CN101151811A - 可扩缩的分布式无线网络 - Google Patents

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CN101151811A CNA2006800106620A CN200680010662A CN101151811A CN 101151811 A CN101151811 A CN 101151811A CN A2006800106620 A CNA2006800106620 A CN A2006800106620A CN 200680010662 A CN200680010662 A CN 200680010662A CN 101151811 A CN101151811 A CN 101151811A
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Abstract

提供了一种可扩缩网络。该网络包括耦合到天线并且适用于与订户单元通过RF链路进行通信的远程设备，耦合到所述远程设备的交换设备，以及耦合到该交换设备的无线电设备组。无线电设备组包括两个或多个无线电设备，每个无线电设备执行基站收发信机的功能。交换设备将该无线电设备组与远程设备互连。每个无线电设备支持一个或多个空中接口标准。

Description

可扩缩的分布式无线网络
技术领域
本发明通常涉及电信领域，并且具体地，涉及用于无线电信网络的可扩缩的分布式软件无线电结构。
背景技术
无线电信***使用射频(RF)信号在用户之间传输信号。典型的无线通信***包括被连接到公共交换电话网络(PSTN)或其他通信网络的多个基站。每个基站包括通常与发射塔相关的多个无线电收发信机。每个基站被安置以便覆盖俗称为“小区”的地理区域。每个基站与位于它的地理区域或者小区内的订户单元例如蜂窝电话、寻呼机、个人数字助理、无线调制解调器、以及其他无线终端进行通信。基站包括多个模块，它们一起工作来处理语音和数据信号。这些模块通常包括例如混频器、放大器、滤波器、传输线、天线和其他适当的电路。以无线通信网络正在被使用的方式发生许多变化。一些变化是由业务和标准快速变化的环境中增加容量的需要驱动的。
升级到下一代无线业务要求网络运营商在他们的现有网络上覆盖新的网络结构。
而且，当前的无线电设备不支持多空中接口标准并且这限制了其他无线设备在你的网络中漫游。
由于上面所述的原因，和下面所述的对于本领域的技术人员来说一旦阅读和理解本说明书则显而易见的其他原因，在本技术领域中需要改进无线网络以处理增加的通信量。
发明内容
提供了一种可扩缩网络。该网络包括耦合到天线并且适用于与订户单元通过RF链路进行通信的远程设备，耦合到该远程设备的交换设备以及耦合到该交换设备的无线电设备组(radio suite)。无线电设备组包括两个或多个无线电设备(radio)。每个无线电设备执行基站收发信机的功能。交换设备将该无线电设备组与远程设备互连。每个无线电设备支持一个或多个空中接口标准。
提供了一种蜂窝网络，该网络包括耦合到天线并且适用于与订户单元通过RF链路进行通信的远程设备和耦合到该远程设备的无线电设备组。无线电设备组包括执行基站收发信机功能的无线电设备。无线电设备支持一个或多个空中接口标准。
提供了一种在蜂窝网络中通信的方法。该方法包括通过空中接口接收一个或多个射频(RF)信号，将该一个或多个射频信号转换成数字光学表示的RF信号，并且将该数字光学表示的RF信号通过光介质进行传输。该方法还包括将该数字光学表示的RF信号划分成多个数字光信号，在多个电-光(electrical-to-optical)模块之一上将所划分的数字光信号之一转换成数字RF信号，抽取(decimate)该数字RF信号，并且在每个电-光模块上，只通过被分配给相关软件无线电设备的信道。每个软件无线电设备支持一个或多个空中接口标准。该方法还包括执行信号处理和传送已处理的信号到一个或多个通信网络。
附图说明
图1是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图2是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图2A是可扩缩网络的另一个实施例的框图。
图3是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图3A是可扩缩网络的另一个实施例的框图。
图4是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图5是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图6是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图7是可扩缩网络的一个实施例的框图。
图8是可扩缩网络的一个实施例的框图。
具体实施方式
在下面的具体描述中，参考附图，所述附图形成了其中的一部分，并且其中以举例说明的方式示出了可以实施本发明的特定示范性实施例。对这些实施例进行足够详细的描述，以使得本领域的技术人员能够实施本发明，并且应理解的是可以使用其他实施例，并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以做出逻辑、机械和电学的改变。因此，下面的具体描述并非具有限制性意义。
通常，无线网络中的无线电设备专用于天线，并且在***级上固定数量的无线电设备(radio)“硬连线”到天线。结果是为每个天线配置了有限数量的信道。本发明的实施例提供用于动态分配无线电设备(卡)给天线的方法和***。在一个实施例中，基于用途(需要)重新分配无线电设备。例如，在高峰时间，将该卡动态地重新分配给另外的天线。在一个实施例中，交换设备使得能够将无线电设备重新分配给天线。
