CN101742671B - 一种具有载波调度功能的无线数字直放站和实现载波调度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种具有载波调度功能的无线数字直放站和实现载波调度的方法，当无线数字直放站上报的话务统计结果超过基站的设定范围时，该无线数字直放站通过与网络控制中心的信息交互识别出邻近满足载波调度要求的无线数字直放站，并向其发出开始载波调度的指令，该两无线数字直放站同时启动中继转发系统并建立中继转发的关系，超过该提出载波调度请求的无线数字直放站负载的话务，通过其中继通道调度至邻近的满足载波调度要求的无线数字直放站的中继通道，并选频移频至其对应的基站的覆盖系统中，从而建立话务关系并完成载波调度；本发明不仅可以充分利用直放站资源，降低了成本，而且能有效地提高话务质量。

Description

一种具有载波调度功能的无线数字直放站和实现载波调度的方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于同、异频转发的具有载波调度功能的无线数字直放站和无线数字直放站之间实现载波调度的方法。

背景技术

众所周知，最佳蜂窝通信系统布网模式，一般采用“基站+直放站”的覆盖方式。基站布置于话务量较为集中的地区，而其周边话务量较少的区域，则采用直放站来延伸覆盖。如图1所示，基站1和直放站A1的话务容量，以及基站2和直放站A2的话务容量，是根据其所覆盖区域的理论话务来规划的。当盲区1的话务增大时，就必须增加基站1的系统配置，从而满足话务需求。同样地，当盲区2的话务增大时，必然需要增加基站2的系统配置。但，当盲区1与盲区2的话务增减是相反时，即盲区1的话务增加时，而盲区2的话务正好减少。倘若能够在直放站A1，A2间实现载波调度，势必将大大降低基站的配置压力，并能够提高用户的通信体验。如图2所示，为一种基站与直放站，以及直放站之间通过无线方式来中继转发信号的系统。

专利申请号为200710008804.6的具有同、异频转发功能的无线直放站，公开了一种通过射频开关控制异、同频信号转发的无线直放站。如图3所示，该无线直放站包括施主天线、射频单元和重发天线，其中射频单元包括第一双工器，其具有与施主天线连接的共用端，以及第一频率收/发通道和第二频率发射通道；第二双工器，具有与重发天线连接的共用端，以及第一频率收/发通道和第二频率的接收通道；第一频率信号链路包括合路器、第一频率下行低噪放大器、第一频率上行低噪放大器、第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关、第一频率主功率放大器和备用功率放大器、第一频率下行输入检测电路和第一频率上行检测电路；第二频率信号链路包括第二频率下行低噪放大器、功分器、第二频率主功率放大器和备用功率放大器、第五射频开关和第二频率输入检测电路；及与第一频率信号链路的各射频开关连接的控制器，其可根据上、下行传输的需要控制各射频开关切换以形成上行或下行通道。该方案不仅具有异频通信通道外，由于采用同频上、下行通道的切换技术，增加了同频通信通道，具备同、异频兼容的工作方式。虽然其提及的应用场合是以列车通信系统为例，但它同样也适用其他通信场合，特别是上述需要载波调度的通信系统。由于该方案采用通过控制器来控制多组射频开关的切换方式，不仅容易造成设备故障，而且提高了设备传输时延；且该设备采用单独接入及发射天线系统，容易形成系统自激。特别是，当同时工作的两个系统的频率间隔较近时(例如458MHz和468MHz)，容易互相影响，产生干扰。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种可靠性高、通信良好、确保数字直放站之间能实现高效载波调度，充分利用直放站资源的无线数字直放站和实现载波调度的方法。

一种具有载波调度功能的无线数字直放站，主要包括由第一中继天线和施主天线、BS端收发集成模块、多载波数字选频系统、MS端收发集成模块、MCU控制单元、远程监控单元、第二中继天线和覆盖天线组成的同时具中继转发和本地覆盖功能的信号链路；

其中，中继转发下行信号链路为：施主天线接收施主基站的信号或第一中继天线接收另一直放站的中继转发信号至近端双工器，经BS端收发集成模块的场强检测模块采样数据及BS控制子系统对采样数据比对和排序并上传至MCU控制单元后，增益放大给多载波数字选频系统的合路选频单元、混频器和数字中频下行至MS端收发集成模块，一方面，通过与MS端收发集成模块连接的第二中继天线向另一直放站实现信号的中继转发；

