CN101212247A - 集线器、信号合路方法以及rtwp的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集线器、信号合路方法以及小区接收宽带信号总功率的计算方法，该信号合路方法包括以下步骤：步骤S602，根据多射频单元的各个射频单元上报的接收宽带信号总功率或自动增益控制的增益因子计算对应于多射频单元的各个数据的多个加权因子以及多射频单元信号合并后的幅度调节系数；以及步骤S604，应用多个加权因子对多射频单元的各个数据进行加权合并，然后再应用幅度调节因子进行幅度调节，并将得到的信号输出至基站。因此，通过本发明，多个射频单元信号的合路时覆盖区的容量受限问题；以及多个射频单元应用中RTWP的计算问题。

Description

集线器、信号合路方法以及RTWP的计算方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的，涉及一种用于码分多址系统的小区多射频单元信号合路的集线器和信号合路方法、以及小区接收宽带信号总功率的计算方法。

背景技术

在码分多址无线通信系统中，为了扩大小区的覆盖区域，特别是扩大室内复杂环境的覆盖区域，需要把射频单元(Radio Unit，以下简写为RU)放置到不同的地方，射频单元对接收到的射频信号进行射频解调，转化为数字信号，然后把这些射频单元的数字信号通过线缆(网线或光纤等)送到一个集线器，在集线器中把多个射频单元的数字信号进行叠加。叠加后的信号送给基站的基带处理单元。如图1所示，多个射频单元101可以放置在不同的地方，覆盖不同的区域，比如大楼里的不同楼层。这些与基带处理单元分离放置的射频单元的基本功能单元如图2所示，射频单元完成上行信号的接收、射频解调、自动增益控制(Automatic Gain Control，以下简写为AGC)和模数转换(Anolog to Digital，以下简写为AD)。在具体系统中，这里的AGC可能包括模拟AGC(也称为VGA：Variable-Gain Amplifier，可变增益放大器)和数字AGC。可以看出，信号的处理流程是：射频解调后的模拟信号先通过模拟AGC进行第一级幅度调整，然后进行AD采样量化，量化后的数字信号再经过数字AGC进行第二级幅度调整。其中，可以把AGC和AD处理看作一个模块即AGC_AD模块204的功能，提到的AGC增益因子为模拟AGC和数字AGC总的增益因子。AGC_AD输出的数字信号通过线缆送往集线器，同时需要测量接收宽带信号总功率(简写为RTWP：Received Total Wideband Power或RSSI：Receive SignalStrength Indication)，RTWP通过控制维护模块206上报给基站和无线网络控制器(RNC：Radio Net Control)，RNC根据RTWP的大小进行接纳控制和拥塞控制，如果RTWP升高很大，就不允许新用户接入，甚至转移或挂掉一些正在通话的用户。当然下行的射频调制和控制维护模块也是射频单元所必须的。通过AGC_AD模块204，接收的信号乘了一个动态的AGC增益因子Gi，不管接收的射频信号强弱，AD量化后的数字信号平均幅度是恒定的，这是常规AGC_AD模块204的基本功能。从图2的结构可知，业界公开文献中经常提到的远程无线单元(Remote Radio Unit，简写为RRU)，数字直放站，无线设备(Radio Equipment，简写为RE)等都属于本文讲的射频单元。常规的集线器结构如图3所示，多个射频单元送过来的上行信号在合路器302中进行叠加，叠加后的信号送给基站或BU(基带单元)103。通常，基站指的是包括射频和基带处理在内的具备标准空中接口和传输接口的设备，但目前行业中有把一部分射频单元甚至所有射频单元从基站中分离出来的趋势，如果所有射频单元被分离出去，则基站被分成两部分，射频单元RU和包括基带处理传输处理等功能在内的基带单元(Baseband Unit，简写为BU)，BU也有许多其它叫法，比如基带资源池，REC(RadioEquipment Control)等。从基站或BU 103来的下行信号通过分路器303分成多路，分别送给各个射频单元。对数字信号来讲，这里的分路其实就是把单路信号复制成多路。同时，集线器还有一个控制维护模块，处理控制信息。图3中所示的各个模块功能如下：控制维护模块301负责控制维护信息的处理和收发；合路器302负责接收同一小区各个射频单元的信号Si(k)，i＝1，2，...n，并把这些信号叠加得到S(k)送给基站；以及分路器303负责接收基站过来的下行信号并分发到各个射频单元。当然，一个集线器中可以有多个合路器和分路器分别处理多个小区信号。

