CN104521160A - 扩展型接入点 - Google Patents

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Abstract

扩展型无线接入点可具有多个经由无线电传输网络连接到相关联的处理单元的分布式无线电单元，所述无线电传输网络包括被一个或多个网络控制器控制的商品交换机。一个或多个网络控制器可使用负载平衡算法来选择处理单元以处理被分布式无线电单元接收到的信号。无线电单元可接收无线信号，并生成无线信号的经压缩的采样以供经由无线电传输网络进行传输并由所选的处理单元进行处理。类似地，处理单元可生成经压缩的采样并经由无线电传输网络传输该经压缩的采样以供无线电单元解压缩和传送。

Description

扩展型接入点
背景
在无线电系统中，多输入和多输出(MIMO)系统涉及在发射机和接收机两者处均使用多个天线来改进通信性能。MIMO使用多个天线来连贯地解析出比使用单个天线可能解析出的更多的信息。分布式天线系统(DAS)是使用传输介质连接到公共源的空间上分开的天线节点的网络，该传输介质一般在地理区域内提供无线服务。DAS将通常用一组低功率天线来代替以高功率水平发射的单个天线来覆盖相同的区域。
MIMO操作要求将大量的数据(例如，数字采样)传输到中央处理单元以供联合解码。MIMO的传统实现一般使用单个设备来执行。因此，MIMO的大小被限制，使得协作天线的数量可仅仅在2-4的范围中。传统地，分布式MIMO仅仅是具有用于将协作天线连接到无线电的特殊扩展型天线电缆的MIMO系统。
附图简述
参考附图阐述具体实施方式。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用相同的附图标记指示相似或相同的项。
图1是示出了示例性扩展型接入点架构的高级视图的图。
图2是示出了示例性的基于以太网的无线电传输网络(RTN)和扩展型接入点架构的附加细节的示意图。
图3是示出了提供分布式无线接入点功能的示例性无线电单元的细节的示意图。
图4是示出了示例性处理单元的细节的示意图。
图5是示出了示例性网络控制器的细节的示意图。
图6是示出了无线电单元操作的示例性方法的流程图。
图7示出了扩展型接入点内的操作的示例性方法的流程图。
详细描述
概述
本申请描述了用于实现无线接入点的技术，所述无线接入点可能具有许多(例如大于1000个)地理上分布的增强型无线电单元(RU)，所述无线电单元具有一个或多个天线。扩展型接入点可以被配置为支持所述分布式RU中的任何分布式RU间的多输入多数出(MIMO)操作。所述RU每个都具有自由运行(free running)的时钟，使得所述RU不需要共享共同的时钟信号。所述RU可以利用结构感知的信号压缩来基于无线信号的结构对该信号的数字采样(例如基带信号的采样)进行压缩，并且通过无线电传输网络(RTN)向处理单元(PU)传递经压缩的数字采样。RTN可以使用商用现货供应(COTS)商品网络交换机(例如以太网交换机)来配置。一个或多个网络控制器可以在RU、网络交换机和PU之间提供经压缩的数字采样流的负载平衡路由。PU可以合并软件定义的如下无线电功能：所述无线电功能用于把由RU接收的信号的经压缩数字采样处理成相关联的数字比特流，或者将数字比特流处理成信号的相关联的经压缩数字采样以供RU进行传输。
相比之下，一些DAS系统可以采用分布式无线电，所述分布式无线电将来自无线电的原始采样传送给处理设施。这样的系统需要共享的时钟，使得无线电可以保持同步，以及需要显著的带宽来促进原始采样的传送。
下面描述了示例性的实现和实施例。在第一节，“无线电单元(RU)的概述”讨论了提供无线接入点功能的示例性分布式增强型无线电。第二节“处理单元(PU)的概述”讨论了处理经压缩采样的编码/解码服务器。另一节“示例性网络控制器”讨论了在RU、网络交换机和PU之间提供经压缩的数字采样流的负载平衡路由的示例性网络控制器。另一节“扩展型接入点操作的示例性方法”讨论了扩展型接入点的操作的示例性方法。最后，本申请以简要的“结语”为结尾。本概述以及包括章节标题的下面章节仅仅是说明性的实现和实施例，并且不应被解释为限制权利要求书的范围。
无线电单元(RU)的概述
该RU可以被配置为用作无线收发器，该无线收发器对无线信号进行调制和解调以促进与大量固定或移动无线设备、其他AP和/或无线通信设施的通信。在实施例中，RU包括分布式增强型无线接入点(AP)，所述分布式增强型无线接入点具有一个或多个直接连接的天线。作为示例，RU可以促进使用多种通信标准(例如IEEE,802.11a,802.11b,802.11g,802.11n等等)、以及专用或其他通信标准的通信。因此，RU可以被配置为利用多种调制/解调技术、多种编码/解码技术、大量固定或可变数据率、大量可变或固定信道带宽等等。
大量(例如一千个或更多)RU可以分布在地理区域(例如，大建筑物或摩天楼中或围绕大建筑物或摩天楼、校园的一部分中、大都市区域或农村地区的一部分中、等等)上以创建分布式RU的网络，所述RU可以一起用作具有MIMO功能的扩展型无线接入点的一部分。所述多个RU中的每个都具有自由运行的时钟，使得所述多个RU不需要共享共同的时钟信号以用于同步信号的传送和/或接收。因此，所述多个RU未被限制为具有专用电缆连接或接线来促进所述多个RU之间的定时同步。在实施例中，分布式RU可以一起用于形成分布式MIMO系统，该MIMO系统利用所述多个分布式RU的可用性来增强每个单独的分布式RU的通信能力。
在示例性实施例中，RU可以包括商品无线接入点，所述商品无线接入点已经被增强以支持与扩展型无线接入点一起运行。因此，RU可以包括如下的增强：所述增强促进多种基带信号的原始数字采样流的显著的数据压缩和解压缩。这样增强的RU可以被配置为对信号采样执行专用于所接收或所传送信号的类型的数据压缩和解压缩。因此，RU可以确定信号的类型并且利用该信号特有的时域和/或频域特性来执行所述信号采样的数据压缩和解压缩。
