CN109906598B - 用于散布无线电头端的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

描述用于便利且美观高密度无线电部署的建立无线电菊链的系统及方法。

Description

用于散布无线电头端的系统及方法
相关申请案的交互参照
本专利申请主张同在审查中的于2016年10月27日提出申请的标题为“System andMethods For Distributing Radioheads”的美国临时专利申请案第62/413,944号的权益。
本专利申请还是同在审查中的于2017年8月21日提出申请的标题为“Systems AndMethods For Mitigating Interference Within Actively Used Spectrum”的美国申请序列号15/682,076的部分接续申请案，该申请案主张于2016年8月26日提出申请的标题为“Systems and Methods for Mitigating Interference within Actively UsedSpectrum”的美国临时专利申请案第62/380,126号的权益；而于2017年8月21日提出申请的美国专利申请序列号15/682,076还是于2015年3月27日提出申请的标题为“Systems andMethods for Concurrent Spectrum Usage Within Actively Used Spectrum”的美国申请序列号14/672,014的部分接续申请案，该申请案主张同在审查中的于2014年4月16日提出申请的标题为“Systems and Methods for Concurrent Spectrum Usage WithinActively Used Spectrum”的美国临时专利申请案第61/980,479号的权益及优先权。
本专利申请可涉及下列同在审查中的美国专利申请案及美国临时申请案：
标题为“Systems and Methods for Mitigating Interference withinActively Used Spectrum”的美国临时专利申请案第62/380,126号
标题为“Systems and Methods for Mapping Virtual Radio Instances intoPhysical Areas of Coherence in Distributed Antenna Wireless Systems”的美国申请序列号14/611,565
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号14/086,700
标题为“Systems and Methods for Radio Frequency Calibration ExploitingChannel Reciprocity in Distributed Input Distributed Output WirelessCommunications”的美国申请序列号13/844,355
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,984
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,971
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,950
标题为“System and Methods for planned evolution and obsolescence ofmultiuser spectrum”的美国申请序列号13/233,006
标题为“Systems and Methods to Exploit Areas of Coherence in WirelessSystems”的美国申请序列号13/232,996
标题为“System And Method For Managing Handoff Of A Client BetweenDifferent Distributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Networks Based OnDetected Velocity Of The Client”的美国申请序列号12/802,989
标题为“Interference Management,Handoff,Power Control And LinkAdaptation In Distributed-Input Distributed-Output(DIDO)CommunicationSystems”的美国申请序列号12/802,988
标题为“System And Method For Link adaptation In DIDO MulticarrierSystems”的美国申请序列号12/802,975
标题为“System And Method For Managing Inter-Cluster Handoff OfClients Which Traverse Multiple DIDO Clusters”的美国申请序列号12/802,974
标题为“System And Method For Power Control And Antenna Grouping In ADistributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Network”的美国申请序列号12/802,958
标题为“Systems and Methods to enhance spatial diversity indistributed-input distributed-output wireless systems”的美国专利第13/9685,997号
标题为“System and Method For Distributed Antenna WirelessCommunications”的2016年7月5日授予的美国专利第9,386,465号
标题为“Systems And Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2016年6月14日授予的美国专利第9,369,888号
标题为“System and Methods to Compensate for Doppler Effects inDistributed-Input Distributed Output Systems”的2016年4月12日授予的美国专利第9,312,929号
标题为“Systems and Methods for Wireless Backhaul in Distributed-InputDistributed-Output Wireless Systems”的2015年3月24日授予的美国专利第8,989,155号
标题为“System and Method for Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2015年3月3日授予的美国专利第8,971,380号
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2014年2月18日授予的美国专利第8,654,815号
标题为“System and Method for DIDO Precoding Interpolation inMulticarrier Systems”的2013年10月29日授予的美国专利第8,571,086号
标题为“Systems and Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2013年9月24日授予的美国专利第8,542,763号
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2013年4月23日授予的美国专利第8,428,162号
标题为“System And Method For Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2012年5月1日授予的美国专利第8,170,081号
标题为“System and Method for Distributed Input-Distributed OutputWireless Communications”的2012年4月17日授予的美国专利第8,160,121号；
标题为“System and Method For Enhancing Near Vertical IncidenceSkywave(“NVIS”)Communication Using Space-Time Coding”的2011年2月8日授予的美国专利第7,885,354号。
标题为“System and Method For Spatial-Multiplexed Tropospheric ScatterCommunications”的2010年5月4日授予的美国专利第7,711,030号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月22日授予的美国专利第7,636,381号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月15日授予的美国专利第7,633,994号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年10月6日授予的美国专利第7,599,420号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2008年8月26日授予的美国专利第7,418,053号。
技术领域
大体上，本申请涉及无线通信。具体而言，本申请涉及天线系统。
背景技术
