CN104782093B - 远程通信分配系统中的数字基带传输 - Google Patents

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Abstract

提供一种远程通信系统，其包括与位于远程的单元通信信道化数字基带信号的单元。信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息。该单元包括信道化器部分和传输部分。信道化器部分可以使用信道滤波器和数字下变频器按每个信道提取所述信道化数字基带信号。传输部分可以使用传输调度单元进行分组并且分组调度所述信道化数字基带信号，来格式化所述信道化数字基带信号以便一起传输。信号处理子系统可以在将从位于远程的单元接收的上行链路数字基带信号相加之前，独立地控制所述上行链路数字基带信号的增益。

Description

远程通信分配系统中的数字基带传输
相关申请的交叉参考
这里要求2012年10月31日提交的名称为“Digital baseband Transport”的美国临时申请序列号61/720,620和2013年1月14日提交的名称为“Summing Circuit forComplex Telecommunications Signals”的美国临时申请序列号61/751,982的优先权，并且将每一篇的内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明一般地涉及远程通信并且更具体地(但不一定是排它地)涉及远程通信分配系统中的数字基带传输。
背景技术
远程通信系统可包括分布式天线系统(“DAS”)以及其他类型。DAS可以用来将蜂窝通信系统的覆盖扩展到传统上低信号覆盖的区域，诸如建筑物内、隧道内或由地形特征阻挡的区域中。DAS可以通过从蜂窝通信系统的基站接收信号并将信号直接地再次发射到低覆盖区中来扩大覆盖。
减小在远程通信系统例如DAS中传输呼叫信息所需的带宽是期望的。
发明内容
在一个方面，提供一种远程通信系统，其包括与位于远程的单元通信信道化数字基带信号的单元。信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息。该单元包括信道化器部分和传输部分。信道化器部分可以使用信道滤波器和数字下变频器按每个信道提取信道化数字基带信号。传输部分可以使用传输调度单元进行分组并且分组调度信道化数字基带信号，来格式化信道化数字基带信号以便一起传输。
在另一个方面中，提供一种分布式天线系统，其包括至少两个远程单元、前端单元、信道化器部分和传输部分。远程单元可在覆盖区域无线传输信号。前端单元可与远程单元通信信道化数字基带信号。信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息。信道化器部分可以使用信道滤波器和数字下变频器按每个信道提取信道化数字基带信号。传输部分可以使用传输调度单元进行分组并且分组调度信道化数字基带信号，来格式化信道化数字基带信号以便一起传输。
在另一个方面中，提供一种远程通信系统，其包括与位于远程的单元通信信道化数字基带信号的单元。信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息。该单元包括传输部分和信号处理子系统。传输部分可以使用传输调度单元进行分组并且分组调度信道化数字基带信号，来格式化信道化数字基带信号以便一起传输。信号处理子系统可以在将从位于远程的单元接收的多个上行链路数字基带信号相加之前，独立地控制所述多个上行链路数字基带信号中的每一个上行链路数字基带信号的增益。
在附图和下面的说明书中列出了一个或多个方面的细节和示例。通过说明书、附图和权利要求书，其它特征和方面将变得显然。
附图说明
图1是具有基带处理单元的分布式天线系统的示例的方框图。
图2是基带处理单元的示例的方框图。
图3是基带处理单元的信号处理部分和信道化器部分的示意图。
图4是基带处理单元的信道化器部分的一部分的另一示例的方框图。
图5是根据一个方面的下变频信道模块和上变频信道模块的方框图。
图6是根据另一个方面的下变频信道模块和上变频信道模块的方框图。
图7是基带处理单元的传输部分的示例的方框图。
图8是传输部分中传输设备的示例的方框图。
图9描绘传输设备的成帧部分的输出的示例。
图10是基带处理单元的传输部分的另一示例的方框图。
图11是信号处理子系统的示例的方框图，其包括用于将数字基带信号相加的相加器。
图12是用于在信号处理子系统中按比例调节(scaling)输入信号的示例处理的流程图。
图13-20是信号处理子系统中示例信号的信号曲线图。
具体实施方式
本发明的某些方面和示例涉及远程通信系统，例如分布式天线系统(DAS)，其可以在远程通信系统的组件之间基于逐信道地传输数字基带信号。例如，DAS可以提供：使用数字上下变频至基带和信道化基带信号对用于蜂窝和移动通信系统的多信道和多频带RF信号进行分布、应用分组调度器准备基带信号样本的数字传输、通过同步或异步数字链路的传输、以及对部分或全部原频谱的相位同步重组，包括所有的或选择的原频率的数字化信道，而不引入明显的振幅和相位波动。
在一个方面，DAS包括第一单元和第二单元，第二单元远离第一单元并且通过通信网络与第一单元通信耦合。第二单元可以从具有RF信号的数字化RF频带提取数字基带信号，并使用通信网络使得数字基带信号传输到第一单元。第一单元可以使用从第二单元接收的数字基带信号创建包括RF信号的RF频带。RF频带可以是用于移动通信的蜂窝频带。第二单元可以数字化原始版本的RF频带，以产生数字化RF频带，并且可以通过将数字下变频和数字上变频应用于分离的信道而提取数字基带信号。第二单元可包括分组调度器，其可准备用于通过通信网络传输的数字基带信号。通信网络可以是同步或异步数字链路。第一单元可以利用对至少部分原始版本的RF频带进行相位同步重组而创建RF频带。RF频带可包括至少一些模拟形式的并且处于原频率的数字基带信号。在其他方面中，DAS包括子系统，其可以利用呼叫信息和数字化基带信号在数字信号之间转换，而不转换为RF或RF频带或者从RF或RF频带转换。
