CN102098080B - 数字微波射频拉远覆盖系统及方法 - Google Patents

数字微波射频拉远覆盖系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明为数字微波射频拉远覆盖系统及方法，结构上包括DAU、DRU和覆盖天线，其特征在于：还包括近端微波传输单元和远端微波传输单元，所述近端微波传输单元和远端微波传输单元均包括IDU、ODU和天线，所述近端微波传输单元的IDU与ODU、天线依次连接，所述远端微波传输单元的天线与ODU、IDU依次连接，近端微波传输单元的天线与远端微波传输单元的天线采用微波进行通信；所述近端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DAU相连接，所述远端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DRU相连接。本发明采用微波作为DAU和DRU之间的信号传输媒介，实现了DAU和DRU之间的无线通信。

Description

数字微波射频拉远覆盖系统及方法
技术领域
本发明涉及射频拉远覆盖技术，具体涉及一种数字微波射频拉远(RRU)覆盖系统及方法。
背景技术
传统的射频拉远覆盖方案一般采用数字光纤射频拉远方式来实现。传统的数字光纤射频拉远覆盖系统结构上包括数字接入控制单元(DAU)以及若干数字射频拉远单元(DRU)，基站(BTS)经耦合器与DAU连接，DAU采用光纤与DRU相连接，实现基站信号的延伸覆盖。传统的数字光纤射频拉远覆盖系统可以采用星型组网方式、菊花链型组网方式，或者采用星型组网与菊花链型组网方式相结合的混合组网方式等。在纯菊花链型组网方式，或混合组网方式下的菊花链型组网方式的上级DRU采用光纤与下级DRU相连接，上级DRU还与DAU相连接。在传统的数字光纤射频拉远覆盖系统中，BTS、耦合器、DAU和DRU均采用标准基站接口进行通信连接。标准基站接口规范包括：CPRI(Common Public Radio Interface，公共无线接口)规范和OBSAI(Open BaseStation Architecture Initiative，开放式基站架构联盟)规范。
如图1所示的现有数字光纤射频拉远覆盖系统采用星型组网与菊花链型组网相结合的混合组网方式。其中，DAU分别通过光纤连接DRU1和DRU2，实现星型组网；DRU3通过光纤与DRU2连接后再与DAU连接，实现菊花链型组网。DRU1、DRU2和DRU3分别与天线4、天线5和天线6连接。上述数字光纤射频拉远覆盖系统实现射频拉远覆盖的具体方法是：DAU接收从BTS耦合出的模拟射频信号，将模拟射频信号转换为数字射频信号后与网管数据映射成标准基站接口帧，其中，该网管数据根据DAU所连接DRU的设备号生成，然后，DAU根据具体生成网管数据的DRU设备号通过光纤把对应的标准基站接口帧分别传送到DRU1、DRU2和DRU3，由DRU1、DRU2和DRU3从所接收的标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后通过覆盖天线进行区域覆盖。其中，标准基站接口帧根据BTS、耦合器、DAU和DRU之间连接体采用的接口类型可以为CPRI帧或OBSAI帧。
上述数字光纤射频拉远覆盖系统采用光纤作为DAU和DRU之间的信号传输媒介，由于光纤为有线传输媒介，其对铺设环境要求高、工程费用高、建设效率慢，且组网缺乏灵活性，在一些光链路资源有限或者不易铺设光纤的地区难以附于实践。数字光纤射频拉远覆盖系统的上述不足都大大限制了射频拉远覆盖技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种数字微波射频拉远覆盖系统，本发明采用微波作为DAU和DRU之间的信号传输媒介，实现了DAU和DRU之间的无线通信。
本发明的目的还在于提供一种数字微波射频拉远覆盖方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：数字微波射频拉远覆盖系统，包括DAU、DRU和覆盖天线，还包括近端微波传输单元和远端微波传输单元，所述近端微波传输单元和远端微波传输单元均包括IDU(室内微波单元)、ODU(室外微波单元)和天线，所述近端微波传输单元的IDU与ODU、天线依次连接，所述远端微波传输单元的天线与ODU、IDU依次连接，近端微波传输单元的天线与远端微波传输单元的天线采用微波进行通信；所述近端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DAU相连接，所述远端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DRU相连接。
所述近端微波传输单元和远端微波传输单元的IDU均包括：
转换模块，用于从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧，以及从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧；
