CN1245037C - 多频段扩频无线接入网 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多频段扩频无线接入网，包括多频基站，用于支持两个或更多波段；n个单频基站，分别具有f1、f2、……、fn的中心频率；多频基站控制器，分别与所述多频基站和所述n个单频基站通过Abis接口相连接，并通过统一的网管系统进行调度管理。本发明提出的多频段扩频无线接入网可以节约投资，降低成本。基站系统中最昂贵的调制解调单元可根据需要在多个频段间动态分配，使其利用率得到提高，成本降低。多个频段的服务可共用一套基站控制器，以及操作维护及管理界面，简化了维护。可以在多个频段中作用户间的复用，提高传输线的效率。
Description
技术领域
本发明属于扩频移动通讯领域，更具体地说，是一种在扩频无线接入网系统(含基站及基站控制器)中实现多频段支持的系统。
背景技术
扩频通信系统根据无线调制解调技术的不同可分为多种，例如IS95CDMA，cdma2000，WCDMA，TD-SCDMA等等。扩频通信系统与无线通信有关的设备一般分为两类，移动台和无线接入网。其中无线接入网完成无线信道的扩频调制解调，呼叫建立及控制等功能。无线接入网一般由一个基站控制器BSC(或中心节点RNC)和若干基站BTS(或节点Node B)组成。
扩频通信可具有多个可用的频段。对一个特定的频段而言空中容量是有限的，随着用户的增长，一个频段无法满足容量需求，则需要启用其它频段。
例如IS2000中，为cdma2000规定了8种可用的频段，band class 0至bandclass 7，每个频段具有不同的中心频率，例如450M，800M，1.9G等等。而每个频段又占据一定的带宽，例如IS2000每个频段宽度从几兆到几十兆不等，每个频段又以某种方式细分为若干码分信道，例如CDMA每个码分信道占据1.25M，WCDMA占据5M等等。
由于每个频段(band class)最多只占几十兆带宽，因此对同一频段内的所有码分信道而言，基站和移动台均可使用同一硬件设备。但对于两个或多个频段而言，由于频段之间的间隔大，难以共用同一硬件设备。
对于移动台，已经可以支持多频和多模。即同一移动台可在多个频段，多种制式下工作。例如，即可在800M网下工作，也可在1.9G网下工作。即可在GSM网下工作，也可在CDMA网下工作。
而对于基站侧设备(含基站和基站控制器，统称为无线接入网)，则一般都不提供多频支持。基站的多频与移动台不同，移动台虽然支持多频多模，但一般在同一时刻只能使用一种模式和一种频段。因此在移动台中可使用类似于可调谐振荡器的手段达到部分射频部件共用的目的。
对于基站侧设备则不同，要求同一时刻提供所有频段上的服务。例如，800M，1.9G双频网络必须在同一时刻提供两个频段的服务，而不是分时提供。因此在基站侧实现多频，可共用的部份部分少于移动台。
然而，当一个运营商拥有两个或更多频段时，并且选择了同样的或互相兼容的制式，例如cdma和cdma2000，则在基站侧(无线接入网)支持多频段还是具有很大经济意义的。现有技术的做法是必须采用多套完全分离的网络，例如800M建立一个网络，1.9G建立一个网络，最多只在核心网级实现统一，即同一核心网下挂多个独立的接入网，各个接入网具有各自不同的操作维护系统及网络管理界面。基站虽也可共站址，但却分为多个独立的设备，需要分别维护，既不方便，又增加了投资额。目前尚未检索到能解决上述问题的技术文献。
发明内容
本发明要解决的技术问题旨在实现基站侧的支持多频段的无线接入网，以达到节省成本，方便维护的目的。
本发明所述的多频段扩频无线接入网，主要包括：
多频基站，用于支持两个或更多波段；
n个单频基站，分别具有f1、f2、……、fn的中心频率；
