CN110431914B - 具有用户设备终端能力的远程射频头 - Google Patents

Abstract

一种分布式无线接入网(RAN)的远程射频头(RRH)配置了与其合设的用户设备(UE)。所述UE可以是集成到RRH的芯片组，所述RRH通过前传网络与RAN的其他部件连接。所述UE可用于向RRH和/或从RRH中继信息，如管理信息。所述UE获得的定时信息可以提供给所述RRH，并用作前传时延的指示。所述RRH然后可根据前传时延指示调整其操作。

Description

具有用户设备终端能力的远程射频头

交叉申请

本发明要求于2017年4月20日递交的发明名称为“具有用户设备终端能力的远程射频头”的第15492044号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及远程射频头设备的管理和配置。

背景技术

无线通信网络，如第四代(4G)移动网络、第五代(5G)移动网络等，允许用户设备(User Equipment，简称为UE)移动设备之间相互通信，并允许其通过无线接入网(radioaccess network，简称为RAN)基础设施与其他设备进行通信。满足长期演进(LongTermEvolution，简称为LTE)标准的网络被认为是4G网络的一种实现。RAN基础设施可以体现在基站中，例如包括天线、射频和基带处理设备等。在LTE网络中，该基础设施大部分是在演进型基站(evolved NodeB，简称为eNB)上。

RAN设计趋势是将不同的RAN功能按空间进行分布。例如，第三代(3G)移动网络实现了分布式基站，其中远程射频头(remote radio head，简称为RRH)通过光纤链路与基带单元(baseband unit，简称为BBU)分离。前传网络指用于连接BBU和RRH的通信网络。提出了基于云或集中式RAN(centralized RAN，简称为C-RAN)的解决方案，用于在资源池中对BBU资源进行大规模集中，这些BBU资源与该领域的多个RRH单元连接。

然而，RAN网元如BBU和RRH网元的空间分布带来各种实施问题。例如，前传网络可以引入未知的和潜在的时变延迟，这可以减少不同RRH之间的相位误差。太大的相位误差会影响操作需求，如空口正交性的需求、协作多点(coordinated multipoint，简称为CoMP)需求、增强型小区间干扰协调(enhanced inter-cell interference coordination，简称为eICIC)需求、载波聚合技术需求、多入多出MIMO通信系统需求等。例如，与多个RRH进行联合传输的CoMP需要精度为±1.5μs的相位同步。

保证RRH相位校准的各种技术包括：通过GPS信号对不同的RRH内部时钟进行同步，或者通过可能具有SyncE技术的IEEE 1588(PTP)等协议进行同步。如果使用RRH，所述RRH还可以从通用公共无线接口(common public radio interface，简称为CPRI)接收一些定时信息。然而，在特定情况下，这类方法可能是复杂的和/或不够的。例如，部署在室内环境中的RRH可能无法使用GPS信号。

因此，需要一种方法和装置来消除或减少现有技术的一个或多个限制。

提供此背景信息是为了揭示申请人认为与本发明可能相关的信息。不应认为也不应理解为本文中的前述任何信息构成与本发明对立的现有技术。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种具有用户设备(UE)终端能力的远程射频头(RRH)。根据一个实施例，提供了一种用于分布式无线接入网(RAN)的基础设施装置，所述基础设施装置包括RRH和与其合设的UE组件。所述RRH包括网络接口，用于通过前传通信网络将RRH操作性地耦合到所述分布式RAN的一个或多个其他组件。所述RRH还包括射频(radiofrequency，简称为RF)收发器，所述射频收发器用于通过所述分布式RAN支持的无线通信协议例如包含所述分布式RAN的移动网络采用的无线通信协议与所述RRH服务的UE进行通信。UE组件包括通过无线通信协议进行通信的收发器。所述UE组件可以包括其他组件，例如支持符合无线通信协议的某些通信和管理功能的芯片组。所述UE组件用于与所述RRH进行互操作，以便于RRH操作。UE组件可以包含支持该互操作的通信接口，该通信接口与所述RRH的对应通信接口耦合。这些通信接口可以但不一定采用所述无线通信协议。所述UE还通过所述分布式RAN支持的无线通信协议与所述分布式RAN通信耦合。

根据另一实施例，提供了一种分布式无线接入网(RAN)，包括：基带单元(BBU)；与所述BBU处于不同位置的远程射频头(RRH)；与所述RRH共设的用户设备(UE)组件。所述RRH包括网络接口，用于通过前传通信网络将所述RRH操作性地耦合到所述BBU。所述RRH还包括射频(RF)收发器。所述UE组件用于与所述RRH进行互操作，以便于RRH操作。所述UE组件通过由此支持的无线通信协议与所述分布式RAN进一步通信耦合。

根据另一实施例，提供了一种对分布式无线接入网(RAN)远程射频头(RRH)进行操作的方法。所述方法包括：所述RRH接收与其合设的用户设备(UE)的数据，该数据通过所述分布式RAN支持的无线通信协议传输给所述UE。所述方法还包括：根据收到的数据调整所述RRH的操作。