本发明的实施例在传输之前提供RF的数字化。数字RF传输被定义为传输数字表示的RF信号。传输数字表示的RF信号将无线电设备在光纤上的灵活透明度与数字链路的鲁棒特性相结合。只要1和0可以被检测出，则不存在光和RF性能之间的交互作用，简化了安装和维护，并且保证了稳定的性能。虽然数字传输要求相对高的数据速率传输，但是信号的数字特性允许宽范围的传输选项，包括暗光纤或在CWDM或DWDM网络(包括增加/减少配置)上的波长，以及自由空间光和毫米波方案。
应当理解，尽管在这个申请中讨论了光纤作为传输的手段，但是实际上不意味着限制于此。转让给ADC电信公司的美国申请序列号09/619,431在此引入作为参考，该申请讨论了数字RF信号。
图1是根据本发明教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为100。在一个实施例中，可扩缩网络100动态地分配无线电设备给蜂窝网络中的天线。网络100包括耦合到一个或多个远程设备102-1至102-R的基站***110。每个远程设备102-1至102-R分别被耦合到相关天线103-1至103-R。在一个实施例中，基站***110包括耦合到无线电设备组106的交换/交叉连接设备104。无线电设备组106还耦合到交换机108，交换机108提供语音和/或数据信号给一个或多个通信网络，例如公共交换电话网络(PSTN)、互联网、电缆网络等等。在一个实施例中，交换机108是一个移动交换中心并且处理与多个基站、服务GPRS支持节点等等的呼叫交换。
在操作中，当订户单元150发射传输信号时，在指定覆盖区域内天线103拾取该信号。这个申请中使用的订户单元包括但不限于蜂窝电话、寻呼机、个人数字助理、无线调制解调器和其他无线终端。相关的远程设备102传输所接收的信号给基站***110，用于路由到一个或多个通信网络。在一个实施例中，交换设备104接收该信号并且连接该信号到无线电设备组106的一个或多个无线电设备。无线电设备组106接收该信号并且处理信号，以便传输到交换机108。信号然后被传输到一个或多个通信网络以传输到它的目的地。在一个实施例中，无线电设备组106的无线电设备是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在一个实施例中，网络100是双向网络并且如图所示包括用于前向和反向链路的设备。
在一个实施例中，无线电设备组106包括一个或多个无线电设备和基站控制器电路，并且每个无线电设备被设计来处理规定数量信道的总通信量。通常，每个无线电设备被分配给一个天线103。这是很有局限性的。在一些情况下，当特定小区通信量泛滥时，网络过负荷并且用户必须等待使用减少。本发明提供动态地分配无线电设备给天线的***和方法。结果，当用于一个无线电设备的信道都被占用时，采用一个或多个另外的无线电设备来处理溢出。将这些无线电设备重新分配给与该过负荷无线电设备有关的天线。例如，在大城市区域中在高峰时间期间或者可能的受欢迎事件例如运动会、音乐会、政治集会等等期间(其中在这些受欢迎的事件中在有限地理区域中许多个人试图同时使用他们的无线设备)，这是有利的。在不必增加独立小区的容量的情况下增加了可用信道的数量。
在一个实施例中，这通过交换设备(比如图1的104)以及一组无线电设备与信号处理装置(比如无线电设备组与信号处理器106)来完成。
远程设备102基本上包含天线、双工器、多载波功率放大器和低噪声放大器(即，无线电设备“前端”)。包括调制/解调、编码/译码的其它基站电路和基站控制器接口被合并到无线电设备组106。在前向链路中，无线电设备组106产生数字表示的RF信号，其通过交换设备104传输到远程设备102。数字表示的信号通过传输介质107传输到交换设备104并且通过传输介质109-1至109-R传输到远程设备102。传输介质107和109是但不限于光纤、暗光纤、毫米波、通过大气的激光等等中的一个或多个。
每个远程设备102与特定覆盖区域内的订户单元通过由远程设备102相关的天线103提供的RF链路进行通信。远程设备102使用任何空中接口标准通过RF链路进行通信。例如，空中接口标准包括高级移动电话***(AMPS)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信***(GSM)、蜂窝数字分组数据(CDPD)、增强数据GSM演进(EDGE)、通用分组无线电业务(GPRS)、集成数字增强网络(iDEN)、正交频分复用(OFDM)或者任何其它合适的空中接口标准之一。RF链路由前向链路组成，通过前向链路远程设备传输到订户单元。订户单元通过反向链路反向传输到远程设备。订户单元可以是移动站或固定站，比如在无线本地回路***中。
基站***110包括发射机和接收机，其使得订户单元能够与一个或多个通信网络进行通信。基站***还可以将订户单元链接到与其它远程设备或者基站***通信的其他订户单元。远程设备负责接收来自订户单元的RF上行链路信号、数字化该RF信号，和将数字化的RF信号转换为数字光学表示的信号，以便在传输介质上传输。在前向链路中，远程设备还转换数字光学表示的数字信号和将数字信号转换为RF信号，以传输给订户单元。
在前向链路中，无线电设备组负责调制所接收的语音和/或数据信号并且产生数字表示的RF信号用于传输。在反向链路中，无线电设备组执行与基站收发信机有关的功能，包括基站控制器操作、语音和数据传输的解调等等。
