CN103916864A - 一种无线直放站及其传输信号方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线直放站及其传输信号方法，涉及无线通信领域。无线直放站包括：传输通道，用于传输基站与用户终端之间的信号；控制单元，与所述传输通道连接，用于根据所述基站的信号，确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；开关单元，与所述传输通道连接，用于根据所述控制指令切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述基站进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态。本发明的方案保证了时分双工通信***的互易性，并能简化设备，降低成本。

Description

一种无线直放站及其传输信号方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是指一种无线直放站及其传输信号方法。

背景技术

由于无线信号随着传播距离的增大而发生衰减，因此小区边缘用户和盲区用户由于信号较弱，性能较差。为了解决弱覆盖和深度覆盖问题，在目前2G现网中广泛使用了直放站改善覆盖。按照应用场景，直放站可以分为室内直放站和室外直放站。

无线直放站是对移动通信信号直接放大的一种同频中继站。它在不改变原信号的频率，也不对信号所携带的信息作任何处理情况下放大信号的强度。

在GSM***中，上行信号和下行信号分别使用不同的频段，即是采用FDD的双工方式。因为上行信号和下行信号的频段与方向不同，所要求的信号强度也不同，因此直放机必须具备对上下行信号分别进行处理的能力，即上行和下行信号分别采用两套独立的收发通路。

在分时长期演进TD-LTE***中，由于采用了时分的双工方式（TDD），收发共用同一个传播信道（频率也相同），理论上可认为上行传播信道等于下行传播信道，即上行信道和下行信道具有互易性。

TDD***的一大优势在于上下行信道通过互易性获得。基于此信道互易性，TDD***中的发射端（比如基站）可利用用户发送的上行导频信号（如LTE***中的上行SRS信号）检测出上行信道，进而估计得到下行信道，并基于此信息利用智能天线进行波束赋形传输。例如，在TD-LTE***中被广泛采用的TM7单流传输模式和TM8双流传输模式都是利用TDD***的信道互易性来进行波束赋形，从而获得赋形增益，提高传输速率。

然而，在物理实现上，每个天线阵子的射频端需要两套电路来分别完成信号的发送和接收，如图1所示。由于硬件方面的工艺误差，加上放大器的非线性失真，很难实现射频端的两套电路具有完全一样的特性。另外，每个射频电路的特征响应也随着环境（如温度，湿度等）和时间的变化而变化。这样，从对基带信号的影响上看，天线阵子i的发送通道和接收通道等效的对信号乘以了不同的系数，即Ti和Ri。这导致了信道的互易性受损。

实际下行信道H_DL为：

H_DL＝R_UE·H·T_BS

而实际上行信道H_UL为：

H_UL＝R_BS·H^T·T_UE

而由于收发通路系数不一致的影响，导致H_DL≠H_UL，即信道互易性不再满足。

因此，为了能够利用检测的上行信道得到下行信道信息，需要对基站端和用户端的天线阵子进行校准。其校准目标是通过在基站端和用户端的天线阵子的收通道或发通道分别乘上一个校准补偿系数，以使校准后每个天线阵子的收发通道系数比例一致。但事实上，用户端的天线失配对基站端的下行预处理影响有限。因此，实际中可只对基站端的天线阵子进行校准近似实现上下行信道互易。目前，TD-SCDMA和TD-LTE***中常用的RRU(射频拉远模块)内部自校准的结构如图2所示，其中，校准信号处理单元可以位于BBU(室内基带处理单元)侧，也可以位于RRU侧。

现有的直放站一般用在GSM中，由于GSM采用的FDD频分的双工方式，所以相应的，直放站的上下行信号的处理一般采用独立的收发通路以处理不同频率的信号。然而，如果在TD-LTE***中的直放站如果仍采用传统的图1结构，则eNB（基站）和UE（客户端）之间的上下行信号经过了不同的收发通路，即上行信号放大再生是经过上行收发通路，下行信号放大再生是经过下行收发通路，由于其电路响应系数不同，导致TDD的信号互易性不再满足。然而，由于直放站对网络是透明的，即eNB和UE都不知道***中是否安装了直放站。如果eNB使用了TM7单流波束赋形或者TM8双流波束赋形的传输模式，由于此时TDD***的信道互易性被直放站破坏，导致在基站侧无法根据上行信道准确的估计下行信道，因而波束赋形不准，TD-LTE的性能会显著变差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线直放站及其传输信号方法，可以满足TD-LTE***中信道互易性的要求。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种无线直放站，应用于时分双工通信***，包括：

