用于分布式移动通信的方法、 相应的系统和计算机程序产 品 技术领域 本公开涉及在移动通信内提供无线电接入的技术。
更具体地， 本公开是关注其在采用分布式天线系统 (DAS， distributed antenna system) 的网络中的可能应用而开发的。
背景技术 DAS 系统包括一个或多个中央单元 (CU， Central Unit)， 优选的是， 中央单元通过 光纤链路与多个远程单元 (RU， Remote Unit) 连接。每个中央单元连接到电信运行商的网 络。
图 1 示出了传统的 DAS 体系结构， 其中， 中央单元 CU 通过接口 IF 接收数据。中央 单元 CU 执行基站 (BS) 设备的信号处理操作。 它包括实现诸如无线电资源控制 (RRC)、 无线 电链路控制 (RLC) 和媒体接入控制 (MAC) 之类的高层协议 (L2/L3) 的块 10 和执行直至产 生复合数字基带信号 CDS 的物理层 (L1) 信号处理操作的块 12。
然后， 复合数字基带信号借助于块 14 从电信号变换成光信号 (E/O 变换 )， 再通过 光纤链路 16 发送给远程单元 RU。
每个远程单元 RU 接收到复合基带信号 CDS 后， 首先借助于块 18 将它从光信号变 换成电信号 (O/E 变换 )。
然后， 信号由前端块 20 滤波， 在块 22 从数字变换成模拟的 (D/A 变换 )， 在块 24 从 基带上变频到射频 (RF) 并由功率放大器放大， 通过天线 TX 辐射出去。
图 1 示出了配备有 Km 个天线 TX( 其中 Km ＞ 1) 的远程单元 RU。这样的远程单元 RU 允许实现可重新配置的天线系统， 其中， RU 天线阵的辐射方向图是在小区的基础上借助 于操作和维护 (O&M) 命令来远程控制的。例如， 远程单元 RU 的天线阵的辐射方向图可借助 于块 26 来修改， 块 26 实现小区加权操作， 其中， 在数字级将一组 Km 个复波束形成权重应用 于要从天线 TX 辐射的复合基带信号 CDS。 波束形成权重由网络管理器系统计算并以半静态 配置参数的形式提供给远程单元 RU。 这些波束形成权重可以根据业务量波动或网络配置的 改变在长期基础上调适。这样的可重新配置的 DAS 体系结构在文献 WO 2006/102919 中进 行了描述。
以上这些信号处理步骤指的是下行链路传输。在上行链路传输中， 在远程单元 RU 和中央单元 CU 双方可以执行逆操作， 而在光纤上传输的信号仍是由不同用户信号之和形 成的复合数字基带信号 CDS。
具体地说， 图 2 示出了包括中央单元 CU 和远程单元 RU 的 DAS 接收体系结构。
在所例示的这个示范性 DAS 体系结构中， 每个远程单元 RU 在 Km 个天线 RX 接收数 据。 然后， 所接收的数据在块 44 从射频下变频到基带， 在块 42 从模拟变换到数字 (A/D)， 再 由前端 40 滤波。
同样， RU 天线阵的辐射方向图可借助于实现小区加权操作的块 46 来修改。加权
的复合数字基带信号 CDS 然后借助于块 38 从电信号变换到光信号， 再通过光纤链路 36 传 输给中央单元 CU。
加权的复合基带信号在块 34 从光信号变换回电信号之后， 由执行物理层 (L1) 信 号处理操作的块 32 和实现高层协议 (L2/L3) 的块 30 处理。然后， 接收的数据通过接口 IF 可用。
包括各种用户信号之和的复合数字基带信号 CDS 通过使用诸如公用公共无线电 接口 (CPRI， Common Public Radio Interface) 或开放基站体系结构动议 (OBSAI， Open Base Station ArchitectureInitiative) 之类的国际协会所定义的标准传输格式通过光 纤链路 16 和 36 传输。
在基于码分多址 (CDMA) 的无线电接入技术的情况下， 通过光纤链路传输的复合 信号是由各种用户信号之和形成的码片级信号。 通过向每个用户分配一个不同的扩频序列 而在码域中分离不同的用户信号。
使用 CDMA 的无线电接入技术的例子是通用移动电信系统 (UMTS) 和被表示为高速 分组接入 (HSPA) 的对应改型。例如， 通过光纤链路 16 从中央单元 CU 向远程单元 RU 传输 的一个 UMTS/HSPA 载波的下行链路信号是以 采样并在适当数量比特 ( 例如 Nb ＝ 20 比特 ) 上量化的复基带码片级信号。这个复合信号是由每个利用不同代码 序列扩频的专用和公用物理信道之和形成的。
