分體式基站系統及其組網方法和基帶單元

分體式基站系統及其組網方法和基帶單元

《分體式基站系統及其組網方法和基帶單元》是華為技術有限公司於2005年5月19日申請的發明專利,該專利申請號為2005100708355,公布號為CN1805566,專利公布日為2006年7月19日,發明人是吳旺軍、余承東、譚竹、蒲濤、賀文勝、蘭鵬、周軍、餘明。

該發明公開了一種分體式基站系統及其組網方法和基帶單元,該系統中將基站的基帶單元(BBU)與射頻單元(RFU)分離,且RFU上設定有與BBU互連並傳輸數據信息的基帶射頻接口,從而形成分體式基站系統。且在BBU和RRU分離的基礎上,同時進一步將BBU容量進行劃分,將各個單元也分開放置;通過BBU接口單元提供的擴容接口和基帶射頻接口,靈活方便的實現BBU的組網及擴容能減小占地面積,降低運營成本、同時提高基站系統工作的可靠性。

2010年11月15日,《分體式基站系統及其組網方法和基帶單元》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。

(概述圖為《分體式基站系統及其組網方法和基帶單元》的摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:分體式基站系統及其組網方法和基帶單元
  • 公布號:CN1805566
  • 公布日:2006年7月19日
  • 申請號:2005100708355
  • 申請日:2005年5月19日
  • 申請人:華為技術有限公司
  • 地址:廣東省深圳市龍崗區坂田華為總部辦公樓
  • 發明人:吳旺軍、余承東、譚竹、蒲濤、賀文勝、蘭鵬、周軍、餘明
  • 代理機構:北京德琦智慧財產權代理有限公司
  • 代理人:張穎玲、王琦
  • Int.Cl.:H04Q7/30(2006.01)I
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

在移動通信系統中,基站是移動通信網路中重要的組成部分,連線於用戶終端與基站控制器之間,用於收發無線信號,使用戶終端接入無線網路,同時完成與基站控制器之間的信息互動。圖1是移動通信系統中基站的組成結構示意圖,從圖1可以看出,該基站主要包括:基站與基站控制器接口,用於完成基站與基站控制器(BSC)之間的接口功能,也可稱為傳輸單元;主控及時鐘同步單元,一方面完成基站的控制功能以及基站內各單元間信令、業務數據的交換控制,另一方面用於為基站內其它單元提供時鐘信號;上下行基帶信號處理單元,用於完成對物理層符號級和碼片級數位訊號的處理,並與中射頻信號處理單元之間互動數字基帶信號;中射頻信號處理單元,用於完成數字基帶信號與中射頻信號之間的轉換;功放單元和雙工器,用於對來自中射頻信號處理單元或天線的中射頻信號進行放大處理。
其中,將基站與基站控制器接口單元、主控及時鐘同步單元和上下行基帶信號處理單元合稱為基帶部分;將中射頻信號處理單元、功放單元和雙工器合稱為射頻部分,實現數字基帶信號與中射頻信號之間的轉換,並傳送處理後的射頻信號。圖1中各組成部分均放置在一個機櫃中,組成一個完整的基站。
在傳統的基站系統中,套用較多的兩種基站是宏基站和小基站。宏基站 通常有較大的容量,可以支持3扇區、6扇區等的配置,且分室內室外兩種形態;而小基站通常容量較小,僅可以支持1~3扇區的配置,小基站一般要求能支持室外的套用,是對宏基站組網的一種有力補充。
由於宏基站支持大容量,所有單板和模組集中放置在一個機櫃中,因此,宏基站體積和重量均較大,這就要求有專門的安裝機房或者室外安裝底座;而小基站支持容量較小,因此體積也相對較小,通常支持抱桿或掛牆等安裝方式,安裝比較方便,不需要專門的機房或占地面積。下面對2005年5月之前常用的宏基站和小基站的組成分別進行介紹:
(1)宏基站是將組成基帶部分的傳輸單元、主控及時鐘同步單元和上下行基帶信號處理單元分別設定在不同的功能單板上,各單板間通過背板連線,根據不同的擴容要求新增不同種類的單板或模組;將組成射頻部分的雙工器、功放單元、中射頻信號處理單元分別設定在不同的功能單板上,各單板間通過外部配線連線,並將上述組成單元放置在一個室內或室外型機櫃中,室外型機櫃還包括溫控設備、電源、環境監控、傳輸設備等功能單元,各個部件體積都比較大,導致機櫃體積和重量偏大,搬運、安裝成本高,安裝地點選取受限,影響網路建設速度。這樣的結構占用空間大、功耗和成本較高,在有備份要求下,需要通過增加某些種類單板或模組的數量來實現備份,備份成本高,而且實現複雜。
(2)小基站是將圖1中所有單元都放在一個結構緊湊的結構件模組中,體積小,安裝方便。一般小基站支持1~3扇區的配置,在單個機櫃支持單扇區的情況下,當需要支持更多扇區或容量配置時,需要使用多個小基站進行組網,增加了組網和系統管理的複雜度。
小基站雖然體積較小,安裝方便,但卻存在容量小、擴容不方便、組網不靈活的缺點。當需要擴容時,需要通過多個小基站並櫃來實現,而多個小基站並櫃後不利於配線操作和防護。因此,小基站不適合預期容量較大的套用場合;而且,基帶部分和射頻部分採用一體化設計方式,不利於基帶部分和射頻部分的擴容升級。

發明內容

專利目的

該發明的主要目的在於提供一種分體式基站系統,能減小基站系統的占地面積,降低運營成本、同時提高基站系統工作的可靠性。該發明另一目的在於提供一種分體式基站的組網方法,通過該方法能夠簡便靈活地實現基帶單元與射頻單元之間的多種組網方式。該發明又一目的在於提供一種分體式基站的基帶單元,通過該基帶單元,能夠靈活地採用多種方式實現基站的擴容,能減小基站系統的占地面積,降低運營成本、同時提高基站工作的可靠性。