随着无线通信系统密度稳步成长，无线电布置变成愈来愈困难。有寻找固持无线电的物理地点的挑战、制成回程网络(backhaull)和/或前传网络(fronthaul)的挑战(如本文中所使用，“前传网络”是指传输呈某形式的无线电信号至无线电头端的通信基础结构，相对于“回程网络”，如本文中所使用，“回程网络”传输用户数据至基地台，基地台产生无线电波形以送该用户数据)。运用熟知蜂巢式系统(例如，LTE，UMTS)或熟知干扰避免系统(例如，Wi-Fi)以优化性能及频率重复使用，基地台或天线规划需要布置无线电于某些地点以用于涵盖率，且避免其他地点以减轻干扰。接着，甚至假设可克服技术问题，仍然有关于无线电及天线布置的当地及国家政府限制，例如，出自对无线电及天线的视觉外观的考虑。即使无线电或天线符合政府核准标准，但是审批程序会非常慢，有时候耗费数年才能获得天线部署核准。
整个无线电通信历史期间，已有大量不同的部署无线电及天线方法，取决于无线电技术类型(例如，卫星、行动、电视等)、传输频率(例如，HF、VHF、UHF、微波、毫米波等)、及传输方向(例如，全向、高增益、或窄波束等)。此外，美观考虑经常已发挥效用，自彩绘无线电及天线以匹配其周围环境的简单工作，至像是将蜂巢式塔塑造成看似棕榈树的精巧工作。
因为在熟知蜂巢式及干扰避免网络中达成最佳性能需要根据特定计划放置无线电及天线(例如，不相隔太远使得涵盖率损失，及不太接近以避免小区间干扰)，这些需求经常与其他约束冲突，诸如在站台及回程网络和/或前传网络处架设解决方案的可用性。并且，在许多情况(例如古迹建筑物)中，无可接受的无线电或天线解决方案，此是因为政府将不准许在古迹建筑物上或附近架设会改变建筑物外观的任何事物。
无线电及天线已放置在塔上、屋顶上、电线杆上、电力在线及电线杆之间的绳上。无线电及天线已放置在户内地点的天花板中、墙壁上、架上、桌面上等。无线电还放置在场馆内的结构组件上、座椅下等。诸如“泄漏馈线”(于下文描述)的特殊化天线已放置在隧道中。简言的，无线电及天线已放置在可想象的任何地点中。
致力于附接无线电及天线至电力线的背景技术实例包括US 7,862,837、US 8,780,901及US 2014/0286444中所公开者，及致力于附接无线电及天线至电线杆的背景技术包括Metricom Ricochet包通信网络者，例如，如US 7,068,630中所公开者。
诸如背景技术图4所示出的电线杆400或401经常分成两个区带，一个区带一般是较高区带，可称为“供电空间(supply space)”，其中电气电力线是在缆在线传输，诸如在横担403的区中。一个区带一般是较低区带，工作者可安全附接通信缆线及设备的此区带称为“通信空间(communications space)”，其中在背景技术图5中的此区带中的通信缆线及设备示出在横担402的高度处。
一些背景技术系统放置无线电和/或天线在电线杆上的供电区带中，如图4中无线电和/或天线410及411所展示，和/或放置无线电和/或天线在电力线本身上，如无线电和/或天线420及421所展示。
一些背景技术系统放置无线电和/或天线在电线杆上的通信区带中，如图5中无线电和/或天线550及551所展示，和/或放置无线电和/或天线在电线杆之间的缆线(经常是通信缆线)绳上，如无线电和/或天线540及541所展示。回程网络或前传网络可在通信缆线531上被传输，通信缆线一般是电气(例如，铜)或纤维、经常通过绝缘或外管530被保护、且经常自机械强缆线532衍生结构支撑、经常由编包钢所制成。有时候，无线电附接至电线杆和/或布缆且无线电耦合至在电线杆或该布缆上的天线，或内嵌在无线电中，如图5中所展示。在一些背景技术系统中，无线电经常透过一步降电力供电器561自电力线汲取电力及通过电力表560测量，使得可评估通过电力设施提供电力的使用成本。诸如550及551的无线电也可用于回程网络或前传网络。
图6展示背景技术构型，其中天线和/或无线电在灯柱上。如本文中所使用，灯柱系其之间不具有空中电力或通信缆线电线杆。天线601及602可耦合至无线电611及612，或天线与无线电可在相同外壳中，且因此不需要分开的无线电611或612。回程网络或前传网络布缆(例如，铜或纤维)可透过地下管路630被输送(用虚线示出，以指示管路系在地下且不可见)，或回程网络或前传网络可透过灯柱之间的无线链路被传输。如果回程网络或前传网络系在地下，则一般自地下管路透过灯柱的内部(例如，如果灯柱系金属或中空)被输送，或如621及622所示出，透过管路或管自地面向上至灯柱的侧、透过无线电611及612、或直接至灯柱的顶部。如图6中针对灯柱所示出的对于回程网络或前传网络使用地下管路的方法也可适用于图4及图5中所示出的电线杆，其中布缆自地下管路透过电线杆(例如，如果电线杆金属且中空)的内部或透过管路或管自地面向上至电线杆的侧被输送。
回程网络和/或前传网络(无论至电线杆上的无线电或放置于任何处的无线电)可透过各式各样媒体提供至无线电，包括同轴缆线、纤维、视线无线、非视线无线等。可透过媒体使用各式各样协议，包括以太网络、通用公共无线电接口(Common Public RadioInterface“CPRI”)、同轴电缆多媒体联盟(Multimedia over Coax Alliance“MoCA”)、缆线数据服务接口规格(Data Over Cable Service Interface Specification“DOCSIS”)、电力线宽带上网服(Broadband over Power Line“BPL”)等。
各式各样交换器、分波器、集线器可用于散布有线(例如，铜、纤维等)通信。模拟分波器经常用于散布同轴连接(例如，以散布DOCSIS和/或MoCA数据)。电源插座耦合件可用于散布BPL。以太网络交换器及集线器经常用于散布铜及纤维以太网络连接。为了便利，针对家用或商用应用所制作的许多无线电具有内建交换器以贯通以太网络，使得如果无线电插入至以太网络缆线中，则在无线电上有另一以太网络插口可用于插入其他装置。
已用于经由缆线散布无线连接性的另一背景技术称为“泄漏馈线”或“泄漏缆线”。泄漏馈线系传输无线信号的缆线，但是故意透过缆线的侧泄漏及吸收无线辐射。图7示出示例性背景技术泄漏缆线700。泄漏缆线非常相似于同轴缆线在于，其有绝缘且保护性护套701、外导体702(例如，铜箔)、介电704(例如，介电发泡体)、及内导体705(例如铜金属线)。但是，不同于同轴缆线，外导体702中有孔隙703，其允许该无线辐射以传播出或进入泄漏馈线700。
泄漏馈线经常用在隧道或井(例如，采矿隧道、地铁隧道)中，其中泄漏馈线附接至隧道或井的侧以沿隧道或井的长度敷设。如此，不管其中使用者位在隧道或井中，该使用者将具有至泄漏馈线的附近部分的无线连接性。因为泄漏馈线泄漏无线能量，所以泄漏馈线经常具有射频放大器，此类射频放大器周期性插入以升高信号功率。如果两个或更多个泄漏馈线敷设在一起，则背景技术MIMO技术可用于增加容量。
泄漏馈线部署便利且快速，此系因为泄漏馈线部署就像部署布缆一样，其中仅于泄漏馈线长度之间周期性部署放大器以重复复原信号量值。
泄漏馈线的基本限制系整个泄漏馈线布缆长度共享相同通道。因此，在泄漏馈线的端部处的使用者与在泄漏馈线的中间处的使用者以及在该泄漏馈线的该端部处的用户共享该通道。虽然此对于其中使用者沿该泄漏馈线的长度稀疏散布或用户有低数据容量需求(例如，对于在采矿隧道或井中的语音通信)的应用中可系可接受，但是不适于其中有高密度用户和/或用户有高数据容量需求的应用中，此系因为遍及该泄漏馈线的整个长度的用户将共享相同通道，尽管事实上用户相隔非常远。因此，虽然泄漏馈线部署便利且快速，此系因为泄漏馈线部署就像搭配周期性放大器来部署布缆一样，以提供对照稠密度的部署工作涵盖率。
不管使用什么背景技术来布置无线电和/或天线，以及如何布建回程网络或前传网络，如所提及，电流无线系统面临稠密度的挑战。没有针对提供高效率且可靠涵盖率及服务的稠密度的良好一般用途解决方案系容易且快速部署，且避免不美观和/或受制于政府限制。下文教示解决这些问题。
发明内容
一方面而言，本申请提供一种无线系统，包括：第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器，所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器围封于管内；第一有线连接件和第二有线连接件，所述第一有线连接件和所述第二有线连接件穿布通过所述管；其中所述第一有线连接件传输数字基频数据至所述第一散布的无线收发器/从所述第一散布的无线收发器接收数字基频数据并且所述第二有线连接件传输数字基频数据至所述第二散布的无线收发器/从所述第二散布的无线收发器接收数字基频数据，其中所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器将所述数字基频数据转换为射频RF信号，且其中所述数字基频数据包括预编码波形并且从第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器同时发送或接收所述RF波形来以一方式相干地相加从而为多个用户装置设备UEs建立多个互不干扰的无线通信链路，其中每个UE在相同的无线频谱同时地接收仅用于其自身的数据源而不干扰同时向其它UE发送的数据。
另一方面而言，本申请提供一种用于传输/接收无线信号的方法，包括：将第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器围封于管内，将第一有线连接件和第二有线连接件穿布通过所述管，以及透过所述第一有线连接件传输数字基频数据至所述第一散布的无线收发器/从所述第一散布的无线收发器接收数字基频数据，以及透过所述第二有线连接件传输数据至所述第二散布的无线收发器/从所述第二散布的无线收发器接收数字基频数据，其中所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器将所述数字基频数据转换为射频RF信号，且其中所述数字基频数据包括预编码波形并且从第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器同时发送或接收所述RF波形来以一方式相干地相加从而为多个用户装置设备UEs建立多个互不干扰的无线通信链路，其中每个UE在相同的无线频谱同时地接收仅用于其自身的数据源而不干扰同时向其它UE发送的数据。
