CN107466047A - 一种基站组网方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基站组网方法和系统，所述基站包括宏基站和小基站，其中，所述方法包括：所述小基站按照IR传输帧格式封装来自所述小基站的以太数据报文；所述宏基站将来自所述小基站的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文，并传输所述以太网络报文至与所述宏基站连接的分组核心网。本发明可以将小基站对应的信号覆盖区域的容量从最大20M带宽×2天线×2载波，提升至最大20M带宽×2天线×5载波。这样在不对小基站自身的硬件进行升级的情况下，实现小基站覆盖的小区性能和容量的提升，提高宏基站和小基站的使用价值。

Description

一种基站组网方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基站组网方法和系统。
背景技术
4G网络中数据业务的快速增长需要覆盖范围小、安装方便的小基站(smallcell)来应对。常见的组网方式如图1所示，smallcell主要作为宏基站(eNodeB)网络覆盖的辅助，以便解决宏基站小区边缘和局部信号弱的问题(图1中smc0～smc(n-1))，同时也作为局部高数据业务区域(图1中smc(n))的性能补充。
在图1中，smallcell常用两种方式参与组网：一是与eNodeB一样，直接与分组核心网(Evolved Packet Core，EPC)建立承载连接，再与网络(Internet)连接；二是先与专门的小基站网关(smallcell Gateway)建立承载连接，完成汇聚后再连接到EPC，再与网络(Internet)连接。第二种方式适合用于组网所需的smallcell数量较多的方案，比如写字楼、大型商场等。由于基站(包括宏基站和小基站)与EPC之间的数据流是建立在IP传输网架构之上的，因此通常都是采用基于标准IEEE802.3以太传输协议的网线或者光纤作为物理传输介质，每个基站需要通过单独的网线或者光纤与网络侧设备(EPC或者smallcellGateway)连接。
每个smallcell需要一根网线或者光纤与网络侧设备连接，当每个smallcell的性能为1个20M带宽2天线小区时，传输所需的平均带宽(按照常规子帧配置2和特殊子帧配置7)为70.29Mbps，如果smallcell Gateway与EPC的传输接口为千兆以太网(GigabitEthernet，GE)，采用上述第二种组网方式，可以满足最多1000÷70.29＝14个smallcell的传输带宽要求。
通常1个smallcell可以支持覆盖范围50米的区域，若一般写字楼的楼层长度200米，每层至少需要4个smallcell，按照GE传输网的条件，上述第二种组网方式只能支持最多4层楼宇的信号覆盖。
另外，由于smallcell所需的带宽是与楼宇的局域网共享带宽的，在数据业务高发期(比如工作日中午)，将会出现局域网性能下降甚至阻塞的情况。解决此问题可以通过铺设移动运营商专用传输网的方式，但是楼宇物业和建筑结构施工将会形成更大的问题。
发明内容
本发明提供一种基站组网方法和系统，以解决目前常见的组网方式支持的smallcell数量少的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基站组网系统，包括：宏基站和小基站，其中，
所述小基站包括：第一网络传输接口模块和第一光纤拉远协议链路IR接口模块；
所述第一网络传输接口模块，用于传输所述小基站的以太数据报文；
所述第一IR接口模块，用于按照IR传输帧格式封装来自所述第一网络传输接口模块的以太数据报文；
所述宏基站包括：第二IR接口模块、第二网络传输接口模块和以太交换模块；
所述第二IR接口模块，用于将来自所述第一IR接口模块的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文；
所述第二网络传输接口模块，用于传输所述以太网络报文至所述以太交换模块；
所述以太交换模块，用于将所述以太网络报文传输至与所述宏基站连接的分组核心网。
相应地，本发明还提供了一种基站组网方法，所述基站包括宏基站和小基站，所述方法包括：
所述小基站按照IR传输帧格式封装来自所述小基站的以太数据报文；
所述宏基站将来自所述小基站的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文，并传输所述以太网络报文至与所述宏基站连接的分组核心网。
与背景技术相比，本发明包括以下优点：
相对于传统的基站组网方式，小基站不直接与分组核心网连接，也不直接与小基站网关连接，而是直接与宏基站连接。具体通过小基站的第一IR接口模块与宏基站的第二IR接口模块通过IR连接。其中，第一IR接口模块有两个功能，一是对接小基站原有的传输接口，按照IR传输帧格式封装小基站的以太数据报文；二是与常规射频拉远单元(RadioRemote Unit，RRU)类似，将小基站本身不能处理的天线数据按照IR传输帧格式封装，并通过IR传输至第二IR接口模块。第二IR接口模块对应也有两个功能，一是如果IR帧封装的是小基站以太数据报文，将其解封装为以太网络报文，通过宏基站的第二网络传输接口模块传输至宏基站的以太交换模块，并最终传输至分组核心网，二是如果IR帧封装的是小基站天线数据，将会按照常规RRU的方式，转交宏基站本地的基带处理单元完成协议处理。
