專利名稱：基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)及載頻搬移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信領(lǐng)域中的無線信號接入技術(shù)，具體說，涉及一 種基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)及載頻搬移方法。
背景技術(shù)：
無線通信是通信領(lǐng)域中最活躍的分支之一，也是當(dāng)前發(fā)展最快通信技 術(shù)。蜂窩概念的提出使移動通信得到了飛速發(fā)展，無論是第一代模擬通信系 統(tǒng)，第二代數(shù)字通信系統(tǒng)，還是第三代通信都沿用了蜂窩式覆蓋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 蜂窩覆蓋是將地理區(qū)域劃分為若干小區(qū)，每個小區(qū)中建立一個基站和天線 (也有幾個小區(qū)共用 一個基站和天線的情況)來覆蓋整個小區(qū)，小區(qū)內(nèi)的所 有用戶都接入該基站。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對提高頻譜利用率起到了一定作用，其 常規(guī)方法是進行小區(qū)分裂和小區(qū)扇區(qū)化，但是，這種方法只能在一定程度上 緩解有限頻譜、系統(tǒng)容量和越來越高的通信要求之間的矛盾，因為，小區(qū)分 裂和扇區(qū)化不能無限制進行下去，這會帶來干擾、頻繁切換等很多問題。
分布式天線系統(tǒng)是一種新的無線接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它將基站和天線分離， 利用光纖把基站信號傳送到天線，然后發(fā)射到用戶。與蜂窩結(jié)構(gòu)相比，該系 統(tǒng)把豐富的光纖資源作為無線通信的延伸部分，大量分布式天線更加靠近用 戶，用戶周圍的幾條天線組成一個以終端用戶為中心的小區(qū)，這樣，天線和 終端的發(fā)射功率可以大幅度降低，同時，可以大大提高頻譜利用率和系統(tǒng)容 量。
分布式天線系統(tǒng)中大部分的信號處理在基站中完成，基站中的載頻信號 與分布式天線之間存在著相對固定的關(guān)系，這就大大削弱了系統(tǒng)對突發(fā)業(yè)務(wù) 高峰應(yīng)急處理能力。例如，在某一區(qū)域內(nèi)舉行大型運動會，文藝演出等活動 時，業(yè)務(wù)量激增，系統(tǒng)容量不能動態(tài)調(diào)整會導(dǎo)致用戶掉話或無法接入。通常 解決這類問題的方法是基站預(yù)留一定的無線資源，但是，這會大大增加運營
商的設(shè)備投資。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)， 實現(xiàn)了虛擬載頻的搬移和無線資源的動態(tài)配置。
技術(shù)方案如下
一種基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，包括
中心化基站，用于將載頻信號進行動態(tài)配置或者虛擬載頻搬移，將所述 載頻信號調(diào)制和復(fù)用到光波上，并將所述光波長復(fù)用到光纖鏈^各；
遠端天線單元，通過光纖鏈路和所述中心化基站相連接，用于提取調(diào)制 到光波鏈路的所述載頻信號，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射到所覆蓋的區(qū)域。
優(yōu)選的，所述光纖鏈路包括依次相連接的WDM環(huán)網(wǎng)、全光纖環(huán)形網(wǎng)、 OADM光節(jié)點和光纖支路。
優(yōu)選的，所述的遠端天線單元包括光纖鏈路4妻口單元、射頻前端和天線 系統(tǒng)；所述光纖鏈路接口單元用于將光纖鏈路上的光波下載到RAU，或者， 將RAU接收到的上行電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，發(fā)送到光纖鏈路中去；射頻前 端用于將下行的基帶信號調(diào)制為射頻信號，或者將上行的射頻信號下變頻為 基帶信號形成射頻信號，所述天線系統(tǒng)用于將射頻信號發(fā)送出去。
優(yōu)選的，所述中心化基站包括
基帶處理單元，用于將載頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l或者射頻信號，并發(fā)送； 射頻交叉連接單元，用于將所述中頻或者射頻信號路由到副載波調(diào)制單
元；
副載波調(diào)制單元，用于使所述中頻或者射頻信號的頻率產(chǎn)生移頻形成調(diào) 制頻率，并將所述調(diào)制頻率復(fù)用到一路光波長上，調(diào)制過程受頻移鍵控單元 監(jiān)控；
光交叉連接單元，用于將光波長路由到波分復(fù)用單元； 波分復(fù)用單元，用于完成光波長到所述光纖鏈路的復(fù)用；
