CN1905402A - 无线信号中继处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线信号中继处理装置及方法，用以解决现有技术中无线信号中继处理装置容易产生自激，在放大信号的同时也会对噪声进行放大的问题。本发明的中继处理装置包括天线和与天线连接的双工器，还包括分别连接所述双工器的信号接收单元和信号发射单元，以及连接在信号接收单元和信号发射单元之间的存储单元；本发明的中继处理装置通过对天线接收的信号进行解调解码处理，提取出其中承载的业务信息，然后重新对该业务信息进行编码调制处理并发送出去，从而有效的去除了信号中的带内噪声干扰，减少了无线资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及中继处理技术，尤其涉及一种无线信号中继处理装置及方法。
背景技术
在移动通信系统中，基站与该基站覆盖区域内的移动台进行通信。在基站的覆盖区域内，由于建筑物的遮挡等原因，会形成一些通信条件恶劣的地区，使得基站发出的信号很难传送到这些地区的移动台，所以通常需要利用中继处理装置对基站和移动台之间的无线信号进行放大来扩大小区的覆盖范围。目前中继处理装置广泛应用于GSM和CDMA等移动通信系统中，具有布网成本低的优点。
图1所示为现有技术中无线信号中继处理装置的结构示意图，由图中可见，该中继处理装置的结构主要包括施主天线、第一双工器、上行信号处理模块、下行信号处理模块，第二双工器和重发天线。其中施主天线为定向天线，用于与基站进行通信，通常为平板天线或抛物面天线，施主天线通过第一双工器与上行信号处理模块的输入端和下行信号处理模块的输出端分别连接；重发天线为定向天线或全向天线，用于与终端进行通信，重发天线通过第二双工器与上行信号处理模块的输出端和下行信号处理模块的输入端分别连接。上行信号处理模块和下行信号处理模块具有相同的结构，均由低噪声放大器、频段选择器、滤波器和功率放大器顺次连接构成。
下面以下行方向为例，对图1所示中继处理装置对无线信号进行放大处理的过程予以说明。基站发出的下行信号由施主天线进行接收，第一双工器从施主天线中分离出低电平的下行信号，将低电平的下行信号输入低噪声放大器中进行放大，然后输入频段选择器中选择下行发射频段，接着通过滤波器滤除下行信号中的带外噪声，将滤除带外噪声的下行信号输入功率放大器中放大到指定的功率后通过第二双工器耦合到重发天线上，由重发天线将下行信号发射出去。
由于上述中继处理装置中的施主天线和重发天线工作在相同的频段上，因此施主天线和重发天线之间应进行隔离，在隔离做的不是很好的情况下，两个天线之间有可能会发生自激。
上述中继处理装置中，位于上行信号处理模块和下行信号处理模块中的滤波器仅滤除了上行信号和下行信号中的带外噪声，对上行信号和下行信号中的带内噪声却无法滤除，导致功率放大器在进行信号放大的同时也放大了信号中的带内噪声，由于噪声会占用小区的无线资源，因此会造成小区容量的下降。
发明内容
本发明提供一种无线信号中继处理装置及方法，用以解决现有技术中无线信号中继处理装置容易产生自激，在放大信号的同时也会对噪声进行放大的问题。
本发明技术方案如下：
一种无线信号中继处理方法，所述信号为时分双工模式的无线通信系统中基站发出的下行信号；包括步骤：
基站发送下行信号，该下行信号中承载有发送给基站覆盖范围内所有中继处理装置的下行业务信息；
各中继处理装置分别接收该下行信号，从中提取出各自的下行业务信息，并向终端发送承载有该下行业务信息的下行中继信号。
所述基站通过在下行信号帧中增加下行中继发射突发承载所述下行业务信息。
在所述下行信号帧的配置突发中指明下行中继发射突发中对应于各个中继处理装置的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式，以及下行中继信号中的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式。
所述中继处理装置通过在帧结构中增加下行中继接收突发接收所述下行业务信息。
所述中继处理装置接收下行信号并从中提取下行业务信息的过程为：
