專利名稱：分布式信號累加與增益控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及通信領域，更具體地說，涉及分布天線系統(tǒng)中的信號增益控制。
背景技術：
全球已經(jīng)有多種無線通信系統(tǒng)普及。例如，蜂窩通信系統(tǒng)覆蓋大多數(shù)主要的市區(qū)，以及通過邊遠地區(qū)的主要高速公路。蜂窩系統(tǒng)允許備有蜂窩手機的個人與連接到公眾交換電話網(wǎng)(PSTN)或某些其它通信網(wǎng)絡的基站通信。
與任何通信系統(tǒng)的情況一樣，蜂窩系統(tǒng)可能會在基站信號無法到達地方留下覆蓋“漏洞”。這些覆蓋漏洞可能位于隧道、山谷、高樓之間的城市街道或任何其它射頻(RF)信號受阻的地方。
在這些覆蓋漏洞所在地設置額外的基站并不總是可行?；境杀就浅０嘿F，這不僅是因為有設備成本，還因為有土地占用成本。此外，大型基站天線可能在物理或審美方面與現(xiàn)場區(qū)域不協(xié)調(diào)。
一種解決覆蓋漏洞的方案是在需要覆蓋、但不保證或不期望設置基站的地方采用較小的分布天線。但是，分布天線系統(tǒng)存在一些問題。
任何系統(tǒng)均具有一定動態(tài)范圍。對于只有一個天線端口的系統(tǒng)，整個動態(tài)范圍可用于該唯一的端口信號。當系統(tǒng)具有多個天線端口，如在分布天線系統(tǒng)中時，同一動態(tài)范圍由來自所有端口的集合信號(aggregate signal)共享。這在多個端口同時激活時降低了可用于每個端口的動態(tài)范圍。單條信號路徑上分布天線的一個問題是沿該信號路徑上的集合信號可能超出系統(tǒng)允許的動態(tài)范圍。因此現(xiàn)有技術中需要具有增益控制的分布天線系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明的實施例包括具有多個分布天線端口的通信系統(tǒng)。每個端口可以接收具有某個信號電平的通信信號。通信介質耦合多個分布天線端口。衰減功能耦合到多個天線端口。衰減功能可以根據(jù)衰減指令衰減至少一個信號電平。增益控制功能耦合到衰減功能。增益控制功能根據(jù)信號電平抽樣值生成衰減指令。
附圖簡介

圖1顯示本發(fā)明的分布數(shù)字天線系統(tǒng)的實施例的框圖。
圖2顯示本發(fā)明的分布數(shù)字天線系統(tǒng)的另一個實施例的框圖。
圖3顯示根據(jù)圖1所示系統(tǒng)的遠程單元的一個實施例的框圖。
圖4顯示根據(jù)圖2所示系統(tǒng)的遠程單元的一個實施例的框圖。
圖5顯示具有分布加法和增益控制以及頭端公共集合信號衰減功能的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
圖6顯示具有分布加法和增益控制以及本地公共衰減功能的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
圖7顯示具有分布加法和增益控制以及本地輸入衰減功能的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
圖8顯示具有分布加法和增益控制以及頭端生成的反饋控制的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
圖9顯示具有分布加法和增益控制以及分布反饋控制的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
發(fā)明的詳細說明通過分布信號衰減及衰減控制，本發(fā)明的實施例保持原系統(tǒng)動態(tài)范圍。這樣，無需任何附加比特來表示來自分布天線的集合信號。
本發(fā)明的實施例涉及在遠程單元和主單元之間作為通信介質的光纖。但是，將遠程單元連接到主單元的通信介質可以采取任何形式，包括通過空中接口的激光、通過同軸電纜的RF信號或通過空中接口的RF信號。
圖1顯示本發(fā)明的分布數(shù)字天線系統(tǒng)的實施例的框圖。該系統(tǒng)具有使用天線(110)在RF鏈路上進行通信的基站(100)。該基站采用任何適合的空中接口標準在RF鏈路上進行通信。例如，上述空中接口標準包括下列之一高級移動電話系統(tǒng)(AMPS)、碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或任何其它適合的空中接口標準。
RF鏈路由基站(100)用于向預訂用戶單元(150)傳輸?shù)那跋蜴溌窐嫵?。預訂用戶單元(150)通過反向鏈路向基站(100)回傳。預訂用戶單元(150)是移動臺或如無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的固定臺。
