CN112438039A - 在远离至少一个基带控制器的无线电单元中具有多个虚拟无线电单元的系统 - Google Patents

在远离至少一个基带控制器的无线电单元中具有多个虚拟无线电单元的系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种通信系统。该通信系统包括至少一个基带控制器，该至少一个基带控制器被配置成处理基带频段中的信号。该通信系统还包括物理上远离至少一个基带控制器的至少一个无线电单元。每个无线电单元包括多个虚拟无线电单元(VRU)，该多个虚拟无线电单元在相应无线电单元的物理外壳中。每个无线电单元还包括前传接口，前传接口被配置成代表每个VRU使用基于分组的协议与至少一个基带控制器通信。每个无线电单元还包括至少一个射频前端单元，至少一个射频前端单元被配置成从VRU中的每一个传输并代表VRU中的每一个进行接收。

Description

在远离至少一个基带控制器的无线电单元中具有多个虚拟无 线电单元的系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月1日提交的标题为“SYSTEM WITH MULTIPLE VIRTUALRADIO UNITS IN A RADIO UNIT THAT IS REMOTE FROM AT LEAST ONE BASEBANDCONTROLLER”的美国临时专利申请序列号62/713,448(代理人案卷号3777/100.1778USPR)的权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。
背景技术
一些现代蜂窝基站设备将无线电设备和基带设备分为不同的功能和物理实体。另外，在无线电设备和基带设备之间使用基于分组的前传接口。因此，为单个无线电单元中的多个无线电单元提供功能以使用分布式架构来利用基站中的基于分组的前传接口可能是有益的。
发明内容
本发明公开了一种通信系统。该通信系统包括至少一个基带控制器，该至少一个基带控制器被配置成处理基带频段中的信号。该通信系统还包括物理上远离至少一个基带控制器的至少一个无线电单元。每个无线电单元包括多个虚拟无线电单元(VRU)，该多个虚拟无线电单元在相应无线电单元的物理外壳中。每个无线电单元还包括前传接口，前传接口被配置成代表每个VRU使用基于分组的协议与至少一个基带控制器通信。每个无线电单元还包括至少一个射频前端单元，至少一个射频前端单元被配置成从VRU中的每一个传输并代表VRU中的每一个进行接收。
附图说明
应理解附图仅描述示例性配置，因此不应视为对范围的限制，将通过使用附图以附加的特性和细节来描述示例性配置，其中：
图1是示出了在远离至少一个基带控制器的无线电单元中具有多个虚拟无线电单元(VRU)的示例性系统的框图；
图2是示出了多个基带控制器与无线电单元中的多个VRU之间的逻辑连接的框图；
图3是示出了无线电单元中的RF前端单元和可编程处理器的框图；
图4是示出了使用具有多个VRU的无线电单元将无线信号传输到一个或多个无线设备的方法的流程图；以及
图5是示出了使用具有多个VRU的无线电单元从一个或多个无线设备接收无线信号的方法的流程图。
根据常规实践，所描述的各种特征不是按比例绘制的，而是被绘制为强调与示例性配置有关的特定特征。
具体实施方式
将无线电设备和基带设备分离成不同的功能和物理实体可以(通过在天线附近安装无线电设备)最大化基站的无线电性能，同时最小化安装在塔架外部的设备。此外，在分离的架构中，基带处理资源可以(但不需要)灵活地汇集在中心位置中。
传统上，无线电设备与基带设备之间的前传接口可以使用点对点半标准协议，诸如通用公共无线电接口(CPRI)或开放基站架构计划(OBSAI)。无线行业目前存在着一种使无线电设备与基带设备之间的前传接口更加开放标准的运动，从而(例如，在不同设备供应商制造的设备之间)促成更多设备互操作性并结合各种方法以降低所需链路带宽和提高链路可靠性。
这种类型的前传接口的一个此类示例是由可扩展无线电接入网络(XRAN)从其下一代前传接口工作组提出的。在此示例中，针对无线电设备(也称为无线电单元，RU)与基带设备之间的传输层提出了以太网。以太网具有优势，因为它是被广泛使用和理解的协议，并且它很容易支持物理远程和/或集中定位基带设备通过标准网络与远程RU设备通信。
无线/蜂窝行业的另一个趋势是基站的密集化。越来越多的基站被添加到无线网络，以增加容量。安装此设备时经常遇到困难，包括找到合适的空间、获得分区批准以及搭建支撑结构。当多个无线运营商都试图覆盖同一区域并且都需要独立设备时，这一挑战会加剧。共享空间或共享网络可以将设备定位于一处。中性主机概念通常用于分布式天线系统(DAS)设备，其中第三方安装RF分配网络，多个无线运营商连接到该网络以实现对覆盖区域的共享访问。
为了利用基于分组的前传接口协议并适应密集化趋势，本文的本系统和方法描述了一种将多个虚拟无线电单元合并在远离基带设备的无线电单元中的系统。单个外壳中的可编程电路(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器、数字信号处理器(DSP)等)可以包括多个处理内核，每个处理内核都实现虚拟无线电单元(VRU)。多个VRU中的每一个可以是分组可寻址的，因此能够共享单个物理链路(例如，以太网)以与各种基带设备通信。多个VRU可以共享公共天线系统和/或射频前端电路。
如下文将更详细论述的，与常规基站相比，甚至与具有分离无线电设备和基带设备的其它分布式基站相比，本文公开的系统和方法可以具有若干优点。例如，本文所公开的系统和方法可以使得能够部署更多小型小区，同时使与这样的部署相关联的挑战最小化。本文公开的系统和方法还可以实现无线电设备的远程修改，以及增大不同运营商拥有的设备之间的互操作性。