控制維護單元，用于系統(tǒng)的管理和維護，以及用于虛擬載頻搬移時對各
模塊進行協(xié)同處理；
頻移鍵控單元，用于檢測副載波調(diào)制單元調(diào)制的準(zhǔn)確性。
優(yōu)選的，所述頻移鍵控單元接收所述控制維護單元中所述副載波調(diào)制單 元的頻率調(diào)制信息；所述頻移鍵控單元檢測副載波調(diào)制單元調(diào)制后的載波頻 率信息，將其與所述控制維護單元中的副載波調(diào)制單元的調(diào)制信息對比，兩 者一致說明SCM調(diào)制正確，反之，說明SCM調(diào)制后的載波頻率存在錯誤
或誤差o
優(yōu)選的，所述基帶處理單元包含基帶池，并與所述射頻交叉連接單元動 態(tài)連接。
優(yōu)選的，所述副載波調(diào)制單元具有至少 一個光波長輸入端口和至少一
個光波長輸出端口；所述的射頻交叉連接單元用于完成所述中頻或射頻信號 的交叉連接，將載頻信號路由到所述副載波調(diào)制單元的不同光波長輸入端口 上；所述的副載波調(diào)制單元用于將載頻信號移頻后調(diào)制和復(fù)用到一路光波長 上，并通過不同的光波長輸出端口發(fā)送。
優(yōu)選的，所述光交叉連接單元根據(jù)業(yè)務(wù)需要將不同的光波長路由到不同 的波分復(fù)用單元，實現(xiàn)光波長的動態(tài)分配。
本發(fā)明所解決的另 一個技術(shù)問題是提供一種基于中心化基站的載頻搬 移方法，實現(xiàn)了虛擬載頻的搬移和無線資源的動態(tài)配置。
才支術(shù)方案如下
一種基于中心化基站的載頻搬移方法，包括
(1) 中心化基站將載頻信號進行動態(tài)配置或者虛擬載頻搬移，然后將 所述移頻后的載頻信號調(diào)制和復(fù)用到光波上，并路由到不同的遠端天線單 元；
(2) 所述遠端天線單元提取調(diào)制到光波上的所述載頻信號，經(jīng)由發(fā)射 天線發(fā)射到所覆蓋的區(qū)域。
進一步，步驟(l)中，在虛擬載頻搬移時采用臨近原則，在所述臨近 原則中優(yōu)先考慮搬移副載波調(diào)制后頻率相近的載頻信號，然后考慮搬移臨近
光波長上的栽頻信號，最后考慮搬移臨近光纖鏈路上的載頻信號。
進一步，步驟(l)中，所述虛擬載頻搬移的步驟包括
(11) 對映射關(guān)系表進行初始化和更新；
(12) 改變載頻信號與副載波移頻頻率的映射關(guān)系，使所述載頻信號產(chǎn) 生移頻形成調(diào)制頻率，并將所述調(diào)制頻率調(diào)制并復(fù)用的一路光波長上；在移 頻、調(diào)制和復(fù)用過程中遵守所述映射關(guān)系表；
(13) 將所述光波長復(fù)用到光纖鏈路，在復(fù)用過程中，遵守所述射關(guān)系表。
進一步，步驟(ll)中，所述射關(guān)系表包括載頻信號列表、移頻頻率列 表、調(diào)制頻率列表、光波長列表、交叉連接光波長列表、波分復(fù)用列表、光 纖鏈路列表。
進一步，步驟(ll)中，配置所述映射關(guān)系表時，避免一個光波長上承 載兩個或兩個以上的同頻無線載波信號，或者避免在一條光纖上承載兩條或 兩條以上相同的光波長。
進一步，步驟(12)中，射頻交叉連接單元通過調(diào)用所述載頻信號列表， 將所述載頻信號路由到副載波調(diào)制單元；副載波調(diào)制單元調(diào)用所述移頻頻率 列表、調(diào)制頻率列表和光波長列表，將所述載頻信號與副載波調(diào)制單元中的 移頻頻率作用，產(chǎn)生調(diào)制頻率，然后將該調(diào)制頻率調(diào)制并復(fù)用到光波長上； 步驟(13)中，光交叉連接單元調(diào)用交叉連接光波長列表，將承載著載頻信 號的光波長進行光波長的交叉連接，并發(fā)送；波分復(fù)用單元調(diào)用波分復(fù)用列 表，將所述光波長復(fù)用到光纖鏈路上。
本發(fā)明提出的提出基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)繼承了分布式天線 系統(tǒng)的優(yōu)點，提高了頻譜利用率和系統(tǒng)容量，同時，實現(xiàn)了虛擬載頻搬移和 無線資源動態(tài)配置的功能。中心化基站集中了所有載頻資源，基帶信號處理 和大部分射頻處理都在中心化基站內(nèi)完成，射頻交叉連接單元、副載波調(diào)制 單元、光交叉連"^妄單元和WDM單元完成對載頻信號到光波的調(diào)制、載頻信 號路由和光波路由功能，實現(xiàn)了不改變中心化基站硬件的情況下，根據(jù)業(yè)務(wù) 需求動態(tài)配置載頻和調(diào)整無線資源。射頻交叉連接單元、副載波調(diào)制單元、光交叉連接單元完成了載頻信號 到不同遠端天線單元的路由功能，實現(xiàn)了虛擬載頻搬移和無線資源動態(tài)配 置，能夠解決突發(fā)高峰業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求。基于中心化基站的無線接入系統(tǒng) 實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源配置的優(yōu)化，降低運營商的設(shè)備投資。由于虛擬的載頻搬移 功能，整個網(wǎng)絡(luò)的載頻無須按最大話務(wù)量配置，而只需要按平均話務(wù)量配置， 從而大大節(jié)省投資。另外，由于遠端天線單元設(shè)備大大簡化，增強了系統(tǒng)健 壯性，可實現(xiàn)免維護，節(jié)省了維護成本。
