CN105993139B - 用于在分布式天线系统中并且通过分布式天线系统进行的性能优化的系统和方法 - Google Patents

用于在分布式天线系统中并且通过分布式天线系统进行的性能优化的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于操作DAS的方法，包括：提供能够被操作用以发送和接收无线无线电信号的一组数字远程单元(远程装置)。该组远程装置中的每个远程装置与地理区域相关联。方法还包括：提供能够被操作用以与该组远程装置通信的数字接入单元(主机)；接收该组远程装置中的一个或更多个远程装置处的上行链路信号；以及监视地理区域中的火车活动。该方法还包括：响应于确定所监视的火车活动的增加而增大与该组远程装置中的一个远程装置相关联的增益系数；响应于确定所监视的火车活动的减少而减小与该组远程装置中的另一个远程装置相关联的增益系数；以及向主机传送与该组远程装置中的所述一个远程装置以及该组远程装置中的所述另一个远程装置相关联的经比例缩放的上行链路信号。

Description

用于在分布式天线系统中并且通过分布式天线系统进行的性 能优化的系统和方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年2月13日提交的标题为“System and Method forPerformance Optimization In and Through a Distributed Antenna System”的第61/939,650号美国临时专利申请的优先权，由此，该美国临时专利申请的全部内容出于所有目的通过引用合并到本申请中。
发明内容
本发明的实施方式涉及通信网络。更特别地，本发明的实施方式提供涉及分布式天线系统（DAS）的准备和操作的方法和系统。仅作为示例，本发明应用于分布式天线系统。本发明的另一个示例可以包括经由路由器连接至对基站进行馈送的施主的分布式和可配置的无线电的系统。本文所述的方法和系统适用于各种通信系统，包括利用各种通信标准的系统。
根据本发明的实施方式，提供了用于操作分布式天线系统（DAS）的方法。该方法包括：提供能够被操作用以发送和接收无线无线电信号的一组数字远程单元（DRU）。该组DRU中的每个DRU与地理区域相关联。该方法还包括：提供能够被操作用以经由光信号与该组DRU通信的数字接入单元（DAU）。DAU耦接至基站收发信台（BTS）的至少扇区。该方法还包括：接收该组DRU中的一个或更多个DRU处的上行链路信号并且监视与该组DRU相关联的地理区域中的火车活动。该方法包括：响应于确定与该组DRU中的一个DRU相关联的地理区域中的所监视的火车活动的增加而增大与该组DRU中的所述一个DRU相关联的增益系数；响应于确定与该组DRU中的另一个DRU相关联的地理区域中的所监视的火车活动的减少而减小与该组DRU中的所述另一个DRU相关联的增益系数；以及向DAU传送与该组DRU中的所述一个DRU和该组DRU中的所述另一个DRU相关联的经比例缩放的上行链路信号。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于操作分布式天线系统（DAS）的系统。系统包括：多个数字远程单元（DRU），每个DRU被配置成接收无线无线电上行链路信号和传送无线无线电下行链路信号；以及多个互连的数字接入单元（DAU），每个DAU被配置成经由光信号与多个DRU中的至少一个DRU通信，并且每个DAU耦接至基站的至少一个扇区。系统还包括：多个检测器，每个检测器被配置成测量多个DRU中的一个DRU处的上行链路功率；以及处理器，其耦接至多个检测器、并且被配置成响应于所测得的上行链路功率而改变用于无线无线电上行链路信号中的每个无线无线电上行链路信号的增益系数。
根据本发明的特定实施方式，提供了用于操作分布式天线系统（DAS）的方法。该方法包括：提供多个数字远程单元（DRU），每个DRU被配置成发送和接收无线无线电信号；以及提供多个互连的数字接入单元（DAU），每个DAU被配置成经由光信号与多个DRU中的至少一个DRU通信，并且每个DAU耦接至基站的至少一个扇区。该方法还包括：提供能够被操作用以检测多个DRU中的每个DRU处的活动的多个传感器并且响应于来自多个传感器中的一个传感器的输出而关断多个DRU中的一个DRU处的DRU下行链路信号。该方法还包括：响应于来自多个传感器中的另一个传感器的输出而接通多个DRU中的另一个DRU处的DRU下行链路信号。
本发明的实施方式涉及DAS网络的数字远程单元（DRU）参数的动态配置，使得无论固定物理架构如何均能够修改DRU的参数。数字远程单元（DRU）的示例为具有集成路由能力的位于距离基站（BTS）或基带单元（BBU）较远位置处的可配置的无线电。数字接入单元（DAU）的示例为具有集成路由能力的与基站或基带单元共置的可配置的无线电。该目标可以例如通过基于分布式天线系统（DAS）使用多个数字远程单元（DRU）来完成。每个DAS可以从包括多个扇区的中心基站接收资源（例如，射频载波、长期演进资源块、码分多址代码或时分多址时隙）并且将资源分配给多个数字远程单元（DRU）。每个DRU可以充当天线，接收和发射信号，由此提供对围绕物理DRU的局部地理区域的网络覆盖。DAS可以例如通过光纤链路物理地耦接至基站和多个DRU。因此，由一个基站提供的资源可以被分配给多个DRU，从而提供对较大地理区域的覆盖。
DAS可以耦接（例如，通过另一个光纤链路）至一个或更多个其他BTS。因此，DAS还可以：（1）将与另一个基站（其可以被称为扇区）相关联的资源的一部分分配给物理地耦接至DAS的DRU；以及/或者（2）分配来自物理地耦接至DAS的扇区的资源以服务物理地耦接至另一个DAS的DRU。这可以使得系统能够将来自多个扇区的资源动态分配给DRU的网络（例如，响应于装置使用中的地理和时间模式），从而提高系统的效率并且满足期望的容量和吞吐量目标和/或无线订户需要。