图1是示出了在远离至少一个基带控制器106A-N的无线电单元130中具有多个虚拟无线电单元(VRU)104A-M的示例性通信系统100的框图。VRU 104中的一个或多个以及基带控制器106中的一个或多个可以例如在集中式无线电接入网络(C-RAN)架构中集体实现无线通信系统中部署的一个或多个基站的功能。无线电单元130可以是部署于场地以为一个或多个无线网络运营商提供无线覆盖和容量的物理外壳(例如，附接到天线塔架的机架)。无线电单元130的物理位置可以由一个或多个网络运营商(即，运营商)基于网络需求、信号传播特性、其它无线电单元130的位置等进行战略选择。
在一种配置中，系统100可以是使用LTE空中接口提供无线服务的长期演进(LTE)无线电接入网络。LTE是由第三代合作伙伴计划(3GPP)标准组织开发的标准。在LTE配置中，VRU 104和基带控制器106可以被一起用于实现为无线设备108提供对无线网络运营商的核心网络112进行接入的LTE演进节点B(这里也称为“eNodeB”或“eNB”)，使得无线设备108能够以无线方式(例如，使用LTE语音(VoLTE)技术)传输数据和语音。
在LTE配置中，每个核心网络112可以被实施为包括LTE EPC网络元素的演进分组核心(EPC)112，诸如移动性管理实体(MME)114和服务网关(SGW)116，并且可选地，家庭eNodeB网关(HeNB GW)(图1中未示出)和安全网关(SeGW)(图1中未示出)。
此外，本公开的系统和方法可用于任何版本的LTE标准，包括频分双工(FDD)和时分双工(TDD)变体，或多种其他未来或现有的空中接口技术，例如5G新空口(NR)、IEEE802.11(更常称为Wi-Fi)或IEEE 802.16(也称为Wi-Max)或甚至3G空中接口(例如，通用移动通信系统(UMTS))。
系统100可以包括在物理上远离一个或多个基带控制器106的单个无线电单元130中的多个虚拟无线电单元(VRU)104。基带控制器106可以位于一处(例如，在中央基带单元(未示出)中)或彼此物理地远离(例如，如果多个无线运行商共享单个无线电单元130)。或者，一些基带控制器106(例如，基带控制器B-N)可位于相同位置和/或外壳中，而其它(例如，基带控制器A)物理上是远程的。每个基带控制器106可以对正用于通过RF信道(即，从天线系统132到无线设备108)进行无线通信的特定空中接口执行基带处理。基带控制器106可以在基带频率范围，即频谱的最低范围内处理信号。基带控制器106可以提供核心网络112与无线电单元130之间的信令、定时、成帧、消息传递和控制系统接口。基带控制器106可以对传入和传出的数字信号进行操作，并且提供例如资源元素映射/解映射、预编码、均衡、层映射、加扰/解扰、编码/解码、调制和/或速率匹配等功能。在一些情况下，这些功能中的一个或多个可另外或替代地在VRU 104中实施。
与专有(或半专有)前传接口标准(例如通用公共无线电接口(CPRI)和/或开放基站架构计划(OBSAI)系列的规范)相比，较新的前传接口124可以利用以太网网络110(例如，企业级以太网网络)在基带设备和无线电设备之间传输同相和正交(IQ)数据。
为了在以太网网络110上节省带宽，这些基于以太网的前传接口124中的一些可以传送表示基带控制器106与VRU 104之间的空中接口的频域符号的IQ数据(而不是时域IQ数据)。此频域IQ数据可以表示频域中的符号。每个VRU 104接着可以执行逆快速傅立叶变换(IFFT)以产生时域IQ数据。基于以太网的一些其它前传接口124可以由于将数据下采样到基带频率或将数据过滤到减小的带宽而以降低的数据速率传输IQ数据。还应当注意，可以使用任何合适的压缩和处理技术来实现基于以太网的前传接口124的使用。
可以在一个或多个适当的可编程处理器上执行的软件和/或固件中实现每个基带控制器106。可以通过其他方式(例如，在现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等中)实现每个基带控制器106(或其部分)。每个基带控制器106可以包括一个或多个基带调制解调器(未示出)。在一种配置中，一个或多个虚拟无线电单元(VRU)104与(基带控制器106中的)基带调制解调器一起形成物理单元，例如，每个基带调制解调器可以具有单个LTE小区/扇区的数据传输能力。或者，多个基带调制解调器(相同或不同基带控制器106中的)可以服务于单个小区。替代地或另外，特定基带调制解调器可以服务于多个小区。
无线电单元130可以包括多个独立的VRU 104，每个VRU执行处理以将来自一个或多个基带控制器106的基带信号转换成可以从天线系统132(其连接到RF前端单元126)辐射的RF信号，即，每个VRU104可以对空中接口执行不在基带控制器106中执行的处理。VRU104处理可以包括例如使用QPSK、16QAM、64QAM等调制基带信号。VRU 104还可以包括数据压缩和解压功能以及数字波束成形、循环前缀添加/删除和/或FFT/iFFT功能。在一种配置中，多个VRU 104可以协作地在协调多点(CoMP)或载波聚合(CA)方法中操作，例如，以与独立无线电单元(即，如果不使用VRU 104实施)在CoMP或CA方法中一起工作类似的方式。
一个或多个VRU 104可属于特定小区。如果多个VRU 104属于特定小区，那么VRU104中的每一个可以广播相同的小区标识符，例如LTE主要和次要同步信号(PSS/SSS)中的LTE小区ID。特定小区中的每个VRU 104可以与服务于该特定小区的至少一个基带控制器106(例如，至少一个基带控制器106中的一个或多个基带调制解调器)通信。