技術方案

一種分體式基站系統,該系統包括:至少一個基帶單元BBU,該BBU包括:主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元;至少一個射頻單元RFU,該RFU上設有至少一個第二基帶射頻接口;該BBU還包括:接口單元,用於提供與外部進行數據信息互動的接口,並與基帶信號處理單元之間互動數字基帶信號,與主控單元之間互動主控信息;所述接口單元進一步包括:一個或多個第一基帶射頻接口;且所述接口單元與主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元集成於一體;所述BBU通過其第一基帶射頻接口與RFU上的第二基帶射頻接口相連,並通過這個相連的基帶射頻接口與RFU之間傳輸上行/下行基帶數據和主控狀態信息。所述第一基帶射頻接口與第二基帶射頻均為高速數字接口。
所述BBU為多個,BBU之間通過線纜連線;所述BBU的接口單元還包括一個或多個第一擴容接口,用於在BBU之間傳輸時鐘同步信號、基帶信息、傳輸信息和主控信息,實現BBU間互連及數據共享。
所述第一擴容接口包括:至少一個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口。
所述接口單元還包括:用於標識基站站型和自身位置的識別接口。
所述接口單元還包括:用於擴展基站輸入乾結點功能的乾結點輸入接口。
所述多個BBU包括一個工作於主用狀態的主BBU。
所述多個BBU包括至少一個工作於備用狀態的備BBU。
所述RFU至少與主BBU或備BBU其中之一相連。
所述多個BBU包括至少一個工作於從屬狀態的從BBU。
所述分體式基站系統還包括一交換BB盒,該交換BB盒上設有多個第二擴容接口,每個BBU通過各自的第一擴容接口與交換BB盒的一個第二擴容接口相連。
所述RFU為射頻拉遠單元RRU。
所述RRU與BBU之間通過傳輸媒質相連。
所述RFU為近端RFU。
所述BBU放置於高度大於等於1U的標準機櫃的空閒空間中。
一種分體式基站系統的組網方法,將基站系統分離為離散放置的基帶單元BBU和射頻單元RFU,其中,所述BBU為將基帶信號處理單元、傳輸單元、主控及時鐘同步單元和接口單元集成於一體的BBU,該BBU的接口單元包括至少一個第一基帶射頻接口,所述RFU設定有至少一個第二基帶射頻接口;該方法還包括:通過連線BBU的第一基帶射頻接口和RFU的第二基帶射頻接口實現BBU與RFU的相連。所述BBU為多個BBU,該BBU的接口單元進一步包括第一擴容接口,該方法進一步包括:設定BBU的工作狀態;並將各BBU通過各自所述接口單元中的第一擴容接口相連。
所述RFU為多個RFU,該RFU上的基帶射頻接口為多個,該方法進一步包括:將多個RFU通過各自的第二基帶射頻接口相連。
所述BBU為兩個BBU,所述設定BBU的工作狀態為:設定其中一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定另一個BBU為工作於備用狀態的備BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU與備BBU通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連。
所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU與各從BBU通過一個或多個不提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連。
所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU;所述各BBU通過擴容接口相連為:將主BBU與各從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時主BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
所述各BBU通過擴容接口相連進一步包括:將主BBU與每個從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時主BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於備用狀態的備BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU,其中,所述主BBU與備BBU不是同一個BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU和備BBU通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連,將備BBU與各從BBU通過一個或多個不提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連。
所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於備用狀態的備BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU,其中,所述主BBU與備BBU不是同一個BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU與備BBU通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連,將備BBU與各從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時備BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
所述各BBU通過第一擴容接口相連進一步包括:將備BBU與每個從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時備BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
存在多個從BBU,所述多個BBU通過第一擴容接口相連,進一步包括:將從BBU之間通過不提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;或者,將從BBU之間通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連,且由互連的兩個從BBU中至少一個從BBU的主控單元禁止主備倒換控制信號。
該方法還包括:在BBU之間設定提供多個第二擴容接口的交換BB盒;將多個BBU通過各自的第一擴容接口與交換BB盒的第二擴容接口相連,實現BBU間的互聯。
該方法進一步包括:所述交換BB盒根據所設定的每個BBU的工作狀態,在主BBU與備BBU的主備倒換控制信號之間建立電連線。
所述的RFU為射頻拉遠單元RRU,所述BBU和RRU通過傳輸媒質連線。
所述傳輸媒質為光纖或電纜。
所述的RFU為近端RFU。
所述BBU之間通過傳輸媒質連線。
所述傳輸媒質為光纖或電纜。
一種基帶單元BBU,至少包括:主控及時鐘同步單元,用於完成基站的控制功能、基站內各單元間信令及業務數據的交換,並提供時鐘信號;基帶信號處理單元,用於完成對物理層符號級和碼片級數位訊號的處理;傳輸單元,與基站控制器連線,完成基站與基站控制器之間的數據信息互動;該BBU還包括:接口單元,用於提供與外部進行數據信息互動的不同類型的接口,並與基帶信號處理單元之間互動數字基帶信號,與主控單元之間互動主控信息;
且所述主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元和接口單元集 成於一體;
其中,所述接口單元進一步包括:用於連線RFU,並與RFU之間傳輸上行/下行基帶數據和主控狀態信息的一個或多個第一基帶射頻接口;用於外接電源的電源接口;用於對基站進行管理和維護的調試接口。
所述第一基帶射頻接口為高速數字接口。
所述調試接口是串口和/或網口。
所述識別接口為撥碼開關、和/或線纜ID識別接口。
所述電源接口進一步包括用於連線具有RS485接口的設備的告警匯流排接口。
所述接口單元進一步包括:至少一個擴容接口,用於在BBU之間傳輸時鐘同步信號、基帶信息、傳輸信息和主控信息,實現BBU間互連及數據共享。
所述接口單元進一步包括:用於復位基站的復位接口;和/或用於標識基站站型和自身位置的識別接口;和/或用於控制自身通斷電的電源開關;和/或用於外接測試設備的測試接口;和/或用於接收外部時鐘信號的信號輸入接口;和/或用於擴展基站的輸入乾結點功能的乾結點輸入接口;和/或靜電護腕端子;和/或保護地接線端子。
所述擴容接口包括:一個或多個提供主備倒換控制信號的擴容接口。
所述信號輸入接口包括:用於接收GPS同步時鐘信號的信號輸入接口、或用於接收2M同步時鐘信號的信號輸入接口、或兩者的組合。
所述測試接口包括:用於輸出10M測試同步時鐘的10M測試接口、或用於輸出TTI信號的TTI測試接口、或兩者的組合。
所述基帶單元放置於高度大於等於1U的標準機櫃的空閒空間中。
所述主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元和接口單元集成於一單板上。
由上述技術方案可見,該發明所提供的分體式基站系統,將基帶部分與射頻部分分離,由基帶部分組成的基帶單元(BBU)與由射頻部分組成的射頻單元(RFU)之間通過基帶射頻接口連線,基帶單元之間可以通過擴容接口靈活地採用多種方式實現基站的擴容,這樣的分體式基站系統能減小基站系統的占地面積,降低運營成本、同時提高基站系統工作的可靠性。
對於該發明提供的基帶單元,該發明在將基帶單元和射頻單元分開放置的基礎上,進一步將分散式基站的基帶單元按照容量配置為具有基本容量的基帶單元,可稱為基帶容量單元,各個基本的基帶容量單元也可以分開放置,使得每個基帶容量單元可以支持基站容量的最小配置,並且多個基帶容量單元組合在一起又可以支持宏基站的容量。該發明將BBU中包括傳輸單元、主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元和接口單元在內的所有單元集成於一體,比如集成於一塊單板上,其高度可以達到1U甚至1U以下,並將該單板設定於獨立的BBU盒中,減小了BBU的體積和重量。因此,該發明的BBU在設備安裝時可以根據實際需要,靈活安裝在具有19英寸寬、大於等於1U高空間的標準機櫃、宏基站傳輸倉以及其它非標的安裝空間中,且多個BBU之間可通過線纜連線實現BBU的離散安裝。也就是說,在任何標準機櫃中,只要存在1U高的空間就能夠放置該發明的BBU,靈活性、實用性更高,安裝與維護成本更低,有效地解決了新建站點的站址獲取困難,站址租金昂貴等問題。
另外,在該發明BBU的接口單元中設定有連線RFU的基帶射頻接口和實現BBU自身級聯的擴容接口,通過基帶射頻接口能完成BBU與RFU之間的數據互動,並實現基站的多種組網方式,如:環型、星型、鏈型,組網更靈活方便;通過擴容接口,能支持多個BBU之間的級聯以及BBU的備份,如此,不僅解決了小型BBU容量小的問題,保證能根據實際套用的需要隨時增加BBU的容量,而且,增強了BBU擴容以及擴展新業務特性的靈活性,降低了成本,同時主備用BBU的設定還提高了基站工作的可靠性。