对于一个小区只有一个射频单元的情况，一个小区的某种业务的极限容量计算如下：假设该单一业务正常维持时所需信干比为Ec/I0，理想功控，该业务的各个用户发射每chip能量都为S。射频引入的底噪功率谱密度为N0，同时通信的用户数为M，则有(不考虑激活因子，其他用户信号干扰近似为随机噪声，常规基站中的AGC因子对小区中所有用户信号和噪声来说是同一个值)：

$\frac{E_c}{I_0}=\frac{S}{(M-1)S+N_0}---\left(1\right)$

所谓极限容量，是当用户数很多，所有用户进行功率攀升时，Ue信号能量相对于底噪能量”无限”大时的用户数，此时的干扰主要来源于其它Ue信号的干扰，N0可以忽略。处于极限满容量状态时的用户数为Mcell0，每个用户发射能量为S，则根据(1)式，有：

$\frac{E_c}{I_0}=\frac{S}{(M_{\mathrm{cell}0}-1)S}---\left(2\right)$

由上面可以推算出该业务的单小区极限容量(用户数)：

$M_{\mathrm{cell}0}=1+\frac{1}{E_c/I_0}---\left(3\right)$

如果采用一个小区n个射频单元的形式，那么射频单元接收到的信号会先在各个射频单元里面进行AGC调整，然后转换为数字信号在集线器进行叠加，叠加后送给Nodeb或BBU。现在考察一个射频单元覆盖范围内的极限用户数MsectorRU的情况。假设该射频单元中AGC后每个用户的chip能量为S，则射频单元中AGC输出能量为MsectorRUS(极限容量不考虑噪底N0)，由于目前每个射频单元的AGC调整目标值相同，所以相当于每个射频单元输出的数字信号能量相同，都为MsectorRUS，而且，每个射频单元的信号对其他射频单元中的用户来说都相当于噪声干扰。于是有：

$\frac{E_c}{I_0}=\frac{S}{(M_{\sec \mathrm{torRU}}-1)S+(n-1)M_{\sec \mathrm{torRU}}S}=\frac{S}{(n{M}_{\sec \mathrm{torRU}}-1)S}---\left(4\right)$

对比(2)式和(3)式，马上可以得出：

$M_{\sec \mathrm{torRU}}=\frac{1}{n}{M}_{\mathrm{cell}0}=\frac{1}{n}(1+\frac{1}{E_c/I_0})---\left(5\right)$

式(5)说明，在多射频单元方案中，每个射频单元覆盖范围内的用户数为常规单小区用户数的n分之一。这样，虽然整个小区的用户数不变，但这些容量资源并不是在所有射频单元覆盖范围内共享。比如一个小区用户数为50个，分成10个射频单元覆盖不同区域，则每个射频单元区域最多支持用户数只有5个。这样单个射频单元覆盖范围内的接入用户数就受到很大限制。

另外，RNC的接纳控制需要参考小区的RTWP，现在每个射频单元都有其RTWP，如何计算小区的RTWP来供RNC参考都已成为问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本发明，可以解决以下问题：

(1)多个射频单元信号的合路时覆盖区容量受限问题；以及

(2)多个射频单元应用中RTWP计算问题。

本发明所采用的技术方案为：把RTWPi或AGC增益因子Gi报到集线器，在集线器中对各路射频单元信号进行加权合并和幅度调整，权值根据RTWPi或AGC增益因子Gi来计算，以消除射频单元AGC造成的不良影响。同时，小区的RTWP也由Gi或RTWPi来计算。

本发明的一个方面提供了一种集线器，用于码分多址系统的小区多射频单元信号的合路，包括控制维护单元、以及合路器，其特征在于，还包括：多个第一乘法器，用于将来自多射频单元的多个射频单元信号分别与来自控制维护单元的多个加权因子相乘，并将乘积结果输出至合路器。

