CN204539485U - 一种分布式基站设备和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分布式基站设备和系统，发明人提供了一种分布式基站设备的近端单元，所述的近端单元用于连接远端单元，所述近端单元包括：近端第一网络接口模块、近端处理器模块、近端第二网络模块、近端电源模块、近端同步模块；所述近端第一网络接口模块耦合到近端处理器模块，所述近端处理器模块耦合到近端第二网络模块，所述近端电源模块耦合到近端第二网络模块，所述近端同步模块耦合到近端处理器模块。通过分别封装的近端单元和远端单元实现分布式基站，用户的使用场景中只需要统一部署近端单元，一个近端单元可以同时耦合多个远端单元，远端单元部署到用户使用场景中，从而节约部署成本。

Description

一种分布式基站设备和系统

技术领域

本实用新型涉及移动通信网络的分布式基站设备，且更具体的，涉及一种分布式基站设备和使用该分布式基站设备组网形成的系统。

背景技术

伴随着移动通信技术的发展，通信进入了4G长期演进LTE时代，随着用户速率的上升，宏站的用户容量和通信距离都受到限制，近年来随着建筑技术和科技的发展，各种高楼大厦随处可见，对于我们国家各种4G信号工作的频率都比较高，这种高大的建筑物对无线信号的隔离和阻挡越来越明显，以及在高层的建筑物或者地下停车场等场所无线信号的覆盖更是困难，如果通过加大宏站的输出功率来解决信号的覆盖问题，会加大开发成本以及设备安装的选址问题。

因为分布式基站在机房空间节省、免馈线损耗、节省设备投资、节约日常电费和空调电费等方面优势明显，因而2G/3G提出分布式基站以便优化网络。分布式基站也被称为微基站，请参阅图1，现有技术中所示的分布式基站设备102为一个独立封装的设备，其与网关或核心网103直接相连。

对于此说明书，术语“基站”也可以表示基站收发系统(BTS)，小区接入点、接入点B或其他术语。术语“核心网”将表示具有核心交换或者呼叫路由功能的网元；术语“分布式基站”也被称作“蜂窝基站”、“微基站”、“微蜂窝型基站”等。

发明人发现，现有的分布式基站102在一些用户数较低的环境时，分布式基站102常处于低负载的情况，即分布式基站的设置存在浪费；而在另一些使用环境如地铁、旅游景点、车站等用户基数大的场景，网络上下行数据量大，而分布式基站受限于数据链路的容量，致使用户网络使用体验差。因此需要一种网络快速、灵活、低成本部署的分布式基站。

实用新型内容

因此，为改进现有技术，发明人提供了一种分布式基站设备和使用分布式基站组网形成的系统。发明人的目的在于提供一种网络快速、灵活、低成本的分布式基站。

具体的，发明人提供了一种分布式基站设备的近端单元，所述的近端单元用于连接远端单元，所述近端单元包括：近端第一网络接口模块、近端处理器模块、近端第二网络模块、近端电源模块、近端同步模块；所述近端第一网络接口模块耦合到近端处理器模块，所述近端处理器模块耦合到近端第二网络模块，所述近端电源模块耦合到近端第二网络模块，所述近端同步模块耦合到近端处理器模块。

进一步的，所述近端处理器模块包括近端第一处理器模块和近端第二处理器模块，所述近端第一处理器模块完成物理层、协议栈和网络数据处理，所述近端第二处理模块用于基带信号采集与数据封装；所述近端第一网络接口模块耦合到近端第一处理器模块，所述近端第一处理器模块耦合到近端第二处理器模块，所述近端第二处理器模块耦合到近端第二网络模块。

进一步的，所述同步模块为GPS同步模块。

进一步的，所述同步模块为近端射频模块。

进一步的，所述第一网络接口模块具有光纤接口或五类线接口或同时具有光纤和五类线接口。

具体的，发明人还提供了一种分布式基站设备的远端单元，所述远端单元用于耦合到近端单元，所述远端单元包括：远端电源模块、远端网络接口模块、远端处理器模块、远端网络射频模块、远端信号放大模块；所述远端电源模块耦合到远端网络接口模块，所述远端网络接口模块耦合到远端处理器模块，所述远端处理器模块耦合到远端网络射频模块，所述远端网络射频模块耦合到远端信号放大模块。

进一步的，所述远端信号放大模块为2个信号放大器。

发明人还提供了一种分布式基站系统，所述分布式基站系统包括近端单元和远端单元，所述近端单元上述任一的近端单元，所述近端单元包括近端第二网络模块，所述远端单元为上述任一项远端单元，所述远端单元包括远端网络接口模块，所述近端第二网络模块耦合到所述远端网络接口模块。

