CN1280450A

CN1280450A - 数字移动通信系统的收发基站

Info

Publication number: CN1280450A
Application number: CN00109852A
Authority: CN
Inventors: 朴成益; 金海植
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Yamazaki Holdings Limited
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2001-01-17
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: CN1144488C; US6577878B1; KR20010009378A

Abstract

数字移动通信系统里的收发基站,它被分成包括射频单元的一个远程部分和包括除了射频单元以外其它单元的一个中心部分,其中的中心部分实现了小型化,这样,整个收发基站可以方便地以最佳方式安装,从而最大限度地提高语音质量。远程部分控制系统可以用软件方式进行修改,当整个收发基站要扩大容量的时候不需要增添任何单独的硬件资源。

Description

数字移动通信系统的收发基站

笼统而言，本发明涉及数字移动通信系统的收发基站(basetransceiver station)，具体而言，本发明涉及数字移动通信系统里的这样一种收发基站，它被分成包括射频单元(以后叫做RFU)的一个远程收发基站(以后叫做远程BTS)和包括除RFU以外的部件的一个中心收发基站(以后叫做中心BTS)，其中一收发基站互联网络用于控制远程BTS，这样，整个收发基站可以用最佳的方式安装起来，从而最大限度地提高语音质量。

一般而言，在个人通信系统(PCS)或者数字蜂窝系统(DCS)这样的数字移动通信系统里，收发基站用于通过无线电信道发射和接收数据以及话音信号、控制终端(例如PCS或者DCS终端)、监视终端的语音质量以及将终端与收发基站控制器(以后叫做BSC)连接起来。换句话说，收发基站位于移动台和BSC之间，用来为有线和无线信道提供接口，并执行与无线电链路有关的主要功能。例如，与无线电链路有关的主要功能可以是，分配和管理正向链路功率给码分多址(CDMA)频率、信道和帧选择资源的功能，处理呼出信号、呼入信号、软切换越区呼叫信号和硬切换越区呼叫信号的功能，也可以是接收和管理全球定位系统(GPS)时间同步信息并为移动台和收发基站提供系统时间同步信息的功能。

收发基站的功能还包括，通过导频信道、同步信道、接入信道、寻呼信道和业务信道发射和接收无线电信号，将业务信息和控制信息传递给BSC，以及出错检测／采集统计信息／报告这些功能。

参考图1，它用框图的形式说明数字移动通信系统中一个普通收发基站的结构，用参考数字20标识这一收发基站。如图所示，收发基站20包括：一个收发基站控制处理器(以后叫做BCP)21，用于管理和控制收发基站20的整个工作过程；一个收发基站互联网络(以后叫做BIN)22，用于通过E1线路或者T1线路在收发基站20和BSC 10之间实现数据包路由器功能，并在收发基站20的处理器之间为高级数据链路控制(HDLC)数据包数据提供接口；一个时间和频率单元(以后叫做TFU)23，用于产生基准频率和定时同步信号，用于使收发基站20里的处理器实现同步，并与相邻收发基站实现定时同步；一个数字单元(以后叫做DU)24，用于对通过CDMA信道发射和接收的数据和话音信号进行调制和解调；以及一个RFU 25，用于将来自移动台的超高频(UHF)信号转换成中频(IF)信号，将转换后的IF信号传递给DU 24，将来自DU 24的IF信号转换成UHF信号，将转换后的UHF信号放大到预定电平，并向空中辐射这一放大过的UHF信号。

下面将详细介绍数字移动通信系统中普通收发基站20里上述部件的功能。

BIN 22在数据包路由选择功能的基础上，为收发基站20提供一个到BSC 10的接口，以及一条内部通信线路。

BCP 21控制收发基站20的整个工作过程，对这一工作过程进行诊断，并根据诊断结果进行适当的操作。除此以外，BCP 21还用来下载与收发基站20的初始化有关的软件。

DU 24用于处理发送给所有终端和从所有终端接收的话音以及数据信号。为了这一目的，DU 24包括了第一DU 24a和第二DU 24b，如图1所示。也就是说，DU 24用于处理与CDMA有关的所有信号。

RFU 25包括第一和第二RFU 25a和25b，用来将来自第一DU 24a和第二DU 24b的经过了调制的数据和话音信号转换成RF信号，将转换后的RF信号发射给终端，对来自终端的数据和话音调制信号进行解调，将解调得到的信号转换成数字信号，并将转换得到的数字信号分别传递给第一DU 24a和第二DU 24b。TFU 23用于接收来自GPS的对收发基站20来说必不可少的与基准时间有关的信息，并将收到的信息提供给收发基站20。结果，收发基站20里的所有单元都与GPS时间同步，从而拥有相同的定时。

