CN107635294B - 基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质，所述基站子***包括BBU以及与BBU连接的三个以上的呈链状覆盖的双通道RRU，一个RRU的两个通道分别连接于一根双极化天线的两个端口，除链状两端的RRU对应的双极化天线外的所有双极化天线的一个极化方向的极化接收端被配置为第一小区，另一个极化方向的极化接收端被配置为第二小区，第一小区和第二小区为两个相反移动方向的用户终端提供服务；BBU接收链状一端的RRU上传的用户终端的基带信号，根据链状一端的RRU的位置确定用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为所述用户终端分配对应的小区资源。通过本发明实施例的基站子***，能够有效提高***网络的业务承载能力，提升用户的感知。

Description

基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质。

背景技术

目前，高铁专网的建设规划采用专用小区、专有频点的模式，可以克服使用公网覆盖带来的拥塞、切换不及时等问题。覆盖方式通过基带处理单元(BBU)、双通道射频拉远单元(RRU)和高增益天线实现，从而解决八通道RRU不具备级联能力的瓶颈，减少高速用户的小区间切换次数，提升业务稳定性。

为了大幅减少高速铁路在高速运动下的切换和重选次数，保持业务的连接的稳定性和流畅性，目前长期演进(Long Term Evolution，LTE)高铁专网采用多个RRU共小区组网模式，如图1所示，当有列车驶入时，小区内的所有RRU共同给列车用户提供服务。当小区内有两列及以上列车驶入时，该小区同时为几辆列车的用户提供服务，如图2所示。但是当该小区同时为多辆列车提供业务时，容易出现资源瓶颈，影响业务感知。此外，由于LTE频谱资源紧张，为了保障大网网络质量，难以为专网分配更多的频点，因此，无法通过载波扩容来解决高铁承载能力受限、资源不足问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质，提升了网络业务承载能力。

根据本发明的一个方面，本发明实施例提供了一种基站子***，基站子***包括基带处理单元BBU，以及与BBU连接的三个以上的呈链状覆盖的双通道射频拉远单元RRU，一个RRU的两个通道分别连接于一根双极化天线的两个端口，除链状两端的RRU对应的双极化天线外的所有双极化天线的一个极化方向的极化接收端被配置为第一小区，另一个极化方向的极化接收端被配置为第二小区，其中，第一小区为第一移动方向的用户终端提供服务，第二小区为第二移动方向的用户终端提供服务，第一移动方向和第二移动方向相反；

BBU，用于接收链状一端的RRU上传的用户终端的基带信号，根据链状一端的RRU的位置确定用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为用户终端分配对应的第一小区资源或第二小区资源。

进一步，如上所述的基站子***，第一小区资源的所有极化接收端级联，第二小区资源的所有极化接收端级联。

进一步，如上所述的基站子***，RRU沿高速铁路沿线呈链状直线分布，用户终端为高速铁路用户终端。

进一步，如上所述的基站子***，相邻的两个第一小区之间的切换方式和相邻的两个第二小区之间的切换方式均被配置为单向切换，相邻的两个第一小区之间的切换方向为第一移动方向，相邻的两个第二小区之间的切换方向为第二移动方向。

进一步，如上所述的基站子***，双极化天线为正负45度双极化天线或垂直水平双极化天线。

根据本发明的另一个方面，本发明实施例提供了一种基于上述基站子***的信号传输方法，该方法包括：

链状一端的RRU接收用户终端的射频信号，将射频信号转换为基带信号后上传至BBU；

BBU根据上传基带信号的链状一端的RRU的位置确定用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为用户终端分配对应的小区资源；