发明人还提供了另一种分布式基站系统，所述近端单元与远端单元形成星型或或星型与混合组合的方式。

发明人通过提供一种近端单元和远端单元，所述近端单元可以耦合远端单元，与现有技术相比，通过分别封装的近端单元和远端单元实现分布式基站，用户的使用场景中只需要统一部署近端单元，一个近端单元可以同时耦合多个远端单元，远端单元部署到用户使用场景中，从而节约部署成本；近端单元可以集中的布置在机房中，远端设备可以部署在使用场景中，从而实现分布式基站的灵活覆盖；近端单元采用高速的网络接口耦合到核心网，从而获得高速回传，从而使客户获得高速的网络访问体验。

附图说明

图1为现有技术示意图1；

图2为本实用新型具体实施方式所述近端单元示意图；

图3为本实用新型具体实施方式所述远端单元示意图。

附图标记说明：

102、分布式基站设备；

103、网关或核心网关；

210、近端第一网络接口模块；

220、近端处理器模块；

230、近端电源模块；

240、近端第二网络模块；

250、近端同步模块；

310、远端处理器模块；

320、远端网络接口模块；

330、远端电源模块；

340、远端网络射频模；

350、远端放大器模块。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

具体的，发明人一方面提供了一种分布式基站设备的近端单元，所述的近端单元用于和远端单元耦合，所述近端单元和远端单元通过有线方式耦合；根据不同的系统设定，所述的有线方式耦合可以是通过五类线耦合，也可以是通过光纤耦合，一个近端单元可以同时耦合多个远端单元。

在电子学和电信领域，耦合(英语：coupling)是指能量从一个介质(例如一个金属线、光导纤维)传播到另一种介质的过程。

请参阅图2，图2是本实用新型的通用近端单元架构框图，在发明人提供的实施例中，所述近端单元包括：近端第一网络接口模块210、近端处理器模块220、近端第二网络模块240、近端电源模块230、近端同步模块250；所述近端第一网络接口模块210耦合到近端处理器模块，所述近端处理器模块耦合到近端第二网络模块，所述近端电源模块耦合到近端第二网络模块，所述近端同步模块耦合到近端处理器模块。

所述的近端第一网络接口模块210耦合到到核心网或其他接入点，其用于基站数据和信号的网络交换。所述的第一网络接口模块可以通过网络接口设备实现，例如RJ45接口或SFP(Small form-factor pluggable transceiver，即可热插拔的光学收发器)接口或SFP+接口。RJ45接口有很多中实现方式，例如10/100Base TX RJ45接口是常用的以太网接口，支持10兆和100兆自适应的网络连接速度；商用SFP收发器能够提供速率达到4.25G bps；SFP+接口能支持10.0Gbit/s传输速率。优选的，采用SFP实现第一网络接口模块。

所述近端处理器模块220用于完成物理层和协议栈、网管数据处理、基带信号采集与数据封装成帧。所述的近端处理模块可以通过最小系统实现，通常最小硬件系统指的是，由处理器以及存储器和FLASH构成的存储电路，再加上一些必要的辅助电路构成的核心系统。处理器包括软件/固件可编程处理器，诸如计算机、数字信号处理器(DSP)、微处理器(包括微控制器)以及其他可编程设备，以及硬件可编程设备，诸如复杂可编程逻辑设备(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)。

所述近端第二网络模块240用于和基站设备的远端单元通信，所述近端第二网络模块耦合到近端处理器模块，所述近端处理器模块通过近端第二网络模块将网络数据透传给远端单元。所述的近端第二网络模块可以通过SERDES或SGMII连接RJ45接口实现。所述SERDES是SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称，SGMII即Serial Gigabit Media IndependentInterface，SGMII为串行吉比特媒体独立接口，SGMII提供了速率为10/100/1000Mbps的全双工BASE-T功能。优选的采用SGMII。

所述的SGMII接口设备可以集成有PHY口，以便与RJ45接口耦合。在一些实施例中，为得到更好的通信带宽，通过一个上行SGMII接口和一个下行SGMII接口与RJ45口通信，实现RJ45接口的全双工。

所述近端电源模块230用于给所述近端第二网络模块供电，远端设备供电。所述近端电源模块可以通过一个PSE(Power Sourcing Equipment)设备实现。特别需要说明的，图2未标示出近端单元中的各模块的供电连接和供电模块。

近端同步模块250用于网络测量和控制系统的精密时钟同步，使分布式近端单元能够具有严格的定时同步。近端同步模块是通过硬件和软件将近端单元内时钟与主控机的主时钟或与世界标准钟实现同步。例如，同步模块可以支持空口同步、GPS同步、1588同步等同步方式

