無線電通信系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及無線電通信系統(tǒng)、移動網(wǎng)絡(luò)和基站。本發(fā)明還涉及一種用于處理包括移動網(wǎng)絡(luò)和基站的無線電通信系統(tǒng)的方法。
[0002]無線電接入網(wǎng)絡(luò)方案需要為由于利用率增大、活躍用戶增多以及新興市場下的人口密度增大而帶來的強(qiáng)勁增長的流量作出準(zhǔn)備。然而，目前的趨勢表明，這種流量增長卻伴隨著移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商運(yùn)營收入的不斷縮減。為了解決流量的指數(shù)式增長，運(yùn)營商將不得不增加無線電站點(diǎn)的密度。雖然“V.錢德拉塞卡、J.G.安德魯斯和A.蓋澤爾，毫微微蜂窩網(wǎng)絡(luò):一次調(diào)查，IEEE通信雜志，2008年九月”已證明這是提高無線網(wǎng)絡(luò)容量的最有效途徑，高無線電站點(diǎn)部署密度自然會導(dǎo)致運(yùn)營支出明顯增加。對于未來移動網(wǎng)絡(luò)，一個重要方面是所需的回程鏈路容量。即，不僅部署的回程鏈路將必須與增加的用戶生成流量相匹配，而且隨著流量增加，還會出現(xiàn)顯著的傳輸開銷。也就是說，在密集網(wǎng)絡(luò)中，干擾屏蔽的問題將變得更為明顯，必須采用用于減輕干擾的方案。這些方案通常需要大量的額外回程容量，如“P.Marsh等人，多點(diǎn)協(xié)作移動通信，劍橋大學(xué)出版社，2011年”所描述的，并且在這一領(lǐng)域的高投資將是必要的。另一方面，一種要考慮的重要趨勢是無線基站的基帶處理硬件價格的降低。預(yù)計小基站中基帶處理的形狀因子將接近無基帶處理的遠(yuǎn)程射頻頭(具有所謂的“乳瓶”尺寸)的形狀因子。這一發(fā)展可對未來的移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有重大影響。
[0003]在現(xiàn)有無線電系統(tǒng)架構(gòu)中，信號處理是完全集中的，因此造成光學(xué)無線電站點(diǎn)回程成本較高。在此類系統(tǒng)中，回程帶寬通道維持處于高達(dá)終端用戶流量1000倍上下的高水平。此外，它不像終端用戶流量那樣隨時間波動。由于光纖轉(zhuǎn)出是由主導(dǎo)運(yùn)營商，而不一定是移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商執(zhí)行的，運(yùn)營商往往要租賃或共享回程，這一事實(shí)加重了上述問題。這種數(shù)值的容量所需的費(fèi)用現(xiàn)在是不可預(yù)測的，因為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的回程要求從現(xiàn)在開始部署開發(fā)處于中期的下一代光接入技術(shù)。另外，在與例如三網(wǎng)合一、企業(yè)等其它服務(wù)共享介質(zhì)的場景中，無線電站點(diǎn)的無線電流量可能是很關(guān)鍵的。
[0004]今天，針對人口稠密的城市地區(qū)的高容量場景，有兩種已知的基站或無線電解決方案概念，即“分布式基站架構(gòu)”和“小型基站架構(gòu)”。
[0005]分布式基站概念假定具有像例如IC和聯(lián)合傳輸之類的可以顯著提高頻譜效率并減少必要的所部署的無線電站點(diǎn)的數(shù)量的可選無線電特征的無線電基站的基帶池。對無線電的層I/層2/層3(L1/L2/L3)處理置于連接至基站的額外節(jié)點(diǎn)中作為所謂的“主節(jié)點(diǎn)”。遠(yuǎn)程無線電頭僅包括基本功能，如放大器、濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換/數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，參看“C-RAN，邁向綠色RAN之路”，中國移動研宄院白皮書，2011年10月，http://labs,chinamobile.com/report/view_59826o集中式處理的效率提升強(qiáng)烈取決于一天中的終端用戶流量負(fù)載。只有在高峰負(fù)載時間并且站點(diǎn)間密度較小時才能實(shí)現(xiàn)較大增益。換言之，通常僅在干擾有限的情形下增益才較大。DBS要求通用公共無線電接口接口，參看“通用公共無線電接口 (CPRI)，接口規(guī)范4.2版，2010年9月，http:"www.cpr1.1nfo”，同時帶寬需求非常高，達(dá)幾Gbps，例如，對于LTE、20MHz、4X 4多輸入多輸出、3個扇區(qū)/站點(diǎn)，達(dá)30Gbps。換言之，分布式基站概念以最高回程需求為代價取得最高頻譜效率。
