CN1874553B - 蜂窝移动通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蜂窝移动通信技术，公开了一种蜂窝移动通信网络，使得建网成本可以降低。本发明中，在网络中增加仅含REC的基站，和射频资源有富余的基站共享RE。具体有两种方案：一种是将各参与共用的REC都连到一个RE上，在RE上增加接口连接外部的REC，每个接口包含一个射频数据通道和一个O&M通道，RE根据从O&M通道接收的OMC命令将各射频数据通道连接到各射频资源。另一种是外部REC通过本地REC连到RE上，在本地REC增加外部接口和数据复用组帧模块，通过增加的接口接入外部REC的数据，再和本地数据复用成一路后送到RE，并且将来自RE的数据解复用后送到本地或通过外部接口送到相应的外部REC。此外还提出了三种网络形态和两种网管方案。

Description

蜂窝移动通信网络

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信技术，特别涉及蜂窝移动通信网络中的基站实现技术。

背景技术

无线通信技术的出现与进步，给人们的生活带来了巨大变化，人与人之间的信息传递越来越密切、方式也越来越多样化。无线通信技术目前仍然在迅猛发展，以适应人们日益增长的高速数据接入的需要。

无线通信系统一般包括交换分系统、基站分系统和众多移动用户终端，是一个完整的信息传输实体。交换分系统是移动通信系统的控制交换中心，又是与公众通信网的接口，它包括移动交换中心(Mobile Switching Center，简称“MSC”)、归属位置寄存器(Home Location Register，简称“HLR”)、拜访位置寄存器(Visitor Location Register，简称“VLR”)和操作和维护中心(Operations & Maintenance Center，简称“OMC”)等基本组成部分，熟悉本领域的技术人员都知道，OMC用于对无线通信系统的集中操作与维护，允许远程集中操作维护管理，并能支持高层网络管理中心的接口，而且OMC对基站分系统和交换分系统分别进行操作和维护。

基站分系统负责管理无线资源，实现固定网与移动用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息，它包括一个基站控制器(Base StationController，简称“BSC”)和由其控制的若干个基站收发信机(Base TransceiverStation，简称“BTS”)，BSC单元用来与MSC进行数据通信，与移动用户终端在无线信道上进行数据传输。BTS在BSC的控制下，常服务于某个小区的无线收发信设备，完成基站控制与无线信道之间的转换，实现基站与移动用户终端间通过空中无线传输及相关的控制功能。移动用户终端即为移动台(Mobile Station，简称“MS”)，是移动通信系统不可缺少的一部分，它有车载式、手持式、携带式等类型。

BTS是整个无线通信系统中一个非常重要的组成部分，它主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。实现射频功能的部件，包括射频(RadioFrequency，简称“RF”)滤波器、低噪声放大器、功率分配器等都属于载频单元中的射频部分。

熟悉本领域的技术人员都知道，射频即射频电流，是一种高频交流变化电磁波的简称，每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流，射频技术在无线通信领域具有广泛的、不可替代的作用。

而在无线通信系统中，射频部分是占基站成本最高的部分。以第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)体系中的宽带码分多址(WidebandCode Division Multiple Access，简称“WCDMA”)系统为例，WCDMA的基站包括宏小区(Macro)、微小区(Micro)及微微小区(Pico)等几种类型，但其基本结构中都包括两大部分：有基带处理和时钟功能的射频设备控制器(Radio Equipment control，简称“REC”)+射频设备(Radio Equipment，简称“RE”)。无论基站是什么形态都必须具备相应的射频处理能力。基站的射频部分要对信号进行复杂的双重变频、放大和鉴频等处理，这些处理又对相应的器件要求非常高，自然而然射频部分成为了基站成本较高的部分。

图9示出现有技术中REC和RE组建基站示意图。如图可见，现有技术中存在比较明显的缺点，具体的说，现有技术只能实现在基站内部多个基带单元共享基站内部射频资源。目前的射频技术基本都是多载波，而一般的运营商仅拥有一个载波或在建站初期用户量较少的情况仅会使用单个载波，因此对单个运营商而言往往会存在富余的射频资源，这一部分未得到充分利用。在基带容量已经达到最大的情况下，射频资源仍然存在富余的情况，新基站的基带无法利用原有站点的射频资源，从而造成资源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种蜂窝移动通信网络，使得建网成本可以降低。