多频基站控制器，分别与所述多频基站和所述n个单频基站通过Abis接口相连接，并通过统一的网管系统进行调度管理。
如上所述的多频段扩频无线接入网中，所述多频基站包括：
数字基带子系统，完成数字基带的扩频调制解调功能，其输出至射频单元；
时钟子系统：为射频单元提供时钟参考源；
两个或两个以上独立的射频单元，包括用于主要完成信号的无线调制解调及上下变频的收发信机，功放，射频前端，及天馈等。
如上所述的多频段扩频无线接入网，所述数字基带子系统和所述时钟子系统可以同时供多个频段共用。
如上所述的多频段扩频无线接入网，所述数字基带子系统，包括数字中继单元；资源分配单元；基站管理单元；调制解调单元池；
所述数字中继单元，用于提供与基站控制器的接口；
所述资源分配单元完成调制解调单元的分配，使其服务于特定的频段，特定的载频及特定的扇区；
所述调制解调单元池用于基带信号的调制解调功能；
所述基站管理单元，用于整个基站的控制，提供操作维护接口；
所述射频接口单元，完成基站的上下变频，功率放大及无线信号收发。
如上所述的多频段扩频无线接入网，所述时钟子系统包括：时钟源和时钟合成、选择及分发单元，所述时钟源(例如GPS)提供整个基站的基准时钟，而时钟合成单元则根据射频单元的需要合成产生不同基准的时钟。
本发明所述的多频无线接入网系统具有如下优点：
(1)服务于不同频段的基站设备可以共站址，且每个站点可只用一套设备。
(2)若在同一基站内支持多频段，则基站控制功能、传输接口、时钟源、射频接口单元均可共用，从而节约投资，降低成本。
(3)基站系统中最昂贵的调制解调单元可根据需要在多个频段间动态分配，使其利用率得到提高，成本降低。
(4)多个频段的服务可共用一套基站控制器，以及操作维护及管理界面。简化了维护。
(5)若在同一基站内支持多频，则多个频段的用户可共用一套传输线，可以在多个频段中作用户间的复用，提高传输线的效率。对于多频移动台，可在基站(或基站控制器)内部发起换频切换命令，而无须更上层的介入。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1为本发明多频段扩频无线接入网结构示意图；
图2为图1所述多频基站的结构示意图；
图3为多频基站中的数字基带子系统结构示意图；
图4为多频基站中的时钟子系统；
图5为多频段基站中的动态时钟合成、选择及分发电路。
具体实施方式
多频段扩频无线接入网如图1所示，主要由两部分组成：一个多频基站控制器，及若干基站。
多频基站控制器即在普通基站控制器基础上增加多频段支持。
基站又分为两种：单频基站，即每个基站只支持一个波段。多频基站，即每个基站支持两个或更多波段。
扩频无线接入网可有两种形式：
(1)多种单频基站(例如f1，f2…fn)挂在同一基站控制器下。此时只要求基站控制器具有多频支持即可；
(2)基站控制器既挂接单频基站，同时也挂接多频基站，这要求在基站内部支持多波段。图1给出的就是这种方式。
两种形式均可根据需要选配。
对于多频基站控制器，主要是在业务及操作维护上支持多个波段，同时对多频基站控制器容量也具有较高要求，因为它必须承载多个频段上的用户。每个频段应分别具有不同的鉴权、授权、计费方式。
结合图2所示，传统的基站主要由以下部分组成：
(1)数字基带子系统，完成数字基带的扩频调制解调功能；
(2)时钟系统：为射频单元提供时钟参考源；
(3)射频单元，主要包括收发信机(主要完成信号的无线调制解调及上下变频)，功放，射频前端，及天馈等。
对于单频基站，其结构与传统的基站完全相同。
而对多频基站，数字基带子系统和时钟子系统可以同时供多个频段共用。射频单元(含天馈)不能共用，对每一个频段，需要独立的射频单元。图3给出了多频基站中的数字基带子系统，包括以下部分
