一種可擴展基站系統及其實現方法
2023-06-03 05:01:41 1
專利名稱：一種可擴展基站系統及其實現方法
技術領域：
本發明主要涉及無線通信領域，尤其涉及一種可擴展基站系統及其實現方法。
背景技術：
目前，行動電話已經普遍存在。人們將地址等各類信息保存在自己的移動 電話中。人們在離開家的時候使用行動電話進行通訊。事實上，人們由於其居 住的房屋已經被蜂窩式基站很好地覆蓋，因此，越來越多的人使用行動電話來 替代座機電話進行通訊。但是，仍然存在一些蜂窩式基站覆蓋較差的區域，如 邊遠地區或一些被群山包圍的地區，在這些地區的人們常常會有因信號太弱或 者行動電話信號質量不如固定電話信號質量好而影響正常通話的經歷。
到目前為止，還沒有採用非行動電話接入網技術建立室內行動電話通信來 提高室內蜂窩式通信的技術。現有技術中，如室內網關通過接入網在家裡建立
無線保真(WiFi， Wireless Fidelity)無線通訊，然而這種技術與本發明提出的 技術大相逕庭。另夕卜， 一些用於擴大蜂窩式電話系統的覆蓋範圍的無線通信技 術，包括碼分多址接入(CDMA, Code Division Multiple Access)技術，全 球移動通信系統(GSM， Global System for Mobile communication)技術，第3 代移動通信4支術(3G )和全球孩i波存取互通(WiMAX , Worldwide Interoperability for Microwave Access)技術，這些技術需要通過建設新的帶有 T1/E1電纜連接的基站來實現，而這些建設的投入將耗費大量資金，並且大大 增加系統的複雜度。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種可擴展基站系統及其實現方法，該 系統及其實現方法集蜂窩式無線技術和接入網技術於一體，為用戶提供一套易
於實現、成本^V小，系統複雜度低、擴大蜂窩網絡覆蓋範圍的可擴展基站解 決方案。
本發明提供了 一種可擴展基站系統，包括
基站，與行動電話、協議適配器連接，用於收發並處理來自行動電話或適 配器的數據包；
接入網模塊，與協議適配器、接入網連接，用於收發並處理來自接入網或 適配器的數據包；
協議適配器，與基站、接入網連接，用於對基站或接入網轉發的數據包進 行適配轉換。
該系統所述基站進一步包括
多蜂窩天線接口模塊，用於接收和發送基站與行動電話之間的數據包。
該系統所述接入網模塊進一步包括
多寬帶接入網接口模塊，用於與接入網連接。
該系統所述基站對來自適配器的數據包的收發並處理過程包括
等待接收來自協議適配器的數據包，數據包到來後，按照預定的行動電話
協議對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到行動電話。
該系統所述基站對來自行動電話的數據包的收發並處理過程包括 等待接收來自行動電話的數據包，數據包到來後，按照預定的接入網協議
對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到協議適配器。
該系統所述接入網模塊對來自接入網的數據包的收發並處理過程包括 等待接收外部數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數
據包的發送目的地，根據數據包被指定的發送目的地或被指定用於其它用途，
通過協議適配器將該數據包送入一個預定的緩衝區中。
該系統所述接入網模塊對來自適配器的數據包的收發並處理過程包括 等待接收來自適配器的數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息
確定該數據包的發送目的地，根據確定的發送目的地，發送該數據包。
該系統所述協議適配器在支持蜂窩式基站的協議和支持接入網模塊的協
議之間對數據包進行適配轉換，包括
等待接收數據包，判斷分析接收到的數據包的來源，
如果該數據包來自蜂窩式基站，則對該數據包進行如下處理
當數據包大小與接入網模塊不匹配時，根據需要對數據包進行分割或者整 合，加入包頭信息，將該數據包緩存到援衝區，發通知信號或中斷信號給接入 網模塊，使接入網模塊能重新從緩衝區中找回數據包；
如果該數據包來自接入網模塊，則對該數據包進行如下處理
檢查包頭信息，判斷是否所有的數據包需要整合，如果是，則執行整合操 作；否則，重新判斷是否所有的數據包需要整合，將該數據包緩存到緩衝區， 發通知信號或中斷信號給基站，使基站能重新從緩沖區中找回該數據包。
本發明還提供了一種可擴泉基站的實現方法，包括
設置一個與行動電話、協議適配器連接的基站，收發並處理來自行動電話 或適配器的數據包；
