专利名称：用于控制基站收发信机子系统的重复结构的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于移动通信系统的设备和方法，特别是涉及一种在具有扇区结构的移动通信系统中用于控制基站收发信机子系统(BTS)重复结构的设备和方法。
背景技术：
图1是描述具有三个扇区和两个频率分配(frequency assignment)的传统基站收发信机子系统内部结构的方框图。
通常，在采用码分多址接入(CDMA)方案的移动通信系统中的基站收发信机子系统具有扇状小区结构。扇状小区结构是指这样的结构，其中，由BTS覆盖的小区被分成预定个数扇区并以预定个数扇区进行管理。这里，BTS具有包括α、β和γ三个扇区的小区。BTS使用的频率分配个数可以根据环境而改变。而且，BTS采用功率分配器(power divider)和功率合成器(powercombiner)。根据相应BTS的容量和结构(例如BTS的扇区结构和FA结构)，功率分配器/功率合成器可以有不同的结构。
参考图1，BTS有三个扇区和两个FA。因此，三个扇区中的每一扇区都具有用于两个FA中的每一FA的接收结构。也就是说，对于α扇区，BTS包括天线111、带通滤波器113、和功率分配器115。对于3扇区，BTS包括天线121、带通滤波器123、和功率分配器125。同时，对于γ扇区，BTS包括天线131、带通滤波器133、和功率分配器135。而且，BTS包括6∶7切换器150，接收部分160和控制器161。6∶7切换器150将由功率分配器115、125和135输出的信号与接收部分160中的相应接收机连接。接收部分160包括用于处理α扇区信号的接收机、处理3扇区信号的接收机和处理γ扇区信号的接收机和冗余接收机，该冗余接收机是为用于处理α、β和γ扇区信号的接收机中的任一个运行出错情况而准备的。控制器161根据相应接收机的状态，来控制6∶7切换器的操作，所述切换器用于将来自功率分配器115、125和135的信号连接至接收部分160中的相应接收机。
下文中，将说明把通过α、β和γ扇区接收的信号传输到相应接收机的过程，且首先说明把通过α扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
首先，当通过天线111接收到α扇区信号时，天线111将接收的信号输出至带通滤波器113。带通滤波器113接收从天线111输出的信号，根据预定带宽对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器115。这里，带通滤波器113通过滤波除去包含在天线111输出信号中的不需要频带的成分。功率分配器115将从带通滤波器113输出的信号分成两个半功率信号(half-power signal)并将半功率信号输出至6∶7切换器150。这里，由于BTS有两个FA，功率分配器115将从带通滤波器113输出的信号分成两个半功率信号。同时，6∶7切换器150具有6个输入端口和7个输出端口。六个输入端口按对分别分配给与三个扇区连接的功率分配器115、125和135中的每一功率分配器。换句话说，在6∶7切换器150中，输入端口1和2接收由用于处理α扇区信号的功率分配器115输出的两个信号，输入端口3和4接收由用于处理β扇区信号的功率分配器125输出的两个信号，输入端口5和6接收由用于处理γ扇区信号的功率分配器135输出的两个信号，然后，6∶7切换器150将通过输入端口1和2输入的信号，通过输出端口11和12传输至相应接收机，即接收部分160中的第一接收机117和第二接收机(未示出)。
第二，下面说明把通过β扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线121接收到β扇区信号时，天线121将接收的信号输出到带通滤波器123。带通滤波器123接收从天线121输出的信号，根据预定带宽对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器125。功率分配器125将从带通滤波器123输出的信号分成两个半功率信号并将半功率信号输出到6∶7切换器150。然后，6∶7切换器150通过输入端口3和4接收来自功率分配器125的信号，并通过输出端口13和14将信号传输到相应接收机，即接收部分160中的第三接收机(未示出)和第四接收机(未示出)。