根据本发明的一个方面，集线器还包括：多个第二乘法器，用于将合路器的输出与幅度调节因子相乘，并将乘积结果输出至基站。

根据本发明的一个方面，如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为dBm、多射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{(\mathrm{RTWPi}-N0)/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为功率单位、多射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{\mathrm{RTWPi}/N0},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

根据本发明的一个方面，多个加权因子中的各个加权因子是通过查找多射频单元中的各个射频单元的接收宽带信号总功率与多个加权因子中的各个加权因子的对应表而得到的，其中，对应表是根据多个射频单元的设计情况，通过测试或理论计算制定的。

如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位不是dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：Ai＝1/Gi，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

根据本发明的一个方面，如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子，单位为dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{-\mathrm{Gi}/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。其中，幅度调节因子的计算方法为： $B=\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子。

多个加权因子中的各个加权因子以及幅度调节因子可以分别调整为： ${\mathrm{Ai}}^{\′}=\frac{2^m}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}*\mathrm{Ai},$ B′＝1/2^m，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，m为使2^m远远大于

的整数。

本发明的另一个方面提供了一种信号合路方法，用于码分多址系统的小区多射频单元的信号合路，其特征在于，包括以下步骤：步骤S602，根据多射频单元的各个射频单元上报的接收宽带信号总功率或自动增益控制的增益因子计算对应于多射频单元的各个数据的多个加权因子以及多射频单元信号合并后的幅度调节系数，以及步骤S604，应用多个加权因子对多射频单元的各个数据进行加权合并，然后再应用幅度调节因子进行幅度调节，并将得到的信号输出至基站。

其中，步骤S604是通过以下公式实现的： $S\left(k\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\right[\mathrm{Ai}\·\mathrm{Si}\left(k\right)\left]\right)*B,$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，B为幅度调节因子，Si(k)为来自多射频单元的第i个射频单元的数据，S(k)为输出至基站的数据。

根据本发明的另一个方面，如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为dBm、多射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{(\mathrm{RTWPi}-N0)/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为功率单位，多射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{\mathrm{RTWPi}/N0},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

根据本发明的另一个方面，多个加权因子中的各个加权因子是通过查找多射频单元中的各个射频单元的接收宽带信号总功率与多个加权因子中的各个加权因子的对应表而得到的，其中，对应表是根据多个射频单元的设计情况，通过测试或理论计算制定的。

根据本发明的另一个方面，如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位不是dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：Ai＝1/Gi，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

另外，如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位为dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{-\mathrm{Gi}/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

根据本发明的另一个方面，幅度调节因子的计算方法为： $B=\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，以及多个加权因子中的各个加权因子以及幅度调节因子可以分别调整为： ${\mathrm{Ai}}^{\′}=\frac{2^m}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}*\mathrm{Ai},$ B′＝1/2^m，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，m为使2^m远远大于的整数。

本发明的又一个方面还提供了一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据本发明一个方面的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为dBm、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{\mathrm{RTWPi}/10}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

另外，本发明还提供了一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据本发明一个方面的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为dBm、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{\mathrm{RTWPi}/10}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

本发明的另一个方面还提供了一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据本发明一个方面的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为功率单位、各个射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{RTWPi},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

本发明的另一个方面还提供了一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据本发明一个方面的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果多射频单元上报的各个射频单元的增益因子并且单位为dB、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{(N0-\mathrm{Gi})/10}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

本发明的另一个方面还提供了一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据本发明一个方面的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果多射频单元上报的各个射频单元的增益因子并且单位不是dB、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=N0+10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{G0}^2}{{\mathrm{Gi}}^2}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率；G0为只有底噪N0时，射频单元的增益因子；Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子；n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

