CN101873611A - 用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统及方法，通过业务节点、传输节点、用户节点组成的网络来实现。业务节点完成公众无线移动通信业务的信源汇聚接入，传输节点完成信号传输，用户节点完成无线射频信号分布，组成一个所有公众无线移动通信业务信号分布的网络，达到目标区域多种无线信号共同覆盖的目的。本发明实现了分布系统网络化，所有公众无线移动通信业务的集成化，改变了依靠单一功率设备进行无线信号覆盖的模式，改变了不同无线业务采用不同无线网络进行覆盖的模式，实现了一张物理网络承载所有公众无线移动通信业务，对移动通信网络的用户驻地区域建设提供了支持和保障，同时节能环保，并减少无线网络重复建设。

Description

用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统及方法

技术领域

本发明涉及移动通信无线接入网技术领域，特别是在包含多种公众移动通信业务的用户驻地区域接入网络中实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统及方法。

背景技术

随着移动通信网络在国内的发展，目前用户已经超过6亿多，手机持有率超过了45％，整个移动通信领域蕴含着巨大的市场价值。对于支持运营商发展和赖以生存的是这6亿多手机用户，通过分析其行为能够获知，室内用户是整个运营商的价值所在。因此，为了吸引更多的室内用户，提高其感知度是运营商的重点。

现在公众移动通信网络中的主要通信体制有：GSM、CDMA(包括CDMA2000 1x、CDMA20001x EV-DO)、TD-SCDMA及WCDMA等。

现阶段，公众移动通信网的室内分布采用的建设方式是通过同轴馈线和有源功率放大设备(直放站、干放)把信号引入到室内盲区或弱区，由此改善目标覆盖区域信号质量。RFPA(射频功放)技术是目前实现室内覆盖唯一的技术手段，但存在以下问题：

有源设备功率高：由于采用RFPA技术的有源设备为了覆盖比较大的覆盖区域，必须一定的功率驱动，以补偿传输链路中的损耗；覆盖的面积越大，需要的功率也就越大，造成更大的干扰。

只能传输窄带信号：由于采用RFPA技术，而RFPA功放技术在目前无法完成宽带信号的放大和传输。

引入噪声大：室内有源设备的分布系统引入的噪声大小，决定于有源设备的噪声系数、增益及其到基站之间的信号衰耗。在噪声系数和损耗一定的情况下，有源设备的增益越高，其引入的噪声也就越大，而有源设备的功率输出与其增益成正比的，大功率的有源设备将引入比较大的噪声。

多业务难以融合：对于多种移动通信体制，共用一张物理网络存在技术上的困难。目前常常采用的是POI(Point Of Interface，多系统合路平台)。但POI技术需要大功率驱动，不同的通信体制需要不同的功率激励设备，多种通信体制完全融合到一起是很困难的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统及方法，实现多种不同的移动通信业务可以通过同一物理网络来承载。

为达到上述目的，本发明提供了一种实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统，包括：

业务集中单元，用于在下行方向上，将接收到的至少两种移动通信信号合路后转换为光信号分路输出；在上行方向上，将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号并合成一路，进而从该一路电信号中分离输出不同种类的移动通信信号；

至少一个用户业务接口单元，用于在下行方向上，将接收到的光信号转换为电信号，进行功率放大后输出；在上行方向上，将接收到的移动通信信号进行低噪声放大，并转换为光信号输出。

本发明还提供了一种实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的方法，包括：

在下行方向上，业务集中单元将接收到的至少两种移动通信信号合路后转换为光信号分路输出；至少一个用户业务接口单元将接收到的光信号转换为电信号，进行功率放大后输出；

在上行方向上，至少一个用户业务接口单元将接收到的移动通信信号进行低噪声放大，并转换为光信号输出；业务集中单元将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号并合成一路，从该一路电信号中分离输出不同种类的移动通信信号。

本发明采用光纤网络传输全部公众移动通信业务信号，所有公众无线移动业务共用一张驻地接入网，实现资源共享，减少资源浪费和重复建设。

附图说明

图1为本发明的实施例中实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统结构图；

图2为本发明的实施例中业务集中单元的结构图；

图3为本发明的实施例中传输单元的结构图；

图4为本发明的实施例中用户业务接口单元的结构图。

具体实施方式

本发明的实施例采用光纤网络传输全部公众移动通信业务信号，每个设备就是网络的一个节点。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1为本发明实施例中实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统结构图，具体描述如下：