在基于正交频分多址 (OFDMA) 的无线电接入技术的情况下， 时域信号经发射机 的快速傅里叶逆变换 (IFFT) 后通过光纤链路 16 发送。此外， 在这种情况下， 各个用户信 号在时域中叠加在一起。使用 OFDMA 技术的无线电接入技术的例子是微波存取全球互通 (WiMAX) 系统和被表示为改进型 UTRAN(E-UTRAN) 或长远演变 (LTE) 的 UMTS 系统的改型。 在信道带宽为 20MHz 的 LTE 系统的情况下， 从中央单元 CU 传输给远程单元 RU 的一个 LTE 载波的下行链路信号是在利用 8x3.84MHz ＝ 30.72MHz 的采样频率的 IFFT 操作后取得并在 适当数量比特上量化的复基带信号。
图 1 和 2 中所示的两个 DAS 体系结构依赖于分别对每个用户信号进行操作的信号 处理算法。
这样的算法的一个例子是自适应波束形成。 自适应波束形成涉及在发送信号之前 或者在上行链路的情况下在将从不同天线接收到的信号相加之前将不同天线分支的用户 信号乘以复加权因子。 然而， 这些加权因子对于每个用户是不同的， 并且可被不断更新以便 跟踪用户在小区内的运动以及跟踪可能的信道改变。
在每个用户的基础上操作的算法的另一个例子是所谓的 “网络协调” 算法。可 能的在物理层级操作的网络协调算法的描述例如可参见 G.J.Foschini 的论文 “Network Coordination for spectrally efficientcommunications in cellular systems” ， IEEE WirelessCommunications， August 2006。在采用网络协调时， 不同基站 (BS) 的天线一起作 为单个网络天线阵， 而每个移动台可以从附近的 BS 接收有用信号。网络协调的概念在 DAS 系统的情况下也可应用于不同的远程单元间。 发明内容
发明人业已注意到应用上面所提到的算法要求所有的信号处理操作都在仍可分别得到不同用户的信号的中央单元 CU 执行。这种体系结构缺乏灵活性， 因为所使用的算法 的任何改变都可能涉及中央单元 CU 内的软件和 / 或硬件修改。此外， 在连接到给定中央单 元的远程单元的最大数量方面的可伸缩性可能受到限制。
另一个缺点表现为为了针对每个远程单元 RU 的每个发射天线或者在考虑上行链 路时每个远程单元 RU 的每个接收天线发送一个复合数字基带信号所需的在图 1 和 2 中的 光纤链路 16 和 36 上的传输数据率。随着连接到给定中央单元 CU 的远程单元 RU 的数量增 加， 光纤链路 16 和 36 上的可用传输容量迅速成为瓶颈。
因此， 感到需要一种体系结构， 使得在远程单元内也能进行基于每个用户的信号 处理， 以便能高效地应用 DAS 系统内的这些算法。
因此， 本发明的目的是提供对这种需求的满意回答。
按照本发明， 这个目的是通过具有在所附权利要求书中所给出的特征的方法来实 现的。本发明还涉及相应的系统， 以及可装入至少一个计算机的存储器中的包括在计算机 上运行时执行本发明的方法的步骤的软件代码部分的计算机程序产品。如在这里所使用 的， 所谓 “计算机程序产品” 就是指含有将计算机系统控制成协同实现本发明的方法的指令 的计算机可读介质。所谓 “至少一个计算机” 是为了强调本发明可以用分布 / 模块化方式 实现的可能性。 权利要求书是在这里所提供的发明公开的组成部分。
在一个实施例中， 如在这里所说明的配置是一种提供高度灵活性和可伸缩性的分 布式天线系统 (DAS) 的体系结构。
在一个实施例中， 通过规定物理层 (Ll) 功能在中央单元 CU 和远程单元 RU 之间的 特定分割， 能在给定远程单元 RU 内或者以涉及多个远程单元的合作形式来进行基于每个 用户的信号处理， 如从以下说明和所附权利要求书中可清楚看到的那样。
与图 1 和 2 中所示的现有技术 DAS 体系结构相比， 在这里所公开的 DAS 体系结构 的实施例还可以减小发送到光纤上的信号的吞吐量。考虑到像例如 LTE 和 WiMAX 那样的宽 带无线通信系统能提供每秒百兆比特数量级的每小区总吞吐量， 因此减小吞吐量可能是特 别重要的。更为有效地利用中央单元 CU 和远程单元 RU 之间的传输资源因此可以增加例如 可以连接到给定光纤环的远程单元的最大数目。 这样的吞吐量减小还可以允许在同一光纤 上使用属于不同通信标准的中央单元和远程单元。例如， 可以利用单个光纤环来运行支持 基于 CDMA 的通信系统和基于 OFDM 的通信系统两者的远程单元。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行例示性说明， 在这些附图中 ：