对于具有间歇性活动例如沿火车轨道的间歇性活动的环境可以优化DAS网络性能。可以使每个DRU处的火车活动与多个DRU参数同步以改善性能并且减小操作开支。虽然本发明的一些实施方式在火车应用的背景下示出，但是本发明不限于该特殊的运输系统，而且包括高速公路、公路、河流等的其他运输系统包括在本发明的范围内。因此，虽然火车是可以与本发明的实施方式一起使用的系统的一个示例，但是包括汽车、卡车、船、飞机等的其他交通工具可以受益于本发明的实施方式。本领域一名普通技术人员可以意识到许多变型、修改和替选。
根据本发明的实施方式，提供了用于在分布式天线系统中优化性能的系统。系统包括：多个数字远程单元（DRU），其被配置成发送和接收无线无线电信号；以及多个互连的数字接入单元（DAU），每个DAU被配置成经由光信号与多个DRU中的至少一个DRU通信，并且每个DAU耦接至至少一个扇区。系统还包括：用于测量多个DRU中的每个DRU处的上行链路功率的多个检测器；以及能够被操作用以基于由多个检测器检测的上行链路功率来关断或接通来自多个DRU中的一个或更多个DRU的DRU上行链路信号。
多个检测器中的每个检测器可以使用信号处理来数字地实现或者作为离散模拟装置。多个DAU中的每个DAU可以被配置成通过通过光纤、以太网线缆、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一个发送和接收信号来与DRU中的至少一个DRU通信。DRU可以按环路形式连接至多个DAU。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于在分布式天线系统中优化性能的系统。系统包括：多个数字远程单元（DRU），其被配置成发送和接收无线无线电信号；以及多个互连的数字接入单元（DAU），每个DAU被配置成经由光信号与DRU中的至少一个DRU通信，并且每个DAU耦接至至少一个扇区。系统还包括：能够被操作用以检测多个DRU中的每个DRU处的活动的多个传感器；以及用于至少部分地基于多个传感器的输出来关断和接通与多个DRU中的每个DRU相关联的DRU下行链路信号和DRU上行链路信号的算法。
在实施方式中，多个DAU中的每个DAU被配置成通过通过光纤、以太网线缆、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一个发送和接收信号来与所述多个DRU中的至少一个DRU通信。多个DAU中的每个DAU可以与至少一个扇区共置。多个DAU中的每个DAU可以连接至多个DRU，其中，例如，多个DRU中的至少一些DRU按菊花链配置相连接，或者多个DRU按星形配置连接至多个DAU中的至少一个DAU。
根据本发明的特定实施方式，提供了非暂态计算机可读存储介质，其包括有形地包含在计算机可读存储介质上的多个计算机可读指令，所述计算机可读指令在由一个或更多个数据处理器执行时提供无线网络信号的路由选择。多个指令包括：使得数据处理器解码数字信号的指令；以及使得数据处理器基于解码的信号来识别数字远程单元（DRU）的指令。多个指令还包括：使得数据处理器将数字信号转化成射频信号的指令；使得数据处理器动态地确定将DRU与一个或更多个基站收发信台扇区配对的分配的指令，其中，所述分配依据网络使用中的动态地理差异至少部分地被确定；以及使得数据处理器将数字信号传送至一个或更多个分配的扇区的指令。
相比于传统技术，通过本发明实现了许多益处。例如，本发明的实施方式使得网络能够有效地响应于地理上变化的移动用户基数。例如，集中于火车中的用户沿着火车轨道穿过DRU的网络，一些DRU资源可以仅在用户实际处于该位置或者被预测为处于该位置的时间段期间被分配用于服务该火车。因此，网络运营商不需要浪费DRU资源以在这些时间期间在轨道的其他段提供覆盖，其也不会由于添加来自非活跃DRU的噪声而降低系统性能。相反，可以灵活地管理和控制DRU资源，从而提高网络的效率、使用率、总体性能和经济意义。此外，由于该可预见的效率，可以实现专门的应用和增强，例如，灵活的同时联播、自动业务负荷平衡、网络和无线电资源优化、网络校准、自主/辅助调试、载波池、自动频率选择、无线电频率载波布置、业务监视、业务标记、业务成形、业务分配、业务管理等。还可以实现实施方式以服务多个运营商、多个标准、多模式无线电（独立于调制）和每个运营商多个频带以增加运营商的无线网络的效率和业务容量。
结合下面的文本以及附图更详细地描述了本发明的这些和其他实施方式以及其许多优点和特征。
附图说明
图1为示出根据本发明的实施方式的提供对地理区域的覆盖的无线网络系统的高水平示意图；
图2为示出根据本发明的实施方式的包括互连的DAU的无线网络系统的高水平示意图，其中，网络提供对地理区域的覆盖；
图3为示出根据本发明的实施方式的包括互连的DAU和多个基站旅馆的无线网络系统的高水平示意图，其中，网络提供对地理区域的覆盖；
图4为示出根据本发明的实施方式的覆盖火车轨道的一部分的分布式天线系统（DAS）的高水平示意图；
图5为示出根据本发明的实施方式的检测火车活动并且控制DRU上行链路信号的方法的高水平流程图；
图6为示出根据本发明的实施方式的检测火车活动并且启用和停用DRU下行链路发射器的方法的高水平流程图；
图7为示出根据本发明的实施方式的DAU的高水平示意图；
图8为示出根据本发明的实施方式的DRU的高水平示意图；
图9为示出根据本发明的实施方式的计算机系统的高水平示意图。
具体实施方式
无线和移动网络运营商面临以下持续挑战：建立有效管理高数据业务增长率的网络并且使业务分配不断变化。为了保证客户满意，网络运营商尝试提供以下的网络：该网络在网络运营商的客户将期望能够使用他们的装置的多数位置处是可用的并且具有功能。这是困难的任务，因为考虑到用户将希望在何处以及如何使用他们的装置的不可预测性，所以难以确定如何在地理上分配资源。
分配网络资源由于用户的移动性和不可预测性而是复杂的。例如，配置网络来向火车上的用户有效分配无线网络资源可能由于火车沿着轨道行驶而提出挑战（例如，关于可用的无线容量和数据吞吐量）。