整个系统呈树形结构，业务节点上的业务集中单元向下提供多个分支接口，用于连接传输节点上的传输单元和/或用户节点上的用户业务接口单元。为实现更多更灵活的用户节点(用户业务接口单元)接入，该系统支持多级扩展。同时，业务集中单元可以不通过传输单元直接下挂用户业务接口单元，或通过多级传输单元下挂用户业务接口单元。这样，系统可以实现灵活的配置应用。其中，不同网络位置的传输单元的结构、功能完全相同，只是因所处网络拓扑中的位置不同而加以区分。用户业务接口单元用于信息分发，把光纤中包含全部公众移动通信信号的光信号进行信号再生，以符合用户需求的无线电波的形式提供给用户。图中Ln表示层数，Ln表示第n层。

整个系统的设备配置量由用户需求而定，可以实现不同规模接入网的灵活配接。例如，在图1所示的树形接入网中，若覆盖区很小，用户数不超过8个，相应需要的用户业务接口单元不超过8个，无需传输单元，用户业务接口单元直接通过光缆与远在信源侧的业务集中单元连接；若有9个用户，需要9个用户业务接口单元，一个传输单元(一个用户业务接口单元可直接接到业务集中单元上)；若覆盖区较大，有65个用户，需要65个用户业务接口单元、一个一级传输单元、8个二级传输单元(一个用户业务接口单元可直接接到业务集中单元上)，依此类推。更大规模的覆盖区则需要更多的用户业务接口单元和更多的一、二级传输单元。

该系统根据目标区域环境和大小，确定用户容量，进而确定业务集中单元、传输节点上的传输单元、用户节点上用户业务接口单元的数量以及光纤传输的距离，建设成一个驻地接入网。根据用户容量确定信源设备提供的载波数。对于超大型的覆盖区域，如果信源不能提供足够的载波数量，则需要对覆盖区域进行分区，以复用的方式，增加网络容量，满足用户的需求。

在此系统中，所有的公众无线移动通信信号通过业务节点进行信息处理和融合，使之能够在一对光纤中进行传输，这样，光纤中的信号就包含了所有公众无线移动通信信号的信息，再通过传输节点进行扩展，用户节点进行信息分发，提供给用户所需要的公众无线移动通信信号，达到进行移动通信的目的。该系统的主要特点是所有公众无线移动通信业务用一张物理网络来实现。

图2所示为本发明实施例中业务节点上的业务集中单元的结构图，具体结构为：在下行方向上，

射频信号合路模块，用于将GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号进行合路，并形成一路包含所有公众无线移动信号信息的射频信号，作为输出信号。

电光变换模块，用于将所述包含所有公众移动通信信号信息的输出信号转换为光信号。

光分路模块，用于将所述光信号分成多路光信号，每路光信号包含相同的信息。

在上行方向上，

多路光电变换模块，将多路光信号转换为多路电信号。

多路信号合路模块，用于把多路电信号进行合路，合成一路电信号。

信号分路模块，用于把不同的公众移动通信信号进行分离，完成GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等无线射频信号分路输出。

业务集中单元中的合路模块，采用微带电路技术，实现宽带信号的合路，从而实现全部移动通信业务信号的合路。

在下行链路中，GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等无线射频信号分别通过业务集中单元接口，接入到业务集中单元内部；业务集中单元通过射频信号合路模块合成一路信号，再通过电光转换模块将包含有GSM、DCS、CDMA、TD SCDMA、WCDMA、CDMA2000等移动通信信号的一路信号转换为光信号；光信号经过光分路模块分为多路光信号，每路光信号包含相同的信息，分路后的光信号通过业务集中单元光接口输出到下一级的传输单元或用户业务接口单元。

在上行链路中，业务集中单元通过光接口接收来自传输单元或用户业务接口单元的光信号，多路光信号分别通过光电转换变为电信号，经多路信号合路模块合成一路后，再经过射频信号分路模块分离出GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等移动通信信号，通过相应的业务集中单元接口输出至基站。业务集中单元的具体接口描述如下：

