CN1157979C - 用于增加反向链路容量的无线通信系统 - Google Patents

Abstract

一种无线通信系统，具有一个宏小区和该宏小区内的至少一个微小区。微小区信号处理单元处理微小区服务区的移动台的发送和接收信号。微小区基站向基站发送该处理装置提供的微小区前向信号以接收微小区反向信号，接收宏小区反向信号。宏小区信号处理单元向移动台发送前向信号，处理由宏小区天线或微小区基站提供的反向信号。转接单元将宏小区反向信号转接到宏小区信号处理单元，在微小区基站和微小区信号处理单元之间转接信号。

Description

用于增加反向链路容量 的无线通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及用于分开处理前向和反向通信以增加反向链路容量的无线通信系统的宏-微小区结构。

背景技术

存在多种无线通信系统结构。

一种无线通信系统结构是宏-微小区结构。

图1图示一种典型的通信系统的宏-微小区结构。

如图1所示，存在三个宏小区101、102和103。在一个宏小区101内，存在一个微小区104和两个移动台105和106。

为了执行现有技术中的宏小区业务，通过位于宏小区101的天线107接收或发送通信信号。以相同的方式，为了执行微小区业务，通过位于微小区104的另一个天线接收或发送另一个通信信号。当在宏小区的特定区域内的用户数目超过预定数的情况下，在宏小区中经历微小区。

在宏小区和微小区的频段相同的情况下，第一移动台105接收由位于宏小区的天线107提供的前向信号，并向位于微小区的天线108发送所提供的反向信号。此时，移动台的发射电平很高，从而发射信号的高电平干扰微小区。因此，干扰降低了微小区的反向链路容量。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种用于有效地处理前向和反向通信以增加反向链路容量的无线通信系统的宏-微小区结构。

根据本发明，提供了一种具有宏-微结构的无线通信系统，该宏-微结构具有宏小区和宏小区内的至少一个微小区，该无线通信系统包括：微小区基站，用于向/从位于微小区服务区的移动台发送和接收发送和接收信号，并接收位于宏小区和相对于宏小区具有较短的电波传输路径的移动台的微小区反向信号；宏小区信号处理装置，用于通过宏小区天线向移动台发送前向信号，并处理由所述宏小区天线或所述微小区基站提供的反向信号；和转接装置，用于将所述宏小区反向信号转接到宏小区信号处理装置。

其中，上述转接装置包括：第一转换装置，用于将根据预定信号传输方法由微小区基站提供的信号转换成根据移动台传输方法的信号；和反向信号传输装置，用于将根据移动台传输方法的所述信号的频率类型转换成移动台频率类型，并将转换后的信号发送给宏小区信号处理装置。

该具有宏-微结构的无线通信系统，还可以包括：位于微小区远处的微小区信号处理装置，用于处理位于微小区服务区的移动台的发送和接收信号，其中所述微小区基站向移动台发送由所述微小区信号处理装置提供的微小区前向信号，接收微小区反向信号，所述转接装置在微小区基站和微小区信号处理装置之间转接信号。

其中，上述转接装置包括：宏小区信号转接装置，用于将所述宏小区反向信号转接到宏小区信号处理装置；和微小区转接装置，用于在微小区基站和微小区信号处理装置之间转接信号。

并且，宏小区信号转接装置包括：第一转换装置，用于将根据预定信号传输方法由微小区基站提供的信号转换成根据移动台传输方法的信号；和反向信号传输装置，用于将根据移动台传输方法的所述信号的频率类型转换成移动台频率类型，并将转换后的信号发送给宏小区信号处理装置。

并且，微小区信号转接装置包括：第二转换装置，用于将根据预定信号传输方法由微小区基站提供的信号转换成根据微小区信号传输方法的信号；信号传输装置，用于将根据微小区信号传输方法的信号的频率类型转换成微小区频率类型，向微小区信号处理装置发送转换后的信号，并用于将待由微小区信号处理装置提供的并将提供给微小区基站的信号转换成预定类型的频率信号；和第三转换装置，用于将由信号传输装置提供的预定类型的频率信号转换成预定信号方法，并将转换后的信号发送给微小区基站。