(1)数字中继单元。
(2)资源分配单元。
(3)基站管理单元。
(4)调制解调单元池。
(5)射频接口单元。
数字基带子系统为所有波段所共用。其中调制解调单元池是数字基带子系统的核心。在资源分配单元的管理调度下，各个频段分别分配数字的调制解调资源。资源分配方式可以是静态分配，也可以根据业务量动态分配。
图4为多频基站的时钟子系统，由时钟源和时钟合成、选择及分发单元组成。时钟源(例如GPS)提供整个基站的基准时钟，而时钟合成单元则根据射频子系统的需要合成产生不同的时钟。不同的波段的射频系统可能需要不同频率的基准时钟，例如800M CDMA需要12M(或其倍频)的基准源，而1.9G PCS需要10M(或其倍频)的基准源，等等。
时钟合成、选择可以是静态的，即各个端口分别输出固定的基准，各自为政，其缺点是灵活性差，对不同类型(单频，多频)的基站需要不同的硬件配置。还可以更具实际的需要，对时钟合成、选择通过软件编程进行灵活的动态配置。
本发明采用时钟合成、选择通过软件编程动态配置方式，图5介绍了一种动态的实现方式。
首先由时钟源输出基准时钟f0到多个锁相环频率合成器，锁相环频率合成器的分频/倍频系数可通过编程配置。每个锁相环频率合成器生成不同的时钟，例如f0，f1…fn。每个时钟基准用分路器分成若干路，通过一个交叉矩阵连接到若干个模拟开关，模拟开关相当于一个多路选择器，它同样可由软件编程配置，从多个频率中选择出所需要的频率，之后再通过分路器及放大器分发至不同波段的射频子系统。在此电路中使用了若干分路器，分路器和未级放大器的作用是提高各路信号之间的隔离度，使某一路信号负载变化不影响其它路。
如上所述，多频基站系统有两种方式：一种是在同一BSC下挂多种单频基站；另一种是由同一基站支持多频。这两种方式可根据需要选配，作为应用例，一种可用的系统组成方式为：以基站需求数目最少的频段为基础选择站点，在这些站点放置多频段基站，再在其余位置补充单频基站。这是由于各种频段无线电波传播特性不同，覆盖范围不会相同。因此各个频段所要求的基站数目不同。
Claims (5)
1、多频段扩频无线接入网，其特征在于，包括：
多频基站，用于支持两个或更多波段；
n个单频基站，分别具有f1、f2、……、fn的中心频率；
多频基站控制器，分别与所述多频基站和所述n个单频基站通过Abis接口相连接，并通过统一的网管系统进行调度管理。
2、如权利要求1所述的多频段扩频无线接入网，其特征在于，所述多频基站包括：
数字基带子系统，完成数字基带的扩频调制解调功能，其输出至射频单元；
时钟子系统：为射频单元提供时钟参考源；
两个或两个以上独立的射频单元，包括用于主要完成信号的无线调制解调及上下变频的收发信机，功放，射频前端，及天馈等。
3、如权利要求2所述的多频段扩频无线接入网，其特征在于所述数字基带子系统和所述时钟子系统可以同时供多个频段共用。
4、如权利要求2或3所述的多频段扩频无线接入网，其特征在于所述数字基带子系统，包括数字中继单元；资源分配单元；基站管理单元；调制解调单元池；
所述数字中继单元，提供与基站控制器的接口；
所述资源分配单元完成调制解调单元的分配，使其服务于特定的频段，特定的载频及特定的扇区；
所述调制解调单元池，用于基带信号的调制解调；
所述基站管理单元，用于整个基站的控制，提供操作维护接口；
所述射频接口单元，完成基站的上下变频，功率放大及无线信号收发。
5、如权利要求2或3所述的多频段扩频无线接入网，其特征在于：所述时钟子系统包括：时钟源和时钟合成、选择及分发单元，所述时钟源(例如GPS)提供整个基站的基准时钟，而时钟合成单元则根据射频单元的需要合成产生不同基准的时钟。
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