一種基於信道共享的多載波收發系統及其實現方法
2023-10-09 01:05:14
專利名稱：一種基於信道共享的多載波收發系統及其實現方法
技術領域：
本發明涉及通信領域的移動通信基站系統，尤其涉及一種基於信道共享的多載波收發系統及其實現方法。
背景技術：
在現行的移動通信基站系統中，一般採用數字中頻方式來實現多載波的收發系統，前向發射鏈路對數字基帶信號進行調製、濾波、放大和上變頻，從而將基帶數位訊號轉變為無線射頻信號，然後通過功放和天線將無線射頻信號發射出去，完成小區覆蓋功能。反向接收鏈路接收天線信號，經過信號放大，濾波，模擬下變頻成模擬中頻信號，再經過A/D變換，數字下變頻，變換成為基帶數位訊號，送回基站處理。採用數字中頻和多載波的方法，取代傳統的模擬中頻的方法，可以減少發射鏈路模擬器件，減少發射鏈路的複雜度以及調試的複雜度，可以降低系統的成本，增加系統的可靠性，提高系統的集成度，提高系統的用戶容量，從而可以降低系統運營商的網絡覆蓋所需的基站數目，減少運營商的運營成本，增加運營商的經濟效益。
而現今的多載波基站系統中，多路信道與對應的多載波處理通道以及覆蓋扇區是一一對應的，是在硬體上固定了的，不可修改。比如，一個兩載波三扇區基站系統，信道信號為0，1，2，3，4，5，載波信號為f1，f2，扇區為alpha，belta，gama。則硬體上固定了配置，比如信道信號0隻能調製到載波f1上，覆蓋在alpha扇區，信道信號1隻能調製到載波f1上，覆蓋在belta扇區，信道信號2隻能調製到載波f1上，覆蓋在gama扇區，信道信號3隻能調製到載波f2上，覆蓋在alpha扇區，信道信號4隻能調製到載波f2上，覆蓋在belta扇區，信道信號5隻能調製到載波f2上，覆蓋在gama扇區。這樣就導致一個問題，當系統運營商的業務出現變化，需要對信道信號，載波和扇區作出調整時，基站就沒有辦法更改，所以基站系統在配置上缺乏靈活性，不可動態修改配置，對應複雜的應用環境缺乏適應性。
發明內容
本發明的目的是為了克服了現有技術中移動通信多載波基站信道信號，載波和覆蓋扇區不可動態修改配置的缺點，解決現有技術中存在的移動通信多載波基站配置的靈活性不足的問題。
為了實現上述所說的發明目的，本發明提供了一種基於信道共享的多載波收發系統，包括數字中頻上變頻處理單元對信道信號分配單元輸出的M路信道信號的前向信號，進行上變頻處理，根據載波分配控制單元輸出的載波信息調製到M個載波上變頻頻點上，然後將M路信號合路處理，變成數字中頻信號；D/A轉換單元將數字中頻上變頻處理單元輸出的合路信號轉換成模擬的中頻信號；射頻發送處理TX單元將D/A轉換單元輸出的模擬中頻信號濾波，調製到發射本振LO1上，進行放大；功放PA單元將TX單元輸出的模擬射頻信號進行功率放大；射頻前端RFE單元將功放PA單元輸出的信號進行濾波耦合，由天線發送輸出，同時，接收天線傳送的信號，進行濾波，小信號放大，輸出射頻接收信號；射頻接收處理RX單元將射頻前端RFE單元輸出的射頻信號進行濾波，根據接收本振LO2進行解調，輸出模擬中頻信號；A/D轉換單元將射頻接收處理RX單元輸出的模擬中頻信號轉換成數字中頻信號；數字中頻下變頻處理單元將A/D轉換單元輸出的數字中頻信號，分路到M路信號，根據載波分配控制單元輸出的載波信息的M個下變頻載波頻點，進行下變頻處理，變成M路數字基帶信號；前向信道共享單元基站的前向信道共享池，一共有N路信道信號的前向信號；信道信號分配單元根據信道分配控制單元送來的前向信道選擇信息和反向信道選擇信息，從前向信道共享單元中選擇M路信道信號的前向信號輸出，同時，將輸入的M路基帶信號分配到反向信道共享單元與前向對應的M路信道信號的反向信號，M可以是從0到N的任意整數值；反向信道共享單元基站的反向信道共享池，一共有N路信道信號的反向信號；信道分配控制單元根據信道信號分配信息和命令，輸出前向信道信號選擇信息和反向信道信號選擇信息；載波分配控制單元，根據載波信號分配信息和命令輸出M個上變頻載波，以及M個下變頻載波。
