CN100574492C - 一种支持网络结构在线重组的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种支持网络结构在线重组的装置，包括下行数据分路和上行数据合路；其中，下行数据分路包括多路可将N个小区的下行数据选通输出到射频远端单元RRU端口的可配置的N选1电路，在可配置的N选1电路和RRU端口之间引入加法器，该加法器具有两个输入端口和一个输出端口，且加法器的输入端分别与两路可配置的N选1电路的输出端相接，输出端与一RRU端口连接；上行数据合路对应每个小区配备一加法器，该加法器具有多个输入端口。本发明能灵活实现小区在线分裂及合并，并支持一个RRU覆盖的区域在两个同频小区之间的切换，从而增强系统的室内覆盖能力。

Description

一种支持网络结构在线重组的装置及其方法

技术领域

本发明涉及无线分布系统的室内覆盖技术，尤其涉及无线分布系统实时调整室内覆盖的网络结构的装置及方法。

背景技术

随着世界范围内3G无线网络应用的逐渐开展，3G的室内覆盖提上日程，各大运营商均开始重视3G室内覆盖。根据日本NTT DoCoMo的分析发现3G的室内业务使用量高达总业务量的69.7％，因此做好室内覆盖是3G业务能否抓住用户的关键因素。

3G网络必须达到足够高的覆盖才能对用户有吸引力。3G业务将首先在具有市场潜力的地方得到应用，如大城市的中心区、商业区或者机场、宾馆、地铁这样的人流密集区域。3G无线网络的频点集中在2.1GHz，高频率带来过大的空间衰减损耗。如果3G网络对室内的覆盖仍然采用类似2G网络那样利用室外基站天线进行室内覆盖方案，就会要求基站有更大的输出功率和增加基站的数量，导致建网成本增加。因此有必要建立3G室内覆盖，降低运营成本。

2G网络的室内覆盖主要采用微机站或直放站加无源分布系统、有源分布系统、光纤分布系统等组成。3G网络的室内覆盖由于存在频点较高衰减较大，室内业务的类型比较多，在网络规划上需要更加灵活。近期业界提出的新型的室内覆盖方案主要包括使用微基站Pico-NodeB或微型射频远端单元(Pico-RRU，Pico Remote Radio Unit)接分布式系统进行覆盖，其中Pico-RRU加基带池的方式由于可以共用基带资源，相对于Pico-NodeB的覆盖方式更优，比较具有应用价值。

Pico-RRU是分布式基站思想在室内覆盖上进行实现的一种射频拉远方案，此方案采用基带资源池BBU(Baseband Unit，基带单元)、射频拉远单元-数据汇集与交换装置RRU-HUB及Pico RRU结合，完成室内覆盖。Pico-RRU具有节省发射功率，方便安装，成本低，可以方便升级扩容等优点。由于基带数据可以通过RRU-HUB进行分发合路，Pico-RRU分布式系统可以支持多个Pico-RRU共小区的配置，并且可以通过软件灵活配置，为网络规划提供了更高的灵活性。

但是在实际的3G室内应用中，由于存在较多高速率的应用类型，小区的负荷在不同的时间的变化是较大的，建筑物内不同区域的功能变化，在不同时段建筑内不同功能区人员的密度变化等都造成小区负荷的起伏波动，如果在网络规划时都按照峰值应用去进行规划对室内覆盖系统的成本就有较大的压力。理想的情况是室内覆盖的网络结构可以根据实际的应用情况实时的调整，对于接近饱和的小区采取自动分裂的方式增大覆盖区内的系统容量，对于用户较少的小区可以自动将多个小区合并为一个小区节省网络资源。

图1是基于射频拉远的分布式系统的系统结构。在此系统中，基带资源池(BBU)可以挂接多个RRU-HUB(图中仅示出一个)，每个RRU-HUB又可以连接多个RRU。在系统的下行方向，RRU-HUB接收BBU的下行数据经数据分路后分发给各个RRU，在上行方向RRU-HUB接收RRU的数据后经数据合路后发送给BBU。

