CN106162814B - 无线蜂窝网络及其通信方法 - Google Patents

Abstract

一种无线蜂窝网络及其通信方法。所述方法包括：所述信号放大装置获取用户信息，并使用所述用户信息，通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络；所述信号放大装置通过所选择的小区的基站，向所述控制装置发送自身的状态信息；所述信号放大装置接收所述控制装置通过所选择的小区的基站发送的蜂窝控制信息，并根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作。本发明的技术方案能使无线蜂窝网络有效地控制微功率直放站，相对于现有的微功率直放站，所述信号放大装置的功能增加，并且性能有效提高。

Description

无线蜂窝网络及其通信方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种无线蜂窝网络及其通信方法。

背景技术

无线蜂窝网络通常指为手机等移动终端设备提供通信服务的网络，由多个网元的网络所构成，包括无线接入网(RAN，Radio Access Network)和核心网(CN，Core Network)中的各个网元；RAN中包含基站、基站控制装置、无线网络控制装置等网元。移动终端接收并处理无线蜂窝网络所发射的下行无线信号，并发射上行无线信号，以达到和网络之间通信的目的。

无线蜂窝网络与移动终端之间的通信主要划分为两种业务，电路域(CS，CircuitSwitching)业务和分组域(PS，Packet Switching)业务。CS业务包括CS域语音、短信等；PS业务包含彩信、VoIP、HTTP、FTP等通过分组方式收发的数据业务。例如，运行于安卓、iOS等智能操作系统的移动终端，如果运行了QQ、微信、飞信等应用，则会通过PS域登录到对应服务提供商的服务器，并周期性的发送“心跳”数据包，到服务器提取网络发送的新信息。网络也可以通过PS域寻呼，寻呼移动终端，发起PS域数据连接，进而获取数据。

目前，RAN存在多种无线接入技术并存，包括2G、3G、4G，即第二代到第四代。其中2G通信系统如全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile Communication)、IS95，3G通信系统如时分同步码分多址系统(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access)、宽带码分多址系统(WCDMA，Wideband Code DivisionMultiple Access)、码分多址2000系统(CDMA2000，Code Division Multiple Access2000)，4G通信系统如LTE-a。LTE-a是长期演进(LTE，Long Term Evolution)技术的增强技术。

其中，GSM和WCDMA两个系统经历了较长时间的发展，因此，这两个蜂窝通信网络的网络覆盖也更为广泛，例如楼宇覆盖、地下空间、电梯井、地铁等，手机通常能够搜索到这两个网络的信号。4G通信系统中，虽然在标准的划分上，LTE并未被归类到4G技术，而被归类到3G技术的增强，但在通常的说法中，还是把LTE归到4G技术。而5G技术正处于需求定义阶段。从目前的研究看，5G技术很可能使用更高的频率，例如，在5GHz附近的频带。

随着并存的无线接入技术越来越多，要在同一个地域同时覆盖多种蜂窝网络，会因为各种因素的限制，而难以实现。例如，没有空间或者不被允许放置更多的基站、天线或直放站。因此，在一定程度上，新网络会与原有网络之间抢占网络覆盖资源。由于5G网络使用的频率更高，将使其网络覆盖的性能进一步下降。

目前，直放站的使用是解决网络覆盖的重要技术手段之一。直放站由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成上、下行放大链路。用前向天线(施主天线)将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，抑制信号中的噪声信号，提高信噪比(S/N)；再经下变频至中频信号，经滤波器滤波，中频放大，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线(重发天线)发射到移动台；同时利用后向天线接收移动台上行信号，沿相反的路径由上行放大链路处理：即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站。从而达到基站与移动台的双向通信。其中，直放站与基站之间的连接，可以采用光纤方式或者无线方式。

对于家用、地下室、底商等场景的覆盖，使用传统的直放站，存在安装、调试复杂、成本高等缺点，因此，出现了一种类似于微型直放站的产品，例如微功率直放站。参见图1，图1示出的是一种微功率直放站(或称为“微型信号放大器”、“微型信号增强设备”)的使用场景示意图。室外的回传天线101，例如为板状天线或鞭状天线，从施主基站102接收信号，通过射频线缆103传递给室内的微功率直放站104。微功率直放站104的内置天线通常为印刷天线，用于发射经过放大的信号，同时微功率直放站104接收室内移动终端的上行信号，通过射频线缆103传递给回传天线101，再发送给施主基站102。微功率直放站104采用无线回传的方式，可同时增强2G/3G/4G或其中部分通信模式的信号。

现有技术中的微功率直放站，虽然在成本和体积上，与传统直放站相比更具优势，但在运营商对其的控制上，尤其是对每个微功率直放站个体的控制，却缺乏有效的方法，而蜂窝无线网络无法有效地控制微功率直放站，便难以增加其功能和提高其性能。

发明内容

本发明要解决的问题是现有技术无法有效地实现蜂窝无线网络对于各个微功率直放站的控制，从而难以增加其功能和提高其性能。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种无线蜂窝网络的通信方法，所述无线蜂窝网络包括：控制装置及适于发射和接收无线信号的信号放大装置；所述方法包括：

所述信号放大装置获取用户信息，并使用所述用户信息，通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络；

