CN1119909C - 一种全球移动通信系统的基站收发信机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全球移动通信系统的基站收发信机，包括基带处理资源池、射频处理资源池、前交换矩阵、线性功放资源池、后交换矩阵、天馈资源池，基带处理资源池与射频处理资源池之间还包括串行时分的下行总线和并行时分的上行总线。本发明各个部分各自构成＂资源池＂，都是宽带和模块化的，能够分别处理多个载波，资源的共享使整个基站的配置更加灵活；可以方便地实现扩容和向新业务的过渡。

Description

一种全球移动通信系统的基站收发信机

技术领域

本发明涉及数字移动通信技术，更具体地是指实现基站系统中所有资源的共享的一种全球移动通信系统的基站收发信机。

背景技术

在传统的全球移动通信系统(GSM)基站系统中，由于受到各个组成部分的处理能力和系统结构的限制，往往是在设计的初期，就已经决定了系统中资源的分配方式。基站收发信机中的基带单元、射频单元和天馈等物理资源一一对应地组成一条逻辑通道，完成某个载频的处理；基站收发信机中硬件总线的容量平均地分配给每个信道，每个信道都是相同的，软件也是使用固定的硬件资源，这必定造成应用上的局限性，例如，在某个时间范围内，在一个载波上，如果只有一个信道在工作，其余的信道都处在空闲状态，那么该信道并不能利用其余的空闲资源而扩展它自身的带宽，以支持新的业务。所以，这种固定的资源分配方式已经成为现代移动通信系统配置灵活多变，增值业务种类繁多，运行稳定可靠的要求的一个瓶颈。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述问题，提供一种全球移动通信系统的基站收发信机，该收发信机能更加有效地、更为灵活地按照业务和小区用户容量等因素动态地配置系统中的所有资源。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：该基站收发信机包括基带处理资源池、射频处理资源池、前交换矩阵、线性功放资源池、后交换矩阵、天馈资源池，

其中：

所述的基带处理资源池内含有数个基带处理单元，各基带处理单元均为完成信令处理、信号编解码、解调、均衡、加解密的模块；

所述的射频处理资源池内含有数个射频单元，各射频单元均为完成基带信号和射频信号之间转换的模块；

所述的线性功放资源池内含有数个宽带线性功放，各宽带线性功放均为实现发送射频信号的功率控制和放大的装置；

所述的天馈资源池内含有双工器和数个天线，双工器和各个天线共同完成基站和手机之间无线信道上射频信号接收和发送；

所述的前、后交换矩阵分别将射频处理资源池与线性功放资源池、以及线性功放资源池与天馈资源池连接起来，完成下行射频信号的交换和分配；

所述的基带处理资源池与射频处理资源池之间还包括串行时分的下行总线和并行时分的上行总线，下行总线和上行总线将基带处理资源池中的基带处理单元和射频处理资源池中的射频单元连接起来。

其中，

所述的射频处理资源池中的每一射频单元均包括发送单元、主集接收单元、分集接收单元；

所述的上行总线包括上行主集总线和上行分集总线，各总线时隙的划分按照收发信机的容量和业务数据量而定。

由于本发明的收发信机采用了上述的技术方案，与传统的基站收发信机相比，具有以下优点：

1.本发明中收发信机中的各个部分都是宽带和模块化的，能够分别处理多个载波，它们各自构成″资源池″，其中的所有单元根据需要被任意调用，资源的共享使整个基站的配置更加灵活；

2.基站资源共享的特点可以方便地实现扩容和向新业务的过渡，只要简单地增加收发信机的各部分处理单元的个数，辅以基站控制器(基站中的另一必备部分)的配置调整，就能完成系统扩容；同时，在硬件资源总的容量固定的情况下，可以根据当前不同的配置，提供不同的业务，从而达到在不同的应用场合提供灵活的服务的目的；

