。另外，图13中示出的方法1300的例示性实施方案在本文中被描述为用以在具有以下目标值的情况下预补偿50米的同轴电缆损耗：-2.5dB的目标增益级别、0dB的目标斜率级别、-20dBm的低导频信号的目标输出功率级和-20dBm的高导频信号的目标输出功率级。
在方法1300中，在模拟集线器单元116的下行信号路径中的变量数字衰减器222和变量斜率电路224各自的增益和斜率被设置成标称值(框1302)。然后测试信号被应用到模拟集线器单元116的一个下游输入端口(本文称为“下游输入端口1”)并在整个下行宽带频率范围被扫描(框1304)。当在下游频率范围中扫描测试信号时，所得测试信号的功率级在模拟集线器单元116的下游输出端口中的一个(本文称为“下游输出端口1”)被测量(框1306)。换句话说，在下游输出端口1处获得扫频通带响应。
然后，针对当前增益和斜率设置的等值同轴电缆长度使用测量的扫频通带响应被计算(框1308)。上面阐述的封闭式最小二乘法拟合方程10用以计算针对变量数字衰减器222和变量斜率电路224各自的当前增益和斜率设置的等值长度。
如果计算的等值同轴电缆长度不等于模拟集线器单元116中下游信号路径被配置来预补偿的期望量的同轴电缆长度(在框1310中检查)，那么增益和斜率设置被调整(框1302)，且与框1304-1310相关的处理被重复。换句话说，模拟集线器单元116中下行信号路径的斜率设置被反复地调整，直到计算的等值同轴电缆长度等于下游模拟集线器单元116被配置来预补偿的期望量的同轴电缆长度。
当计算的等值同轴电缆长度等于期望量的同轴电缆长度时，那么不需要改变斜率设置，反复地调整变量数字衰减器222的增益设置，直到所有下游输出端口的平均增益匹配目标增益(框1312)。所有下游输出端口的平均增益通过将测试信号应用到模拟集线器单元116的下游输入端口1并在整个下行宽带频率范围扫描测试信号来计算。单独的扫频通带响应在模拟集线器单元116的下游输出端口中的每一个处被测量。然后，扫频通带响应被平均以建立平均扫频通带响应。平均级联响应是通过将平均扫频通带响应加到计算的建模同轴电缆响应来计算的。然后，通过使用最小二乘技术将直线(斜率是零)拟合到平均级联响应来计算所有下游端口的平均增益。该平均增益是拟合的直线的交会值(即，a的值，其中直线形式为a+bx)。在本文结合图13描述的特定例示性实施方案中，当平均增益和目标增益之间的误差(即，差)被最小化时，所有下游输出端口的平均增益“匹配”目标增益。
归因于变量数字衰减器222和变量斜率电路224的有限分辨率，实际配置的增益和斜率中将有微小误差。当设置导频级别时，这些误差在下面被考虑。
然后，下游低导频信号和下游高导频信号的来源的设置基于计算的同轴电缆损耗被调整(框1314)。通常下游低导频信号的来源和下游高导频信号的来源各包括变量电压衰减器(VVA)(未示出)来控制相应的导频信号的输出级别。
计算的电缆损耗使用实际配置的斜率而不是目标斜率来确定。另外，当确定下游低和高导频信号的目标级别时，也应该考虑先前段落中提到的增益误差。在本文结合图13描述的特定实施方案中，假设实际斜率误差可以忽略。下游高导频信号的目标级别来自测量的扫频响应加上测量的增益误差。下游低导频信号的目标级别来自测量的扫频响应加上测量的增益误差，并且下游低导频信号的目标级别另外包括来自设置下游高导频信号的目标级别的任何导频级别误差。
图14示出确定下游低和高导频信号的目标级别的一个实例。在图14示出的实例中，具有目标增益的计算的响应(线1402)和具有实际配置的增益的测量的响应(线1404)之间的差为增益误差1406。增益误差1406被添加到下游高导频信号的当前设置。另外，沿测量的响应线1404下游高导频信号频率的测量的损耗和下游高导频信号频率的期望损耗之间的差也被添加到下游高导频信号的当前设置(此差本文也称为“导频误差”1408)。对于下游低导频信号，使用类似方法。
再参看图13，确定DAS 100处理的下游频带中每一个的带特定增益偏移(框1316)。每个下游频带的带特定增益偏移通过确定该频带的平均级联响应值和结合框1312中进行的确定而计算的所有下游输出端口的平均增益之间的差来计算。
模拟集线器单元116中下游信号路径的最终设置存储在维持在模拟集线器单元116上的表230中(框1318)。特别地，以下值被存储：变量数字衰减器222和变量斜率电路224的设置、下游高和低导频信号的测量的功率级和当被配置来在测量的功率级产生导频信号时变量电压衰减器的相应的设置以及DAS 100处理的下游频带中的每一个的带特定增益偏移。
