CN107113032A - 用于mimo信号的分布式天线系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种分布式天线系统，其包括被配置为输出至少第一信号Ch1和第二信号Ch2的多输入多输出(MIMO)基站252。至少一个主单元260与MIMO基站252通信。至少一个远程单元262、264与主单元260通信。至少一个天线270与远程单元262、264耦合，用于从远程单元接收信号。混合耦合器274耦合在远程单元262、264和天线270之间，并且被配置为在相应的第一和第二端口上从远程单元262、264接收第一信号Ch1和第二信号Ch2以及在至少一个输出端口上提供输出信号。输出信号包括第一信号Ch1的至少一部分和第二信号Ch2的至少一部分。天线与输出端口耦合。

Description

用于MIMO信号的分布式天线系统

相关申请

本申请是于2013年3月11日提交的标题为“DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM FORMIMO SIGNALS”的美国专利申请序列No.13/794,416的部分继续申请。美国专利申请序列No.13/794,416是于2009年12月9日提交的标题为“DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM FORMIMO SIGNALS”的美国专利申请序列No.12/634,212的部分继续申请，申请序列No.12/634,212现在被公告为美国专利No.8,396,368，其是在2013年3月12日公告的。美国专利申请序列No.13/794,416也是于2011年11月30日提交的标题为“DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEMFOR MIMO SIGNALS”的国际申请No.PCT/US2011/062640的继续，该国际申请继而要求于2010年12月1日提交的标题为“DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM FOR MIMO SIGNALS”的意大利专利申请No.2010A000714的优先权。这些申请和公开通过引用全部被整体地结合于此，就如同在本文中完全公开了一样。

技术领域

本发明的实施例涉及无线通信系统，并且具体地涉及用于无线MIMO通信的分布式天线系统。

背景技术

诸如分布式天线系统10的当代无线通信系统在图1中示出，并且包括被分布以在系统10的服务区域内提供覆盖的多个远程单元12。特别地，每个远程天线单元12通常包括天线14和合适的电子器件。每个远程单元耦合到主单元16。每个主单元16又耦合到RF组合网络18，RF组合网络18组合来自至少一个单输入和单输出(single-input-and single-output，“SISO”)基站收发器(base transceiver station，“BTS”，或更简单地，“基站”)20(以下称为“SISO BTS”20)的信号。系统10还可以包括系统控制器22，用以控制每个主单元16的操作。如图1所示，系统10可以包括多个主单元16和多个SISO BTS 20，每个主单元16被配置为向其相应的远程单元12提供来自至少两个SISO BTS 20的信号的组合。

如图1所示，每个远程单元12可以广播无线信号24，无线信号24又可以由无线设备26接收，无线设备26可以是诸如电话设备或计算设备的移动设备。具体地，如上所述，来自每个远程单元12的无线信号24可以是来自至少两个SISO BTS 20的信号的组合。因此，无线设备26可以通过来自远程单元12的任何无线信号24与系统10通信。

为了改善无线通信，诸如从基站到移动设备的通信，可以利用多输入/多输出(Multiple-Input/Multiple-Output，“MIMO”)技术来为性能增强和宽带无线通信系统提供先进的解决方案。通过各种信息系列研究，已经表明，相对于传统的SISO系统，利用MIMO技术可以实现实质性的改进。MIMO系统具有允许它们充分利用无线信道的多路径丰度(multi-path richness)的能力。这与试图抵消多路径效应而不是拥抱它们的传统技术形成对比。MIMO系统通常依赖于在通信链路的两个端部处的多元件天线，诸如在基站中以及在移动设备中的多元件天线。除了期望的波束形成和分集特性之外，MIMO系统还可以提供多路复用增益，其允许在空间上独立的并行子信道上传输多数据流。这会导致系统容量的显著增加。通常，图1所示的系统不能利用MIMO技术。

例如，图1的无线设备26仅与远程单元12中的一个通信，尽管它可以在多个远程单元12的范围之内。来自每个远程单元的无线信号24通常在相同频率并携带相同数据，并且多个远程单元12和无线设备26之间的同时通信可能导致信号劣化和冲突。此外，来自无线设备26的数据带宽被限制为从一个远程单元12接收和处理数据的速度。

因此，期望利用诸如分布式天线系统的无线系统内的MIMO信号，而不需要安装全新系统用于处理MIMO信号。

发明内容

本发明的实施例提供了可用于提供多输入和多输出(“MIMO”)操作模式的分布式天线系统(“DAS”)和使用方法。具体地，一些实施例包括MIMO基站作为被配置为输出至少第一MIMO信号和第二MIMO信号的信号源。混合耦合器被耦合以接收第一和第二信号。耦合器被配置为在相应的第一和第二端口上接收第一MIMO信号和第二MIMO信号，并且在输出端口上提供输出信号。输出信号包括第一信号的至少一部分和第二信号的至少一部分。该系统还包括至少一个主单元和至少一个远程单元，所述至少一个远程单元与主单元通信并且被配置为将至少MIMO输出信号传送到设备，诸如客户的无线设备。

附图说明

图1是当代分布式天线系统的框图。

图2A是符合本发明的实施例的分布式天线系统的框图。

图2B是符合本发明的实施例的分布式天线系统的框图。

图3是符合在室内环境下使用的本发明的实施例的分布式天线系统的框图。

图4是在本发明的实施例中使用的主单元的详细框图。

图5A和5B是在本发明的实施例中使用的远程单元的一部分的详细框图。

图6是在本发明的实施例中使用的远程单元的替代部分的详细框图。

图7A是室外场景中的MIMO BTS的框图。

图7B是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

图8是90°3dB混合耦合器和传递函数表示的框图。

图9是LTE物理信道处理的概述的框图。

图10是用于实现本发明的分布式天线系统。

图11是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

图12是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

图13是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

图13A是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

图14是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

图15是符合本发明的实施例的替代分布式天线系统的框图。

应当理解，附图不一定按比例绘制，其给出了说明本发明的实施例的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。如本文所公开的系统的具体设计特征(包括例如各种所示部件的具体尺寸、朝向、位置和形状)和/或操作序列将部分地由特定预期应用和使用环境来确定。所示实施例的某些特征可能已经相对于其它实施例被放大、扭曲或以其它方式不同地呈现，以便于可视化和清楚的理解。

具体实施方式

图2A示出了MIMO系统的一个可能实现的示意图，其中MIMO基站与诸如图1所示的系统之类的分布式天线系统合并。相对于图1，在图2A中适用的地方利用了相同的标号。如图所示，两个SISO基站20(每个SISO基站20一个“SISO BTS”20)与每个远程单元耦合。此外，包括天线31和32的MIMO基站30与远程单元12耦合。MIMO BTS 30的天线1通过第一主单元16(MASTER UNIT 1)与远程单元12a和12d耦合。MIMO BTS 30的天线2通过作为第二主单元16(MASTER UNIT 2)与远程单元12b和12c耦合。因此，如由在每个远程单元处产生的无线信号24所示，除了来自由SISO BTS 20输出的信号组合的组合信号之外，每个主单元还将发送来自MIMO BTS 30的信号。但是，由于每个天线不耦合到所有远程单元，因此每个远程单元将仅发送如图所示的两个可用MIMO信号中的一个。相应的波前被示为对应于来自图2A中的每个适当的天线31、32的馈电或连接线。

