CN1797967A - 一种基于信道共享的多载波收发系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于信道共享的多载波收发系统及其实现方法，信道信号分配单元，根据信道分配控制单元送来的前向和反向信道选择信息，从前向信道共享单元中选择M路信道信号的前向信号输出，同时，将输入的M路基带信号分配到反向信道共享单元与前向对应的M路信道信号的反向信号，信道分配控制单元，根据信道信号分配信息和命令，输出前向信道信号选择信息和反向信道信号选择信息，载波分配控制单元，根据载波信号分配信息和命令输出M个上变频载波，和M个下变频载波。采用本发明所述的系统及其实现方法，实现了多载波基站系统信道信号、载波和覆盖扇区灵活配置，节省了运营商在网络覆盖上的成本，提高了系统在复杂环境中的适应性。

Description

一种基于信道共享的多载波收发系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及通信领域的移动通信基站系统，尤其涉及一种基于信道共享的多载波收发系统及其实现方法。
背景技术
在现行的移动通信基站系统中，一般采用数字中频方式来实现多载波的收发系统，前向发射链路对数字基带信号进行调制、滤波、放大和上变频，从而将基带数字信号转变为无线射频信号，然后通过功放和天线将无线射频信号发射出去，完成小区覆盖功能。反向接收链路接收天线信号，经过信号放大，滤波，模拟下变频成模拟中频信号，再经过A/D变换，数字下变频，变换成为基带数字信号，送回基站处理。采用数字中频和多载波的方法，取代传统的模拟中频的方法，可以减少发射链路模拟器件，减少发射链路的复杂度以及调试的复杂度，可以降低系统的成本，增加系统的可靠性，提高系统的集成度，提高系统的用户容量，从而可以降低系统运营商的网络覆盖所需的基站数目，减少运营商的运营成本，增加运营商的经济效益。
而现今的多载波基站系统中，多路信道与对应的多载波处理通道以及覆盖扇区是一一对应的，是在硬件上固定了的，不可修改。比如，一个两载波三扇区基站系统，信道信号为0，1，2，3，4，5，载波信号为f1，f2，扇区为alpha，belta，gama。则硬件上固定了配置，比如信道信号0只能调制到载波f1上，覆盖在alpha扇区，信道信号1只能调制到载波f1上，覆盖在belta扇区，信道信号2只能调制到载波f1上，覆盖在gama扇区，信道信号3只能调制到载波f2上，覆盖在alpha扇区，信道信号4只能调制到载波f2上，覆盖在belta扇区，信道信号5只能调制到载波f2上，覆盖在gama扇区。这样就导致一个问题，当系统运营商的业务出现变化，需要对信道信号，载波和扇区作出调整时，基站就没有办法更改，所以基站系统在配置上缺乏灵活性，不可动态修改配置，对应复杂的应用环境缺乏适应性。
发明内容
本发明的目的是为了克服了现有技术中移动通信多载波基站信道信号，载波和覆盖扇区不可动态修改配置的缺点，解决现有技术中存在的移动通信多载波基站配置的灵活性不足的问题。
为了实现上述所说的发明目的，本发明提供了一种基于信道共享的多载波收发系统，包括：
数字中频上变频处理单元：对信道信号分配单元输出的M路信道信号的前向信号，进行上变频处理，根据载波分配控制单元输出的载波信息调制到M个载波上变频频点上，然后将M路信号合路处理，变成数字中频信号；
D/A转换单元：将数字中频上变频处理单元输出的合路信号转换成模拟的中频信号；
射频发送处理TX单元：将D/A转换单元输出的模拟中频信号滤波，调制到发射本振LO1上，进行放大；
功放PA单元：将TX单元输出的模拟射频信号进行功率放大；
射频前端RFE单元：将功放PA单元输出的信号进行滤波耦合，由天线发送输出，同时，接收天线传送的信号，进行滤波，小信号放大，输出射频接收信号；
射频接收处理RX单元：将射频前端RFE单元输出的射频信号进行滤波，根据接收本振LO2进行解调，输出模拟中频信号；
A/D转换单元：将射频接收处理RX单元输出的模拟中频信号转换成数字中频信号；