部署模拟集线器单元116时，这些存储的值被用来配置模拟集线器单元116中的下行信号路径。
图15是示出配置主远程天线单元124的下行信号路径的方法1500的一个例示性实施方案的流程图。图15示出的方法1500的例示性实施方案在本文被描述为在图1-7示出的混合数字-模拟DAS100中实施，但是应理解，方法1500的其它实施方案可使用其它DAS、中继器或分布的基站产品和系统(例如，纯模拟DAS)来实施。另外，图15示出的方法1500的例示性实施方案在本文中被描述为用以产生表324的条目。
在本文结合图15描述的特定实施方案中，假设模拟集线器单元116和主远程天线单元124之间有50米的同轴电缆连接，主远程天线单元124是使用以下目标值来配置的：-19.5dB的增益、0dB的斜率、-20dBm的下游低导频信号的输入级别和-20dBm的下游高导频信号的输入级别。
为了如上面结合图8所述配置表324，短电缆路径对应于负电缆长度(对于大部分变量斜率电路范围)。从数学上来说，当使用上面阐述的方程10来计算等值同轴电缆长度时，这不是问题，只不过值将为负值。
另外，在这个实施方案中，假设对于主远程天线单元124的3个IF输出端口的端口到端口斜率变化可以忽略。如对于模拟集线器单元116那样，平均端口增益被测量并被引用到单个输出端口(输出端口1)，使得所有测量可使用单个输出端口来进行。
方法1500包括确定所有输出端口的平均增益(框1502)和在下游输出端口1处测量的平均增益与所有输出端口的平均增益之间的偏移(框1504)。这是通过选择中固定斜率路径306、将变量斜率电路312的斜率设置成0并且将变量数字衰减器302的增益设置成标称值来完成的。然后，以与上面结合图13的框1312描述的方式相似的方式来计算主远程天线单元124的所有输出端口的平均增益。然后，使用输出端口1的测量的扫频通带响应来计算在下游输出端口1处测量的平均增益与所有输出端口的平均增益之间的偏移。这在本文也称为下游输出端口1的“增益偏移”。
然后，产生表324的条目802。在此实施方案中，变量斜率电路312的最小和最大斜率设置和每个固定斜率路径的所需数目的表条目802被用以产生条目802。对于每个固定的斜率路径，第一个条目802的斜率设置是对于变量斜率电路312指定的最大斜率设置，且最后一个条目802的斜率设置是对于变量斜率电路312指定的最小斜率设置。第一个和最后一个条目802之间的条目802具有在指定的最大和最小斜率设置之间均匀间隔的斜率设置。例如，如果对于变量斜率电路312指定的最大斜率设置是0xB7，对于变量斜率电路312指定的最小斜率设置是0x20，并且每个固定斜率路径需要5个条目，那么每个固定斜率路径的5个条目802的5个斜率设置将是：0xB7、0x92、0x6D、0x48和0x20。
以下操作被执行来产生表324中的每个条目802。
首先，将变量斜率电路312的斜率设置设置成分配到当前条目802的值(框1506)。然后，扫描全通带并且在下游输出端口1处测量扫频通带响应(框1508)。上面阐述的方程10用以计算测量的扫频通带响应的等值同轴电缆长度(框1510)。然后，变量数字衰减器302的增益设置被反复地调整，直到在下游输出端口1处测量的所得平均增益(为了对于下游输出端口1的计算的增益偏移而被调整)匹配主远程天线单元124的下行路径的目标增益为止(框1512)。在图15示出的特定例示性实施方案中，当在下游输出端口1处测量的所得平均增益(为了对于下游输出端口1的计算的增益偏移而被调整)和主远程天线单元124的下行路径的目标增益之间的误差(即，差)被最小化时，在下游输出端口1处测量的所得平均增益(为了对于下游输出端口1的计算的增益偏移而被调整)“匹配”主远程天线单元124的下行路径的目标增益。归因于变量数字衰减器302的有限分辨率，增益不能被设置为准确对应于测量的斜率。当确定导频级别时，此增益误差将被考虑。
另外，计算下游频带中每一个的当前条目802的带特定增益偏移(框1514)。这通过使用测量的扫频通带响应和使用计算的等值同轴电缆长度计算的建模同轴电缆损耗来计算针对当前斜率设置的级联响应而完成。使用上面描述的最小二乘法来计算级联响应的平均增益。然后，通过确定在该频带的测量的扫频通带响应的值和计算的平均增益之间的差来计算每个下游频带的带特定增益偏移。
