CN1192654C - 基站收发信机的改进方法和装置 - Google Patents
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Abstract
蜂窝通信系统中有一个基站控制器(BSC)和一个移动业务交换中心(MSC)的一个基站收发信机(BTS)。BSC用于支持BSC和多个移动台(MS)之间的通信。跟多个MS之间的通信是通过射频(RF)媒介进行的。这一BTS包括第一个接口电路，用于跟BSC连接。这一BTS还包括一个处理器，跟第一个接口电路连接，用于处理从BSC收到的第一种数字数据，产生第二种数字数据。还包括第一个中央收发信机(CTRX)电路跟处理器连接。第一个CTRX电路跟处理器和第一个接口电路安装在一起。这一BTS还包括第一个远程收发信机(RTRX)电路，跟第一个CTRX电路连接。这第一个RTRX电路包括第一个天线电路，用于通过RF媒介跟多个MS中的第一个MS通信，其中的RTRX电路在地理上远离第一个CTRX电路。
Description
发明背景
本发明涉及改进蜂窝通信网的装置和方法。具体而言，本发明涉及蜂窝通信网中改进了的基站收发信机(BTS，Base TransceiverStations)体系结构。
蜂窝通信系统在本领域中是众所周知的。在典型的蜂窝通信中，利用无线电波，移动台(MS)可以发射话音和/或数据给蜂窝网，也可以从蜂窝网接收话音和/或数据。为了讨论方便，图1说明了实现著名的全球移动通信系统(GSM)标准的蜂窝通信网100的体系结构。虽然在这里为了进行说明选择了GSM蜂窝网，但是应当牢记，这里公开的本发明并不是要局限于任何具体标准。
在图1中，有多个移动台(MS)102、104和106，代表跟移动用户的移动接口。在典型的网络中，MS 102、104和106可以是，例如，移动手机或者安装在交通工具上的固定移动台。移动台102、104和106一般都包括电台和处理功能，用于通过无线电波跟基站收发信机(BTS)114和116交换话音和数据。图1中的收发信机(TRX)是收发信机114a、114b、114c、116a和116b。在某种意义上可以将这些BTS看成跟蜂窝网中的MS相对应，它的主要作用是将移动台跟蜂窝通信网100的其余部分连接起来。
图1中还有一个基站控制器(BSC)118，它的功能是监测和控制BTS。网络中可以有任意多个BSC 118，除了其它功能以外，它的功能包括，电台接口管理，例如，分配和释放无线电信道以及进行切换管理。移动业务交换中心(MSC)120控制一个或者更多的BSC 118，并在蜂窝网中提供基本的交换功能，包括跟MS建立呼叫。MSC 120还在蜂窝网用户(通过BSC和BTS)和外部网络(例如PSTN即公共交换电话网)之间提供接口。GSM蜂窝网100的组成部分对于本领域里的技术人员来说是非常熟悉的，为了简单起见，这里不再赘述。与GSM和实现GSM标准的蜂窝网有关的其它信息可以在文献中找到，例如，Redl、Weber和Oliphant的《GSM导论》(Artech出版社，1995)。
在现有技术中，TRX的电台电路一般都跟BTS的其它电路做在一起。作为实例，图2更详细地说明图1中现有技术里的BTS 114，包括TRX114a、114b和114c。在典型情况中，现有技术中TRX的天线跟BTS装在一起，从而由BTS来划定小区。虽然为了简单起见只画出了一付天线，但是每一个TRX都可以使用单独的发射天线和单独的接收天线，这一点众所周知。BTS 114的其它主要功能模块包括ABIS接口202，它在BTS 114及其BSC之间提供必要的接口电路。CPU电路204实现呼叫处理功能，包括例如LAPDm处理、语音组帧、信道编码、交织、脉冲串格式编排、加密、调制等等。现有技术中的BTS体系结构大家都很熟悉，因此，为了简单起见，这里不再介绍。
