CN110062481A - 一种基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基站，该基站基于紧凑型小型化的设计理念，集成集成核心网单元(EPC)、基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)以及调度系统单元(MDSorIMS)，体积小、重量轻，站址选择灵活；LTE专网以TDD‑LTE技术为基础，全面支持MIMO、双流波束赋形，信息流采用USIM卡五元组鉴权加密；支持FE/GE传输接口方式，提供充足的传输带宽；采用GPS/北斗卫星同步等多种方式获取同步信号，确保全网同步和安全；采用市电220V供电，IP65防护等级，适应室内外环境；支持远程维护、在线升级等操作；具有高集成度、高性能、高可靠性的灵活组网、环境适应性强、操作维护方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术及设备领域，尤其是一种基站。
背景技术
基站即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台，随着时代发展和科技的进步，基站也必然是向着宽带化以及小型化方向发展；目前的宏基站虽然容量最大，可靠性较好，覆盖能力强，但是设备价格较贵，安装施工较麻烦，不易搬迁，灵活性差；微基站虽然体积小，安装方便，却容量小、覆盖能力弱，维护起来不方便；因此，上述两种基站都不能够作为基站防盗系统中需要使用到的小型化便携基站，亟待提供一种小型化基站，以解决上述基站存在的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种高集成度、高性能、高可靠性的灵活组网、环境适应性强、操作维护方便的紧凑型小型化基站。
本发明通过以下技术方案实现的：
本发明提出一种基站，包括集成核心网单元(EPC)、LTE网络中的无线基站(eNB)，所述LTE网络中的无线基站(eNB)分别和所述集成核心网单元(EPC)、用户终端(UE)连接，所述LTE网络中的无线基站(eNB)包括基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)；
所述集成核心网单元(EPC)包括移动性管理设备(MME)、服务网关(S-GW)、PDN网关(PGW)和归属用户服务器(HSS)，所述服务网关(S-GW)与所述PDN网关(PGW)相连接，所述服务网关(S-GW)、所述移动性管理设备(MME)、所述归属用户服务器(HSS)依次相连接，主要负责与LTE网络中的无线基站(eNB)之间的数据交换；
所述基带处理单元(BBU)用于无线资源管理(RRM)功能、用户数据流IP报头压缩和加密、用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择、执行由移动性管理设备(MME)发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输；实现服务网关(S-GW)用户面数据的路由选择；完成移动性配置、调度的测量及测量报告功能；
所述射频拉远单元(RRU)用于基带信号与射频信号之间的转换功能，完成无线信号的发射与接收，为终端设备提供无线接入通道。
进一步的，所述移动性管理设备(MME)用于支持NAS信令及其安全、跟踪区域(Tracking Area)列表管理、服务网关(S-GW)和PDN网关(PGW)的选择、跨移动性管理设备(MME)切换时移动性管理设备(MME)的选择、用户的鉴权、漫游控制以及承载管理、以及用户终端(UE)在ECM-IDLE状态下可达性管理。
进一步的，所述服务网关(S-GW)用于LTE网络中的无线基站(eNB)间切换时的本地锚定点、3GPP不同接入系统间切换时的移动性锚点、执行合法侦听功能、数据包的路由和前转、上下行传输层的分组标记、ECM-IDLE状态下分组缓存及寻呼触发、计费。
进一步的，所述PDN网关(PGW)用于基于用户的包过滤功能、合法侦听功能、用户终端(UE)的IP地址分配功能、上下行传输层的分组标记、计费、门控、QoS控制、承载控制。
进一步的，所述归属用户服务器(HSS)用于存储EPS用户的签约信息的综合数据库，该综数据库包括基本识别码、路由信息和业务信息，还用于更新用户的位置信息以及将用户签约和鉴权信息传输至移动性管理设备(MME)。
进一步的，所述基带处理单元(BBU)包括RRM模块、IP头压缩及用户数据流加密功能、用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择功能、寻呼信息的调度传输、广播信息的调度传输、对外接口模块、GPS模块。
进一步的，所述RRM模块用于功率控制、信道分配、调度、切换、接入控制、负载控制、端到端的QoS和自适应编码调制；