所述信号放大装置通过所选择的小区的基站，向所述控制装置发送自身的状态信息；

所述信号放大装置接收所述控制装置通过所选择的小区的基站发送的蜂窝控制信息，并根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作。

可选地，所述信号放大装置包括：基带模块和用户识别模块接口，所述基带模块适于通过所述用户识别模块接口读取所述用户信息。

可选地，所述蜂窝控制信息包括以下至少一种：

更换所述信号放大装置所选择的小区到指定小区；

更换所述信号放大装置的接入侧工作频段到指定频段；

相邻信号放大装置标识列表。

可选地，所述信号放大装置还包括以下至少一种：

与所述基带模块连接的Wi-Fi模块，适于收发与无线蜂窝网络的接入设备之间的上行或下行信号；

与所述基带模块连接的定位模块，适于根据所述控制装置的定位指令对所述信号放大装置进行定位。

可选地，所述相邻信号放大装置标识列表包括：所述信号放大装置的标识信息；所述标识信息包括以下至少一种：

电话号码；

所述Wi-Fi模块接入的接入点AP的标识信息；

位置信息。

可选地，所述信号放大装置根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作，包括：

若所述蜂窝控制信息为更换所述信号放大装置所选择的小区到指定小区，则所述信号放大装置判断是否有接入并进行通信的上行信号，若没有，则选择所述指定的小区，并进行更换；若有，则所述信号放大装置向所述控制装置反馈暂时无法选择所述指定小区的处理结果；

若蜂窝控制信息为更换所述信号放大器的接入侧工作频段到指定频段，则所述信号放大装置判断是否有接入并进行通信的上行信号，若没有，则启动接入侧所述指定频段对应的部件进入工作状态；若有，则向所述控制装置反馈暂时无法选择所述指定频段的处理结果；

若蜂窝控制信息为相邻信号放大装置标识列表，则所述信号放大装置通过所述Wi-Fi模块搜索AP标识包含于标识列表中的AP；若搜索到，则所述信号放大装置使用所述Wi-Fi模块与搜索到的AP对应的信号放大装置进行通信。

可选地，所述信号放大装置使用所述Wi-Fi模块与搜索到的AP对应的信号放大装置进行通信的内容包括以下至少一种：

所述信号放大装置或所述搜索到的AP对应的信号放大装置的状态信息；

所述信号放大装置或所述搜索到的AP对应的信号放大装置的配置信息。

可选地，所述信号放大装置的配置信息包括：是否允许其他信号放大装置接入的配置。

可选地，所述自身的状态信息包括以下至少一种：

位置信息；

接入侧的接入状态信息；

所述Wi-Fi模块的工作状态信息。

可选地，所述信号放大装置接入侧的接入状态信息包括：所接入的终端数目、工作的频点、工作的时隙或子帧，以及工作的模式。

可选地，所述信号放大装置Wi-Fi模块的工作状态包括：所述Wi-Fi模块的开启或关闭状态，所述Wi-Fi模块的作为移动站STA所接入的接入点AP的标识信息；所述Wi-Fi模块的作为AP，所接入的STA的数目；以及Wi-Fi模块的工作时间及数据流量。

可选地，所述无线蜂窝网络包括两个以上的信号放大装置，所述方法还包括：所述信号放大装置获取相邻信号放大装置的状态信息，并根据所获取的相邻信号放大装置的状态信息，调整自身的工作状态。

可选地，所述信号放大装置根据获取到的相邻信号放大装置的状态信息，调整自身的工作状态，包括以下至少一种:

调整其接入侧的工作频段、工作模式；

选择所述相邻信号放大装置所驻留的小区为所选择小区。

本发明实施例还提供了一种无线蜂窝网络，所述无线蜂窝网络包括：控制装置及适于发射和接收无线信号的信号放大装置，其中：

所述信号放大装置还适于获取用户信息，并使用所述用户信息，通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络；以及通过所选择的小区的基站，向所述控制装置发送自身的状态信息；

所述控制装置适于接收所述信号放大装置通过所述基站发送的自身状态信息；以及通过所述基站向所述信号放大装置发送蜂窝控制信息；

所述信号放大装置还适于接收所述送蜂窝控制信息，并根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作。

可选地，所述控制装置为独立的控制设备或无线接入网中的任意网元集成设置。

可选地，所述控制装置为RNC、MME网元、eNB网元和S-GW网元中的任一网元。

可选地，所述信号放大装置包括：基带模块和用户识别模块接口，所述基带模块适于通过所述用户识别模块接口读取所述用户信息。

可选地，所述信号放大装置还包括以下至少一个模块：

与所述基带模块连接的Wi-Fi模块，适于收发与无线蜂窝网络的接入设备之间的上行/下行信号；

与所述基带模块连接的定位模块，适于根据所述控制装置的定位指令对所述无线信号放大装置进行定位。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：

通过使得所述信号放大装置去获取用户信息，并使用所述用户信息驻留到无线蜂窝网络，进而可以使得所述信号放大装置与无线蜂窝网络的其他网元之间可以相互通信，进而所述信号放大装置可以根据接收到的信息进行相应的操作，从而使无线蜂窝网络可以有效地控制所述信号放大装置。相对于现有的微功率直放站，所述信号放大装置的功能增加，并且性能有效提高。