在另一个方面中，数字化蜂窝频谱被数字地下变频并且信道化。使用分组调度器准备数字基带信号以用于数字传输。数字基带信号通过同步或异步数字链路传输至单元。使用数字基带信号对至少部分的原蜂窝频谱(包括至少一些原频率处的数字化信道)进行重组。
在一些方面，通过以最小采样率发送给定RF频带的数字化RF信道的基带信号，可以有效地使用数字传输链路的带宽。在一些方面，仅数字化和传输载波上调制的信息而不是全部RF频带。传输有用的信息的有效方法可包括独立地传输每个载波的基带调制或复包络。载波本身不需要传输。信道之间的间隙不需要传输。信道的频率可以在系统初始化期间提供一次，并且在后来用于重新创建包括信道化信息的RF信号。采样和传输频带中每个活动信道的复包络或基带调制可导致比采样和传输全部RF频带低得多的采样率。例如，更多信道可在给定链路上传输。优化传输可以用于支持MIMO、新频带或者带宽。传输数字基带信号可以去除干扰，允许增益均衡(equalization)/功率分配，和分派信道给扇区(sector)的灵活性，以及动态分派信道给扇区。
在一些方面，RF频带可以由单元在第一位置处接收，并且可以数字地转换RF频带的整个频谱。可以由信道提取来自数字化RF频带的基带信号。提取的基带信号可以通过介质从一个位置传输到另一个位置。在第二位置处，基带信号可以通过信道数字地插值，之后插值后的信号可以被加在一起，并且总的数字信号可以转换为模拟形式。可以输出得到的RF频带。插值可以包括提高数字信号的采样率而不会创建寄生的谐波成分(aliasedharmonic content)。
某些方面和特征可以通过最小化本底噪声增加、最小化非线性限制效应和确保输出信号保持在允许的信号分辨率之内，来优化处理基带信号中的性能。在一些方面，选择性控制相加器的每一输入的增益，以阻止一个或多个输入信号支配和引起输出的位分辨率的溢出。可以基于信号的平均峰值而不是基于逐样本来控制(即按比例调节)增益，以使输出的组合信号的变形得以减小。
例如，可以在前端单元从DAS的两个不同的远程单元接收两个信号。可以由包络峰值检测器测量信号的平均功率或平均振幅。信号振幅可以包括信号电压、功率水平和/或数字信号水平。可以为每个信号设定阈值振幅或功率，其可基于远程单元的数目和/或信号数目动态地确定。如果超过信号的阈值，可以将可变增益模块的增益减小某个量，以使得信号不超过阈值。如果未超过阈值，则可保持增益，或者否则可使信号的增益返回到正常的或缺省的增益水平。在一些方面，可变增益模块可以在远程单元中。可通过加法器对信号进行相加。可通过例如避免基于相加信号的逐样本的增益减小来减小相加信号的变形。
图1描绘与一个或多个基站102通信的DAS的示例，基站102可以是收发基站。DAS包括前端单元104、远程单元106a-c和扩展单元108。DAS可以位于低信号覆盖的区域中，诸如建筑物内部，以扩大无线通信覆盖。扩大无线覆盖可以包括在基站102和位于DAS的覆盖区域中的无线装置之间传送信号。
前端单元104可以通过有线或无线通信介质从一个或多个基站102接收下行链路信号。前端单元104也可以提供上行链路信号至基站102。
前端单元104可以将从基站102接收的下行链路信号(例如RF信号)转换为一个或多个数字数据流，其包括从RF信号提取的呼叫信息的信道化基带信号。前端单元104可在基带处理单元110中包括电路和/或一个或多个组件，其能够数字化RF信号、按每个信道从数字化信号提取呼叫信息作为基带信号、以及准备信道化基带数字信号以便作为数字数据流输送。
前端单元104可直接通过通信介质提供下行链路数字数据流至一些远程单元，例如远程单元106a，所述通信介质可以是电线、铜电缆如同轴电缆、光纤、无线或其他合适的通信介质。前端单元104通过扩展单元108也可以或者可选地提供下行链路数字数据流至一些远程单元，例如远程单元106b-c。扩展单元108的示例是传输扩展节点。扩展单元108可以扩展前端单元104的范围。
远程单元106a-c可以转换数字数据流至RF信号。远程单元106a-c包括基带处理单元112a-c。每个基带处理单元112a-c可从数字数据流获得信道化基带信号，数字地基于逐信道地上变频基带信号，将上变频的数字信号相加，以及转换相加的数字信号为下行链路RF信号。远程单元106a-c可上变频和放大下行链路RF信号以及使用天线辐射下行链路RF信号至在DAS的环境中操作的许多不同的无线装置，例如(但不限于)蜂窝电话。远程单元106a-c的示例包括通用接入点。
在上行链路方向，远程单元106a-d可以从DAS服务的环境接收上行链路RF信号。基带处理单元112a-c可以数字化RF信号，按每个信道从数字化信号提取呼叫信息作为基带信号，以及准备信道化基带数字信号以便作为数字数据流输送至前端单元104或扩展单元108。扩展单元108可以包括电路，例如信号处理单元114，其可以处理和相加，或以其他方式组合来自一个以上远程单元的上行链路数字基带数据流，并提供相加的上行链路数字基带数据流至前端单元104。
前端单元104的基带处理单元110可以对来自一个以上远程单元的上行链路数字数据流进行相加，从上行链路数字数据流获得信道化基带信号，基于逐信道地数字地上变频基带信、将上变频的数字信号相加，以及转换相加的数字信号为上行链路RF信号。前端单元104可放大上行链路RF信号和提供上行链路RF信号至一个或多个基站102。
