CN1471331A - 移动通信的基站系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于在移动终端和基站控制器之间移动通信的基站系统，该基站系统使用数字调制解调器单元，以便接收要从基站控制器传输到移动终端的信号，依据不同于以太网特定的数据格式的、用于传输的帧格式，成帧接收到的信号，数字调制解调器单元通过使用双绞线电缆的以太网，传输串行的多个远端RF单元帧，至少一个远端RF单元集线器接收由数字调制解调器单元传输的远端RF单元数据帧，并且通过使用双绞线电缆的以太网，将接收到的远端RF单元帧分配到多个远端RF单元，多个远端RF单元通过对从远端RF单元集线器接收到的远端RF单元帧进行解帧，产生解帧后的信号，将解帧后的信号调制为RF信号，并且将RF信号传输到移动终端。

Description

移动通信的基站系统
技术领域
本发明涉及一种移动通信的系统，更具体地说，涉及一种移动通信的基站系统。
背景技术
典型地，移动通信的蜂窝系统包括：用于发射和接收用户信号的多个移动终端、基站部分、用于通过合适的过程中继多个移动终端的传输和接收信号的基站收发信台(BTS)、基站控制部分、用于控制多个BTS的基站控制器(BSC)、以及与BSC连接的移动交换中心(MSC)，从而组成了移动通信的网络。移动通信的蜂窝系统包括：主要已经安装在室外的多个基站。依据各个基站，设置了服务范围即覆盖区域以便向用户提供以语音为中心的服务。经常可以将基站安装在室内，还可以向用户提供除了语音业务之外的数据业务。
同时，按照移动通信，使用转发器系统来清除无线电波的遮蔽，遮蔽发生在大楼的地下区域或者钢框架结构的内部，或者使用转发器来扩展对特定区域的覆盖。转发器系统使用光线路或同轴电缆将多个无线电波转发器与基站系统连接，并且中继在基站系统和移动终端之间的发射和接收的信号。这种使用光线路或同轴电缆的转发器系统具有这样的优点：由于线路极小的损耗以及噪声降低的性能，因此会发射和接收高质量的信号。然而，在使用这样的转发器系统时，缺点在于相关器件以及光线路或者同轴电缆的成本很高，以及安装困难且花费很大。因此，完整的基站系统在安装、维护和管理上需要很高分成本。此外，由于传统的转发器系统只执行扩展覆盖的功能，所以不能使用这样的传统转发器系统扩展无线信道的容量。
发明内容
因此，考虑到上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供一种用于移动通信的基站系统，该系统通过便宜且易于安装的线路实现基站和远端RF单元(RRU)之间的高质量的信号传输，将远端RF单元安装在距离基站很远处，远端RF单元使用移动终端收发RF(射频)信号。
本发明的另一目的是提供一种用于移动通信的基站系统，该系统可以灵活地扩展无线信道的容量，以及覆盖范围。
依据本发明，通过提供用于移动通信的基站系统来实现上述和其他目的，该系统包括：数字调制解调器单元(数字modem单元)、至少一个或者多个远端RF单元(RRU)集线器(hub)、以及多个远端RF单元，数字调制解调器单元使用双绞线电缆、通过以太网与至少一个或者多个远端RF单元集线器互相连接，远端RF单元集线器使用双绞线电缆、通过以太网与多个远端RF单元连接。数字调制解调器单元接收从与移动交换网络连接的基站控制器(BSC)传输到移动终端的信号。数字调制解调器单元依据用于传输的帧格式，执行接收到的信号的成帧，在这里将预定的远端RF单元帧设置为串行的帧，并且将具有远端RF单元帧的信号传输到远端RF单元集线器。数字调制解调器单元依据用于传输的帧格式，对从远端RF单元集线器接收到的、具有远端RF单元帧的信号执行解帧，然后将解帧的信号传输到基站控制器。远端RF单元集线器从数字调制解调器单元接收具有远端RF单元帧的信号，并且将接收到的信号分配到多个远端RF单元。远端RF单元集线器对从多个远端RF单元接收到的、具有远端RF单元帧的信号进行复用，并且将复用后的信号传输到数字调制解调器单元。远端RF单元依据用于传输的帧格式，对从远端RF单元集线器接收到的、具有远端RF单元帧的信号进行解帧，将具有远端RF单元帧的信号调制为RF信号，并且将调制后的信号传输到移动终端，远端RF单元解调从移动终端接收到的RF信号，依据用于传输的帧格式执行成帧，然后将具有远端RF单元帧的信号传输远端RF单元集线器。
依据本发明用于移动通信的基站系统还包括远端RF单元转发器，通过使用双绞线电缆的以太网，该远端RF单元转发器被互连在远端RF单元集线器和远端RF单元之间，以便扩展两者之间的距离，并且对具有远端RF单元帧的、在远端RF单元集线器和远端RF单元之间传输的信号进行恢复、波形整形、以及放大。如果远端RF单元集线器和远端RF单元之间的距离很短，由于不需要信号分放大，则可以不需要远端RF单元转发器。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细的描述，本发明的更完整的理解、以及伴随的优点将变得相当明显，同时将会更好的理解本发明，其中，相同的参考符号表示相同或者相似的元件：
图1是显示依据本发明用于移动通信的基站系统的配置的方框图；
图2是显示依据本发明的帧格式的实例的视图；
图3是显示依据本发明的数字调制解调器单元的配置的方框图；
图4是显示依据本发明的远端RF单元集线器的配置的方框图；
图5是显示依据本发明的远端RF单元转发器的配置的方框图；
图6是显示依据本发明的远端RF单元的配置的方框图；
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在以下的描述中，由于可能使本发明的主题相当不清楚，将忽略包括于此的已知功能和配置的详细描述。