作为示例，为了促进对基带信号的原始采样的数据压缩，RU可以在应用合适滤波以后对基带信号应用附加或更精确的滤波以促进下采样。RU可以移除一个或多个时域保护时间和/或移除一个或多个保护频带以促进信号采样的压缩。可以使用基于信噪比(SNR)的自适应量化来按照可接受的所确定SNR水平量化信号采样，以进一步压缩数字信号采样。因此，RU可以被配置为显著压缩基带信号的原始数字采样流以创建达到可能超过8：1的压缩比的经压缩数字采样。反过来，RU可以被配置为对经压缩数字采样流进行解压缩以基本上提供相关联的原始数字采样，以便重构相关联的基带信号以用于调制和传送。
在实施例中，RU可以被配置为从一个或多个其他RU接收无线电广播参考信号以确定参考信号与每个RU的本地自由运行时钟之间的时钟同步偏移量。作为示例，RU可以被配置为和/或增强为使得第一RU可以从第二RU接收广播参考信号。然后，第一RU可以确定第一RU的本地时钟与第二RU所传送的广播参考信号之间的差和/或偏移量(例如频率和/或相位)。因此，接收广播参考信号的每个RU都可以确定参考信号与每个接收RU的本地时钟之间的相关联的差和/或偏移量。每个RU都可以维护该差和/或偏移量来促进多个RU间的通信同步。因此，所述多个RU中的至少之一可以被配置为将参考信号广播给其他RU。所述参考信号可以包括适于促进时钟信息的提取的多个波形中的任何波形(例如重复的编码或序列、导频信号等等)。
在实施例中，RU可以被配置为向所接收信号的经压缩数字采样添加时间戳并且在解压缩和传送以前从经压缩的数字采样提取时间戳。RU可以使用这些时间戳来进一步促进多个分布式RU之间的同步，这将在此予以进一步描述。
处理单元(PU)的概述
在实施例中，PU可以包括编码/解码服务器，所述编码/解码服务器被配置为将数字数据流编码成经压缩的数字采样流以供RU进行解压缩和传送、和/或从RU接收经压缩的数字采样流以用于解码成相关联的数字数据流。因此，PU可以包括用于处理各种类型的基带信号的经压缩数字采样的软件定义的无线电功能。
在实施例中，作为将数字数据流编码成经压缩数字采样流以供RU进行传送的一部分，PU可以被配置为向经压缩的数字采样添加时间戳。这样的时间戳可以被一个或多个传送RU用于促进定时同步。作为示例，一组PU可以被配置为协作以生成时间戳并将其插入到经压缩的采样中，所述时间戳控制：一组相关联的分布式RU将何时传送与它们的相关联的经压缩采样相对应的无线信号。
无线电传输网络(RTN)的概述
RU和PU可以通过无线电传输网络(RTN)来传递经压缩的数字采样。在实施例中，RTN包括层1和层2商品以太网交换机。层2交换机可以包括具有高容量(例如10Gbps)接口端口的高容量交换机。层1交换机可以包括例如具有10Gbps端口和1Gpbs端口的较低容量交换机。在实施例中，层1和层2交换机被连接成使得每个层1交换机都连接到每个层2交换机，从而形成层1和层2交换机之间的二分图或偶图类型的连接拓扑。在可替代的实施例中，RTN可以包括多层交换机，使得一层中的每个交换机都通过胖树、二分图或偶图类型的连接拓扑连接到相继层中的每个交换机。
在实施例中，RTN的层1交换机可以被划分成两组。作为示例，一组层1交换机可以提供到系统的多个RU中的每个的专用交换机端口连接，而另一组层1交换机可以提供到系统的多个PU中的每个的专用交换机端口连接。RU与相关联的PU之间的通信可以经由层2交换机被路由通过RU的相关联的层1交换机一直到相应PU的相关联的层1交换机。RU与PU之间的通信的路由可以由一个或多个网络控制器来执行。RTN还可以包括一个或多个进入路由器以促进到其他网络、内联网、因特网等等的连通性。
网络控制器的概述
网络控制器可以被配置为与RTN对接并且确定PU来处理RU所接收的信号的经压缩采样并且确定RU来处理PU所提供的经压缩采样。网络控制器还可以被配置为确定RTN内的一个或多个通信交换机来促进相关联的RU/PU对之间的交换连通性。
作为示例，如果与层1交换机相关联的RU接收到信号，则网络控制器可以检测到该RU已经接收到信号，并且确定哪个PU将处理来自该RU的经压缩的数字采样。在作出该确定时，网络控制器还可以确定哪个层2交换机、以及该层2交换机的相关联的专用端口将用于将经压缩的数字采样交换到所选PU的相关联的层1交换机。
在实施例中，网络控制器可以被配置为使用负载平衡算法来促进确定哪个PU将用于处理RU所接收的信号以及哪个层2交换机将用于连接RU/PU对。
示例架构
图1是包括扩展型接入点102的示例性架构100的示意图。如图1所示，扩展型接入点102可以与由下列各项来例示的外部无线设备104－110通信：无线平板计算机104、蜂窝电话(例如智能电话)106、接入点或其他无线通信网络108和无线膝上型计算机110、以及其他无线设备。
扩展型接入点102被示为有三个分布式无线电单元(RU)112－116用于与外部无线设备104－110通信，然而，RU的该数目是任意的，因为该系统支持大得多数目的RU(例如大于1000个RU)。RU 112－116被示为通过基于以太网的无线电传输网络(RTN)120连接到共享处理池118。共享处理池118被示为包含编码/解码服务器(即处理单元(PU)122－126)。在实施例中，PU 122－126可以被集中式地定位在位于RU 112－116远程的(例如数据中心中)。在替代实施例中，PU 122－126可以被定位在位于RU 112－116远程并通过RTN 120连接的多个位置中(例如多个数据中心中)。作为示例，扩展型接入点102可以包含相等数目的PU和RU，使得在任何时间都存在可用于处理来自RU的采样的PU。RU 112－116中的每个和PU 122－126中的每个都可以通过诸如RTN 120的专用交换机端口之类的专用端口连接到RTN 120，使得在RU与PU之间决不存在带宽瓶颈或带宽竞争。