中继处理装置接收下行信号帧中的配置突发并对其进行射频处理、模/数转换及解调解码处理，得到下行中继发射突发中针对自身的下行业务信息的编码调制方式；
中继处理装置在下行中继接收突发时接收下行信号帧的下行中继发射突发，对其进行射频处理和模/数转换，利用与所述编码调制方式相对应的解调解码方式从下行中继发射突发中得到针对自身的下行业务信息，并将该下行业务信息存储在存储介质中。
所述中继处理装置向终端发送承载有下行业务信息的下行中继信号的过程为：
中继处理装置进行收发状态转换，对下行中继信号帧的配置信息进行编码调制处理、数/模转换及射频处理并将其承载在配置突发中发送给覆盖范围内的终端；
中继处理装置从所述存储介质中提取下行业务信息，按照下行信号帧配置突发的规定对下行业务信息进行编码调制处理并将其承载在规定的下行业务突发中，经数/模转换及射频处理后发送给覆盖范围内的终端。
所述下行中继信号帧的配置突发中承载的配置信息为下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式。
当基站和基站覆盖范围内的所有中继处理装置中的任意一个发送下行信号时，其他的基站和/或中继处理装置处于静止状态。
一种无线信号中继处理方法，所述信号为时分双工模式的无线通信系统中终端向基站发送的上行信号；包括步骤：
中继处理装置接受终端发出的随机接入请求；
终端向中继处理装置发送上行信号，该上行信号中承载有发送给基站的上行业务信息；
中继处理装置接收该上行信号，从中提取出上行业务信息，向基站发送承载有该上行业务信息的上行中继信号。
所述终端通过上行信号帧的上行业务突发承载所述上行业务信息。
所述上行业务突发中承载的上行业务信息的调制方式和无线资源分配方式由终端最近接收的一帧基站下行信号或下行中继信号中的配置突发指明。
所述中继处理装置从上行信号中提取上行业务信息的过程为：
中继处理装置对终端发出的上行信号进行射频处理及模/数转换，根据最近一帧基站下行信号中的配置突发的内容对上行信号帧中的上行业务突发进行解调解码处理，得到上行业务信息，并将其存储在存储介质中。
所述中继处理装置在上行中继信号帧中增加了上行中继发射突发，用于承载发送给基站的上行业务信息。
所述中继处理装置向基站发送承载有上行业务信息的上行中继信号的过程为：
中继处理装置进行收发状态转换，从所述存储介质中提取上行业务信息，按照最近一帧基站下行信号中配置突发的规定对上行业务信息进行编码调制处理；
中继处理装置将编码调制后的上行业务信息承载在最近一帧基站下行信号的配置突发所规定的上行中继发射突发中，经数/模转换及射频处理后发送给基站。
所述基站覆盖范围内的中继处理装置向基站发送上行中继发射突发所占用的无线资源互不重叠。
所述基站通过在其帧结构中增加上行中继接收突发接收中继处理装置转发的上行业务信息。
一种无线信号中继处理装置，包括天线和与天线连接的双工器；还包括：分别连接所述双工器的信号接收单元和信号发射单元，以及连接在信号接收单元和信号发射单元之间的存储单元；
所述天线将接收到的信号通过双工器发送给信号接收单元，信号接收单元对该信号进行处理，从中提取出业务信息存储在存储单元中，信号发射单元从存储单元中提取该业务信息进行处理，将处理后的信号通过双工器从天线发射出去。
所述信号接收单元包括：
第一射频模块：与双工器连接，用于对天线接收的信号进行低噪声放大、滤波和变频处理；
模/数转换模块：与射频模块连接，将射频模块输出的模拟信号转换为数字信号；
解调解码模块：连接在模/数转换模块和存储单元之间，对模/数转换模块输出的数字信号进行解调解码处理得到业务信息。
所述信号发射单元包括：
编码调制模块：与存储单元连接，从存储单元提取业务信息并对其进行信道编码，将编码后的信号调制为数字信号；
数/模转换模块：与编码调制模块连接，将编码调制模块输出的数字信号转换为模拟信号；
第二射频模块：连接在数/模转换模块和双工器之间，将数/模转换模块输出的模拟信号进行滤波、变频和功率放大处理后发送给双工器。
所述天线接收的信号为基站发出的下行信号或终端发出的上行信号。
所述存储单元包括下行业务存储模块和上行业务存储模块，其中下行业务存储模块用于保存从基站发出的下行信号中提取出的业务信息，上行业务存储模块用于保存从终端发出的上行信号中提取的业务信息。