网络运营商的职责是建立跨一个或更多个大的地理区域的无线（例如，蜂窝移动通信系统）覆盖。如下面更详细地描述的，将地理区域划分成多个小区使得网络运行商能够跨地理上分离的小区重复使用资源（例如，频谱）。
图1为示出根据本发明的实施方式的可以提供对地理区域的覆盖的一个无线网络系统100的图。图1中的地理区域沿着火车轨道120。虽然已经参考火车轨道的示例描述了实施方式，但是将明显的是在不偏离本发明的更广泛的精神和范围的情况下可以对这些实施方式做出各种修改和改变。系统100可以包括可以有效地使用基站资源的分布式天线系统（DAS）。一个或更多个基站105（又被称为基站收发信台（base transceiver station，BTS））可以位于中心位置以及/或者位于基站旅馆处。一个或更多个基站105可以包括多个独立输出或无线电资源，被称为扇区（sector）110。每个扇区110可以负责提供无线资源（例如，射频载波信号、长期演进资源块、码分多址代码、时分多址时隙等）。资源可以包括使得无线用户移动装置能够通过网络来有效且无线地发送和接收讯息的一个或更多个资源。因此，资源可以包括使得信号能够以一定方式被编码或解码以防止信号干扰其他无线信号或者被其他无线信号干扰的一个或更多个资源例如上面所列的那些资源。
每个扇区可以耦接至数字接入单元（DAU）115，DAU 115可以将扇区110（从而基站105）与沿火车轨道120安装的数字远程单元（DRU）相连接。耦接可以表示物理耦接。例如，DAU 115可以经由线缆、链路、纤维、射频线缆、光纤、以太网线缆、具有或不具有视线（lineof sight）的微波链路、无线链路、卫星链路等连接至扇区110和/或DRU 1。在一些实例中，DAU 115经由射频线缆连接至扇区110。在一些实例中，DAU115经由光纤或以太网线缆连接至一个或更多个DRU。相关联的扇区110和DAU 115可以定位得彼此接近或者定位于相同位置处。DAU 115可以对一种或更多种信号例如光信号、射频信号、数字信号等进行变换。DAU115可以包括多向信号变换器，使得例如可以将射频信号变换成光信号以及将光信号变换成射频信号，或者将信号在与扇区相关联的信号类型和与DRU相关联的信号类型之间进行变换。在一个实施方式中，DAU 115将扇区的下行链路射频信号变换成光信号，以及/或者将DRU的上行链路光信号变换成射频信号。如在下文更详细地说明的，DAU 115还可以或者替选地控制数据和/或信号在扇区与DRU之间的路由选择。DAU 115可以生成、收集和/或存储扇区110与一个或更多个DRU之间的业务统计（例如若干通信、呼叫、网络接入和/或通信会话）、业务量、服务数据的质量等。
每个DAU 115可以耦接至多个数字远程单元（DRU）。多个DRU可以通过例如菊花链或环路（使DAU与一个或更多个DRU间接耦接）和/或星形配置（使DAU与多个DRU直接耦接）耦接至115。图1示出菊花链配置的示例，其中，DAU直接耦接至第一DRU（例如，从DAU 1至DRU 1的直接连接）、间接耦接至第二DRU（例如，通过DRU 1从DAU1至DRU 2的间接连接）、间接耦接至第三DRU（例如，通过DRU 1和DRU 2从DAU 1至DRU 3的间接连接）等。图1还示出星形配置的示例，其中，DAU直接耦接至多个DRU（例如，从DAU 1至DRU 1和从DAU1至DRU 15的直接连接）。
DRU中的每个DRU可以提供在物理地围绕DRU的地理区域内的覆盖和容量。可以策略性地定位DRU以有效提供跨较大地理区域的组合覆盖。例如，可以例如沿火车轨道来定位DRU 1，以及/或者与邻近DRU相关联的覆盖区域可以几乎不重叠。网络可以包括跨越全部覆盖区域的多个独立小区。
如图1所示，DRU 8至DRU 14以菊花链的方式彼此链接，而DRU 8经由光纤耦接至DAU 1（115）。由于该实施方式的菊花链架构，当火车沿着轨道从与DRU 14相关联的小区朝着与DRU 8相关联的小区移动时，通过DRU 14传达的上行链路信号沿着菊花链朝着DRU 8传送。在一些实现方式中，在上行链路信号沿着菊花链朝着DRU 8移动时，与来自菊花链中的每个DRU的上行链路信号相关联的噪声随着来自各个DRU的上行链路信号被组合而相加。因此，对于在DRU 14处接收的上行链路信号，来自中间的DRU（DRU 13至DRU 8）中的每个DRU的噪声被合并至原始信号，从而在上行链路信号沿菊花链移动时降低了信噪比。
如本文所述，为了提高上行链路信号的信噪比，在各个实施方式中降低未与火车处于活跃通信中的DRU的重要性。作为示例，可以在与火车的通信水平低并且对于在火车附近的DRU通信水平增加的情况下降低与没有和火车处于活跃通信中的DRU相关联的噪声和信号的幅度/功率。例如，关于下面的图4，提供了涉及通过控制上行链路信号来减小噪声信号的另外的描述。除了控制上行链路信号以外，DRU可以被控制成减小与由未与火车处于活跃通信中的DRU广播的下行链路信号相关联的功率。相应地，可以通过控制在不存在火车交通的区域中的上行链路业务和下行链路业务来降低功率预算和操作开支。本领域的一名普通技术人员可以意识到许多变型、修改和替选。
在传统DAS网络中，在第一地理区域中的第一组远程单元可以连接至第一BTS或者BTS的第一扇区，并且在第二地理区域中的第二组远程单元可以连接至第二BTS或者BTS的第二扇区。在人们在火车移动的同时进行通信的环境下，针对用户的呼叫在火车从第一地理区域移动至第二地理区域时被从第一BTS切换至第二BTS。如果用户量较大，则在切换点处的繁重的消息收发业务可导致掉话、数据率降低等。本发明的实施方式提供用于改善这些与传统系统相关联的问题的方法和系统。
参照图1，由具有沿轨道定位的与BTS的单个扇区相关联的DRU（例如，DRU 1至DRU7可以连接至扇区1（110））的所示DAS网络提供的益处为：在火车沿轨道从小区1移动至小区7时，不需要切换，从而减小了数据服务中的掉话和中断的数目。图1所示的数字DAS系统提供沿轨道以基本上线性方式定位的DRU，与封闭式小区结构形成了对照，其中，在封闭式小区结构中，小区被一起填充在覆盖基本上为六边形/圆形覆盖区域的六边形图案中。
