用于实现功率分布的系统和方法技术领域
本发明总体上涉及无线网络,尤其涉及用于实现功率分布的系统和方
法。
背景技术
分布式天线系统由基站(也被称为无线电元件控制或基带单元)和一
个或更多个远程收发机(也被称为无线电元件或远程无线电头端)组成。
这些部件为终端提供无线网络访问。为了帮助分布式天线系统在至不同终
端的不同无线通信与来自不同终端的不同无线通信之间进行区分,每个终
端可具有分配给每个终端的一个或更多个唯一子载波。
在分布式天线系统中,远程收发机围绕不同位置分布,同时经由有线
连接(例如光纤)连接到基站。尽管可能存在多个远程收发机,但是从终
端的视角来看,仅存在一个实体:基站。即,每个远程收发机发射本质上
相同的核心数据,而终端将来自多个远程收发机的多个信号组合为单个通
信。
例如,基站使用通用公共无线电接口(CPRI)标准与远程收发机进
行通信。CPRI标准允许将同相/正交(I/Q)数据从基站发射到远程收发
机。远程收发机使用I/Q数据形成如下发射:该发射被发送到连接至远程
收发机的任意终端。远程收发机还能够使用CPRI标准与基站进行通信。
这允许远程收发机对从终端接收到的数据进行中继,并且将诸如信号质量
的控制信息传送到基站。
发明内容
根据特定实施例,一种用于调整功率分布的方法包括:建立基站与多
个远程收发机之间的连接。该方法还包括:经由多个远程收发机中的一个
或更多个建立与多个终端的多个无线连接。该方法还包括:从用于任意终
端的多个远程收发机中的每个接收信号质量指示,其中针对任意终端,远
程收发机能够接收无线通信。另外,该方法包括:根据从远程收发机中的
每个接收到的信号质量指示,确定多个远程收发机的功率分布。该方法还
包括:向多个远程收发机发射控制信号。控制信号包括功率分布并且指示
每个远程收发机在发射无线通信时要用于每个终端的功率量。
特定实施例的技术优点可包括:使用相对低的CPRI链路速率向多个
远程收发机提供功率分布。特定实施例的另一技术优点包括:增加了分布
式天线系统的上行链路和下行链路容量。特定实施例的又一技术优点在
于:可在不同的远程收发机处不应用特定于远程收发机的参考信号—所有
的远程收发机发送相同的参考信号(例如,终端将所有的远程收发机视为
单个基站)。根据下面的图、说明书和权利要求,其它技术优点对于本领
域技术人员来说将是非常明显的。另外,尽管以上已列举了具体的优点,
但是不同的实施例可包括所列举的优点中的全部、一些或一个也没有。
附图说明
为了更透彻理解特定实施例及其优点,现在结合附图来参考下面的说
明,在附图中:
图1图示根据特定实施例的包括基站和多个远程收发机的分布式天
线系统;
图2图示根据特定实施例的分布式天线系统中的基站和远程收发机
的详细框图;以及
图3图示根据特定实施例的用于实现功率分布的方法。
具体实施方式
图1图示根据特定实施例的包括基站和多个远程收发机的分布式天
线系统。分布式天线系统100包括基站110和多个远程收发机120。远程
收发机120可以以变化的功率水平发射无线通信。从特定远程收发机(例
如远程收发机120d)到特定终端(例如终端140c)的特定发射(包括一
个或更多个子载波)的功率可取决于特定终端与特定远程收发机之间的信
号质量。每个远程收发机处的每个子载波的发射功率可大于或小于标准功
率水平。标准功率水平可基于子载波间的功率的均等分布(例如以相同的
功率发射所有的发射)。与在所有的子载波上采用均匀功率的系统相比,
增加或减少每个远程收发机120处的每个终端140的发射功率可增加分布
式天线系统100的容量。
分布式天线系统100可经由基站110耦合到网络130。分布式天线系
统100在大的地理区域上为终端140提供无线覆盖。例如,可使用单个基
站(例如基站110)和多个远程收发机(例如远程收发机120)为整个建
筑物提供无线覆盖。因为远程收发机120分布在地理区域上,所以终端与
每个远程收发机120之间的距离可不同。在特定实施例中,终端与远程收
发机之间的信号质量一般可随着终端更接近于远程收发机而增加。特定实
施例可通过增加与具有更好质量的信号相关联的子载波的发射功率来利
用该增加的信号质量。因为远程收发机具有有限量的发射功率,所以特定
子载波的功率的增加可通过另一子载波的功率的对应减少来平衡。
根据实施例,分布式天线系统100可为远程收发机120与终端140
之间的通信使用各种无线技术或协议(例如IEEE 802.16m或802.16e,
或者长期演进(LTE))中的任一种。多个远程收发机120作为单个实体
—基站的扩展呈现给终端140。因此,每个远程收发机120可尝试将相同
的核心数据发送到终端140,并且可潜在地从终端140接收相同的数据。
如以下将更详细描述的,发送或接收的数据中的差异可以是每个远程收发
机与特定终端的相应距离、和在每个远程收发机处应用于每个子载波的功
率量的结果。
根据实施例,分布式天线系统100可以为远程收发机120与基站110
之间的通信使用各种不同的有线技术或协议(例如CPRI)中的任一种。
在特定实施例中,基站110可被配置成直接(例如合并被发送到远程收发
机的I/Q样本中的功率分布)或者间接(例如将功率分布值提供给每个远
程收发机,远程收发机可根据功率分布值确定其相应的功率分布)调整每
个远程收发机应用于每个远程收发机的发射的功率。通过在特定的远程收
发机处选择性地增加或减少(与特定终端相关联的)特定子载波的发射功