本發明提供的一種基於信道共享的多載波收發系統的實現方法包括以下步驟步驟(1)接收基站的信道信號分配信息和命令以及載波信號分配信息和命令；步驟(2)根據信道信號分配信息和命令得知前向信道選擇信息、反向信道選擇信息，根據載波信號分配信息和命令得知數字上變頻載波數值和數字下變頻載波數值；步驟(3)根據前向信道選擇信息從N路前向信道共享池中選擇M路信道信號的前向信號，根據反向信道選擇信息把M路基帶信號分配到與前向對應的M路信道信號的反向信號；步驟(4)根據數字上變頻載波數值調製到M個載波上變頻頻點上，根據數字下變頻載波數值調製到M個下變頻載波頻點上。
採用本發明所述的系統及其實現方法，與現有技術相比，採用信道信號共享的方式，實現了多載波基站系統信道信號、載波和覆蓋扇區靈活配置，節省了系統的運營商在網絡覆蓋上的成本，提高了移動通信基站系統在複雜的應用環境中的適應性。
圖1是傳統的數字中頻多載波收發系統的原理框圖；圖2是採用本發明改進的一種基於信道共享的多載波收發系統的原理框圖；圖3是圖2的一個具體實施例的示意圖；圖4是採用本發明的3G CDMA2000無線通信基站系統的模塊框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明。
圖1顯示了傳統的多載波收發系統的原理框圖，基本原理概括為以下的步驟數字中頻上變頻處理單元101對輸入的M路信道信號的前向信號，進行上變頻處理，根據載波信息調製到M個載波上變頻頻點上，然後將M路信號合路處理，變成數字中頻信號；D/A轉換單元102將數字中頻上變頻處理單元101輸出的合路信號轉換成模擬的中頻信號；射頻發送處理TX單元103將D/A轉換單元102輸出的模擬中頻信號濾波，調製到發射本振LO1上，進行放大；功放PA單元104將TX單元103輸出的模擬射頻信號進行功率放大；射頻前端RFE單元105將功放PA單元104輸出的信號進行濾波耦合，由天線發送輸出，同時，接收天線傳送的信號，進行濾波，小信號放大，輸出射頻接收信號；射頻接收處理RX單元106將射頻前端RFE單元105輸出的射頻信號進行濾波，根據接收本振LO2進行解調，輸出模擬中頻信號；A/D轉換單元107將射頻接收處理RX單元106輸出的模擬中頻信號轉換成數字中頻信號；數字中頻下變頻處理單元108將A/D轉換單元107輸出的數字中頻信號，分路到M路信號，根據載波信息的M個下變頻載波頻點，進行下變頻處理，變成M路數字基帶信號，輸出到對應M路信道信號的反向信號；圖2顯示了採用本發明改進的一種基於信道共享的多載波收發系統的原理框圖，基本原理可概括為以下的步驟前向信道共享單元201基站的前向信道共享池，一共有N路信道信號的前向信號；信道信號分配單元202根據信道分配控制單元212送來的前向信道選擇信息和反向信道選擇信息，從前向信道共享單元101中選擇M路信道信號的前向信號，輸出到數字中頻上變頻處理單元203，同時，將數字中頻下變頻處理單元210輸出的M路基帶信號分配到反向信道共享單元211與前向對應的M路信道信號的反向信號，M可以是從0到N的任意整數值；數字中頻上變頻處理單元203對信道信號分配單元202輸出的M路信道信號的前向信號，進行上變頻處理，根據載波分配控制單元213輸出的載波信息調製到M個載波上變頻頻點上，然後將M路信號合路處理，變成數字中頻信號；D/A轉換單元204將數字中頻上變頻處理單元203輸出的合路信號轉換成模擬的中頻信號；射頻發送處理TX單元205將D/A轉換單元204輸出的模擬中頻信號濾波，調製到發射本振LO1上，進行放大；功放PA單元206將TX單元205輸出的模擬射頻信號進行功率放大；射頻前端RFE單元207將功放PA單元206輸出的信號進行濾波耦合，由天線發送輸出，同時，接收天線傳送的信號，進行濾波，小信號放大，輸出射頻接收信號；射頻接收處理RX單元208將射頻前端RFE單元207輸出的射頻信號進行濾波，根據接收本振LO2進行解調，輸出模擬中頻信號；A/D轉換單元209將射頻接收處理RX單元208輸出的模擬中頻信號轉換成數字中頻信號；數字中頻下變頻處理單元210將A/D轉換單元209輸出的數字中頻信號，分路到M路信號，根據載波分配控制單元213輸出的載波信息的M個下變頻載波頻點，進行下變頻處理，變成M路數字基帶信號；反向信道共享單元211基站的反向信道共享池，一共有N路信道信號的反向信號；信道分配控制單元212根據信道信號分配信息和命令，輸出前向信道信號選擇信息和反向信道信號選擇信息；載波分配控制單元213根據載波信號分配信息和命令輸出數字中頻上變頻處理單元203所需的M個上變頻載波，以及數字中頻下變頻處理單元210所需的M個下變頻載波。