应当注意的是，虽然在一些实施方式中讨论了沿轨道移动的单列火车，但是应当理解的是多列火车可以同时沿轨道行驶并且与单列火车有关的讨论在适合于特定应用时可以扩展至多列火车。
可以将每个小区分配给扇区210。图2例如示出以下实施方式：在该实施方式中，扇区1向小区15至小区21提供资源，扇区2向小区1至小区7提供资源，且扇区3向小区8至小区14提供资源。相关联的扇区可以向每个DRU提供资源，例如射频载波、资源块等。在一个实施方式中，多个扇区210中的每个扇区与一组“信道”或频率范围相关联。与每个扇区210相关联的一组信道可以不同于与基站205中的其他扇区2和扇区3相关联的一组信道。网络可以被配置成使得相邻小区与不同信道相关联（例如，通过与不同的扇区210相关联），如图2所示。这可以使得能够在多个小区之间重复使用信道，而没有产生干扰的风险。
在图1所示的实施方式中，每个扇区110连接至网络中的全部DRU的相关联的子集。因此，例如，扇区1的资源（例如，分配的信道）在没有对网络硬件进行物理改变（例如，通过对光纤重编路由）的情况下不能被位于小区8中的DRU使用。图2所示的实施方式避免了该限制。具体地，DRU可以基于DAU 215之间的互连被动态分配给扇区210。因此，例如，可以将小区8至小区14中的DRU 8至DRU 14初始地全部分配给扇区3（图2）。随后，可以将DRU 7分配给扇区3并且可以将DRU 14分配给扇区1。在这样的实例中，至DRU 7的信号可以从扇区2开始通过DAU 2和DAU 3。类似地，信号可以从DRU 14开始通过DAU 3和DAU 1至扇区1。以该方式，扇区可以与网络中的DRU的较大子集或者与网络中的全部DRU间接地相连接。DAU之间的通信可以由一个或更多个服务器225来部分地控制，如在下文更详细说明的。
DAU 210可以物理地和/或虚拟地连接。例如，在一个实施方式中，DAU 210经由线缆或纤维（例如，光纤、以太网线缆、具有或不具有视线的微波链路、无线链路或卫星链路）相连接。在一个实施方式中，多个DAU 210连接至无线网络，该无线网络使得信息能够从一个DAU 210传送至另一个DAU 210以及/或者使得能够从/向多个DAU 210传送信息。
如图3所示，多运营商系统或者具有一个运营商的多个基站的系统或者二者的组合可以包括多个基站（或者，多个基站旅馆）305。当多个运营商依靠相同基础设施共存并且系统由运营商或第三方中任何一者托管时，限定中立主机方案。不同的基站305可以与相同、交叠、非交叠或不同的频带相关联。基站305可以互连，例如以服务地理区域。互连可以包括间接连接（例如，每个基站连接至DAU，DAU彼此直接地相连接）或者在基站之间延伸的直接连接（例如，线缆）。较大数目的基站可以提高增加指定小区的容量的能力。基站305可以表示独立无线网络运营商和/或多个标准（WCDMA、LTE等）并且/或者它们可以表示额外的射频载波以及额外的基带容量的提供。在一些实施方式中，基站信号在它们连接至DAU之前被组合，这会是对于中立主机应用而言的情况。在一个实例中，如图3所示，来自BTS 1的扇区直接耦接至与BTS N的扇区直接耦接的DAU和/或DRU相同的DAU和/或DRU。在一些其他实例中，来自不同BTS的一个或更多个扇区可以直接耦接至不被一个或更多个其他DAU的扇区共享的DAU。
图4为示出根据本发明的实施方式的覆盖火车轨道的一部分的分布式天线系统（DAS）的图。如图4所示，该高水平示意图示出包括以菊花链方式链接的DRU的无线网络系统，其中，来自每个DRU的上行链路信号被比例缩放和求和，网络提供对地理区域的覆盖。在该示例中，覆盖小区15至小区21的DRU 15至DRU 21被分配给扇区1。基于网络硬件和架构，来自DRU 15至DRU 21的信号被路由至DAU 1。DAU 1将来自DRU 15至DRU 21的上行链路信号组合或者接收在每个DRU处依次被组合的信号。在该实施方式中，DAU 1针对被分配给DAU 1的各个DRU{15、16...21}中的每个DRU来关联增益系数{α、β…δ}。增益系数用于对上行链路信号进行比例缩放。下面的等式说明如何将来自DRU k至DRU N（例如，15至21）的上行链路信号进行组合以提供传送至DAU 1的经比例缩放的上行链路信号。
增益系数可从0调节至1，从而对使用每个DRU以上行链路传送的信号提供单独的控制。在一些实施方式中，将来自DRU的经比例缩放的上行链路信号的和称为经比例缩放的上行链路信号，该上行链路信号在DAU处被接收。除了上行链路控制以外，在一些实施方式中提供了下行链路控制。作为示例，在火车从小区15朝着小区21移动时，初始地，小区15处于全功率（即，α=1）而小区21关断（δ=0）。小区15与小区21之间的小区处于0与1之间的水平。在火车朝着小区21移动时，通过减小α并且增大δ来调节增益系数以使与DRU相关联的增益匹配移动火车的位置。
火车包含高密度的移动用户。在该组移动用户沿轨道移动时，不同的DRU是活跃的。然而，呈现给BTS 405的上行链路信号包括与DAU 1相连接的所有DRU的相加。当所有增益系数被设定为1时，即使DRU未经历活动，其仍将贡献于总的本底噪声。图4中的DAS系统可以改变增益系数，从而根据在DRU的相应地点处的火车活动将来自DRU的上行链路信道调大或调小（或者，接通或关断）。可以将无活动的DRU切断以减小与那些不活跃的DRU相关联的噪声贡献。如上所讨论的，除了对上行链路信道的控制以外，还可以实现对下行链路信道的控制以减小未与火车处于活跃通信中的DRU的功耗并且减小最终的操作开支。
图5为示出根据本发明的实施方式的控制DRU上行链路增益的方法的简化流程图。在该实施方式中，提供了用于在火车轨道旁的DAS网络的性能优化算法。在功能块505中，将DRU分配给各个DAU。作为示例，可以将使用光纤连接至DAU的DRU分配给它们所连接至的DAU。DAU连接至基站收发信台（BTS）中的扇区。功能块510将DRU的子集分配给火车轨道的一部分。该分配使与DRU相关联的小区的地理位置与它们沿轨道的位置相关。对DRU、DAU和BTS的网络进行配置并且将分配存储于存储器中（515）。
