專利名稱：一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種時分雙工移動通信系統(tǒng)的基站設(shè)備，更確切地說是涉及一種適于在微小區(qū)或微微小區(qū)內(nèi)使用的無線基站設(shè)備。
背景技術(shù)：
在第三代移動通信系統(tǒng)中，用戶可以在室內(nèi)或在高速移動狀態(tài)中通過手持機(jī)等，進(jìn)行包括話音和圖像等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信。
其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可參見ITU有關(guān)建議(如ITU-R M.1447等)，無線基站與基站控制器(或稱無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC)之間，必須提供物理鏈路，通過標(biāo)準(zhǔn)的接口(如3GPP所規(guī)定的Iub接口)連接。上述物理鏈路可以是光纜、電纜等的有線連接，也可以是無線連接。
從網(wǎng)絡(luò)布置來看，當(dāng)一個地區(qū)的移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)設(shè)計安裝完畢后，由于種種原因必然還會存在一些覆蓋很差(如由于遮擋等原因)的局部地區(qū)，特別是在第三代移動通信使用的2000MHz頻段，因電波傳播條件更差，使難以覆蓋的地區(qū)更多。此外，隨著時間的推移，也會新出現(xiàn)一些業(yè)務(wù)需求增大的熱點(diǎn)地區(qū)，如室內(nèi)市場、新建大樓等。上述兩種情況下，為確保通信，都需要增加一些重復(fù)覆蓋的微小區(qū)或微微小區(qū)。
因此，在第三代移動通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)將可能重復(fù)覆蓋，在宏小區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)可能需要設(shè)計多個微小區(qū)或微微小區(qū)，需要在這些微小區(qū)或微微小區(qū)內(nèi)設(shè)立基站，以滿足室內(nèi)及用戶高度集中的區(qū)域內(nèi)的通信需求。但在有些情況下，由于種種原因，在短時期內(nèi)，無法在基站與基站控制器之間架設(shè)光纜或電纜，導(dǎo)致無法建立起這些微小區(qū)或微微小區(qū)，在人們最需要的時候卻不能提供通信系統(tǒng)；和在有些情況下，僅為了臨時需要而在微小區(qū)或微微小區(qū)內(nèi)設(shè)立基站，此時，如果采用目前所使用的傳統(tǒng)基站設(shè)備，從投資成本等方面考慮，顯然是很不合適的。
圖1示出一種傳統(tǒng)基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)，包括室外單元和室內(nèi)單元。由多個發(fā)射天線如41、42及接收天線如43、44和相關(guān)的低衰耗饋電電纜如31、32、33、34構(gòu)成室外單元。室內(nèi)單元設(shè)置在設(shè)備機(jī)架50內(nèi)，由多只高功率放大器如51、52及射頻發(fā)信機(jī)如55、56構(gòu)成多條射頻發(fā)信鏈路；由射頻接收機(jī)如53、54(包括前置功率放大)構(gòu)成多條收信鏈路；基帶信號處理單元如61、62完成收信信號和發(fā)信信號的信號處理(其中包括模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換等)；接口及控制單元如65、66完成整機(jī)控制(控制發(fā)信與收信)和提供至基站控制器RNC的接口68以及測試接口69。
圖中示意的是服務(wù)于一個扇區(qū)的基站設(shè)備結(jié)構(gòu)，當(dāng)提供多扇區(qū)使用的基站設(shè)備時，接口及控制單元如65、66僅需要增加處理能力，其它部分的數(shù)量需按扇區(qū)的數(shù)量成倍增加。
顯然，用這樣的基站設(shè)備供微小區(qū)或微微小區(qū)使用，是很不經(jīng)濟(jì)的。此外，一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備還應(yīng)該具有能與系統(tǒng)連接(如基站控制器)的多種連接接口。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，此基站設(shè)備應(yīng)特別適合在重復(fù)覆蓋的小區(qū)基站中和臨時性建立的基站中使用。
該基站設(shè)備應(yīng)具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)設(shè)備成本、建站成本低；高靈活性，十分容易架設(shè)；同時具有通過有線或無線方式與無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)連接的接口，當(dāng)此微小區(qū)或微微小區(qū)基站的位置一旦確定后，可以方便地加入到已有的無線移動通信系統(tǒng)中與無線網(wǎng)絡(luò)控制器連接，自動地組成一個微小區(qū)或微微小區(qū)。