CN101427604A - PHS和WiMAX双模式基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站，包括天线，用于接收和发送基于PHS空中接口规范的PHS信号和基于WiMAX空中接口规范的WiMAX信号；PHS模块，用于执行PHS基站的功能；WiMAX模块，用于执行WiMAX基站的功能；和网络接口，用于将PHS模块和WiMAX模块连接到网络。基站可以由外部基站管理系统经由网络接口来管理。基站能够实现基站共址、共用天线、共用回传线路资源、共用网络及网管资源，大大节省建设和运营成本。

Description

PHS和 WiMAX双模式基站

技术领域

本发明涉及移动通信技术， 尤其涉及 PHS/WiMAX双模基站 系统。 背景技术

PHS (个人手持电话系统： Personal Handyphone system )系 统是一个由日本发起的第二代无线通信标准， 它的空中接口采用 TDMA/TDD多址接入方式，在 300KHz带宽的信道上同时支持 4 个语音用户。 近年来， 基于 PHS空中接口的小灵通系统在例如中 国发展迅速， 用户数量已经接近 1亿， 而且还在持续增长。 尽管 PHS系统支持以电路交换为主的数据业务， 但由于小灵通系统是 定位在提供传统语音业务为主的网絡， 目前大部分小灵通用户都 只是使用话音业务， 数据业务开展较慢。

而近些年来， 世界范围内对开发新的无线宽带接入系统都进 行了大量投入。 最近批准的 802.16系列标准， 又被称作 WiMAX 的系统则最为引人关注。 它是一个采用 OFDM/OFDMA技术， 可 以工作在 TDD或者 FDD两种双工模式。 WiMAX宽带无线接入 技术， 具有的接入速率高、 覆盖范围大以及支持移动性等一系列 优点， 为宽带无线接入系统的建构和应用提供了良好的平台。 在 WiMAX论坛的推动下，基于 IEEE802.16标准的 WiMAX产品将 很快进入市场。

现有的 PHS和 WiMAX基站及其配套设施和网络控制设备都 是独立的， 要建设这样两个网络需要分别进行投资， 无法进行资 源共享。 发明内容

本发明的目的是提供一种 PHS/WiMAX双模基站， 以为运营 商提供一种经济的建设 PHS和 WiMAX双模网络的方案。

本发明提供了一种基站， 包括： 天线， 用于接收和发送基于 PHS空中接口规范的 PHS信号和基于 WiMAX空中接口规范的 WiMAX信号； PHS模块， 用于执行 PHS基站的功能； WiMAX 模块， 用于执行 WiMAX基站的功能； 和网络接口， 用于将 PHS 模块和 WiMAX模块连接到网络。

该基站还可包括基站管理模块， 用于管理基站的配置， 和 / 或性能， 和 /或故障。 可选地， 可以由外部的基站管理系统经由所 述网络接口来管理该基站的配置， 和 /或性能， 和 /或故障。

在该基站中， 天线可包括第一天线和第二天线， 所述第一天 线由所述 PHS模块使用，而所述笫二天线由所述 WiMAX模块使 用。

天线可由一套天线构成，所述 PHS信号和所述 WiMAX信号 基于不同的频段。所述 PELS信号和所述 WiMAX信号也可基于公 共频段， 所述 WiMAX信号基于 TDD双工模式并且采用 PHS空 中帧结构。 PHS信号和 WiMAX信号可以均使用全部的可用频带， PHS模块能够根据动态分配原则 DCA来回避冲突。 PHS信号和 WiMAX信号的频带可以不重叠， 由 PHS模块和 WiMAX模块向 相应终端通知可用频段以供选择使用。