率,基站110能够更有效地使用可用的无线资源。
根据实施例,基站110可使用来自不同远程收发机的信号质量信息,
为每个远程收发机确定每个子载波的功率分布。信号质量信息可包括接收
上行链路功率强度、最大可用调制和编码方案(MCS)水平、无线连接
的载波干扰加噪声比(CINR)。在特定实施例中,可使用上行链路探测来
估计终端140与远程收发机120之间的信道增益和干扰强度。
网络130可以是能够发送信号、数据和/或消息的任意网络或网络的
组合,包括通过网页、电子邮件、文字聊天、IP语音(VoIP)和即时消
息发送的信号、数据或消息。网络130可包括一个或更多个LAN、WAN、
MAN、PSTN、WiMAX网络、诸如因特网的全球分布式网络、企业内部
网、外部网络、或任何其它形式的无线或有线网络。网络130可使用各种
有线或无线通信协议中的任一种。
基站110可包括硬件、嵌入在计算机可读介质中的软件、和/或合并
在硬件中或以其它方式存储的编码逻辑(例如固件)的任意组合,以实现
任意数目的通信协议,其中通信协议允许分布式天线系统100中的包的无
线交换。基站110可被配置为确定功率分布以及将功率分布分配给每个远
程收发机120。根据实施例,基站110可在将数据发送到远程收发机用于
发射之前对数据应用功率分布,或者基站110可将功率分布发送到每个远
程收发机以允许远程收发机分别独自地应用功率分布。
远程收发机120可包括硬件、集成在计算机可读介质中的软件、和/
或合并在硬件中或以其它方式存储的编码逻辑(例如固件)的任意组合,
以实现任意数目的通信协议,其中通信协议允许分布式天线系统100中与
终端140的包的无线交换。在某些实施例中,远程收发机120从基站110
接收数据,其可能已经包括由基站110做出的功率分布确定。在特定实施
例中,每个远程收发机120可调整从基站110接收到的核心数据的发射功
率。在这样的实施例中,每个远程收发机120接收从基站110发送的相同
的核心数据和一个或更多个控制信号,其中控制信号在每个相应的远程收
发机120处指定每个子载波或多个子载波的发射功率。然后,远程收发机
120可在向终端140发送通信之前将功率分布应用于核心数据。
终端140可包括能够经由远程收发机120向基站110发送和从基站
110接收数据和/或信号的任意类型的无线装置。一些可能类型的终端140
可包括台式计算机、PDA、蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机和/或VoIP
电话。终端140可通过硬件、嵌入在计算机可读介质中的软件、和/或合
并在硬件中或以其它方式存储的编码逻辑(例如固件)的任意组合向用户
提供数据或网络服务。终端140也可包括能够发送或接收数据和/或信号
的无人值守或自动系统、网关、其它中间部件或其它装置。
下面的示例可帮助说明特定实施例的特定特征。为了该示例的目的,
假设基站110仅控制两个远程收发机:远程收发机120a和120d。还假设
终端140c和140e均位于由远程收发机120a和120d服务的区域中。为了
简化场景,假设基站110处的调度算法向终端140c和140e中的每个分配
相同数目的帧内子载波。还假设远程收发机120a与终端140c之间的信道
增益的大小是远程收发机120a与终端140e之间的两倍;以及远程收发机
120d与终端140e之间的信道增益的大小是远程收发机120d与终端140c
之间的两倍。然后,基于这些假设,基站110可将远程收发机120a的功
率的2/3分配给由终端140c使用的子载波,而将远程收发机120a的功率
的1/3分配给由终端140e使用的子载波(而不是标准分布式天线系统的
均等的1/2和1/2分布)。类似地,基站110可将远程收发机120d的功率
的2/3分配给由终端140c使用的子载波,而将远程收发机120d的功率的
1/3分配给由终端140e使用的子载波。
尽管图1图示了特定数目和配置的终端、连接、链路和节点,但是分
布式天线系统100考虑任意数目或布置的用于传送数据的这样的部件。另
外,分布式天线系统100的元件可包括相对于彼此位于中心(局部)的部
件或分布在整个分布式天线系统100中的部件。
图2图示根据特定实施例的分布式天线系统中的基站和远程收发机
的详细框图。可利用各种不同的无线技术来使用分布式天线系统200,包
括但不限于正交频分多址接入(OFDMA)、诸如LTE-A和802.16m的下
一代无线系统。
分布式天线系统200包括基站210和远程收发机220。基站210和远
程收发机220可各自包括一个或更多个计算机系统中的一个或更多个部
分。在特定实施例中,这些计算机系统中的一个或更多个可执行本文中描
述或说明的一个或更多个方法中的一个或更多个步骤。在特定实施例中,
一个或更多个计算机系统可提供本文中描述或说明的功能。在特定实施例
中,在一个或更多个计算机系统上运行的编码软件可执行本文中描述或说
明的一个或更多个方法中的一个或更多个步骤,或者提供本文中描述或说
明的功能。
基站210和远程收发机220的部件可包括任意适合的物理形式、配置、
数目、类型和/或布局。作为示例而不是通过限制的方式,基站210和/或
远程收发机220可包括嵌入式计算机系统、片上系统(SOC)、单板计算
机系统(SBC)(例如计算机模块(COM)或系统模块(SOM))、台式