設置一個與基站、接入網連接的接入網模塊，收發並處理來自接入網或適 配器的數據包；
設置一個與基站、接入網連接的協議適配器，對基站或接入網轉發的數據 包進行適配轉換。
該方法所述收發並處理來自適配器的數據包為
等待接收來自協議適配器的數據包，數據包到來後，按照預定的行動電話 協議對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到行動電話。 該方法所述收發並處理來自行動電話的數據包為
等待接收來自行動電話的數據包，數據包到來後，按照預定的接入網協議
對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到協議適配器。 該方法所述收發並處理來自接入網或適配器的數據包為 等待接收外部數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數
據包的發送目的地，根據數據包被指定的發送目的地或#:指定用於其它用途，
通過協議適配器將該數據包送入一個預定的緩衝區中。
該方法所述收發並處理來自接入網或適配器的數據包為 等待接收本地數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數
據包的發送目的地，根據確定的發送目的地，發送該數據包。
該方法所述適配轉換為在支持蜂窩式基站的協議和支持接入網模塊的協議之間對基站或接入網轉發的數據包進行適配轉換，包括 等待接收數據包，判斷分析接收到的數據包的來源， 如果該數據包來自蜂窩式基站，則對該數據包進行如下處理 當數據包大小與接入網模塊不匹配時，根據需要對數據包進行分割或者整 合，加入包頭信息，將該數據包緩存到緩沖區，發通知信號或中斷信號給接入 網模塊，使接入網模塊能重新從緩沖區中找回數據包；
如果該數據包來自接入網模塊，則對該數據包進行如下處理 檢查包頭信息，判斷是否所有的數據包需要整合，如果是，則執行整合操 作；否則，重新判斷是否所有的數據包需要整合，將該數據包緩存到緩衝區， 發通知信號或中斷信號給基站，使基站能重新從緩衝區中找回該數據包。
本發明所述的可擴展基站系統及其實現方法，集蜂窩式無線技術和接入網 技術於一體，有效利用有線網絡連接技術，使用戶能夠通過行動電話在一端撥 打電話，所撥出的信號可以通過室外有線網絡連接技術高質量地傳送到另一 端。達到為用戶提供一套易於實現、成本投入小，系統複雜度低、擴大蜂窩網 絡覆蓋範圍的可擴展基站解決方案的有益效果。
圖1為本發明具體實施例中可擴展基站系統的結構框圖； 圖2為本發明具體實施例中可配置的蜂窩式基站處理來自適配器的數據 包的工作流程圖3為本發明具體實施例中可配置的蜂窩式基站處理來自行動電話的數 據包的工作流程圖4為本發明具體實施例中接入網模塊處理來自接入網的數據包的工作 流程圖5為本發明具體實施例中接入網模塊處理來自適配器的數據包的工作 流程圖6為本發明具體實施例中協議適配器的工作流程圖7為本發明具體實施例中可擴展基站系統的外部網絡連接示意圖8為本發明具體實施例中擴大CDMA或正交頻分復用(OFDM,
Orthogonal Frequency Division Multiplexing)蜂窩式網絡的覆蓋範圍的示意圖。
具體實施例方式
本發明集蜂窩式無線技術和接入網技術於一體，本實施例中，蜂窩式無線 技術為行動電話基站技術，接入網技術為家用網關接入網技術。其中，移動電 話基站技術包括單一模式和多模式，單一模式只支持一種行動電話協議，例如， CDMA技術；多模式則同時支持多種行動電話協議。當室內行動電話與基站 建立連接後，開始發送數據包給基站，基站接收到數據包後轉發給協議適配器， 由協議適配器將基站發送的數據包從行動電話協議模式轉換為接入網模式。轉 換後的數據包將被傳送到接入網模塊，接入網模塊將轉換後的數據包發送到外 部的接入網中。在接入網的數據轉換器中，數據包被接收，然後系統將該數據 包路由到行動電話系統中，使該數據包能夠以常規方式在行動電話系統中的其 它路徑傳送。相反地，當人們在外地使用行動電話給家裡打電話時，通話數據 包將首先通過接入網發送。這裡，所述行動電話基站技術中的行動電話管理系 統具有電話路由功能，從而保證通話數據包能夠重新定向到接入網。
下面結合附圖來說明本發明的具體實施方式
。
圖1為本發明具體實施例中可擴展基站系統1的結構框圖，圖中包括基站 101、接入網模塊102和協議適配器103，其中，
基站101為可配置的蜂窩式基站，與協議適配器103連接，用於接收和發 送來自行動電話或適配器的數據包，提供在室內或者室外周邊進行通話話呼 叫。行動電話通過與基站101建立連接，進行聲音和數據的收發。本實施例中， 基站101是一種比普通基站結構功能更為簡單的基站，它只要保證行動電話能 夠與其建立連接就行，而不需要漫遊、具有傳輸高功率或者支持多於10位用 戶同時通話等其它功能。另外，基站101包括多蜂窩天線接口模塊1011，該 模塊用於接收和發送基站101與行動電話之間的通訊數據包。
