(57)【要約】至近距離のユーザ機器の影響を、ユーザ機器自体が性能を制限するポイントまで緩和するためのシステムおよび方法。システムおよび方法は、レーザに加えられるレーザ変調器の前でデジタルフィルタを利用する。加えて、全パワー検出器を入力で使用して、不要信号がレーザの前のステージを過負荷することを防ぎ得る。アップリンクおよびダウンリンク方向に、RU中の双方向性デジタルフィルタリングが、所与のWSPによる、所与のサブバンド中の所与のRUの選択的使用を可能にする。RU中のデジタルフィルタリングの使用は、一つまたは複数のセクタがDAS内に存在するという条件で、ヘッドエンドにおけるハードウェアRF切り替えの必要性を減らして、一つまたは複数のWSPによって信号フレキシビリティの同じ目的を達成する。2016519862.tif 000003
2016519862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つまたは複数の基地局への一つまたは複数のインタフェース；
一つまたは複数の光路；
一つまたは複数のADおよび／またはDA変換器；
複数のサブバンドおよびデジタル信号処理を有する一つまたは複数のリモートユニット；
フォトダイオード；
変調されたRF通信信号を該一つまたは複数の光路上に供給するように適合されたレーザ；
一つまたは複数のサーバアンテナ；ならびに
一つまたは複数のリモートユニット中にあり、それにより分散アンテナシステムのアップリンクおよび／またはダウンリンク近遠性能を改善する、アップリンクおよび／またはダウンリンクデジタルフィルタリング
を含む、分散アンテナシステム。
【請求項２】
選択的なアップリンクおよびダウンリンクフィルタリングが第一のリモートユニットで実施されて、該第一のリモートユニット内で選択されたサブバンドの選択的送受信を可能にする、請求項1記載の分散アンテナシステム。
【請求項３】
ダウンリンク合成信号が光路によって第二のリモートユニットに搬送されて該ダウンリンク合成信号を送信し、該ダウンリンク合成信号が第一のリモートユニットによってフィルタリングされ、それにより、信号のハードウェア切り替えの必要性を減らす、請求項2記載の分散アンテナシステム。
【請求項４】
不要信号がレーザの前のステージを過負荷することを防ぐための全パワー検出器をさらに含む、請求項1記載の分散アンテナシステム。
【請求項５】
リモートユニット中のデジタル信号処理内にサブバンド特異的アップリンク自動利得制御機能をさらに含む、請求項1記載の分散アンテナシステム。
【請求項６】
AD変換器を過負荷から保護するために、デジタル信号処理内かつAD変換器の前で作動する一つまたは複数の検出器をさらに含む、請求項1記載の分散アンテナシステム。
【請求項７】
近遠性能低下が起こらないときリモート内のデジタルフィルタリングを除くことができる、請求項1記載の分散アンテナシステム。
【請求項８】
自動利得制御機能において作動するアップリンクアタックおよび減衰時間が、同じサブバンドのダウンリンクのために使用される技術に依存する、請求項5記載の分散アンテナシステム。
【請求項９】
アップリンクおよび／またはダウンリンク経路中のデジタルフィルタの減衰の選択が、複数のリモートユニットからの信号の送信時間の遅延を等化しながら同時にデジタルフィルタの除去要件を満たすために使用される、請求項8記載の分散アンテナシステム。
【請求項１０】
DAS内に同一チャネル信号がないとき、ヘッドエンドにRFスイッチを要することなくフレキシブルな信号選択が達成される、請求項1記載の分散アンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により全内容が本明細書に組み入れられる、2013年3月2日に出願された米国特許仮出願第61/771,823号の恩典を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、分散アンテナシステム、より具体的には、デジタルフィルタを利用して高い近遠性能を達成する分散アンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
建造物内の無線カバレッジは概して、建造物によって生じる減衰のせいで減少する。この問題の解決手段が分散アンテナシステム（「DAS」）の使用である。本発明は、不要信号がレーザに印加されることを減らし、レーザからのブロードバンドノイズがユーザ機器（「UE」）に送信され、ユーザ機器を妨害することを拒絶し、それによってDASのアップリンクおよびダウンリンクダイナミックレンジを増大するための一つまたは複数のデジタルフィルタを備えたDASを含むシステムである。
【０００４】