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是這樣的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，由外接單元與機(jī)內(nèi)單元組成，外接單元包括天線和饋電電纜，饋電電纜連接外接單元與機(jī)內(nèi)單元，機(jī)內(nèi)單元包括帶功率放大單元的射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元和接口單元，射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元和接口單元通過數(shù)字總線、監(jiān)控總線連接，其特征在于所述的射頻收發(fā)信機(jī)有一套或兩套；所述的接口單元包括與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接連接的接口，和/或與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接連接的接口；所述的機(jī)內(nèi)單元還包括供電單元，通過直流饋線與所述的射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元和接口單元連接。
所述的與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接連接的接口是獨(dú)立于所述射頻收發(fā)信機(jī)之外的有線Iub接口和無線Iub接口，與所述的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接通信。
所述的與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接連接的接口是利用所述的射頻收發(fā)信機(jī)分時與用戶終端通信和與其它基站通信，并通過該其它基站與所述的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接通信。
所述射頻收發(fā)信機(jī)中的功率放大單元作為射頻前端設(shè)置在室外單元中，一端連接所述的天線，另一端與所述的饋電電纜連接。
還包括由GPS接收天線、饋線和GPS接收處理模塊連接構(gòu)成的GPS接口，輸出GPS定時信號；GPS接收天線、饋線及GPS接收處理模塊中的功率放大單元設(shè)置在所述的室外單元中，GPS接收處理模塊中除功率放大單元的其它單元設(shè)置在所述的室內(nèi)單元中。
本實(shí)用新型的供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，通過高集成度、無冗余備份的設(shè)計，以盡可能地降低成本；具有多種連接至系統(tǒng)的接口，包括以有線方式或者無線方式直接連接至基站控制器的接口，以及采用無線方式，通過其它基站連接至系統(tǒng)的接口(此兩種接口方式在實(shí)際使用時可以只選擇一種)；將射頻前端的功率放大部分與天線集成在一起，并安裝在設(shè)備機(jī)箱外，從而可以使用普通射頻電纜等等。


圖1是傳統(tǒng)的基站設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；圖2是時分雙工移動通信系統(tǒng)供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的一種基站設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是時分雙工移動通信系統(tǒng)供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的另一種基站設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，下面結(jié)合時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)，進(jìn)一步說明該基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
參見圖2所示的設(shè)備構(gòu)成。此微型基站設(shè)備包括機(jī)箱(100)內(nèi)單元(室內(nèi)單元)及位于機(jī)箱(100)外的外接單元(室外單元)。機(jī)箱(100)內(nèi)單元包括一套射頻收發(fā)信機(jī)110、數(shù)字基帶信號處理器120、總控制單元130、接口單元140和供電單元(150)共五個功能單元。
必須說明的是，上述五個功能單元是從功能角度進(jìn)行劃分的，在物理實(shí)現(xiàn)時并不需要嚴(yán)格地與相應(yīng)的硬件進(jìn)行對應(yīng)，可能的情況是將兩個、甚至三個功能單元集成在同一個硬件上。
機(jī)箱(100)外的外接單元包括天線201及與天線201連接的射頻前端202，射頻前端202即功率放大單元，射頻前端202對接收信號進(jìn)行低噪聲放大和對發(fā)射信號進(jìn)行功率放大。將耗電多的射頻前端設(shè)置在機(jī)箱外并與天線近距離連接，不僅降低了對饋線203的要求，如可使用普通射頻電纜，還使設(shè)備內(nèi)沒有高耗電部件，只進(jìn)行射頻傳輸，因而耗電低、成本低。
射頻收發(fā)信機(jī)110通過電纜饋線203連接射頻前端202。射頻收發(fā)信機(jī)110又通過高速數(shù)字總線112、113與數(shù)字基帶信號處理器120連接。總控制單元130通過監(jiān)控總線131分別與射頻收發(fā)信機(jī)110、數(shù)字基帶信號處理器120、接口單元140及供電單元150連接，總控制單元130還通過高速數(shù)字總線134與數(shù)字基帶信號處理器120及接口單元140連接。供電單元150則通過直流饋線151連接收發(fā)信機(jī)110、數(shù)字基帶信號處理器120、接口單元140及總控制單元130，使這些功能單元獲得來自供電單元150的直流供電。