将来自BTS扇区的下行链路信号路由至所分配的DAU并且随后至DRU（520）。将在DRU处接收的DRU上行链路信号路由至针对分配给DAU的DRU的子集所分配的DAU。在功能块525中，通过增益系数将来自DRU的上行链路信号比例缩放并且然后将他们组合并且馈送至该特定BTS的扇区。如上所述，不活跃的DRU可以对上行链路信号贡献噪声，从而降低总体系统性能。功能块530监视被称为DRUk的每个相应DRU处的火车活动。虽然已经参考火车活动监视器示例描述了实施方式，但是将明显的是在不偏离本发明的更广泛的精神和范围的情况下可以对这些实施方式做出各种修改和改变。
火车活动监视器可以是检测火车沿轨道的运动的传感器（例如，外部监视器），或者其可以是地理区域中的蜂窝信号强度或蜂窝数据活动的测量。可以例如基于上行链路信号强度使用DRU内的信号处理来实现监视器。外部监视器可以是光学检测器、振动检测器、雷达检测器等。在一些实施方式中，利用火车调度来向系统提供输入，从而有效地提供监视输入。在其他实施方式中，可以将来自火车的通信（例如，广播的GPS位置）用作监视器输入，来代替或结合其他监视器。本领域一名普通技术人员可以意识到许多变型、修改和替选。
火车活动监视器在火车穿过对地理区域提供覆盖的DRU小区时将变得活跃。这将是关于以下的指示：DRU在火车进入与该DRU相关联的地理区域时将暂时地经历大量移动用户。在一些实施方式中，将针对火车活动监视器设定阈值。虽然已经参考阈值触发器示例描述了实施方式，然而将明显的是在不偏离本发明的更广泛的精神和范围的情况下可以对这些实施方式做出各种修改和改变。
如果火车活动监视器指示活动正在增加（或者，超过阈值设定），则与该DRU相对应的增益系数将被朝着1转变（540）。这将经由DAU将DRU与指定的BTS扇区有效地相连接。如果火车活动监视器指示活动正在减小（或者，降到阈值以下），则与该DRU相对应的DRU上行链路增益系数将被朝着0转变（550）。这将减小来自那些不具有穿过它们的小区的活跃移动用户的DRU的噪声贡献。
在流程图500中展示了闭合环路，由此，连续地或定期地分析火车活动监视器或者将其与阈值进行比较，并且相应地调节增益系数。在一些实施方式中，闭合环路在判定点535和块540或块550中的增益调节之后返回至块530。
火车活动监视器/传感器因此被配置成提供本文所述的由系统用于控制DRU的操作的数据。如通过关于图5所讨论的操作所示的，一些实施方式按小步或者连续地增大/减小增益系数以使增益在值0与值1之间变化。作为示例，在火车靠近DRU时，可以逐渐调大增益，在火车临近DRU时达到峰值1，并且然后随着火车离开DRU的区域而逐渐调小增益。因此，一些实施方式利用以下的比例：该比例响应于火车活动的增加/减少而增大/减小增益。在其他实施方式中，将火车活动与阈值相比较。如果超过阈值，则将DRU上行链路增益设定为1。如果活动未超过阈值，则将DRU上行链路增益设定为0。本领域一名普通技术人员将意识到许多变型、修改和替选。
图6为用于在火车轨道旁的DAS网络的性能优化算法的一个实施方式的流程图。除了将根据火车活动监视器来控制（例如，关断和接通）DRU发射器和/或接收器以外，流程图600具有与流程图500相类似的功能。关断DRU发射器和/或接收器的主要目的是为了减小操作开支并且减小对相邻小区中的宏BTS的干扰。在一些实施方式中，并不关断DRU下行链路路径，而是根据所监视的火车活动将其在功率上减小。在这些实施方式中，周期性地或基于其他时间基础来监视火车活动。如果火车活动正在增加，则使与下行链路发射器相关联的功率朝着最大功率增加（类似于块640）。如果火车活动正在减少，则使与下行链路发射器相关联的功率朝着0减小（类似于块650）。因此，图5所示的块540和块550可以替代图6中的块640和块650。同样地，图6所示的块640和块650可以替代上面讨论的图5中的块540和块550。
图7示出根据本发明的实施方式的DAU 700的部件。DAU 700可以包括路由器（即，本地路由器705）。DAU 700可以包括一个或更多个端口715和720。端口715和端口720可以例如使得DAU能够与因特网和/或主机单元或服务器725相连接。服务器725可以至少部分地配置DAU和/或控制信号在各个本地路由器端口之间的路由选择。服务器725可以例如至少部分地由远程操作控制730进行控制（例如，设定重新分配条件、识别分配、存储分配、输入网络配置、接收/收集/分析网络使用率等）。
DAU 700可以包括一个或更多个物理节点710，物理节点710可以通过一个或更多个第一端端口735耦接至本地路由器705。每个物理节点710可以包括一个、两个或更多个端口，例如第一端端口，其中，端口中的每个端口可以使得信号（例如，射频信号和/或来自/至扇区的信号）能够被DAU 700接收或者从DAU 700传送。在一些实施方式中，多个物理节点710中的每一个均包括下行链路端口712和上行链路端口713。在一些实施方式中，物理节点710还可以包括另外的上行链路端口，例如以处理多样性连接。输出端口（例如，下行链路端口712和上行链路端口713）可以耦接至基站的一个或更多个端口（例如，射频端口）。因此，DAU 700可以物理地耦接至基站。
本地路由器705可以包括一个或更多个第二端端口740，第二端端口740可以经由例如光纤、以太网线缆、视线或非视线微波连接等将DAU 700耦接至一个或更多个DRU或DAU。第二端端口740可以包括LAN端口或对等（peer）端口。第二端端口740可以被配置成发送和/或接收信号，例如数字信号和/或光信号。在一个实施方式中，至少一个第二端端口740将DAU 700耦接至另一个DAU，并且至少一个第二端端口740将DAU 700耦接至DRU。本地路由器不但对用于通过光链路传送的信号进行编码，而且对来自光链路的光信号进行解码。物理节点执行以下功能：将射频信号转化至基带或者将基带信号转化至射频。DAU可以监视各个端口上的业务而且将该信息路由至服务器或者本地地存储该信息。