在基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)中，中心化基站維護容易、擴容方便；
WDM光纖網(wǎng)絡(luò)安全可靠，頻率資源豐富；遠端天線單元硬件設(shè)備簡單、容
易安裝、健壯性好，可實現(xiàn)免維護。虛擬載頻搬移技術(shù)大大節(jié)省運營商的投
資，整個系統(tǒng)可以承載多種制式的無線接入系統(tǒng)，如GSM, CDMA, UMTS， BWA, WiMAX和WLAN等。


圖1是基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖2是中心化基站邏輯模塊結(jié)構(gòu)示意圖3是遠端天線單元結(jié)構(gòu)示意圖4是中心化基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5是中心化基站虛擬載頻搬移示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)繼承了分布式天線系統(tǒng) 的優(yōu)點，提高頻譜利用率和系統(tǒng)容量，同時，實現(xiàn)了虛擬載頻搬移和無線資 源動態(tài)配置的功能。
基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)在城域范圍內(nèi)僅設(shè)一個大容量中心化 基站(CB, Centralized BTS )和若干遠端天線單元(RAU， Remote Antenna Unit ),兩者通過光纖相連接，共同組成一個城域天線分布網(wǎng)路(DAN, Distributed Antenna Network)。中心化基站通過光纖4巴中頻或射頻信號傳送
到分布式的遠端天線單元，再通過遠端天線單元的天線把載頻信號發(fā)射到覆 蓋區(qū)域。中心化基站(CB)集中了所有載頻資源，基帶信號處理和大部分 射頻處理都在中心化基站內(nèi)完成，通過對載頻信號到光波的調(diào)制、載頻信號 路由和光波路由功能，實現(xiàn)了虛擬載頻搬移和無線資源動態(tài)配置，解決了突 發(fā)高峰業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求。
下面參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作詳細描述。
如圖l所示，在一個較大的地理區(qū)域或城域范圍內(nèi)，基于中心化基站的
無線接入系統(tǒng)包括一個中心化基站(CB, CentralizedBTS )和若干遠端天線 單元，CB與RAU之間通過光纖鏈路相連接，組成分布式城域天線網(wǎng)絡(luò)。 光纖鏈路包括WDM環(huán)網(wǎng)(WDM all fiber ring)、全光纖環(huán)形網(wǎng)、OADM (optical add-drop multiplexer)光節(jié)點和光纖支路。遠端天線單元通過光接 口 (在此光接口選用FC)下載OADM節(jié)點處的光纖鏈路上的光波長，進行 光電轉(zhuǎn)換，然后，通過帶通濾波器提取調(diào)制到光波上的載頻信號，并進行變 頻等處理，最后經(jīng)過天線完成載頻信號的發(fā)射。上行方向，RAU接收終端 的信號，經(jīng)過下變頻和濾波后，將信號轉(zhuǎn)換為光信號，在經(jīng)過EDFA放大， 通過光纖鏈路傳輸?shù)紺B中，進行解調(diào)等處理。
在下行方向，光纖鏈路接口單元從光纖鏈路中下載某個或某些光波長， 并通過PD (光電二極管)將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。帶通濾波器BPF從電信 號中濾出RAU需要的載波信號，然后經(jīng)過混頻器的上變頻處理和功率放大 器的放大處理，從天線發(fā)射出去；上行方向，RAU從天線接收無線信號， 經(jīng)過低噪聲放大器放大后，載經(jīng)過混頻器調(diào)諧選波和帶通濾波器的濾波處 理，得到上行射頻電信號，LD (激光二極管)將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，?調(diào)制到光波上，最后通過光纖鏈路發(fā)送到CB。
RAU結(jié)構(gòu)簡單，射頻前端和天線系統(tǒng)僅與頻率有關(guān)，因此，采用不同 射頻前端和天線系統(tǒng)就可以支持不同無線制式，如GSM、 CDMA、 UMTS、 WLAN、 BWA、 WiMAX等。采用寬帶的射頻前端和天線系統(tǒng)可以同時支持 多種無線制式。
在傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中， 一個基站負責(zé)一個或幾個小區(qū)，在城域范圍 內(nèi)或較大的地理區(qū)域內(nèi)需要多個基站完成全面覆蓋。與之相比，中心化基站
相當(dāng)于將所有基站資源集中在一起，形成一個大容量的基站，遠端天線單元 負責(zé)覆蓋一個小的區(qū)域，多個遠端天線單元形成分布式的覆蓋網(wǎng)絡(luò)。遠端天
線單元通過WDM光纖網(wǎng)連接到中心化基站，在光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點OADM處下載
線i波信號。口 、" 。 ，…、、 、
下行方向，所有的載頻信號均由一個中心化基站發(fā)出，經(jīng)過光纖傳送到 所述的遠端天線單元，遠端天線單元將信號解調(diào)后，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射到所 覆蓋區(qū)域，上行方向過程與之相反。
如圖2所示，中心化基站(CB )的主要包括基帶處理單元(BBU, Base Band Unit)、射頻交叉連接單元(RXC, Radio Cross-Co皿ection)、副載波 調(diào)制單元(SCM, Sub-Carrier Multiplexing )、光交叉連接單元(OXC, Optical Cross-Connection )、 波分復(fù)用單元(WDM , Wavelength Division Multiplexing)、控制維護單元(CMM, Control Maintenance Module )、頻 移4建控單元(FSK ， Frequency Shift key)。
FSK主要負責(zé)SCM調(diào)制的監(jiān)控工作，CMM將SCM的頻率調(diào)制信息， 例如載波的頻點、相鄰載波的頻帶寬度等，發(fā)送給FSK; FSK檢測調(diào)制后的 載波頻率信息，將其與CMM的SCM調(diào)制信息對比，兩者一致說明SCM調(diào) 制正確，反之，說明SCM調(diào)制后的載波頻率存在錯誤或誤差。通過FSK可 以監(jiān)控SCM調(diào)制的準(zhǔn)確性。
其中，基帶處理單元(BBU, Base Band Unit)主要用于完成所有載頻 信號的基帶處理和部分射頻處理，包括基帶處理模塊和射頻處理模塊?；鶐?處理模塊以資源共享方式工作，即基帶處理模塊形成一個資源池，與射頻處 理模塊動態(tài)連接，從基帶處理單元輸出的是模擬中頻或射頻信號。射頻處理 模塊主要作用是將下行的基帶信號調(diào)制為射頻信號，或者將上行的射頻信號 下變頻為基帶信號。
射頻交叉連接單元(RXC, Radio Cross-Connection),完成模擬中頻或 射頻信號到副載波調(diào)制單元(SCM)的路由功能。副載波調(diào)制單元(SCM) 包括移頻模塊、調(diào)制和復(fù)用模塊，其中，移頻模塊的作用是使輸入的載頻信 號頻率產(chǎn)生移頻，具有不少于載頻信號個數(shù)的本地調(diào)制頻率；調(diào)制和復(fù)用才莫
塊將一路或多路經(jīng)過移頻的載頻信號調(diào)制到光波長上，調(diào)制過程受FSK監(jiān)
控。光交叉連接單元(OXC, Optical Cross-Connection)完成不同光波長到 WDM單元的交叉連接功能。波分復(fù)用單元(WDM， Wavelength Division Multiplexing )完成光波長到光纖鏈路的復(fù)用功能。
控制維護單元(CMM, Control Maintenance Module ),負責(zé)CB系統(tǒng)的 管理和維護，對各個模塊進行配置、監(jiān)控、故障處理等。特別是負責(zé)虛擬載 頻搬移時各個模塊的協(xié)同處理，例如射頻信號的交叉互聯(lián)、SCM調(diào)制管理、 光交叉模塊波長路由管理等。
在CB內(nèi)部存在著射頻信號的交叉連接、射頻信號頻移處理、移頻信號 到光波的調(diào)制復(fù)用、光信號的交叉連接等多種過程。為了合理配置和管理 CB，在CMM或基于中心化基站接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管系統(tǒng)內(nèi)存儲映射關(guān)系表T, 該射關(guān)系表T包括以下參數(shù)列表
載頻信號列表&,載頻信號是指BBU輸出的模擬中頻或射頻信號，n 為載頻信號序號；
副載波調(diào)制單元的移頻頻率列表/ ,移頻頻率使載頻信號發(fā)生頻移，得 到副載波調(diào)制頻率列表，n為移頻頻率的序號；
副載波調(diào)制單元的調(diào)制頻率列表乂"， , 與/ ——對應(yīng)，sn為調(diào)制頻率 的序號；
光波長列表；，m為光波長的序號；