图1是显示依据本发明用于移动通信的基站系统配置的方框图。将连接到移动交换网络的典型的基站控制器100与数字调制解调器单元102连接，而数字调制解调器单元102使用双绞线电缆通过以太网与多个远端RF单元集线器104连接。多个远端RF单元集线器104的每一个经由使用双绞线电缆的以太网，通过多个远端RF单元转发器106中的对应的远端RF单元转发器106与多个远端RF单元108连接，该远端RF单元108与移动终端110之间收发RF信号。多个远端RF单元集线器104通过远端RF单元转发器106，与多个远端RF单元108的变化组独立地连接。在这里，为了方便，只说明一个远端RF单元集线器104与远端RF单元转发器106(如果需要)以及多个远端RF单元108连接。没有说明其他远端RF单元集线器104与远端RF单元转发器106和远端RF单元108的连接。
如上所述，采用以太网可以传输高质量的信号。此外，与使用光线路或者同轴电缆的转发器系统相比，使用双绞线电缆而不是光线路或者同轴电缆可以使转发器系统的安装更容易并且成本更低。在以太网中，双绞线电缆被广泛地划分为无屏蔽的双绞线电缆(UTP)和屏蔽的双绞线电缆(STP)。可以在使用10Base-T、100Base-T、1000Base-T等标准的以太网中使用UTP。可以在使用10Base-T、100Base-TX、1000Base-CX等标准的以太网中使用STP。
同时，应该以连续流的形式实现基站和移动终端110之间的数据传输。另一方面，在以太网中，实现了数据传输，但数据传输由分组单元来分割，从而导致信号的分割(cut-off)的问题。因此，使用以太网帧传输无线信号存在问题。考虑到这样的问题，本发明采用用于传输独立帧的格式，其中，如图2中的实例所示，将帧设置为串行，而不使用以太网帧。以下，这样的连续的发明的帧将被称为“远端RF单元帧”。
在图2中，显示了用于传输的帧格式，多个远端RF单元(RRU)帧例如图2的(a)中的3125个帧，组成一个超帧。如同远端RF单元帧，超帧连续地链接在一起。如图2的(b)所示，一个远端RF单元帧包括：装载1比特超帧同步(SFS)位的同步字段、装载17比特的帧数据的数据字段、以及装载7比特的循环同步冗余校验值的循环冗余校验(CRC)字段。为了检测数据字段的错误，使用循环冗余校验的生成多项式，即P(x)＝x7+X3+1。
可以依据装载在数据字段的帧数据，将这样的远端RF单元帧划分为流量帧(traffic frame)和控制帧。关于流量帧，如图2的(c)所示，在数据字段上装载具有用于比特排列(bit arrangement)的1比特的初始位、以及16比特的流量数据的流量数据。至于控制帧，如图2的(d)所示，在数据字段上装载具有用于比特排列的1比特的初始位、8比特的控制地址、以及8比特的控制数据的控制数据。
流量帧用于传输在基站控制器100和移动终端110之间传输和接收的流量数据，即语音电话业务或者数据通信业务的数据。举例来说，如果一个远端RF单元集线器104与8个远端RF单元108连接，并且为每个远端RF单元108分配一个流量帧，对应于每个远端RF单元108的流量帧出现在图2所示的连续的远端RF单元帧的每一个第八帧。
控制帧用来传输控制地址和控制数据。控制地址和控制数据用于数字调制解调器102以便控制多个远端RF单元108的操作和功能，并且检查它们的状态。控制地址是用于使多个远端RF单元108相互区分的地址。为每一个远端RF单元108提供了它的特征控制地址。控制数据是：包括用于数字调制解调器单元102的命令以便控制多个远端RF单元108的操作和功能的信息，以及使多个远端RF单元108向数字调制解调器102报告结果的信息。将每一个控制帧插入预定数量的流量帧之间。
如上所述，本发明采用传输独立帧的格式。结果，虽然如图1所示，数字调制解调器单元102、远端RF单元集线器104、远端RF单元转发器106和远端RF单元108通过以太网相互连接，但是没有使用以太网特定的数据格式、或者用于较高级的以太网的特定数据格式。
上述的基站控制器100通常管理在基站和移动终端110之间出现切换通话以及普通通话时所需要的所有有线和无线的资源。此外，基站控制器执行控制通话所需要的多种功能。这样的基站控制器100与数字调制解调器单元102连接。
数字调制解调器单元102接收从基站控制器100传输到移动终端110的信号；依据图2的用于传输的帧格式，执行接收到的信号的成帧；并且将信号传输到远端RF单元集线器104的其中之一。数字调制解调器单元102还依据用于传输的帧格式，对从远端RF单元集线器104的其中之一接收到的、具有远端RF单元帧的信号执行解帧；然后将解帧后的信号传输到基站控制器100。
远端RF单元集线器104从数字调制解调器单元102接收具有远端RF单元帧的信号，并且将接收到的信号分配到与其连接的多个远端RF单元转发器106。通过远端RF单元转发器106，远端RF单元集线器104还对从多个远端RF单元108接收到的、具有远端RF单元帧的信号进行复用，并且将复用后的信号传输到数字调制解调器单元102。
多个远端RF单元108的每一个依据用于传输的帧格式，对具有远端RF单元帧的信号进行解帧，其中所述信号是通过远端RF单元转发器106和远端RF单元集线器104从数字调制解调器单元102接收到的。RF单元108然后将具有远端RF单元帧的信号调制为RF信号。然后，远端RF单元108通过天线，将RF信号传输到移动终端110。
远端RF单元108还解调通过天线、从移动终端接110接收到的RF信号；依据图2的用于传输的帧格式，执行成帧；然后将具有远端RF单元帧的信号通过远端RF单元转发器106传输到远端RF单元集线器104。
多个远端RF单元转发器106用于扩展远端RF单元集线器104和远端RF单元108之间的距离。远端RF单元转发器106对在远端RF单元集线器104和远端RF单元108之间传输的、具有远端RF单元帧的信号进行恢复、波形整形和放大。如果远端RF单元集线器104和远端RF单元108之间的距离较短，由于不需要信号的放大，所以可以不使用远端RF单元转发器106。