用户终端与BBU之间基于BBU所分配的小区资源的极化接收端和RRU通道进行信号的传输。

进一步，如上所述的信号传输方法，BBU根据上传基带信号的链状一端的RRU的位置确定用户终端的移动方向，包括：

BBU若只接收到链状一端的RRU上传的基带信号，未接收到链状两端之外的其他RRU上传的基带信号，则确定用户终端的移动方向为由链状一端至链状另一端的方向。

进一步，如上所述的信号传输方法，用户终端与BBU之间基于BBU所分配的小区资源的极化接收端和RRU通道进行信号的传输，包括：

在上行方向，所分配的小区资源的极化接收端接收用户终端的射频信号，将接收的射频信号发送到至对应的RRU通道，RRU通道将射频信号转换为基带信号后发送到BBU；

和/或，

在下行方向，BBU将基带信号发送至RRU，RRU根据基带信号所对应的用户终端所在的小区，通过对应的小区资源的RRU通道将基带信号转换为射频信号后输出到对应的极化接收端，由对应的极化接收端将射频信号发送至对应的用户终端。

根据本发明的再一个方面，本发明实施例提供一种基站设备，包括存储器和处理器；

存储器，用于储存可执行程序代码；

处理器，用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行本发明实施例的信号传输方法。

根据本发明的又一个方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例的信号传输方法。

本发明实施例的基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质，利用双通道RRU的交叉极化，通过将交叉极化分离的方式，将原有的一个多RRU共小区***为了两个小区，使两个小区分别承载不同移动方向的移动终端的业务，提升了网络业务承载能力，提升了用户的感知。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为现有技术中高铁专网多RRU共小区为一列列车提供服务的示意图；

图2为现有技术中高铁专网多RRU共小区为相向行驶的两列列车提供服务的示意图；

图3为现有多RRU共小区的双极化天线的连接结构示意图；

图4为本发明实施例中一种基站子***的结构示意图；

图5为本发明实施例中多个双通道RRU的双极化天线的级联结构示意图；

图6为本发明实施例中水平垂直双极化天线的示意图；

图7为本发明实施例的基站子***的小区资源在高铁应用场景下的覆盖示意图；

图8为本发明实施例的一种信号传输方法的流程示意图；

图9为能够实现本发明实施例的基站子***和信号传输方法的计算设备的硬件框架结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

时分复用(Time Division Multiplexing，TD)基站子***包括BBU和RRU，BBU和RRU通过光纤连接，RRU又分为多通道RRU和单通道RRU。多通道RRU即一个射频拉远单元上提供多路(端口)射频输出。在一些特殊应用场景，如高铁、地铁、隧道、磁浮等高速场景，为了减少用户在高速运动下的小区切换和小区重选次数，在移动网络的覆盖方案中，会采用BBU+多RRU的组网模式，多个RRU对同一逻辑小区进行覆盖，一个BBU对应一个逻辑小区。

图3示出了目前现网中6个双通道RRU的双极化天线级联(极化天线级联则对应的RRU也是级联)形成的一个小区A的示意图，由图中可以看出，所有RRU的双极化天线两个射频端口全部级联，双极化天线的极化接收端接收到用户终端的射频信号，由RRU将两路射频信号转换为两路基带信号后发送到BBU，实现上行极化分集接收。采用图3中所示的级联架构，当有列车驶入，用户终端接入小区A时，小区A的6个RRU一同给列车用户提供服务，以保持业务的连接稳定性和流畅性。但是当两辆或多辆列车同时驶入小区A时，小区A很容易出现资源瓶颈，影响业务感知。

为了解决提升网络的业务承载能力，提升用户的业务感知，本发明实施例提供了一种基站子***、信号传输方法、基站设备和存储介质。

图4示出了本发明一个实施例中一种基站子***的结构示意图。如图中所示，该基站子***包括BBU110，以及与BBU110连接的三个以上的呈链状覆盖的双通道RRU120，本实施例中示出了5个RRU，一个RRU120的两个通道分别连接于一根双极化天线130的两个端口，除链状两端的RRU120对应的双极化天线外的所有双极化天线的一个极化方向的极化接收端被配置为第一小区，另一个极化方向的极化接收端被配置为第二小区，其中，第一小区为第一移动方向的用户终端提供服务，第二小区为第二移动方向的用户终端提供服务，第一移动方向和第二移动方向相反。

BBU110，用于接收链状一端的RRU120上传的用户终端的基带信号，根据链状一端的RRU120的位置确定用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为用户终端分配对应的第一小区资源或第二小区资源。