[0006]小型基站概念假定用于諸如LTE、WiMAX等所有無線電標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)小型基站，并且它還與由小基站論壇“http://www.smallcellforum.0rg/”指定的小基站概念有關(guān)。小型基站概念包括由這些標(biāo)準(zhǔn)定義的所有基站功能。然而，它的機(jī)械尺寸與RRH尺寸相當(dāng)。它具有少得多的回程要求，大約少20-50的因數(shù)，并且僅需要滿足諸如根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的Abis、IuB和SI的線路接口要求。因為沒有對下層的集中式處理，相對于DBS，干擾消除效率較低，因此頻譜效率比在DBS情況下低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種靈活的無線電系統(tǒng)架構(gòu)的概念，這種無線電系統(tǒng)架構(gòu)可以在高終端用戶流量負(fù)載和低終端用戶流量負(fù)載情況下提供高頻譜效率。
[0008]此目標(biāo)可以通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)。另外的實(shí)現(xiàn)形式在從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中顯而易見的。
[0009]本發(fā)明是基于以下發(fā)現(xiàn):靈活的無線電系統(tǒng)架構(gòu)可以通過適應(yīng)性無線電架構(gòu)處理來實(shí)現(xiàn)，這種適應(yīng)性無線電架構(gòu)處理以自適應(yīng)方式提供支持小基站和分布式基站概念的靈活的數(shù)據(jù)竊聽和信號處理。在網(wǎng)絡(luò)建立過程中，F(xiàn)SBS向其主要移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送其配置文件。根據(jù)無線電情形，移動網(wǎng)絡(luò)選擇不同的數(shù)據(jù)竊聽和信號處理模式?？蛇x地，可以以集中方式執(zhí)行用于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的協(xié)議監(jiān)控。不使用的信號處理塊可以關(guān)閉。
[0010]數(shù)據(jù)竊聽指定了利用信號的接口對信號，例如數(shù)據(jù)流進(jìn)行的訪問。靈活的數(shù)據(jù)竊聽指定了靈活地訪問信號或數(shù)據(jù)流，其中，靈活是指選擇信號或數(shù)據(jù)流的所需接口的靈活性。數(shù)據(jù)流可以是傳輸數(shù)據(jù)流或接收數(shù)據(jù)流。信號通過不同的信號處理塊，這些信號處理塊用于處理信號，例如對信號執(zhí)行協(xié)議棧，從而影響信號。每個信號處理塊可以處理協(xié)議棧的相應(yīng)層。在各信號處理塊之后，提供接口用于訪問由該信號處理塊處理過的信號。靈活的數(shù)據(jù)竊聽提供利用一種無線電架構(gòu)對不同接口的靈活訪問。這種利用一種無線電架構(gòu)的靈活的數(shù)據(jù)竊聽也被稱為適應(yīng)性無線電架構(gòu)處理。如果同時在基站和移動網(wǎng)絡(luò)中提供靈活竊聽，那么信號處理塊可以由基站或移動網(wǎng)絡(luò)靈活地訪問，這樣使得兩個實(shí)體處理所要求的協(xié)議棧，但可以根據(jù)適應(yīng)性無線電架構(gòu)處理自由選擇哪個實(shí)體處理協(xié)議棧的哪一層。數(shù)據(jù)接頭指定信號、信息或數(shù)據(jù)耦合出來的線路接頭或分支點(diǎn)。
[0011]在下文中，對上述協(xié)議棧進(jìn)行了詳細(xì)描述:
[0012]首先，通信協(xié)議是一種數(shù)字消息格式系統(tǒng)，以及用于在計算系統(tǒng)中或計算系統(tǒng)之間和在電信中交換這些消息的規(guī)則。一種協(xié)議可能有正式的說明。協(xié)議可以包括信令、認(rèn)證以及誤差檢測和校正能力。協(xié)議定義定義了通信的語法、語義和同步；指定的行為通常獨(dú)立于其實(shí)現(xiàn)的方式。協(xié)議因此可以實(shí)現(xiàn)為硬件或軟件或兩者。通信協(xié)議必須由所涉及的通信雙方約定。為了達(dá)成約定，協(xié)議可被發(fā)展為一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通信系統(tǒng)使用良好定義的格式來交換消息。每條消息均具有用于引起接收器的已定義響應(yīng)的確切意義。因此，協(xié)議描述通信的語法、語義和同步。無線電通信協(xié)議是一種指定無線電通信網(wǎng)絡(luò)中的通信的通信協(xié)議。
[0013]使用中的無線電通信協(xié)議經(jīng)設(shè)計用于在非常復(fù)雜和多樣化的設(shè)置下行使功能。為了簡化設(shè)計，無線電通信協(xié)議采用分層方案作為基礎(chǔ)構(gòu)造而成，例如OSI模型引入的分層方案。代替使用單一的通用協(xié)議來處理所有傳輸任務(wù)，使用適合分層方案的一組協(xié)作協(xié)議。實(shí)際協(xié)議統(tǒng)稱為無線電協(xié)議族。
