CN1622659A

CN1622659A - 无线分布基站

Info

Publication number: CN1622659A
Application number: CNA2004100950693A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·约翰·坎培斯; 贝扎得·达瓦奇·莫塔亥德
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2005-06-01
Also published as: JP2005160092A; EP1534027A3; EP1534027A2; US20050113024A1; KR20050050036A

Abstract

收发信机基站包括至少一个基带单元和至少一个射频单元。收发信机基站还包括用于耦合基带单元与射频单元的无线链路。在一个例子中，基带单元与射频单元可被间隔开约500米的距离。为了支持无线链路，基带单元可包括多头空中接口天线(例如，每个扇区一个或多个天线头)。多头空中接口天线可被调谐成支持至少100Mbps的数据速率以及可包括宽带和/或窄带特性。而且，射频单元可包括用于支持无线链路的RF天线。RF天线可被调谐成支持至少100Mbps的数据速率以及还可包括宽带和/或窄带特性。

Description

无线分布基站

技术领域

本发明总体上涉及通信，更具体地，涉及无线通信系统。

背景技术

无线通信系统提供无线业务给位于地理区域内的多个无线或移动单元。由无线通信系统支持的地理区域被划分成通常称为“小区”的空间不同的区域。每个小区理想地在蜂窝图案中由六边形代表。然而，实际上，每个小区可以具有不规则的形状，这取决于各种因素，包括小区周围的地形的拓扑结构，而且，每个小区还被分成两个或多个扇区。每个小区通常被划分成三个扇区，例如每个具有120度的范围。

传统的蜂窝系统包括多个地理分布的小区站点或收发信机基站，用来支持发送到或接收来自无线或移动单元的通信信号。每个小区站点处理在小区内以及小区外的通信。而且，蜂窝系统的总的覆盖区域可以由对于所有的小区站点的小区的联合定义，其中相邻的小区站点的覆盖区域相重叠，以便在可能的场合下确保在系统的覆盖区域的外部边界内的邻接的通信覆盖。

当工作时，无线单元在前向链路(例如，下行链路)上接收来自至少一个基站的信号，以及在反向链路(例如，上行链路)上发送信号到至少一个基站。已经开发了用于规定蜂窝通信系统中的链路或信道的几个方法，例如包括时分多址(“TDMA”)、码分多址(“CDMA”)、和正交频分多址(“OFDMA”)。

每个收发信机基站典型地包括一个或多个无线电塔和一个或多个天线，用于与该小区中的每个无线单元通信。而且，每个收发信机基站包括传输设备，用于与移动交换中心(“MSC”)通信。移动交换中心尤其是负责建立和保持在无线单元之间的、在无线单元通过公共交换电话网(“PSTN”)与有线单元之间的、以及在无线单元与分组数据网(“PDN”)，诸如互联网之间的呼叫。基站控制器(“BSC”)管理用于一个或多个收发信机基站的无线电资源，以及把这个信息中继到MSC。

为此，在每个收发信机基站内的传输设备包括至少一个射频单元(“RFU”)。除了功率放大器和滤波器以外，每个RFU包括至少一个无线电，用于通过空中接口与移动电话通信。而且，传输设备还包括至少一个基带单元(“BBU”)。每个BBU可包括一个或多个处理器，用于处理在RFU与移动交换中心之间的通信；以及信道卡。

现在，在收发信机基站中的每个BBU经由专用硬线，诸如光纤或同轴电缆，被耦合到移动交换中心。虽然RFU被放置在多个位置，以形成小区，但BBU与它们服务于的RFU分隔开，因此形成分布系统。例如，几个基带子系统可以位于中心区域，每个基带子系统使用专用链路经由点对点光纤或同轴电缆到它的各个RFU。在BBU与RFU之间的这个硬连接的完成是劳动强度大和昂贵的，需要专门的业务工人铺设在BBU与RFU之间的光纤或同轴电缆。收发信机基站的位置(例如，山区)的拓扑也可适用于把BBU和RFU间隔开甚至很大的距离，以提高性能。在BBU和RFU之间的这种间隔给收发信机基站加上很大的花费。在BBU和RFU之间的房地产，例如，可能需要对于铺设光纤或同轴电缆的权利的租约或契约。