***100的实施例是可扩缩的，在一个实施例中该***包括单个远程设备102-1和组106内的单个无线电设备，并且该无线电设备仅处理规定数量的呼叫。在这个实施例中，该无线电设备支持一个或多个接口标准。这通过提供许多业务以及其它装置在你的网络中漫游的能力而提供了灵活性。在另一个实施例中，***100包括单个远程设备102-1和组106内的多个无线电设备。多个无线电设备是可用的以便增加在远程设备102-1的覆盖区域内的小区容量。此外，每个无线电设备还支持一个或多个空中接口标准。在可选实施例中，***100包括多个远程设备102-1至102-N和组106内的单个无线电设备。该无线电设备仅处理仅规定数量的呼叫并且适用于为多个远程单元102-1至102-N提供覆盖。此次，该无线电设备支持一个或多个空中接口标准。在又一个实施例中，***100包括多个远程设备102-1至102-N和组106内的多个无线电设备。通过重新分配无线电设备给远程单元102或者分配不止一个无线电设备给一个或多个远程单元102，***100能够增加每个远程单元102-1至102-N的呼叫容量。每个无线电设备支持一个或多个空中接口标准，并且***100提供最大的灵活性。
图2是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为200。图2示出了从一个或多个通信网络到一个或多个订户单元250的可扩缩无线蜂窝网络200的前向链路。在一个实施例中，可扩缩网络200动态地分配无线电设备给蜂窝网络中的天线。结果，信道被动态地分配给蜂窝网络中的天线。
网络200包括耦合到一个或多个远程设备202-1至202-N的基站***210。每个远程设备202-1至202-N分别耦合到相关天线203-1至203-N。在一个实施例中，基站***210包括耦合到无线电设备组206的交换设备204。无线电设备组206包括多个无线电设备240-1至240-M、多个相关的电-光模块241-1至241-M以及基站控制器(BSC)233。BSC 233监督多个无线电设备240-1至240-M的运行和控制。在一个实施例中，BSC 233是无线电网络控制器。每个无线电设备240-1至240-M支持一个或多个空中接口标准。无线电设备组206通过交换机208连接到一个或多个通信网络。在一个实施例中，交换机108是一个移动交换中心并且处理与多个基站、服务GPRS支持节点等等的呼叫交换。在一个实施例中，无线电设备240-1至240-M是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在操作中，目的地为订户单元250的一个或多个语音和/或数据信号从一个或多个通信网络通过交换机208提供给无线电设备组206。无线电设备组206接收语音和/或数据信号，以便通过一个或多个远程设备202-1至202-N传输到订户单元250。无线电设备组206的无线电设备240-1至240-M基于空中接口标准调制所接收的语音和/或数据信号，并且将语音和/或数据信号转换成数字表示的调制语音/数据信号。每个无线电设备240-1至240-M支持多个空中接口标准，如上面关于图1所讨论的。
在这个实施例中，无线电设备组206还包括多个电-光模块(E/O)241-1至241-M。电-光模块(E/O)241-1至241-M从相关无线电设备240-1至240-M的输出取数字表示的调制语音和/或数据信号，并且将它转换成光学数字表示的RF信号，以便通过传输介质207-1至207-M传输到交换设备204并且通过传输介质214-1至214-M从交换设备204传输到M:1加法器224。
交换设备204接收来自E/O模块241-1至241-M的光学数字表示的信号并且将无线电设备组206与远程设备202-1至202-N  连。在一个实施例中，交换设备204是光交换机或者交叉连接，并且使用有源光交换机、无源交叉连接、无源互连、使用光纤接插线(FOPC)的直接连接等等将无线电设备组206与远程设备202-1至202-N来互连。
在一个实施例中，基站***210还包括加法器224，加法器224用于将无线电设备240-1至240-M的光学数字表示的信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。加法器224通过交换设备204传输单个数字光学表示给分离器222。分离器222取单个数字光学表示的RF信号并且使它可用于多个远程设备202-1至202-N，用于通过传输介质209-1至209-N和213-1至213-N的同时联播/多播配置。在一个实施例中，分离器222是无源光分离器。在一个实施例中，远程设备202-1至202-N接收数字光学表示的RF信号并且将它转换成电信号，将数字信号转换成RF并且通过线性功率放大器(LPA)传输RF信号。在一个实施例中，交换设备204包括加法器224和分离器222。传输介质207、209、214和213是不限于光纤、暗光纤、毫米波、通过大气的激光等等中的一个或多个。
应当理解，交换设备204将传输介质209-1至209-N互连到传输介质213-1至213-N中的任何一个或多个，并且将传输介质214-1至214-M互连到传输介质207-1至207-M中的任何一个。交换设备204中的虚线仅用于一种配置，尽管可能有许多配置。交换设备204交叉连接传输介质209-1至209-N中的任何一个与传输介质213-1至213-N中的任何一个并且交叉连接传输介质214-1至214-M中的任何一个与传输介质207-1至207-M中的任何一个。
结果，消除了将无线电设备240专用于天线203的需要并且通过动态地重新分配无线电设备240给天线203来增加了天线的信道数量。例如，如果在一个小区，例如由远程设备202-1的天线203-1所服务的区域中，存在集中传输，则动态地将另外的无线电设备240分配给远程设备202-1。