基站(100)具有發(fā)送器和接收器，它們允許預訂用戶單元(150)與公眾交換電話網(wǎng)絡(PSTN)(130)通信。在一個實施例中，基站將預訂用戶單元(150)鏈接到正在與其它基站通信的其它預訂用戶單元。在一個實施例中，基站(100)通過移動交換中心連接到PSTN，所述移動交換中心處理與多個基站的呼叫交換。
主單元(101)通過RF鏈路(115)連接到基站(100)。在一個實施例中，此鏈路(115)是同軸電纜。其它實施例采用其它類型的連接，例如空中接口或承載數(shù)字RF信號的光纖。轉讓給ADC電信公司的美國專利申請No.09/619431公開了數(shù)字RF信號，該申請通過引用結合于本文中。
主單元(101)負責將來自基站(100)的RF信號轉換成便于在光學介質上傳輸?shù)墓庑盘?。主單?101)還負責將接收的光信號轉換成RF信號，以便傳送到基站(100)。在其它實施例中，主單元(100)還執(zhí)行其它功能。
一個或多個遠程單元(105-108)通過光學介質如光纖線路(120和125)以菊花鏈布置連接到主單元(101)。遠程單元(105-108)設在因缺乏基站(100)覆蓋而需要附加信號覆蓋的地方。這些遠程單元(105-108)通過遠程單元天線(135-138)提供的RF鏈路與特定遠程單元覆蓋區(qū)內(nèi)的預訂用戶單元通信。
為便于說明，圖中顯示了四個遠程單元(105-108)。但是，替代實施例可使用其它數(shù)量的遠程單元。如果僅小型地理區(qū)域需要覆蓋，則可采用少至1個遠程單元(105)。如果邊遠區(qū)域中的高速公路需要額外的覆蓋，則通常采用四個以上的遠程單元。
圖1的實施例對每個通信方向使用一條單獨的光纖線路。每根光纖承載不同的波長。例如，從主單元(101)到遠程單元(105-108)的光纖線路(120)承載波長λ1。從遠程單元(105-108)到主單元(101)的光纖線路(125)承載波長λ2。在替代實施例中，每根光纖可承載相同的波長。
從主單元(101)到遠程單元(105-108)的光纖線路(120)承載要由遠程單元(105-108)傳送的數(shù)字光信號。始于遠程單元(105-108)的光纖線路(125)承載的數(shù)字光信號包含來自各遠程單元(105-108)的接收信號之和。下面依次討論這些遠程單元的和信號生成。
圖2顯示本發(fā)明的分布數(shù)字天線系統(tǒng)的另一個實施例的框圖。此系統(tǒng)與圖1所示實施例相似，所不同的是，遠程單元(205-208)通過單個光學介質(220)連接到主單元(201)。
圖2所示的系統(tǒng)具有采用天線(210)在RF鏈路上進行通信的基站(200)。該基站可以采用任何空中接口標準在RF鏈路上通信。例如，上述空中接口標準可以是碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)。
RF鏈路由基站(200)用于向預訂用戶單元(250)傳輸?shù)那跋蜴溌窐嫵?。預訂用戶單元(250)通過反向鏈路向基站(200)回傳。預訂用戶單元(250)可以是移動臺或例如無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的固定臺。
基站(200)具有發(fā)送器和接收器，它們允許預訂用戶單元(250)與公眾交換電話網(wǎng)絡(PSTN)(230)通信。該基站還可以將預訂用戶單元(250)鏈接到正在與其它基站通信的預訂用戶單元。在一個實施例中，基站(200)通過移動交換中心連接到PSTN，所述移動交換中心處理與多個基站的呼叫交換。
主單元(201)通過RF鏈路(215)連接到基站(200)。在一個實施例中，此鏈路(215)是同軸電纜。其它實施例采用其它類型的連接，例如空中接口或承載數(shù)字RF信號的光纖。
主單元(201)負責將來自基站(200)的RF信號轉換成用于在光學介質上傳輸?shù)臄?shù)字光信號。主單元(201)還將接收的光信號轉換成RF信號，以便向基站(200)傳輸。在其它實施例中，主單元(201)還執(zhí)行其它功能。
一個或多個遠程單元(205-208)通過以菊花鏈布置連接的光學介質如光纖線路(220)連接到主單元(201)。遠程單元(205-208)設在因缺乏基站(200)覆蓋而需要附加信號覆蓋的地方。
出于說明的目的，圖中顯示了四個遠程單元(205-208)。但是，替代實施例可根據(jù)具體應用而采用其它數(shù)量的遠程單元。
圖2的實施例將一條光纖線路(220)用于往返于遠程單元(205-208)的通信。這是通過承載多個波長的單根光纖(220)來實現(xiàn)的。例如，光纖線路(220)將波長λ1用于從主單元到遠程單元(205-208)的數(shù)字信號。光纖線路(220)還使用波長λ2承載數(shù)字和信號。該數(shù)字和信號是來自遠程單元(205-208)的接收信號之和。隨后討論該遠程單元和信號生成。