圖3是採用本發明的一個具體實施例，其基本原理概括為如下步驟前向信道共享單元301基站的前向信道共享池，一共有24路信道信號的前向信號；
信道信號分配單元302根據信道分配控制單元312送來的前向信道選擇信息和反向信道選擇信息，從前向信道共享單元301的24路信道信號中選擇4路信道信號的前向信號，輸出到數字中頻上變頻處理單元303，同時，將數字中頻下變頻處理單元310輸出的4路基帶信號分配到反向信道共享單元311與前向對應的4路信道信號的反向信號，此處選擇不僅僅是可以選擇4，還可以是0到24的任何一個正整數；數字中頻上變頻處理單元303對信道信號分配單元302輸出的4路信道信號的前向信號，進行上變頻處理，根據載波分配控制單元313輸出的載波信息調製到f1，f，2，f3，f4，4個載波上變頻頻點上，然後將4路信號合路處理，變成數字中頻信號；D/A轉換單元304將數字中頻上變頻處理單元303輸出的合路信號轉換成模擬的中頻信號；射頻發送處理TX單元305將D/A轉換單元304輸出的模擬中頻信號濾波，調製到發射本振LO1上，進行放大；功放PA單元306將射頻發送處理TX單元305輸出的模擬射頻信號進行功率放大；射頻前端RFE單元307將功放PA單元306輸出的信號進行濾波耦合，由天線發送輸出，同時，接收天線傳送的信號，進行濾波，小信號放大，輸出射頻接收信號；射頻接收處理RX單元308將射頻前端RFE單元307輸出的射頻信號進行濾波，根據接收本振LO2進行解調，輸出模擬中頻信號；A/D轉換單元309將射頻接收處理RX單元308輸出的模擬中頻信號轉換成數字中頻信號；數字中頻下變頻處理單元310將A/D轉換單元309輸出的數字中頻信號，分路到4路信號，根據載波分配控制單元313輸出的載波信息的f』1，f』2，f』3，f』4，4個下變頻載波頻點，進行下變頻處理，變成4路數字基帶信號；反向信道共享單元311基站的反向信道共享池，一共有24路信道信號的反向信號；信道分配控制單元312根據信道信號分配信息和命令，輸出前向信道信號選擇信息和反向信道信號選擇信息；
載波分配控制單元313根據載波信號分配信息和命令輸出數字中頻上變頻處理單元303所需的f1，f，2，f3，f4，4個上變頻載波，以及數字中頻下變頻處理單元210所需的f』1，f』2，f』3，f』4，4個下變頻載波。
圖4是採用本發明的3G CDMA2000無線通信基站系統的模塊框圖，是關於本發明的一個具體實施例，基站一共支持24個載扇，在空中採用4載六扇區的配置。所以前向信道共享單元有24路前向信號，反向信道共享單元有對應的24路反向信號，在六個TRX模塊中，每一個模塊支持四個射頻載波(F1，F2，F3，F4)，空中覆蓋為六個扇區(扇區1，扇區2，扇區3，扇區4，扇區5，扇區6)。24路信號中的任何一路信號可以調製到四個射頻載波中的任何一個載波上，可以分配到六個扇區中的任何一個扇區上。而且每個模塊可以選擇信道共享單元的24路中的任意四路信道信號。比如信號1可以調製到F1載波上，通過TRX1分配到扇區1，也可以調製到F4載波上，通過TRX6分配到扇區6上。還有其他的任意組合，只要信道信號，載波和扇區不重複就可以實現。
由於多載波數字中頻的主要優點是簡化射頻模擬鏈路，提高集成度，降低了系統的成本，提高了系統的系能；而採用信道共享則增加了系統的靈活度以及集成度，可以進行任意的信道選擇。因此，本發明降低了系統的成本，提高了系統的集成度，增加了系統的容量，可以為系統的運營商獲得更大的效益。本發明可以廣泛運用於CDMA，WCDMA，GSM，PHS等移動通信系統。