虽然图2A中所示的实施例可以用于在分布式天线系统内提供MIMO信号的可用性，但是这样的系统可能不能实现与MIMO系统相关联的所有期望的性能改进。例如，即使无线设备26从远程单元中的至少两个的组合接收到所有MIMO信号，也可能存在接收到的RF功率失衡，因为无线设备26可能位于距离一个远程单元12比距离另一个远程单元近得多之处。此外，根据支持MIMO特征的无线标准，存在由或实际上可以由仅MIMO BTS天线31，32中的一个发送的一些信令参数，诸如WiMAX帧前同步码或LTE主同步信号(“P-SS”)。因此，在如图2A所示的、其中这些信号不由所有远程单元发送的MIMO系统中，除非存在非常高水平的远程单元之间的覆盖冗余/重叠，否则系统可能不能足够可靠。在操作中，SISO和MIMO操作模式之间的动态切换可能导致性能问题。

此外，应当理解，在一些实施例中，来自MIMO BTS 58的第一和第二信号可以分别提供给相应的求和电路48a-b和/或主单元46a-b，而不是通过混合耦合器58，诸如图2A所示的实施例。

在一些实施例中，求和电路48a被配置为提供第一主单元信号72，它是组合SISOBTS信号56a和第一组合MIMO信号68的组合。求和电路48b被配置为提供第二主单元信号74，它是组合SISO BTS信号56b和第二组合MIMO信号70的组合。主单元46a-b和远程单元42a-h又可以由系统控制器76控制，系统控制器76可以提供对主单元46a-b和远程单元42a-h的总体监督和控制以及警报转发。

在一些实施例中，每个远程单元42a-h可以经由高速数字传输介质或链路80a-b、82、84a-b和/或86a-b连接到其相应的主单元46a-b。可替代地，模拟传输介质/链路可以用于将远程单元与相应的主单元连接。此外，传输链路可以使用如下所述的光纤实现为光链路。利用这种光纤，可以使用光纤上无线电(radio-over-fiber，RoF)格式来实现远程单元和主单元之间的流量。以这种方式，第一主单元信号72和/或第二主单元信号74以数字格式被提供给远程单元42a-h的至少一部分，这可以帮助防止由于传输线效应而引起的至少一些劣化。本领域的普通技术人员将理解，也可以使用滤波来允许和/或防止特定信号的分发。由此，并且在一些实施例中，链路80a-b、82、84a-b和/或86a-b中的每一个可以是宽带数字调制光学接口，诸如光纤电缆。因此，每个主单元46a和/或46b可以被配置为数字化其相应的主单元信号72和/或74，并且为其相应的远程单元42a-42d和/或42e-h输出那些数字信号。在一些实施例中，这些数字输出信号可以被时分多路复用成帧，并被转换成串行流。远程单元42a-42d和/或42e-h又可以被配置为从其相应的主单元46a和/或46b接收数字输出信号、将数字输出信号转换成电信号、如果需要则对各种时隙进行解帧和/或对电信号解除串行化、以及经由其本地天线44将电信号发送到至少一个无线单元90。

远程单元42a-h被配置为经由其本地天线44向和/或从无线单元90发送和/或接收数字RF语音和/或数据信号。如下所述，取决于远程单元如何耦合到主单元，远程单元42b、42d和/或42f还可以被配置为分别从链中在其之前的远程单元42a、42c和/或42e接收数字信号。远程单元之间的该数字信号可以包含由前面的远程单元42a、42c和/或42e接收到的来自无线单元90的信号。然后，数字信号可以与由远程单元42a、42c和/或42e接收到的另一信号组合。由此，来自无线单元90的数字无线信号可以被组合和/或发送回相应的主单元46a和/或46b。主单元46a和/或46b然后可以将来自其相应的远程单元42a-d和/或42e-h的信号从光信号转换为电信号，并将电信号发送到SISO BTS 54a-b和MIMO BTS 58，SISO BTS54a-b和MIMO BTS 58可以被配置为检测和接收其相应的部分。可替代地，主单元46a和/或46b然后可以将来自其相应的远程单元42a-d和/或42e-h的信号从光信号转换成电信号、将电信号分离成在对应于由SISO BTS 54a-b和MIMO BTS 58所利用的那些频带的多个频带中的多个电信号、将该多个电信号转换成多个模拟信号，以及将该多个模拟信号发送到SISOBTS 54a-b和/或MIMO BTS 58。

如图2B所示，作为示例，主单元46a-b可以以多种方式选择性地连接到相应的远程单元42a-h。例如，主单元46a被示为通过用于到远程单元42a-b的上行链路的半双工链路80a和用于下行链路的半双工链路80b连接到远程单元42a-b。但是，主单元46a被示为通过全双工链路82连接到远程单元42c-d。类似地，主单元46b被示为通过用于到远程单元42e-f的上行链路的半双工链路84a和用于下行链路的半双工链路84b连接到远程单元42e-f。但是，主单元46b被示为通过全双工链路86a连接到远程单元42g和通过全双工链路86b连接到远程单元42h。由此，在全双工链路中，上行链路信号和下行链路信号被承载在不同波长上，并且波分多路复用器(“WDM”)被采用以在主单元46a-b和远程单元42a-h处组合和/或拆分两个光信号。可替代地，主单元46a-b和远程单元42a-h可以通过用于高数据速率介质(诸如同轴电缆、双绞线铜线、自由空间RF或光学器件、或诸如以太网、SONET、SDH、ATM和/或PDH等的共享网络)的不同收发器进行通信。如将理解的，如图2B所示的示例性链路中的一个或多个可以被选择用于将所有远程单元耦合到主单元。

在一些实施例中，图2B中所示的系统40可以选择性地和动态地用作SISO系统和/或MIMO系统。例如，如果混合耦合器52未被激活，则来自SISO BTS 54a-b的信号可以被发送到远程单元42a-h的至少一部分，并且该系统可以类似于SISO系统来使用。以这种方式，远程单元42a-h中的每一个通过对应于由SISO BTS 54a-b使用的那些无线频率的至少两个无线频率进行通信。但是，当混合耦合器52被选择性地激活时，来自SISO BTS 54a-b的信号可以与组合MIMO输出信号68、70组合，使得每个远程单元42a-h通过对应于由SISO BTS 54a-b使用的那些无线频率的至少两个无线频率传送来自SISO BTS 54a-b的信号，并且传送这两个或所有MIMO信号。因此，混合耦合器52的选择性激活导致将系统40从SISO操作模式动态重新配置到MIMO操作模式。由此，系统40可以用作室内MIMO系统，其被配置为处理可以或者可选地可以由仅MIMO BTS天线之一发送的WiMAX帧前导码和/或LTE P-SS(主同步信号)。

因此，来自MIMO BTS 58的第一和第二信号62和64的部分可以被交叉耦合并且组合并发送到所有远程单元42a-h，而不影响其MIMO操作。例如，系统40的每个远程单元42a-h可以被配置为发送来自MIMO BTS 58及其天线31，32的两个(或全部)数据流(例如，输出信号68或输出信号70)以及组合SISO BTS信号56a-b。

图3示出了类似于图2B的系统40但包括在室内环境104中使用的多个远程单元42a-d的无线通信系统100的示意图。具体地，图3示出了耦合到主单元46a的远程单元42a-b可以围绕室内环境104放置，使得它们的信号基本上不重叠。远程单元42c-d可以类似地放置。由此，环境104的一部分中的无线设备90可以能够从两个远程单元接收信号(如图3所示，无线设备90从远程单元42a和42d接收信号)。由此，可以利用MIMO空间多路复用，因为无线设备90能够从分别由两个不同的主单元46a和46b馈送的两个远程单元42a和42d接收两个不相同的信号。

