無線控制處理器、無線發射臺及無線網絡子系統的製作方法
2023-04-27 15:33:56
專利名稱：無線控制處理器、無線發射臺及無線網絡子系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及碼分多址通信系統，特別涉及採用寬帶碼分多址通信系統的空中接口技術的通用移動通信系統。
背景技術：
隨著全球科技的迅猛發展，移動通信技術的發展已經歷了兩個時代模擬語音移動通信系統和數字通信系統，這兩種通信技術都存在一定的局限性。
模擬移動通信系統主要的不足在於容量有限、不能提供自動漫遊、保密性差、通話質量不佳以及不能提供數據業務等。
而對於數字移動通信系統來說，雖然克服了模擬移動通信的上述弱點，話音質量、保密性能得到大的提高，並可進行省內、省際自動漫遊。但由於帶寬有限，限制了數據業務的應用，而且無法實現高速率的業務如移動的多媒體業務。另外，由於各國數字移動通信標準不統一，因而無法進行全球漫遊。比如中國的GSM手機用戶到美國旅行時，手機就無法使用了。
針對以上兩種通信系統的不足，出現了第三代移動通信系統，它是提供覆蓋全球的寬帶多媒體服務的新一代移動通信。它的一個主要特點是可實現全球漫遊，使任意時間、任意地點、任意人之間的無縫交流成為可能。它的另一個主要特點是能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務。具體的說，通過第三代移動通信系統的手機，除了可以進行普通的尋呼和通話外，還可以上網讀報紙、查信息、下載文件和圖片；由於帶寬的提高，第三代移動通信系統還可以傳輸圖像，提供可視電話業務。
在第三代移動通信系統中，目前較為令人矚目的是採用寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱「WCDMA」)通信系統空中接口技術的通用移動通信系統(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，簡稱「UMTS」)。
如圖1所示，一個完整的UMTS系統1由用戶設備(User Equipment，簡稱「UE」)10、通用移動通信系統地面無線接入網(UMTS Terrestrial RadioAccess Network，簡稱「UTRAN」)20和核心網(Core Net，簡稱「CN」)30構成，並通過CN30與外部網絡40通信。
UE10用於與UTRAN20進行數據交互，為用戶提供電路域和分組域內的各種業務功能，包括普通話音、數據通信和移動多媒體，另外，還提供諸如E-mail、WWW瀏覽以及FTP之類的Internet應用。
從結構上講，UE10主要包含射頻處理單元、基帶處理模塊、協議棧模塊以及應用層軟體模塊等。
CN30用於處理UMTS系統1內所有的話音呼叫和數據連接與外部網絡的交換和路由。它主要包含以下功能實體移動業務交換中心(Mobile services Switching Center，簡稱「MSC」)/拜訪位置寄存器(Visitor Location Register，簡稱「VLR」)主要功能是提供電路交換(Circuit Switching，簡稱「CS」)域的呼叫控制移動性管理鑑權和加密等功能；網關移動交換中心(Gateway Mobileservices SwitchingCentre，簡稱「GMSC」)主要功能是充當移動網和固定網之間的移動關口局，完成公用電話交換網(Public Switched Telephone Network，簡稱「PSTN」)用戶呼移動用戶時呼入呼叫的路由功能，承擔路由分析、網間接續、網間結算等重要功能；通用分組無線業務服務支持節點(Serving GPRSSupport Node，簡稱「SGSN」)主要功能是提供分組交換(Packet Switching，簡稱「PS」)域的路由轉發、移動性管理、會話管理、鑑權和加密等功能；通用分組無線業務網關支持節點(GPRS Gateway Support Node，簡稱「GGSN」)主要功能是提供數據包在WCDMA移動網和外部數據網之間的路由和封裝，以及同外部網間互聯協議(Internet Protocol，簡稱「IP，，)分組網絡的接口功能，另外需要提供UE接入外部分組網絡的關口功能；歸屬位置寄存器(Home Location Register，簡稱「HLR」)主要功能是提供用戶的籤約信息存放、新業務支持、增強的鑑權等功能。