所述数据可以包括用于对所述分布式RAN进行操作的控制或管理数据。所述数据可以包括时延、定时或同步数据，用于调整所述RRH的定时信息，例如将所述RRH与其他RRH进行同步。所述数据可以包括时间提前指令或发送到所述UE的类似指令中包含的定时信息，所述RRH将所述数据作为前传定时信息的指示。所述定时信息可以表示所述UE和所述分布式RAN的基站之间的时延，也可以表示所述RRH和所述分布式RAN的另一组件(例如BBU)之间的前传时延。

根据另一实施例，提供了一种对分布式无线接入网(RAN)远程射频头(RRH)进行操作的方法。所述方法包括：所述RRH向与其合设的用户设备(UE)提供数据。所述方法还包括：所述UE通过所述分布式RAN支持的无线通信协议将数据传输到包含所述RRH的分布式无线接入网。所述数据可以包括用于对所述分布式RAN进行操作的控制或管理数据。

附图说明

通过结合附图将进一步地对本发明的特征和优点进行以下阐述：

图1A举例说明了非分布式基站中存在的时延。

图1B举例说明了分布式基站中存在的时延。

图2示出了本发明实施例提供的一种装置。

图3示出了本发明实施例提供的一种分布式RAN。

图4示出了本发明实施例提供的一种方法。

图5示出了本发明另一实施例提供的一种方法。

图6示出了本发明实施例提供的涉及BBU、RRH和远程客户端UE的时序图。

需要注意的是，在整个附图中相似的特征由相似的参考数字标识。

具体实施方式

LTE、LTE-A和5G兼容网络等高级的移动网络(无线接入网络)通过多种方式实现高速率数据传输，尤其是对于来自多个源的协调信号。

需要在移动网络中对基站进行外部同步，以便不同天线或不同基站传输的信号在到达所述UE时完成相位校准。允许存在一些相位校准误差，但是太大误差会降低业务性能。我们可以认为存在网元级和网络级的同步。在网元级，可以通过充分的设备设计来控制传输信号相对于外部定时信号的定时关系，从而使时延具有确定性。在网络级，网络工程可用于使呈现给基站的同步信号精确到特定范围内。

“同步”这个术语在行业中使用比较随意，因此需要对本发明的有关定义进行澄清。对于移动网络来说，同步意味着信号可以在频率(即同步)、相位和时间上追溯到一个基准。对于相位同步，移动网络可能根据接口依赖于特定的相位信号，例如秒脉冲接口和/或精确的时间参考。但是需要注意的是，同步性能下降可以用相位误差(例如时间)来指示，或同步性能下降可以指示为两个信号之间部分频率偏移的无量纲的度量。

随着网络演进和不断增长的无线带宽需求，基站架构也在不断演进，使基站更加模块化。例如，这样可以使得基带和射频组件的供应商相互独立。在行业内，分离式(分布式)基站的组件术语各不相同，为简化并且统一，在此采用了术语“基带单元(BBU)”和“远程射频头(RRH)”。RRH可以是远程无线单元(remote radio unit，简称为RRU)。这两个组件之间可以通过光纤连接，相比早期无线基站中使用的同轴铜电缆，光纤的数据传输能力更强大，覆盖距离更远。部署和操作更灵活，从而全方位降低网络成本。随着BBU和RRH之间的连通性不断提高，两者之间的连接被称为“前传”网络，该连接可能涉及简单的点对点光纤连接或者使用以太网、OTN或PON等的交换/路由网络。

与早期无线接入网相比，为了理解本发明的同步，BBU、前传网络和RRH的组合被认为是分布式基站架构或分布式RAN架构。在这种架构中，天线端产生的信号之间的定时关系并不一定像以前的RAN技术那样完全由设备设计控制。相反，由于分布式基站组件在地理上的分离，天线信号的定时可能会发生变化。

LTE采用时间提前技术来补偿UE上行(uplink，简称为UL)传输的定时偏移量。在LTE中，需要所述DL和UL传输的正交性，以避免符号间和子载波间的干扰。如果调度两个UE进行同时传输，但与eNB之间的距离各不同，则它们的信号可能在所述eNB处产生干扰。这是由于各所述UE具有不同的空中(over-the-air，简称为OTA)传输时延。为补偿OTA时延的变化，各UE被指示以一个设置的偏移量来开始UL传输，以便所述UE发送的UL信号充分地在子帧边界的所述eNB处接收。这样，在所述eNB处同时接收多个UE的UL传输数据，从而保持了UL传输的正交性。LTE时间提前机制是用于测量OTA时延并为所述UE提供合适定时偏移量的一种工具。本发明实施例将这种时间提前机制用于其他目的，也就是调整所述RRH的操作，例如以补偿前传时延。