网络控制器128可以与RTN 120对接以促进信号的经压缩数字采样流在RU 112－116与PU 122－126之间的路由、以及在此所述的其他功能。作为示例，如果RU 112从客户端设备104接收到无线信号，则RU 112可以生成该无线信号的经高度压缩的数字采样。在检测到RU 112所接收的信号以后，网络控制器128可以选择PU(比如PU 124)来对经压缩的数字采样进行解码。网络控制器128还可以选择RTN 120中的一个或多个交换机来促进经压缩数字采样在RU 112与PU 124之间的路由。在实施例中，一旦PU 124将经压缩的数字采样解码成相应的经解码的数据流，则网络控制器128就可以促进经解码的数据流例如到可通信地耦合到外部网络130的实体的路由。
继续该示例，如果RU 112从客户端设备104接收到作为对与可通信地耦合到外部网络130的因特网web服务器进行基于因特网的交易的请求的一部分的信号，则网络控制器128可以维护客户端设备104与RU之间的映射，使得在通过网络130从因特网web服务器接收到对该请求的响应时，网络控制器128于是可以选择所述PU之一来路由该响应以进行处理。于是，所选PU可以将该响应编码到相关联的经压缩采样流中，并且网络控制器128可以选择和引导RTN 120中的一个或多个交换机，使得该响应的经压缩的采样将被路由到RU112以用于将该响应传送给请求设备104。在实施例中，网络控制器128可以监视扩展型接入点102以获得知识来促进该响应到具有对客户端设备104的无线访问的不同RU的路由以提供相关联的响应。
图2是包括扩展型接入点102的示例性架构200的示意图。在示例性架构200中，网络控制器128可以与层2交换机202－208的端口对接。层2交换机202－208可以连接到层1交换机210－220。在实施例中，每个层2交换机202－208都通过层1和层2交换机中的每一个的专用交换机端口连接到每个层1交换机210－220。作为示例，层2交换机可以使用胖树网络拓扑连接到层1交换机，使得在每个RU与每个PU之间可以存在恒定的带宽。这样的连接拓扑可用于保证在任何RU和PU对之间不存在带宽瓶颈。
作为示例，层2交换机202使用第一专用端口连接到层1交换机210的专用端口、使用第二专用端口连接到层1交换机212的专用端口、使用第三专用端口连接到层1交换机214的专用端口、使用第四专用端口连接到层1交换机216的专用端口、使用第五专用端口连接到层1交换机218的专用端口、以及使用第六专用端口连接到层1交换机220的专用端口。层2交换机204－208可以以类似方式使用层1和层2交换机中的每一个的附加的唯一专用端口对连接到层1交换机210－220。
在实施例中，层2交换机202－208包括具有高数据率端口的高容量聚合交换机。作为示例，层2交换机202－208可包括具有10Gbps端口速度的高容量聚合以太网交换机。因此，链路222可以包括层2交换机202－208的各个高速专用端口与层1交换机210－220的高速专用端口之间的高速连接。
层1交换机还包括各自都可以连接到RU或PU的专用端口。如图2所示，层1交换机210－214提供到分布式RU 112－116和224－240中的每个的专用端口连接。类似地，层1交换机216－220提供到PU 122－126和242－258中的每个的专用端口连接。
在实施例中，层1交换机210－220可以包括架顶式(ToR)交换机，所述架顶式交换机具有连接RU或PU的1Gbps的专用端口速度、以及连接到层2交换机202－208的10Gbps专用端口速度。示例性架构200还可以包括促进到网络130的连通性的一个或多个进入路由器262。
作为架构200的操作的示例，RU 240可以从图1的设备110接收针对可通过网络130访问的服务器(未示出)的请求。RU 240可以确定所接收的无线信号的类型并且将该无线信号解调成相应的基带信号。基于所确定的信号类型，RU 240可以将一种或多种类型的压缩应用于基带信号和/或基带信号的采样以创建基带信号的经高度压缩的采样流。由RU应用的一种或多种类型的压缩将保证：经压缩采样的数据率将不超过RU 240与层1交换机214之间的专用链路的可用带宽。
同时，网络控制器128可以确定或检测到：RU 240已接收到信号。作为响应，网络控制器128可以选择层2交换机和PU，例如层2交换机204和PU 242。在选择了层2交换机204和PU 242的情况下，网络控制器128于是可以引导层1交换机214、层2交换机204和层1交换机216将经压缩采样流从RU 240交换到PU 242以用于处理。
继续该示例，PU 242可以将经压缩的采样转换成相关联的比特流(例如一个或多个数据分组)，所述相关联的比特流包括对可通过网络130或通过路由器262访问的因特网服务器的请求。在实施例中，网络控制器128于是可以促进相关联的比特流到进入路由器262的路由以供通过网络130传输给因特网服务器。在替代实施例中，PU 242可以通过替代连接(未示出)来促进相关联的比特流到因特网服务器的路由。
网络控制器128可以维护请求接收自的客户端110和接收该请求的RU 240之间的关系。在对该请求的响应是由因特网服务器生成的情况下，网络控制器128可以被配置为将该响应与该请求相关联并且选择PU来处理该响应。