上述技术方案通过同步模块提供网络测量和控制系统的精密时钟同步功能，支持基于任意媒介的时钟同步，进而提供在各类增值业务，如手机高清视频、不同等级的企业专线业务、带宽或租用线批发业务等的客户体验。

上述技术方案通过提供一种近端单元，所述近端单元可以耦合远端单元，与现有技术相比，通过分别封装的近端单元和远端单元实现分布式基站，用户的使用场景中只需要统一部署近端单元，一个近端单元可以同时耦合多个远端单元，远端单元部署到用户使用场景中，从而节约部署成本；近端单元可以集中的布置在机房中，远端设备可以部署在使用场景中，从而实现分布式基站的灵活覆盖；近端单元采用高速的网络接口耦合到核心网，从而获得高速回传，从而使客户获得高速的网络访问体验。

处理器模块可以通过多种方式实现，发明人提供的另一些实施例中，所述近端处理器模块220可以为近端第一处理器模块和近端第二处理器模块，所述近端第一处理器模块完成物理层、协议栈和网络数据处理，所述近端第二处理模块用于基带信号采集与数据封装；所述近端第一网络接口模块210耦合到近端第一处理器模块，所述近端第一处理器模块耦合到近端第二处理器模块，所述近端第二处理器模块耦合到近端第二网络模块。

对于第一处理模块，优选的实现方式为通用处理器、FLASH、存储器构成的，对于第二处理模块可是FPGA处理器。

上述技术方案通过分开物理层、协议栈、网络数据处理和基带信号采集、数据封装分别采用不同的处理器处理，提高基带信号采集和数据封装的速度，进而提高分布式基站的带宽。

在一些实施例中，所述的近端同步模块250为GPS同步模块，GPS同步同步模块通过接收GPS、SDH、PTP、B码等外部时间基准信号，再通过智能时间源控制算法，实现多时间源的智能切换，输出高精度、可靠的时间信号和时间信息。

上述技术方案GPS同步模块有标准RS232、RS422/485、1PPS/PPM/PPH、IRIG-B、DCF77、NTP/SNTP网络对时等接口形式，可以适应各种不同近端设备接口需要。同时还可以记录与近端设备的位置信息，方便近端设备的管理。

在另一些实施例中，所述近端同步模块为空口同步。所述同步模块包括射频信号接收器和RFIC芯片，射频信号接收器接收外部2G/3G/4G网络信号，经过射频放大传送RFIC芯片处理，处理后的结果通过JESD207接口传输给近端处理器模块。在一些实施例中，RFIC芯片集成有射频信号接收器。在某些实施例中，RFIC芯片处理结果可以传输给近端第二处理器模块。

上述技术方案通过采用RFIC芯片，无需额外的芯片，从而减少电路板空间。另一方面RFIC芯片价格低廉，且适合室内环境使用。

在另一些实施例中，近端第一网络接口模块210包括五类线接口RJ45，使近端单元通过网线耦合到到核心网。在另一些实施例中，近端第一网络接口模块210包括光纤接口SFP(Small form-factor pluggable transceiver)。也可以是同时具有RJ45进入SFP接口。

上述技术方案通过按照不同的网络接入点环境，选用不同的第一网络接口实现方式，与现有技术相比，即满足需要深度覆盖(只有光纤和铜线有线接入场景)的要求，又满足在数据业务量大的场景下数据链路的带宽，满足用户快速网络访问的需求。即上述方案实现了一个灵活覆盖。另外，发明人还提供了一种分布式基站设备的远端单元，所述远端单元用于耦合到近端单元，所述远端单元包括：远端电源模块330、远端网络接口模块320、远端处理器模块310、远端网络射频模块340、远端信号放大模块350；所述远端电源模块330耦合到远端网络接口模块340，所述远端网络接口模块340耦合到远端处理器模块310，所述远端处理器模块310耦合到远端网络射频模块340，所述远端网络射频模块340耦合到远端信号放大模块350。

所述远端电源模块330用于将电源从网络传输中分离出来转换成低压的电源，给远端单元中各各个器件供电。例如，远端单元的网络接口模块通过5类线耦合到近端单元的第二网络接口模块，5类线中可分离出48V的电源线，再通过远端电源模块将上述直流的电源转换成低压的电源，供给远端其他模块如远端处理器模块、远端网络射频模块、远端信号放大模块等供电。

