[发明专利]远程可重新配置的分布式天线系统和方法

说明书

相关申请 

本申请要求下列美国专利申请的权益，所有这些申请通过引用全都合并入本文。 

技术领域

本发明总体上涉及采用分布式天线系统（DAS）作为分布式无线网络的一部分的无线通信系统。更具体地，本发明涉及利用软件定义的无线电（SDR）的DAS。 

背景技术

无线和移动网络运营商面临建立对高数据流量增长率进行有效管理的网络的持续挑战。移动性和用于终端用户的多媒体内容的增加的水平要求既支持新业务又支持对宽带和统一费率互联网接入的增加的需求的端到端网络适应。网络运营商所面临的最大挑战之一是由用户从一个地点到另一个地点的物理地移动、并且特别是当无线用户大量地聚集在一个地点时所引起的。突出的示例是午餐时间期间的工业企业设施，当大量的无线用户造访大楼里的自助餐厅场所时。在那时，大量的用户离开了他们的办公室和通常的工作区域。很有可能在午餐时间期间在设施内到处存在很多几乎没有用户的地点。如果室内无线网络资源在设计过程期间是像用户处于他们的正常工作区域时的正常工作时间期间那样、对于用户负荷来适当地估计的，则很有可能午餐时间这一情景将会带来有关可用的无线容量和数据总处理能力方面的意外的挑战 

为了适应用户负荷的这一变动，存在以下几种可供选择的现有技术方法。 

一种方法是在设施中到处部署多个低功率高容量的基站。基站的数量基于每个基站的覆盖范围和要覆盖的总空间来确定。这些基站中的每一个都被提供有足够的无线电资源，即可以容纳在工作日和工作周的过程期间出现的最大用户负荷的容量和带宽数据总处理能力。尽管这种方法通常取得了高质量的服务，但是这种方法突出的缺点是在绝大部分的时间期间很多基站的容量会被浪费。由于典型的室内无线网络部署涉及以每个用户为基础对于每个基站所估计的资本成本和经营成本，所以通常给定的企业设施的高寿命周期成本与最优方案相去甚远。 

第二种可供选择的方法涉及DAS的部署以及专用于该DAS的基站的集中化的组的部署。常规的DAS部署落入两种种类中的一种。第一种类型的DAS是“固定的”，其中系统配置不会基于一天中的时间或者其他有关使用的信息而改变。在设计过程中建立与DAS相关联的远程单元以使 得基站无线电资源的具体的块被认为是足够的以服务于DAS远程单元的每个小组。这种方法的突出的缺点是大多数的企业似乎都经历企业内部各种组的频繁的调整和重组。因此，最初的设置极有可能需要不断地改变，这要求部署具有关于无线网络的适当水平的专门知识的额外的人员和合同资源。 

第二种类型的DAS配备有使得与任何具体的集中化的基站相关联的DAS远程单元的地点和数量能够被手动地改变的一种网络切换机。尽管这种方法看起来允许基于企业的需要或基于一天中的时间的动态的重新配置，但是它经常地要求部署用于网络的实时管理的额外的人员资源。另一个问题是使相同的DAS远程单元配置在一周中的每一天的相同时间来回改变并不总是正确的或者最好的。经常地，对于企业IT经理而言监视每个基站上的用户负荷是困难的或不实际的。并且几乎可以肯定的是企业IT经理没有可行的方式来为每个DAS远程单元确定在一天中给定的时间处的负荷，他们只能推测。 

现有技术中DAS部署的另一个主要限制与他们的安装、试运行和优化过程有关。必须要克服的一些挑战性的问题包括：选择远程单元天线地点以确保适当的覆盖范围同时使来自室外宏蜂窝站点的下行链路干扰最小化，使对室外宏蜂窝站点的上行链路干扰最小化，并且在处于室内时和从室外移向室内时确保适当的系统内切换（并且反过来、在处于室外时和从室内移向室外时也是一样的）。执行这样的部署优化的过程经常被描述为试错法，正因为如此，结果可能与高质量的服务不一致。 

现有技术中采用像光线或有线以太网那样的数字传输链路的DAS设备的一个主要限制在于以下事实：现有技术中RF到数字的转换技术利用系统用来将例如10MHz到25MHz的单个宽的RF带宽转换为数字的方法。因此包含在宽的带宽内的所有的信号，无论弱或者强、期望的或者不期望的，都被转换为数字的，无论那些信号是不是期望的。这种方法经常地导致限制DAS网络容量的DAS内的低效率。优选的是采用取得更高的效率和改进的灵活性的替代性的方法，特别是对于中性主机应用。