但是有人发现，传统的BTS体系结构有许多缺点。通过实例可以看出，将TRX的电台电路跟BTS的处理电路集成到一个单元里得到的电子子系统非常复杂，维修性很差。而现有技术中的BTS常常安装在最适合于无线电发射的位置，例如房顶和其它室外结构的顶部，或者暴露在恶劣的天气环境中，不容易接近。对于现有技术BTS中既精密又复杂的电子电路来说，这些位置的环境通常都非常恶劣。因此，这些因素使得现有技术中BTS的安装、维护和更新都非常困难，成本非常高。
现有技术BTS中TRX电台电路的集成还导致无法灵活地改进小区以适应容量的变化。在现有技术中，有TRX天线的BTS划定了小区。虽然一些小区可以用例如定向天线来确定其形状，但这一小区多少受到BTS中天线发射功率的限制。提高发射功率可以增大小区尺寸，付出的代价是容量会降低，因为采用较大的小区会降低相邻小区间的频率复用能力。提高发射功率还会增加热量的产生，从而降低现有技术BTS电路的可靠性，除非采用电扇和/或其它的散热技术。
考虑到以上原因，有必要改进BTS体系结构，以克服现有技术BTS的缺点。具体而言，需要这样的BTS体系结构，它能提高可靠性和简化维修过程，并提高改进小区的灵活性以适应容量增长。
发明简述
在一个实施方案中，本发明涉及蜂窝通信系统的一个基站收发信机(BTS)，该系统有一个基站控制器(BSC)和一个移动业务交换中心(MSC)。这一BSC用于在BSC和多个移动台(MS)之间进行通信。跟多个MS的通信是通过射频(RF)媒介进行的。这一BTS包括第一个接口电路，用于将BTS跟BSC连接。这一BTS还包括一个处理器，跟第一个接口电路连接，用于处理从BSC收到的第一种数字数据，产生第二种数字数据。还有第一个中央收发信机(CTRX)电路跟处理器连接。第一个CTRX电路跟处理器和第一个接口电路放在一起。这里的BTS还包括一个远程收发信机(RTRX)电路，跟第一个CTRX电路连接。第一个CTRX电路包括第一个天线电路，用于通过RF媒介跟多个MS中的第一个MS通信，其中第一个RTRX电路在地理上远离第一个CTRX电路。
在另一个实施方案里，这一BTS还包括第二个远程收发信机(RTRX)电路，跟第一个CTRX电路相连。第二个RTRX电路包括第二个天线电路，用于通过RF媒介跟第一个MS通信。第一个CTRX包括一个RF质量选择电路，用于从第一个RTRX和第二个RTRX中选择一个，用于跟第一个MS通信。
通过阅读以下详细描述并参考附图，不难明白本发明的这些和其它优点。
附图简述
通过阅读以下描述并参考以下附图，不难明白本发明及其优点。在这些附图中，相同的数字指的是相似的结构。
为了讨论方便，图1描述了传统蜂窝通信系统的体系结构。
图2更详细地介绍图1中的现有技术BTS。
图3说明本发明一个实施方案中的一个集中BTS(CBTS)，它包括远程收发信机(TRX)。
图4说明本发明一个实施方案中CBTS具有动态配置能力。
图5说明本发明一个实施方案中远程TRX的一个逻辑框图。
图6说明在发射和接收过程中现有技术GSM BTS模块里的数据流向。
图7A、7B和7C说明本发明的各种实施方案中，在发射和接收期间本发明的CBTS中的数据流向。
优选实施方案详述
下面详细介绍本发明，同时参考一些优选实施方案和附图。在以下描述中，对许多具体细节进行了介绍，以帮助全面地了解本发明。但对于本领域里的技术人员而言，显然可以不用这些具体细节的一部分或者全部来实践本发明。在其它情形中，不再详细地介绍大家都了解的结构和处理步骤，以免喧宾夺主。
一方面，本发明提供一种新的不明显的集中BTS(CBTS)体系结构，其中的TRX被分成两个TRX子系统：跟CBTS放在一起的一个中央TRX子系统和地理上远离CBTS和中央TRX的一个远程TRX子系统。在本发明的这一点上，远程TRX包括RF天线电路，用于通过RF信号发射信令数据和用户数据给MS以及从MS接收信令数据和用户数据。这里的用户数据指的是蜂窝用户之间的话音数据和非话音呼叫数据(例如短消息、文本、图形或者话音文件等等)。