本发明实施例中，上述小区资源包括小区对应的RRU通道和与对应的RRU通道连接的极化天线的极化接收端。例如，对于第一小区，第一小区的资源即为上述一个极化方向的极化接收端以及与极化接收端对应连接的RRU通道。对于第二小区，第二小区的资源即为上述另一个极化方向的极化接收端以及与极化接收端对应连接的RRU通道。

本发明实施例的基站子***，通过将RRU120的两个通道以及RRU120连接的双极化天线130的两个极化方向的天线分离，将原来多个RRU对应的一个逻辑小区分离成了同频的两个逻辑小区，并控制两个小区对不同移动方向的用户终端提供服务。在有一个移动方向的用户终端进入基站子***的网络覆盖范围，需要接入网络时，链状一端的RRU120会首先接收到与其连接的双极化天线130上传的射频信号，RRU120将射频信号转化为基带信号为上传至BBU110，此时BBU110便可以根据上传基带信号的RRU120的位置判断出用户终端的移动方向，从而为用户终端分配相应的小区资源。例如，BBU110首先接收到了链状最右端的RRU120上传的基带信号，则确定用户终端的移动方向为由右向左，为用户终端分配被配置为向由右向左移动的用户终端提供服务的小区资源。当同时有双向的用户终端需要接入时，则BBU110会接收到链状两端的RRU120上传的基带信号，此时，BBU110则为链状最左侧的RRU120上传的基带信号所对应的用户终端分配被配置为向由左向右移动的用户终端提供服务的小区资源，为链状最右侧的RRU120上传的基带信号所对应的用户终端分配被配置为向由右向左移动的用户终端提供服务的小区资源。

采用本发明实施例的基站子***，在同时有相向的两个移动方向的大量用户终端接入时，可以根据移动方向为用户终端分配对应的小区资源，大大降低了用户终端对一个RRU通道的资源竞争，在RRU资源总数不变的基础上，大大提升了基站子***业务承载能力，***的业务承载能力能够基本上达到现有基站子***的两倍，有效提升了用户的感知。

需要说明的是，本发明实施例中，双极化天线130的两个端口指的是天线与RRU120连接的端口，如图4中的端口I和端口J，极化接收端是天线相对于用户终端而言的，是双极化天线130接收用户终端的射频信号的一端，如图4中所示的接收端M和接收端N。

为了进一步提高基站子***的业务承载能力，提高用户的感知，本发明一个实施例中，优选第一小区资源的所有极化接收端级联，第二小区资源的所有极化接收端级联。

图5中示出了本发明一具体实施例的基站子***中与除链状两端外的RRU连接的双极化天线的连接示意图。图中，a和b为天线的两个极化接收端口，a对应一个极化方向，b对应另一个极化方向，由图中可以看出，所有极化天线的a极化接收端级联被配置为小区A，所有双极化天线的b极化接收端级联被配置为小区B，A小区和B小区呈水平覆盖。

本发明实施例中，双极化天线130可以采用正负45度双极化天线或者垂直水平双极化天线。如图6所示，为垂直极化天线的结构示意图，天线有垂直极化和水平极化两个极化方向。

本发明实施例中，基站子***的所有RRU110沿高速铁路沿线呈链状直线分布，用户终端为高速铁路用户终端。

本发明实施例的基站子***，尤其适用于高铁、地铁、隧道、磁浮等高速场景，根据高速场景的用户移动特点，高速沿线的移动通信网络优选采用链状直线覆盖模式，对应的，高速场景下的用户终端即为高速铁路用户终端。

本发明实施例中，相邻的两个第一小区之间的切换方式和相邻的两个第二小区之间的切换方式均被配置为单向切换，相邻的两个第一小区之间的切换方向为第一移动方向，相邻的两个第二小区之间的切换方向为第二移动方向。

现有的基站子***的多个RRU共小区方案，为了承载两个不同移动方向的终端用户，所有相邻小区之间的切换模式必须采用双向切换，但是双向切换很可能导致乒乓切换的问题。例如，在一实际应用场景中，从南向北相邻的A₁、A₂小区间隔1km(小区覆盖距离1km)分布在铁路边上，南面驶来的列车用户的用户终端会从A₁切换到A₂上，北面驶来的列车用户会从A₂切换到A₁上，频繁的双向切换就会导致乒乓切换，影响用户的业务感知。