附图说明

图1是现有技术中微功率直放站的使用场景示意图；

图2是本发明实施例的信号放大装置的使用场景示意图；

图3是本发明实施例的一种无线蜂窝网络的通信方法流程图；

图4是本发明实施例的另一种无线蜂窝网络的通信方法流程图；

图5是本发明实施例的一种信号放大装置的结构示意图；

图6是本发明实施例中另一种信号放大装置的结构示意图。

具体实施方式

目前，微功率直放站通常应用于信号过弱的地区，起到中继站的作用。通过微功率直放站，可以放大基站信号，再将放大后的信号进行传输，以扩大网络覆盖的范围。然而，在微功率直放站的应用过程中，无线蜂窝网络很难对其进行有效的控制，因此难以增加微功率直放站的功能以及提高微功率直放站的性能。

针对上述问题，本发明的实施例提供了一种无线蜂窝网络的通信方法，所述方法通过使得信号放大装置去获取用户信息，并使用所述用户信息驻留到无线蜂窝网络，进而可以使得信号放大装置与无线蜂窝网络的其他网元之间进行通信，所述信号放大装置可以根据接收到的通信信息进行相应的操作，从而使得无线蜂窝网络可以有效地控制所述信号放大装置。相对于现有的微功率直放站，所述信号放大装置的功能增加，并且性能有效提高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。

为了实现本发明实施例中的通信方法，可以采用相应的无线蜂窝网络。在本发明一实施例中，无线蜂窝网络的结构具体如下：

如图2所示，所述无线蜂窝网络包括控制装置201，移动管理实体(MME，MobilityManagement Entity)202，信号放大装置203，信号放大装置204，信号放大装置205，基站206，基站207，以及基站208。其中，基站206为信号放大装置203所选择小区的基站，基站207为信号放大装置204和205所选择小区的基站。控制装置201可以与基站206和基站207所对应的MME和服务网关(S-GW，Serving Gate Way)集成设置。各个基站之间的通信接口为X2接口。基站与控制装置之间的通信接口为S1接口。控制装置通过基站206以及基站207对信号放大装置203至204进行控制。

下面对上述无线蜂窝网络的通信方法进行详细说明：

如图3所示，本发明的实施例提供了一种无线蜂窝网络的通信方法。所述方法可以包括如下步骤：

步骤301，所述信号放大装置获取用户信息，并使用所述用户信息，通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络。

在具体实施中，所述无线蜂窝网络可以包括：控制装置及适于发射和接收无线信号的信号放大装置。

其中，所述控制装置可以为独立的控制设备，也可以与无线接入网中的任意网元集成设置，具体可以根据控制的具体内容选择相应的网元作为控制装置。例如，对于无线链路的控制，所述控制装置可以为无线资源控制(RRC，Radio Res ource Control)中的无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)、MME网元，或者演进的基站(eNB，EnhancedNodeB)网元。对于数据业务的控制，所述控制装置可以为S-GW网元等。并且，所述控制装置的数量不受限制。例如，所述无线蜂窝网络可以只包括一个控制装置，由所述控制装置控制所有的信号放大装置。所述无线蜂窝网络也可以包括多个控制装置，每个所述控制装置控制信号放大装置中的一个或多个。可以理解的是，无论所述控制装置具体数量以及控制内容如何，均不构成对本发明的限制。

在具体实施中，所述信号放大装置可以包括基带模块和用户识别模块接口，所述基带模块可以通过所述用户识别模块接口读取所述用户信息，使用所述用户信息驻留到对应的网络小区，最后通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络。其中，所述用户信息可以为用户所使用的移动终端的电话号、SIM/USIM卡卡号等信息。所述信号放大装置驻留到无线蜂窝网络后，所述无线蜂窝网络就可以通过所述控制装置对所述信号放大装置进行控制。

需要说明的是，在具体实施中，所述无线蜂窝网络可以只包括一个信号放大装置，也可以包括多个信号放大装置。所述信号放大装置的数目与网络环境有关。例如，参照图2，所述无线蜂窝网络可以包括三个信号放大装置。

步骤302，所述信号放大装置通过所选择的小区的基站，向所述控制装置发送自身的状态信息。

例如，参照图2，信号放大装置203可以通过基站206向控制装置201发送自身的状态信息，信号放大装置204及205可以通过基站207向控制装置201发送自身的状态信息。

在具体实施中，所述自身的状态信息可以包括所述信号放大装置的位置信息、接入侧的接入状态信息、Wi-Fi模块的工作状态信息中的至少一种。其中，所述接入侧为所述信号放大装置与无线蜂窝网络的接入设备通信的一侧。所述接入侧的接入状态信息可以为所述信号放大装置所接入的终端的数模、工作的频点、工作的时隙或子帧，以及工作的模式等信息中的至少一种。所述Wi-Fi模块的工作状态信息可以为所述Wi-Fi模块的开启或关闭状态、所述Wi-Fi模块的作为移动站STA所接入的接入点AP的标识信息、所述Wi-Fi模块的作为AP所接入的STA的数目、以及Wi-Fi单元的工作时间及数据流量中的至少一种。