根据IR协议对链路承载的定义。9830.4Mbps的情况下可提供64个天线×载波容器作为基本数据承载单元，每个天线×载波容器的传输速率为153.6Mbps。小基站在20M带宽×2天线×2载波小区配置下本地处理产生的业务数据，传输所需的平均带宽为70.29×2＝140.58Mbps，只占用了1个天线×载波容器。剩余的63个天线×载波容器，可以为小基站额外产生的天线数据提供承载，按照16个天线×载波容器提供一个20M带宽×2天线×1载波小区天线数据承载的方式，还可以为小基站提供3个20M带宽×2天线×1载波小区天线数据承载(3×16＝48个天线×载波容器)的传输承载带宽。
这就意味着采用此种组网方式，可以将小基站对应的信号覆盖区域的容量从最大20M带宽×2天线×2载波，提升至最大20M带宽×2天线×5载波。这样在不对小基站自身的硬件进行升级的情况下，实现小基站覆盖的小区性能和容量的提升，提高宏基站和小基站的使用价值。
附图说明
图1是背景技术中的常见的组网方式示意图；
图2是本发明实施例一的宏基站的结构示意图；
图3是本发明实施例一中的一种基站组网方法的步骤流程图；
图4是本发明实施例二中的一种基站组网系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明提供的一种基站组网方法和系统。
实施例一
详细介绍本发明实施例提供的一种基站组网方法。本发明实施例中的基站包括宏基站和小基站。其中，宏基站的结构示意图如图2所示，首先，宏基站采用分布式结构，从功能上分为基带处理单元(Base band Unit，BBU)和RRU两部分，BBU负责宏基站传输承载控制和无线协议处理功能，RRU承担信号调制解调及功率放大等功能，两者之间通过光纤连接，BBU通过S1接口(S1接口是eNodeB与EPC之间的通讯接口)与EPC连接。其次，宏基站的能力要求高，因此内部采用模块的方式，每个模块可以处理至少3个20M带宽小区的用户数据，每个模块通过专门的光纤拉远协议链路(IR)与RRU相连。通过n个这样的组合，形成n×3×20M带宽的用户数据处理能力。由此可见，宏基站的结构，将传输承载及无线协议处理(在BBU侧处理)和模拟信号处理(在RRU侧处理)分隔开，因此这两部分的性能提升不会产生直接的关联影响。因此，如果利用宏基站的BBU部分来帮助处理小基站的小区用户数据，应该可以实现提升小基站能力的目标。
参照图3，表示出了本发明实施例中一种基站组网方法的步骤流程图。
步骤300，小基站按照IR传输帧格式封装来自所述小基站的以太数据报文。
传统的小基站的传输接口是基于网络之间互连的协议(Internet Protocol，IP)传输网的。本发明实施例中的小基站通过IR接口与宏基站的IR接口进行数据传输。
本发明实施例中的小基站除包括IR接口以外，还包括网络传输接口、无线协议处理接口、模拟单元部分和天线。其中，IR接口分别与网络传输接口、无线协议处理接口和模拟单元部分连接，天线与模拟单元部分连接，通过天线接收用户数据。
小基站通过IR接口按照IR传输帧格式封装以太数据报文，所述以太数据报文可以为小基站的天线接收到的用户数据。按照IR传输帧格式封装后的以太数据报文可以通过IR接口进行传输。其中，IR传输帧格式为现有技术中常用的一种数据传输格式，本发明实施例对IR传输帧格式以及封装技术不做具体限制。
步骤302，宏基站将来自所述小基站的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文，并传输所述以太网络报文至与所述宏基站连接的分组核心网。
本发明实施例中的所述宏基站与所述小基站通过IR连接，具体地，宏基站的BBU与小基站通过IR连接。所述BBU可以包括IR接口、网络传输接口、无线协议处理接口和以太交换接口等。
需要说明的是，本发明实施例中的小基站和宏基站均包括IR接口、网络传输接口和无线协议处理接口。但是，小基站中的IR接口、网络传输接口和无线协议处理接口与宏基站中的IR接口、网络传输接口和无线协议处理接口的作用不同。为了区分以及便于理解，小基站中的IR接口、网络传输接口和无线协议处理接口称为第一IR接口、第一网络传输接口和第一无线协议处理接口；宏基站中的IR接口、网络传输接口和无线协议处理接口称为第二IR接口、第二网络传输接口和第二无线协议处理接口。
小基站中本地处理后的业务数据(以太数据报文)经过IR帧结构封装，通过小基站中的第一IR接口传输到宏基站的第二IR接口。宏基站将封装的业务数据解封装为以太网络报文，再通过以太交换接口传输至分组核心网。实现将小基站的业务数据通过宏基站协助处理，透传至分组核心网等网络侧设备。
小基站中额外产生的天线数据经过IR帧结构封装，通过小基站中的第一IR接口传输到宏基站的第二IR接口。宏基站将IR数据帧直接交由本地基带处理单元完成协议处理，再通过以太交换接口传输至分组核心网。实现将小基站额外的天线数据传输至宏基站的BBU进行协助处理，实现小基站容量提升的目的。
