CN1695386A - 扩频通信*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扩频通信***，包括基站控制器，还包括一个集中基带***和射频***，其中：所述集中基带***与所述基站控制器通过特定接口相连接；所述的集中基带***包括：至少一个基带子***，以及时钟子***，所述时钟子***向所述基带子***提供时钟信号；所述基带子***与射频***通过内部接口相连接。由于本发明将多个基站的基带***部分集中，减少了基站的数量与基站与基站控制器之间接口的数量，集中基带***和射频***是完全独立，对站点布置带来很大方便，射频***更靠近天馈，减少了天馈损耗，降低了基站的发射功率及输入功率需求；基站能与基站控制器在同一地点安装，不必受限于射频***的地理位置，为运营商节省大量成本，提高可维护性。

Description

扩频通信***
技术械
本发明涉及无线通讯领域， 更具体地说，涉及一种实现基站的基带部分与 射频部分相分离， 便于组成环形网络的扩频通信***。 背景技术
扩频通信***根据无线调制解调技术的不同可分为多种，例如 IS95 CDMA, cdma2000, WCDMA, TD- SCDMA等等。 扩频通信固定侧设备由两个部分组成， 一 个基站控制器（ BSC )或中心节点（ RNC )以及若干基站 ( BTS )或节点（ Node B )。 基站与基站控制器之间的接口， 称为 Abi s接口或 IuB接口， 每个基站与基站 控制器之间有一个这样的接口， 多个基站就有多个接口，基站之间通过基站控 制器互相通讯。
现有的扩频通信***中，一个基站负责一个或少数几个射频天馈***， 完 成一个地区的无线业务接入。 由于一个基站的覆盖区域有限， 为完成一个较大 的区域覆盖， 需要多个基站， 相应地基站控制器必须提供多个接口。 导致与基 站控制器连接的基站数量众多， 在一定程度上降低了扩频通信***的可维护 性， 增加了投入成本。 基带与射频作为一个整体， 结构复杂， 室外化困难， 则 由于地理位置的分离，每个基站需要租用一个机房， 这样 η个基站就需要租用 η个机房， 增加了运营商的成本。
另外在基带与射频之间， 目前一般采用星形组网， 也有采用链形组网的。 星形组网要求的光纤较多， 尤其是在基带部分， 要求放射状的多对光纤。链形 网要求的光纤数少，但可靠性低。 前级断电或损坏将导致后级的失效。 由于基 站所处在环境条件一般都比较恶劣， 有可能造成较大影响。
环形组网能大量节省光纤， P争低布网难度， 提高可靠性， 而且可将星形、 链形看作是环网的一种特殊形式。 但环形组网难度最大。 光同步传输网络 SDH 能实现包括环形组网在内的多种组网形式， 但难以满足基带至射频传输的需 求， 主要有存在如下问题：
在移^通讯***中.， 某些制式（例如 CDMA )要求基站天馈发送与***时 间精确同步。因此需要由基带部分通过精确定时***（例如全球定位*** GPS ) 得到***时钟边界， 并向全网广播周期性的边界信号。 传输这种边界信号， 最 优的方式在前反向数据中， 同步地***时钟边界信息，这给基带射频接口处理 带来一些开销。 另外， 如果基带与射频非同址安装， 则需要实时地精确测量基 带到射频之间的传输延迟（该延迟会随链路倒换的状态而改变，链形或星形组 网不存在这个问题）， 再根据延迟调整前向的发射时间提前量， 以反向修正搜 索窗口的中心。 而 SDH不支持与倒换相关的传输延迟实时测量。 此外， 基带到 射频的信号， 速率快、 实时性要求高， 要求倒换延迟小。 基带到射频的传输， 与 SDH的标准速率集不同步。上述特殊性使得 SDH难以满足移动通讯基带至射 频传输的需求。
基带到射频的环形网络， 一个特点在于， 基带部分是前向的唯一源， 也是 反向的唯一目的地， 不存在射频与射频之间的直接通讯。可利用这一特点对基 带到射频环网作一些特定的优化。 发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的扩频通信***可维护性差、成本高 的缺点 ,提出一种扩频通信***，并且便于构造能满足基带至射频传输需求的， 高实时性、 高传输效率的组网结构。
本发明的技术方案之一是： 提出一种扩频通信***， 包括基站控制器， 其 特征在于， 还包括一个集中基带***和射频***；