参考图3，通过在根据本发明的分布式天线系统中结合混合耦合器，所有MIMO信号(在这种情况下，两个MIMO信号)可以被交叉耦合并发送到所有的远程单元，而不影响MIMO操作。每个远程单元可以发送两个MIMO并行数据流，而不产生流间的干扰，因为它们之间存在90°的相移。即，分布式MIMO概念被分为两个并行的分布式MIMO系统。第一个是“同相”的，而第二个是“90°相移”的。当然，为了利用MIMO空间多路复用，无线设备90从由不同主单元馈送的远程单元中的至少两个接收实质的功率贡献是有必要的。因此，由此，可以预期无线设备90从与不同主单元耦合的两个远程单元(例如42a、42d)中的多于一个接收功率，以便维持MIMO空间多路复用。

本发明的一个益处是其解决了上述问题，其中远程单元发送仅与MIMO基站天线之一相关联的信号。类似地，由于从两个远程单元42a-d接收到的用于两个信号的功率电平对于室内环境104中的大多数位置通常是类似的，因此当位于更接近特定远程单元42a-d时可能影响无线单元90的所发送的并行数据流之间的性能损害可以被解决，从而增加数据吞吐量。这个问题通常被称为影响具有仅发送单个数据流的远程单元的分布式MIMO系统的“远近问题”。如下文所讨论的，使用3dB 90°混合耦合器，这个问题得以解决。

本发明的另一个具体益处是在原先为SISO系统实现的现有分布式天线基础设施内提供MIMO系统的部署的能力。本发明还可以利用由MIMO基站执行的SISO和MIMO操作模式之间的选择性耦合或动态切换来操作。此外，当MIMO基站在下行链路空间多路复用模式下操作时，本发明提供与发送的并行数据流相关的性能均衡。即，如上所述，为了解决“远近问题”，使用90°3dB混合耦合器。通过混合耦合器执行的流间交叉耦合类似地用作或充当如由3GPP LTE标准所指定的MIMO预编码的替代，以便解决两个数据流之间的性能中的潜在失配。即，本发明提供的预编码旨在均衡经历不同信道条件的两个数据流的性能(如误码率、误差向量幅度等)。在“远-近问题”的情况下，两个流经历不同的信道路径损失。此外，为了正确操作LTE标准，强制要求预编码编码方案是正交的，使得原始符号可以在接收器处被恢复，从而避免流间的干扰。这个条件通过如根据本发明的一个方面在下面讨论的90°混合耦合器输入-输出传递函数来满足。

参考图8，图8示出了90°3dB混合耦合器，并且其充当“硬件”MIMO预编码电路，用以补偿由于“远近问题”而导致的数据流(码字)之间的可能性能损害。图8所示的方程分别示出了90°3dB混合耦合器的输入和输出端口关系和传递函数矩阵。由此，根据本发明的方面，图8中反映的传递函数矩阵也可以被认为是90°3dB混合耦合器的MIMO预编码矩阵。图9示出了在典型的LTE物理信道处理流中MIMO预编码块的位置。根据本发明的方面，如本文所公开的将90°3dB混合耦合器用于LTE MIMO分布式天线系统中定位在BTS天线端口处而不是在BTS物理信道处理中的预编码的性能。因此，本发明还表示对基于用户装备的反馈负责预编码选择的MIMO BTS调度器电路系统的硬件改进。

根据本发明的另一个方面，在本发明的实施例中利用的混合耦合器使输入信号彼此正交。在输入端口1、2和输出端口3、4之间的设备互易性使得结果得到的传递函数矩阵保持相同，甚至在交换输入和输出端口的情况下也是如此。这为本发明提供了组合MIMO信号而不影响其支持空间多路复用能力的能力。

图4-6示出了用于实现本发明的实施例的示例性分布式天线系统。现在关注主单元46，图4包含主单元46的详细框图。每个主单元46可以包含一到六个无线电信道(下文称为“路径”)110、一个到四个数字调制光学信道112、控制器114、时钟发生器116和以太网交换机118。

在一种实施例中，诸如110a的每条路径可以被配置为例如处理去往和来自SISOBTS 54a-b和/或MIMO BTS 58的信号。对于FDD空中接口，路径110a采用组合器和双工器120来处理上行链路信号和下行链路信号。RF下变频器122可以放大从组合器/双工器120接收到的信号，以确保A/D转换器124被完全加载。RF下变频器122在A/D转换器通带内设置频带的中心频率。宽带A/D 124对空中接口的整个下行链路频带进行数字化，以确保所有下行链路信道被数字化。重采样器126将信号转换为复格式(complex format)、在一些情况下数字下变频频带、对信号进行抽取和滤波、并且对其重新采样。这减少了与必须通过光线路传输的下行链路信号(诸如128a)相关联的数据量并且将数字化数据的速率与光网络位速率同步。

无线电信道110a的上行链路部分在来自耦合到主单元46的远程单元42的其分配频带的上行链路信号(诸如信号129a-d)被转换为电信号之后将它们求和120。和130被重新采样、在一些情况下内插以改变为不同的数据速率、并由重采样器132上变频并且然后由D/A转换器134转换为模拟形式。RF上变频器136将模拟信号的中心频率变换为用于空中接口的适当频率并且将其放大。放大的信号被施加到组合器/双工器120，并被路由回到SISOBTS 54a-b和/或MIMO BTS 58。

在利用TDD空中接口的实施例中，组合器和双工器由图4所示的切换功能138替换，切换功能138例如在无线电信道110b中所示和在图5中详细描述。当主单元46正在接收下行链路信号时，RF上变频器中的RF放大器被禁用，并且切换功能138中的分流开关可以将RF放大器分流到地以进一步减少泄漏。在主单元46正在向基站42发送上行链路信号的间隔期间，RF放大器被启用、分流开关被打开，并且切换功能138中的串联开关可以被打开，以保护RF下变频器免受由于高功率电平而导致的损坏。开关控制定时144由主单元控制器114根据下行链路信号128b确定。此外，格式化器146可以在串行数据流被发送到电光收发器148中的发送器之前应用数据压缩以减少包括在串行数据流中的冗余数字信息。压缩可以允许节省带宽或者使用具有较低位速率的更便宜的收发器。当在148的光接收器中的相对端上由接收器侧格式化器146接收到之后，压缩的串行数据可以被转换为未压缩的数据流。

每个数字调制光信道112a-b由格式化器146和电光收发器148组成。在输出侧，格式化器146阻止数字化下行链路信号128a-b连同精简媒体独立接口(“RMII”)格式的客户以太网数据150a-b、操作和维护(“O&M”)数据152a-c和同步信息进入到时分多路复用帧中。在其它实施例中，可以使用诸如MII、RMII、GMII、SGMII、XGMII等的其它接口来代替RMII接口。成帧的数据可以通过与线性反馈移位寄存器的输出进行异或(XOR)来随机化，以去除逻辑一或零的长串。也可以使用其它已知的编码格式，诸如8位/10位或64位/66位编码，但是可能导致数字串行链路的使用效率的降低。该数字数据然后被转换为用于调制电光收发器148内的光发送器的串行流。在单个光纤实现中，可以采用波分多路复用器(“WDM”)149来组合或分割两个光信号。