图 1 和 2 已在上面作了说明 ；
图 3 为支持基于 OFDM 的无线电接入技术的典型下行链路基带调制解调器的框 图；
图 4 为支持基于 OFDM 的无线电接入技术的典型上行链路基带调制解调器的框 图；
图 5 为支持基于 OFDM 的无线电接入技术的 DAS 系统的下行链路部分的第一实施 例的框图 ；图 6 为支持基于 OFDM 的无线电接入技术的 DAS 系统的上行链路部分的第一实施 例的框图 ；
图 7 为支持基于 OFDM 的无线电接入技术的 DAS 系统的下行链路部分的第二实施 例的框图 ；
图 8 为支持基于 OFDM 的无线电接入技术的 DAS 系统的上行链路部分的第二实施 例的框图 ；
图 9 为支持基于 CDMA 的无线电接入技术的典型下行链路基带调制解调器的框 图；
图 10 为支持基于 CDMA 的无线电接入技术的 DAS 系统的下行链路部分的示范性实 施例的框图 ； 以及
图 11 为支持基于 CDMA 的无线电接入技术的 DAS 系统的上行链路部分的示范性实 施例的框图。 具体实施方式
在以下说明中， 给出了许多细节， 以提供对一些实施例的深入理解。 这些实施例可 以在没有其中的一个或多个具体细节或者用其他方法、 组件、 材料等的情况下实施。 在其他 情况下， 一些众所周知的结构、 材料或操作没有被示出或详细说明， 以避免使这些实施例的 各方面反而模糊不清。
在整个说明书中， 所谓 “一个实施例” 意指结合这个实施例说明的特定特征、 结构 或特性被包括在至少一个实施例内。因此， 在整个说明书中各处出现短语 “在一个实施例 中” 或 “在实施例中” 并不一定都是指同一个实施例。此外， 在一个或多个实施例内可以将 这些特定特征、 结构或特性以任何适当的方式组合。
在这里所提供的标题只是为了方便起见， 并不表示实施例的范围或含义。
下面将详细说明在用户终端和至少一个包括一个中央单元和多个远程单元的基 站之间 “交换” ( 即发送和 / 或接收 ) 信号的蜂窝通信系统的可能实施例。如所指出的那 样， 这样的基站结构当前被称为分布式天线系统或 DAS。
具体地说， 下面所说明的 DAS 系统的示范性体系结构使得能够在远程单元内应用 基于用户的信号处理算法。
所提出的体系结构适用于诸如基于 OFDMA 和 CDMA 接入技术的网络的各种无线电 网络。
在一个实施例中， 所使用的是 OFDM 无线电接入技术， 诸如 LTE 或 WiMAX。
基于 OFDMA 的系统的基带调制解调器 (BB 调制解调器 ) 由执行一系列操作的块序 列形成， 这些块对于 LTE 和 WiMAX 系统基本上是类似的。
图 3 示出了在基于 OFDMA 无线电接入技术的无线通信系统内实现物理层 (Ll) 处 理的典型下行链路基带调制解调器 12 的示范性结构。
基带调制解调器 12 在输入端接收来自媒体接入控制 (MAC) 层的用于一组不同用 户的传送块 (T)， 并可以在输出端提供由不同用户数据信道 U1， U2， ...UN 和例如控制信道 120、 导频信道 122 和同步信道 124 之和形成的复合数字基带信号 CDS。
用户数据信道 U1， U2， ...UN 和控制信道 120 由信道编码块 126 处理， 块 126 可以执行诸如循环冗余码 (CRC) 插入、 分段、 信道编码和速率匹配 ( 即穿孔 / 重复 ) 之类的操作。
用户数据信道 U1， U2， ...UN 的编码比特提供给混合自动重复请求 (H-ARQ) 块 128， 块 128 在物理层级使用诸如 Chase 合并或增量冗余的技术来管理重发。
然后， 用户比特流在块 130 经受交织、 在块 132 经受调制， 并可能在块 134 经受多 输入多输出 (MIMO) 处理。
在采用 MIMO 技术的多天线传输系统的情况下， 调制的符号由在输出端提供 NS ≥ 1 个数据流的处理块 134 详述。这样的 MIMO 技术可以包括空间多路复用、 空时编码等。
在 MIMO 处理之后， 复符号由资源映射块 136 映射到 OFDM 副载波上， 然后借助于 块 138 处的 IFFT 操作从频域变换到时域。在 IFFT 操作之后， 可以在块 140 插入循环前缀 (CP)， 以便降低在传输出现在多径信道中时连续的 OFDM 符号之间的符号间干扰。