虽然DAS被描绘为包括一个前端单元104、一个扩展单元108和三个远程单元106a-c，但可以使用任意数量(包括一个)的每一个。例如，DAS可以包括几十个扩展单元和数百远程天线单元。
图2描绘基带处理单元202的示例，例如图1中的基带处理单元110或者基带处理单元112a-c之一。基带处理单元202包括信号处理部分204、信道化器部分206和传输部分208。
信号处理部分204可以接收RF信号、放大和下变频RF信号以及转换RF信号为数字信号。信号处理部分204也可以将数字信号转换为RF信号以及上变频、放大和提供RF信号。
信道化器部分206可以基于逐信道地处理数字信号。例如，信道化器部分206可以数字地下变频数字信号为基带并提供信道化基带信号，以及数字地上变频信道化基带信号并组合该数字地上变频的信道化基带信号以提供数字信号。
传输部分208可以准备信道化基带信号以便传输并且从通信介质获得信道化基带信号。例如，传输部分208可以对信道化基带信号进行串行化和成帧以便传输并且可以对信道化基带信号进行解帧和去串行化。
图3描绘信号处理部分204和信道化器部分206的示例。信号处理部分204包括输入放大器302、下变频混频器304、带通滤波器306以及模数(A/D)转换器308、数模(D/A)转换器310、上变频混频器312和输出放大器313。
输入放大器302放大RF频带，其可以是RF谱，其包括一个或多个载波和该载波携带的信息。下变频混频器304可以使用混频频率下变频RF频带为中间频率。带通滤波器306可以过滤中间频率的RF频带。在一个示例中，带通滤波器306的带宽为75MHz，中心频率为350MHz。A/D转换器308可以根据选择的采样率转换该中间频率的过滤的RF频带为数字信号。
D/A转换器310可以转换数字信号为中间频率的模拟RF信号。上变频混频器312可以上变频该中间频率的模拟RF信号为使用混频频率的RF信号，其可以与下变频混频器304使用的混频频率相同或不同。输出放大器314可以放大上变频的RF信号以便输出为RF频带。
信道化器部分206包括下变频信道模块316a-n、上变频信道模块318a-n和相加器320、322。每个下变频信道模块316a-n和上变频信道模块318a-n可以与特定信道相关联。
下变频信道模块316a-n可以使用I和Q混频器以及数控振荡器(NCO)解调每个信道为基带。每个NCO可以被设定为信道的中心频率。下变频信道模块316a-n的输出可以是在某一采样率例如200MHz时采样的数字信号。该数字信号可以通过抽取滤波器数字地下采样以降低采样率至适合于单一信道带宽的水平。在涉及七个活动信道的示例中，七个抽取过程可以平行进行。七组I和Q数据流可以复用到传输通信介质上，以致传输呼叫信息，而不是RF谱或关于RF谱的信息。
RF频带中的活动信道可以具有不同的振幅。当RF频带在另一位置重新形成时，信道可以被增益均衡，这可以允许系统通过自动调节系统的增益按每个信道分配功率，以维持系统中每一载波预设的功率。
例如，RF频带可以是75MHz宽并且使用150Msps的采样率以满足Nyquist。七个活动信道的每一个可以独立地被解调为基带。每个基带信号可以仅需要10Msps采样率以满足Nyquist，尽管13.5Msps的率可用于实际滤波，产生94.5Msps(7x 13.5)的数据。94.5Msps采样率可小于传输信息和关于RF频带的其他信息例如载波信息和呼叫信息之间的信息所需的采样率的一半。传输通信介质可以是远程通信系统例如DAS的昂贵组件。进一步，传输通信介质具有固定带宽和固定量的数据容量。减少样本的数量可以减小用于传输同样量呼叫信息的传输带宽的量以及来自要传输的更多频带例如MIMO频带的信息。
上变频信道模块318a-n可以使用信道滤波器、上采样、低通滤波器和复频混频器来按每个信道过滤和插值基带信号为数字信号。相加器320、322可以将上变频信道模块318a-n的输出相加，然后将相加的输出转换为模拟信号。虽然图3描绘了来自相加器320、322的复数输出，但可以仅输出信号的实数部分。而且，图3描绘正交混频器作为复频混频器，但是可使用能够仅混频信号的实数部分的其他类型混频器。
信道化器部分206可以在器件(例如FPGA、ASIC或DSP)中执行。NCO以及I和Q混频器可以一起形成混频级，其可以数字地混频信号的同相分量和正交分量。NCO的例子包括modulo-n NCO，例如modulo-2000NCO。在一些方面，信道化器部分206中的处理器可以用关于信道的数据预配置，包括每个信道的中心频率，并且因此可以控制每个模块。在其他方面中，信道化器部分206可以通过分析收到的频谱动态地确定关于每个信道的数据，并因此可以控制每个模块。
在一些方面，使用上变频信道模块，其可以重组具有相邻或紧密相邻的信道的频谱。图4描绘了可用于重组相邻或紧密相邻的信道的上变频信道模块的示例。上变频信道模块包括信道滤波器402a-n、插值器404a-n、混频器406a-n、NCOs408a-n和相加器410。每个信道滤波器、插值器、混频器和NCO可以与信道相关联。
可以通过放置每一基带信号至单独的中间频率来实现频谱的重组。通过使用互补的滤波器斜率精确进行该重组以避免相和振幅波动。在一个示例中，如果滤波器1的边缘频率位于滤波器2的下边缘频率处，滤波器n的下降斜率与滤波器n+1的上升斜率相补偿结果为1。可以使用通带和阻塞频率区之间的线性过渡。其他示例可以是升余弦函数。
例如，对于每个之间为相对小间隔(即频率偏移)的两个或多个通信信道，可以最小化由DAS或溢出至相邻信道的信号引起的变形。信道之间的振幅响应可以是平的并且相位响应可以是线性的。