图1所示的系统支持多个RRU共一个小区的应用主要是通过数据分路和数据合路部分来实现的。详细的原理可以参考图2所示的框图，假设这个RRU-HUB可以支持N个小区，后面可以带M个RRU，那么在下行的数据分路电路中就有M个可配置的N选1电路，如图2A所示，这个N选1电路根据配置从N路下行数据中选择一路发送到输出端口。当多个端口选择同一路下行数据的时候，这路下行数据就以广播的形式发送到多个RRU，这些RRU下行发射的内容是相同的。同时在上行方向也要选择把相应的RRU的上行数据相加合路，形成小区的上行数据。这为小区的合并提供了方便的途径。譬如有3个RRU分别隶属两个小区，当两个小区由于用户数量骤减而需要合并成一个小区时，通过广播的形式将此小区的下行数据发送到3个RRU端口；上行时将这3个RRU端口的数据通过一个合路器合成到一个小区的上行数据流中。

图2A所示的数据分路存在的不足在于，当某一小区因用户数量骤增需要分裂成2个小区时，该数据分路并未从设备上提供对小区分裂的支持，因而不利于网络结构的在线重组。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种支持网络结构在线重组的装置及其方法，使用本装置的无线接入系统可以充分支持小区的在线分裂与合并，并支持一个RRU覆盖的区域从一个小区到另一个同频小区的切换。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支持网络结构在线重组的装置，包括下行数据分路和上行数据合路；其中，下行数据分路包括多路将N个小区的下行数据选通输出到射频远端单元RRU端口的可配置的N选1电路，上行数据合路对应每个小区配备一个合路器，该合路器具有多个输入端口；本发明在下行数据分路中的可配置的N选1电路和RRU端口之间引入加法器，该加法器具有两个输入端口和一个输出端口，且加法器的输入端口分别与两路可配置的N选1电路的输出端相接，加法器的输出端口与一RRU端口连接；所述下行数据分路中加法器的输入端口具有可控增益调整环节，其增益值能够实时调节；所述上行数据合路的合路器的所述输入端口具有可控增益调整环节，其增益值能够实时调节；上行数据合路中将RRU端口的上行数据按小区分发到两个合路器输入端，作为两个小区的上行数据流传送给基带单元BBU。

进一步地，本发明的装置为射频拉远单元-集线器RRU-HUB。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支持网络结构在线重组的方法，应用于射频拉远的分布式系统，该方法包括以下步骤：

在下行数据分路中利用加法器将两个小区的下行信号混合后发送给一个射频远端单元RRU；下行数据分路中两个小区的下行信号功率比例能够实时调整；在上行数据合路中将RRU端口的数据按小区分发到两个合路器输入端，作为两个小区的上行数据流传送给基带单元BBU，上行数据合路中每个所述合路器的所述输入端信号功率能够实时变化。

进一步地，将两个小区的下行信号混合时，对两小区的下行信号功率比例实时调整。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支持网络结构在线重组的软切换方法，应用于射频拉远的分布式系统，该方法包括步骤：

(a)在下行数据分路中，第一小区和第二小区的下行信号经可配置的增益环节后，利用加法器混合，接入一个RRU端口；

(b)初始状态下，该RRU端口上的下行信号为所述第二小区的下行信号，该RRU端口上的上行信号为所述第二小区对应的合路器的加法子项；

在下行数据分路中实时调整该RRU端口上第一小区、第二小区的下行信号混合功率比例，使第一小区的下行信号功率比例由0逐渐调整为1，并使第二小区的下行信号功率比例由1逐渐调整为0，使该RRU端口上的下行信号最终变为第一小区的下行信号；

在上行调整过程中，相应地在上行数据合路中将该RRU端口的上行数据按小区分发到第一小区和第二小区对应的合路器的输入端，分别作为第一小区和第二小区的上行数据流的加法子项；调整后，该RRU端口上的上行信号最终变为第一小区对应的加法器的加法子项。