计算机系统、膝上型或笔记本计算机系统、互动亭(kiosk)、大型机、计
算机系统网格(mesh)、移动电话、个人数字助理(PDA)、服务器、或
这些中的两个或更多个的组合。在适当情况下,基站210和/或远程收发
机220可包括一个或更多个计算机系统;是整体式的或分布式的;跨越多
个位置;跨越多个机器;或驻留在云中,该云可包括一个或更多个网络中
的一个或更多个云组件。
在适当情况下,分布式天线系统200可执行本文中描述或说明的一个
或更多个方法中的一个或更多个步骤而没有大量的空间或时间限制。作为
示例而不是通过限制的方式,分布式天线系统200可实时地或以批处理模
式执行本文中描述或说明的一个或更多个方法中的一个或更多个步骤。在
适当情况下,一个或更多个分布式天线系统可在不同时间或在不同位置执
行本文中描述或说明的一个或更多个方法中的一个或更多个步骤。
在图示的实施例中,基站210和远程收发机220各自包括其自己的相
应的处理器211和221、内存213和223、存储器215和225、接口217
和227、以及总线212和222。这些部件可一起工作以提供如下分布式天
线系统:在该分布式天线系统中,根据在每个远程收发机处的每个终端的
相对信号质量,来分配在每个远程收发机220处的每个终端的功率分布。
尽管将特定的分布式系统图示为具有特定数目的特定布置的特定部件,但
是本公开考虑任何适合的分布式天线系统200,其具有任何适合数目的任
何适合布置的任何适合部件。为了简单起见,将一起说明基站210和远程
收发机220的相似部件,其中远程收发机220的部件将在括号中标识。然
而,两个装置不必均具有相同的部件、或相同类型的部件。例如,处理器
211可为通用微处理器,而处理器221可为专用集成电路(ASIC)。
处理器211(和/或221)可为微处理器、控制器、或任何其它适合的
计算装置、资源、或硬件、软件和/或编码逻辑的组合,用于单独或结合
其它部件(例如分别为内存213或223)提供无线网络功能。这样的功能
可包括提供本文中描述的各种无线特征。例如,处理器211可确定如何在
每个远程收发机220处为每个子载波分配功率。以下将描述至少部分地由
处理器211(和/或221)提供的附加示例和功能。
在特定实施例中,处理器211(和/或221)可包括用于执行指令(例
如组成计算机程序的那些指令)的硬件。作为示例而不是通过限制的方式,
为了执行指令,处理器211(和/或221)可从内部寄存器、内部缓存器、
内存213(和/或223)、或存储器215(和/或225)中检索(或获取)指令;
解码和执行这些指令;然后,将一个或更多个结果写到内部寄存器、内部
缓存器、内存213(和/或223)、或存储器215(和/或225)。
在特定实施例中,处理器211(和/或221)可包括用于数据、指令或
地址的一个或更多个内部缓存器。在适当情况下,本公开考虑包括任意适
合数目的任意适合的内部缓存器的处理器211(和/或221)。作为示例而
不是通过限制的方式,处理器211(和/或221)可包括一个或更多个指令
缓存器、一个或更多个数据缓存器、和一个或更多个旁路转换缓冲器
(TLB)。指令缓存器中的指令可为内存213(和/或223)、或存储器215
(和/或225)中的指令的副本,以及指令缓存器可加速由处理器211(和
/或221)进行的那些指令的检索。数据缓存器中的数据可为:内存213(和
/或223)、或存储器215(和/或225)中的如下数据的副本:在处理器211
(和/或221)处运行的指令对该数据进行操作;在处理器211(和/或221)
处执行的先前指令的结果,其用于由在处理器211(和/或221)处执行的
后续指令进行的访问,或者用于写到内存213(和/或223)、或存储器215
(和/或225);或者其它适合的数据。TLB可加速处理器211(和/或221)
的虚拟地址变换。在特定实施例中,处理器211(和/或221)可包括用于
数据、指令或地址的一个或更多个内部寄存器。根据实施例,在适当情况
下,处理器211(和/或221)可包括任何适合数目的任何适合的内部寄存
器。在适当情况下,处理器211(和/或221)可包括一个或更多个算术逻
辑单元(ALU);可为多核处理器;可包括一个或更多个处理器211(和/
或221);或者任何其它适合的处理器。
内存213(和/或223)可为任何形式的易失性或非易失性存储器,包
括(而不是限制)磁介质、光学介质、随机访问存储器(RAM)、只读存
储器(ROM)、闪速存储器、可移除介质、或任何其它适合的本地或远程
存储器部件。内存213(和/或223)可存储由基站210(和/或远程收发机
220)使用的任何适合的数据或信息,包括嵌入在计算机可读介质中的软
件、和/或合并在硬件中或以其它方式存储的编码逻辑(例如固件)。在特
定实施例中,内存213(和/或223)可包括用于存储由处理器211(和/或
221)执行的指令或由处理器211(和/或221)操作的数据的主存储器。
作为示例而不是通过限制的方式,基站210可将指令从存储器215(和/
或225)或其它源(例如其它计算机系统、其它基站、或远程收发机)加
载到内存213(和/或223)。然后,处理器211(和/或221)可将指令从内
存213(和/或223)加载到内部寄存器或内部缓存器。为了执行指令,处