本発明のこれらの局面は、排他的であることを意図したものではなく、以下の詳細な説明および添付図面と合わせて読むと、本発明の他の特徴、局面および利点が当業者に容易に明らかになるであろう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一つの局面は、一つまたは複数の基地局への一つまたは複数のインタフェース；一つまたは複数の光路；一つまたは複数のADおよび／またはDA変換器；複数のサブバンドおよびデジタル信号処理を有する一つまたは複数のリモートユニット；フォトダイオード；レーザ；一つまたは複数のサーバアンテナ；ならびに、一つまたは複数のリモートユニット中にあり、それにより分散アンテナシステムのアップリンクおよび／またはダウンリンク近遠性能を改善する、アップリンクおよび／またはダウンリンクデジタルフィルタリングを含む、分散アンテナシステムを含むシステムである。
【０００６】
システムの一つの態様は、選択的なアップリンクおよびダウンリンクフィルタリングが第一のリモートユニットで実施されて、第一のリモートユニット内の選択されたサブバンドの選択的送受信を可能にする態様である。
【０００７】
システムの一つの態様は、ダウンリンク合成信号が光路によって第二のリモートユニットに搬送されてダウンリンク合成信号を送信し、ダウンリンク合成信号が第一のリモートユニットによってフィルタリングされ、それにより、信号のハードウェア切り替えの必要性を減らす態様である。
【０００８】
システムの一つの態様は、不要信号がレーザの前のステージを過負荷することを防ぐための全パワー検出器をさらに含む。
【０００９】
システムの一つの態様は、リモートユニット中のデジタル信号処理内にサブバンド特異的アップリンク自動利得制御機能をさらに含む。
【００１０】
システムの一つの態様は、AD変換器を過負荷から保護するために、デジタル信号処理内かつAD変換器の前で作動する一つまたは複数の検出器をさらに含む。
【００１１】
システムの一つの態様は、近遠性能低下が起こらないときリモート内のデジタルフィルタリングを除くことができる態様である。
【００１２】
システムの一つの態様は、自動利得制御機能において作動するアップリンクアタックおよび減衰時間が、同じサブバンドのダウンリンクのために使用される技術に依存する態様である。
【００１３】
システムの一つの態様は、アップリンクおよび／またはダウンリンク経路中のデジタルフィルタの遅延の選択が、複数のリモートユニットからの信号の送信時間の遅延を等化しながら同時にデジタルフィルタの除去要件を満たすために使用される態様である。
【００１４】
システムの一つの態様は、DAS内に同一チャネル信号がないとき、ヘッドエンドにRFスイッチを要することなくフレキシブルな信号選択が達成される態様である。
【００１５】
本発明のこれらの局面は、排他的であることを意図したものではなく、以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付図面と合わせて読むと、本発明の他の特徴、局面および利点が当業者に容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付図面に示されるような本発明の具体的な態様の以下の詳細な説明から本発明の前記および他の目的、特徴および利点が明らかになる。図中、様々な図を通して類似の参照記号が同じパーツを指す。図面は必ずしも一定のスケールで描かれておらず、代わりに、本発明の原理を説明することが重視されている。
【００１７】
【図１】アップリンクおよびダウンリンク経路を説明する、従来技術DASシステムを示す。
【図２Ａ】アップリンク方向における、本発明のDASシステムのセクタおよびサブバンドのリモート選択の一つの態様の模式図を示す。
【図２Ｂ】ダウンリンク方向における、本発明のDASシステムのセクタおよびサブバンドのリモート選択の一つの態様の模式図を示す。
【図３】本発明のDASシステムの一つの態様の模式図を示す。
【図４】様々な無線サービスプロバイダ（「WSP」）セクタおよびサブバンドのアップリンクおよびダウンリンク信号を搬送するリモートユニットを備えた本発明のDASシステムの一つの態様の模式図を示す。
【図５】本発明のDASシステムを構成する一つの態様の模式図を示す。
【図６】図5に示す本発明のDASシステムの一つの態様の模式図を示す。
【図７】代替の分割・合成法を用いる本発明のDASシステムのいくつかの態様の模式図を示す。
【図８】代替の分割・合成法を用いる本発明のDASシステムのいくつかの態様の模式図を示す。
【図９】ハイブリッドコンバイナを使用して、マルチWSP信号セットが複数のリモートユニット（「RU」）によってサービスされることを可能にし得る、本発明のDASシステムの一つの態様の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
発明の詳細な説明