图 3 示出了资源映射块 136 在输入端还接收具有针对小区内的所有用户的信令信 息的控制信道 120。这样的控制信道 120 可承载关键性的信息并因此通常使用强健的信道 编码方案来发送。H-ARQ 过程并不用于控制信道， 而执行块 130 至 134 的其他操作。
然后， 资源映射块 136 执行数据和控制信道与诸如导频信道 122 和同步信道 124 之类的层 1 控制信息的多路复用。 资源映射块 136 在驻留在 MAC 层内的调度功能的控制下， 执行不同信道在时 间 - 频率 (t-f) 资源网格 (RG) 内的映射。可以将资源网格认为是一个含有在时域和频域 内可用的传输资源的完全集合的矩阵。例如， RG 矩阵的每个元素可以表示一个 OFDMA 副载 波， 而对应的存储值可以是一个调制的符号。在这种情况下， RG 的列数等于一个帧周期内 的 OFDMA 符号的个数， 而 RG 的行数等于用于传输的 OFDMA 副载波的个数。
例如， 用于传输的副载波的个数可以等于 IFFT 尺寸减去提供对相邻载波的频谱 保护的、 位于频谱边缘的空副载波。 例如， 在信道带宽为 10MHz 的 LTE 系统的实施例中， IFFT 尺寸等于 1024 个点， 而所使用的副载波的个数等于 601( 包括 DC 副载波 )。
在一个实施例中， 在频谱左边和右边的空副载波的个数分别等于 212 和 211。
在一个实施例中， 考虑到一般循环前缀和帧类型 1， 一个 10ms 的帧内的 OFDMA 符号 的个数等于 140。在这种情况下， RG 矩阵将具有 601 行和 140 列， 而这个矩阵的每个元素含 有某个物理信道的一个调制的复符号。在 MIMO 系统具有 NS 个发送流的情况下， 每个发送 流将有一个 RG 矩阵。
在诸如 LTE 和 WiMAX 之类的系统内， 将 OFDMA 副载波分组在可以由调度器分配给 特定用户的一些最小传输单元内。 这些最小传输单元根据所考虑的传输系统而具有不同的 尺寸和命名。例如， 在 LTE 系统的情况下， 基本传输单元被表示为资源块 (RB)， 并由频域内 的 12 个相邻副载波和时域内的 6 或 7 个 OFDMA 连续符号形成。
在 WiMAX 系统的情况下， 最小传输单元被表示为时隙， 并根据用于传输的置换方 案而取不同的尺寸。例如， 在下行链路内分布式部分使用子信道 (PUSC) 映射的情况下， 时 隙具有时域内 2 个 OFDMA 符号和频域内 14 个相邻副载波的大小。
对于不同的数据和控制信道将符号映射到传输资源 ( 即 OFDM 副载波 ) 上可以通 过将调制的符号映射到 IFFT 块的输入的数学关系、 公式或动态查找表来定义。
在一个实施例中， 该映射功能由中央单元 CU 以控制信息的形式提供给远程单元 RU。该信息可以在帧基础上或以与调度周期相对应的刷新率刷新。
图 4 示出了接收机侧的可能基带调制解调器 32 的框图。如图所示， 基带调制解调 器 32 由执行在发射机侧所执行的处理操作的逆操作的功能块的级联组成。
Km 个基带级的接收信号 CDS 首先在块 326 经受 CP 去除操作。然后， 这些信号借助 于块 328 的 FFT 操作从时域变换到频域。然后， 资源去映射块 330 可以多路分解出可被独 立处理的各个用户的数据信道 U1， U2， ...UN 和控制信道 320。
在一个实施例中， 这样的处理涉及块 332 的 MIMO 处理、 块 334 的解调、 块 336 的去 交织、 块 338 的 H-ARQ 处理和块 340 的信道解码。
与发射机部分的主要差别是信道估计块 342， 它提取导频符号 322， 以确定与数据 副载波对应的频率响应 ( 即信道系数 )。 这样的信道估计可以例如借助于内插技术来执行。 然后， 信道系数可被块 332 以原本已知的方式使用。
在一个实施例中， 接收机侧的这种基带调制解调器 32 包括按照同步信道 324 来同 步整个系统的操作的同步单元 344。
如上面所提到的， 在这里所说明的这种方案使得通过定义基带调制解调器功能在 中央单元 CU 和远程单元 RU 之间的特定分割， 能在远程单元 RU 内进行基于用户的信号处 理。
在第一实施例中， 发送到光纤上的信号是用户仍在频域中分开的资源映射块 136 的输出端上的信号。
图 5 示出了这个第一体系结构， 基于 OFDM 的 DAS 系统的发射机部分例如通过传统 的 S1 接口接收数据。具体地说， 这些基带功能在中央单元 CUOFDM 和远程单元 RUOFDM 之间进 行拆分。
