CN1671238A - 一种实现更软切换的无线接入网络系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现更软切换的无线接入网络系统，该无线接入网络系统至少包括基站，该基站至少包括基带处理控制单元，和一个以上与该基带处理控制单元相对应的射频收发信单元，基带处理控制单元与射频收发信单元通过传输信号的传输设备相连。本发明还公开了一种基于上述系统的实现更软切换的方法，该方法包含：用户设备位于不同射频收发信单元管辖区域的重叠区域，基带处理控制单元对不同射频收发信单元接收的来自所述用户设备的信号进行更软切换控制，该用户设备对来自不同射频收发信单元的属于自身的信号进行更软切换控制。根据本发明提出的方案，能够使用户设备在更多区域进行具有更高无线链路增益的更软切换，有效改善无线链路的性能。

Description

一种实现更软切换的无线接入网络系统及方法

技术领域

本发明涉及切换技术，特别是指一种实现更软切换的无线接入网络系统及基于该系统的实现更软切换的方法。

背景技术

有效提高移动通信系统的无线链路性能一直是最为核心的技术问题，在码分多址(CDMA)通信系统、宽带码分多址(WCDMA)通信系统中，提高无线链路性能采用的方法有切换技术、扩频技术、调制技术、信道编码与交织技术、发射分集技术，等等。切换技术在CDMA通信系统和WCDMA通信系统中是非常重要的技术，切换对无线链路性能的改善起着非常重要的作用，是影响通信质量的重要因素。

移动通信系统中引入切换技术，最初只是为了能够向移动中的用户设备提供连续不中断的业务，即当用户终端由于移动而造成越区、负载调整或其他原因需要改变无线链路时，将用户终端的连接从一个无线信道转换到另一个无线信道。

切换可分为硬切换和软切换两大类，硬切换是指在切换的过程中，业务信道有瞬时中断的切换过程；软切换是指当无线链路需要增加或释放时，用户设备始终与无线接入网络(UTRAN)始终保持至少一条无线链路的连接，无线链路需要增加或释放的过程如下：系统预先设定表示信号质量的门限值，当某条无线链路的信号质量大于预先设定的门限值时，则建立与该无线链路的连接，即增加无线链路；当某条无线链路的信号质量小于预先设定的门限值时，则释放与该无线链路的连接，即释放无线链路。软切换实现了通信不中断，使用户设备获得良好的语音质量。

虽然同一小区内不同用户设备的信道码相互正交，理论上，各用户设备间没有互干扰，但是由于移动通信中无线传播环境的复杂性，发射机与接收机之间传输的信号经过多径传播后，同一小区内不同用户设备之间的信号已不能完全正交了，又由于CDMA通信系统和WCDMA通信系统中不同用户设备在同一时间采用相同的频率，因此CDMA通信系统和WCDMA通信系统为自干扰系统，即各用户设备之间存在相互干扰，直接对通信网络的容量产生影响。在CDMA通信系统和WCDMA通信系统中，每一码分信道都会受到来自其他码分信道的干扰，这种干扰是一种固有的内在干扰。由于各用户设备距离基站(NodeB)的远近不同，如果各用户设备采用相同的发射功率向NodeB发射信号，则会使得NodeB接收到的各用户设备的信号强弱大不相同，由于信号间存在相互干扰，尤其是强信号会对弱信号造成很大的干扰，甚至造成系统的崩溃，因此必须采用某种方法来控制各个用户设备的发射功率，使得各个用户设备发射的信号到达NodeB时强度基本一致，这种方法就是功率控制技术。CDMA通信系统和WCDMA通信系统的容量主要受限于系统内部用户设备之间的相互干扰，所以如果保证所有用户设备发射信号的功率按照满足要求的最小值发送，则每个用户设备发射的信号达到NodeB时都能等于所需的最小信噪比，那么CDMA通信系统和WCDMA通信系统容量将会达到最大值。

