數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的制作方法

專利名稱：數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的制作方法
背景技術：
發明領域本發明是關于數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站，尤其是關于這樣的一種數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站，其中，一個射頻(RF)單元與該收發兩用器基站是分離的，且與其是遠距離安裝的，并把一個遠程接口單元安裝在該收發兩用器基站與該RF單元之間，以便能通過RF纜線遠距離地控制和監視RF單元的狀態。
先有技術的描述一般地，數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站是用于通過一個射頻信道發送和接收數據和語音、控制終端(如一個個人計算機系統(PCS)或數字蜂窩系統(DCS)終端)、監視終端語音質量以及互連該終端和基站控制器(這里記為BSC)。也就是，該收發兩用器基站位于一個移動站和一個BSC之間以便在有線和無線信道之間實現接口并執行與一個射頻鏈接相關的主要功能。例如，與射頻鏈接相關的一個主要功能是分配和管理前向鏈接功率到碼分多址(CDMA)頻率、信道和幀選項資源，另一個主要功能是處理和輸出呼叫信號、輸入呼叫信號、軟傳遞(soft handoff)呼叫信號和硬傳遞呼叫信號，以及另一個主要功能是接收和管理全球定位系統(GPS)定時信息和提供系統定時信息于該移動基站和收發兩用器基站。
該收發兩用器基站還用于執行通過一個導航信道、同步信道、訪問信道、尋呼信道和流量信道發送和接收射頻信號的功能，路由流量和控制信息到該BSC和錯誤檢驗／統計信息收集／報告的功能。
參照

圖1，其中以方框形式示出了一個數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的結構，其用參考號20表示。如圖中所示，該收發兩用器基站20包括一個收發兩用器基站控制處理器(這里記為BCP)21，用于管理和控制整個收發兩用器基站20的操作；一個收發兩用器基站互連網絡(這里記為BIN)22，用于通過一個E1線或T1線執行該收發兩用器基站20與BSC 10間的包路由功能以及接口收發兩用器基站20的處理器間的高級數據鏈接控制(HDLC)包數據；一個時間和頻率單元(這里記TFU)23，用于產生一個參照頻率和時間同步信號以便同步在收發兩用器基站20內的處理器且執行與相鄰收發兩用器基站的時間同步。該收發兩用器基站20還包括一個數字單元(這里記為DU)24，用于調制和解調通過一個CDMA信道正在發送和接收的數據和語音信號；以及一個RF單元(這里記RFU)25，用于將來自一個移動基站的超高頻(UHF)信號轉換成一個中頻(IF)信號，傳送該轉換的IF信號到DU 24，轉換來自DU的IF信號成一個UHF信號，并放大該UHF信號到一個預定值，以及把該放大的UHF信號輻射到大氣中。
以下描述上面提到的傳統數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的組件的詳細功能。
BIN 22提供與BSC 10的一個接口，和在包路由功能基礎上的一個到收發兩用器基站20的內部通信線。
BCP 21控制和診斷收發兩用器基站20的整個操作，并根據診斷的結果執行一個相應的操作，而且，BCP用于下載與該收發兩用器基站20的初始化相關的軟件。
DU 24用于處理從／到每個終端的正在發送和接收的語音、數據信號，尤其是，DU 24用于處理與CDMA相關的所有信號。
RFU25功能是轉換來自DU24的解制的數據和語音信號成RF信號，發送轉換的RF信號到一個終端，解調來自該終端的調制的數據和語音，把該解調的信號轉換成數字信號，并把該轉換的數字信號傳送到DU 24。TFU 23功能是從GPS接收有關參考時間的信息，該參考時間對于該收發兩用器基站20是非常有必要的。結果，在收發兩用器基站20中的所有單元都用一個GPS時間進行了同步，因此都有了同一個計時。
但是，上面提到的傳統的數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的缺點在于所有組件都安裝在其中，導致了收發兩用器基站的體積的增加。而且，增加了在通往收發兩用器基站的天線的路徑上的損耗，這在設計發射／接收階段時也是一個問題。尤其是，一個小尺寸的收發兩用器基站或微尺寸的收發兩用器基站可能要使用一個內置在殼體中的高功率放大器(HPA)，這也導致了收發兩用器基站的體積的增加，這有背于目前的趨勢，即收發兩用器基站正變得越來越小，重量也變得越來越輕。
