CN101473595B - 基于umts的dsl接入***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数字用户线路接入***，用于基于通用移动通信***为用户终端提供数字用户线路接入，其特征在于，包括：天线(202)，其用于接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；SUE(204)，其连接至天线，用于将下行射频信号转变为下行数字基带IQ信号以提供给用户终端，以及将来用于用户终端的上行数字基带IQ信号转变为上行射频信号以提供给天线。本发明还提供了一种数字用户线路接入方法。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于UMTS(UniversalMobile Telecommunications System，通用移动通信***)的DSL(DigitalSubscriber Line，数字用户线路)接入***和方法。
背景技术
现有UMTS***，由于相邻小区的干扰很大，导致单小区理论极限容量和实际组网的容量差别很大。随着关于UMTS技术的频谱利用效率日益提高的需求，更多的无线通讯技术为了提高下行的容量，会采用更高阶调制，这些更高阶调制的使用范围均有限。图1示出了三种更高阶调制技术，分别是R99、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交调幅)、和64QAM。
参见图1，目前UMTS***中，由于相邻小区的干扰，导致了了能够提供高阶调制的区域远小于覆盖区域，从而在实际的组网中，小区的容量不能达到***的理论容量。可以看到，这三种技术的覆盖区都相当有限。
以HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行链路分组接入)组网为例，理论上采用3/4编码的情况下，小区可以提供10.8Mbps/cell的下行流量，但是在设计组网中的平均速率只能达到1.8Mbps/cell，利用率尚未达到理论值的20％。
随着3G数据提供能力的增强，运营商希望提供一种和DSL竞争的无线手段，在每个用户家庭采用无线DSL接入，目前有UMTS-WiFi等设备，但这些设备由于安放在用户家庭中，无线环境复杂，存在邻区干扰以及多径干扰，引起了下行容量的下降，因此频谱利用率不高。
因此，人们需要一种新的基于UMTS的DSL接入***和方法，能够解决上述相关技术中的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种新的基于UMTS的DSL接入***和方法，以解决原有UMTS组网中，实际的组网容量不能很好满足理论的极限容量，因此不能很好提供无线DSL接入等问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种数字用户线路接入***，用于基于通用移动通信***为用户终端提供数字用户线路接入，包括：天线(202)，其用于接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；以及SUE(204)，其连接至天线，用于将下行射频信号转变为下行数字基带IQ信号以提供给用户终端，以及将来自于用户终端的上行数字基带IQ信号转变为上行射频信号以提供给天线。
在上述的数字用户线路接入***中，还包括：FUE(208)，其用作用户终端的数字处理部分，用于数字基带IQ信号与用户业务的相互转换，并实现最终用户鉴权，以向用户终端提供固定的数字用户线路接入手段，并能转换为无线接入；以及UHB(206)，用于SUE和FUE的桥接，下行数字基带IQ信号的到各个FUE的分发，各个FUE的上行数字基带IQ信号的汇聚和合路。
在上述的数字用户线路接入***中，天线为高增益的定向天线，设置于户外信号好的位置。
在上述的数字用户线路接入***中，SUE包括：UE射频处理模块(302)，用于上下行射频信号到数字基带IQ信号的转换；数字基带IQ接口模块(304)，用于上行基带IQ信号到UHB以及UE数字处理模块的分发驱动，以及下行基带IQ信号从UHB以及UE数字处理模块的接收和合路；UE数字处理模块(306)，用于固定UE的下行解调和上行调制；以及控制和时钟模块(308)，用于整个SUE的控制功能，以及用于实现SUE的时钟提取、到UHB的时钟驱动。