理器211(和/或221)可从内部寄存器或内部缓存器中检索指令并且对指
令进行解码。在指令执行期间或之后,处理器211(和/或221)可将一个
或更多个结果(其可为中间结果或最终结果)写到内部寄存器或内部缓存
器。然后,处理器211(和/或221)可将这些结果中的一个或更多个写到
内存213(和/或223)。在特定实施例中,处理器211(和/或221)可仅执
行一个或更多个内部寄存器或内部缓存器中的指令、或内存213(和/或
223)中的指令(而不是存储器215(和/或225)或其它地方),以及可仅
操作一个或更多个内部寄存器或内部缓存器中的数据、或内存213(和/
或223)中的数据(而不是存储器215(和/或225)或其它地方)。
总线212(和/或222)可包括硬件、嵌入在计算机可读介质中的软件、
和/或合并在硬件中或以其它方式存储的编码逻辑(固件)的任意组合,
以将基站210(和/或远程收发机220)的部件彼此耦合。作为示例而不是
通过限制的方式,总线212(和/或222)可包括加速图形端口(AGP)或
其它图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超
传输(HYPERTRANSPORT(HT))互联、工业标准架构(ISA)总线、
INFINIBAND互联、低管脚数(Low-Pin-Count,LPC)总线、内存总线、
微通道架构(MCA)总线、外围组件互联(PCI)总线、PCI-高速(PCI-X)
总线、串行高级技术附连(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)
总线、或任何其它适合的总线、或这些总线中的一个或更多个的组合。在
适当情况下,总线212(和/或222)可包括任意数目、类型、和/或配置的
总线212(和/或222)。在特定实施例中,一个或更多个总线212(其可各
自包括地址总线和数据总线)可将处理器211(和/或221)耦合到内存213
(和/或223)。如下所述,总线212(和/或222)可包括一个或更多个内
存总线。在特定实施例中,一个或更多个内存管理单元(MMU)可驻留
在处理器211(和/或221)与内存213(和/或223)之间,并且促进由处
理器211(和/或221)请求的对内存213(和/或223)的访问。在特定实
施例中,内存213(和/或223)可包括随机访问存储器(RAM)。在适当
情况下,该RAM可为易失性存储器。在适当情况下,该RAM可为动态
RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM)。另外,在适当情况下,该RAM
可为单端口或多端口RAM、或任何其它适合类型的RAM或存储器。在
适当情况下,内存213(和/或223)可包括一个或更多个内存213(和/
或223)。
在特定实施例中,存储器215(和/或225)可包括用于数据或指令的
大容量存储器。作为示例而不是通过限制的方式,存储器215(和/或225)
可包括HDD、软盘驱动器、闪速存储器、光盘、磁光盘、磁带、或通用
串行总线(USB)驱动器、或这些中的两个或更多个的组合。在适当情况
下,存储器215(和/或225)可包括可移除介质或不可移除(或固定)介
质。在适当情况下,存储器215(和/或225)可在基站210(和/或远程收
发机220)的内部或外部。在特定实施例中,存储器215(和/或225)可
为非易失性、固态存储器。在特定实施例中,存储器215(和/或225)可
包括只读存储器(ROM)。在适当情况下,该ROM可为掩膜编程ROM、
可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM
(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)、或闪速存储器、或这些中的
两个或更多个的组合。存储器215(和/或225)可采取任何适合的物理形
式,并且可包括任何适合数目或类型的存储器。在适当情况下,存储器
215(和/或225)可包括一个或更多个存储器控制单元,其促进处理器211
(和/或221)与存储器215(和/或225)之间的通信。
在特定实施例中,接口217(和/或227)可包括硬件、编码软件或两
者,其为基站210、远程收发机220、正由基站210服务的任意终端(未
示出)、任意网络、任意网络装置、和/或任意其它计算机系统之间的通信
提供一个或更多个接口。作为示例而不是通过限制的方式,通信接口217
(和/或227)可包括用于与以太网或其它基于线的网络进行通信的网络接
口控制器(NIC)或网络适配器、和/或用于与无线网络进行通信的无线
NIC(WNIC)或无线适配器。
在一些实施例中,接口217(和/或227)可包括耦合到一个或更多个
天线的一个或更多个无线电装置。在这样的实施例中,接口217(和/或
227)可经由无线连接来接收要发送到无线装置(例如终端)的数字数据。
无线电装置可将数字数据转换为具有适当中心频率、带宽参数和发射功率
的无线电信号。无线电信号的功率分布可在基站210处被确定并且被应用
于每个子载波,或者功率分布可在基站210处被确定并且由远程收发机
220来应用。类似地,无线电装置可将经由天线接收到的无线电信号转换
为例如要由处理器211(和/或221)处理的数字数据。在一些实施例中,