进一步地，由于每个AP都分别有一个服务设置标识符(SSID，Service SetIDentifier)和基本服务设置标识符(BSSID，Basic Service Set IDentifier)，因此，所述AP的标识信息可以为SSID和BSSID中的至少一个。所述信号放大装置的标识信息可以为其电话号码、AP的标识信息以及位置信息中的至少一种。

所述控制装置接收到信号放大装置发送的自身状态信息后，可以根据所述自身状态信息中携带的电话号码、位置信息以及AP标识信息等内容，生成相邻信号放大装置标识列表。

步骤303，所述信号放大装置接收所述控制装置通过所选择的小区的基站发送的蜂窝控制信息，并根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作。

例如，参照图2，信号放大装置203可以接收控制装置201通过基站206发送的蜂窝控制信息，信号放大装置204和205可以接收控制装置201通过基站207发送的蜂窝控制信息，

在具体实施中，所述蜂窝控制信息可以为更换所述信号放大装置所选择的小区到指定小区，更换所述信号放大装置的接入侧工作频段到指定频段，以及相邻信号放大装置标识列表中的至少一种。

当所述信号放大装置接收到更换所述信号放大装置所选择的小区到指定小区的蜂窝控制信息时，先判断是否有接入并进行通信的上行信号。若没有所述上行信号，则选择所述指定的小区，并进行更换；若有所述上行信号，则向所述控制装置反馈暂时无法选择所述指定小区的处理结果。

当所述信号放大装置接收到更换所述信号放大装置的接入侧工作频段到指定频段的蜂窝控制信息时，先判断是否有接入并进行通信的上行信号。若没有所述上行信号，则启动接入侧所述指定频段对应的部件进入工作状态；若有，则向所述控制装置反馈暂时无法选择所述指定频段的处理结果。

当所述信号放大装置接收到相邻信号放大装置标识列表的蜂窝控制信息时，则通过其Wi-Fi模块搜索AP标识包含于标识列表中的AP。若搜索到，则使用所述Wi-Fi模块与搜索到的AP对应信号放大装置进行通信。具体通信的内容可以是所述信号放大装置或所述搜索到的AP对应的信号放大装置的状态信息，也可以是二者的配置信息，还可以既包括所述状态信息，又包括所述配置信息。其中，所述配置信息即是否允许除自身外的其他信号放大装置接入的配置。

如图4所示，本发明的实施例还提供了另一种无线蜂窝网络的通信方法。相对于图4中所示的实施例，所述无线蜂窝网络包括至少两个的信号放大装置，所述方法除包括步骤301至303外，还可以包括步骤304。下面对步骤304进行详细说明：

步骤304，所述信号放大装置获取相邻信号放大装置的状态信息，并根据所获取的相邻信号放大装置的状态信息，调整自身的工作状态。

在具体实施中，信号放大装置可以设置有通信模块，比如，Wi-Fi模块或LTE模块等。信号放大装置之间可以通过所述通信模块进行通信。

具体地，所述信号放大装置可以通过所述通信模块搜索相邻信号放大装置，进而可以获取相邻信号放大装置的状态信息。再根据所获取的状态信息，调整自身的工作状态。例如，所述信号放大装置可以根据获取的状态信息，对自身的接入侧工作频段和工作模式进行调整，还可以对自身的选择小区进行调整，即选择所述相邻信号放大装置所驻留的小区为所选择的小区。

例如，参照图2，信号放大装置203可以获取信号放大装置204或者205的状态信息，并根据所获取的相邻信号放大装置的状态信息，调整自身的工作状态。

由上述内容可以看出，本发明实施例中的通信方法，通过使得所述信号放大装置获取用户信息，进而使用所述用户信息驻留在无线蜂窝网络，可以使得所述信号放大装置之间，以及所述信号放大装置与无线蜂窝网络的其他网元之间进行通信，因此无线蜂窝网络可以有效控制所述信号方法装置。相对于现有的微功率直放站，增加了功能并提高了性能。

在具体实施中，所述信号放大装置可以采用多种结构进行设置。如上所述，所述信号放大装置可以包括：基带模块和用户识别模块接口。所述基带模块适于通过所述用户识别模块接口读取所述用户信息。所述信号放大装置还可以包括：与所述基带模块连接的Wi-Fi模块或者与所述基带模块连接的定位模块，或者Wi-Fi模块和所述定位模块。其中，所述Wi-Fi模块可以收发与无线蜂窝网络的接入设备之间的上行或下行信号。所述定位模块可以根据所述控制装置的定位指令对所述信号放大装置进行定位。

需要说明的是，在具体实施时，所述基带模块可以支持一种或多种通信模式的无线蜂窝网络信号，例如所述通信模式可以包括2G、3G和4G通信模式中一种或多种。在本实施例中，以所述通信模式包括2G和4G通信模式为例进行说明，其中2G具体以GSM/通用无线分组业务(GPRS，General Packet Radio Service)/增强型数据速率GSM演进(EDGE，EnhancedData Rate for GSM Evolution)为例，4G具体以LTE为例。在其他实施例中，所述基带模块支持的通信模式也可以包括2G、3G和4G通信模式，甚至还可以包括目前尚处于需求定义阶段、未来或为发展趋势的5G通信模式。

在其他实施例中，所述基带模块也可以进一步包含多个子基带模块，每个子基带模块对应至少一种通信模式，例如一个子基带模块支持4G通信模式，另一个子基带模块支持2G和/或3G通信模式。