在上述的数字用户线路接入***中，FUE包括：WiFI/UMTS模块(502)，用于固定用户的业务信号到WiFi/UMTS的空中接口转换；单用户UE数字处理模块(504)，用于签约用户UE的下行解调和上行调制；以及控制和时钟模块(506)，用于整个FUE的控制功能以及时钟提取和处理。
在上述的数字用户线路接入***中，UHB包括：SUE接口模块(402)，用于对来自SUE的下行基带IQ信号接收，以及上行信号基带信号的驱动到SUE；UHB控制模块(404)，用于整个SUE的时钟提取和控制功能；UHB上行处理模块(406)，用于来自FUE的上行数字基带IQ信号的合路处理；UHB下行处理模块(408)，用于下行数字基带IQ信号到各个FUE的分发；UTP的接口模块(410)，用于来自FUE的上行数字基带IQ信号的接收以及到下行数字基带IQ信号的驱动到FUE；以及POE模块(412)，用于实现UHB电源AC-DC的处理以及到FUE电源的远供。
根据本发明的另一方面，提供了一种数字用户线路接入方法，用于基于通用移动通信***为用户终端提供数字用户线路接入中，包括以下步骤：使用天线接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；使用SUE将下行射频信号转变为下行数字基带IQ信号以提供给用户终端，以及将来自于用户终端的上行数字基带IQ信号转变为上行射频信号以提供给天线。
在上述的方法中，包括以下步骤：使用FUE将数字基带IQ信号与用户业务相互转换，并实现最终用户鉴权，以向用户终端提供固定的数字用户线路接入手段，并转换为无线接入；使用UHB桥接SUE和FUE，用于下行数字基带IQ信号的到各个FUE的分发，以及各个FUE的上行数字基带IQ信号的汇聚和合路；以及使用网络布线将天线、SUE、FUE、UHB相互连接。
在上述的方法中，天线为高增益的定向天线，设置于户外信号好的位置。
通过上述技术方案，本发明实现了如下技术效果：
通过采用了高定向天线，将SUE安置在覆盖区域的用户搂定无线环境良好的区域，使得SUE能够获得良好的无线传播条件，提供了高SNR的环境，从而利用运营商现有的3G网络实现了用户家庭的无线DSL接入。本发明实现了每个SUE在很好的无线环境下，其最大下行容量可以接近小区的理论极限容量，并实现了单小区容量的充分利用，保护了运营商的投资。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了目前UMTS***中能够提供高阶调制的覆盖区域；
图2示出了根据本发明实施例的基于UMTS的DSL接入***；
图3示出了根据本发明实施例的SUE的结构框图；
图4示出了根据本发明实施例的UHB的结构框图；
图5示出了根据本发明实施例的FUE的结构框图
图6示出了根据本发明实施例的UMTS***中能够提供高阶调制的覆盖区域；以及
图7示出了根据本发明实施例的基于UMTS的DSL接入方法。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图2示出了根据本发明实施例的基于UMTS的DSL接入***200，如图所示，其包括：
天线202，其用于接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；
SUE 204，其连接至天线，用于将下行射频信号转变为下行数字基带信号以提供给用户终端，以及将来自于用户终端的上行数字基带信号转变为上行射频信号以提供给天线。
优选地，该***还包括：
FUE 208，其用作用户终端的数字处理部分，用于数字基带信号与用户业务的相互转换，并实现最终用户鉴权，以向用户终端提供固定的数字用户线路接入手段，并能转换为无线接入；
UHB 206，用于实现SUE和FUE的桥接，用于下行数字基带信号的到各个FUE的分发，以及用于各个FUE的上行数字基带信号的汇聚和合路；以及
网络布线210，用于将天线、SUE、FUE、UHB相互连接。其中，天线和SUE因为是射频信号，所以通常使用射频馈缆连接。
网络布线210可包括五类线、光纤连接。必要时，应还有集线器、交换机、路由器等设备。