建造物内の無線カバレッジは概して、建築材料および閉塞によって生じる減衰のせいで減少する。マクロセルサイトからの無線信号がレベル低下をこうむって、低速のデータ接続および潜在的に失われた音声接続を招く。この問題に対する解決手段が分散アンテナシステム（DAS）の使用である。DASがパッシブであるならば、それは、同軸ケーブル、スプリッタおよび概してサーバアンテナと呼ばれるアンテナなどで構成され得る。DASがアクティブであるならば、それは、一つまたは複数の増幅器を、発信源からの無線信号をユーザ機器（「UE」）への伝搬に備えてサーバアンテナへと効率的に搬送するためのシステムと合わせて使用する。UEは、携帯電話、スマートフォン、無線モデム、タブレットなどを含むが、これらに限定されない。多くの場合、同軸ケーブルと光ファイバケーブルとの間でメディア変換が実施される。概して、軽量であり、長距離での損失が少ないため、ファイバが好ましい。
【００１９】
光ファイバケーブル上で搬送されるRF信号の変換は通常、変調光を生成するためのレーザの使用を含む。変調への光からRF信号への変換は通常、フォトダイオードを用いて実施される。LTE信号のためのeNodeBと呼ばれるセルラー基地局、オフエアー中継器または複数のセクタを有する完全eNodeBと比較して容量が減少したタイプの基地局であるスモールセルなどをはじめとして、可能なRF信号発信源がいくつかある。
【００２０】
DAS輸送システムの一つの目的は、ソースRF信号を、信号純度および忠実度をできるだけ失うことなく、一つまたは複数のサーバアンテナに輸送することである。信号純度および忠実度は概して、以下の尺度：隣接チャネルパワー、交代チャネルパワー、ブロードバンドノイズ、偽信号、相互変調積およびインチャネルS/N比（いくつか挙げるならば）の一つまたは複数で量化される。これらの尺度それぞれは、RF信号を輸送するために使用されるレーザおよびフォトダイオードの性能によってある程度まで影響を受ける。
【００２１】
RF信号は多様な方法によって輸送され得る。RF信号は、光学パワーを振幅変調することによって直接搬送されることが一般的である。信号はまた、RF信号のベースバンドバージョンで副搬送波を周波数変調することによって搬送され得る。信号はまた、低い周波数の光学パワー、すなわちRF信号のベースバンド成分を変調することによって搬送され得る。RF信号は、ダウンコンバートされ、デジタル化され、パルス符号変調（「PCM」）を使用してファイバ上で送信され得る。各方法に利点と欠点がある。
【００２２】
概して、最大の信号処理を要する信号輸送方法が、もっともコスト高であり、最高の性能を有する傾向にある。たとえば、ダウンコンバージョン、デジタル化および光学PCMは、輸送される信号1MHzあたり最高の性能および最高のコストを有する傾向にある。光学パワーのアナログ変調が、デジタル化および周波数変換を要しないため、概してもっとも低コストである。他のタイプの変調、たとえば副搬送波のOFDM変調を使用する方法は、PCMと同様なコストおよび複雑さを有する。一般に利用可能な標準化PCM輸送、たとえば10ギガビットEthernetの使用は、将来的にはコストを減らす潜在能力を有するが、現在、RF信号の純アナログ輸送のより低いコストを満たさない。これは、一部には、輸送のために信号をダウンコンバートし、デジタル化しなければならないという要件のせいである。
【００２３】
本発明のDASシステムの一つの態様のデジタルフィルタは、不要信号がレーザに印加されることを減らし、それにより、全DASアップリンクダイナミックレンジをアップリンクレーザのダイナミックレンジよりも「増大する」ために、アップリンク上で使用される。ダウンリンク上で、レーザはブロードバンドノイズを放出する。本発明のDASシステムの一つの態様のデジタルフィルタは、リモートユニット中にあり、このブロードバンドノイズのほぼすべてをUEへの送信およびその後のUEへの妨害から除去し、ひいては、DASのダウンリンクダイナミックレンジを増大する。
【００２４】
特定の態様において、ダウンリンク信号は、基地局、eNodeB、中継器および他のRFソースからコンディショニングを介してレーザに印加され、ダウンリンクレーザへの印加の前で必ずしもデジタルフィルタリングされない。DASヘッドエンドでダウンリンク方向にデジタルフィルタリングを適用する必要はない。理由は、ダウンリンクレーザに印加される信号は、送信される、またはデジタルフィルタによって選択的に除去されることになるからである。特定の態様において、レーザに印加されるダウンリンク信号は、リモートユニット中で選択的に除去されて、切り替え構造が簡素化される。本発明の特定の態様において、DASは、ダウンリンク送信信号の電子的に切り替えられる選択をリモートユニットごとに提供する。ある特定のダウンリンク信号が選択的に送信されないならば、そのアップリンクもまた、デジタルフィルタ中で除去される。
【００２５】
特定の態様において、アナログ輸送を使用する解決手段を提供することが好ましい。しかし、隣接チャネルパワーのようなパラメータによって表されるように、リンクの性能に限界がある。この限界は、主として、RFを光学パワーに変換するために使用されるレーザの限られたダイナミックレンジによるものである。これらのレーザは、光学信号の低レベル性能を制限する、相対強度ノイズ（「RIN」）と呼ばれる特性を有する。ハイエンドで、レーザは、ファイバ上で搬送される光の光学パワーレベルを超えるRFパワーレベルで信号を変調することができない。コストおよび安全性の理由から、この光学パワーは約1mW以下に制限される。レーザ変調器に印加される複合パワーは通常、光学パワーよりも数十dB低い。
