CN1055847A - 蜂窝状移动无线电系统 - Google Patents

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CN1055847A
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CN 91100603
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罗尔夫·海特曼
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Abstract

本发明的移动无线电话系统具有一交换中心和 多个基地站，基地站(FS1-FSn)向移动用户(MS)发 送或从它们接收无线电信号。无线电信号由交换中 心而不是由基地站产生或处理。交换中心(1)具有用 于各基地站(FS1-FSn)的微波发射/接收机 (SE1-SEn)，将待发送给基地站的信号转换成无线电 信号并把从基地站接收到的无线电信号转换为基带 位置。其优点是使大量的基地站共同使用载波装置， 从而降低了系统的成本。

Description

本发明涉及一种移动式无线电系统，该系统包括一交换中心和多个经传输线与该中心相连的基地站，基地站向移动用户发射无线电信号並从移动用户接收无线电信号，以及包括产生待发射的无线电信号和处理被接收到的无线电信号的装置。由“电学杂志”（Elektrisches  Nachrichtenwesen）Vol.63，No.1，1989，第45～51页，或“远距离通讯报告”12，1989，No.5，第142～145页上可以了解到这类系统。该系统包括欧洲周知的、所谓GSM系统的标准蜂窝状移动式无线电系统。
在该系统中，被称为“移动的通讯发射站”的交换中心通过传输线与几个基地站相连（按星形或线状方式相连），该交换中心把基地站要通过无线电发送给用户的那些信号以基带位置（如PCM30信号）发送到诸基地站。这些基地站具有将这些待发送的信号由基带信号转换成微波信号的载频单元，以使它们能通过无线电发送到移动用户处。而从移动用户处接收到的无线电信号在基地站被转换成基带形式並按此形式传送到交换中心。产生由基地站发射的无线电信号和发送由移动用户处接收到的无线电信号的装置是已知系统中基地站的一部分。在该交换中心中不将信号转换成其它的频率，而只将信号转送到相应的传送连接线路。
如果待处理的无线电通讯量密度大到了由一个基地站所提供的各区域只能选择得很小的话，也就是说，如果每个区域变成所谓的微区域（micro-cells）的话，那么，对于一个具体的地理区域就需要提供很大数量的这种区域，从而需要相当大量的基地站。把这种已知的系统用于此目的，就意味着高成本，因为必须有相当大量的基地站，而各个基地站都很昂贵，这主要是由于其包括成本昂贵的HF载波单元。
因此，本发明的目的是提供一种在成本上优于已知系统的移动无线电系统，特别是在已有大量现存单元的情况下。
这一目的是本发明的系统可解决的。在该系统中，交换中心配置了设备（SE1-SEn）;在基地站和交换中心之间的传输线采用光波导（L1-Ln），交换中心（1）和基地站（FS1-FSn）包括光发射机和光接收机，用来在交换中心（1）和该基地站之间进行光传输。本发明通过在交换中心设置系统所需的用以产生要由基地站传送的射频信号和处理由基地站接收到的射频信号的设备，使系统具有低成本的优点。这是因为其中的昂贵的部件（如载频用的振荡器）能与本发明中设置的交换中心的载波设备共用。本发明还有一个优点是可以在增设或在交换中心分配新区域时改变系统，而基地站能保持不变。
下面，结合附图说明本发明。
图1为本发明可移动无线电系统的示意图，
图2较详细地描述了基地站和交换中心之间的发送部分之一的发送装置。
图1所示系统基本由交换中心1、可移动电台MS、基地站FS1-FSn以及各自连接基地站与交换中心的传输线L1-Ln构成。传输线L1-Ln是光波导，具有不同光波长（如1300 nm和1550nm）的光信号按两个传输方向由波导进行传输。各基地站设置在一个地理区域内，处理该区域内所设的可移动电台的无线电通讯量。如已知系统那样，该交换中心连入公用电话网络。不过，它也可以与一较高级的交换中心相连，该高级交换中心再连接到公用电话网络中去，在这种情况下，它也是与其相连的基地站的交换中心。
根据本发明，待从公用电话网络传输给一个区域内移动用户的信号已在交换中心内转换为具有由基地台发射频率的射频信号。在相反的传输方向上，一个基地台从移动用户处接收到的无线电信号还没有在该基地站中处理过，而只是在该交换中心内作了处理，即，这些信号是为了在公用电话网络内进一步传输而转换成基带位置的。
为此，图1所示的交换中心1对各基地站设有一与之相连的微波发射/接收机。如果基地站象已知系统那样使用按跳频方式分配给它们的频道，並分时多路传输的话，那些微波发射/接收机也包括了如此所必需的功能，因为这些功能直接与产生和处理由基地站发射或接收到的无线电信号有关。这些基地站只具有直接与无线电信号的发射或接收有关的功能，即，基本上就是一个发射机末级和一个接收放大器。