第三，下面说明把通过γ扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线131接收到γ扇区信号时，天线131将接收的信号输出到带通滤波器133。带通滤波器133接收从天线131输出的信号，根据预定带宽对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器135。功率分配器135将从带通滤波器133输出的信号分成两个半功率信号，并将半功率信号输出到6∶7切换器150。然后，6∶7切换器150通过输入端口5和6接收来自功率分配器135的信号，并通过输出端口15和16将信号传输到相应接收机，即接收部分160中的第五接收机(未示出)和第六接收机127。
当以此方式通过扇区α、β、γ接收的信号在相应接收机中被解调的同时，上述接收机中的任意接收机都可能运行出错。当接收机之一运行出错时，使用冗余接收机137代替不能执行解调接收信号的正常操作的出错接收机。也就是说，将连接从出错接收机切换到冗余接收机137，以便替代出错接收机的冗余接收机137能够执行对接收信号的解调。控制器161周期性地监视接收机的状态。当控制器161从接收机中检测到任一出错接收机的存在时，控制器161控制6∶7切换器150将信号连接到与冗余接收机137相连的另一输出端口，即输出端口17，其中，所述信号是与连接到出错接收机的输出端口相连的。
例如，当第一接收机117运行出错时，控制器161检测到第一接收机117的错误运行，并控制6∶7切换器150将连接从第一接收机117切换到冗余接收机137。当控制器161将连接从第一接收机117切换到冗余接收机137时，通过输入端口1输入的、与第一接收机117相连的信号被连接到与冗余接收机137相连的输出端口，即输出端口17。结果，BTS通过从出错接收机切换到冗余接收机，总是可以执行接收信号的正确调制。
在参考图1给出对具有三个扇区和两个FA的BTS的内部结构，特别是接收机连接结构的上述说明的同时，下面将参考图2，说明具有4个FA而没有扇区结构的BTS的内部结构。
图2是描述具有4个FA而没有扇区结构的传统BTS内部结构的方框图。
BTS可以具有如参考图1说明的扇区结构，也可以具有无扇区的全向结构(omni-directional structure)。图2所示的BTS具有全向结构，其中，BTS通过单个全向天线接收信号。
参考图2，当通过天线211接收信号时，天线211将接收信号输出到带通滤波器213。带通滤波器213接收从天线211输入的信号，根据预定带宽对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器215。在这种情况下，带通滤波器213通过滤波消除包含在天线211输出的信号中的不需要的频带成分。功率分配器215将从带通滤波器213输出的信号分成4个四分之一功率信号并将4个四分之一功率信号输出到4∶5切换器217。这里，由于BTS具有4个FA，功率分配器215将带通滤波器213输出的信号分成4个四分之一功率信号。同时，4∶5切换器217具有4个输入端口和5个输出端口。也就是说，4∶5切换器217通过输入端口1到4接收在功率分配器215中进行了功率分配(power-divided)的4个信号，并将它们连接到相应输出端口11至14。在4∶5切换器217中，通过端口1输入的信号被连接到输出端口11，通过端口2输入的信号被连接到输出端口12，通过端口3输入的信号被连接到输出端口13，以及通过端口4输入的信号被连接到输出端口14。
接着，连接到输出端口11的信号被输入到第一接收机221，连接到输出端口12的信号被输入到第二接收机223，连接到输出端口13的信号被输入到第三接收机225，连接到输出端口14的信号被输入到第四接收机227。在以此方式接收的信号在相应接收机中被正常解调时，上描接收机中的任意接收机都可能运行出错。当接收机之一运行出错时，将使用冗余接收机229取代不能执行解调接收信号的正常操作的出错接收机。也就是说，连接从出错接收机切换到冗余接收机229，以便冗余接收机229可以代替出错接收机执行对接收信号的解调。控制器219周期性地监视接收机的状态。当控制器219从接收机中检测到任意出错接收机的存在时，控制器219控制4∶5切换器217将与出错接收机的输出端口连接的信号切换到与冗余接收机229连接的另一输出端口，即输出端口15。