RF前端单元126可以包括接收链和传输链，并且可以连接到共同的共享天线系统132。接收链可以包括被配置成过滤、混合、放大和/或数字化从无线设备108(经由共享天线系统132)接收的模拟信号并将其传递到适当VRU 104的电路。传输链可以包括被配置成将从VRU 104接收的数字信号转换成模拟信号，然后在将模拟信号(经由一个或多个天线132)传输到一个或多个无线设备108之前混合和放大模拟信号的电路。天线系统132可以包括用于向无线设备108传输下行链路信号并从该无线设备接收上行链路信号的一个或多个天线。
在一种配置中，每个VRU 104可以具有不同的网际协议(IP)地址，并且对于(VRU104正与之通信的)基带控制器106看起来为独立无线电单元130，即，多个VRU 104可以并存于同一物理外壳(即，无线电单元130)中，但使用其相应的IP地址可逐个寻址。
在另一种配置中，每个VRU 104可以具有公共网际协议(IP)地址，但具有不同的网际协议(IP)地址端口号，并且对于(VRU 104正与之通信的)基带控制器106看起来为独立无线电单元130，即，多个VRU 104可以并存于同一物理外壳(即，无线电单元130)中，但使用其相应的IP地址端口号可逐个寻址。在这种配置中，VRU 104可以全部识别相同的IP地址，但每个VRU 104可以被配置成仅识别分配给相应VRU 104的特定端口号。
多个VRU 104中的每一个可以实施为一个或多个可编程处理器上的独立数字示例(例如，处理内核)，例如，其中每个可编程处理器是FPGA、ASIC、微处理器或DSP设备。多个VRU 104可以在单个RF前端单元126中共享模拟部件，例如，实现接收链和传输链的一个或多个天线、带通滤波器、低噪声放大器、功率放大器、双工器等。替代地，无线电单元130可以包括多于一个RF前端单元126，例如，用于无线电单元130中的每个VRU 104的RF前端单元126。由于实现VRU 104的处理器可以是可编程的，所以可以通过远程地更改过程中的软件和/或固件，即在无线电单元130的现场没有技术人员，从而添加、删除和/或重新配置VRU104。可编程处理器中的每个处理内核可以使用唯一一组指令(软件和/或固件)来实现特定的VRU 104。或者，不同的多个VRU 104可以共享实现VRU 104的一些或全部指令。
除了远程添加、删除和重新配置VRU 104之外，本文中所描述的系统100还可具有若干其它优点。首先，与许多其它系统相比，本文中所描述的系统100可使得许多不同的VRU104能够共享相同的无线电单元130，因此最小化与将无线电设备部署在新位置相关联的美观性和物理影响，且使得每个物理区域能够更密集地放置无线电设备。
其次，本文中描述的系统100可以实现无线电设备之间(和/或无线电设备和基带设备之间)更容易的兼容。在一种配置中，两个VRU 104可以用于实施用于公共无线运营商的不同频带或信道。在另一种配置中，两个VRU104可以用于实施用于不同无线运营商的不同频带或信道。例如，第一VRU104可以实施1900MHz LTE频带(即，在其上通信)，而第二VRU104可以实施2100MHz LTE频带(用于与第一VRU 104相同或不同的无线运营商)。多个VRU104可以实现以下频带的任何特定组合：600MHz LTE、700MHz LTE、800MHz LTE、850MHzLTE、900MHz LTE、1500MHz LTE、1700MHz LTE、1700MHz LTE、1800MHz LTE、1900MHz LTE、1500MHz LTE、2100MHz LTE、2300MHz LTE、3500MHz LTE等。尽管存在这些差异，但多个VRU104可以包括在相同物理外壳(即，相同无线电单元130)中，可以使用相同前传接口124，和/或可使用相同RF前端单元126和天线系统132。
此外，同一无线电单元130中的两个VRU 104可以使用不同的空中标准，但可以包括在相同物理外壳(即，相同无线电单元130)中，可以使用相同前传接口124，和/或可使用相同RF前端单元126和天线系统132。例如，第一VRU 104可以使用LTE与无线设备108通信，而第二VRU 104可以使用非LTE标准，例如WiMAX、UMTS、Wi-Fi等。另外或替代地，第一VRU104可以使用时分双工(TDD)与无线设备108通信，而第二VRU 104可以使用频分双工(FDD)。
此外，同一无线电单元130中的两个VRU 104可以使用不同的调制方案，但可以包括在相同物理外壳(即，相同无线电单元130)中，可以使用相同前传接口124，和/或可使用相同RF前端单元126和天线系统132。例如，第一VRU 104可以使用第一调制方案与无线设备108通信，而第二VRU 104可以使用第二调制方案。多个VRU 104可以使用以下调制方案的任何特定组合：正交相移键控(QPSK)、16相正交振幅调制(16QAM)、64态正交振幅调制(64QAM)、其它相移键控(PSK)、其它正交振幅调制(QAM)、频移键控(FSK)、幅移键控(ASK)调制等。另外或替代地，两个基带控制器106可以由不同的无线运营商操作，但仍然能够经由相同的前传接口124与其相应的对应VRU 104通信。
第三，系统100可以允许基带设备远离无线电设备定位。在无线电单元130现场(例如，塔架)处具有较少的设备意味着较少的维护、功率和/或冷却，这可降低运营商的成本。
图2是示出了多个基带控制器106A-N与无线电单元130中的多个VRU 104A-M之间的逻辑连接的框图。如上所述，多个VRU 104可以容纳在物理无线电单元130内，并且多个基带控制器106可以远离无线电单元130定位，例如，位于相同或不同的外壳中。在一些配置中，基带控制器(例如，基带控制器106B-N)中的一些可处于相同物理外壳中，但其它基带控制器(例如，基带控制器106A)则不然。
