專利名稱：在td-scdma網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信無線接入網(wǎng)技術領域，特別是在TD-SCDMA網(wǎng)絡 中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
從移動通信的業(yè)務使用來看，由于室內(nèi)提供了舒適的環(huán)境，用戶的等候 時間也大多在室內(nèi)消磨，因此用戶也更趨向在室內(nèi)Y吏用豐富的業(yè)務。目前， 室內(nèi)業(yè)務量超過70%，并且隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的逐年增加，室內(nèi)業(yè)務量所占的 比重將越來越大，所以移動通信網(wǎng)絡必須做好室內(nèi)覆蓋。
TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標準(簡稱3G)，自1998 年正式向ITU (國際電信聯(lián)盟)提交以來，已經(jīng)歷經(jīng)五年多的時間，完成了 標準的專家組評估、ITU認可并發(fā)布、與3GPP (第三代伙伴項目)體系的 融合、新技術特性的引入等一系列的國際標準化工作，從而使TD-SCDMA 標準成為第一個由中國提出的、以我國知識產(chǎn)權為主的、被國際上廣泛接受 和認可的無線通信國際標準。
在數(shù)據(jù)業(yè)務的接入方面，由于TD-SCDMA (以下簡稱TD)網(wǎng)絡具有獨 特的優(yōu)勢，而其大部分數(shù)據(jù)業(yè)務都發(fā)生在室內(nèi)，因此在TD的建網(wǎng)初期，室 內(nèi)覆蓋建設是非常必要的。目前，TD已經(jīng)在全國十個奧運城市建立了商用 網(wǎng)絡，正在規(guī)劃全國省會城市的TD網(wǎng)絡建設。這樣城市中室內(nèi)業(yè)務量所占 的比重將更大，因此室內(nèi)覆蓋建設是TD網(wǎng)絡建設的重點。
TD網(wǎng)絡的室內(nèi)覆蓋目前有兩種主要解決方案， 一種是BBU (Baseband Unit,基帶單元)+ RRU ( Remote Radio Unit,射頻遠端單元)方式，另一 種是基站+有源干放方式。其中，基站+有源干放方式是通過信源(宏蜂窩、微蜂窩、BBU+RRU、直放站等)+有源器件(或無源器件)+饋線+天線 等器件組成，這就是傳統(tǒng)的RFPA (Radio Frequency Power Amplifier,射頻 功率放大)技術解決方案。由于TD基站本身的輸出功率低，需要采用大量 的有源干放設備。
但是，RFPA技術給現(xiàn)有網(wǎng)絡的建設、改造、優(yōu)化及升級等帶來各種各 樣的問題，比如
規(guī)劃問題RFPA技術在規(guī)劃時未專門針對室內(nèi)定制頻段，規(guī)劃前需要 進行精確的鏈路預算和容量配置，針對不同的路徑設定不同的門限值，因此 會導致外泄干擾電平不易控制，頻率規(guī)劃困難，難以避歸干擾，網(wǎng)絡擴容和 改造時還需重復進行復雜的鏈路預算，并增加由于擴容帶來的盲區(qū)覆蓋天 線；并且網(wǎng)絡一經(jīng)規(guī)劃就不易變更，不能靈活合并和拆分小區(qū)。
覆蓋問題RFPA技術在進行大區(qū)域覆蓋時，需要多個高功率的功放進 行驅(qū)動，以滿足覆蓋區(qū)域需求，但負面影響是造成基站底噪抬升，嚴重影響 通信質(zhì)量。
容量問題RFPA技術采用多個功放應用的方式覆蓋室內(nèi)，使得基站累 積噪聲增加，降低了接收靈敏度，減小了基站覆蓋的面積，增加了上行負荷， 一定程度上降低了對用戶話務量的吸收，即容量降低。在TD網(wǎng)絡中，這一 點顯得尤為明顯。
工程問題RFPA的室內(nèi)分布技術，不但要單獨租用昂貴的機房，還要 解決各個節(jié)點射頻功放的電源問題，還需布放較粗的、不易彎曲的、價格昂 貴的、施工難度大的、利舊率低的饋線，造成的結果就是施工周期長、重復 施工、難度高、可操作性差，結果投資成本加大。