图2介绍了新的解决方案组网框图，在住宅搂顶的合适的无线环境中，采用高定向的天线和基站天线实现点到点的射频传输。基站和天线均为原网路设备，无需改动。住宅楼内采用SUE实现射频信号到IQ信号的转换，并通过UHB将IQ信号通过五类线传送到每个用户的家庭或室内覆盖点，通过FUE实现无线的DSL接入。其中SUE和UHB是表征逻辑单元，在实现上可以是一个物理单元，也可以是多个物理单元的组合。
在本发明的一个实施例中，利用高增益的定向天线安放在住宅搂顶的无线环境良好的区域，采用SUE(Super User Equipment，超级用户终端)，将基站的射频信号转变为高质量的数字基带IQ号，通过五类线等有线方式，类似于DSL方式接入到家庭，实现无线DSL接入手段，参见图2。
超级终端SUE通过五类线或者光纤和UHB连接，将从天线口接收的基站发送的下行射频信号转换为数字基带IQ信号发送到UE集线器UHB，将UHB送来的上行数字基带IQ信号转换为射频信号发送到基站。并提供给UHB时钟同步。SUE采用内置的UE实现射频的功率控制以及提供了整个设备的OAM告警传递。
UHB实现SUE和固定终端FUE的桥接，通过五类线和FUE连接。完成下行基带信号的到各个FUE的分发，以及实现各个FUE的上行信号的汇聚和合路。
UHB和SUE在本发明中，是逻辑实体的划分，也可以设计为一个单元。
FUE为一个UE的数字处理部分，完成IQ数据到用户业务的转换，实现最终用户鉴权。对用户的业务数据提供固定的DSL接入手段，并能转换为WIFI等无线接入，实现整个家庭的无线网络的覆盖。
SUE通过使用高定向的天线实现和基站的射频传播，避免组网中的相邻小区的干扰，使得每个接入点可以获得高信噪比的信号，可以采用高QAM的调制，获取高速的速率，完成移动运营商的无线的固定接入需求。
本发明由以下几个部分组成，如图2，
其中SUE实现射频到IQ信号的转换，并能通过内置的UE实现上行射频功率控制调整和完成OAM信息的上报。其原理框图如图3，SUE通过高增益的天线和远端基站通过UMTS的无线连接，实现楼层内所有FUE用户(含内置UE单元)的射频信号到IQ的转换，将IQ信号送到UHB，实现到每个FUE用户的IQ桥接。SUE单元内置一个独立的UE数字处理单元，通过该UE对基站下行的接收信号的准确测量，调整SUE的上行发射功率，实现SUE的上行功率控制。具体来说，SUE 300可包括：
UE射频处理模块302，用于上下行射频信号到数字基带IQ信号的转换；
数字基带IQ接口模块304，用于上行基带IQ信号到UHB以及UE数字处理模块的分发驱动，以及下行基带IQ信号从UHB以及UE数字处理模块的接收和合路；
UE数字处理模块306，用于固定UE的下行解调和上行调制；以及
控制和时钟模块308，用于整个SUE的控制功能，以及用于实现SUE的时钟提取、到UHB的时钟驱动。
内置的UE通过短消息/ftp下载等方式，实现和网管中心的OAM上报，以及实现软件的远程加载。
UHB实现IQ信号到各个家庭固定接入点的下行分发和上行汇聚，并可以选择对家庭接入点实现馈电。其原理框图如图4，UHB实现SUE和FUE的IQ桥接。对下行的IQ信号实现到各个端口的FUE分发，对各个FUE送来的上行IQ信号实现合路汇聚功能，然后送到SUE，通过SUE转换为RF信号发送到基站。UHB可以通过外置的UPS供电，为每个FUE提供电源(可选)。具体来说，UHB 400可包括：
SUE接口模块402，用于对来自SUE的下行基带IQ信号接收，以及上行信号基带信号的驱动到SUE；
UHB控制模块404，用于整个SUE的时钟提取和控制功能；
UHB上行处理模块406，用于来自FUE的上行数字基带IQ信号的合路处理；
UHB下行处理模块408，用于下行数字基带IQ信号到各个FUE的分发；
UTP的接口模块410，用于来自FUE的上行数字基带IQ信号的接收以及到下行数字基带IQ信号的驱动到FUE；以及
POE模块412，用于实现UHB电源AC-DC的处理以及到FUE电源的远供。
家庭接入点FUE，实现IQ到用户业务的转换，提供DSL接入或者转换为WiFi等其它的无线接入手段。其原理框图如图5，介绍FUE的原理框图，FUE实现IQ信号到单个用户业务的转换，是一个UE的数字处理单元加上其它的转换单元构成，内置单用户UE的数字处理单元，实现授权用户的业务和基带IQ的转换，用户的业务信息可以通过固定的RJ45实现家庭的DSL接入，并可选择实现WIFI等无线接入实现家庭的无线覆盖。具体来说，FUE 500可包括：