而且，在考慮到收發兩用器基站的性能時，使用多個頻率分配(FA)頻率要求有大量的HPA。假定該收發兩用器基站裝備了所有這樣的HPA，這在體積上將變得非常大，這種大體積導致了安裝位置上的限制。結果，該收發兩用器基站不能放在使傳播最有效的位置上，也降低了語音的質量。
發明概述本發明注意到了上述問題，本發明的一個目標是提供一種數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站，其中一個射頻單元與該收發兩用器基站是分開的，并與其是遠距離安裝的，同時，一個遠程接口單元被安裝在該收發兩用器基站與該射頻單元之間以便通過一個射頻纜線遠程地控制和監視該射頻單元的狀態，由此使得該收發兩用器基站更小且更輕。
根據本發明，通過提供一種數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站便可實現本發明的上述及其它目標，該收發兩用器基站包括一個主收發兩用器基站設備(主BTS設備)和與該主收發兩用器基站設備分開的多個遠程射頻單元，并與其遠距離安裝，用于處理射頻信號，其中該收發兩用器基站還包括安裝在主BTS設備和遠程射頻單元間的遠程接口裝置，用于a)在響應來自主BTS設備的控制數據后發送控制命令給該遠程射頻單元以便監視和控制該射頻單元的狀態；b)給遠程射頻單元提供和監視運行功率；c)從遠程射頻單元接收狀態值并將其接口到該主BTS設備。
最好，該遠程接口裝置可包括一個中央處理單元；一個發送調制解調器，用于以移頻鍵控方式調制來自該主BTS設備的控制數據，和發送該調制的控制數據到射頻單元；一個分頻器，用于將來自發送調制解調器的輸出數據的頻率分成不同的頻率；多個雙工器，其中每一個雙工器以一定發送頻率從該分頻器發送一個相應的輸出數據到與一個給定區域(sector)相關的射頻單元，并以一定的接收頻率從該相應的射頻單元接收狀態值；多個接收調制解調器，用于以該移頻鍵控方式解調來自該雙工器的輸出數據；以及一個信令連接控制器，用于接收來自該接收調制解調器的輸出數據并且發送所接收的數據到該主BTS設備。
更好地是，該主BTS設備和該遠程接口裝置按照RS-232通信協議和RS-422電子接口標準彼此進行通信，并且該遠程接口裝置可以通過射頻調制解調器發送該控制命令到該遠程射頻單元且接收來自該單元的狀態值。而且，該遠程接口裝置和該遠程射頻單元可以通過一個同軸電纜進行互連。
附圖的簡要描述本發明的上述及其它目標、特點及優點可以通過下面參照附圖的詳細描述進行理解，其中，圖1是傳統的數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的方框圖；圖2的方框圖說明的是按照本發明的一個接口流，該接口流在一個主收發兩用器基站設備、遠程接口單元和在數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站內的射頻單元之間；圖3的視圖說明了一個按照本發明的在數據通信期間檢查錯誤的消息流，該數據通信發生在主收發兩用器基站設備與遠程接口單元之間；圖4是一個示意性的方框圖，說明一個按照本發明的數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的實施例。
優選實施例的詳細描述圖2的方框圖說明的是按照本發明的一個接口流，該接口流在一個主收發兩用器基站設備、遠程接口單元和在數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站內的射頻單元之間。如圖中所示，收發兩用于器基站包括一個主收發兩用器基設備(在此記為主BTS設備)30；一個與主收發兩用于器基站設備30分開且與其是遠距離安裝的遠程射頻單元50(在此記為RRU)；一個遠程接口單元(在此記為RIU)40，安裝在該主收發兩用于器基站設備30與與RRU 40之間用于互連它們。在本實施例中，此主收發兩用于器基站設備30與RIU40通過一個RS-232通信協議和一個RS-422電子接口標準進行彼此通信。在該主BTS設備30與RIU 40內分別提供緩沖區30a和40a，以便控制其中的數據流，此RIU 40在主BTS設備30要求提供信息的基礎上，通過RF移頻鍵控(FSK)調制解調器40b和50a與RRU 50進行通信。結果，該RRU 50在RIU 40的控制下控制它的操作，并把有關其狀態的信息通過RF FSK調制解調器50a和40b發送往RIU 40。