在能够进行功率控制的CDMA通信系统和WCDMA通信系统中，采用软切换技术是十分必要的，将功率控制和软切换作为一种干扰抑制机制。功率控制能够根据用户设备与NodeB之间的距离，动态地调整发射机的功率。功率控制与软切换密切相关。在软切换过程中，用户设备是与多个NodeB相连接，用户设备的功率控制由用户设备接收到的最强信号的小区决定，当邻近小区的信号强度超过一个确定的值，但仍低于当前连接的NodeB的信号强度时，用户设备进入软切换状态。软切换能够保证用户设备始终与它接收到信号最强的那个NodeB保持连接，而硬切换无法保证这一点。

软切换包括一种特例——更软切换。软切换与更软切换的区别在于：软切换发生在不同NodeB之间，分集信号在管辖这些NodeB的基站控制器(RNC)中进行宏分集合并；更软切换发生在同一NodeB中，分集信号在NodeB中进行最大增益比合并。

图1为现有技术的无线接入网络组网示意图，如图1所示，设置3个站点，每个站点放置1个NodeB，对每个NodeB配置3个小区，相邻的站点之间存在重叠区域，RNC 106管辖这3个NodeB，并分别与这3个NodeB相连。每个NodeB包括基带处理控制单元和射频收发信单元，基带处理控制单元和射频收发信单元通过内部接口相连，实现信号的传输。所述的站点为NodeB的放置地点。

用户设备104位于两个站点的重叠区域，如图所示，用户设备104处于软切换状态。在上行链路，NodeB 101和NodeB 102能够接收到处于软切换状态的用户设备104发送的同样的信号，RNC 106将NodeB 101和NodeB 102分别接收的来自于用户设备104的信号进行合并，即RNC 106’将不同NodeB接收的来自用户设备104的信号进行宏分集合并处理；在下行链路，用户设备104将来自NodeB 101和NodeB 102的信号进行宏分集合并处理。在上行链路，宏分集合并是指RNC将不同NodeB接收的来自同一用户设备的信号合并成一路信号的过程；在下行链路，宏分集合并是指用户设备将来自不同NodeB、属于自身的信号合并成一路信号的过程，具体的合并方法可为选择性合并或等增益合并。软切换能够通过功率控制技术降低用户设备的发射功率，从而降低对其他小区的干扰，并通过宏分集合并来改善无线链路的性能，提高无线链路的增益。

用户设备105位于两个小区的重叠区域，如图所示，用户设备105处于更软切换状态。在上行链路，NodeB 103将不同射频收发信单元接收的来自于用户设备105的信号进行最大比合并；在下行链路，用户设备105将来自不同射频收发信单元、属于自身的信号进行最大比合并。最大比合并是指将需要合并的信号进行加权合并，即根据每个信号的强度对其进行加权，然后将这些加权后的信号相加合并。

软切换中采用的宏分集合并实际上是最佳选择合并，即在每个时间单元内选择一个质量最好的信号作为合并后的信号；更软切换中实现的是最大比合并，即将需要合并的信号根据信号强度进行加权然后相加合并。由以上对软切换和更软切换不同之处的描述可见：在更软切换中，每个信号对合并后的信号都有贡献，而在软切换中只有质量最好的信号成为合并后的信号，因此更软切换比软切换具有更高的无线链路增益，更软切换能对无线链路进行更好的改善。

在现有的CDMA通信系统和WCDMA通信系统中，进行组网建设时，不同站点需要配置不同的基站，那么位于不同站点之间覆盖区域的用户设备只能进行软切换，即不同的基站将接收的来自于该用户设备的信号送往RNC，由RNC实现宏分集合并，而该用户设备无法进行具有更高无线链路增益的更软切换。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现更软切换的无线接入网络系统，使得用户设备能够在更多区域进行具有更高无线链路增益的更软切换。本发明的另一目的在于提供一种基于上述无线接入网络系统的实现更软切换的方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种实现更软切换的无线接入网络系统，该无线网络接入系统至少包括基站，该基站至少包括基带处理控制单元，和一个以上与该基带处理控制单元相对应的射频收发信单元，基带处理控制单元与射频收发信单元通过传输信号的传输设备相连。