为实现上述目的，本发明提供了一种蜂窝移动通信网络，其中包含至少两个基站，每个基站中包含至少一个用于基带处理的射频设备控制器，所述网络中至少存在一个基站，该基站中的射频设备被本基站和其它基站的射频设备控制器共用；

其中，所述被共用的射频设备中包含双工器、功放、中射频信号处理单元。

其中，所述被共用的射频设备包含至少两个独立接口、至少两个射频资源和一个控制单元，其中，

每一个所述接口分别连接一个参与共用的所述射频设备控制器，每一个所述接口各包含一个与所述射频资源连接的射频数据通道和一个与所述控制单元连接的操作维护通道；

所述控制单元用于根据从所述操作维护通道接收的来自所述网络的操作维护中心的命令将各射频数据通道与各射频资源相连。

此外，在参与共用的各所述射频设备控制器中，包含一个与所述射频设备直连的射频设备控制器，其它射频设备控制器通过该直连的射频设备控制器与所述射频设备连接；

所述直连的射频设备控制器包含至少两个接口，通过其中一个接口与所述射频设备连接，通过其它接口分别将所述其它射频设备控制器接入所述射频设备；

所述直连的射频设备控制器还包含一个数据复用组帧模块，用于将所来自所述其它射频设备控制器的数据复用成一路后发送给所述射频设备，或者对来自该射频设备的数据进行解复用并判断是否本地数据，如果是则将该数据发送到本地的处理模块，否则通过相应的接口发送给相应的射频设备控制器；

所述射频设备和直连的射频设备控制器属于同一个基站。

此外，所述射频设备附属于每一个参与共用的所述射频设备控制器，操作维护中心通过各参与共用的所述射频设备控制器对所述射频设备进行管理。

此外，所述射频设备和射频设备控制器各为独立的网元，由操作维护中心直接管理。

此外，所述共用射频设备的各基站可以属于同一个基站控制器。

此外，所述共用射频设备的各基站可以分别属于不同的基站控制器控制，并且这些基站控制器属于同一个操作维护中心。

此外，所述共用射频设备的各基站可以分别属于不同的基站控制器控制，并且这些基站控制器分别属于不同的操作维护中心。

此外，所述网络可以是以下任一种：

宽带码分多址系统，码分多址系统，码分多址2000系统，全球移动通信系统，以及通用分组无线业务系统。

此外，所述射频设备与射频设备控制器之间的接口或两个所述射频设备控制器之间的接口可以是通用公共射频设备接口。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在网络中增加仅含REC的基站，和射频资源有富余的基站共享RE。通过共享可以有效地节省射频设备，而射频部分是占基站成本最高的部分，因此在射频资源富裕的情况下，通过多个基站共享射频设备资源就可以大大地降低建设成本，有利于多个运营商共享射频设备资源，共同分担射频设备的成本，降低初期建网的投资风险。

具体有两种共享方案：

一种方案是将各参与共用的REC都连到一个RE上，在RE上增加接口连接外部的REC，每个接口包含一个射频数据通道和一个O&M(操作维护)通道，RE根据从O&M通道接收的OMC命令将各射频数据通道连接到各射频资源。

另一种方案是外部REC通过本地REC连到RE上，在本地REC上增加外部接口和数据复用组帧模块，通过增加的接口接入外部REC的数据，再和本地数据复用成一路后送到RE，并且将来自RE的数据解复用后送到本地或通过外部接口送到相应的外部REC。

以上两种方案只要少许改动RE或REC就可以有效地实现RE共享。

对于以上两种方案各有三种网络形态：

第一种是各参与共用的基站属于同一个基站控制器。

第二种是各参与共用的基站属于不同基站控制器，但各基站控制器属于同一个OMC。

第三种是各参与共用的基站属于不同基站控制器，且各基站控制器属于不同OMC。

这三种网络形态可以满足各种共享RE的实际需求。

在网管上，也有两种方案：

一种是RE由REC管理，OMC所管理的网元是由REC+RE组合而成的基站。因为把基站作为网元，所以该方案比较符合传统习惯。但因为两个基站中的RE是同一个，所以会有冗信息。

另一种是RE和REC各为独立网元，由OMC直接管理。本方案的优点是OMC不存在RE的冗余信息，多个REC可以起到RE维护链路的备份作用，RE的配置数据不会存在冲突。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的移动通信网络结构图；