然后，ATE设备在从电缆响应计算出的级别注入下游低和高导频信号(框1516)。下游高导频信号的级别是从测量的扫频通带响应来确定的，但归因于变量数字衰减器302的有限分辨率而以测量的增益误差偏移。如果增益被设置成过高，那么注入的导频应按相同量降低(反之亦然)。低频导频的目标应另外将高导频的误差纳入考虑。然后，在导频信号检测器314上读取下游低和高导频信号的功率级(框1518)。
然后，等值同轴电缆长度、变量数字衰减器302的设置、变量斜率电路312的斜率设置、在导频信号检测器314上读取的低和高导频信号的功率级和带特定增益偏移被存储在当前条目802中。
下游导频信号的目标级别的最终设置、变量数字衰减器302的设置、计算的电缆损耗(即，等值同轴电缆长度)和带特定增益偏移被存储在条目802中(框1520)。
对表314中每个条目802重复框1506-1520的处理。
图16是示出配置主远程天线单元124中的内部从单元144的下行信号路径的方法1600的一个例示性实施方案的流程图。图16示出的方法1600的例示性实施方案在本文被描述为实施在图1-7示出的混合数字-模拟DAS 100中，但是应理解，方法1600的其它实施方案可使用其它DAS、中继器或分布的基站产品和系统(例如，纯模拟DAS)来实施。
在方法1600的操作期间，主远程天线单元124的下行信号路径被配置来使用中固定斜率路径306，且变量数字衰减器302和变量斜率电路312的增益和斜率设置被设置为中固定斜率路径306的表324中的第一个条目802中指定的值(框1602)。然后，通过主远程天线单元124的下行信号路径(从下行输入端口1到下行(IF)输出端口1)在下行频率范围被扫描，并且所得扫频通带响应被测量(框1604)。此测量的扫频通带响应在本文也称为“测量的IF扫频通带响应”。测量的IF扫频通带响应反映向内部从单元144的输入看起来的样子。
对内部从单元144处理的下行频带中的每一个和通过内部从单元144的相应的下游信号路径重复与方法1600相关的以下处理。
通过主远程天线单元124和内部从单元144的下行信号路径(即，从主远程天线单元124的下游输入端口1到内部从单元144的相关下游输出天线端口)在下行频率范围被扫描，且所得扫频通带响应在内部从单元144的该下游输出天线端口处被测量(框1606)。此测量的扫频通带响应在本文也称为“测量的RF扫频通带响应”。
单元变量斜率电路404的斜率设置被反复地调整，直到在内部从单元144的相关下游输出天线端口处测量的RF扫频通带响应匹配测量的IF扫频通带响应为止(框1608)。“测量的RF扫频通带响应”是通过在下行频率范围扫描通过主远程天线单元124和从天线单元144的下行信号路径(即，从主远程天线单元124的下游输入端口1到内部从单元144的相关下游输出天线端口)来测量的，且所得扫频通带响应在内部从单元144的相关下游输出天线端口处被测量。当RF扫频通带响应和测量的IF扫频通带响应之间的误差(即，差)被最小化时，RF扫频通带响应“匹配”测量的IF扫频通带响应。
单元变量数字衰减器402被反复地调整，直到在内部从单元144的相关下游输出天线端口处测量的平均增益匹配内部从单元144的预定目标增益加上主远程天线单元124的预定目标增益为止(框1610)。当测量的平均增益和内部从单元144的预定目标增益加上主远程天线单元124的预定目标增益之间的误差(即，差)被最小化时，在内部从单元144的相关下游输出天线端口处测量的平均增益“匹配”内部从单元144的预定目标增益加上主远程天线单元124的预定目标增益。
然后，平均增益和测量的扫频通带响应中所关注的下游频带的特定增益之间的差被确定(框1612)。此差在本文也称为“带特定增益误差”。
单元变量数字衰减器402和单元变量斜率电路404的最终设置和带特定增益误差被存储在维持在从天线单元144上的表422中(框1614)。
如上面所述，对内部从单元144处理的下游频带中的每一个和通过内部从单元144的相应的下行路径中的每一个执行与框1606-1614相关的处理。
对从远程天线单元126中的每一个执行类似处理。
图17是示出配置每个从远程天线单元126的下行信号路径的方法1700的一个例示性实施方案的流程图。图17示出的方法1700的例示性实施方案在本文被描述为在图1-7示出的混合数字-模拟DAS100中实施，但是应理解，方法1700的其它实施方案可使用其它DAS、中继器或分布的基站产品和系统(例如，纯模拟DAS)来实施。