交叉連接光波長列表入^，是光波長；經(jīng)過光交叉連接單元后輸出的光 波，sm為光波長序號；
WDM列表WDM,， /是WDM單元的序號；
光纖鏈路列表Z^ k為光纖鏈路序號，WDM單元與光纖鏈路——對應(yīng)；
遠端天線單元ID列表Rp， p為遠端天線單元ID號，遠端天線單元與光 纖鏈路存在固定連接關(guān)系。
參數(shù)列表的映射關(guān)系表T,反映了中心化基站接入系統(tǒng)的無線資源配置 情況。它包含了 &中的載頻信號到/ 中移頻頻率的路由關(guān)系，^到 w的調(diào) 制和復(fù)用關(guān)系，A^到 i^的交叉連接關(guān)系，？i^到WDM,的復(fù)用關(guān)系，WDM,
與&的對應(yīng)關(guān)系，光纖鏈路&到遠端天線單元Rp的連接關(guān)系。映射關(guān)系表
T最終建立了無線載頻信號到遠端天線單元映射關(guān)系。
配置映射關(guān)系表時，必須避免兩種情況第一， 一個光波長上承載兩個 或兩個以上的同頻無線載波信號；第二，是在一條光纖上承載兩條或兩條以 上相同的光波長。為了達到這個目的，基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)采取 了合法性檢查機制，在配置或更新映射關(guān)系表T之前，由CMM或網(wǎng)管系統(tǒng) 對映射關(guān)系表進行審核，出現(xiàn)上述兩種情況之一視為非法，禁止資源配置。
基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)中，載頻信號發(fā)射接收以及虛擬載頻搬 移通過下面過程實現(xiàn)
射頻交叉連接單元通過調(diào)用載頻信號列表&，將載頻信號路由到副載波 調(diào)制單元；副載波調(diào)制單元調(diào)用移頻頻率列表/ 、調(diào)制頻率列表；和光波長 列表l,將載頻信號&與副載波調(diào)制單元中的移頻頻率/ 作用，產(chǎn)生調(diào)制 頻率義"，然后調(diào)制并復(fù)用到光波長^上。副載波移頻頻率列表/ 中的頻率 數(shù)目不少于載頻信號列表&中的載頻信號數(shù)目，/ 中的頻率各不相同，目的 是保證兩者混頻后產(chǎn)生的調(diào)制頻率義 各不相同。副載波到光波的復(fù)用符合 載頻信號列表^到光波長列表k的映射關(guān)系。通過軟件控制可以使載頻信 號復(fù)用到不同的光波長上，從而實現(xiàn)載頻信號在承載光波長上的搬移。
光交叉連接單元調(diào)用交叉連接光波長列表 wp將承載著載頻信號的光 波長^進行光波長的交叉連接，輸出光波長、M。波分復(fù)用單元調(diào)用WDM 列表WDM,,將入訓(xùn)復(fù)用到WDM,.單元上，WDM,.單元連接到光纖鏈路&上。 通過軟件控制可以使承載著載頻信號的光波長復(fù)用到不同的WDM單元上， 從而實現(xiàn)光波長在光纖鏈路的搬移。
光纖鏈路^與遠端天線單元Rp存在固定的連接關(guān)系，光纖鏈路包括 WDM全光纖環(huán)形網(wǎng)、OADM光節(jié)點和光纖支路(圖1)。遠端天線單元通 過在OADM節(jié)點處下載光纖鏈路&上的光波長 ^,或者通過光接口 (FC) 下載經(jīng)過放大的光波長 ^，進行光電轉(zhuǎn)換，然后，通過帶通濾波器提取調(diào) 制到光波上的載頻信號，并進行變頻等處理，最后經(jīng)過天線完成載頻信號的 發(fā)射。
在整個過程中，載頻信號的交叉連接、變頻、副載波調(diào)制、光信號的交
叉連接和復(fù)用都嚴格遵守參數(shù)映射關(guān)系表T,以保證無線載頻信號收發(fā)以及 載頻搬移的正確性。通過上述過程，中心化基站無線接入系統(tǒng)能夠完成載頻 信號集中處理和分布式發(fā)射，更重要的是，在不改變硬件配置的條件下，實 現(xiàn)虛擬載頻搬移，使基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)成為動態(tài)分布式體系。
另外，為了降低系統(tǒng)對設(shè)備的技術(shù)復(fù)雜度的要求，特別是降低遠端天線
單元中濾波器和WDM環(huán)網(wǎng)中OADM的性能要求，在虛擬載頻搬移時，采 用臨近原則，即優(yōu)先考慮搬移副載波調(diào)制后頻率相近的載頻信號，然后考慮 搬移臨近光波長上的載頻信號，最后考慮搬移臨近光纖鏈路上的載頻信號。
如圖3所示，遠端天線單元主要用于完成光/電轉(zhuǎn)換(PD,Photo Detector) /(LD, Laser Diode),主要包括光纖鏈路接口單元、射頻前端和天線系統(tǒng) (Antenna)等。光纖鏈路接口單元負責(zé)將光纖鏈路上的光波下載到RAU, 或者，將RAU接收到的上行電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺l(fā)送到光纖鏈路中去。 光纖鏈路接口單元包含光環(huán)行器、光電二極管(PD)、激光二極管(LD)、 光纖放大器(EDFA)等器件。射頻前端用于將下行的基帶信號調(diào)制為射頻 信號，或者將上行的射頻信號下變頻為基帶信號，包括濾波器(BPF)、混 頻器、功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)等。天線系統(tǒng)用于發(fā)送 或者接收射頻信號。