图2是根据本发明第一实施例的RE内部结构图；

图3是根据本发明第二实施例的移动通信网络结构图；

图4是根据本发明第三实施例的移动通信网络结构图；

图5是根据本发明第四实施例的移动通信网络结构图；

图6是根据本发明第四实施例的REC内部结构图；

图7是根据本发明第五实施例的移动通信网络结构图；

图8是根据本发明第六实施例的移动通信网络结构图；

图9是现有技术中基站内部结构图。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的基本原理是通过基站间对RE的共用来充分利用射频资源，减少建网成本。典型的做法是增加仅含有REC的新型基站，和包含RE和REC的“完整”基站共用RE。为了能够实现共用，还要对“完整”基站中的RE或REC进行改进，对RE和REC的网管也需要相应的改进。

下面分6个实施例对本发明的技术方案进行具体的说明。

第一实施例

如图1所示，在根据本发明的第一实施例的蜂窝移动通信网络中，包含两个基站，其中第一基站属于第一类基站，它由一个RE和一个用于基带处理的REC构成，第二基站属于第二类基站，它仅由一个REC构成。需要说明的是每一个基站中的REC可以有多个，本发明中为了说明方便在所有的实施例中都以一个REC来说明，熟悉本技术领域的普通技术人员可以容易地扩展到多个REC的情况。第一和第二基站中的REC的实现和现有技术相同。

此外，移动通信网络中还包含两个基站控制器和两个OMC，每一个基站各自属于不同的基站控制器，每一个基站控制器属于不同的OMC。本发明中，基站、基站控制器、OMC和功能与现有技术中的相同。

当两个运营商在同一地点各自需要设置一个基站并希望共享射频资源时，可以应用图1所示的方案。通过共享可以有效地节省射频设备，而射频部分是占基站成本最高的部分，因此在射频资源富裕的情况下，通过多个基站共享射频设备资源就可以大大地降低建设成本，有利于多个运营商共享射频设备资源，共同分担射频设备的成本，降低初期建网的投资风险。

本实施例中不同于现有技术之处在于，在现有技术中，基站中必需包含至少一个RE，而本发明的第二类基站中可以只包含REC，此外，为了能够使两个基站共享射频资源，需要对第一类基站的RE进行改造，下面参照图2说明图1中的RE的内部结构。

如图2所示，第一类基站的RE包含射频资源1、射频资源2以至于射频资源n等多个射频资源。此外，还包含控制单元以及独立接口1以至于独立接口m等多个独立接口，每一个独立接口都分别含有一个射频数据通道和一个操作维护(O&M)通道，可以采用CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共射频设备接口)标准或其他形式的接口。射频数据通道用于传输用户数据和公共数据(如导频、小区广播等)，操作维护通道用于传输操作命令。

具体的说，每一个独立接口分别用于与图1中参与共用的第一类和第二类基站的REC连接，并通过射频数据通道与相应的射频资源连接，通过操作维护通道与控制单元连接，此外，独立接口还用于将第一类和第二类基站的OMC通过相应的REC传送至独立接口的命令通过操作维护通道传送给控制单元。

控制单元用于接受来自独立接口的OMC的命令，并根据该命令，将各独立接口中的射频数据通道与各射频资源相连。RE与REC之间的接口数据处理和交换互连可以采用FPGA或专用接口芯片实现。

因为RE的共享是在物理上实现的，在逻辑上还是可以看作两个独立的基站，所以通过该系统的收发数据的过程和现有技术中类似，区别仅在于第二类基站使用的是第一类基站的射频资源(而不是本基站的射频资源)。

下面说明对RE的管理，具体来说是对RE的逻辑资源和物理资源进行管理。

RE的逻辑资源是指功率资源，频点资源，上下行通道资源等。由于RE隶属于多个REC，需要用户在OMC对射频资源进行合理规划和分配(主要为：功率资源、频点资源、通道资源等)，然后作为数据配置下发到相应的REC，由REC将规划好参数配置给RE(功率，上下行频点等)。RE向所有与其相连的REC通报自己的资源能力和状态，如果RE的剩余资源能力无法满足REC的配置要求时则拒绝REC的配置。