附圖說明

圖1是移動通信系統中基站的組成結構示意圖;
圖2是該發明分體式基站系統網路結構示意圖;
圖3是該發明WCDMA分體式基站系統中BBU組成結構示意圖;
圖4是該發明BBU的接口示意圖;
圖5是該發明BBU擴容接口連線示意圖;
圖6是該發明BBU基帶射頻接口連線示意圖;
圖7(a)是該發明BBU與RRU星型組網示意圖;
圖7(b)是該發明BBU與RRU環形組網示意圖;
圖7(c)是該發明BBU與RRU鏈型組網示意圖;
圖7(d)是該發明BBU與RRU混合組網示意圖;
圖8(a)是該發明中BBU與RRU組網實施例一的組網結構示意圖;
圖8(b)是該發明中BBU與RRU組網實施例二的組網結構示意圖;
圖8(c)是該發明中BBU與RRU組網實施例三的組網結構示意圖;
圖8(d)是該發明中BBU與RRU組網實施例四的組網結構示意圖;
圖8(e)是該發明中BBU與RRU組網實施例五的組網結構示意圖;
圖8(f)是該發明中BBU與RRU組網實施例六的組網結構示意圖;
圖9是該發明中多個BBU實現環連形組網的連線結構示意圖;
圖10是該發明中多個BBU全互連示意圖;
圖11是該發明中多個BBU全互連的另一種實施方式的連線示意圖。