附图说明
可从下列详细说明结合说明书附图获得对于本发明的优选理解，其中：
图1示出分布式输入分布式输出(“DIDO”)(现在品牌名称为pCellTM)、无线电存取网络(DRAN)及其他多用户多天线系统(MU-MAS)网络的大致框架，
图2a及图2b示出与OSI模型及LTE标准一致的虚拟无线电例项(Virtual RadioInstance，VRI)的协议堆栈。
图3示出相邻DRAN以延伸DIDO(现在品牌名称为pCellTM)、无线网络及其他MU-MAS网络的涵盖率。
图4是在“供电空间”中具有无线电和/或天线的电线杆的背景技术图解阐释。
图5是在“通信空间”中具有无线电和/或天线的电线杆的背景技术图解阐释。
图6是具有无线电和/或天线的灯柱背景技术图解阐释。
图7是泄漏馈线的背景技术图解阐释。
图8a示出无线电菊链的同轴缆线实施例。
图8b示出无线电菊链的双绞线实施例。
图8c示出无线电菊链的纤维实施例。
图8d示出无线电菊链的组合式同轴及双绞线实施例。
图9a示出菊链无线电的架构的实施例，其示出基本架构。
图9b示出菊链无线电的架构的实施例，其示出时序散布。
图9c示出菊链无线电的架构的实施例，其示出电力散布。
图9d示出菊链无线电的架构的实施例，其示出RF散布。
图9e示出菊链无线电的架构的实施例，其示出透过分波器所实施的菊链网络。
图10a示出具有套筒或管的菊链无线电的实施例。
图10b示出具有含一个或多个贯通缆线的套筒或管的菊链无线电的实施例。
图10c示出具有含一个或多个贯通缆线的套筒或管及支撑股线的菊链无线电的实施例。
图10d示出具有含一个或多个贯通缆线的套筒或管及含数据耦合器和/或电力耦合器的支撑股线的菊链无线电的实施例。
图11是具有菊链无线电的电线杆的图解阐释。
图12是具有菊链无线电的灯柱的图解阐释。
图13是具有菊链无线电的建筑物的图解阐释。
图14是呈非笔直部署型样的菊链无线电的图解阐释。
图15是呈数组的菊链无线电的图解阐释。
图16是呈部署在云端无线电存取网络中的菊链无线电的图解阐释。
具体实施方式
一种克服许多上述背景技术限制的解决方案是在多用户多天线系统(MU-MAS)中利用菊链网络及电力缆线以及小型散布的无线电头端。通过制作极小无线电头端，使无线电头端可物理上不会比布缆大，因此使菊链无线电安装相似于缆线安装。不仅缆线安装经常比天线或无线电安装更简单，而且缆线部署经常不需要政府审批，或在大多数情况中，与部署大型天线或大型无线电外壳相比，缆线安装更容易获得审批核准。此外，就美观而论，缆线可经常是部分或完全隐藏而不被看见，而隐藏熟知无线电和/或天线可能更困难或不切实际。
此外，在下文详述的实施例中，可通过使用如下列专利、专利申请案及临时申请案中所描述的分布式输入分布式输出(“DIDO”)技术实施一个或两个网络来极大地增加频谱效率，此类专利案全部皆转让予本专利的受让人且以引用方式并入。这些专利、申请案及临时申请案在本文中有时统称为“相关专利及申请案”。
标题为“Systems and Methods for Mitigating Interference withinActively Used Spectrum”的美国临时专利申请案第62/380,126号。
标题为“Systems and Methods for Mitigating Interference withinActively Used Spectrum”的美国临时专利申请案第62/380,126号。
标题为“Systems And Methods For Concurrent Spectrum Usage WithinActively Used Spectrum”的美国申请序列号14/672,014。
标题为“Systems And Methods For Concurrent Spectrum Usage WithinActively Used Spectrum”的2014年4月16日申请的美国临时专利申请案第61/980,479号。
标题为“Systems and Methods for Mapping Virtual Radio Instances intoPhysical Areas of Coherence in Distributed Antenna Wireless Systems”的美国申请序列号14/611,565
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号14/086,700
标题为“Systems and Methods for Radio Frequency Calibration ExploitingChannel Reciprocity in Distributed Input Distributed Output WirelessCommunications”的美国申请序列号13/844,355
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,984
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,971
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,950
标题为“System and Methods for planned evolution and obsolescence ofmultiuser spectrum”的美国申请序列号13/233,006
标题为“Systems and Methods to Exploit Areas of Coherence in WirelessSystems”的美国申请序列号13/232,996
标题为“System And Method For Managing Handoff Of A Client BetweenDifferent Distributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Networks Based OnDetected Velocity Of The Client”的美国申请序列号12/802,989
标题为“Interference Management,Handoff,Power Control And LinkAdaptation In Distributed-Input Distributed-Output(DIDO)CommunicationSystems”的美国申请序列号12/802,988
标题为“System And Method For Link adaptation In DIDO MulticarrierSystems”的美国申请序列号12/802,975
标题为“System And Method For Managing Inter-Cluster Handoff OfClients Which Traverse Multiple DIDO Clusters”的美国申请序列号12/802,974
标题为“System And Method For Power Control And Antenna Grouping In ADistributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Network”的美国申请序列号12/802,958
标题为“Systems and Methods to enhance spatial diversity indistributed-input distributed-output wireless systems”的美国专利第13/9685997号
标题为“System and Method For Distributed Antenna WirelessCommunications”的2016年7月5日授予的美国专利第9,386,465号
标题为“Systems And Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2016年6月14日授予的美国专利第9,369,888号
标题为“System and Methods to Compensate for Doppler Effects inDistributed-Input Distributed Output Systems”的2016年4月12日授予的美国专利第9,312,929号
标题为“Systems and Methods for Wireless Backhaul in Distributed-InputDistributed-Output Wireless Systems”的2015年3月24日授予的美国专利第8,989,155号
标题为“System and Method for Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2015年3月3日授予的美国专利第8,971,380号
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2014年2月18日授予的美国专利第8,654,815号
标题为“System and Method for DIDO Precoding Interpolation inMulticarrier Systems”的2013年10月29日授予的美国专利第8,571,086号
标题为“Systems and Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2013年9月24日授予的美国专利第8,542,763号
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2013年4月23日授予的美国专利第8,428,162号
标题为“System And Method For Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2012年5月1日授予的美国专利第8,170,081号