图1A示出了非分布式基站100中存在的时延。LTE-A基站(例如eNB)作为非分布式或集成基站100的一个例子。为实现无线接入网与用户设备(UE)120之间的良好性能，需要将在所述基站100的天线105、110上传输的信号之间的相位关系控制在特定范围内。所述两个天线的相位关系可能与所述基站100的定时输入(例如外部定时输入)有关。在本例中，假设所述基站100与所述天线105和110之间的信号时延d1107和d2112是已知固定值。在某些情况下，时延可以忽略不计。基站时延T1108和T2113分别代表所述天线105和110所传输的信号的内部时延，且可通过例如基站设计进行配置，以抵消或补偿所述时延d1107和d2112之间的差值。例如，对于预定的最大时延差值ΔT，可以按照以下公式设置T1和T2：

|(T₁+d₁)-(T₂+d₂)|≤ΔT

图1B示出了分布式RAN/基站130中存在的时延，所述分布式RAN/基站130包括BBU132和通过前传网络138耦合到BBU 132的RRH 134和136。时延T1148和T2153分别表示BBU132和RRH 134、136之间的时延。在图1B所示的分布式基站中，基站时延T1148和T2153依赖于前传网络。因此，所述时延T1148和T2153可能会发生变化而且数值未知。因此，保持|T1-T2|的差值小于ΔT更加困难了。(为简化，可以抑制从RRH到天线的传输时延，但可以根据需要将该传输时延添加到时延T1和T2。)虽然在传输网络中可以进行一定程度的时延控制，但是所需的粒度通常不足以控制前传应用的时延。

如下文详述，本发明实施例可用于确定和校正分布式基站配置如涉及通过前传网络连接的不同组件的配置中的(可能随时间发生变化和/或未知的)固有延迟。进一步地或可选地，采用本发明实施例可便于分布式基站RRH发送/接收管理信令。

本发明实施例提供了一种装置，所述装置将有限功能或全部功能的UE组件合入到RRH安装。例如，所述RRH可以配备UE芯片组，该芯片组与所述RRH共设且操作性地耦合。该UE组件在此称为RRH-UE。例如，所述RRH-UE可以在物理上和功能上集成到RRH中。

本发明实施例提供了由RRH和BBU组成的分布式RAN，其中RRH-UE按如上所述合入到所述RRH。所述RRH和BBU通常通过前传网络耦合。前传网络比如可以包括有线、无线和/或光通信链路。所述分布式RAN可以包含不同位置的多个RRH，每个RRH都包含各自的RRH-UE。

在各种实施例中，所述RRH-UE用于向所述RRH发送/从所述RRH接收控制和/或管理信号。例如，所述RRH-UE通过(例如专门或专用的)控制/管理信道操作性地耦合到与其合设的RRH。所述RRH-UE还通过移动网络无线通信协议经由通信链路即所述分布式RAN支持的链路与分布式RAN通信耦合。这种无线协议(例如LTE或5G协议)通常也可由所述RRH服务的UE使用。需要注意的是，所述分布式RAN包括所述RRH，但是所述控制/管理信道和通信链路可以看作是独立实体。

在一些实施例中，所述管理信号通常可以包括用于管理所述RRH配置和/或操作的消息或所述分布式RAN的消息，并且所述RRH-UE可用于对此类消息进行中继。例如，所述管理信号可用于发送前传管理数据、RAN操作、维护和控制数据(例如集中式RAN(centralized-RAN，简称为CRAN)数据)，以及网络统计、配置和调度数据。这可以称为管理信道信息。

在一些实施例中，所述控制和/或管理信号可以包括指示所述RRH和与其耦合的BBU(或包括所述RRH的分布式RAN的其他组件)之间的时延或传输时延的数据。所述控制和/或管理信号可以包括所述RRH用于调整其传输操作定时的定时信息，以便校正此类延迟或解决多个RRH之间缺乏同步的问题。例如，RRH-UE可用于将RRH与BBU同步，和/或将RRH与所述分布式RAN的其他RRH同步。在一些实施例中，发送到所述RRH-UE的信号可以是要发送给所述UE的传统信号，例如由所述RRH占用和使用的UE时间提前指令，其可能未包含为此目的必须显式提供的信号。

因此，RRH-UE可用于确定关联的RRH与BBU(或包括所述RRH的分布式基站的其他组件)之间的时延。例如，RRH-UE还可用于将RRH与BBU同步，和/或将RRH与所述分布式RAN的其他RRH同步。RRH-UE还可进一步地或可选地用于向与其关联的RRH发送和/或接收信息，如管理信道信息。

本文使用的术语“UE”一般指各种设备中的一种，比如消费型或机器型设备，其通过无线通信协议与RAN基础设施进行通信。UE也被称为移动设备。本领域技术人员应知道移动设备为用于连接移动网络的设备。这种连接通常无线连接到访问节点。访问节点(accessnode，简称为AN)可以是基站(例如NodeB或eNodeB)、Wi-FiTM无线接入点或提供回程网络接入点的其他设备。访问节点可以是分布式的，其各种组件通过前传网络连接。虽然移动网络用于支持移动性，但移动设备本身并不一定必须是移动性的。一些移动设备，如计量设备(如智能电表)可能是非移动性的，但仍然利用移动网络。