接入網模塊102，與協議適配器103和接入網連接，用於接收和發送來自 接入網或適配器的數據包。接入網包括有線網絡和無線網絡，其中，有線網絡 包括由輸電導線組成的網絡、由電話線組成的網絡、由電纜組成的網絡或由其 它媒介組成的網絡，無線網絡包括如應用WiFi技術或者WiMAX技術的網關。
接入網模塊102包括多寬帶接入網接口模塊1021，用於與有線網絡或無線網 絡連接。另外，接入網模塊102不用專門定製，可以使用現有的電纜調製解調 器和數字用戶線模塊。
協議適配器103,作為本發明中的關鍵部分，與基站101和接入網102連 接，用於在支持蜂窩式基站的協議和支持接入網模塊的協議之間對基站或接入 網轉發的數據包進行適配轉換。正因為協議適配器103的存在，蜂窩式基站和 接入網模塊之間才能夠相互透明。在實際應用中，協議適配器可以通過現場可 編程門陣列(FPGA， Field Programmable Gate Array)或專用集成電路(ASIC, Application Specific Integrated Circuits ) 設計實現。
下面結合附圖對本發明中可擴展基站系統中的基站、接入網模塊和協議適 配器的具體工作流程分別進行詳細介紹。
圖2為本發明具體實施例中可配置的蜂窩式基站處理來自適配器的數據 包的工作流程圖，具體實施步驟如下
步驟201，等待接收來自協議適配器的數據包。
步驟202，數據包到來後，按照預定的行動電話協議對數據包進行處理。 步驟2(B,將處理後的數據包發送到行動電話。
圖3為本發明具體實施例中可配置的蜂窩式基站處理來自行動電話的數 據包的工作流程圖，具體實施步驟如下
步驟301，等待接收來自行動電話的數據包。
步驟302,數據包到來後，按照預定的接入網協議對數據包進行處理。 步驟303，將處理後的數據包發送到協議適配器。
圖4為本發明具體實施例中接入網模塊處理來自接入網的數據包的工作 流程圖，具體實施步驟如下
步驟401,等待接收外部數據包。
該數據包來自外部有線或無線網絡。其中，有線網絡包括由輸電導線組成 的網絡、由電話線組成的網絡或者由電纜組成的網絡，無線網絡包括如應用 WiFi技術或者WiMAX技術的網關。
步驟402，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數據包的發送 目的地。步驟403,根據數據包被指定的發送目的地或被指定用於其它用途，通過 協議適配器將該數據包送入一個預定的緩衝區中。
例如，當數據包被指定為發送到網關中的蜂窩式基站，通過協議適配器將 該數據包送入一個預定的緩沖區中；當數據包被指定作為其它用途，通過協議 適配器將該數據包送入一個與該用途對應的緩衝區中。
圖5為本發明具體實施例中接入網模塊處理來自適配器的數據包的工作 流程圖，具體實施步驟如下
步驟501，等待接收本地數據包。
本地數據包可能來自協議適配器或其它功能模塊。
步驟502，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數據包的發送 目的地。
步驟503，根據確定的發送目的地，發送該數據包。
圖6為本發明具體實施例中協議適配器的工作流程圖，具體實施步驟如
下
步驟601，等待接收數據包。
所述數據包為來自蜂窩式基站的數據包或來自接入網模塊的數據包。 步驟602，判斷分析接收到的數據包的來源，如果該數據包來自蜂窩式基 站，則進入步驟603;如果該數據包來自接入網模塊，則進入步驟605。 步驟603,對該數據包進行如下處理
當數據包大小與接入網模塊不匹配時，根據需要對數據包進行分割或者整
合；
加入包頭信息； 並將該數據包緩存到緩衝區。
步驟604，發通知信號或中斷信號給接入網模塊，使接入網模塊能重新從 緩衝區中找回數據包。
步驟605，對該數據包進行如下適配處理 檢查包頭信息；
判斷是否所有的數據包需要整合，如果是，則執行整合操作；否則，重新 判斷是否所有的數據包需要整合；
將該數據包緩存到緩衝區。
步驟606，發通知信號或中斷信號給基站，使基站能重新從緩衝區中找回 該數據包。
上述內容詳細介紹了本發明中可擴M站系統的三大核心模塊蜂窩式基 站、接入網模塊和協議適配器。根據本發明所述的方案，人們可以通過由移動 電話、蜂窩式基站、接入網和回程網組成的通訊鏈路，使用行動電話進行呼叫， 從而實現高質量地通話。
其中，蜂窩式基站，又稱為迷你型蜂窩式基站，常常設置於住宅的旁邊或 者直接設置於室內。迷你型蜂窩式基站通過數字用戶線、輸電線或電纜與一個 有線接入網相連接，有線接入網將確保在住宅與回程網之間的高質量通訊。