圖3顯示圖1所示遠程單元(105)的一個實施例的框圖。圖1所示實施例的每個遠程單元(105-108)在功能組成上基本相同。
遠程單元(105)通過天線(135)發(fā)送和接收RF通信信號。接收和發(fā)送電路通過雙工器(301)連接到天線(135)。替代實施例采用其它數(shù)量的天線。例如，一個實施例采用三個天線來覆蓋一個區(qū)域地三個不同扇區(qū)。
天線(135)上接收的模擬信號經(jīng)雙工器(301)分離到模數(shù)轉換器(305)。模數(shù)轉換器(305)通過對該信號進行周期性抽樣而將接收的模擬信號數(shù)字化。抽樣生成接收模擬信號的數(shù)字表示。
數(shù)字化的接收信號輸入到加法器(315)，以便與來自菊花鏈中在前遠程單元的數(shù)字化信號相加。因此，加法器(315)的輸入耦合到前一個遠程單元的輸出。加法器(315)的輸出是和信號，此和信號耦合到后續(xù)遠程單元的輸入或耦合到主單元。因此，主單元接收表示系統(tǒng)的遠程單元(105-108)所接收到的所有信號之和的和信號。
主單元的數(shù)字信號耦合到數(shù)模轉換器(310)。數(shù)模轉換器(310)取該模擬信號的數(shù)字表示，并將其轉換成模擬信號，以便通過天線(135)發(fā)送。
光電轉換器(320-323)設在遠程單元(105)的光端口(330和335)處。每個光端口(330和335)具有各自耦合到光電轉換器(320-323)的輸入和輸出。
因為遠程單元(105)使用電信號進行工作，而該電信號通過光端口(330和335)輸入時以光信號表示，所以光電轉換器(320-323)負責將光信號轉換成電信號，以便遠程單元(105)進行處理。接收的電信號從電形式轉換成光形式，以便通過光纖傳輸。
圖4顯示圖2所示遠程單元(205)的一個實施例的框圖。圖1所示實施例的每個遠程單元(205-208)在功能組成上基本相同。
遠程單元(205)通過天線(435)發(fā)送和接收RF通信信號。接收和發(fā)送電路都通過雙工器(401)連接到天線(435)。替代實施例也可采用其它數(shù)量的天線。例如，一個實施例采用三個天線來覆一個區(qū)域內(nèi)的三個不同扇區(qū)。
天線(435)上接收到的模擬信號經(jīng)雙工器(401)分離到模數(shù)轉換器(405)。模數(shù)轉換器(405)通過對該信號進行周期性抽樣而將接收的模擬信號數(shù)字化。抽樣產(chǎn)生接收模擬信號的數(shù)字表示。
數(shù)字化的接收信號輸入到加法器(415)，以便與來自自菊花鏈中在前遠程單元的數(shù)字化信號相加。因此，主單元接收表示系統(tǒng)的遠程單元(205-208)所接收的所有信號之和的和信號。
主單元的數(shù)字信號耦合到數(shù)模轉換器(410)。數(shù)模轉換器(410)取該模擬信號的數(shù)字表示，并將其轉換成模擬信號，以便通過天線(435)發(fā)送。
光電轉換器(420-423)設在遠程單元(205)的光端口(440和445)處。每個光端口(440和445)具有各耦合到光電轉換器(420-423)的輸入和輸出。
因為遠程單元(205)使周電信號進行工作，而該電信號通過光端口(440和435)輸入時以光信號表示，所以光電轉換器(420-423)負責將該光信號轉換成電信號，以便遠程單元(205)處理。接收的電信號從電形式轉換成光形式，以便在光纖上傳輸。
波分復周器(WDM)(430和431)設在每個光端口(440和445)處。WDM(430和431)執(zhí)行將具有多個波長的多個光信號組合所必需的光復用功能。WDM(430和431)還執(zhí)行將單根光纖的多個波長分離到它們各自的信號路徑所必需的光去復用功能。
在上述實施例中，如果一個天線端口用盡全部系統(tǒng)動態(tài)范圍，則其它天線端口無動態(tài)范圍可周，由此需要增加總動態(tài)范圍。(以dB計的)所需附加動態(tài)范圍大小表示為6*Log2N，其中N是天線端口的數(shù)量。在一幀中表示集合信號所需的附加比特數(shù)表示為Log2N。
在一個操作實施例中，一個天線端口的動態(tài)范圍在84dB時需要14個比特來表示。為了適應32個天線端口的總動態(tài)范圍，需要額外的30dB和5比特。在此情況下，每個端口的模數(shù)轉換分辨率仍然保持在14個比特，但所有天線端口信號的和值由19個比特表示。
為了保持原動態(tài)范圍和輸出信號電平，本發(fā)明實施例的分布衰減在天線輸入端口、輸出端口或二者處使用衰減器。分布控制可以采用向每個天線端口反饋的基于頭端的控制器、設在每個天線端口處的本地控制器或利用分布反饋的分布控制。
本發(fā)明的各種實施例采用自動增益限制(AGL)作為增益控制功能。而另一些實施例采用自動增益控制(AGC)作為增益控制功能。AGL僅在信號超出某個最大值時才激活。AGC則連續(xù)控制衰減。