基站210可通过以下步骤来处理数据:将MRC应用于来自每个远程收发
机220的独自的输入I/Q样本;在每个远程收发机220处确定每个子载波
的平均接收功率;针对每个远程收发机220,将发射功率分配给每个子载
波;以及对要发送到终端的数据进行功率放大和逆快速傅立叶变换。在一
些实施例中,对数据进行处理可包括:在远程收发机220处,确定每个子
载波的平均接收功率,以及将来自终端的数据与由上游远程收发机提供的
来自相同终端的数据进行组合。然后,在基站210处,针对每个远程收发
机220,确定每个子载波的功率分布。
根据实施例,接口217(和/或227)可为适合于分布式天线系统200
所使用的任何类型的网络的任何类型的接口。作为示例而不是通过限制的
方式,分布式天线系统200可与自组织(ad-hoc)网络、个人区域网(PAN)、
局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、或因特网的一个或
更多个部分、或这些网络中的两个或更多个的组合进行通信。这些网络中
的一个或更多个的一个或更多个部分可以是有线的或无线的。作为示例,
分布式天线系统200可与无线PAN(WPAN)(例如蓝牙WPAN)、WI-FI
网络、WI-MAX网络、LTE网络、LTE-A网络、蜂窝电话网络(例如移
动通信全球系统(GSM)网络)、或任何其它适合的无线网络、或这些网
络中的两个或更多个的组合进行通信。在适当情况下,基站210(和/或远
程收发机220)可包括适合于这些网络中的任一个或更多个的任意接口
217(和/或227)。
在一些实施例中,接口217(和/或227)可包括用于一个或更多个I/O
装置的一个或更多个接口,这些I/O装置中的一个或更多个可使得能够进
行个人与基站210(和/或远程收发机220)之间的通信。作为示例而不是
通过限制的方式,I/O装置可包括键盘、小键盘、麦克风、监视器、鼠标、
打印机、扫描仪、扬声器、照相机、触控笔、平板、触摸屏、轨迹球、摄
像机、其它适合的I/O装置或这些装置中的两个或更多个的组合。I/O装
置可包括一个或更多个传感器。特定实施例可包括适合于这些特定实施例
的任意类型和/或数目的I/O装置、和任意类型和/或数目的接口117(和/
或227)。在适当情况下,接口117(和/或227)可包括一个或更多个装置
或编码软件驱动器,其使得处理器211(和/或221)能够驱动这些I/O装
置中的一个或更多个。在适当情况下,接口117(和/或227)可包括一个
或更多个接口117(和/或227)。
本文中,对计算机可读存储介质的引用包括一个或更多个有形的计算
机可读存储介质处理结构。作为示例而不是通过限制的方式,在适当情况
下,计算机可读存储介质可包括基于半导体的或其它集成电路(IC)(例
如现场可编程门阵列(FPGA)或专用IC(ASIC))、硬盘、HDD、混合
型硬盘驱动器(HHD)、光盘、光盘驱动器(ODD)、磁光盘、磁光驱动
器、软盘、软盘驱动器(FDD)、磁带、全信存储介质、固态驱动器(SSD)、
RAM驱动器、安全数字卡、安全数字驱动器、闪速存储器卡、闪速存储
器驱动器、或任何其它适合的计算机可读存储介质、或这些中的一个或更
多个的组合。本文中,对计算机可读存储介质的引用排除了不符合35
U.S.C§101的专利保护的任何介质。本文中,对计算机可读存储介质的
引用排除了信号发射的瞬态形式(例如传播电信号或电磁信号本身),在
这个意义上,信号发射的瞬态形式不符合35U.S.C§101的专利保护。
特定实施例可包括实现任何适合的存储的一个或更多个计算机可读
存储介质。在特定实施例中,在适当情况下,计算机可读存储介质实现处
理器211(和/或221)的一个或更多个部分(例如一个或更多个内部寄存
器或缓存器)、内存213(和/或223)的一个或更多个部分、存储器215
(和/或225)的一个或更多个部分、或这些的组合。在特定实施例中,计
算机可读存储介质实现RAM或ROM。在特定实施例中,计算机可读存
储介质实现易失性存储器或永久性存储器。在特定实施例中,一个或更多
个计算机可读存储介质包含编码软件。
本文中,在适当情况下,对编码软件的引用可包括已存储或编码在计
算机可读存储介质中的一个或更多个应用、字节码、一个或更多个计算机
程序、一个或更多个可执行文件、一个或更多个指令、逻辑、机器代码、
一个或更多个脚本、或源代码,反之亦然。在特定实施例中,编码软件包
括被存储或编码在计算机可读存储介质中的一个或更多个应用编程接口
(API)。特定实施例可使用被存储或编码在任何适合类型或数目的计算
机可读存储介质中的、以任何适合的编程语言或编程语言的组合编写或以
其它方式表达的任何适合的编码软件。在特定实施例中,编码软件可被表
达为源代码或目标代码。在特定实施例中,以高级编程语言(例如C、Perl、
或其适合的扩展)表达编码软件。在特定实施例中,以低级编程语言(例
如汇编语言(或机器代码))来表达编码软件。在特定实施例中,以JAVA
来表达编码软件。在特定实施例中,以超文本标记语言(HTML)、可扩
展标记语言(XML)或其它适合的标记语言来表达编码软件。
图2中图示的部件和装置形成了分布式天线系统200。从终端的视角
来看,分布式天线系统200可被视为单个基站。终端可能无法在由远程收
发机发送的无线发射与由基站发送的无线发射之间进行区分。由终端经历