远程TRX里的天线电路将数据从一个数字格式转换成RF信号，发射给MS，并将MS发来的RF信号转换成数字数据，供蜂窝网处理。虽然需要的时候可以将其它的处理功能做在远程TRX中，但一般而言最好让远程TRX中的电路简单一些，以简化维护和升级。此外，由于远程TRX可能安装在很难够着的地方(例如房顶或其它建筑顶部这种最利于信号发射的地方)，暴露在恶劣的天气中，因此简单的远程TRX比较坚固，能够降低维护成本。
远程TRX通过合适的传输媒介，例如导电媒介或者光纤媒介，跟CBTS处的中央TRX连接。既然CBTS中不再包括天线电路，传输质量就不再依赖于CBTS的位置。因此，可以将CBTS放在室内，给予BTS电路更好的保护，或者将CBTS放在容易接近和易于升级的地方。
在选中的传输媒介里，可以采用合适的物理层协议。在一个实施方案中，这一物理层表示著名的E1、E2或者E3协议，尽管还可以采用其它的物理层协议。其它的实施方案可以是HDSL、OC3或者光学OC3。
对于远程TRX和它在CBTX处相应的中央TRX之间的实际传输，在物理层协议的顶部采用了一种合适的传输协议。这一传输协议表示所有合适的协议，在某些情况下，可以表示分组交换或者TDM协议。在一个实施方案里，采用异步传输模式(ATM)。在另一个实施方案里，采用帧中继协议。
跟CBTS放在一起的中央TRX包括利用上述传输和物理层协议跟远程TRX进行通信所必需的接口电路。
这一CBTS最好还包括将来自蜂窝网的数字数据准备好，用于通过空中接口发射出去所必需的大量处理电路。例如CBTS电路，包括，例如为建立呼叫和系统控制，处理来自MSC和BSC的消息的电路、进行语音处理的电路和ABIS接口电路。一个实施方案还包括信道编码、交织、脉冲串格式编排、加密等等。总而言之，这些大量的电路最好放在CBTS中，因为，如上所述，通常都需要让远程TRX简单又坚固。如果需要维护和/或升级，大量的电路放在CBTS中(也就是避开恶劣的气候或者放在容易够着的地方)这一事实会简化这些任务。
参考以下附图可以更好地理节本发明的特征和优点。图3说明本发明一个实施方案中的一个集中BTS(CBTS)300，包括ABIS接口202。从蜂窝网的其余部分例如CBTS 300上的那些BSC和MSC可以看出，CBTS300最好跟现有技术里的BTS基本相似。但按照以下的描述，CBTS 300的CPU子系统302和中央以及远程TRX跟现有技术里的CPU子系统和TRX不同。
在CBTS 300中，天线电路安装在远程TRX子系统中。参考图3，天线示于远程TRX306、308、310、312和314上。虽然每一个远程TRX都有一付天线，但是远程TRX可以有单独的发射天线以及一个或者更多的接收天线，这一点大家都知道。每一个远程TRX最好都有天线电路，例如电台接口电路，以及在上行链路方向处理收到的RF信号使它们变成二进制数据位发给中央TRX所必需的电路(下面将介绍)。此外，每一个远程TRX最好包括处理来自蜂窝网(通过中央TRX)的二进制数据位，使它们变成RF信号发射给MS所必需的电路。
在CBTS 300中安装了多个中央TRX 322和324。在任意给定时刻每一个中央TRX都跟唯一的一组远程TRX连接。在前面的实施方案中，远程TRX 306和308跟中央TRX 322连接，而远程TRX 310、312和314跟中央TRX 324连接。远程TRX和它的中央TRX之间的连接可以采用所有合适的传输媒介，包括例如，双绞线、同轴电缆或者光纤。在一个实施方案中，传输媒介是双绞线，中央TRX和远程TRX之间的通信数据、电台控制和状态是通过异步传输模式(ATM)链路采用数字基带物理层协议(T1、E1、E2、E3、DS1、DS3等等)传输的。虽然图3中的每一组远程TRX都是一种菊花链结构，但如果需要，每一个远程TRX都可以跟它自己的中央TRX连接。