GSM射频接口：用于GSM信号的输入和输出，接口型号为N-K或SMA；

DCS射频接口：用于DCS信号的输入和输出，接口型号为N-K或SMA；

CDMA射频接口：用于CDMA信号的输入和输出，接口型号为N-K或SMA；

TD-SCDMA射频接口：用于TD-SCDMA信号的输入和输出，接口型号为N-K或SMA；

WCDMA射频接口：用于WCDMA信号的输入和输出，接口型号为N-K或SMA；

CDMA2000射频接口：用于CDMA2000信号的输入和输出，接口型号为N-K或SMA；

光接口：用于光信号的接收和发射，接口型号为FC/APC。

图3所示为本发明实施例中传输单元的结构图，具体结构为：在下行链路上，

光电变换模块，用于将包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号信息的光信号转换为电信号。

信号补偿电路，用于对上述电信号的能量和线性失真进行补偿。

电光变换模块，用于将补偿后的上述电信号转换为光信号。

光分路模块，用于将所述光信号分成多路光信号，每路光信号包含相同的信息。

在上行方向上，

多路光电变换模块，用于将包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号信息的多路光信号转换为多路电信号。

多路信号合路模块，用于将所述多路电信号进行合路，合成一路电信号。

信号补偿电路，用于对所述电信号的能量和线性失真进行补偿。

电光变换模块，用于将所述电信号转换为光信号。

在下行链路，光信号经接口接入到传输单元内部，通过传输单元的光电转换模块转换为电信号，再经过信号补偿电路进行补偿，经补偿后的电信号经电光转换变为光信号，经过光分路器分成多路包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号的光信号，通过传输单元的光接口输出至下一级传输单元或用户业务接口单元。

上行链路，传输单元接收的多路光信号，经过光/电转换变为电信号，再经过多路信号合路模块进行合路，经补偿电路补偿后，再经过电/光转换模块转换为光信号，通过传输单元接口输出出去。传输单元的具体接口描述如下：

光接口：用于光信号的接收和发射，接口型号为FC/APC。

图4所示为本发明实例中用户业务接口单元的结构图，具体结构为：

在下行方向上，

光电变换模块，用于将包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号信息的光信号转换为电信号。

公众无线移动通信信号处理及功率放大模块，用于对所述电信号进行预处理放大(预处理包括信号失真校正、信号放大等)，进行功率放大输出符合要求的射频功率信号。该射频信号包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众无线移动信号的信息。由于链路损耗，因此要进行信号放大，输出功率要求符合运营商规范要求，符合射频设备指标要求。在这里，一个射频端口输出包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等通信体制所有信息的射频信号。

在上行方向上，

公众无线移动通信信号处理及低噪声放大模块，用于对接收到的包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众无线移动通信信号进行预处理，再进行低噪声放大，以补偿上行链路的损耗。由于信号在传输过程中的损耗及失真，以及电路连接的需要，需要对输入的信号进行预处理。低噪声放大就是放大器在对信号进行放大的同时，所引入的噪声比一般的放大器低。通过低噪声放大的方式补偿信号损耗，通过校正的方式补充信号失真。在这里，包括GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有的无线信号，通过统一的一个射频接口输入到内部，不同的通信体制通过各自的处理模块进行处理，并合为一路射频信号。

电光变换模块，用于将上述电信号转换为光信号。该光信号包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号的信息。

下行链路，包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号信息的光信号，经过用户业务接口单元的光接口进入内部的光电变换模块，经转换变为电信号，电信号通过公众无线移动通信信号处理及功率放大模块进行处理后，产生符合用户需求的射频信号，并通过用户业务接口单元的射频接口输出。

上行链路，包含有GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等所有公众移动通信信号信息的射频信号通过用户业务接口单元的接口进入内部公众无线移动通信信号处理及低噪声放大模块，并经预处理和低噪声放大器进行放大，再通过电光转换模块变为光信号，通过用户业务接口单元光接口输出。

用户业务接口单元中只有一个上行光接口，用于光信号的接收和发射，接口型号为FC/APC。用户业务接口单元也只有一个射频接口，用于上下行的共用，下行输出射频信号到天线，上行引入射频信号到达用户业务接口单元的内部。