图4的模块可以用于组合多个基带信道以建立更大的单个通信信道。更大的单个通信信道可用于避免对于每个单独的信道带宽建立额外的数字下变频器和数字上变频器。例如，DAS可创建5MHz(LTE和UMTS)、10MHz、15MHz和20MHz(LTE)频带的信号。如果不传输特定频带，用于这些带宽中的一个或多个的数字下变频器和数字上变频器可以不被使用。相反，系统可包括N个5MHz数字下变频器和数字上变频器，如果需要，它们可被组合以创建更大的带宽。系统可使用三个5MHz基带信道建立15MHz LTE信道，而不需要15MHz的数字下变频器和数字上变频器。也可能存在可忽略的变形。
为了促进邻近频率模块的重组和相位细调以免引入在边界处振幅和相位的波动，可以添加连续波(cw)信号至左信道，例如正好精确地在模块一的边缘频率处，并且可以在右信道的下边缘频率处添加具有180度相移的另一cw频率。如果两个信道的相位都是被适当调整的相位，则cw信号可以彼此抵消。这可以被监视并且用于调节一个信号相比于另一个可能需要的相偏移补偿。
图5描绘下变频模块419和上变频模块419的示例，其可用于例如宽带子频带。下变频模块418包括混频器420、421，其使用来自数控振荡器422的信号来下变频数字信号为实数分量和正交分量基带信号。基带信号可以由抽取器423-426进行抽取。抽取器423、424可以通过将采样率除以m来抽取信号，以及抽取器425、426可以通过将采样率除以n来抽取信号。m可以大于n。在一些方面，m是16，n是2。抽取器423、424的示例是级联式积分器梳(integrator-comb)。信道滤波器427可以过滤信号，增益模块428、429可以根据增益控制430来控制信号的增益，增益控制可以是自动水平控制，以产生信道的实数和正交数字基带数据。
上变频模块419可包括插值器431-434，其可插值实数和正交数字基带数据。插值器431、432可以以n来插值信号，插值器433、434可以以p来插值信号。p可大于n。在一些方面，n是2和p是8。复频混频器435可使用来自数控振荡器436的信号将信号上变频为接收的数字信号。
图6描绘下变频模块448和上变频模块449的示例，其可用于例如窄带子频带，并且可减少用于混频的乘法器的数量。窄带子频带的示例是200kHz。下变频模块包括混频器450,451，其使用来自数控振荡器452的信号下变频数字信号为实数分量和正交分量基带信号。基带信号可由抽取器453-456抽取。抽取器453,454可以通过将采样率除以m来抽取信号，抽取器455,456可以通过将采样率除以n来抽取信号。m可以大于n。在一些方面，m是16，n是2。抽取器453,454的示例是级联式积分器梳。复频混频器457可以根据来自数控振荡器458的正弦和余弦信号来将信号下变频为正处理的信道化数字基带信号的子信道。该子信道可以是窄带数字基带信号。抽取器459,460可以通过将采样率除以m来抽取信号。信道滤波器461可以过滤信号，增益模块462,463可以根据增益控制464控制信号的增益，增益控制可以是自动水平控制，以产生信道的子信道实数和正交数字基带数据。
上变频模块449可以包括插值器467-470，其可以为信道插值子信道实数和正交数字基带数据。复频混频器471可以根据来自数控振荡器472的正弦和余弦信号将信号上变频以产生宽带数字基带数据。插值器473,474可以以n插值信号，插值器475,476可以以p插值信号。P可以大于n。在一些方面，n是2，p是8。复频混频器477可以使用来自数控振荡器478的信号将信号上变频为收到的数字信号。
图7描绘传输部分208的示例。传输部分包括传输信道处理器502a-n(每个信道一个)、传输设备504和传输物理接口装置(PHY)506。传输设备504包括传输调度单元508和基带信号提取器510。
传输信道处理器502a-n可以按每个信道从图2的信道化器部分206接收基带信号。传输信道处理器可以进行动作，例如抽取基带信号样本，以进一步减小采样率，过滤以进一步减小信号的带宽，以及改变信号增益。过滤以减小信号的带宽可以包括分析每个信道，以基于分析确定是否转发或不转发某一信道。
传输调度单元508可以接收传输信道处理器502a-n的输出。传输调度单元508可以进行基带信号的成帧、串行化、分组和调度以便传输。例如，传输调度单元508可以包括串行化器、分组器和分组调度器。根据分组调度，成帧可包括将信道中的信号成帧为以太网帧。
传输PHY 506可从传输调度单元508接收串行化基带信号。传输PHY 506可准备通过同步或异步数字传输链路准备用于输送的信号。传输PHY 506也可以检测收到的串行化基带信号，并提供串行化基带信号至基带信号提取器510。基带信号提取器510可以解帧和去串行化收到的信号，并且按每个信道提供基带信号至图2的信道化器部分206。基带信号提取器510也可包括用于组合频带的频带组合器。
图8描绘传输设备504的示例。传输设备504包括成帧部分602、以太网收发器部分604、高速收发器606以及指令和控制模块608。
成帧部分602包括成帧器610和解帧器612。成帧器610可以通过映射基带数据至包括多个子频带的帧，将信道化基带信号中的基带数据成帧。每帧可包括多个流。每个流可包括来自多个频带的多个信道。代替一起分组来自相同信道的样本，交织来自不同信道的样本，这可以帮助减少等待时间和存储要求。图9是成帧器610的输出的示例。输出包括其中为信号流的帧。如通过图9中下右频带中的示例显示的，帧可包括来自交织在流和帧中的不同信道的样本。
在一些方面，成帧器610可接收基带信号为12位信号，以48位输出帧。解帧器612可以接收帧以及输出包括收到的基带数据的基带信号。