本發(fā)明的實施例采用不同的衰減方法。這些方法包括連續(xù)性衰減和步進式衰減。
連續(xù)性衰減在衰減值方面是連續(xù)的。該值精確地指明需要多大衰減。換言之，該衰減量可與超出最大閾值的過抽樣信號電平成比例。如果集合信號超過最大閾值2.3dB，則衰減器剛好引入2.3dB的衰減。
這種衰減方法通過將總計值乘以適當?shù)乃p系數(shù)來實現(xiàn)。在一個實施例中，該衰減系數(shù)的范圍在0(對應于無限衰減)和1(對應于不衰減之間)。其它實施例可以采用其它數(shù)值范圍來表示衰減系數(shù)。
步進式衰減采用有限的一組數(shù)值來提供離散增量衰減。該組數(shù)值表示對應的一組衰減系數(shù)。在一個實施例中，0到5的數(shù)表示以6dB的增量從0到30dB的衰減系數(shù)。其它實施例可以采用其它數(shù)值來表示其它范圍。超過最大閾值，便施加6dB的衰減量。每額外超過閾值6dB，則施加另一6dB衰減量。
6dB的增量可以二進制數(shù)通過沿較小值方向進行比特移位來實現(xiàn)。一次移位等于6dB，兩次移位等于12dB，三次移位等于18dB。這可根據(jù)所需衰減量持續(xù)進行。對于32個天線端口，五次6dB的移位提供30dB的衰減量。
本發(fā)明的實施例使用基于各種檢測電平并施加衰減的方法的自動增益限制技術。這些方法包括基于輸入信號電平檢測、公共輸出信號電平檢測、反饋信號電平檢測或它們的各種組合來實現(xiàn)的增益限制。此外，這些方法還包括對輸入信號、公共(集合)輸出信號或二者施加衰減。
如下實施例討論確定的傳輸路徑和集合信號電平(例如14個比特)。這僅用于說明目的。本發(fā)明并不局限于任何一條傳輸路徑大小或集合信號電平。
圖5顯示具有分布加法和增益控制以及頭端公共衰減功能的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。為簡明起見，在本實施例和后續(xù)實施例中上述遠程單元的功能等效圖示為具有加法符號(513)的天線(509)。
如上所述，圖5的實施例包括四個遠程單元(501-504)和主單元(505)。每個遠程單元(501-504)具有接收RF信號的天線(506-509)，這些RF信號經(jīng)數(shù)字化，與任何先前的遠程單元信號相加(510-513)。
加法功能(510-513)和至各遠程單元的傳輸路徑(530-532)應該具有足夠的動態(tài)范圍，以提供總動態(tài)范圍。例如，在一個實施例中，對于32個端口，完整的動態(tài)范圍是19個比特。本實施例假定所有遠程單元基本相同。
在圖5的實施例中，位于頭端的主單元(505)執(zhí)行AGL(515)和衰減(525)功能。AGL功能(515)對來自最后遠程單元(504)(在主單元(505)之前)的集合信號(534)抽樣(520)。對于114dB的動態(tài)范圍，該信號需要19個比特。其它實施例采用其它數(shù)量的比特來表示其它動態(tài)范圍。
如果AGL功能(515)確定集合信號(531)大于允許的最大動態(tài)范圍，則AGL功能(515)指令衰減功能(525)對公共信號執(zhí)行衰減。衰減功能(525)可以是步進式的，也可以是連續(xù)性的。AGL功能基于檢測公共輸出信號電平以及對公共輸出信號電平執(zhí)行衰減來實現(xiàn)。
在圖5所示的集合信號為19個比特的示例中，衰減功能將信號衰減到14個比特。因此，從主單元(505)到基站的信號將在允許的動態(tài)范圍內(nèi)。
圖6顯示具有分布加法和增益控制以及本地公共衰減的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。該實施例通過對集合信號施加本地衰減來采用標準的傳輸路徑(601-604)(例如14個比特)。
每個遠程單元(620-623)對公共輸出電平執(zhí)行衰減，使得不會超過最大電平。所有加法功能(615-618)和衰減功能(605-608)的結果總計產(chǎn)生一個未超過最大電平的頭端集合信號(630)。
每個遠程單元(620-623)的AGL功能(610-613)對來自各加法功能(615-618)的公共信號電平輸出(601-604)抽樣。如果信號電平大于允許的動態(tài)范圍，則AGL功能(610-613)指令其相應輸出衰減功能(605-608)對該特定的公共信號輸出執(zhí)行衰減。
圖7顯示具有分布加法和增益控制以及本地輸入衰減功能的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。在此實施例中，每個遠程單元(701-704)使用AGL功能(725-728)來對加法功能(730-733)輸入上的衰減功能(710-713和720-723)進行控制。
