擴展型接入點的制作方法
【專利說明】擴展型接入點
[0001]背景
[0002]在無線電系統中，多輸入和多輸出(MIMO)系統涉及在發射機和接收機兩者處均使用多個天線來改進通信性能。MMO使用多個天線來連貫地解析出比使用單個天線可能解析出的更多的信息。分布式天線系統(DAS)是使用傳輸介質連接到公共源的空間上分開的天線節點的網絡，該傳輸介質一般在地理區域內提供無線服務。DAS將通常用一組低功率天線來代替以高功率水平發射的單個天線來覆蓋相同的區域。
[0003]MMO操作要求將大量的數據(例如，數字采樣)傳輸到中央處理單元以供聯合解碼。MMO的傳統實現一般使用單個設備來執行。因此，MMO的大小被限制，使得協作天線的數量可僅僅在2-4的范圍中。傳統地，分布式MIMO僅僅是具有用于將協作天線連接到無線電的特殊擴展型天線電纜的MMO系統。
[0004]附圖簡述
[0005]參考附圖闡述【具體實施方式】。在附圖中，附圖標記最左邊的數字標識該附圖標記首次出現的附圖。在不同附圖中使用相同的附圖標記指示相似或相同的項。
[0006]圖1是示出了示例性擴展型接入點架構的高級視圖的圖。
[0007]圖2是示出了示例性的基于以太網的無線電傳輸網絡(RTN)和擴展型接入點架構的附加細節的示意圖。
[0008]圖3是示出了提供分布式無線接入點功能的示例性無線電單元的細節的示意圖。
[0009]圖4是示出了示例性處理單元的細節的示意圖。
[0010]圖5是示出了示例性網絡控制器的細節的示意圖。
[0011]圖6是示出了無線電單元操作的示例性方法的流程圖。
[0012]圖7示出了擴展型接入點內的操作的示例性方法的流程圖。
[0013]詳細描述
[0014]概述
[0015]本申請描述了用于實現無線接入點的技術，所述無線接入點可能具有許多(例如大于1000個)地理上分布的增強型無線電單元(RU)，所述無線電單元具有一個或多個天線。擴展型接入點可以被配置為支持所述分布式RU中的任何分布式RU間的多輸入多數出(MIMO)操作。所述RU每個都具有自由運行(free running)的時鐘，使得所述RU不需要共享共同的時鐘信號。所述RU可以利用結構感知的信號壓縮來基于無線信號的結構對該信號的數字采樣(例如基帶信號的采樣)進行壓縮，并且通過無線電傳輸網絡(RTN)向處理單元(PU)傳遞經壓縮的數字采樣。RTN可以使用商用現貨供應(COTS)商品網絡交換機(例如以太網交換機)來配置。一個或多個網絡控制器可以在RU、網絡交換機和PU之間提供經壓縮的數字采樣流的負載平衡路由。PU可以合并軟件定義的如下無線電功能:所述無線電功能用于把由RU接收的信號的經壓縮數字采樣處理成相關聯的數字比特流，或者將數字比特流處理成信號的相關聯的經壓縮數字采樣以供RU進行傳輸。
[0016]相比之下，一些DAS系統可以采用分布式無線電，所述分布式無線電將來自無線電的原始采樣傳送給處理設施。這樣的系統需要共享的時鐘，使得無線電可以保持同步，以及需要顯著的帶寬來促進原始采樣的傳送。
[0017]下面描述了示例性的實現和實施例。在第一節，“無線電單元(RU)的概述”討論了提供無線接入點功能的示例性分布式增強型無線電。第二節“處理單元(PU)的概述”討論了處理經壓縮采樣的編碼/解碼服務器。另一節“示例性網絡控制器”討論了在RU、網絡交換機和PU之間提供經壓縮的數字采樣流的負載平衡路由的示例性網絡控制器。另一節“擴展型接入點操作的示例性方法”討論了擴展型接入點的操作的示例性方法。最后，本申請以簡要的“結語”為結尾。本概述以及包括章節標題的下面章節僅僅是說明性的實現和實施例，并且不應被解釋為限制權利要求書的范圍。
[0018]無線電單元(RU)的概述
[0019]該RU可以被配置為用作無線收發器，該無線收發器對無線信號進行調制和解調以促進與大量固定或移動無線設備、其他AP和/或無線通信設施的通信。在實施例中，RU包括分布式增強型無線接入點(AP)，所述分布式增強型無線接入點具有一個或多個直接連接的天線。作為示例，RU可以促進使用多種通信標準(例如IEEE, 802.1la, 802.lib, 802.Hg, 802.1ln等等)、以及專用或其他通信標準的通信。因此，RU可以被配置為利用多種調制/解調技術、多種編碼/解碼技術、大量固定或可變數據率、大量可變或固定信道帶寬等等。
[0020]大量(例如一千個或更多)RU可以分布在地理區域(例如，大建筑物或摩天樓中或圍繞大建筑物或摩天樓、校園的一部分中、大都市區域或農村地區的一部分中、等等)上以創建分布式RU的網絡，所述RU可以一起用作具有MMO功能的擴展型無線接入點的一部分。所述多個RU中的每個都具有自由運行的時鐘，使得所述多個RU不需要共享共同的時鐘信號以用于同步信號的傳送和/或接收。因此，所述多個RU未被限制為具有專用電纜連接或接線來促進所述多個RU之間的定時同步。在實施例中，分布式RU可以一起用于形成分布式MMO系統，該MMO系統利用所述多個分布式RU的可用性來增強每個單獨的分布式RU的通信能力。