本发明有益效果如下：
本发明的无线信号中继处理装置仅需要一套天线和收发单元，其结构简单，能够避免自激的产生，并且安装方便。该中继处理装置通过对天线接收的信号进行解调解码处理，提取出其中承载的业务信息，然后重新对该业务信息进行编码调制处理并发送出去，从而有效的去除了信号中的带内噪声干扰，减少了无线资源的浪费。
附图说明
图1为现有技术中无线信号中继处理装置的结构示意图；
图2为本发明的无线信号中继处理装置的结构示意图；
图3为本发明中基站信号帧和中继信号帧的结构示意图；
图4为本发明的下行信号中继处理方法的流程图；
图5为本发明的上行信号中继处理方法的流程图。
具体实施方式
本发明提出一种仅需要一套天线及收发单元的中继处理装置，利用该中继处理装置对无线信号进行中继处理时，能够有效的去除信号中的带内噪声干扰并且不会产生自激，下面将结合各个附图对本发明的主要实现原理及其具体实施方式进行详细的阐述。
本发明的无线信号中继处理装置及方法适用于采用时分双工模式的无线通信系统。
图2所示为本发明的无线信号中继处理装置的结构示意图，由图中可见，本发明的中继处理装置包括天线，与天线连接的双工器，分别连接双工器的信号接收单元和信号发射单元，以及连接在信号接收单元和信号发射单元之间的存储单元。
天线将接收到的信号通过双工器发送给信号接收单元，信号接收单元对该信号进行射频处理、模/数转换和解调解码处理，从中提取出业务信息，将该业务信息存储在存储单元中，信号发射单元从存储单元中提取出业务信息，对该业务信息进行编码调制处理、数/模转换和射频处理，将处理后的信号通过双工器从天线发射出去。其中信号接收单元用于接收基站发出的承载有下行业务信息的下行信号和/或终端发出的承载有上行业务信息的上行信号；信号发射单元用于向终端转发基站发出的下行业务信息和/或向基站转发终端发出的上行业务信息；存储单元中包括下行业务存储模块和上行业务存储模块，其中下行业务存储模块用于保存基站发送给终端的下行业务信息，上行业务存储模块用于保存终端发送给基站的上行业务信息。
信号接收单元由第一射频模块、模/数转换模块和解调解码模块顺次连接构成。其中第一射频模块与双工器连接，对天线接收的信号进行低噪声放大、滤波和变频处理，并将处理后的模拟信号发送给模/数转换模块；模/数转换模块与第一射频模块连接，将射频模块输出的模拟信号转换为数字信号；解调解码模块连接在模/数转换模块和存储单元之间，用于对模/数转换模块输出的数字信号进行解调解码处理得到业务信息，将该业务信息送入存储单元中进行存储，当天线接收的信号为基站发出的下行信号时，该业务信息被送入下行业务存储模块中进行存储，当该业务信息为终端发出的上行业务信息时，该业务信息被送入上行业务存储模块中进行存储。
信号发射单元由编码调制模块、数/模转换模块和第二射频模块顺次连接构成。其中编码调制模块与存储单元连接，用于从存储单元提取业务信息并对其进行信道编码，将编码后的信号调制为数字信号，并将该数字信号输入数/模转换模块中进行处理；数/模转换模块与编码调制模块连接，用于将编码调制模块输出的数字信号转换为模拟信号；第二射频模块连接在数/模转换模块和双工器之间，用于将数/模转换模块输出的模拟信号进行滤波、变频和功率放大处理后发送给双工器，由双工器通过天线发送出去。
图3所示为本发明中基站信号帧和中继信号帧的结构示意图，其中基站帧为基站信号的帧结构示意图，中继帧为基站覆盖范围内的中继处理装置的中继信号的帧结构示意图。本发明在基站信号帧的发射状态增加了下行中继发射突发，用于承载发送给基站覆盖范围内所有中继处理装置的下行业务信息；在基站信号帧的接收状态增加了上行中继接收突发，用于接收由中继处理装置转发的上行业务信息。与基站信号帧相对应，在中继信号帧的接收状态增加了下行中继接收突发，用于接收基站发出的下行业务信息；在中继信号帧的发射状态增加了上行中继发射突发，用于承载发送给基站的上行业务信息。
下面分别对本发明的下行信号中继处理和上行信号中继处理的过程进行说明。
参见图4并结合图3，本发明的下行信号中继处理过程如下：