本发明提供的系统采用光纤网络传输全部公众移动通信业务信号，每个设备就是网络的一个节点，只有用户业务接口单元采用功率输出设备，以驱动电磁波在空中的传播，由于每面天线有无线信号覆盖范围要求，故需要功率输出设备输出较大的发射功率。通过光纤的大带宽，解决了用户接口单元到信源之间多业务传输的链路传输带宽问题；与基站信源的接口部分，要求输入功率低(0dBm左右)；因为光纤传输损耗小，不需要更多的功率即可满足设备需要)，信源匹配简单，因为对信源的功率要求低，低功率的设备自然容易匹配，多业务接入方便；对于微功率的分布网络系统，系统增益低(系统增益是为了弥补链路传输损耗，本系统是全光纤传输系统，全程损耗小，系统无需高增益)，可引入较少的噪声，提高网络的性能。

以上所述仅是本发明的部分实施例，本技术方案的保护范围以权利要求为准，任何根据本发明技术方案所进行的等同替换、增加或修改均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的系统，其特征在于，包括：

业务集中单元，用于在下行方向上，将接收到的至少两种移动通信信号合路后转换为光信号分路输出；在上行方向上，将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号并合成一路，进而从该一路电信号中分离输出不同种类的移动通信信号；

至少一个用户业务接口单元，用于在下行方向上，将接收到的光信号转换为电信号，进行功率放大后输出；在上行方向上，将接收到的移动通信信号进行低噪声放大，并转换为光信号输出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述业务集中单元包括：在下行方向上，

射频信号合路模块，用于将移动通信信号进行合路，形成一路包含无线移动信号信息的射频信号输出；

电光变换模块，用于将所述射频信号合路模块输出的射频信号转换为光信号输出；

光分路模块，用于将所述电光变换模块输出的光信号分成至少一路光信号输出，每路光信号包含相同的信息；

在上行方向上，

多路光电变换模块，用于将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号；

多路信号合路模块，用于将所述多路光电变换模块转换后的电信号进行合路，合成一路电信号；

信号分路模块，用于将所述多路信号合路模块输出的一路电信号中的不同的移动通信信号进行分离输出。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述用户业务接口单元包括：在下行方向上

光电变换模块，用于将接收到的包含有移动通信信号信息的光信号转换为电信号输出；

公众无线移动通信信号处理及功率放大模块，用于对所述光电变换模块输出的电信号进行预处理放大，输出射频信号；

在上行方向上，

公众无线移动通信信号处理及低噪声放大模块，用于对接收到的无线移动通信信号进行预处理，再进行低噪声放大后输出；

电光变换模块，用于将所述公众无线移动通信信号处理及低噪声放大模块输出的射频信号转换为光信号输出。

4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：

传输单元，用于在下行方向上，将接收到的光信号转换为电信号，进行能量和线性失真的补偿，再转换为光信号后分路输出；在上行方向上，用于将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号并合成一路，进行能量和线性失真的补偿，再转换为光信号后输出。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传输单元包括：在下行方向上，光电变换模块，用于将包含移动通信信号信息的光信号转换为电信号输出；

信号补偿电路，用于对所述光电变换模块输出的电信号的能量和线性失真进行补偿；

电光变换模块，用于将所述信号补偿电路补偿后的电信号转换为光信号输出；

光分路模块，用于将所述电光变换模块输出的光信号分成至少一路光信号输出，其中每路光信号包含相同的信息；

在上行方向上，

多路光电变换模块，用于将包含移动通信信号信息的至少一路光信号分别转换为电信号输出；

多路信号合路模块，用于将所述光电变换模块输出的电信号进行合路，合成一路电信号输出；

信号补偿电路，用于对所述信号合路模块输出的一路电信号的能量和线性失真进行补偿；

电光变换模块，用于将所述信号补偿电路补偿后的电信号转换为光信号。

6.一种实现用户驻地区域多种移动网络信号接入和分布的方法，其特征在于，包括：

在下行方向上，业务集中单元将接收到的至少两种移动通信信号合路后转换为光信号分路输出；至少一个用户业务接口单元将接收到的光信号转换为电信号，进行功率放大后输出；

在上行方向上，至少一个用户业务接口单元将接收到的移动通信信号进行低噪声放大，并转换为光信号输出；业务集中单元将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号并合成一路，从该一路电信号中分离输出不同种类的移动通信信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

在下行方向上，传输单元将接收到的光信号转换为电信号，进行能量和线性失真的补偿，再转换为光信号后分路输出；

在上行方向上，传输单元将接收到的至少一路光信号分别转换为电信号并合成一路，进行能量和线性失真的补偿，再转换为光信号后输出。

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