所述的集中基带***与所述基站控制器通过 Ab i s或 Iub接口相连接； 所述的集中基带***包括至少一个基带子***和时钟子***，所述时钟子 ***向所述基带子***提供时钟信号，所述基带子***与射频***通过内部接 口相连接。
本发明的技术方案之二是： 一种扩频通信***， 包括基站控制器， 其特征 在于， 还包括一个集中基带***和射频***；
所述的集中基带***与所述基站控制器通过 Abi s或 Iub接口相连接； 所述的集中基带***包括一个基带子***和为所述基带子***提供时钟 信号的时钟子***；所述基带子***进一步包括一个主控基带子***和若干从 属基带子***； 所述主控基带子***与各从属基带子***相连接，对各基带处 理子***实行集中控制；
所述从属基带子***与射频***通过内部接口相连接。
所述基带***， 同时向两条环形链路发送前向信号。
所述射频***， 同时接收两条链路发送来的前向信号，但任一时刻只选择 其中一路。 由一个受链路状态控制的选择器完成选择。 在链路异常时， 选择器 倒换到合适的链路上去（例如， 如任何一路损坏则倒换至另外一路， 如两路均 正常则任选一路）。
所述射频***， 同时向环形链路的两个方向发送反向信号。 所述基带***， 同时接收两条链路发送来的反向信号，但任一时刻只选择 其中一路。 由一个受链路状态控制的选择器完成选择。 在链路异常时， 选择器 倒换到合适的链路上去。
由于本发明将多个基站的基带***部分集中在一起，从而减少了基站的数 量，也减少了基站与基站控制器之间接口的数量， 而仍然能达到同样的覆盖效 果。 集中基带***和射频***是完全独立， 对站点布置带来艮大方便。射频系 统可以更靠近天馈，从而減少天馈损耗， P条低基站的发射功率及输入功率需求。 由于每个站点只有射频***， 结构得到简化， 易于实现室外型以及小型化， 允 许在相当大的覆盖区域内只使用一个机房，如集中基带***也为室外型， 则无 须租用机房。基站能与基站控制器在同一地点安装， 而不必受限于射频***的 地理位置， 为运营商节省大量成本， 提高可维护性。 附图说明
图 1为现有技术中扩频通信***的结构图；
图 1为本发明提出的第一种方案的扩频通信***的结构示意图；
图 3为本发明提出的第二种方案的扩频通信***的结构示意图；
图 4为扩频通信***中的基站控制器与集中基带***同址安装的示意图； 图 5为本发明提出的扩频通信***的组网结构；
图 6 环形组网中射频***的信号处理装置；
图 7 链形网及星形网视同环网的示意图；
图 8是本 明所述扩频通信***的组网实施例。 具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
扩频通信固定侧设备分为两个组成部分， 一个基站控制器 BSC (或中心节 点 RNC )和若干基站 BTS (或节点 Node B )。 基站与基站控制器之间的接口称 为 Abi s接口或 IuB接口， 每个基站对应一条这样的接口， 多个基站就有多条 接口， 各基站之间通过基站控制器才能互相通讯。基站一般分为两个部分， 基 带处理部分和射频部分。其中基带处理部分完成数字基带部分的处理以及与基 站控制器之间的接口。 射频部分则完成信号的上、 下变频， 功率放大及发射。
在如图 1所示的现有***中，一个基站负责一个或少数几个射频***， 完 成一个地区的无线业务接入。 由于一个基站的覆盖区域有限， 为完成一个较大 的区域覆盖， 需要多个基站， 相应地基站控制器必须提供多个接口， 在一定程 度上降低了可靠性。
基站结构复杂，导致室外化难度大，代价高。每个基站需要设置一个机房， 为覆盖一个较大的区域则需要多个机房。 与机房相关的成本上升。
每个基站都需要精确定时***，对多个基站， 需要多套独立的精确定时系 统， 在一定程度上导致成本上升， 可靠性下降。