为了在数字移动通信系统的收发基站20里从BCP 21到RFU 25进行通信，必须在相应组成部件的处理器之间进行通信。为了在处理器之间进行通信，必须为每一组成单元的电路板分配唯一的地址。下面将介绍一种用于分别分配地址给收发基站20里的处理器的系统，以及收发基站20里处理器之间的通信系统。

图2说明的是图1所示普通收发基站的处理器之间相互通信的一个4字节地址系统，图3则用框图说明图1所示普通收发基站20的一个控制通信系统。

值得注意的是，一HDLC数据包用于数字移动通信系统中处理器之间的通信。该HDLC数据包由一个报头和数据构成，这个报头包括一个源地址和一个目的地地址。图1所示收发基站20里的每一个组成单元将HDLC数据包报头里包括的目的地地址与它自己的唯一地址相比较，只有当这两个地址相同时才接收这一HDLC数据包数据。通过采用这种方式，在收发基站20里实现处理器之间的通信。在这里，图1所示各组成单元的唯一地址是建立在图2所示4字节地址系统的基础之上的。硬件地址由图2所示的4字节地址系统中的前3个字节组成，软件地址则由这一4字节地址系统中后一个字节也就是第四个字节组成。

硬件地址(前三个字节)指的是可以用图1所示各组成单元的电路板上的跳线来设置的地址，软件地址指的是可以用程序来分配的地址。硬件地址有一个BSC标识符(ID)、BTS ID、细节(details)ID、GCINID、测试ID和中继线ID。BSC ID由第一个字节的高四位组成，BTS ID由第一个字节的其余四位与第二个字节的高两位(总共6位)组成，细节ID由第二个字节的其余六位组成。GCIN ID包括第三个字节的高三位，测试ID包括第三个字节的第四位，中继线ID则包括第三字节的其余低四位。

在这一地址系统的基础上，数字移动通信系统里的收发基站20设有拥有上述一个硬件地址的上层部分(upper block)和只拥有上述软件地址的下层部分(lower block)。上层部分检查HDLC数据包里的软件地址，并根据检查结果将HDLC数据包数据传递给下层部分。换句话说，作为上层部分的DU 24检查来自BIN的HDLC数据包里的软件地址，并根据检查结果将HDLC数据包数据传送给作为下层部分的RFU 25。也就是说，如果从BCP 21到DU 24之间有一条通信线路，那么上层部分，也就是DU 24，就检查通过BIN 22输入的HDLC数据包里的软件地址，并根据这一检查结果将这一HDLC数据包数据传送给下层部分，也就是RFU 25。结果，硬件地址不再是必须的了，因为RFU 25只分配了图2所示4字节地址系统的软件地址，而且DU 24可以接收数据。图3画出了这样一个控制通信系统。见图3，BCP 21、BIN 22、DU 24和RFU 25分别包括控制有关单元的处理器。也就是说，BCP 21包括一个收发基站控制处理器装置(BCPA)，BIN 22包括一个高性能的IPC路由选择节点装置(HRNA)。还有，DU 24和RFU 25分别包括一个机架(shelf)控制和路由选择卡装置(SRCA)以及一个收发机控制卡装置(TCCA)。

控制RFU 25的TCCA通过电线与DU 24里的SRCA相连。如果BCP 21里的BCPA根据应用程序发送一个TCCA控制命令，那么，BIN 22里的HRNA就将一个HDLC数据包传送给DU 24里的SRCA。接下来，DU 24里的SRCA检查收到的HDLC数据包里的软件地址，并将它与分配给它的唯一地址相比较。在这一软件地址与它的唯一地址相同的情况下，DU 24里的SRCA将HDLC数据包数据传送给RFU 25里的TCCA。从TCCA到BCPA的通信按照前面描述的过程的相反顺序进行，因此不予赘述。

然而，前面介绍的数字移动通信系统里的普通收发基站20存在缺点，因为所有的部件都安装在一个装置里，导致收发基站20的体积和负载量都太大。

收发基站20的体积太大使得人们很难选择一个合适的地方来安装它，在这样的地方安装收发基站能够最好地收发信号。

解决上述问题的普通方法是将收发基站20分成一个中心BTS和包括RFU 25的一个远程BTS，如图4所示。在这种方法中，由于DU 24里的SRCA和RFU 25里的TCCA没有用线连接起来，因此在TCCA和SRCA之间安装了一条T1或者E1线路，而且在E1线路或者T1线路的每一端都安装了一个信道服务单元(以后叫做CSU)或者数据服务单元(以后叫做DSU)，从而在TCCA和SRCA之间进行控制通信。