在示例性实施例中，为了将该响应提供给客户端110，网络控制器128可以选择层2交换机208来将路由该响应以及选择PU 258来处理比特流响应。在该实施例中，网络控制器128可以引导进入路由器262来将比特流响应路由到层2交换机208，并且将引导层2交换机208和层1交换机220来将比特流响应交换到PU 258。因此，图2仅仅是一个示例性实现，在实施例中，网络控制器128还可以连接到层1交换机210－220和/或进入路由器262中的一个或多个，使得网络控制器128可以连接到示例性结构200的任何网络组件。在替代实施例中，层2交换机208可以随机选择或者由进入路由器262来选择，并且网络控制器128可以引导层2交换机208来将比特流响应交换到层1交换机220，该层1交换机220然后将比特流响应交换到PU 258。
PU 258于是可以将比特流响应转换成相关联的经压缩的响应采样。网络控制器128于是可以选择层2交换机(例如层2交换机202)以用于路由经压缩的响应采样。在这种情况下，网络控制器128于是可以引导层1交换机220、层2交换机202和层1交换机214来将经压缩的响应采样交换到RU 240以用于处理。在该时刻，RU 240将对经压缩的响应采样进行解压缩，从经压缩的响应采样构造相关联的基带信号，将合适的调制/编码应用于基带信号，并且将该响应无线地传送给客户端110。在替代实施例中，网络控制器128可以选择不同的层2交换机、层1交换机和/或RU来将该响应提供给客户端110。在该实施例中，网络控制器128可以知道客户端110可通过除RU 240以外的RU来访问的先验知识。
在实施例中，网络控制器128采用负载平衡算法来选择层2交换机和/或PU。例如，网络控制器128可以采用Valiant负载平衡算法或者其他合适的负载平衡算法来选择层2交换机和/或PU，使得在所选PU与相关联的RU之间不存在带宽瓶颈。网络控制器128可以监视以维护层2交换机、层1交换机上的端口负载信息、以及PU上的负载信息以促进负载平衡算法的采用。
示例性的架构200允许经压缩的采样在任何RU与任何PU之间路由。当未使用的交换机端口为可用时，可以容易地通过添加附加的RU和PU来实现缩放能力。可以容易地添加层1和/或层2交换机以增加专用交换机端口的数目以便促进附加RU和PU部署。利用示例性架构200保证：在RU与相关联的PU之间决不存在带宽竞争，因此不存在带宽瓶颈。
作为替代架构的示例，假定：存在四个层2交换机，每个都支持64个高速交换机端口。因此，可能存在64个层1交换机，每个都具有四个高速端口，其中每个端口都连接到层2交换机之一。假定：每个层1交换机都支持48个下行链路端口。这样的系统架构于是可以支持32x 48＝1538个RU和32x 48＝1538个PU。注意，图2仅仅是一个示例性实现，因此可能存在比图2所示的两层更多的多层交换机。因此，所述交换机可以包括以多层交换机配置的商品交换机，所述多层交换机中的第一层通过胖树、二分图或偶图类型连接拓扑连接到所述多层交换机中的第二层。因此，所述多层中的一层中的每个交换机可以通过胖树、二分图或偶图类型连接拓扑连接到所述多层中的相继层中的每个交换机，这由图2中的层1与层2之间的连接类似地示出。
示例性无线电单元
图3是示出了图1和2所示的示例性分布式无线电单元(RU)300的附加细节的示意图。RU 300可以包括一个或多个天线302。天线302可以用于例如与图1的设备104－110一起传送和接收无线信号。附加地，天线302可以用于传送和/或接收广播参考信号，所述广播参考信号用于促进多个RU间的同步。天线302可以处于RU 300内部、(例如通过一个或多个直接连接和/或一个或多个电缆)外部连接到RU 300、或者二者组合。
无线电硬件304可以包括促进无线信号的传送和接收的硬件组件。这样的硬件组件的示例包括放大器、衰减器、混频器、本地振荡器、滤波器、数字信号处理器等等，所述硬件组件促进天线302接收的信号的解调以及要通过天线302传送的信号的调制。
RU 300还可以包括本地自由运行时钟306。作为示例，图2的RU 112－116和224－240中的每个都可以包括它们自己的本地自由运行时钟，使得本地自由运行时钟中的每个都彼此独立地运行。根据所处理的信号的类型，本地时钟306可以提供直接或间接本地时钟参考以供RU处理信号采样。RU 300还可以包括可通信地耦合到存储器310的一个或多个处理器308。RU 300还可以包括软件定义的无线电312，所述无线电312用于处理RU 300接收的信号以及用于处理要由RU 300传送的信号。
针对由RU 300通过天线302接收的无线信号，软件定义的无线电312可以结合无线电硬件306工作以促进所接收的无线信号的解调和解码。软件定义的无线电312还可以用于控制无线电硬件304的各个硬件组件，以及扩充或替代对要在无线电硬件304中存在的某些硬件组件的要求。软件定义的无线电312还可以被配置为确定、或促进确定所接收无线信号的类型。在实施例中，软件定义的无线电312提供与所接收的无线信号相关联的基带信号。
如果软件定义的无线电312确定所接收的无线信号是广播参考信号，则可以采用参考信号比较器/生成器314来评估广播参考信号。参考信号比较器/生成器314于是可以确定和维护本地时钟306与所接收的广播参考信号之间的差和/或偏移量。这样的偏移量或差可以包括频率差、相位差等等。反过来，如果RU 300被选择来提供广播参考信号，则可以采用参考信号比较级/生成器314来生成广播参考信号。在实施例中，参考信号比较器/生成器314可以从本地时钟306中导出广播参考信号。一旦被生成，则参考信号比较器/生成器314就可以将该广播参考信号提供给软件定义的无线电312，该无线电312可以结合无线电硬件304工作以调制参考信号并通过天线302传送参考信号。