因此，对于灵活的收发信机基站存在有要求，它减小铺设在BBU与RFU之间的光纤或同轴电缆的花费。而且，对于灵活的收发信机基站存在有要求，它阻止需要租用或铺设光纤光缆把BBU和RFU耦合在一起。

发明内容

本发明为收发信机基站提供增强的灵活性。收发信机基站可以提供越来越降低成本的方法，例如，通过减小和/或消除铺设在部件，诸如BBU与RFU之间的外部和/或内部光纤或同轴电缆的需要。而且，本发明还可提供更简单的结构，例如，通过减小和/或消除，例如对于铺设在部件之间，诸如BBU与RFU之间的外部和/或内部光纤或同轴电缆的租约、契约或合法权利的需要。

在一个实施例中，本发明收发信机基站包括至少一个基带单元和至少一个射频单元。收发信机基站还包括用于耦合基带单元与射频单元的无线链路。在一个例子中，基带单元与射频单元可被间隔开约500米的距离。为了支持无线链路，基带单元可包括多头空中接口天线(例如，每个扇区一个或多个天线头)。多头空中接口天线可被调谐成支持至少100Mbps的数据速率，以及可包括宽带和/或窄带特性。而且，射频单元可包括用于支持无线链路的RF天线。RF天线可被调谐成支持至少100Mbps的数据速率，以及还可包括宽带和/或窄带特性。

在本发明的另一个实施例中，收发信机基站可包括基带单元和射频单元。基带单元可包括至少两个基带单元印刷电路板和基带单元无线链路，用于使得基带单元印刷电路板互相耦合。基带单元无线链路可包括至少10英尺的范围，以及可支持至少100Mbps的数据速率。类似地，射频单元可包括至少两个射频单元印刷电路板和射频单元无线链路，用于使得射频单元印刷电路板互相耦合。射频单元无线链路可包括至少10英尺的范围，以及可运行在至少100Mbps的频率范围。

附图说明

通过参照附图阅读以下的非限制性实施例的说明，将更好地理解本发明，其中下面：

图1显示本发明的实施例；

图2显示本发明的另一个实施例；以及

图3显示本发明的另一个实施例。

应当强调，本申请的附图不是按比例的，以及仅仅是示意图，因此不打算描绘本发明的具体的尺寸，它可以由本领域技术人员通过这里公开内容的描述来确定。

具体实施方式

参照图1，图上显示本发明的实施例。更具体地，无线收发信机10被显示为具有分布的结构。无线收发信机10可以由收发信机基站来实现。

无线收发信机10包括至少一个无线电塔20。而且，无线收发信机10包括一个或多个天线，用于与小区中的每个无线单元通信。每个无线收发信机10包括传输设备，与移动交换中心(未示出)通信。

为了防止对于铺设在基站的子部件之间的光纤光缆的合法权利的需要，例如，无线收发信机10可以按照分布结构进行设计。这个分布可考虑收发信机10的位置的拓扑和/或地貌。而且，藉助于收发信机10的分布结构，小区覆盖也可增强。

为了分布无线收发信机10，形成传输设备的部件可以按功能被分隔开。传输设备例如包括一个或多个射频单元(“RFU”)40，通过电缆35与塔20相耦合。每个RFU包括功率放大器44和滤波器48。

而且，每个RFU 40包括一个或多个无线电50。无线电50执行各种功能，包括用于通过空中接口与移动电话通信。为此，每个无线电50包括中频(“IF”)部分52、同相与正交(“I&Q”)部分54、射频(“RF”)部分56和数字部分58。

无线收发信机10的传输设备还包括至少一个基带单元(“BBU”)60。每个BBU60包括一个或多个处理器65，用于处理在RFU与移动交换中心之间的通信。当前，在RFU 40与移动交换中心之间的通过BBU 60的连接藉助于电缆实现。按照本发明，一般地，传输设备的部件，和更具体地，RFU 40的部件可以被分布。通过这种分布，无线收发信机10包括无线链路70，用于无线耦合BBU 60与RFU 40。无线链路70使得BBU 60能够与RFU 40互相间隔开500米或更小，以便利用收发信机10的位置的地形、拓扑和/或地貌。