UTRAN20用於處理所有與無線有關的功能。例如和總體系統接入控制有關的功能，包括準入控制、擁塞控制和系統信息廣播。和安全與私有性有關的功能，包括無線信道加密/解密和消息完整性保護。和移動性有關的功能，包括切換和服務無線網絡控制器(Serving Radio Network Controller，簡稱「SRNC」)遷移。和無線資源管理和控制有關的功能，包括無線資源配置和操作、無線環境勘測、宏分集控制(FDD)、無線承載連接建立和釋放(RB控制)、無線承載的分配和回收、動態信道分配DCA(TDD)、無線協議功能、射頻功率控制和射頻功率設置。
另外，UTRAN20的功能還包括時間提前量設置(TDD)、無線信道編碼、無線信道解碼、信道編碼控制、初始(隨機)接入檢測和處理和非接入層(Non Access Stratum，簡稱「NAS」)消息的CN分發功能。
如圖2所示，UTRAN20包含一個或幾個無線網絡子系統(Radio NetworkSubsystem，簡稱「RNS」)21。其中，一個RNS21由一個無線網絡控制器(Radio Network Controller，簡稱「RNC」)25和一個或多個基站(NodeB)28組成。
在現有技術中，如圖2所示，RNC25與CN30之間通過Iu接口連接；NodeB28和RNC25之間通過Iub接口連接；在UTRAN20內部，RNC25之間通過Iur接口連接，其中，Iur接口可以通過RNC25之間的直接物理連接或通過傳輸網連接來實現。
另外參照圖1，UE10通過Uu接口與UTRAN20，具體的說是與NodeB28連接。
在上述UTRAN20中，RNC25用於控制UTRAN20的無線資源，即分配和控制與之相連或相關的NodeB28的無線資源。具體的說，主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合併、無線資源管理控制等功能。具體包括執行系統信息廣播與系統接入控制功能、切換和RNC遷移等移動性管理功能以及宏分集合併、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。
NodeB28用於完成Iub接口和Uu接口(參見圖1和圖2)之間的數據流的轉換，同時也參與一部分無線資源管理。
具體的說，NodeB28通過標準的Iub接口和RNC25互連，完成Uu接口物理層協議的處理，其主要功能是擴頻、調製、信道編碼及解擴、解調、信道解碼，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉換等功能。
為了實現上述功能，如圖3所示，NodeB28主要由基帶處理(BB)模塊51、中頻處理(IF)模塊52和射頻處理(RF)模塊53等邏輯功能模塊構成。
其中，BB模塊51用於對基帶信號進行處理。具體來說，上行完成解調、解碼處理等功能，下行完成信道編碼、前向調製、功率控制等功能。
IF模塊52用於在上行時將中頻信號解調至基帶信號，在下行時將基帶信號調製為中頻信號。
RF模塊53用於在上行時將射頻信號解調至中頻信號，在下行時將中頻信號調製為射頻信號。
在實際應用中，上述方案存在以下問題成本高。NodeB的處理較為複雜，實現成本較高。尤其是BB模塊51，是圖3中三個主要模塊中複雜性最大，成本最高的，它幾乎佔用了NodeB的製造成本的一半。而另一方面，在UTRAN20的RNS21中，呈一個RNC25連接多個NodeB28的結構，每一個NodeB28都需要一個BB模塊51，這導致整個RNS21乃至整個UTRAN20的製造成本很高。
信令負荷較重。由於用於基帶處理的設備資源在NodeB28內部，需要RNC和NodeB協商基帶資源。如上所述在UTRAN20的RNS21中，呈一個RNC25連接多個NodeB的結構，因此RNC和NodeB中用於協商基帶資源的信令較多，由此信令負荷較重，業務建立效率較低。
NodeB28的體積大。主要原因在於NodeB28的處理十分複雜，很難將其小型化。而運營商考慮到放置NodeB28的場所成本高昂，希望減小體積來降低運營成本，但是目前的NodeB的設計顯然無法滿足運營商的這項需要。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種無線控制處理器、無線發射臺及無線網絡子系統，使得無線網絡子系統的總成本大幅降低、基站設備體積大幅減小，並且能夠降低信今負荷，提高業務建立效率。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種無線控制處理器，包含相互連接的無線網絡控制器與基帶處理模塊，其中，所述無線網絡控制器用於分配和控制與之相連的基帶處理模塊的無線資源；所述基帶處理模塊用於對基帶信號進行處理。