总之，一个中央TRX可以跟任意数量的远程TRX连接，每一个远程TRX的数据中都可以有一个合适的标识符，从而使中央TRX能够识别发送数据的远程TRX。实际上，可以合理地限制远程TRX的个数，从而适应中央TRX的处理能力和/或避免远程TRX和中央TRX之间的传输信道350过分拥挤(例如避免图3中的传输信道350过分拥挤)。如果传输信道350上的物理层帧结构是E1(30DSO)，采用5到6个(或者更多个，如果容量允许)远程TRX能够工作得很好。对于E2物理层帧结构，可以将22(如果容量允许可以更多)个远程TRX跟一个中央TRX按菊花链方式连接在一起。对于E3物理层帧结构，由于传输信道上比特率更高，可以用菊花链方式连接更多(例如88个，甚至更多)的远程TRX。
可以理解到：由于再也不需要将CBTS 300放在最适合于发射信号给MS的地方，CBTS 300可以放在任何方便的地方，例如放在后办公室中。可以在小区里到处都安装上更小、更简单、更坚固的远程TRX，以实现最佳的传输质量和容量。
由于天线电路远离CBTS(例如通过电缆)，因此CBTS不必是小区的基站。在本发明中，每一个中央TRX都划定了一个小区集，它由有关的远程TRX的电台小区组成。这些远程TRX自身，由于远离中央TRX(例如通过电缆)，可以分散在小区内的任何地方，甚至可以散布在其它中央TRX的远程TRX之间。应当明白，许多组远程TRX以及为它们确定位置非常简单，使得业务提供商在选择小区形状时非常灵活，而现有技术却很难做到这一点。
当然可以进一步采用传统的天线技术来决定每一个小区的形状，例如使用定向天线或者提高发射功率。如果提高发射功率，产生的热不会象现有技术BTS电路里一样给CBTS处理电路带来危险，现有技术中这些处理电路跟TRX天线放在一起。另一方面，以前用一个高功率TRX覆盖的区域现在可以用多个远程TRX来覆盖，每一个TRX的发射功率都较低。这样，可以用简单、坚固、功率更低的远程TRX组成一个阵列覆盖给定区域，从而大大地降低安装BTS的成本，降低小区到小区的干扰，和/或提高频率复用能力。在给定区域里采用较低功率的天线同时提供相等或者更好的覆盖是本发明的另一个优点。
在天线分集方式中，每一个中央TRX在使用过程中都是一个RF信道，来自小区中某一MS的数据可以用一个以上的远程TRX接收。这样，中央TRX最好有一个RF质量选择电路，用于选择传输质量最好的远程TRX，从而在呼叫通信过程中采用选中的远程TRX。在天线分集方式中，由于任何时刻每一个中央TRX和它的那一组远程TRX一起是一个RF信道，在这一信道上通信的MS的信号可以由一个以上的远程TRX收到。例如参考图3，MS 330的RF信号可以由那一组包括远程TRX 310、312和314的远程TRX的天线收到。中央TRX 324最好包括RF质量选择电路，用于从这一组远程TRX 310、312和314中选择传输质量最好的TRX。如果发现远程TRX 312的传输质量最好，中央TRX 324就采用远程TRX312里的天线跟MS 330通信。在一个实施方案中，可以通过比较不同远程TRX的接受均衡器质量和接收信号强度指示(RSSI)，进行选择。在TDMA系统(GSM)里，这一选择可以针对每一个TDMA帧进行。
在图3里，每一组远程TRX都通过合适的传输媒介跟它的中央TRX直接相连。在一个实施方案中，可以在远程TRX和CBTS中提供路由选择资源，从而能够用动态方式将例如CBTS数字信号处理(DSP)资源分配给集合小区的远程TRX。图4说明这样一个实施方案，其中CBTS 400的远程TRX 402、404、406、408和410用一种菊花链方式跟路由选择电路412连接。在一个实施方案中，路由选择电路412是一个异步传输模式(ATM)路由选择电路。数据库、表或者智能算法控制路由选择电路412确定将哪一个远程TRX分配给中央TRX 420、422和424中哪一个中央TRX。此时，可以为每一个远程TRX分配一个唯一的ATM地址，并用合适的ATM组帧电路将解调得到的RF数据打包，传输给路由选择电路412，或者将路由选择电路412发来的ATM数据包打开。在一个实施方案里，可以将业务数据、电台控制和状态数据打包，产生ATM信元，达到大约每一个信元两个脉冲串，在远程TRX和它的中央TRX之间传输。如果采用了帧中继协议，就可以采用模拟技术。