本地覆盖，下行信号链路为：施主天线接收施主基站的信号或第一中继天线接收另一直放站的中继转发信号至近端双工器，经BS端收发集成模块的场强检测模块采样数据及BS控制子系统对采样数据比对和排序并上传至MCU控制单元后，增益放大给多载波数字选频系统的合路选频单元、混频器和数字中频下行至MS端收发集成模块，另一方面，通过与MS端收发集成模块连接的覆盖天线向用户实现信号覆盖；

中继转发上行信号链路为：一方面，由该第二中继天线接收来自另一直放站的中继转发信号，经MS端收发集成模块、多载波数字选频系统、BS端收发集成模块，通过第一中继天线上行至另一直放站；

本地覆盖上行信号链路另一方面，为：该覆盖天线接收来自用户的上行信号，经由MS端收发集成模块、多载波数字选频系统、BS端收发集成模块，通过施主天线上行至施主基站；

上述的BS端收发集成模块包括场强检测模块和BS控制子系统，当接收信号时，一方面通过该场强检测模块定时采样接入信号功率，并将采样数据交由BS控制子系统进行比对、排序；该BS控制子系统预存有各种接入信号门限值及与该门限值相对应的控制指令，当接入信号采样值低于门限时，该BS控制子系统向MCU控制单元发出告警指令，由MCU控制单元控制远程监控单元向基站短信平台发出系统接入告警信号，当接入信号采样值高于门限时，BS控制子系统将采样数据进行从大到小排序、建表，并上传至MCU控制单元，由MCU控制单元根据该上传数据实施判断和控制。

一种无线数字直放站之间实现载波调度的方法，包括以下几个步骤：

步骤1、无线数字直放站通过其远程监控单元分别与对应的基站实施数据交互，网络控制中心通过各基站的上报信息了解各直放站的载波调度需求和载波使能状态；

其中，每个无线数字直放站都会将检测到的话务统计结果通过远程监控单元实时上报至其对应的基站，若其上报的话务统计结果低于基站的设定范围时，基站会发出“载波调度评估”的指令至该无线数字直放站的MCU控制单元，该数字直放站执行调阅本系统各载波的话务统计情况，将富余话务的相关载波识别、报送MCU控制单元；若其上报的话务统计结果超出基站的设定范围时，基站会发出“载波调度请求”的指令至该无线数字直放站的MCU控制单元，该无线数字直放站开始实施载波调度请求；

步骤2、提出载波调度请求的无线数字直放站通过与网络控制中心的信息交互识别出邻近满足载波调度要求的无线数字直放站，并向其发出开始载波调度的指令；

其中，提出载波调度请求的无线数字直放站通过与网络控制中心的信息交互，查询邻近的无线数字直放站的“载波调度评估”是否满足要求，即查询该邻近的无线数字直放站存有富余的载波容量是否可以满足载波调度的要求，若满足要求，则提出载波调度请求的无线数字直放站通过其远程监控单元，发送“应答”请求至该邻近的无线数字直放站；

步骤3、开始实施载波调度时，提出载波调度请求的无线数字直放站和满足调度要求的邻近的无线数字直放站分别启动中继转发系统，并建立中继转发的关系；

该邻近的无线数字直放站“应答”后，提出载波调度请求的数字直放站通过其MCU控制单元增加“中继转发”通道中数字中频的载波数量，同时，调整其下行系统VCO控制和上行系统VCO控制的本振信号，从而实施对“中继转发”通道的工作频段的调整，满足中继转发系统的覆盖需求；同样的，邻近的无线数字直放站通过其MCU控制单元增加“中继转发”通道的数字载波数量，同时，调整其下行系统VCO控制和上行系统VCO控制的本振信号，从而实施对“中继转发”通道的工作频段的调整，满足中继转发系统的覆盖需求；

提出载波调度请求和满足载波请求的两无线数字直放站分别通过其MCU控制单元，调整“中继转发”通道中上/下行发射功放的偏置状态，满足其建立通信的要求；所述无线数字直放站的“中继转发”通道中上/下行发射频功放的偏置状态是否满足另一无线数字直放站的要求，是通过无线数字直放站对接入信号通过场强检测模块进行场强检测来判断的；

步骤4、建立“中继转发”工作时，超过提出载波请求的无线数字直放站负载的话务，通过该无线数字直放站的中继通道调度至满足载波请求的无线数字直放站的中继通道，并选频移频至该无线数字直放站对应的基站的覆盖系统中，从而建立话务关系并完成载波调度。