[0021]在示例性實施例中，RU可以包括商品無線接入點，所述商品無線接入點已經被增強以支持與擴展型無線接入點一起運行。因此，RU可以包括如下的增強:所述增強促進多種基帶信號的原始數字采樣流的顯著的數據壓縮和解壓縮。這樣增強的RU可以被配置為對信號采樣執行專用于所接收或所傳送信號的類型的數據壓縮和解壓縮。因此，RU可以確定信號的類型并且利用該信號特有的時域和/或頻域特性來執行所述信號采樣的數據壓縮和解壓縮。
[0022]作為示例，為了促進對基帶信號的原始采樣的數據壓縮，RU可以在應用合適濾波以后對基帶信號應用附加或更精確的濾波以促進下采樣。RU可以移除一個或多個時域保護時間和/或移除一個或多個保護頻帶以促進信號采樣的壓縮。可以使用基于信噪比(SNR)的自適應量化來按照可接受的所確定SNR水平量化信號采樣，以進一步壓縮數字信號采樣。因此，RU可以被配置為顯著壓縮基帶信號的原始數字采樣流以創建達到可能超過8:1的壓縮比的經壓縮數字采樣。反過來，RU可以被配置為對經壓縮數字采樣流進行解壓縮以基本上提供相關聯的原始數字采樣，以便重構相關聯的基帶信號以用于調制和傳送。
[0023]在實施例中，RU可以被配置為從一個或多個其他RU接收無線電廣播參考信號以確定參考信號與每個RU的本地自由運行時鐘之間的時鐘同步偏移量。作為示例，RU可以被配置為和/或增強為使得第一 RU可以從第二 RU接收廣播參考信號。然后，第一 RU可以確定第一 RU的本地時鐘與第二 RU所傳送的廣播參考信號之間的差和/或偏移量(例如頻率和/或相位)。因此，接收廣播參考信號的每個RU都可以確定參考信號與每個接收RU的本地時鐘之間的相關聯的差和/或偏移量。每個RU都可以維護該差和/或偏移量來促進多個RU間的通信同步。因此，所述多個RU中的至少之一可以被配置為將參考信號廣播給其他RU。所述參考信號可以包括適于促進時鐘信息的提取的多個波形中的任何波形(例如重復的編碼或序列、導頻信號等等)。
[0024]在實施例中，RU可以被配置為向所接收信號的經壓縮數字采樣添加時間戳并且在解壓縮和傳送以前從經壓縮的數字采樣提取時間戳。RU可以使用這些時間戳來進一步促進多個分布式RU之間的同步，這將在此予以進一步描述。
[0025]處理單元(PU)的概述
[0026]在實施例中，PU可以包括編碼/解碼服務器，所述編碼/解碼服務器被配置為將數字數據流編碼成經壓縮的數字采樣流以供RU進行解壓縮和傳送、和/或從RU接收經壓縮的數字采樣流以用于解碼成相關聯的數字數據流。因此，PU可以包括用于處理各種類型的基帶信號的經壓縮數字采樣的軟件定義的無線電功能。
[0027]在實施例中，作為將數字數據流編碼成經壓縮數字采樣流以供RU進行傳送的一部分，PU可以被配置為向經壓縮的數字采樣添加時間戳。這樣的時間戳可以被一個或多個傳送RU用于促進定時同步。作為示例，一組可以被配置為協作以生成時間戳并將其插入到經壓縮的采樣中，所述時間戳控制:一組相關聯的分布式RU將何時傳送與它們的相關聯的經壓縮采樣相對應的無線信號。
[0028]無線電傳輸網絡(RTN)的概述
[0029]RU和PU可以通過無線電傳輸網絡(RTN)來傳遞經壓縮的數字采樣。在實施例中，RTN包括層I和層2商品以太網交換機。層2交換機可以包括具有高容量(例如1Gbps)接口端口的高容量交換機。層I交換機可以包括例如具有1Gbps端口和IGpbs端口的較低容量交換機。在實施例中，層I和層2交換機被連接成使得每個層I交換機都連接到每個層2交換機，從而形成層I和層2交換機之間的二分圖或偶圖類型的連接拓撲。在可替代的實施例中，RTN可以包括多層交換機，使得一層中的每個交換機都通過胖樹、二分圖或偶圖類型的連接拓撲連接到相繼層中的每個交換機。
[0030]在實施例中，RTN的層I交換機可以被劃分成兩組。作為示例，一組層I交換機可以提供到系統的多個RU中的每個的專用交換機端口連接，而另一組層I交換機可以提供到系統的多個I3U中的每個的專用交換機端口連接。RU與相關聯的PU之間的通信可以經由層2交換機被路由通過RU的相關聯的層I交換機一直到相應PU的相關聯的層I交換機。RU與PU之間的通信的路由可以由一個或多個網絡控制器來執行。RTN還可以包括一個或多個進入路由器以促進到其他網絡、內聯網、因特網等等的連通性。
[0031]網絡控制器的概述
[0032]網絡控制器可以被配置為與RTN對接并且確定來處理RU所接收的信號的經壓縮采樣并且確定