采用路由选择电路412使得中央TRX 420和422的集合小区的动态DSP分配成为可能，从而适应容量变化。动态分配可以通过简单地改变路由选择电路412用来选择路径在中央TRX和远程TRX之间传递数据的路由表或者数据库来实现。通过实例，在时刻T0，远程TRX 402可以跟中央TRX 420连接，远程TRX 404可以跟中央TRX 422连接，远程TRX 406、408和410可以跟中央TRX 424连接。如果在时刻T1远程TRX 408和410附近的容量提高了，不管是临时的还是永久的，都可以采用动态DSP选择路由将数据从远程TRX 410传递到它自己的中央TRX 424，从远程TRX 408传递到它自己的中央TRX 422，并重新将剩下的远程TRX 402、404和406分配给中央TRX 420。由于远程TRX 408附近的区域以及远程TRX 410附近的区域不必在重新配置以后共享中央TRX，因此在这些区域里可以提供更大的容量。如同本领域里的技术人员会明白的那样，从CBTS中去掉或者增加远程和/或中央TRX时，动态DSP分配大大地简化了重新分配容量的任务。
总之，某一CBTS中能够安装的中央TRX的个数没有限制。实际上，中央TRX的个数取决于CBTS的处理能力(以及路由选择能力，如果需要进行动态DSP分配)。既然每一个额外的中央TRX都在BTS上增加一个额外的RF信道，就必须给图3和图4中CUP以足够的处理能力，从而保证所有的呼叫都得到正确处理。通过实例可以看出，在非天线分集情形中，每一个远程电台都可以提供一个GSM频道(8个业务信道)。根据CTRX结构的不同，一个CTRX可以处理任意数量的RTRX(在一个实例中大约是8到16个)。在某些实施方案中，可以采用并行处理技术，从而使CBTS能够处理大量的中央TRX。如何这样使用CPU对于本领域里的技术人员可以说是轻车熟路。
图5说明本发明中一个实施方案里一个远程TRX，例如图4所示的远程TRX 402，的一个逻辑框图。
远程TRX 402包括一个电台子电路502，它的基本功能是向空中发射用户数据并从空中接收用户数据。图中电台子电路502有两付天线：一付发射天线504和一付接收天线506。虽然这里画出来的是两付天线，但是接收天线和发射天线可以集成为一付天线，这一点大家都知道。
电台接口子电路508从物理层组帧/传输组帧接口子电路510接收分组数据，并变换下行链路数据的格式使之成为数据包，连同这一脉冲串的频率和功率信息，发射给电台子电路502。在一个实施方案里，频率信息本身是从全球定位系统(GPS)终端获得的，并按照合适的规范(例如GSM规范)利用同步锁相环(PLL)子电路512进行同步。在接收机一侧，电台接口子电路508从接收天线506取出解调数据，然后将它分组通过菊花链传输媒介(518)(它可以实现例如E1协议)传输给中央TRX。在一个实施方案中，电台接口子电路508是用现场可编程门阵列(FPGA)来实现的。
数字信号处理(DSP)子电路514对来自蜂窝网的二进制信号进行调制，通过发射天线504发射出去，解调从接收天线506收到的RF信号，以及进行信号均衡。在一个实施方案里，DSP子电路514是用通用数字信号处理器(DSP)来实现的。
只读存储器520中储存了远程TRX 402的启动配置数据。微控制器522提供内务处理功能，例如状态检查、诊断和功率管理。在一个实施方案中，如果发现远程TRX 402有缺陷，就可以在实现微控制器522的时候，将远程TRX 402从菊花链环路中取出来。例如，通过将远程TRX的输入和输出端连接起来。微控制器522还监视远程TRX跟它自己的中央TRX之间的通信。在一个实施方案里，远程TRX和中央TRX之间的所有通信都是通过上述物理层组帧/传输组帧接口子电路510进行的。物理层组帧/传输组帧接口子电路510对数据进行格式编排并传送给CBTS；接收和CBTS的数据并去掉格式；以及管理、控制和监视连接质量。