權利要求

1、一種分體式基站系統,該系統包括:至少一個基帶單元BBU,該BBU包括:主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元;至少一個射頻單元RFU,該RFU上設有至少一個第二基帶射頻接口;其特徵在於,該BBU還包括:接口單元,用於提供與外部進行數據信息互動的接口,並與基帶信號處理單元之間互動數字基帶信號,與主控單元之間互動主控信息;所述接口單元進一步包括:一個或多個第一基帶射頻接口;且所述接口單元與主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元集成於一體;所述BBU通過其第一基帶射頻接口與RFU上的第二基帶射頻接口相連,並通過這個相連的基帶射頻接口與RFU之間傳輸上行/下行基帶數據和主控狀態信息。
2、根據權利要求1所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述第一基帶射頻接口與第二基帶射頻均為高速數字接口。
3、根據權利要求1所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述BBU為多個,BBU之間通過線纜連線;所述BBU的接口單元還包括一個或多個第一擴容接口,用於在BBU之間傳輸時鐘同步信號、基帶信息、傳輸信息和主控信息,實現BBU間互連及數據共享。
4、根據權利要求3所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述第一擴容接口包括:至少一個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口。
5、根據權利要求3所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述接口單元還包括:用於標識基站站型和自身位置的識別接口。
6、根據權利要求3所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述接口單元還包括:用於擴展基站輸入乾結點功能的乾結點輸入接口。
7、根據權利要求3所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述多個BBU包括一個工作於主用狀態的主BBU。
8、根據權利要求7所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述多個BBU包括至少一個工作於備用狀態的備BBU。
9、根據權利要求8所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述RFU至少與主BBU或備BBU其中之一相連。
10、根據權利要求7所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述多個BBU包括至少一個工作於從屬狀態的從BBU。
11、根據權利要求3所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述分體式基站系統還包括一交換BB盒,該交換BB盒上設有多個第二擴容接口,每個BBU通過各自的第一擴容接口與交換BB盒的一個第二擴容接口相連。
12.根據權利要求1所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述RFU為射頻拉遠單元RRU。
13.根據權利要求12所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述RRU與BBU之間通過傳輸媒質相連。
14.根據權利要求1所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述RFU為近端RFU。
15、根據權利要求1至14任一項所述的分體式基站系統,其特徵在於,所述BBU放置於高度大於等於1U的標準機櫃的空閒空間中。
16、一種分體式基站系統的組網方法,其特徵在於,將基站系統分離為離散放置的基帶單元BBU和射頻單元RFU,其中,所述BBU為將基帶信號處理單元、傳輸單元、主控及時鐘同步單元和接口單元集成於一體的BBU,該BBU的接口單元包括至少一個第一基帶射頻接口,所述RFU設定有至少一個第二基帶射頻接口;該方法還包括:通過連線BBU的第一基帶射頻接口和RFU的第二基帶射頻接口實現BBU與RFU的相連。
17、根據權利要求16所述的方法,其特徵在於:所述BBU為多個BBU,該BBU的接口單元進一步包括第一擴容接口,該方法進一步包括:設定BBU的工作狀態;並將各BBU通過各自所述接口單元中的第一擴容接口相連。
18、根據權利要求16所述的方法,其特徵在於:所述RFU為多個RFU,該RFU上的基帶射頻接口為多個,該方法進一步包括:將多個RFU通過各自的第二基帶射頻接口相連。
19、根據權利要求17所述的方法,其特徵在於,所述BBU為兩個BBU,所述設定BBU的工作狀態為:設定其中一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定另一個BBU為工作於備用狀態的備BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU與備BBU通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連。
20、根據權利要求17所述的方法,其特徵在於,所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU與各從BBU通過一個或多個不提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連。
21、根據權利要求17所述的方法,其特徵在於,所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU;所述各BBU通過擴容接口相連為:將主BBU與各從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時主BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
22、根據權利要求20所述的方法,其特徵在於,所述各BBU通過擴容接口相連進一步包括:將主BBU與每個從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時主BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
23、根據權利要求17所述的方法,其特徵在於,所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於備用狀態的備BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU,其中,所述主BBU與備BBU不是同一個BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU和備BBU通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連,將備BBU與各從BBU通過一個或多個不提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連。
24、根據權利要求17所述的方法,其特徵在於,所述設定BBU的工作狀態為:設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於主用狀態的主BBU,且設定多個BBU中的任意一個BBU為工作於備用狀態的備BBU,且設定其餘的BBU為工作於從屬狀態的從BBU,其中,所述主BBU與備BBU不是同一個BBU;所述各BBU通過第一擴容接口相連為:將主BBU與備BBU通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連,將備BBU與各從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時備BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
25、根據權利要求23所述的方法,其特徵在於,所述各BBU通過第一擴容接口相連進一步包括:將備BBU與每個從BBU通過一個或多個提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;同時備BBU中的主控單元禁止主備倒換控制信號。
26、根據權利要求20至25任一項所述的方法,其特徵在於,存在多個從BBU,所述多個BBU通過第一擴容接口相連,進一步包括:將從BBU之間通過不提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連;
或者,將從BBU之間通過提供主備倒換控制信號的第一擴容接口相連,且由互連的兩個從BBU中至少一個從BBU的主控單元禁止主備倒換控制信號。
27、根據權利要求17所述的方法,其特徵在於,該方法還包括:在BBU之間設定提供多個第二擴容接口的交換BB盒;將多個BBU通過各自的第一擴容接口與交換BB盒的第二擴容接口相連,實現BBU間的互聯。
28、根據權利要求27所述的方法,其特徵在於,該方法進一步包括:所述交換BB盒根據所設定的每個BBU的工作狀態,在主BBU與備BBU的主備倒換控制信號之間建立電連線。
29、根據權利要求16至25所述的方法,其特徵在於,所述的RFU為射頻 拉遠單元RRU,所述BBU和RRU通過傳輸媒質連線。
30、根據權利要求29所述的方法,其特徵在於,所述傳輸媒質為光纖或電纜。
31、根據權利要求16至25所述的方法,其特徵在於,所述的RFU為近端RFU。
32、根據權利要求18至28所述的方法,其特徵在於,所述BBU之間通過傳輸媒質連線。
33、根據權利要求32所述的方法,其特徵在於,所述傳輸媒質為光纖或電纜。
34、一種基帶單元BBU,至少包括:主控及時鐘同步單元,用於完成基站的控制功能、基站內各單元間信令及業務數據的交換,並提供時鐘信號;基帶信號處理單元,用於完成對物理層符號級和碼片級數位訊號的處理;傳輸單元,與基站控制器連線,完成基站與基站控制器之間的數據信息互動;其特徵在於,該BBU還包括:接口單元,用於提供與外部進行數據信息互動的不同類型的接口,並與基帶信號處理單元之間互動數字基帶信號,與主控單元之間互動主控信息;且所述主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元和接口單元集成於一體;其中,所述接口單元進一步包括:用於連線RFU,並與RFU之間傳輸上行/下行基帶數據和主控狀態信息的一個或多個第一基帶射頻接口;用於外接電源的電源接口;用於對基站進行管理和維護的調試接口。
35、根據權利要求34所述的基帶單元,其特徵在於,所述第一基帶射頻接口為高速數字接口。
36、根據權利要求34所述的基帶單元,其特徵在於,所述調試接口是串口和/或網口。
37、根據權利要求34所述的基帶單元,其特徵在於,所述識別接口為撥碼開關、和/或線纜ID識別接口。
38、根據權利要求34所述的基帶單元,其特徵在於,所述復位接口為按鈕、或開關。
39、根據權利要求34所述的基帶單元,其特徵在於,所述電源接口進一步包括用於連線具有RS485接口的設備的告警匯流排接口。
40、根據權利要求34所述的基帶單元,其特徵在於,所述接口單元進一步包括:至少一個擴容接口,用於在BBU之間傳輸時鐘同步信號、基帶信息、傳輸信息和主控信息,實現BBU間互連及數據共享。
41、根據權利要求40所述的基帶單元,其特徵在於,所述接口單元進一步包括:用於復位基站的復位接口;和/或用於標識基站站型和自身位置的識別接口;和/或用於控制自身通斷電的電源開關;和/或用於外接測試設備的測試接口;和/或用於接收外部時鐘信號的信號輸入接口;和/或用於擴展基站的輸入乾結點功能的乾結點輸入接口;和/或靜電護腕端子;和/或保護地接線端子。
42、根據權利要求40所述的基帶單元,其特徵在於,所述擴容接口包括:一個或多個提供主備倒換控制信號的擴容接口。
43、根據權利要求41所述的基帶單元,其特徵在於,所述信號輸入接口包括:用於接收GPS同步時鐘信號的信號輸入接口、或用於接收2M同步時鐘信號的信號輸入接口、或兩者的組合。
44、根據權利要求41所述的基帶單元,其特徵在於,所述測試接口包括:用於輸出10M測試同步時鐘的10M測試接口、或用於輸出TTI信號的TTI測試接口、或兩者的組合。
45、根據權利要求34至44任一項所述的基帶單元,其特徵在於,所述基 帶單元放置於高度大於等於1U的標準機櫃的空閒空間中。
46、根據權利要求34至44任一項所述的基帶單元,其特徵在於,所述主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元、傳輸單元和接口單元集成於一單板上。