可替代地，如果软件定义的无线电312确定所接收的无线信号不是广播参考信号、而是来自诸如设备104－110之一之类的无线设备的信号，则软件定义的无线电312可以促进基带信号的生成和相关联的信号类型的确定。软件定义的无线电312于是结合采样压缩器316运行，该采样压缩器316至少部分基于信号类型生成基带信号的经压缩的采样流。注意，根据数据类型，基带信号可以包括多个基带信号，所述基带信号例如对应于具有多个子信道的无线信号。
采样压缩器316可以利用多种压缩技术来生成基带信号的经压缩的采样流。在本公开的上下文中，基带信号的经压缩采样流与基带信号的在被采样压缩器316进行任何压缩以前的原始采样流相比包括更低的每秒比特数(bps)。作为示例，假定所接收的无线信号是在20MHz带宽内接收的，则基带信号的原始采样流的数据率可以为1.2Gbps。反过来，基带信号的由采样压缩器316生成的经压缩采样流的可以为200Mbps。
作为压缩技术的示例，采样压缩器316可以在处理基带信号时利用下采样。例如，即使所接收的无线信号是在20MHz射频(RF)带宽中接收的，编码在该无线信号中的信息仍然可能在较窄的RF带宽中被充分地被捕捉，比如18MHz RF带宽。因此，采样压缩器316可以结合软件定义的无线电312工作以对无线和/或基带信号应用更精确的滤波，从而导致与降低的带宽相关联的更少的所需每秒采样数。作为示例，下采样可以将采样的数据率降低2－4倍。
作为压缩技术的另一示例，基于所接收无线信号的所确定的类型，采样压缩器316可以处理基带信号以利用一个或多个时域保护带的移除和/或一个或多个保护频带的移除，从而导致更少的所需每秒采样数。作为示例，时域保护带的移除可以使采样的数据率降低15％以上，而保护频带的移除可以使采样的数据率降低大致20％。
作为压缩技术的另一示例，采样压缩器316可以利用基于信噪比(SNR)的自适应量化来减小所需的每采样比特数。为实现这一点，采样中的最低有效位可以被移除，直到达到最小测得SNR阈值。然后，基于所测量的SNR，可以确定最小的每采样比特数。例如，假定高SNR操作环境，则基于SNR的自适应量化可以使采样的数据率降低大致50％。可替代地，在低SNR环境中，最低有效位在它们低于噪声/干扰基底的情况下也可以被移除。
因此，采样压缩器316可以利用上述示例性压缩技术中的一种或多种和/或其他压缩技术来生成基带信号的经压缩的采样，所述经压缩的采样与基带信号的相应原始采样相比占用显著更少的带宽。
因此，在实施例中，RU 300可以接收无线信号，确定该无线信号的类型，将该无线信号解调成至少一个基带信号，基于信号类型处理所述至少一个基带信号，对经处理的所述至少一个基带信号进行采样以创建采样流，以及至少部分基于处理和压缩创建经压缩的采样流。
采样压缩器316可以将经压缩的采样流提供给时间戳生成器318，该时间戳生成器318可以将时间戳与经压缩的采样包括在一起。作为示例，时间戳生成器318可以周期性地或非周期性地将时间戳包括到经压缩采样流的经压缩采样中或者每个经压缩的采样中。时间戳生成器318可以将具有时间戳的经压缩采样提供给交换机端口接口320以供如在此所述那样通过RTN进行传输。
在实施例中，时间戳生成器318可以生成相对于RU 300处的本地时间的时间戳。在替代实施例中，时间戳生成器318可以生成相对于不同时间(比如与参考信号相关联的时间)的时间戳。
可替代地，针对要由RU 300通过天线302传送的信号，经压缩的采样流可以由PU通过RTN和交换机端口接口320提供给示例性RU 300的时间戳处理器322。当经压缩的采样被接收时，时间戳处理器322可以从经压缩的采样中提取时间戳。在实施例中，时间戳处理器322可以使用这些所提取的时间戳来控制经压缩的采样何时被传递给采样解压缩器324的定时。时间戳处理器322还可以使用由参考信号比较器/生成器314维护的本地时钟306与所接收的广播参考信号之间的差和/或偏移量来进一步控制经压缩的采样何时被传递给采样解压缩器324的定时。在替代实施例中，时间戳处理器322可以使用时间戳以及所述差和/或偏移量来控制与经压缩采样相关联的无线信号何时被RU 300传送的定时。
一旦时间戳处理器322确定经压缩的采样可以被处理，则采样解压缩器324可以结合软件定义的无线电312工作来确定要由RU 300传送的RF无线信号的类型，并且基于所确定的信号类型对经压缩的采样流进行解压缩以构造合适的基带信号。软件定义的无线电312可以结合无线电硬件304工作以合适地对基带信号进行调制/编码以创建相应的RF无线信号以用于通过RU 300的天线302进行传送。
因此，时间戳处理器322可以被配置为将经压缩的采样流提供给采样解压缩器324，使得相应的RF无线信号如时间戳所指示的那样被传送。在另一实施例中，时间戳处理器322可以使用本地时钟306与所接收的广播参考信号之间的差和/或偏移量来依据采样解压缩器324调整经压缩采样的时钟，使得相应RF无线信号如时间戳所指示的那样被传送。
在实施例中，已将经压缩采样流提供给时间戳处理器322的PU可以已经将时间戳插入到经压缩的采样中，所述时间戳指示PU想要RU 300何时传送相应RF无线信号。因此，PU输入时间戳以控制RU何时传送无线信号的能力允许PU以协作方式使用RU。这允许多个RU协作式地在相同时间、或者在精确确定的时间传送信号，从而提供非常高阶的MIMO以及真实的分布式高阶MIMO功能，同时使用具有自由运行时钟的分布式无线电单元。因此，扩展型接入点102可以支持其任何分布式RU间的MIMO操作。
示例性处理单元
图4是示出了诸如图1示出的编码/解码服务器122－126之一之类的示例性处理单元(PU)的细节的示意图。示例性编码/解码服务器400可以包括商品服务器(例如多核服务器)并且包括一个或多个处理器402、至少一个网络接口404、以及通信地耦合到一个或多个处理器402的存储器406。