在本實施例中，被衰減的輸入信號包括天線端口信號和下行端口信號。例如，在一個遠程單元(702)中，AGL功能(726)對下行信號路徑輸入(750)和天線端口輸入(751)信號抽樣。如果任何一個輸入信號的動態(tài)范圍大于允許的最大值，則AGL功能(726)指令下行衰減功能(711)、天線衰減功能(721)或二者對對應的輸入信號執(zhí)行衰減。
圖8顯示具有分布加法和增益控制以及頭端公共衰減的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。該實施例在主單元(825)上使用AGL功能(820)，以向遠程單元(801-804)提供反饋(830)。
每個遠程單元(801-804)在天線端口處設有輸入衰減功能(810-813)。AGL功能(815-818)對天線端口的接收信號電平抽樣。此電平連同來自頭端AGL(820)的反饋信息用于確定提供給輸入衰減功能(810-813)的各衰減指令。
圖8的實施例還采用了設在主單元(825)處的AGL功能(820)，以對最終集合信號(831)抽樣。該主單元的AGL功能(820)向所有遠程單元的AGL功能(815-818)提供頭端反饋衰減信號(830)，以結合抽樣的輸入通信信號電平來使用。該反饋信號(830)的一個實施例使用正沿光學介質從主單元(825)傳送到遠程單元(801-804)的數(shù)據(jù)中的一個或多個比特。另一個實施例將單個比特用作通信信道，以提供反饋信息。
對于連續(xù)衰減的情況，反饋衰減信號(830)是頭端連續(xù)衰減系數(shù)。在一個實施例中，該系數(shù)由0與1之間的某個值構成。本地AGL(815-818)利用該系數(shù)以及本地輸入信號電平來確定本地要施加的衰減量(如果要衰減的話)。在一個實施例中，通過乘法運算來實現(xiàn)連續(xù)衰減。
對于步進式衰減的情況，反饋衰減信號(830)是頭端步進式衰減系數(shù)。在一個實施例中，該系數(shù)由0與5之間的某個整數(shù)值構成。本地AGL(815-818)利用該系數(shù)以及本地輸入信號電平來確定本地要施加的步進衰減量(如果要衰減的話)。在一個實施例中，該步進式衰減通過比特移位來實現(xiàn)。
因為某些信號可能不被衰減，所以得到的集合信號仍可能稍微太高。在此情況中，主單元(825)處的AGL功能(820)將其反饋衰減系數(shù)調(diào)整到任何需要的值(例如在衰減系數(shù)范圍為0到1的連續(xù)反饋系統(tǒng)中為0.4)。該值是動態(tài)值，要降低到取得期望的集合信號電平為止。
利用上述連續(xù)衰減方法，主單元的AGL功能(820)對來自最接近頭端的遠程單元(804)的集合信號(831)抽樣。如果最終集合信號(831)太大，則主單元(825)提供從1開始并緩慢變到0的反饋衰減系數(shù)。當最終集合信號電平在范圍內(nèi)(即小于最大動態(tài)范圍)時，主單元保持該衰減系數(shù)。
如果最終集合信號電平之后降得足夠低，則主單元(825)緩慢地將衰減系數(shù)提高到1。所有遠程單元(801-804)只對其自己的端口施加衰減。所施加的衰減取決于各天線端口的輸入電平以及反饋系數(shù)(830)。
利用上述步進式衰減方法，主單元(825)對來自最靠近頭端的遠程單元(804)的集合信號(831)抽樣。如果最終集合信號(831)太大，則主單元(825)提供反饋數(shù)。在一個實施例中，該數(shù)值從0(無衰減)開始并朝5(最大衰減)遞增。該實施例采取每步6dB的衰減增量，提供30dB的衰減。其它實施例可采用其它增量和其它范圍。
當最終集合信號電平小于或等于0dB(單位增益)時，主單元的AGL功能(820)保持該反饋數(shù)。如果最終集合信號電平降低到預定電平(如-12dB)，則主單元使該反饋數(shù)值朝0遞減。由于系統(tǒng)端到端響應，該遞減操作在一定延遲之后進行。
圖9顯示具有分布加法、分布衰減和分布衰減控制的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。在該實施例中，每個遠程單元(901-904)重新計算下行單元的AGL反饋系數(shù)。
在本實施例中，每個單元(901-904)在功能上等同于相同的AGL功能(910-913)。所述AGL功能具有輸入反饋系數(shù)(來自頭端的方向)、來自抽樣天線輸入的信號和來自公共輸出的輸入。在頭端單元(904)上，未連接輸入反饋。
每個AGL功能(910-913)具有兩個輸出。一個輸出用于控制天線信號輸入的衰減(905-908)。另一個輸出用于提供尾端方向上的輸出反饋系數(shù)。在尾端(901)上，未連接輸出反饋。
AGL功能(910-913)確定與公共輸入信號相關的系數(shù)。其輸出反饋系數(shù)基于該公共系數(shù)和輸入反饋系數(shù)。在一個實施例中，采用最嚴系數(shù)(most severe factor)。