对于来自远程单元44的传入信号，电光收发器148将光信号转换为电信号。格式化器146锁相到传入位流，并生成被锁相到数据速率并与串行数据流对齐的位时钟。格式化器146然后将串行流转换为并行数字数据流、对其进行去随机化并执行帧同步。然后，为每个频带分解数字化的上行链路信号、缓冲每个频带，并且如果需要，则将频带路由到适当的无线电信道110a、110b。最后，格式化器146分解缓冲区和O&M以太网数据152a-c以及用户以太网数据150a-b，并将它们分别路由到控制器114和以太网交换机118。

主单元控制器114使用本地存储的信息和来自O&M以太网数据的信息来配置和控制主单元46中的其它模块。它还将该信息传递到远程单元42，并向系统控制器76报告远程单元42和主单元46的状态。当诸如110b的无线电信道被分配给TDD空中接口时，主单元控制器114还使用对应的下行链路信号128b来导出TDD开关控制定时144。

系统控制器76通常具有整体系统控制。主单元控制器114用于配置各个模块以及监督各个模块。作为配置和监督功能的一部分，主单元控制器114可操作以通过解码下行链路信令或从不同的源(诸如时变UL RSSI或从外部源提供的一些基站站时钟信号)获取它来确定TDD系统中的上行链路/下行链路切换定时。TDMA系统中的下行链路帧时钟可以通过解码下行链路信令来确定和分配，以允许基于时隙的功能，诸如上行链路或下行链路静音、时隙内的上行链路或下行链路接收信号强度指示(“RSSI”)测量、上行链路和下行链路流量分析等。主单元控制器114可以检测RF频谱中的活动信道，以帮助或自动配置重采样器126、132中的滤波器配置。重采样器中的各个信号的最佳调平(leveling)也可以通过测量下行链路RF频带中的各种信号的RSSI来确定。远程单元控制器可以在远程单元42的上行链路中执行类似的任务。

时钟发生器116可以使用稳定的温度补偿压控晶体(“TCVXO”)来生成用于主单元46功能模块的稳定时钟和参考信号154。但是，本领域普通技术人员将理解，也可以使用其它设备或晶体来生成时钟信号，只要它们能够产生系统所需的稳定时钟即可。

现在关注远程单元42，图5A和图5B包含符合本发明的实施例的远程单元42的详细框图。每个单元44可以包含一到六个无线电信道160、一个或两个DMOC 162、远程单元控制器164和以太网交换机166。

DMOC 162可以被指定为下游信道168和上游信道170。如果这样配置，那么下游信道168连接到在菊花链中在该远程单元42之前的远程单元42。上游信道170连接到主单元46或另一个远程单元42。DMOC 162功能模块类似于主单元46中的那些功能模块。两者都由格式化器172和电光收发器174组成。输出数据被缓冲、格式化为帧、随机化、并行到串行转换、并且用于调制电光收发器174中的光发送器。传入数据被从光格式转换为电格式、位同步、去随机化、帧同步并且转换为并行格式。各种数据类型然后被分解缓冲并分发到远程单元42内的其它功能模块。在一些实施例中，格式化器172可以实现压缩和解压缩方案以减少数字光链路上的带宽。

远程单元42中的无线电信道在功能上类似于主单元46中的无线电信道。每个无线电信道被配置为处理单个RF频带。与主单元46无线电信道110不同，远程单元42无线电信道160经由交叉频带耦合器176连接到其天线44。对于FDD空中接口，诸如无线电信道160a的无线电信道采用双工器178分离上行链路信号和下行链路信号。对于主单元46或远程单元42的一些实施例，双工器、交叉频带组合器和耦合器可以是可选的。在这些实施例中，附加天线可以替换远程单元42中的双工器178和交叉耦合器176。主单元46中将需要额外的电缆。RF下变频器180放大从天线44接收到的上行链路信号以确保A/D转换器182被完全加载，并且将频带的中心频率设置在A/D转换器通带内。宽带A/D 182对空中接口的整个上行链路频带进行数字化，以确保所有上行链路信道被数字化。重采样器184将上行链路信号转换为复格式、在一些情况下数字下变频信号、对信号进行抽取和滤波、并且用多速率滤波器组对其重新采样。这减少了必须通过光链路传输的数据量，并且使数字化数据的速率与光网络位速率同步。重采样器184的输出在加法器187中被添加到来自下游远程单元42的上行链路信号186a。用于每个频带的相加后的上行链路信号188a然后被发送到DMOC 162中的上游信道170中的格式化器172。

用于每个频带(190a、190b)的下行链路信号190在重采样器192中被内插和频移。各个频谱分量的群延迟可以经由重采样器192中的滤波器或延迟元件来调整。信号然后由D/A转换器194转换为模拟形式。RF上变频器196将模拟下行链路频带的中心频率转换为用于空中接口的适当频率并将其放大。放大的信号然后被应用到天线44并发送到无线单元90。

对于TDD空中接口，双工器178由无线电信道160b和图5A中所示的切换功能138代替。当远程单元42正在接收上行链路时，RF上变频器196中的RF功率放大器被禁用，并且切换功能138中的分流开关将RF功率放大器分流到地以进一步减少泄漏。当远程单元42正在发送下行链路信号时，RF功率放大器被启用，分流开关被打开以允许下行链路信号到达天线44，并且切换功能138中的串联开关被打开以保护RF下变频器180免受由于高功率电平而导致的损坏。与主单元46一样，开关控制定时144由控制器164根据下行链路信号190a、190b确定。

时钟发生器198包括经由窄带锁相环(“PLL”)锁相到传入串行数据流位速率的压控晶体振荡器(“VCXO”)。VCXO输出被分离并且用作每个无线电信道160a-b中的本地振荡器的频率参考200、A/D 182和D/A 194转换器的采样时钟、以及用于远程单元42中的其它模块的时钟。本领域的普通技术人员将认识到，长期频率精度应当良好，以确保本地振荡器处于频率上，并且短期抖动水平也应当是低的，以确保抖动不会破坏A/D和D/A转换过程。通过锁相到从主单元46中的稳定TCVCXO导出的光链路的数据速率，远程单元42不需要昂贵的炉补偿振荡器(oven compensated oscillator)或GPS驯服(GPS disciplining)方案来维持长期频率精度，由此使得更多的远程单元42较不昂贵。使用窄带PLL和晶体控制振荡器可以帮助减小A/D和D/A转换器时钟的短期抖动。使用恢复的、抖动减少的时钟202来重新计时每个远程单元42处的光链路中的发送数据减少了抖动累积，这可以帮助改善下游远程单元42中的A/D和D/A转换器时钟，并且可以帮助减少光通信信道162的误码率(“BER”)。

远程单元控制器(“RUC”)164使用本地存储的信息和来自O&M以太网的信息来配置和控制远程单元42中的其它模块。下游RMII 152d和上游RMII 152e还可以被提供给格式化器172。此外，本地O&M数据206可以在本地O&M终端204处进行配置。远程单元42还将该信息传递给上游和下游远程单元42和/或主单元46。RUC 164附加地使用适当的下行链路信号以在需要时导出TDD开关控制定时144。

