Un sistema de estación base principal remota para comunicar con N unidades de radio remotas (16a,

16b, ...), siendo N un entero igual o mayor que 2, cada unidad de radio remota (16a, 16b, ...) que incluye un interfaz óptico en banda base (30, Fig. 2); dicho sistema que además comprende una unidad principal (12) que incluye un interfaz óptico en banda base (28, Fig. 2), y una fibra óptica (L1, L2,...) para comunicar la información entre la unidad principal (12) y las unidades remotas, la fibra óptica (L1, L2,...) que incluye un primer trayecto de fibra (L1, L2, L3) para comunicar la información desde la unidad principal (12) a las unidades remotas y un segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) para comunicar la información desde las unidades de radio remotas (16a, 16b, ...) a la unidad principal (12), cada uno de los primero y segundo trayectos de fibra que incluye uno o más enlaces ópticos (L1, L2, ...) caracterizado porque la unidad principal (12) transmite la información a las N unidades remotas a N veces la velocidad de datos a la que los datos se van a recibir en cada unidad remota (16a, 16b,...) y se configura para combinar N palabras de datos, una palabra que corresponde a cada una de las N unidades remotas, en una trama y para transmitir la trama en el primer trayecto de fibra (L1, L2, L3), que cada unidad remota (16a, 16b,...) se configura para extraer de una trama recibida su palabra de datos correspondiente, incluye una palabra del enlace ascendente en el lugar de la palabra extraída, y pasa dicha trama a la siguiente unidad remota; y que a lo largo del primer trayecto de fibra (L1, L2, L3), la unidad principal (12) se conecta por un primer enlace a una primera unidad remota (16a) en serie, la primera unidad remota se conecta por medio de un siguiente enlace a una siguiente unidad remota en la serie, y así sucesivamente, con la unidad remota N en la serie que se conecta por un enlace N+1 a la unidad principal (12), y en donde la información del enlace ascendente desde la primera unidad remota se envía a la unidad principal (12) a través del enlace N+1 que corresponde al segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) y en donde dicha unidad principal (12) incluye un compensador de temporización (46, 50) que permite compensar, para cada unidad remota (16a, 16b, ...), un retardo asociado con esa unidad remota (16a, 16b, ...), de manera que la misma información se transmite sobre un interfaz de radio por las unidades remotas sustancialmente al mismo tiempo y la unidad principal (12) recibe la misma información desde cada una de las unidades remotas sobre el segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) sustancialmente al mismo tiempo

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se dirige a las radiocomunicaciones donde una estación base incluye una unidad de procesamiento en banda base principal y unidades plurales remotas de radio donde ocurre el procesamiento de RF.

ANTECEDENTES Y RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Una estación base de radio convencional en un sistema de comunicaciones celulares se sitúa generalmente en una ubicación única, y la distancia entre la circuitería de banda base y la circuitería de radio es relativamente corta, por ejemplo, del orden de un metro. Un diseño distribuido de la estación base, conocido como un diseño principal remoto, divide la parte de banda base y la parte de radio de la estación base. La unidad principal (MU) realiza el procesamiento de la señal en banda base, y convierte una o más unidades remotas de radio (RRU) entre la banda base y las radiofrecuencias y transmite y recibe señales sobre una o más antenas. Cada RRU sirve a una cierta área geográfica o celda. Enlaces ópticos dedicados, separados conectan la unidad principal a cada una de las unidades remotas de radio plurales. Cada enlace óptico incluye una fibra óptica para transportar el enlace descendente de información digital desde la unidad principal a la RRU y otra fibra óptica para transportar el enlace ascendente de información digital desde la RRU a la unidad principal.

Algunos estándares de comunicación móvil, por ejemplo, el sistema celular de acceso múltiple por división de código (CDMA), permite a un UE comunicar con dos o más RRU de la misma estación base usando “transferencia más suave”. En transferencia más suave, dos o más RRU transmiten simultáneamente la misma información al UE y reciben la misma información desde el UE. Las señales transmitidas simultáneamente deben ser procesadas para generar una señal única. Algunos estándares de radio requieren que en la dirección del enlace descendente, las señales transmitidas simultáneamente al UE desde las distintas antenas sean alineadas con una referencia temporal en las antenas. Esa alineación se hace combinando más fácil aquellas distintas señales en el receptor. En la dirección del enlace ascendente, la funcionalidad en banda base de la unidad principal incluye un receptor de barrido que combina las “mismas” señales recibidas desde el UE a través de las RRU y genera una señal única. Debido a las distintas longitudes de los trayectos a cada RRU, estos componentes de la señal recibidos en la funcionalidad en banda base de la unidad principal desde las distintas unidades remotas de radio no están alineadas en tiempo ni en fase entre ellas. Aunque un receptor de barrido puede combinar señales fuera de fase de los distintos trayectos de la señal, se puede usar un receptor de barrido menos complicado y menos caro si las diferencias de fase/retardo entre los distintos trayectos de la señal se mantienen insignificantes.