以太网收发器604包括位流转换器614、FIFO 616、以太网成帧器618、对准器620、以太网解帧器622、第二FIFO 624和第二位流转换器626。
位流转换器614可以将来自成帧部分602的帧的位速率转换为不同的位速率。例如，位流转换器614可以以48位或64位转换帧。FIFO 616可以缓冲位速率转换的帧用于以太网成帧器618，其可以将帧映射到以太网帧。帧可以被映射到多个以太网帧，在一个以太网帧与下一个以太网帧之间没有图案(pattern)。以太网帧可以被提供至高速收发器606，其可包括编码和扰频过程，该过程进一步混频数据并编码为不同的位速率，然后将以太网帧串行化为位流。
对准器620可以对准从高速收发器606收到的以太网帧。以太网解帧器622可以从以太网帧提取帧。第二FIFO 624可以缓冲帧。第二位流转换器626可以转换帧从一个位速率至另一个位速率，然后提供帧至成帧部分602。
指令和控制模块608包括指令和控制状态端口628、FIFO 630,632以及指令和控制逻辑单元634,636。指令和控制状态端口628可以与控制器界面通信以提供指令和控制信息以及接收控制指令。指令和控制逻辑单元634可以提供用于控制以太网成帧器618的指令。指令和控制逻辑单元636可以从以太网解帧器622接收信息，该信息可以被提供至控制器界面。
图10是用于异步传输链路的传输部分208的另一示例。传输部分208包括传输设备504和图7的传输PHY 506，以及传输设备504和传输PHY 506之间的介质访问控制器(MAC)802。MAC 802可以提供数字传输介质的多种访问方案。例如，由于通过异步链路发送的分组可以具有改变的顺序和时间关系，在接收端的分组调度器可用于再建立正确顺序和提取分组之间的时间关系，以及再建立同步性，然后发送它们至同步操作的传输信道处理。在该示例中，数字传输可以采用LAN、WAN或者任何其他互联网协议(IP)传输机制或网络。如果网络是这些类型的任一种，可利用异步传输网络候选者进行实际发送。
在建筑中，可以有数套信道，每套称为扇区，其可被发送至不同组的远程单元。使用基带传输，可能动态地重新分配信道给不同扇区以符合改变的容量要求。
位于信道之间的噪声或干扰可以不被传输，并且因此可以不在传输后重新创建。例如，远程单元可以接收位于期望信道之间的非常强的异常的移动设备。该移动设备不使用DAS。其通常与建筑外也许几英里以外的宏小区通信。该移动设备的功率控制被设定很高以达到该宏小区，但是该移动设备非常接近DAS天线。执行基带传输的DAS可以通过过滤消除或至少高度抑制该信号。
而且，可创建f1至f2中继器。在此情况下，可以在远处基于与信道在基站处出现的不同的频率重新创建信道。这可以提供在数字化全频带时未发现的另一水平的灵活性。
使用信道化的基带传输的另一可能的用途是系统能够容易支持跳频。GSM是空中接口标准的一个示例，其支持跳频以减小衰退的影响。每一帧或4.615msec，GSM移动设备跳至不同的RF载波频率。使用信道化的基带传输可以允许每一独立的信道调制器和解调器动态地改变至在与移动设备同步的频带内的不同的信道。
例如，如果BTS在小区中具有8个活动RF载波并且跳频信道的数目是64，则DAS可需要64个单独的信道以覆盖跳频列表中的每个频率。可选地，DAS可以使用仅8个信道，并且与基站和移动设备同时动态地改变频率。该技术方面可以将数字调制器/解调器的数目减少56，因为与现有方法的64相比，可以仅需要8个数字信道。DAS可以与BTS时间同步，以促进这种改进。
DAS的一个特征可以包括测量和报告给定远程单元或远程单元组的通信量使用的能力。这可允许系统设计者更好地分配容量给需要它的远程单元。采用信道化的基带传输可允许系统容易监视系统中每个信道通信量，因为信道已经被分离。一个示例是用于TDMA空中接口(如GSM)的基于RSSI的通信量监视。系统可以单独地监视UL信道，并测量每一信道的RSSI。该RSSI然后可以与阈值比较，该阈值通常为噪声水平以上10-15dB。然后系统可计算达到RSSI阈值的情形的数量，并且按每个信道和按远程单元报告系统的通信量使用统计。也可以在一天中通信量较大的时间保持统计，以允许系统根据一天中的时间动态分配容量。每个信道的分离允许这种类型的通信量监视，而不使用单独的时间共享的测量接收器，这在全频带DAS系统中是不可能的。
根据一些方面的远程通信系统可以包括在相加或以其他方式组合作为复数的两个或多个数字基带信号(即实数和正交信号分量)中可以阻止溢流的设备和组件。例如，远程通信系统可包括信号处理子系统，其可独立于来自远程单元的其他数字基带信号来控制每个数字基带信号的增益，然后将数字基带信号相加。信号处理子系统可以在DAS的前端单元和/或扩展单元中，并且可在前端单元和/或扩展单元中包括相加器或加法器。信号处理子系统可包括可变增益模块和信号包络峰值检测器，包括要相加的基带信息的每一数字数据流各自具有一个。信号包络峰值检测器可改变相关的可变增益模块以减小或阻止溢流。
图11是DAS的前端单元或扩展单元的信号处理子系统的方框图。信号处理子系统包括相加器902、可变增益模块904a-n和信号包络峰值检测器906a-n。图11的信号处理子系统也包括相加器902之后的饱和装置908、移位装置910、可变增益模块912和信号包络峰值检测器914。在其他方面中，信号处理子系统不包括饱和装置908、移位装置910、可变增益模块912和信号包络峰值检测器914。
这些装置和模块可以位于DAS的一个组件中或者可以在DAS的组件中分布。例如，每个可变增益模块904a-n和相关的包络峰值检测器906a-n可以在一个或多个远程单元中，同时其他模块可以在扩展单元或前端单元中。在一些方面，相加器902在前端单元中，例如图3的相加器320和322或者图4的相加器410。