其中，所述對基帶信號進行處理的功能至少包含以下幾個方面上行完成解調、解碼處理功能，下行完成信道編碼、前向調製、功率控制功能。
本發明還提供了一種無線發射臺，包含相互連接的中頻處理模塊和射頻處理模塊，其中，所述中頻處理模塊用於在上行時將中頻信號解調至基帶信號，在下行時將基帶信號調製為中頻信號；所述射頻處理模塊用於在上行時將射頻信號解調至中頻信號，在下行時將中頻信號調製為射頻信號。
其中，所述射頻處理模塊通過發射天線和用戶設備進行通信。
本發明還提供了一種無線網絡子系統，包含一個無線控制處理器和至少一個無線發射臺，其中，所述無線控制處理器包含相互連接的無線網絡控制器與基帶處理模塊；所述無線網絡控制器用於分配和控制與之相連的基帶處理模塊的無線資源；所述基帶處理模塊用於對基帶信號進行處理；所述無線發射臺包含相互連接的中頻處理模塊和射頻處理模塊，其中，所述中頻處理模塊用於在上行時將中頻信號解調至基帶信號，在下行時將基帶信號調製為中頻信號；所述射頻處理模塊用於在上行時將射頻信號解調至中頻信號，在下行時將中頻信號調製為射頻信號；每一個所述無線發射臺中的所述中頻處理模塊均與所述基帶處理模塊相連接。
其中，不同的所述無線控制處理器之間通過第三代合作夥伴項目的協議所規定的無線網絡控制器之間的接口進行通信。
所述無線控制處理器與核心網之間通過第三代合作夥伴項目的協議所規定的無線網絡控制器與核心網之間的接口進行通信。
所述無線控制處理器中的所述基帶處理模塊統一處理所述無線網絡子系統中各所述無線發射臺收發的基帶信號。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的區別在於，改變了目前每一個NodeB配備一個BB模塊的方式，將BB模塊的功能轉移到無線控制處理器(Radio Control and Handling Equipment，簡稱「RCHE」)中實現。由此，對於一個RNS來說，只需要一個BB模塊即可。由於原先BB模塊的成本佔到NodeB成本的一半左右，因此通過減少BB模塊的數量，可以大幅減少RNS的總成本。
另外，由於本發明在結構上的改變，資源處理集中在RCHE中，因此RCHE與RTS的協商信令會大大降低，即無線接入網內部節點的消息流量會大大降低。因此降低了信令負荷，提高了業務建立效率。
再次，由於本發明的無線發射臺(Radio Transceiver，簡稱「RTS」)和現有技術中的NodeB相比，少了BB模塊，因此大大減小了NodeB設備的體積。
圖1是第三代移動通信系統的網絡結構示意圖；圖2是現有技術中UTRAN的結構示意圖；圖3是現有技術中NodeB結構示意圖；圖4是根據本發明的一個實施例的UTRAN的結構示意圖；圖5是根據本發明的一個實施例的RCHE和RTS結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
如圖4所示，在UMTS系統中，CN30和UTRAN60通過Iu接口連接，其中Iu接口與第三代合作夥伴項目(3rd Generation Partnership Project，簡稱「3GPP」)協議規定的Iu接口相同。
在UTRAN60中，包含若干個RNS61，各個RNS61之間通過Iur接口連接，其中Iur接口與3GPP協議規定的Iur接口相同。Iur接口在物理上可以通過RNS61中的RCHE65之間的直接物理連接或通過傳輸網連接來實現。
在每一個RNS61中，包含一個RCHE65和若干個RTS68，各個RTS68通過Iut接口與RCHE65連接。需要說明的是，Iut接口是本發明新定義的接口，與3GPP協議規定的Iub接口不同。
RCHE65用於分配和控制與之相連或相關的TRS68的無線資源，即連接建立和斷開、切換、宏分集合併、無線資源管理控制等。具體包括執行系統信息廣播與系統接入控制功能、切換和RTS68遷移等移動性管理功能以及宏分集合併、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。需要說明的是，上述這些功能與原來RNC25的功能是相同的。
另外，本發明中的RCHE65還負責基帶數據的處理。即上行完成解調、解碼處理等功能，下行完成信道編碼、前向調製、功率控制等功能。