另外， 为了满足覆盖要求， 基站的地理位置必须分散， 这必然导致维护困 难。 本发明为解决上述现有技术的各种问题，提出如图 2所示的第一种方案的 扩频通信***， 包括基站控制器， 至少一个集中基带***和多个射频***； 所 述的集中基带***与所述基站控制器通过 Abis或 Iub等接口相连接； 所述的 集中基带***包括至少一个基带子***和一个时钟子***，所述时钟子***可 以在各个基带子***间共享， 即同时向多个基带子***提供时钟信号，所述基 带子***分别与多个射频***通过内部接口相连接。当然也可以设计为每个基 带子***分别对应一个时钟子***， 分别提供时钟信号。 此外， 本发明还提出第二种方案的扩频通信***， 如图 3所示， 包括基站 控制器， 至少一个集中基带***和多个射频***； 所述的集中基带***与所述 基站控制器通过 Abis或 Iub等接口相连接； 所述的集中基带***还包括一个 时钟子***、一个主控基带子***和若干从属基带子***； 所述时钟子***向 各主控基带子***和从属主控基带子***发送时钟信号；所述主控基带子*** 与各从属基带子***相连接， 对各从属基带子***实行集中控制。
首先可以使多个基带子***共享时钟，这样不需要为每个基带子***配置 独立的精确时钟（例如全球定位*** GPS ), 从而降低成本， 增加了可靠性。 其次，还可共享控制电路，共享与基站控制器的接口电路，同样可以降低成本， 简化设计， 以及增加可靠性。 另外， 集中式控制对基站控制器来说， 表现为一 个唯一的基站，这样可使基站控制器所带的基站总数大幅度减少，有利于基站 控制器集成度和可靠性的提高。
由于基带***集中化， 以及射频***远端化，从而为基站与基站控制器同 址安装提供了可能性， 并提高了这种配置方式的实际应用意义。 图 4为集中基 带***与基站控制器同址安装的一个实例。可以看出，原先基站控制器与基站 之间的远程接口， 变成了 ^巨离接口， 所受传输手段限制减少， 允许使用要求 低的， 简化的接口形式。 例如， 为满足远距离、 低带宽传输要求而规定的压缩 协议可以省略， 这使得基站及基站控制器的设置大大简化。 本发明提出的集中基带***与射频通过环形组网的拓朴结构如图 5所示， 汉纤双向环是基本的结构，也可由此衍生出 4纤环网等其它形式。一个环形网 上可以有一个集中基带***和多个射频***。射频***通过环网从基站站中获 取前向业务数据和信令，基带则通过环形网从射频***中获得反向业务数据和 信令。
利用无线通讯所特有的特点， 即射频***终结特定的实时前向数据， 同时 发起特定的实时反向数据， 并且基带是前向唯一的数据源， 同时是反向唯一的 数据目的地； 可以将环网设计成前 /反向复用的、 完全备份的、 支持快速倒换 的传输的网络。
图 5所示的为包含两个射频*** R1和 R2的一个简单环网示例，两个射频 站点将整个环分为 3个部分。
图 5a表示正常工作时前反向复用的方式；图 5a中标出了正常工作时每一 段在正常情况下传输的信号。 在正常工作状态下， 从基带 B0起， 沿顺时针方 向， 三段光纤传输的数据分别为：
在基带 B0至 R1光纤段上， 内环传输： R1前向 +R2前向， 外环传输： R1 反向 +R2反向。
在 R1至 R2光纤段上， 内环传输： R1反向 +R2前向， 外环传输： R1前向 +R2反向。 R1所作的操作是： 将属于 R1的前向数据接收下来， 并在原前向时 隙*** R1的反向数据。 内环操作和外环操作相同。
在 R2至基带 B0光纤段上， 内环传输： R1反向 +R2反向， 外环传输： R1 前向 +R2前向。 R2所作的操作与 R1类似。
为每个射频***分配一些特定的时隙，在前向，基带同时向内环和外环发 送同样的数据。 对射频***来说， 虽然两个环路都有数据传送， 但它只选择其 中一路作为真正的前向数据发射。在反向，每个射频***将数据同时发送到内 环和外环。 由于射频***已将属于它的前向时隙终结， 因此该时隙可以用于传 输该站的反向数据。这样属于同一个射频***的前向数据和反向数据共用一个 时隙， 有效地节省了带宽。
在基带， 同时接收来自内环和外环的反向数据。但链路选择器只选择其中 一路进行处理。 不同射频***在同一时刻可以选取不同的激活链路，例如在时 刻 TO时， R1激活链路为内环， 而 R2激活链路可以是外环。 链路选择器根据 链路的状态选择合适的链路。 当发生链路异常时， 链路选择器发生相应倒换。
图 5b表示异常时前反向复用的方式。
当出现如图 5b所示的光纤断链异常肘， 从基带 B0起， 沿顺时针方向， 三 段光纤传输的数据分别为：
在基带 B0至 R1光纤段上， 内环传输： R1前向 +R2前向， 外环传输： R1 反向 +R2反向。