其中，微小区基站包括：微小区基站传输装置，用于滤波所述宏小区反向信号，并将滤波后的信号转换成预定频率类型的信号；和第四转换装置，用于从微小区基站传输装置接收信号，将所接收的信号转换成预定信号传输方法，并将转换后的信号发送给转接装置。

根据本发明，还提供另一种具有宏-微小区结构的无线通信系统，该宏-微小区结构包括宏小区和该宏小区内的至少一个微小区，该无线通信系统包括：基站，用于向移动台发送前向信号，并从移动台接收反向信号；和至少一个反向信号接收装置，建立在基站小区的预定区域上，用于接收反向信号和向基站发送所接收的反向信号，以降低电波损耗和干扰。

本发明提供一种增加无线通信系统反向链路容量的方案。从移动台的角度来看，该方案类似于分布式天线结构。

本发明的上述及其它特征在本发明的附图中被更完整的图示，并在说明书中被更完整地描述。然而，应理解的是，说明书和附图用于说明性目的，不应当以过分限制本发明保护范围的方式来理解。

附图说明

本发明的上述和其它目的和特征根据优选实施例的下述说明并结合附图将变得更加清楚，在附图中：

图1是具有宏-微小区结构的典型无线通信系统的示意图；

图2表示根据本发明一个实施例的无线通信系统的示意图；

图3说明无线通信系统的详细方框图；

图4图示在本发明中使用的频率范围；

图5是根据本发明另一个实施例的无线通信系统示意图；和

图6说明另一个无线通信系统的详细方框图。

具体实施方式

参见图2，图示根据本发明一个实施例的无线通信系统的示意图。

如图2所示，无线通信系统具有宏-微小区结构。该无线通信系统包括第一宏小区201，第二宏小区202和第三宏小区230。第一宏小区201包括第一微小区211和第二微小区212。

在第一宏小区201中，存在宏小区基站装置206和微小区基站装置207。在第一微小区211中，存在第一远程装置204，用于接收反向信号。并且，存在第二远程装置205，用于在第二微小区212中接收反向信号。在两个远程装置204和205和两个基站206和207之间，存在用于彼此连接的转接装置203。

在宏小区业务区内，存在第一、第二和第三移动台208、209和210，每个移动台从宏小区基站之一的天线接收前向信号，并将反向信号发送给微小区基站之一的一个天线。

在出现用户溢出的一个区域的情况下，该区域被用宏-微小区结构建立。此时，对应于宏和微小区的频率范围是不同的。即，对应于宏和微小区的信道是不同的。

第一移动台208和第一宏小区基站201之间的通信路径损耗大于第一移动台208和微小区基站211之间的通信路径损耗。因此，如果第一移动台208可以共同使用第一微小区211的天线，或者利用反向分布式天线，则可能降低第一移动台的发射功率。每个远程装置204和205将来自每个微小区211和212的接收信号发送给转接装置203。转接装置203执行宏小区基站装置206和微小区基站装置207之间的对接。其详细结构在图3中图示。

转接装置203可以具有对应于每个基站装置206和207的两个不同操作部件。而且，在宏小区基站装置206和微小区基站装置207两者位于同一点的情况下，转接装置203可以具有一个带有分支结构的操作部件。

位于第一和第二微小区211和212的移动台208、209和210从宏小区天线接收前向信号。然而，在移动台208、209和210向微小区天线发送反向信号的情况下，可以降低每个移动台208、209和210的发射功率。

如上所述，宏-微结构中的每个微小区起类似于分布式天线的作用以降低移动台的发射功率。因此，可以使移动台的小区干扰最小。即，仅由反向链路执行微小区内的信号传输，而不执行前向链路。

尽管在本发明的实施例中以光传输方式传输信号，但可以利用微波传输方法，如第一微小区211和第一宏小区201之间的大箭头符号所图示。

参见图3，图示最小化宏-微小区结构反向干扰的系统的详细方框图。

该系统包括宏小区基站装置301、微小区基站装置302、转接装置30和两个远程装置311和312。

转接装置30包括多个宏小区接收装置31和32以及多个微小区基站装置33和34。每个宏小区接收装置31和32包括反向模块和光电转换器。反向模块用标号317和318表示。光电转换器用标号319和320表示。每个微小区基站装置33和34包括收发信机303或304、电光转换器305或307、光电转换器306和308和波分复用器309或310。