此外，在本发明中所述RRH-UE通常是非移动性的，而且不一定与访问节点进行无线通信(尽管在一些实施例中可能提供无线空中通信)。但是，所述RRH-UE通过无线通信协议与RRH通信，其理解是，在一些实施例中与此类协议相对应的通信信号可以通过有线基础设施(例如连接到接入节点天线或RRH天线接口的有线连接)传输。此外，所述RRH-UE可能会忽略某些非重要组件和功能，所述组件和功能通常用于其他消费型或机器型UE中。

本文使用的术语“远程射频头”(RRH)是指与移动网络天线共设的移动网络无线设备。所述RRH可以包括分布式基站如eNB的RF功能。所述RRH与分布式基站的其他组件是分离的(例如在地理上分离)，所述组件例如是但不一定限于BBU。

本文使用的术语“基带单元”(BBU)是指位置上远离所述RRH，但通过所述前传网络与所述RRH通信耦合的移动网络无线设备。例如，所述BBU可以包含分布式基站的基带功能，并且可以位于数据中心。

应该理解的是，存在许多的基站配置和方法用于在地理上分散基站的功能，其中所述功能通过所述前传网络通信耦合。术语“RRH”和“BBU”可以涵盖各种此类配置和分布。

本文使用的术语“分布式RAN”指的是无线接入网络，所述无线接入网络包括至少一个基站或节点(例如eNB)；以及在地理上分散的组件，例如以使得组件间信号传输时延变得重要；和/或前传网络，用于耦合组件。分布式RAN可以包括多个基站和/或RRH。

图2示出了一种根据本发明实施例提供的用于移动网络的基础设施装置200。所述设备200包括远程射频头(RRH)210，所述RRH 210包括至少一个网络接口212和一个射频(radio frequency，简称为RF)收发器216。所述网络接口212用于通过前传通信网络220将所述RRH 210操作性地耦合到分布式无线接入网(RAN)的一个或多个其他组件(例如BBU222)。所述RF收发器216与天线225耦合，用于通过所述移动网络无线通信协议向UE提供移动网络服务。所述RRH还包括控制电路214和内部接口218。所述控制电路214可包括所述RRH的工作组件，如基带电子产品、管理信号响应电路、定时调节电路等。所述RRH可以包括其他功能组件，如微处理器和存储器、信号处理器、微控制器，或其他控制硬件、软件或固件，这些对于提供RRH操作能力的本领域技术人员来说是很容易理解的。

所述装置200还包括与所述RRH 210共设且与所述RRH操作性地耦合的用户设备组件(user equipment component，简称为RRH-UE)230。所述RRH-UE 230用于与所述RRH 210进行互操作，以便于RRH和/或RAN操作。所述RRH-UE 230通过其无线通信协议与所述移动网络通信耦合。该通信耦合包括由所述RRH 210处理的通信链路。所述通信链路可以利用所述天线225或绕过所述天线225，例如通过如下绕过所述天线225：通过设置所述RF发射与接收器216和所述天线225之间的天线馈源的抽头并将抽头连接到所述RRH-UE的RF收发器组件。所述通信链路同样可以绕过所述RF收发器216，且所述RRH和所述RRH-UE进行甚至更基本的连接但仍然使用至少部分所述无线通信协议栈。

所述RRH-UE 230和所述RRH 210之间的互操作可以包括它们通过专门的控制/管理信道进行通信。该信道的物理支持可以以多种方式实现。在一些实施例中，所述信道可以由所述RRH-UE 230和所述RRH 210之间的光链路、有线或无线链路支持，该链路绕过所述天线225和所述RF收发器216。在一些实施例中，所述RRH-UE 230集成到所述RRH210中，例如通过在与所述RRH 210电路进行接口连接的电路中提供所述RRH-UE 230的芯片组来集成所述RRH-UE 230。所述RRH-UE芯片组可以在所述RRH的主电路板上提供或在所述RRH的扩展槽里插入的单独模块上提供。可以通过内部数据总线或类似数据链路技术对所述RRH-UE 230和所述RRH 210之间在所述控制/管理信道上的通信提供支持。

在其他实施例中，所述信道可以通过所述RF收发器216以及所述RRH-UE对应的RF收发器236进行通信。在一些此类实施例中，可以用所述天线225，而在其他此类实施例中，可以绕过所述天线225，例如通过如下绕过所述天线225：通过设置所述天线225和所述RF收发器216之间的天线馈源的抽头并将所述RRH-UE 230和所述RRH 210之间信道的RF信号通过抽头进行路由。

所述RRH-UE 230可以包括采用所述移动网络无线通信协议进行操作的标准UE的所有组件和功能。另外，所述RRH-UE 230可以包括有限数量的此类组件和功能，但不包括对支持所述装置200的功能来说不是必需的其他组件和功能。例如，所述RRH-UE 230可以用作简化的芯片组，使所述RRH-UE与基站充分交互从而实现LTE时间提前调整(timing advanceadjustment，简称为TA)流程。

如图所示，在一些实施例中，所述RRH-UE 230包括协议/控制电路234，所述协议/控制电路234提供UE的标准协议的组件和功能，以及用于将所述RRH-UE 230与所述RRH 210进行接口连接的控制电路。所述RRH-UE 230还可以包括RF收发器236，所述RF收发器236用于通过无线通信协议与所述RF收发器216进行通信。所述RRH-UE 230还可以包括内部接口238，所述内部接口238用于与所述RRH 210对应的内部接口218进行通信。