在实际实施时，本实施例提供的信号放大装置通常是作为一种微功率直放站。本领域技术人员知晓，微功率直放站与施主基站通信的一侧一般被称为回传侧，与无线蜂窝网络中的接入设备(例如手机等移动终端)通信的一侧一般被称为接入侧。因此，在本实施例中，将所述信号放大装置中涉及与施主基站进行通信的射频模块称为回传侧射频模块，涉及与施主基站进行通信的天线称为回传侧天线，涉及与所述接入设备进行通信的射频模块称为接入侧射频模块，涉及与所述接入设备进行通信的天线称为接入侧天线。

在具体实施时，所述信号放大装置还可以包括一个或多个回传侧射频模块、一个或多个回传侧天线、一个或多个接入侧射频模块、一个或多个接入侧天线，所述回传侧天线与所述回传侧射频模块相连，所述接入侧天线与所述接入侧射频模块相连，支持同一通信模式的回传侧射频模块与接入侧射频模块相连，所有回传侧射频模块和接入侧射频模块均与所述基带模块相连。

所述回传侧天线接收无线蜂窝网络的下行信号，经与其相连的回传侧射频模块传递给相应的接入侧射频模块和基带模块，通过接入侧天线发射；所述接入设备的上行信号由所述接入侧天线接收，经与其相连的接入侧射频模块传递给相应的回传侧射频模块和基带模块，通过回传侧天线发射；基带模块适于处理上/下行信号，控制回传侧射频模块、接入侧射频模块的同步和对其的开关。

本实施例中，当以所述基带模块支持2G和4G通信模式为例进行说明时，所述信号放大装置包括一个与2G通信模式对应的2G回传侧射频模块以及一个与2G通信模式对应的2G接入侧射频模块，还包括一个与4G通信模式对应的4G回传侧射频模块以及一个与4G通信模式对应的4G接入侧射频模块。

具体实施时，一个或多个回传侧天线与无线蜂窝网络信号中不同频段或不同通信模式的信号之间存在着对应关系，一个或多个接入侧天线与无线蜂窝网络信号中不同频段或不同通信模式的信号之间也存在着对应关系。

一个或多个回传侧天线与无线蜂窝网络信号中不同频段或不同通信模式的信号之间的对应关系通常可以采取以下几种方式中一种：

第一种方式：一个回传侧天线对应所有通信模式的信号，并通过双工器或天线开关与所有回传侧射频模块相连；

第二种方式：每个回传侧天线分别对应一种通信模式的信号，并分别与各通信模式对应的回传侧射频模块相连；

第三种方式：多个回传侧天线与一种通信模式的信号对应，并与该通信模式对应的回传侧射频模块相连，且其中一个回传侧天线同时还与其他通信模式的信号对应。

本实施例中，以回传侧天线的数量为一个为例进行说明。当所述基带模块支持2G和4G通信模式时，无论是2G通信模式的信号，还是4G通信模式的信号，都通过一个回传侧天线收发，此时，该回传侧天线通过双工器(其他实施例中也可以采用天线开关)与2G回传侧射频模块和4G回传侧射频模块相连。

在其他实施例中，若所述基带模块支持的通信模式包括2G、3G和4G通信模式，则各通信模式对应的回传侧射频模块分别为2G、3G和4G回传侧射频模块，若回传侧天线的数量为两个或四个，则可以都与4G通信模式对应，并且与4G回传侧射频模块相连，其中一个回传侧天线还与2G或3G通信模式对应，并与2G和3G回传侧射频模块相连；若所述回传侧天线的数量为一个，则可以通过双工器或天线开关同时与2G、3G和4G回传侧射频模块相连。

一个或多个接入侧天线与无线蜂窝网络信号中不同频段或不同通信模式的信号之间的对应关系通常可以采取以下几种方式中一种：

第一种方式：一个接入侧天线对应所有通信模式的信号，并通过双工器或天线开关与所有接入侧射频模块相连；

第二种方式：每个接入侧天线分别对应一种通信模式的信号，并分别与各通信模式对应的接入侧射频模块相连；

第三种方式：多个接入侧天线与一种通信模式的信号对应，并与该通信模式对应的接入侧射频模块相连，且其中一个接入侧天线同时还与其他通信模式的信号对应。

在具体实施时，一个天线可以设置为工作在多个频段。所述信号放大装置中天线的个数，既取决于所述信号放大装置所需要工作的频段，若不能设计在一个天线上，则需要采用多个天线；还取决于支持多入多出(MIMO)的需要。例如，LTE的MIMO可能下行链路需要2、4或8根天线，上行链路可能需要2或4根天线，而这些天线，可能会工作在相同的频段上。

本实施例中，以接入侧天线的数量为两个为例进行说明。当所述基带模块支持2G和4G通信模式时，一个接入侧天线对应2G通信模式，并与2G接入侧射频模块相连，相应收发2G通信模式的信号，另一个接入侧天线对应4G通信模式，并与4G接入侧射频模块相连，相应收发4G通信模式的信号。