圖3的視圖說明了一個按照本發明的在數據通信期間檢查錯誤的消息流，該數據通信發生在主BTS設備30與RIU 40之間。在本發明的收發兩用器基站內，定義了相對于主BTS設備30與RIU 40間的命令和響應的三種類型的信號流。首先，該主BTS設備30發送一個狀態信號請求命令給RIU 40以便監視RRU 50的狀態，在響應該狀態命令請求信號后，RIU 40發送一個RRU 50的狀態的監視結果給主BTS設備30；其次，如果該主BTS設備發送一個命令以便控制RRU 50的狀態，則RIU 40在響應該命令后控制RRU 50的狀態，并將所控制的結果發送給主BTS設備30。最后，如果該主BTS設備30發送一個命令以便監視PRU 50的報警，則RIU 40在響應該命令后監視RRU 50的報警，并把所監視的結果發送給主BTS設備30。
接口標準包括一個確認(ACK)信號和一個非確認(NACK)信號，用于防止在命令執行期間在主BTS設備30、RIU 40與RRU 50間發生的錯誤。當主BTS設備30發送一個命令時，RIU 40必須發送一個ACK或NACK消息給該主BTS設備30以便防止通信上的錯誤。ACK消息是一個RIU 40發送給主BTS設備的響應消息，用于通知它已經正常地從設備30接收到一個命令，而NACK是RIU 40發送給主BTS設備的一個響應消息，用于通知它沒有從BTS設備30處接收到正常的消息。在本發明中，并沒有特別地限制在接收到NACK消息時的糾錯方法。
圖4是按照本發明的數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的一個實施例的示意性方框圖。如圖中所示，本發明的收發兩用器基站的特征在于RRU 50是與主BTS設備30分開設置的。在本發明的收發兩用器基站中，RIU 40位于RRU 50與主BTS設備30之間以便監視和控制RRU 50的狀態，并把狀態信息從RRU 50傳送到主BTS設備30。
在主BTS設備30與RIU 40間的接口是一個控制和狀態接口，它是以異步8位方式基于EIA／TIA-485-A標準(完全區別類型)來實現的。一個具有一個起始位、一個終止位、8個數據位和非校驗位的數據格式被按照一個接口協議、基于EIA／TIA-232-E類型進行發送。在主BTS設備與RIU 40間的數據傳輸速率是9600bps。
在圖中示出的一個COMMAND(命令)消息是一個4字節的頭標和O-65536(216)字節的數據組成，粗略地可以從表1中看，其細節示于表2中。[表1]
在本實施例中，主BTS設備30和RIU 40按照RS232通信協議和RS-422電子接口標準進行通信以便控制和監視RRU 50的狀態。更詳細地說，連接在主BTS設備30與外部RRU 50間的RIU 40用于執行下面三個功能首先，RIU 40監視和控制RRU 50的狀態；第二，RIU 40與主BTS設備30或一個監視個人計算機(PC)進行雙向通信；第三，RIU 40向RRU 50提供和監視運行功率。另一方面，在RIU 40與RRU 50間的雙向通信以這樣一種方式執行RIU 40通過安裝在其中的FSK調制解調器40b發送一個控制命令，并且RRU50通過安裝在其中的FSK調制解調器50a接收該控制命令，并將它的狀態值通過FSK調制解調器40b和50a發送給RIU 40。
下面描述在主BTS設備30與RIU 40間正在發送和接收數據消息的格式。
首先，在接收到RIU 40的命令后從主BTS設備30發送給RIU 40的一個ACK1消息和在接收到設備30的命令后從RIU 40發送給主BTS設備30的ACK2消息分別具有如下表3和4所示的數據碼。

從主BTS設備30發送給RIU 40的NACK1消息和從RIU 40發送給主BTS設備30的NACK2消息具有如表5和6所示的標志。
在從RIU 40(或主BTS設備30)接收的數據不等于一個允許格式或由于其它線性錯誤而將要導致錯誤發生的情況下，主BTS設備30(或RIU40)向RIU40(主BTS設備30)發送一個NACK信號，以請求它重發數據。
一個START(起始)字符串和一個STOP字符串具有如下表7和8分別所示的標志。
START字符串(或STOP字符串)處于一個命令之前或要求有信號以指示數據的起始(或終止)。在檢測到START字符串而沒有STOP時，一個接收器就刪除接收緩沖區中所有內容并執行一個重接收的操作。
一個從主BTS設備30發送給RIU 40的REQUESTSTATUS／FAULT(查詢狀態／錯誤)命令，或一個用于指示RIU 40監視RRU 50的狀態的命令具有如表9中所示的格式。[表9]