以下是将管理信号发送到所述RRH的路径示例。所述信号通过所述前传220从所述BBU 222传输到所述RRH 210的接口212，然后经由216的RF发射器部分通过所述无线通信协议在管理信道上传输。所述信号由所述RRH-UE 230的236中的RF接收器部分接收，并传递至其内部接口238。所述信号从所述BBU 222到所述236的RF接收器部分的传输可以通过所支持的通信协议栈的基站到UE管理信道进行。然后所述信号发送到所述RRH的内部接口218，再发送到所述控制电路214。上述路径也可以反向进行。

图3示出了根据本发明实施例提供的分布式RAN 300的一部分。所述分布式RAN300包括基带单元(BBU)350和与所述BBU 350处于不同位置的远程射频头(RRH)310。可以使用资源池355中的资源例如数据中心的资源来支持/实例化所述BBU 350。也可以存在其他RRH360，一些或全部所述其他RRH 360可以包含RRH-UE。所述BBU 350可以进一步操作性地耦合到RAN回程375。所述BBU 350和RRH 310可视为同一分布式基站(例如eNB)的组件，但位于不同的地理位置。所述RRH 310可以如图2所示配置。特别地，所述RRH 310包括RRH-UE或操作性地耦合到RRH-UE。

图4示出了一种根据本发明实施例用于对分布式RAN/移动网络的RRH进行操作的方法400。所述方法400包括所述RRH接收与其合设的用户设备(RRH-UE)的数据(410)。所述数据通过所述分布式RAN/移动网络无线通信协议经由通信链路传输(例如由包含RRH的基站传输)到所述RRH-UE，随后所述RRH-UE将数据指示提供给所述RRH(例如通过有线或无线链路)。所述方法还包括：根据接收到的数据调整所述RRH的操作(420)。所述数据可以由所述RRH-UE中继的管理信号进行承载。在一些实施例中，所述数据用于估计所述RRH与分布式基站或分布式RAN的其他部件之间的前传时延，可用于同步所述RRH(例如与其他RRH)操作的数据，或其组合。

图5示出了对分布式RAN/移动网络中RRH进行操作的另一方法500。所述方法包括：所述RRH向与其合设的RRH-UE提供数据(510)。所述RRH可以通过有线或无线链路向所述RRH-UE提供信息。所述方法还包括：随后通过所述分布式RAN/移动网络无线通信协议经由通信链路将所述数据从所述RRH-UE传输到基站，例如包含RRH的基站(520)。因此所述RRH-UE可以作为转发数据的中继。所述数据可由所述RRH-UE中继的管理信号承载。

在一些实施例中，所述RRH-UE用于向所述RRH提供与物理(PHY)空口相关的某些参数。所述RRH-UE可以使用已知流程获取该信息。例如，所述RRH-UE可以通过物理层流程获取定时和/或时延信息。例如，相关流程在“3GPP TS 05.10V8.12.0；技术规范组GSM/EDGE无线接入网(Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network)；数字蜂窝通信系统(Phase 2+)；无线子系统同步；(Release 1999)”、“2003年8月，第三代伙伴计划”、“3GPP TS 45.010V10.0.0(2010-11)；技术规范；技术规范组GSM/EDGE无线接入网；无线子系统同步；(Release 10)”、“2010年11月，第三代伙伴计划”等规范中进行了定义。此类流程比如可以包括空口时间和频率同步流程。可以包括分别采用主同步信号(primarysynchronization signals，简称为PSS)和辅同步信号(secondary synchronizationsignal，简称为SSS)的粗同步和细同步。现有的导频音和参考信号也可用于同步。基于此类流程，所述RRH-UE可用于支持符号级别、子帧级别和帧级别的定时同步，例如长期演进或兼容5G的移动网络。

虽然所述RRH-UE可以使用现有流程将自身同步到所述RAN，但本发明的一个更相关的特性是，所述RRH-UE可以向所述RRH提供在此类同步流程中生成或提供给所述RRH-UE的数据。然后，所述RRH也可以使用所述数据(例如，时间提前量或时延数据)来调整RRH操作，例如以促使(例如，改进甚至优化)RRH操作同步具有足够的准确性。

在一些实施例中，所述RRH-UE用于获取和提供可用于估计和/或补偿前传时延的测量值。这一特性可用于将所述RRH与其他RAN组件(如集中式BBU和其他RRH设备)进行同步。因此，通过前传网络可以提供通信连接设备(例如RRH)的同步。