【００２６】
RINと限られたハイエンド性能との組み合わせが概してRF−光学リンクのダイナミックレンジを大きく減少させる。最新の装置を使用すると、光学リンクのダイナミックレンジは最新のAD変換器およびDA変換器のダイナミックレンジよりも約20dB劣る。
【００２７】
eNodeBまたは中継器からUEまでの経路は双方向性であることが理解される。アップリンクおよびダウンリンクの両信号は、周波数分割複信を使用して一つまたは複数のファイバ上で搬送される。本発明の特定の態様において記載される光学システムの特徴は、いずれの方向に搬送される信号にも当てはまる。本明細書に記載される性能の低下は、ダイナミックレンジを改善するための従来の方法の使用から結果的に生じる。本発明の一つの目的は、非従来的技術を使用して、光ファイバ輸送RFリンクのダイナミックレンジ性能を改善することである。
【００２８】
ダイナミックレンジの減少は、DAS中、近遠性能の低下によって示されることができる。近遠とは、妨害信号がサーバアンテナに近いUEから送信されているときの、サーバアンテナから遠いUEの性能をいう。至近距離信号による過負荷からレーザ変調器を保護するために減衰が加えられるならば、サーバアンテナから遠いユーザ機器はアップリンク性能を失うおそれがある。
【００２９】
反対方向では、DASによってサービスされないユーザ機器は、サーバアンテナの近くにあるとき、高レベルのブロードバンドノイズを受けることがある。このシナリオでは、信号がサーバアンテナによる送信に備えて増幅されるとき、レーザ変調器は低レベル変調へと駆動される。RINによって生じるブロードバンドノイズも同じく増幅される。このノイズは、図1には、（A）（()＝○）として示される、レーザの電気変調入力に送られる実効入力ノイズとして図1に記されている。実効入力ノイズは、DAS内の様々なステージによって搬送されて、最終的には全無線バンド内で送信される。ある特定のWSPは通常、バンドの一部分しか利用しない。しかし、ブロードバンドノイズは全バンドで送信される。このバンドにおける、レーザからの不要なノイズエネルギーのいくらかが、バンド中の、別のWSPに割り当てられているサブバンド内に入る。サーバアンテナに近いUEはしばしばこのノイズによってディセンスされる。
【００３０】
WSPは、その信号がすべてのDASに存在することを常に保証するわけではない。したがって、一つのWSPによるDASの使用は非DAS搬送WSPのUEの性能を低下させる。本発明の目的は、ファイバリンク上でRFによって生じるダウンリンクおよびアップリンク近遠問題を緩和することである。本発明によって対処されるシナリオのいくつかは、サーバアンテナから遠いUEが、DASによって提供されるサービスを有するとき、他の強力なソースがサーバアンテナに近く、かつ、サーバアンテナに近いUEが、DASによって提供されるサービスを有さず、DAS上にある、サーバアンテナから遠いUEからのスループットを減らすというシナリオを含む。たとえば図1を参照すること。
【００３１】
さらに図1を参照すると、アップリンクおよびダウンリンク経路を表す、従来技術のありきたりなDASシステムが示されている。WSP Aとして示されるUEはサーバアンテナから遠い位置にある。十分に機能するためには、サーバアンテナに印加されるパワーは適度に高くなければならない。数値は、建造物内でのカバレッジ要件、壁減衰および一定距離での所望のスループットに依存して、一般に1チャネルあたり0〜＋20dBmの範囲である。高いパワーレベルでは、レーザRIN（A）によって生じるブロードバンドノイズがブロードバンドノイズフロアをセットし、このブロードバンドノイズフロアが、WSP BのマクロセルサイトによってサービスされるWSP BのUEの性能を低下させる。サーバアンテナに近いWSP BのUEからの強い信号およびWSP BのUEへのブロードバンドノイズのせいで問題が生じる。
【００３２】
図1は、従来技術DASシステムの双方向アップリンクおよびダウンリンク動作を示す。各電気−光学ブロックはレーザおよびフォトダイオードを含む。RU中のレーザは、アップリンク信号を搬送するために使用される。近くのWSP BのUEからの強いUE信号がアップリンクレーザをオーバードライブし、レーザとアンテナとの間に示された減衰を増大させることを要することができる。このアップリンク減衰の増大がWSP AによるDASの所望のカバレッジエリアを縮小させる。
【００３３】
対照的に、本発明は、ダウンコンバーション、デジタルフィルタおよびアップコンバージョンならびに上記の他のステージを加える。図3は、本発明のDASのフレキシビリティのために使用される名称のいくつかをさらに記載する。WSP、バンド、サブバンドおよびセクタを識別するためにそれぞれ大文字、番号、下付き文字およびギリシャ文字が使用されている。本発明の特定の態様において、システム内に含まれる追加品目は、ダウンリンクフォトダイオードとリモートユニットダウンリンク出力との間；およびリモートユニットアンテナアップリンク入力とアップリンクレーザとの間に見られる。