对从远程天线单元126处理的下行频带中的每一个和通过从远程天线单元126的相应的下游信号路径重复方法1700的处理。
通过从远程天线单元126的下行信号路径(即，从从远程天线单元126的下游输入端口到从远程天线单元126的相关下游输出天线端口)在下行频率范围被扫描，且所得扫频通带响应在从远程天线单元126的相关下游输出天线端口处被测量(框1702)。
单元变量斜率电路404的斜率设置被反复地调整，直到在从远程天线单元126的相关下游输出天线端口处测量的扫频通带响应具有尽可能接近零dB的斜率为止(框1704)。扫频通带响应通过在下行频率范围扫描通过从远程天线单元126的下行信号路径来测量，且所得扫频通带响应在从远程天线单元126的相关下游输出天线端口处被测量。
单元变量数字衰减器402被反复地调整，直到在从远程天线单元126的相关下游输出天线端口处测量的平均增益匹配从远程天线单元126的预定目标增益为止(框1706)。当测量的平均增益和从远程天线单元126的预定目标增益之间的误差(即，差)被最小化时，在从远程天线单元126的相关下游输出天线端口处测量的平均增益“匹配”从远程天线单元126的预定目标增益。
然后，在从远程天线单元126的相关下游输出天线端口处测量的平均增益和测量的扫频通带响应中所关注的下游频带的特定增益之间的差被确定(框1708)。此差在本文也称为“带特定增益误差”。
单元变量数字衰减器402和变量斜率电路404的最终设置和带特定增益误差被存储在维持在从远程天线单元126上的表422中(框1710)。
如上面所述，对从远程天线单元126处理的下游频带中的每一个和通过从远程天线单元126的相应的下行路径中的每一个执行与框1702-1710相关的处理。
在配置从远程天线单元126、内部从单元144、主远程天线单元124和模拟集线器单元116的上游信号路径时，执行与上面结合图13-17描述的处理类似的处理。
已经描述了上面权利要求书所定义的本发明的多个实施方案。然而，应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行所述实施方案的许多修改。因此，其它实施方案落入上面权利要求书的范围中。

Claims (24)

1.一种分布式天线系统，其包含：
集线器单元，其被配置来接收包含多个下游频带的原始下行信号，其中所述多个下游频带中的每一个与相应的射频波道相关；和
远程天线单元，其通信地耦合到所述集线器单元；
其中所述集线器单元被配置来将下游传送信号从所述集线器单元传递到所述远程天线单元，其中所述传送信号来自在所述集线器单元接收的所述原始下行信号；
其中所述远程天线单元使用所述下游传送信号来产生下游射频信号，用于从与所述远程天线单元相关的天线发射，其中所述下游射频信号包含所述多个下游频带的至少一个子集；
其中所述远程天线单元包含可操作以自动地控制所述远程天线单元中的增益和所述远程天线单元中的斜率中的至少一个的自动增益控制功能；并且
其中所述远程天线单元使用包含多个条目的数据结构，其中所述条目中的每一个使所述远程天线单元中的自动增益控制功能的至少一个设置与包括在所述下游传送信号中的导频信号的目标级别相关；
其中所述远程天线单元中的自动增益控制功能的至少一个设置来自：
以下项间的第一插值：
当自动增益控制功能根据所述多个条目中的第一个来配置时与至少一个导频信号的检测到的级别相关的第一数据点；和
当自动增益控制功能根据所述多个条目中的第二个来配置时与所述至少一个导频信号的检测到的级别相关的第二数据点；和
以下项间的第二插值：
与存储在所述多个条目中的所述第一个中的所述至少一个导频信号的目标级别相关的第三数据点；和
与存储在所述多个条目中的所述第二个中的所述至少一个导频信号的目标级别相关的第四数据点。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述下游传送信号包含第一导频信号和第二导频信号；
其中当自动增益控制功能根据所述多个条目中的所述第一个来配置时所述第一数据点与所述第一和第二导频信号的检测到的级别相关；
其中当自动增益控制功能根据所述多个条目中的所述第二个来配置时所述第二数据点与所述第一和第二导频信号的检测到的级别相关；并且
其中所述第三数据点与存储在所述多个条目中的所述第一个中的所述第一和第二导频信号的目标级别相关；并且
其中所述第四数据点与存储在所述多个条目中的所述第二个中的所述第一和第二导频信号的目标级别相关。