IP头压缩及用户数据流加密功能是指对IP数据进行压缩处理；
用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择功能：根据用户终端(UE)上报的信息，判断选择用户终端(UE)所在的移动性管理设备(MME)；
寻呼信息的调度传输：通过对所述快速寻呼帧与额外的信息帧进行时分多路复用而将经共同编码的快速寻呼位广播至所述接入终端；
对外接口模块：提供设备与其他设备以及与本设备的其他模块的接口；
GPS模块：接收GPS信号给基站提供稳定的时钟信息。
进一步的，所述射频拉远单元(RRU)包括射频处理单元和数字信号处理单元组成，射频处理单元负责无线信号的收发和处理，数字信号理单元负责数字信号的处理和数据的收发。
进一步的，所述基站还包括与集成核心网单元(EPC)相连接的MDS单元。
进一步的，所述MDS单元包括MDS调度服务器、MDS指挥调度平台、单兵APP终端；所述MDS调度服务器安装于本地指挥控制中心或云端，提供语音、视频调度业务功能；所述MDS指挥调度平台实现可视化调度指挥；所述单兵APP终端实现语音、视频调度通信。
本发明的有益效果：
本发明的基站基于紧凑型小型化的设计理念，集成集成核心网单元(EPC)、基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)以及调度系统单元(MDSorIMS)，体积小、重量轻，站址选择灵活；LTE专网以TDD-LTE技术为基础，全面支持MIMO、双流波束赋形，信息流采用USIM卡五元组鉴权加密；支持FE/GE传输接口方式，提供充足的传输带宽；采用GPS/北斗卫星同步等多种方式获取同步信号，确保全网同步和安全；采用市电220V供电，IP65防护等级，适应室内外环境；支持远程维护、在线升级等操作；具有高集成度、高性能、高可靠性的灵活组网、环境适应性强、操作维护方便等特点。
附图说明
图1-图2为本发明的基站的系统结构示意图；
图3为本发明的基带处理单元(BBU)的结构及工作原理示意图；
图4为本发明的射频拉远单元(RRU)的结构及工作原理示意图。
具体实施方式
为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参考图1-图4，本发明提出一种基站，包括集成核心网单元(EPC)、LTE网络中的无线基站(eNB)，所述LTE网络中的无线基站(eNB)分别和所述集成核心网单元(EPC)、用户终端(UE)连接，所述LTE网络中的无线基站(eNB)包括基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)；
所述集成核心网单元(EPC)包括移动性管理设备(MME)、服务网关(S-GW)、PDN网关(PGW)和归属用户服务器(HSS)，所述服务网关(S-GW)与所述PDN网关(PGW)相连接，所述服务网关(S-GW)、所述移动性管理设备(MME)、所述归属用户服务器(HSS)依次相连接，主要负责与LTE网络中的无线基站(eNB)之间的数据交换；
所述基带处理单元(BBU)用于无线资源管理(RRM)功能、用户数据流IP报头压缩和加密、用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择、执行由移动性管理设备(MME)发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输；实现服务网关(S-GW)用户面数据的路由选择；完成移动性配置、调度的测量及测量报告功能；
所述射频拉远单元(RRU)用于基带信号与射频信号之间的转换功能，完成无线信号的发射与接收，为终端设备提供无线接入通道。
进一步的，所述移动性管理设备(MME)的主要功能包括：支持NAS信令及其安全、跟踪区域(Tracking Area)列表管理、服务网关(S-GW)和PDN网关(PGW)的选择、跨移动性管理设备(MME)切换时移动性管理设备(MME)的选择、用户的鉴权、漫游控制以及承载管理、以及用户终端(UE)在ECM-IDLE状态下可达性管理。
进一步的，所述服务网关(S-GW)是终止于E-UTRAN接口的网关，主要功能包括：LTE网络中的无线基站(eNB)间切换时的本地锚定点、3GPP不同接入系统间切换时的移动性锚点、执行合法侦听功能、数据包的路由和前转、上下行传输层的分组标记、ECM-IDLE状态下分组缓存及寻呼触发、计费。
进一步的，所述PDN网关(PGW)是面向PDN终结于SGi接口的网关，主要功能包括：基于用户的包过滤功能、合法侦听功能、用户终端(UE)的IP地址分配功能、上下行传输层的分组标记、计费、门控、QoS控制、承载控制。