在BBU + RRU方式中，BBU位于機房，是基帶處理部分，拉遠部分 (RRU)是射頻處理部分，兩者共同形成分布式基站。RRU本質(zhì)上是一個 基站設備的主要部分，容量與覆蓋無法做到分離應用考慮，RRU無法共享 BBU的容量；每個RRU就是一個小區(qū)，這樣在大型場所內(nèi)將形成多個小區(qū)， 造成網(wǎng)絡規(guī)劃的困難，在本來只需要單個小區(qū)的場所內(nèi)形成多個小區(qū)，增加不必要的切換和網(wǎng)絡負荷，調(diào)話率增大。同時RRU后面仍然要接傳統(tǒng)同軸 分布系統(tǒng)，仍然具有前述的RFPA存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋 的系統(tǒng)及方法，用于解決TD-SCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃建設當中的規(guī)劃困難、 覆蓋區(qū)域小、容量低及工程難度大的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆 蓋的系統(tǒng)，該系統(tǒng)為樹形結構，包括
主單元，用于將時分同步TD基站信號中的帶外信號濾除，并分離出下 行電信號，轉(zhuǎn)換為下行光信號后分路輸出；將接收到的多路上行光信號轉(zhuǎn)換 為電信號后合為一路，與下行信號合路后濾除帶外信號，送入TD基站；
遠端單元，用于將下行光信號轉(zhuǎn)換為電信號，放大后與上行信號合路， 濾除下行信號中的帶外信號后輸出；濾除上行信號中的帶外信號，并分離出 上行電信號放大，轉(zhuǎn)換為光信號后輸出。
本發(fā)明還提供了一種在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的方法，包括
將時分同步TD基站信號中的帶外信號濾除，并分離出下行電信號，轉(zhuǎn) 換為下行光信號后分路輸出；將下行光信號轉(zhuǎn)換為電信號，放大后與上行信 號合路，濾除下行信號中的帶外信號后輸出；
濾除上行信號中的帶外信號，并分離出上行電信號放大，轉(zhuǎn)換為光信號 后輸出；將多路上行光信號轉(zhuǎn)換為電信號后合為一路，與下行信號合路后濾 除帶外信號，送入TD基站。
本發(fā)明的系統(tǒng)由于遠端單元輸出功率恒定，網(wǎng)絡擴容和改造時無需進行 復雜的功率預算，減少了規(guī)劃難度；通過多個遠端單元將覆蓋區(qū)域劃分為多 個微區(qū)域，提高了系統(tǒng)的覆蓋范圍；由于覆蓋范圍增大，承載的用戶數(shù)增多， 可以將所有用戶作為一個小區(qū)，增加了系統(tǒng)的容量，提高了頻率的利用效率； 本系統(tǒng)中的設備小巧，無需機房，遠端單元無需本地取電，可遠程隨路供電，
釆用光纖作為連接線纜相對于射頻饋線細小柔軟，價格低，施工更容易。
本發(fā)明利用光信號作為超寬帶無線射頻信號的傳輸載波，將所有的無線 頻帶范圍內(nèi)的業(yè)務載波信號，調(diào)制到光信號上進行傳輸，從而實現(xiàn)超寬帶、 超低耗、低成本、多節(jié)點、大范圍、高質(zhì)量的傳輸分布要求。


圖1為本發(fā)明的實施例中在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的系統(tǒng)結 構圖2為本發(fā)明的實施例中主單元的結構圖； 圖3為本發(fā)明的實施例中擴展單元的結構圖。 圖4為本發(fā)明的實施例中遠端單元的結構圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)由于遠端單元輸出功率恒定，網(wǎng)絡擴容和改造 時無需進行復雜的功率預算，減少了規(guī)劃難度；通過多個遠端單元將覆蓋區(qū) 域劃分為多個微區(qū)域，提高了系統(tǒng)的覆蓋范圍；由于覆蓋范圍增大，承載的 用戶數(shù)增多，可以將所有用戶作為一個小區(qū)，增加了系統(tǒng)的容量，提高了頻 率的利用效率；本系統(tǒng)中的設備小巧，無需機房，遠端單元無需本地取電， 可遠程隨路供電，采用光纖作為連接線纜相對于射頻饋線細小柔軟，價格低， 施工更容易。。
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明 作進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明實施例在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的系統(tǒng)結構 圖，該系統(tǒng)具體描述如下