射頻收發(fā)信機(jī)110可工作于1個或者多個載波頻率，完成射頻信號至數(shù)字信號間的轉(zhuǎn)換。
數(shù)字基帶信號處理器120完成基站物理層信號的處理。
總控制單元130完成基站的全部監(jiān)控及高層信號處理，有一個供本地維護(hù)的接口133。
接口單元140為基站提供各個對外接口，包括但不限于至網(wǎng)絡(luò)(指無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC)的有線Iub接口141(通過電纜或者光纜與網(wǎng)絡(luò)直接連接)、通過無線方式直接連接的Iub接口142，提供基站設(shè)備與無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC間的連接。圖中所示的143是接收全球定位系統(tǒng)(GPS)定時信號的GPS射頻接口，在需要基站設(shè)備提供GPS定時信號時可由此接口獲得。另外，接口單元140還設(shè)有與監(jiān)控總線131連接的監(jiān)控總線接口144、和與高速數(shù)字總線134連接的總線接口145，用于與總控制單元130進(jìn)行通信。
供電單元150使用交流市電供電，將輸入的市電(155)變換為所需要的各種直流電壓，并通過直流饋線151輸出至設(shè)備內(nèi)各部件單元。通過連接在總控制單元130與供電單元150間的監(jiān)控總線131，提供兩單元間的電源監(jiān)控。
機(jī)箱(100)外，GPS接收天線205通過饋線206與接口單元140的CPS射頻接口143連接，接收來自GPS的定時信號；與RNC間無線連接所使用的天線210直接連接其射頻前端211，再通過饋線212和接口單元140的無線Iub接口142連接。
該微型基站的設(shè)計特點(diǎn)是高集成度、無冗余備份，有效降低了設(shè)備成本。
設(shè)備同時設(shè)置有線及無線Iub接口，可以簡便地與移動通信系統(tǒng)的基站控制器(RNC)連接。
射頻前端(收信時的低噪聲放大器與發(fā)信時的功率放大器)202、211置于相應(yīng)的天線201、210上，設(shè)備內(nèi)無高耗電部件，設(shè)備內(nèi)僅有射頻信號傳輸，耗電低、成本低。
設(shè)備直接由交流市電供電，可在設(shè)備內(nèi)設(shè)置一定容量的可充電電池，當(dāng)市電中斷時可以維持設(shè)備繼續(xù)在一個短時間內(nèi)工作。
參見圖3，圖中示出時分雙工移動通信系統(tǒng)的微型基站設(shè)備結(jié)構(gòu)。此微型基站設(shè)備包括機(jī)箱(200)內(nèi)單元及位于機(jī)箱(200)外的外接單元。機(jī)箱(200)內(nèi)單元包括一套射頻收發(fā)信機(jī)310、物理層處理及操作維護(hù)單元320、GPS接收處理模塊340和供電單元350。其中的物理層處理及操作維護(hù)單元320集中了圖2中數(shù)字基帶信號處理器120及總控制單元130的功能。射頻收發(fā)信機(jī)310、物理層處理及操作維護(hù)單元320、GPS接收處理模塊340通過監(jiān)控總線231連接，射頻收發(fā)信機(jī)310與物理層處理及操作維護(hù)單元320通過高速數(shù)字總線112、113連接，供電單元350將交流市電轉(zhuǎn)換成-48V直流，通過直流饋線151輸送給射頻收發(fā)信機(jī)310、物理層處理及操作維護(hù)單元320和GPS接收處理模塊340。機(jī)箱(200)外單元包括天線201及射頻前端202，通過饋線203與射頻收發(fā)信機(jī)310連接，GPS天線205通過饋線206與GPS接收處理模塊340連接。
本實(shí)施設(shè)備也只用一套收發(fā)信機(jī)。天線接收到信號后，經(jīng)射頻前端202的功率放大器放大，再經(jīng)饋線203傳遞給射頻收發(fā)信機(jī)310，其優(yōu)點(diǎn)是降低了對饋線203衰減的要求，從而降低了設(shè)備的成本。經(jīng)過射頻收發(fā)信機(jī)310處理后，數(shù)字基帶信號通過高速數(shù)字總線113傳遞給物理層處理及操作維護(hù)單元320的信道處理板，信道處理板經(jīng)過調(diào)制解調(diào)將信令面的信息提交基站信令及運(yùn)行維護(hù)(NBAP，OM)處理，和將業(yè)務(wù)面的信息提交給業(yè)務(wù)處理器(FP)處理。由于該基站設(shè)備沒有傳統(tǒng)意義上的Iub接口，所以可以省略傳輸網(wǎng)絡(luò)層ATM中AAL2，AAL5及AAL2與AAL5轉(zhuǎn)換的工作，大大降低設(shè)備的復(fù)雜性與成本。信令與信號業(yè)務(wù)分別經(jīng)基站信令、運(yùn)行維護(hù)和承載業(yè)務(wù)處理(NBAP，OM和FP)后，以自定義的方式通過物理層，射頻信號則可從空間發(fā)給下一個基站。此時設(shè)備內(nèi)不需要和基站控制器間有直接的連接及設(shè)置接口設(shè)備。設(shè)備中提供由GPS接收處理模塊340、GPS天線205及饋線206構(gòu)成的GPS接口，可接收全球定位系統(tǒng)的定時信號，為設(shè)備提供時鐘，方便系統(tǒng)同步。為便于安裝，設(shè)備中提供220V交流到-48V直流的轉(zhuǎn)換模塊350。