在一个实施方案里，传输组帧协议是一个分组协议，其中的数据包包含一个前缀，也就是报头，其中包括了接收机的地址。也可以包括一个数据包类型识别符、序列号、时间标记和其它控制信息。数据包的结尾包含纠错字段。RTRX和CBTS之间的数据流被变换成传输协议数据包，这样一个传输数据包一般都对应于一个无线电TDMA脉冲串。每一个下行链路(RTRX到MS)传输数据包都可以包括频率、功率和用户数据。接收质量状态、信号强度和用户数据可以是上行链路(MS到RTRX)传输数据包的一部分。
分组传输协议还支持不在空中传输的系统定义传输数据包。系统消息的定义可以根据CTRX和RTRX的功能划分。一种示例性系统消息可以是一种特殊定义了的定时数据包。将这一定时数据包广播给所有远程电台，并用于同步所有远程电台的TDMA帧。在一个实施方案里可以采用全球定位卫星网络作为时间基准。可以将一个时间标记传送给远程电台，每一个远程电台都可以计算从一个本地GPS读数通过网络相对于这一时间标记的时间延迟。另一个系统传输数据包可以是呼叫建立信息，在每一次移动呼叫对话过程中只传输一次。一个实例是加密用户数据的密钥。远程电台状态和控制信息是系统传输数据包的另一个实例。
在远程电台和CBTS之间采用分组传输协议在电台网络的物理连接上给予了业务提供商极大的灵活性。在一个实施方案里，通信媒介的容量成为通信负荷的函数，而不是物理电台的控制要求的函数。现有技术没有这种灵活性。
从图5可以看出，故意使远程TRX的结构非常简单，从而使它非常坚固，维修也简单。在一个实施方案里，远程TRX最好包括连接远程TRX和物理层组帧所必需的子电路、传输组帧协议(例如E1和ATM)、均衡并解调收到的RF数据的数字信号处理子电路以及RF电台子电路本身。现有技术中传统的TRX和BTS的所有其它电路最好放在集中BTS(CBTS)中。在一个实施方案里，CBTS可以包括将中央TRX跟物理层组帧和传输组帧协议(例如E1和ATM)连接起来，从而跟远程TRX、数字信号处理子电路通信进行卷积编码、译码、位交织和脉冲串格式编排的电路。另外，CBTS还可以有一个到BSC的接口。
通过参考图6和图7中的示例性实施方案，可以更好地理解远程TRX跟CBTS内部的中央TRX之间的分工。图6中的框图说明在发射和接收期间现有技术GSM BTS模块内的数据流向。参考图6，从BSC通过ABIS接口602收到要发射给MS的数据。语音拆帧方框604从ABIS帧中取出数字数据，并传送给信道编码方框606，其目的是将取出的数字数据进行分组，最后利用RF媒介发射出去。然后在交织方框608中将多个脉冲串进行交织，从而在传输过程中最大限度地减少连续比特的丢失。接着在脉冲串格式编排方块610中为脉冲串编排格式，并且可以选择是否在加密方框612中加密。然后，调制数字数据(例如采用高斯最小频移键控编码)，通过Tx电台方框616作为RF信号发射给MS。
在接收机一侧，在Rx电台方框650里收到MS的RF信号，然后在解调/均衡方框652中解调成数字数据并进行均衡。如果加了密，就在加密方框654中解密。脉冲串格式编排方框656从语音帧中提取用户数据，并以合适的速率组成148位脉冲串。然后去交织方框658从脉冲串组重新组装数据。接着在信道译码方框660中对数字数据进行译码，从而取出用户数据。语音组帧方框662将译码数字数据变成ABIS帧，传输给BSC。图6中的功能框对GSM领域里的技术人员来说非常熟悉。如上所述，在现有技术中实现图6所示功能的电路都放在一个盒子里，也就是说，在现有技术中这些电路都放在BTS中。
