CN101355778A - 单频网系统、工作方法及叠加该单频网的移动通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种分布式单频网系统和工作方法以及叠加该分布式单频网的时分双工移动通信系统。一种分布式单频网系统，包括一个单频网无线设备控制节点，若干单频网无线设备节点。同时本发明还提供一种分布式单频网的工作方法，以及叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统，所述系统包括：一个时分双工移动通信系统，一个与之配合工作的分布式单频网系统，本发明所述单频网工作方法针对SFN的需要，对现有的数字传输技术进行了优化，使得系统在传输SFN所需要的业务信号、控制信号和测量信号上，更为简单高效。

Description

单频网系统、工作方法及叠加该单频网的移动通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种分布式单频网系统和工作方法以及叠加该分布式单频网的时分双工移动通信系统。

背景技术

目前，在3GPP(第三代合作伙伴项目，3rd Generation Partnership Project)启动的3G(3rd Generation)LTE(长期演进Long Term Evolution)的讨论中，使用SFN(单频网Single frequency network)实现MBMS(多媒体广播组播业务Multimedia Broadcast Multicast Service)是一种受到广泛关注的技术。

现有MBMS架构，在使用专用载波实现MBMS的情况下，发射MBMS的专用载波的发射机和天馈与传统移动通信基站的搭配方式涉及到MBMS系统的业务能力、频谱效率、系统造价等，目前已知两种MBMS的网络架构进行了讨论：一种是在每个移动通信基站上配置一套MBMS发射系统，此时MBMS发射系统与移动通信基站一一对应，并且共站址安装；一种是用其覆盖半径大于移动通信基站覆盖半径的MBMS发射系统叠加在移动通信小区之上，每个MBMS系统覆盖多个移动通信小区，MBMS发射系统不一定和移动通信基站共站址，这样可以减少所需要的MBMS发射系统的数量。

但这两种架构的共同缺点是：无法在一个基站对应的小区范围内实施SFN网对广播信号的分布式发射，从而限制了SFN(单频网Single frequency network)发射功率的进一步降低和提供组播业务的灵活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分布式单频网系统及其工作方法，所述分布式单频网系统结构支持灵活的互连拓扑结构，可以使基于该结构的广播网灵活地实现室内外的覆盖，所述方法使得系统更为简洁测量信号，同时提供一种叠加了所述分布式单频网的时分双工移动通信系统。

为解决上述技术问题本发明通过下述技术方案实现：一种分布式单频网系统，包括一个单频网无线设备控制节点，若干单频网无线设备节点；所述单频网无线设备控制节点包括基带处理单元和控制信息产生单元，所述单频网无线设备节点包括同步控制单元以及射频单元，所述单频网无线设备控制节点通过传输链路与所述单频网无线设备节点相耦合；所述控制信息产生单元用于控制每个单频网无线设备节点内的射频单元，所述各射频单元之间保持单频网要求的同步关系。

所述射频单元之间的同步关系包括：时间同步、频率同步和符号同步，所述单频网无线设备控制节点通过传输链路与所述单频网无线设备节点相耦合构成星型、环形、树型、链型拓扑结构。所述传输链路可以光纤、金属导线或者空间作为传输介质。所述单频网无线设备节点利用小灵通基站资源进行安装。

一种分布式单频网工作方法，包括如下步骤：

A.单频网无线设备控制节点产生单频网所需要的控制信息和广播业务信息通过传输链路向各单频网无线设备节点发送所述广播业务信息和控制信息；

B.单频网无线设备控制节点将控制信息和广播业务信息格式化为多个时分复用帧，其中所述各时分复用帧包括用于控制信息的控制时隙，和用于广播业务信息的多个数据时隙，并且各数据时隙对应于天线载波之一的数据流；

C.所述各单频网无线设备节点根据所述单频网无线设备控制节点发来的控制信息中指定的工作频点、发送时刻向其覆盖区域发送广播业务信号。

所述各单频网无线设备节点可以使用时分双工系统的工作频段、数字电视广播频段或者无线局域网的频段，所述广播业务信号包括多个数据流，各数据流与一个或者多个天线针对一个无线电载波相关联的数据相对应，各个数据流以I/Q两路数字信号的形式被传输。

一种叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统包括：一个时分双工移动通信系统，一个与之配合工作的分布式单频网系统。

所述时分双工移动通信系统包括至少一个基站，至少一个阵列天线，所述阵列天线覆盖一个扇形区域；阵列天线以赋形波束实现数据的传输，并且以非赋形波束实现公共信息的广播；

所述分布式单频网系统包括至少一个单频网无线设备控制节点，至少一个单频网无线设备节点，在所述时分双工阵列天线覆盖的一个扇区区域内，也设置有若干个单频网无线设备节点。