标题为“System and Method for Distributed Input-Distributed OutputWireless Communications”的2012年4月17日授予的美国专利第8,160,121号；
标题为“System and Method For Enhancing Near Vertical IncidenceSkywave(“NVIS”)Communication Using Space-Time Coding”的2011年2月8日授予的美国专利第7,885,354号。
标题为“System and Method For Spatial-Multiplexed Tropospheric ScatterCommunications”的2010年5月4日授予的美国专利第7,711,030号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月22日授予的美国专利第7,636,381号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月15日授予的美国专利第7,633,994号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年10月6日授予的美国专利第7,599,420号；
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2008年8月26日授予的美国专利第7,418,053号。
1.用于散布无线电头端的系统及方法
1.1通过本发明的实施例改进的MU-MAS系统
本发明的优选实施例改进同在审查中标题为“System and Method forDistributed Input Distributed Output Wireless Communication”的美国申请序列号14/611,565(本专利申请是该申请案的部份接续申请案)及其他相关专利及申请案以及在其他国家申请的其对应案中所描述的多用户多天线系统。图1、图2及图3及描述此类图的接下来六个段落对应于美国申请序列号14/611,565的图1、图2及图3及段落[0074-0080]作为在其他国家申请的其对应案。
本优选实施例改进用于透过虚拟无线电例项(VRI)在网络与无线链路中的多个相干区之间传递相同频段内的多个同时互不干扰的数据串流的系统及方法的系统及方法。在一个实施例中，该系统是如图1中所描绘的多用户多天线系统(MU-MAS)。图1中的颜色编码(使用型样，而非颜色)单元展示如下文中所描述的数据源101、VRI 106与相干区103之间的一对一映射。
在图1中，数据源101是携带web内容的数据文件或串流，或者是本地或远程服务器中的档案，诸如文字、影像、声音、视讯或彼等的组合。一个或多个数据文件或串流在网络102与无线链路110中的每一相干区103之间发送或接收。在一个实施例中，该网络是因特网或任何有线线路或无线局域网络。
相干区(area of coherence)是空间中的体积，在其中，来自MU-MAS的不同天线的波形以方式相干地相加，使得在彼相干区内仅接收一个VRI的数据输出112，而不受到在相同无线链路上同时发送的来自其他VRI的其他数据输出的任何干扰。在本专利申请中，我们使用“相干区”的用语来描述如我们的先前专利申请案[标题为“Systems and Methods toExploit Areas of Coherence in Wireless Systems”的美国申请序列号13/232,996]中所描述的相干体积或个人小区(例如，“pCellsTM”103)。在一个实施例中，相干区对应于使用者设备(UE)111或无线网络的用户的位置，以使得每一用户与一个或多个数据源101相关联。相干区的大小及形状可取决于传播条件以及用来产生此类相干区的MU-MAS预编码技术的类型而改变。在本发明的一个实施例中，在以良好链接可靠性向使用者传递内容的同时，MU-MAS预编码器动态地调整相干区的大小及形状以适应于变化的传播条件。
数据源101首先经由网络102被发送至DIDO无线电存取网络(DRAN)104。然后，DRAN将数据文件或串流转换成可由UE接收的数据格式且将此类数据文件或串流同时发送至多个相干区，以使得每UE接收其自己的数据文件或串流而不受到发送至其他UE的其他数据文件或串流的干扰。DRAN由作为网络与VRI 106之间的接口的网关105所组成。VRI将网关所路由的包转换成作为原始数据或呈一包或讯框结构的数据串流112，此类数据串流经馈送至MU-MAS基带单元。在一个实施例中，VRI包括由如果干层组成的开放系统互连(OSI)协议堆栈：应用层、表达层、交谈层、传输层、网络层、数据链路层及物理层，如图2a中所描绘。在另一实施例中，VRI仅包括OSI层的一子集。
在另一实施例中，VRI由不同无线标准定义。例如，但并非限制，第一VRI由来自GSM标准的协议堆栈组成、第二VRI来自3G标准、第三VRI来自HSPA+标准、第四VRI来自LTE标准，而第五VRI来自LTE-A标准及第六VRI来自Wi-Fi标准。在示例性实施例中，VRI包括由LTE标准定义的控制平面或用户平面协议堆栈。用户平面协议堆栈展示于图2b中。每一UE 202透过PHY、MAC、RLC及PDCP层与其自己的VRI204通信，其中网关203是透过IP层且网络205是透过应用层。对于控制平面协议堆栈而言，UE还透过NAS(如LTE标准堆栈中所定义)层直接与移动性管理物理(MME)通信。
虚拟连接管理器(VCM)107负责指派UE的PHY层识别(例如，小区特定无线电网络临时识别符，RNTI)、VRI及UE的鉴证及移动性。VRI的输出处的数据串流112经馈送至虚拟无线电管理器(VRM)108。VRM包括排程器单元(其排程不同UE的DL(下行链路)及UL(上行链路)包)、基带单元(例如，包括FEC编码器/译码器、调变器/解调器、资源网格建立器)及MU-MAS基带处理器(包括预编码方法)。在一个实施例中，数据串流112是图2b中的PHY层的输出处的I/Q样本，此类样本由MU-MAS基带处理器处理。在一不同实施例中，数据串流112是发送至排程器单元的MAC、RLC或PDCP包，该排程器单元将此类包转递至基带单元。基带单元将包转换成馈送至MU-MAS基带处理器的I/Q。
MU-MAS基带处理器是VRM的核心，其将M个I/Q样本自M个VRI转换成发送至N个存取点(AP)109的N个资料串流113。在一个实施例中，数据串流113是透过无线链路110自AP 109传输的N个波形的I/Q样本。在此实施例中，该AP由模拟转数字/数字转模拟(“ADC/DAC”)、射频(“RF”)链及天线所组成。在一不同实施例中，数据串流113是信息的位及MU-MAS预编码信息，其在AP处组合以产生透过无线链路110发送的N个波形。在此实施例中，每一AP配备有中央处理单元(“CPU”)，数字信号处理器(“DSP”)和/或单芯片系统(“SoC”)以在ADC/DAC单元的前执行附加的基带处理。
1.2透过同轴缆线菊链的无线电
图8a、图8b、图8c及图8d展示数个优选本发明的实施例。图8a示出其中无线电801是无线收发器的一实施例。无线电801的各端部具有连接器(例如(但不限于)F类型、BNC、SMA等)，其在左方可透过连接器845耦合至同轴缆线(例如(但不限于)RG-6、RG-59、三轴、双轴、半刚型、刚型、50欧姆、75欧姆等)841以及在右方透过连接器846耦合至同轴缆线842。在较大图解阐释下方展示无线电801的较小图解阐释。如在此较小图解阐释(其中已移除大部分细节)中可见，无线电801可在左方透过同轴缆线841而与无线电800菊链以及在右方透过同轴缆线842而与无线电802菊链。无线电802继而在右方与无线电803菊链。在此图解阐释中，展示无线电803在菊链的端部处。展示无线电800与同轴缆线840在菊链的起始处，同轴缆线可用于连接至(但不限于)更多无线电、电力、数据连接、网络、运算资源和/或RF信号、和/或其他数字或模拟信号。无线电800、801、802、803和/或耦合至此菊链的附加无线电可是很大程度上相同或相似结构和/或构型的无线电，或此类无线电在结构和/或构型方面可相当不同。
该同轴缆线菊链可使用任何标准或专属网络协议，包括(但不限于)MoCA、以太网络和/或DOCSIS等。
再次转至在菊链上方的无线电801的较大图解阐释(含细节)，在一个实施例中，无线电801具有一个或多个天线890，该一个或多个天线可在无线电801外壳的内部或外部。该(等)天线可是任何类型天线，包括(但不限于)贴片天线、双极天线、单极天线、印刷电路板(“PCB”)天线，八木天线等。在一个实施例中，有单一天线890。在另一实施例中，有超过一个天线890，及另一实施例至少两个天线890相对于彼此交叉极化。在另一实施例中，天线或天线890是在无线电801在外部且耦合至一个或多个连接器891，该一个或多个连接器可是同轴连接器或其他传导连接器，或可是透过非传导连接器，包括(但不限于)RF或电感式连接。外部天线也可耦合至无线电801而无需透过连接器耦合，包括(但不限于)经由固定有线连接。
在一个实施例中，无线电801自透过一个或两个同轴缆线841或842耦合的外部电源接收电力(DC或AC电力形式)。在另一实施例中，无线电801自耦合至连接器892的外部电源接收电力，连接器892可是任何类型的连接器，包括(但不限于)DC或AC电力连接器(例如，EIAJ-01、EIAJ-02、EIAJ-03、EIAJ-04、EIAJ-05、Molex连接器等)。在另一实施例中，无线电801传导地接收电力，而无需连接器，包括(但不限于)透过有线连接。在另一实施例中，无线电801无线地接收电力，包括(但不限于)透过整流天线、透过电感式耦合件、透过天线890、透过外部天线、透过光伏电池、或透过其他无线传输手段无线地接收电力。