的信道是来自远程收发机220中的每个的信道响应的总和。
在特定实施例中,基站210可使用通用公共无线电接口(CPRI)与
远程收发机220进行通信。CPRI规范支持各种拓扑,包括环形、树形、
星形和链形拓扑。不管什么拓扑,CPRI允许多个远程收发机220被相同
的基站210控制。在一些实施例中,基站210可使用CPRI链路向/从每
个不同的远程收发机220发送/接收不同的同相/正交(I/Q)数据。例如,
在一些实施例中,在数据被发送到远程收发机之前,基站210可将功率分
布局部地应用于数据。这可导致每个远程收发机需要其自己的唯一的I/Q
样本。在特定实施例中,可使用CPRI链路向/从远程收发机220发送/接
收I/Q样本的单个集合。例如,在一些实施例中,可在每个相应的远程收
发机处独自地应用功率分布。这可允许所有的远程收发机220使用单个
I/Q样本。
功率分布中的在不同远程收发机220处对不同子载波的功率分配可
基于与每个远程收发机220处的每个终端相关联的信道响应信息。在特定
实施例中,基站210可将更多功率分配给那些在每个相应的远程收发机处
具有更好信道质量的终端。
根据实施例,可存在用来确定信道响应的至少三个分量:路径损耗、
遮蔽、和多径。与遮蔽和多径效应(其经常为随机过程)对比,路径损耗
是信道响应中最显著的分量。路径损耗可为终端与远程收发机之间的距离
的函数。终端离特定的远程收发机越近,终端与远程收发机之间的信道增
益越高。在分布式天线系统200中,终端与每个远程收发机220之间的变
化的距离可导致远程收发机220与特定终端之间的变化的路径损耗和信
道增益。
在特定实施例中,终端离远程收发机越近,将分配给与终端相关联的
子载波的功率越多。相反,终端离远程收发机越远,将分配给与终端相关
联的子载波的功率越少。这可允许每个远程收发机220更有效地使用其可
用的发射功率。对不同子载波的非均匀功率分布可通过增加从更近的远程
收发机220接收到的信号强度,来增强终端处的信号干扰加噪声比
(SINR),同时来自更远的远程收发机的减少功率所导致的信号强度的损
耗可以是微不足道的。
在特定实施例中,每个远程收发机220可测量分配给每个终端的子载
波的平均接收功率。然后,可通过CPRI控制信道将该信息传送到基站
210。基站210可使用测量的上行链路功率来近似每个远程收发机220与
终端之间的下行链路信道响应。基站210可使用该估计来确定功率分布,
然后基站210可使用CPRI控制信道将该功率分布发送到远程收发机220。
在一些实施例中,每个远程收发机220可与从上游远程收发机接收到
的I/Q数据一起发送每个远程收发机220自己的相应的I/Q数据。基站
210可使用各自的I/Q数据来估计终端处接收到的下行链路功率(例如,
其可与所确定的上行链路功率成比例)。使用该估计的功率,基站210可
确定放大或衰减的量,并且将放大或衰减的量应用于下行信号。这可在不
调整下行信号的相的情况下进行。然后,可将放大的数据发送到远程收发
机220作为各自的I/Q数据。
在某些实施例中,在基站210分配功率分布之前,基站210首先执行
调度算法以将信道内的子载波分配给不同的终端。一旦分配了子载波,基
站210可使用从远程收发机220接收到的测量上行链路功率来重新分配下
行链路功率以使系统容量最大化。根据实施例和/或场景,基站210可使
用各种策略中的任一种来应用功率分布。例如,基站210可使用类似于最
大比组合(MRC)的策略。在该场景中,使得在特定远程收发机(例如
远程收发机220a)处分配的子载波的下行链路功率与在相同的特定远程
收发机(例如远程收发机220a)处测量的相同子载波的上行链路信道增
益成比例。作为另一示例,基站210可通过求解最优化问题来使系统容量
最大化,例如:
max Σ i = 1 I Σ u = 1 N UE S u · ln ( 1 + Σ r = 1 N H c · P r , u i UL N T · G r , u i Σ j = 1 N I c · P j , u i UL N T · G j , u i + σ n 2 ) ]]>
s . t . Σ u = 1 N UE G r , u i · S u ≤ N , ∀ i = 1 , . . . , I andr = 1 , . . . , N H ]]>
G r , u i ≥ 0 , ∀ i = 1 , . . . , I ; r = 1 , . . . , N H , and u = 1 , . . . , N UE ]]>
在以上最优化公式中:(1)Su可表示分配给第u个终端的子载波的
数目;(2)Gr,u(=gr,u2)可表示在第r个远程收发机处、用于分配给第u
个终端的全部子载波的通用功率放大因子的平方;(3)Pr,uUL可表示在
第r个远程收发机处分配给第u个终端的子载波的接收上行链路功率的平
均;(4)c可表示用来校准下行链路连接和上行链路连接的发射和接收天
线增益之间的差异的常量;(5)NT可表示在每个远程收发机处的发射天
线的数目;(6)NH可表示被小区中的基站控制的远程收发机的数目;(7)
NUE可表示在一个发射定时间隔(TTI)中调度的终端的数目;(8)NI可
表示干扰基站的数目;(9)σn2可表示每个子载波的噪声功率的方差;(10)
N可表示信道中的FFT(快速傅立叶变换)的点数,其可与信道中的子载