用于对微波帧进行数字调制或解调的数字调制解调器。
所述近端微波传输单元的IDU可以通过其标准基站接口，采用光纤与DRU连接，以将从DAU传来的标准基站接口帧通过光纤直接转发到DRU，由该直接连接的DRU从标准基站接口帧解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后进行区域覆盖，实现与DAU的菊花链型连接。
所述标准基站接口为CPRI或OBSAI。
上述数字微波射频拉远覆盖系统实现数字微波射频拉远覆盖的方法，包括下行信号覆盖过程和上行信号传输过程，其中，下行信号覆盖过程包括以下步骤：
a.DAU接收从BTS耦合出的模拟射频信号并转换为数字射频信号，将数字射频信号与网管数据映射成标准基站接口帧；
b.近端微波传输单元接收DAU传来的标准基站接口帧并转换为微波帧，然后将该微波帧进行数字调制后用微波发送出去；
c.远端微波传输单元接收近端微波传输单元经微波传来的微波帧，并进行数字解调，然后转换为标准基站接口帧传送到DRU；
d.DRU从标准基站接口帧解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后通过覆盖天线进行区域覆盖；
上行信号传输过程包括以下步骤：
e.DRU接收区域内移动台的模拟射频信号并进行转换为数字射频信号，将该数字射频信号和网管数据映射成标准基站接口帧；
f.远端微波传输单元接收DRU传来的标准基站接口帧并转换为微波帧，然后将该微波帧进行数字调制后用微波发送出去；
g.近端微波传输单元接收远端微波传输单元经微波传来的微波帧，并进行数字解调，然后转换为标准基站接口帧传送到DAU；
h.DAU接收近端微波传输单元传来的标准基站接口帧并解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后传送到BTS。
上述方法中，步骤b所述近端微波传输单元将标准基站接口帧转换为微波帧，其具体方法如下：从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧。
对应于上述近端微波传输单元将标准基站接口帧并转换为微波帧的具体方法，上述方法中，步骤c所述远端微波传输单元将经数字解调后的微波帧转换为标准基站接口帧，其具体方法如下：从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧。
上述方法中，步骤f所述远端微波传输单元将标准基站接口帧转换为微波帧，其具体方法如下：从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧。
对应于上述远端微波传输单元将标准基站接口帧并转换为微波帧的具体方法，上述方法中，步骤g所述近端微波传输单元将经数字解调后的微波帧转换为标准基站接口帧，其具体方法如下：从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧。
上述方法中，所述标准基站接口帧为CPRI帧或OBSAI帧。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明通过在DAU与DRU之间介接近端和远端微波传输单元，近端和远端微波传输单元采用微波作为信号传输媒介，实现DAU与DRU之间的无线通信，对铺设环境要求低，大大降低了工程费用，提高了建设效率，有利于在一些光链路资源有限或者不易铺设光纤的地区进行推广应用，而且，可以在近端采用光纤直接与DAU连接，能方便进行菊花链型组网、星型组网或混合组网，大大提高了组网的灵活性；
(2)本发明近端和远端微波传输单元均采用标准基站接口作为通信接口，可以直接与现有的DAU、DRU相连，相应的，本发明近端和远端微波传输单元均采用标准基站接口规范进行标准基站接口帧与微波帧之间的转换，可以支持GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE等以及未来的移动通信基站使用的制式；
(3)本发明近端和远端微波传输单元对标准基站接口帧进行解映射，并将解映射出的数字射频信号进行压缩，再与网管数据组成微波帧后进行微波传输，而且可以对经微波链路接收到的微波帧进行恢复处理，转换回标准基站接口帧，上述数据压缩和恢复技术有效地解决了光嵌链路与微波链路传输带宽相差悬殊的问题，同时也实现了对网管数据的透明传输。
附图说明
图1是现有数字光纤射频拉远覆盖系统的结构示意图；
图2是本发明数字光纤射频拉远覆盖系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
总的来说，本发明数字微波射频拉远覆盖系统，包括DAU、DRU和覆盖天线，还包括近端微波传输单元和远端微波传输单元，所述近端微波传输单元和远端微波传输单元均包括IDU、ODU和天线，所述近端微波传输单元的IDU与ODU、天线依次连接，所述远端微波传输单元的天线与ODU、IDU依次连接，近端微波传输单元的天线与远端微波传输单元的天线采用微波进行通信；所述近端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DAU相连接，所述远端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DRU相连接。