【００３４】
近遠性能は、多くの場合、受信器のための隣接チャネル選択度および送信器のための隣接チャネルパワーのパラメータを使用して計測される。WSP AとWSP Bとは同じ周波数スペクトルを使用しないため、これらのパラメータは重要である。隣接チャネルとは、周波数において所望のチャネルにもっとも近いチャネルである。隣接チャネルに加えて、隣接チャネルを越えて所望のチャネルの両側に延びる複数の交代チャネルがある。
【００３５】
無線リンクの性能は、送信器の隣接チャネルパワーおよび受信器の隣接チャネル選択度によって決定され得る。概して、性能の限界は、いずれかのパラメータまたはそれらの組み合わせによって生じ得る。本発明の目的は、装置、UE、隣接、交代チャネル選択度およびパワーのおおよそ既知の性能を使用しながらもコストおよび複雑さを減らすシステムを提供することである。たとえば、非常に高い隣接チャネルパワーを有し、サーバアンテナの近くに位置するUEは、DASによって搬送される所望のチャネル中に送信されるノイズにより、アップリンク性能を制限する。
【００３６】
DASアップリンクは、この近くの強い信号の存在において性能低下なしで作動することができることが望ましい。生じる可能性がある問題が二つある。1）UEの強い搬送波信号がその変調範囲のハイエンドでレーザを過負荷する。2）レーザに印加されるUEのブロードバンドノイズまたはその隣接もしくは交代チャネルパワーがバンドにおいて所望のチャネルに入る。いずれの効果も所望のチャネル中のアップリンクの性能を低下させることができる。
【００３７】
本発明の一つの態様においては、至近距離UEの効果をUE自体が性能を制限するポイントまで緩和するための機構が提供される。特定の態様において、提供される機構は、レーザに適用されるレーザ変調器の前で使用されるデジタルフィルタである。デジタルフィルタは、ある特定のレベルのダイナミックレンジを有するように設計され得る。
【００３８】
十分なビットがフィルタリング計算を通して搬送されているとき信号がデジタルフィルタリングされると、概してダイナミックレンジは増大する。デジタル信号処理（「DSP」）プロセスの入力の全ダイナミックレンジは、デジタイザ、すなわちAD変換器（「ADC」）によって設定される。一般的なADCは、ADC出力によって提供されるビット数に関するSN比（「SNR」）を有し、概して、1ビットの分解能が加えられるごとに6dB増す最大SNRを有する。ADCフルスケールパワーに達する前にADSがノイズよりも上の低レベル不要パワーを低下させないのに十分な相互変調性能を有するという条件で、ADCダイナミックレンジはSNRに関連する。
【００３９】
デジタルフィルタのダイナミックレンジは概していくつかの影響：AD変換、フィルタリング中の量子化ノイズ、デジタルフィルタの限られたアウトオブバンド除去およびDA変換の影響を受ける。使用される装置のコストおよび複雑さは、最良のバランスのダイナミックレンジが達成されるように選択される。本発明の特定の態様において、これらのパラメータはまた、UE性能にとって最良のバランスを提供するように比較考量される。たとえば、アウトオブバンド減衰のレベルと除去のスロープとが比較考量されて、UE自体の性能を大きくは超えない同水準の近信号性能が提供される。たとえば、レーザが−20dBmの不要信号パワーを扱うことができ、UEがただ所望のチャネルパワーをこのレベルに上げるならば、隣接信号のフィルタリングの程度は、アウトオブバンド信号がたとえば−20dBm（−60dBmではなく）の複合パワーに近くなるように調節され得る。デジタルフィルタのストップバンド減衰の必要性を読むことにより、フィルタは、より小さな遷移バンドを有するように作られ得る。これは、周波数において所望のチャネルに近い不要信号の除去を提供し、また、デジタルフィルタのコストおよび複雑さを減らすことができる。
【００４０】
デジタルフィルタの複雑さおよび遅延は、必要なストップバンド減衰の程度に強く依存する。このストップバンド減衰は、レーザノイズの除去と隣接チャネル除去との間およびフィルタの遅延と複雑さとの間でトレードオフを提供するように選択される。DAS中の遅延は重要な設計基準であり、除去要件を満たすフィルタの最小遅延よりも大きくなるように実現され得る。このより大きな遅延は、たとえば複数のリモートユニットに接続された複数のアンテナから同時に信号を送信しなければならないとき、有用である。たとえば、デジタルフィルタは、400のFIRタップを使用して除去要件を満たし得るが、さらに300の遅延タップを効果的に加えて、さらなる300タップ分の遅延に等しいアンテナ分離距離で位置する異なるリモートユニット中の二つのデジタルフィルタの送信時間を等化し得る。
【００４１】