传输通道，用于传输基站与用户终端之间的信号；

控制单元，与所述传输通道连接，用于根据所述基站的信号，确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；

开关单元，与所述传输通道连接，用于根据所述控制指令切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态。

其中，所述传输通道包括：

第一传输通道，与所述基站的第一天线和所述控制单元连接，用于传输所述基站与所述用户终端之间的信号；

第二传输通道，与所述用户终端的第二天线连接，用于传输所述用户终端与所述基站之间的信号。

其中，所述开关单元包括：

第一开关，与所述第一传输通道连接，用于根据所述控制指令，切换到与所述基站连接的状态或者是与所述用户终端连接的状态；

第二开关，与所述第二传输通道连接，用于根据所述控制指令，切换到与所述用户终端连接的状态或者是与所述基站连接的状态。

其中，所述控制单元具体用于：通过所述第一传输通道接收所述基站的信号，并根据所述信号确定所述基站的时隙配比，根据所述时隙配比，在所述用户终端的上行时隙，产生第一控制指令，在所述基站的下行时隙，产生第二控制指令。

其中，所述第一开关具体用于根据所述第一控制指令，切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，所述第二开关具体用于根据所述第一控制指令，切换与所述基站的第一天线连接的状态；

所述第一传输通道具体用于将从所述用户终端接收来的信号，通过所述第二传输通道发送给所述基站。

其中，所述第一开关具体用于根据所述第二控制指令，切换到与所述的第一天线连接的状态，所述第二开关具体用于根据所述第二控制指令，切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态；

所述第二传输通道具体用于将从所述基站接收来的信号，通过所述第一传输通道发送给所述用户终端。

本发明的实施例还提供一种无线直放站传输信号的方法，应用于时分双工通信***，包括：

接收基站的信号；

根据所述基站的确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；

根据所述控制指令将开关单元切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态；

通过传输通道传输开关单元在所述第一状态下的信号或者所述第二状态下的信号。

其中，根据所述基站的确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令的步骤包括：

在所述用户终端的上行时隙，产生第一控制指令，在所述基站的下行时隙，产生第二控制指令。

其中，所述开关单元包括：第一开关和第二开关；

根据所述控制指令将开关单元切换到第一状态或者第二状态的步骤包括：

根据所述第一控制指令，控制所述第一开关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，并控制所述第二开关切换与所述基站的第一天线连接的状态；或者

根据所述第二控制指令，控制所述第一天关切换到与所述的第一天线连接的状态，并控制所述第二天关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态。

其中，所述传输通道包括：第一传输通道和第二传输通道；

通过传输通道传输开关单元在所述第一状态下的信号或者所述第二状态下的信号的步骤包括：

通过所述第一传输通道接收所述用户终端的信号，并通过所述第二传输通道将所述用户终端的信号发送给所述基站；或者

通过所述第二传输通道接收所述基站的信号，并通过所述第一传输通道将所述基站的信号发送给所述用户终端。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的上述方案中，通过控制开关单元的状态，来改变传输通道的工作状态，从而使上行传输和下行传输共享同一传输通道，使得上下行通路具有相同收发通路的响应系数，保证了时分双工通信***的互易性，并能简化设备，降低成本。

附图说明

图1为现有技术中无线直放站的结构示意图；

图2为现有技术中射频拉远模块实现自校准的结构示意图；

图3为本发明中无线直放站的结构的示意图；

图4为本发明的无线直放站的具体结构的示意图；

图5为本发明的无线直放站传输信号方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

如图3所示，一种无线直放站，应用于时分双工通信***，包括：

传输通道，用于传输基站与用户终端之间的信号；

控制单元，与所述传输通道连接，用于根据所述基站的信号，确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；

开关单元，与所述传输通道连接，用于根据所述控制指令切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态。

本实施例的方案中，控制单元通过控制开关单元，来改变传输通道的工作状态，从而使上行传输和下行传输共享同一传输通道，上下行通路具有相同收发通路的响应系数，保证了时分双工通信***的互易性，并能简化设备，降低成本。