对于以上所述的数字调制解调器单元102、远端RF单元集线器104、远端RF单元转发器106、以及远端RF单元108，数据编码方法依据以太网标准变化。以下是作为使用双绞线电缆的以太网的实例的、采用100Base-T的以太网的描述。100Base-T使用4B/5B编码方法用作数据编码，以及使用多级传输3(MLT-3)编码方法用作线路编码。依据这一情况，要传输的基带串行数据包括4位的半字节单元。将每一个4位的半字节转换为具有25Mbps的传输率的5位信号，即具有125Mbps的总速率的5线路的非归零转换(NRZI)信号。将转换后的信号恢复为非归零(NRZ)信号，进行加扰，然后将其转换为多级传输信号。将多级传输信号传送到双绞线电缆。
图3是显示依据本发明的、基于采用具有100Base-T形式的以太网的数字调制解调器单元(DMU)102的配置的方框图。数字调制解调器单元包括：数字调制解调器控制器300、基带调制器/解调器302、数据接收机306、用于数据存储的存储器308、帧格式化单元310、接口转换器312、以太网驱动器314、以及全球定位系统(GPS)单元316。
图3是显示与至少一个远端RF单元集线器104连接的数字调制解调器单元102的实例。如果与数字调制解调器单元102连接的远端RF单元集线器104的数量增加，另外形成与远端RF单元集线器数量同样多的图3所示的配置。
数字调制解调器单元控制器300控制基带调制器/解调器302以便依据信道执行调制和解调。此外，数字调制解调器单元控制器300使用如上所述的图2的控制帧、通过帧格式化单元310来控制多个远端RF单元108的操作和功能。
如已知的现有技术，基带调制/解调其302与包括在基站控制器100中的语音编码器和代码转换器连接，还与数据接收机306连接。基带调制器/解调器302包括对应于各个信道的多个基带调制解调器304。这样的基带调制器/解调器302接收从基站控制器100传输到移动终端110的信号，并且依据对应的各个信道解调信号，从而获得基带的流量数据，然后将该数据输出到数据接收机306。另一方面，基带调制器/解调器302从数据接收机306接收输入的基带流量数据，并且依据对应的各个信道调制接收到的数据，然后将调制的数据传输到基站控制器100。
数据接收机306与基带调制器/解调器302以及用于数据存储的存储器308连接。数据接收机306从基带调制器/解调器302接收输入的流量数据；将该数据临时存储在用于数据存储的存储器308中，并且将数据串行地输出到帧格式化单元310。另一方面，该数据接收机306临时存储从帧格式化单元310传输到基带调制器/解调器302的流量数据，并且将该数据输出到基带调制器/解调器302上。
帧格式化单元310从数据接收机306接收输入的流量数据；依据图2的用于传输的帧格式执行成帧，并且将远端RF单元帧输出到接口转换器312。另一方面，帧格式化单元310依据图2的用于传输的帧格式，执行从接口转换器312接收到的远端RF单元帧的解帧，并且将解帧后的数据输出到数据接收机306。
接口转换器312执行由帧格式化单元310成帧的远端RF单元帧数据的4B/5B编码；执行加扰；并且将该数据输出到以太网驱动器314。另一方面，接口转换器312对通过以太网驱动器314从远端RF单元集线器104接收到的数据进行解扰；执行4B/5B编码，然后将远端RF单元帧输出到帧格式化单元310。
以太网驱动器314执行由接口转换器312转换的数据的线路编码，并且通过双绞线电缆将数据传输到远端RF单元集线器104。另一方面，以太网驱动器314对通过双绞线电缆从远端RF单元集线器104接收到的信号进行线路解码，并且将数据输出到接口转换器312。
如同典型的基站收发信台(BTS)，GPS单元316接收时间和时钟信息，并且同步时钟(未显示)。在实施例中，GPS单元316依据100Base-T标准，产生25MHz的传输时钟信号，并且将传输时钟信号传送到基带调制器/解调器302、帧格式化单元310、接口转换器312、以及以太网驱动器314。因此，数字调制解调器单元102与从GPS单元316产生的传输时钟信号同步地处理和传输数据。
图4是显示依据本发明的、基于采用具有100Base-T形式的以太网的远端RF单元(RRU)集线器104的配置的方框图。远端RF单元集线器104包括：远端RF单元集线器控制器400、第一以太网驱动器402、第一接口转换器404、第一帧格式化单元406、复用单元408、多个远端RF单元连接单元410、以及锁相环(PLL)时钟恢复单元418，其中，远端RF单元连接单元410的每一个与多个远端RF单元108中的对应的远端RF单元108连接。多个远端RF单元连接单元410中的每一个包括第二帧格式化单元412、第二接口转换器414、以及第二以太网驱动器416。
第一以太网驱动器402对通过双绞线从数字调制解调器单元102接收到的信号进行线路解码，并且将该信号输出到第一接口转换器404。另一方面，第一以太网驱动器402对从第一接口转换器404接收到的数据的线路进行编码，并且通过双绞线电缆将数据输出到数字调制解调器单元102。
第一接口转换器404对从第一以太网驱动器402接收到的数据进行解扰；执行4B/5B编码；并且将远端RF单元帧输出到第一帧格式化单元406。另一方面，第一接口转换器404执行从第一帧格式化单元406接收到的远端RF单元帧的4B/5B编码；执行加扰，并且将加扰后的信号输出到第一以太网驱动器402。
第一帧格式化单元406依据图2中的用于传输的帧格式，对从第一接口转换器404接收到的远端RF单元帧进行解帧，并且将解帧后的数据输出到复用单元408。另一方面，第一帧格式化单元406依据图2中的用于传输的帧格式，对从复用单元408接收到的数据进行成帧，并且将远端RF单元帧输出到第一接口转换器404。
复用单元408将从第一帧格式化单元406接收到的数据分配到多个远端RF单元连接单元410。另一方面，复用单元对从多个远端RF单元连接单元410的各个第二帧格式化单元412接收到的数据进行复用，并且将复用的数据输出到第一帧格式化单元406。远端RF单元集线器控制器400控制复用单元408的分配和复用操作。