整個系統(tǒng)呈樹形結構，主單元(MainUint，簡稱MU)向下提供多個分 支接口，可下掛多個擴展單元(Expansion Unit, EU)或遠端單元(Remote Unit, RU)。為實現(xiàn)更多更靈活的遠端單元接入，系統(tǒng)支持多級擴展。 一級擴展單元向下提供多個分支接口，可下掛多個二級擴展單元或遠端單元。二 級擴展單元主單元向下又提供多個分支接口 ，可下掛多個三級擴展單元或遠 端單元，由此形成多級擴展。同時，主單元可以不通過擴展單元直接下接遠 端單元，或通過多級擴展單元下接遠端單元，這樣系統(tǒng)可以實現(xiàn)大范圍的靈 活應用。其中擴展單元不同網(wǎng)絡節(jié)點位置的擴展單元的結構、功能完全相同， 只是因所處網(wǎng)絡拓樸中的節(jié)點位置不同而加以區(qū)分。
如圖2所示，主單元的具體結構為在下行方向上，包括
濾波器，釆用腔體帶通濾波器，用于濾除TD基站信號中的帶外信號， 使信號純凈，濾除干擾信號。
合路器，采用環(huán)型器，用于從TD基站的上下行時分雙工信號中分離出 下行射頻電信號來。之所以將上下行信號分離為兩路是為了便于分別進行信 號處理，兩路信號的放大所需功率是不同的。
電光變換器，采用模擬光發(fā)射模塊，用于將分離后的下行射頻電信號轉(zhuǎn) 換為光信號。光發(fā)射模塊利用前面的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出。
光分路器，用于對轉(zhuǎn)換后的光信號進行l(wèi)分多的分路，形成多路下行光 信號分支，從而可下聯(lián)多個擴展單元或遠端單元。
在上行方向上，包括
多路光電變換器，多個模擬光接收模塊，用于將從多個擴展單元或遠端 單元來的上行光信號變換成多路電信號。
信號合路器，采用通用的合波器件，用于將所述多路電信號直接進行疊 加合3各，形成一3各混合的電信號。
合路器，采用環(huán)型器將上行信號與下行信號合路。進行合路是為了與 TD基站的輸出接口 (Tx/Rx)對接，該接口包含上下行合路的信號。所述上 下行信號都是指TD的射頻信號。
濾波器，采用腔體帶通濾波器，用于濾除TD上行信號中的帶外信號后 送入TD基站，使信號純凈，濾除干擾信號。
主單元的主要功能是完成信源信號的接入，并把信源的射頻信號通過電
光轉(zhuǎn)換后傳送到下一級擴展單元或遠端單元。
如圖3所示，為本發(fā)明實施例中擴展單元的結構圖，具體結構為在下 4亍方向上，包4舌
光電變換器，用于將輸入的光信號進行光/電變換，轉(zhuǎn)換成電信號。 電放大器，用于將轉(zhuǎn)換后的電信號放大輸出。因為轉(zhuǎn)換后的電信號強度 較弱，無法直接進行電光轉(zhuǎn)換分路，所以需要先進行放大。
電光變換器，用于將所述電信號進行電光轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為光信號。 光分路器，用于將一路光信號分路成多路光信號輸出。 在上行方向上，包括
多路光電變換器，用于將從多個遠端單元傳輸來的上行光信號分別經(jīng)光
/電變換成多路電信號。
信號合路器，用于將所述多路電信號進行合路，形成一路混合的電信號。 電放大器，用于將所述一路電信號放大輸出。因為合路后的電信號強度
較弱，不能直接進行電光轉(zhuǎn)換，需要將其放大。
電光變換器，用于將所述電信號進行電光轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為光信號輸出。 擴展單元的主要功能是接收上一級設備的信號，中繼放大后分成多路后
送給下一級設備。
圖4為本發(fā)明實施例中遠端單元的結構圖，其具體結構為在下行方向 上，包括
光電變換器，用于將從擴展單元或主單元來的下行光信號經(jīng)光/電變換 成電信號。
電放大器，用于將下行電信號放大后輸出。由于光電轉(zhuǎn)換后輸出的電信 號幅度過小，所以需要進行放大。
倒換開關，釆用時間倒換開關，將時分雙工的TD下行信號與上行信號 合路后輸出。因為遠端單元后面需要接天線，而天線通常是收發(fā)共用的，所 以這里需要進行上下行信號的合路。所述倒換開關完成的功能與主單元中的 合路器類似，但是倒換開關的上下行隔離度高，能避免下行信號反串入上行
中干擾上行正常接收。
