[发明专利]分布式天线通信系统

说明书

发明领域

本发明涉及无线通信，更特别地，涉及用于无线通信的分布式天线系统。

发明背景

在常规的无线蜂窝电话网络中，基站收发台(BTS)促进了在移动单元(例如蜂窝电话)和电话网络之间的通信。典型的基站包括用来向移动单元发送无线电信号(下行)并且从移动单元接收无线电信号(上行)的多个收发单元和天线。基站的天线被安放室外，在蜂窝塔上或在建筑物的顶端。基站被定位在关键地方，为的是最大化在广大的地理区域内的覆盖范围。基站经由回程连接与电话网络进行通信上的耦合。

常规基站为基站的每个天线使用一个发射输出信号和一个接收信号。发射和接收信号工作在不同的频率上，这允许对发射信号和接收信号进行分离。这就允许了通过双工器合并发射信号和接收信号，使得单天线可用于发射和接收这两个信号。所以经由天线多个移动设备可以同时进行通信，发射和接收信号每个都被分配到多个信道中。例如，用于蜂窝通信的CDMA(码分多址)协议，例如UTMS(通用移动电信系统)，以及用于蜂窝通信的TDMA(时分多址)协议，例如GSM(全球移动通信系统)，都允许几个通信信道被合并成发射信号和接收信号。

在另一个配置中，基站使用接收分集技术，其中两个天线被用来从移动单元接收上行信号。这种情况下，接收天线是同地协作的，因为它们被安装在同一个室外结构上但相互之间略有间隔。来自每个天线的信号于是被合并以形成上行信号。这种配置可以提高蜂窝覆盖或允许移动单元使用较小输出功率。

更新一代的基站支持多输入多输出(MIMO)的配置。一个例子就是MIMO 2x2，其中基站使用两个发射天线用于下行信号和两个接收天线用于上行信号。另一个例子是MIMO 4x4，其中使用四个发射天线用于下行信号并使用四个接收天线用于上行信号。在所有这些MIMO配置中，天线都是同地协作的，因为它们被安装在同一个室外结构上但相互之间略有间隔。

这些MIMO配置被用于改善基站的吞吐量。这是通过基站合并从多个天线所获得的多个信号来使被合并的信号更强或减少干扰来实现的

虽然当移动设备位于室外时这些MIMO配置可以改善通信，但当位于室内时由建筑物结构导致的信号衰减(即室内穿透损耗)还是会使移动单元产生通信困难。

在分布式天线系统(DAS)中，在位于分布地点的几个天线之间分配发射功率，以便可以用与使用单天线所要求的相比较少的发射功率来提供大的覆盖范围。DAS系统被用来为无线通信提供室内覆盖。无论如何，常规分布式天线系统还留有改善的空间。

所需要的是一种改进的用于无线通信的分布式天线系统。

发明内容

本发明提供了一种分布式天线系统，根据实施方式，该系统包括基站收发台，基站收发台具有生成多个下行信号的多个输出端口，该多个下行信号具有重叠的发射频率且包含不同通信内容。不同通信内容被指向于多个移动单元的每一个。基站收发台还具有至少一个上行接收端口以接收上行信号。该上行信号包括从所述移动单元中的至少一个移动单元接收到的通信内容。系统还包括多个分布式天线单元，该多个分布式天线单元具有不重叠的或仅部分重叠的覆盖范围。系统还包括信号路由装置，该信号路由装置用于将下行信号路由至多个分布式天线，使得多个下行信号的每一个通过一个或多个分布式天线被发射，并且每个分布式天线仅发射所述下行信号中的一个下行信号。

根据可选择的实施方式，所述系统包括多个分布式天线单元和一个多口集线器。该集线器包括用于连接电信系统的基站的第一接口，该第一接口包括用于从基站收发台接收通信的多个下行端口以及用于向基站收发台发送通信的多个上行端口。该集线器还包括具有用于发送通信到多个天线中的每一个天线的下行端口的第二接口，以及第一接口具有用于从多个天线单元中的每一个天线单元接收通信的上行端口。集线器还包括用于在多种预先确定的配置中重新配置集线器的装置，每种配置将第一接口的一个或多个下行端口路由到第二接口的选择的一组下行端口，并且将第二接口的选择的一组上行端口路由至第一接口的一个或多个上行端口。

附图简述

关于本发明的特定示例性实施方式描述本发明，以及相应地参考附图，其中：

图1示出根据本发明实施方式的分布式天线通信系统；

图2示出根据本发明实施方式的图1的多端口集线器的细节；以及

图3A-C示出根据本发明实施方式的分布式天线单元的覆盖范围的示例性布置；

图4示出根据本发明实施方式的包含了可编程分离器和可编程合成器的集线器；

图5示出根据本发明实施方式的包含了硬接线分离器和硬接线合成器的集线器；