尽管图2中未示出，但以太网网络110(和前传接口124)可以用于将每个VRU 104连接到其对应的基带控制器106。可以通过软件和/或固件添加、删除和/或修改VRU 104，以从公共硬件平台调整无线电单元130为不同用户服务。
另外，系统100可以涉及大于1的任何数目的基带控制器106和VRU 104，例如N＝2、3、……、100。此外，基带控制器106的数目不需要与系统100中的VRU 104的数目相同，即，在一些配置中，M≠N。此外，可以使用多于一个基带控制器106来服务于特定VRU 104，或者可以使用单个基带控制器106来服务多于一个VRU 104。然而，图2中的系统100被例示(且描述)为具有1:1的基带控制器106与VRU 104比例。
在系统100中，每个基带控制器106可以与对应的VRU 104通信，并且优选地与也存在于无线电单元130中的其他VRU 104没有直接交互。例如，第一基带控制器106A可以与第一VRU 104A通信。然而，第一基带控制器106优选不与第一VRU 104A相同的无线电单元130中的其它VRU 104B-M交互或通信(并且优选地甚至不知道)。类似地，第二基带控制器106B可以与第二VRU 104B通信，但优选地不与第二VRU 104B相同的无线电单元130中的其他VRU104A、104C-M通信。VRU 104可以共享公共无线电单元130基础设施功能，例如功率、时钟信号和/或冷却风扇等。
(进入无线电单元130中的)物理连接可以仅涉及一个物理链路(例如，以太网链路)，并且VRU 104连接可以由其IP地址分段。因此，单个以太网端口可以充当进入无线电单元130的唯一物理数据连接，并且可以使用分组IP地址(例如，位于接收的分组标头中的IP地址)将分组路由到适当的VRU 104。换句话说，前传接口124可以经由单个以太网端口(代表多个VRU 104)与一个或多个基带控制器106通信。
基带控制器106和/或VRU 104可以在加密链路上，例如，使用安全套接层(SSL)、传输安全层(TSL)或任何其它合适的加密机制访问以太网网络110(例如，因特网云)。每个基带控制器106可以知道与其通信的VRU 104的IP地址，并且每个VRU 104可以知道与其通信的基带控制器106的IP地址。此外，每个基带控制器106不需要知道在同一无线电单元130内是否可以有其它VRU 104操作(例如，在相同或不同的频带中和/或通过其它无线运营商)。
较旧的分布式基站架构(例如，使用CPRI或OBSAI系列规范)通常将更多高数据速率处理定位在无线电设备中，并在无线电单元130和基带控制器106之间使用压缩技术。相比之下，较新的接口技术协议(例如，由XRAN或电气电子工程师协会(IEEE)开发的标准)减少了无线电单元130与基带控制器106之间的带宽要求。由于现代前传接口124的带宽需求减少(并且由于今天的因特网接口支持更高的基本带宽)，所以可以通过单个(例如，以太网)网络连接支持多个VRU 104。换句话说，多个VRU 104可以共享公共前传接口124。
VRU 104可以实现于无线电单元130中的至少一个可编程处理器上，例如，其中每个可编程处理器是FPGA、ASIC、微处理器或DSP设备。在一些配置中，VRU 104实现于不同类型的多个可编程处理器之间，例如，第一VRU 104实现于第一类型的可编程处理器(例如，FPGA)上，第二VRU 104实现于第二类型的可编程处理器(例如，ASIC)上。每个VRU 104可以实现于至少一个可编程处理器内的单独处理内核中。尽管图2中未示出，但前传接口124也可在可编程处理器中实现。替代地，前传接口124可以在无线电单元130中实现，但不在可编程处理器上实现。
VRU 104可以共享公共RF前端单元126。如下文将论述的，RF前端单元126可以包括各种模拟部件，例如，一个或多个带通滤波器、低噪声放大器、功率放大器和/或双工器以实现接收链和传输链。RF前端单元126可以访问两个天线132A-B，以将下行链路信号传输到一个或多个无线设备108并从该一个或多个无线设备接收上行链路信号。替代地，无线电单元130可以包括多于一个RF前端单元126，例如，用于每个VRU 104的RF前端单元126。此外，每个前端单元126可以访问多于或少于两个天线132。
图3是示出了RF前端单元126和无线电单元130中的至少一个可编程处理器136的框图。无线电单元130可以用于在通信系统100中实施RF功能。无线电单元130可以(例如，经由以太网网络110和前传接口124)与一个或多个基带控制器106和(例如，经由空中接口)一个或多个无线设备108通信。
可编程处理器136可以包括多个VRU 104(M＝2、3、……、100)。在一种配置中，VRU104中的每一个可以包括在单个可编程处理器136中。或者，VRU 104可以实现于多个可编程处理器136之间。每个VRU 104可以与RF前端一起执行处理以将基带信号(来自一个或多个基带控制器106)转换成RF信号，从连接到RF前端单元126的一个或多个天线132辐射该RF信号。换句话说，每个VRU 104可以针对空中接口执行不在基带控制器106中执行的处理。多个VRU 104的每个都可以实现于至少一个可编程处理器136的相应处理内核中。至少一个可编程处理器136中的每一个可以是FPGA、ASIC、微处理器或DSP。尽管图3中未示出，但至少一个可编程处理器136中的每一个也可以包括前传接口124。替代地，无线电单元130可以包括不在至少一个可编程处理器136中实现的前传接口124。
优选地，多个VRU 104可以共享单个RF前端单元126。然而，无线电单元130可以包括多个RF前端单元126，例如，用于每个VRU 104的RF前端单元126。RF前端单元126可以包括接收链154和传输链156。应当理解，图3中所示的接收链154和传输链156配置仅仅是示例，可以使用RF前端单元126的其他配置。