采用本发明的技术方案后，一方面无线数字直放站利用数字选频移频技术，相对射频开关控制，更加稳定可靠性高；其通过对接入信号进行场强检测，能准确地进行功放控制，从而确保数字直放站之间通信良好；采用了分集接收天线后可以提高信号的接收灵敏度，尤其采用单独的发射天线能避免系统间自激；另一方面，本发明中一种无线数字直放站之间实现载波调度的方法，不仅可以充分利用直放站资源，降低了成本，而且能有效地提高话务质量。

附图说明

图1为习知的“基站+直放站”的布设示意图；

图2为习知的无线直放站的工作原理示意图；

图3为习知的具有同、异频转发功能的无线直放站工作原理图；(在图中的框图内标注元器件名称)

图4为本发明无线数字直放站的工作原理图；

图5为本发明无线数字直放站之间实现载波调度的工作原理图。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详述。

具体实施方式

如图4所示，本发明一种具有载波调度功能的无线数字直放站，主要包括第一中继天线101和施主天线102、BS端收发集成模块200、多载波数字选频系统300、MS端收发集成模块400、MCU控制单元500、远程监控单元600、第二中继天线700和覆盖天线800。

其中，下行信号链路：施主天线102接收施主基站的信号或第一中继天线101接收另一直放站的中继转发信号至近端双工器901，经BS端收发集成模块200的场强检测模块201采样数据及BS控制子系统202对采样数据比对和排序并上传至MCU控制单元500后，增益放大给多载波数字选频系统300的合路选频单元301、混频器302、304和数字中频303下行至MS端收发集成模块400，一方面，通过与MS端收发集成模块400连接的第二中继天线700向另一直放站实现信号的中继转发，另一方面，通过与MS端收发集成模块400连接的覆盖天线800向用户实现信号覆盖。

上行信号链路：一方面，该第二中继天线700接收来自另一直放站的中继转发信号，经MS端收发集成模块400、多载波数字选频系统300、BS端收发集成模块200，通过第一中继天线101上行至另一直放站；另一方面，该覆盖天线800接收来自用户的上行信号，经由MS端收发集成模块400、多载波数字选频系统300、BS端收发集成模块200，通过施主天线102上行至施主基站。

所述的BS端收发集成模块200还包括场强检测模块201和BS控制子系统202。当接收信号时，一方面通过该场强检测模块201定时采样接入信号功率，并将采样数据交由BS控制子系统202进行比对、排序；由于该BS控制子系统202预存有各种接入信号门限值及与该门限值相对应的控制指令，当接入信号采样值低于门限时，该BS控制子系统202向MCU控制单元500发出告警指令，由MCU控制单元500控制远程监控单元600向基站短信平台发出系统接入告警信号，当接入信号采样值高于门限时，BS控制子系统202将采样数据进行从大到小排序、建表，并上传至MCU控制单元500，由MCU控制单元500根据该上传数据实施判断和控制；一方面BS控制子系统202对接入信号增益放大后发送至多载波数字选频系统300。

基站在实际的工程布网中，会有较多的覆盖扇区，为了便于描述本发明仅给了基站的某一扇区与相应直放站的关系，即施主基站某一扇区的覆盖天线对准直放站的施主天线102，而直放站的覆盖天线则对准覆盖盲区。基站的每个扇区会有多个通信载波，且每个载波都与相应数字直放站的载波一一对应。每个载波的工作状态可通过直放站的远程监控单元600进行在线设置，设置的内容包括载点、使能状态等。

本发明的一种无线数字直放站之间实现载波调度的方法，具体包括以下几个步骤：

步骤1、无线数字直放站通过其远程监控单元600分别与对应的基站实施数据交互，网络控制中心通过各基站的上报信息了解各直放站的载波调度需求和载波使能状态。

其中，每个无线数字直放站都会将检测到的话务统计结果通过远程监控单元600实时上报至其对应的基站，若其上报的话务统计结果低于基站的设定范围时，基站会发出“载波调度评估”的指令至该无线数字直放站的MCU控制单元500，数字直放站执行调阅本系统各载波的话务统计情况，将富余话务的相关载波识别、报送MCU控制单元500；若其上报的话务统计结果超出基站的设定范围时，基站会发出“载波调度请求”的指令至该无线数字直放站的MCU控制单元500，该无线数字直放站开始实施载波调度请求。