存储器406可以包含由处理器402执行的模块，比如采样压缩器408、时间戳生成器410、采样解压缩器412以及时间戳处理器414。这些各个模块可以与交换机端口接口416通信以提供到诸如相关联的层1交换机之类的交换机的连通性。
在实施例中，采样压缩器408可以通过交换机端口接口416接收比特流(例如分组、小区、帧等等)以用于处理。作为示例，比特流的目的地可指向通过通信地耦合到网络130的实体提供的设备104－110中的一个或多个。在替代实施例中，采样压缩器408可以通过诸如网络接口404之类的不同网络连接接收比特流。
采样压缩器408可以确定用于无线传送比特流的信号的类型，并且基于所确定的信号类型将该比特流编码成经压缩的采样流。作为示例，采样压缩器408可以采用基带处理器418来促进比特流到采样流的编码，并且然后压缩采样以创建经压缩的采样流。作为替代示例，采样压缩器408可以采用基带处理器418来将比特流直接编码成经压缩的采样流。基带处理器418可以包括图4所示的存储器406中的组件，或者包括不一定包括在存储器406中的硬件。样本压缩器408可以基于对比特流的分析、基于网络控制器128所提供的信息、基于对相应信号的知识(例如相应请求的信号类型)等等来推断信号类型。时间戳生成器410可以确定时间戳值并且将时间戳值合并到经压缩的采样流中。具有时间戳的经压缩采样流可以被传递给交换机端口接口416并且被路由到合适的RU以供网络控制器128通过RTN 120进行传送。
在实施例中，由时间戳生成器410合并的时间戳值可以指示相关联的RU将何时传送与经压缩采样流相关联的无线信号的时间。时间戳生成器410可以被配置为基于计算和/或对扩展型接入点102配置和/或通过RTN 120的信号等待时间以及与相关联的RU相关联的等待时间的事先获得的知识来确定时间戳值。时间戳值可以进一步由相关联的RU基于特定介质访问控制(MAC)协议来替换或细化。例如，相关联的RU可以推迟传送直到所有RU都感测到无线信道为干净的。
可替代地，针对所接收的经压缩采样流，时间戳处理器414可以被配置为从通过交换机端口接口416接收的经压缩采样中提取时间戳值。在实施例中，时间戳处理器414可以分析一个或多个时间戳值以确定将所接收的经压缩采样转发给采样解压缩器412的时间。采样解压缩器412可以确定与经压缩采样相关联的信号类型并且对经压缩采样进行解码以生成相关联的比特流。作为示例，采样解压缩器412可以对经压缩采样进行解压缩并且采用基带处理器420来将经解压缩的经压缩采样编码成相关联的比特流。作为替代示例，采样解压缩器412可以采用基带处理器420来将经压缩的采样直接编码成相关联的比特流。基带处理器420可以包括图4所示的存储器406中的组件，或者包括不一定包括在存储器406中的硬件。在一个示例性实施例中，相关联的比特流可以包括目的地指向通信地耦合到网络130的实体的数据(例如分组、小区、帧等等)。因此，采样解压缩器412或基带处理器420可以将相关联的比特流提供给交换机端口接口416以供网络控制器128通过RTN 120路由到进入路由器262。在不同的实施例中，采样解压缩器412或基带处理器420可以将相关联的比特流提供给不同的网络设备(例如网络接口404)以供路由到通信地耦合到网络130的实体。
在另一示例性实施例中，关于所接收的经压缩采样流，采样解压缩器412可以确定：相关联的比特流的目的地指向诸如设备104－110之一之类的设备。在该示例性实施例中，采样解压缩器412或基带处理器420可以将相关联的比特流提供给采样压缩器408以用于编码、提供给时间戳生成器410以用于添加时间戳值、以及提供给交换机端口接口416以供网络控制器128通过RTN 120路由到合适的RU以用于传送给设备。在替代实施例中，关于所接收的经压缩采样流，时间戳处理器414提取时间戳并且将所接收的经压缩采样流提供给时间戳生成器410以用于添加时间戳值、以及提供给交换机端口接口416以供网络控制器128通过RTN 120路由到合适的RU以用于传送给设备。
在实施例中，PU 400可以使用网络接口404和/或RTN 120来与其他PU协作。作为示例，PU可以协作使得多个PU可以确定合适的时间戳值以合并到它们相关联的经压缩采样流中的每一个中以控制所述多个流中的每个流的相关联的无线信号将何时被相应RU传送的定时。因此，时间戳生成器410可以基于与其他PU的协作通信和/或与网络控制器128的通信来生成时间戳。
示例网络控制器
图5是示出了诸如图1所示的网络控制器128之一之类的示例性网络控制器500的细节的示意图。网络控制器500可以包括一个或多个处理器502、至少一个网络接口504、以及可通信地耦合到处理器502的存储器506。存储器506可以包含由处理器502执行的某些模块、比如监视器508、负载平衡器512、交换机控制器512和连接管理器514。这些各个模块中的某些可以与交换机端口接口516通信以用于与交换机、PU和RU通信和/或控制交换机、PU和RU。
监视器508可以被配置为访问诸如图2的层2交换机202－208以及层1交换机210－220之类的交换机以监视可用性、交换机结构状态、错位条件、负载、端口状态、活动的连接、交换机配置等等。监视器508可以访问交换机以获得和维护对RTN 120中的交换机的当前拓扑、以及连接到RTN 120的RU、PU的配置和可用性的知识。监视器508可以检测到：RU何时接收到需要路由到PU以供处理的信号以及PU何时接收到需要路由到RU的信号。监视器508可以访问PU、以及RU以获得负载和状态信息。