接收链154可以包括被配置成过滤、混合、放大和数字化从无线设备108(经由一个或多个天线132)接收的模拟信号并将其传递到适当VRU 104的电路。具体地说，RF模拟信号可以在连接到RF前端单元126的一个或多个天线132处被无线接收并且被馈送到双工器138。双工器138可以被配置成选择性地使来自天线132的信号通过接收链154或使来自传输链156的信号通过天线132，但不同时执行两种操作。通过这种方式，双工器138可以将接收链154和传输链156中的信号之间的干扰最小化，并且使得接收链154和传输链156能够共享相同的一个或多个天线132。双工器138可以使用一个或多个开关、滤波器或被配置成在不同信号路径之间选择的其它电路来实现。接收链154中的带通滤波器(BPF)150可以被配置成对接收到的模拟信号进行滤波以防止带外信号通过接收链154传播，即，高于或低于特定频带的频率分量可以由BPF 150衰减或消除，而所需频带中的分量保持不被衰减(或最小衰减)。BPF 150的输出可以被馈送到低噪声放大器148中，该低噪声放大器可以被配置为放大BPF 150的输出。然后，第一混频器144A可以被配置成将LNA 148的输出与来自本地振荡器146的正弦信号混合，例如，以将LNA 148的输出从接收信号的RF频带向下转换成中频(IF)带。模数转换器(ADC)140可以被配置成在发送到VRU 104之前将混合信号数字化。
传输链156可以包括被配置成转换从VRU 104接收的数字信号，然后在将模拟信号(经由一个或多个天线132)传输到一个或多个无线设备108之前混合和放大模拟信号的电路。数模转换器(DAC)142可以被配置成将来自VRU 104的数字信号转换成模拟信号，该模拟信号接着被馈送到第二混频器144B中。第二混频器144B然后可以被配置成将DAC 142的输出与来自本地振荡器146的正弦信号混合，例如，以将DAC的输出从中频(IF)带上变换到RF频带。模拟RF信号接着可以被输入到功率放大器(PA)152中，功率放大器可以被配置成在经由一个或多个天线132传输到一个或多个无线设备108之前增大信号的功率。
图4是示出了使用具有多个VRU 104的无线电单元130将无线信号传输到一个或多个无线设备108的方法400的流程图。方法400可以由通信系统100中的无线电单元130执行。无线电单元130中的多个VRU 104可以均实现于至少一个可编程处理器136中的独立处理内核中，例如，其中每个可编程处理器136是FPGA、ASIC、微处理器或DSP设备。不同的VRU 104可以为相同或不同的无线运营商实施相同或不同的频段、空中标准和/或调制方案。
除了无线电单元130之外，系统100还可以包括在物理上远离无线电单元130的一个或多个基带控制器106。或者，多个基带控制器106可以位于多个物理位置中，所有这些物理位置都远离无线电单元130。一个或多个基带控制器可以执行基带处理以生成基带信号。
无线电单元130可以被配置成从物理上远离无线电单元130的至少一个基带控制器106接收402基带信号。每个VRU 104可以被配置成仅与一个基带控制器106或多于一个基带控制器106通信。无线电单元130可以包括前传接口124，其被配置成访问以太网网络110以与一个或多个基带控制器106通信。VRU 104可以使用加密连接访问以太网网络110(例如，因特网)。前传接口124可以在与VRU 104相同的可编程处理器136中实现。替代地，前传接口124可以位于无线电单元130中，但不在与VRU 104相同的可编程处理器136中实现。由于VRU 104可以逐个寻址(即，它们各自具有自己的IP地址)，所以单个以太网端口可以充当进入无线电单元130的唯一物理数据连接，并且可以使用VRU 104的相应IP地址将分组路由到适当的VRU 104。
无线电单元130可以被配置成执行404处理以将来自至少一个基带控制器106的基带信号(例如，频域IQ数据)转换成从天线系统132(其连接到RF前端单元126)辐射的RF信号，即，每个VRU 104可以对空中接口执行不在基带控制器106中执行的处理。在一些配置中，处理可以包括对来自基带控制器106的频域IQ数据执行逆快速傅立叶变换(IFFT)，以产生时域IQ数据。来自基带控制器106的基带信号可以作为频域IQ数据被传输，因为它的大小较小，并且比对应的时域IQ数据需要更小的带宽来传输。处理还可以包括VRU 104例如使用QPSK、16QAM、64QAM等来调制时域IQ数据中的一种或多种。处理还可以包括RF前端单元126将从VRU 104接收的调制数字信号转换成模拟信号，然后混合和放大模拟信号。
无线电单元130可以被配置成经由一个或多个天线132将RF信号传输406到一个或多个无线设备108。VRU 104中的每一个可以共享相同的RF前端126和/或一个或多个天线132。替代地，无线电单元130可以包括多于一个RF前端单元126，例如，用于每个VRU 104的RF前端单元126。
图5是示出了使用具有多个VRU 104的无线电单元130从无线设备108接收无线信号的方法500的流程图。方法500可以由通信系统100中的无线电单元130执行。无线电单元130中的多个VRU 104可以均实现于至少一个可编程处理器136中的独立处理内核中，例如，其中每个可编程处理器136是FPGA、ASIC、微处理器或DSP设备。不同的VRU 104可以为相同或不同的无线运营商实施相同或不同的频段、空中标准和/或调制方案。
除了无线电单元130之外，系统100还可以包括在物理上远离无线电单元130的一个或多个基带控制器106。或者，多个基带控制器106可以位于多个物理位置中，所有这些物理位置都远离无线电单元130。