上述方法企图通过在已有的结构上增添硬件、或者CSU／DSU和E1／T1线路，容易地实现处理器之间的通信，而同时又保持图3所示的控制通信系统不变；但是上述方法存在缺点，即：当收发基站20需要扩大容量的时候，需要上述额外的硬件，使得安装成本变高。

因此，本发明针对的就是以上问题，本发明的一个目的是提供数字移动通信系统的收发基站，这个收发基站分成包括一个射频单元的远程BTS和一个包括除了射频单元以外其它部件的中心BTS，其中中心BTS的体积实现了小型化，这样，整个收发基站可以很方便地在最佳状态下安装，从而最大限度地提高语音质量。

本发明的另一个目的是提供数字移动通信系统的一种收发基站，其中一远程BTS(包括一个射频单元)和一中心BTS(包括除了射频单元以外的其它部件)通过一条T1／E1线路和一个收发基站互联网络连接起来，这样，当整个收发基站扩大容量的时候，远程BTS控制系统可以用软件方式来进行修改，而不必专门增添硬件资源。

根据本发明，上述目的和其它目的可以通过提供数字移动通信系统的一种收发基站来达到，这种收发基站包括：有一个收发基站控制处理器、第一时间和频率单元以及至少一个数字单元的一个中心收发基站(中心BTS)，还包括一个远程收发基站(远程BTS)，其中的中心BTS进一步包括第一收发基站互联网络，用于为控制处理器和收发基站里每一个处理器之间的控制数据提供接口；该收发基站还包括第一无线电接口，用于通过无线电从中心BTS发射输出信号给远程BTS；其中的远程BTS包括第二收发基站互联网络，用于从第一互联网络接收控制数据，并将这些控制数据传递给远程BTS里每一个组成部件的处理器；还包括第二无线电接口，用于通过无线电从远程BTS发射输出信号给中心BTS；还包括第二时间和频率单元，用于产生基准频率和时间同步信号，使远程BTS里的每一个处理器同步，并与中心BTS实现时间同步；以及多个射频单元，用于处理射频信号。

通过阅读以下详细说明，并参考以下附图，会更加清楚地了解本发明的上述目的和其它目的，以及本发明的特征和优点。在这些附图中，

图1是数字移动通信系统中一个普通收发基站的框图；

图2是图1所示普通收发基站里用于在处理器间进行通信的4字节地址系统的示意图；

图3是说明图1所示普通收发基站里控制通信系统的框图；

图4中的框图说明的是图1所示普通收发基站中基于CSU／DSU的控制通信系统；

图5是根据本发明的数字移动通信系统的收发基站的框图；和

图6中的框图说明的是根据本发明的图5所示收发基站的控制通信系统。

图5是本发明中数字移动通信系统的一个收发基站实施例的框图，图6是本发明中图5所示收发基站的控制通信系统的框图。首先，参考图5，本发明的收发基站分成包括一个RFU 52的一个远程BTS 50和一个中心BTS 40。第一BIN 42和第二BIN 51分别安装在中心BTS 40和远程BTS 50里，这样，中心BTS 40可以控制远程BTS 50。中心BTS 40包括一个BCP 41、第一BIN 42、第一TFU 43、一个DU 44和第一无线电接口45，远程BTS 50包括第二BIN 51、第二TFU 53、第二无线电接口54和RFU 52。

中心BTS 40里的第一BIN 42和远程BTS 50里的第二BIN 51中的每一个都包括：一个高性能的IPC控制装置(HICA)，用于控制收发基站内处理器之间的通信；一个HRNA，其功能是一个节点，作为有关BTS中用于在处理器之间进行通信的IPC的一个基本单元；以及一个高性能的路由选择节点和T1／E1接口板装置(HNT(E)A)，用于实现中继线接口功能，通过数字中继线将中心BTS 40里的第一BIN 42和远程BTS 50里的第二BIN 51相互连接起来。此外，中心BTS 40里的第一BIN 42和远程BTS 50里的第二BIN 51用E1或者T1线路相互连接起来。

中心BTS 40里的第一无线电接口45和远程BTS 50里的第二无线电接口54用于将中心BTS 40里的DU 44与远程BTS 50里的RFU 52用无线电连接起来。也就是说，中心BTS 40里的第一无线电接口45用无线电将CDMA方式调制的数据和话音信号从DU 44发射给远程BTS 50里的第二无线电接口54，接收第二无线电接口54用无线电发射的调制过的数据和话音信号，并将它们传递给DU 44。远程BTS 50里的第二无线电接口54接收中心BTS 40里的第一无线电接口45用无线电发射的数字数据和话音信号，将它们传递给RFU 52里的TCCA，并用无线电将来自RFU 52里TCCA的数据和话音信号发射给第一无线电接口45。