圖7為本發明具體實施例中可擴展基站系統的外部網絡連接示意圖，包括 基站IOI、接入網模塊102、協議適配器103、行動電話701、天線702和接入 網703。其中，接入網包括有線接入網和無線接入網，有線接入網包括由數字 用戶線、電纜等組成的有線網絡；無線接入網包括如應用WiFi技術或者 WiMAX技術的網關。在可擴展基站系統中，蜂窩式基站為行動電話提供服務， 有線或者無線接入網作為最後一英裡網絡與回程網連接。
本發明可以將其應用於擴大CDMA或OFDM等蜂窩式網絡的覆蓋範圍， 圖8為本發明具體實施例中擴大CDMA或OFDM蜂窩式網絡的覆蓋範圍的示 意圖，圖中包括
移動交換中心801、網絡塔802、無線電力基站(WiPOW Base Station, Wireless Power Base Station) 803、壁式插座式收發器804和無線電力轉發器 (WiPOW Repeater, Wireless Power Repeater) 805 。其中，網絡塔802包括三 種類型蜂窩式行動網路塔(CellularTower)、個人通信服務(PCS, Personal Communication Service )網絡》荅和WiMAX網絡》荅。
移動交換中心801通過地下通信線纜(UndergroundDS)與無線電力基站 803連接，網絡塔802與無線電力基站803建立無線連接，無線電力基站803 通過輸電導線分別與壁式插座式收發器804和無線電力轉發器805建立連接。
通過上述各個連接達到了通過電力網擴大CDMA或OFDM蜂窩式網絡的 覆蓋範圍的目的。
綜上所述，本發明中的可擴展基站系統及其實現方法，集蜂窩式無線技術 和接入網技術於一體，使行動電話能夠在兩種通信系統中自由切換，其中，一 種為無線基站與室內網關之間的通信系統，另 一種為接入網與室內網關之間的 通信系統。在網絡的數據轉發器中，電話信號需要從接入網路由到行動電話網 絡中或者從行動電話網絡路由到接入網中，前者針對於外地電話，後者針對於
本地電話。另外,本發明不需要T1或E1電纜的有線連接，只需要利用現有 的家用或辦公用的寬帶接入網即可實現擴大蜂窩式電話覆蓋的範圍。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發 明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種可擴展基站系統，其特徵在於，包括基站，與行動電話、協議適配器連接，用於收發並處理來自行動電話或適配器的數據包；接入網模塊，與協議適配器、接入網連接，用於收發並處理來自接入網或適配器的數據包；協議適配器，與基站、接入網連接，用於對基站或接入網轉發的數據包進行適配轉換。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述基站進一步包括 多蜂窩天線接口模塊，用於接收和發送基站與行動電話之間的數據包。
3. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述接入網模塊進一 步包括多寬帶接入網接口模塊，用於與接入網連接。
4. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述基站對來自適配 器的數據包的收發並處理過程包括等待接收來自協議適配器的數據包，數據包到來後，按照預定的行動電話 協議對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到行動電話。
5. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述基站對來自行動電話 的數據包的收發並處理過程包括等待接收來自行動電話的數據包，數據包到來後，按照預定的接入網協議 對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到協議適配器。
6. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述接入網模塊對來 自接入網的數據包的收發並處理過程包括等待接收外部數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數 據包的發送目的地，才艮據數據包被指定的發送目的地或被指定用於其它用途， 通過協議適配器將該數據包送入一個預定的緩衝區中。