在各种实施例中，使用时间提前调整(TA)机制以提供用于RRH同步的数据。TA是3GPP标准定义的流程，用于对从多个UE到同一eNB的上行传输进行同步。这对于保持多个UE的UL传输正交性和避免符号间干扰尤为必要。TA流程通过测量所述eNB和所述UE之间的往返时间(Round Trip Time，简称为RTT)来进行。通常假设OTA链接是对称链接，即RTT＝2*δ，其中δ是单向传输时延。然而，该流程与链路时延的对称性无关。然后所述eNB将TA调整发送给所述UE，要求所述UE将其TA值固定，即固定DL接收和UL传输之间的差值。这通过向所述UE发送时间提前命令(timing advance command，简称为TAC)媒体访问控制(medium accesscontrol，简称为MAC)控制元素(Control Element，简称为CE)实现。整个流程基于对所述UE-eNB的RTT值的测量和估计。最初，物理随机接入信道(physical random accesschannel，简称为PRACH)信号用作UE初始接入、无线链路故障、切换时上行链路的定时参考。所述eNB通过随机接入响应(Random Access Response，简称为RAR)发送时间提前命令。然后所述UE调整其UL传输，将其定时相对于PRACH开始时间提前一个RTT量。当所述UE处于连接模式时，对所述RTT进行动态测量并相应调整TA。

继续执行上述实施例，所述eNB可以持续测量来自所述UE的上行信号的定时，并通过向所述UE发送所述TAC以调整上行传输定时信息。一旦所述UE获得TAC，所述UE就会应用所述TAC。所述UE继续使用提供的TA值，直到timeAlignmentTimer过期。所述timeAlignmentTimer用于控制所述UE认为的上行时间校准时长。该定时器的数值由eNB提供给所述UE。

根据本发明实施例，所述RRH-UE与所述eNB执行PRACH信令(TA流程中使用)。由于所述RRH-UE与所述RRH共设，所述RRH--UE与所述RRH之间实质上没有传输时延。也就是说，所述RRH-UE在PHY层进行的测量实质上不受空口的影响(如时延)。因此，由eNB测量的(与所述RRH-UE)时延可认为准确地表示前传往返时延。该时延与在UE TA调整时测量的OTA RTT类似。更具体地说，由于所述RRH-UE和所述RRH共设(因此所述RRH-UE和所述RRH之间的时延可忽略不计)，所述eNB的BBU部分和所述RRH-UE之间的时延可以准确地表示所述BBU和所述RRH之间的时延。

需要注意的是，通过所述RRH(但与UE处于不同位置)通信的UE间也会进行TA调整。对于那些客户端UE，所述RTT通常是OTA往返时延(即客户端UE和RRH之间的往返时延)和前传往返时延的总和。然而对于所述RRH-UE，由于OTA时延实质上不存在，测量的RTT被认为实质上等同于前传时延。

根据本发明实施例，当所述eNB(按照TA流程)将其RTT通知给所述RRH-UE时，所述RRH-UE将测量的RTT通知给所述RRH，例如通过向所述RRH提供此测量的指示。然后按照此定时信息，所述RRH可以调整自身相对于eNB的定时。每个连接到所述RRH的客户端UE通常也同所述eNB一起执行各自的TA流程，所述eNB可以通过传统方式调整这些UE的TA值。为客户端UE测量的RTT是所述前传时延和所述客户端UE到RRH的传输时延之和。

因此，在各种实施例中，所述RRH-UE向所述RRH发送指示前传时延的定时信息，其中该信息在涉及所述RRH-UE的TA流程中获取。然后所述RRH通过定时信息调整其操作，例如通过所述RRH调整下行传输的定时信息。这种下行传输比如可以包括涉及多个RRH的协调下行传输，比如按照CoMP方案。

在一些实施例中，基于定时信息调整所述RRH的操作包括以下内容。所述RRH通过接收到的定时信息确定所述RRH和所述BBU之间的时延，至少部分是因为所述前传网络产生。所述时延可能包括传输协议操作、路由、信号传输等造成的时延。所述时延可以表示从所述BBU传输消息到所述RRH接收消息的时间差。因此，所述时延可以等于所述BBU和所述RRH之间RTT的一半(因此也可以等于所述eNB和所述RRH-UE之间RTT的一半)。在LTE等时隙化传输系统中，所述时延可以表示所述BBU所感知的包括传输在内的时隙的边缘和所述RRH所感知的同一时隙的边缘之间的时间差。所述RRH可用于在一个固定时延之后重新传输(通过空口)从所述BBU接收的数据。所述固定时延可设置为大于RRH和BBU之间的最大预计时延。所述固定时延可以包含必要的处理时延。为实现此固定时延，所述RRH在从所述BBU接收传输数据到通过空口重新传输之间插入可变时延。所述可变时延等于所述固定时延与所述确定时延的差值。因此，所述确定时延加上所述可变时延等于所述固定时延。