因此，通过本发明，完全消除了各个射频单元AGC不一致性，从而避免了由此带来的不良影响，各个射频单元的覆盖区的极限容量与小区的极限容量是一样的。

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

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是多射频单元系统的框图；

图2是射频单元的功能框图；

图3是相关技术中的集线器的功能框图；

图4是根据本发明的集线器的功能框图；

图5是根据本发明实施例的集线器的功能框图；

图6是根据本发明的用于码分多址系统的小区多射频单元的信号合路的方法的流程图；以及

图7是根据本发明的实施例的信号合路方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是多射频单元系统的框图，如图1所示，多个射频单元101分布在不同的地方，处理上行射频解调，AGC和AD转换。射频单元通过线缆105(网线或光纤或电缆等)连接到集线器102，集线器102把属于同一小区的上行信号进行叠加，对下行信号进行分发，并处理和收发控制维护信息(包括RTWP等)。集线器102和基站或BU 103通过线缆106相连。基站或BU 103完成上下行信号的基带处理，并处理和收发控制维护信息。基站或BU103通过线缆107和无线网络控制器(RNC)104相连，在3GPP系统中，这是标准的Iub接口。

图2是射频单元的功能框图，如图2所示，用201表示天线，本文所述的天线可以是一跟天线，也可以是分布式多天线。天线201连接到双工器202。双工器202把上行信号送入射频解调模块203进行放大、滤波和频谱搬移等处理，然后把信号送入AGC_AD模块204，进行自动增益控制和模数转换，转换后的数字信号Si(k)可以是基带信号也可以是数字中频信号。然后把Si(k)通过线缆送给集线器或基站中的基带处理模块。同时AGC参数要送给RTWP测量模块205进行RTWP测量，测量结果由控制维护模块206上报给集线器或基站。

图4是根据本发明的集线器的功能框图，如图4所示，集线器400包括控制维护单元402、以及合路器404，其特征在于，还包括多个第一乘法器406，用于将来自多射频单元的多个射频单元信号分别与来自控制维护单元的多个加权因子相乘，并将乘积结果输出至合路器。

另外，集线器400还包括多个第二乘法器408，用于将合路器的输出与幅度调节因子相乘，并将乘积结果输出至基站。

其中，如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为dBm、多射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{(\mathrm{RTWPi}-N0)/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为功率单位、多射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{\mathrm{RTWPi}/N0},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

根据本发明，多个加权因子中的各个加权因子是通过查找多射频单元中的各个射频单元的接收宽带信号总功率与多个加权因子中的各个加权因子的对应表而得到的，其中，对应表是根据多个射频单元的设计情况，通过测试或理论计算制定的。

如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位不是dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：Ai＝1/Gi，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

另外，如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子，单位为dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{-\mathrm{Gi}/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

根据本发明，幅度调节因子的计算方法为： $B=\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子。

多个加权因子中的各个加权因子以及幅度调节因子可以分别调整为： ${\mathrm{Ai}}^{\′}=\frac{2^m}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}*\mathrm{Ai},$ B′＝1/2^m，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，m为使2^m远远大于

的整数。

图5是根据本发明实施例的集线器的功能框图，如图5所示，特征在于，对射频单元信号进行叠加之前，通过乘法器504进行加权，权值Ai由控制维护模块501根据各个射频单元上报的RTWPi或AGC增益因子Gi来计算。叠加之后通过乘法器505进行幅度调整，当幅度调整因子B为2的幂时，乘法器505也可以由简单的移位器来替代。这里从原理上讲，幅度调整系数B也可以合到乘法器504的权值Ai中，这样加权叠加后就不用幅度调整了，但对于定点运算来讲，先乘加之后再进行幅度调整可以较好的避免量化失真。

图6是根据本发明的用于码分多址系统的小区多射频单元的信号合路的方法的流程图，如图6所示，信号合路方法包括以下步骤：步骤S602，根据多射频单元的各个射频单元上报的接收宽带信号总功率或自动增益控制的增益因子计算对应于多射频单元的各个数据的多个加权因子以及多射频单元信号合并后的幅度调节系数；以及步骤S604，应用多个加权因子对多射频单元的各个数据进行加权合并，然后再应用幅度调节因子进行幅度调节，并将得到的信号输出至基站。