第二帧格式化单元412依据图2中的帧格式，对复用单元408接收到的数据进行成帧，并且将远端RF单元帧输出到第二接口转换器414。另一方面，第二帧格式化单元412依据图2中用于传输的帧格式，对第二接口转换器414接收到的远端RF单元帧进行解帧，并且输出到复用单元408。
第二接口转换器414对从第二帧格式化单元412接收到的远端RF单元帧进行4B/5B编码，执行加扰，并且输出到第二以太网驱动器416。另一方面，第二接口转换器414对从第二以太网驱动器416接收到的数据进行解扰，执行4B/5B解码，并且将远端RF单元帧输出到帧格式化单元412。
第二以太网驱动器416对从第二接口转换器414接收到的数据进行线路编码，并且通过双绞线电缆，将线路编码后的数据输出到远端RF单元转发器106，该远端RF单元转发器与在多个远端RF单元108中的对应的远端RF单元108连接。另一方面，第二以太网驱动器416对从与在多个远端RF单元108中对应的远端RF单元108连接的远端RF单元转发器106接收到的信号进行线路编码，并且将线路编码后的信号输出到第二接口转换器414。
PLL时钟恢复单元418对第一以太网驱动器402从具有远端RF单元帧的信号中提取的时钟进行波形整形，其中所述信号已经从数字调制解调器单元102单元接收到，并且PLL时钟恢复单元恢复传输时钟。将传输时钟提供给第一和第二接口转换器404和414、第一和第二帧格式化单元406和412、以及第二以太网驱动器416。因此，如同数字调制解调器单元102，远端RF单元集线器104与从数字调制解调器单元102的GPS单元316产生的传输时钟同步地处理和传输数据。
图5是显示依据本发明、基于采用具有100Base-T标准的以太网的远端RF单元转发器106的配置的方框图。远端RF单元转发器106包括：远端RF单元转发器500的控制器、第一以太网驱动器502、流量整形器504、第二以太网驱动器506、以及PLL时钟恢复单元508。
第一以太网驱动器502对通过双绞线电缆从多个远端RF单元集线器104中对应的远端RF单元集线器104接收到的信号进行线路解码，并且将线路解码后的信号输出到流量整形器504。另一方面，第一以太网驱动器502对从流量整形器504接收到的数据进行线路编码，并且通过双绞线电缆将线路编码后的数据输出到多个远端RF单元集线器104中的对应的远端RF单元集线器104。
流量整形器504对从第一以太网驱动器502接收到的数据进行恢复、波形整形和放大，并且将放大后的数据输出到第二以太网驱动器506。另一方面，流量整形器504对从第二以太网驱动器506接收到的数据进行恢复、波形整形和放大，并且将放大的数据输出到第一以太网驱动器502。远端RF单元转发器500的控制器控制流量整形器504的操作。
第二以太网驱动器506对从流量整形器504接收到的数据进行线路编码，并且通过双绞线电缆，将线路编码后的数据传输到多个远端RF单元108中对应的远端RF单元108。另一方面，第二以太网驱动器506对通过双绞线电缆从多个远端RF单元108的对应的远端RF单元108接收到的信号进行线路解码，并且输出到流量整形器504。
PLL时钟恢复单元508对第一以太网驱动器502从具有远端RF单元帧的信号中提取的时钟进行波形整形，其中所述信号已经从多个远端RF单元集线器104中对应的远端RF单元集线器104接收到，并且PLL时钟恢复单元恢复传输时钟。将传输时钟提供给流量整形器504和第二以太网驱动器506。因此，如数字调制解调器单元102，远端RF单元转发器106与从数字调制解调器单元102的GPS单元316产生的传输时钟同步地处理和传输数据。
图6是显示依据本发明、基于采用的具有100Base-T形式的以太网的远端RF单元(RRU)108的配置的方框图。远端RF单元108包括：远端RF单元控制器600、以太网驱动器602、接口转换器604、帧格式化单元606、中频(IF)处理器608、RF处理器610、以及PLL时钟恢复单元612。
以太网驱动器602对通过双绞线电缆从多个远端RF单元转发器106中的对应的远端RF单元转发器106中接收到的信号进行线路解码，并且输出到接口转换器604。另一方面，以太网驱动器602对从接口转换器604接收到的数据进行线路编码，并且通过双绞线电缆，将线路编码后的数据传输到多个远端RF单元转发器106中对应的远端RF单元转发器106。
接口转换器604对从以太网驱动器602接收到的数据进行解扰，执行4B/5B解码，并且将远端RF单元帧输出到帧格式化单元606。另一方面，接口转换器604对从帧格式化单元606接收到的远端RF单元帧的4B/5B进行编码，执行加扰，并且将解扰后的帧输出到以太网驱动器602。
帧格式化单元606依据图2中的用于传输的帧格式，对从接口转换器604接收到的远端RF单元帧进行解帧，并且将基带的流量数据输出到IF处理器608。另一方面，帧格式化单元606依据图2中的帧格式，对从IF处理器608接收到的基带流量数据进行成帧，并且将远端RF单元帧输出到接口转换器604。
依据当在控制帧中的控制地址指定到远端RF单元控制器600自身时出现的控制数据，远端RF单元控制器600解释和实现命令，并且使用由帧格式化单元606解帧的控制帧，并将结果报告给数字调制解调器单元102。
IF处理器608将从帧格式化单元606接收到的基带流量数据转换为IF信号，并且将IF信号输出到RF处理器610。另一方面，IF处理器608将从RF处理器610接收到的IF信号转换为基带流量数据，并且输出到帧格式化单元606。
RF处理器610将IF信号调制为RF信号，并且通过天线，将RF信号输出到移动终端110。另一方面，RF处理器610将通过天线从移动终端110接收到的RF信号转换为IF信号，并且将IF信号输出到IF处理器608。