无线电单元130可以被配置成经由一个或多个天线132从无线设备108接收502模拟RF信号。VRU 104中的每一个可以共享相同的RF前端126和/或一个或多个天线132。替代地，无线电单元130可以包括多于一个RF前端单元126，例如，用于每个VRU 104的RF前端单元126。
无线电单元130可以被配置成执行504处理以将所接收的模拟RF信号转换成基带信号。在一些配置中，处理可以包括滤波、混合、放大和/或数字化接收到的模拟RF信号，以及例如通过RF前端单元126将其传递到适当的VRU 104。处理还可以包括VRU 104例如使用QPSK、16QAM、64QAM等解调来自RF前端单元126的时域IQ数据。处理还可以包括VRU 104对解调的时间域IQ数据执行快速傅立叶变换(FFT)，以产生频率域IQ数据。频域IQ数据的大小可能更小，并且比对应的时域IQ数据需要更小的带宽来传输到基带控制器106。
无线电单元130可以被配置成从VRU 104向物理上远离无线电单元130的至少一个基带控制器106传输506基带信号(例如，频域IQ数据)。每个VRU 104可以被配置成仅与一个基带控制器106或多于一个基带控制器106通信。无线电单元130可以包括前传接口124，其被配置成访问以太网网络110以与一个或多个基带控制器106通信。VRU 104可以使用加密连接访问以太网网络110(例如，因特网)。前传接口124可以在与VRU 104相同的可编程处理器136中实现。替代地，前传接口124可以位于无线电单元130中，但不在与VRU 104相同的可编程处理器136中实现。单个以太网端口可以充当由多个VRU 104用于(经由前传接口124和以太网网络110)与基带控制器106通信的唯一物理数据连接。可选地，基带控制器106可以接收基带信号并对其执行基带处理。
图4中例示的方法400和图5中的方法500可以按顺序执行(方法400之后是方法500，或方法500之后是方法400)。或者，方法400、500可以并行执行。替代地，方法400、500的步骤可以在另一方法的步骤之间混合。
在此描述的方法和技术可以在数字电子电路中实现，或者利用可编程处理器(例如，专用处理器或通用处理器，诸如计算机)固件、软件或它们的组合来实现。体现这些技术的设备可以包括适当的输入和输出设备、可编程处理器和有形地体现供可编程处理器执行的程序指令的存储介质。体现这些技术的过程可以通过可编程处理器执行指令程序以通过对输入数据进行操作并生成适当输出来执行期望功能而得到执行。这些技术可以有利地在能够在可编程系统上执行的一个或多个程序中实现，该可编程系统包括至少一个输入设备、至少一个输出设备以及被耦接以从数据存储系统接收数据和指令并且将数据和指令发送到数据存储系统的至少一个可编程处理器。一般来讲，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。适于有形地实现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM、和闪存存储器设备；诸如内部硬盘和可移动磁盘的磁盘；磁光盘；和DVD盘。前述任一项可以由专门设计的专用集成电路(ASIC)补充或并入其中。
术语
下文给出了贯穿本申请使用的术语、缩写和短语的简要定义。
术语“确定”及其变体可以包括计算、提取、生成、运算、处理、推导、建模、研究、查找(例如，在表格、数据库或另一种数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”还可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选定、建立等。
除非另有明确说明，否则短语“基于”并不意味着“仅基于”。换句话讲，短语“基于”描述了“仅基于”和“至少基于”两者。另外，术语“和/或”是指“和”或“或”。例如，“A和/或B”可意指“A”、“B”或“A和B”。另外，“A、B和/或C”可意指“单独的A”、“单独的B”、“单独的C”、“A和B”、“A和C”、“B和C”或“A、B和C”。
术语“连接”、“耦接”和“通信耦接”和相关术语可以指直接或间接连接。如果说明书中指出“可以”(“may”)、“能够”(“can”、“could”)、或“可能”(“might”)包括部件或特征或具有特性，则不需要包括该特定部件或特征或不需要具有该特性。
术语“响应”或“响应于”可指示响应于另一动作而完全或部分地执行了动作。术语“模块”是指软件、硬件或固件(或它们的任何组合)部件中实现的功能部件。
本文公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。除非描述的方法正常工作需要步骤或动作的具体次序，否则可以修改特定步骤和/或动作的次序和/或用途而不脱离权利要求的范围。
总之，本公开为在远离至少一个基带控制器的无线电单元中具有多个VRU的系统提供了新颖的系统、方法和布置。虽然上面已经给出了本公开的一种或多种配置的详细描述，但是在不脱离本公开的精神的情况下，各种替代方案、修改和等同形式对本领域的技术人员将是显而易见的。例如，虽然上述配置是指特定的特征、功能、过程、部件、元件和/或结构，但是本公开的范围还包括具有特征、功能、过程、部件、元件和/或结构的不同组合的配置，以及不包括所有所描述的特征、功能、过程、部件、元件和/或结构的配置。因此，本公开的范围旨在涵盖落入权利要求范围内的所有此类另选方案、修改和变化以及它们的所有等同形式。因此，以上描述不应被视为限制。
示例性实施例
示例1包括一种通信系统，包括：至少一个基带控制器，其被配置成处理基带频段中的信号；至少一个无线电单元，其在物理上远离至少一个基带控制器，其中每个无线电单元包括：相应无线电单元的物理外壳中的多个虚拟无线电单元(VRU)；前传接口，其被配置成代表每个VRU使用基于分组的协议与至少一个基带控制器通信；以及至少一个射频前端单元，其被配置成从VRU中的每一个传输并代表VRU中的每一个接收。