在远程单元42中利用的无线电信道160c的替代实施例中，无线电信道160c还可以采用数字预失真以使功率放大器线性化。在图6的框图中示出了远程单元42中的无线电信道160c的这种实施例。在该实施例中，可以将第三信号路径添加到一个或多个无线电信道160c。第三路径在功率放大之后耦合下行链路信号并将其数字化。来自天线44的信号在RF下变频器208中被接收到，RF下变频器208放大接收到的信号以确保A/D转换器210被完全加载，并且将频带的中心频率设置在A/D转换器通带内。宽带A/D 210对空中接口的整个上行链路频带进行数字化，以确保所有上行链路信道被数字化。数字化信号与数字预失真单元212中的下行链路信号的延迟版本进行比较，并且该差异用于在D/A转换之前自适应地调整信号的增益和相位，以校正功率放大器中的非线性。

虽然已经通过描述本发明的实施例示出了本发明，并且虽然已经相当详细地描述了实施例，但是申请人的目的不是限制所附权利要求的范围或以任何方式将其限定到这样的细节。对于本领域技术人员来说，其它优点和修改将是显而易见的。例如，符合本发明的实施例的分布式天线系统可以具有比所示出的更多或更少的远程单元42、主单元46、求和电路48、RF组合网络50、混合耦合器52、SISO BTS54、MIMO BTS 58和/或系统控制器76。具体地，每个MIMO BTS58可以包括更多或更少的输出端口62和/或64。

此外，每个主单元46可以连接到比所示出的更多或更少的远程单元42。由此，多个远程单元42可以通过两个链路和/或沿着单个链路连接到每个主单元46。可替代地，每个远程单元42可以通过专用链路连接到主单元46。在一些实施例中，多达六个远程单元42可以从主单元46串联连接。由此，远程单元42可以被定位以优化覆盖区域内的覆盖。

此外，系统40和/或100可以不包括求和电路48a-48b。由此，主单元46a可以将组合SISO BTS信号56a与第一输出信号68组合，而主单元46b可以将组合SISO BTS信号56b与第二输出信号70组合。此外，系统40也可以不包括RF组合网络50。由此，主单元46a可以将来自SISO BTS 54的一个或多个信号与第一输出信号68组合，而主单元46b可以将来自SISO BTS54的一个或多个信号与第二输出信号70组合。

另外，并且在一些实施例中，主单元控制器114可以测量CDMA或正交频分多路复用(“OFDM”)信号的导频信号强度以正确地设置下行链路信号的电平，因为RSSI可以在不同的容量负载下变化。导频信号通常以在导频电平和用于全加载的最大合成值(composite)之间的配置比率保持恒定，用于信号的所需净空(headroom)可以被维持。主单元控制器114还可以测量和监督所提供的下行链路信道的信号质量。在信号劣化的情况下，可以设置警报，并且操作员可以关注基站(例如，SISO或MIMO BTS)，而无需必须对整个系统40和/或100进行故障排除。

在一些实施例中，主单元控制器114确定用于诸如全球移动通信系统(“GSM”)的窄带基站标准的信道数量。与功率恒定的广播控制信道(“BCCH”)的测量一起，可以确定多信道子带所需的正确的净空，并且可以避免过驱动或欠驱动条件。在其它实施例中，主单元控制器114在存在多个信道的情况下监测所发送的频谱的波峰因数。波峰因数可以提供输入到系统的特定增益级的发送功率或功率回退(back-off)的调平。配置的净空通常高于测得的波峰因数，以避免由于削波或失真而导致的信号劣化。此外，在一些实施例中，可以在重采样器中采用波峰因数降低机制来降低波峰因数，并且使得在远程单元42中更高效地使用RF功率放大器，或者帮助减少需要通过链路发送的每样本所需的位数。

如图7A和7B所示，本发明提供了关于MIMO通信系统的上行链路路径的益处。WiMAX和LTE无线标准两者都包括上行链路MIMO特征。具体地，“上行链路协作MIMO”在移动WiMAX中实现，而“上行链路多用户MIMO”是在LTE中采用的用于指示相同技术的术语。该MIMO方案的特点是通过重用分配给不同UE(用户装备)或移动设备的时间/频率资源来增加总上行链路扇区容量，而不是提高如用于下行链路单用户MIMO(空间多路复用)的每单个用户的数据速率。

图7A示出了室外场景中的MIMO BTS 300，其可以协调来自两个不同移动设备A和B(每个配备有单个发送器(Tx)天线)的数据接收，并且然后分配相同的时间/频率资源给他们。其相应的数据流的解码由BTS通过与用于单用户MIMO情况的相同的信号处理来执行。即，属于空间上分离的用户，而不是具有两个共处的Tx天线的单个用户的两个数据流被空间多路复用。因此，节省的时间/频率资源可以被分配给更多的用户，以便增加总的上行链路扇区容量。最后，MIMO传输可能受益于这样的事实，即，两个发送器被大大地分离，从而导致随之提高具有不相关无线电信道的概率，这对于成功的MIMO操作是一个重要的要求。

图7B突出显示了室内系统中的这种潜在益处。图7B示出了与图3的系统100多少有些类似的无线通信系统220的至少一部分的示意图，但是没有示出多个SISO BTS 54a-b、RF组合网络50和求和电路48a-b。相对于图3，在图7B中适用的地方利用了相同的标号。图7的系统220包括多个主单元46a-b，其向每个具有单个Rx天线并且位于室内环境224的相应部分208a-b中的相应远程单元42a-b提供信号。特别地，室内环境示例被示为由壁230分隔开的两个房间228a-b。

如图7B所示，室内环境224的相应部分228a-b在某种程度上被电磁隔离(例如，在一个部分228中从无线设备232(设备A或B)发送的低电平信号被另一个部分228的远程单元42检测到)。在特定实施例中，相应部分228a-b由分区或壁230分隔开。该图示出了在不同远程单元42a-b和相关移动设备232a和232b之间的良好上行链路功率隔离的情况。因此，上行链路多用户MIMO特征理想地操作，因为在BTS天线端口处，来自两个设备232a-b的信号的相互干扰仅取决于由室内无线电规划提供的隔离。尽管隔离将由远程单元的部署以及用户和移动设备的位置来确定，但由于存在多个墙壁和地板，室内场景提供了良好的隔离。此外，本发明的混合耦合器不影响BTS MIMO解码器，因为来自移动设备232a-b的信号被正交地交叉耦合到BTS天线端口，从而避免它们的相互干扰。因此，在本发明的另一个方面中，在由连接到不同主单元的两个远程单元服务的两个完全隔离的用户组的情况下，上行链路多用户MIMO特征可以实现BTS的时间/频率资源的完全重用。因此，在上行链路路径中可由MIMOBTS管理的用户的数量将增加并可能加倍。

将理解，本发明这样的方面可能与本文所讨论的、在通过DAS实现时由下行链路单用户MIMO所请求的在远程单元之间维持一定程度的信号覆盖重叠的特征相反。因此，为了实现这两个优点，将必须考虑和管理权衡以平衡这两个MIMO特征的益处。在这种情况下，相同的90°3dB混合耦合器可以在用于MIMO信号的室内DAS的下行链路路径和上行链路路径两者中加以利用。

因此，每个远程单元42a-b向存在于那些相应部分228a-b内的相应无线设备232a-b提供信号并从其接收信号。如所指出的这种布置的一个益处是可以通过重用与不同无线设备232a-b相关联的时间和/或频率资源使用上行链路协作MIMO(用于WiMAX)和/或上行链路多用户MIMO(用于LTE)来增加总的上行链路容量。