图2A是根据本发明的教义的可扩缩网络的另一个实施例的框图，通常示为299。图2A示出了从一个或多个通信网络到一个或多个订户单元250的可扩缩无线蜂窝网络299的前向链路。网络299是图2的可扩缩网络200的修改。网络299还包括耦合到RF合成器289的数字主机单元285。RF合成器289接收来自一个或多个基站收发信机(BTS)的最多X个信号。在这个实施例中，加法器224已经被修改为M+1:1的加法器并且在它的求和过程中包括数字主机单元285的输出。在一个实施例中，数字主机单元285如美国专利号6,704,545所描述的。
图3是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为300。图3示出了从一个或多个订户单元到一个或多个通信网络的可扩缩无线蜂窝网络300的反向链路。在一个实施例中，可扩缩网络300动态地分配无线电设备给蜂窝网络中的天线。
网络300包括耦合到一个或多个远程设备302-1至302-N的基站***310。每个远程设备302-1至302-N分别耦合到相关天线303-1至303-N。在一个实施例中，基站***310包括耦合到无线电设备组306的交换设备304。无线电设备组306包括多个无线电设备340-1至340-M、多个相关的电-光模块341-1至341-M以及基站控制器(BSC)333。每个无线电设备340-1至340-M支持一个或多个空中接口标准。在一个实施例中，无线电设备组306还耦合到交换机308。在一个实施例中，交换机308是一个移动交换中心，该移动交换中心处理与多个基站、服务GPRS支持节点等等的呼叫切换。
在一个实施例中，无线电设备340-1至340-M是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在操作中，当订户单元比如订户单元350发射传输RF信号时，附近的天线比如天线303-1至303-N拾取该信号。相关的远程设备302-1至302-N数字化该信号，将该信号从电转换成光并且传输数字光学表示的RF信号给基站***310用于路由到一个或多个通信网络。这在下面更具体地加以描述。
在一个实施例中，交换设备304接收数字光学表示的RF信号并且将该信号交叉连接到无线电设备组306的一个或多个无线电设备340-1至340-R。在一个实施例中，无线电设备组306接收该信号并且处理该信号，以便通过交换机308传输到一个或多个通信网络。该信号然后被传输到通信网络用于连接到它的目的地。
在这个实施例中，远程设备302-1至302-N接收来自订户单元比如订户单元350的RF上行链路信号并且数字化该RF信号，并且将该电信号转换成光信号用于传输给基站***310。该光信号通过传输介质309-1至309-N传输给基站***310。基站310包括被耦合到远程设备302-1至302-N的每一个的加法器332。在一个实施例中，加法器332是数字求和模块并且将来自多个远程设备302-1至302-N的光信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。该单个数字光学表示经过交换设备304，以便通过传输介质313-1至313-M连接到分离器334。在一个实施例中，分离器334是无源光分离器并且取加法器332的输出，并且将其可用于多个无线电设备340-1至340-M。无线电设备组306包括多个电-光模块(E/O)341-1至341-M和多个相关的无线电设备340-1至340-M。在一个实施例中，每个E/O模块341-1至341-M通过传输介质314-1至314-M和307-1至307-M接收来自分离器334的光信号，将该信号转换成电信号，抽取数字表示的RF信号并且提供相关无线电设备340-1至340-M所需的信道。无线电设备340-1至340-M各自执行与基站收发信机有关的功能，该功能包括解调语音和数据传输。BSC 333监督多个无线电设备340-1至340-M的运行和控制。
传输介质307、309、313和314是但不限于光纤、暗光纤、毫米波、通过大气的激光等等的一个或多个。
交换设备304将远程设备302-1至302-N与无线电设备组306互连。在一个实施例中，交换设备304是光交换机或者交叉连接，并且使用有源光交换机、无源交叉连接、无源互连、使用光纤接插线(FOPC)的直接连接等等将远程设备302-1至302-N与无线电设备组306来互连。
应当理解，交换设备304将传输介质309-1至309-N互连到传输介质313-1至313-N中的任何一个或多个并且将传输介质314-1至314-M互连到传输介质307-1至307-M中的任何一个。交换设备304中的虚线仅用于一种配置，尽管可能有许多配置。交换设备304交叉连接传输介质309-1至309-N中的任何一个与传输介质313-1至313-N中的任何一个，并且交叉连接传输介质314-1至314-M中的任何一个与传输介质307-1至307-M中的任何一个。
在一个实施例中，图2示出了可扩缩网络的反向链路并且图3示出了同一可扩缩网络的前向链路。在一个实施例中，交换设备204和304组合来产生单个交换设备。
图3A是根据本发明的教义的可扩缩网络的另一个实施例的框图，通常示为399。图3A示出了从一个或多个订户单元350到一个或多个通信网络的可扩缩无线蜂窝网络399的反向链路。网络399是图3的可扩缩网络300的修改。网络399还包括耦合到RF分离器387的数字主机单元385。RF分离器387将从数字主机单元385接收的信号分成Y个信号并且把该信号传输给一个或多个基站收发信机(BTS)。在这个实施例中，分离器334已经被修改为1:M+1的分离器并且包括到数字主机单元385的输出M+1。在一个实施例中，数字主机单元385如美国专利号6,704,545所描述的。
