專利名稱：多頻段擴頻無線接入網的制作方法
技術領域：
本發明屬于擴頻移動通訊領域，更具體地說，是一種在擴頻無線接入網系統(含基站及基站控制器)中實現多頻段支持的系統。
擴頻通信可具有多個可用的頻段。對一個特定的頻段而言空中容量是有限的，隨著用戶的增長，一個頻段無法滿足容量需求，則需要啟用其它頻段。
例如IS2000中，為cdma2000規定了8種可用的頻段，band class0至bandclass7，每個頻段具有不同的中心頻率，例如450M，800M，1.9G等等。而每個頻段又占據一定的帶寬，例如IS2000每個頻段寬度從幾兆到幾十兆不等，每個頻段又以某種方式細分為若干碼分信道，例如CDMA每個碼分信道占據1.25M，WCDMA占據5M等等。
由于每個頻段(band class)最多只占幾十兆帶寬，因此對同一頻段內的所有碼分信道而言，基站和移動臺均可使用同一硬件設備。但對于兩個或多個頻段而言，由于頻段之間的間隔大，難以共用同一硬件設備。
對于移動臺，已經可以支持多頻和多模。即同一移動臺可在多個頻段，多種制式下工作。例如，即可在800M網下工作，也可在1.9G網下工作。即可在GSM網下工作，也可在CDMA網下工作。
而對于基站側設備(含基站和基站控制器，統稱為無線接入網)，則一般都不提供多頻支持。基站的多頻與移動臺不同，移動臺雖然支持多頻多模，但一般在同一時刻只能使用一種模式和一種頻段。因此在移動臺中可使用類似于可調諧振蕩器的手段達到部分射頻部件共用的目的。
對于基站側設備則不同，要求同一時刻提供所有頻段上的服務。例如，800M，1.9G雙頻網絡必須在同一時刻提供兩個頻段的服務，而不是分時提供。因此在基站側實現多頻，可共用的部份部分少于移動臺。
然而，當一個運營商擁有兩個或更多頻段時，并且選擇了同樣的或互相兼容的制式，例如cdma和cdma2000，則在基站側(無線接入網)支持多頻段還是具有很大經濟意義的。現有技術的做法是必須采用多套完全分離的網絡，例如800M建立一個網絡，1.9G建立一個網絡，最多只在核心網級實現統一，即同一核心網下掛多個獨立的接入網，各個接入網具有各自不同的操作維護系統及網絡管理界面。基站雖也可共站址，但卻分為多個獨立的設備，需要分別維護，既不方便，又增加了投資額。目前尚未檢索到能解決上述問題的技術文獻。
本發明所述的多頻段擴頻無線接入網，主要包括多頻基站，用于支持兩個或更多波段；n個單頻基站，分別具有f1、f2、……、fn的中心頻率；多頻基站控制器，分別與所述多頻基站和所述n個單頻基站通過Abis接口相連接，并通過統一的網管系統進行調度管理。
如上所述的多頻段擴頻無線接入網中，所述多頻基站包括數字基帶子系統，完成數字基帶的擴頻調制解調功能，其輸出至射頻單元；時鐘子系統為射頻單元提供時鐘參考源；兩個或兩個以上獨立的射頻單元，包括用于主要完成信號的無線調制解調及上下變頻的收發信機，功放，射頻前端，及天饋等。
如上所述的多頻段擴頻無線接入網，所述數字基帶子系統和所述時鐘子系統可以同時供多個頻段共用。
如上所述的多頻段擴頻無線接入網，所述數字基帶子系統，包括數字中繼單元；資源分配單元；基站管理單元；調制解調單元池；所述數字中繼單元，用于提供與基站控制器的接口；所述資源分配單元完成調制解調單元的分配，使其服務于特定的頻段，特定的載頻及特定的扇區；所述調制解調單元池用于基帶信號的調制解調功能；所述基站管理單元，用于整個基站的控制，提供操作維護接口；所述射頻接口單元，完成基站的上下變頻，功率放大及無線信號收發。