PLL时钟恢复单元612对从远端RF单元转发器106中对应的远端RF单元转发器106中接收到的、具有远端RF单元帧的信号中提取的时钟进行波形整形，并且PLL时钟恢复单元恢复传输时钟。将传输时钟提供给接口转换器604、帧格式化单元606、IF处理器608、以及RF处理器610。因此，如数字调制解调器单元102，远端RF单元108与从数字调制解调器单元102的GPS单元316产生的传输时钟同步地处理和传输数据。
如上所述，在数字调制解调器单元102中的以太网驱动器314、在远端RF单元集线器104中的第一和第二以太网驱动器402和416、在远端RF单元转发器106中的第一和第二以太网驱动器502和506、以及在远端RF单元108中的以太网驱动器602使用用于100Base-T的MLT-3编码，执行线路编码和线路解码。
在数字调制解调器单元102中的接口转换器312、在远端RF单元集线器106中的第一和第二接口转换器404和414、以及在远端RF单元108中的接口转换器604依据如上所述的用于100Base-T的编码方法，执行4B/5B编码和解码。
加扰和解扰使用周期为4095(＝212-1)的伪随机(PN)码。对于在使用共用100Base-T标准的以太网中的PHY(物理层接口)码片执行：用于线路编码和解码、4B/5B编码和解码、以及加扰和解扰的MLT-3编码方法。另一方面，如上所述，本发明采用了独立的用于传输的帧格式。由于不能在本发明中使用共同的PHY码片，因此另外包括了以太网驱动器314、402、416、502、506和602，以及接口转换器312、404、414和602。此外，可以使共同的PHY码片仅执行以太网驱动器的功能，而无需额外配置以太网驱动器314、402、416、502、506和602。使用字段可编程门阵列(FPGA)实现在数字调制解调器单元102中的帧格式化单元310、在远端RF单元集线器104中的第一和第二帧格式化单元406和412、以及在远端RF单元108中的帧格式化单元606，以便依据图2中的用于传输的帧格式执行成帧和解帧。
以下描述依据本发明的基站系统中的信号传输过程，其中在数字调制解调器单元102中接收要从基站控制器100传输到移动终端110的信号，并且通过远端RF单元集线器104、经由对应的远端RF单元转发器106和远端RF单元108，将该信号传输到移动终端110。
多个基带调制解调器304依据各个信道，解调由基带调制器/解调器302接收到的来自基站控制器100的信号。将解调的基带流量数据采样输出到数据接收机106。数据接收机306接收流量数据采样。将接收到的流量数据临时存储在用于数据存储的存储器308，以便可以无丢失地处理数据，并且将该数据串行地输出到帧格式化单元310。依据图2中的用于传输的帧格式，成帧由帧格式化单元310接收到的来自数据接收机306的数据串，并且将远端RF单元帧输出到接口转换器312。
此时，帧格式化单元310将依据图2中的用于传输的帧格式、在数字调制解调器单元控制器300的控制下产生的控制帧、以及流量帧输出到接口转换器312。将以这样的方式传送到接口转换器312的远端RF单元帧数据进行4B/5B编码和解码。由以太网驱动器314线路编码加扰后的信号，并且通过双绞线电缆，将该信号传输到多个远端RF单元集线器中的对应的远端RF单元集线器。
然后，在远端RF单元集线器104中，第一以太网驱动器402线路编码通过双绞线电缆从数字调制解调器单元102接收到的信号。将线路编码后的信号传送到第一接口转换器404，进行解扰和4B/5B解码，并且将该信号作为解码后的远端RF单元帧输出到第一帧格式化单元406。然后，第一帧格式化单元406依据图2中的用于传输的帧格式，解帧所述解码的远端RF单元帧，并且将解帧后的信号(数据)输出到复用单元408。复用单元408将数据分配给多个远端RF单元连接单元410。
此时，如前述的实例，如果一个远端RF单元集线器104与8个远端RF单元108连接，并且给每一个远端RF单元108分配一个流量帧，则复用单元408按顺序逐一地将远端RF单元帧串中的流量帧，分配给对应于每一个远端RF单元108的远端RF单元连接单元410。
第二帧格式化单元412依据图2中用于传输的帧格式，再一次成帧分配的数据。将远端RF单元帧输出到第二接口转换器414，并且将输出的数据进行4B/5B编码和加扰，第二以太网驱动器416线路编码加扰的信号，并且通过双绞线电缆，将该信号传输到与多个远端RF单元108中的对应的远端RF单元连接的远端RF单元转发器。
在远端RF单元转发器106中，第一以太网驱动器502对通过双绞线电缆、从多个远端RF单元集线器104中对应的远端RF单元集线器104中接收到的信号进行线路解码。并且将线路解码后的数据输出到流量整形器504。由流量整形器504恢复、波形整形和放大在传输过程中任何失真的数据。第二以太网驱动器506线路编码放大的数据，并且通过双绞线电缆，将该数据传输到多个远端RF单元108中对应的远端RF单元108。此时，为了恢复、波形整形和放大该数据，流量整形器504解帧所述远端RF单元帧，而之后不成帧数据。结果，只执行数据的恢复、波形整形和放大，从而最小化由中继导致的时延。
在通过双绞线电缆与远端RF单元转发器106连接的远端RF单元108中，以太网驱动器602线路解码从远端RF单元转发器106传输的信号，并且将线路解码后的信号输出到接口转换器604。由接口转换器604解扰该线路解码后的信号，进行4B/5B解码，并且将远端RF单元帧输出到帧格式化单元606。帧格式化单元606依据图2中的用于传输的帧格式解帧从接口转换器604接收到的远端RF单元帧，并且将基带流量数据输出到IF处理器608。将传送到IF处理器608的基带流量数据转换为IF信号。将IF信号提供给RF处理器610，处理器610将IF信号转换为RF信号，并且通过天线将RF信号传输到移动终端110。
以下描述信号传输的相对于上述过程的相反过程。在该过程中，在基站控制器100接收到该信号以前，通过多个远端RF单元108中对应的远端RF单元108、远端RF单元转发器106、远端RF单元集线器104和数字调制解调器单元102，将该信号从移动终端110传输到基站控制器100。