濾波器，采用腔體帶通濾波器濾除下行信號中的帶外信號，使信號純凈， 濾除干擾信號。
在上4亍方向上，包4舌
濾波器，采用腔體帶通濾波器濾除上行信號中的帶外信號，使信號純凈， 濾除干擾信號。
倒換開關，采用時間倒換開關，用于從TD上下行信號中分離出上行信號。
電放大器，用于將上行電信號放大后輸出。由于上行輸入的電信號幅度 過小，所以需要進行放大。
電光變換器，用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。
遠端單元的主要功能是將光信號還原為射頻信號，再放大后輸出。 針對室內(nèi)定制頻點，遠端單元輸出功率可通過軟件進行控制，易于控制
外泄，減少干擾；并且由于遠端單元輸出功率恒定，網(wǎng)絡擴容和改造時無需
進行復雜的功率預算。并且遠端單元的前置底噪放技術改善了上行噪聲，提
升了系統(tǒng)的接收質(zhì)量。
利用以上系統(tǒng)，能夠改善上行噪聲，減少對話務吸收的影響?？蓪⒍鄠€
頻點合在一個小區(qū)內(nèi)使用，相比于同樣多個頻點分別在多個小區(qū)使用能夠提
兩容量。
此外，本系統(tǒng)中的設備小巧，無需機房；遠端單元無需本地取電，可遠 程隨路供電。采用光纖作為連接線纜相對于射頻饋線細小柔軟，價格低，施 工容易。
圖l信號處理過程如下下行信號在信源側(cè)輸入主單元，通過電光轉(zhuǎn)換 變?yōu)楣庑盘枺缓笸ㄟ^光纖送入擴展單元；擴展單元把信號補償放大后通過 光纖送入下一級擴展單元或遠端單元；遠端單元重新把光信號變成電信號， 最后放大后輸出。上行信號輸入遠端單元后進行低噪放大，通過電光轉(zhuǎn)換變 為光信號，然后通過光纖送入擴展單元；擴展單元把信號補償放大后通過光
纖送入上一級擴展單元或主單元；主單元重新把光信號變成電信號后輸出。 本發(fā)明采用光纖媒介進行傳輸，具有超寬帶、超低耗、低成本的介質(zhì)特 性，完成從信源匯接點到各信號接入點的傳輸分布。在解決無線信號的分布 時，利用了無線信號在微小空間范圍內(nèi)所具有的重復資源特性所帶來的頻率 資源重復使用優(yōu)勢，及其信號處理的低成本特性，將覆蓋區(qū)域劃分為多個微 區(qū)域，來解決信號的分布問題。這里的低成本特性是因為遠端單元采用微功 率功放模塊，信號處理成本低，光纖代替同軸電纜，光纖的成本比同軸電纜 低；通過本發(fā)明的多級結構，末端RU數(shù)量多，每個RU都可劃分為一個微 區(qū)域。本發(fā)明利用光纖傳輸與射頻電纜傳輸相比本身就具備高帶寬和低損耗 的特性，把光信號作為超寬帶無線射頻信號的傳輸載波，將所有的無線頻帶 范圍內(nèi)的業(yè)務載波信號，調(diào)制到光信號上進行傳輸，從而實現(xiàn)超寬帶、超低 耗、低成本、多節(jié)點、大范圍、高質(zhì)量的傳輸分布要求。
總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
1、一種在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)為樹形結構，包括主單元，用于將時分同步TD基站信號中的帶外信號濾除，并分離出下行電信號，轉(zhuǎn)換為下行光信號后分路輸出；將接收到的多路上行光信號轉(zhuǎn)換為電信號后合為一路，與下行信號合路后濾除帶外信號，送入TD基站；遠端單元，用于將下行光信號轉(zhuǎn)換為電信號，放大后與上行信號合路，濾除下行信號中的帶外信號后輸出；濾除上行信號中的帶外信號，并分離出上行電信號放大，轉(zhuǎn)換為光信號后輸出。
2、 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進一步包括 擴展單元，用于將接收到的下行光信號轉(zhuǎn)換為電信號后放大，再轉(zhuǎn)換為光信號分路輸出；將接收到的多路上行光信號分別轉(zhuǎn)換為電信號并合路，放 大后再轉(zhuǎn)換為光信號輸出。
3、 根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主單元具體包括 在下行方向上，濾波器，用于濾除TD基站信號中的帶外信號； 合路器，用于從TD基站信號中分離出下行射頻電信號； 電光變換器，用于將分離后的下行射頻電信號轉(zhuǎn)換為光信號； 光分路器，用于將所述光信號進行分路，分成多路下行光信號； 在上4于方向上，多路光電變換器，用于將從多個擴展單元或遠端單元接收到的多路上行 光信號分別變換成電信號；信號合路器，用于將多路電信號合路成一路電信號；濾波器，用于濾除所述一路電信號中的帶外信號后發(fā)送給TD基站。
