Sistema y método de comunicaciones.

Un sistema de comunicaciones que comprende:

varias estaciones base (2) que transmiten señales;

varias antenas distribuidas en comunicación con dispositivos móviles (50); y

una matriz (3) de conmutación en operación con las varias estaciones base (2) para encaminar las señales a las varias antenas distribuidas;

caracterizado porque el sistema de comunicaciones, además, comprende:

varios concentradores remotos (7);

varios concentradores principales (4) entre la matriz (3) de conmutación y los varios concentradores remotos (7) para transmitir señales encaminadas a los varios concentradores remotos (7), siendo remotos los varios concentradores remotos (7) con respecto a los varios concentradores principales (4), y encontrándose entre los varios concentradores principales (4) y las varias antenas distribuidas y transmitiendo las señales encaminadas a las varias antenas distribuidas; y

varios enlaces (5, 8, 9) para transmitir las señales encaminadas desde la matriz (3) de conmutación a las varias antenas distribuidas, comprendiendo al menos uno (9) de los varios enlaces un enlace inalámbrico.

Sistema y método de comunicaciones ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención versa sobre un sistema y un método de comunicaciones y, más en particular, sobre un sistema y un método de distribución de señales para conmutar y conectar células en una red de comunicaciones.

El uso de una matriz de conmutación para sistemas de comunicaciones inalámbricas basados en antenas distribuidas es dado a conocer por Motley et al. en la patente estadounidense n° 5.682.256. Motley et al. usan una matriz de conmutación para interconectar varias estaciones base en las tomas de entrada a varias antenas distribuidas en las tomas de salida. La matriz de conmutación permite que cualquier combinación de entradas se conecte a cualquier combinación de salidas, de modo que las estaciones base puedan ser conectadas a las antenas de manera muy flexible. Esto permite facilitar a usuarios servicios inalámbricos tales como la radio celular con ahorros significativos de coste para las empresas explotadoras de la red. Los beneficios del uso de un sistema conmutado de antenas distribuidas son esbozados, por ejemplo, en una monografía de Wake y Beacham, "Radio overfiber networks for mobile Communications", Proc. SPIE, vol. 5466, 2004.

Los enlaces entre la matriz de conmutación y las antenas distribuidas se logran en Motley et al. utilizando cables de fibra óptica usando una técnica denominada radio sobre fibra. La radio sobre fibra tiene muchas ventajas para este tipo de red, siendo las fundamentales las transmisiones de alta calidad y la baja atenuación de la señal en función de la distancia. Sin embargo, hay situaciones en las que no hay disponibles cables de fibra óptica a un coste económico en lugares en los que se requieren. Un ejemplo de este tipo de situación es un centro urbano en el que la empresa local explotadora de telecomunicaciones no proporcione cables de fibra "oscura", es decir, cables de fibra que no formen parte de un servicio gestionado.

Chu et al., en la patente estadounidense n° 5.890.055, dan a conocer el uso de repetidores inalámbricos en un sistema de antenas distribuidas (SAD) con una configuración fija. Esta arquitectura evita los problemas de la disponibilidad de fibra recién descritos. Sin embargo, la configuración fija descrita por Chu limita los beneficios operativos de un enfoque conmutado.

BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona una arquitectura de sistema que da los beneficios operativos de un SAD conmutado sin los problemas causados por la disponibilidad de fibra describiendo una red que contiene enlaces inalámbricos conmutados. Además, la presente invención describe una arquitectura de sistema que incorpora la conmutación distribuida dentro de concentradores remotos para proporcionar granularidad fina al asignar servicios a las antenas.

En un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de comunicaciones reivindicado en la reivindicación 1. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método de comunicaciones reivindicado en la reivindicación 12.

Una realización de la presente invención va dirigida a un sistema de transmisiones para distribuir señales para redes inalámbricas al aire libre. El sistema de transmisiones comprende varios concentradores remotos, cada uno de los cuales puede dirigir señales inalámbricas a varias antenas. Las antenas son usadas para proporcionar un servicio inalámbrico a los usuarios de servicios, tales como una unidad móvil, dentro de su área de cobertura geográfica. Los concentradores remotos se conectan a concentradores principales, que habitualmente están ubicados centralmente. Cada concentrador principal puede dar soporte a varios concentradores remotos. Los concentradores principales están conectados a varias estaciones base (de nuevo, ubicadas habitualmente centralmente) de manera flexible y reconfigurable usando una matriz de conmutación. Las estaciones base están conectadas a la red central inalámbrica mediante enlaces de transmisión digital.