由于宏基站与小基站之间通过IR接口连接，IR接口传输承载是以A×C容器(一种以天线和载波为衡量标准的容器)作为衡量单位，根据IR接口协议的约定，在IR接口的速率为9830.4Mbps时，IR接口最多可支持64个A×C容器，可以满足1个20M带宽×8天线小区无线数据传输承载的要求。小基站一般性能为20M带宽×2天线×1载波，需要16个A×C容器的传输承载带宽，如果性能提升为20M带宽×2天线×5载波，则需要80个A×C容器的传输承载带宽。如果小基站支持2个20M带宽小区，那本身还具有处理32个A×C容器所对应的无线数据的能力，因此只需要48个A×C容器的传输带宽就可以实现将小基站性能提升为20M带宽×2天线×5载波。根据之前的传输带宽分析，2个20M带宽×2天线×1载波的小区需要的传输带宽＝70.29×2＝140.58Mbps，一个A×C容器承载就可以满足所需的带宽。
当所述宏基站与所述小基站的按照此方式连接组网时，所述一个宏基站可以连接N个所述小基站，N由宏基站所配置的基带处理单元的数量决定(如果宏基站配置n个基带处理单元，每个基带处理单元上有m个光纤接口，则N＝m×n)。也就是说，当宏基站配置3块基带处理单元，每个基带处理单元上有6个光纤接口时，，一个宏基站最多可以连接3×6＝18个小基站。
综上所述，本发明实施例中的技术方案，相对于传统的基站组网方式，小基站不直接与分组核心网连接，也不直接与小基站网关连接，而是直接与宏基站连接。具体通过小基站的第一IR接口与宏基站的第二IR接口通过IR连接。其中，小基站中本地处理后的业务数据(以太数据报文)经过IR帧结构封装，通过小基站中的第一IR接口传输到宏基站的第二IR接口。宏基站将封装的业务数据解封装为以太数据报文，再通过以太交换接口传输至分组核心网。实现将小基站的业务数据通过宏基站协助处理，透传至分组核心网等网络侧设备。
小基站中额外产生的天线数据经过IR帧结构封装，通过小基站中的第一IR接口传输到宏基站的第二IR接口。宏基站将IR数据帧直接交由本地基带处理单元完成协议处理，再通过以太交换接口传输至分组核心网。实现将小基站额外的天线数据传输至宏基站的BBU进行协助处理，实现小基站容量提升的目的。
实施例二
详细介绍本发明实施例提供的一种基站组网系统。
参照图4，示出了本发明实施例中一种基站组网系统的结构示意图。
本发明实施例中的基站包括宏基站40和小基站42，其中，小基站42可以包括第一网络传输接口模块421和第一IR接口模块422，以及第一无线协议处理接口模块和模拟单元部分；宏基站40可以包括第二IR接口模块401、第二网络传输接口模块402和以太交换模块403，以及第二无线协议处理接口模块。具体地，所述第二IR接口模块401、第二网络传输接口模块402和以太交换模块403以及第二无线协议处理接口模块均位于所述宏基站40的BBU中。
下面分别详细介绍各模块的功能以及各模块之间的关系。
所述第一网络传输接口模块421，用于传输所述小基站42的以太数据报文。
所述第一IR接口模块422，用于按照IR传输帧格式封装来自所述第一网络传输接口模块421的以太数据报文。
本发明实施例中的第一IR接口模块422主要包括三个功能，一是与常规的RRU一样，将小基站的模拟单元部分产生的天线数据按照IR协议帧格式进行封装处理；二是对接小基站原有的传输接口模块，即对接第一网络传输接口模块421，将一个A×C容器作为小基站原有的传输承载，并按照IR传输帧格式对第一网络传输接口模块421产生的以太数据报文进行封装，提供最大307.2Mbps的传输带宽；三是在具备适合小基站传输所需条件的前提下，通过软件设置为直通模式，以便第一网络传输接口模块421可以与外部传输网直接连接。
所述第二IR接口模块401，用于将来自所述第一IR接口模块422的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文。
本发明实施例中的第二IR接口模块401主要包括三个功能，一是与常规的BBU一样，按照IR协议规定完成光纤链路的IR数据帧处理，并实现承载数据到BBU的无线协议处理模块的汇聚和分发；二是与实现以太传输的第二网络传输接口模块402对接，将用A×C容器承载的经过小基站处理的小区用户数据恢复为以太数据报文并交付传输；三是在没有小基站从此第二IR接口模块401接入的情况下，将与第二网络传输接口模块402对接的功能设置为禁止模式。
所述第二网络传输接口模块402，用于传输所述以太网络报文至所述以太交换模块403。
所述以太交换模块403，用于将所述以太网络报文传输至与所述宏基站40连接的分组核心网。
本发明实施例中的所述第一IR接口模块422与所述第二IR接口模块401通过IR连接，所述一个宏基站连接N个所述小基站。例如，当所述第一IR接口模块422与所述第二IR接口模块401的速率为9830.4Mbps时，所述一个宏基站最多可以连接128个所述小基站(每个小基站具有76.8Mbps的传输带宽)。