图8示出根据本发明的实施方式的DRU 800的部件。DRU 800可以包括路由器（即，远程路由器805）。DRU可以包括网络端口810，网络端口810可以使得DRU 800能够（经由以太网交换机）耦接至（例如，无线）网络。通过网络，DRU 800然后能够与计算机820连接。因此，可以建立与DRU 800的远程连接。
远程路由器805可以通过服务器进行配置，其中，服务器是例如服务器130、服务器725、与一个或更多个DAU相连接的服务器以及/或者任何其他服务器。网络端口810可以用作用于与因特网的连接的无线接入点。因特网连接可以例如在DAU处被建立，并且因特网业务可以是在DRU物理节点与DAU物理节点之间数据传送的一部分。
DRU 800可以包括一个或更多个物理节点825。每个物理节点825可以包括一个、两个或更多个端口，例如第一端端口830，其中，端口中的每个端口可以使得信号（例如，射频信号和/或来自移动装置的信号）能够被DRU 800接收或者从DRU 800发送。在一些实施方式中，多个物理节点825中的每一个均包括一个或更多个被配置成从/向DRU 800发送/接收信号（例如，射频信号）的端口。端口可以包括例如下行链路端口827和上行链路端口828。在一些实施方式中，存在另外的上行链路端口以用于处理多样性连接。物理节点端口（例如，下行链路输出端口827和上行链路输出端口828）可以连接至一个或更多个天线（例如，射频天线），使得信号可以从例如移动无线装置被接收和/或被传送至例如移动无线装置。
远程路由器805可以包括一个或更多个第二端端口835，第二端端口835可以将DRU800耦接至一个或更多个DAU或DRU。第二端端口835可以包括LAN端口或对等端口，其可以将DRU 800经由光纤、以太网线缆、视线或非视线微波连接（例如，物理地）耦接至一个或更多个DAU或DRU。
应当理解的是，图5和图6中示出的具体步骤提供了根据本发明的实施方式的特定方法。也可以根据替选实施方式来执行其他顺序的步骤。例如，本发明的替选实施方式可以按不同顺序来执行上面概述的步骤。而且，图5和图6中示出的个别步骤可以包括多个子步骤，该多个子步骤可以按适合于个别步骤的各种顺序来执行。此外，可以根据特定应用来添加或移除附加的步骤。本领域的一名普通术人员将意识到许多变型、修改和替选。
图5和图6中示出的或其他地方描述的方法可以通过各种装置或部件来执行。例如，一些处理可以由一个或更多个DAU来单独或部分地执行。一些处理可以由例如与一个或更多个DAU耦接的远程计算机来单独或部分地执行。一些处理可以由一个或更多个DRU执行。在一些实施方式中，示出或描述的处理可以由多个装置或部件（例如，由多个DAU，由一个DAU和远程服务器，由一个或更多个DRU和DAU等）来执行。
上述实施方式可以利用例如分布式基站、分布式天线系统、分布式中继器、远程无线电单元、移动装置和无线终端、便携式无线装置和/或其他无线通信系统例如微波和卫星通信来实现。许多变型是可能的。例如，包括单个基站的实施方式可以应用于包括多个互连的基站的系统中。可以修改实施方式以用星形配置替换菊花链配置或者用菊花链配置替换星形配置或者将菊花链配置扩展成环路。可以将示出单个服务器（例如，连接至多个DAU）的实施方式修改成包括多个服务器（例如，每个服务器连接至不同的DAU或者连接至所有DAU）。
图9为示出包括用于执行上述方法中的任何一个或更多个方法的指令的计算机系统900的高水平示意图。上述部件（例如，DAU 115、DRU1、服务器130、服务器725、计算机920等）中的一个或更多个部件可以包括计算机系统900的一部分或者全部。系统900同样可以执行上述一个或更多个方法中的全部或一部分。图9仅旨在提供各个部件的广义说明，可以适当地利用各个部件中的任何部件或全部部件。因此，图9泛泛地示出可以如何以相对分离或相对更加集成的方式来实现个别系统元件。
计算机系统900被示为包括可以经由总线905电耦接（或者，另外可以适当地处于通信中）的硬件元件。硬件元件可以包括：一个或更多个处理器910，包括但不限于一个或更多个通用处理器和/或一个或更多个专用处理器（例如，数字信号处理芯片和/或图形加速处理器等）；一个或更多个输入装置915，其可以包括但不限于鼠标和/或键盘等；以及一个或更多个输出装置920，其可以包括但不限于显示装置和/或打印机等。
计算机系统900还可以包括一个或更多个存储装置925（和/或与一个或更多个存储装置925通信），存储装置925可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储器，以及/或者可以包括但不限于磁盘驱动器、磁盘机阵列、光存储装置、固态存储装置例如随机存取存储器（“RAM”）和/或只读存储器（“ROM”），其可以是可编程的和/或闪速可更新的等。这样的存储装置可以被配置成实现任何合适的数据存储，包括但不限于各种文件系统和/或数据库结构等。
计算机系统900还可以包括通信子系统930，该通信子系统930可以包括但不限于调制解调器、网卡（无线或有线）、光通信装置、红外通信装置、无线通信装置和/或芯片组（例如，蓝牙装置、WiFi（802.11）装置、WiMax（802.16）装置、zigbee（802.15）装置、蜂窝通信设施等）。通信子系统930可以许可利用网络（举一个示例，例如下文所述的网络）、其他计算机系统和/或本文所述的任何其他装置来交换数据。在许多实施方式中，计算机系统900将还包括工作存储器935，工作存储器935可以包括上文所述的RAM装置或ROM装置。