Habitualmente, las estaciones base se agrupan entre sí en una ubicación central conveniente, a veces denominada hotel de estaciones base. Por lo tanto, las señales de radio procedentes de las estaciones base ubicadas centralmente son distribuidas a muchas antenas remotas usando una arquitectura que contiene concentradores principales y concentradores remotos. La matriz de conmutación, bajo el control de soporte lógico, es capaz de cambiar la configuración de la red, es decir, de cambiar qué señales de qué estaciones base van a qué agrupación de antenas. Esto es importante en muchas situaciones; por ejemplo, para poder mover la capacidad de la red de zonas de cobertura infrautilizadas para aliviar la congestión en zonas de cobertura sobreutilizadas. Un ejemplo de esta situación es el escenario de un estadio deportivo, en el que los requisitos son muy bajos, salvo cuando se produce un evento. La matriz de conmutación querría decir que no es necesaria una estación base dedicada para el estadio deportivo, llevando a un ahorro en el coste de bienes de equipo. Hay muchas otras situaciones en las que la matriz de conmutación produce ahorros de costes tanto de capital como operativos; estos son descritos en Wake y Beacham, citado anteriormente.

Las conexiones entre los concentradores principales y los concentradores remotos, y entre los concentradores remotos y las antenas son o bien enlaces inalámbricos o bien una mezcla de enlaces inalámbricos y enlaces cableados. En la mayoría de casos, la tecnología preferida para los enlaces cableados será la fibra óptica, a no ser que las longitudes del enlace sean tan cortas que pueda usarse cable coaxial. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si el concentrador principal y uno de los concentradores remotos están colocallzados. Las opciones tecnológicas disponibles para los enlaces Inalámbricos incluyen la radio dentro de banda, la radio fuera de banda y la óptica en espacio libre. Radio dentro de banda significa que no se usa traslado alguno de frecuencias, es decir, que para la transmisión se usa la frecuencia de la portadora de radio. Radio fuera de banda significa que la frecuencia de transmisión es diferente de la de la portadora de radio y se encuentra habltualmente a una frecuencia mucho mayor (posiblemente de onda milimétrica) para aprovechar la gran ganancia de antena y el gran ancho de banda disponible. La óptica en espacio libre usa una portadora óptica para la transmisión y, a veces, se la prefiere a la radio, porque puede ser usada sin una autorización de funcionamiento y el ancho de banda disponible no está sujeto a regulación.

En la mayoría de casos, es probable que la señal que se distribuye por los enlaces de transmisión sea analógica (ya se trate de portadoras de radio directa o de portadoras de radio de frecuencia trasladada). Sin embargo, la presente invención no descarta las transmisiones de señales digitales, ya sean las señales de banda base o de radio digitalizada (usando convertidores rápidos de analógico a digital). Las señales digitales de banda base podrían ser, por ejemplo, las relativas a las Iniciativas de arquitectura abierta de estación base (CPRI y OBSAI), en las que las estaciones base son separadas en partes digitales de banda base y de radio e ¡nterconectadas usando enlaces digitales. Un escenario típico de despliegue para la presente Invención puede Incluir una mezcla de enlaces analógicos, de radio digitalizada y digitales de banda base.

La presente invención Incluye un método de comunicaciones para distribuir señales empleando enlaces inalámbricos conmutados y puede incluir, además, la conmutación distribuida en concentradores remotos.

Estas y otras características y ventajas de las realizaciones de la presente invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la invención, cuando sea leída con los dibujos y las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 es una representación esquemática de un sistema de distribución de señales de la presente invención.

La FIG. 2 ¡lustra una matriz de conmutación para ser usada en un sistema de distribución de señales tal como los ¡lustrados en las FIGURAS 1 y 3.

La FIG. 3 es una representación esquemática de otro sistema de distribución de señales de la presente invención.