從RIU 40發送給主BTS設備30的STATUS／FAULT(狀態／錯誤)響應數據具有如下表10所示的格式。
(注COMMAND ID命令識別；COMMAND Length命令長度；Response ID響應識別；Response length響應長度；Indoor室內；OUT POWER輸出功率；DEVICE STATUS設備狀態；DataChecksum數據校驗和；DEVCE STTING設備設置)RIU 40在響應主BTS設備30的請求后，就向設備30發送有關RRU 50的狀態的信息如室內溫度和RF輸出功率值。也就是，RIU 40檢測RRU 50室內溫度隨時間的變化或升高和下降，并基于對應于所檢測的室內溫度HEXA碼生成一個室內溫度表。然后，RIU 40把生成的室內溫度表發送給主BTS設備30，進而，RIU 40測量RRU 50內HPA模塊的輸出功率，并基于對應于所測量的輸出功率值的HEXA碼生成一個輸出功率表，并把所生成的輸出功率表發送給主BTS設備。
而且，RIU 40基于對應于HPA／LNA的可變授權值的HEXA碼生成一個RRU可變授權表，并將所生成的可變的授權表作為一個響應數據發送給該主BTS設備。
而且，RIU 40監視它向RRU 50提供的電源電壓是否是連續地維持著，并基于所監視的結果生成一個RRU DC電壓監視表，并將該生成的DC電壓監視表作為一個響應數據發送給該主BTS設備30。
進而，RIU 40以HEXA碼的形式把有關RRU 50的內部模塊的狀態的數據存儲在一個RRU狀態表中，并把結果RRU狀態表發送給主BTS設備30。這樣的狀態表如下[表11]
用于控制Tx／Rx增益的命令和HPA的開／關操作的表如T[表12]
而且，RIU 40以HEXA格式發送針對RRU 50的可變授權的命令、或Rx／Tx增益的控制的表。
用于控制HPA的開／關操作的HEXA碼表如下[表13]
其中‘x’不必關心，而‘1／0’是可變狀態值。
RIU 40按下表形式向BTS設備30發送有關RRU 50的報警狀態的值[表14]
當其中任意一個模塊失效時由RRU 50發送給RIU 40的報警消息表如下[表15]
上面提到的數據格式可以用為主BTS設備30與RIU 40之間接口，并且同一數據格式也可以用為RIU 40與RRU 50間的接口，除非它們之間的物理通信是通過RF FSK調制解調器40b和50a執行。
下面將給出參照圖4的按照本發明優選實施例的數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站的結構和操作。
參照圖4，該收發兩用器基站包括主BTS設備30、RIU 40和三區(sector)RRU 51、52、53。RIU 50包括一個中央處理單元(CPU)41，一個信令連接控制器46，一個發送調制解調器42，接收調制解調器45、45a、45b，一個分頻器43和三區雙工器44、44a、44b。
CPU 41必須是在這樣一種條件下與發送調制解調器42和接收調制解調器45、45a、45b進行通信，即它的通信端口在數量上不夠。為此，額外地提供信令連接控制器46用于處理數據。很顯然，在此所用的數據處理系統是基于發送調制解調器42和接收調制解調器45、45a、45b的數據格式。而且，CPU 41與主BTS設備30發送Tx(+)(-)與Rx(+)(-)RS422信號。
發送調制解調器42是一個用于FSK調制CPU41的輸出數據及傳送經調制的數據到分頻器43的FSK調制解調器。分頻器43將發送調制解調器42的輸出數據的頻率分成不同的頻率，或α、β、γ，并把結果數據分別輸出給第一到第三雙工器44、44a、44b。即使這三個RRU 51-53同時接收發送調制解調器42的輸出數據，它們也可以一種單一調制解調器方式進行控制，因為它們都用了各自的標識符(ID)進行了分配。
第一到第三雙工器44、44a、44b是一種過濾器，用于將發送調制解調器42與接收調制解調器45、45a、45b的頻率彼此分開。
第一到第三接收調制解調器45、45a、45b接收第一到第三雙工器44、44a、44b的輸出數據，FSK解調所接收的數據，并將α區的數據傳送到CPU41，β和γ區的數據到信令連接控制器46。很顯然，第一到第三接收調制解調器45、45a、45b必須具有不同的Rx頻率以便接收和處理從RRU 50傳送的數據。例如，在α區中使用150MHz，在β區中使用153MHz，而在γ區中使用156MHz。
而且，RIU 40和RRU 50通過一個同軸電纜進行接口。