在其他实施例中，若所述基带模块支持的通信模式包括2G、3G和4G通信模式，各通信模式对应的接入侧射频模块分别为2G、3G和4G接入侧射频模块，若接入侧天线的数量为两个或四个，则都可以与4G通信模式对应，并且与4G接入侧射频模块相连，其中一个接入侧天线还与2G或3G通信模式对应，并与2G和3G接入侧射频模块相连；若接入侧天线的数量为一个，则通过双工器或天线开关同时与2G、3G和4G接入侧射频模块相连；若接入侧天线的数量为两个，其中一个接入侧天线与4G接入侧射频模块相连，另一个接入侧天线与2G和3G接入侧射频模块相连。

在具体实施中，所述信号放大装置还可以包括用户识别模块。通过所述用户识别模块接口与为所述信号放大装置所配置的用户识别模块相连，所述基带模块就可以通过所述用户识别模块接口读取所述用户识别模块中存储的用户信息，以实现无线蜂窝网络对所述信号放大装置的控制。

本领域技术人员知晓，移动终端使用SIM/USIM或UIM等用户识别模块卡中的用户信息，驻留于无线蜂窝网络，进而使无线蜂窝网络能够识别和认证该用户。SIM/USIM等用户识别模块卡上有多种标识信息，包括电话号、SIM/USIM卡卡号(即集成电路卡识别码(ICCID，Integrate Circuit Card Identity))等该用户特有的标识。

本申请发明人意识到，所述信号放大装置实际上是可以基于支持一种或多种通信模式的移动终端的基带芯片和射频芯片实现，即：与单模(仅支持一种通信模式)移动终端相比，所述信号放大装置多了一个支持相应通信模式的射频芯片，与双模或多模(同时支持两种或两种以上通信模式)移动终端相比，所述信号放大装置多了支持两个或多个通信模式的射频芯片，但所述信号放大装置无需支持SIM卡、USIM卡或UIM卡等用户识别模块卡、屏幕、键盘等模块。

对于本领域技术人员来说，直放站的使用是为了解决网络覆盖的问题，所以通常更关注微功率直放站对于信号放大的作用，却并不一定会想到要去对各个微功率直放站进行控制以及如何控制，也不一定会意识到微功率直放站与移动终端之间的联系。

而本申请发明人则突破本领域技术人员普遍存在的“技术偏见”，创造性地提出可以改进微功率直放站，以将其作为一种“特殊的移动终端”看待，通过为微功率直放站配置用户识别模块接口，使得微功率直放站中的基带模块能够通过所述用户识别模块接口读取与所述微功率直放站适配的用户识别模块中存储的用户信息，从而使蜂窝无线网络能够像管控接入的移动终端那样有效地控制微功率直放站，进而可以增加其功能和提高其性能。

基于上述描述，本发明的实施例提供了一种信号放大装置的结构示意图。参阅图5，所述信号放大装置可以包括：

支持对无线蜂窝网络中2G或4G通信模式的信号进行收发的回传侧天线10；

与2G通信模式对应的GGE射频模块11和GGE射频模块12，其中GGE射频模块11为2G回传侧射频模块，GGE射频模块12为2G接入侧射频模块，GGE射频模块11与GGE射频模块12相连；

将回传侧天线10与GGE射频模块11、GGE射频模块12相连的天线连接件50；

与4G通信模式对应的LTE射频模块21和LTE射频模块22，其中LTE射频模块21为4G回传侧射频模块，LTE射频模块22为4G接入侧射频模块，LTE射频模块21与LTE射频模块22相连；

与GGE射频模块12相连，对应2G通信模式的接入侧天线20a；

与LTE射频模块22相连，对应4G通信模式的接入侧天线20b；

支持2G或4G通信模式的基带模块30；其中，所述基带模块30包括：GGE调制解调器31、LTE调制解调器32、中央处理器33和电源管理模块34；GGE射频模块11、GGE射频模块12、LTE射频模块21和LTE射频模块22均与基带模块30相连；

与所述基带模块30相连的用户识别模块接口40。

在实际实施时，由于所述信号放大装置一般应用于家用、地下室、底商等场景，所以回传侧天线10通常以户外天线的形式接收来自于施主基站的户外信号(下行信号)以及将来自于接入设备(例如位于室内的手机等移动终端)的室内信号(上行信号)发送至施主基站，而接入侧天线20a和接入侧天线20b则作为室内天线将接收的下行信号发射至室内。

从图5可知，本实施例提供的信号放大装置包含两个GGE射频模块，分别与室外GSM/GPRS/EDGE施主基站对应的GGE射频模块11，及与室内工作于GSM/GPRS/EDGE通信模式的接入设备对应的GGE射频模块12；所述信号放大装置还包含两个LTE射频模块，分别为与室外LTE施主基站对应的LTE射频模块21，及与室内工作于LTE通信模式的接入设备对应的LTE射频模块22。GSM/GPRS/EDGE施主基站和LTE施主基站可以是不同的基站。

需要说明的是，由于GSM/GPRS/EDGE通常可以被简写为“GGE”，因此本实施例中的GGE射频模块指的是GSM/GPRS/EDGE射频模块的简称，GGE射频模块能够支持GSM、GPRS和EDGE的通信模式。同理，GGE调制解调器指的是GSM/GPRS/EDGE调制解调器的简称。