在 R1至 R2光纤段上， 内环传输： R1反向 +R2前向。 外环传输： R1前向 +R2反向。 R1所作的操作是： 将属于 R1的前向数据接收下来， 并在原前向时 隙*** R1的反向数据。 内环操作和外环操作相同。
在 R2至基带 B0光纤段上， 内环传输： R1反向 +R2反向， 外环传输: R1前 向 +R2前向。 R2所作的操作与 R1类似。
此时， R1的前向仍可来自于内环， 但 R2的前向数据是来自外环的， 因为 内环已阻断。 同样 R1的反向数据也改由外环返回， 而 R2的反向仍可由外环返 回。
从上述分析看， 无论是正常状态还是异常状态， 虽然链路发生倒换， 但射 频***对数据的截取和***操作都相同。 并且内环与外环的操作也完全相同。 使得控制的复杂程度降低， 并且由于完全热备份， 倒换速度快。 图 6为环形组网体系中射频***侧的实现框图。
对于内环， 从上游射频***来的前 /反向混合数据经接收、 组帧， 分为两 路： 一路进入前向緩存， 首先选择出属于自己的时隙， 之后与外环的前向数据 一起，进入一个选择电路依据一定规则选出激活的前向输出； 另一路进入分插 复用单元，分插复用单元同时接收从本地产生的反向信号，将反向信号替换掉 本射频***前向所占用的时隙。 然后通过内环的发送模块向下游发送。
外环的处理过程类似。反向信号对内环和外环是广播的。射频***前向信 号的选择取决于当前链路的状态， 也可以人工强制选择。
基带侧的环网实现装置与射频***类似，但它是在内外环同时广播前向数 据， 并针对每一个射频***依据一定的规则在反向选择激活路径。
鉴于环形网带来巨大的灵活性，可将包括星形、链形在内的各种网络拓补 结构视同特殊的环网， 这样在不同的网络拓补结构下可采用相同的处理机制， 使得设计得到简化， 可靠性得到增强。 图 7为链形网及星形网视同环网的示意图。 其中， 图 7a为典型的没有双 纤阻断的环形网； 对于图 7b所示的链形网， 虚线部分的加入可以首先把它当 作一个典型的环形网， 然后想象其虚线部分的默纤已被阻断， 因此可视同一种 汉纤阻断的环网； 而对于图 7c所示的星形网， 同样如此， 可视为由多个各自 独立的、单节点构成的双纤阻断的环网。既然链形网及星形网都可以看作是异 常情况下的环网，所以， 本发明关于环网结构组网工作方式的上述分析同样也 适用于这两种网。
图 8是本发明所述的扩频通信***的射频部分与集中基带***的组网联 接的实例示意图。 图 8综合了射频***部分的环网组网、 星网组网、链网组网 三种方式， 其一为每个射频***都分别连接到集中基带***上， 这样， 每个射 频***彼此之间构成了星形连接; 其二为多个射频***串联在一起,构成了链 形后，其中一端的射频***与集中基带***连接； 其三为将多个射频***串联 在一起， 两端的射频***都接到集中基带***侧， 这些射频***组成了环形。 需要特别指出的是： 除了该图 8给出的三种综合组网方式以外，还可以是上述 三种组网的任意一种方式与集中基带***相连接；也可以是上述三种组网的任 意两种方式与集中基带***相连接； 总之，本发明所述的前反向复用的机理完 全适合上述的任何一种组合的组网结构。 最后所应说明的是： 以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案， 尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明的精神和范围 的任何修改或局部替换， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (15)

  1. 权利要求书
    1、 一种扩频通信***， 包括基站控制器， 其特征在于， 还包括一个集中 基带***和射频***， 其中：
    所述的集中基带***与所述基站控制器通过 Abi s或 Iub接口相连接； 所述的集中基带***包括： 至少一个基带子***， 以及时钟子***， 所述 时钟子***向所述基带子***提供时钟信号；
    所述基带子***与射频***通过内部接口相连接。
  2. 2、根据权利要求 1所述的扩频通信***， 其特征在于， 所述时钟子***， 可同时为每个基带子***提供时钟信号。
    3、 根据权利要求 1所述的扩频通信***, 其特征在于， 所述时钟子*** 的数量可以与基带子***的数量相同并一一对应，所述时钟子***分别为所对 应的基带子***提供时钟信号。