负载平衡器510可以实现负载平衡算法以选择PU来处理RU接收的信号。在实施例中，负载平衡算法可以包括Valiant负载平衡算法等等。作为示例，在检测到在RU处接收到的信号以后，负载平衡器510可以选择PU来处理所接收的信号、以及选择层2交换机来在RU与所选PU之间路由所接收的信号。反过来，在检测到在PU处接收到的信号以后，负载平衡器510可以选择层2交换机来在PU与相关联的RU之间路由所接收的信号。在替代实施例中，负载平衡器510可以实现负载平衡算法以选择PU来处理RU所接收的经压缩的采样，并且随机选择层2交换机来在PU与相关联的RU之间路由经压缩的采样或者在RU与PU之间路由经压缩的采样。
交换机控制512可以访问RTN 120中的交换机以至少基于由负载平衡器510作出的选择来有效地控制RU与PU之间的交换机连接。
连接管理器514可以跟踪通过扩展型接入点102进行的各个连接。作为示例，如果设备104传送由RU 12接收并处理的访问通信地耦合到网络130的web服务器的无线请求，则连接管理器514可以将该请求与设备104和RU 112相关联。如果该web服务器提供对该请求的响应(例如数据流、访问云资源、网页、数据记录等等)，则连接管理器514可以促进负载平衡器510选择向RU112提供该响应用于传送给客户端设备104的路由。作为另一示例，连接管理器514可以利用由监视器508获得的拓扑知识来促进负载平衡器510选择向设备104可访问的不同的RU提供该响应的路由。
存储器310、406和506可以包括计算机可读介质并且可以采取诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性存储器和/或诸如只读存储器(ROM)或闪速RAM之类的非易失性存储器形式。计算机可读介质包括以用于存储诸如下列信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质：计算机可读指令、数据结构、程序模块、或者用于由计算设备的一个或多个处理器执行的其他数据。计算机可读存储介质的示例包括但不限于：相变存储器(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其它光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或用于存储可供计算设备访问的信息的任何其他非传输介质。如在此所定义的那样，计算机可读介质不包括通信介质，比如已调数据信号和载波。
扩展型接入点操作的示例性方法
图6示出了用于操作具有自由运行时钟的分布式无线电单元的示例性方法600。示例性方法600始于框602：测量无线广播的参考信号与自由运行时钟(比如RU 300的自由运行本地时钟306)之间的偏移量或差中的至少一个。如在此所描述的那样，参考信号可以由不同的无线电单元无线地广播。作为示例，该参考信号可以由RU 240无线地广播，并且由图2的RU 112－116和224－238中的一些或全部来接收。无线电单元可以采用参考信号比较器/生成器314以用于测量无线广播的参考信号与它们的自由运行本地时钟之间的偏移量和/或差。在框604，可以接收信号的经压缩的采样流，其中所述经压缩的采样至少之一包括时间戳。作为示例，RU 112可以从PU 126接收经压缩的采样流，其中该PU 126可能已经使用了时间戳处理器414来将时间戳插入到经压缩的采样中。在框606，可以对经压缩的采样进行解压缩以重构该信号。作为示例，无线电单元可以采用采样解压缩器324来对经压缩的采样进行解压缩以重构基带信号以供调制和传送。在框608，可以部分基于时间戳以及无线广播的参考信号与自由运行时钟之间的偏移量或差至少之一来确定时间。作为示例，时间戳处理器322可以确定用于传送已调形式的经重构基带信号的时间。在框610，可以在所确定的传输时间无线地传送经重构的信号。
示例性方法600的分布式无线电单元可以包括分布式无线接入点。可以如在此所述的那样评估经压缩的采样以标识出与经压缩的采样相关联的信号的类型。对经压缩采样使用的解压缩类型或过程可以取决于与经压缩采样相关联的信号类型。作为示例，基于信号类型，解压缩可以包括：作为重构基带信号的一部分，重新插入一个或多个时域保护带或者一个或多个保护频带或者二者。一旦基带信号已经被合适地重构，则于是可以由无线电单元对其进行调制并将其传送给相应设备或实体。
除了传送无线信号以外，无线电单元还可以接收无线信号，将该无线信号解调成至少一个基带信号，确定其信号类型并基于其信号类型处理该基带信号以创建经压缩的采样以用于传输给所选处理单元。对基带信号的这样的处理可以包括：移除一个或多个时域保护带；移除一个或多个保护频带；和/或将应用一个或多个滤波器以降低所需采样率。可以基于所确定的量化采样的信噪比(SNR)来对所得到的基带信号的采样进行量化。
图7示出了扩展型接入点的操作的示例性方法700。示例性方法700始于框702：检测无线信号被连接到交换网络的第一部分的多个分布式接入点中的一分布式接入点接收到。作为示例，网络控制器128可以检测：在连接到图2的层1交换机210的RU 112处接收到无线信号。在框704，可以从连接到交换网络的第二部分的多个处理单元中选择处理单元来处理无线信号的基带信号的经压缩采样。作为示例，网络控制器128可以选择连接到层1交换机220的PU 126来处理经压缩的采样。在框706，可以选择来自交换网络的第三部分的交换机。作为示例，网络控制器128可以选择层2交换机202。在框708，可以控制所选交换机将经压缩的采样从分布式接入点路由到处理单元以用于处理成数字比特流。作为示例，网络控制器128可以引导层2交换机202以及层1交换机210和220连接RU 112和PU 126，使得PU 126可以从RU 112接收和处理经压缩的采样。
在示例性方法700中，选择处理单元可以部分基于负载平衡算法。附加地，可以监视与交换网络的第一部分、第二部分和第三部分的交换机相关联的负载、以及与所述多个处理单元相关联的负载以促进负载平衡算法。还可以监视与无线电单元相关联的负载以促进负载平衡算法。这样的监视可以由监视器508来执行。