进一步的，所述归属用户服务器(HSS)用于存储EPS用户的签约信息的综合数据库，该综数据库包括基本识别码、路由信息和业务信息，所述归属用户服务器(HSS)位于集成核心网单元(EPC)网络的最顶层。归属用户服务器(HSS)与移动性管理设备(MME)之间的接口是S6a接口，还用于更新用户的位置信息以及将用户签约和鉴权信息传输至移动性管理设备(MME)。
进一步的，所述基带处理单元(BBU)包括RRM模块、IP头压缩及用户数据流加密功能、用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择功能、寻呼信息的调度传输、广播信息的调度传输、对外接口模块、GPS模块。
进一步的，所述RRM模块及无线资源管理功能，用于功率控制、信道分配、调度、切换、接入控制、负载控制、端到端的QoS和自适应编码调制；
IP头压缩及用户数据流加密功能是指对IP数据进行压缩处理；
用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择功能：根据用户终端(UE)上报的信息，判断选择用户终端(UE)所在的移动性管理设备(MME)；
寻呼信息的调度传输：通过对所述快速寻呼帧与额外的信息帧进行时分多路复用而将经共同编码的快速寻呼位广播至所述接入终端；
对外接口模块：提供设备与其他设备以及与本设备的其他模块的接口；
GPS模块：接收GPS信号给基站提供稳定的时钟信息。
进一步的，所述射频拉远单元(RRU)包括射频处理单元和数字信号处理单元组成，射频处理单元负责无线信号的收发和处理，数字信号理单元负责数字信号的处理和数据的收发。
本发明的基站具有两路发射通道和两路接收通道。
对于发射链路，数字信号处理单元从光纤中接收基带处理单元(BBU)发送过来的数字信号，并将其进行分解：将控制信号发送给微处理器，将业务数据发送给FPGA。FPGA对下行数据进行数字上变频、滤波等处理，送给射频处理单元。射频处理单元首先将数字信号转换为模拟信号，并进行放大和滤波处理，接着通过功率放大器(PA)和滤波器将信号发送给终端。
对于接收链路，两路接收信号会首先通过滤波器，然后再经过低噪声放大器(LNA)。两路射频信号经过射频的滤波和放大处理，再通过模数转换器转换为数字信号；数字信号处理单元负责对数字信号进行变频和数字滤波处理，并将其转化为相应格式，发给基带处理单元(BBU)。
以太网口：千兆以太网口主要负责基站向上连接(EPC)S1链路通畅，完成基站与核心网之间数据通信，千兆以太网口主要负责基站本地维护。
进一步的，所述基站还包括与集成核心网单元(EPC)相连接的MDS单元。
进一步的，所述MDS单元包括MDS调度服务器、MDS指挥调度平台、单兵APP终端；所述MDS调度服务器安装于本地指挥控制中心或云端，提供语音、视频调度业务功能；所述MDS指挥调度平台实现可视化调度指挥；所述单兵APP终端实现语音、视频调度通信。
所述单兵APP终端包括安卓手持终端和Windows终端。
安卓手持终端，将MDS单元应用APP安装在单兵终端上，可实现语音、视频调度通信。
Windows终端，该MDS单元应用APP根据客户使用目的安装在电脑上或PAD上，可实现语音、视频调度通信。
在本发明的基站中，MDS服务器已集成在内部，通过内部交换系统实现与集成核心网单元(EPC)之间数据交换，提供语音、视频等业务功能；MDS指挥调度平台即PC客户端，通过可视化UI界面实现语音、视频等调度功能。
本发明的基站根据专网通信市场需求，专业化定制开发的小型化LTE专网基站系统，支持双通道天线配置，工作频段为1400MHz，另有700MHz/600MHz/400MHz等频段可选，支持5MHz、10MHz、20MHz带宽小区；为专网通信市场各行业如智慧城市、智能交通、地铁、隧道、矿山、石油、港口、武警、人防、应急等环境提供无线覆盖。
本发明的基站基于紧凑型小型化的设计理念，集成集成核心网单元(EPC)、基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)以及调度系统单元(MDSorIMS)，体积小、重量轻，站址选择灵活；LTE专网以TDD-LTE技术为基础，全面支持MIMO、双流波束赋形，信息流采用USIM卡五元组鉴权加密；支持FE/GE传输接口方式，提供充足的传输带宽；采用GPS/北斗卫星同步等多种方式获取同步信号，确保全网同步和安全；采用市电220V供电，IP65防护等级，适应室内外环境；支持远程维护、在线升级等操作；具有高集成度、高性能、高可靠性的灵活组网、环境适应性强、操作维护方便等特点。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种基站，其特征在于，包括集成核心网单元(EPC)、LTE网络中的无线基站(eNB)，所述LTE网络中的无线基站(eNB)分别和所述集成核心网单元(EPC)、用户终端(UE)连接，所述LTE网络中的无线基站(eNB)包括基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)；