其中，所述传输通道具体包括：

第一传输通道，与所述基站的第一天线和所述控制单元连接，用于传输所述基站与所述用户终端之间的信号；

第二传输通道，与所述用户终端的第二天线连接，用于传输所述用户终端与所述基站之间的信号。

所述开关单元具体包括：

第一开关，与所述第一传输通道连接，用于根据所述控制指令，切换到与所述基站连接的状态或者是与所述用户终端连接的状态；

第二开关，与所述第二传输通道连接，用于根据所述控制指令，切换到与所述用户终端连接的状态或者是与所述基站连接的状态。

控制单元通过所述第一传输通道接收所述基站的信号，并根据所述信号确定所述基站的时隙配比，根据所述时隙配比，在所述基站的上行时隙，产生第一控制指令，在所述基站的下行时隙，产生第二控制指令。

当要使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态时，第一开关根据所述第一控制指令，切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，第二开关根据所述第一控制指令，切换与所述基站的第一天线连接的状态；此时第一传输通道具体用于将从所述用户终端接收来的信号，通过所述第二传输通道发送给所述基站。

当所述基站进行下行时隙传输信号的状态时，所述第一开关根据所述第二控制指令，切换到与所述的第一天线连接的状态，第二开关根据所述第二控制指令，切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态；此时第二传输通道具体用于将从所述基站接收来的信号，通过所述第一传输通道发送给所述用户终端。

下面对无线直放站进行详细描述：

以单天线的无线直放站为例（多天线的无线直放站可以直接类推），本实施例提出的无线直放站的结构示意图如图4所示。考虑到在TDD***中在同一时间只有一条单向链路（上行或者下行）进行传输的特性，本发明提出的无线直放站只使用一套收发通路，即只有一条收通道和一条发通道。

详细来说，本发明提出的无线直放站的功能单元主要包括四部分：收通道（即之前所述第一传输通道），发通道（即之前所述第二传输通道），控制单元和开关单元。

其中，收通道和发通道完成传统的无线直放站的信号接收，放大再生和发送功能，但在本实施例由于只使用一套收发通路，即上行信号和下行信号都共享同样的收发通路，因此具有相同的收发通路响应系数，从而保证了时分双工通信***的互易性要求。

控制单元对由收通道接收的来自基站的信号进行译码，从而确定基站的信号的时隙配比，进而确定上下行传输的切换时间，并给开关单元发送控制信令，控制开关进行相应的切换工作。

可切换开关接收来自译码和控制单元的控制信令，并完成相应的切换工作。

具体来说，在进行上行时隙传输时，与发通道连接的开关2（即图4中的第二开关）切换到基站的天线（即之前所述的第一天线），与收通道连接的开关1（即图4中的第一开关）切换到用户终端的天线（即之前所述的第二天线），用户终端的天线接收来自用户的上行信号，并通过收通道、发通道以及基站的天线发送给基站；

在进行下行时隙传输时，与发通道连接的开关2切换到用户终端的天线，与收通道连接的开关1切换到基站的天线，即基站的天线接收来自基站的下行信号，并通过发通道、收通道和用户终端的天线发送给用户终端。

综上所述本实施例的控制单元通过控制开关单元，来改变传输通道的工作状态，从而使上行传输和下行传输共享同一传输通道，使得上下行通路具有相同收发通路的响应系数，保证了时分双工通信***的互易性；进一步地，由于采用一套收发通路，简化了设备，从而降低成本。

实施例2

一种无线直放站传输信号的方法，应用于时分双工通信***，如图5所示，包括以下步骤：

步骤1，接收基站的信号；

步骤2，根据所述基站的确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；

即在所述用户终端的上行时隙，产生第一控制指令，在所述基站的下行时隙，产生第二控制指令；

步骤3，根据所述控制指令将开关单元切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态；

步骤4，通过传输通道传输开关单元在所述第一状态下的信号或者所述第二状态下的信号。

具体地讲，所述开关单元包括：第一开关和第二开关；

根据所述第一控制指令，控制所述第一开关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，并控制所述第二开关切换与所述基站的第一天线连接的状态；或者

根据所述第二控制指令，控制所述第一天关切换到与所述的第一天线连接的状态，并控制所述第二天关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态。