3.如权利要求2所述的系统，其中当自动增益控制功能根据所述多个条目中的所述第一个来配置时所述第一数据点与所述第一和第二导频信号的检测到的级别之间的差相关；
其中当自动增益控制功能根据所述多个条目中的所述第二个来配置时所述第二数据点与所述第一和第二导频信号的检测到的级别之间的差相关；
其中所述第三数据点与存储在所述多个条目中的所述第一个中的所述第一和第二导频信号的目标级别之间的差相关；并且
其中所述第四数据点与存储在所述多个条目中的所述第二个中的所述第一和第二导频信号的目标级别之间的差相关。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述远程天线单元中的自动增益控制功能的所述至少一个设置通过确定所述第一插值和所述第二插值之间的交点来获得。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述下游传送信号包含所述原始下游射频信号的中频版本。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述系统包含多个远程天线单元。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述远程天线单元包含处理所述下游传送信号的主远程天线单元。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述远程天线单元包含产生所述下游射频信号的至少一个从单元。
9.如权利要求1所述的系统，其中频带特定增益偏移应用到包括在所述下游射频信号中的所述多个频带的所述至少一个子集中的至少一个。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述频带特定增益偏移来自所述第一插值和所述第二插值。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述集线器单元和所述远程天线单元是模拟分布式天线系统的一部分。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述集线器单元和所述远程天线单元是包括在混合数字-模拟分布式天线系统中的模拟子系统的一部分。
13.如权利要求1所述的系统，其中至少部分使用与通信地将所述集线器单元耦合到所述远程天线单元的介质的建模损耗级联的测量的扫频响应来产生所述多个条目中的每一个。
14.如权利要求13所述的系统，其中将所述测量的扫频响应与通信地将所述集线器单元耦合到所述远程天线单元的所述介质的所述建模损耗级联产生级联响应，其中对所述级联响应执行一阶最小二乘法拟合，以获得封闭式方程，从而确定通信地将所述集线器单元耦合到所述远程天线单元的所述介质的等值长度。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述远程天线单元被配置来接收包含多个上游频带的原始上游信号，其中所述多个上游频带中的每一个与相应的射频波道相关；并且
其中所述远程天线单元被配置来将上游传送信号从所述远程天线单元传递到所述集线器单元；
其中所述集线器单元使用所述上游传送信号来产生上游信号，其中所述上游信号包含所述多个上游频带的至少一个子集；
其中所述集线器单元包含可操作以自动地控制所述集线器单元中的增益和所述集线器单元中的斜率中的至少一个的自动增益控制功能；并且
其中所述集线器单元使用包含多个上游条目的数据结构，其中所述上游条目中的每一个使所述集线器单元中的自动增益控制功能的至少一个设置与包括在所述上游传送信号中的上游导频信号的目标级别相关；
其中所述集线器单元中的自动增益控制功能的至少一个设置来自：
以下项间的第三插值：
当所述集线器单元中的自动增益控制功能根据所述多个上游条目中的第一个来配置时与至少一个上游导频信号的检测到的级别相关的第五数据点；和
当所述集线器单元中的自动增益控制功能根据所述多个上游条目中的第二个来配置时与所述至少一个上游导频信号的检测到的级别相关的第六数据点；和
以下项间的第四插值：
与存储在所述多个上游条目中的所述第一个中的所述至少一个上游导频信号的目标级别相关的第七数据点；和
与存储在所述多个上游条目中的所述第二个中的所述至少一个上游导频信号的目标级别相关的第八数据点。
16.一种用于分配包含多个频带的第一射频信号的系统，其中所述多个频带中的每一个与相应的射频波道相关，所述系统包含：