ダウンリンク方向に、レーザRINは、DASによってサービスされない至近距離UEをディセンスする。これらの至近距離UEは、不要信号を除去するために、隣接チャネル選択度および交代チャネル選択度を有する。レーザRINはUEのパスバンド中でUEによって受けられる。UEの隣接チャネル選択度が、サーバアンテナによって送信されるダウンリンク信号を除去するのに十分であるとしても、そのUEはレーザのブロードバンドRINによってディセンスされ得る。本発明の特定の態様において、ダウンリンク信号はデジタルフィルタリングされて、送信されるレーザRINを、主にUE隣接チャネル選択度によって決まる極限性能を提供するポイントまで減らす。たとえば、デジタルフィルタの出力で使用されるDASは、至近距離UEをディセンスしないバンド幅およびノイズフロアを有するように選択され得る。このようにして、全体的コストが削減される。
【００４２】
たとえば、マクロセルサイトによってサービスされるUEは、ブロックされ、まず、UEアンテナ入力に送られる−20dBm以上のDAS上の交代チャネル信号によってディセンスされ得る。この例におけるUEは、10MHzのバンド幅を使用し、4dBのノイズ指数を有し、サーバアンテナから50dB経路損失に相当する距離に位置している。そのノイズ指数性能およびバンド幅によるUEのダウンリンク実効ノイズは、290Kで70dB（10MHz/1Hz）のバンド幅係数および−174dBm/Hzの整合負荷ノイズを使用すると、−100dBm/10MHzである。サーバアンテナが所望のWSPサブバンドで＋20dBmを送信しているならば、UEにおける、DASからの不要信号は、経路損失のせいで、−30dBmである。この値はUEのブロッキングレベルよりも10dB低く、したがって、概して、UEのダウンリンク性能にはほとんど影響しない。DAS中のリモートユニットが−30dBm/10MHzのレーザ起因ブロードバンドノイズパワーを送信するならば、UEのアンテナで得られるブロードバンドノイズは、経路損失のせいで、−80dBm/10MHzである。この不要なノイズレベルはUEの固有実効入力ノイズよりも20dB高い。インバンドSNRの20dBの低下は通常、UEの性能をその最大ダウンリンク速度から接続損失またはその近くまで低下させる。DASブロードバンドノイズレベルは常に存在するが、ブロッキング信号は、WSPがDAS上で送信しているときのみ存在する。したがって、レーザによって生じる連続的に送信されるブロードバンドノイズの効果は、DASによって送信される間欠的なブロッキング信号よりも有意に悪い。
【００４３】
デジタルフィルタによって提供されるアップリンクフィルタリングに加えて、本発明はまた、その入力で全パワー検出器を使用して、不要信号がレーザの前のステージを過負荷することを防ぐ。概して、デジタルフィルタリングのためにRFをサンプリングするためにダウンコンバータおよびADCが使用される。これらのステージは過負荷を受け、したがって、一つまたは複数のUEがサーバアンテナの近くにあるとき利得を減らすための機構を有する。近くおよび遠くのユーザ機器のために使用されるシナリオおよび物理層技術を考慮して、RUフロントエンドを保護するために使用される自動利得制御（「AGC」）のアタックおよび減衰時間特性が最適化される。
【００４４】
ダウンリンク方向に、AGC機構は、最大パワーを超えないこと、および送信される全パワーが相互変調によって隣接および交代パワーを低下させないことを保証する。これは、検出器ダイオードまたはパワー計測システムをサーバポートのダウンリンク出力に配置し、送信利得を制御してアウトオブチャネルスペクトル放出を減らすことによって達成され得る。または、デジタルドメイン内で計測を実施して、ダウンリンク中で必要な減衰のレベルを決定してもよい。同様に、ADCの後、アップリンク経路中で計測を実施して、強い信号がADCを過負荷し得るかどうかを決定してもよい。
【００４５】
eNodeBまたはオフエアの中継器によってサービスされるリンクの端部ではデジタル処理は必要とされない。理由は、eNodeBおよび中継器は、DAS内でデジタルフィルタによって事前にフィルタリングされた信号を扱うことができ、ダウンリンク経路中でフィルタリングされる必要がないからである。光学リンクのeNodeB側のシステムの部分はしばしばヘッドエンドユニットと呼ばれ、サーバ端のシステムの部分はしばしばリモートユニット（「RU」）と呼ばれる。本発明において使用される態様において、ヘッドエンドユニット中ではデジタル処理が不要であるため、ヘッドエンドは概してPCM光学システムよりも低いコストおよび複雑さを有する。
【００４６】
RUが、近遠問題を緩和する同軸スプリッタおよびアンテナの組み合わせを有するエリアをサービスすることがあり得る。この場合、RU中のデジタルフィルタリングは不要であり得る。本発明の一つの態様において、RUは、近遠問題を経験しない配備を収容するために、デジタルフィルタリングを用いて構成されてもよいし、用いずに構成されてもよい。RU中のデジタルフィルタリング能力は、RU中、設置されるモジュールによって構成されてもよいし、工場出荷固定能力で構成されてもよい。概して、モジュール手法が好ましい。理由は、もともとのDAS部品の設計および購入中に予期されなかった近遠問題を緩和することができるからである。