每个远程装置311和312具有一个波分复用器313或362、电光转换器314或361、光电转换器315或363和收发信机316或364。

尽管在本发明的实施例中使用光传输方法传输信号，但也可以使用微波传输方法。

基站装置301和302可以被放置在同一位置，也可以被放置在不同位置。

每个微小区基站装置33和34通过由光纤构成的传输线路330连接到远程装置311和312。每个宏小区接收装置31和32也被连接到传输线路330。微小区光纤的连接可以是一对一类型或星形结构类型的。任何一种连接结构必须具有分支。然而，光信号传输与连接类型无关。在宏小区内，仅接收信号。

存在用于在转接装置30和每个远程装置311和312之间传输信号的多路传输方法。

一种传输方法如下，在微小区基站装置33和34的收发信机303和304直接发送信号的情况下，远程装置311和312的收发信机316和364必须直接接收和发送CDMA射频信号。在结构为星形的情况下，每个光电转换器305和307为每个基站装置33和34生成不同的光波长，用于接收光波的远程装置311和312的光电转换器315和363必须使用相同的光波长以便接收对应于不同光波的信号。

在反向链路的情况下，采用上述前向的情况。即，远程装置311和312的每个电光转换器314和361生成每个光波，基站装置33和34的光电转换器306和308必须使用同一波长以接收由远程装置提供的光信号。

此时，因为反向功能仅在宏小区中使用，每个光电转换器319和320检测在与其连接的微小区上使用的光波长。而且，反向模块具有直接传输形式。为了执行上述业务，远程装置311和312的每个收发信机316和364之间的反向模块可以由接收和并处理宏小区信号的模块构成，或者可以由微小区装置和宏小区反向接收装置构成。电光转换器可以处理所有的不同频段，因为光信号的频段很宽。

宏小区上的每个反向模块317和318处理它自己的业务频段。即，尽管通过光纤发送微小区信号，通过滤波处理获得所需信号，并将滤波后的信号发送给宏小区基站301。微小区装置的功能与该模块的功能相同。

在基站装置和远程装置之间的光纤连接通过一对一构成的情况下，不需要不同的光源，因而，在前向和反向方向上使用不同的光源。

其次，转接装置30和远程装置311和312之间的信号传输如下。

在使用中频发送通过光纤传输的信号的情况下，在每个收发信机303和304中，在前向链路中，RF信号被变化为中频信号，在反向链路中，中频被变化为RF信号。在每个远程装置311和312中，中频被变化到射频信号并且射频信号被变化到中频信号。此时，在反向信号处理中，宏小区信号被滤波，设置相对于微小区的另一中频频段。然而，可以分配中频以处理宏小区。但是，在使用不同业务频段(蜂窝和PCS)的情况下，必须处理不同频段。

在每个收发信机303和304执行中频变化的情况下，由收发信机303和304提供的信号被组合并从电信号改变成光信号。并且，在反向链路中，光电信号被分割，分割后的信号被分发给每个收发信机，其中信号的分配频带被改变到信号的射频频带。

根据光纤连接状态，每个光源可以具有它自己的波长。这考虑光源的光比特噪声。即，在星形结构情况下，如果来自收发信机303和304的每个信号在电光转换之前被组合，则必须使用同一波长，否则，必须使用不同波长。在使用可以忽略比特噪声的光源的情况下，可以使用相同的光波波长。

第三，传输方法使用一种混合类型，其中在前向链路中使用中频传输，在反向链路中使用射频直接传输。在这种情况下，在前向链路中使用星形结构，在反向链路中使用一对一连接。在宏信号在反向方向中的情况下，使用中频传输宏小区信号。另一方面，在方向链路中可以使用星形结构，在前向链路中可以使用一对一连接。在使用可以忽略其比特噪声的光源的情况下，可以使用相同的光波波长。否则，必须使用不同的光波波长。

图4图示在本发明中使用的频率范围。

在无线通信系统中使用的频段401包含两个频段402和403。在宏小区使用频段402，在微小区使用频段403。当在移动台和宏小区基站天线之间的电波路径损耗大于移动台和微小区基站天线的情况下，移动台从宏小区基站天线接收前向电波，并将反向电波发送给微小区基站天线。