所述远端网络接口模块320用于具有网络接口功能，例如可是常见的网络接口模块为RJ45模块。

所述远端处理器模块310用于网络数字信号的处理，处理器包括软件/固件可编程处理器，优选FPGA处理器。

所述远端网络射频模块340用于射频的变频处理以及网络信号的模数和数模转换。

所述远端信号放大模350块用于发送网络射频模块处理后射频信号和接收周围环境中的射频信号。在一些情况下远端信号放大模块可以是集成在远端网络射频模块内的。

上述技术方案通过提供一种远端单元，所述远端单元可以耦合道近端单元，与现有技术相比，通过分别封装的近端单元和远端单元实现分布式基站，用户的使用场景中只需要统一部署近端单元，一个近端单元可以同时耦合多个远端单元，远端单元部署到用户使用场景中，从而节约部署成本；近端单元可以集中的布置在机房中，远端设备可以部署在使用场景中，从而实现分布式基站的灵活覆盖；近端单元采用高速的网络接口耦合到核心网，从而获得高速回传，从而使客户获得高速的网络访问体验。

在一些实施例中，为了提供更大的信号覆盖和更强的信号，所述的信号放大模块为两个信号放大器。

上述技术方案通过提供两个信号放大器，使分布式基站的覆盖面积更广，信号更稳定。

在一些实施例中，所述远端时钟模块耦合到远端处理器模块和远端网络射频模块，所述远端时钟模块为远端处理器模块、远端网络射频模块提供工作时钟。所述时钟模块接收远端处理器模块从数据链路层分离出的时钟作为参考时钟，与本地的时钟进行相位校准之后给各个模块提供工作时钟。

上述技术方案通过提供两个信号放大器，使分布式基站的覆盖面积更广，信号更稳定。

在一些实施例中，发明人提供如前实施例所述的近端单元和远端单元，通过所述近端第二网络模块耦合到所述远端网络接口模块，从而构成一个功能完整的基站设备。所述近端第一网络接口模块210耦合到核心网，从而为整个基站，以及耦合到基站远端单元的设备可以访问网络。

上述技术方案通过提供一种远端单元与近端单元耦合组网方式，实现远端单元与近端单元耦合。

在一些实施例中，所述发明人提供如前实施例所述的近端单元和远端单元的连接拓扑结构可以是多样的，如形成星型或链型或星型与链型混合的组网方式。

上述技术方案通过提供不同的组网方式，实现分布式基站的灵活覆盖。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种分布式基站设备，包括近端单元，其中所述的近端单元用于连接远端单元，其特征在于，

所述近端单元包括：近端第一网络接口模块、近端处理器模块、近端第二网络模块、近端电源模块、近端同步模块；所述近端第一网络接口模块耦合到近端处理器模块，所述近端处理器模块耦合到近端第二网络模块，所述近端电源模块耦合到近端第二网络模块，所述近端同步模块耦合到近端处理器模块。

2.如权利要求1所述的一种分布式基站设备，其特征在于，所述近端处理器模块包括近端第一处理器模块和近端第二处理器模块，所述近端第一处理器模块完成物理层、协议栈和网络数据处理，所述近端第二处理模块用于基带信号采集与数据封装；所述近端第一网络接口模块耦合到近端第一处理器模块，所述近端第一处理器模块耦合到近端第二处理器模块，所述近端第二处理器模块耦合到近端第二网络模块。

3.如权利要求1所述的一种分布式基站设备，其特征在于，所述同步模块为GPS同步模块。

4.如权利要求1所述的一种分布式基站设备，其特征在于，所述同步模块为近端射频模块。

5.如权利要求1所述的一种分布式基站设备，其特征在于，所述第一网络接口模块具有光纤接口或五类线接口或同时具有光纤和五类线接口。

6.一种分布式基站设备，包括远端单元，所述远端单元用于耦合到近端单元，所述远端单元包括：远端电源模块、远端网络接口模块、远端处理器模块、远端网络射频模块、远端信号放大模块；所述远端电源模块耦合到远端网络接口模块，所述远端网络接口模块耦合到远端处理器模块，所述远端处理器模块耦合到远端网络射频模块，所述远端网络射频模块耦合到远端信号放大模块。

7.如权利要求6所述的一种分布式基站设备，其特征在于，所述远端信 号放大模块为2个信号放大器。

8.一种分布式基站系统，包括近端单元和远端单元，所述近端单元为权利要求1～4任一项所述的近端单元，所述近端单元包括近端第二网络模块，所述远端单元为权利要求6～7所述的任一项远端单元，所述远端单元包括远端网络接口模块，其特征在于，所述近端第二网络模块耦合到所述远端网络接口模块。

9.如权利要求8所述的一种分布式基站系统，其特征在于，所述近端单元与远端单元形成星型组网的方式。