所述传输通道包括：第一传输通道和第二传输通道；

通过所述第一传输通道接收所述用户终端的信号，并通过所述第二传输通道将所述用户终端的信号发送给所述基站；或者

通过所述第二传输通道接收所述基站的信号，并通过所述第一传输通道将所述基站的信号发送给所述用户终端。

本实施例的控制单元通过控制开关单元，来改变传输通道的工作状态，从而使上行传输和下行传输共享同一传输通道。当要使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态时，根据所述第一控制指令，控制所述第一开关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，构成第一传输通道，并控制所述第二开关切换与所述基站的第一天线连接的状态，构成第二传输通道，通过所述第一传输通道接收所述用户终端的信号，并通过所述第二传输通道将所述用户终端的信号发送给所述基站，从而完成上行时隙传输；当要使所述基站进行下行时隙传输信号的状态时，可根据所述第二控制指令，控制所述第一天关切换到与所述的第一天线连接的状态，形成第一传输通道，并控制所述第二天关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，形成第二传输通道，之后通过所述第二传输通道接收所述基站的信号，并通过所述第一传输通道将所述基站的信号发送给所述用户终端，从而完成下行时隙传输。如此一来，无线直放站可采用一套收发通路，进而简化了设备，从而降低成本，并且具有相同收发通路的响应系数，保证了时分双工通信***的互易性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线直放站，应用于时分双工通信***，其特征在于，包括：

传输通道，用于传输基站与用户终端之间的信号；

控制单元，与所述传输通道连接，用于根据所述基站的信号，确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；

开关单元，与所述传输通道连接，用于根据所述控制指令切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态。

2.根据权利要求1所述的无线直放站，其特征在于，所述传输通道包括：

第一传输通道，与所述基站的第一天线和所述控制单元连接，用于传输所述基站与所述用户终端之间的信号；

第二传输通道，与所述用户终端的第二天线连接，用于传输所述用户终端与所述基站之间的信号。

3.根据权利要求2所述的无线直放站，其特征在于，所述开关单元包括：

第一开关，与所述第一传输通道连接，用于根据所述控制指令，切换到与所述基站连接的状态或者是与所述用户终端连接的状态；

第二开关，与所述第二传输通道连接，用于根据所述控制指令，切换到与所述用户终端连接的状态或者是与所述基站连接的状态。

4.根据权利要求3所述的无线直放站，其特征在于，所述控制单元具体用于：通过所述第一传输通道接收所述基站的信号，并根据所述信号确定所述基站的时隙配比，根据所述时隙配比，在所述用户终端的上行时隙，产生第一控制指令，在所述基站的下行时隙，产生第二控制指令。

5.根据权利要求4所述的无线直放站，其特征在于，

所述第一开关具体用于根据所述第一控制指令，切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态；

所述第二开关具体用于根据所述第一控制指令，切换与所述基站的第一天线连接的状态；

所述第一传输通道具体用于将从所述用户终端接收来的信号，通过所述第二传输通道发送给所述基站。

6.根据权利要求4所述的无线直放站，其特征在于，

所述第一开关具体用于根据所述第二控制指令，切换到与所述的第一天线连接的状态；

所述第二开关具体用于根据所述第二控制指令，切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态；

所述第二传输通道具体用于将从所述基站接收来的信号，通过所述第一传输通道发送给所述用户终端。

7.一种无线直放站传输信号的方法，应用于时分双工通信***，其特征在于，包括：

接收基站的信号；

根据所述基站的确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令；

根据所述控制指令将所述无线直放站的开关单元切换到第一状态或者第二状态，其中，所述第一状态是使所述用户终端进行上行时隙传输信号的状态，所述第二状态是使所述基站进行下行时隙传输信号的状态；

通过传输通道传输开关单元在所述第一状态下的信号或者所述第二状态下的信号。

8.根据权利要求7所述的无线直放站传输信号的方法，其特征在于，根据所述基站的确定所述基站的时隙配比，并产生控制指令的步骤包括：

在所述用户终端的上行时隙，产生第一控制指令，在所述基站的下行时隙，产生第二控制指令。

9.根据权利要求8所述的无线直放站传输信号的方法，其特征在于，所述开关单元包括：第一开关和第二开关；

根据所述控制指令将开关单元切换到第一状态或者第二状态的步骤包括：

根据所述第一控制指令，控制所述第一开关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态，并控制所述第二开关切换与所述基站的第一天线连接的状态；或者

根据所述第二控制指令，控制所述第一天关切换到与所述的第一天线连接的状态，并控制所述第二天关切换到与所述用户终端的第二天线连接的状态。

10.根据权利要求9所述的无线直放站传输信号的方法，其特征在于，所述传输通道包括：第一传输通道和第二传输通道；

通过传输通道传输开关单元在所述第一状态下的信号或者所述第二状态下的信号的步骤包括：

通过所述第一传输通道接收所述用户终端的信号，并通过所述第二传输通道将所述用户终端的信号发送给所述基站；或者

通过所述第二传输通道接收所述基站的信号，并通过所述第一传输通道将所述基站的信号发送给所述用户终端。