具有上面提到的結構的收發兩用器基站以下列方式運行。首先，如果主BTS設備30發送控制數據來控制和監視RRU 50的狀態，那么在RIU 40中的CPU41接收該控制數據并將其傳送到發送調制解調器42，該調制解調器隨后FSK-解調該控制數據并把經解調的數據發送到分頻器43。
分頻器43把從發送調制解調器42的輸出數據的頻率分成α、β、γ區的頻率，并把各自的結果數據輸出到第一到第三雙工器44、44a、44b。第一到第三雙工器44、44a、44b把來自分頻器43的控制數據的頻率分別與RRU 51、52和53的接收頻率進行匹配，然后將該控制數據分別發送到RRU 51-53。結果，RRU 51-53的狀態就可以根據該控制數據進行監視和控制。
而且，從RRU 51-53發送的數據或監視和控制的狀態結果被第一到第三雙工器44、44a、44b接收到，這些雙工器然后將它們頻率與接收調制解調器45、45a、45b的接收頻率進行匹配，并把不同區的數據值分別發送到接收調制解調器45、45a、45b。
從上面的描述中可以很明顯地看到，本發明提供了一種數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站，其中一個射頻單元與該收發兩用器基站是分開的，且與其是遠距離安裝的，同時一個遠程接口單元安裝在該收發兩用器基站與該射頻單元之間，以便遠距離地控制和監視射頻單元的狀態。因此，該收發兩用器基站可以在體積上很小，而且重量很輕，因此可以毫無限制地安裝在其位置上。結果，該收發兩用器基站可以很容易地安裝在有利于優化傳播的位置上，由此提高同講話的質量。
而且，該遠程接口單元可以遠距離地通過射頻電纜同時控制和監視多個射頻單元的狀態，而不必單獨地使用一個獨立的控制電纜，由此建成了該收發兩用器基站。
盡管上面為了說明，揭示本發明的優選實施例，但是本技術領域內的人員明白在不脫離所附的權利要求揭示的本發明的精神和范圍內，可以做出各種修改、增加或替代。
權利要求
1.一種數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站，包括一個主收發兩用器基站設備(主BTS設備)和多個遠程射頻單元，這些射頻單元與所述的主BTS設備分開、且是與其遠距離安裝的，用于處理射頻信號，其中所述的收發兩用器基站還包括安裝在所述的主BTS設備與所述的遠程射頻單元間的遠程接口裝置，用于a)響應來自所述主BTS設備的控制數據，發送控制命令到所述的遠程射頻單元，以便監視和控制所述射頻單元的狀態；b)向所述的遠程射頻單元提供和監視運行功率；以及c)從所述的遠程射頻單元接收狀態值并將其接口到所述的主BTS設備。
2.如權利要求1所述的收發兩用器基站，其中所述的主BTS設備和所述的遠程接口裝置按照RS232通信協議和RS-422電子接口標準彼此進行通信。
3.如權利要求1所述的收發兩用器基站，其中所述的遠程接口裝置發送所述的控制命令到所述的遠程射頻單元，并從那里通過射頻調制解調器接收所述的狀態值。
4.如權利要求1所述的收發兩用器基站，其中所述的遠程接口裝置和所述的遠程射頻單元通過一個同軸電纜互連。
5.如權利要求1所述的收發兩用器基站，其中所述的遠程接口裝置包括一個中央處理單元；一個發送調制解調器，用于以移頻鍵控方式調制來自所述主BTS設備的所述控制數據，并把經調制的控制數據發送到所述的射頻單元；一個分頻器，用于把所述發送調制解調器輸出數據的頻率分成不同的頻率；多個雙工器，每個雙工器以一發射頻率發送所述分頻器的一個相應的輸出信號到與一個給定的區相關聯的所述射頻單元的其中一個，并以一個接收頻率從所述的相應射頻單元接收狀態值；多個接收調制解調器，用于以移頻鍵控的方式分別解調所述雙工器的輸出數據；以及一個信令連接控制器，用于從所述的接收調制解調器接收輸出數據并將所接收的數據發送到所述的主BTS設備。
6.如權利要求5所述的收發兩用器基站，其中所述的雙工器具有不同的接收頻率。
7.如權利要求5所述的收發兩用器基站，其中所述的發射頻率是160MHz，而所述的接收頻率是150MHz。
全文摘要
數字移動遠程通信系統的收發兩用器基站,包括一個主收發兩用器基站設備(主BTS設備)和多個遠程射頻單元,這些射頻單元與所述的主BTS設備分開、且是與其遠距離安裝的,用于處理射頻信號,該主BTS設備和射頻單元通過一個遠程接口單元互連。因此,該收發兩用器基站體積很小且重量很輕,很容易地安裝在一個位置上進行優化傳播。而且,該遠程接口單元可以通過一個射頻電纜遠距離地控制和監視遠程射頻單元的狀態,而不必使用單獨的控制電纜。
文檔編號H04B7/155GK1281322SQ0012140
公開日2001年1月24日 申請日期2000年7月19日 優先權日1999年7月19日
發明者孫梧誠, 全壯鎬 申請人:現代電子產業株式會社