在这个实施例中， 中央单元 CUOFDM 仍执行资源映射块 136 的操作并在块 12a 执行 诸如信道编码、 H-ARQ、 交织、 调制和 MIMO 处理之类的所有现有操作 ( 即图 3 中的块 126 至 134 的操作 )。
在所例示的这个示范性实施例中， 资源映射块 136 的输出端处的 NS 个资源网格 RG 例如在光纤链路 16 上被逐列地发送。如在上面所提到的， 可以将资源映射块 136 的输出端 处的数据组织到填充有不同数据和控制信道的调制符号的 NS 个资源网格 RG 内。例如， RG 的每个列与一个 OFDMA 符号相对应。用用户数据来填充资源网格可以例如由驻留在 MAC 协 议层内的调度功能来控制。
这种体系结构的第一个优点是， 可以在 RUOFDM 内分别为每个用户执行诸如自适应 波束形成之类的基于用户的信号处理操作。 这是可能的， 因为在与远程单元 RUOFDM 交换 ( 即 向远程单元 RUOFDM 发送和 / 或在远程单元 RUOFDM 接收 ) 用户信号时， 用户信号在频域内仍是 分开的。然后， 在每个远程单元 RUOFDM 内执行用户加权操作， 用户加权操作包括例如将用户 数据乘以适当的一组复权重， 该组复权重对于每个用户可以是不同的。
在一个实施例中， 远程单元因此可以先在块 150 执行加权操作之后， 再由图 3 中所 示的基带调制解调器的其余块对信号进行处理 ( 例如块 138 的使信号回到时域的 IFFT 和 块 140 的 CP 插入 )。
所得到的信号然后可以由前端 20 滤波， 由块 22 从数字变换到模拟 (D/A)， 由块 24 从基带上变频到射频 (RF) 并由功率放大器放大， 由 Km 个天线 TX 辐射给用户终端。
在一个实施例中， 复权重在每个远程单元 RUOFDM 内借助于任何适当的方法本地计算。 在一个实施例中， 复权重在中央单元 CUOFDM 内计算， 并以控制信息的形式发送给远 程单元 RUOFDM。也可以在中央单元 CUOFDM 内对于不同的远程单元 RU 联合执行加权系数的计 算， 例如以便实现网络协调算法。
以下说明涉及这种用户加权操作在远程单元 RUOFDM 的块 150 内执行的可能实施例。
可以将 NS 个资源网格 RG 的符号堆叠在一个列向量 x(i) 内 ：
其中表示映射到第 k 个资源网格 RG 的普通 OFDMA 副载波上的第 i 个用户的一 应用于第 i 个用户的调制符号， 因此加权矩个调制符号 (1 ≤ k ≤ NS)。
在一个实施例中， RUOFDM 将加权矩阵而矩阵的每个元素 wi， 可以计算出这些复 阵具有尺寸 KM×NS， j 是一个适当的复权重。例如， 权重， 以便执行不同的任务， 包括自适应波束形成。
因此可以计算出加权后的第 i 个用户的信号向量为：
在一个实施例中， 对于一个给定用户的加权矩阵不是固定的， 而是可以根据所考虑的 OFDM 副载波以及不同的 OFDM 符号而改变。通常， 加权矩阵可以随时间 (t) 和频率 (f) 改变， 例如以便补偿传播信道的时间可变性和频率选择性。 图 6 示出了包括中央单元 CUOFDM 和远程单元 RUOFDM 的 OFDMDAS 系统的接收部分 ( 即 上行链路 ) 的实施例。
接收机部分的 DAS 体系结构基本上是与发射机体系结构互补的。
在所例示的这个实施例中， 远程单元 RUOFDM 在 Km 个天线 RX 接收来自用户终端的数 据。然后， 所接收的数据在块 44 从射频下变频到基带， 并在块 42 从模拟变换到数字 (A/D 变换 )， 再由前端 40 滤波。
在这个实施例中， 远程单元 RUOFDM 还可以处理所接收的个别用户的信号。
在所例示的这个实施例中， 在每个远程单元 RUOFDM 内， 在块 350 将用户权重应用于 接收数据。为此， 基带级的 Km 个接收信号首先在块 326 经受 CP 去除操作， 再在块 328 借助 于 FFT 操作从时域变换到频域。
然后， 在块 38 将时域内的加权基带信号从电信号变换到光信号， 再通过光纤链路 36 发送给中央单元 CUOFDM。
于是， 在这个实施例中， 在中央单元 CUOFDM 内执行图 3 中所示的基带调制解调器的 块 330 至 340 的操作。具体地说， 首先在块 34 将加权基带信号从光信号变换回电信号， 再 由资源去映射块 330 和实现块 332 至 340 的操作， 即 MIMO 处理、 解调、 去交织、 H-ARQ 处理 和解码的块 32a 处理信号。