3.由于所有资源都是共享的，各单元地位均等，可以通过冗余设计提供相互间的备份，收发信机的工作更加稳定可靠；

4.资源池中单元地位均等和模块化使维护起来更简便易行。

附图说明

下面结合附图和实施例，对本发明的全球移动通信系统的基站收发信机作一详细地说明：

图1为本发明收发信机的结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是把″资源池″概念应用到收发信机的设计中去，将基带处理单元、射频单元、宽带线性功放和天馈等分别看成是″资源池″--即各个部分作为整个系统的公共资源使用，″资源池″中各个单元的地位完全均等。它们构成的″资源池″通过总线和交换矩阵连接起来，″资源池″中的资源相互间不是一一对应的，而是按照当前的帧号、时隙号等信息、跳频算法和当前的系统配置，从各资源池中分别选择某个物理单元组成一条逻辑通道，完成一个载频从基带到射频和天馈的处理。任何一个载波的处理都可以从这些资源池中各抽取一定数量的资源来组合完成。

因此，请结合图1所示，该基站收发信机包括基带处理资源池1、射频处理资源池2、前交换矩阵6、线性功放资源池3、后交换矩阵7、天馈资源池4，

其中：

所述的基带处理资源池1内含有数个基带处理单元，各基带处理单元均为完成信令处理、信号编解码、解调、均衡、加解密的模块；

所述的射频处理资源池2内含有数个射频单元，各射频单元均为完成基带信号和射频信号之间转换的模块；

所述的线性功放资源池3内含有数个宽带线性功放，各宽带线性功放均为实现发送射频信号的功率控制和放大的装置；

所述的天馈资源池4内含有双工器和数个天线，双工器和各个天线共同完成基站和手机之间无线信道上射频信号接收和发送；

所述的前、后交换矩阵6、7分别将射频处理资源池2与线性功放资源池3、以及线性功放资源池3与天馈资源池4连接起来，完成下行射频信号的交换和分配；

所述的基带处理资源池1与射频处理资源池2之间有总线5相连接，总线5包括串行时分的下行总线53和并行时分的上行总线，下行总线53和上行总线将基带处理资源池中的基带处理单元和射频处理资源池中的射频单元连接起来。上行总线含有上行主集总线52和上行分集总线51，各总线时隙的划分按照收发信机的容量和业务数据量而定。

所述的射频处理资源池2中的每一射频单元均包括发送单元、主集接收单元、分集接收单元；

所述的线性功放资源池3中的宽带线性功放的取值个数分别大于或等于射频处理资源池2中的射频单元取值个数和天馈资源池4中天线的取值个数，以提供必要的备份。

所述的前交换矩阵6行列数选取分别由上述的射频处理资源池2中的射频单元取值个数和上述的线性功放资源池3中的宽带线性功放取值个数来决定；

所述的后交换矩阵7行列数选取分别由上述的线性功放资源池3中的宽带线性功放取值个数和上述的天馈资源池4中的天线取值个数来决定。

上述的所有基带处理单元、射频单元、线性功放和天馈部分都是宽带的，而且是全互连的，资源全部共享，某个载频不再固定地由某个基带单元、某个射频单元、某个线性功放和某个天线来处理，而是可以动态地选择″资源池″中的任意单元的组合来完成。

图1中示意了满配置情况下的收发信机的结构，基带处理资源池1中包括了M个基带处理单元，射频处理资源池2中包括了N个射频单元，线性功放资源池3中包括了L个线性功放，天馈资源池中包括了N个天线。根据前述的原则，其中L≥N，以提供L-N个线性功放作为备份。基带处理资源池1和射频处理资源池2通过总线5相连接，线性功放资源池3与射频处理资源池2之间、以及线性功放资源池3与天馈资源池4之间分别通过N×L交换矩阵6和L×N交换矩阵7相连接。

在上述的基带处理资源池1中每个基带单元最多可以处理imax个载频的基带数据，射频处理资源池2中每个射频单元、线性功放资源池3中线性功放、天馈资源池4中天线最多可以完成jmax个载频的射频处理，这样可以得到在满配置情况下的最大处理能力为k＝min(imax*M，jmax*N)个载频。