在一个实施例中，无线电801接收和/或传输透过一个或多个连接器893耦合的时序信号、校准信号和/或模拟信号或数字信号(统称为“附加信号”)。此类时序信号可包括(但不限于)频率，每秒脉冲数“PPS”、同步化、和/或全球定位卫星(“GPS”)信号。此类校准信号可包括(但不限于)模拟和/或数字形式的电力电平信息、信道状态信息、电力信息、RF信道信息、和/或预失真信息的一者或多者。在一个实施例中，无线接收和/或传输这些附加信号。在一个实施例中，透过同轴缆线841和/或842接收和/或传输这些附加信号。在一个实施例中，自无线电801传输和/或接收这些附加信号。在一个实施例中，自一个或多个外部装置传输和/或接收此类附加信号。在一个实施例中，该一个或多个外部装置是在该MU-MAS中的一个或多个附加无线电。在一个实施例中，该一个或多个外部装置是在该MU-MAS中的一个或多个用户装置。在一个实施例中，该一个或多个外部装置是非在该MU-MAS中的无线电的一个或多个装置。
1.3透过双绞线缆线菊链的无线电
图8b示出其中无线电811是相似于上文所公开的无线电801的无线收发器的实施例，惟无线电811的各端部具有网络连接器855及856(例如(但不限于)RJ-45、RJ-11连接器)、此类网络连接器耦合至双绞线缆线(例如(但不限于)第3类、第4类、第5类、第5e类、第6类、第6a，电话线等)、接着此类双绞线缆线将在左方透过连接器855连接至双绞线缆线851以及在右方透过连接器856耦合至双绞线缆线852除外。
该双绞线缆线菊链可使用任何标准或专属网络协议，包括(但不限于)以太网络。
在较大图解阐释下方展示无线电811的较小图解阐释。如在此较小图解阐释(其中已移除大部分细节)中可见，无线电811可在左方透过双绞线缆线851而与无线电810菊链以及在右方透过双绞线缆线852而与无线电812菊链。无线电812继而在右方与无线电813菊链。在此图解阐释中，展示无线电813在菊链的端部处。展示无线电810与双绞线缆线850在菊链的起始处，双绞线缆线可用于连接至(但不限于)更多无线电、电力、数据连接、网络、运算资源和/或RF信号、和/或其他数字或模拟信号。无线电810、811、812、813和/或耦合至此菊链的附加无线电可是很大程度上相同或相似结构和/或构型的无线电，或此类无线电在结构和/或构型方面可相当不同。
再次转至在菊链上方的无线电811的较大图解阐释(含细节)，该无线电具有的连接器及特征相似上文针对无线电801所描述者。在其他实施例中，无线电811具有：一个或多个天线890，其可在无线电811外壳的内部或外部；及一个或多个天线连接器891，如上文关于无线电801所详述者。
在一个实施例中，无线电811自透过一个或两个双绞线缆线851或852耦合的外部电源接收电力(DC或AC电力形式)。在其他实施例中，无线电811自耦合至连接器892的外部电源接收电力和/或无线地接收电力，如上文关于无线电801所详述者。
在一个实施例中，无线电811接收和/或传输透过一个或多个连接器812耦合的附加信号。在一个实施例中，无线接收和/或传输这些附加信号。在一个实施例中，透过双绞线851和/或852接收和/或传输这些附加信号。在一个实施例中，自无线电811传输和/或接收这些附加信号。在其他实施例中，自一个或多个外部装置传输和/或接收此类附加信号，如上文关于无线电801所详述者。
1.4透过纤维缆线菊炼的无线电
图8c示出其中无线电821是相似于上文所公开的无线电801及811的无线收发器的实施例，惟无线电821的各端部具有网络连接器865及866(例如(但不限于)ST、DC、SC、LC、MU、MT-RJ、MPO连接器)、此类网络连接器耦合至纤维缆线(例如(但不限于)多模、单模等)、接着此类纤维缆线将在左方透过连接器865连接至纤维缆线861以及在右方透过连接器866耦合至纤维缆线862除外。
该纤维缆线菊链可使用任何标准或专属网络协议，包括(但不限于)以太网络和/或通用公共无线电接口(“CPRI”)等。
在较大图解阐释下方展示无线电821的较小图解阐释。如在此较小图解阐释(其中已移除大部分细节)中可见，无线电821可在左方透过纤维缆线861而与无线电820菊链以及在右方透过纤维缆线863而与无线电822菊链。并且，无线电822继而在右方与无线电823菊链。在此图解阐释中，展示无线电823在菊链的端部处。展示无线电820与纤维缆线860在菊链的起始处，纤维缆线可用于连接至(但不限于)更多无线电、电力、数据连接、网络、运算资源和/或RF信号、和/或其他数字或模拟信号。无线电820、821、822、823和/或耦合至此菊链的附加无线电可是很大程度上相同或相似结构和/或构型的无线电，或此类无线电在结构和/或构型方面可相当不同。
再次转至在菊链上方的无线电821的较大图解阐释(含细节)，该无线电具有的连接器及特征相似上文针对无线电801及811所描述者。在其他实施例中，无线电811具有：一个或多个天线890，该一个或多个天线可在该无线电811外壳的内部或外部；及一个或多个天线连接器891，如上文关于无线电801所详述者。
在一个实施例中，无线电821自如透过一个或两个纤维缆线861或862所传输的光且转换成电力(例如(但不限于)响应于光波长而经由光伏电池或整流天线进行转换)所耦合的外部电源接收电力。在其他实施例中，无线电821自耦合至连接器892的外部电源接收电力和/或无线地接收电力，如上文关于无线电801所详述者。
在一个实施例中，无线电821接收和/或传输透过一个或多个连接器893耦合的附加信号。在一个实施例中，无线接收和/或传输这些附加信号。在一个实施例中，透过纤维缆线861和/或862接收和/或传输这些附加信号。在一个实施例中，自无线电821传输和/或接收这些附加信号。在其他实施例中，自一个或多个外部装置传输和/或接收此类附加信号，如上文关于无线电801所详述者。
1.5使用超过一种类型缆线菊炼的无线电
比较无线电801、811与821，可看出此类无线电结构上相当相似，其中一差别是：在无线电801的情况中，此类菊链缆线是同轴缆线；在无线电811的情况中，此类菊链缆线是双绞线缆线；在无线电821的情况中，此类菊链缆线是纤维缆线。比较同轴缆线及双绞线缆线，就电气特性而论，同轴缆线及双绞线缆线具有许多相似性，包括(但不限于)传输DC或AC电力的能力及传输RF信号的能力。取决于特定类型同轴或双绞线缆线，缆线就电气或RF特性而论可不同，在于(但不限于)传输不同DC或AC电压或电流的效率、传输不同RF辐射波长的效率、在不同RF辐射波长的缆线泄漏、在不同频率的阻抗、对DC的电阻、缆线中的导体数目、及可传输的信号功率。
比较纤维缆线与双绞线缆线或同轴缆线，主要差异在于，纤维缆线传输光辐射波长且不传导以用于传输电气电力或RF辐射波长(例如，在低于纤维缆线经设计所传输的光辐射波长的波长)。不同类型纤维传输不同特性的不同光辐射波长，但是作为数据传输媒介，对于给定距离，与同轴或双绞线缆线相比，纤维缆线一般经受较少信号质量损失(例如(但不限于)信杂比(“SNR”))，使纤维缆线长距离维持高信号质量是可实行的，而对于同轴或双绞线缆线则是不切实际。此外，实务上，与同轴或双绞线缆线相比，纤维通常可传输较大带宽及较高数据速率信号。纤维缆线可与传导缆线(例如(但不限于)同轴缆线、双绞线缆线、或其他传导缆线)在相同缆线套筒中被制造，使得传导耦合的电力和/或RF辐射波长可与纤维上的光辐射被同时传输。或，在部署时，纤维缆线可与传导缆线系接或包覆在一起以达成相似结果。
此外，不同特定缆线具有不同物理特性，其可在不同部署案例中相关。缆线在厚度、重量、柔软性、耐久性、阻燃能力、成本等方面不同。选择使用哪种类型缆线(同轴缆线、双绞线缆线或纤维缆线)，及在各种类布缆内，具体选择使用各类型布缆(例如(但不限于)RG-6、RG-89、第5e类、第6类、多模式单一模式等)及连接器((但不限于)F-类型、BNC、RJ-45、RJ-11、ST、DC)以菊链无线电801、811和/或821，可根据大量因素被判定，包括(但不限于)：什么布缆已放置在安装站台处适当位置；布缆的成本；布缆的长度；无线电801、811、821或831的大小、成本、耗电量、热耗散、性能特性；美观考虑；环境考虑；法规要求；等。
在一些情况中，用于菊链的超过一种类型缆线特性可是给定无线电所欲的。在一个实施例中，在图8d中所示出，无线电831使用两种或更多种类型缆线用于菊链。无线电831在各侧上具有两种不同类型连接器以适应两种不同类型缆线，连接器875及876是同轴电缆连接器，以及连接器885及886是双绞线连接器。同轴缆线871及双绞线缆线881连接至左侧，以及同轴缆线872及双绞线缆线882连接至右侧。在另一实施例中，一或其他连接器是纤维连接器，纤维缆线附接至该纤维连接器。在另一实施例中，在无线电801、811、821、或831上的菊链连接器的一者、一些者或全部是用于不同类型缆线。在另一实施例中，在无线电801、811、821、或831上的菊链连接器的一者、一些者或全部是用于含有物理层收发器及连接器的模块(诸如(但不限于)一小外观尺寸可插入(“SFP”)模块)的连接器，双绞线缆线、纤维缆线、同轴缆线或一些其他形式缆线可连接至该连接器。
在较大图解阐释下方展示无线电831的较小图解阐释。如在此较小图解阐释(其中已移除大部分细节)中可见，无线电831可在左方透过缆线871及881而与无线电830菊链以及在右方透过缆线882而与无线电872及832菊链。并且，无线电832继而在右方与无线电833菊链。在此图解阐释中，展示无线电833在菊链的端部处。展示无线电830与缆线870及880在菊链的起始处，缆线可用于连接至(但不限于)更多无线电、电力、数据连接、网络、运算资源和/或RF信号、和/或其他数字或模拟信号。无线电830、831、832、833和/或耦合至此菊链的附加无线电可是很大程度上相同或相似结构和/或构型的无线电，或此类无线电在结构和/或构型方面可相当不同。相似地，诸如前文段落中所描述的含菊链连接器的无线电801、811、821或831的实施例可菊链在一起。天线耦合件(诸如上文搭配天线890、连接器891所描述者，或如透过其他构件所描述者)、电力耦合件(诸如上文搭配连接器892所描述者，或如透过其他构件所描述者)、和/或附加信号耦合件(诸如上文搭配连接器893所描述者，或如透过其他构件所描述者)适用于诸如前文段落中所描述的含菊链连接器的无线电801、811、821或831的实施例。