在RF处理器610将从移动终端110传输到远端RF单元108的RF信号转换为IF信号，然后，IF处理器608将IF信号转换为基带流量数据。将基带流量数据输出到帧格式化单元606，并且依据图2中的用于传输的帧格式，将该数据成帧为远端RF单元帧。由接口转换器604对远端RF单元帧进行4B/5B编码，以及加扰。以太网驱动器602线路编码加扰后的信号，并且通过双绞线电缆，将该信号传输到多个RF单元转发器106中对应的远端RF单元转发器106。
在远端RF单元转发器106的第二以太网驱动器506中，线路解码通过双绞线电缆从远端RF单元108接收到的信号，并且将该数据输出到流量整形器504。恢复、波形整形和放大输出到流量整形器504的数据。第一以太网驱动器502线路编码放大的数据，并且通过双绞线电缆，将该数据传输到多个远端RF单元集线器104中的对应的的远端RF单元集线器104。此时，流量整形器504只执行数据的恢复、波形整形和放大，从而最小化由中继导致的时延。
远端RF单元连接单元410的第二以太网驱动器416线路编码如上所述的、从远端RF单元转发器106传输到远端RF单元集线器104的信号。由第二接口转换器414解扰线路解码后的信号，以及进行4B/5B解码。依据用于传输的帧格式，在第二帧格式化单元412中对解码后的信号解帧，并且将该信号传送到复用单元408。复用单元408对从多个远端RF单元连接单元410中的各个第二帧格式化单元412输入的数据进行复用，并且将复用后的数据输出到第一帧格式化单元406。此时，如前所述，如果一个远端RF单元集线器104与8个远端RF单元108连接，并且给每一个远端RF单元108分配一个流量帧，则复用单元408执行对应于各个远端RF单元108的远端RF单元连接单元410的数据的复用，以便使这些远端RF单元分别对应于一个流量帧。然后，第一帧格式单元406依据图2中用于传输的帧格式，执行从复用单元408接收到的数据的成帧，并且将远端RF单元帧输出到第一接口转换器404。对传送到第一接口转换器404的远端RF单元帧进行4B/5B编码和加扰。第一以太网驱动器402线路编码加扰的信号，并且通过双绞线电缆，将该信号传输到数字调制解调器单元102。
传输到数字调制解调器单元102的信号由以太网驱动器314线路编码，以及由接口转换器312解扰和进行4B/5B解码。帧格式化单元310依据图2中的用于传输的帧格式，对解码后的信号解帧，并且将该信号输出到数据接收机306。此时，帧格式化单元310从控制帧中提取控制地址和控制数据，并且将它们提供给数字调制解调器单元控制器300。在基带调制器/解调器302中的多个基带调制解调器304依据各个信道来调制输出到数据接收机306的流量数据。将调制后的信号输出到基站控制器100。
在依据本发明的基站系统中，通过以太网相互连接数字调制解调器单元102、远端RF单元集线器104、以及远端RF单元108，基站系统采用被指定为一连串的帧的用于传输的独立帧格式，而不采用在以太网或者较高级别的以太网中指定的数据格式。因此，本发明的基站系统可以通过以太网，在数字调制解调器单元102和远端RF单元108之间传输高质量的信号。
与使用光线路或者同轴电缆的包括传统转发器系统的基站系统不同，本发明的基站系统采用使用双绞线电缆的以太网，则可以便宜并且很容易地安装许多更远端的RF单元，从而能够灵活地扩展覆盖。即，如果需要扩展区段或者FA(频率分配)，可以使用双绞线电缆，将与所需要的一样多的远端RF单元和与成组的远端RF单元连接的远端RF单元集线器，连接到数字调制解调器单元。
此外，如果需要扩展无线信道的容量，则可以扩展包括数字调制解调器单元102、远端RF单元集线器104、以及远端RF单元108的基站系统的配置，以便与基站控制器100连接。而且，可以将用于高数据传输率所需要的时钟，以较高的质量状态传输到远端RF单元集线器104、远端RF单元转发器106、以及远端RF单元108，从而以有效的方式实现高数据率的传输。
从上述的描述显而易见，依据本发明，采用使用了双绞线电缆的以太网的基站具有下面的优点：通过可以便宜且容易地安装的线路，可以在基站和远端RF单元(RRU)之间传输高质量的信号，其中，将远端RF单元安装在距离基站很远的地方，远端RF单元与移动终端收发RF信号。
虽然出于说明的目的，已经揭示了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员将意识到在不脱离所附权利要求提出的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。特别地，虽然本发明的实施例包括采用100Base-T标准的以太网，但是可以采用使用了1000Base-T吉比特的以太网以及10Base-T的以太网。如果以太网标准不同于本发明的情况，则数据编码方法改变。因此，可以改变数字调制解调器单元102、远端RF单元集线器104、远端RF单元108和远端RF单元转发器中的各个接口转换器和以太网驱动器、以及远端RF单元转发器106中的以太网驱动器。因此，不应该由实施例、而应该由权利要求及其等价物来确定本发明的范围。

Claims (22)

1.  一种用于移动终端和基站控制器之间的移动通信的基站系统，其中基站控制器与移动交换网络连接，所述的基站系统包括：
数字调制解调器单元，它接收要从所述的基站控制器传输到所述的移动终端的信号，依据与以太网的特定数据格式不同的、用于传输的帧格式，成帧接收到的信号，所述的帧格式为预定的远端RF(射频)单元帧，所述的数字调制解调器单元通过使用双绞线电缆的以太网，串行地传输多个所述的远端RF单元帧；
至少一个远端RF单元集线器，它接收由所述的数字调制解调器单元传输的所述的远端RF单元帧，并且通过使用双绞线电缆的以太网，将接收到的远端RF单元帧分配到多个远端RF单元；以及