所述近端微波传输单元和远端微波传输单元的IDU均包括：
转换模块，用于从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧，以及从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧；
用于对微波帧进行数字调制或解调的数字调制解调器。
所述近端微波传输单元还可以通过其标准基站接口，通过光纤与DRU连接，以实现与DRU的菊花链型连接。
下面结合本发明系统的具体实现形式来具体说明本发明的实现。
实施例1
如图2所示，本实施例数字微波射频拉远覆盖系统为具有3个DRU(DRU7、DRU8和DRU9)的混合组网系统。
本实施例数字微波射频拉远覆盖系统，包括DAU、DRU7、DRU8和DRU9，BTS经耦合器与DAU相连接。其中DRU7、DRU8和DRU9分别与覆盖天线10、覆盖天线11和覆盖天线12相连接，实现区域覆盖。
本实施例数字微波射频拉远覆盖系统还包括近端微波传输单元和远端微波传输单元，所述近端微波传输单元和远端微波传输单元均包括IDU、ODU和天线，所述近端微波传输单元的IDU与ODU、天线依次连接，所述远端微波传输单元的天线与ODU、IDU依次连接，近端微波传输单元的天线与远端微波传输单元的天线采用微波进行通信；所述近端微波传输单元的IDU采用标准基站接口2与DAU的标准基站接口1相连接，所述远端微波传输单元的IDU采用标准基站接口4与DRU7的标准基站接口6相连接，采用标准基站接口5与DRU8的标准基站接口7相连接。
近端微波传输单元和远端微波传输单元的IDU均包括：
转换模块，用于从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧，以及从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧；
用于对微波帧进行数字调制或解调的数字调制解调器。
近端微波传输单元的IDU还可以通过标准基站接口3，采用光纤与DRU9的标准基站接口8连接，以将从DAU传来的标准基站接口帧通过光纤直接转发到DRU9，由DRU9从标准基站接口帧解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后进行区域覆盖，实现与DAU的菊花链型连接。
上述所有的标准基站接口统一采用CPRI，或OBSAI。
上述数字微波射频拉远覆盖系统实现数字微波射频拉远覆盖的方法，包括下行信号覆盖过程和上行信号传输过程，其中，下行信号覆盖过程包括以下步骤：
a.DAU接收从BTS耦合出的模拟射频信号并转换为数字射频信号，将数字射频信号与网管数据映射成标准基站接口帧；
b.近端微波传输单元接收DAU传来的标准基站接口帧并转换为微波帧，然后将该微波帧进行数字调制后用微波发送出去；
c.远端微波传输单元接收近端微波传输单元经微波传来的微波帧，并进行数字解调，然后转换为标准基站接口帧，并分别传送到DRU7、DRU8；
d.DRU7、DRU8分别从标准基站接口帧解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后分别通过覆盖天线10、11进行区域覆盖；
上行信号传输过程包括以下步骤：
e.DRU7、DRU8分别接收区域内移动台的模拟射频信号并进行转换为数字射频信号，将该数字射频信号和网管数据映射成标准基站接口帧；
f.远端微波传输单元接收DRU7和DRU8传来的标准基站接口帧并转换为微波帧，然后将该微波帧进行数字调制后用微波发送出去；
g.近端微波传输单元接收远端微波传输单元经微波传来的微波帧，并进行数字解调，然后转换为标准基站接口帧传送到DAU；
h.DAU接收近端微波传输单元传来的标准基站接口帧并解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后传送到BTS；
上述方法中，步骤b所述近端微波传输单元将标准基站接口帧转换为微波帧，其具体方法如下：从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧。
对应于上述近端微波传输单元将标准基站接口帧并转换为微波帧的具体方法，上述方法中，步骤c所述远端微波传输单元将经数字解调后的微波帧转换为标准基站接口帧，其具体方法如下：从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧。
上述方法中，步骤f所述远端微波传输单元将标准基站接口帧转换为微波帧，其具体方法如下：从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧。
对应于上述远端微波传输单元将标准基站接口帧并转换为微波帧的具体方法，上述方法中，步骤g所述近端微波传输单元将经数字解调后的微波帧转换为标准基站接口帧，其具体方法如下：从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧。