波的数目相同;以及(11)对数函数的项ln(·)可表示在第u个终端处
按每个子载波容量估计的平均值。可能是如下情况:以上公式中的符号大
部分表示给定的参数,其中Gr,u(r=1,…,NH,以及u=1,…,NUE)是公式中
的变量。
以上公式的目标函数可以是使整个系统容量最大化。系统容量可基于
连接到基站210的所有终端的估计容量的总和。约束函数的第一集合可将
每个远程收发机处的总发射功率限制为小于或等于最大发射功率PT。约
束函数可从下面的不等式导出:
Σ k = 1 N G r , k · P r , k TX ≤ P T , ∀ r = 1 , . . . , N H ]]>
其中,Pr,kTX是在功率放大操作之前分配给第r个远程收发机的第k
个子载波的功率。因为在功率放大操作之前所有子载波具有相等的功率,
所以Pr,kTX可被表示为PT/N。另外,在某些实施例中,可将分配给相同
终端的不同子载波的功率放大增益设定为相同。这可允许将不等式简化为
最优化问题中的约束函数。约束函数的第二集合可确保根据最优化问题计
算的正功率放大增益或零功率放大增益。
一旦基站210确定了如何在每个远程收发机220处为各个子载波分配
下行链路功率,可在基站210处或在远程收发机220处应用功率分布。例
如,在一些实施例中,基站210可为每个远程收发机220生成I/Q数据(这
可在基站210执行逆离散傅立叶变换(IDFT)操作之前在频域中进行),
其包括被功率分布修改的功率核心数据。这可按比例放大或缩小频域数据
(在IDFT之前),使得每个远程收发机的总功率不超过其容量。
在一些实施例中,基站210从远程收发机220接收组合的上行链路信
号。例如,远程收发机220c可将其接收到的上行链路信号发送到远程收
发机220b。远程收发机220b可将其自己接收到的上行链路信号与来自远
程收发机220c的上行链路信号组合。然后,可将组合的上行链路信号发
送到远程收发机220a,用于与远程收发机220a接收到的上行链路信号组
合。然后,可将来自所有三个远程收发机的组合上行链路信号发送到基站
210。相应地,基站210可仅接收一个组合上行链路I/Q样本,而不是来
自每个远程收发机220的独自的I/Q样本。
在某些实施例中,基站210可经由最大比组合(MRC)来增强上行
链路容量。这可部分地通过确定分配给每个终端的子载波的接收信号功率
来实现。基站210还可在处理从远程收发机220中的每个发送的每个I/Q
数据样本时使用MRC。这可提高与远程收发机220的多个接收实体相关
联的阵列增益。
在特定实施例中,在应用逆快速傅立叶变换之前,基站210可将功率
分布应用于核心数据功率放大和IFFT均可在基站210
处局部地进行。这可导致基站210将不同的I/Q数据发送到每个远程收发
机220。这可增加CPRI链路的数据速率。然而,因为基站210正发送特
定于每个远程收发机220的不同I/Q数据,所以可以使用标准远程收发机
而不必将其修改为能够根据来自基站210的功率分布进行功率调整。在特
定实施例中,可由针对每个相应任务具体指定的离散模块来执行MRC、
功率放大确定、FFT(处理从远程收发机接收到的I/Q样本)、和IFFT(处
理要发送到远程收发机的I/Q样本)。在一些实施例中,这些特征中的一
个或更多个可由处理器211、内存213、存储器215、总线212和接口217
中的一个或更多个的组合来执行。
在特定实施例中,每个远程收发机220可局部地应用功率分布并且执
行IFFT。这可允许基站210将相同(频域)的数据发送到每个远程收发
机220。这可减少CPRI链路所需要的数据速率。在某些实施例中,除了
频域I/Q数据之外,基站210还可发送用于每个终端的功率分布、和下行
链路调度信息(例如在发射时间间隔(TTI)中分配给每个终端的子信道
/子载波的集合)。在特定实施例中,信息均可承载在CPRI控制会话或
CPRI控制信道上。与I/Q数据相比,用于功率放大增益和调度信息两者
的数据量小很多。
在特定实施例中,每个远程收发机220可将其自己的I/Q数据与每个
远程收发机220从上游远程收发机220接收到的I/Q数据组合。然后,可
将组合的I/Q数据向下游地传送到下一远程收发机(朝向基站210)。因
为基站210仅从远程收发机220中的每个接收基于I/Q数据的组合的单个
I/Q数据集合,所以基站210可能无法使用所接收到的I/Q数据来确定功
率放大分布。然而,在某些实施例中,远程收发机220可计算来自特定终
端的平均接收功率,以及经由CPRI控制信号将该信息发送到基站210。
在一些实施例中,计算来自终端的接收功率可包括使用来自基站210的调
度信息。在特定实施例中,可在每个远程收发机220处执行FFT操作,
由此缓解基站210执行FFT的任务。在一些实施例中,远程收发机220
可在进行FFT之后计算平均接收功率。在特定实施例中,远程收发机220
可包括用于计算平均接收功率和/或执行FFT的一个或更多个离散硬件模
块。在特定实施例中,这些任务可由处理器221、内存223、存储器225
和/或接口227的组合来执行。
迄今为止,已呈现了一些不同的实施例和特征。根据操作需要和/或
部件限制,特定实施例可对这些特征中的一个或更多个进行组合。这可允
许分布式天线系统200对各种组织和用户的需求的极大的适应性。一些实
施例可包括附加的特征。