网络接口可通过双绞线与网络相连。 网络接口可基于 ADSL2+标准。

利用本发明， 可以实现基站共址、 共用天线、 共用回传线路 资源、 共用网络及网管资源， 大大节省建设和运营成本。 附图说明

参照下面结合附图对本发明的具体描述可更加清楚地理解本 发明的上述及其它目的， 特征和优点， 其中：

图 1示出了根据本发明笫一实施例的基站的模块图； 而 图 2示出了根据本发明笫二实施例的基站的模块图。

在附图中， 用类似的附图标记表示类似的部分。 具体实施方式

下面结合附图描述本发明的实施例。

图 1示出了根据本发明笫一实施例的基站的模块图。 如图 1 所示， PHS/WiMAX基站 3包括 PHS天线 1, WiMAX天线 2， PHS基站模块 4， WiMAX基站模块 5,基站管理模块 6和网络接 Π 7。

PHS基站模块（包括硬件和软件 ) 4主要执行常规 PHS基站 的信号和数据处理功能， 包括基带信号处理、 射频信号处理以及 呼叫控制功能， 通过 PHS天线 1针对终端发射和接收基于 PHS 空中接口规范的 PHS信号，并通过网络接口 7经网络与其它网元 或控制系统通信。

WiMAX基站模块（包括硬件和软件）5主要执行常规 WiMAX 基站的信号和数据处理功能， 包括基带信号处理、 射频信号处理 以及呼叫控制功能， 通过 WiMAX天线 2针对终端发射和接收基 于 WiMAX空中接口规范的 WiMAX信号， 并通过网络接口 7经 网络与其它网元或控制系统通信。

基站管理单元 6主要管理基站的配置， 例如组成单元数量， 类型,. 带宽分配， 网络配置等。 可选地， PHS/WiMAX双模基站 可以共用一个管理平台， 即共用一个外部基站管理系统， 而不是 在包含各自的基站管理模块，从而简化网络架构， 节约建设成本。 这个网管平台可以工作在传统的混合网管模式下， 统一管理

PHS/WiMAX双模基站系统的所有网元， 包括双模基站。 网管平 台的主要功能包括： 配置管理， 性能管理以及故障管理等。

WiMAX基站需要的回传带宽主要由它的峰值吞吐量相关， 而这又主要由该基站所占用的射频带宽以及所使用的信道编码和 调制方式决定。 PHS基站通常只知需要很少的回传带宽。

考虑到上述情况， 在本发明的第一实施例中， PHS基站模块 4和 WiMAX基站模块 5均通过网络接口 （包括硬件和软件 ) 7 经网络进行数据回传。

虽然在图中只示出一个网络接口 7, 然而实际上网络接口 7 包括用于 PHS基站模块的回传的网络接口，和用于 WiMAX基站 模块的回传的网络接口。 这两个网络接口通过分别的传输介质进 行回传。

优选地， 利用网络领域已知的复用和解复用技术， PHS基站 模块和 WiMAX 基站模块能够共享同一网络接口， 例如适于 WiMAX系统回传的网络接口。 因此， 可以依靠 WiMAX系统的 回传机制， 分享一部分带宽。 这样可以筒化连接 PHS/WiMAX基 站到网络侧的回传系统的设计， 降低成本和设计难度。

优选地， 网络接口 7采用双绞线介质与网络相连。 目前现有 的 PHS系统采用双绞线作为基站到网络侧设备的传输介质，上面 承载 ISDN信号（例如 8B+D )。 因此对于运营商， 特别是正在运 营 PHS系统的运营商来说， WiMAX基站如果也采用双绞线作为 传输介质， 将会是一个很好的选择。 这样的话 WiMAX基站就可 以共享已有的双绞线资源， 从而降低网络建设和运营成本。

由于 WiMAX基站的容量远大于 PHS基站，因此最好采用与 ISDN 不同的传输技术。 一个对于 WiMAX 是优选的选择是 ADSL2+ (G.992.5), 它具有和 ISDN传输技术 (G.961)相似的传输 距离， 而它能承载的速率与 WiMAX基站的容量也在相当的量级 上， 因此它可以支持共站址的 WiMAX和 PHS双模基站。