图6示出了根据本发明实施例的涉及BBU 602、RRH 604(和RRH-UE)和远程客户端UE 606的时序图。所述BBU被认为是eNB的功能基带部分。特别地，当eNB通过现有机制测量到所述UE 606的RTT时延时，出于本发明的目的，假定所述eNB测量所述BBU和所述UE之间的RTT时延。假设空中传输时延是几微秒级别，而前传时延可能是几百微秒级别。在该图中，所述UE 606在子帧N处开始上行传输。在既定空中传输时延之后，所述RRH 604接收到该传输数据。当所述RRH 604完全接收到子帧后，所述RRH 604将子帧转发给所述BBU 602(可位于5G网络的云RAN架构中)。所述BBU 602有3毫秒来处理收到的数据包，并在完全接收到子帧N后生成所需的HARQ ACK/NACK响应消息。然后下行传输数据在所述RRH的子帧N+4处接收(由所述RRH 604接收)。需要注意的是，所述RRH 604和所述UE 606的发送和接收定时不进行校准。这是因为所述UE 606到所述BBU 602的RTT时延与所述RRH 604到所述BBU 602的RTT时延不同。最后，收到子帧N+4的所述RRH会通过空口发送，然后所述UE在接收端接收子帧N+4。如图所示，所述RRH的RTT时延(由RRH-UE测量)包括(可能等同于)往返传输时延。

上述流程可以由RRH-UE替代所述UE 606执行。在这种情况下，所述RRH和所述RRH-UE的发送和接收定时将在实质上得以校准。

在一些实施例中，所述eNB可以动态测量前传RTT(例如BBU和RRH之间)，并使用测量函数设置用于进行所述RRH-UE(用于RRH定时)TA调整的前传时延。在一个实施例中，所述前传RTT可以设置为在特定时段的历史时间间隔内的最大测量前传时延。在另一实施例中，可以将其设置为在预定次数的以往测量中计算出的平均前传时延。在一些实施例中，可以使用数字滤波器提供平滑的平均前传时延。

在一些实施例中，所述eNB可以联合调整多个RRH及其连接的UE的时间提前量，使得所述RRH传输时间重合或至少落入在限定大小的较理想的时间间隔内。该方法有利于同步，以便支持多个RRH到同一UE的联合传输，例如在涉及联合、同步的RRH传输的CoMP场景中。

在一些实施例中，使用本发明实施例测量的最大前传时延DFH计算公式如下：

在此公式中，667μs为当前空口可设置的最大时间提前量。C是光速，比如大约为3*108米/秒。

根据以上所述，在一个实施例中，按照下一代前传接口(Next GenerationFronthaulInterface，简称为NGFI)建议，最大前传传输时延设置为250μs。LTE中最大时间提前量可设置为667μs。这使得空口RTT值具有167μs的时间预算，根据上面的公式，该值对应25千米小区大小。

在一些实施例中，所述eNB(或其BBU)可用于自适应地更改和更新时间提前量，以达到所需CoMP和eICIC定时要求。

需要注意的是，由于分组交换网络上的其他流量、排队时延等原因，前传传输网络可能会产生抖动。当所述前传传输网(例如基于以太网的前传传输网)发生抖动时，所述eNB可用于在指定的时间间隔内测量传输网络RTT，并自适应地改变所述RRH及其连接的UE的时间提前量。

本发明实施例可用于在所述RRH上提供精确的空口时间和频率同步。例如，这种同步对于在共同区域的多个RRH和/或多个UE上保持空口传输正交性非常重要。RRH同步还可用于修改采样时钟偏移量和/或符号/子帧偏移量。所述RRH-UE不一定具备常规UE的所有功能。由于所述RRH-UE与所述RRH共设，所述RRH与RRH-UE之间的OTA时延基本为零或可忽略不计。所述RRH-UE可以实现现有的粗同步和细同步机制，以保持与eNB同步。现有的同步技术可以在LTE符号、子帧和帧级保证时间同步精度。这也可用于校正采样时钟频率的漂移。当所述RRH-UE提供RRH定时给所述RRH时，该定时可以进行调整，以补偿当前的前传时延。

在一些实施例中，所述RRH-UE用于向所述RRH发送和/或从所述RRH接收管理信令，例如通过所述前传网络向所述RRH-UE发送和/或从所述RRH-UE发送接收管理信令。因此可以提供管理通信信道，用于所述RRH与其他设备(例如分布式eNB的其他组件)之间的通信。例如该管理信道可用于空中(OTA)管理和/或前传管理。

所述分布式基站将所述RRH-UE作为通过支持的无线通信协议连接到所述基站的若干个UE中的其中一个进行处理。因此管理信令在所述基站与所述RRH-UE之间的通信方式与所述基站与其它UE之间的数据通信方式大部分相同。因此至少在所述基站和所述RRH-UE之间，所述管理信道不需要进行单独的、专门的处理，以简化操作。因此通过将所述RRH-UE与所述RRH耦合，设计为与UE进行通信的信道一般可以用于管理所述分布式RAN，特别是所述RRH。

在基站侧，所述管理信道可以耦合到合适的管理数据源端或宿端。同样，所述RRH-UE收到的管理信道数据可以转发给所述RRH，例如通过专门的有线或无线链路进行转发，并且相同链路可用于提供所述RRH到所述RRH-UE的管理信道数据以通过管理信令进行传输。