La FIG. 4 ¡lustra un concentrador principal en un sistema de distribución de señales de la presente invención, como los ¡lustrados en las FIGURAS 1 y 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En la siguiente descripción de realizaciones se hace referencia a los dibujos adjuntos, que forman parte de las mismas... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de comunicaciones que comprende: varias estaciones base (2) que transmiten señales;

varias antenas distribuidas en comunicación con dispositivos móviles (50); y

una matriz (3) de conmutación en operación con las varias estaciones base (2) para encaminar las señales a las varias antenas distribuidas;

caracterizado porque el sistema de comunicaciones, además, comprende: varios concentradores remotos (7);

varios concentradores principales (4) entre la matriz (3) de conmutación y los varios concentradores remotos (7) para transmitir señales encaminadas a los varios concentradores remotos (7), siendo remotos los varios concentradores remotos (7) con respecto a los varios concentradores principales (4), y encontrándose entre los varios concentradores principales (4) y las varias antenas distribuidas y transmitiendo las señales encaminadas a las varias antenas distribuidas; y

varios enlaces (5, 8, 9) para transmitir las señales encaminadas desde la matriz (3) de conmutación a las varias antenas distribuidas, comprendiendo al menos uno (9) de los varios enlaces un enlace inalámbrico.

2. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que las varias antenas distribuidas están dispuestas en varias agrupaciones y cada concentrador remoto transmite señales encaminadas únicamente a una agrupación asociada de antenas distribuidas.

3. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 2 en el que al menos una antena de la agrupación de antenas distribuidas comprende una unidad remota (10) con una antena (6).

4. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 2 en el que al menos uno (18) de los concentradores remotos comprende una matriz de conmutación para encaminar señales desde al menos uno de los concentradores principales hacia un grupo de antenas distribuidas en la agrupación asociada de antenas

distribuidas.

5. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 que, además, comprende un sistema de control en el que cada uno de los concentradores remotos (7) comprende una matriz de conmutación controlada por el sistema de control.

6. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que el al menos un enlace inalámbrico (9) transmite señales encaminadas en una banda de frecuencias de una portadora de radio de al menos una de las varias estaciones base (2).

7. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que el al menos un enlace inalámbrico (9) transmite señales encaminadas en una banda de frecuencias de una portadora de radio diferente de la banda de frecuencias de una portadora de radio de al menos una de las varias estaciones base (2).

8. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que el al menos un enlace inalámbrico (9) es un enlace óptico en el espacio libre que transmite señales encaminadas como una frecuencia óptica.

9. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que la totalidad de los varios enlaces comprende enlaces inalámbricos.

10. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que el enlace inalámbrico (9) está entre al menos uno de los concentradores principales y al menos uno de los concentradores remotos.

11. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 1 en el que el enlace inalámbrico (9) está entre al menos uno de los concentradores remotos y al menos una de las antenas distribuidas.

12. Un método de comunicaciones que comprende:

transmitir señales desde varias estaciones base (2) a una matriz (3) de conmutación; y caracterizado por comprender, además:

el encaminamiento de las señales por parte de la matriz (3) de conmutación a varias antenas distribuidas a través de varios concentradores principales (4) y varios concentradores remotos (7), estando los varios concentradores principales (4) entre la matriz (3) de conmutación y los varios concentradores remotos (7) y estando para transmitir señales encaminadas a los varios concentradores remotos (7), siendo remotos los varios concentradores remotos (7) con respecto a los varios concentradores principales (4), encontrándose entre los varios concentradores principales (4) y las varias antenas distribuidas y transmitiendo las señales encaminadas a las varias antenas distribuidas; y

la transmisión de las señales encaminadas a las varias antenas distribuidas a través de varios enlaces (5, 8, 9), comprendiendo al menos uno (9) de los varios enlaces un enlace inalámbrico.

13. El método de comunicaciones de la reivindicación 12 en el que la etapa de transmisión de las señales encaminadas comprende transmitir las señales encaminadas a los varios concentradores principales (4), desde los varios concentradores principales (4) a los varios concentradores remotos (7), y desde los varios concentradores remotos (7) a las varias antenas distribuidas.

5 14. El método de comunicaciones de la reivindicación 13 en el que las varias antenas distribuidas están dispuestas

en varias agrupaciones y cada concentrador remoto transmite señales encaminadas únicamente a una agrupación asociada de antenas distribuidas de las varias antenas distribuidas.

15. El método de comunicaciones de la reivindicación 14 en el que al menos uno (18) de los concentradores remotos usa una matriz de conmutación para encaminar señales a un grupo de antenas distribuidas en su

10 agrupación asociada de antenas distribuidas.

16. El método de comunicaciones de la reivindicación 15 en el que:

las señales se encaminan desde un primer concentrador remoto a un segundo concentrador remoto, y desde el segundo concentrador remoto a una agrupación asociada de antenas distribuidas de las varias antenas distribuidas.