由此可見，本發明的RCHE65與圖2及圖3中現有技術的RNC25之間的區別在於多了一項基帶數據的處理功能。實際上是將原先NodeB28中的BB模塊51需要實現的功能轉移到本發明中的RCHE65中。
因此如圖5所示，在結構上，本發明的RCHE65包含原來的RNC25以及NodeB28中的BB模塊51，這兩個模塊相互連接。
RTS68用於對RCHE65發送給其的基帶信號進行中頻、射頻處理，並通過無線接口與UE進行通信。
如圖5所示，RTS68中包含相互連接的IF模塊52以及RF模塊53，原來在NodeB28中的BB模塊51被轉移到RCHE65中。需要說明的是，RTS68中的IF模塊52以及RF模塊53，和NodeB28中的IF模塊52以及RF模塊53，在功能和結構上完全相同。RF模塊53通過發射天線和UE進行通信。IF模塊52通過Iut接口和RCHE65中的BB模塊51相連接。
在本發明中，由於將BB模塊51轉移到了RCHE65中，因此能夠在整個RNS61範圍裡對BB模塊51的基帶處理資源進行共享，減少了成本較高的BB模塊51的數量，所以對無線接入網而言，總成本會大大降低。
另外，由於基帶處理集中在RCHE65，RCHE65與RTS68之間的協商信令會大大減少，即無線接入網內部節點的消息流量會大大降低，從而降低信令負荷，提高業務建立效率。
RTS68的功能相對於NodeB而言有所簡化，所以體積將更易做得較小，滿足運營商的需求。
雖然通過參照本發明的某些優選實施例，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種無線控制處理器，其特徵在於，包含相互連接的無線網絡控制器與基帶處理模塊，其中，所述無線網絡控制器用於分配和控制與之相連的基帶處理模塊的無線資源；所述基帶處理模塊用於對基帶信號進行處理。
2.根據權利要求1所述的無線控制處理器，其特徵在於，所述對基帶信號進行處理的功能至少包含以下幾個方面上行完成解調、解碼處理功能，下行完成信道編碼、前向調製、功率控制功能。
3.一種無線發射臺，其特徵在於，包含相互連接的中頻處理模塊和射頻處理模塊，其中，所述中頻處理模塊用於在上行時將中頻信號解調至基帶信號，在下行時將基帶信號調製為中頻信號；所述射頻處理模塊用於在上行時將射頻信號解調至中頻信號，在下行時將中頻信號調製為射頻信號。
4.根據權利要求3所述的無線發射臺，其特徵在於，所述射頻處理模塊通過發射天線和用戶設備進行通信。
5.一種無線網絡子系統，其特徵在於，包含一個無線控制處理器和至少一個無線發射臺，其中，所述無線控制處理器包含相互連接的無線網絡控制器與基帶處理模塊；所述無線網絡控制器用於分配和控制與之相連的基帶處理模塊的無線資源；所述基帶處理模塊用於對基帶信號進行處理；所述無線發射臺包含相互連接的中頻處理模塊和射頻處理模塊，其中，所述中頻處理模塊用於在上行時將中頻信號解調至基帶信號，在下行時將基帶信號調製為中頻信號；所述射頻處理模塊用於在上行時將射頻信號解調至中頻信號，在下行時將中頻信號調製為射頻信號；每一個所述無線發射臺中的所述中頻處理模塊均與所述基帶處理模塊相連接。
6.根據權利要求5所述的無線網絡子系統，其特徵在於，不同的所述無線控制處理器之間通過第三代合作夥伴項目的協議所規定的無線網絡控制器之間的接口進行通信。
7.根據權利要求5所述的無線網絡子系統，其特徵在於，所述無線控制處理器與核心網之間通過第三代合作夥伴項目的協議所規定的無線網絡控制器與核心網之間的接口進行通信。
8.根據權利要求5所述的無線網絡子系統，其特徵在於，所述無線控制處理器中的所述基帶處理模塊統一處理所述無線網絡子系統中各所述無線發射臺收發的基帶信號。
全文摘要
本發明涉及碼分多址通信系統，公開了一種無線控制處理器、無線發射臺及無線網絡子系統，使得無線網絡子系統的總成本大幅降低、基站設備體積大幅減小，並且能夠降低信令負荷，提高業務建立效率。這種無線網絡子系統包含無線控制器和無線發射臺，其中，無線控制處理器包含相互連接的無線網絡控制器與基帶處理單元；無線網絡控制器用於分配和控制與之相連或相關的基帶處理模塊的無線資源；基帶處理模塊用於對基帶信號進行處理；無線發射臺包含相互連接的中頻處理模塊和射頻處理模塊；基帶處理模塊和中頻處理模塊相連接。
文檔編號H04W88/12GK1607755SQ20031010453
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月16日 優先權日2003年10月16日
發明者許炳 申請人:華為技術有限公司