如上所述，本发明实施例提供了与共设的RRH-UE耦合的RRH，和/或在其中集成RRH-UE的RRH。所述RRH可包括用于调整RRH操作的控制电路。例如，所述控制电路可用于调整所述RRH待传输的信号相位，例如所述BBU发送到所述RRH进行传输的信号。所述RRH的控制器用于与所述RRH-UE通信，例如通过直接或间接的有线数据连接进行通信。例如，所述控制器可以包括操作性地耦合到存储器或类似电子电路的微处理器，例如应用特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为ASIC)。所述控制器可用于根据所述RRH-UE收到的数据对其操作进行调整，例如对所述RRH传输的内部定时进行调整。例如，所述控制器可以根据所述RRH-UE收到的定时调整信息对下行传输时隙的开始和结束时间进行调整。

所述RRH-UE包括无线收发器、射频处理部分和基带处理部分。这些组件互相配合，用于使所述RRH-UE通过所述RRH支持的无线通信协议进行无线通信。所述RRH-UE包括用于与所述RRH进行通信的通信接口，例如通过直接或间接的有线数据连接进行通信。例如，所述通信接口可以是与所述RRH-UE的计算机处理器耦合的串行数据接口。

本发明实施例可通过计算、通信和/或存储器设备实现。用于实现方法操作的计算设备可以包括操作性地耦合到存储器的处理器，其中所述存储器为处理器执行本文描述的方法提供指令。本发明实施例可以至少部分通过计算设备实现如应用特定集成电路、微控制器和数字逻辑电路实现。本发明实施例可用于改进通信网络的内部操作。

通过前述实施例的描述，本发明可以仅仅使用硬件来实施，或者可以使用软件和必要的通用硬件平台来实施。基于此理解，本发明的技术方案可通过软件产品的形式体现。软件产品可以存储在非易失性或非瞬时性存储介质中，非易失性或非瞬时性存储介质可以是只读光盘(compact disk read-only memory，简称为CD-ROM)、USB闪存盘或移动硬盘。软件产品包括能够使计算机设备(个人计算机、服务器或网络设备)执行本发明实施例中提供的方法的多个指令。例如，该执行可能对应于本文描述的逻辑操作的模拟操作。所述软件产品还可以进一步地或可选地包括使计算机设备能够按照本发明实施例执行数字逻辑装置配置或编程操作的多个指令。

尽管已经参考本发明的具体特征和实施例对本发明进行了描述，但是明显地，在不脱离本发明的情况下可以得出本发明的各种修改和组合。本说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的对本发明的说明，并且涵盖落于本说明书的范围内的任何和所有修改、变体、组合或均等物。

Claims (11)

1.一种分布式无线接入网RAN的基础设施装置，其特征在于，包括：

远程射频头RRH，包括：

网络接口，用于通过前传通信网络将RRH操作性地耦合到分布式RAN的一个或多个其他组件；

射频RF收发器；

与所述RRH共设的用户设备组件RRH-UE，其中所述RRH-UE用于与RRH进行互操作以便于RRH操作，所述RRH-UE通过由此支持的无线通信协议进一步通信耦合到分布式RAN；

所述RRH-UE用于：

获取指示所述RRH-UE与所述分布式RAN的其中一个所述其他组件之间时延的定时信息；

向RRH提供所述定时信息；

其中，所述RRH用于将所述定时信息解释为指示所述RRH与所述分布式RAN的其中一个所述其他组件之间的时延，所述RRH还用于根据所述定时信息调整其传输定时；

其中，所述RRH-UE在物理上和功能上集成到所述RRH中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RRH-UE用于对所述RRH和所述分布式RAN的一个或多个其他组件之间的管理信号进行中继。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定时信息包括定时调整数据，该定时调整数据也可用于所述RRH-UE调整上行传输的定时。

4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述调整RRH的传输定时包括：将RRH与所述分布式RAN的一个或多个其他RRH进行同步。

5.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述分布式RAN的其中一个所述其他组件包括基带单元BBU。

6.一种分布式无线接入网络RAN，包括：

基带单元BBU；

与BBU处于不同位置的远程射频头RRH，其中所述RRH为如权利要求1至5任一项所述的装置中的RRH。

7.一种对分布式无线接入网RAN远程射频头RRH进行操作的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述RRH接收与其合设的用户设备组件RRH-UE的数据，其中所述数据通过所述分布式RAN支持的无线通信协议传输给所述RRH-UE；

根据接收到的数据调整所述RRH的操作；

其中，所述接收到的数据包括用于调整所述RRH传输定时的定时信息，所述传输根据无线通信协议进行；

所述定时信息指示所述RRH-UE与所述分布式RAN的其中一个其他组件之间的时延，该方法还包括：将所述定时信息解释为指示所述RRH与所述分布式RAN的其中一个所述其他组件之间的时延、并对根据无线通信协议进行的所述传输的定时进行调整；

其中，所述RRH-UE在物理上和功能上集成到所述RRH中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收到的数据包括所述RRH与所述分布式RAN的一个或多个其他组件之间传递的管理信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述管理信号指示以下一个或多个：前传管理数据；RAN操作、维护和控制数据；网络统计数据；配置数据；调度数据。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调整RRH传输定时包括：将所述RRH与所述分布式RAN的一个或多个其他RRH进行同步。

11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储指令，所述指令在计算机设备中运行时，使得所述计算机设备执行如权利要求7-10中任意一项所述的方法。

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