然后， 可以将解码的数据传送给实现高层协议 (L2/L3) 的块 30， 块 30 例如与传统 的 S1 接口连接。
在一个实施例中， 通过对于每个所关心的 OFDMA 副载波将权重应用于所接收的第
i 个用户的符号向量 可以计算出加权操作后的用户符号向量来执行块 350 内的上行链路的加权 为：操作。在这种情况下， 各自的加权矩阵 z(i) 具有尺寸 NS×KM。
在一个实施例中， 然后将每个计算的元素在各自的副载波所占据的位置写入第 k 个资源网格。 同样， 可以通过光纤链路 36 将接收的数据以 NS 个已填充有相应的接收数据的资 源网格 RG 的形式发送给中央单元 CUOFDM。
中央和远程单元可以实现发送和接收部分两者， 而用于发送的光纤链路 16 和用 于接收的光纤链路 36 也可以在一条公共的光纤上发送。更为中肯的是， 可以使用任何保证 足够数据吞吐量的有线甚至无线通信链路来代替光纤链路 16 和 36。
上面所说明的实施例与图 1 和 2 中所示的现有技术的 DAS 体系结构相比减小了光 纤链路 16 和 36 上的吞吐量。 下面， 将考虑传统的 LTE 通信系统， 以示出吞吐量减小。 总之， 类似的考虑对于其他基于 OFDMA 接入技术的通信系统也可以成立。
光纤链路上的传送要求可以用每天线载波 (AxC) 的吞吐量来计算。按照 CPRI 规 范， 一个天线载波是在一个独立天线元接收或者发送仅一个载波所需的数字基带 (I/Q) 数 据的量。为了估计吞吐量， 定义以下参数 ：
Fs 为 OFDMA 信号在时域中的采样频率 ；
Nbit 为 OFDMA 信号的每个分量 (I 或 Q) 在时域中的量化比特数 ；
Nsub 为在一个 OFDMA 符号内使用的副载波的最大个数 ；
MOD 为调制方案所承载的比特数 ( 例如， 对于 64-QAM， MOD ＝ 6) ； 以及
Tsym 为 OFDM 符号周期， 例如为 66.7μs( 不带 CP)。
在图 1 中所示的遵从 CPRI/OBSAI 标准的经典 DAS 体系结构的情况下， 光纤链路 16 上用于发送一个时域复合 OFDM 信号的吞吐量可以用下式来计算 ( 没有考虑任何传输编码 或信令开销 ) ：
Tdata， (4) RU ＝ 2·Fs·Nbit
其中， 式 (4) 中的因子 2 与发送两个 (I/Q) 信号分量有关。
相反， 在这里所公开的利用基于用户的加权的 DAS 体系结构的情况下， 在光纤链 路上传输一个资源网格的数据所需的吞吐量可以按照下式来计算 ：
CPRI/OBSAI 标准也预见了使用与式 (4) 和 (5) 的计算结果相比可能带来吞吐量的 适度增加的特定码来保护在光纤上发送的信息的可能性。
例如， 假设 64-QAM 调制和在时域内每个量化的 OFDMA 复合信号 10 个比特 ( 即 Nbit ＝ 10)， 所提出的这种体系结构所需的吞吐量可以少于结合图 1 所说明的现有技术方案所 需的吞吐量的 20％。
在时域内发送 OFDMA 复合信号效率较差， 例如由于在光纤链路上发送的空副载波
和循环前缀， 即使它们只表示冗余信息。
图 5 和 6 中所示的体系结构可能不遵从当前版本的 OBSAI 或 CPRI 规范， 其中将 BS 设备的输出端处的时域基带复合信号取作光纤链路上的传输的基准。
第二实施例考虑了以上问题， 在远程单元 RU 处的基于用户的处理方面提供了同 样程度的灵活性， 但是同时也保持了与 OBSAI 和 CPRI 标准的兼容性。与 OBSAI/CPRI 标准 的兼容性由于光纤链路上的吞吐量基本上保持与图 1 和 2 中所示的现有技术 DAS 体系结构 内的相同的事实而得到平衡。
图 7 中示出了这个实施例的下行链路传输部分。这个实施例基本上基于图 1 所示 的 DAS 体系结构。
中央单元 CUOFDM 包括实现高层协议 (L2/L3) 的块 10 和执行直至产生复合数字基带 信号 CDS 的物理层 (Ll) 信号处理操作的块 12。然后， 在块 14 将复合数字基带信号从电信 号变换到光信号， 再通过光纤链路 16 发送给远程单元 RUOFDM。
每个远程单元 RUOFDM 接收到复合基带信号 CDS 后， 首先在块 18 将它从光信号变换 到电信号。