實施方式

該發明的基本思想是:將基站基帶部分與射頻部分分離,形成基帶單元(BBU,base band Unit)和射頻單元(RFU,Radio Frequency Unit),且RFU上設定有與BBU互連並傳輸數據信息的基帶射頻接口,從而形成分體式基站系統。並且,在BBU和RFU分離的基礎上,同時進一步將BBU容量進行劃分,將各個單元也分開放置,使得每個基帶單元可以支持最小配置, 並且多個基帶單元組合在一起又可以支持宏基站的容量。該發明將BBU的傳輸單元、主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元和接口單元等功能高度集成設計於一體,比如集成於一塊單板上,並設定於一個體積很小的BBU盒中,形成一個現場可替換單元;通過BBU接口單元提供的擴容接口和基帶射頻接口,靈活方便的實現BBU之間,以及BBU與RFU之間的組網及擴容,且多個BBU可以實現備份功能,提高基站工作的可靠性,降低傳統基站基帶單元的備份實現成本。
該發明所述的分體式基站系統的BBU以及分體式基站的組網方法適用於多種移動通信制式中,包括:WCDMA、CDMA2000TD-SCDMAGSM等通信系統,也適用於寬頻無線接入(BWA)等,下面僅以WCDMA系統為例具體說明該發明的實現。
為使該發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下參照附圖並舉較佳實施例,對該發明進一步詳細說明。
需要說明的是,該發明中的RFU包括射頻信號處理單元、功放單元和雙工器,用於射頻信號與基帶信號的轉換,以及射頻信號的發射。該RFU可以是近端RFU,也可以是通過光纖、電纜等傳輸媒質與BBU相連的射頻拉遠單元(RRU,Radio Remote Unit),近端RFU與RRU上均設有用於與BBU及其本身互聯的基帶射頻接口,該基帶射頻接口可以是高速數字接口、通用公共無線接口(CPRI,Common Public Radio Interface)、或其它標準或自定義接口。下述實施例中,RFU均採用RRU,在實際套用中也可以採用近端RFU,包括近端RFU與RRU的結合形成混合組網方式。
圖2是該發明分體式基站系統網路結構示意圖,圖2表示了分離的BBU與RFU之間可以靈活地通過各自提供的接口進行組網,其中RFU還可以是近端RFU或RRU。圖2中未表明BBU的具體擴容互連方式,圖2所示的BBU互聯在實際套用中,可以是BBU之間通過線纜直接連線,組成各種形式的網路拓撲結構;也可以是多個BBU通過增加設定的交換BB盒互連,組成各種形式的網路拓撲結構,比如:星形、鏈形、環形等等,組網形式靈 活多樣,在後續說明書中將作詳細介紹,圖2中RFU與BBU之間的組網形式僅為舉例說明,實際套用中,其組網形式並不局限於此,將在後續實施方式中詳細說明。圖2中,BBU通過射頻接口與一個或多個近端RFU或RRU相連,同樣,多個近端RFU或RRU之間可通過自身的互連線口組成各種形式的網路拓撲結構,圖2中未表明,具體組網方式將在後續實施方式中給出。該發明中,無論BBU還是RFU,多個都是指兩個或兩個以上。
圖3是該發明WCDMA系統中BBU組成結構示意圖,圖3中的主控單元和時鐘單元合稱為主控及時鐘同步單元,如圖3所示,該發明的BBU主要包括傳輸單元、主控及時鐘同步單元、基帶信號處理單元和接口單元,所有單元集成於一塊單板上或其它現場可替換單元中,該單板或其它現場可替換單元設定於獨立的BBU盒中,該BBU盒的高度可為1U,以便在實際套用中根據需要靈活安裝在具有19英寸寬、大於等於1U高的標準機櫃、宏基站傳輸倉以及其它非標的安裝空間中,該高度可以根據實際需要的不同靈活進行改變,且多個BBU之間通過線纜連線實現BBU的離散安裝。其中,1U是一個高度或厚度的計量單位,1U=1.75英寸=4.45厘米。
圖3中,傳輸單元通過Iub接口與RNC連線,完成BBU與RNC之間的數據信息互動,這裡,如果該發明套用於其它移動通信系統,則傳輸單元通過所套用移動通信系統中的標準接口與相應移動通信系統中的基站控制器(BSC)相連;主控及時鐘同步單元用於完成基站的控制功能以及基站內各單元間信令、業務數據的交換控制,同時為本BBU或根據配置需要為擴容的BBU提供時鐘參考;基帶信號處理單元用於完成對物理層符號級和碼片級數位訊號的處理,並與中射頻信號處理單元之間互動數字基帶信號;接口單元用於提供各種接口,支持BBU與外部的數據互動,比如:與RRU之間的連線組網、BBU的擴容、基站調試、基站復位、基站站型和安裝槽位的識別、BBU與RNC之間的數據互動、各種測試及同步時鐘輸入等功能,如圖4所示,圖4是該發明BBU的接口示意圖,圖4中接口單元具體包括以下接口:
電源接口,用於外接直流/交流電源,為基站提供工作電源。
調試接口,提供串口和網口等形式的接口,用於實現外部設備或維護人員對基站的管理和維護。
識別接口,用於標識基站系統的站型和BBU盒所處槽位,根據該接口輸入的信息,主控單元能夠識別出基站的站型和BBU盒當前所在槽位。不同的槽位對應不同的預設槽位標號,不同的預設槽位標號用於標識BBU的工作狀態,如處於主用工作狀態的主BBU、處於備用工作狀態的備BBU或處於從屬工作狀態的從BBU。該識別接口可以採用撥碼開關來實現,也可以通過線纜ID識別接口來區分。基站系統組網中,BBU的分布方式不同對應不同的站型,比如:互連的BBU位於同一基站站址,或互連的BBU位於不同的基站站址對應不同的站型。
作為主BBU的BBU可以通過預設的配置環境對從BBU或備BBU進行配置,比如:指定某個或所有從BBU負責處理傳輸數據,某個從BBU負責處理哪些用戶信道;或者配置參與組網的某個BBU處理某個RRU的數據等等。
復位接口,用於基站復位,該接口是一個復位按鈕/開關。按下復位按鈕/開關時,主控單元接收到復位信號後,重新啟動系統。
一個或多個基帶射頻接口,每個基帶射頻接口連線一個RRU,用於接收RRU傳送的上行基帶數據,以及從BBU向RRU傳送下行基帶數據。該基帶射頻接口可以是通用公共無線接口(CPRI)、或其它標準或自定義接口。通過該基帶射頻接口,採用光纖或電纜等傳輸媒質連線BBU和RRU。該基帶射頻接口也可以直接用於連線近端RFU,形成本地射頻和拉遠射頻的混合組網。
傳輸接口,用於連線RNC,實現在BBU與RNC之間互動基站的數據,該傳輸接口支持E1/T1等多種傳輸接口;還支持從多種接口的碼流,如E1/T1碼流、E3/T3碼流、STM-1碼流等中恢復出線路時鐘作為BBU的工作時鐘;該傳輸接口作為ATM接口使用時,能夠完成ATM信元到E1/T1多種傳輸 接口的映射,該接口並不局限於ATM接口,也可以是IP等其他協定接口。
告警匯流排接口,用於連線提供RS485接口的設備,實現數據採集等功能,比如可與智慧型電源連線,監測智慧型電源的工作情況,該接口可內置於電源接口中。告警匯流排接口可通過2005年5月之前接口晶片進行擴展,接口擴展屬於公知技術,這裡不再詳述。