本发明在其更广泛的方面不限于所示和所描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性示例。相应地，在不脱离本申请人的总体发明性概念的精神或范围的情况下，可以偏离这些细节。例如，图2A的系统10、图2B的系统40、图3的系统100和/或图7的系统220可以被配置有置于主单元46和其对应的远程单元42之间的扩展单元(未示出)。扩展单元可以提供用于将主单元46耦合到附加远程单元42的附加链路和/或扩展单元可以扩展主单元46和远程单元42之间的耦合范围。另外，图2A的系统10、图2B的系统40、图3的系统100和/或图7的系统220可以被配置有更多或更少的远程单元12或42、主单元16或46、SISO BTS 20或54、MIMO BTS 30或58、系统控制器22或76、求和电路48、RF组合网络50和/或混合耦合器52，以及支持更多或更少的无线设备26、90和/或符合本发明的实施例的232。类似地，图2A的系统10、图2B的系统40、图3的系统100和/或图7的系统220可以包括具有更多或更少天线31和/或32的MIMO BTS 30或58、具有更多或更少端口的混合耦合器52、以及配置有符合本发明的实施例的更多或更少输入或输出的主单元16或46。

此外，将理解，分别包括图3和图7B的室内环境104和224仅仅是为了示出本发明的实施例与其的操作，并且本发明的实施例可以与户外环境一起使用而不脱离本申请人的总体发明性概念的范围。另外，本领域普通技术人员将理解，图7B的系统220可以包括符合本发明的替代实施例的SISO BTS 54a-b以及RF组合网络50和求和电路48a-b。

此外，在一些实施例中，图7B的室内环境224将以除了仅包括分区230之外的其它方式来配置。由此，相应无线设备232a-b可以以其它方式被隔离。

图10-12示出了用于在分布式天线系统内结合本发明的实施例的另外的替代系统。具体地，图10中所示的系统250是结合了MIMO信号的交织分布式天线系统，其中为了信号分发的目的，系统的部署利用光纤的组合以及RF无源分发网络来实现。具体地，光纤被用作用于处理主单元和远程单元之间的流量的链路，而RF分配网络在远程单元和耦合到远程单元的一个或多个无源天线之间实现。为此，系统250示出了结合用于处理来自一个或多个天线253、254的信号的MIMO BTS 252的特定分布式天线系统。这样的系统可以利用本发明。尽管图10-12中所示的实施例包括两个天线和两个MIMO信号(n＝2)，但是，如本文所述，本发明的MIMO系统也可以结合附加的天线元件和信号。因此，本发明不限于所示数量的不同MIMO天线或MIMO信道。

来自MIMO BTS的相应MIMO天线253、254的MIMO信号255、256以合适的方式被递送到主单元260，诸如使用RF网络(例如，同轴电缆)，以便在整个系统的远程组件中分发。类似地，来自无线设备的上行链路信号通过主单元260被递送到MIMO BTS。虽然单个主单元在所示的图中被示出并且在本文被讨论，但是系统250可以使用一个或多个主单元。

为此，MIMO信号被适当地处理并被递送到一个或多个远程单元262、264，用于将那些信号进一步分发到诸如蜂窝电话的无线设备和装备。合适的信号链路，诸如光纤链路266、268，被结合在主单元260和各个相应的远程单元之间。主单元260和远程单元262、264可以在光纤链路266、268上以适当的方式处理多个MIMO信号或信道255、256。例如，频率转换可能被实现，其中多个MIMO信道(在所示示例中两个信道)在频率上被转换，使得它们的完整性在光纤链路266、268上被维持。可替代地，光纤链路266、268可以合并多个光纤，其中每个光纤承载单独的MIMO信道信号(天线1/信道1或天线2/信道2)，以维持主单元260和多个远程单元262、264之间的MIMO信号的完整性。在还有的另一种实施例中，波分多路复用(WDM)可以在主单元和远程单元之间的光纤链路266、268上实现，以维持MIMO信道的完整性。

在图10所示的系统250中，包括MIMO信号的各种信号然后被从RF分发网络中的远程单元无源地分发到无源天线元件270a-270d。例如，远程单元262、264可能通过可能实现RF电缆(诸如同轴电缆)的合适的RF链路以及用于将信号递送到多个无源天线270a-270d的合适的功率分离器耦合到天线270a-270d。在系统250中，MIMO信道仍然被隔离，并且因此，每个特定天线单元270a-270d将仅处理MIMO信道中的一个。

现在参考图11，根据本发明的一种实施例，在系统251中实现了混合耦合器电路。具体地，在每个远程单元262和264与相应的无源天线270a-270d之间实现了混合耦合器电路。如图11所示，混合耦合器电路274(其可以是如本文所讨论的90°，3dB混合RF耦合器)被示为位于各种远程单元和天线之间。如图11所示，每个天线270a-270d然后根据本发明处理MIMO信号中的每个信号的一部分，用于与无线设备(诸如无线设备280)通信。

如上所述，混合耦合器电路被配置为在相应的第一和第二端口处从相应的远程单元接收第一MIMO信号(天线1/信道1)和第二MIMO信号(天线2/信道2)。然后在耦合器的输出端口处提供输出信号，并且输出信号包括第一和第二MIMO信号的部分。具有组合MIMO信号部分的输出信号然后被递送到各个天线元件270a和270d并且适当地广播到信号附近的无线设备。以这种方式，室内环境中的每个天线如图所示处理两个或所有MIMO信道。

图12示出了本发明的另一种替代实施例，其中混合耦合器电路274在光纤和RF分发系统258内实现，类似于图10所示的。不是将混合耦合器电路与每个远程单元结合，而是混合耦合器电路274被结合在MIMO BTS 252和主单元260之间。耦合器电路如所讨论的在输出端口上组合多个MIMO信道，并且各个输出端口与主单元260耦合。在主单元处的组合MIMO信号然后利用光纤被适当地引导到远程单元262、264，并且然后通过RF链路或无源分发网络进一步分发到天线270a-270d，如上所述。类似于图11中的实施例，室内环境中的每个天线如图所示处理两个或所有MIMO信道。

图13-15示出了本发明的其它替代实施例，其中结合了替代其它图中的天线辐射元件的辐射元件。在本发明的一种实施例中，辐射元件可以是辐射电缆元件或分段的形式，如图13-15所示。这种辐射电缆元件可能在任何有限的空间中都是有用的，诸如火车隧道或其它隧道，并且在空间中以细长的方式布置以用于具有移动设备和其它用户装备的收发无线系统。本发明可以利用可能安装在现有空间内的传统SISO远程单元来实现，如图13所示。可替代地，如图14和15所示，可以利用具有多个输出的专用MIMO远程单元，从而可以将多个辐射电缆元件与每个远程单元结合。

转到图13，系统300包括一个或多个远程单元302，以在诸如封闭隧道区域304的服务区域中提供覆盖。具体地，系统300包括与MIMO信号源307通信的一个或多个远程单元302a-302d。例如，远程单元302可以是先前安装在隧道304的空间中并与SISO分布式天线系统(DAS)一起使用的现有传统SISO远程单元。本发明提供了使用传统SISO系统提供MIMO服务以在各种安装中提供成本节省的方式。每个远程单元302a-d包括用于通过远程单元发送和接收RF信号的至少一个辐射元件320、321。每个远程单元302耦合到主单元306，主单元306与多个MIMO信号的源接口并作为系统的MIMO主单元操作。主单元306与提供包括例如信道1和信道2MIMO信号的多个MIMO信号的、诸如MIMO BTS 307的MIMO信号的信号源通信或耦合。图13仅示出了两个MIMO信号，但是如本文所述，根据本发明的原理，也可以处理附加的MIMO信号。在图13的实施例中，来自MIMO基站或其它信号源的MIMO信号308、310通过混合耦合器312给出。