第一单元，其被配置来接收来自所述第一射频信号的第一信号；和
第二单元，其通信地耦合到所述第一单元；
其中所述第一单元被配置来将传送信号从所述第一单元传递到所述第二单元，其中所述传送信号来自在所述第一单元接收的所述第一信号；
其中所述第二单元使用所述传送信号来产生第二射频信号，用于从与所述第二单元相关的天线发射，其中所述第二射频信号包含所述多个频带的至少一个子集；
其中所述第二单元包含可操作以自动地控制所述第二单元中的增益和所述第二单元中的斜率中的至少一个的自动增益控制功能；并且
其中所述第二单元使用包含多个条目的数据结构，其中所述条目中的每一个使所述第二单元中的自动增益控制功能的至少一个设置与包括在所述传送信号中的导频信号的目标级别相关；
其中所述第二单元中的自动增益控制功能的至少一个设置来自：
以下项间的第一插值：
当自动增益控制功能根据所述多个条目中的第一个来配置时与至少一个导频信号的检测到的级别相关的第一数据点；和
当自动增益控制功能根据所述多个条目中的第二个来配置时与所述至少一个导频信号的检测到的级别相关的第二数据点；和
以下项间的第二插值：
与存储在所述多个条目中的所述第一个中的所述至少一个导频信号的目标级别相关的第三数据点；和
与存储在所述多个条目中的所述第二个中的所述至少一个导频信号的目标级别相关的第四数据点。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述系统包含分布式天线系统、中继器和分布式基站系统中的至少一个。
18.一种用于分配包含多个频带的第一射频信号的系统，其中所述多个频带中的每一个与相应的射频波道相关，所述系统包含：
第一单元，其被配置来从与所述第一单元相关的天线接收所述第一射频信号；
第二单元，其通信地耦合到所述第一单元；
其中所述第一单元被配置来将传送信号从所述第一单元传递到所述第二单元，其中所述传送信号来自在所述第一单元接收的所述第一射频信号；
其中所述第二单元使用所述传送信号来产生第二信号，用于与基站通信，其中所述第二信号包含所述多个频带的至少一个子集；
其中所述第二单元包含可操作以自动地控制所述第二单元中的增益和所述第二单元中的斜率中的至少一个的自动增益控制功能；并且
其中所述第二单元使用包含多个条目的数据结构，其中所述条目中的每一个使所述第二单元中的自动增益控制功能的至少一个设置与包括在所述传送信号中的导频信号的目标级别相关；
其中所述第二单元中的自动增益控制功能的至少一个设置来自：
以下项间的第一插值：
当自动增益控制功能根据所述多个条目中的第一个来配置时与至少一个导频信号的检测到的级别相关的第一数据点；和
当自动增益控制功能根据所述多个条目中的第二个来配置时与所述至少一个导频信号的检测到的级别相关的第二数据点；和
以下项间的第二插值：
与存储在所述多个条目中的所述第一个中的所述至少一个导频信号的目标级别相关的第三数据点；和
与存储在所述多个条目中的所述第二个中的所述至少一个导频信号的目标级别相关的第四数据点。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述系统包含分布式天线系统、中继器和分布式基站系统中的至少一个。
20.一种在可操作以分配具有多个频带的射频信号的系统中特征化信号路径的方法，所述方法包含：
在包括所述多个频带的频率范围内扫描信号；
测量相应的扫频响应；
计算与所述系统相关的通信介质的等值长度；
基于所述等值长度调整增益设置；和
存储与所述信号路径相关的至少一个设置，供配置所述系统时使用。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述系统包含分布式天线系统、中继器和分布式基站系统中的至少一个。
22.如权利要求20所述的方法，其中被特征化的所述信号路径包括自动增益控制功能、导频信号功能和带特定增益调整功能中的至少一个。
23.如权利要求20所述的方法，其中与所述信号路径相关的所述至少一个设置包含以下项中的至少一个：
增益设置；
斜率设置；
所述多个频带中至少一个的增益偏移；和
导频信号级别。
24.如权利要求20所述的方法，其中基于封闭式方程来计算所述等值长度，所述封闭式方程是基于与所述系统相关的所述介质的建模损耗级联的测量的扫频响应从最小二乘法拟合函数获得的。
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