图3图示根据特定实施例的用于实现功率分布的方法。该方法开始于
步骤310,在步骤310建立基站与多个远程收发机之间的连接。在一些实
施例中,基站与多个远程收发机之间的连接可包括通用公共无线电接口连
接。在特定实施例中,可以以级联拓扑来布置多个远程收发机。通过穿过
远程收发机中的每个,级联拓扑可允许对数据和/或通信进行端对端中继。
在其他实施例中,可以以星形、树形或环形拓扑来布置多个远程收发机。
不管什么配置,基站可负责管理与远程收发机中的每个相关联的一个或更
多个参数和/或数据。
在步骤320,建立与多个终端的多个无线连接。经由多个远程收发机
中的一个或更多个建立无线连接。从每个终端的视角来看,尽管每个终端
可建立与单个基站的单个无线连接,但是每个终端实际上可以正在从多个
远程收发机发送和接收通信。当终端从多个远程收发机接收多个无线信号
时,终端可执行用于从多个无线信号推导核心数据的各种技术。例如,在
一些实施例中,终端可组合来自两个或更多个收发机的两个或更多个无线
信号(每个无线信号包括相同核心数据的副本)。
在步骤330,从多个远程收发机中的每个接收信号质量指示。每个信
号质量指示可包括如下信息:根据该信息,基站能够确定相应的远程收发
机与多个终端中的每个终端之间的无线连接的相对质量、强度和/或效率。
例如,如果特定的远程收发机能够从两个终端接收信息,则从特定远程收
发机发送的信号质量指示将包括如下信息:该信息关于与两个终端的无线
连接的相对质量、强度和/或效率。在一些实施例中,每个远程收发机可
计算来自多个终端中的每个的平均接收功率。这可被发送到基站作为信号
质量指示。在特定实施例中,可通过CPRI控制信道将信号质量指示从远
程收发机传送到基站。
在步骤340,基站接收来自远程收发机的组合数据。组合数据可包括
由在各个远程收发机中的每个处接收到的每个数据集合形成的单个数据
集合。在某些实施例中,可通过一系列的重复步骤来创建组合数据,其中,
在重复步骤中,每个远程收发机从上游远程收发机接收组合数据,将接收
到的组合数据与其自己的接收数据组合,然后将新的组合数据向下游地发
送到下一远程收发机。链中的第一远程收发机可简单地将其接收数据发送
到下游收发机,而最后远程收发机可将其组合数据发送到基站。可通过
CPRI数据信道发送组合数据。因为同时仅传送一个数据集合,所以与每
个远程收发机将其自己的相应数据发送到基站而不将其自己的相应数据
与其它数据集合进行组合的系统相比,CPRI数据信道的带宽需求可以小
很多。
在步骤350,确定多个远程收发机的功率分布。功率分布可至少部分
地基于从远程收发机中的每个接收到的信号质量指示。功率分布确定每个
远程收发机在将无线通信发射到终端中的每个时要应用于每个相应的子
载波的放大量。在某些实施例中,远程收发机与终端之间的无线信号越好
(例如越强、越清楚、更有效),将分配给远程收发机以用来与终端通信
的功率量越多;相反,无线信号越差,将分配给远程收发机以用来与终端
通信的功率越少。为了方便起见,将功率分布应用于核心数据而产生的结
果可被称为修改数据。
在某些实施例中,一旦基站确定了每个远程收发机如何在多个终端之
间分配功率,则基站可将信息编码为控制信号。可在步骤360发射控制信
号。控制信号可为每个远程收发机提供如下信息:该信息指示远程收发机
如何在由多个远程收发机使用的多个子载波之间分配分布功率。在一些实
施例中,可经由CPRI控制信道发送控制信号。
在步骤370,基站发射数据信号。可将相同的数据信号发送到远程收
发机中的每个。例如,在一些实施例中,远程收发机中的每个可接收要发
射给多个终端中的每个的相同核心数据。可使用CPRI数据信道将核心数
据发送到远程收发机。
在步骤380,可根据控制信号修改数据信号。这可在每个远程收发机
处独自进行。这可导致每个远程收发机发射不同的信号。例如,尽管每个
远程收发机可在数据信号中接收相同的核心数据,但是每个远程收发机可
在控制信号中接收不同的功率分布。当应用功率分布以修改数据信号时,
结果信号可针对每个远程收发机而不同。在一些实施例中,每个远程收发
机可执行其自己的相应的逆快速傅立叶变换以生成经修改的数据信号。在
步骤390,将经修改的数据信号发射到多个终端。
在适当情况下,可组合、修改或删除图3中图示的步骤中的一些,以
及也可将附加的步骤增加到流程图。另外,在不偏离特定实施例的范围的
情况下,可以以任何适合的顺序来执行步骤。
尽管关于多个实施例说明了各个实现方式和特征,但是应当理解可以
在各个实施例中组合这样的实现方式和特征。例如,根据操作需要或期望,
可以将关于特定图(例如图2)说明的特征和功能连同关于其它这样的图
(例如图1)说明的特征和功能一起使用。
尽管已详细描述了特定实施例,但是应当理解可以在不偏离特定实施
例的精神和范围的情况下对其进行各种其它修改、替代和替换。例如,尽
管已经参考分布式天线系统100中包括的大量元件(例如终端、基站和远
程收发机)描述了实施例,但是可以组合、重新布置或放置这些元件以适
应特定的路由架构或需要。另外,在适当情况下,这些元件中的任一个可
被提供为分布式天线系统100的分离的外部部件。特定实施例可虑这些元
件及其内部部件的布置中的极大的灵活性。
本领域技术人员可以想到许多其他变化、替换、变型、替代和修改,
并且期望的是,特定实施例包括所有这样的变化、替代、变型和修改,只
要落在所附权利要求的精神和范围内即可。