信号包络峰值检测器906a-n可以接收不同的输入信号，其可以是来自例如多个远程单元的数字基带数据流。在一些方面，在数字基带信道中可以包含不止一个RF信道。信号包络峰值检测器906a-n可以确定信号的平均峰值。对于各个输入信号，将每个平均峰值与最大阈值比较。最大阈值可以预先配置在系统安装中，在安装后设定或改变，和/或通过测量输入信号进行动态设定。如果平均峰值小于最大阈值，则将相关可变增益模块的比例因子设为1。如果平均峰值大于最大阈值，改变相关可变增益模块的比例因子，以便按比例调节输入信号以不引起在相加器的输出处的溢流。相加器902可以在复杂的按比例调节/限制电路中，并且可以是M-输入、N-位加法器，具有N+Ceiling(log2(M))位输出。
为了最小化当仅有1个或几个输入信号较大时整个和的本底噪声增加效应，相加器902也可以使用选择性输入衰减。如果输入在小于最大允许水平的一些可编程水平以上，则以可编程量来按比例调节输入信号，因此使得信号的相加不太可能超过最大允许分辨率。例如，假定将8个信号相加，并且一个信号是满比例(full scale)。如果对和应用按比例调节，则输出＝比例因子*(in1+in2....In8)，意味着比例因子应用至每一输入，因此提高了固定点执行中每一输入的本底噪声。如果比例因子应用于仅仅强输入(假定输入是8)，则输出是in1+in2+...+in7+in8*比例因子，因此防止在除了具有强信号的输入之外的所有输入上的本底噪声。这可以优化整个系统性能，因为本底噪声在大多数输入中得以保存，其中可以接收弱信号，同时防止强信号超过信号的允许分辨率。输入比例水平可以具有细或粗的分辨率。特别地，可以使用右位移减小信号水平6dB级(steps)。
如果输入信号是复数的，则用于确定是否可以进行按比例调节的输入水平可以基于信号的复数大小，并且输入的任何按比例调节可以应用于输入信号的实数分量分量和正交分量两者。
信号可以具有正分量和负分量。使用术语“最大值”时应认识到这指系统允许的正和负值二者的最大程度。即，存在允许的最大正值，并且存在允许的最大幅度负值，这也可以被称为最小允许值。
在更复杂的执行中，输入按比例调节电路可以分析未按比例调节的和以及产生该和的各个输入水平，并决定如何在将输入按比例调节的信号相加在一起之前按比例调节每一输入信号。
例如，如果将2个12位信号相加，可保持13位。相加器902的输出是信号C，其可通过可变增益模块912和信号包络峰值检测器914再次被按比例调节。按比例调节的信号C可以通过移位装置910移位，并且通过饱和装置908饱和。相加的信号的阈值可以基于例如移位装置910移出了哪些位来设定，或者可以是静态阈值。移位装置910可以从信号选择n位，用于饱和装置908。例如，如果相加的信号是16位信号，则移位装置910可以基于输入的数目(例如来自被相加的多个远程单元的不同信号)以及饱和装置908的输出是否已被限幅，来选择12位。饱和装置908可以以移位装置910选择的水平限幅信号。代替限制相加器902的输出，可以输出允许的最大信号值并且可以限幅剩余部分。可通过例如基于相加信号的逐样本地避免增益减小，来减小相加信号的变形。如果信号大于最大水平，则饱和装置908可设定信号为最大水平。如果信号小于最小水平，则饱和装置908可以设定信号为最小水平。
例如，为了最小化进行逐样本限制造成的非线性效应，限制器可以将相加器的非限制输出的大小应用到平均电路的输入。平均电路可以具有不同的上升(attack)和衰减(decay)时间，使得当信号的水平增加时平均周期更短，当信号的水平减小时平均周期更长。平均器的输出可用于控制比例值。该平均函数可允许缓慢改变应用于和的比例函数，最小化由变化的增益引起的非线性影响。平均电路可通过几种方式执行，包括窗口化平均器、具有衰减的峰检测器或指数平均器。
如果正处理复数信号，则实数分量和正交分量的大小可以被输入平均器，并且比例因子可以同等地应用于实数路径和正交路径二者。复数信号的大小可以是sqrt(I^2+Q^2)或者它可以被近似为常数*(|I|+|Q|)。
可能存在实数的瞬时和以及/或者正交和在允许的分辨率内的情况，但两个信号仍可被按比例调节，因为平均峰值水平表示信号的峰值水平将超过最大允许水平。
当使用峰值平均电路确定比例因子时，可能存在信号快速增加以使比例因子可以不减小最大允许水平以下的按比例调节电路的输出的情况。在这种情况，饱和装置908可用于限制信号水平。即，如果按比例调节的输出(和*比例因子)大于最大允许值，则使用最大允许值代替按比例调节的和。
该限制器也可允许固定的按比例调节输出。对于加至和的每一输入，和的本底噪声可增加。通常，不期望减小输出的比例，因为它进一步增加本底噪声。然而，如果许多信号被相加在一起，本底噪声可上升很高，而且如果按比例调节输出，则由于按比例调节输出引起的增加的额外噪声可被忽略。
可基于信号和的峰值平均而不是每个和来按比例调节和。平均值的上升时间和衰减时间可以不同(平均周期不同)。如果是复数信号，则复数信号的平均峰值大小可用于按比例调节实数分量分量和正交分量。如果按比例调节的输出超过允许的位分辨率，则可使用该允许的分辨率所允许的最大允许值(饱和)，并且这可以分别应用于I和Q。如果各个输入信号太接近最大允许水平，则它们可被减弱。如果处理复数信号，则输入按比例调节可分别应用于每一个。未按比例调节的输入的和可被计算或近似，并且分别确定和应用每个输入的比例因子。固定的按比例调节可应用于输出和。
图12是流程图，描绘示例过程，其通过可变增益模块904a-n中一个以及信号包络峰值检测器906a-n中相关的一个针对输入信号来执行，该输入信号包括实数分量1002和正交分量1004。信号包络峰值检测器可在方框1006根据下面的关系确定实数分量1002和正交分量1004的大小：大小＝sqrt(I^2+Q^2)。该大小可包括信号电压、功率水平和/或数字信号水平。