其中，步骤S604是通过以下公式实现的： $S\left(k\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\right[\mathrm{Ai}\·\mathrm{Si}\left(k\right)\left]\right)*B,$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，B为幅度调节因子，Si(k)为来自多射频单元的第i个射频单元的数据，S(k)为输出至基站的数据。

根据本发明，如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为dBm、多射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{(\mathrm{RTWPi}-N0)/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

如果多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为功率单位，多射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{\mathrm{RTWPi}/N0},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

根据本发明，多个加权因子中的各个加权因子是通过查找多射频单元中的各个射频单元的接收宽带信号总功率与多个加权因子中的各个加权因子的对应表而得到的，其中，对应表是根据多个射频单元的设计情况，通过测试或理论计算制定的。

根据本发明，如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位不是dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：Ai＝1/Gi，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

另外，如果多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位为dB，则多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的： $\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{-\mathrm{Gi}/10}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

根据本发明，幅度调节因子的计算方法为： $B=\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}},$ 其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，以及多个加权因子中的各个加权因子以及幅度调节因子可以分别调整为： ${\mathrm{Ai}}^{\′}=\frac{2^m}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}*\mathrm{Ai},$ B′＝1/2^m，其中，Ai为多个加权因子中的第i个加权因子，m为使2^m远远大于

的整数。

图7是根据本发明的实施例的信号合路方法的流程图。如图7所示，信号合路方法包括：

步骤S701，射频单元i的解调功能不变，实时上报射频解调后的数字信号Si(k)，同时实时上报RTWPi或AGC增益因子Gi。

举例来说，假设一个小区有3个射频单元，其底噪N0都为-105dBm，没有用户信号时RTWP即为-105dBm，AGC增益因子为G0。其中

射频单元1接收的用户信号能量Su1＝N0，也为-105dBm，则射频单元1的RTWP1上升3dB，为-102dBm，此时AGC增益因子G1为G0/sqrt(2)，sqrt表示开根号，射频单元1输出信号S1的能量为：(Su1+N0)*G02/2＝N0*G02；

射频单元2的用户信号能量Su2＝2*N0，为底噪N0的2倍，即-102dBm，则RTWP2为-100.23dBm，此时AGC增益因子G2＝G0/sqrt(3)，射频单元2输出信号S2的能量为：(Su2+N0)*G02/3＝N0*G02；

射频单元3上没有用户信号，Su3＝0，RTWP3＝-105dBm，G3＝G0，射频单元2输出信号S3的能量为：N0*G02；

即，通过AGC调整后，S1、S2和S3的能量和幅度是一致的。

步骤S702，集线器根据各路射频单元上报的RTWPi或AGC增益因子Gi，计算加权因子Ai和调整系数B。并计算小区的RTWP并上报给基站。

如上所述，RTWPi分别为-102，-100.2，-105dBm，利用式(6)进行计算得Ai分别为1.4125、1.7318、1.0000，利用式(10)计算幅度调整因子B＝0.4084。如果取m＝8，根据式(11)，Ai’分别为148、181、105；B’＝1/256；根据式(12)，小区的RTWP＝-97.2dBm。

Gi分别为G0/sqrt(2)、G0/sqrt(3)、G0，利用式(9)进行计算，得Ai分别为1.414/G0、1.732/G0、1/G0，不失一般性，假设G0为1，则分别为1.414、1.732和1，利用式(10)计算幅度调整因子B＝0.4082。如果取m＝8，根据式(11)，Ai’分别为148、181、105；B’＝1/256。根据式(15)，小区的RTWP＝-97.2dBm。这些结果和利用式(6)计算结果是一致的。

由上面的计算过程可知，AGC的增益在集线器中补偿掉了，射频单元i最后贡献的能量为Sui+N0，i＝1、2、3。

值得注意的是，当3个射频单元上都没有用户信号时，根据式(12)或式(15)，小区的底噪为3*N0，RTWP的计算结果为-100.2dBm。现在底噪上升到-97.2dBm，小区的RTWP上升了3dB。如果整个小区的3个射频单元等效为一个底噪为3*N0的射频单元，用户信号在空中叠加，即等效后射频接收信号能量为Su1+N0+Su2+N0+Su3+N0＝6*N0，相当于底噪3*N0两倍，由此算得等效小区RTWP即为-97.2dBm。