En una estación base de radio principal remota, se puede atribuir una diferencia de fase o temporización significativa a las distintas longitudes de las fibras ópticas que acoplan las distintas RRU a la unidad principal comparado con una estación base convencional. Los distintos retardos de los enlaces ópticos son más problemáticos cuando aumenta la distancia entre la unidad remota 16 y la unidad principal, por ejemplo, 10 kilómetros. Además, tales retardos no son constantes y pueden variar dependiendo de la temperatura y otros factores. Sin compensación, las distintas longitudes de las fibras ópticas a las unidades remotas provocan un desplazamiento de tiempo/fase de las señales mandadas desde las antenas conectadas a las unidades remotas de radio. También conducen a desplazamientos de tiempo/fase más grandes entre los componentes de la señal del UE recibidos a través de las distintas unidades remotas de radio. Estos desplazamientos de tiempo/fase pueden ser difíciles de manejar para receptores convencionales en el UE y en la estación base. Un problema similar existe en una estación base híbrida que incorpora tanto unidades de radio cercanas como unidades de radio remotas convencionales. Las unidades de radio cercanas, que no tienen ningún retardo de enlace óptico, no se sincronizan con las unidades de radio remotas que tienen retardos de enlace. Una solución de sincronización/retardo de enlace óptico se presenta en la solicitud de patente de EE.UU. US-A-2004/057543, titulada “Sincronizando Unidades de Radio En Una Estación Base de Radio Principal Remota Y En Una Estación Base de Radio Híbrida”.

En el documento de la técnica previa US-B1-6366 571, se revela un sistema CDMA con de una a tres micro celdas remotas conectadas al emplazamiento de la celda por fibras ópticas. Este documento de la técnica previa muestra cómo adelantar las señales para compensar los retardos de tiempo resultantes del tiempo de viaje de las señales que viajan a las micro celdas remotas y vuelven al emplazamiento CDMA.

Otro reto en las configuraciones principales remotas es cómo conectar de la mejor manera las unidades principal y remotas. Se pueden usar fibras ópticas separadas con láseres separados y detectores de luz asociados para enlazar la unidad principal con cada unidad remota. Cada RRU comunica con la unidad principal usando su propio circuito cerrado dedicado de fibra óptica. Pero la cantidad de fibra requerida es significativa – como lo es el coste para circuitos cerrados separados de la unidad principal-fibra de la RRU. El coste del láser y del equipo detector asociado con cada par de fibras en la unidad principal también es significativo. Y en algunos escenarios de despliegue se puede requerir poner en cascada varias unidades remotas, por ejemplo, a lo largo de una autopista, en un túnel, o a lo largo de una infraestructura de fibra existente, por ejemplo, un anillo metropolitano. Así sería deseable conectar la unidad principal con cada unidad remota usando una única fibra.

La Fig. 1A muestra un ejemplo de un sistema de estación base principal remota con el número de referencia 10 donde se conectan la unidad principal y la URR en cascada usando una única fibra. La unidad principal 12 incluye la funcionalidad en banda base (BB) de la estación base de radio 14. Una fibra óptica dividida en cuatro enlaces L1-L4 conecta las unidades principal y remotas en un circuito cerrado. Un primer enlace óptico L1 acopla la unidad principal 12 a una primera unidad remota de radio 16a. Un segundo enlace óptico L2 acopla la unidad principal 12 a una segunda unidad remota de radio 16b. Un tercer enlace óptico L3 acopla la unidad principal 12 a una tercera unidad remota de radio 16c. Un cuarto enlace óptico L4 acopla la tercera unidad remota de radio 16c a la unidad principal 12. Por supuesto, las unidades remotas de radio adicionales se podrían acoplar a la unidad principal 12. Un equipo de usuario (UE) de radio móvil 18 y una o más de las unidades remotas de radio 16a-16c comunican sobre un interfaz de radio.