综上所述，本发明实施例中的技术方案，相对于传统的基站组网方式，小基站不直接与分组核心网连接，也不直接与小基站网关连接，而是直接与宏基站连接。小基站新增第一IR接口模块，宏基站的BBU新增第二IR接口模块和第二网络传输接口模块。具体通过小基站的第一IR接口模块与宏基站的第二IR接口模块通过IR连接。其中，第一IR接口模块按照IR传输帧格式封装小基站本地处理产生的业务数据(以太数据报文)，并通过IR传输至第二IR接口模块。第二IR接口模块将封装的业务数据解封装为以太网络报文，通过宏基站的第二网络传输接口模块传输至宏基站的以太交换接口模块，并最终传输至分组核心网。这样在不对小基站自身的硬件进行升级的情况下，实现宏基站覆盖的小区性能和容量的提升，提高宏基站和小基站的使用价值。
本发明实施例可用于小基站连接BBU的IR协议承载实现方式，即通过IR传输链路将小基站上新增的小区无线数据传递到BBU侧协助处理，同时也通过IR传输链路形成专用以太传输通道，将小基站上已经处理完成的小区用户数据传输到网络侧设备(分组核心网或者小基站网关)。
本发明实施例可以利用现有室分系统或者室外宏基站的光纤传输资源，采用小基站实现低成本的信号覆盖。在不采用小基站升级替换的方式下，实现小区性能和容量的提升，提高运营商设备的使用价值。通过软件配置的方式修改小基站的接口模式，可以更加丰富小基站的使用场景。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明实施例所提供的一种基站组网方法和系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基站组网系统，其特征在于，包括：宏基站和小基站，其中，
所述小基站包括：第一网络传输接口模块和第一光纤拉远协议链路IR接口模块；
所述第一网络传输接口模块，用于传输所述小基站的以太数据报文；
所述第一IR接口模块，用于按照IR传输帧格式封装来自所述第一网络传输接口模块的以太数据报文；
所述宏基站包括：第二IR接口模块、第二网络传输接口模块和以太交换模块；
所述第二IR接口模块，用于将来自所述第一IR接口模块的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文；
所述第二网络传输接口模块，用于传输所述以太网络报文至所述以太交换模块；
所述以太交换模块，用于将所述以太网络报文传输至与所述宏基站连接的分组核心网。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述宏基站配置n个基带处理单元，每个基带处理单元上设置有m个光纤接口时，所述一个宏基站最多连接m×n个所述小基站，其中，m、n均为正整数。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，第二IR接口模块、第二网络传输接口模块和以太交换模块均位于所述宏基站的基带处理单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一IR接口模块，还用于按照IR协议帧格式封装来自所述小基站本身不能处理的天线数据。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一IR接口模块对按照所述IR协议帧封装后的天线数据，按照IR传输帧格式进行封装。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一IR接口模块与所述第一网络传输接口模块对接；
所述第一IR接口模块，还用于当传输模式为直通模式时，建立所述第一网络传输接口模块与所述宏基站的直接连接。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二IR接口模块，还用于当所述小基站与所述宏基站断开时，设置与所述第二网络传输接口模块的对接为禁止模式；当所述小基站与所述宏基站连接时，设置与所述第二网络传输接口模块的对接为允许模式。
8.一种基站组网方法，其特征在于，所述基站包括宏基站和小基站，所述方法包括：
所述小基站按照IR传输帧格式封装来自所述小基站的以太数据报文；
所述宏基站将来自所述小基站的经过封装的以太数据报文解封装为以太网络报文，并传输所述以太网络报文至与所述宏基站连接的分组核心网。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述宏基站配置n个基带处理单元，每个基带处理单元上设置有m个光纤接口时，所述一个宏基站最多连接m×n个所述小基站，其中，m、n均为正整数。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述宏基站的基带处理单元与所述小基站通过IR连接。
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CN115226115A (zh) * 2022-06-06 2022-10-21 中国建筑第五工程局有限公司 一种楼宇通信系统以及方法

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