远程BTS 50里的第二TFU 53的功能与中心BTS 40里的第一TFU 43的功能相同。也就是说，远程BTS 50里的第二TFU 53产生一个基准频率和定时同步信号，用来使远程BTS 50里的处理器同步，并与中心BTS 40实现定时同步。除了介绍过的上述组成单元以外剩下的那些与图1里所示的功能一样，因此不再赘述。

现在介绍根据本发明在数字移动通信系统里利用BIN 42和51控制远程BTS 50的方法和结构。

在本实施例中，中心BTS 40里BCP 41中的BCPA和远程BTS 50里RFU52中的TCCA之间的通信，不是通过上层部分的一个SRCA或者DU 44进行的，这与普通通信中不同。这意味着RFU 52里的TCCA除了一个软件地址以外还必须有一个硬件地址，以便与BCP 41里的BCPA通信。由于这一原因，必须另外给RFU 52里的TCCA分配一个硬件地址。TCCA的这一另外的硬件地址可以利用图2所示4字节地址系统里的细节ID(6位)来产生。结果，可以给TCCA分配一个独立地址，也就是硬件地址，和一个软件地址。

在这额外产生的TCCA地址的基础上，从BCPA到TCCA通过SRCA的普通控制通信路径变成了通过BIN 42和51。结果，对于处理器之间的通信，根据一个应用程序，BCPA将这一额外产生的TCCA地址分配给一个HDLC数据包中的目的地地址部分，并将控制数据发送给这一TCCA。

如上所述，远程BTS 50里的TCCA既有一个独立的地址，也就是硬件地址，又有一个软件地址。这样一个硬件地址可以用TCCA底板上的跳线来设置。通电的时候，TCCA读出它的底板上的跳线设置，并识别出它的唯一硬件地址，从而使它能够与中心BTS 40里的BCPA通信。

由于BIN 42和51分别安装在中心BTS 40里和远程BTS 50里，而且它们通过E1或者T1线路相互连接，因此，为了将远程BTS 50里的HNT(E)A与中心BTS 40里的HNT(E)A相互连接起来，必须修改BIN 42和51里的管理控制器、也就是HICA的固件设置。但是，如果中心BTS 40里的第一BIN 42的HICA固件和远程BTS 50里的第二BIN 51的HICA固件是彼此独立地设置的，安装它们的时候就可能会搞混，资源管理也会比较复杂。在本发明中为了克服这些缺点，将中心BTS 40和远程BTS 50里BIN 42和51的跳线按不同的方式设置。这样，BIN 42和51里的HICA固件都会读出这些跳线设置，并从这些读数结果确定它是属于中心BTS 40还是属于远程BTS 50。这使得将一个HICA固件同时用于中心BTS 40和远程BTS 50里的第一和第二BIN 42和51成为可能。

因此，普通收发基站里的BIN除了用于通过E1／T1中继线与BSC接口的一个节点以外没有任何其它东西，但是本发明的收发基站里的每一个BIN都有一个额外的节点，用于在中心BTS 40和远程BTS 50之间用E1／T1中继线实现接口。例如，中心BTS 40里的第一BIN 42读出它底板上的跳线设置，并从读数结果确定它是否属于中心BTS 40。然后，中心BTS 40里的第一BIN 42通过一个额外的节点与远程BTS 50里的第二BIN 51相连，该节点用于在它们之间用E1／T1中继线接口。用于E1／T1中继线接口的这样一个额外的节点就是中心BTS 40里的第一BIN 42中设置的一个HNT(E)A。

类似地，远程BTS 50里的第二BIN 51读取它底板上的跳线设置，并由这一读数结果确定它是不是属于远程BTS 50。然后，远程BTS 50里的第二BIN 51通过一个额外的节点与中心BTS 40里的第一BIN 42连接起来，该节点用于在它们之间用E1／T1中继线接口。用于E1／T1中继线接口的这样一个额外的节点就是远程BTS 50里的第二BIN 51中设置的HINT(E)A。

另一方面，在这一普通收发基站里，DU 24里的SRCA与RFU 25里的TCCA是按照一对一的方式相互连接的，如图1所示。但是，根据本发明，在远程BTS 50里，第二BIN 51里的HRNA分配了多个额外的节点，这样，它就可以用一对多的方式，与RFU 52里的多个TCCA相连接。分配给HRNA的这多个节点和多个TCCA是通过HRNA-TCCA连接电缆相互连接的。