示例2包括根据示例1所述的通信系统，其中，多个VRU实现于至少一个可编程处理器的不同处理内核中。
示例3包括根据示例2所述的通信系统，其中，至少一个可编程处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器或数字信号处理器(DSP)。
示例4包括根据示例2-3中任一项所述的通信系统，其中，在至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址，其中，每个VRU使用相应IP地址可逐个寻址。
示例5包括根据示例2-4中任一项所述的通信系统，其中，在至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址端口号，其中，每个VRU使用相应IP地址端口号可逐个寻址。
示例6包括根据示例1-5中任一项所述的通信系统，其中，前传接口在加密链路访问以太网网络以与至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
示例7包括根据示例1-6中任一项所述的通信系统，其中，前传接口可以经由单个以太网端口代表多个VRU与至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
示例8包括根据示例1-7中任一项所述的通信系统，其中，多个VRU中的第一VRU使用与多个VRU中的第二VRU不同的频带、空中标准或调制方案。
示例9包括根据示例8所述的通信系统，其中，第一VRU由不同于第二VRU的无线运营商操作。
示例10包括根据示例1-9中任一项所述的通信系统，其中，至少一个基带控制器被配置成通过以太网网络将频域同相和正交(IQ)数据发送到至少一个无线电单元；并且其中，至少一个无线电单元被配置成对来自至少一个基带控制器的频域IQ数据执行逆快速傅立叶变换(IFFT)，以产生时域IQ数据。
示例11包括一种使用具有多个VRU的无线电单元将无线信号传输到一个或多个无线设备的方法，该方法由无线电单元执行，该方法包括：从至少一个基带控制器接收基带信号，其中，至少一个基带控制器物理上远离无线电单元，其中，使用基于分组的协议接收基带信号；执行处理以将基带信号转换成射频(RF)信号，其中，处理由RF前端单元和无线电单元的物理外壳中的多个虚拟无线电单元(VRU)中的至少一个执行；将RF信号经由一个或多个天线传输到一个或多个无线设备。
示例12包括根据示例11所述的方法，其中，多个VRU中的每一个实现于至少一个可编程处理器的不同处理内核中。
示例13包括根据示例12所述的方法，其中，至少一个可编程处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器或数字信号处理器(DSP)。
示例14包括根据示例12-13中任一项所述的方法，其中，在至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址，其中，每个VRU使用相应IP地址可逐个寻址。
示例15包括根据示例12-14中任一项所述的方法，其中，在至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址端口号，其中，每个VRU使用相应IP地址端口号可逐个寻址。
示例16包括根据示例11-15中任一项所述的方法，其中，前传接口可以经由单个以太网端口代表多个VRU与至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
示例17包括一种使用具有多个VRU的无线电单元将从无线设备接收无线信号的方法，该方法由无线电单元执行，该方法包括：经由一个或多个天线从无线设备接收模拟射频(RF)信号，执行处理以将接收的模拟RF信号转换成基带信号，其中，处理由RF前端单元和无线电单元的物理外壳中的多个虚拟无线电单元(VRU)中的至少一个执行；以及向包括至少一个基带控制器的至少一个基带控制器传输基带信号，其中，至少一个基带控制器物理上远离无线电单元，其中，使用基于分组的协议传输基带信号。
示例18包括根据示例17所述的方法，其中，多个VRU中的每一个实现于至少一个可编程处理器的不同处理内核中。
示例19包括根据示例18所述的方法，其中，至少一个可编程处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器或数字信号处理器(DSP)。
示例20包括根据示例18-19中任一项所述的方法，其中，在至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址，其中，每个VRU使用相应IP地址可逐个寻址。
示例21包括根据示例18-20中任一项所述的方法，其中，在至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址端口号，其中，每个VRU使用相应IP地址端口号可逐个寻址。
示例22包括根据示例17-19中任一项所述的方法，其中，前传接口可以经由单个以太网端口代表多个VRU与至少一个基带控制器中的一个或多个通信。

Claims (22)

1.一种通信系统，包括：
至少一个基带控制器，所述至少一个基带控制器被配置成处理基带频段中的信号；
至少一个无线电单元，所述至少一个无线电单元物理上远离所述至少一个基带控制器，其中，每个无线电单元包括：
多个虚拟无线电单元(VRU)，所述多个虚拟无线电单元在相应无线电单元的物理外壳中；
前传接口，所述前传接口被配置成代表每个VRU使用基于分组的协议与所述至少一个基带控制器通信；以及