图4是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为400。网络400包括耦合到天线403的远程设备402。远程设备402还耦合到具有单个无线电设备440以及电-光模块441的无线电设备组406。在一个实施例中，远程设备402与无线电设备组406配置在一起。在另一个实施例中，远程设备402位于与无线电设备组406分离的位置。
网络400是双向的。在操作中，当订户单元450在覆盖区域内发射传输信号时，远程设备402接收来自订户单元450的RF上行链路信号并且数字化该RF信号，并且将该信号从电转换成光，并且通过传输介质419将该数字光学表示的RF信号传输给无线电设备组406。传输介质419是光纤、暗光纤、毫米波、通过大气的激光等等的一个或多个。
E/O模块441接收数字光学表示并且将该信号从光转换成电，抽取数字表示的RF信号并且提供仅相关无线电设备440所需的信道。无线电设备440执行与基站收发信机有关的功能，包括解调语音和数据传输。无线电设备440很灵活并且支持一个或多个空中接口标准。
在一个实施例中，无线电设备440是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在前向链路中，无线电设备440作为基站收发信机操作并且调制通过交换机、网络节点等等从通信网络接收的语音或数据信号。无线电设备440产生将被传输的数字表示的调制语音/数据信号。E/O模块441从无线电设备440的输出取数字表示的信号，并且将它转换成光信号，以便在传输介质419上传输到远程设备402。远程设备402将数字光学表示的信号转换成电信号，并且将该数字信号转换成RF，并且通过线性功率放大器(LPA)传输该信号给所指定的订户比如订户单元450。
图5是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为500。图5示出了从一个或多个通信网络到订户单元550的可扩缩无线蜂窝网络500的前向链路。在一个实施例中，可扩缩网络500动态地分配无线电设备给蜂窝网络中的天线。
在这个实施例中，网络500包括耦合到天线503的远程设备502。网络500包括耦合到远程设备502的数字求和模块524。网络500还包括无线电设备组506，该无线电设备组506包括多个无线电设备540-1至540-Q、多个相关的电-光模块541-1至541-Q以及基站控制器(BSC)533。BSC 533监督多个无线电设备540-1至540-Q的运行和控制。无线电设备540-1至540-Q各自支持一个或多个空中接口标准。
在操作中，在一个实施例中，无线电设备540-1至540-Q各自作为基站收发信机工作并且产生通过交换机或网络节点从通信网络接收的数字表示的语音和/或数据信号。该产生包括对将被传输的语音或数据的调制。每个E/O模块541-1至541-Q取数字表示的RF信号并且将电信号转换成光信号。数字光学表示的RF信号被馈送到数字求和模块524并且被组合成为单个数字光学表示的RF信号。加法器524传输单个数字光学表示的信号给远程设备502，用于传输到一个或多个订户单元比如订户单元550。
在一个实施例中，无线电设备540-1至540-Q是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在一个实施例中，远程设备502接收数字光学表示的RF信号并且将它转换成电信号，将该数字信号转换成RF信号并且通过线性功率放大器(LPA)传输该信号给订户单元550。
图6是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为600。图6示出了从一个或多个订户单元比如订户650到一个或多个通信网络的可扩缩无线蜂窝网络600的反向链路。在一个实施例中，可扩缩网络600动态地分配无线电设备给蜂窝网络中的天线。
在这个实施例中，网络600包括耦合到天线603的远程设备602、耦合到远程设备602的无源光分离器634和无线电设备组606。
在操作中，多个无线电设备640-1至640-Q给单个远程设备602馈送信号。当移动设备在覆盖区域内呼叫或发射传输信号时，附近的天线603拾取该信号。相关的远程设备602传输这个信号给无源光分离器634，以便通过多个无线电设备640-1至640-Q传输到一个或多个通信网络。在这个实施例中，无线电设备组606包括多个电-光模块(E/O)641-1至641-Q，多个相关的无线电设备640-1至640-Q和基站控制器(BSC)633。BSC 633监督多个无线电设备640-1至640-Q的运行和控制。
在一个实施例中，无线电设备640-1至640-Q是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在这个实施例中，远程设备602接收来自订户单元650的RF上行链路信号并且数字化该RF信号，并且将该电信号转换成光信号用于通过传输介质传输给无线电设备组606。网络600包括耦合到远程设备602的分离器634。在一个实施例中，分离器634是无源光分离器并且取远程设备602的输出并且将其可用于多个无线电设备640-1至640-Q。
在一个实施例中，每个E/O模块641-1至641-Q将来自远程设备602的光信号转换成电信号，并且抽取数字表示的RF信号并且提供仅相关的无线电设备640-1至640-Q所需的信道。在一个实施例中，无线电设备640-1至640-Q各自执行与基站收发信机有关的功能，包括解调语音和数据传输。每个无线电设备640-1至640-Q支持一个或多个空中接口标准。