因此，在本发明的数字移动通信系统的收发基站里，可以为TCCA分配一个额外的地址。所以，在远程BTS 50里，第二BIN 51里的HRNA可以用一种一对多的方式与多个TCCA相互连接。于是，当整个收发基站扩大容量的时候，可以用软件方式修改远程BTS控制系统，而不必增加任何单独的硬件资源，例如E1或者T1线路和CSU／DSU。

从以上说明可以看出，数字移动通信系统里的收发基站被分成包括一个RFU的一个远程BTS和包括除了RFU以外的其它部件的一个中心BTS，其中的中心BTS实现了小型化。因此，整个收发基站可以很方便地安装在最利于信号传播的地方，从而最大限度地提高语音质量。更进一步，整个收发基站被分成中心BTS和远程BTS的方式使得中心BTS可以用一种集中方式控制远程BTS，从而简化整个收发基站的修理和维护。

此外，可以为TCCA分配一个额外的地址。这样，在远程BTS里，BIN里的HRNA可以用一种一对多的方式与多个TCCA连接起来。于是，当整个收发基站扩大容量的时候，可以用一种软件方式修改远程BTS控制系统，而不必增添任何单独的硬件资源，例如E1或者T1线路和CSU／DSU。这使得有可能避免由于增加额外的硬件资源导致成本增加。

虽然这里为了进行说明介绍了本发明里的优选实施例，但是，本领域里的技术人员应当明白，可以对本发明进行修改、增加、删减，而不会偏离后面权利要求里公开的本发明的范围和实质。

Claims

1．数字移动通信系统的收发基站，包括具有一个收发基站控制处理器、第一时间和频率单元以及至少一个数字单元的一个中心收发基站(中心BTS)，还包括一个远程收发基站(远程BTS)，其中所述中心BTS还包括：

第一收发基站互联网络，用于将控制数据从所述控制处理器传递给所述收发基站里的每一个处理器；和

第一无线电接口，用于通过无线电将所述中心BTS的输出信号发射给所述远程BTS；

其中所述远程BTS包括：

第二收发基站互联网络，用于从第一互联网络接收所述控制数据，并将它传递给所述远程BTS中每一个组成部件的处理器；

第二无线电接口，用于通过无线电将所述远程BTS的输出信号发射给所述中心BTS；

第二时间和频率单元，用于产生一个基准频率和定时同步信号，使所述远程BTS中的每个处理器实现同步，并与所述中心BTS实现定时同步；和

用于处理射频信号的多个射频单元。

2．权利要求1的收发基站，其中的控制处理器包括一个收发基站控制处理器装置，用于将所述远程BTS中每一个所述射频单元里的收发机控制卡地址分配给高级数据链路控制数据包的报头，作为目的地地址，用于处理器之间的通信。

3．权利要求2的收发基站，其中所述收发机控制卡装置的所述地址是用底板上的跳线来设置的。

4．权利要求1的收发基站，其中所述中心BTS中的第一互联网络和所述远程BTS里的第二互联网络中的每一个都包括：

一个高性能的IPC控制装置，用于控制所述收发基站内处理器之间的通信；

一个高性能的IPC路由选择节点装置，用作IPC基本单元的一个节点，用于相关BTS中处理器之间的通信；和

一个高性能的路由选择节点和T1／E1接口板装置，用于实现中继线接口功能，以通过数字中继线将所述中心BTS里的第一互联网络与所述远程BTS里的第二互联网络相互连接起来。

5．权利要求4的收发基站，其中第一互联网络里的所述接口板装置和第二互联网络里的所述接口板装置是通过一条E1或者T1线路相互连接起来的。

6．权利要求1的收发基站，其中所述中心BTS里的第一互联网络有一个节点，用于与所述远程BTS里的第二互联网络实现E1／T1中继线接口。

7．权利要求1的收发基站，其中所述远程BTS里的第二互联网络有一个节点，用于与所述中心BTS中的所述第一互联网络实现E1／T1中继线接口。

8．权利要求1的收发基站，其中所述远程BTS里的第二互联网络包括一个高性能的IPC路由选择节点装置，它分配了多个节点，从而它可以与所述射频单元里的多个收发机控制卡装置连接。

9．权利要求1的收发基站，其中所述中心BTS里的第一互联网和所述远程BTS里的第二互联网络的底板上跳线的设置互不相同，以便将它们相互区分开来。

10．权利要求1的收发基站，其中所述远程BTS里的第二互联网络包括一个高性能的IPC路由选择节点装置，它通过连接电缆与所述射频单元里的多个收发机控制卡装置相连。