至少一个射频前端单元，所述至少一个射频前端单元被配置成从所述VRU中的每一个传输并代表所述VRU中的每一个进行接收。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述多个VRU实现于至少一个可编程处理器的不同处理内核中。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其中，所述至少一个可编程处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器或数字信号处理器(DSP)。
4.根据权利要求2所述的通信系统，其中，在所述至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址，其中，每个VRU使用相应IP地址可逐个寻址。
5.根据权利要求2所述的通信系统，其中，在所述至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址端口号，其中，每个VRU使用相应IP地址端口号可逐个寻址。
6.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述前传接口在加密链路访问以太网网络以与所述至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述前传接口可以经由单个以太网端口代表所述多个VRU与所述至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
8.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述多个VRU中的第一VRU使用与所述多个VRU中的第二VRU不同的频带、空中标准或调制方案。
9.根据权利要求8所述的通信系统，其中，所述第一VRU由不同于所述第二VRU的无线运营商操作。
10.根据权利要求1所述的通信系统，
其中，所述至少一个基带控制器被配置成经由以太网网络将频域同相和正交(IQ)数据发送到所述至少一个无线电单元；并且
其中，所述至少一个无线电单元被配置成对来自所述至少一个基带控制器的频域IQ数据执行逆快速傅立叶变换(IFFT)以产生时域IQ数据。
11.一种用于使用具有多个VRU的无线电单元将无线信号传输到一个或多个无线设备的方法，所述方法由无线电单元执行，所述方法包括：
从至少一个基带控制器接收基带信号，其中，所述至少一个基带控制器物理上远离所述无线电单元，其中，使用基于分组的协议接收所述基带信号；
执行处理以将所述基带信号转换成射频(RF)信号，其中，所述处理由RF前端单元和所述无线电单元的物理外壳中的多个虚拟无线电单元(VRU)中的至少一个执行；以及
将所述RF信号经由一个或多个天线传输到一个或多个无线设备。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个VRU中的每个实现于至少一个可编程处理器的不同处理内核中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个可编程处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器或数字信号处理器(DSP)。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址，其中，每个VRU使用相应IP地址可逐个寻址。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址端口号，其中，每个VRU使用相应IP地址端口号可逐个寻址。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述前传接口可以经由单个以太网端口代表所述多个VRU与所述至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
17.一种用于使用具有多个VRU的无线电单元从无线设备接收无线信号的方法，所述方法由无线电单元执行，所述方法包括：
经由所述一个或多个天线从所述无线设备接收模拟射频(RF)信号，
执行处理以将所接收的模拟RF信号转换成基带信号，其中，所述处理由RF前端单元和所述无线电单元的物理外壳中的多个虚拟无线电单元(VRU)中的至少一个执行；以及
向包括至少一个基带控制器的至少一个基带控制器传输所述基带信号，其中，所述至少一个基带控制器物理上远离所述无线电单元，其中，使用基于分组的协议传输所述基带信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述多个VRU中的每个实现于至少一个可编程处理器的不同处理内核中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个可编程处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器或数字信号处理器(DSP)。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址，其中，每个VRU使用相应IP地址可逐个寻址。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述至少一个可编程处理器中实现的每个VRU具有唯一的网际协议(IP)地址端口号，其中，每个VRU使用相应IP地址端口号可逐个寻址。
22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述前传接口可以经由单个以太网端口代表所述多个VRU与所述至少一个基带控制器中的一个或多个通信。
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