数字中频下变频处理单元：将A/D转换单元输出的数字中频信号，分路到M路信号，根据载波分配控制单元输出的载波信息的M个下变频载波频点，进行下变频处理，变成M路数字基带信号；
前向信道共享单元：基站的前向信道共享池，一共有N路信道信号的前向信号；
信道信号分配单元：根据信道分配控制单元送来的前向信道选择信息和反向信道选择信息，从前向信道共享单元中选择M路信道信号的前向信号输出，同时，将输入的M路基带信号分配到反向信道共享单元与前向对应的M路信道信号的反向信号，M可以是从0到N的任意整数值；
反向信道共享单元：基站的反向信道共享池，一共有N路信道信号的反向信号；
信道分配控制单元：根据信道信号分配信息和命令，输出前向信道信号选择信息和反向信道信号选择信息；
载波分配控制单元，根据载波信号分配信息和命令输出M个上变频载波，以及M个下变频载波。
本发明提供的一种基于信道共享的多载波收发系统的实现方法包括以下步骤：
步骤(1)接收基站的信道信号分配信息和命令以及载波信号分配信息和命令；
步骤(2)根据信道信号分配信息和命令得知前向信道选择信息、反向信道选择信息，根据载波信号分配信息和命令得知数字上变频载波数值和数字下变频载波数值；
步骤(3)根据前向信道选择信息从N路前向信道共享池中选择M路信道信号的前向信号，根据反向信道选择信息把M路基带信号分配到与前向对应的M路信道信号的反向信号；
步骤(4)根据数字上变频载波数值调制到M个载波上变频频点上，根据数字下变频载波数值调制到M个下变频载波频点上。
采用本发明所述的系统及其实现方法，与现有技术相比，采用信道信号共享的方式，实现了多载波基站系统信道信号、载波和覆盖扇区灵活配置，节省了系统的运营商在网络覆盖上的成本，提高了移动通信基站系统在复杂的应用环境中的适应性。
附图说明
图1是传统的数字中频多载波收发系统的原理框图；
图2是采用本发明改进的一种基于信道共享的多载波收发系统的原理框图；
图3是图2的一个具体实施例的示意图；
图4是采用本发明的3G CDMA2000无线通信基站系统的模块框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1显示了传统的多载波收发系统的原理框图，基本原理概括为以下的步骤：
数字中频上变频处理单元101：对输入的M路信道信号的前向信号，进行上变频处理，根据载波信息调制到M个载波上变频频点上，然后将M路信号合路处理，变成数字中频信号；
D/A转换单元102：将数字中频上变频处理单元101输出的合路信号转换成模拟的中频信号；
射频发送处理TX单元103：将D/A转换单元102输出的模拟中频信号滤波，调制到发射本振LO1上，进行放大；
功放PA单元104：将TX单元103输出的模拟射频信号进行功率放大；
射频前端RFE单元105：将功放PA单元104输出的信号进行滤波耦合，由天线发送输出，同时，接收天线传送的信号，进行滤波，小信号放大，输出射频接收信号；
射频接收处理RX单元106：将射频前端RFE单元105输出的射频信号进行滤波，根据接收本振LO2进行解调，输出模拟中频信号；
A/D转换单元107：将射频接收处理RX单元106输出的模拟中频信号转换成数字中频信号；
数字中频下变频处理单元108：将A/D转换单元107输出的数字中频信号，分路到M路信号，根据载波信息的M个下变频载波频点，进行下变频处理，变成M路数字基带信号，输出到对应M路信道信号的反向信号；
图2显示了采用本发明改进的一种基于信道共享的多载波收发系统的原理框图，基本原理可概括为以下的步骤：
前向信道共享单元201：基站的前向信道共享池，一共有N路信道信号的前向信号；
信道信号分配单元202：根据信道分配控制单元212送来的前向信道选择信息和反向信道选择信息，从前向信道共享单元101中选择M路信道信号的前向信号，输出到数字中频上变频处理单元203，同时，将数字中频下变频处理单元210输出的M路基带信号分配到反向信道共享单元211与前向对应的M路信道信号的反向信号，M可以是从0到N的任意整数值；
数字中频上变频处理单元203：对信道信号分配单元202输出的M路信道信号的前向信号，进行上变频处理，根据载波分配控制单元213输出的载波信息调制到M个载波上变频频点上，然后将M路信号合路处理，变成数字中频信号；