如上所述的多頻段擴頻無線接入網，所述時鐘子系統包括時鐘源和時鐘合成、選擇及分發單元，所述時鐘源(例如GPS)提供整個基站的基準時鐘，而時鐘合成單元則根據射頻單元的需要合成產生不同基準的時鐘。
本發明所述的多頻無線接入網系統具有如下優點(1)服務于不同頻段的基站設備可以共站址，且每個站點可只用一套設備。
(2)若在同一基站內支持多頻段，則基站控制功能、傳輸接口、時鐘源、射頻接口單元均可共用，從而節約投資，降低成本。
(3)基站系統中最昂貴的調制解調單元可根據需要在多個頻段間動態分配，使其利用率得到提高，成本降低。
(4)多個頻段的服務可共用一套基站控制器，以及操作維護及管理界面。簡化了維護。
(5)若在同一基站內支持多頻，則多個頻段的用戶可共用一套傳輸線，可以在多個頻段中作用戶間的復用，提高傳輸線的效率。對于多頻移動臺，可在基站(或基站控制器)內部發起換頻切換命令，而無須更上層的介入。
圖1為本發明多頻段擴頻無線接入網結構示意圖；圖2為圖1所述多頻基站的結構示意圖；圖3為多頻基站中的數字基帶子系統結構示意圖；圖4為多頻基站中的時鐘子系統；圖5為多頻段基站中的動態時鐘合成、選擇及分發電路。
具體實施例方式
多頻段擴頻無線接入網如圖1所示，主要由兩部分組成一個多頻基站控制器，及若干基站。
多頻基站控制器即在普通基站控制器基礎上增加多頻段支持。
基站又分為兩種單頻基站，即每個基站只支持一個波段。多頻基站，即每個基站支持兩個或更多波段。
擴頻無線接入網可有兩種形式(1)多種單頻基站(例如f1，f2....fn)掛在同一基站控制器下。此時只要求基站控制器具有多頻支持即可；(2)基站控制器既掛接單頻基站，同時也掛接多頻基站，這要求在基站內部支持多波段。圖1給出的就是這種方式。
兩種形式均可根據需要選配。
對于多頻基站控制器，主要是在業務及操作維護上支持多個波段，同時對多頻基站控制器容量也具有較高要求，因為它必須承載多個頻段上的用戶。每個頻段應分別具有不同的鑒權、授權、計費方式。
結合圖2所示，傳統的基站主要由以下部分組成(1)數字基帶子系統，完成數字基帶的擴頻調制解調功能；(2)時鐘系統為射頻單元提供時鐘參考源；(3)射頻單元，主要包括收發信機(主要完成信號的無線調制解調及上下變頻)，功放，射頻前端，及天饋等。
對于單頻基站，其結構與傳統的基站完全相同。
而對多頻基站，數字基帶子系統和時鐘子系統可以同時供多個頻段共用。射頻單元(含天饋)不能共用，對每一個頻段，需要獨立的射頻單元。圖3給出了多頻基站中的數字基帶子系統，包括以下部分(1)數字中繼單元。
(2)資源分配單元。
(3)基站管理單元。
(4)調制解調單元池。
(5)射頻接口單元。
數字基帶子系統為所有波段所共用。其中調制解調單元池是數字基帶子系統的核心。在資源分配單元的管理調度下，各個頻段分別分配數字的調制解調資源。資源分配方式可以是靜態分配，也可以根據業務量動態分配。
圖4為多頻基站的時鐘子系統，由時鐘源和時鐘合成、選擇及分發單元組成。時鐘源(例如GPS)提供整個基站的基準時鐘，而時鐘合成單元則根據射頻子系統的需要合成產生不同的時鐘。不同的波段的射頻系統可能需要不同頻率的基準時鐘，例如800M CDMA需要12M(或其倍頻)的基準源，而1.9G PCS需要10M(或其倍頻)的基準源，等等。
時鐘合成、選擇可以是靜態的，即各個端口分別輸出固定的基準，各自為政，其缺點是靈活性差，對不同類型(單頻，多頻)的基站需要不同的硬件配置。還可以更具實際的需要，對時鐘合成、選擇通過軟件編程進行靈活的動態配置。
本發明采用時鐘合成、選擇通過軟件編程動態配置方式，圖5介紹了一種動態的實現方式。