AGL功能(910-913)還確定對天線信號的輸入衰減量(905-908)。此衰減基于輸入反饋系數(shù)、輸入天線信號電平和公共輸入信號電平。
在此實施例中，主單元生成最高衰減系數(shù)，因為其集合信號最大。因為反饋，所有單元一般采用此系數(shù)來施加衰減。因為所有遠程單元還對它們自己的天線端口抽樣，所以在一個實施例中它們對足夠小信號不施加衰減或施加較小衰減，而對大信號施加較大衰減。即，增益與較大信號電平成反比。
如果反饋路徑中有中斷，則每個遠程單元上的集合信號抽樣會防止任何單元的集合信號溢出。此外，從尾端到中斷點的所有單元將執(zhí)行集合信號在它們之間的公平共享。類似地，從中斷點到頭端的所有單元也將在它們之間執(zhí)行集合信號的公平共享。但是，尾端組優(yōu)于頭端組。
根據(jù)上述教導，可以對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此要理解，在所附權利要求書范圍內(nèi)，可以與上述不同的方式實施本發(fā)明。
權利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括多個分布天線端口，其中每個端口可以接收具有某個信號電平的通信信號；耦合所述多個分布天線端口的通信介質；耦合到所述多個天線端口的衰減功能，所述衰減功能可以根據(jù)衰減指令衰減至少一個信號電平；以及耦合到所述衰減功能的增益控制功能，所述增益控制功能根據(jù)所述至少一個信號電平的抽樣值生成所述衰減指令。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述通信介質是光學介質。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括包括所述衰減功能和所述增益控制功能的主單元。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個分布天線端口通過加法功能耦合到所述通信介質。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述加法功能由所述多個分布天線端口生成集合信號，所述集合信號表示通信信號之和。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述集合信號的信號電平由所述衰減功能衰減。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個分布天線端口中的每一個具有獨立的衰減功能和增益控制功能。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述增益控制功能是自動增益限制功能。
9.一種通信系統(tǒng)，包括多個分布天線端口，其中每個端口可以接收具有第一信號電平的通信信號；多個分布加法功能，每個加法功能耦合到所述多個天線端口中的某個分布天線端口并生成集合信號，所述多個分布加法功能包括生成具有第二信號電平的集合信號的頭端加法功能；耦合所述多個加法功能的通信介質；耦合到所述頭端加法功能的衰減功能，所述衰減功能可以根據(jù)衰減指令衰減所述第二信號電平；以及耦合到所述衰減功能的增益控制功能，所述增益控制功能根據(jù)所述第二信號電平的抽樣值生成所述衰減指令。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述通信介質是光學介質，并且所述多個分布天線端口以菊花鏈方式沿所述光學介質布置。
11.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述增益控制功能是自動增益限制功能。
12.一種通信系統(tǒng)，包括多個分布天線端口，其中每個分布天線端口可以接收通信信號；多個分布加法功能，每個加法功能耦合到所述多個天線端口中的某個分布天線端口并生成具有集合信號電平的集合信號，此信號表示耦合到所述加法功能的所述通信信號與輸入所述加法功能的任何集合信號之和；耦合所述多個分布加法功能的通信介質；多個分布衰減功能，各耦合到一個加法功能，以根據(jù)衰減指令使所述加法功能的集合信號衰減；以及多個各自耦合到所述多個分布衰減功能中的某個分布衰減功能的分布增益控制功能，每個分布增益控制功能根據(jù)所述集合信號電平的抽樣值生成所述衰減指令。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于所述衰減指令包括乘以所述集合信號電平的衰減系數(shù)。
14.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于所述衰減指令包括指示離散衰減增量數(shù)量的衰減數(shù)。