所述传输设备为光纤传输设备。

所述基带处理控制单元与所述射频收发信单元中的一个位于同一位置。

所述基带处理控制单元与所述射频收发信单元通过传输信号的内部接口相连。

本发明还提供了一种基于上述系统的实现更软切换的方法，该方法包含以下步骤：

设置基带处理控制单元与一个以上的射频收发信单元相对应，所述基带处理控制单元通过传输设备与所述射频收发信单元传输信号；

用户设备位于不同射频收发信单元管辖区域的重叠区域，基带处理控制单元对不同射频收发信单元接收的来自所述用户设备的信号进行更软切换控制，该用户设备对来自不同射频收发信单元的属于自身的信号进行更软切换控制。

所述更软切换控制为：将各信号进行最大比合并。

所述传输信号之前，进一步包括：将需要传输的信号转换为能够降低衰减的信号。

根据本发明提出的方案，将原来需要在RNC中进行宏分集合并的软切换变为在NodeB中进行最大比合并的更软切换，使用户设备在更多区域进行具有更高无线链路增益的更软切换，有效提高无线链路增益，改善CDMA通信系统和WCDMA通信系统中的无线链路性能，获得性能更好的无线链路，进而降低掉话率，有效改善服务质量。由于在本发明中可根据1个基带处理控制单元自身的处理能力，为其配置最大数量的与其相对应的射频收发信单元，能够大大节省基带处理控制单元的数量，从而节省网络的建设成本和维护成本。

附图说明

图1为现有技术的无线接入网络组网示意图；

图2为本发明的示意图；

图3为本发明的无线接入网络组网示意图；

图4为改善增益与合并径数的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

为使本发明与现有技术的对比性更强，在以下描述中保留现有技术中提到的站点概念，以下描述中均称为原站点。

由于基站包括基带处理控制单元和射频收发信单元，因此本发明中，将基带处理控制单元和射频收发信单元分离放置，即在各个原站点放置射频收发信单元，在各原站点的其中一个站点放置基带处理控制单元，各射频收发信单元通过传输设备与该基带处理控制单元相连，这样，就使得位于原站点重叠区域的用户设备不必进行软切换，而是能够进行具有更高无线链路增益的更软切换。

图2为本发明的示意图，如图2所示，1个基带处理控制单元对应多个射频收发信单元，这些射频收发信单元通过传输设备与该基带处理控制单元相连，由于射频收发信单元与基带处理控制单元间传输的信号对带宽要求较高，因此该传输设备可采用光纤传输设备。由于基带处理控制单元与射频收发信单元之间传输的信号需要进行远距离的传输，为降低信号在传输过程中的衰减，可首先将传输的信号进行转换，然后再进行传输，如采用光纤传输设备时，将传输的信号先转换为光纤数字信号，然后再进行传输；该信号到达后，再将该信号还原，进行信号转换的可为光纤传输设备的接口。根据以上描述可见，可根据1个基带处理控制单元自身的处理能力，为其配置最大数量的与其相对应的射频收发信单元，能够大大节省基带处理控制单元的数量，从而节省网络的建设成本和维护成本。

图3为本发明的无线接入网络组网示意图，图3与图1相对比可见，放置基站的原站点在本发明中仅放置射频收发信单元301、302和303，每个原站点仍然配置3个小区。基带处理控制单元304可放置于其中一个原站点，该基带处理控制单元304与该原站点的射频收发信单元301仍可通过内部接口实现信号的传输，与其他原站点的射频收发信单元302和303通过传输设备相连，实现信号的传输。基带处理控制单元304也可放置于除各原站点以外的其他位置，通过传输设备与射频收发信单元301、302和303相连。基带处理控制单元304与RNC 106相连。