乾結點輸入接口,用於擴展基站的輸入乾結點功能,實現乾結點的告警檢測,乾結點輸入接口的擴展屬於公知技術,這裡不再詳述。
電源開關,用於控制BBU的通斷電。
測試接口,包括:10M測試接口,用於輸出10M測試同步時鐘,以方便連線相關測試儀器;TTI測試接口,用於輸出TTI信號,以方便進行射頻141協定的測試。
信號輸入接口,包括:GPS信號輸入接口,用於接收GPS同步時鐘信號;Bits信號輸入接口,用於接收2M同步時鐘信號。需要說明的是,在BBU上,可以同時存在GPS信號輸入接口和Bits信號輸入接口,也可以根據需要選擇其中一種接口。
一個或多個擴容接口,該擴容接口包含高速數字接口、時鐘同步接口和主備倒換控制接口,每個擴容接口連線一個BBU,用於BBU之間的擴容互聯,實現互聯的BBU之間的時鐘同步,並在互聯的BBU之間傳遞基帶信息、傳輸信息及主控信息等。其中,基帶信息包括基帶IQ數據、功控數據等,傳輸信息是來自於RNC的相關信息,主控信息是來自主控單元的控制信息。
用於連線靜電護腕的靜電護腕端子和用於連線保護地線的保護地接線端子。
除上述接口外,為了顯示BBU工作狀態,該發明的BBU接口單元還提供了各種顯示BBU工作狀態的工作指示燈,用於指示電源是否正常、BBU接口是否正常等,工作指示燈個數取決於實際工作需要。
在實際套用中,上面所述的每種接口都會對應BBU盒面板上的一個接口端子,所有接口端子在面板上的安裝位置可以任意設定。
在上面所述的所有接口中,擴容接口和基帶射頻接口是實現BBU擴容和組網的重要接口。圖5是該發明BBU擴容接口連線示意圖,從圖5中可以看出,當有兩個BBU互連時,假定擴容接口所在BBU為BBU1,經該擴容接口相連線的BBU為BBU2,則BBU1與BBU2之間通過傳送處理單元和接收處理單元共享主控單元的主控信息、傳輸單元的傳輸信息、基帶處理單元的基帶信息以及主控單元的主控信息,即:通過傳送處理單元,BBU1向BBU2方向傳送主控信息、或傳輸信息、或基帶信息;並通過接收處理單元,BBU1接收來自BBU2的主控狀態上報信息、或傳輸信息、或基帶信息;擴容接口與時鐘單元相連,實現時鐘同步功能;傳送/接收處理單元與擴容接口相連線,主要用於完成信號轉換等功能,比如信號協定轉換、電信號和光信號之間的轉換等。
另外,如果主控單元與擴容接口之間不存在主備倒換控制信號,假設擴容接口所在的BBU1通過撥碼開關被設定為主BBU,BBU2則通過撥碼開關被設定為從BBU,則BBU1與BBU2經擴容接口連線後組成主從方式,BBU1和BBU2均處於工作狀態且通過信息共享工作,這樣的連線增加了BBU的容量,達到了對BBU擴容的目的。這裡,可將這種不具有主備倒換控制信號的擴容接口稱為Eib擴容接口,Eib接口用於傳輸基帶信息、傳輸信息、主控信息和時鐘信號。實際套用中,Eib接口可以有一個或多個。
如果主控單元與擴容接口之間存在主備倒換控制信號相連,如圖5中所示,假設擴容接口所在的BBU1通過撥碼開關被設定為主BBU,BBU2通過撥碼開關被設定為備BBU,則BBU1與BBU2經擴容接口連線後組成主備方式,正常情況下,BBU1與BBU2處於負荷分擔的備份工作方式,且BBU1與BBU2通過數據共享工作,與主從狀態方式工作情況相似,此時BBU2的工作情況基本與BBU1一致,只是某些功能,如參考時鐘信息由BBU1提供。當BBU1的主控單元發生故障時,BBU1通過控制主備倒換控制信號自動將自己降級到備用狀態,BBU2檢測到主用BBU1降級到備用後,將升級倒換為主BBU,以提高基站工作的可靠性。同時,因為備BBU處於熱備份工作 狀態,可同時增加BBU的容量,達到對BBU擴容的目的。這裡,可將這種具有主備倒換控制信號的擴容接口稱為Eia擴容接口,Eia接口用於傳輸基帶信息、傳輸信息、主控信息、時鐘信號和主備倒換控制信號。Eia接口與Eib接口相比,多了主備倒換控制信號,其它信號類似。實際套用中,Eia接口可以有一個或多個。
通過擴容接口,可以採用光纖或電纜等傳輸媒質在多個BBU之間建立連線,方便地完成BBU的擴容。
上面提到的通過擴容接口實現多個BBU之間數據共享的方法是:在參與組網的每個BBU中都具有CPU,該CPU與邏輯模組之間通過UTOPIAII接口連線實現BBU間數據的共享,該邏輯模組位於接口單元中用於實現ATM信元或其他信元與高速數據之間的轉換。假定直接從RRU接收上行數據或直接從RNC接收下行數據的BBU為源BBU,接收源BBU下發的上行/下行數據的BBU為目的BBU,那么數據共享的具體實現是:
(1)對於下行數據,源BBU的CPU從傳輸單元接收到數據後,根據數據中攜帶的目的BBU地址,通過UTOPIAII接口完成ATM交換功能,將接收到的數據轉換為ATM信元,之後將ATM信元交換到邏輯模組上,邏輯模組將接收到的ATM信元轉換成高速數據後經擴容接口傳送到目的BBU上;目的BBU的邏輯模組通過擴容接口接收數據並將接收到的高速數據轉換成ATM信元,然後通過UTOPIAII接口傳送給目的BBU的CPU,CPU將接收到的ATM信元組成FP幀後下發給本地DSP模組和ASIC模組,通過相應處理後得到的基帶下行數據,最後再通過目的BBU與RRU之間的基帶射頻接口傳送給RRU。這裡,DSP模組和ASIC模組位於基帶處理單元,用於對CPU下發的FP幀進行處理並將處理後的數據送到接口單元,最後傳送給RRU。
(2)對於上行數據,RRU經RRU與BBU之間的射頻接口將上行基帶數據傳送到相應的源BBU,源BBU的邏輯模組接收到數據後根據數據中攜帶的目的BBU地址,通過擴容接口內的高速數據接口傳送到目的BBU上; 目的BBU的邏輯模組通過擴容接口接收數據並將接收到的高速數據轉換成ATM信元,然後通過UTOPIAII接口傳送給目的BBU的CPU,CPU將接收到的ATM信元進行相應處理後得到傳輸上行數據,最後再通過目的BBU與RNC之間的傳輸接口傳送給RNC。
需要說明一點,無論源BBU與目的BBU之間是主從關係,還是主備關係,實現數據共享的原理是一樣的,如上所述,唯一不同的是:處於主備關係的BBU之間存在倒換功能,而主從關係的BBU之間沒有倒換功能。
圖6是該發明BBU基帶射頻接口連線示意圖,與圖5所示的擴容接口連線示意圖相比,從圖6中可以看出,基帶射頻接口與經該基帶射頻接口相連線的RRU之間傳送基帶處理單元的基帶信息,即:通過傳送處理單元,BBU向RRU方向傳送基帶信息;通過接收處理單元,BBU接收來自RRU的基帶信息。傳送/接收處理單元與基帶射頻接口相連線,主要用於完成信號轉換等功能,比如信號協定轉換、電信號和光信號之間的格式轉換等。通過基帶射頻接口,可以採用光纖或電纜等傳輸媒質在RRU之間建立連線,方便地完成BBU與RRU的組網。同樣的,該基帶射頻接口也可以連線近端RFU,同樣可以完成相應的功能,基站系統的組網中可以根據實際需求同時具有近端RFU和RRU,形成混合基站系統。