具体实施时，回传侧天线10接收来自于施主基站的下行IQ(即I路、Q路)信号，传递给GGE射频模块11和LTE射频模块21。

GGE射频模块11将GSM/GPRS/EDGE通信模式的下行IQ信号发送给GGE射频模块12；LTE射频模块21将LTE通信模式的下行IQ信号发送给LTE射频模块22。

GGE射频模块12将接收到的GSM/GPRS/EDGE下行信号发射到室内，并接收接入设备的GMS/GPRS/EDGE上行信号，转发给GGE射频模块11，进而发射给GSM/GPRS/EDGE施主基站。

LTE射频模块22将接收的LTE下行信号发射到室内，并接收接入设备的LTE上行信号，转发给LTE射频模块21，进而发射给LTE施主基站。

GGE射频模块11与GGE射频模块12之间的信号传输以及LTE射频模块21和LTE射频模块22之间的信号传输，相关信号都会传送给基带模块30，所述基带模块30适于处理接收到的下行信号，获取下行信号的同步信息，并控制与之相连的GGE射频模块11和GGE射频模块12与下行信号同步、以及LTE射频模块21和LTE射频模块22与下行信号同步，所述基带模块30还适于监控上行信号，并控制与之相连的GGE射频模块11和GGE射频模块12的同步和对其的开关、以及LTE射频模块21和LTE射频模块22的同步和开关。

具体地，GGE射频模块11和GGE射频模块12同时与基带模块30中的GGE调制解调器31相连，LTE射频模块21和LTE射频模块22也同时与基带模块30中的LTE调制解调器32相连。GGE调制解调器31进行相应的下行同步检测和上行信号监控，进而控制对应的GGE射频模块11和GGE射频模块12的同步、功率控制、电源管理等；同理，LTE调制解调器32也进行相应的下行同步检测和上行信号监控，进而控制对应的LTE射频模块21和LTE射频模块22的同步、功率控制、电源管理等。

在实际实施时，中央处理器33、LTE调制解调器32、GGE调制解调器31构成LTE/GSM多模基带芯片(即基带模块30)的重要组成部分。需要说明的是，在本实施例中，电源管理模块34集成为基带模块30的一部分，在其他实施例中，也可以作为一个单独的芯片设置于所述信号放大装置之中。由于中央处理器33和电源管理模块34在基带模块30中所起的作用为本领域技术人员所知晓，此处不作详细描述。

在具体实施时，可以使用多种器件将回传侧天线10与GGE射频模块11、GGE射频模块12相连。例如，所述天线连接件50可以为天线开关，也可以为双工器。需要说明的是，所述天线开关可以用于将同一个天线接通到不同模式的射频模块上，或者将同一个模式的射频模块接通到工作于不同频段的天线上。双工器可以使一个以上的射频模块同时使用一个天线，或者使射频模块中上行和下行链路同时使用一个天线。

本实施例中，通过所述用户识别模块接口40与为所述信号放大装置所配置的用户识别模块70相连，所述基带模块30通过所述用户识别模块接口40读取所述用户识别模块70中存储的用户信息，以实现无线蜂窝网络对所述信号放大装置的控制。

因此，本领域技术人员容易理解，本实施例中的信号放大装置作为一种“特殊的移动终端”，通过读取为其配置的用户识别模块70中存储的用户信息，同样能够使所述信号放大装置驻留于无线蜂窝网络，进而使无线蜂窝网络能够识别和认证该“用户”。当然，有所区别的是，现有技术中通常设有各个移动终端的用户识别码的范围，而本实施例中的信号放大装置并非通常意义上的移动终端，因此对于所述信号放大装置的用户识别码需要设置特定的范围，以便无线蜂窝网络能够成功识别出此类“特殊用户”。具体识别过程可以参考下面描述的识别所述信号放大装置的方法。

图6是本发明实施例的另一种信号放大装置的结构示意图。与图5所示的信号放大装置相比，图6所示的信号放大装置还包括：与所述基带模块30相连的Wi-Fi模块60，以及与所述基带模块30相连的定位模块80。其中，所述Wi-Fi模块60可以收发与所述接入设备之间的上行或下行信号，所述定位模块80可以根据控制装置的定位指令对所述信号放大装置进行定位。

在具体实施时，若是经所述信号放大装置接入无线蜂窝网络的接入设备还支持Wi-Fi通信模式，且当前也存在适合进行Wi-Fi信号传输的无线环境，则所述信号放大装置也可以通过所述Wi-Fi模块60与所述接入设备之间进行所述上行信号和下行信号的传输。具体地，基带模块30可以将接收到的下行信号传送给Wi-Fi模块60，由Wi-Fi模块60将该下行信号以Wi-Fi通信模式发送至室内的接入设备，并接收该接入设备的上行信号。

在具体实施时，所述控制装置可以向所述信号放大装置发送定位指令，所述信号放大装置的定位模块80在接收到所述定位指令后，获取自身的位置数据，并根据所述位置数据更新自身的状态信息。

图6所示的信号放大装置的具体实施可以参考图5所示信号放大装置，此处不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述无线蜂窝网络包括：控制装置及适于发射和接收无线信号的信号放大装置；所述方法包括：

所述信号放大装置获取用户信息，并使用所述用户信息，通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络；