在宏小区和微小区的频段不同的情况下，这种情况是可能的。当在宏小区和微小区之间的频率范围相同的情况下，通过使用用于宏小区的方向性天线可以使微小区的电波干扰最小。

图5图示在宏-微小区结构上最小化反向干扰的另一种通信系统。

如图5所示，无线通信系统具有宏-微小区结构。无线通信系统包含第一宏小区502，第二宏小区503和第三宏小区504。第一宏小区502包括第一微小区505和第二微小区506。

在第一宏小区502中，存在宏小区基站装置501。在第一微小区505中，存在用于接收反向链路信号的第一远程装置507。并且在第二微小区506中存在用于接收反向链路信号的第二远程装置508。在两个远程装置507和508和基站501之间，存在用于彼此连接的转接装置503。

在宏小区服务区内，存在第一、第二和第三移动台509、510和511，每个移动台从一个宏小区基站的天线接收前向信号，并向一个微小区基站的另一个天线发送反向信号。

根据本发明的实施例，微小区基站装置位于小区基站上，而远程装置507和508位于另一位置以改变所接收的反向信号并向转接装置203发送改变后的信号。在转接装置203上，从转接装置203提供的信号被提供给宏小区基站501。

上述情况是在微小区装置位于小区基站上和仅建立用于仅处理宏信号的反向转接的情况。尽管该方法仅在宏小区移动台使用微小区天线以传输反向信号的方法中使用，另外，远程装置507和508可以在宏小区范围之外而非微小区范围内建立。在仅建立反向转接的情况下，选择前向信号传输好但反向信号传输差的区域。

图6图示根据本发明的一个实施例用于最小化反向干扰的宏-微小区结构的系统的详细方框图。

如图6所示，该系统包括宏小区基站装置601、两个宏小区接收装置61和62、接收远程装置606和607以及两个天线610和611。

宏小区接收装置61和62包括多个反向模块602和604以及多个接收远程装置606和607，每个接收远程装置606和607由多个光电转换器608和621以及多个接收机609和622组成。

宏小区接收装置61和62接收从微小区基站或远程反向信号接收装置提供的反向信号，并处理所接收的信号以将处理后的信号发送给宏小区基站装置601。连接结构可以具有多种类型。例如，可以使用星形结构或一对一结构。在一对一结构的情况下，必须使用相同波长。在星形结构的情况下，根据光源种类可以使用波分复用方法或相同波长。在使用相同波长的情况下，使用中频传输方法。

此时，可以与微小区共同使用天线610和611，或新建以接收宏小区反向信号。

系统的信号处理如下。

首先，在宏小区内，宏小区基站装置601通过天线向移动台发送前向信号。移动台通过具有较小电波路径损耗的反向接收天线610和611之一发送反向信号。接收反向信号的天线610和611之一向接收远程装置606和607之一发送所接收的信号。每个接收远程装置606和607将电信号转换成光信号，并将转换后的信号发送给每个宏小区接收装置61和62。宏小区接收装置61和62执行光电转换和滤波处理，然后向宏小区基站装置601发送滤波后的信号。

此时，接收远程装置606的接收机609仅获取反向信号。然后，在电光转换器608，所获得的信号被从电信号转换成光信号。

在宏小区接收装置61的光电转换器603，光信号被转换成电信号。在反向模块602，它自身的服务频段被滤波，并且滤波后的信号被发送给宏小区基站装置601。

本发明提供一种增加无线通信系统反向链路容量的方案。从移动台的观点来看。该方案类似于分布式天线结构。这被应用于各种无线通信系统。

本发明分开处理前向传输和反向接收，并使用反向接收装置以降低移动台的电波路径损耗，从而增加微小区内用户的容量。

因为本发明使用反向信号转接方法，移动台以低功率电平发送信号以降低邻近小区间的干扰。干扰的降低增加了微小区的反向链路容量。

因为反向信号是低电平的移动台信号，因此，降低发射功率以延长电池使用时间。

尽管已经为说明性目的公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书所公开的本发明范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替代。