2.菊链无线电架构实施例
图9a、图9b、图9c、图9d及图9e示出图8a、图8b、图8c及图8d的无线电801、811、821，及831的数个实施例。图9a、图9b、图9c、图9d及图9e的各自中所示出的实施例的各自适用于无线电801、811、821及831的任何者，其具有给定说明书附图中所示出的组件。
图9a示出可插入至网络菊链中的无线电，该网络菊链透过网络链路耦合至数据中心或其他运算和/或数据资源(下文结合图16进一步详述)。图9a中示出两个网络物理接口(PHY)，其中PHY 901耦合至上游网络900(“上游”意指在菊链中更接近数据中心)及PHY 901连接至下游网络906(“下游”意指在菊链中更远离数据中心)。PHY 901透过物理互连件902(例如(但不限于)总线、串行互连件等)耦合至网络交换器903，及PHY 906透过物理互连件904耦合至网络交换器903。网络交换器903可被构造成于PHY 905与901之间上游或下游路由数据(因此实现网络“贯通”)和/或可被构造成透过物理互连件路由一些或所有资料至基频处理及控制单元910。在一个实施例中，该交换器被配置为一些或所有数据的特定路由。在另一实施例中，该交换器被构造成基于与数据相关联的来源地址或目的地地址(例如(但不限于)数据的IP地址)来路由数据。
网络交换器903耦合至基频处理及控制单元910，该基频处理及控制单元处理至/自网络交换器903的数据包作为待串流传输(例如(但不限于)作为连续样本被传送)至/自模拟转数字/数字转模拟单元911的数据(例如(但不限于)：8位、16位，24位，32位或任何长度数据样本；固定长度数字值、浮点数字值、压缩数字值、位编码数字值)，或使用此类数据包控制数据。
待串流传输至/自单元910的数据无需进一步处理而直接串流传输至/自单元910，或附加处理应用于该数据串流。附加处理可包括(但不限于)：缓冲该数据；保持该数据待搭配特定触发或时序事件而释放；压缩和/或解压缩该数据；透过(但不限于)有限脉冲响应(FIR)或其他滤波器过滤该数据；重取样该数据至高于或低于所接收时钟速率的不同时钟速率，或运用不同时间参考；按比例调整该资料的量值；限制该数据至最大值；自该串流删除数据样本；插入数据样本序列于该串流中；扰乱或解扰乱该资料；或加密或解密该资料；等。单元910也可包括专用硬件或运算构件以实施(但不限于)此段落中参考的部分或所有操作和/或无线协议的部分或所有功能，其可在等待、发送或接收数据(至/自网络交换器903或至/自单元912及在单元911中的模拟转数字/数字转模拟转换后)时实施。
至/自单元903的数据可用作控制数据(但不限于)以发送及接收讯息至/自在无线电中的任何子系统，在单元910内且还至/自其他单元，例如(但不限于)如连接至/自单元910及RF处理单元912的互连件913所展示。此类讯息可用于无论什么任何用途，包括(但不限于)：构型在无线电中的子系统的任何者；读取在无线电中的任何子系统的状态；发送或接收时序信息；重新路由数据串流；控制电力电平；变更样本速率；变更传输/接收频率；变更带宽；变更双工；于传输模式与接收模式之间切换；控制滤波；构型网络模式；加载影像至内存子系统或读取自该内存子系统一影像；或加载影像至可编程门阵列(FPGA)或自该FPGA读取影像等。
模拟转数字/数字转模拟单元911转换自单元910所接收的数字数据样本成耦合至RF处理单元912的一个或多个模拟电压和/或电流，及转换来自单元912的一个或多个模拟电压和/或电流成发送至单元910的数字数据样本。单元911可实施为依并列或串行形式接收数据，其中任何数据样本大小及任何数据速率被固定或可构型。
在传输路径中，由RF处理单元912所接收的一个或多个模拟电压和/或电流可耦合作为直接至一个或多个天线输出914的RF信号，或此类信号可用作调变至一个或多个载波频率上的一个或多个基频信号，载波频率是通过RF处理单元合成为RF波形，且接着在此类载波频率上的经调变信号耦合至一个或多个天线914。来自单元910的此类信号可是呈(但不限于)基频波形或基频I/Q波形的形式。
在接收路径中，自一个或多个天线914所接收的RF信号作为电压和/或电流直接耦合至单元911，或此类信号自一个或多个载波频率调变成基频波形或基频I/Q波形，作为电压和/或电流耦合至单元911的此类基频波形或基频I/Q波形待转换成数据串流。
RF单元912可包括(但不限于)其他RF处理功能，包括电力放大器、低噪声放大器、滤波器、衰减器、循环器、开关、及平衡-不平衡器等。
天线914可系任何类型天线，包括(但不限于)贴片天线、双极天线、单极天线、或PCB天线、八木天线等。在一个实施例中，有单一天线890。在另一实施例中，有超过一个天线890，及另一实施例至少两个天线890相对于彼此交叉极化。
图9b示出图9a中所示出的无线电附加的实施例，展示计时子系统的不同实施例。单元920是频率和/或同步散布及合成单元，其可实施(但不限于)在单一装置中或在多个装置中。单元920散布时序信号(包括(但不限于)频率及同步信号)至在该无线电内的其他子系统。如图9b中所示出，这些子系统可包括(但不限于)基频及控制单元910、模拟转数字/数字转模拟单元911、RF处理单元912、网络PHY 901、网络交换器903和/或网络PHY 902。散布至不同子系统的此类时序信号可是(但不限于)相同时序信号、彼此同步的不同时序信号、彼此不同步的不同时序信号、同步于外部参考的时序信号和/或基于(但不限于)构型或其他因素而同步或异步变更的时序信号。
此类时序信号可处于任何频率，包括(但不限于)10MHz，及此类时序信号可是(但不限于)相同频率、不同频率、变化频率和/或可变频率。此类时序信号可使用任何时序参考，包括(但不限于)外部参考、内部参考、或外部参考与内部参考的组合。
外部时序参考包括(但不限于)：自透过菊链传输的时序参考导出的时序参考922，无论上游921至下游923或下游923至上游921；全球定位卫星训练振荡器(“GPSDO”)924，其自接收自全球定位卫星的无线电信号导出时序参考(例如，10MHz频率及PPS)；外部频率参考；外部PPS 940；和/或通过网络PHY 901、网络交换器903、和/或网络PHY 905自上游网络900或下游网络906的导出网络时序信号。网络时序参考包括(但不限于)自Ethernet SyncE(例如，ITU G.8261，ITU G.8262，ITU G.8264等)导出的时序参考；IEEE 1588精确时间协议(Precision Time Protocol)；和/或自网络信号、协议或讯务(traffic)导出的频率及同步信号。
内部时序参考包括(但不限于)振荡器928和/或受控制振荡器929。振荡器928及929可是任何类型振荡器，不限于：石英晶体振荡器、铷钟、铯钟、和/或电阻器-电容器网络振荡器、电感器-电容器共振电路。振荡器928及929可属于任何稳定电平，包括(但不限于)：非稳定；温度补偿振荡器；和/或温控式振荡器。振荡器928及929可属于任何精确电平，包括(但不限于)：低精确、百万分的一(“ppm”)；十亿分的一(“ppb”)；在各频率范围中具有任何精确、具有任何艾伦(Allan Deviation)、具有任何短期或长期稳定性。振荡器929可具有外部输入，其通过用下列(但不限于)控制来控制其频率：电压、电流、电阻等的模拟值；串联、并联等耦合的数位值；和/或频率等。如果振荡器929受控于模拟值，则该振荡器可受控于(但不限于)分压器网络中的电位计、数字转模拟转换器930(其自单元910或另一来源接收的数字值931)等。如果振荡器929受控于数位值，则该振荡器受控于(但不限于)来自单元910或另一来源的数字值931等。受控制振荡器929的频率可是自然(free-running)频率，或同步于任何类型内部或外部时序来源，包括(但不限于)来自网络的时序、来自与网络分开的菊链的时序、来自数据中心的时序、来自无线协议的时序等。
在菊链网络上的时序可是自然时序或可使用任何数种网络同步化方法同步，包括(但不限于)SyncE和/或IEEE 1588等。同步协议可具有自己的自我同步化机制，或时序信号927可自一个网络PHY 901或905传递至另一者和/或至/自网络交换器903。
图9c示出图9a及图9b中所示出的无线电的附加实施例，展示电力转换及散布系统。单元950电力转换/散布单元且可实施(但不限于)在单一装置或多个装置中，以实施转换电力及透过耦合件(例如(但不限于)金属线、印刷电路板迹线、和/或透过组件、无线传输等)散布电力至各种子系统。单元950在无线电内散布电力，包括(但不限于)：不同电压；不同独立电力总线(无论相同或不同电压)；不同电流电平；AC或DC电力；无线电力；等。如图9c中所示出，自单元950接收电力的子系统可包括(但不限于)基频及控制单元910、模拟转数字/数字转模拟单元911、RF处理单元912、网络PHY 901、网络交换器903和/或网络PHY 902。散布至不同子系统的电力耦合件可是(但不限于)：相同电力耦合件；不同电力耦合件，其是相同或不同电压和/或电流；和/或可变电压等。
电力可处于任何电压或电流，包括(但不限于)AC、DC、1伏(“V”)、2.2V、3.3V、5V、-5V、6V、12V、可变电压。电力可来自任何来源，包括(但不限于)外部来源、内部来源、或外部来源与内部来源的组合。
外部电源包括(但不限于)：衍生自透过菊链传输的电源的贯通电源952，无论上游电力耦合件951至下游电力耦合件953或下游电力耦合件953至上游电力耦合件951；无线电力954，其可来自(但不限于)无线电波传输(例如(但不限于)通过整流天线所接收者)、电感式电力(例如(但不限于)透过变压器所耦合者)、光能量(例如(但不限于)透过光伏电池、整流天线等所耦合者)；透过菊链网络传输的网络电力，其透过自上游网络900至下游网络906的一直接耦合件957，或透过一个或两个网络PHY 900或905或网络交换器903中的一切换和/或电力插入；透过来自网络PHY 901、903或905的网络电力耦合件956；和/或外部电力连接955，其经由(但不限于)缆线、插口、传导触点；等。