由上面可以说明，根据本发明方法进行多个射频单元信号叠加，相当于这些射频信号在空中叠加，这样就不存在单个射频单元覆盖区容量只有小区容量1/n的问题。本发明方法的RTWP计算方法，也相当于一个等效射频单元的RTWP值。这样对RNC的接纳控制来说，多射频单元系统可以当做一个单射频单元系统来看待，接纳控制可以不用改动。

以及步骤S703，对各路射频单元信号Si(k)进行加权合并，然后进行幅度调整得到S(k)送往基站。

接上面的例子，具体过程可以为

S(k)＝[148*S1(k)+181*S2(k)+105*S3(k)]＞＞8。

本发明还提供了一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据本发明一个方面的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率。

如果多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为dBm、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{\mathrm{RTWPi}/10}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

如果多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为dBm、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{\mathrm{RTWPi}/10}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

为功率单位、各个射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{RTWPi},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，RTWPi为多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

如果多射频单元上报的各个射频单元的增益因子并且单位为dB、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{(N0-\mathrm{Gi})/10}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率，Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子，n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

另外，如果多射频单元上报的各个射频单元的增益因子并且单位不是dB、各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的： $\mathrm{RTWP}=N0+10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{G0}^2}{{\mathrm{Gi}}^2}\right)\mathrm{dBm},$ 其中，RTWP为小区接收宽带信号总功率；G0为只有底噪N0时，射频单元的增益因子；Gi为多射频单元中的第i个射频单元的增益因子；n为小区多射频单元中的射频单元的个数。

从上所述可以看出，根据本发明方法，解决了多个射频单元系统中各个射频单元覆盖区容量受限的问题，并且提出了简洁的小区RTWP计算方法，使RNC的接纳控制算法不需要专门针对多射频单元系统进行改变。

以上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 (22)

1.一种集线器，用于码分多址系统的小区多射频单元信号的合路，包括控制维护单元、以及合路器，其特征在于，还包括：

多个第一乘法器，用于将来自所述多射频单元的多个射频单元信号分别与来自所述控制维护单元的多个加权因子相乘，并将乘积结果输出至所述合路器。

2.根据权利要求1所述的集线器，其特征在于，还包括：

多个第二乘法器，用于将所述合路器的输出与幅度调节因子相乘，并将乘积结果输出至基站。

3.根据权利要求1或2所述的集线器，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为dBm、所述多射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

$\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{(\mathrm{RTWPi}-N0)/10}},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为所述多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

4.根据权利要求1或2所述的集线器，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为功率单位、所述多射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

$\mathrm{Ai}=\sqrt{\mathrm{RTWPi}/N0},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为所述多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

5.根据权利要求1或2所述的集线器，其特征在于，所述多个加权因子中的各个加权因子是通过查找所述多射频单元中的各个射频单元的接收宽带信号总功率与所述多个加权因子中的各个加权因子的对应表而得到的，

其中，所述对应表是根据所述多个射频单元的设计情况，通过测试或理论计算制定的。

6.根据权利要求1或2所述的集线器，其特征在于，如果所述多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位不是dB，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

Ai＝1/Gi，

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为所述多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

7.根据权利要求1或2所述的集线器，其特征在于，如果所述多射频单元上报了自动增益控制的增益因子，单位为dB，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

$\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{-\mathrm{Gi}/10}},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为所述多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

8.根据权利要求2所述的集线器，其特征在于，所述幅度调节因子的计算方法为：

$B=\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子。

9.根据权利要求1或2所述的集线器，其特征在于，所述多个加权因子中的各个加权因子以及所述幅度调节因子可以分别调整为：

${\mathrm{Ai}}^{\′}=\frac{2^m}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}*\mathrm{Ai},$ B′＝1/2^m，

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，m为使2^m远远大于

的整数。

10.一种信号合路方法，用于码分多址系统的小区多射频单元的信号合路，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S702，根据所述多射频单元的各个射频单元上报的接收宽带信号总功率或自动增益控制的增益因子计算对应于所述多射频单元的各个数据的多个加权因子以及所述多射频单元信号合并后的幅度调节系数；以及