在本发明的一个方面中，混合耦合器312耦合在源MIMO BTS307和主单元306之间，以将所有MIMO信号交叉耦合到主单元306，然后被转发到每个SISO远程单元302。因此，每个远程单元302发送包含所有MIMO数据流的某些部分的信号。在图13-15的实施例中，在远程单元处使用的辐射元件是辐射电缆元件320、321、350、352。这种辐射电缆元件适于在长封闭区域(诸如隧道304)中使用，并且该辐射电缆元件可以延伸隧道304的长度的一部分以进行适当的覆盖。

混合耦合器312被配置为在相应的输入端口322上从MIMO BTS接收至少两个MIMO信号，并在适当的输出端口324上提供输出信号。在图13所示的实施例中，来自MIMO BTS的组合MIMO信号在输出端口324处提供。每个输出信号326、328包括第一MIMO信号(CH1)的至少一部分和第二MIMO信号(CH2)的至少一部分。在混合耦合器电路312中，在输入端口322之一处给出的第一MIMO信号308的一部分(例如，CH1)或第二信号310的一部分(例如，CH2)相对于在第一和第二耦合器输入端口308、310中的相应另一个处给出的第一信号(CH1)和/或第二信号(CH2)进行相移。特别地，混合耦合器312置于MIMO BTS 307和主站306之间，使得混合耦合器312被配置为从MIMO BTS 307接收包括第一MIMO信道信号(CH1)和第二MIMO信道信号(CH2)的第一和第二MIMO信号308、310。依次地，混合耦合器312将第一MIMO信号CH1的一部分与第二MIMO信号CH2的相移部分组合，并且在第一输出端口将该第一组合输出信号(CH1+jCH2)作为信号326输出。耦合器312还将第二MIMO信号CH2的一部分与第一MIMO信号CH1的相移部分组合，并且在第二输出端口处将该第二组合输出信号(CH2+jCH1)作为信号328输出。在一种示例性实施例中，混合耦合器312是90°3dB耦合器(也被称为“正交”耦合器)。

如图13所示，MIMO主单元306处理信号(CH1+jCH2)和(CH2+jCH1)，并且通过适当的信号传输介质或链路309(诸如RF电缆链路或光纤链路)耦合到多个远程单元302。如本文所述，链路可以类似于其它这样的链路，诸如链路80、82、84、86，用于在主单元和远程单元之间处理适当的上行链路信号和下行链路信号。每个远程单元302然后与诸如辐射电缆元件320、321的适当的辐射元件耦合。如图所示，主单元306将组合MIMO信号中的至少一个(诸如(CH1+jCH2)或(CH2+jCH1))通过链路309引导到特定的远程单元302。由此，每个远程单元将处理具有每个MIMO信道信号CH1、CH2的一部分的组合信号中的一个。参考图13，远程单元302b和相应的辐射电缆元件320被示为将CH1+jCH2作为组合MIMO信号处理。可替代地，远程单元302c和辐射电缆元件321被示为将CH2+jCH1作为组合MIMO信号处理。因此，在结合SISO远程单元的本发明的实施例中，由主单元306提供的多个组合MIMO信号由不同的远程单元和辐射电缆元件发送。以这种方式，组合MIMO信号中的每一个将被发送到由分布式系统300处理的隧道区域304中，使得通信链路被提供给隧道区域304内的各种移动设备330。如本文所述，如图13所示的本发明的实施例解决了本文所述的关于仅发送MIMO信道信号中的一个的远程单元的问题。如本文所述，系统300还提供了各种其它益处。

图13A示出了实现类似于图13的SISO远程单元的本发明的另一种实施例。但是，实现的主单元也是SISO主单元。由此，它们可能是传统DAS系统的一部分。每个单独的SISO主单元311a、311b被提供有来自耦合器312的输出中的一个。在适用的情况下，类似的标号在图13和图13A之间使用。

参考图13A，耦合器312将来自输出端口的相应输出信号引导到SISO主单元311a、311b。如本文所述，根据本发明，可以具有比图13A所示的仅两个更多数量的主单元。

每个主单元耦合到一个或多个远程单元，如图13所示。例如，主单元311a与远程单元302a、302b耦合。类似地，主单元311b与远程单元302c和302d耦合。如图所示，远程单元302a-302d中的每一个将与适当的辐射电缆元件320、321耦合。在辐射电缆元件中的相应远程单元将发送和接收与每个SISO主单元相关联的信号。即，一些远程单元将处理组合MIMO信号中的一个，并且另一组远程单元将处理另一个组合MIMO信号，如图13A所示。

在图13和13A中，在不同组的远程单元处理相应的组合MIMO信号的情况下，辐射电缆元件可以被布置，以便被实现用于多用户MIMO。为此，一组辐射元件和远程单元可以在一个特定区域(诸如隧道的一个区段)中实现，并且其它辐射电缆元件和远程单元可以在隧道的另一个区域或另一区段中实现。以这种方式，可以提供用于多用户MIMO特征的信号条件。

图14示出了根据本发明的结合耦合器电路的本发明的实施例，其中各种远程单元是能够处理多个MIMO信道信号并且与多个辐射电缆元件耦合的MIMO远程单元。在图14的实施例中，类似于图11，在每个远程单元和诸如辐射电缆元件的适当的辐射元件之间实现混合了耦合器电路。图14以各种方式类似于图13，并且因此，共同的元件被给予类似的标号。

现在参考图14，系统340提供处理被引导到MIMO主单元306的来自MIMO信号源(诸如MIMO BTS 307)的MIMO信号308、310的分布式系统。MIMO主单元通过适当的信号传输介质/链路309(诸如RF电缆链路或光纤链路)向多个MIMO远程单元342中的每一个提供包括信道1MIMO信号(CH1)和信道2MIMO信号(CH2)的多个MIMO信号。每个远程单元342a-d将出自图14中示为CH1、CH2的相应输出端口的MIMO信号CH1、CH2引导到与每个远程单元耦合的耦合器电路346的相应第一和第二输入端口344。根据本发明，耦合器电路346如本文所述组合第一MIMO信道信号CH1和第二MIMO信道信号，以在耦合器电路的适当输出端口348上提供输出信号。输出信号是包括两个MIMO信道信号的组合信号。例如，耦合器电路346的一个输出信号被反映为组合MIMO信号CH1+jCH2。另一个信号被反映为CH2+jCH1。如上所述，输出信号包括一个MIMO信号的至少一部分和经相移的另一个MIMO信号的至少一部分。

根据图14所示的实施例，辐射电缆元件350或352与相应的耦合器电路输出端口耦合。例如，第一辐射电缆元件350处理组合MIMO信号CH1+jCH2。可替代地，第二和不同的辐射电缆元件352处理组合MIMO信号CH2+jCH1，这样的信号在适当的封闭空间(诸如隧道304)中发送，用于与移动设备330的MIMO通信。如上所述，耦合器电路可以是90°3dB混合RF耦合器。