经由至/自下游电力耦合件953之上游电力耦合件951，或经由至/自下游网络906之上游网络900，透过菊链的电力传输可始终被传递，或可仅如果无线电被构造成传递电力传输才允许传递电力传输，或外部条件(例如，检测适合的装置连接至菊链的任一端部)触发而允许传递电力。任何类型装置可用于控制是否透过包括(但不限于)机械中继器和/或晶体管(包括(但不限于)金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET))等传递电力。
内部电源包括任何类型电池958，包括(但不限于)锂离子、锂聚合物、燃料电池及发电机。
图9d示出图9a、图9b及图9c中所示出的无线电的附加实施例，展示耦合至RF处理单元912之上游RF链路961及下游RF链路963。RF链路961及963可透过下列呈菊链被耦合：传导耦合件，例如(但不限于)同轴缆线、双绞线缆线等)；或纤维，如果RF频率调变透过纤维传播的载波波长(例如(但不限于)红外光辐射、可见光辐射、和/或紫外光辐射等)；或无线耦合件，包括(但不限于)透过任何种类天线，和/或透过电感式耦合件。
RF链路961及963可：透过RF链路962耦合在一起且接着耦合至单元912，如图9d中所示出；或各RF链路可个别耦合至单元912；或RF链路彼此耦合，但是不耦合至单元912。这些耦合件的各自(无论彼此之间或至单元912)可是透过如前文段落中所详述的RF(包括光波长)耦合件的任何者。耦合件可是经由(但不限于)一个或多个(或任何类型)：直接连接；RF分波器；RF衰减器；RF平衡-不平衡器；RF滤波器；电力放大器；和/或低噪声放大器等。RF耦合件可不连接至任何事物，或连接至天线914的一者或多者。RF耦合件可在一个或多个RF中心频率传输信号及传输一个或多个带宽的信号。此类RF信号可一次传输、接收或两者至/自单元912、链路961和/或链路963的任何者。此类RF信号可传输任何种类信息和/或信号参考信息，包括(但不限于)数据、控制信号、RF协议、信标、RF时序信号、RF信道、RF电力参考、RF预失真信息、RF干扰信息、RF校准信息、频率、和/或PPS。
图9e示出图9a、图9b、图9c及图9d中所示出的无线电的附加实施例，展示上游网络链路900及下游网络链路906，其中网络是共同RF信道，而非切换式链路。例如，此是使用诸如(但不限于)MoCA及DOCSIS的网络协议来搭配同轴网络使用的共同构型。上游网络链路900及下游网络链路906耦合至RF分波器972，该RF分波器耦合至网络PHY 971，该网络PHY耦合至基频处理及控制910。RF分波器972可包括超过3个分支，且进一步可包括电力放大器以在一个或多个方向放大一些或全部RF信号。RF分波器972也可包括衰减器和/或滤波器以限制哪些RF频段在不同路径中传递。RF分波器972也可传递电力至一个或多个或多个上，且也可插入电力至其分支的一者或多者上。
图8a、图8b、图8c及图8d中所示出的无线电801、811、821及831的实施例可具有对应于上文在图9a、图9b、图9c、图9d及图9e中所描述的实施例的一者或多者的内部组件，有时候作为独立组件，及有时候作为组合式组件。例如(但不限于)，无线电801、811、821及831的各自具有上游及下游菊链缆线连接，其是同轴缆线(例如，841/842及871/872)、双绞线缆线(例如，851/852及881/882)、或纤维缆线(例如，861/862)。这些菊链连接可对应于图9a、图9b、图9c、图9d及图9e中的实施例，其是上游及下游菊链连接，诸如900/906、911/923、951/953及961/963。如果无线电801、811、821或831中的菊链缆线物理上能够是结合图9a、图9b、图9c、图9d及图9e中所描述的实施例，则菊链缆线可用于该实施例。例如，同轴及双绞线缆线菊链可用于传导地传输上游电力951及下游电力953(例如(但不限于)使用许多熟知的同轴缆线供电技术或以太网络供电技术的任何者)，但是纤维缆线无此能力，然而，纤维缆线可传输呈光形式传输的电力且例如(但不限于)使用光伏电池转换成电力。此类菊链缆线的各自也可传输上游标准及专属网络协议900以及下游标准及专属网络协议906，包括(但不限于)以太网络，如上文所提及。所有菊链缆线也可传输时序信息921及923，并且运用网络协议及传输时序信息的信号，所有菊链缆线可提供网络时序926。此类菊链缆线可传输某些频率/波长之上游RF 961及下游RF 963(例如(但不限于)许多同轴缆线可有效率传播1GHz频率，许多双绞线缆线有效率传播100MHz频率，及许多纤维缆线有效率传播1300nm波长)。
在无线电831的情况中，多个菊链缆线对可各对应于图9a、图9b、图9c、图9d及图9e所示出的菊链连接的一者，或各对应于多个菊链连接。
无线电801、811、821或831的天线890和/或天线连接器891可对应于图9a、图9b、图9c、图9d及图9e的天线914和/或在单元924和/或954上的天线。
无线电801、811、821或831的电力连接器892可对应于图9a、图9b、图9c、图9d及图9e的外部电力955。无线电801、811、821或831的天线890和/或天线连接器891也可对应于无线电力接收器954的天线。
无线电801、811、821或831的连接器893可传输附加信号，此类附加信号对应于外部频率925、PPS 940、或耦合至单元912的RF链路962。
3.在套筒或管内的无线电菊链
图10a、图10b、图10c及图10d示出数个实施例，其中图8a、图8b、图8c及图8d中所示出及上文所描述的无线电菊链无线电实施例连同图9a、图9b、图9c、图9d及图9e中所示出及上文所描述的菊链无线电架构实施例容置在套筒或管内。为了图解阐释，图10a、图10b、图10c及图10d中所展示的菊链无线电缺乏上文所描述的无线电菊链的许多细节，但是适用于图10a、图10b、图10c及图10d的任何者中所示出的套筒或管实施例之上述菊链实施例的任何者可使用在该实施例中。请注意，套筒或管可呈许多形式，包括(但不限于)完全包封无线电菊链的可挠性塑料管材，或部分包封无线电链的刚型塑料管。
图10a示出囊封无线电1000、1001、1002、1003的菊链的套筒或管1010。该菊链展示网络缆线1020及1021自两侧延伸且此类网络缆线可连接至(但不限于)附加菊链或无线电、上游或下游网络连接、电源、RF来源、时序来源等。事实上，可如上文所描述的大量实施例的任何者所描述来连接菊链连接。
图10b示出套筒或管囊封的菊链无线电。该菊链展示前文段落中所描述的无线电菊链，但是在此实施例中，套筒或管1011还囊封贯通缆线1030。贯通缆线1030可是用于任何用途的缆线，包括(但不限于)传输高数据速率数据的同轴缆线、双绞线缆线或同轴缆线和/或电力缆线。可有一个或多个贯通缆线1030。
图10c示出囊封菊链无线电及贯通缆线的套筒或管1012，如前文段落中所描述，但是在此实施例中，套筒或管是通过支撑股线1040被物理强化及可由各式各样材料的任何者(包括镀锌钢)所制成。含镀锌钢支撑股线的此套筒或管1012的实例是来自dura-line的“Figure 8”品牌管，其规格目前可在http://www.duraline.com/conduit/figure-8取得。支撑股线1040可有助于在例如电线杆之间的管的空中部署中支撑管。
图10d示出如前文段落中所描述的囊封无线电及含支撑股线1040的贯通缆线的菊链的套筒或管1012(以缩减大小的图解)，但是在此实施例中，套筒或管菊链1012与其他套筒或管呈接续菊链而连接。在此实施例中，在各套筒或管菊链1012之间有数据和/或电力耦合器1050，其可用于(但不限于)耦合电力至菊链端部1020或1021中和/或可用于耦合资料至/自该菊链端部1020。数据和/或电力耦合器1050可自支撑股线1040悬吊或透过另构件物理上支撑。电力可来自任何电源，包括(但不限于)贯通电力缆线1030和/或光伏电池等。数据连接可来自任何来源，包括贯通高带宽纤维双绞线或同轴缆线1030。资料和/或电力耦合器1050可是实用的，此是因为菊链布缆一般将有电力和/或数据吞吐量方面的限制，且在菊链上的各无线电1000、1001、1002及1003将汲取一定量电力且消耗一定量数据吞吐量。一旦菊链缆线的电力和/或数据容量耗尽，则不可附接更多无线电至菊链。贯通缆线1030可经指定以传输用于数个菊链的足够电力，且贯通缆线1030可经指定以支持足够高数据吞吐量以支持数个菊链。例如(但不限于)如果菊链缆线支持1GB(千兆位)Ethernet with Powerover Ethernet+(“PoE+”)电力限制(限于约25瓦(“W”))，且各无线电消耗225Mbps数据速率及6W电力，则如果菊链中有4个无线电，则将有900Mbps数据速率及24W电力，并且将无用于另一无线电的足够数据速率或电力。如果有一个或多个贯通缆线1030可(a)传输250W电力及(b)10Gbps数据速率，则将足以支持10个菊链，各菊链有4个无线电(24W*10＝240W，900Mbps*10＝9Gbps)。数据和/或电力耦合器1050可用许多方式的任何者来耦合电力至菊链缆线，包括使用含有10Gbps纤维埠及一个或多个1Gbps PoE+埠的市售PoE+交换器。请注意，虽然PoE+标准(例如，IEEE 802.3at-2009)可不支持电力菊链，但是仍可使用PoE+来提供电力至附接至该PoE+交换器的第一菊链无线电，且其后可使用至该菊链上的专属电力插入。专属电力插入技术包括(但不限于)耦合电力至菊链网络缆线中的网络信号导线。
3.无线电菊链的实务部署
图11示出含有在套筒及管中的菊链无线电(诸如图10a及图10d中所描述者)的电线杆。悬吊于两个电线杆之间的套筒或管1012相同于图10d中所示出含有4个菊链无线电1000、1001、1002、及1003者，其中菊链端部耦合至资料和/或电力耦合器1050，该数据和/或电力耦合器耦合至来自贯通缆线1030的高速数据，及自电力转换器1100接收电力，该电力转换器耦合至在电线杆的供电区带中的高功率电气线且降低用于单元1050的电压。电力表1101监测电力使用，用于计费或其他用途。因为连接至高电压电气线可是昂贵的，所以电力转换器1100可用于提供足够电力至许多单元1050，其中在贯通股线1030中于单元1050之间传输电力。