本发明实施例的基站子***，通过将RRU130的双通道和对应的双极化天线的两个极化接收端***，并配置为两个小区，每个小区只需要负责一个移动方向的用户，因此，通过将相邻小区的切换模式配置为单向切换，切换方向对应为小区提供服务的用户终端的移动方向，从而防止了用户频繁切换的发生，以及当应该在小区A承载的用户掉落至小区B时，可以及时再重选回小区A。

图7示出了本发明实施例的基站子***的一个实际应用场景的结构示意图。图中上方虚线的椭圆表示小区A的网络服务范围，下方虚线的椭圆表示小区B的网络服务范围，小区A为由右向左行驶的列车提供服务，小区B为由左向右行驶的列车提供服务。在有列车驶入小区A或小区B，有列车用户的用户终端需要接入时，BBU根据链状两端的RRU接入的用户数和业务量激增来判断列车的运行方向即移动方向，并根据运行方向分配相应的小区资源。

本应用场景中，列车驶入时网络的承载流程为：BBU若只接收到链状一端的RRU上传的基带信号，未接收到链状两端之外的其他RRU上传的基带信号，则确定用户终端的移动方向为由链状一端至链状另一端的方向。例如，当最右侧RRU识别到有大量用户接入并驻留时，即链状最右端的RRU接收到与其连接的双极化天线上传的射频信号，而其余RRU的资源空闲，最右端的RUU将接收到的射频信号转换为基带信号并上传至BBU，BBU则根据上传基带信号的RRU的位置，判断列车是从右侧驶入，则为该列车的用户终端分配小区A的资源，小区B不承载业务。当最左侧的RRU接收到有大量用户接入并驻留，而其余RRU的资源空闲，则可断定列车从左向驶入，为这辆列车的用户分配小区B的资源。

本发明实施例的基站子***，能够在RRU资源总数不变的情况下，降低用户终端对RRU通道的竞争，提高了***的业务承载能力，该***尤其适用于高速铁路等应用场景中，在有相向移动的大量用户终端接入网络时，能够大大提高用户的感知。

基于本发明实施例的基站子***，本发明实施例还提供了一种信号传输方法，如图8所示，该信号传输方法可以包括以下步骤：

步骤S1：链状一端的RRU接收用户终端的射频信号，将射频信号转换为基带信号后上传至BBU。

步骤S2：BBU根据上传基带信号的链状一端的RRU的位置确定用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为用户终端分配对应的小区资源。

步骤S3：用户终端与BBU之间基于BBU所分配的小区资源的极化接收端和RRU通道进行信号的传输。

本发明实施例中，BBU根据上传基带信号的链状一端的RRU的位置确定用户终端的移动方向，包括：

BBU若只接收到链状一端的RRU上传的基带信号，未接收到链状两端之外的其他RRU上传的基带信号，则确定用户终端的移动方向为由链状一端至链状另一端的方向。

当然，若BBU同时接收到了链状两端的两个RRU上传的基带信号，则说明此时有两个移动方向的用户终端接入网络，分别根据链状两端的两个RRU的位置，为两个移动方向的用户终端分别分配小区资源，两个移动方向的用户终端被分配为两个不同的小区资源。

本发明实施例中，用户终端与BBU之间基于BBU所分配的小区资源所对应的极化接收端和对应的RRU通道进行信号的传输，包括：

在上行方向，所分配的小区资源的极化接收端接收用户终端的射频信号，将接收的射频信号发送到至对应的RRU通道，RRU通道将射频信号转换为基带信号后发送到BBU；

和/或，

在下行方向，BBU将基带信号发送至RRU，RRU根据基带信号所对应的用户终端所在的小区，通过对应的小区资源的RRU通道将基带信号转换为射频信号后输出到对应的极化接收端，由对应的极化接收端将射频信号发送至对应的用户终端。