該發明BBU中提供的擴容接口為BBU的擴容以及基站組網帶來了很大方便,降低了成本,同時提高了BBU的工作可靠性。該發明中,一個或多個BBU與一個或多個RRU之間可以組成星型組網、環形組網、鏈型組網或混合型組網等等。下述組網中BBU和RRU的數量並不局限於此,可以根據實際套用情況進行規劃。
圖7(a)是該發明兩個BBU與三個RRU的星型組網示意圖,從圖7(a)可以看出,BBU1與BBU2之間可以通過Eia擴容接口連線,使BBU1與BBU2成為主備關係,也可以通過Eib擴容接口連線,使BBU1與BBU2之間成為主從關係。BBU與RRU之間通過基帶射頻接口連線,每個BBU可以對RRU提供多個基帶射頻接口,比如:圖7(a)中的BBU1和BBU2 均至少包括三個基帶射頻接口,所以至少可以分別連線三個RRU。
圖7(b)是該發明兩個BBU與四個RRU的環形組網示意圖,同樣,如果BBU1與BBU2之間通過Eib擴容接口相連,則形成主從關係,BBU1與一個RRU通過基帶射頻接口相連線,BBU2與另一個RRU通過基帶射頻接口相連線,各RRU之間依次通過基帶射頻接口互連,這樣就在兩個BBU與四個RRU之間構成環形組網,且此時該組網的容量是兩個BBU容量之和;如果BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口相連,形成主備關係,不但可以實現通過Eib接口組網時的全部功能和容量,還可以使該組網具有備份功能,增強了整個基站工作的可靠性。
圖7(c)是該發明一個BBU與三個RRU鏈型組網示意圖,BBU的基帶射頻接口與某個RRU相連線,各RRU之間依次通過相應接口連線,這樣可在一個BBU與三個RRU之間構成鏈型組網。這種情況下,可以通過BBU的Eib擴容接口對BBU進行擴容,也可以通過BBU的Eia擴容接口對BBU進行備份。
圖7(d)是該發明兩個BBU與六個RRU混合組網示意圖,如圖7(d)中所示,每個扇區中有兩個RRU,分別與BBU相連,對於每個扇區而言,每個扇區內的RRU與BBU組成環網,支持雙RRU配置;但對於多個扇區而言,各扇區間採用星型連線,因此,圖7(d)所示的這種組網方式就是一種混合組網的實現方式。其中,BBU1和BBU2之間可以是主備關係,也可以是主從關係。
下面以具有兩個擴容接口、三個基帶射頻接口的BBU與RRU採用星型組網方式為例,具體描述BBU與RRU實現擴容的方案。這裡,假定兩個擴容接口中一個是Eia擴容接口,一個是Eib擴容接口:
圖8(a)是該發明中一個BBU與三個RRU組網實施例一的組網結構示意圖,圖8(a)中所示是一個BBU與三個RRU分別通過三個基帶射頻接口相連線,每個RRU屬於一個扇區,且每個RRU採用單載波的組網配置,即圖8(a)所示組網方式支持3×1配置的組網,其中,3指三個扇區,1 指單載波。
圖8(b)是該發明中兩個BBU與三個RRU組網實施例二的組網結構示意圖,圖8(b)中所示,BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口相連形成主備關係,BBU1與BBU2分別通過三個基帶射頻接口與三個RRU相連線,每個RRU屬於一個扇區,且每個RRU採用單載波的備份組網配置,即圖8(b)所示組網方式支持3×1配置的組網,其中,3指三個扇區,1指單載波。假設BBU1的槽位標號被預設為主BBU標識,BBU2的槽位標識被預設為備BBU標識,那么,圖8(b)所示組網的工作原理為:在完成圖8(b)的組網後,正常情況下,BBU1和BBU2均處於獨立工作狀態,只是BBU2處於熱備份工作狀態,由BBU1的主控單元來實現對整個系統的控制,BBU1與BBU2之間通過擴容接口實現數據共享,具體如何實現擴容接口、如何實現數據共享前面已詳細描述過,這裡不再重述。當BBU1的主控單元出現故障時,BBU1會自動重啟,同時將主備倒換控制信號傳送給BBU2,之後BBU2倒換為主BBU工作,BBU2的主控單元對整個系統進行控制,而BBU1降為備BBU工作。發生故障後的各BBU的工作狀態會上報給RNC,以便工作人員進行相應處理。
需要說明的是,通常只在主控單元發生故障時,實現主備倒換;而如果是基帶信號處理單元,或基帶射頻接口,或擴容接口等其它單元出現問題時,一般不進行主備倒換的。比如:當基帶信號處理單元或基帶射頻接口出現了故障,已經影響到了當前組網的配置情況,主備倒換沒有意義,此時即使將BBU1降為備BBU,但BBU1與RRU之間的通信已經中斷,無法再正常工作。所以,此種情況下只需BBU向RNC上報故障情況即可。
圖8(c)是該發明中兩個BBU與三個RRU組網實施例三的組網結構示意圖,圖8(c)中所示,BBU1與BBU2之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係,BBU1分別通過三個基帶射頻接口與三個RRU相連線,每個RRU屬於一個扇區,且每個RRU採用兩載波的組網配置,即圖8(c)中所述組網方式支持3×2配置的組網,其中,3指三個扇區,2指兩載波。由於 BBU1與BBU2之間形成主從關係,即增加了BBU上行/下行數據容量,是單個BBU是的兩倍。
圖8(c)所示組網的工作原理與圖8(b)的完全一樣,只是無論圖8(c)中的BBU1發生什麼故障,都只是向RNC上報,而沒有備份功能。
在上述BBU主備關係擴容和BBU主從關係擴容的基礎上,該發明的BBU還可以實現多種組網形式靈活多樣的擴容方式,下面結合附圖列舉幾種方式:
圖8(d)是該發明中四個BBU與六個RRU組網實施例四的組網結構示意圖,圖8(d)中所示,BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口相連,形成主備關係,六個RRU兩兩分為一組組成主集和分集方式,BBU1分別通過三個基帶射頻接口與三個主集RRU相連線,BBU2分別通過三個基帶射頻接口與三個分集RRU相連線,每兩個RRU屬於一個扇區,該組網方式支持三個扇區,其中每個RRU採用兩載波的備份組網配置,,即圖8(d)所示的組網方式支持3×2發分集配置的備份組網,其中,3指三個扇區,2指兩載波。
如果BBU1與BBU3之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係,BBU2與BBU4之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係,則該組網方式支持三個扇區,其中每個RRU採用兩載波的備份組網配置,即支持3×2發分集配置的備份組網,其中,3指三個扇區,2指兩載波。這裡,BBU1與BBU3之間、BBU2與BBU4之間也可以通過Eia擴容接口相連,形成主從關係,這種情況下,要由BBU1或BBU2的主控單元禁止發向BBU3或BBU4的主備倒換控制信號,所述禁止是指主控單元將主備倒換控制信號設為無效。