步骤S10、基站在下行信号帧中增加下行中继发射突发213，用于承载发送给基站覆盖范围内所有中继处理装置的下行业务信息，该下行中继发射突发213位于下行信号帧的配置突发212之后；
上述突发的概念代表一定的无线资源，可以是CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)系统中的CDMA码信道，也可以是TDMA(TimeDivision Multiple Access，时分多址)系统中的时隙，也可以是OFDMA(Orthogonal frequency division multiplexing Access，正交频分多址)系统中的子载波。
步骤S11、基站在下行信号帧的配置突发212中指明了下行中继发射突发213中对应于各个中继处理装置的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式以及下行中继信号中的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式。
步骤S12、基站发送下行信号，各中继处理装置通过天线分别接收该下行信号，并利用第一射频模块对该下行信号进行低噪声放大、滤波和选频处理，将处理后下行信号输入模/数转换模块中进行模/数转换；
在基站发送同步突发211时，各中继处理装置通过接收下行信号帧中的同步突发与基站进行同步；
在基站发送配置突发212时，各中继处理装置接收该配置突发212，对其进行解调解码处理，从中得到下行中继发射突发213中针对自身的下行业务信息的编码调制方式。
步骤S13、中继处理装置在其帧结构中增加下行中继接收突发222，用于接收基站发出的下行业务信息，在基站发送下行中继发射突发213时，中继处理装置应处于下行中继接收突发222，中继处理装置利用与步骤S12中所获取的编码调制方式相对应的解调解码方式从下行中继发射突发213中得到针对自身的下行业务信息。
步骤S14、中继处理装置将获取的下行业务信息存储在存储单元的下行业务存储模块中。
步骤S15、中继处理装置进行收发状态转换，对中继信号帧的配置信息进行编码调制处理、数/模转换及射频处理后承载在配置突发225中发送给覆盖范围内的终端；
中继处理装置从存储介质中提取下行业务信息，按照下行信号帧中配置突发212的规定对下行业务信息进行编码调制处理并将其承载在规定的下行业务突发227中，经数/模转换及射频处理后发送给覆盖范围内的终端；各个终端所占用的下行无线资源互不重叠；
中继信号帧的配置突发225中承载的配置信息为下行业务突发227中的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式。
在上述中继处理过程中，中继处理装置通过解调解码方式从下行信号中提取出下行业务信息，去除了下行业务信息中的干扰，实现了在放大下行信号的同时一并去除下行信号中的带内噪声干扰的目的。
为了减少干扰，当基站和基站覆盖范围内的所有中继处理装置中的任意一个在发送下行信号时，其他的基站和/或中继处理装置应处于静止状态，即不会发射无线信号。
参见图5并结合图3，本发明的上行信号中继处理过程如下：
步骤S20、终端发送上行信号，该上行信号帧的上行业务突发中承载有发送给基站的上行业务信息，该上行业务信息的调制方式和无线资源分配方式由终端接收的最近一帧基站下行信号或下行中继信号中的配置突发所规定；
步骤S21、中继处理装置通过接入突发254接受终端发出的随机接入请求，基站覆盖范围内的中继处理装置之间可占用相同的无线资源来接收终端的随机接入请求；
步骤S22、中继处理装置接收终端发出的上行信号并对其进行低噪声放大、滤波、选频处理及模/数转换处理，中继处理装置根据最近一帧下行信号中的配置突发的内容对上行信号帧中的上行业务突发进行解调解码处理，得到上行业务信息，将其存储在上行业务存储模块中；终端在发送上行信号时所占用的上行无线资源互不重叠；中继处理装置未占用的空中接口资源标记为空闲突发255；
步骤S23、中继处理装置在上行中继信号中增加了上行中继发射突发262，用于承载发送给基站的上行业务信息，中继处理装置进行收发状态转换，从上行业务存储模块中提取出上行业务信息，按照最近一帧下行信号中配置突发的规定对上行业务信息进行编码调制处理；