所述的多个远端RF单元，它通过对从远端RF单元集线器接收到的远端RF单元帧进行解帧，产生解帧后的信号，将解帧后的信号调制为RF信号，并且将RF信号传输到移动终端。
2.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于还包括：
所述的多个远端RF单元，它接收由所述的移动终端传输的RF信号，每一个所述的远端RF单元将接收到的RF信号转换为中频IF信号，以及依据用于传输的帧格式，成帧所述的TF信号以便形成对应的远端RF单元帧，并且通过使用双绞线电缆的以太网，将对应的远端RF单元帧传输到所述的至少一个远端RF单元集线器；
所述的远端RF单元集线器，它复用由所述的远端RF单元传输的所述的对应的远端RF单元帧的每一个，并且通过使用双绞线电缆的以太网，将多个所述串行的远端RF单元帧传输到所述的数字调制解调器单元；以及
所述的数字调制解调器单元，它通过对从远端RF单元集线器接收到的远端RF单元帧进行解帧产生解帧后的信号，并且将解帧后的信号传输到基站控制器。
3.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于还包括：
至少一个远端RF单元转发器，它通过使用双绞线电缆的以太网，连接在所述的至少一个远端RF单元集线器和所述的多个远端RF单元的其中之一之间，所述的远端RF单元转发器对在至少一个远端RF单元集线器和所述的多个远端RF单元其中之一之间传输的远端RF单元帧进行恢复、波形整形以及放大。
4.根据权利要求2所述的基站系统，其特征在于还包括：
至少一个远端RF单元转发器，它通过使用双绞线电缆，连接在所述的至少一个远端RF单元集线器和所述的多个远端RF单元的其中之一之间，所述的远端RF单元转发器对在至少一个远端RF单元集线器和所述的多个远端RF单元其中之一之间传输的远端RF单元帧进行恢复、波形整形以及放大。
5.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于所述的数字调制解调器单元包括：
基带调制器/解调器，它接收要从所述的基站控制器传输到所述的移动终端的信号，并且产生解调后的基带流量数据：
数据接收机，它接收所述的基带流量数据，临时将所述的基带流量数据存储在存储器中，以防丢失，并输出所述串行的基带流量数据；
帧格式化单元，它接收由所述的数据接收机输出的所述的基带流量数据，并且依据用于传输的所述的帧格式，产生串行的所述的多个远端RF单元帧；
接口转换器，它依据4B/5B编码，编码所述的远端RF单元帧，并且输出4B/5B编码后的远端RF单元帧；以及
以太网驱动器，它对所述的4B/5B编码后的远端RF单元帧进行线路编码，以便通过使用双绞线电缆的以太网，传输到所述的至少一个远端RF单元集线器。
6.根据权利要求2所述的基站系统，其特征在于所述的数字调制解调器单元还包括：
以太网驱动器，它对从远端RF单元集线器接收到的远端RF单元帧进行线路解码，并且输出线路解码后的信号；
接口转换器，它依据4B/5B编码，对所述的线路解码后的信号进行解码，并且输出4B/5B解码后的远端RF单元帧；
帧格式化单元，它依据用于传输的所述的帧格式，对所述的4B/5B解码后的远端RF单元帧进行解帧，并且输出基带流量数据；
数据接收机，它接收所述的基带流量数据，临时将所述的基带流量数据存储在存储器中以便防止丢失，并且输出所述的基带流量数据；以及
基带调制器/解调器，它接收所述的基带流量数据，并且产生要被传输到所述的基站控制器的、调制后的基带流量数据。
7.根据权利要求5所述的基站系统，其特征在于所述的数字调制解调器单元还包括全球定位系统，它接收时间和时钟信息，以同步地产生传输时钟信号，所述的数字调制解调器单元响应所述的传输时钟信号，同步地处理并传输数据。
8.根据权利要求7所述的基站系统，其特征在于依据100Base-T标准，所述的传输时钟信号具有25MHz的频率。
9.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于所述的至少一个远端RF单元集线器包括：
第一以太网驱动器，它对通过双绞线电缆、从数字调制解调器单元接收到的包括所述的多个远端RF单元帧的信号进行线路解码，并且输出线路解码后的信号；
第一接口转换器，它对线路解码后的信号进行4B/5B解码，并且输出远端RF单元帧；
第一帧格式化单元，它依据用于传输的帧格式，对从第一接口转换器输出的远端RF单元帧进行解帧，并且输出解帧后的数据；
复用单元，它将解帧后的数据分配到多个远端RF单元连接单元；
多个远端RF单元连接单元，每一个远端RF单元连接单元与所述的远端RF单元的对应的多个连接，每一个远端RF单元连接单元依据用于传输的帧格式，成帧从复用单元接收到的解帧后的数据，以便输出远端RF单元帧，4B/5B编码输出的远端RF单元帧，并且线路编码所述的4B/5B编码后的远端RF单元帧，以便通过使用所述的双绞线电缆的以太网，将远端RF单元帧传输到所述的远端RF单元的所述的对应的多个；以及
远端RF单元集线器控制器，它控制由复用单元执行的分配。
10.根据权利要求9所述的基站系统，其特征在于所述的远端RF单元连接单元中的每一个包括：
第二帧格式化单元，它依据用于传输的帧格式，成帧从复用单元接收到的解帧后的数据；
第二接口转换器，它对从第二帧格式化单元接收到的输出远端RF单元帧进行4B/5B编码；以及
第二以太网驱动器，它对所述的4B/5B编码后的远端RF单元帧进行线路编码，以便通过使用所述的双绞线电缆的以太网，将该远端RF单元帧传输到所述的远端RF单元中的所述的对应的一个。
11.根据权利要求2所述的基站系统，其特征在于所述的至少一个远端RF单元集线器包括：
多个远端RF单元连接单元，它们与对应的多个所述的远端RF单元连接，所述的远端RF单元连接单元中的每一个包括：
第二以太网驱动器，它对从远端RF单元接收到的远端RF单元帧进行线路解码，并且输出线路解码后的信号；
第二接口转换器；它依据4B/5B编码，解码所述的线路解码信号，并且输出4B/5B解码后的远端RF单元帧；以及