计算机系统900还可以包括软件元素，软件元素被示为当前位于工作存储器935内，软件元素包括操作系统940、装置驱动器、可执行库和/或其他代码例如一个或更多个应用程序945，应用程序945可以包括由各个实施方式提供的计算机程序，以及/或者可以被设计成实现由本文所述的其他实施方式提供的方法和/或配置由本文所述的其他实施方式提供的系统。仅作为示例，可以将关于上文讨论的方法而进行描述的一个或更多个过程实现为计算机（和/或计算机内的处理器）可执行的代码和/或指令；在一个方面，这样的代码和/或指令然后可以用于将通用计算机（或其他装置）配置成和/或使通用计算机（或其他装置）适于执行根据所述方法的一个或更多个操作。
一组这些指令和/或代码可以存储于计算机可读存储介质例如上述存储装置925上。在一些情况下，存储介质可以合并在计算机系统例如系统900中。在其他实施方式中，存储介质可以与计算机系统分离（例如，可移除介质例如光盘），以及/或者可以以安装包的形式来提供，使得存储介质可以用于利用其上存储的指令/代码来对通用计算机进行编程、配置和/或适配。这些指令可以采取计算机系统900可执行的可执行代码的形式，以及/或者可以采取源代码和/或可安装代码的形式，其中，源代码和/或可安装代码当在计算机系统900上编译和/或安装（例如，使用任何各种常用编译器、安装程序、压缩/解压缩工具等）时然后采取可执行代码的形式。
对于本领域技术人员而言将明显的是可以根据特定要求而做出实质变型。例如，还可以使用定制化的硬件，以及/或者可以用硬件、软件（包括便携式软件，例如小程序等）或者二者来实现特殊元素。此外，可以采用与其他计算装置例如网络输入/输出装置的连接。
如上所述，在一个方面，一些实施方式可以采用计算机系统（例如，计算机系统900）来执行根据本发明的各个实施方式的方法。根据一系列实施方式，这样的方法的过程中的一些或全部可以由计算机系统900响应于处理器910执行包含在工作存储器935中的一个或更多个指令（指令可以合并在操作系统940和/或其他代码例如应用程序945中）中的一个或更多个序列来执行。这样的指令可以从另一个计算机可读介质例如存储装置925中的一个或更多个存储装置被读取到工作存储器935中。仅作为示例，对包含在工作存储器935中的指令的序列的执行可以使处理器910执行本文所述方法的一个或更多个过程。
本文所使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是参与提供使得机器以特定方式操作的数据的任何介质。计算机可读介质和存储介质不是指短暂的传播信号。在使用计算机系统900实现的实施方式中，各种计算机可读介质可以涉及向处理器910提供用于执行的指令/代码以及/或者可以用于存储这样的指令/代码。在许多实现方式中，计算机可读介质是物理的和/或有形的存储介质。这样的介质可以采取非易失性介质或易失性介质的形式。非易失性介质包括例如光盘和/或磁盘，如存储装置925。易失性介质包括但不限于动态存储器，如工作存储器935。
物理的和/或有形的计算机可读介质的常见形式包括：例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质、CD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、任何其他具有孔的图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式存储器等。
基于云的计算是计算机系统900的实施方式的另一个示例。
本文所述的实施方式可以用包括安装在任何可编程装置上的软件的操作环境、用硬件或者用软件和硬件的组合进行实现。虽然已经参考特定示例实施方式描述了实施方式，但是将明显的是在不偏离本发明的更广泛的精神和范围的情况下可以对这些实施方式做出各种修改和改变。相应地，应当按说明性意义而非限制性意义来看待说明书和附图。
虽然已经关于数字DAS网络讨论了本发明的实施方式，但是本发明并不限于数字实现方式并且本发明的实施方式适用于模拟DAS网络。在这些模拟实现方式中，利用以下的模拟远程装置：其接收上行链路路径中的无线信号并且向模拟主机单元传送模拟信号。在一些模拟实施方式中，模拟远程装置可以使用星形配置连接至模拟主机单元，在星形配置中主机单元使用合适的连接（例如，通过纤维的模拟连接）分别连接至每个模拟远程装置。本领域一名普通技术人员将意识到许多变型、修改和替选。
还要理解的是，本文所描述的示例和实施方式仅用于说明性目的，并且向本领域技术人员建议以本文所描述的示例和实施方式为启示的各种修改或改变，并且这些各种修改或改变被包括在该申请的精神和范围内以及所附权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种用于操作分布式天线系统DAS的方法，所述方法包括：
提供一组数字远程单元DRU，该组DRU包括第一DRU和第二DRU，其中，所述第一DRU和所述第二DRU能够被操作用以发送和接收无线无线电信号，其中，所述第一DRU关联于第一地理区域并且所述第二DRU关联于与所述第一地理区域相邻的第二地理区域；
提供能够被操作用以经由光信号与所述第一DRU和所述第二DRU通信的数字接入单元DAU，其中，所述DAU耦接至基站收发信台BTS的至少一个扇区；
在所述第一DRU处接收第一上行链路信号；
在所述第一DRU，监视所述第一地理区域中的火车活动；
响应于确定所述第一地理区域中的所监视的火车活动的增加而增大与所述第一DRU相关联的第一增益系数；
用所述第一增益系数来按比例缩放在所述第一DRU处接收的所述第一上行链路信号；
将经比例缩放的所述第一上行链路信号传送到所述DAU；
响应于确定所述第一地理区域中的所监视的火车活动的减少而减小与所述第一DRU相关联的所述第一增益系数；
响应于确定所述第二地理区域中的所监视的火车活动的增加而增大与所述第二DRU相关联的第二增益系数；
在所述第二DRU接收第二上行链路信号；
用所述第二增益系数来按比例缩放在所述第二DRU处接收的所述第二上行链路信号；以及