  3. 4、 根据权利要求 1或 2或 3所述的扩频通信***， 其特征在于， 所述射 频***可以是由多个射频***构成的射频***单元，其中的多个射频***串联 在一起， 位于两端的射频***分别与所述集中基带***相连接形成环形网络。
  4. 5、根据权利要求 4所述的扩频通信***， 其特征在于， 还包括另一组多 个串联在一起的射频***，其中位于任意一端的射频***与所述集中基带*** 相连接形成链形网络。 6、根据权利要求 1或 5所述的扩频通信***， 其特征在于， 还包括另一 组多个射频***，所述多个射频***分别与所述集中基带***相连接形成星形 网络。
  5. 7、 根据权利要求 1、 2、 3或 5所述的扩频通信***， 其特征在于， 所 述集中基带***与所述基站控制器同址安装。
  6. 8、 根据权利要求 1、 2、 3或 5所述的扩频通信***， 其特征在于： 所述集中基带***， 同时向两条环形链路发送前向信号；
    所述射频***， 同时接收两条链路发送来的前向信号，但任一时刻只选择 其中一路， 由一个受链路状态控制的选择器完成选择， 在链路异常时， 选择器 通过倒换选择到合适的链路上去。
  7. 9、 据权利要求 1、 2、 3或 5所述的扩频通信***， 其特征在于： 所述射频***， 同时向环形链路的两个方向发送反向信号；
    所述基带***， 同时接收两条链路发送来的反向信号，但任一时刻只选择 其中一路， 由一个受链路状态控制的选择器完成选择， 在链路异常时， 选择器 通过倒换选择到合适的链路上去。
  8. 1 0、 一种扩频通信***， 包括基站控制器， 其特征在于， 还包括一个集 中基带***和射频***； 所述的集中基带***与所述基站控制器通过 Ab is或 Iub接口相连接； 所述的集中基带***包括一个基带子***和为所述基带子***提供时钟 信号的时钟子***；所述基带子***进一步包括一个主控基带子***和若干从 属基带子***； 所述主控基带子***与各从属基带子***相连接，对各基带处 理子***实行集中控制；
    所述从属基带子***与射频***通过内部接口相连接。
  9. 1 1、 根据权利要求 10所述扩频通信***， 其特征在于， 所述时钟子系 统， 同时为每个基带子***提供时钟信号。
  10. 1 2、 根据权利要求 10所述扩频通信***， 其特征在于， 所述时钟子系 统的数量与基带子***的数量相同并——对应，所述时钟子***分别为所对应 的基带子***提供时钟信号。
  11. 1 3、根据权利要求 10、 11或 12所述的扩频通信***， 其特征在于， 所 述射频***可以是由多个射频***构成的射频***单元，其中的多个射频*** 串联在一起，位于两端的射频***分别与所述集中基带***相连接形成环形网 络。
  12. 1 4、 根据权利要求 13所述的扩频通信***， 其特征在于， 还包括另一 组多个串联在一起的射频***，其中位于任意一端的射频***与所述集中基带 ***相连接形成链形网络。 1 5、根据权利要求 10或 14所述的扩频通信***， 其特征在于， 还包括 另一組多个射频***，所述多个射频***分别与所述集中基带***相连接形成 星形网给。
  13. 1 6、 根据权利要求 10、 11、 1 2或 1 4所述的扩频通信***， 其特征在 于： 所述集中基带***与所述基站控制器同址安装。
  14. 1 7、 根据权利要求 10、 11、 1 2或 1 4所述的扩频通信***， 其特征在 于： 所述集中基带***， 同时向两条环形链路发送前向信号；
    所述射频***， 同时接收两条链路发送来的前向信号，但任一时刻只选择 其中一路， 由一个受链路状态控制的选择器完成选择， 在链路异常时， 选择器 通过倒换选择到合适的链路上去。
  15. 1 8、 根据权利要求 10、 11、 1 2或 1 4所述的扩频通信***， 其特征在 于： 所述射频***， 同时向环形链路的两个方向发送反向信号；
    所述基带***， 同时接收两条链路发送来的反向信号，但任一时刻只选择 其中一路， 由一个受链路状态控制的选择器完成选择， 在链路异常时， 选择器 通过倒换选择到合适的链路上去。
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