图15示出了本发明的另一种实施例，其与图12所示的布置多少有些类似并且实现作为辐射电缆元件的辐射元件，以充当用于在分布式系统中发送和接收信号的天线。由于图13、14和15之间的元件的相似性，相同的标号也在图15中实现。如图15所示，MIMO BTS307通过耦合器电路312向MIMO主单元306提供MIMO信道信号。MIMO主单元306因此处理结合每个MIMO信道信号的部分的组合MIMO信号，如本文所述。图15的实施例中相对于图13所示系统的一个区别在于图15所示的分布式系统360结合具有多个输出端口的MIMO远程单元，用于耦合到多个适当的辐射元件，诸如辐射电缆元件350、352。MIMO主单元306通过适当的信号传输介质/链路与各种MIMO远程单元362a-d中的每一个链接。MIMO远程单元362处理这两个组合输出信号，并且如图所示在相应的输出端口364处向多个辐射电缆元件提供组合MIMO信道信号。例如，远程单元362的输出端口中的一个将包括组合信号CH1+jCH2，并且将该信号引导到元件350。输出端口中的另一个将处理被引导到元件352的组合信号CH2+jCH1。虽然远程单元362处理多个组合输出信号，但是这些组合MIMO信号中的每一个被引导到适当的辐射元件，诸如元件350、352，用于与隧道环境304中的设备330通信。以这种方式，图15提供了根据本文所讨论的原理的本发明的各种优点和益处。信号的组合在将这些信号递送到图15中的主单元之前处理，而不是如图14所示在远程单元和相应的辐射元件之间。

其它修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因此，本发明在于下面所附的权利要求。此外，虽然已经通过描述各种实施例和示例示出了本发明的实施例，并且虽然已经相当详细地描述了这些实施例，但是申请人的目的不是限制所附权利要求的范围或以任何方式将其限定到这些细节。其它优点和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面因此不限于所示和所描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性示例。相应地，在不脱离申请人的总体发明性概念的精神或范围的情况下，可以偏离这些细节。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

多输入多输出(MIMO)信号源，可操作用于提供包括至少第一MIMO信号和至少第二MIMO信号的MIMO信号；

多个远程单元，与所述MIMO信号源通信并被配置为接收第一MIMO信号和第二MIMO信号，每个远程单元在相应的输出端口处提供所述MIMO信号；

至少一个辐射电缆元件，用于将信号辐射到空间中；

混合耦合器，耦合在远程单元的输出端口和所述电缆辐射元件之间并被配置为在相应的输入端口上从远程单元接收第一MIMO信号和第二MIMO信号以及在至少一个输出端口上提供输出信号，所述输出信号包括第一MIMO信号的至少一部分和第二MIMO信号的至少一部分；

所述辐射电缆元件与所述至少一个输出端口耦合。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述远程单元通过光链路和/或RF链路中的至少一种与主单元通信。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述混合耦合器是90°3dB混合耦合器。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述耦合器还被配置为在多个输出端口上输出多个输出信号，所述多个输出信号中的每个输出信号包括第一MIMO信号的至少一部分和第二MIMO信号的至少一部分，辐射电缆元件与每个输出端口耦合。

5.如权利要求1所述的系统，其中构成所述输出信号的第一和第二MIMO信号的所述部分中的至少一个部分被相移。

6.如权利要求1所述的系统，其中第一MIMO信号的所述部分或第二MIMO信号的所述部分中的至少一个相对于相应的第一MIMO信号和第二MIMO信号被正交地相移。

7.如权利要求4所述的系统，其中所述耦合器的输出端口上的至少一个输出信号包括第一MIMO信号的一部分和第二MIMO信号的相移版本，并且第一辐射电缆元件被耦合以发送那个相应的信号，并且所述耦合器的输出端口上的另一个输出信号包括第二MIMO信号的一部分和第一MIMO信号的相移版本，并且第二辐射电缆元件被耦合以发送那个相应的信号。

8.一种系统，包括：

至少一个主单元，被配置用于处理信号；

混合耦合器，与所述主单元耦合以在相应的输入端口上从信号源接收第一MIMO信号和第二MIMO信号，并且被配置为在至少一个输出端口上提供输出信号，所述输出信号包括第一MIMO信号的至少一部分和第二MIMO信号的至少一部分，所述主单元被耦合以接收耦合器输出信号；

多个远程单元，与所述主单元通信并且被配置为从所述主单元接收所述耦合器输出信号；

至少一个辐射电缆元件，用于将信号辐射到空间中并且与用于辐射输出信号的至少一个远程单元耦合。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述远程单元通过光链路和/或RF链路中的至少一种与所述主单元通信。

10.如权利要求8所述的系统，其中所述混合耦合器是90°3dB混合耦合器。

11.如权利要求8所述的系统，其中所述耦合器还被配置为在多个输出端口上输出多个输出信号，所述多个输出信号中的每个输出信号包括第一MIMO信号的至少一部分和第二MIMO信号的至少一部分，远程单元和相应的辐射电缆元件被耦合以接收和辐射每个输出信号。

12.如权利要求8所述的系统，其中构成所述输出信号的第一和第二MIMO信号的所述部分中的至少一个部分被相移。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述远程单元是与辐射电缆元件耦合的SISO远程单元，所述多个输出信号中的每个输出信号由不同的远程单元发送。

14.如权利要求11所述的系统，其中所述远程单元是与多个辐射电缆元件耦合的MIMO远程单元，所述多个输出信号中的每个输出信号由相同的远程单元发送。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述多个输出信号中的每个输出信号由不同的辐射电缆元件发送。

16.一种系统，包括：

多输入多输出(MIMO)信号源，可操作用于提供包括至少第一MIMO信号和至少第二MIMO信号的MIMO信号；

混合耦合器，与所述信号源耦合并被配置为在相应的输入端口上接收第一MIMO信号和第二MIMO信号两者，并且被配置为在相应的输出端口上提供输出信号，其中每个输出信号包括第一MIMO信号和第二MIMO信号两者的至少一部分；

一个输出端口的输出信号，包括第一MIMO信号的至少一部分和相对于第二MIMO信号被正交地相移的第二MIMO信号的至少一部分；

另一个输出端口的输出信号，包括第二MIMO信号的至少一部分和相对于第一MIMO信号被正交地相移的第一MIMO信号的至少一部分；

多个辐射电缆元件，可操作地耦合以接收输出信号，至少一个辐射电缆元件接收所述一个输出端口的信号并且至少一个辐射电缆元件接收所述另一个输出端口的信号以将信号辐射到空间中。

17.如权利要求16所述的系统，还包括与所述MIMO信号源耦合的主单元，所述耦合器置于所述信号源和所述主单元之间，所述耦合器将所述输出信号递送到所述主单元以被递送到所述辐射电缆元件。

18.如权利要求16所述的系统，还包括与所述MIMO信号源耦合的主单元和与所述主单元耦合的多个远程单元，所述辐射电缆元件可操作地与所述远程单元耦合以接收所述输出信号。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述耦合器被置于远程单元和耦合到其的至少一个辐射电缆元件之间，所述辐射电缆元件可操作地耦合以从所述耦合器接收所述输出信号。

20.如权利要求19所述的系统，其中所述耦合器被置于远程单元和耦合到其的多个辐射电缆元件之间，所述辐射电缆元件可操作地耦合以接收来自所述耦合器的所述输出信号。