步骤S24、中继处理装置将编码调制后的上行业务信息承载在上行中继发射突发263中，经数/模转换及变频、滤波、功率放大处理后发送给基站；
步骤S25、基站在其帧结构中增加了上行中继接收突发253，基站进行发收状态转换，通过上行中继接收突发253接收由中继处理装置转发的上行业务信息，基站所接收的上行业务信息有一帧的延迟。
为了减少干扰，在上述过程中，当基站覆盖范围内的任意一个中继处理装置向基站发送上行中继发射突发时，其他的中继处理装置应处于静止突发，即各个中继处理装置的上行中继发射突发所占用的无线资源互不重叠。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (21)
1、一种无线信号中继处理方法，所述信号为时分双工模式的无线通信系统中基站发出的下行信号；其特征在于，包括步骤：
基站发送下行信号，该下行信号中承载有发送给基站覆盖范围内所有中继处理装置的下行业务信息；
各中继处理装置分别接收该下行信号，从中提取出各自的下行业务信息，并向终端发送承载有该下行业务信息的下行中继信号。
2、根据权利要求1所述的无线信号中继处理方法，其特征在于：所述基站通过在下行信号帧中增加下行中继发射突发承载所述下行业务信息。
3、根据权利要求2所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，在所述下行信号帧的配置突发中指明下行中继发射突发中对应于各个中继处理装置的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式，以及下行中继信号中的下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式。
4、根据权利要求1或3所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述中继处理装置通过在帧结构中增加下行中继接收突发接收所述下行业务信息。
5、根据权利要求4所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述中继处理装置接收下行信号并从中提取下行业务信息的过程为：
中继处理装置接收下行信号帧中的配置突发并对其进行射频处理、模/数转换及解调解码处理，得到下行中继发射突发中针对自身的下行业务信息的编码调制方式；
中继处理装置在下行中继接收突发时接收下行信号帧的下行中继发射突发，对其进行射频处理和模/数转换，利用与所述编码调制方式相对应的解调解码方式从下行中继发射突发中得到针对自身的下行业务信息，并将该下行业务信息存储在存储介质中。
6、根据权利要求5所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述中继处理装置向终端发送承载有下行业务信息的下行中继信号的过程为：
中继处理装置进行收发状态转换，对下行中继信号帧的配置信息进行编码调制处理、数/模转换及射频处理并将其承载在配置突发中发送给覆盖范围内的终端；
中继处理装置从所述存储介质中提取下行业务信息，按照下行信号帧配置突发的规定对下行业务信息进行编码调制处理并将其承载在规定的下行业务突发中，经数/模转换及射频处理后发送给覆盖范围内的终端。
7、根据权利要求6所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述下行中继信号帧的配置突发中承载的配置信息为下行业务信息的编码调制方式和无线资源分配方式。
8、根据权利要求1所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，当基站和基站覆盖范围内的所有中继处理装置中的任意一个发送下行信号时，其他的基站和/或中继处理装置处于静止状态。
9、一种无线信号中继处理方法，所述信号为时分双工模式的无线通信系统中终端向基站发送的上行信号；其特征在于，包括步骤：
中继处理装置接受终端发出的随机接入请求；
终端向中继处理装置发送上行信号，该上行信号中承载有发送给基站的上行业务信息；