為了節(jié)省光纖鏈路，避免載頻信號收發(fā)之間產(chǎn)生較大時延，中心化基站 和遠端天線單元都利用光環(huán)形器將一路載頻的收發(fā)信號復(fù)用到一條光纖鏈 路上。
參照圖4所示，對中心化基站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及載頻信號在中心基站內(nèi)的 處理流程作詳細描述。
基帶處理單元(BBU)內(nèi)部形成一個完成基帶處理的資源池，動態(tài)處理 載頻信號，從基帶處理單元(BBU)輸出的是模擬中頻或射頻(IF/RF)信 號。IF/RF信號輸入到RXC單元，在RXC內(nèi)IF/RF信號可以從輸入端口路 由到不同輸出端口。然后，IF/RF信號進入SCM單元，SCM內(nèi)本地移頻頻 率對載頻信號進行移頻處理，得到SCM調(diào)制頻率，接著，將移頻后的載頻 信號調(diào)制復(fù)用到光波長上，為了確保遠端天線單元能夠正確解調(diào)載頻信號， 這里需要保證承載到同一波長上的調(diào)制頻率各不相同，SCM單元中包括光
電二極管(PD, Photo Detector)、激光二極管(LD， Laser Diode)、下行 關(guān)口濾波器(PFDL， pass filter of downlink)。光波信號進入OXC單元，
在oxc單元內(nèi)，光波長進行交叉連接，目的是使每路光波長都能夠從oxc
的不同輸出端口輸出。OXC輸出端口與WDM直接連接，WDM把輸入的光 波長復(fù)用到光纖鏈路上，經(jīng)光放大后發(fā)送到遠端天線單元。在OXC和WDM 單元內(nèi)，必須保證一個光纖鏈路中不能出現(xiàn)兩路和兩路以上相同的光波長。 上面所述的信號處理過程是在CMM單元監(jiān)控下完成的，并且滿足參數(shù)映射 關(guān)系表T的合法性要求。
為了實現(xiàn)一路信號收發(fā)在一條光纖鏈路中實現(xiàn)，在一組負責(zé)收發(fā)的 WDM單元后面加上一個光環(huán)形器。
在中心化基站內(nèi)，載頻信號被頻分復(fù)用到光波長上，光波被波分復(fù)用到 光纖鏈路上。這樣，在光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處用可調(diào)諧的OADM區(qū)分波長信號，在
載頻信號到遠端天線單元的順利傳輸。
基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)能夠在不改變硬件設(shè)備的情況下實現(xiàn) 虛擬載頻搬移，滿足業(yè)務(wù)變化對無線資源配置的要求。
參照圖5所示，對移頻過程作詳細描述。
本發(fā)明技術(shù)方案在不改變中心化基站硬件配置的情況下，通過中心化基 站中的射頻交叉連接單元、副載波調(diào)制單元、光交叉連接單元和WDM單元 實現(xiàn)載頻信號在不同遠端天線單元之間的虛擬搬移。
在初始配置時，中心化基站對載頻信號列表&、副載波調(diào)制單元的移頻 頻率列表/ 、調(diào)制頻率列表/5 、光波長列表 ^、交叉連接光波長列表 ^、 WDM單元列表WDM,、光纖鏈路列表&、遠端天線單元列表Rp以及各參 數(shù)列表之間的映射關(guān)系表T進行初始化，映射關(guān)系表T存儲在中心化基站 的控制維護單元或網(wǎng)管系統(tǒng)中。參數(shù)列表符號的腳標(biāo)n、 sn、 m、 /、 k和p 分別代表列表中參數(shù)序號，映射關(guān)系表反映了各列表之間參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。
虛擬載頻搬移之前，中心化基站的控制維護單元或網(wǎng)管系統(tǒng)計算并更新 所述的列表和映射關(guān)系表，保證避免一個光波長上承載兩個及兩個以上的相
同的副載波頻率，避免一條光纖上承載兩個及兩個以上相同的光波長。根據(jù) 新的所述列表和映射關(guān)系表實施虛擬載頻搬移。
載頻信號&通過射頻交叉連接單元路由到副載波調(diào)制單元，與副載波
調(diào)制單元中的移頻頻率y;作用，產(chǎn)生副載波調(diào)制頻率乂"，然后調(diào)制并復(fù)用到 光波長^上。載頻搬移時，通過改變載頻信號&與副栽波移頻頻率/ 的映 射關(guān)系實現(xiàn)載頻信號在不同承載光波長上的搬移。承載著載頻信號的光波長
^通過光交叉連接單元后輸出光波長為 ^， ？^連接到WDM,單元上，然后， 經(jīng)過WDM/復(fù)用到光纖鏈路&上。虛擬載頻搬移時，通過控制光交叉連接
單元改變光波長 ^與、M之間的交叉連接關(guān)系，就可以實現(xiàn)光波長在光纖鏈 路的拍i移。