首先由時鐘源輸出基準時鐘f0到多個鎖相環頻率合成器，鎖相環頻率合成器的分頻/倍頻系數可通過編程配置。每個鎖相環頻率合成器生成不同的時鐘，例如f0，fl....fn。每個時鐘基準用分路器分成若干路，通過一個交叉矩陣連接到若干個模擬開關，模擬開關相當于一個多路選擇器，它同樣可由軟件編程配置，從多個頻率中選擇出所需要的頻率，之后再通過分路器及放大器分發至不同波段的射頻子系統。在此電路中使用了若干分路器，分路器和未級放大器的作用是提高各路信號之間的隔離度，使某一路信號負載變化不影響其它路。
如上所述，多頻基站系統有兩種方式一種是在同一BSC下掛多種單頻基站；另一種是由同一基站支持多頻。這兩種方式可根據需要選配，作為應用例，一種可用的系統組成方式為以基站需求數目最少的頻段為基礎選擇站點，在這些站點放置多頻段基站，再在其余位置補充單頻基站。這是由于各種頻段無線電波傳播特性不同，覆蓋范圍不會相同。因此各個頻段所要求的基站數目不同。
權利要求
1.多頻段擴頻無線接入網，其特征在于，包括多頻基站，用于支持兩個或更多波段；n個單頻基站，分別具有f1、f2、……、fn的中心頻率；多頻基站控制器，分別與所述多頻基站和所述n個單頻基站通過Abis接口相連接，并通過統一的網管系統進行調度管理。
2.如權利要求1所述的多頻段擴頻無線接入網，其特征在于，所述多頻基站包括數字基帶子系統，完成數字基帶的擴頻調制解調功能，其輸出至射頻單元；時鐘子系統為射頻單元提供時鐘參考源；兩個或兩個以上獨立的射頻單元，包括用于主要完成信號的無線調制解調及上下變頻的收發信機，功放，射頻前端，及天饋等。
3.如權利要求2所述的多頻段擴頻無線接入網，其特征在于所述數字基帶子系統和所述時鐘子系統可以同時供多個頻段共用。
4.如權利要求2或3所述的多頻段擴頻無線接入網，其特征在于所述數字基帶子系統，包括數字中繼單元；資源分配單元；基站管理單元；調制解調單元池；所述數字中繼單元，提供與基站控制器的接口；所述資源分配單元完成調制解調單元的分配，使其服務于特定的頻段，特定的載頻及特定的扇區；所述調制解調單元池，用于基帶信號的調制解調；所述基站管理單元，用于整個基站的控制，提供操作維護接口；所述射頻接口單元，完成基站的上下變頻，功率放大及無線信號收發。
5.如權利要求2或3所述的多頻段擴頻無線接入網，其特征在于所述時鐘子系統包括時鐘源和時鐘合成、選擇及分發單元，所述時鐘源(例如GPS)提供整個基站的基準時鐘，而時鐘合成單元則根據射頻單元的需要合成產生不同基準的時鐘。
全文摘要
本發明公開了多頻段擴頻無線接入網，包括多頻基站，用于支持兩個或更多波段；n個單頻基站，分別具有f1、f2、……、fn的中心頻率；多頻基站控制器，分別與所述多頻基站和所述n個單頻基站通過Abis接口相連接，并通過統一的網管系統進行調度管理。本發明提出的多頻段擴頻無線接入網可以節約投資，降低成本。基站系統中最昂貴的調制解調單元可根據需要在多個頻段間動態分配，使其利用率得到提高，成本降低。多個頻段的服務可共用一套基站控制器，以及操作維護及管理界面，簡化了維護。可以在多個頻段中作用戶間的復用，提高傳輸線的效率。
文檔編號H04W74/00GK1413036SQ0113196
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月17日 優先權日2001年10月17日
發明者向際鷹, 朱龍明 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司