圖8(e)是該發明中三個BBU與六個RRU組網實施例五的組網結構示意圖,圖8(e)中所示,BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口相連,形成主備關係,BBU1與BBU3之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係,BBU2與BBU3之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係;六個RRU兩兩分為一組,BBU1分別通過三個基帶射頻接口與每組中的一個RRU相連 接,BBU2分別通過三個基帶射頻接口與每組中的另一個RRU相連線,每兩個RRU屬於一個扇區,該組網方式支持三個扇區,其中每組RRU採用三載波的備份組網配置,即圖8(e)所示的組網方式支持3×3配置的備份組網,其中,第一個3指三個扇區,第二個3指三載波。
圖8(f)是該發明中四個BBU與六個RRU組網實施例六的組網結構示意圖,圖8(f)中所示,BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口相連,形成主備關係;BBU1與BBU3之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係;BBU2與BBU4之間通過Eib擴容接口相連,形成主從關係;BBU3與BBU4之間通過Eia擴容接口相連,形成主從關係,需要說明的是,此時BBU3與BBU4之間通過Eia擴容接口的主備倒換控制接口被禁止。六個RRU兩兩分為一組組成主集和分集方式,BBU1分別通過三個基帶射頻接口與三個主集RRU相連線,BBU2分別通過三個基帶射頻接口與三個分集RRU相連線,該組網方式支持三個扇區,其中每個RRU採用四載波的備份組網配置,即圖8(f)所示的組網方式支持3×4發分集配置的備份組網,其中,3指三個扇區,4指四載波。
僅僅針對BBU而言,多個BBU之間也存在著不同的擴容方式,下面結合附圖一一說明。
圖9是該發明中四個BBU實現環連形組網的連線結構示意圖,BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口連線,使BBU1與BBU2之間構成主備關係;BBU1與BBU3之間、BBU2與BBU4之間、BBU3與BBU4之間分別通過Eia擴容接口連線,使BBU1與BBU3之間構成主從關係、BBU2與BBU4之間構成主從關係、BBU3與BBU4之間構成從關係。假設圖9中每個BBU的擴容接口是一個Eia擴容接口和一個Eib擴容接口,要在BBU3與BBU4之間構成主從關係,可以通過Eia接口連線來完成,只是此時BBU3的主控單元禁止向連線BBU4擴容接口傳送的主備倒換控制信號即可;或者可以在BBU3和BBU4中通過增加一個Eib接口來實現。
在圖9中的BBU互連方案中,各BBU之間可以通過電纜或光纖等傳輸 媒質實現擴容接口之間的連線,基站系統容量隨著BBU數量的增加而增加。這種組環方式,可以使用較少數目的擴容接口來實現BBU間的數據共享,並提供環網固有的線路保護功能。
圖10是該發明中多個BBU全互連示意圖,圖10中的各BBU均應分別至少具備一個Eia接口和多個Eib接口,BBU1與BBU2之間通過Eia擴容接口連線,使BBU1與BBU2之間構成主備關係;BBU3和BBU4之間通過支持主備倒換的擴容接口Eia連線,但主備倒換功能被禁止,只實現BBU3與BBU4之間的信息共享,不具備主備倒換功能;BBU1與BBU3之間、BBU2與BBU4之間、BBU1與BBU4之間、BBU2與BBU3之間均通過Eib擴容接口連線。可以看出圖9中的各BBU均應分別至少具備一個Eia接口和兩個或兩個以上Eib接口。
在圖10中的BBU全互連方案中,各BBU之間可以通過電纜或光纖等傳輸媒質實現擴容接口之間的連線,基站系統容量隨著BBU數量的增加而增加。
圖11是該發明中四個BBU全互連的另一種實施方式的連線示意圖,圖11中,在四個BBU之間增加設定了一個交換BB盒,各BBU通過該交換BB盒實現互連,該交換BB盒提供多個與BBU的擴容接口對接的擴容接口,交換BB盒根據各BBU的槽位標號區別不同BBU的性質,並在主BBU與備BBU之間建立主備倒換控制信號的電連線關係;而主BBU與從BBU之間,備BBU與從BBU之間、從BBU與從BBU之間不需要建立主備倒換控制信號的電相連,而它們之間的數據互動通過交換BB盒轉發,交換BB盒可根據數據中攜帶的目的BBU地址將數據轉發到相應的BBU上。
在圖11中四BBU全互連方案中,各BBU之間可以通過電纜或光纖等傳輸媒質實現擴容接口之間的連線,基站系統容量隨著BBU數量的增加而增加。交換BB盒負責在各BBU之間進行數據的交換,實現點到點或點到多點的信息轉發。不難看出,在BBU數量增多,組網更加複雜時,通過交換BB盒,大大減少了BBU上擴容接口的數目,降低單個BBU的成本。
該發明中的BBU是將基站的基帶部分根據容量進行劃分,分拆成多個靈活擴展的小容量基帶單元,由於每個基帶單元的容量小,可以將體積做得很小,靈活放置在空間受限的地方,達到“隱身”的目的;同時通過BBU的擴容接口,也可以實現多個BBU之間的互聯,使得系統實現宏基站的容量。與宏基站相比,該發明的BBU將主控、基帶和傳輸都集成在一起,且在一個盒式設備上同時出主控、基帶和傳輸接口,減小了體積和重量,擴展了設備的套用範圍;與小基站相比,該發明的BBU除了將主控基帶和傳輸部分集成在一起外,還提供了互連擴展用的接口,能實現基帶部分的擴展和疊加,實現宏基站的容量,進一步拓展了小基站的套用範圍。
從該發明所提供的技術方案可以看出,該發明的BBU通過小型化設計可實現分散式安裝,只要原有移動通信運營商已經有基站站址,就可以直接利用其室外宏基站內的剩餘空間、或室內宏基站機房的機櫃或機架的剩餘空間,安裝該發明的BBU,不需要額外的為基站選址,同時,由於設備小型化分散安裝,使得移動通信運營商可以大大縮短建網的時間,實現快速建網。
該發明的BBU盒為獨立裝置,既解決了傳統型基站體積大、重量大所存在的安裝複雜,承重要求高,安裝成本較高的問題;又規避了小基站/微基站不利於擴容的弊端,以及基帶處理單元和RFU升級換代的問題。
該發明中,每個BBU都提供傳輸接口功能,多個BBU互連時內部各功能模組形成分散式處理,通過BBU的基帶射頻接口可以與RRU或近端RFU實現各種形式的組網,整個系統各部分都具有保護機制,架構簡潔,易於實現備份,而且備份成本低,很好地滿足了未來電信設備對基站可靠性的要求。
該發明的實現還可以充分利用運營商已經購買的設備和獲取的基站地址,使其進一步發揮效益,減少未來投資。移動通信運營商在原有基站站址及其基站設備上可以實現多模基站,使得運營商可以充分利用原有投資,對原有設備空間和電源等進行充分利用,減少重複投資。

榮譽表彰

2010年11月15日,《分體式基站系統及其組網方法和基帶單元》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。

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