WiFI/UMTS模块502，用于固定用户的业务信号到WiFi/UMTS的空中接口转换；
单用户UE数字处理模块504，用于签约用户UE的下行解调和上行调制；以及
控制和时钟模块506，用于整个FUE的控制功能以及时钟提取和处理。
图7示出了根据本发明实施例的基于UMTS的DSL接入方法，其包括以下步骤：
步骤S702，使用天线接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；
步骤S704，使用SUE将下行射频信号转变为下行数字基带IQ信号以提供给用户终端，以及将来自于用户终端的上行数字基带IQ信号转变为上行射频信号以提供给天线。
还可包括以下步骤：
步骤S706(未示出)，使用FUE将数字基带IQ信号与用户业务相互转换，并实现最终用户鉴权，以向所述用户终端提供固定的数字用户线路接入手段，并转换为无线接入；
步骤S708(未示出)，使用UHB桥接所述SUE和所述FUE，用于下行数字基带IQ信号的到各个FUE的分发，以及各个FUE的上行数字基带IQ信号的汇聚和合路；以及
步骤S710(未示出)，使用网络布线将所述天线、SUE、FUE、UHB相互连接。
优选地，所述天线为高增益的定向天线，设置于户外信号好的位置。
具体来说，本发明的方法如下：
第一采用了高定向天线，将SUE安置在覆盖区域的用户楼顶无线环境良好的区域，使得SUE能够获得良好的无线传播条件，提供了高SNR的环境。如图6所示。并为今后采用更高的调制技术，提高容量提供了条件。
第二，SUE实现了所有用户的射频到IQ的转换，将IQ信号通过UHB的桥接，利用Cat5等电缆接入到用户家庭，每个家庭的用户接入。其中SUE设计了内置的UE数字单元，内置的UE单元作为一个独立的用户，通过对下行信号的测量，实现SUE的开环功率控制的功能，调整SUE的上行射频发射功率。并通过短信等方式和网管中心连接，实现整个***的OAM功能。
第三，每个家庭采用家庭接入点FUE，实现IQ信号到用户的业务信息转换，将用户的业务信息通过DSL实现家庭的固定业务接入，并可以选择转换其它的无线接入手段。
图6示出了采用了根据本发明实施例的基于UMTS的DSL接入***和方法后，整个小区能够提供高SNR的区域。通过该图我们可以看到，提供高SNR的覆盖区域得到很大的扩展，从而提高了小区频谱利用效率。
由以上描述可以看出，本发明实现了以下有益效果，
通过采用了高定向天线，将SUE安置在覆盖区域的用户搂定无线环境良好的区域，使得SUE能够获得良好的无线传播条件，提供了高SNR的环境，从而利用运营商现有的3G网络实现了用户家庭的无线DSL接入。本发明实现了每个SUE在很好的无线环境下，其最大下行容量可以接近小区的理论极限容量，并实现了单小区容量的充分利用，保护了运营商的投资。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。应该明白，这些具体实施中的变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的，不脱离本发明的精神保护范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种数字用户线路接入***，用于基于通用移动通信***为用户终端提供数字用户线路接入，其特征在于，包括：
天线(202)，其用于接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；以及
超级用户终端SUE(204)，其连接至所述天线，用于将下行射频信号转变为下行数字基带IQ信号以提供给所述用户终端，以及将来自于所述用户终端的上行数字基带IQ信号转变为上行射频信号以提供给所述天线，其中，所述SUE包括：UE射频处理模块(302)，用于上下行射频信号到数字基带IQ信号的转换；数字基带IQ接口模块(304)，用于上行数字基带IQ信号到用户终端集线器UHB以及UE数字处理模块的分发驱动，以及下行数字基带IQ信号从UHB以及UE数字处理模块的接收和合路；UE数字处理模块(306)，用于固定UE的下行解调和上行调制；以及控制和时钟模块(308)，用于整个SUE的控制功能，以及用于实现SUE的时钟提取、到UHB的时钟驱动。