【００４７】
本発明の特定の態様において、システムは、アップリンク方向に使用されるレーザの必要なダイナミックレンジを減らすための、DASのRU中のデジタルフィルタリングの使用を包含する。デジタルフィルタは、DASによって搬送されなければならないアップリンク信号だけが実際にレーザに印加されることを保証する。たとえば図2Aを参照すること。
【００４８】
図2Aを参照すると、アップリンク方向の本発明のDASシステムのセクタおよびサブバンドのリモート選択の一つの態様の模式図が示されている。特定の態様においては、デジタル減衰器＠A、B、Cがサブバンド選択ベースで使用されて、レーザに印加される信号のレベルを下げる。概して、UEは、eNodeBで受信されるそれらのパワーを下げるために、低いレベルまでパワー制御される。しかし、1）ハンドセットが一般にフルパワーで送信するセットアップ活動；2）特定のサブバンド中の多数のUE装置の存在；および3）UEのパワー制御ループの外で作動するUEをはじめとする、高いパワーレベルがなおも存在し得るいくつかのシナリオがある。これらの状況においては、レーザに印加される特定のサブバンド中のパワーを減らすことが好都合である。これは、デジタル信号処理の前または後で「det」、すなわち検出装置を使用するAGC機構を使用して実施することができる。上記条件3は概して、UEがサーバアンテナに非常に近いときに起こる。この状況においては、レーザの保護が達成される。特定の態様においては、ADCの保護が実施される。
【００４９】
特定の態様においては、減衰器、利得自動制御装置、フィルタ、試験信号音および検出器がシステムに加えられる。ダウンリンク経路の特定の態様は、無線プロバイダ基地局；基地局コンディショニング、フィルタリング；コンバイナおよびスプリッタ、任意選択の信号切り替え；電気・光変換；ファイバ、ヘッドエンドとリモートユニットとの間のインタフェース；光・電気変換；ダウンコンバージョン；AD変換；フィルタリング、レベル制御などを含むDSP；DA変換；アップコンバージョン、パワー増幅器などを含む。
【００５０】
アップリンク経路の特定の態様は、低ノイズ増幅器；アップリンク過負荷保護；ダウンコンバージョン；AD変換；フィルタリング、サブバンドごとのレベル制御を含むDSP；DA変換；アップコンバージョン；電気・光変換；ファイバ、リモートユニットとヘッドエンドとの間のインタフェース；光・電気変換；他のRUからのコンバイナ；任意選択の信号切り替え；基地局コンディショニング；フィルタリングなどを含む。
【００５１】
図2Bを参照すると、ダウンリンク方向の本発明のDASシステムのセクタおよびサブバンドのリモート選択の一つの態様の模式図が示されている。
【００５２】
特定の態様においては、レーザに印加される信号の隣接および交代チャネルパワーが他のWSPサブバンドの性能に影響しないことを保証するためにアルゴリズムが使用される。たとえば、このアルゴリズムは、既知のレーザ性能および既知のインバンドパワーを考慮して、予想される隣接チャネルパワーを予測し、対応する位置A、Bおよび／またはCの減衰器を調節して、レーザに印加されるパワーを減らし得る。パワー調節の基準は、たとえば、レーザノイズを3dBよりも多く低下させることであり得る。本発明の特定の態様においては、WSPごとに、各サブバンド中に印加されるパワーの既知の値とともにアルゴリズムが使用される。
【００５３】
図3を参照すると、各WSP（A、B、...）の一つのセクタがN個のRUのセットを駆動している。このシステム内で、バンドまたはサブバンドを特定のRUから除去し得る。たとえば、WSP Bは、リモートNを介してサブバンド2bに供給していない。リモートNは、サブバンド2bを通過させないデジタルフィルタを使用する。サブバンド1a、2aおよび1dはデジタルフィルタによって通過させられる。これが、サブバンドベースでのDASのWSP使用におけるフレキシビリティを可能にする。図3はさらに、DASのフレキシビリティのために使用される名称を記している。WSP、バンド、サブバンドおよびセクタを識別するためにそれぞれ大文字、番号、下付き文字およびギリシャ文字が使用されている。
【００５４】
図4を参照すると、本発明のDAS上のWSPごとの様々なセクタの一つの態様の模式図が示されている。より具体的には、特定の態様において、WSP Bは、WSP Aが使用する同じセクタを使用することを望まない。理由は、セクタに使用される物理層技術が異なり、異なるセクタ化を要し得るからである。ソフトハンドオフおよび同一チャネル干渉もまた、問題となり得る。加えて、WSP Bは、3セクタ分の容量を場のDASに持ち込むことを望み得、WSP Aは、そのA1aαを使用してDASとは異なるエリアに容量をサービスすることを望み得る。さらに図4を参照すると、R数字は、特定のWSPセクタおよびサブバンドのアップリンクおよびダウンリンク信号を搬送するRUを表す。