7. 根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述接入網模塊對來自適 配器的數據包的4議並處理過程包括等待接收來自適配器的數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息 確定該數據包的發送目的地，根據確定的發送目的地，發送該數據包。
8. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述協議適配器在支 持蜂窩式基站的協議和支持接入網模塊的協議之間對數據包進行適配轉換，包 括等待接收數據包，判斷分析接收到的數據包的來源，如果該數據包來自蜂窩式基站，則對該數據包進行如下處理當數據包大小與接入網模塊不匹配時，根據需要對數據包進行分割或者整合，加入包頭信息，將該數據包緩存到緩沖區，發通知信號或中斷信號給接入網模塊，使接入網模塊能重新從緩沖區中找回數據包；如果該數據包來自接入網模塊，則對該數據包進行如下處理 檢查包頭信息，判斷是否所有的數據包需要整合，如果是，則執行整合操作；否則，重新判斷是否所有的數據包需要整合，將該數據包緩存到緩衝區，發通知信號或中斷信號給基站，^ftt站能重新從緩衝區中找回該數據包。
9. 一種可擴泉基站的實現方法，其特徵在於，包括 設置一個與行動電話、協議適配器連接的基站，收發並處理來自行動電話或適配器的數據包；設置一個與基站、接入網連接的接入網模塊，收發並處理來自接入網或適 配器的數據包；設置一個與基站、接入網連接的協議適配器，對基站或接入網轉發的數據 包進行適配轉換。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述收發並處理來自適配 器的數據包為等待接收來自協議適配器的數據包，數據包到來後，按照預定的行動電話 協議對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到行動電話。
11. 根據權利要求9或IO所述的方法，其特徵在於，所述收發並處理來 自行動電話的數據包為等待接收來自行動電話的數據包，數據包到來後，按照預定的接入網協議 對數據包進行處理，將處理後的數據包發送到協議適配器。
12. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述收發並處理來自接入 網或適配器的數據包為等待接收外部數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數 據包的發送目的地，4艮據數據包被指定的發送目的地或#:指定用於其它用途， 通過協議適配器將該數據包送入一個預定的緩衝區中。
13. 根據權利要求9或12所述的方法，其特徵在於，所述收發並處理來 自接入網或適配器的數據包為等待接收本地數據包，對數據包進行處理，根據數據包包頭信息確定該數 據包的發送目的地，根據確定的發送目的地，發送該數據包。
14. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述適配轉換為在支持蜂 窩式基站的協議和支持接入網模塊的協議之間對基站或接入網轉發的數據包 進行適配轉換，包括等待接收數據包，判斷分析接收到的數據包的來源，如果該數據包來自蜂窩式基站，則對該數據包進行如下處理當數據包大小與接入網模塊不匹配時，根據需要對數據包進行分割或者整合，加入包頭信息，將該數據包緩存到緩衝區，發通知信號或中斷信號給接入網模塊，使接入網模塊能重新從緩沖區中找回數據包；如果該數據包來自接入網模塊，則對該數據包進行如下處理 檢查包頭信息，判斷是否所有的數據包需要整合，如果是，則執行整合操作;否則，重新判斷是否所有的數據包需要整合，將該數據包緩存到緩衝區，發通知信號或中斷信號給基站，使基站能重新從緩衝區中找回該數據包。
全文摘要
本發明公開了一種擴展基站系統，包括基站，與行動電話和協議適配器連接，用於收發並處理來自行動電話或適配器的數據包；接入網模塊，與協議適配器和接入網連接，用於收發並處理來自接入網或適配器的數據包；協議適配器，與基站和接入網連接，用於對基站或接入網轉發的數據包進行適配轉換。同時還公開了一種可擴展基站的實現方法，包括設置一個基站，收發並處理來自行動電話或適配器的數據包；設置一個接入網模塊，收發並處理來自接入網或適配器的數據包；設置一個協議適配器，對基站或接入網轉發的數據包進行適配轉換。通過本發明為用戶提供了一套易於實現、成本投入小，系統複雜度低、擴大蜂窩網絡覆蓋範圍的可擴展基站解決方案。
文檔編號H04L29/08GK101340617SQ200710118300
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月4日 優先權日2007年7月4日
發明者紅 張, 李華民 申請人:李華民;北京廣電天地信息諮詢有限公司