步骤2、提出载波调度请求的无线数字直放站A2通过与网络控制中心的信息交互识别出邻近满足载波调度要求的无线数字直放站A1，并向其发出开始载波调度的指令。

其中，提出载波调度请求的无线数字直放站A2通过与网络控制中心的信息交互，查询邻近的无线数字直放站A1的“载波调度评估”是否满足要求，即查询该邻近的无线数字直放站存有富余的载波容量是否可以满足载波调度的要求；若满足要求，则提出载波调度请求的无线数字直放站A2通过其远程监控单元600，发送“应答”请求至该邻近的无线数字直放站A1。

提出载波调度请求的无线数字直放站A2识别邻近直放站的参数包括有：地理坐标及工作状态等。

该无线数字直放站的载波调度评估的参数包括有：载波频点及载波使能状态等。

步骤3、开始实施载波调度时，提出载波调度请求的无线数字直放站A2和满足调度要求的邻近的无线数字直放站A1分别启动中继转发系统，并建立中继转发的关系。

如图5所示，该邻近的无线数字直放站A1“应答”后，提出载波调度请求的数字直放站A2通过其MCU控制单元500增加“中继转发”通道中数字中频303的载波数量，同时，调整其下行系统VCO控制和上行系统VCO控制的本振信号，从而实施对“中继转发”通道的工作频段的调整，满足中继转发系统的覆盖需求；同样的，邻近的无线数字直放站A1通过其MCU控制单元500增加“中继转发”通道的数字载波数量，同时，调整其下行系统VCO控制和上行系统VCO控制的本振信号，从而实施对“中继转发”通道的工作频段的调整，满足中继转发系统的覆盖需求。

提出载波调度请求的无线数字直放站A2通过其MCU控制单元500，调整“中继转发”通道中上行发射功放的偏置状态，满足与邻近的无线数字直放站A1建立通信的要求；同时，数字直放站A1通过其MCU控制单元500，调整“中继转发”通道中下行发射功放的偏置状态，满足与无线数字直放站A2建立通信的要求。该无线数字直放站A1的“中继转发”通道中下行发射频功放的偏置状态是否满足无线数字直放站A2的要求，是通过无线数字直放站A2对接入信号通过场强检测模块201进行场强检测来判断的；同样的，无线数字直放站A2的“中继转发”通道中上行发射频功放的偏置状态是否满足无线数字直放站A1的要求，是通过无线数字直放站A1对接入信号通过场强检测模块201进行场强检测来判断的。

步骤4、建立“中继转发”工作时，超过无线数字直放站A2负载的话务，通过无线数字直放站A2(BS端)的中继通道，调度至无线数字直放站A1(MS端)的中继通道，并选频移频至该无线数字直放站对应的基站的覆盖系统中，从而建立话务关系并完成载波调度。

本发明的重点在于：无线数字直放站实时向对应的基站上报话务统计结果，当话务统计结果超过该基站的设定范围时，该无线数字直放站通过与网络控制中心的信息交互识别出邻近满足载波调度要求的无线数字直放站，并向其发出开始载波调度的指令，该两无线数字直放站同时启动中继转发系统并建立中继转发的关系，超过该提出载波调度请求的无线数字直放站负载的话务，通过其中继通道调度至邻近的满足载波调度要求的无线数字直放站的中继通道，并选频移频至其对应的基站的覆盖系统中，从而建立话务关系并完成载波调度。

Claims (2)

1.一种具有载波调度功能的无线数字直放站，其特征在于：主要包括由第一中继天线和施主天线、BS端收发集成模块、多载波数字选频系统、MS端收发集成模块、MCU控制单元、远程监控单元、第二中继天线和覆盖天线组成的具中继转发和本地覆盖功能的信号链路；

其中，中继转发下行信号链路为：施主天线接收施主基站的信号或第一中继天线接收另一直放站的中继转发信号至近端双工器，经BS端收发集成模块的场强检测模块采样数据及BS控制子系统对采样数据比对和排序并上传至MCU控制单元后，增益放大给多载波数字选频系统的合路选频单元、混频器和数字中频下行至MS端收发集成模块，通过与MS端收发集成模块连接的第二中继天线向另一直放站实现信号的中继转发；