在一个实施例中，图5示出了可扩缩网络的前向链路并且图6示出了同一可扩缩网络的反向链路。在一个实施例中，数字求和模块524和无源光分离器634组合来产生单个交换设备504。
图7是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为700。图7示出了从一个或多个通信网络到一个或多个订户单元比如订户单元750的可扩缩无线蜂窝网络700的前向链路。
在这个实施例中，网络700包括多个远程设备702-1至702-X。每个远程设备702-1至702-X耦合到相关天线703-1至703-X。在一个实施例中，网络700包括耦合到远程设备702-1至702-X的无源光分离器722。网络700还包括无线电设备组706，该无线电设备组706包括单个无线电设备740和电-光模块741。
在操作中，无线电设备740作为基站收发信机操作并且调制通过交换机、网络节点等等从通信网络接收的语音和/或数据信号。无线电设备740支持一个或多个空中接口标准。无线电设备740产生将要传输的数字表示的调制语音/数据信号。E/O模块741从无线电设备740的输出中取数字表示的信号，并且将它转换成光信号用于通过传输介质传输到分离器722。分离器722取该输出信号并且使其可用于多个远程设备702-1至702-X以用于同时联播/多播配置。
在一个实施例中，无线电设备740是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
远程设备702-1至702-X接收数字光学表示的RF信号并且将它转换成电信号，将该电信号转换成RF信号并且通过线性功率放大器(LPA)传输该信号给指定的订户比如订户单元750。
图8是根据本发明的教义的可扩缩网络的一个实施例的框图，通常示为800。图8示出了从一个或多个订户单元到一个或多个通信网络的可扩缩无线蜂窝网络800的反向链路。在一个实施例中，可扩缩网络800动态地分配无线电设备给蜂窝网络中的天线。
在这个实施例中，网络800包括多个远程设备802-1至802-X。每个远程设备802-1至802-X耦合到相关天线803-1至803-X。网络800包括耦合到远程设备802-1至802-X的求和模块832。在一个实施例中，求和模块832是数字求和模块。网络800还包括无线电设备组806，该无线电设备组806包括单个无线电设备840和电-光模块841。在一个实施例中，无线电设备840是软件定义的无线电设备、认知的无线电设备等等。
在这个实施例中，远程设备802-1至802-X接收来自订户单元的RF上行链路信号并且数字化该RF信号，将该电信号转换成光信号以便传输到求和模块832。加法器832被耦合到远程设备802-1至802-X的每一个。在一个实施例中，加法器832是数字求和模块并且将来自多个远程设备802-1至802-X的光信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。单个数字光学表示被传输给无线电设备组806。
无线电设备组806包括电-光模块(E/O)841和单个无线电设备840。在一个实施例中，E/O模块841-1转换来自数字求和模块832的光信号并且将该信号转换成电信号，并且抽取数字表示的RF信号并且提供仅相关无线电设备840的信道。无线电设备840执行与基站收发信机有关的功能，该功能包括解调语音和数据传输。
在一个实施例中，图7示出了可扩缩网络的前向链路并且图8示出了同一可扩缩网络的反向链路。在一个实施例中，数字求和模块832和无源光分离器722组合来产生单个交换设备704。
上述网络中使用的无线电设备通过以软件或可重新编程的硬件合成和解调所有信号，使得所定义的基站能够最大化灵活性。信道分配、业务选择以及甚至空中接口技术在软件中修改而不需要硬件改变。
已经描述了由下列权利要求所限定的本发明的许多实施例。然而，应当理解，可以对所描述的实施例做出各种修改而不背离所要求的发明的范围。因此，其他实施例在下列权利要求的范围内。

Claims (65)

1.一种可扩缩网络，包括：
耦合到天线并且适用于与订户单元通过RF链路进行通信的远程设备；
耦合到该远程设备的交换设备；以及
耦合到该交换设备的无线电设备组；
其中该无线电设备组包括两个或多个无线电设备，每个无线电设备执行基站收发信机的功能；并且
其中交换设备将该无线电设备组与远程设备互连；
其中每个无线电设备支持一个或多个空中接口标准。
2.根据权利要求1的网络，其中所述至少两个或多个无线电设备的第一无线电设备工作在与远程设备相关的第一组无线电信道上。
3.根据权利要求2的网络，其中所述至少两个或多个无线电设备的第二无线电设备工作在第二组无线电信道上，并且当规定数量的第一组无线电信道在使用中时将第二组无线电信道重新分配给远程设备。
4.根据权利要求1的网络，其中交换设备包括加法器。
5.根据权利要求4的网络，其中加法器是数字求和模块并且将来自所述两个或多个无线电设备的数字光学表示的RF信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。
6.根据权利要求1的网络，其中无线电设备组包括多个电-光模块。
7.根据权利要求1的网络，其中远程设备数字化通过RF链路接收的RF信号并且将其转换为数字光学表示的RF信号，以便传输到交换设备。
8.根据权利要求7的网络，其中远程设备还将从交换设备接收的单个数字光学表示的语音/数据信号转换成为RF信号，以便通过RF链路传输到订户。
9.根据权利要求1的网络，其中在前向链路上交换设备包括无源光分离器。