在实际工作过程中，对于下行(基站发送)过程，先由基带处理资源池中的基带单元从基站控制器接收话音或数据信号，完成信号编码、加密等过程后，根据当前的帧号、时隙号、跳频算法、系统配置等计算出应该发送到下行总线53的哪个时隙(对应某个射频单元)上，射频处理资源池中的各个射频单元固定地从某个时隙上取得数据，完成数模转换、高斯最小移频键控调制和上变频后送到N×L前交换矩阵，交换到天馈资源池中的某个线性功放上，信号被放大后再经过一次L×N后交换矩阵，选择一个天线发射出去。

对于上行(基站接收)过程，天馈资源池中的天线接收到的主分集信号直接送到固定的中频单元，经过放大、下变频、模数转换、高斯最小移频键控解调等变成数字信号，发送到主分集下行总线51、52的固定时隙上，而基带处理资源池中的基带单元根据当前的帧号、时隙号、跳频算法、系统配置决定从哪个时隙上取得数据，完成解密和解码后送到基站控制器。

由于基带处理资源池中的基带处理单元的个数、射频处理资源池中的射频单元和天馈资源池中的天线的个数，以及线性功放资源池中的线性功放的个数可以根据需要分别小于M、N和L，而且处理载频的个数i和j也可以根据运算量的不同和小区容量的要求配置，甚至基带单元之间、射频单元之间、线性功放之间、天线之间处理载频的个数也可以不同。

因此，本发明的收发信机同以往无线通信系统中某一载波由一些固定分配的资源处理相比有着很大的优势。它可以通过仅仅修改软件对基站容量进行灵活的配置；可以通过增加各资源池中单元的个数或减少各单元处理载频的个数，增加系统资源的冗余度，提供单元间的备份，使运行更加可靠；各单元处理载频数的灵活配置使得收发信机向新业务的平滑演进成为可能，资源单元的模块化使系统维护和升级也更为简单。

Claims (4)

1.一种全球移动通信系统的基站收发信机，其特征在于，该基站收发信机包括基带处理资源池、射频处理资源池、前交换矩阵、线性功放资源池、后交换矩阵、天馈资源池，

其中：

所述的基带处理资源池内含有数个基带处理单元，各基带处理单元均为完成信令处理、信号编解码、解调、均衡、加解密的模块；

所述的射频处理资源池内含有数个射频单元，各射频单元均为完成基带信号和射频信号之间转换的模块；

所述的线性功放资源池内含有数个宽带线性功放，各宽带线性功放均为实现发送射频信号的功率控制和放大的装置；

所述的天馈资源池内含有双工器和数个天线，双工器和各个天线共同完成基站和手机之间无线信道上射频信号接收和发送；

所述的前、后交换矩阵分别将射频处理资源池与线性功放资源池、以及线性功放资源池与天馈资源池连接起来，完成下行射频信号的交换和分配；

所述的基带处理资源池与射频处理资源池之间还包括串行时分的下行总线和并行时分的上行总线，下行总线和上行总线将基带处理资源池中的基带处理单元和射频处理资源池中的射频单元连接起来。

2、如权利要求1所述的全球移动通信系统的基站收发信机，其特征在于：

所述的射频处理资源池中的每一射频单元均包括发送单元、主集接收单元、分集接收单元；

所述的上行总线包括上行主集总线和上行分集总线，各总线时隙的划分按照收发信机的容量和业务数据量而定。

3、如权利要求2所述的全球移动通信系统的基站收发信机，其特征在于：

所述的线性功放资源池中的宽带线性功放的取值个数分别大于或等于所述的射频处理资源池中的射频单元取值个数和所述的天馈资源池中天线的取值个数，以提供备份。

4、如权利要求1-3中任一项所述的全球移动通信系统的基站收发信机，其特征在于：

所述的前交换矩阵行列数选取分别由所述的射频处理资源池中的射频单元取值个数和所述的线性功放资源池中的宽带线性功放取值个数来决定；

所述的后交换矩阵行列数选取分别由所述的线性功放资源池中的宽带线性功放取值个数和所述的天馈资源池中的天线取值个数来决定。