第二帧格式化单元，它依据用于传输的所述的帧格式，解帧所述的4B/5B解码后的远端RF单元帧，并且输出流量数据；
复用单元，它通过在远端RF单元集线器控制器的控制下，复用从第二帧格式化单元输出的流量数据，并输出复用后的数据；
第一帧格式化单元，它依据用于传输的所述的帧格式，从复用的数据中产生串行的多个远端RF单元帧；
第一接口转换器，它依据4B/5B编码，编码所述的远端RF单元帧，并且输出4B/5B编码后的远端RF单元帧；以及
第一以太网驱动器，它对所述的4B/5B编码后远端RF单元帧进行线路编码，以便通过使用双绞线电缆的所述的以太网，传输到所述的数字调制解调器单元。
12.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于所述的远端RF单元中的每一个包括：
以太网驱动器，它对通过双绞线电缆、从远端RF单元集线器接收到的所述多个所述远端RF单元帧进行线路编码，并且输出线路编码后的信号；
接口转换器，它对线路解码后的信号进行4B/5B解码，并且输出至远端RF单元帧；
帧格式化单元，它依据用于传输的帧格式，对从第一接口转换器输出的远端RF单元帧进行解帧，并且输出基带的流量数据；
IF(中频)处理器，它将从帧格式化单元接收到的基带的流量数据转换为IF信号；以及
RF处理器，它将IF信号调制为RF信号，并且通过天线，将RF信号传输到移动终端。
13.根据权利要求2所述的基站系统，其特征在于所述的远端RF单元的每一个包括：
RF处理器，它接收由所述移动终端传输的RF信号，并且将接收到的RF信号转换为中频(IF)信号；
IF处理器，它将从RF处理器接收到的IF信号转换为基带的流量数据；
帧格式化单元，它依据用于传输的所述的帧格式，将基带的流量数据转换为远端RF单元帧；
接口转换器，它依据4B/5B编码，编码所述的远端RF单元帧，并且输出4B/5B编码后的远端RF单元帧；以及
以太网驱动器，它对所述的4B/5B编码后的远端RF单元帧进行线路编码，以便通过使用双绞线电缆的以太网传输。
14.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于将远端RF单元帧划分为：
用于传输流量数据的流量帧，由移动终端来传输和接收该帧；以及
用于传输控制地址和控制数据的控制帧，控制地址使多个远端RF单元相互区分，控制数据包括命令，以便控制多个远端RF单元的操作和功能。
15.根据权利要求9所述的基站系统，其特征在于所述的数字调制解调器单元还包括全球定位系统，它接收时间和时钟信息，以同步地产生传输时钟信号，所述的数字调制解调器单元响应所述的传输时钟信号，同步地处理和传输数据；以及
所述的至少一个远端RF单元集线器还包括锁相环时钟恢复单元，该单元响应由所述的第一以太网驱动器从数字调制解调器单元接收到的所述远端RF单元帧中、提取的时钟信号，产生恢复的传输时钟信号，将所述的恢复的传输时钟信号应用于所述的第一接口转换器、所述的第一帧格式化单元、以及所述的远端RF单元连接单元。
16.根据权利要求15所述的基站系统，其特征在于依据100Base-T标准，所述的恢复的传输时钟信号具有25MHz的频率。
17.根据权利要求12所述的基站系统，其特征在于所述的数字调制解调器单元还包括全球定位系统，它接收时间和时钟信息，以同步地产生传输时钟信号，所述的数字调制解调器单元响应所述的传输时钟信号，同步地处理和传输数据；以及
所述的远端RF单元的每一个还包括锁相环时钟恢复单元，该单元响应由所述的以太网驱动器从远端RF单元集线器接收到的所述远端RF单元帧中提取的时钟信号，产生恢复的传输时钟信号，将所述的恢复的传输时钟信号应用于所述的接口转换器、所述的帧格式化单元、以及IF处理器和所述的RF处理器。
18.根据权利要求17所述的基站系统，其特征在于其特征在于依据100Base-T标准，所述的恢复的传输时钟信号具有25MHz的频率。
19.根据权利要求1所述的基站系统，其特征在于还包括至少一个远端RF单元转发器，它通过使用双绞线电缆的以太网，连接在所述的至少一个远端RF单元集线器和所述的多个远端RF单元的其中之一，所述的远端RF单元转发器包括：
第一以太网驱动器，它对通过双绞线电缆、从远端RF单元集线器接收到的、包括所述的多个所述远端RF单元帧的信号进行线路解码，并且输出线路解码后的信号；
流量整形器，它对第一以太网驱动器输出的线路解码后的信号进行恢复、波形整形和放大，并且输出放大的数据；以及
第二以太网驱动器，它线路编码放大的数据。
20.根据权利要求19所述的基站系统，其特征在于所述的数字调制解调器单元还包括全球定位系统，它接收时间和时钟信息，以同步地产生传输时钟信号，所述的数字调制解调器单元响应所述的传输时钟信号，同步地处理和传输数据；以及
所述远端RF单元转发器还包括锁相环时钟恢复单元，它响应由所述的第一以太网驱动器从远端RF单元集线器接收到的所述的远端RF帧中、提取的时钟信号，产生恢复的传输时钟信号，将所述的恢复的时钟信号应用于所述的流量整形器和所述的第二以太网驱动器。
21.根据权利要求20所述的基站系统，其特征在于依据100Base-T标准，所述的传输时钟信号和所述的恢复的传输时钟信号具有25MHz的频率。
22.根据权利要求2所述的基站系统，其特征在于还包括至少一个远端RF单元转发器，它通过使用双绞线电缆的以太网，连接在所述的至少一个远端RF单元集线器和所述的多个远端RF单元的其中之一之间，所述的远端RF单元转发器包括：
第二以太网驱动器，它对通过双绞线电缆从远端RF单元接收到的、包括所述多个所述远端RF单元帧的信号进行线路编码，并且输出线路编码后的信号；
流量整形器，它对由第二以太网驱动器输出的线路编码后的信号进行恢复、波形整形和放大，并且输出放大的数据；以及
第一以太网驱动器，它线路编码放大的数据。
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