为了对比，图7A说明本发明一个实施方案中在发射和接收过程里CBTS中的数据流向。在图7A中，ABIS接口方框602，下行链路上的方框604、606、608、610和612以及上行链路上的方框654、656、658、660和662完成的功能基本上跟图6中的方框对应。由于这些方框在前面已经介绍过，为了简单起见这里不再重复。为了在CBTS的中央TRX和远程TRX之间进行远程通信，添加了物理层主帧和传输组帧功能方框。在发射方，它们就是传输组帧接口方框702和708，其中的传输组帧接口方框702跟CBTS安装在一起，对应的传输组帧接口方框708装在远程TRX中。如上所述，传输组帧可以采用著名的ATM协议或者帧中继协议。
同样是在发射方，远程TRX和中央TRX之间用于通信的物理层组帧是用物理层组帧接口方框704和706实现的，物理层组帧接口方框704跟CBTS装在一起，对应的物理层组帧接口方框706安装在远程TRX中。在一个实施方案里，由于加密数字数据是从加密方框612输出的，因此将它打包，形成ATM帧(方框702)，组帧的目的是通过E1接口进行传输(方框704)。该数据通过传输链路710传输给远程TRX。收到这些数据时，远程TRX从E1帧中提取数据(方框706)并将数据拆包(方框708)。然后调制拆包后的数据(方框614)并通过发射电台方框616发射给MS。
注意，直线720是远程TRX中实施的功能跟CBTS/中央TRX中实施的功能之间的分界线。实际上，图7A中直线720以上的功能通常是在单个CBTS/中央TRX盒中实现的(甚至在某些情况下是在同一个底板上实现的)。图7A中直线720以下的功能是在远程TRX中实现的，它通常都远离CBTS/中央TRX。这跟图6中现有技术BTS不一样，在那里，所有主要的功能方框都是在BTS中实现的。
在图7A中的接收方一侧，Rx电台方框650收到MS的RF信号，在解调/均衡方框652中解调成数字数据。然后将解调后的数据以及均衡过程中得到的RF质量数据通过传输组帧接口方框760和766发射给CBTS中的中央TRX。又一次提供了物理层组帧接口方框762和764，用于对解调数据组帧，用物理层协议发射出去。如果在天线分集情形中有多个远程TRX，就可以采用可选的RF质量选择方框768，从这些远程TRX中选择一个传输质量最好的远程TRX。注意，这一选择可以在传输用户数据之前进行，例如，当被叫MS应答网络的寻呼时。接下来，按照参考图6所做的讨论那样，通过方框654、656、658、660和662，在通过ABIS接口方框602发射给BSC之前，将选中的远程TRX的数据解密(如果需要)、进行格式编排、去交织、信道译码和组帧。
虽然发射方向上远程TRX和中央TRX之间的分界是在加密和调制方框之间，而在接收方向上是在解密和解调/均衡方框之间出现的，但是这并不是要限制本发明。事实上，发射和接收路径上远程和中央TRX之间的分界可以出现在任何地方。图7B给出一个应用实例，其中远程和中央TRX之间的分界出现在BTS的其它方框之间。在图7B中，在发射路径上远程和中央TRX之间的分界出现在语音拆帧和信道编码方框之间，而在接收路径上则出现在语音组帧和信道译码方框之间。当然，如果需要，这一分界可以出现在任何其它方框之间。
注意，发射路径和接收路径上远程和中央TRX之间的分界线不必是对称的。图7C给出了一个实例，其中远程和中央TRX之间的分界是不对称的，从而使中央TRX中的发射电路比接收电路多。同样，远程和中央TRX在发射和接收路径上的准确分界位置只是针对这一实施方案的。
由此可见，本发明使得远程TRX成为简单、坚固和容易维护的天线。这样就可以在要覆盖的整个区域里部署远程TRX，而将精密、昂贵的电路安装在CBTS中，避开恶劣的气候和/或放在维护和升级时容易够着的地方。如果采用天线分集，采用多个简单的远程TRX最大限度地减少了逻辑重复，因为只需要重复简单的远程电台(而不是现有技术中的整个TRX)。CBTS中的逻辑可以由多个电台共享。
由于在天线分集情形中可以将多个远程TRX跟一个中央TRX连接，采用本发明的体系结构配置小区时非常灵活。小区形状的调整不再限于修改BTS的天线形状和发射范围。利用本发明的CBTS体系结构，可以从一个中央TRX用电缆连接任意数量、地理上分散的远程TRX，用地理上分散的电台小区构成一个集合小区。在每一个CBTS中有多个中央TRX使得业务提供商在配置小区方面有极大的活动余地。