所述集成核心网单元(EPC)包括移动性管理设备(MME)、服务网关(S-GW)、PDN网关(PGW)和归属用户服务器(HSS)，所述服务网关(S-GW)与所述PDN网关(PGW)相连接，所述服务网关(S-GW)、所述移动性管理设备(MME)、所述归属用户服务器(HSS)依次相连接，主要负责与LTE网络中的无线基站(eNB)之间的数据交换；
所述基带处理单元(BBU)用于无线资源管理(RRM)功能、用户数据流IP报头压缩和加密、用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择、执行由移动性管理设备(MME)发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输；实现服务网关(S-GW)用户面数据的路由选择；完成移动性配置、调度的测量及测量报告功能；
所述射频拉远单元(RRU)用于基带信号与射频信号之间的转换功能，完成无线信号的发射与接收，为终端设备提供无线接入通道。
2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述移动性管理设备(MME)用于支持NAS信令及其安全、跟踪区域(Tracking Area)列表管理、服务网关(S-GW)和PDN网关(PGW)的选择、跨移动性管理设备(MME)切换时移动性管理设备(MME)的选择、用户的鉴权、漫游控制以及承载管理、以及用户终端(UE)在ECM-IDLE状态下可达性管理。
3.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述服务网关(S-GW)用于LTE网络中的无线基站(eNB)间切换时的本地锚定点、3GPP不同接入系统间切换时的移动性锚点、执行合法侦听功能、数据包的路由和前转、上下行传输层的分组标记、ECM-IDLE状态下分组缓存及寻呼触发、计费。
4.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述PDN网关(PGW)用于基于用户的包过滤功能、合法侦听功能、用户终端(UE)的IP地址分配功能、上下行传输层的分组标记、计费、门控、QoS控制、承载控制。
5.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述归属用户服务器(HSS)用于存储EPS用户的签约信息的综合数据库，该综数据库包括基本识别码、路由信息和业务信息，还用于更新用户的位置信息以及将用户签约和鉴权信息传输至移动性管理设备(MME)。
6.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述基带处理单元(BBU)包括RRM模块、IP头压缩及用户数据流加密功能、用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择功能、寻呼信息的调度传输、广播信息的调度传输、对外接口模块、GPS模块。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述RRM模块用于功率控制、信道分配、调度、切换、接入控制、负载控制、端到端的QoS和自适应编码调制；
IP头压缩及用户数据流加密功能是指对IP数据进行压缩处理；
用户终端(UE)附着时的移动性管理设备(MME)选择功能：根据用户终端(UE)上报的信息，判断选择用户终端(UE)所在的移动性管理设备(MME)；
寻呼信息的调度传输：通过对所述快速寻呼帧与额外的信息帧进行时分多路复用而将经共同编码的快速寻呼位广播至所述接入终端；
对外接口模块：提供设备与其他设备以及与本设备的其他模块的接口；
GPS模块：接收GPS信号给基站提供稳定的时钟信息。
8.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述射频拉远单元(RRU)包括射频处理单元和数字信号处理单元组成，射频处理单元负责无线信号的收发和处理，数字信号理单元负责数字信号的处理和数据的收发。
9.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述基站还包括与集成核心网单元(EPC)相连接的MDS单元。
10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述MDS单元包括MDS调度服务器、MDS指挥调度平台、单兵APP终端；所述MDS调度服务器安装于本地指挥控制中心或云端，提供语音、视频调度业务功能；所述MDS指挥调度平台实现可视化调度指挥；所述单兵APP终端实现语音、视频调度通信。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190726 |