RE的物理资源是指物理设备资源。

在本发明中，由于RE是共享的，所以网管方案和现有技术有所不同，具体来说可以有两种：

网管方案1：每个REC将RE看作一个独立的RE，和REC+RE组成的一个独立基站相同，RE由REC来管理，包括设备信息管理、设备状态管理、告警上报；RE将自己的设备信息、设备状态和告警信息上报给所有与其相连的REC；在OMC，共享的RE的信息可以在多个BTS(REC+RE)获得，RE的参数可以通过任意一个与其相连REC来设置和查询，在OMC数据库RE的信息存在冗余(即每个基站保存一份)；由于每个REC都可以设置RE的参数，网络管理人员要保证参数配置不冲突。

网管方案2：把REC和RE作为独立网元，直接由OMC管理，对RE而言BSC和REC仅做路由转发，OMC直接对RE进行维护，包括参数设置和查询；RE自己管理物理设备的状态，OMC可以查询；RE将告警直接上报到OMC。本方案的优点是OMC不存在RE的冗余信息，多个REC可以起到RE维护链路的备份作用，RE的配置数据不会存在冲突。

第二实施例

图3示出了第二实施例的蜂窝移动通信网络。该实施例和第一实施例类似，区别仅在于两者的网络形态不同，也就是说在第二实施例中，分别控制第一和第二基站的两个基站控制器由属于同一个OMC，而在第一实施例中这两个基站控制器属于不同的OMC。

此外，第一类基站的RE的内部结构、网管方式等与第一实施例完全相同，这里不再赘述。

第三实施例

图4示出了第三实施例的蜂窝移动通信网络。该实施例和第一实施例类似，区别仅在于两者的网络形态不同，也就是说在第三实施例中，由同一个基站控制器控制第一和第二基站，而在第一实施例中这两个基站由不同的基站控制器控制，而且这两个基站控制器还属于不同的OMC。当运营商已经有一个基站，希望扩容，而已有基站无法加入新的REC时，可以采用图3的方案，通过新增一个仅含有REC的新基站来达到扩容的目的，而且因为充分利用了原有的射频资源所以可以降低扩容的成本。

此外，第一类基站的RE的内部结构、网管方式等与第一实施例完全相同，这里不再赘述。

第四实施例

图5示出根据本发明的第四实施例的蜂窝移动通信网络。该蜂窝移动通信网络包含两个基站，其中第一基站属于第一类基站，它由一个RE和一个用于基带处理的REC构成，第二基站属于第二类基站，它仅由一个REC构成第一和第二基站中的REC的实现和现有技术相同。

此外，移动通信网络中还包含两个基站控制器和两个OMC，每一个基站各自属于不同的基站控制器，每一个基站控制器属于不同的OMC。本方案中，基站、基站控制器、OMC和功能与现有技术中的相同。

当两个运营商在同一地点各自需要设置一个基站并希望共享射频资源时，可以应用图5所示的方案。通过共享可以有效地节省射频设备，而射频部分是占基站成本最高的部分，因此在射频资源富裕的情况下，通过多个基站共享射频设备资源就可以大大地降低建设成本，有利于多个运营商共享射频设备资源，共同分担射频设备的成本，降低初期建网的投资风险。

本实施例中不同于现有技术之处在于，在现有技术中，基站中必需包含至少一个RE，而本发明的第二类基站中可以只包含REC，此外，为了能够使两个基站共享射频资源，需要对第一类基站的REC进行改造，下面参照图6说明图5中的REC的内部结构。

具体的说，如图6所示，第一类基站的REC包含第一类接口和第二类接口，以及数据复用组帧模块，另外还包含业务处理模块和主控模块。其中，第一类接口用于和图5中本基站的RE连接，第二类接口用于和参与共用的第二类基站中的REC连接。数据复用组帧模块用于将来自第二类接口的数据和来自本地的数据复用成一路后，通过第一类接口发送给本基站的RE；对来自第一类接口的本基站RE的数据进行解复用后，分别发送到本地(用户面数据送到本地业务处理模块，O&M数据送到本地主控模块)，或通过第二类接口发送到参与共用的第二类基站中的REC。

通过上述改进后的REC，确保了本实施例中第一类基站的REC和第二类基站的REC共用第一类基站的RE时，通信网络能够正常工作。

网管方式类也可以有两种，似于第一实施例这里不再重复说明。

第五实施例

图7示出了第五实施例的蜂窝移动通信网络。该实施例和第四实施例类似，区别仅在于两者的网络形态不同，也就是说在第五实施例中，分别控制第一和第二基站的两个基站控制器由属于同一个OMC，而在第四实施例中这两个基站控制器属于不同的OMC。