所述单频网无线设备控制节点采用与所述时分双工基站相独立工作的方式，或通过接口与时分双工基站同步工作，同步工作方式下，所述单频网无线设备控制节点控制所述单频网无线设备节点实现单频网的无线帧与时分双工系统的无线帧在时间上保持确定的对应关系。所述单频网无线设备节点可以使用时分双工系统的工作频段、数字电视广播频段或者无线局域网的频段。所述时分双工基站附近区域由时分双工基站发送单频网广播信号来实现覆盖，在时分双工基站功率达不到所需信号强度的区域，由设置在所述扇形区域内的若干个单频网无线设备节点覆盖。所述分布式单频网利用小灵通基站资源安装所述单频网无线设备节点，所述小灵通基站资源包括：站址、供电子系统、通信链路。

采用本发明系统以及方法，所述SFN基带处理单元与SFN无线电射频单元间的结构支持灵活的互连拓扑结构，可以使基于该结构的SFN广播网灵活地实现室内外的覆盖；本发明所述单频网工作方法针对SFN的需要，对现有的数字传输技术进行了优化，使得系统在传输SFN所需要的业务信号、控制信号和测量信号上，更为简单高效。

附图说明

图1为本发明分布式单频网系统结构示意图；

图2为本发明分布式单频网工作方法的步骤示意图；

图3为本发明具体实施例单频网结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明所述技术方案的实施作进一步的详细描述。如图1所示本发明分布式单频网系统结构示意图，包括一个单频网无线设备控制节点，若干单频网无线设备节点；所述单频网无线设备控制节点包括基带处理单元和控制信息产生单元，所述单频网无线设备节点包括同步控制单元以及射频单元，所述单频网无线设备控制节点通过传输链路与所述单频网无线设备节点相耦合；所述控制信息产生单元用于控制每个单频网无线设备节点内的射频单元，所述各射频单元之间保持单频网要求的同步关系。

图2为本发明分布式单频网工作方法的步骤示意图，单频网无线设备控制节点产生单频网所需要的控制信息和广播业务信息通过传输链路向各单频网无线设备节点发送所述广播业务信息和控制信息；单频网无线设备控制节点将控制信息和广播业务信息格式化为多个时分复用帧，其中所述各时分复用帧包括用于控制信息的控制时隙，和用于广播业务信息的多个数据时隙，并且各数据时隙对应于天线载波之一的数据流；所述各单频网无线设备节点根据所述单频网无线设备控制节点发来的控制信息中指定的工作频点、发送时刻向其覆盖区域发送广播业务信号。

如图3所示：一种叠加了分布式单频网广播的TDD移动通信系统包括：一个时分双工(TDD)移动通信系统，一个与之配合工作的分布式单频网系统。

时分双工(TDD)移动通信系统包括至少一个基站，至少一个阵列天线，每个阵列天线覆盖一个扇形区域；阵列天线以赋形波束实现数据的传输，并且以非赋形波束实现公共信息的广播。

分布式单频网系统包括至少一个SFN_REC101，至少一个SFN_RE102。在一个TDD阵列天线覆盖的一个扇区301内，存在若干个SFN_REC102。SFN_REC可以采用与TDD基站独立工作的方式，也可以通过接口与TDD基站同步工作，同步工作方式下，SFN_REC控制SFN_RE实现单频网的无线帧与TDD系统的无线帧在时间上保持确定的对应关系。SFN_RE可以使用TDD系统的工作频段，也可以使用其他的工作频段，比如，数字电视广播频段或者无线局域网的频段。SFN_RE可以是室内安装，也可以是室内安装。

对于一个TDD阵列天线所覆盖的区域，一种叠加了分布式单频网广播的TDD移动通信系统可以采用如下两种方式实现SFN广播信号的覆盖：

1)在TDD基站附近区域由TDD基站发送SFN广播信号来实现覆盖，在TDD基站功率达不到所需信号强度的区域，如小区边缘或者室内覆盖，由分布在区域301内的若干SFN_RE覆盖；

2)TDD基站只用于通信，区域301的广播覆盖全部由SFN_RE实现。无论是这两种覆盖方式的哪一种，都很好地解决了TDD基站在实现全小区301覆盖时存在的发射功率不足的问题。

在本实施例中，分布式单频网广播的传输链路107是一种光纤链路，该链路实现SFN_REC与SFN_RE以及SFN_RE与SFN_RE之间的通信链接，SFN_REC与SFN_RE之间的连接拓扑结构可以是链型、树型、环形等形式，也可以是这些形式的组合形式。