结合图4至图8描述的基站子***和信号传输方法的至少一部分可以由计算设备实现。图9示出了本发明实施例的计算设备的硬件框架结构示意图。如图9所示，计算设备900可以包括输入设备901、输入接口902、中央处理器903、存储器904、输出接口905、以及输出设备906。其中，输入接口902、处理器903、存储器904、以及输出接口905通过总线910相互连接，输入设备901和输出设备906分别通过输入接口902和输出接口905与总线910连接，进而与计算设备900的其他组件连接。具体地，输入设备901接收来自外部的输入信息，并通过输入接口902将输入信息传送到处理器903；处理器903基于存储器904中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器904中，然后通过输出接口905将输出信息传送到输出设备906；输出设备906将输出信息输出到计算设备900的外部供用户使用。

也就是说，图9所示的计算设备900可以被实现为基站设备，该基站包括：处理器和存储器。该存储器用于储存有可执行程序代码；处理器用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述实施例的信号传输方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例提供的信号传输方法。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而***体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (10)

1.一种基站子***，其特征在于，所述基站子***包括基带处理单元BBU，以及与BBU连接的三个以上的呈链状覆盖的双通道射频拉远单元RRU，一个所述RRU的两个通道分别连接于一根双极化天线的两个端口，除链状两端的所述RRU对应的双极化天线外的所有双极化天线的一个极化方向的极化接收端被配置为第一小区，另一个极化方向的极化接收端被配置为第二小区，其中，第一小区为第一移动方向的用户终端提供服务，第二小区为第二移动方向的用户终端提供服务，第一移动方向和第二移动方向相反；

所述BBU，用于接收链状一端的所述RRU上传的用户终端的基带信号，根据上传基带信号的所述链状一端的所述RRU的位置确定所述用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为所述用户终端分配对应的第一小区资源或第二小区资源。

2.根据权利要求1所述的基站子***，其特征在于，所述第一小区资源的所有极化接收端级联，所述第二小区资源的所有极化接收端级联。

3.根据权利要求1所述的基站子***，其特征在于，所述RRU沿高速铁路沿线呈链状直线分布，所述用户终端为高速铁路用户终端。

4.根据权利要求1所述的基站子***，其特征在于，相邻的两个第一小区之间的切换方式和相邻的两个第二小区之间的切换方式均被配置为单向切换，相邻的两个第一小区之间的切换方向为所述第一移动方向，相邻的两个第二小区之间的切换方向为所述第二移动方向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的基站子***，其特征在于，所述双极化天线为正负45度双极化天线或垂直水平双极化天线。

6.一种基于权利要求1中所述的基站子***的信号传输方法，其特征在于，包括：

链状一端的RRU接收用户终端的射频信号，将射频信号转换为基带信号后上传至BBU；

所述BBU根据上传基带信号的所述链状一端的所述RRU的位置确定所述用户终端的移动方向，根据确定出的移动方向为所述用户终端分配对应的小区资源；

所述用户终端与所述BBU之间基于所述BBU所分配的小区资源的极化接收端和RRU通道进行信号的传输。

7.根据权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，所述BBU根据上传基带信号的所述链状一端的所述RRU的位置确定所述用户终端的移动方向，包括：

所述BBU若只接收到所述链状一端的所述RRU上传的基带信号，未接收到链状两端之外的其他RRU上传的基带信号，则确定所述用户终端的移动方向为由所述链状一端至链状另一端的方向。

8.根据权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，所述用户终端与所述BBU之间基于所述BBU所分配的小区资源的极化接收端和RRU通道进行信号的传输，包括：

在上行方向，所分配的小区资源的极化接收端接收所述用户终端的射频信号，将接收的射频信号发送到至对应的RRU通道，RRU通道将射频信号转换为基带信号后发送到所述BBU；

和/或，

在下行方向，所述BBU将基带信号发送至RRU，RRU根据基带信号所对应的用户终端所在的小区，通过对应的小区资源的RRU通道将基带信号转换为射频信号后输出到对应的极化接收端，由对应的极化接收端将射频信号发送至对应的用户终端。

9.一种基站设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于储存可执行程序代码；

所述处理器，用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行权利要求6至8中任一项所述的信号传输方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求6至8中任一项所述的信号传输方法。

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