[0014]無線電通信協(xié)議棧是無線電協(xié)議族的一種實(shí)現(xiàn)。這兩個術(shù)語經(jīng)?；Q使用。嚴(yán)格地說，協(xié)議族是協(xié)議的定義，而協(xié)議棧是協(xié)議的軟件或硬件實(shí)現(xiàn)。協(xié)議族中的各個協(xié)議在設(shè)計時往往考慮用于單一目的。這種模塊化使得設(shè)計和評估更為容易。因為每個協(xié)議模塊通常與其它兩個模塊通信，它們通常被想象為協(xié)議棧中的層。最低的協(xié)議總是處理“低層次”:硬件的物理交互。每一更高層增加更多的功能。用戶應(yīng)用程序通常僅與最高層交互。
[0015]本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式通過支持回程感知無線電小區(qū)來補(bǔ)充適應(yīng)性無線電架構(gòu)處理。BARC背后的關(guān)鍵思想是針對上述問題選擇合適的回程模式。利用BARC，某些當(dāng)前無線電系統(tǒng)架構(gòu)中存在的完全集中式信號處理的以下問題可以得到解決:數(shù)據(jù)竊聽受網(wǎng)絡(luò)后端，尤其是連接至小區(qū)的回程網(wǎng)絡(luò)的性能的影響。考慮了由于例如Ping延時增加可能造成的終端用戶體驗質(zhì)量下降。無線電接入網(wǎng)絡(luò)適于回程限制，例如帶寬和延時和/或抖動。
[0016]一種額外優(yōu)點(diǎn)是，運(yùn)營商能夠在終端用戶性能與回程容量成本之間進(jìn)行平衡。
[0017]為了詳細(xì)描述本發(fā)明，將使用下列術(shù)語、縮寫和符號:
[0018]ARAP: 適應(yīng)性無線電架構(gòu)處理，
[0019]ASIC:專用集成電路，
[0020]BARC:回程感知無線電小區(qū)，
[0021]BH PS: 回程策略服務(wù)器，
[0022]BS:基站，
[0023]BTS:基站收發(fā)信臺，
[0024]Bff:帶寬，
[0025]Cfg:配置命令，
[0026]CN:核心網(wǎng)，
[0027]CoMP:多點(diǎn)協(xié)作傳輸，
[0028]CPR1: 通用公共無線電接口，
[0029]DBS:分布式 BS，
[0030]DL:下行鏈路，
[0031]DSP:數(shù)字信號處理器，
[0032]FSBS:靈活 SBS，
[0033]GGSN:網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)，
[0034]GPON:千兆無源光網(wǎng)絡(luò)，
[0035]GPS:全球定位系統(tǒng)，
[0036]IC:干擾消除，
[0037]L1/2/3處理:層1/2/3處理(根據(jù)OSI架構(gòu))，
[0038]MAC:媒體接入控制，
[0039]MN:移動網(wǎng)絡(luò)，
[0040]ΜΝ0:移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，
[0041]MSC:移動交換中心，
[0042]OBR1:開放式基帶無線電接口，
[0043]QoE:體驗質(zhì)量，
[0044]QoS:服務(wù)質(zhì)量，
[0045]RE:無線電設(shè)備，
[0046]REC:無線電設(shè)備控制，
[0047]RLC:無線電鏈路控制，
[0048]RRH:遠(yuǎn)程射頻頭，
[0049]RS:無線電服務(wù)器，
[0050]Rx:接收器，
[0051]SBS:小型基站，
[0052]SPB:信號處理塊，
[0053]SON:自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，
[0054]S/N:信噪比，
[0055]Tx:發(fā)射器，
[0056]UL:上行鏈路。
[0057]根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種無線電通信系統(tǒng)，包括:麗，包括一串信號處理塊和可切換至該串信號處理塊的數(shù)據(jù)接頭的調(diào)度裝置；BS，包括一串信號處理塊和可切換至該串信號處理塊的數(shù)據(jù)接頭的調(diào)度裝置，其中該MN和該BS用于交換配置信息以便對應(yīng)于BS的調(diào)度裝置切換MN的調(diào)度裝置。
[0058]由于BS和MN中的靈活數(shù)據(jù)竊聽，該無線電通信系統(tǒng)提供了一種在高終端用戶流量負(fù)載和低終端用戶流量負(fù)載情況下均具有高頻譜效率的靈活架構(gòu)。
[0059]在根據(jù)第一方面的無線電通信系統(tǒng)的第一可能實(shí)施形式中，對應(yīng)于BS的調(diào)度裝置切換MN的調(diào)度裝置基于由BS提供的配置文件信息。
[0060]根據(jù)無線電情形，MN可以選擇不同的數(shù)據(jù)竊聽和信號處理模式。無線電通信系統(tǒng)能夠靈活地對變化的流量負(fù)載作出反應(yīng)。
[0061]在根據(jù)第一方面的第一實(shí)施形式的無線電通信系統(tǒng)的第二可能實(shí)施形式中，確定實(shí)際選擇的數(shù)據(jù)竊聽和數(shù)據(jù)接頭的相應(yīng)信號處理的配置文件信息包括以下各項中的至少一項:表示無線電通信系統(tǒng)的空中接口上的服務(wù)質(zhì)量的