中继处理装置接收该上行信号，从中提取出上行业务信息，向基站发送承载有该上行业务信息的上行中继信号。
10、根据权利要求9所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述终端通过上行信号帧的上行业务突发承载所述上行业务信息。
11、根据权利要求10所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述上行业务突发中承载的上行业务信息的调制方式和无线资源分配方式由终端最近接收的一帧基站下行信号或下行中继信号中的配置突发指明。
12、根据权利要求10所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述中继处理装置从上行信号中提取上行业务信息的过程为：
中继处理装置对终端发出的上行信号进行射频处理及模/数转换，根据最近一帧基站下行信号中的配置突发的内容对上行信号帧中的上行业务突发进行解调解码处理，得到上行业务信息，并将其存储在存储介质中。
13、根据权利要求9或12所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述中继处理装置在上行中继信号帧中增加了上行中继发射突发，用于承载发送给基站的上行业务信息。
14、根据权利要求13所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述中继处理装置向基站发送承载有上行业务信息的上行中继信号的过程为：
中继处理装置进行收发状态转换，从所述存储介质中提取上行业务信息，按照最近一帧基站下行信号中配置突发的规定对上行业务信息进行编码调制处理；
中继处理装置将编码调制后的上行业务信息承载在最近一帧基站下行信号的配置突发所规定的上行中继发射突发中，经数/模转换及射频处理后发送给基站。
15、根据权利要求14所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述基站覆盖范围内的中继处理装置向基站发送上行中继发射突发所占用的无线资源互不重叠。
16、根据权利要求9所述的无线信号中继处理方法，其特征在于，所述基站通过在其帧结构中增加上行中继接收突发接收中继处理装置转发的上行业务信息。
17、一种无线信号中继处理装置，包括天线和与天线连接的双工器；其特征在于，还包括：分别连接所述双工器的信号接收单元和信号发射单元，以及连接在信号接收单元和信号发射单元之间的存储单元；
所述天线将接收到的信号通过双工器发送给信号接收单元，信号接收单元对该信号进行处理，从中提取出业务信息存储在存储单元中，信号发射单元从存储单元中提取该业务信息进行处理，将处理后的信号通过双工器从天线发射出去。
18、根据权利要求17所述的无线信号中继处理装置，其特征在于，所述信号接收单元包括：
第一射频模块：与双工器连接，用于对天线接收的信号进行低噪声放大、滤波和变频处理；
模/数转换模块：与射频模块连接，将射频模块输出的模拟信号转换为数字信号；
解调解码模块：连接在模/数转换模块和存储单元之间，对模/数转换模块输出的数字信号进行解调解码处理得到业务信息。
19、根据权利要求17所述的无线信号中继处理装置，其特征在于，所述信号发射单元包括：
编码调制模块：与存储单元连接，从存储单元提取业务信息并对其进行信道编码，将编码后的信号调制为数字信号；
数/模转换模块：与编码调制模块连接，将编码调制模块输出的数字信号转换为模拟信号；
第二射频模块：连接在数/模转换模块和双工器之间，将数/模转换模块输出的模拟信号进行滤波、变频和功率放大处理后发送给双工器。
20、根据权利要求17所述的无线信号中继处理装置，其特征在于，所述天线接收的信号为基站发出的下行信号或终端发出的上行信号。
21、根据权利要求20所述的无线信号中继处理装置，其特征在于，所述存储单元包括下行业务存储模块和上行业务存储模块，其中下行业务存储模块用于保存从基站发出的下行信号中提取出的业务信息，上行业务存储模块用于保存从终端发出的上行信号中提取的业务信息。
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