光纖鏈路&與遠端天線單元Rp存在對應(yīng)關(guān)系，遠端天線單元能夠識別
并解調(diào)&上的載頻信號，處理后發(fā)射到覆蓋區(qū)域。
通過上述過程，載頻信號可以在波長、光纖鏈路以及遠端天線單元上動 態(tài)搬移。
下面以一路載頻信號S1為例，來說明一個具體的虛擬載頻搬移過程。
虛擬載頻搬移之前，無線載頻信號Sl通過路徑Linel傳輸?shù)絀D號為 Rl的遠端天線單元。S1由BBU單元發(fā)出，經(jīng)過RXC單元交換到副載波調(diào) 制單元的力端口，力是副載波調(diào)制的移頻頻率，Sl經(jīng)過力的移頻處理后，頻 率變成力，力是副載波調(diào)制單元的調(diào)制頻率，^射頻信號被調(diào)制到光載波 Xi上，、復(fù)用到WDM1上經(jīng)光纖鏈路Ll,傳送遠端天線單元R1。遠端天 線單元R1通過光電轉(zhuǎn)換和帶通濾波器下載、上的載頻信號S1,經(jīng)過變頻后， 發(fā)射到覆蓋區(qū)域。
映射關(guān)系表T中Sl的傳輸路徑Linel如下所示 Sl 力、 WDM 丄i Rl
載頻信號序號與遠端天線單元ID號之間具有映射關(guān)系，并且映射滿足合 法性要求，這就完成了載頻信號的發(fā)射和接收。
如果虛擬載頻搬移后，Sl的傳輸路徑改為Line2,映射關(guān)系表中的參數(shù) 對應(yīng)關(guān)系如下所示
無線載頻信號Sl發(fā)送到遠端天線單元R/,映射關(guān)系滿足合法性要求。 載頻信號Sl的搬移過程中，沒有改變中心化基站的硬件配置，而是通過
軟件控制RXC、 SCM和OXC實現(xiàn)了載頻信號在不同波長和不同光纖鏈路 上的遷移。
權(quán)利要求
1、一種基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在于，包括中心化基站，用于將載頻信號進行動態(tài)配置或者虛擬載頻搬移，將所述載頻信號調(diào)制和復(fù)用到光波上，并將所述光波長復(fù)用到光纖鏈路；遠端天線單元，通過光纖鏈路和所述中心化基站相連接，用于提取調(diào)制到光波鏈路的所述載頻信號，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射到所覆蓋的區(qū)域。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述光纖鏈路包括依次相連接的WDM環(huán)網(wǎng)、全光纖環(huán)形網(wǎng)、OADM 光節(jié)點和光纖支路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述的遠端天線單元包括光纖鏈路接口單元、射頻前端和天線系統(tǒng)；所 述光纖鏈路接口單元用于將光纖鏈路上的光波下載到RAU,或者，將RAU 接收到的上行電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，發(fā)送到光纖鏈路中去；射頻前端用于將 下行的基帶信號調(diào)制為射頻信號，或者將上行的射頻信號下變頻為基帶信號 形成射頻信號，所述天線系統(tǒng)用于將射頻信號發(fā)送出去。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述中心化基站包括基帶處理單元，用于將載頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l或者射頻信號，并發(fā)送；射頻交叉連接單元，用于將所述中頻或者射頻信號路由到副載波調(diào)制單元；副載波調(diào)制單元，用于使所述中頻或者射頻信號的頻率產(chǎn)生移頻形成調(diào) 制頻率，并將所述調(diào)制頻率復(fù)用到一路光波長上，調(diào)制過程受頻移鍵控單元 監(jiān)控；光交叉連接單元，用于將光波長路由到波分復(fù)用單元； 波分復(fù)用單元，用于完成光波長到所述光纖鏈路的復(fù)用；控制維護單元，用于系統(tǒng)的管理和維護，以及用于虛擬載頻搬移時對各 模塊進行協(xié)同處理；頻移鍵控單元，用于檢測副載波調(diào)制單元調(diào)制的準(zhǔn)確性。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述頻移鍵控單元接收所述控制維護單元中所述副載波調(diào)制單元的頻率 調(diào)制信息；所述頻移鍵控單元檢測副載波調(diào)制單元調(diào)制后的載波頻率信息， 將其與所述控制維護單元中的副載波調(diào)制單元的調(diào)制信息對比，兩者一致說 明SCM調(diào)制正確，反之，說明SCM調(diào)制后的載波頻率存在錯誤或誤差。