内部各模块间的互连方式与现有的基站结构相似， 典型的如

PHS, GSM或 WCDMA基站。

模块 4-7可采用例如基于软件无线电的系统架构。 具体可以 用射频收发信机、数字上变频、数字下变频，通用 DSP处理器（如 TI的 TMS320C64系列） ， FPGA (如 Xilinx的 Virtex II ) 以及 CPU或网络处理器（如 Power PC或 IntelIXP2350 )或其组合来 实现。 根据实际的器件选择和功能实现， 模块 4和模块 5可以用 同样的硬件来实现。 编程语言通常可以用 C, C++和汇编语言， 采用实时操作系统如 VxWorks以及 DSP BIOS。

需要注意的是， 在实际的实现中， 一个或多个这样的模块实 体可以被组合起来以节省空间和成本。 举例来说， PHS基站软件 和 WiMAX基站软件就可以捆绑到一起。 同样， PHS基站硬件和 WiMAX基站硬件可以釆用相同的硬件设备以共享部分信号处理 资源。

图 2示出了根据本发明第二实施例的基站的模块图。 第二实 施例的构成与笫一实施例基本相同， 除了用一个天线 8来替代天 线 1和 2之外。 因此， 下面只描述与第一实施例不同的地方， 而 有关相同部分的描述则被省略。

如图 2所示， PHS基站模块 4和 WiMAX基站模块 5分别通 过天线 8针对终端发射和接收基于 PHS空中接口规范的 PHS信 号和基于 WiMAX空中接口规范的 WiMAX信号。

PHS和 WiMAX基站共用一套天线是可行的。 例如当所选用 的天线支持足够宽的频率范围，足以覆盖 PHS和 WiMAX基站所 选择的不同频段时，或者当 PHS和 WiMAX基站选择共用频率时， 可以实现两者共用同一套天线， 从而进一步节省网络建设成本。 当 PHS和 WiMAX基站共用频段时， WiMAX基站需要工作 在 TDD默工模式下， 同时采用同样的定时和上下行帧结构，也就 是说它每帧也必须采用 2.5亳秒对称的上下行结构， 与 PHS空中 帧结构保持一致。

对于本发明的欢模式基站， 在带宽分配方面， 总的可用带宽 可以被固定分成两个独立的部分， 分别用于 PHS和 WiMAX。 这 个划分可以是全网统一固定分配的， 也可以根据每个基站的不同 分别划分。 如果是固定分配的， 频带划分需要由网络规划来决定， 并根据 PHS和 WiMAX所承载的业务流量的比例来分配，以最大 程度符合用户的需要。 如果频带是每个基站可变的， 当某个基站 的可用频带变化之后需要通过附加的广播消息通知到终端用户以 便它们正确地选择频率接入系统。

由于 PHS在频点选择上是采用动态分配的原则 (DCA), 对于 PHS和 WiMAX共用频段的双模系统， 也可以不进行频段划分， WiMAX和 PHS都可以使用全部的可用频段， 一旦出现冲突时， 由 PHS系统根据 DCA的原理自动规避， 选择空闲的频点继续工 作。

如上所述， 本发明描述了一种 PHS/WiMAX双模基站系统， 它采用相同的网络侧回传方案以及同一套基站网管系统。 该发明 所指的默模基站系统包括两个主要的功能部分， 一部分是作为 PHS基站， 另一部分是作为 WiMAX基站， 这两部分实体可以位 于同一个基站内部也可以分开放置。 PHS和 WiMAX双模基站可 以共用同一套天线。

PHS/WiMAX双模基站提供的另一个有用的功能是， 可以有 效地平衡电路交换方式的话音业务和分组交换方式 (VoIP)的话音 业务的容量。

对于 PHS/WiMAX双模系统而言， 用户终端存在 3种类型： (1) PHS 单模； （2) WiMax 单模； （3) PHS/WiMax双模. 可以预 见， 传统的 PHS语音用户和 WiMAX支持的 VoIP语音用户都将 接入 PHS/WiMAX双模基站进行话音通信。