信号包络峰值检测器可在方框1010计算平均峰值。“a”可控制上升时间，“b”可控制衰减时间。如果大小大于平均峰值，则平均峰值＝平均峰值+a*大小。否则，平均峰值＝b*平均峰值。
信号包络峰值检测器在方框1010确定比例因子。如果平均峰值水平大于最大允许阈值，则比例因子是最大阈值除以平均峰值。否则，比例因子是1。
在1012和1014将比例因子应用于实数分量1002和正交分量Q的每一个以输出按比例调节的实数分量1016和按比例调节的正交分量1018。
图13-20包括示例信号的信号曲线图。图13描绘输入信号A的实数分量、输入信号B的实数分量和信号C(输入信号A和输入信号B的和)的实数分量。输入信号A和B均是复数正弦曲线，形式为K*exp(j*2*pi*f*t)，其中实数部分是K*cos(2*pi*f*t)，正交部分是K*sin(2*pi*f*t)。在图中，从样本1500至3500，输入信号B的大小从1增加至5，同时输入信号A的大小是值为1的常数。在图14-20中，每个输入被按比例调节，以具有最大水平-3<<3，并且输出被按比例调节和限制为-5<<5。在图13-20中，仅显示实数分量。正交分量未显示，但是相似的；仅仅在相位上有位移。
图14显示输入信号A、输入信号B和相加信号C的每一个的大小。
图15显示输入信号A、输入信号B和相加信号C的每一个的平均峰值。当输入信号B增加时，信号的平均峰值水平达到实际新峰值水平所需的时间量短——这是平均峰值检测器的上升时间。同样，平均峰值水平下降回到B的新的更小峰值所需的时间更长——这是平均峰值检测器的衰减时间。
图16描绘通过可变增益模块按比例调节的输入信号B。上图是输入信号B的平均峰值检测器的输出。限制的信号是可变增益模块的输出，如果平均峰值>最大阈值，增益设定为最大阈值/平均峰值，否则增益设定为1。在这种情况下，最大阈值设定为3。在增益在上升时间之后稳定后，可变增益模块的输出的最大值是3。在输入信号B返回最初大小1之后，增益回到1。按比例调节的输入信号A未显示，因为它等于输入信号A，这是因为它在最大阈值以下。
图17描绘通过可变增益模块对相加信号C的按比例调节。检测到峰，但这次用更快的上升时间。检测到为6的峰值。相加的输出的最大阈值已设定为5。仅有短的信号大小大于5的持续时间。在下图中，显示可变增益模块的输出，其中最大值已减小为-5<<5。
图18描绘相加器的输出、可变增益模块的输出和饱和装置的输出的近观图。可变增益模块的输出可以在范围+/-5内。饱和装置可以用于仍在范围+/-5外的几个样本。在这种情况，仅样本1805和1808在按比例调节的信号离开可变增益模块之后在该范围之外，并且饱和装置强制它们为5/-5的最大/最小值。
图19描绘加法器(相加器)、比例调节器和饱和器(即饱和装置)输出的信号。上图是两个输入信号的未限制的和。中图是信号A和B的和，B的大小被按比例调节为具有小于3的平均峰值大小，并且最终和被按比例调节而具有小于5的平均峰值大小。下图是简单的限制器/饱和器，最大值设定为+/-5。
图20描绘在按比例调节功能起作用并在稳定状态情况下的时间期间信号的快速傅里叶变换，在前面图的样本3000和4023之间。当观察到组合信号的频率域时可看见性能的差异。上图显示未按比例调节信号的和的频谱。中图显示相加器的输出。仅较高水平的信号B被减小，而信号A未改变。该频谱没有显示任何显著的变形。然而，显示饱和/限幅的信号的下图在整个频谱中显示明显的变形。
已经仅仅为了阐明和说明的目的呈现了本发明的包括图解的示例在内的方面的前述描述，并不意欲是穷尽性的或者限制本发明为公开的精确形式。其许多改进、改编和使用对于本领域技术人员是明显的，没有偏离本发明的范围。

Claims (18)

1.一种远程通信系统，其包括：
前端单元，被配置为与位于远程的单元通信信道化数字基带信号，所述信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息，所述前端单元包括：
信道化器电路系统，被配置为使用信道滤波器和数字下变频器按每个信道提取所述信道化数字基带信号；和
传输电路系统，被配置为使用传输调度单元来格式化所述信道化数字基带信号以便一起传输，所述传输调度单元被配置为分组并且分组调度所述信道化数字基带信号，其中所述传输电路系统包括：
传输信道处理器，被配置为对所述信道化数字基带信号进行抽取、过滤和信号增益改变；和
传输设备，其包括所述传输调度单元和基带信号提取器，所述基带信号提取器被配置为从传输物理接口装置提取接收的信道化数字基带信号。
2.根据权利要求1所述的远程通信系统，其中所述信道化器电路系统包括信号处理电路系统，所述信号处理电路系统被配置为在将从所述位于远程的单元接收的多个上行链路数字基带信号相加之前，独立地控制所述多个上行链路数字基带信号中的每一个上行链路数字基带信号的增益。
3.根据权利要求2所述的远程通信系统，其中所述信号处理电路系统包括：
相加器；
可变增益模块，每一个所述可变增益模块与多个信号包络峰值检测器中的信号包络峰值检测器相关联，
其中所述信号包络峰值检测器被配置为确定来自位于远程的单元的上行链路数字基带信号的信号大小、基于所述信号大小确定平均峰值、以及基于所述平均峰值确定比例因子，
其中与所述信号包络峰值检测器相关联的可变增益模块被配置为使用所述比例因子按比例调节所述上行链路数字基带信号。
4.根据权利要求1所述的远程通信系统，其中所述信道化器电路系统被配置为按每个信道数字地上变频接收的数字基带信号以产生接收的数字信号，并且将所述接收的数字信号相加以产生待转换为模拟信号的相加的数字信号。