采用本发明提供的支持网络结构在线重组的装置及方法，由于其带有可控增益的加法环节，可以在不改变网络硬件的情况下灵活地实现小区在线分裂及合并，并支持一个RRU覆盖的区域从一个小区到另一个同频小区的切换，从而增强系统的室内覆盖能力。并且，在单个RRU上能够实现两个同频小区的同时覆盖，可以应用在码资源受限的场合。

附图说明

图1是基于射频拉远的分布式系统的系统结构；

图2A是现有的RRU-HUB中数据分路的原理框图；

图2B是现有的RRU-HUB中数据合路的原理框图；

图3是本发明的用于RRU-HUB中的数据分路装置原理框图；

图4A、4C、4D是本发明RRU-HUB中下行数据分路的实施例；

图4B、4E、4F是本发明RRU-HUB中上行数据合路的实施例。

具体实施方式

本发明对现有RRU-HUB装置中的下行数据分路做出的改进是在原来下行数据分路中的可配置的N选1电路与RRU端口之间引入加法器，该加法器具有两个输入端口和一个输出端口，其中，两个输入端口分别与两个可配置的N选1电路的输出端相接，且输入端的数据具有增益调整环节，其增益值可以实时调整；输出端口与一RRU端口连接。另外，本发明虽对现有RRU-HUB装置中的上行数据合路的结构并未改变，但在运用上行数据合路的方法上有所改进，即在进行上行数据合并时允许将一个RRU端口的数据同时作为两个合路器的输入项分发到两个小区的上行数据流中。

也就是说，本发明可将两个小区的下行数据通过可配置的增益环节后合路为一路下行数据通过一个RRU端口发送出去，并可将一个RRU端口的一路上行数据作为两个小区的上行数据的合路子项，并通过调整上下行信号合成的功率比例支持一个RRU覆盖的区域从一个小区到另外一个同频小区的切换，从而支持小区的在线分裂和合并，为小区实时调整优化结构提供了充分的方便。

以下通过具体实施例和附图详细阐述本发明的技术方案。

图3为本发明对下行数据分路电路所做的改进，在可配置的N选1电路与RRU端口之间引入加法器，该加法器具有两个输入端口和一个输出端口，其中，每个加法器的输入端口分别与两个可配置的N选1电路的输出端相接，其输出端口与一RRU端口连接，且输入端的数据具有增益调整环节，其增益值可以实时调整。这样设备在功能上就支持两个同频小区的下行数据从一个RRU发射出去，并且对两个小区的下行信号功率比例可以实时调节。

本发明对上行数据合路在结构上没有变化，但是运用该数据合路时允许将一个RRU端口的数据同时作为两个加法器的输入项分发到两个小区的上行数据流中去，并且每个加法器的该输入项功率可以实时变化。

本实施例支持网络结构在线重组的方法，包括以下步骤：

步骤一：在下行数据分路中将两个小区的下行数据混合后发送给一个射频远端单元RRU，且该两小区的下行信号功率比例能够实时调整；

步骤二：在上行数据合路中将一个RRU端口的数据按小区分发到两个合路器输入端，作为两个小区的上行数据流传送给基带单元BBU，且每个合路器的该输入端信号功率能够实时变化。

通过一个具体实施例可以更清晰地说明本发明的上述技术方案。譬如原有小区1、小区2两个小区，其中，小区1由RRU1覆盖，小区2由RRU2和RRU3覆盖，此时下行和上行的数据通路如图4A和图4B。当小区2在某一时间段里用户数量大大增加，而小区1的用户数量很少，此时可以将RRU2覆盖的区域由小区2覆盖调整为由小区1覆盖。可将这两个小区的下行数据分别通过两个N选1电路接入到一加法器的两输入端上，如图4C所示，该加法器的输出端接RRU2端口。这样，在下行时小区1和小区2的下行数据就通过加法器合成到RRU2端口上。通过调整加法器前面的增益环节使小区1的下行信号逐渐增强，小区2的下行信号逐渐减弱，最终将RRU2的下行发射由小区2的下行变为小区1的下行，如图4D所示。而在上行时如图4E所示，可将RRU2端口的数据按小区分发到两个合路器(即加法器)输入端，分别作为小区1和小区2的上行数据流的加法子项。在调整完成后RRU2的上行数据只作为小区1的上行数据流的加法子项，如图4F所示。在这个调整过程中存在小区1和小区2同时覆盖RRU2的区域的情况，这样就可以实现此区域中的用户从小区2软切换到小区1。