如上所述，可以采用多个廉价的低功率远程TRX取代现有技术中的高功率TRX来覆盖同一区域。除了降低电台电路成本外，本发明还支持频率复用，因为每一个电台小区(以及每一个远程成TRX)都可以更小。同样，将一个或者更多的远程TRX跟某一给定中央TRX动态地连接起来，使得业务提供商可以极其灵活地重构小区，利用现有的远程/中央TRX或者附加的远程/中央TRX来适应容量的变化。
虽然在介绍本发明时采用了几个优选实施方案，但是可以对本发明进行修改，而不会偏离本发明的范围。应当指出，有许多不同的方法可以用来实现本发明的这些方法和装置。因此应当将以下权利要求理解为包括所有这些修改。
Claims (7)
1.在有一个基站控制器(BSC)和一个移动业务交换中心(MSC)的一个蜂窝通信系统中，一个基站收发信机(BTS)用于支持所述BSC和多个移动台(MS)之间的通信，跟所述多个MS的所述通信是通过射频(RF)媒介进行的，包括：
连接所述BTS和所述BSC的第一个接口电路；
跟第一个接口电路连接和用来处理从所述BSC收到的第一种数字数据产生第二种数字数据的一个处理器；
跟所述处理器连接的第一个中央收发信机(CTRX)电路，所述基站收发信机的第一个CTRX电路跟所述处理器和第一个接口电路安装在一起；
跟所述第一个CTRX电路连接的第一个远程收发信机(RTRX)，用来支持它们之间的通信，所述第一个RTRX电路包括用于通过所述RF媒介跟多个MS中的第一个MS通信的第一个天线电路，其中的第一个RTRX电路在地理上远离所述第一个CTRX电路；
一个与所述第一个CTRX电路连接的第二远程收发信机(RTRX)，用来支持它们之间数字数据通信，所述第二个RTRX电路包括一个第二个天线电路用来与通过所述RF媒介与所述第一个MS通信，所述第一个CTRX电路包括RF质量选择电路用来选择所述第一个RTRX电路其中之一，而所述第二个RTRX电路则用于与所述第一个MS通信；
一个与所述处理器连接的第二个中央收发信机(CTRX)电路，所述第二个CTRX电路与所述处理器和所述第一个接口电路安装在一起；
与所述第二个CTRX电路相连的第三个远程收发信机(RTRX)，用来支持它们之间数字数据通信，所述第三个RTRX电路包括一个第三个通信电路用来通过所述RF媒介来与所述多个MS的第二个MS进行通信，其中所述第三个RTRX电路与所述第二个CTRX电路地理是远离的，所述第一个RTRX电路和所述第三个RTRX电路与所述第一个CTRX电路和所述第二个CTRX电路分别通过一个路由选择电路相连，所述路由选择电路配置成动态地将所述第一个RTRX电路和所述第三个RTRX电路之一，路由选择到所述第一个CTRX和所述第二个CTRX电路。
2.权利要求1的基站收发信机，其中第二个RTRX电路和第一个RTRX电路用一种菊花链方式相互连接，所述第一个RTRX直接跟第一个CTRX连接，第二个RTRX直接跟第一个RTRX连接。
3.权利要求1的基站收发信机，其中的路由选择电路是一个异步传输模式(ATM)路由选择电路。
4.权利要求1的基站收发信机，其中的路由选择电路是一个帧中继路由选择电路。
5.根据权利要求1的基站收发信机，其中所述路由选择电路被配置成：通过改变所述路由选择电路采用的路由表，将所述第一个RTRX电路和所述第三个RTRX电路动态地路由选择到所述第一个CTRX电路和所述第二个CTRX电路。
6.根据权利要求1的基站收发信机，其中所述数字数据代表由所述移动台用户发送的计算机数据。
7.根据权利要求1的基站收发信机，其中所述数字数据用一个分组传输协议在所述多个RTRX电路和所述多个CTRX电路之间进行传输。
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