2.根据权利要求1所述的数字用户线路接入***，其特征在于，还包括：
家庭接入点FUE(208)，其用作所述用户终端的数字处理部分，用于数字基带IQ信号与用户业务的相互转换，并实现最终用户鉴权，以向所述用户终端提供固定的数字用户线路接入手段，并能转换为无线接入；以及
UE集线器UHB(206)，用于所述SUE和所述FUE的桥接，
下行数字基带IQ信号到各个FUE的分发，以及各个FUE的上行数字基带IQ信号的汇聚和合路。
3.根据权利要求1所述的数字用户线路接入***，其特征在于，所述天线为高增益的定向天线。
4.根据权利要求2所述的数字用户线路接入***，其特征在于，所述FUE包括：
WiFi/UMTS模块(502)，用于固定UE的业务信号到WiFi/UMTS的空中接口转换；
单用户UE数字处理模块(504)，用于签约用户UE的下行解调和上行调制；以及
控制和时钟模块(506)，用于整个FUE的控制功能以及时钟提取和处理。
5.根据权利要求2所述的数字用户线路接入***，其特征在于，所述UHB包括：
SUE接口模块(402)，用于对来自SUE的下行数字基带IQ信号接收，以及上行数字基带IQ信号到SUE的驱动；
UHB控制模块(404)，用于整个SUE的时钟提取和控制功能；
UHB上行处理模块(406)，用于来自FUE的上行数字基带IQ信号的合路处理；
UHB下行处理模块(408)，用于下行数字基带IQ信号到各个FUE的分发；
UTP的接口模块(410)，用于来自FUE的上行数字基带IQ信号的接收以及下行数字基带IQ信号到FUE的驱动；以及POE模块(412)，用于实现UHB电源AC-DC的处理以及到FUE电源的远供。
6.一种数字用户线路接入方法，用于基于通用移动通信***为用户终端提供数字用户线路接入，其特征在于，包括以下步骤：
使用天线接收来自基站的下行射频信号，以及发送上行射频信号；
使用超级用户终端SUE将下行射频信号转变为下行数字基带IQ信号以提供给所述用户终端，以及将来自于所述用户终端的上行数字基带IQ信号转变为上行射频信号以提供给所述天线，其中，所述SUE包括：UE射频处理模块(302)，用于上下行射频信号到数字基带IQ信号的转换；数字基带IQ接口模块(304)，用于上行数字基带IQ信号到用户终端集线器UHB以及UE数字处理模块的分发驱动，以及下行数字基带IQ信号从UHB以及UE数字处理模块的接收和合路；UE数字处理模块(306)，用于固定UE的下行解调和上行调制；以及控制和时钟模块(308)，用于整个SUE的控制功能，以及用于实现SUE的时钟提取、到UHB的时钟驱动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用家庭接入点FUE将数字基带IQ信号与用户业务相互转换，并实现最终用户鉴权，以向所述用户终端提供固定的数字用户线路接入手段，并转换为无线接入；
使用UE集线器UHB桥接所述SUE和所述FUE，用于下行数字基带IQ信号的到各个FUE的分发，以及各个FUE的上行数字基带IQ信号的汇聚和合路；以及
使用网络布线将所述天线、SUE、FUE、UHB相互连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述天线为高增益的定向天线。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20090701 Assignee: SHENZHEN ZTE MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: ZTE Corporation Contract record no.: 2015440020319 Denomination of invention: DSL access system and method based on UMTS Granted publication date: 20120808 License type: Common License Record date: 20151123 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120808 Termination date: 20191109 |