在本发明的一个实施例中，BBU 60可以通过无线链路70与RFU40的一个或多个无线电50相耦合。更具体地，BBU 60可以与无线电50的一个或多个子部件相耦合—例如，BBU 60可以与IF部分52、I&Q部分54、RF部分56和/或数字部分58相耦合。为了简化结构，放大器44和48可以多半与无线电50的任何的一个或多个子部件放在一起。

为了分布无线收发信机10，无线链路70可能必须使得附加的硬件和/或软件保证在BBU 60与RFU 40的无线电50之间发生适当的和可靠的无线通信。为了支持这个目的，无线电50包括发射机-接收机74，而BBU 60也包括发射机-接收机78。每个发射机-接收机74和78包括直视线收发信机(例如，工作在约4GHz的频率)和/或广播收发信机(例如工作在至少100MHz的频率)。每个发射机-接收机74和78与附加天线(未示出)相耦合，或利用现有的用于无线收发信机10的通用的天线结构，由此使得无线信号能够在BBU 60与RFU 40的无线电50之间的流动。由BBU 60和无线电50发送和接收的无线信号可以在已知的非分布的结构中进行通信的信号方面是相同的。然而，不同点可包括保密性、冗余性、和纠错，因为依赖于通过空中的发送与接收。

为了保证BBU 60与无线电50之间的可靠的无线通信，每个发射机-接收机74和78也可包括各种附加部件。例如，每个发射机-接收机74和78也可包括解复用器，用于解复用进入的接收的信号；鉴权器，用于鉴权进入的接收的信号；和解密器，用于解密接收的信号。同样地，每个发射机-接收机74和78也可包括复用器，用于复用要被发送的信号；去鉴权器，用于去鉴权要被发送的信号；和加密器，用于加密要被发送的信号。

为推动分布结构，无线收发信机10的RFU 40和BBU 60，每个还可包括附加天线单元。每个无线电50可包括用于支持无线链路70的RF天线80。在一个例子中，RF天线80与每个发射机-接收机74结合，支持至少100Mbps的通过无线链路的数据速率。

而且，每个BBU 60可包括至少一个用于支持无线链路70的多头空中接口天线90。在一个实施例中，多头空中接口天线可以对于小区的每个扇区分配至少一个天线头。而且，多头空中接口天线90与BBU 60的每个发射机-接收机78相结合，在一个例子中，可以支持约100Mbps的通过无线链路的数据速率。

参照图2，显示本发明的另一个实施例。更具体地，无线收发信机基站100被显示为具有分布结构。收发信机基站100为了避免对于铺设光纤光缆的合法权利的需要，采用分布结构，非常像图1的无线收发信机10。如上所述，这个分布考虑收发信机基站100的位置的拓扑和/或地貌。而且，通过用于收发信机100的分布结构，也可以增强小区覆盖。

为了分布收发信机基站100，构成传输设备的部件可以按功能分隔开的。传输设备例如包括第一和第二射频子单元140和145，形成RFU。为了说明起见，第一RFU 140通过电缆135与塔120相耦合以及包括功率放大器144和滤波器148。

收发信机基站100具有分布的无线电结构。更具体地，收发信机基站100包括包括第一和第二射频子单元140和145。在每个射频子单元内，引入无线电结构的部分。因此，射频子单元140包括第一无线电部分150，具有IF部分152和I&Q部分154，而RFU包括第二无线电部分151，它包括RF部分156和数字部分158。第一和第二射频子单元140和145通过发射机-接收机174和176以及天线180和185，互相无线地耦合。通过这个安排，第一和第二射频子单元140和145，从而无线电150和151，可以互相间隔开，以利用收发信机基站100所位于的位置的地形和拓扑。

参照图3，显示本发明的另一个实施例。更具体地，无线收发信机基站200被显示为具有分布结构。收发信机基站100为了避免对于铺设光纤光缆的合法权利的需要，采用分布结构，非常像图1的无线收发信机10和图2的收发信机基站100。

为了分布收发信机基站200，构成传输设备的部件可以按功能分隔开的。传输设备例如包括射频单元(“RFU”)240，通过无线链路270与基带单元(“BBU”)260无线地耦合。为了支持无线链路270，RFU 240包括发射机-接收机274和天线280，而BBU包括发射机-接收机278和天线290。