Claims (15)

1.一种具有宏-微结构的无线通信系统，具有宏小区和宏小区内的至少一个微小区，该无线通信系统包括：

微小区基站，用于向/从位于微小区服务区的移动台发送和接收发送和接收信号，并接收位于宏小区和具有与宏小区相比较短的电波传播路径的移动台的宏小区反向信号；

宏小区信号处理装置，用于通过宏小区天线向移动台发送前向信号，处理由所述宏小区天线或所述微小区基站提供的反向信号；和

转接装置，用于将所述宏小区反向信号转接到宏小区信号处理装置。

2.如权利要求1所述的无线通信系统，还包括：

位于微小区远处的微小区信号处理装置，用于处理位于微小区服务区的移动台的发送和接收信号。

3.如权利要求2所述的无线通信系统，其中，

所述微小区基站向移动台发送由所述微小区信号处理装置提供的微小区前向信号，接收微小区反向信号；以及

所述转接装置在微小区基站和微小区信号处理装置之间转接信号。

4.如权利要求1所述的无线通信系统，其中所述转接装置包括：

第一转换装置，用于将根据预定信号传输方法由微小区基站提供的信号转换成根据移动台传输方法的信号；和

反向信号传输装置，用于将根据移动台传输方法的所述信号的频率类型转换成移动台频率类型，并将转换后的信号发送给宏小区信号处理装置。

5.如权利要求2所述的无线通信系统，其中所述转接装置包括：

宏小区信号转接装置，用于将所述宏小区反向信号转接到宏小区信号处理装置；和微小区转接装置，用于在微小区基站和微小区信号处理装置之间转接信号。

6.如权利要求5所述的无线通信系统，其中所述宏小区信号转接装置包括：

第一转换装置，用于将根据预定信号传输方法由微小区基站提供的信号转换成根据移动台传输方法的信号；和

反向信号传输装置，用于将根据移动台传输方法的所述信号的频率类型转换成移动台频率类型，并将转换后的信号发送给宏小区信号处理装置。

7.如权利要求5所述的无线通信系统，其中所述微小区信号转接装置包括：

第二转换装置，用于将根据预定信号传输方法由微小区基站提供的信号转换成根据微小区信号传输方法的信号；

信号传输装置，用于将根据微小区信号传输方法的信号的频率类型转换成微小区频率类型，向微小区信号处理装置发送转换后的信号，并用于将待由微小区信号处理装置提供的并将提供给微小区基站的信号的信号转换成预定类型的频率信号；和

第三转换装置，用于将由信号传输装置提供的预定类型的频率信号转换成预定信号方法，并将转换后的信号发送给微小区基站。

8.如权利要求1-7中的任意一项所述的无线通信系统，其中微小区基站包括：

微小区基站传输装置，用于滤波所述宏小区反向信号，并将滤波后的信号转换成预定频率类型的信号；和

第四转换装置，用于从微小区基站传输装置接收信号，将所接收的信号转换成预定信号传输方法，并将转换后的信号发送给转接装置。

9.如权利要求8所述的无线通信装置，其中所述预定频率类型的信号是从移动台接收的射频类型的信号。

10.如权利要求8所述的无线通信系统，其中所述预定频率类型的信号是微小区基站和转接装置之间的预定中频类型的信号。

11.如权利要求8所述的无线通信系统，其中所述预定信号传输方法是微小区基站和转接装置之间的光信号传输。

12.如权利要求8所述的无线通信系统，其中所述预定信号传输方法是微小区基站和转接装置之间的微波传输。

13.如权利要求1或2所述的无线通信系统，其中移动台的微小区反向信号被发送到具有电波路径损耗的微小区基站或微小区天线。

14.一种具有宏-微结构的无线通信系统，该宏-微结构包括宏小区和该宏小区内的至少一个微小区，该无线通信系统包括：

基站，用于向移动台发送前向信号，并从移动台接收反向信号；和

至少一个反向信号接收装置，建立在基站小区的预定区域上，用于接收反向信号和向基站发送所接收的反向信号以降低电波损耗和干扰。

15.如权利要求14所述的无线通信系统，其中所述预定区域是来自基站的反向信号电平大于预定电平的区域。

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