在本实施例中，SFN_REC是独立存在的物理实体，也可以把SFN_REC与TDD基站做成一个整体；SFN_RE是一个独立的实体，也可以把SFN_RE与TDD移动通信系统中需要采用的分布式射频发射接点做成一个整体。

在本实施例中，SFN_RE利用小灵通PHS(PHS：Personal Handy-phone System)基站资源进行安装，PHS基站站址的密度、高度都适合SFN_RE实现微小区覆盖。

这里以TDD移动通信系统与分布式SFN网的组合为例来说明分布式SFN的一种应用方式，同样的应用模式也可以用于FDD移动通信系统中引入分布式SFN网来改善其覆盖性能。

Claims (14)

1.一种分布式单频网系统，其特征在于：包括一个单频网无线设备控制节点，若干单频网无线设备节点；所述单频网无线设备控制节点包括基带处理单元和控制信息产生单元，所述单频网无线设备节点包括同步控制单元以及射频单元，所述单频网无线设备控制节点通过传输链路与所述单频网无线设备节点相耦合；所述控制信息产生单元用于控制每个单频网无线设备节点内的射频单元，所述各射频单元之间保持单频网要求的同步关系。

2.如权利要求1所述的单频网系统，其特征在于：所述射频单元之间的同步关系包括：时间同步、频率同步和符号同步。

3.如权利要求1所述的单频网系统，其特征在于：所述单频网无线设备控制节点通过传输链路与所述单频网无线设备节点相耦合构成星型、环形、树型、链型拓扑结构。

4.如权利要求3所述的单频网系统，其特征在于：所述传输链路以光纤、金属导线或者空间作为传输介质。

5.如权利要求1所述的单频网系统，其特征在于：所述单频网无线设备节点利用PHS基站资源进行安装。

6.一种分布式单频网工作方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、单频网无线设备控制节点产生单频网所需要的控制信息和广播业务信息通过传输链路向各单频网无线设备节点发送所述广播业务信息和控制信息；

B、单频网无线设备控制节点将控制信息和广播业务信息格式化为多个时分复用帧，其中所述各时分复用帧包括用于控制信息的控制时隙，和用于广播业务信息的多个数据时隙，并且各数据时隙对应于天线载波的数据流；

C、所述各单频网无线设备节点根据所述单频网无线设备控制节点发来的控制信息中指定的工作频点、发送时刻向其覆盖区域发送广播业务信号。

7.如权利要求6所述的工作方法，其特征在于：所述各单频网无线设备节点可以使用时分双工系统的工作频段、数字电视广播频段或者无线局域网的频段。

8.如权利要求6所述的工作方法，其特征在于：所述广播业务信号包括多个数据流，各数据流与一个或者多个天线针对一个无线电载波相关联的数据相对应，各个数据流以I/Q两路数字信号的形式被传输。

9.一种叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统包括：一个时分双工移动通信系统，一个与之配合工作的分布式单频网系统；

所述时分双工移动通信系统包括至少一个时分双工基站，至少一个阵列天线，所述阵列天线覆盖一个扇形区域；阵列天线以赋型波束实现数据的传输，并且以非赋型波束实现公共信息的广播；

所述分布式单频网系统包括至少一个单频网无线设备控制节点，至少一个单频网无线设备节点，在所述时分双工阵列天线覆盖的一个扇区区域内，也设置有若干个单频网无线设备节点。

10.如权利要求9所述的叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统，其特征在于：所述单频网无线设备控制节点采用与所述时分双工基站相独立工作的方式，或通过接口与时分双工基站同步工作。

11.如权利要求10所述的叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统，其特征在于：同步工作方式下，所述单频网无线设备控制节点控制所述单频网无线设备节点实现单频网的无线帧与时分双工系统的无线帧在时间上保持确定的对应关系。

12.如权利要求11所述的叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统，其特征在于：所述单频网无线设备节点可以使用时分双工系统的工作频段、数字电视广播频段或者无线局域网的频段。

13.如权利要求9所述的叠加了分布式单频网的时分双工移动通信系统，其特征在于：所述时分双工基站附近区域由时分双工基站发送单频网广播信号来实现覆盖，在时分双工基站功率达不到所需信号强度的区域，由设置在所述扇形区域内的若干个单频网无线设备节点覆盖。

14.权利要求9所述的叠加了分布式单频网广播的时分双工移动通信系统的特征在于：所述分布式单频网利用PHS基站资源安装所述单频网无线设备节点，所述PHS基站资源包括：站址、供电子系统、通信链路。

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