在这个实施例中， 在 RUOFDM 内通过在物理层级执行一些逆处理而将用户分开。在 RUOFDM 内执行的逆操作可以包括块 152 的 CP 去除和块 154 的使信号回到频域的 FFT。 接着， 数据可以如已结合图 5 所说明的那样予以处理， 即分离的用户信号可以在 块 150 经受加权操作后再予以处理， 以便用在块 138 的 IFFT 使它们回到时域， 再在块 140 插入 CP。
所得到的信号然后可以由前端 20 滤波， 由块 22 从数字变换到模拟 (D/A)， 由块 24 从基带上变频到射频 (RF) 并由功率放大器放大， 再由 Km 个天线 TX 辐射出去。
图 8 示出了遵从 OBSAI/CPRI 的 DAS 体系结构的相应上行链路部分。同样， 在这种 情况下， 这个体系结构与图 7 所示的发送体系结构是互补的。
在这个实施例中， 远程单元 RUOFDM 在 Km 个天线 RX 接收数据。然后， 所接收的数据 在块 44 从射频下变频到基带、 在块 42 从模拟变换到数字 (A/D 变换 ) 后， 由前端 40 滤波。
接着， 可以在块 326 执行 CP 去除操作， 可以在块 328 将信号从时域变换到频域， 然 后可以在块 350 施加用户权重。
为了提供 OBSAI/CPRI 遵从， 对信号进行处理， 在块 352 用 IFFT 使信号回到时域， 再在块 354 进行 CP 插入。
然后， 在块 38 将加权的信号从电信号变换到光信号， 再通过光纤链路 36 发送给中 央单元 CUOFDM， 因此可以遵从 OBSAI/CPRI， 这在上面例如结合图 2 已经予以说明。
如在上面所提到的， 资源映射可以通过将调制符号映射到 IFFT 块的输入的数学 关系或动态查找表来定义。这个资源映射功能可以由中央单元 CUOFDM 以控制信息的形式提 供给远程单元 RUOFDM。该信息也可以逐帧地或以与调度周期相对应的刷新率刷新。
结合图 5 和 6 所说明的实施例也可以应用于 MIMO 系统。在这种情况下， 在资源映 射块的输出端的 NS 个资源网格可以通过光纤链路发送。例如， 在一个实施例中， 使用多路 复用例如 TDMA 来通过光纤发送这些数据流。
类似， 结合图 7 和 8 所说明的遵从 OBSAI/CPRI 标准的体系结构也可以用于 MIMO 情况， 通过光纤发送 NS 个复合基带信号。
结合图 5 至 8 所说明的体系结构也可以应用于其他通信系统， 诸如基于包括宽带 CDMA(WCDMA) 和高速分组接入 (HSPA) 的 CDMA 接入技术的无线通信系统，
图 9 就这方面示出了下行链路传输部分的 CDMA 基带调制解调器 52 的示范性框 图， 它具有基本上与已结合图 3 说明的 OFDM 基带调制解调器类似的体系结构。
基带调制解调器 52 在输入端接收来自媒体接入控制 (MAC) 层的一组不同用户的 传送块， 在输出端提供由不同的用户数据信道 U1， U2， ...UN 之和以及由控制信道 520、 导频 信道 522 和同步信道 524 形成的复合数字基带信号 CDS。
用户数据信道 U1， U2， ...UN 由信道编码块 526 处理。然后， 在例如 HSPA 的情况下， 可以将用户数据信道 U1， U2， ...UN 的编码比特提供给在物理层级管理重发的混合自动重发 请求 (H-ARQ) 块 528。这些用户比特流然后可以经受块 530 处的交织、 块 532 处的调制， 可 能还有块 534 处的 MIMO 处理。在采用 MIMO 技术的多天线传输系统的情况下， 调制的符号 由块 534 详述， 块 534 在输出端提供 NS ≥ 1 个数据流。然后， 可以在块 536 将这些复符号 组合起来。
块 536 在输入端还接收可以承载针对小区内的所有用户的信令信息的控制信道 520。这样的控制信道可以承载关键性的信息， 因此通常用强健的信道编码方案发送。对控 制信道不使用 H-ARQ 过程， 而执行块 526 至 534 处的其他操作。
块 536 内的组合各个信道可以通过将不同的扩频码应用于各个信道来执行， 因此 在输出端提供 NS 个 MIMO 数据流的码片级复合数字基带信号 CDS。
接收机处的 CDMA 基带调制解调器由基本上执行发射机所执行的操作的逆处理的 功能模块的级联组成。
在一个实施例中， 接收机的解扩操作由对不同信号副本进行解扩和相干重组的 Rake 接收机来实现。 然后， 各个信号副本可以使用例如 MRC( 最大比例组合 ) 技术在符号级 重组。
图 10 和 11 分别为下行链路发射机和上行链路接收机部分示出了具有基于用户的 信号处理的基于 CDMA 的系统的 DAS 体系结构的可能实施例。