附加地，例如可以由连接管理器514来检测与数字比特流相关联的数字比特流响应。可以从所述多个处理单元中选择之前选择的处理单元或不同的处理单元来将数字比特流响应转换成相关联的基带信号的相关联的经压缩采样。可以从交换网络的第三部分中(比如从层2交换机202－208中)选择之前选择的交换机或者不同的交换机，并且可以控制所选交换机将相关联的经压缩采样路由到所述多个分布式接入点中的所述分布式接入点或不同的分布式接入点以用于解压缩和传送。作为示例，可以采用网络控制器128来提供交换机选择和交换机控制。
结语
尽管本申请已经描述了具有具体结构特征和/或方法动作的实施例，但是应该理解，权利要求书不一定限于所述的具体特征或动作。更确切而言，所述具体特征和动作仅仅是落入本申请的权利要求书范围的一些说明性的实施例。

Claims (10)

1.一种至少部分地由具有自由运行时钟的分布式无线电单元实现的方法，所述方法包括：
测量无线广播的参考信号与所述自由运行时钟之间的偏移量或差中的至少一个；
接收信号的经压缩的采样流，所述经压缩的采样中的至少一个包括时间戳；
对所述经压缩的采样进行解压缩以重构所述信号；
部分基于所述时间戳和所述偏移量或所述差中的至少一个来确定传送经重构的信号的时间；以及
在所述时间无线地传送经重构的信号，其中所述分布式无线电单元包括分布式无线接入点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
评估所述经压缩的采样；以及
部分基于所述评估来标识所述信号的类型，其中所述解压缩部分基于所述信号的类型。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收无线信号；
确定所述无线信号的类型；
将所述无线信号解调成至少一个基带信号；
基于所述无线信号的类型来处理所述至少一个基带信号；
对经处理的至少一个基带信号进行采样以创建采样流；
压缩所述采样流中的一个或多个采样，其中所述压缩包括基于所确定的所述一个或多个采样的信噪比来量化所述一个或多个采样；以及
部分基于所述处理和所述压缩来创建所述无线信号的经压缩的采样流。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理包括以下至少之一：
移除所述至少一个基带信号的一个或多个时域保护带；
移除所述至少一个基带信号的一个或多个保护频带；或
应用一个或多个滤波器以降低所述至少一个基带信号的采样率。
5.一个或多个存储指令的计算机可读介质，所述指令当被一个或多个处理器执行时执行以下动作，包括：
检测无线信号被连接到交换网络的第一部分的多个分布式接入点中的分布式接入点接收到；
从连接到所述交换网络的第二部分的多个处理单元中选择处理单元来处理所述无线信号的基带信号的经压缩采样，其中所述选择处理单元部分基于负载平衡算法；
从所述交换网络的第三部分中选择交换机；以及
控制所述交换机以将经压缩的采样从所述分布式接入点路由到所述处理单元以用于处理成数字比特流。
6.如权利要求5所述的一个或多个计算机可读介质，其特征在于，所述选择处理单元包括：
监视与所述交换网络的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分的交换机相关联的负载；以及
监视与所述多个处理单元相关联的负载。
7.如权利要求5所述的一个或多个计算机可读介质，其特征在于，所述动作进一步包括：
检测与所述数字比特流相关联的数字比特流响应；
从所述多个处理单元中选择所述处理单元或不同的处理单元来将所述数字比特流响应转换成相关联的基带信号的相关联的经压缩采样；
从所述交换网络的所述第三部分中选择所述交换机或不同的交换机；以及
控制所述交换机或所述不同的交换机以将所述相关联的经压缩采样路由到所述多个分布式接入点中的所述分布式接入点或不同的分布式接入点以用于解压缩和传送。
8.一种系统，包括：
交换机；
连接到所述交换机的第一子集的交换机端口的分布式无线电单元，所述分布式无线电单元中的每一个：
具有本地自由运行时钟；以及
被配置成生成无线接收到的信号的经压缩的采样；
连接到所述交换机的第二子集的交换机端口的处理单元，所述处理单元被配置成处理生成的经压缩的采样并一起协作来确定所述分布式无线电单元的子集要各自无线地传送相应的经重构的信号的时间；以及
网络控制器，所述网络控制器使用所述交换机的第三子集来经由无线电传输网络创建所述分布式无线电单元中的一个或多个和所述处理单元中的一个或多个之间的连接。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分布式无线电单元中的每一个被进一步配置成：
确定无线广播的参考信号与相应的本地自由运行时钟之间的偏移量或差中的至少一个；
从远程处理单元接收具有一个或多个时间戳的经压缩的采样；
对接收到的经压缩的采样进行解压缩来生成经重构的信号；
部分基于所述一个或多个时间戳和所述偏移量或所述差中的至少一个来确定无线地传送所述经重构的信号的时间；以及
在所述时间无线地传送所述经重构的信号。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述交换机包括以多层交换机配置的商品交换机，所述多层交换机中的第一层通过胖树、二分图或偶图类型连接拓扑连接到所述多层交换机中的第二层；以及
所述系统使用所述分布式无线电单元来实现支持分布式多输入多输出(MIMO)操作的无线接入点(AP)。
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