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述基帶處理單元包含基帶池，并與所述射頻交叉連接單元動態(tài)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述副載波調(diào)制單元具有至少一個光波長輸入端口和至少一個光波長 輸出端口；所述的射頻交叉連接單元用于完成所述中頻或射頻信號的交叉連 接，將載頻信號路由到所述副載波調(diào)制單元的不同光波長輸入端口上；所述 的副載波調(diào)制單元用于將載頻信號移頻后調(diào)制和復(fù)用到一^^光波長上，并通 過不同的光波長輸出端口發(fā)送。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，其特征在 于，所述光交叉連接單元根據(jù)業(yè)務(wù)需要將不同的光波長路由到不同的波分復(fù) 用單元，實現(xiàn)光波長的動態(tài)分配。
9、 一種基于中心化基站的載頻搬移方法，包括(1) 中心化基站將載頻信號進行動態(tài)配置或者虛擬載頻搬移，然后將 所述移頻后的載頻信號調(diào)制和復(fù)用到光波上，并路由到不同的遠端天線單元；(2) 所述遠端天線單元提取調(diào)制到光波上的所述載頻信號，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射到所覆蓋的區(qū)域。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于中心化基站的載頻搬移方法，其特征在 于，步驟(l)中，在虛擬載頻搬移時采用臨近原則，在所述臨近原則中優(yōu) 先考慮搬移副載波調(diào)制后頻率相近的載頻信號，然后考慮搬移臨近光波長上 的載頻信號，最后考慮搬移臨近光纖鏈路上的載頻信號。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于中心化基站的載頻搬移方法，其特征在 于，步驟(l)中，所述虛擬載頻搬移的步驟包括(11)對映射關(guān)系表進行初始化和更新；(12 )改變載頻信號與副載波移頻頻率的映射關(guān)系，使所述載頻信號產(chǎn) 生移頻形成調(diào)制頻率，并將所述調(diào)制頻率調(diào)制并復(fù)用的一i 各光波長上；在移 頻、調(diào)制和復(fù)用過程中遵守所述映射關(guān)系表；(13)將所述光波長復(fù)用到光纖鏈路，在復(fù)用過程中，遵守所述射關(guān)系表。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于中心化基站的載頻搬移方法，其特征 在于，步驟(ll)中，所述射關(guān)系表包括載頻信號列表、移頻頻率列表、調(diào) 制頻率列表、光波長列表、交叉連接光波長列表、波分復(fù)用列表、光纖鏈路 列表。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于中心化基站的載頻搬移方法，其特征 在于，步驟(ll)中，配置所述映射關(guān)系表時，避免一個光波長上承載兩個 或兩個以上的同頻無線載波信號，或者避免在一條光纖上承載兩條或兩條以 上相同的光波長。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于中心化基站的載頻搬移方法，其特征 在于，步驟(12)中，射頻交叉連接單元通過調(diào)用所述載頻信號列表，將所 述載頻信號路由到副載波調(diào)制單元；副載波調(diào)制單元調(diào)用所述移頻頻率列 表、調(diào)制頻率列表和光波長列表，將所述載頻信號與副載波調(diào)制單元中的移 頻頻率作用，產(chǎn)生調(diào)制頻率，然后將該調(diào)制頻率調(diào)制并復(fù)用到光波長上；步x驟(13)中，光交叉連接單元調(diào)用交叉連接光波長列表，將承載著載頻信號的光波長進行光波長的交叉連接，并發(fā)送；波分復(fù)用單元調(diào)用波分復(fù)用列表,將所述光波長復(fù)用到光纖鏈路上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于中心化基站的無線接入系統(tǒng)，包括中心化基站和遠端天線單元，中心化基站用于將載頻信號進行動態(tài)配置或者虛擬載頻搬移，將所述載頻信號調(diào)制和復(fù)用到光波上，并將所述光波長復(fù)用到光纖鏈路；遠端天線單元通過光纖鏈路和所述中心化基站相連接，用于提取調(diào)制到光波鏈路的所述載頻信號，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射到所覆蓋的區(qū)域。本發(fā)明還公開了一種基于中心化基站的載頻搬移方法。本發(fā)明繼承了分布式天線系統(tǒng)的優(yōu)點，提高了頻譜利用率和系統(tǒng)容量，同時，實現(xiàn)了虛擬載頻搬移和無線資源動態(tài)配置的功能。
文檔編號H04B10/12GK101340647SQ20071012298
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者宗柏青, 趙志勇 申請人:中興通訊股份有限公司