所述信号放大装置通过所选择的小区的基站，向所述控制装置发送自身的状态信息；

所述信号放大装置接收所述控制装置通过所选择的小区的基站发送的蜂窝控制信息，并根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作。

2.如权利要求1所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置包括：基带模块和用户识别模块接口，所述基带模块适于通过所述用户识别模块接口读取所述用户信息。

3.如权利要求2所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述蜂窝控制信息包括以下至少一种：

更换所述信号放大装置所选择的小区到指定小区；

更换所述信号放大装置的接入侧工作频段到指定频段；

相邻信号放大装置标识列表。

4.如权利要求3所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置还包括以下至少一种：

与所述基带模块连接的Wi-Fi模块，适于收发与无线蜂窝网络的接入设备之间的上行或下行信号；

与所述基带模块连接的定位模块，适于根据所述控制装置的定位指令对所述信号放大装置进行定位。

5.如权利要求4所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述相邻信号放大装置标识列表包括：所述信号放大装置的标识信息；

所述标识信息包括以下至少一种：

电话号码；

所述Wi-Fi模块接入的接入点AP的标识信息；

位置信息。

6.如权利要求5所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作，包括：

若所述蜂窝控制信息为更换所述信号放大装置所选择的小区到指定小区，则所述信号放大装置判断是否有接入并进行通信的上行信号，若没有，则选择所述指定的小区，并进行更换；若有，则所述信号放大装置向所述控制装置反馈暂时无法选择所述指定小区的处理结果；

若蜂窝控制信息为更换所述信号放大装置的接入侧工作频段到指定频段，则所述信号放大装置判断是否有接入并进行通信的上行信号，若没有，则启动接入侧所述指定频段对应的部件进入工作状态；若有，则向所述控制装置反馈暂时无法选择所述指定频段的处理结果；

若蜂窝控制信息为相邻信号放大装置标识列表，则所述信号放大装置通过所述Wi-Fi模块搜索AP标识包含于标识列表中的AP；若搜索到，则所述信号放大装置使用所述Wi-Fi模块与搜索到的AP对应的信号放大装置进行通信。

7.如权利要求6所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置使用所述Wi-Fi模块与搜索到的AP对应的信号放大装置进行通信的内容包括以下至少一种：

所述信号放大装置或所述搜索到的AP对应的信号放大装置的状态信息；

所述信号放大装置或所述搜索到的AP对应的信号放大装置的配置信息。

8.如权利要求7所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置的配置信息包括：是否允许其他信号放大装置接入的配置。

9.如权利要求4所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述自身的状态信息包括以下至少一种：

位置信息；

接入侧的接入状态信息；

所述Wi-Fi模块的工作状态信息。

10.如权利要求9所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置接入侧的接入状态信息包括：所接入的终端数目、工作的频点、工作的时隙或子帧，以及工作的模式。

11.如权利要求9所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置Wi-Fi模块的工作状态包括：所述Wi-Fi模块的开启或关闭状态，所述Wi-Fi模块的作为移动站STA所接入的接入点AP的标识信息；所述Wi-Fi模块的作为AP，所接入的STA的数目；以及Wi-Fi模块的工作时间及数据流量。

12.如权利要求4所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述无线蜂窝网络包括两个以上的信号放大装置，所述方法还包括：所述信号放大装置获取相邻信号放大装置的状态信息，并根据所获取的相邻信号放大装置的状态信息，调整自身的工作状态。

13.如权利要求12所述的无线蜂窝网络的通信方法，其特征在于，所述信号放大装置根据获取到的相邻信号放大装置的状态信息，调整自身的工作状态，包括以下至少一种:

调整其接入侧的工作频段、工作模式；

选择所述相邻信号放大装置所驻留的小区为所选择小区。

14.一种无线蜂窝网络系统，其特征在于，包括：控制装置及适于发射和接收无线信号的信号放大装置，其中：

所述信号放大装置还适于获取用户信息，并使用所述用户信息，通过所选择小区的基站，驻留到无线蜂窝网络；以及通过所选择的小区的基站，向所述控制装置发送自身的状态信息；

所述控制装置适于接收所述信号放大装置通过所述基站发送的自身状态信息；以及通过所述基站向所述信号放大装置发送蜂窝控制信息；

所述信号放大装置还适于接收所述送蜂窝控制信息，并根据所述蜂窝控制信息进行相应的操作。

15.如权利要求14所述的无线蜂窝网络系统，其特征在于，所述控制装置为独立的控制设备或无线接入网中的任意网元集成设置。

16.如权利要求15所述的无线蜂窝网络系统，其特征在于，所述控制装置为RNC、MME网元、eNB网元和S-GW网元中的任一网元。

17.如权利要求14所述的无线蜂窝网络系统，其特征在于，所述信号放大装置包括：基带模块和用户识别模块接口，所述基带模块适于通过所述用户识别模块接口读取所述用户信息。

18.如权利要求17所述的无线蜂窝网络系统，其特征在于，所述信号放大装置还包括以下至少一个模块：

与所述基带模块连接的Wi-Fi模块，适于收发与无线蜂窝网络的接入设备之间的上行/下行信号；

与所述基带模块连接的定位模块，适于根据所述控制装置的定位指令对所述无线信号放大装置进行定位。