本发明上行数据合路和下行数据分路中的加法器输入端口均带有增益调整环节，其增益值可以实时调节，即对信号合成的功率比例实时控制，这样可以在设备功能上支持一个RRU覆盖的区域从一个小区到另一个同频小区的切换，达到实时优化网络结构的目的。

本发明提供的支持网络结构在线重组的装置及其方法，由于带有可控增益的加法环节，因而可将两个小区的下行数据通过一个RRU端口发送出去，并可将一个RRU端口的数据作为两个小区的上行数据分发给BBU，从而支持小区的在线分裂和合并。而且，通过对信号合成的功率比例实时控制而在设备功能上支持一个RRU覆盖的区域从一个小区到另外一个同频小区的切换，从而能够充分利用已有网络资源实现实时的最优覆盖。

当然，本发明还可有其他多种实施，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明，做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1、一种支持网络结构在线重组的装置，包括下行数据分路和上行数据合路；其中，所述下行数据分路包括多路将N个小区的下行数据选通输出到射频远端单元RRU端口的可配置的N选1电路，所述上行数据合路对应每个小区配备一个合路器，所述合路器具有多个输入端口，其特征在于：

所述下行数据分路中在所述可配置的N选1电路和所述RRU端口之间引入加法器，所述加法器具有两个输入端口和一个输出端口，所述加法器的输入端口分别与两路可配置的N选1电路的输出端相接，所述加法器的输出端口与一RRU端口连接；所述下行数据分路中加法器的输入端口具有可控增益调整环节，其增益值能够实时调节；

所述上行数据合路的合路器的所述输入端口具有可控增益调整环节，其增益值能够实时调节；上行数据合路中将RRU端口的上行数据按小区分发到两个合路器输入端，作为两个小区的上行数据流传送给基带单元BBU。

2、按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置为射频拉远单元-集线器RRU-HUB。

3、一种支持网络结构在线重组的方法，应用于射频拉远的分布式系统，所述方法包括以下步骤：

在下行数据分路中利用加法器将两个小区的下行信号混合后发送给一个射频远端单元RRU；下行数据分路中两个小区的下行信号功率比例能够实时调整；在上行数据合路中将所述RRU端口的数据按小区分发到两个合路器输入端，作为两个小区的上行数据流传送给基带单元BBU，上行数据合路中每个所述合路器的所述输入端信号功率能够实时变化。

4、按照权利要求3所述的方法，其特征在于，将两个小区的下行信号混合时，对所述两个小区的下行信号功率比例实时调整。

5、一种支持网络结构在线重组的软切换方法，包括步骤：

(a)在下行数据分路中，第一小区和第二小区的下行信号经可配置的增益环节后，利用加法器混合，接入一个射频远端单元RRU端口；

(b)初始状态下，所述RRU端口上的下行信号为所述第二小区的下行信号，所述RRU端口上的上行信号为所述第二小区对应的合路器的加法子项；

在下行数据分路中实时调整所述RRU端口上所述第一小区、第二小区的下行信号混合功率比例，使所述第一小区的下行信号功率比例由0逐渐调整为1，并使所述第二小区的下行信号功率比例由1逐渐调整为0，使所述RRU端口上的下行信号最终变为所述第一小区的下行信号；

在上行调整过程中，相应地在上行数据合路中将所述RRU端口的上行数据按小区分发到第一小区和第二小区对应的合路器的输入端，分别作为第一小区和第二小区的上行数据流的加法子项；调整后，所述RRU端口上的上行信号最终变为所述第一小区对应的合路器的加法子项。

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