D/A转换单元204：将数字中频上变频处理单元203输出的合路信号转换成模拟的中频信号；
射频发送处理TX单元205：将D/A转换单元204输出的模拟中频信号滤波，调制到发射本振LO1上，进行放大；
功放PA单元206：将TX单元205输出的模拟射频信号进行功率放大；
射频前端RFE单元207：将功放PA单元206输出的信号进行滤波耦合，由天线发送输出，同时，接收天线传送的信号，进行滤波，小信号放大，输出射频接收信号；
射频接收处理RX单元208：将射频前端RFE单元207输出的射频信号进行滤波，根据接收本振LO2进行解调，输出模拟中频信号；
A/D转换单元209：将射频接收处理RX单元208输出的模拟中频信号转换成数字中频信号；
数字中频下变频处理单元210：将A/D转换单元209输出的数字中频信号，分路到M路信号，根据载波分配控制单元213输出的载波信息的M个下变频载波频点，进行下变频处理，变成M路数字基带信号；
反向信道共享单元211：基站的反向信道共享池，一共有N路信道信号的反向信号；
信道分配控制单元212：根据信道信号分配信息和命令，输出前向信道信号选择信息和反向信道信号选择信息；
载波分配控制单元213：根据载波信号分配信息和命令输出数字中频上变频处理单元203所需的M个上变频载波，以及数字中频下变频处理单元210所需的M个下变频载波。
图3是采用本发明的一个具体实施例，其基本原理概括为如下步骤：
前向信道共享单元301：基站的前向信道共享池，一共有24路信道信号的前向信号；
信道信号分配单元302：根据信道分配控制单元312送来的前向信道选择信息和反向信道选择信息，从前向信道共享单元301的24路信道信号中选择4路信道信号的前向信号，输出到数字中频上变频处理单元303，同时，将数字中频下变频处理单元310输出的4路基带信号分配到反向信道共享单元311与前向对应的4路信道信号的反向信号，此处选择不仅仅是可以选择4，还可以是0到24的任何一个正整数；
数字中频上变频处理单元303：对信道信号分配单元302输出的4路信道信号的前向信号，进行上变频处理，根据载波分配控制单元313输出的载波信息调制到f1，f，2，f3，f4，4个载波上变频频点上，然后将4路信号合路处理，变成数字中频信号；
D/A转换单元304：将数字中频上变频处理单元303输出的合路信号转换成模拟的中频信号；
射频发送处理TX单元305：将D/A转换单元304输出的模拟中频信号滤波，调制到发射本振LO1上，进行放大；
功放PA单元306：将射频发送处理TX单元305输出的模拟射频信号进行功率放大；
射频前端RFE单元307：将功放PA单元306输出的信号进行滤波耦合，由天线发送输出，同时，接收天线传送的信号，进行滤波，小信号放大，输出射频接收信号；
射频接收处理RX单元308：将射频前端RFE单元307输出的射频信号进行滤波，根据接收本振LO2进行解调，输出模拟中频信号；
A/D转换单元309：将射频接收处理RX单元308输出的模拟中频信号转换成数字中频信号；
数字中频下变频处理单元310：将A/D转换单元309输出的数字中频信号，分路到4路信号，根据载波分配控制单元313输出的载波信息的f’1，f’2，f’3，f’4，4个下变频载波频点，进行下变频处理，变成4路数字基带信号；
反向信道共享单元311：基站的反向信道共享池，一共有24路信道信号的反向信号；
信道分配控制单元312：根据信道信号分配信息和命令，输出前向信道信号选择信息和反向信道信号选择信息；
载波分配控制单元313：根据载波信号分配信息和命令输出数字中频上变频处理单元303所需的f1，f，2，f3，f4，4个上变频载波，以及数字中频下变频处理单元210所需的f’1，f’2，f’3，f’4，4个下变频载波。