15.一種通信系統(tǒng)，包括多個分布天線端口，其中每個分布天線端口可以接收通信信號；多個分布加法功能，每個加法功能耦合到某個分布天線端口并生成集合信號，所述集合信號表示耦合到所述加法功能的所述通信信號與輸入所述加法功能的任何集合信號之和；耦合所述多個分布加法功能的通信介質；多個第一分布衰減功能，各將一個天線端口耦合到其相應的分布加法功能；多個第二分布衰減功能，各將一個集合信號耦合到一個分布加法功能的輸入；以及多個分布增益控制功能，各耦合到第一分布衰減功能和第二分布衰減功能，每個分布增益控制功能根據(jù)所述通信信號的抽樣值生成用于所述第一分布衰減功能的第一衰減指令，以及根據(jù)所述集合信號的抽樣值生成用于所述第二分布衰減功能的第二衰減指令。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一衰減指令包含乘以所述通信信號的第一衰減系數(shù)，所述第二衰減指令包含乘以所述集合信號的第二衰減系數(shù)。
17.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一衰減指令包括指示第一離散衰減增量數(shù)量的第一衰減數(shù)，以及所述第二衰減指令包括指示第二離散衰減增量數(shù)量的第二衰減數(shù)。
18.一種通信系統(tǒng)，包括多個分布天線端口，其中每個分布天線端口可以接收通信信號；多個分布加法功能，每個分布加法功能耦合到某個分布天線端口并生成集合信號，所述集合信號表示耦合到所述分布加法功能的所述通信信號與輸入所述分布加法功能的任何集合信號之和，最后一個分布加法功能由所述集合信號的菊花鏈總和生成最終集合信號；耦合所述多個分布加法功能的通信介質；多個分布衰減功能，各將一個天線端口耦合到其相應的分布加法功能；多個分布增益控制功能，各耦合到一個衰減功能，每個分布增益控制功能用于根據(jù)所述通信信號的抽樣值和頭端反饋信號生成用于所述分布衰減功能的衰減指令；以及頭端增益控制功能，其耦合到所述多個分布增益控制功能中的每一個，并根據(jù)所述最終集合信號的抽樣值生成所述頭端反饋信號。
19.如權利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于所述衰減指令包括乘以所述集合信號電平的衰減系數(shù)。
20.如權利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于所述衰減指令包括指示離散衰減增量數(shù)量的衰減數(shù)。
21.一種通信系統(tǒng)，包括多個分布天線端口，其中每個分布天線端口可以接收通信信號；多個分布加法功能，每個分布加法功能耦合到某個分布天線端口并生成集合信號，所述集合信號表示耦合到所述分布加法功能的所述通信信號與輸入所述分布加法功能的任何集合信號之和；耦合所述多個分布加法功能的通信介質；多個分布衰減功能，各將一個天線端口耦合到其相應的分布加法功能；以及多個分布增益控制功能，各耦合到一個分布衰減功能，每個分布增益控制功能根據(jù)所述通信信號的抽樣值和如下任何一個信號生成用于所述分布衰減功能的衰減指令基于來自其相應分布加法功能的集合信號的本地衰減信號或來自上行分布增益控制功能的反饋衰減信號。
22.如權利要求21的所述方法，其特征在于如果生成所述衰減指令時使用所述本地衰減信號，則所述上行分布增益控制功能在下行方向上反饋所述本地衰減信號。
23.如權利要求21的所述方法，其特征在于如果生成所述衰減指令時使用所述反饋衰減信號，則所述上行分布增益控制功能在下行方向上反饋所述反饋衰減信號。
24.一種用于分布天線系統(tǒng)的分布增益控制方法，所述方法包括如下步驟將以分布菊花鏈形式接收的多個信號相加，以使每個接收信號與任何在先的累加信號相加，從而生成最終集合信號；對所述最終集合信號的信號電平抽樣；以及根據(jù)所述信號電平使所述最終集合信號衰減。
25.如權利要求24的所述方法，其特征在于隨自動增益限制功能執(zhí)行所述衰減操作，所述自動增益限制功能生成乘以所述最終集合信號的衰減系數(shù)。
26.如權利要求25的所述方法，其特征在于所述衰減系數(shù)在0到1的范圍內(nèi)。
27.如權利要求24的所述方法，其特征在于隨自動增益限制功能執(zhí)行所述衰減操作，所述自動增益限制功能生成指示要使所述最終集合信號衰減的離散衰減增量數(shù)量的衰減數(shù)。
28.如權利要求24的所述方法，其特征在于以數(shù)字形式完成所述累加、抽樣和衰減操作，從而使所述最終集合信號為以預定數(shù)量的比特表示的數(shù)字信號。
29.如權利要求28的所述方法，其特征在于將所述最終集合信號衰減使表示所述最終集合信號所需的預定比特數(shù)量減少。
30.一種用于分布天線系統(tǒng)的分布增益控制方法，所述方法包括如下步驟將以分布菊花鏈方式接收的多個接收信號相加，使得每個接收信號與在先的累加信號相加，從而生成多個集合信號；對所述多個集合信號中的每一個的信號電平抽樣；以及根據(jù)每個集合信號的信號電平使其衰減。