用户设备104位于两个原站点的重叠区域，由于每个原站点只放置射频收发信单元，归属于同一基带处理控制单元304的管辖，因此用户设备104处于更软切换状态，具体实现过程如下：用户设备104已与射频收发信单元301建立连接，但检测到来自于射频收发信单元302的信号质量优于设定的切换增加门限，用户设备104向基带处理控制单元304上报；基带处理控制单元304与用户设备104之间通过射频收发信单元302增加无线链路的连接。

射频收发信单元304、305同时接收来自于用户设备104的信号，在基带处理控制单元301中进行最大比合并，然后将合并后的信号发送至RNC106，RNC 106无需再进行宏分集合并，本发明是将需要通过RNC 106进行宏分集合并的软切换，变为在NodeB中进行最大比合并的更软切换，更好地改善了无线链路的性能。

用户设备104检测到来自于射频收发信单元301的信号质量劣于设定切换删除门限，用户设备104向基带处理控制单元304上报；基带处理控制单元304与用户设备104之间删除与射频收发信单元302对应的无线链路。

由以上描述可见，通过本发明提出的方案，当用户设备104位于相同的区域时，不必再进行软切换处理过程，而是进行更软切换处理过程，使得无线链路得到更好的改善。

图4为改善增益与合并径数的关系示意图，如图4所示，图中虚线为软切换过程中改善增益与合并径数的关系示意，实现为更软切换过程中改善增益与合并径数的关系示意。在RNC中实现的软切换，采用的合并方式是最佳选择合并，即从几个信号中选取质量最好的一路信号作为最后的接收信号；而在NodeB中进行的更软切换，采用的合并方式至最大比合并，即控制各合并支路的增益，使其分别与本支路的信噪比成正比，然后再相加合并获得接收信号。

如果有四条无线链路，即合并径数为4，那么在RNC中进行宏分集合并的软切换只能获得2.4dB的无线链路增益改善，而在NodeB中进行最大比合并的更软切换却可获得5.4dB的无线链路增益，由此可见，更软切换能够比软切换更好地改善无线链路性能。根据本发明提出的方案，将原来需要在RNC中进行宏分集合并的软切换变为在NodeB中进行最大比合并的更软切换，通过RAKE接收技术实现最大比合并，无疑能够使CDMA通信系统和WCDMA通信系统获得性能更好的无线链路。

以上描述均以现有技术中提到的站点概念放置射频收发信单元和基带处理控制单元，只是为了强调本发明与现有技术的对比性，在实际应用中，可根据网络规划情况分离放置射频收发信单元和基带处理控制单元，如在起始的网络规划中，配置1个基带处理控制单元与12个射频收发信单元相对应，这12个射频收发信单元分别放置于规划的各小区中。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1、一种实现更软切换的无线接入网络系统，其特征在于，所述无线网络接入系统至少包括基站，该基站至少包括基带处理控制单元，和一个以上与该基带处理控制单元相对应的射频收发信单元，基带处理控制单元与射频收发信单元通过传输信号的传输设备相连。

2、根据权利要求1所述的无线接入网络系统，其特征在于，所述传输设备为光纤传输设备。

3、根据权利要求1或2所述的无线接入网络系统，其特征在于，所述基带处理控制单元与所述射频收发信单元中的一个位于同一位置。

4、根据权利要求3所述的无线接入网络系统，其特征在于，所述基带处理控制单元与所述射频收发信单元通过传输信号的内部接口相连。

5、一种基于权利要求1的实现更软切换的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

设置基带处理控制单元与一个以上的射频收发信单元相对应，所述基带处理控制单元通过传输设备与所述射频收发信单元传输信号；

用户设备位于不同射频收发信单元管辖区域的重叠区域，基带处理控制单元对不同射频收发信单元接收的来自所述用户设备的信号进行更软切换控制，该用户设备对来自不同射频收发信单元的属于自身的信号进行更软切换控制。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述更软切换控制为：将各信号进行最大比合并。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传输信号之前，进一步包括：将需要传输的信号转换为能够降低衰减的信号。

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