[發明專利]無線信號分配系統和方法

有效

• 申請號: 200580041036.3
• 申請日: 2005-10-17
• 公開（公告）號: CN101120525A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 戴維·韋克
• 申請（專利權）人: 耐克斯特格網絡公司
• 主分類號: H04B10/00
• 分類號: H04B10/00;H04B10/20;H04J14/00;H04J14/02
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

技術領域

本發明涉及無線通信系統和方法，且具體而言，涉及用于這些系統中的信號分配 網絡。

背景技術

圖1顯示傳統無線網絡的基本結構。舉例而言，給予圖1中所示網絡的各個元件 的名稱取自全球移動通信系統(GSM)標準，所述標準是世界上最成功且最普及的無 線通信系統。然而，必須注意，類似的架構也與其他無線協議一起使用。

核心網絡包括多個互連的移動交換中心(MSC)1，其具有通往公共交換電話網 (PSTN)的鏈路。每個MSC連接到多個基站控制器(BSC)2，且每個BSC連接到 多個分布式基地收發臺(BTS)3。每個BTS均與天線4定位在同一地點，天線4將 所述BTS產生的無線信號輻射到自由空間中。每個BTS提供連接至多個移動站(MS) 5的無線連接性，移動臺(MS)5通常是移動電話。所述無線網絡的覆蓋區細分為小 區6，每個小區由一BTS伺服。所述BSC和BTS之間的鏈路7(在GSM中稱為A-bis 接口)是基帶數字接口，其通常在光纖或微波無線電T1/E1線路上運行。

所述BTS產生的無線信號包含多個信道，每個信道在一呼叫的持續時間內專用于 一具體MS。在GSM中，所述信道由頻率和時間的組合加以區分。每個頻率-稱為一 無線電載波-可在時分基礎上支持最多8個用戶。因此，一BTS的輸出包含多個模擬 無線電載波，其由所述定位在同一地點的天線進行輻射。

圖2顯示美國專利第5,682,256號中所述的替代架構。

這里，所述BTS是集中式而不是分布式的。在下文中，為簡明起見，僅描述正向 鏈路(從MS到BTS)，盡管也存在反向鏈路(從MS至BTS)。來自所述定位在同一 地點的BTS的模擬RF輸出饋入中央RF交換機矩陣8。所述RF交換機矩陣的輸出連 接到多個光收發機單元(OTU)9，其將所述RF信號轉換成光信號，以便通過光纖線 路10進行傳輸。所述傳輸鏈路是模擬性質，且所述技術通常稱為光纖傳輸無線電技術。 現在，每個天線位置具有一遠程天線單元(RAU)11，其代替圖1中的BTS。所述 RAU將來自所述OTU的光信號轉換回到RF形式，然后，所述RF形式被放大且從所 述天線輻射。

在本架構中，昂貴且復雜的所述BTS在良好的環境中定位在同一地點(有時稱為 BTS機房)，這使得運行和維護費用減少。另外，所述無線電載波的集中意味著同一 等級的服務需要較少的載波，從而使BTS方面的資本支出減小。另外，所述RF交換 機矩陣使容量能夠動態分配，從而在容量需求在空間和時間兩方面發生波動的情形中， 需要較少的靜止BTS。這種類型的系統可用于其中各BTS屬于不止一個網絡運營商的 情況，因為所述交換機矩陣使每個運營商能夠具有其自己的獨立的無線電計劃。在 Wake和Beacham最近發表的論文“Radio?over?fiber?networks?for?mobile communications”(Proc.SPIE，第5466卷，2004年)中可找到對這種方法的優點的更 詳細描述。

美國專利第5,627,879號揭示一種集中式BTS網絡架構，其中所述OUT和RAU 之間的傳輸鏈路是數字而不是模擬的。在需要高動態范圍的應用中，數字鏈路與模擬 鏈路相比具有許多優點，因為模擬鏈路具有會積累噪聲和畸變的缺點。這種架構將來 自各BTS的射頻(RF)模擬輸出組合起來，執行下變頻功能，且然后使用快速模-數 轉換器(ADC)將所得到的中頻(IF)信號轉換為數字形式。使用傳統數字光纖傳輸 鏈路將該“數字RF”信號傳輸到所述RAU，在所述RAU處使用快速數-模轉換器(DAV) 將所述信號轉換回到模擬形式，且然后從IF上變頻到RF。然后，對這種重新構成的 RF信號進行放大、濾波且通過天線輻射。

美國專利公開案第US?2001/0036163號采用這種基本概念，并將其擴展為描述一 種多運營商、多協議的集中式BTS系統。這里，對每個BTS輸出均進行下變頻，且 使用單獨的ADC分別進行數字化。所述ADC的數字輸出在傳輸之前在中央集線器處 進行多路復用，并使用公用傳送系統傳送至RAU。在RAU處，將所述數字信號多路 分用，且每個協議或運營商均具有獨立的“切片模塊”，其將所得到的信號轉換至RF。

然而，這些方法在服務提供和分配的靈活性、對故障的容錯性和傳輸效率方面存 在許多問題。

發明內容