步骤S704，应用所述多个加权因子对所述多射频单元的各个数据进行加权合并，然后再应用所述幅度调节因子进行幅度调节，并将得到的信号输出至基站。

11.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，所述步骤S704是通过以下公式实现的：

$S\left(k\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\right[\mathrm{Ai}\·\mathrm{Si}\left(k\right)\left]\right)*B,$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，B为所述幅度调节因子，Si(k)为来自所述多射频单元的第i个射频单元的数据，S(k)为输出至所述基站的数据。

12.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为dBm、所述多射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

$\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{(\mathrm{RTWPi}-N0)/10}},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为所述多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

13.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元信号的单位为功率单位，所述多射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

$\mathrm{Ai}=\sqrt{\mathrm{RTWPi}/N0},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，RTWPi为所述多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，N0为已知常数。

14.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，所述多个加权因子中的各个加权因子是通过查找所述多射频单元中的各个射频单元的接收宽带信号总功率与所述多个加权因子中的各个加权因子的对应表而得到的，

其中，所述对应表是根据所述多个射频单元的设计情况，通过测试或理论计算制定的。

15.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，如果所述多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位不是dB，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

Ai＝1/Gi，

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为所述多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

16.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，如果所述多射频单元上报了自动增益控制的增益因子并且单位为dB，则所述多个加权因子中的各个加权因子是通过以下方法计算的：

$\mathrm{Ai}=\sqrt{{10}^{-\mathrm{Gi}/10}},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，Gi为所述多射频单元中的第i个射频单元的增益因子。

17.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，所述幅度调节因子的计算方法为：

$B=\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}},$

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子。

18.根据权利要求10所述的合路方法，其特征在于，所述多个加权因子中的各个加权因子以及所述幅度调节因子可以分别调整为：

${\mathrm{Ai}}^{\′}=\frac{2^m}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Ai}}^2}}*\mathrm{Ai},$ B′＝1/2^m，

其中，Ai为所述多个加权因子中的第i个加权因子，m为使2^m远远大于

的整数。

19.一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据权利要求1所述的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为dBm、所述各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则所述小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的：

$\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{\mathrm{RTWPi}/10}\right)\mathrm{dBm},$

其中，RTWP为所述小区接收宽带信号总功率，RTWPi为所述多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为所述小区多射频单元中的射频单元的个数。

20.一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据权利要求1所述的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元的接收宽带信号总功率的单位为功率单位、所述各个射频单元的底噪为N0并且单位为功率单位，则所述小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的：

$\mathrm{RTWP}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{RTWPi},$

其中，RTWP为所述小区接收宽带信号总功率，RTWPi为所述多射频单元中的第i个射频单元的接收宽带信号总功率，n为所述小区多射频单元中的射频单元的个数。

21.一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据权利要求1所述的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元的增益因子并且单位为dB、所述各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则所述小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的：

$\mathrm{RTWP}=10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{(N0-\mathrm{Gi})/10}\right)\mathrm{dBm},$

其中，RTWP为所述小区接收宽带信号总功率，Gi为所述多射频单元中的第i个射频单元的增益因子，n为所述小区多射频单元中的射频单元的个数。

22.一种小区接收宽带信号总功率的计算方法，用于计算具有根据权利要求1所述的集线器的小区多射频单元的小区接收宽带信号总功率，其特征在于，如果所述多射频单元上报的各个射频单元的增益因子并且单位不是dB、所述各个射频单元的底噪为N0并且单位为dBm，则所述小区接收宽带信号总功率是通过以下方法计算的：

$\mathrm{RTWP}=N0+10*\log \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{G0}^2}{{\mathrm{Gi}}^2}\right)\mathrm{dBm},$

其中，RTWP为所述小区接收宽带信号总功率；G0为只有底噪N0时，所述射频单元的增益因子；Gi为所述多射频单元中的第i个射频单元的增益因子；n为所述小区多射频单元中的射频单元的个数。

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