權利要求
1.一種基於信道共享的多載波收發系統，包括數字中頻上變頻處理單元對信道信號分配單元輸出的M路信道信號的前向信號，進行上變頻處理，根據載波分配控制單元輸出的載波信息調製到M個載波上變頻頻點上，然後將M路信號合路處理，變成數字中頻信號；D/A轉換單元將數字中頻上變頻處理單元輸出的合路信號轉換成模擬的中頻信號；射頻發送處理TX單元將D/A轉換單元輸出的模擬中頻信號濾波，調製到發射本振L01上，進行放大；功放PA單元將TX單元輸出的模擬射頻信號進行功率放大；射頻前端RFE單元將功放PA單元輸出的信號進行濾波耦合，由天線發送輸出，同時，接收天線傳送的信號，進行濾波，小信號放大，輸出射頻接收信號；射頻接收處理RX單元將射頻前端RFE單元輸出的射頻信號進行濾波，根據接收本振L02進行解調，輸出模擬中頻信號；A/D轉換單元將射頻接收處理RX單元輸出的模擬中頻信號轉換成數字中頻信號；數字中頻下變頻處理單元將A/D轉換單元輸出的數字中頻信號，分路到M路信號，根據載波分配控制單元輸出的載波信息的M個下變頻載波頻點，進行下變頻處理，變成M路數字基帶信號；其特徵在於，進一步包括前向信道共享單元基站的前向信道共享池，一共有N路信道信號的前向信號；信道信號分配單元根據信道分配控制單元送來的前向信道選擇信息和反向信道選擇信息，從前向信道共享單元中選擇M路信道信號的前向信號輸出，同時，將輸入的M路基帶信號分配到反向信道共享單元與前向對應的M路信道信號的反向信號，M可以是從O到N的任意整數值；反向信道共享單元基站的反向信道共享池，一共有N路信道信號的反向信號；信道分配控制單元根據信道信號分配信息和命令，輸出前向信道信號選擇信息和反向信道信號選擇信息；載波分配控制單元根據載波信號分配信息和命令輸出M個上變頻載波，以及M個下變頻載波。
2.一種基於信道共享的多載波收發系統的實現方法，其特徵在於步驟(1)接收基站的信道信號分配信息和命令以及載波信號分配信息和命令；步驟(2)根據信道信號分配信息和命令得知前向信道選擇信息、反向信道選擇信息，根據載波信號分配信息和命令得知數字上變頻載波數值和數字下變頻載波數值；步驟(3)根據前向信道選擇信息從N路前向信道共享池中選擇M路信道信號的前向信號，根據反向信道選擇信息把M路基帶信號分配到與前向對應的M路信道信號的反向信號；步驟(4)根據數字上變頻載波數值調製到M個載波上變頻頻點上，根據數字下變頻載波數值調製到M個下變頻載波頻點上。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括步驟前向鏈路進行多路數字中頻處理，上變頻到數字中頻，多載波信號合路，進行數模D/A轉換成模擬中頻信號，再經過射頻上變頻調製到射頻信號，經過PA放大，由射頻前端RFE耦合發送到空中，反向鏈路接收天線的信號，由射頻前端RFE進行濾波，小信號放大，再經過射頻下變頻到模擬中頻信號，經過A/D轉換成數字中頻信號，再進行數字中頻下變頻處理，分解成多路數字基帶信號。
全文摘要
本發明涉及一種基於信道共享的多載波收發系統及其實現方法，信道信號分配單元，根據信道分配控制單元送來的前向和反向信道選擇信息，從前向信道共享單元中選擇M路信道信號的前向信號輸出，同時，將輸入的M路基帶信號分配到反向信道共享單元與前向對應的M路信道信號的反向信號，信道分配控制單元，根據信道信號分配信息和命令，輸出前向信道信號選擇信息和反向信道信號選擇信息，載波分配控制單元，根據載波信號分配信息和命令輸出M個上變頻載波，和M個下變頻載波。採用本發明所述的系統及其實現方法，實現了多載波基站系統信道信號、載波和覆蓋扇區靈活配置，節省了運營商在網絡覆蓋上的成本，提高了系統在複雜環境中的適應性。
文檔編號H04Q7/36GK1797967SQ20041006593
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月24日 優先權日2004年12月24日
發明者王志堅 申請人:中興通訊股份有限公司