En las topologías en cascada y anillo, en las que se conectan las unidades en serie, se puede usar la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) para reducir la cantidad de fibras usadas y el equipo láser/detector. Cada unidad remota se asigna a su propia, correspondiente longitud de onda de láser. Las distintas comunicaciones de longitud de onda para todas las unidades remotas se multiplexan en una única fibra. Una fibra de enlace descendente se usa para el tráfico desde la unidad principal a todas las unidades remotas, y una fibra de enlace ascendente se usa para el tráfico desde las unidades remotas a la unidad principal haciendo un circuito cerrado de fibra única. Un multiplexor óptico de inserción/extracción (OADM) se sitúa dentro o cerca de cada unidad remota. El OADM añade o extrae solamente la única longitud de onda relacionada con esa unidad remota particular para la fibra. Un inconveniente con este planteamiento es lo caro de la tecnología WDM que incluye láseres, filtros y OADM. Otro son los gastos generales logísticos para realizar el seguimiento de los distintos dispositivos dependientes de la longitud de onda.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una configuración rentable de fibra óptica para acoplar una unidad principal de estación base y unidades remotas plurales de estación base.

Es un objeto de la presente invención proporcionar tal configuración rentable de fibra óptica que requiere un trayecto único de fibra óptica de enlace descendente y un trayecto único de fibra óptica de enlace ascendente (formando juntos un trayecto único de fibra óptica), para transportar la información entre...

1. Un sistema de estación base principal remota para comunicar con N unidades de radio remotas (16a, 16b, …), siendo N un entero igual o mayor que 2, cada unidad de radio remota (16a, 16b, …) que incluye un interfaz óptico en banda base (30, Fig. 2); dicho sistema que además comprende una unidad principal (12) que incluye un interfaz óptico en banda base (28, Fig. 2), y una fibra óptica (L1, L2,…) para comunicar la información entre la unidad principal (12) y las unidades remotas, la fibra óptica (L1, L2,…) que incluye un primer trayecto de fibra (L1, L2, L3) para comunicar la información desde la unidad principal (12) a las unidades remotas y un segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) para comunicar la información desde las unidades de radio remotas (16a, 16b, …) a la unidad principal (12), cada uno de los primero y segundo trayectos de fibra que incluye uno o más enlaces ópticos (L1, L2, …)

caracterizado porque

la unidad principal (12) transmite la información a las N unidades remotas a N veces la velocidad de datos a la que los datos se van a recibir en cada unidad remota (16a, 16b,…) y se configura para combinar N palabras de datos, una palabra que corresponde a cada una de las N unidades remotas, en una trama y para transmitir la trama en el primer trayecto de fibra (L1, L2, L3), que

cada unidad remota (16a, 16b,…) se configura para extraer de una trama recibida su palabra de datos correspondiente, incluye una palabra del enlace ascendente en el lugar de la palabra extraída, y pasa dicha trama a la siguiente unidad remota; y que

a lo largo del primer trayecto de fibra (L1, L2, L3), la unidad principal (12) se conecta por un primer enlace a una primera unidad remota (16a) en serie, la primera unidad remota se conecta por medio de un siguiente enlace a una siguiente unidad remota en la serie, y así sucesivamente, con la unidad remota N en la serie que se conecta por un enlace N+1 a la unidad principal (12), y en donde la información del enlace ascendente desde la primera unidad remota se envía a la unidad principal (12) a través del enlace N+1 que corresponde al segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) y en donde dicha unidad principal (12) incluye un compensador de temporización (46, 50) que permite compensar, para cada unidad remota (16a, 16b, …), un retardo asociado con esa unidad remota (16a, 16b, …), de manera que la misma información se transmite sobre un interfaz de radio por las unidades remotas sustancialmente al mismo tiempo y la unidad principal (12) recibe la misma información desde cada una de las unidades remotas sobre el segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) sustancialmente al mismo tiempo.

2. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, en donde la configuración serie incluye otra fibra óptica (L5, L6,…) con el tercer y cuarto par de trayectos de fibra (L1, L6; L2, L5, respectivamente) para comunicar la información entre la unidad principal (12) y las unidades remotas (16b, 16c, …) pero en una dirección opuesta a la de la dirección del circuito cerrado, el tercer trayecto de fibra (L1, L6) que comunica la información desde la unidad principal (12) a las unidades remotas (16a, 16b, …) y el cuarto trayecto de fibra (L2, L5) que comunica la información desde las unidades de radio remotas (16a, 16b, …) a la unidad principal (12), cada uno de los tercer y cuarto trayectos de fibra que incluye uno o más enlaces.

3. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, en donde la configuración serie incluye la unidad principal (12) conectada por un primer par de fibras (L1, L6) de enlace ascendente y enlace descendente a una primera unidad remota, la primera unidad remota conectada por un segundo par de fibras (L2, L5) de enlace ascendente y enlace descendente a una segunda unidad remota (16b), y así sucesivamente para la N-sima unidad remota.

4. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, en donde las N unidades remotas corresponden a N sectores de la estación base.

5. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, en donde la unidad principal (12) se configura para transmitir los datos sobre el primer trayecto de fibra (L1, L2, L3) a N veces la velocidad de transmisión de datos deseada para cada unidad principal (12) para la transmisión de datos de la unidad remota.

6. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 5, en donde dicho compensador de temporización (46, 50) se proporciona para compensar un retardo asociado con cada unidad remota (16a, 16b,…) por medio de adelantar un tiempo cuando se envía una palabra de datos en una trama sobre el primer trayecto de fibra (L1, L2, L3).

7. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 6, en donde la unidad principal (12) incluye un controlador de compensación de temporización (52) configurado para recibir un retardo asociado con cada una de las N unidades remotas, seleccionar un retardo máximo, y controlar el compensador de temporización para cada unidad de radio remota (16a, 16b,…) para compensar el retardo máximo.

8. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 5, en donde la unidad principal (12) incluye una tabla de datos (62) para almacenar un retardo determinado para cada una de las unidades remotas (16a, 16b,…).

9. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 8, en donde el retardo para cada RRU se mide manualmente.

10. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 7, en donde la unidad principal (12) incluye un contador (63) para determinar un retardo para cada una de las unidades remotas (16a, 16b,…).

11. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 10, en donde la unidad principal (12) incluye para cada unidad de radio remota (16a, 16b, …) un almacenamiento temporal de transmisión (46) y un almacenamiento temporal de recepción (48), y en donde el controlador de compensación de temporización (52) se configura para establecer un tiempo de transmisión que la palabra de datos almacena en el almacenamiento temporal de transmisión (46) antes de que la palabra de datos se transmita en el primer trayecto de fibra (L1, L2, L3) y establecer un tiempo de recepción que una palabra de datos de respuesta de la unidad de radio remota (16a, 16b, …) almacena en el almacenamiento temporal de recepción (48).

12. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 11, en donde el controlador de compensación de temporización (52) se configura para establecer un tiempo de transmisión y un tiempo de recepción que controla una profundidad de almacenamiento temporal de los almacenamiento temporales de transmisión y de recepción (46, 48).

13. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, en donde la unidad principal (12) incluye:

un serializador (54) para combinar una palabra digital paralelo para cada unidad remota (16a, 16b,…) en una trama, que genera una señal serie de las palabras de datos entramadas, cada palabra de datos que incluye datos digitales, una señal digital de sincronización, y una señal digital de control;

un convertidor eléctrico a óptico (56) para convertir la señal serie en una señal óptica correspondiente transmitida sobre el primer trayecto de fibra (L1, L2, L3);

un convertidor óptico a eléctrico (58) para convertir una señal óptica recibida sobre el segundo trayecto de fibra (L4; L4, L5, L6) en una secuencia de datos digital serie de palabras de datos entramadas;

un deserializador (60) para desmultiplexar la secuencia de datos digital serie a partir del convertidor óptico a eléctrico en las palabras de datos paralelo, cada palabra de datos que corresponde a una de las unidades remotas y que tiene una señal digital de datos, una señal de sincronización digital, y una señal digital de control.

14. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, en donde la distancia a una o más de las estaciones remotas (16a, 16b,…) es del orden de metros hasta 10 kilómetros o más.

15. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1,

en donde las unidades principal y remota (12; 16a, 16b,…) se acoplan juntas por el par 10 de fibras ópticas en una configuración en anillo.

16. El sistema de estación base de radio principal remota en la reivindicación 1, que además comprende una o más unidades de radio cercanas (102) acopladas cerca de la unidad principal (12, 100) o incorporadas como parte de la unidad principal (12, 100), en donde las unidades principal (100), cercana (102), y remotas (16a, 16b, …) se configuran de manera que la misma información de la unidad principal (100) a las unidades cercana y remota se recibe en las unidades cercana y remota sustancialmente al mismo tiempo y la unidad principal (100) recibe la misma información desde cada una de las unidades remotas sustancialmente al mismo tiempo.