在所示的这个实施例中， 这样的 DAS 系统包括中央单元 CUCDMA 和远程单元 RUCDMA， 以 基本上与以上已结合图 5 和 6 说明的 OFDMDAS 系统类似的方式进行工作。CDMA 系统的传输 部分的主要差别是 ： 在远程单元 RUCDMA 内执行扩频操作， 同时在远程单元 RUOFDM 内执行 IFFT。
具体地说， 中央单元 CUCDMA 通过 Iub 接口连接到无线电网络控制器 (RNC)， 在块 50 内可以实现高协议层， 诸如在 HSPA 系统情况下的 MAC-HS 协议。
在所示的这个示范性实施例中， 中央单元 CUCDMA 在块 52a 内仅实现部分基带功能， 包括例如信道编码、 H-ARQ、 交织、 调制和 MIMO 处理。在这种情况下， 发送给远程单元 RUCDMA 的信号可以用不同物理信道的调制符号流来表示。具体地说， 可以先在块 54 将调制符号流 从电信号变换到光信号， 再通过光纤链路 56 发送给远程单元 RUCDMA。
在一个实施例中， 通过使用诸如时分多址 (TDMA) 之类的某个多址协议在光纤上 多路复用这些物理信道。
每个远程单元 RUCDMA 接收调制的符号流， 先在块 58 将它们从光信号变换到电信号。 在远程单元 RUCDMA 内， 这些符号然后在块 550 经受用户加权， 再由执行扩频操作的块 536 处 理。所得到的信号然后可以由前端 60 滤波， 在块 62 从数字变换到模拟， 在块 64 从基 带变换到射频并由功率放大器放大， 再由 Km 个天线 TX 辐射出去。
图 11 示出了 CDMA DAS 系统的接收部分 ( 即上行链路 ) 的相应部分。
接收机部分的 DAS 体系结构基本上是与发射机的体系结构互补的。
在所示的这个实施例中， 远程单元 RUCDMA 在 Km 个天线 RX 接收数据。然后， 在块 84 将所接收的数据从射频下变频到基带， 在块 82 从模拟变换到数字 (A/D 变换 )， 再由前端 80 滤波。
接着， 可以在远程单元 RUCDMA 内对个别用户信号进行处理。例如， 在每个远程单元 RUCDMA 内， 在块 750 将用户权重应用于接收的数据。为此， 接收的 Km 个基带级信号首先在块 726 经受解扩操作。解扩操作例如可以用 Rake 接收机执行。解扩操作允许分离出不同用户 信道， 然后经受加权操作。接收的 Km 个信号在与特定用户信道有关的解扩后被加权， 如例 如式 (3) 所示， 并在块 750 相加。
如果在远程单元 RUCDMA 内的块 726 的解扩操作之前具有均衡器， 或者如果远程单元 RUCDMA 的接收机具备诸如串行 / 并行干扰消除 (SIC/PIC) 之类的干扰消除技术， 则本公开的 范围和权益得以保留。
然后， 在块 78 将加权的信号从电信号变换到光信号， 再通过光纤链路 76 与中央 单元 CUCDMA 交换 ( 即发送给 CUCDMA 或者在 CUCDMA 接收 )。此外， 在这种情况下， 可以使用诸如 TDMA 之类的某个多址协议在光纤上多路复用不同的用户信道。
然后， 可以先在块 74 将加权的基带信号从光信号变换回电信号， 再由块 72a 处理， 块 72a 实现物理层的其余操作， 诸如 MIMO 处理、 解调、 去交织、 H-ARQ 处理和解码。
然后， 可以将解码的数据传送给块 70， 块 70 实现高层协议， 在 HSPA 系统的情况下 诸如 MAC-E 协议， 并且块 70 可以例如通过传统的 Iub 接口连接到 RNC。
在一个实施例中， 提供了一种保留与 OBSAI 和 CPRI 标准兼容的 CDMA DAS 系统。 这样的实施例可以通过使用执行高层协议和物理层 (Ll) 信号处理操作的中央单元 CUCDMA 来 实现， 中央单元 CUCDMA 和远程单元 RUCDMA 之间的数据以复合数字基带信号 CDS 的形式进行交 换。
对于下行链路， 每个远程单元 RUCDMA 然后可以通过执行物理层级的诸如解扩操作 之类的某个逆处理再次将用户信号分离， 以便随后在块 550 应用用户权重。
类似地， 对于上行链路， 每个远程单元 RUCDMA 可以重组加权操作后的用户信号。这 可以例如通过对加权的用户信号执行扩频操作来实现。
在不违背本发明的基本原理的情况下， 这些具体情况和实施例与仅为例示性的说 明相比可以有所不同， 甚至是明显不同， 这并不背离如所附权利要求书所规定的本发明的 范围。