5.根据权利要求4所述的远程通信系统，其中所述信道化器电路系统针对每个信道包括：
信道滤波器；
插值器；和
与数控振荡器相关联的混频器。
6.根据权利要求1所述的远程通信系统，其中所述传输设备包括：
成帧电路系统，其包括：
成帧器，被配置为将来自不同数字基带数据流的样本交织成帧；和
解帧器，被配置为从帧提取数字基带数据流；
以太网收发器，其包括：
第一位流转换器，被配置为将成帧的数字基带数据流转换为不同的位速率；
以太网成帧器，被配置为将所述成帧的数字基带数据流映射到以太网帧；
以太网解帧器，被配置为从接收的以太网帧提取数字基带数据流帧；和
第二位流转换器，被配置为将所述数字基带数据流帧转换为不同的数据位速率；和
高速收发器，被配置为与所述传输物理接口装置通信信号。
7.根据权利要求1所述的远程通信系统，其中所述传输电路系统包括与传输物理接口装置通信耦合的介质访问控制器，所述介质访问控制器被配置为允许在所述前端单元和所述位于远程的单元之间的数字传输通信介质上的多种访问方案以便异步传输。
8.一种分布式天线系统，包括：
至少两个远程单元，被配置为在覆盖区域中无线传输信号；
前端单元，被配置为与所述至少两个远程单元通信信道化数字基带信号，所述信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息；
信道化器电路系统，被配置为使用信道滤波器和数字下变频器按每个信道提取所述信道化数字基带信号；和
传输电路系统，被配置为传输调度单元来格式化所述信道化数字基带信号以便一起传输，所述传输调度单元被配置为分组并且分组调度所述信道化数字基带信号，其中所述传输电路系统包括：
传输信道处理器，被配置为对所述信道化数字基带信号进行抽取、过滤和信号增益改变；和
传输设备，其包括所述传输调度单元和基带信号提取器，所述基带信号提取器被配置为从传输物理接口装置提取接收的信道化数字基带信号。
9.根据权利要求8所述的分布式天线系统，其中所述信道化器电路系统和所述传输电路系统在所述前端单元中。
10.根据权利要求8所述的分布式天线系统，其中所述信道化器电路系统和所述传输电路系统在所述至少两个远程单元的至少一个中。
11.根据权利要求8所述的分布式天线系统，进一步包括信号处理电路系统，其被配置为在将从所述至少两个远程单元接收的多个上行链路数字基带信号相加之前，独立地控制所述多个上行链路数字基带信号中的每一个上行链路数字基带信号的增益。
12.根据权利要求11所述的分布式天线系统，进一步包括在所述前端单元和所述至少两个远程单元之间的扩展单元，其中所述信号处理电路系统在所述扩展单元中。
13.根据权利要求11所述的分布式天线系统，其中所述信号处理电路系统包括：
相加器；
可变增益模块，每一个所述可变增益模块与多个信号包络峰值检测器中的信号包络峰值检测器相关联，
其中所述信号包络峰值检测器被配置为确定来自远程单元的上行链路数字基带信号的信号大小、基于所述信号大小确定平均峰值、以及基于所述平均峰值确定比例因子，
其中与所述信号包络峰值检测器相关联的可变增益模块被配置为使用所述比例因子按比例调节所述上行链路数字基带信号。
14.根据权利要求8所述的分布式天线系统，其中所述信道化器电路系统被配置为按每个信道数字地上变频接收的数字基带信号以产生接收的数字信号，并且将所述接收的数字信号相加以产生待转换为模拟信号的相加的数字信号。
15.根据权利要求8所述的分布式天线系统，其中所述传输设备包括：
成帧电路系统，其包括：
成帧器，被配置为将来自不同数字基带数据流的样本交织成帧；和
解帧器，被配置为从帧提取数字基带数据流；
以太网收发器，其包括：
第一位流转换器，被配置为将成帧的数字基带数据流转换为不同的位速率；
以太网成帧器，被配置为将所述成帧的数字基带数据流映射到以太网帧；
以太网解帧器，被配置为从接收的以太网帧提取数字基带数据流帧；和
第二位流转换器，被配置为将所述数字基带数据流帧转换为不同的数据位速率；和
高速收发器，被配置为与所述传输物理接口装置通信信号。
16.根据权利要求8所述的分布式天线系统，其中所述传输电路系统包括与传输物理接口装置通信耦合的介质访问控制器，所述介质访问控制器被配置为允许在所述前端单元和所述至少两个远程单元之间的数字传输通信介质上的多种访问方案以便异步传输。
17.一种远程通信系统，包括：
前端单元，被配置为与位于远程的单元通信信道化数字基带信号，所述信道化数字基带信号包括用于无线通信的呼叫信息，所述前端单元包括：
传输电路系统，被配置为使用传输调度单元来格式化所述信道化数字基带信号以便一起传输，所述传输调度单元被配置为分组并且分组调度所述信道化数字基带信号；和
信号处理电路系统，其被配置为在将从所述位于远程的单元接收的多个上行链路数字基带信号相加之前，独立地控制所述多个上行链路数字基带信号中的每一个上行链路数字基带信号的增益，其中所述信号处理电路系统包括：
可变增益模块，所述可变增益模块与信号包络峰值检测器相关联，并被配置为按比例调节相加的上行链路数字基带信号，
移位装置，被配置为移位所述相加的上行链路数字基带信号；和
饱和装置，被配置为以通过所述移位装置选择的水平限幅所述相加的上行链路数字基带信号。
18.根据权利要求17所述的远程通信系统，其中所述传输电路系统包括：
传输信道处理器，被配置为对所述信道化数字基带信号进行抽取、过滤和信号增益改变；和
传输设备，其包括所述传输调度单元和基带信号提取器，所述基带信号提取器被配置为从传输物理接口装置提取接收的信道化数字基带信号。
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