[發(fā)明專利]用于無線蜂窩室內(nèi)通信的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710188772.2
• 申請日: 2007-11-20
• 公開（公告）號: CN101188453A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H－D·黑特施泰特;R·明茨納;E·朔姆堡
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: H04B7/26
• 分類號: H04B7/26;H04L12/28;H04Q7/30;H04Q7/36
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 朱海波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及室內(nèi)通信系統(tǒng)，并且特別地涉及建筑物和隧道中的無線蜂窩通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線通信系統(tǒng)正在成為現(xiàn)代通信的日益普及的現(xiàn)象。由于很多用戶在建筑物或其他限定結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行越來越多的蜂窩呼叫或數(shù)據(jù)傳輸，需要在適當(dāng)?shù)娜萘可汐@得高質(zhì)量的室內(nèi)覆蓋。

圖1中示出了將例如GSM或UMTS的無線通信服務(wù)從室外環(huán)境擴(kuò)展到室內(nèi)區(qū)域的傳統(tǒng)配置，其特征是利用轉(zhuǎn)發(fā)器R，該轉(zhuǎn)發(fā)器R典型地位于建筑物B內(nèi)以用于在建筑物內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)在外部天線A1處接收到的無線信號Ws或在建筑物外轉(zhuǎn)發(fā)位于建筑物B內(nèi)部的移動臺Ms例如移動電話、手持計(jì)算機(jī)等的無線信號Ws。在下行鏈路中，也就是當(dāng)無線信號Ws從外部環(huán)境被發(fā)送到建筑物B內(nèi)部的移動臺Ms時(shí)，所述室外無線信號沿著第一連接Co1傳遞到轉(zhuǎn)發(fā)器R，轉(zhuǎn)發(fā)器R沿著第二連接Co2將該信號轉(zhuǎn)發(fā)到多個(gè)互連的放大器Am，放大器放大信號，信號隨后通過室內(nèi)天線A2-A4發(fā)射。在上行鏈路方向上，也就是當(dāng)無線信號Ws從移動臺Ms被發(fā)送到建筑物B外部的無線基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)器R沿著連接Co2接收所述信號，并沿著連接Co1將信號發(fā)送到外部天線A1。

還有可能室內(nèi)通信結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)發(fā)器R被沿著連接Co1連接到通信核心網(wǎng)的基站取代。典型地，信息經(jīng)由建筑物和限定區(qū)域內(nèi)部的模擬信號進(jìn)行分發(fā)。

圖2中示出了另一種提供無線蜂窩服務(wù)的已知的室內(nèi)通信系統(tǒng)。核心網(wǎng)CN連接到基站Bs。來自基站或離播(off-air)轉(zhuǎn)發(fā)器OAR的射頻(RF)信號在基站接口BSI被數(shù)字化為基帶信號(并且在上行鏈路傳輸中反之亦然)，并且使用例如第5類(CAT5)或光纖的數(shù)字線纜以數(shù)據(jù)包的形式被分發(fā)到至少一個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)ES。以太網(wǎng)交換機(jī)ES隨后將信息分發(fā)到服務(wù)于特定小區(qū)范圍C1和C2的相應(yīng)拉遠(yuǎn)射頻頭RH1-RH4。專利申請US?2005/0157675?A1公開了這種系統(tǒng)的一個(gè)例子。這種系統(tǒng)的好處在于它們由于使用或重新使用了低成本的分發(fā)線纜而提供了具有成本效益的解決方案，這些分發(fā)線纜通常已經(jīng)總體上或部分地在建筑物中存在并且被用于例如使用以太網(wǎng)協(xié)議的局域網(wǎng)LAN結(jié)構(gòu)的其他類型的數(shù)字通信。

使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)交換機(jī)，由于對數(shù)據(jù)流劃分扇區(qū)可以獲得小區(qū)配置。通常，在每個(gè)以太網(wǎng)扇區(qū)中都需要以太網(wǎng)集線器以用于下行鏈路中的數(shù)據(jù)分發(fā)和上行鏈路中的數(shù)據(jù)打包。集線器功能布置在至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的拉遠(yuǎn)射頻頭中。在復(fù)雜的系統(tǒng)中，需要一系列的以太網(wǎng)交換機(jī)，并且數(shù)據(jù)流的瓶頸是明顯的，這是由于以太網(wǎng)交換機(jī)的1到n分發(fā)特征導(dǎo)致限制網(wǎng)絡(luò)的容量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有改進(jìn)的小區(qū)和負(fù)載平衡管理的無線蜂窩室內(nèi)通信方法和系統(tǒng)。

通過根據(jù)本發(fā)明的無線蜂窩室內(nèi)通信系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的無線蜂窩室內(nèi)通信方法可以實(shí)現(xiàn)該目的。

本發(fā)明的用于無線蜂窩室內(nèi)通信的系統(tǒng)使用具有復(fù)雜矩陣功能的小區(qū)管理單元取代分發(fā)式標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)交換機(jī)來進(jìn)行對多服務(wù)和多運(yùn)營商功能的靈活小區(qū)管理。

小區(qū)管理單元是多個(gè)基站和以太網(wǎng)連接之間的接口。其為具有多載波、多服務(wù)和多運(yùn)營商功能的廣泛的復(fù)雜操作情形提供多功能，并提供高效的數(shù)據(jù)管理。以這種方式，可以為不同服務(wù)并行地使用拉遠(yuǎn)射頻頭，并可將其用于不同的功能，諸如頻分復(fù)用(FDD)和時(shí)分復(fù)用(TDD)。拉遠(yuǎn)射頻頭由類似于原始的以太網(wǎng)集線器功能性的RF集線器提供服務(wù)。由于小區(qū)管理單元的緊湊布置，可以避免數(shù)據(jù)集中并且可以在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中獲得高速數(shù)據(jù)傳輸。

小區(qū)管理單元在下行鏈路中的打包和尋址到射頻頭以及在上行鏈路中的解包和尋址到基站方面提供數(shù)據(jù)管理。由于小區(qū)管理單元執(zhí)行對拉遠(yuǎn)射頻頭的頻率分配，因此可以獲得針對不同服務(wù)和運(yùn)營商的小區(qū)管理。小區(qū)管理可以手動地執(zhí)行、通過軟件控制執(zhí)行，或者甚至可以自動地自適應(yīng)于當(dāng)前小區(qū)情形而執(zhí)行。

由于業(yè)務(wù)活動控制，在低業(yè)務(wù)量的位置處可以將拉遠(yuǎn)射頻頭中的未用載波去激活并可以將其轉(zhuǎn)移到高業(yè)務(wù)量的位置處的拉遠(yuǎn)射頻頭并在其中將其激活。可以獨(dú)立于小區(qū)管理功能執(zhí)行基站中的負(fù)載平衡。以這種方式，容量可以跟得上具有動態(tài)熱點(diǎn)分布的諸如機(jī)場、車站等的復(fù)雜建筑物中的移動用戶。

當(dāng)必須不再針對全建筑物內(nèi)的移動用戶的高峰業(yè)務(wù)量而設(shè)計(jì)小區(qū)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，可以獲得成本優(yōu)化。使用具有數(shù)字接口的基站和在需要容量和覆蓋的專門位置的拉遠(yuǎn)射頻頭，可以獲得進(jìn)一步的成本優(yōu)化。此外，由于信息在數(shù)字基帶中分發(fā)，因此可以使用并最終重新使用具有成本效益的傳輸，諸如CAT5線纜和光纖。由于數(shù)字分發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施的LAN特性，有利地可以容易地重新定位拉遠(yuǎn)射頻頭。