本地覆盖下行信号链路为：施主天线接收施主基站的信号或第一中继天线接收另一直放站的中继转发信号至近端双工器，经BS端收发集成模块的场强检测模块采样数据及BS控制子系统对采样数据比对和排序并上传至MCU控制单元后，增益放大给多载波数字选频系统的合路选频单元、混频器和数字中频下行至MS端收发集成模块，通过与MS端收发集成模块连接的覆盖天线向用户实现信号覆盖；

中继转发上行信号链路为：由该第二中继天线接收来自另一直放站的中继转发信号，经MS端收发集成模块、多载波数字选频系统、BS端收发集成模块，通过第一中继天线上行至另一直放站；

本地覆盖上行信号链路为：该覆盖天线接收来自用户的上行信号，经由MS端收发集成模块、多载波数字选频系统、BS端收发集成模块，通过施主天线上行至施主基站；

上述的BS端收发集成模块包括场强检测模块和BS控制子系统，当接收信号时，一方面通过该场强检测模块定时采样接入信号功率，并将采样数据交由BS控制子系统进行比对、排序；该BS控制子系统预存有各种接入信号门限值及与该门限值相对应的控制指令，当接入信号采样值低于门限时，该BS控制子系统向MCU控制单元发出告警指令，由MCU控制单元控制远程监控单元向基站短信平台发出系统接入告警信号，当接入信号采样值高于门限时，BS控制子系统将采样数据进行从大到小排序、建表，并上传至MCU控制单元，由MCU控制单元根据该上传数据实施判断和控制。

2.一种无线数字直放站之间实现载波调度的方法，其特征在于包括以下几个步骤：

步骤1、无线数字直放站通过其远程监控单元分别与对应的基站实施数据交互，网络控制中心通过各基站的上报信息了解各直放站的载波调度需求和载波使能状态；

其中，每个无线数字直放站都会将检测到的话务统计结果通过远程监控单元实时上报至其对应的基站，若其上报的话务统计结果低于基站的设定范围时，基站会发出“载波调度评估”的指令至该无线数字直放站的MCU控制单元，该数字直放站执行调阅本系统各载波的话务统计情况，将富余话务的相关载波识别、报送MCU控制单元；若其上报的话务统计结果超出基站的设定范围时，基站会发出“载波调度请求”的指令至该无线数字直放站的MCU控制单元，该无线数字直放站开始实施载波调度请求；

步骤2、提出载波调度请求的无线数字直放站通过与网络控制中心的信息交互识别出邻近满足载波调度要求的无线数字直放站，并向其发出开始载波调度的指令；

其中，提出载波调度请求的无线数字直放站通过与网络控制中心的信息交互，查询邻近的无线数字直放站的“载波调度评估”是否满足要求，即查询该邻近的无线数字直放站存有富余的载波容量是否可以满足载波调度的要求，若满足要求，则提出载波调度请求的无线数字直放站通过其远程监控单元，发送“应答”请求至该邻近的无线数字直放站；

步骤3、开始实施载波调度时，提出载波调度请求的无线数字直放站和满足调度要求的邻近的无线数字直放站分别启动中继转发系统，并建立中继转发的关系；

该邻近的无线数字直放站“应答”后，提出载波调度请求的数字直放站通过其MCU控制单元增加“中继转发”通道中数字中频的载波数量，同时，调整其下行系统VCO控制和上行系统VCO控制的本振信号，从而实施对“中继转发”通道的工作频段的调整，满足中继转发系统的覆盖需求；同样的，邻近的无线数字直放站通过其MCU控制单元增加“中继转发”通道的数字载波数量，同时，调整其下行系统VCO控制和上行系统VCO控制的本振信号，从而实施对“中继转发”通道的工作频段的调整，满足中继转发系统的覆盖需求；

提出载波调度请求和满足载波请求的两无线数字直放站分别通过其MCU控制单元，调整“中继转发”通道中上/下行发射功放的偏置状态，满足其建立通信的要求；所述无线数字直放站的“中继转发”通道中上/下行发射频功放的偏置状态是否满足另一无线数字直放站的要求，是通过无线数字直放站对接入信号通过场强检测模块进行场强检测来判断的；

步骤4、建立“中继转发”工作时，超过提出载波请求的无线数字直放站负载的话务，通过该无线数字直放站的中继通道调度至满足载波请求的无线数字直放站的中继通道，并选频移频至该无线数字直放站对应的基站的覆盖系统中，从而建立话务关系并完成载波调度。

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