31.如權利要求30的所述方法，其特征在于還包括生成用于使每個集合信號衰減的增益控制指令。
32.如權利要求31的所述方法，其特征在于所述增益控制指令由自動增益限制功能生成，所述自動增益限制功能生成指示要使所述最終集合信號衰減的離散衰減增量數(shù)量的衰減數(shù)。
33.如權利要求31的所述方法，其特征在于所述增益控制指令由自動增益限制功能生成，所述自動增益限制功能生成指示要使所述最終集合信號衰減的離散衰減增量數(shù)量的衰減數(shù)。
34.一種用于分布天線系統(tǒng)的分布增益控制方法，所述方法包括如下步驟將以分布菊花鏈方式接收的多個接收信號相加，使得每個接收信號與在先的累加信號相加，從而生成多個集合信號；對所述在先的累加信號中的每一個的第一信號電平抽樣；對所述接收信號中的每一個的第二信號電平抽樣；以及根據(jù)所述第一和第二信號電平使每個在先的累加信號和每個接收信號衰減。
35.如權利要求34的所述方法，其特征在于隨自動增益限制功能對所述在先的累加信號執(zhí)行所述衰減，所述自動增益限制功能生成乘以所述在先的累加信號的衰減系數(shù)。
36.如權利要求34的所述方法，其特征在于隨自動增益限制功能對所述接收信號執(zhí)行所述衰減，所述自動增益限制功能生成乘以所述接收信號的衰減系數(shù)。
37.如權利要求34的所述方法，其特征在于僅當所述第一信號電平大于或等于系統(tǒng)總動態(tài)范圍的1/N時，才對所述在先的累加信號執(zhí)行所述衰減，其中N是分布天線端口的數(shù)量。
38.如權利要求32的所述方法，其特征在于隨自動增益限制功能執(zhí)行所述衰減，所述自動增益限制功能生成指示要使所述最終集合信號衰減的離散衰減增量數(shù)量的衰減數(shù)。
39.如權利要求34的所述方法，其特征在于僅當所述第二信號電平大于或等于系統(tǒng)總動態(tài)范圍的1/N時，才對所述在先的累加信號執(zhí)行所述衰減，其中N是分布天線端口的數(shù)量。
40.一種用于分布天線系統(tǒng)的分布增益控制方法，所述方法包括如下步驟將以分布菊花鏈方式接收的多個接收信號相加，使得每個接收信號與在先的累加信號相加，從而生成多個集合信號，所述多個集合信號之一是最終集合信號；對每個接收信號的信號電平抽樣；對所述最終集合信號的信號電平抽樣以生成反饋衰減信號；以及根據(jù)每個接收信號的信號電平和所述反饋衰減信號對其執(zhí)行衰減。
41.如權利要求40的所述方法，其特征在于還包括如下步驟如果所述最終集合信號的信號電平大于分布天線系統(tǒng)總動態(tài)范圍，則將所述反饋衰減信號設為1；以及降低所述反饋衰減信號，直到所述最終集合信號的信號電平小于所述總動態(tài)范圍為止。
42.如權利要求41的所述方法，其特征在于還包括如下步驟如果所述最終集合信號的信號電平大于分布天線系統(tǒng)總動態(tài)范圍，則將所述反饋衰減信號設為從零開始的反饋衰減數(shù)；以及使所述反饋衰減數(shù)遞增，直到所述最終集合信號的信號電平小于或等于第一預定閾值為止；以及當所述最終集合信號的信號電平降低到第二預定閾值時，使所述反饋衰減數(shù)朝零遞減。
43.如權利要求42的所述方法，其特征在于所述第一預定閾值是0dB，所述第二預定閾值是-12dB。
44.一種用于分布天線系統(tǒng)的分布增益控制方法，所述方法包括如下步驟將以分布菊花鏈方式接收的多個接收信號相加，使得每個接收信號與在先的累加信號相加，從而生成多個集合信號；對每個接收信號的信號電平抽樣；對每個集合信號的信號電平抽樣；根據(jù)每個集合信號的信號電平生成本地衰減信號；以及根據(jù)每個接收信號的信號電平和所述本地衰減信號或來自上行方向的反饋衰減信號對每個接收信號執(zhí)行衰減。
45.如權利要求44的所述方法，其特征在于還包括如下步驟如果所述本地衰減信號用于對其相應接收信號執(zhí)行衰減，則沿所述分布天線系統(tǒng)的尾端方向發(fā)送所述本地衰減信號；以及如果所述反饋衰減信號用于對其相應接收信號執(zhí)行衰減，則沿所述尾端方向發(fā)送所述反饋衰減信號。
全文摘要
一種分布天線系統(tǒng)以菊花鏈方式沿單條路徑配置(圖1)。對該系統(tǒng)的每個天線端口接收的信號累加的加法單元(510、511、512和513)沿該路徑分布。在輸入端口、輸出端口或二者處采用衰減器(圖7)，通過分布的衰減單元(720、721、722和723)以及分布的增益控制單元(725、726、727和728)來控制該系統(tǒng)的信號增益。
文檔編號H04Q7/20GK1745590SQ200380109399
公開日2006年3月8日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權日2002年12月3日
發(fā)明者D·R·鮑曼 申請人:Adc長途電訊有限公司