【００５５】
図5を参照すると、図は、二つのWSPそれぞれの三つのセクタが合計され、10個のRUに経路指定される方法を示す。特定の態様においては、図示するセクタ分割要件を展開するためには、R6への専用光路が必要である。特定の態様は、この例における、RU#6を除く所望のセクタ化を実現する。特定の態様において、このRUは、Bのβセクタに充当されたセットであり、したがって、R4、R5、R6で同時送信する。この問題を解決するために、R6のみを提供するための専用単一入力モジュールが設置される。
【００５６】
図6を参照すると、図5に示すようなセクタ分割要件に必要な専用R6経路が示されている。より具体的に、この図は、ヘッドエンドを例外ベースで構成することが効果的であることを示す。理由は、ヘッドエンドは、相対的に低コストであるアナログのみの解決手段であるからである。R6関連のヘッドエンドは、レーザダイオード、フォトダイオード、信号コンディショニング、制御および管理機能などを使用する。これらの機能は、R6 RU自体に対して少量の複雑さおよびコストで実現することができる。
【００５７】
概して、セクタ化の組み合わせがRUの間で唯一であるとき、専用ヘッドエンドレーザ／フォトダイオードモジュールが必要である。特定の態様においては、適切な数のNi入力およびNo出力を有するヘッドエンドモジュールを設計することができる。入力は、Noの間で同時送信されるNi WSP入力信号である。特定の態様においては、たとえば図7に示すような組み合わせがあることもできる。さらに図7を参照すると、WSP信号セットごとに異なる数のレーザ／フォトダイオード光路および異なる数のレーザ／フォトダイオード光路を駆動する異なる数のWSP信号セットを可能にする一般的な代替分割・合成法が示されている。
【００５８】
もう一つの代替は、単一レーザモジュールを使用してすべてのシステムが実現されるほど十分に小さいレーザスライスを作ることである。たとえば図8を参照すること。さらに図8を参照すると、システムは、使用されないレーザおよびフォトダイオードを除く。図8は、レーザ／フォトダイオード光路を駆動する異なる数のWSP信号セットを可能にする一般的な代替分割・合成法を示す。
【００５９】
しかし、WSP信号は、必要な数のレーザスライスを駆動するために外部的に分割されなければならない。たとえば図9を参照すること。さらに図9を参照すると、本発明のシステムの一つの態様は、複数のWSPが一つのモジュール中で合成され、分割されることを可能にする直角位相ハイブリッドを使用し得る。4×1のスライスが使用されるならば、WSPの合成は達成される。しかし、4×1のスライスを駆動するためには、各WSPに一つずつ、四つの1対4スプリッタが必要である。図9は、一つの4×4ハイブリッドコンバイナを使用してマルチWSP信号セットが複数のRUによってサービスされることを可能にし得る方法を説明する。各RUは、DSPを使用して各WSPサブバンドのレベルを選択的に制御する能力を有し、したがって、DASのこの特定の信号セット内に同一チャネル信号が存在しないという条件で、任意の信号を任意のRUに通してサーバアンテナに送る完全にフレキシブルな経路指定を可能にする。
【００６０】
図面の経路は概してダウンリンク経路を示す。信号のセクタ化および選択的フィルタリングの同様な選択がアップリンク経路中でも実施される。複数のRUからのアップリンク経路はヘッドエンドで合成され、ダウンリンク経路は、複数のRUを駆動するためにヘッドエンドで分割される。アップリンクおよびダウンリンク方向に、リモートユニット中の双方向デジタルフィルタリングが、所与のサブバンド中、所与のWSPによる所与のRUの選択的使用を可能にする。RU中のデジタルフィルタリングの使用は、一つまたは複数のセクタがDAS内に存在するという条件で、ヘッドエンドにおけるハードウェアRF切り替えの必要性を減らして、一つまたは複数のWSPによって信号フレキシビリティの同じ目的を達成する。
【００６１】
本発明の一つの態様において、たとえばMIMOは、信号切り替えにおいて、第二のセクタを提供することに等しい。理由は、MIMO信号は互いに同一チャネルであるからである。セクタとは異なり、MIMO信号は第二のファイバまたは例として波長で同じRUに送信される。ヘッドエンドスイッチ中の切り替え経路が同じRUへの第二のMIMO経路を提供するように複製される。
【００６２】
本明細書において本発明の原理を説明したが、当業者には、この詳細な説明が例として記載されただけであり、本発明の範囲に関する限定として記載されたものではないことが理解されよう。本明細書に示され、記載された例示的態様に加えて、他の態様が本発明の範囲内で考慮される。当業者による変形および置換は本発明の範囲内であると考えられる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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