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主單元進一步 包括在上行方向上， 合路器，用于將所述合路后的 一路電信號中的上行信號與下行信號合路。
5、 根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擴展單元具體 包才舌在下4亍方向上，光電變換器，用于將接收到的光信號變換成電信號； 電放大器，用于將所述電信號放大輸出； 電光變換器，用于將所述放大后的電信號轉(zhuǎn)換為光信號； 光分路器，用于將所述光信號分路成多路光信號輸出； 在上行方向上，包括多路光電變換器，用于將從多個遠端單元接收到的光信號分別變換成電 信號。信號合路器，用于將多路電信號進行合路成一路電信號；電放大器，用于將所述一路電信號放大輸出；電光變換器，用于將所述放大后的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出。
6、 根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述遠端單元具體 包4舌在下4亍方向上，光電變換器，用于將從擴展單元或主單元接收到的光信號變換成電信號；電放大器，用于將所述電信號放大后輸出；濾波器，用于濾除所述放大后的電信號中的帶外信號；在上行方向上，包括濾波器，用于濾除電信號中的帶外信號；電放大器，用于將所述電信號放大后輸出；電光變換器，用于將所述放大后的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出。
7、 根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進一步包括 倒換開關，在下行方向上，用于將放大后的電信號中的TD下行信號與上行信號合路后輸出；在上行方向上，用于將所述濾波后的電信號進行信號分離，從TD上行信號與下行信號中分離出上行信號。
8、 一種在TD-SCDMA網(wǎng)絡中實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的方法，其特征在于，包括將時分同步TD基站信號中的帶外信號濾除，并分離出下行電信號，轉(zhuǎn) 換為下行光信號后分路輸出；將下行光信號轉(zhuǎn)換為電信號，放大后與上行信 號合路，濾除下行信號中的帶外信號后輸出；濾除上行信號中的帶外信號，并分離出上行電信號放大，轉(zhuǎn)換為光信號 后輸出；將多路上行光信號轉(zhuǎn)換為電信號后合為一路，與下行信號合路后濾 除帶外信號，送入TD基站。
9、 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括 將下行光信號轉(zhuǎn)換為電信號后放大，再轉(zhuǎn)換為光信號分路輸出；將多路上行光信號分別轉(zhuǎn)換為電信號并合路，放大后再轉(zhuǎn)換為光信號輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)TD-SCDMA無線信號延伸覆蓋的方法和系統(tǒng)，通過采用信源接入、光纖傳輸、遠端覆蓋三部分組成的網(wǎng)絡來實現(xiàn)。信源接入部分完成信源的引入，光纖傳輸部分完成信號的傳輸，遠端覆蓋部分完成無線射頻信號的分布，通過相互獨立而又有機聯(lián)合的三個部分，組成一個無線信號的分布網(wǎng)絡，到達目標區(qū)域信號覆蓋的目的。本發(fā)明實現(xiàn)了分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，改變了依靠單一的功率設備進行無線信號覆蓋的模式，對移動通信網(wǎng)絡的室內(nèi)覆蓋建設提供了有力支持和保障，同時節(jié)能環(huán)保，并可減少無線網(wǎng)絡的重復建設。
文檔編號H04B7/14GK101388721SQ20081022378
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月13日 優(yōu)先權日2008年10月13日
發(fā)明者孫耀南 申請人:北京東方信聯(lián)科技有限公司