图1中用SE1-SEn表示上述微波发射/接收机。在它们的输入端（只作图示），从公用电话网络按基带位置输入供一个基地站在各种情况下用的信号，在它们的输出端向该公用电话网络输出从基地站接收到的信号。
图2更详细地表示出反映整个系统的传输方向的一部份系统。图2的左侧，以用虚线表示的微波发射/接收机SE1-SEn之一SEi为交换中心的一个部件。该微波发射/接收机经光波导Li与用FSi表示的基地站连接，图中用Tx表示的、参考号为2的单元是实际的微波发射机，它具有上述将供基地站用的信号从基带位置转换至HF位置的功能並可用来用跳频方式占据能使用的频道和以时分多路方式工作。其输出端提供要由基地站FSi发射的无线电信号。由于传输线Li是光波导，无线电信号在电光传感器3中转换成光信号（例如波长λ1为1550nm），並经波长多路复用器/多路分配器4和光波导Li传输至基地站FSi。波长为λ1的光信号进入波长多路复用器/多路分配器5，然后在与光电传感器6的输入端相连的输出端上输出波长为λ1的光信号。该光电传感器6的输出端给出要由基地站FSi发射的无线电信号，这些信号在由基地站FSi的天线9发射出去之前在发射机末级7经过放大和通过选频滤波器8。
移动用户从基地站的天线9接收到的无线电信号经过选频滤波器8到达接收放大器10，並在此放大器中放大后于电光传感器11转换成波长为λ2（如为1300nm）的光信号，该信号经波长多路复用器/多路分配器5以及光波导Li传输至交换中心1。在交换中心，光信号通过波长多路复用器/多路分配器4进入调谐于波长λ2的光电传感器12。並在此处被转换成基地站所接收到的无线电信号。最后，这些信号经过光电传感器12的输出端到达实际的微波接收器13（由Rx表示），该接收器将这些信号转换成基带位置供交换中心作进一步处理。
如图2所示，基地站只具有简单而不昂贵的部件，诸如供发射和接收无线电信号用的放大器和滤波器，以及常规的在波长多路复用器 中光传输无线电信号用的低成本的部件。由于供给小的区域只需要小的发射功率，发射机的末级放大器的成本也並不那么昂贵。
如果基地站只提供给一个很小的区域，例如提供给一个直径约为100米的所谓“微区域”，或只提供给直径相当于房间的所谓“微微区域”，则甚至可以省去发射机的末级放大器7。在这种情况下，不用放大发射机末级放大器7，而将一无源匹配网络与光电传感器6直接相串联，该网络的输出端经选频滤波器8接到天线9。
若光电传感器6用PIN二极管作为传感元件，那么，该基地站的整个传输装置就是一个无源装置。
光电传感器6也可以不用PIN二极管而用雪崩光电二极管（APD）。在这种情况下，该传输装置就是一个有源传输装置。用雪崩光电二极管，电流放大系数通常能大于10。
上述两种情况的优点是传输装置均不包含任何电子放大器，使用电子放大器通常会使频带受限制，而且一般还会引起严重的非线性。
下面阐明上面描述的实施例的变型，这涉及到连接基地站任交换中心的光波导的传导以及传输方式。在上述实施例中，基地站以星形方式各通过一光波导管与交换中心相连，这些电台也可以通过一单一的光波导管以线状方式与交换中心相连，此时基地站与光波导管由耦合器相连。
在这种情况下，传输可如下述方式进行：
对每个基地站使用一对独立的波长，例如基地站FS1使用一对1300/1550nm的波长，基地站FS2使用一对1310/1560nm的波长。这时，一对波长中的第一波长用于一个传输方向，而第二波长用于另一个传输方向。只有光波长是固定的。任何时 刻由一基地站发射的和由基地站接收的无线电信号都能被选择为“随意”。这种方式也可方便地用于频道灵活分配的和跳频处理的情况。
基地站之间常常离得很远，从而排除了无线电通讯的互相干扰，因而基地站可以使用相同的频率来发射或接收无线电信号。
各个不同的基地站与单一光波导相连的波长配对也可以用好几次这时，不同基地站的信号的其它参数互相不同，例如用不同的时间段（分时多路传输）或对数字信号用不同的代码（代码多路传输）。

Claims (1)

1、一种移动无线电话系统，包括一交换中心和多个传输线与中心相连的、向移动用户发射无线电信号並接收所述移动用户发出的无线电信号的基地站，以及产生待发射的无线电信号和处理被接收到的无线电信号的装置，其特征在于：
所述装置(SE1-SEn)设置在交换中心(1)内，
基地台(FS1-FSn)和交换中心(1)之间的传输线为光波导(L1-Ln)，
转换中心(1)和基地站(FS1-FSn)包括在交换中心(1)和基地站(FS1-FSn)之间光学传输无线电信号用的光发射机和光接收机。
CN 91100603 1990-02-01 1991-02-01 蜂窝状移动无线电系统 Pending CN1055847A (zh)

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