除了引入外部分布结构以外，收发信机基站200还采用内部分布设计。更具体地，RFU 240除了功率放大器244和滤波器248以外，还包括多个子部件，它们互相无线地耦合。不用昂贵的、相对较笨重的和相当大的底板用于与印刷电路板机械连接在一起，在RFU 240中形成无线电的元件可以依靠无线链路在物理上互相间隔开。因此，形成RFU 240的IF部分252、I&Q部分254、RF部分256和数字部分258可以经由RFU内部无线链路，而不用硬连线电缆，互相以及与发射机-接收机274通信。在这样做以后，RFU 240的物理布局和设计可以具有更大的灵活性，以及可以利用收发信机基站200的位置的地形、拓扑和/或地貌。通过这种设计，RFU 240的结构可以支持扩展，包括新的和/或附加部件，这些部件可以通过RFU内部无线链路耦合到现有的部件。

同样地，形成BBU 260的元件藉助于用于互相耦合的无线链路，可以在物理上分隔开。因此，用于处理在RFU与移动交换中心之间的通信的处理器265，可以经由BBU内部无线链路，而不用硬连线电缆，与发射机-接收机278相耦合。通过这种设计，BBU 260的物理布局和设计可以具有更大的灵活性，以及可以利用收发信机基站200的位置的地形、拓扑和/或地貌。应当指出，通过这种设计，BBU 260的结构可以支持扩展，包括新的和/或附加部件，这些部件可以通过BBU内部无线链路耦合到现有的部件。

虽然本发明是参照说明性实施例描述的，但本说明并不意味着看作为限制的意义。可以看到，虽然本发明已被描述，但本领域普通技术人员在参考本说明后在不背离如这里所附权利要求阐述的本发明的精神的条件下很容易作出对说明性实施例的各种修正以及本发明的附加实施例。因此，方法、系统及其部分、和所描述的方法和系统的部分可以在不同的位置处被实施，诸如无线单元、基站、基站控制器和/或移动交换中心。而且，对于实施和使用描述的系统所需要的处理电路可以以专用集成电路、软件驱动的处理电路、固件、可编程逻辑器件、硬件、分立元件或以上的部件的安排来实施，正如从本公开内容获利的本领域技术人员将会看到的。本领域技术人员将容易看到，对于本发明可以作出这些和各种其他修正、安排和方法，而不用严格遵循这里显示和描述的示例性应用以及不背离本发明的精神和范围。所以，所附权利要求打算将覆盖落在本发明的真实范围的任何这样的修正或实施例。

Claims

1.一种无线收发信机，包括：

至少一个基带单元；

至少一个射频单元，具有至少一个无线电；以及

无线链路，用于无线地耦合至少一个基带单元与至少一个无线电。

2.权利要求1的无线收发信机，其中基带单元和射频单元的至少一个包括用于支持无线链路的发射机-接收机。

3.权利要求2的无线收发信机，其中发射机-接收机包括直视线收发信机和广播收发信机中的至少一个。

4.权利要求2的无线收发信机，其中无线电包括以下部件的至少一项：

解复用器，用于解复用接收的信号；和复用器，用于复用要被发送的信号；

鉴权器，用于鉴权接收的信号，和去鉴权器，用于去鉴权要被发送的信号；以及

解密器，用于解密接收的信号；和加密器，用于加密要被发送的信号。

5.权利要求2的无线收发信机，其中至少一个基带单元包括用于支持无线链路的多头空中接口天线。

6.权利要求5的无线收发信机，其中多头空中接口天线包括每个扇区至少一个天线头，用于支持至少100Mbps的数据速率。

7.权利要求5的无线收发信机，其中至少一个无线电包括用于支持无线链路的RF天线，该RF天线用于支持至少100Mbps的数据速率。

8.权利要求2的无线收发信机，其中至少一个基带单元包括：

至少两个基带单元印刷电路板；以及

基带单元无线链路，用于把该至少两个基带单元印刷电路板彼此耦合起来。

9.权利要求2的无线收发信机，其中至少一个射频单元包括：

至少两个射频单元印刷电路板；以及

射频单元无线链路，用于把该至少两个射频单元印刷电路板彼此耦合。

10.权利要求2的无线收发信机，其中无线链路无线地耦合无线电的IF部分、I & Q部分、和RF部分的至少一项与至少一个基带单元。