上述方法中，当近端微波传输单元接收DAU传来的标准基站接口帧，其目的DRU为DRU9时，近端微波传输单元通过光纤将该标准基站接口帧直接传送到DRU9，由DRU9从标准基站接口帧解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后分别通过覆盖天线12进行区域覆盖；另外，DRU9接收区域内移动台的模拟射频信号并进行转换为数字射频信号，将该数字射频信号和网管数据映射成标准基站接口帧，然后采用光纤经DAU直接传送到BTS。
上述方法中，所述标准基站接口帧为CPRI帧或OBSAI帧。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.数字微波射频拉远覆盖系统，包括DAU、DRU和覆盖天线，其特征在于：还包括近端微波传输单元和远端微波传输单元，所述近端微波传输单元和远端微波传输单元均包括IDU、ODU和天线，所述近端微波传输单元的IDU与ODU、天线依次连接，所述远端微波传输单元的天线与ODU、IDU依次连接，近端微波传输单元的天线与远端微波传输单元的天线采用微波进行通信；所述近端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DAU相连接，所述远端微波传输单元的IDU采用标准基站接口与DRU相连接；所述近端微波传输单元和远端微波传输单元的IDU均包括：
转换模块，用于从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧，以及从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧；
用于对微波帧进行数字调制或解调的数字调制解调器。
2.根据权利要求1所述的数字微波射频拉远覆盖系统，其特征在于：所述近端微波传输单元的IDU通过其标准基站接口，采用光纤与第二DRU连接。
3.根据权利要求1所述的数字微波射频拉远覆盖系统，其特征在于：所述标准基站接口为CPRI接口或OBSAI接口。
4.根据权利要求2所述的数字微波射频拉远覆盖系统，其特征在于：所述标准基站接口为CPRI接口或OBSAI接口。
5.一种数字微波射频拉远覆盖方法，其特征在于：包括下行信号覆盖过程和上行信号传输过程，其中，下行信号覆盖过程包括以下步骤：
a.DAU接收从BTS耦合出的模拟射频信号并转换为数字射频信号，将数字射频信号与网管数据映射成标准基站接口帧；
b.近端微波传输单元接收DAU传来的标准基站接口帧并转换为微波帧，然后将该微波帧进行数字调制后用微波发送出去；
c.远端微波传输单元接收近端微波传输单元经微波传来的微波帧，并进行数字解调，然后转换为标准基站接口帧传送到DRU；
d.DRU从标准基站接口帧解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后通过覆盖天线进行区域覆盖；
上行信号传输过程包括以下步骤：
e.DRU接收区域内移动台的模拟射频信号并进行转换为数字射频信号，将该数字射频信号和网管数据映射成标准基站接口帧；
f.远端微波传输单元接收DRU传来的标准基站接口帧并转换为微波帧，然后将该微波帧进行数字调制后用微波发送出去；
g.近端微波传输单元接收远端微波传输单元经微波传来的微波帧，并进行数字解调，然后转换为标准基站接口帧传送到DAU；
h.DAU接收近端微波传输单元传来的标准基站接口帧并解映射出数字射频信号，并将数字射频信号转换回模拟射频信号后传送到BTS。
6.根据权利要求5所述的数字微波射频拉远覆盖方法，其特征在于：步骤b所述近端微波传输单元将标准基站接口帧转换为微波帧，其具体方法如下：从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧；
步骤c所述远端微波传输单元将经数字解调后的微波帧转换为标准基站接口帧，其具体方法如下：从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧。
7.根据权利要求5或6所述的数字微波射频拉远覆盖方法，其特征在于：
步骤f所述远端微波传输单元将标准基站接口帧转换为微波帧，其具体方法如下：从标准基站接口帧解映射出数字射频信号和网管数据，对数字射频信号进行压缩，然后将网管数据和压缩后的数字射频信号映射成微波帧；
步骤g所述近端微波传输单元将经数字解调后的微波帧转换为标准基站接口帧，其具体方法如下：从经数字解调后的微波帧解映射出网管数据和压缩后的数字射频信号，对该压缩后的数字射频信号进行解压，然后将网管数据和解压后的数字射频信号映射成标准基站接口帧。
8.根据权利要求5或6所述的数字微波射频拉远覆盖方法，其特征在于：所述标准基站接口帧为CPRI帧或OBSAI帧。
9.根据权利要求7所述的数字微波射频拉远覆盖方法，其特征在于：所述标准基站接口帧为CPRI帧或OBSAI帧。
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