10.根据权利要求9的网络，其中无源光分离器接收来自远程设备的输出信号并且使得它们可用于所述两个或多个无线电设备的相关无线电设备。
11.根据权利要求1的网络，其中所述一个或多个空中接口标准包括全球移动通信***标准、高级移动电话***、码分多址、宽带CDMA、时分多址、蜂窝数字分组数据(CDPD)、增强数据GSM演进(EDGE)、通用分组无线电业务(GPRS)、正交频分复用(OFDM)和集成数字增强网络(iDEN)。
12.根据权利要求1的网络，其中所述两个或多个无线电设备包括一个或多个软件定义的无线电设备。
13.根据权利要求1的网络，其中所述两个或多个无线电设备包括一个或多个认知的无线电设备。
14.一种蜂窝网络，包括：
耦合到天线并且适用于与订户单元通过RF链路进行通信的远程设备；以及
耦合到远程设备的无线电设备组；
其中无线电设备组包括执行基站收发信机的功能的无线电设备；
其中无线电设备支持一个或多个空中接口标准。
15.根据权利要求14的网络，其中远程设备数字化通过RF链路接收的RF信号并且将其转换成为数字光学表示的RF信号，以便传输到无线电设备组。
16.根据权利要求14的网络，其中无线电设备组包括电-光模块，该电-光模块抽取数字光学表示的信号并且将其转换成为电信号。
17.根据权利要求14的网络，其中远程设备将从无线电设备组接收的数字光学表示的语音/数据信号转换成为RF信号，以便通过RF链路传输到订户。
18.根据权利要求14的网络，其中无线电设备组产生从通信网络接收的数字表示的RF信号并且将该数字表示的RF信号转换成为数字光学表示的RF信号，以便通过传输介质传输到远程设备。
19.根据权利要求14的网络，其中所述一个或多个空中接口标准包括全球移动通信***标准、高级移动电话***、码分多址、宽带CDMA、时分多址、蜂窝数字分组数据(CDPD)、增强数据GSM演进(EDGE)、通用分组无线电业务(GPRS)和集成数字增强网络(iDEN)。
20.根据权利要求18的网络，其中传输介质是光纤。
21.根据权利要求18的网络，其中传输介质是毫米波。
22.根据权利要求18的网络，其中传输介质是暗光纤。
23.根据权利要求18的网络，其中传输介质是自由空间光(FSO)。
24.根据权利要求14的网络，其中所述无线电设备是软件定义的无线电设备和认知的无线电设备之一。
25.一种可扩缩网络，包括：
多个远程设备，其中每个远程设备耦合到一个相关天线并且适用于与订户单元通过RF链路进行通信；
耦合到所述多个远程设备的交换设备；以及
耦合到该交换设备的无线电设备组；
其中该无线电设备组包括执行基站收发信机的功能的无线电设备；
其中交换设备将该无线电设备组与所述多个远程设备互连；
其中所述无线电设备支持一个或多个空中接口标准。
26.根据权利要求25的网络，其中所述多个远程设备的每一个将通过RF链路接收的RF信号转换成为数字光学表示的RF信号，以便传输到交换设备。
27.根据权利要求26的网络，其中无线电设备组包括电-光模块并且将数字光学表示的RF信号转换成为电信号。
28.根据权利要求25的网络，其中所述多个远程设备的每一个将从交换设备接收的数字光学表示的RF信号转换成为RF信号，以便通过RF链路传输到订户。
29.根据权利要求25的网络，其中无线电设备组产生从通信网络接收的数字表示的RF信号并且将该数字表示的RF信号转换成为数字光学表示的RF信号，以便通过传输介质传输到交换设备。
30.根据权利要求25的网络，其中所述无线电设备工作在与所述多个远程设备之一相关的第一组无线电信道上。
31.根据权利要求30的网络，其中所述无线电设备适用于动态重新分配第一组无线电信道给所述多个远程设备的一个或多个其他远程设备。
32.根据权利要求29的网络，其中所述交换设备包括无源光分离器，该无源光分离器交叉连接来自无线电设备组的数字光学表示的RF信号并且将它提供给所述多个远程设备中的一个或多个。
33.根据权利要求25的网络，其中所述交换设备包括耦合到所述多个远程设备的每一个的数字求和模块，并且将来自所述多个远程设备的光信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。
34.根据权利要求25的网络，其中所述一个或多个空中接口标准包括全球移动通信***标准、高级移动电话***、码分多址、宽带CDMA、时分多址、蜂窝数字分组数据(CDPD)、增强数据GSM演进(EDGE)、通用分组无线电业务(GPRS)和集成数字增强网络(iDEN)。
35.根据权利要求29的网络，其中通信网络是公共交换电话网络。
36.根据权利要求29的网络，其中通信网络是互联网。
37.根据权利要求29的网络，其中通信网络是电缆网络。
38.根据权利要求25的网络，其中所述无线电设备是软件定义的无线电设备和认知的无线电设备之一。
39.一种可扩缩的分布式无线电网络，包括：
多个远程设备，每个远程设备包括天线并且其中每个远程设备适用于与订户单元通过RF链路进行通信；
耦合到所述多个远程设备的每一个的交换设备；
耦合到该交换设备的无线电设备组；
其中该无线电设备组包括多个无线电设备，每个无线电设备执行基站收发信机的功能；
其中交换设备将所述多个软件无线电设备与所述多个远程设备互连；
其中每个软件无线电设备支持一个或多个空中接口标准。
40.根据权利要求39的网络，其中所述多个无线电设备是软件定义的无线电设备。
41.根据权利要求39的网络，其中所述多个无线电设备的第一无线电设备操作在与所述多个远程设备的第一远程设备有关的第一组无线电信道上。
42.根据权利要求41的网络，其中所述多个无线电设备的第二无线电设备操作在与所述多个远程设备的第二远程设备有关的第二组无线电信道上，并且当规定数量的第一组无线电信道在使用中时将第二组无线电信道重新分配给第一远程设备。