此外，第一类基站的REC的内部结构、网管方式等与第一实施例完全相同，这里不再赘述。

第六实施例

图8示出了第六实施例的蜂窝移动通信网络。该实施例和第四实施例类似，区别仅在于两者的网络形态不同，也就是说在第六实施例中，由同一个基站控制器控制第一和第二基站，而在第一实施例中这两个基站由不同的基站控制器控制，而且这两个基站控制器还属于不同的OMC。当运营商已经有一个基站，希望扩容，而已有基站无法加入新的REC时，可以采用图3的方案，通过新增一个仅含有REC的新基站来达到扩容的目的，而且因为充分利用了原有的射频资源所以可以降低扩容的成本。

此外，第一类基站的REC的内部结构、网管方式等与第一实施例完全相同，这里不再赘述。

本领域的普通技术人员可以知道，本发明可以应用于各种蜂窝移动通信网络，包括宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)系统、码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)系统、码分多址2000(Code Division Multiple Access2000，简称“CDMA2000”)系统、全球移动通信系统(Global Systemfor mobile Communication，简称“GSM”)、以及通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)系统等等。当然，在不同的系统中相关实体的名称可能不同，例如，基站控制器在GSM中被称为基站控制器(Base Station Controller，简称“BSC”)，但在WCDMA中被称为无线网络控制器(Radio NetworkController，简称“RNC”)，基站在GSM被称为基站收发信机(Base TransceiverStation，简称“BTS”)，但在WCDMA中被称为基站节点(Node Base Station，简称“NodeB”)。虽然可能有不同的名称，但只要这些实体在通信网络中的作用和本发明所描述的相同就属于本发明的技术方案。

另外，需要说明的是，上述的各实施例中为了突出重点只说明了网络中第一类、第二类基站的情况，实际上网络中还可以包含一个或多个第三类基站(与现有技术相同的普通基站)。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蜂窝移动通信网络，其中包含至少两个基站，每个基站中包含至少一个用于基带处理的射频设备控制器，

其特征在于，所述网络中至少存在一个基站，该基站中的射频设备被本基站和其它基站的射频设备控制器共用；

其中，所述被共用的射频设备中包含双工器、功放、中射频信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述被共用的射频设备包含至少两个独立接口、至少两个射频资源和一个控制单元，其中，

每一个所述接口分别连接一个参与共用的所述射频设备控制器，每一个所述接口各包含一个与所述射频资源连接的射频数据通道和一个与所述控制单元连接的操作维护通道；

所述控制单元用于根据从所述操作维护通道接收的来自所述网络的操作维护中心的命令将各射频数据通道与各射频资源相连。

3.根据权利要求1所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，在参与共用的各所述射频设备控制器中，包含一个与所述射频设备直连的射频设备控制器，其它射频设备控制器通过该直连的射频设备控制器与所述射频设备连接；

所述直连的射频设备控制器包含至少两个接口，通过其中一个接口与所述射频设备连接，通过其它接口分别将所述其它射频设备控制器接入所述射频设备；

所述直连的射频设备控制器还包含一个数据复用组帧模块，用于将所来自所述其它射频设备控制器的数据复用成一路后发送给所述射频设备，或者对来自该射频设备的数据进行解复用并判断是否本地数据，如果是则将该数据发送到本地的处理模块，否则通过相应的接口发送给相应的射频设备控制器；

所述射频设备和直连的射频设备控制器属于同一个基站。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述射频设备附属于每一个参与共用的所述射频设备控制器，操作维护中心通过各参与共用的所述射频设备控制器对所述射频设备进行管理。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述射频设备和射频设备控制器各为独立的网元，由操作维护中心直接管理。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述共用射频设备的各基站属于同一个基站控制器。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述共用射频设备的各基站分别属于不同的基站控制器控制，并且这些基站控制器属于同一个操作维护中心。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述共用射频设备的各基站分别属于不同的基站控制器控制，并且这些基站控制器分别属于不同的操作维护中心。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述网络是以下任一种：

宽带码分多址系统，码分多址系统，码分多址2000系统，全球移动通信系统，以及通用分组无线业务系统。

10.根据权利要求2或3所述的蜂窝移动通信网络，其特征在于，所述射频设备与射频设备控制器之间的接口或两个所述射频设备控制器之间的接口是通用公共射频设备接口。

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