将经比例缩放的所述第二上行链路信号传送到所述DAU。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一DRU和所述第二DRU按菊花链配置沿着火车轨道定位。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，提供DAU包括提供多个DAU，其中，所述多个DAU互连。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，监视火车活动包括接收来自外部监视器的输入。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，监视火车活动包括测量所述第一地理区域和所述第二地理区域中的无线活动。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，经比例缩放的所述第一上行链路信号和经比例缩放的所述第二上行链路信号中的一个或更多个将零增益系数用于所述第一DRU和所述第二DRU中的一个或更多个。
7.一种用于操作分布式天线系统DAS的系统，所述系统包括：
多个数字远程单元DRU，每个DRU被配置成接收无线无线电上行链路信号和传送无线无线电下行链路信号，其中，所述多个DRU中的第一DRU关联于第一地理区域并且所述多个DRU中的第二DRU关联于与所述第一地理区域相邻的第二地理区域，所述多个DRU中的每一个被配置成：
接收所述无线无线电上行链路信号，和
用相应的增益系数来按比例缩放所述无线无线电上行链路信号；
多个互连的数字接入单元DAU，每个DAU被配置成经由光信号与所述多个DRU中的至少一个DRU通信，并且每个DAU耦接至基站的至少一个扇区以接收经比例缩放的所述上行链路信号；
多个检测器，每个检测器被配置成测量所述多个DRU中的一个DRU处的上行链路功率和火车的活动；以及
处理器，所述处理器耦接至所述多个检测器、并且被配置成响应于所测得的上行链路功率和火车的活动在地理覆盖区域中的水平而改变用于所述无线无线电上行链路信号中的每个无线无线电上行链路信号的增益系数，以获得增益系数增强的无线无线电上行链路信号并且组合所述增益系数增强的无线无线电上行链路信号以向DAU提供经比例缩放的无线无线电上行链路信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个检测器中的每个检测器使用信号处理来数字地实现。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个检测器中的每个检测器包括离散模拟装置。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个互连的DAU中的每个DAU被配置成通过通过光纤、以太网线缆、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一个发送和接收信号来与所述多个DRU中的所述至少一个DRU通信。
11.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个DRU按菊花链配置彼此连接并且每个都沿着火车轨道以基本上线性的方式定位。
12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个互连的DAU中的一个DAU包括所述处理器。
13.根据权利要求7所述的系统，其中，所述处理器被提供于耦接至所述多个互连的DAU的服务器中。
14.一种用于操作分布式天线系统DAS的方法，所述方法包括：
提供多个数字远程单元DRU，每个DRU被配置成接收无线无线电上行链路信号；
提供多个互连的数字接入单元DAU，每个DAU被配置成经由光信号与所述多个DRU中的至少一个DRU通信，并且每个DAU耦接至基站的至少一个扇区；
提供多个检测器，每个检测器被配置成测量所述多个DRU中的一个DRU处的上行链路功率；以及
提供火车活动监视器，所述火车活动监视器在所述多个DRU中的每个DRU处共置并且耦接至所述多个检测器、并且被配置成：
针对所述多个DRU中的每一个，利用所测得的上行链路功率来监视所述火车活动在地理覆盖区域中的水平，和
响应于所测得的上行链路功率和针对所述多个DRU中的每一个所监视的所述火车活动在所述地理覆盖区域中的水平，通过如下来改变用于所述无线无线电上行链路信号中的每个无线无线电上行链路信号的增益系数：
响应于确定所述火车活动在第一地理区域中的所监视的水平的减少而减小与第一DRU相关联的第一增益系数，和
响应于确定所述火车活动在与所述第一地理区域相邻的第二地理区域中的所监视的水平的增加而增大与第二DRU相关联的第二增益系数。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个DAU中的每个DAU被配置成通过通过光纤、以太网线缆、微波视线链路、无线链路或卫星链路中的至少一个发送和接收信号来与所述多个DRU中的所述至少一个DRU通信。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个互连的DAU包括连接至所述基站的第一扇区的第一DAU和连接至所述基站的第二扇区的第二DAU。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个检测器中的每个检测器由所述多个DRU中的每个DRU中的信号处理处理器来提供。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个DRU按菊花链配置相连接。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个DRU包括第一组两个或更多个DRU以及第二组两个或更多个DRU，所述第一组和所述第二组按星形配置耦接至所述多个DAU中的至少一个DAU。
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