43.根据权利要求39的网络，其中所述多个远程设备的每一个将通过RF链路接收的RF信号转换成为数字光学表示的RF信号，以便传输到交换设备。
44.根据权利要求43的网络，其中无线电设备组包括多个电-光模块并且每个电-光模块抽取数字光学表示的RF信号。
45.根据权利要求39的网络，其中所述无线电设备组产生从一个或多个通信网络接收的数字光学表示的RF信号用于传输到交换设备。
46.根据权利要求45的网络，其中所述多个远程设备的每一个将从交换设备接收的数字光学表示的RF信号转换成为RF信号，以便通过RF链路传输到订户。
47.根据权利要求41的网络，其中第一无线电设备适用于动态地重新分配第一组无线电信道给所述多个远程设备的一个或多个其他远程设备。
48.根据权利要求39的网络，其中所述交换设备包括无源光分离器，其取单个数字光学表示的RF信号并且将它提供给所述多个远程设备中的一个或多个。
49.根据权利要求39的网络，其中所述交换设备包括耦合到所述多个远程设备的每一个的数字求和模块并且将来自所述多个远程设备的光信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。
50.根据权利要求44的网络，其中所述交换设备包括耦合到所述多个电-光转换设备模块的每一个的数字求和模块并且将每个数字光学表示的RF信号组合成为单个数字光学表示的RF信号。
51.根据权利要求49的网络，其中所述交换设备包括无源光加法器，该无源光加法器适用于接收单个数字光学表示的RF信号并且使其可用于所述多个软件无线电设备的相关无线电设备。
52.根据权利要求39的网络，其中所述一个或多个空中接口标准包括全球移动通信***标准、高级移动电话***、码分多址、宽带CDMA、时分多址、蜂窝数字分组数据(CDPD)、增强数据GSM演进(EDGE)、通用分组无线电业务(GPRS)和集成数字增强网络(iDEN)。
53.根据权利要求39的网络，其中所述交换设备使用有源光交换机互连无线电设备组和所述多个远程设备。
54.根据权利要求39的网络，其中所述交换设备使用无源交叉连接互连无线电设备组和所述多个远程设备。
55.根据权利要求39的网络，其中所述交换设备使用无源互连接来互连无线电设备组和所述多个远程设备。
56.根据权利要求39的网络，其中所述交换设备使用具有光纤接插线的直接连接来互连无线电设备组和所述多个远程设备。
57.根据权利要求39的网络，其中所述多个无线电设备包括多个软件定义的无线电设备。
58.一种在蜂窝网络中通信的方法，该方法包括：
通过空中接口接收一个或多个射频(RF)信号；
将该一个或多个射频信号转换成数字光学表示的RF信号；
将该数字光学表示的RF信号通过光介质进行传送；
将该数字光学表示的RF信号划分成多个数字光信号；
在多个电-光模块之一中将每个所划分的数字光信号转换成数字RF信号；
抽取数字RF信号；
在每个电-光模块上，仅通过分配给相关软件无线电设备的信道；
其中每个软件无线电设备支持一个或多个空中接口标准；
执行信号处理；以及
传输该已处理的信号到一个或多个通信网络。
59.根据权利要求58的方法，其中转换所述一个或多个射频信号成为数字光信号包括数字化所述一个或多个射频信号。
60.一种在具有多个软件无线电设备的蜂窝网络中通信的方法，该方法包括：
通过通信网络接收RF信号用于所述多个软件无线电设备的相关软件无线电设备；
其中每个软件无线电设备支持一个或多个空中接口标准；
在每个软件无线电设备上产生数字表示的所接收的RF信号；
转换每个数字表示信号成为数字光学表示的RF信号；
将数字光信号表示组合成为单个数字光学表示；
通过光介质将单个数字光学表示传输给相关远程设备；
将单个数字光学表示转换成为射频信号；并且
通过射频链路传输该射频信号给订户单元。
61.根据权利要求60的方法，其中产生数字表示的所接收的射频信号包括调制RF信号。
62.一种在蜂窝网络中通信的方法，该方法包括：
在多个远程设备的每一个上通过空中接口接收相关射频上行链路信号；
在多个远程设备的每一个上将该射频信号转换成数字光学表示的RF信号；
将来自多个远程设备的每一个的数字光学表示数字化求和成为单个数字光学表示；
通过光介质传输单个数字光学表示的射频信号；
将该数字光学表示划分成多个数字光信号；
抽取数字RF信号；
在多个电-光模块之一中将每个所划分的数字光信号转换成数字RF信号；
在每个电-光模块上，仅通过分配给相关软件无线电设备的信道；
其中每个软件无线电设备支持一个或多个空中接口标准；
执行信号处理；并且
传输该已处理的信号到一个或多个通信网络。
63.根据权利要求62的方法，其中转换所述射频信号包括数字化射频信号。
64.一种在具有多个软件无线电设备的蜂窝网络中通信的方法，该方法包括：
通过公共交换电话网络接收RF信号用于所述多个软件无线电设备的相关软件无线电设备；
其中每个软件无线电设备支持一个或多个空中接口标准；
在每个软件无线电设备上产生数字表示的所接收的RF信号；
转换每个数字表示成为数字光学表示；
将数字光学表示组合成为单个数字光学表示的语音/数据信号；
通过光介质将单个数字光学表示传送给无源光加法器；
划分单个数字光学表示并且传输所划分的光信号到多个远程设备；
在多个远程设备的每一个上将所划分的数字光学表示转换成为射频信号；并且
通过射频链路传输该射频信号给订户单元。
65.根据权利要求64的方法，其中在每个软件无线电设备上产生数字表示的所接收的射频信号包括调制语音和数据信号。
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