本實(shí)用新型的供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，如果采用時分雙工(TDD)模式，基站可設(shè)置一套收發(fā)信機(jī)，當(dāng)與其它基站(如圖3所示的利用收發(fā)信機(jī))或與無線網(wǎng)絡(luò)控制器(如圖2所示的利用Iub接口)通信和與用戶終端通信采用相同的頻率時，通過分時的方法，都使用這一套收發(fā)信機(jī)工作。如果采用頻分雙工(FDD)模式，當(dāng)與其它基站或無線網(wǎng)絡(luò)控制器和與用戶終端通信時，采用不同的工作頻率，則需要兩套收發(fā)信機(jī)，其中一套收發(fā)信機(jī)供與移動通信系統(tǒng)內(nèi)的其它基站或無線網(wǎng)絡(luò)控制器通信，另一套收發(fā)信機(jī)供與用戶終端通信。
本實(shí)用新型的技術(shù)在經(jīng)適當(dāng)改變后，也可應(yīng)用于用其它移動通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的基站設(shè)備中。
權(quán)利要求1.一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，由外接單元與機(jī)內(nèi)單元組成，外接單元包括天線和饋電電纜，饋電電纜連接外接單元與機(jī)內(nèi)單元，機(jī)內(nèi)單元包括帶功率放大單元的射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元和接口單元，射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元和接口單元通過數(shù)字總線、監(jiān)控總線連接，其特征在于所述的射頻收發(fā)信機(jī)有一套或兩套；所述的接口單元包括與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接連接的接口，和/或與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接連接的接口；所述的機(jī)內(nèi)單元還包括供電單元，通過直流饋線與所述的射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元和接口單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于所述的與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接連接的接口包括獨(dú)立于所述射頻收發(fā)信機(jī)之外的無線Iub接口和/或有線Iub接口，與所述的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于所述的與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接連接的接口是利用所述的射頻收發(fā)信機(jī)分時與用戶終端通信和與其它基站通信，并通過該其它基站與所述的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于所述射頻收發(fā)信機(jī)中的功率放大單元作為射頻前端設(shè)置在室外單元中，一端連接所述的天線，另一端與所述的饋電電纜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于還包括由GPS接收天線、饋線和GPS接收處理模塊連接構(gòu)成的GPS接口，輸出GPS定時信號；GPS接收天線、饋線及GPS接收處理模塊中的功率放大單元設(shè)置在所述的室外單元中，GPS接收處理模塊中除功率放大單元的其它單元設(shè)置在所述的室內(nèi)單元中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于所述的數(shù)字基帶信號處理器和總控制單元合成為一個物理層處理及操作維護(hù)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于所述的功率放大單元包括對接收信號進(jìn)行放大的低噪聲放大器和對發(fā)射信號進(jìn)行放大的功率放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，其特征在于所述的饋電電纜是普通射頻電纜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種供微小區(qū)或微微小區(qū)使用的基站設(shè)備，特別適合在重復(fù)覆蓋的小區(qū)基站中和臨時性建立的基站中使用，包括室外單元和室內(nèi)單元。室外單元包括天線和連接室、內(nèi)外單元的饋電電纜，室內(nèi)單元包括射頻收發(fā)信機(jī)、數(shù)字基帶信號處理器、總控制單元、接口單元和供電單元。有一套或兩套射頻收發(fā)信機(jī)；接口單元包括與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器直接連接的接口，如有線、無線Iub接口，和/或與移動通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器間接連接的接口，如利用射頻收發(fā)信機(jī)分時與用戶終端和其它基站通信，再通過該其它基站與無線網(wǎng)絡(luò)控制器通信。成本低、容易架設(shè)。當(dāng)微小區(qū)或微微小區(qū)基站的位置確定后，可以方便地加入已有的無線移動通信系統(tǒng)中。
文檔編號H04W88/08GK2631165SQ03264478
公開日2004年8月4日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者李世鶴, 李峰 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司