当一个 PHS/WiMAX双模终端接入的时候， 在一些特定的应 用场景下，基站如果通过能够选择让该用户进行 PHS语音呼叫或 者 VoIP语音呼叫， 以平衡不同业务类型的用户数量， 将会是非 常有价值的。 举例来说， 这些场景包括：

1 ) 用户选择

终端用户可以选择优先接入 PHS或 WiMAX VoIP网络进行 语音呼叫。

2 )基站容量

在一个实施例中， 基站管理模块可根据本地 PHS和 WiMAX 业务负载的分布来进行负载均衡。 例如当大量用户正在通过 WiMAX接入时， 基站管理模块可以选择通过 PHS基站模块来接 入该用户； 或者相反， 当大量用户通过 PHS接入时， 基站管理模 块可以选择让用户通过 WiMAX基站模块来进行 VoIP的语音呼 叫。

在另一个实施例中， 可以根据网络中语音业务在 PHS 和 WiMAX 网络中的分布情况来选择通过何种接入方式来连接具备 PHS/WiMAX双模功能的终端。 也可以通过广播方式定期向终端 更新网络侧资源占用状态， 从而帮助终端优先选择有空余容量的 网络发起呼叫。

本领域技术人员明白， 上迷具体格式， 取值和实施例仅仅是 示例性的， 并不意味着对本发明的限制。 本领域技术人员根据这 里的说明可以得到其它修改实施例和变型。

Claims (1)

1. 权 利 要 求

   1. 一种基站， 包括：

   天线， 用于接收和发送基于 PHS空中接口规范的 PHS信号 和基于 WiMAX空中接口规范的 WiMAX信号；

   PHS模块， 用于执行 PHS基站的功能；

   WiMAX模块， 用于执行 WiMAX基站的功能； 和

   网络接口， 用于将 PHS模块和 WiMAX模块连接到网络。

   2. 根据权利要求 1的基站， 还包括：

   基站管理模块， 用于管理基站的配置， 和 /或性能， 和 /或故障。

   3. 根据权利要求 1的基站，其中由外部的基站管理系统经由 所述网络接口来管理该基站的配置， 和 /或性能， 和 /或故障。

   4. 根据权利要求 1的基站，其中所述天线包括第一天线和第 二天线， 所述第一天线由所述 PHS模块使用， 而所述第二天线由 所述 WiMAX模块使用。

   5. 根据权利要求 1的基站， 其中所述天线由一套天线构成， 所述 PHS信号和所述 WiMAX信号基于不同的频段。

   6. 根据权利要求 1的基站， 其中所述天线由一套天线构成， 所述 PHS信号和所述 WiMAX信号基于公共频段，所述 WiMAX 信号基于 TDD双工模式并且釆用 PHS空中帧结构。

   7. 根据权利要求 6 的基站， 其中所述 PHS 信号和所述 WiMAX信号均使用全部的可用频带， 所述 PHS模块能够根据动 态分配原则 DCA来回避冲突。

   8. 根据权利要求 6 的基站， 其中所述 PHS 信号和所述 WiMAX信号的频带不重叠。

   9. 根据权利要求 8的基站， 其中由 PHS模块和 WiMAX模 块向相应终端通知可用频段以供选择使用。

   10. 根据权利要求 1的基站，其中所述网络接口包括用于 PHS 模块的笫一网络接口， 和用于 WiMAX模块的第二网络接口。

   11. 根据权利要求 10的基站，其中所述第一和第二网络接口 通过相同网络介质与网络相连。

   12. 根据权利要求 11的基站， 其中所述网络介质是双绞线。

   13. 根据权利要求 12的基站，其中所述第一和笫二网络接口 基于 ADSL2+标准。