图4是采用本发明的3G CDMA2000无线通信基站系统的模块框图，是关于本发明的一个具体实施例，基站一共支持24个载扇，在空中采用4载六扇区的配置。所以前向信道共享单元有24路前向信号，反向信道共享单元有对应的24路反向信号，在六个TRX模块中，每一个模块支持四个射频载波(F1，F2，F3，F4)，空中覆盖为六个扇区(扇区1，扇区2，扇区3，扇区4，扇区5，扇区6)。24路信号中的任何一路信号可以调制到四个射频载波中的任何一个载波上，可以分配到六个扇区中的任何一个扇区上。而且每个模块可以选择信道共享单元的24路中的任意四路信道信号。比如信号1可以调制到F1载波上，通过TRX1分配到扇区1，也可以调制到F4载波上，通过TRX6分配到扇区6上。还有其他的任意组合，只要信道信号，载波和扇区不重复就可以实现。
由于多载波数字中频的主要优点是简化射频模拟链路，提高集成度，降低了系统的成本，提高了系统的系能；而采用信道共享则增加了系统的灵活度以及集成度，可以进行任意的信道选择。因此，本发明降低了系统的成本，提高了系统的集成度，增加了系统的容量，可以为系统的运营商获得更大的效益。本发明可以广泛运用于CDMA，WCDMA，GSM，PHS等移动通信系统。

Claims (3)

1、一种基于信道共享的多载波收发系统，包括
数字中频上变频处理单元：对信道信号分配单元输出的M路信道信号的前向信号，进行上变频处理，根据载波分配控制单元输出的载波信息调制到M个载波上变频频点上，然后将M路信号合路处理，变成数字中频信号；
D/A转换单元：将数字中频上变频处理单元输出的合路信号转换成模拟的中频信号；
射频发送处理TX单元：将D/A转换单元输出的模拟中频信号滤波，调制到发射本振L01上，进行放大；
功放PA单元：将TX单元输出的模拟射频信号进行功率放大；
射频前端RFE单元：将功放PA单元输出的信号进行滤波耦合，由天线发送输出，同时，接收天线传送的信号，进行滤波，小信号放大，输出射频接收信号；
射频接收处理RX单元：将射频前端RFE单元输出的射频信号进行滤波，根据接收本振L02进行解调，输出模拟中频信号；
A/D转换单元：将射频接收处理RX单元输出的模拟中频信号转换成数字中频信号；
数字中频下变频处理单元：将A/D转换单元输出的数字中频信号，分路到M路信号，根据载波分配控制单元输出的载波信息的M个下变频载波频点，进行下变频处理，变成M路数字基带信号；其特征在于，进一步包括：
前向信道共享单元：基站的前向信道共享池，一共有N路信道信号的前向信号；
信道信号分配单元：根据信道分配控制单元送来的前向信道选择信息和反向信道选择信息，从前向信道共享单元中选择M路信道信号的前向信号输出，同时，将输入的M路基带信号分配到反向信道共享单元与前向对应的M路信道信号的反向信号，M可以是从O到N的任意整数值；
反向信道共享单元：基站的反向信道共享池，一共有N路信道信号的反向信号；
信道分配控制单元：根据信道信号分配信息和命令，输出前向信道信号选择信息和反向信道信号选择信息；
载波分配控制单元：根据载波信号分配信息和命令输出M个上变频载波，以及M个下变频载波。
2、一种基于信道共享的多载波收发系统的实现方法，其特征在于：
步骤(1)接收基站的信道信号分配信息和命令以及载波信号分配信息和命令；
步骤(2)根据信道信号分配信息和命令得知前向信道选择信息、反向信道选择信息，根据载波信号分配信息和命令得知数字上变频载波数值和数字下变频载波数值；
步骤(3)根据前向信道选择信息从N路前向信道共享池中选择M路信道信号的前向信号，根据反向信道选择信息把M路基带信号分配到与前向对应的M路信道信号的反向信号；
步骤(4)根据数字上变频载波数值调制到M个载波上变频频点上，根据数字下变频载波数值调制到M个下变频载波频点上。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括步骤：
前向链路进行多路数字中频处理，上变频到数字中频，多载波信号合路，进行数模D/A转换成模拟中频信号，再经过射频上变频调制到射频信号，经过PA放大，由射频前端RFE耦合发送到空中，反向链路接收天线的信号，由射频前端RFE进行滤波，小信号放大，再经过射频下变频到模拟中频信号，经过A/D转换成数字中频信号，再进行数字中频下变频处理，分解成多路数字基带信号。
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