图11中还示出附接至电线杆的侧的套筒或管1010中的菊链无线电的垂直部署的实施例。此对应于图10a所示出的中套筒或管1010。在一端部，菊链网络连接1020附接至单元1050用于用于数据及电力。此是因为当此菊链到达地面时而终止，所以在底部端部处不需要接续菊链网络连接，还不需要贯通缆线。此外，因为该电线杆提供结构稳定性，所以不需要支撑股线。还请注意，单元1050耦合至3个菊链，在电线杆之间的两个大部分水平的空中菊链及在电线杆的侧的一个垂直菊链。未限制所有菊链必须是循序线网络拓扑；此类菊链可呈许多拓扑的任何者。例如(但不限于)此单元1050可通过使用PoE+网络交换器来支持3个菊链，该PoE+网络交换器含有3个埠用于该3菊链及1个埠用于高带宽贯通缆线。(例如，至该3个菊链的3个1Gbps PoE+连接及用于贯通缆线的1个10Gbps纤维连接)。
图11中所展示的菊链缆线的实施例仅是示例性。取决于(但不限于)部署需求、市政府法规、成本约束、跨距距离等，可使用呈任何拓扑的任何数目个菊链无线电构型。显然，无线电菊链看起来与布缆无有所不同。在许多自治区中，布缆不需要许可，或与天线许可相比更容易获得布缆许可。此外，自美观观点，与大型天线相比，缆线较不可见。
图12示出两个灯柱，无线电菊链1010附接至该两个灯柱。所示出的实施例符合图10a的无线电菊链1010。在此实施例中，透过地下管路1251耦合数据及电力连接，其中数据和/或电力耦合器1250在电线杆下方、依相同于图10d及图11中所示出的数据及电力耦合器1050的方式操作。如图11中，显然，无线电菊链看起来与布缆无有所不同。在许多自治区中，布缆不需要许可，或与天线许可相比更容易获得布缆许可。此外，自美观观点，与大型天线相比，缆线较不可见。
图13示出建筑物，其含有附接至该建筑物内外的许多无线电菊链。所有这些无线电数据链将连接至数据及电力连接，但是为了图解阐释，已省略数据及电力连接。无线电菊链1300是在屋顶的边缘。对于天线，屋顶边缘是高度有利地点，此是因为对街道有高角度能见度而无障碍。一般而言，在屋顶边缘上的大量天线将不美观，但是套筒或管可经制成而难以看见，因为(但不限于)套筒或管的小大小、能用匹配背景的颜色被彩绘、事实上可放置在建筑物上的凹壁中、事实上是可挠性且可适形于在建筑物上的架构特征(例如(但不限于)飞檐)的形状、及因为许多建筑物上已有缆线且看起来无有所不同。
图13展示无线电菊链的其他布置，包括：无线电菊链1301，其在窗上的架构特征上方以使其较不可见；及无线电菊链1302，其沿墙壁放置在基层附近(或许压入至墙壁上的凹壁中成更隐藏)；及无线电菊链1303，其垂直地沿墙角，或许沿降流管放置成较不可见。还展示无线电菊链1304是在户内，或许在天花板块上方或在墙壁中。请注意，在此实施例中，无线电菊链不是在套筒或管中，此是因为将有无此需要的情况，并且菊链可搭配暴露的无线电及缆线被放置。明确地，无线电菊链可放置在各式各样地点、户内及户外。在所有这些实施例中，无线电菊链经部署于便利部署无线电菊链的处且其中无线电菊链是美观可接受。
图14示出如何无线电菊链不需要部署成呈笔直线，而是可部署成呈符合该地点的物理和/或美观需求的任何形状。请注意，无线电菊链不需要部署成仅2维；无线电菊链可部署成x、y及z维。事实上，使用愈角分集，通常本优选MU-MAS实施例性能愈佳。
图15示出如何无线电菊链也可部署成呈数组拓扑。在此实施例中展示含64个无线电的8×8数组，其中16个菊链连接至网络交换器(例如(但不限于)PoE+交换器)。此一数组可用于许多应用，包括波束成形及MIMO。
图16示出如何云端无线电存取网络(“C-RAN”)架构可搭配无线电菊链使用。在一个实施例中，在数据中心服务器中运算基频波形。数据中心服务器可用作至数据中心的局域网络1601(例如(但不限于)如果该数据中心是在场馆中，且该局域网络散布遍及该场馆)，连接至交换器，该交换器连接至多个无线电菊链。
视线微波1602可用作数据链路延续比局域网络更远的距离，且也可连接至交换器，该交换器连接至多个无线电菊链。
纤维1603可延续非常长距离而无需视线需求且可连接至交换器，该交换器连接至多个无线电菊链。此外，该交换器可耦合重复纤维1604至另一交换器，接着该交换器可连接多个无线电菊链的另一群组。
虽然在图16中的图解阐释展示笔直菊链，如前文所提及，但是菊链可弯曲成便利且美观的任何形状。
图16中所示出的C-RAN拓扑支持图1、图2及图3以及相关专利及申请案中所示出的pCellTMMU-MAS系统。不同于其他无线技术，pCell支持极高密度无线电部署，且不是相依于特定无线电或天线布置(例如，相比而言，根据小区计划，蜂巢式技术需要特定无线电间距)。如此，pCell技术是高度适于本文所描述的菊链无线电实施例，且能够利用无线电放置于便利且美观的处。
本发明的实施例可包括以上已描述的各种步骤。此类步骤可体现于机器可执行指令中，此类机器可执行指令可用于致使通用或专用处理器执行此类步骤。或者，这些步骤可通过含有用于执行此类步骤的固线式逻辑的硬件组件执行、或通过程序化计算机组件及定制硬件组件的任何组合执行。
如本文中所描述，指令可指硬件的特定构型，诸如特定应用集成电路(ASIC)，其被构造成执行某些操作或具有储存于体现于非暂时性计算机可读媒体中的内存中的预定功能或软件指令。因此，图中所展示的技术可使用一个或多个电子装置上储存及执行的程序代码及数据来实施。此类电子装置使用计算机机器可读取媒体储存及传达(在内部和/或透过而网络与其他电子装置通信)程序代码及数据，诸如非暂时性计算机机器可读取媒体(例如：磁盘；光盘；随机存取内存；只读存储器；闪存装置；相变内存)及暂时性计算机机器可读取通信媒体(例如，电气、光学、声学或其他形式的传播信号，诸如载波、红外光信号、数字信号等)。
在此详细描述全文中，出于解释的目的，提出许多特定细节以便提供对本发明的彻底理解。然而，对所属领域技术人员来说将为显而易见的是，可在无这些特定细节中的一些的情况下实践本发明。在某些情况下，未详细描述熟知结构及功能以避免模糊本发明的目标。因此，本发明的范围及精神应根据下列权利要求书来判断。

Claims (8)

1.一种无线系统，包括：
第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器，所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器围封于管内；
第一有线连接件和第二有线连接件，所述第一有线连接件和所述第二有线连接件穿布通过所述管；
其中所述第一有线连接件传输数字基频数据至所述第一散布的无线收发器/从所述第一散布的无线收发器接收数字基频数据并且所述第二有线连接件传输数字基频数据至所述第二散布的无线收发器/从所述第二散布的无线收发器接收数字基频数据，
其中所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器将所述数字基频数据转换为射频RF信号，且
其中所述数字基频数据包括预编码波形并且从第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器同时发送或接收所述RF波形来以一方式相干地相加从而为多个用户装置设备UEs建立多个互不干扰的无线通信链路，其中每个UE在相同的无线频谱同时地接收仅用于其自身的数据源而不干扰同时向其它UE发送的数据。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器，所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器基于自所述有线传输件接收到的数据传输不同的无线波形。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括所述第一有线连接件和所述第二有线连接件，所述第一有线连接件耦合至所述第一散布的无线收发器并且所述第二有线连接件以菊链构型耦合于所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器之间。
4.根据权利要求3的系统，还包括所述第二散布的无线收发器，所述第二散布的无线收发器通过一个或多个有线连接件耦合至一个或多个附加的散布的无线收发器。
5.一种用于传输/接收无线信号的方法，包括：
将第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器围封于管内，
将第一有线连接件和第二有线连接件穿布通过所述管，以及
透过所述第一有线连接件传输数字基频数据至所述第一散布的无线收发器/从所述第一散布的无线收发器接收数字基频数据，以及透过所述第二有线连接件传输数据至所述第二散布的无线收发器/从所述第二散布的无线收发器接收数字基频数据，
其中所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器将所述数字基频数据转换为射频RF信号，且
其中所述数字基频数据包括预编码波形并且从第一散布的无线收发器和第二散布的无线收发器同时发送或接收所述RF波形来以一方式相干地相加从而为多个用户装置设备UEs建立多个互不干扰的无线通信链路，其中每个UE在相同的无线频谱同时地接收仅用于其自身的数据源而不干扰同时向其它UE发送的数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器基于自所述有线传输件接收的数据传输不同的无线波形。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一有线连接件耦合至所述第一散布的无线收发器，并且所述第二有线连接件以菊链构型耦合于所述第一散布的无线收发器和所述第二散布的无线收发器之间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二散布的无线收发器通过一个或多个有线连接件耦合至一个或多个附加的散布的无线收发器。
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