例如，当第一接收机221运行出错时，控制器219检测第一接收机221的运行出错，并控制4∶5切换器217将连接从第一接收机221切换到冗余接收机229。当控制器219将连接从第一接收机221切换到冗余接收机137时，通过输入端口1输入的、与第一接收机221连接的信号被连接到与冗余接收机229相连的输出端口15。结果，BTS通过从出错接收机切换到冗余接收机，总是执行接收信号的正确调制。
在参考图2给出了对具有4个FA而没有扇区的BTS的内部结构，特别是接收机连接结构的说明的同时，下面将参考图3，说明具有M个FA和3个扇区的BTS的内部结构。
图3是说明具有三个扇区和M个FA的传统BTS的内部结构的方框图。
在下面参照图3的描述中，由于天线311、321、和331以及带通滤波器313、323和333执行与图1所示的天线111、121、和131以及带通滤波器113、123和133相同的功能，将省略有关它们的描述。虽然功率分配器315、325、和335以与图1中的功率分配器115、125、和135相同的方式执行功率分配操作，但是，由于BTS具有M个FA，功率分配器315、325和335中的每一功率分配器将输入信号分成M个具有1/M功率的等功率信号，并将所分的信号输出到N∶(N+1)切换器350。这里，N表示3M。然后，N∶(N+1)切换器350接收从功率分配器315、325和335输出的信号，并将信号连接到接收部分370的相应接收机，即第一接收机371到第N接收机373。这里，N∶(N+1)切换器350具有N个输入端口，即输入端口1到N和N+1个输出端口，即输出端口1(1)到1(N+1)。在N∶(N+1)切换器350中，N个输入端口接收从功率分配器315、325和335输出的信号，N+1个输出端口中输出端口1(1)至1(N)将由N个输入端口输入的信号连接到第一接收机371到第N接收机373。此外，剩余的一个输出端口，即输出端口N+1被连接到冗余接收机375。
当以这种方式接收的信号在相应接收机中被正常解调时，上述接收机中的任意接收机都可能运行出错。当接收机之一运行出错时，冗余接收机375被用于代替不能执行解调接收信号的正常操作的出错接收机。也就是说，将连接从出错接收机切换到冗余接收机375，以便冗余接收机375可以代替出错接收机执行对接收信号的解调。控制器351周期性地监视接收机的状态。当控制器351从接收机中检测到任一个出错接收机的存在时，控制器351控制N∶(N+1)切换器350将与出错接收机的输出端口相连的信号连接到与冗余接收机375相连的另一输出端口。
例如，如果第一接收机371运行出错，控制器351检测到第一接收机371的错误运行，并控制N∶(N+1)切换器350将连接从第一接收机371切换到冗余接收机375。在N∶(N+1)切换器350中，由于控制器351将连接从第一接收机371切换到冗余接收机375，所以由输入端口1输入的、与第一接收机371相连的信号被连接到与冗余接收机375相连的输出端口，即输出端口N+1。结果，BTS通过将连接从出错接收机切换到冗余接收机，总是可以执行接收信号的正确调制。
从上面描述可以清楚地看出，BTS的切换结构决定于BTS配备的接收机个数，即切换结构依赖于接收机个数，其中，必须为运行出错预备一个冗余接收机。例如，当BTS具有包括1个冗余接收机的7个接收机，BTS需要一个6∶7切换器。随着为其任意故障预备了冗余接收机的接收机个数的增加，切换结构变得越复杂。当为其任意故障预备了冗余接收机的接收机个数是12，BTS具有包括冗余接收机在内的13个接收机，这需要BTS装备12∶13切换器。12∶13切换器应该具有包括12个输入端口和13个输出端口的25个端口。切换器中端口个数的增多也增加了切换器的尺寸，从而导致切换器占据更大空间。而且，随着端口个数的增加，用于控制端口的辅助设备也相应增加，从而增加了制造成本。而且，在使用冗余接收机之前无法知道冗余接收机的状态。因此，即使在将连接从出错接收机切换到运行异常的冗余接收机后，也不能解调由出错接收机处理的信号，这导致了BTS不能正常工作，从而恶化了由BTS提供的服务质量。
发明内容
因此，本发明被用于解决现有技术中出现的上述问题，本发明的一个目的是提供一种在移动通信系统中用于控制基站收发信机子系统(BTS)重复结构的设备和方法，它具有最小化的切换结构。
本发明的另一目的是提供一种在移动通信系统中用于控制基站收发信机子系统(BTS)的重复结构的设备和方法，它能连续不断地监视冗余接收机的状态。
为了充分实现该目的，提供一种用于控制基站收发信机子系统(BTS)的重复结构的设备和方法，所述BTS具有包括第一扇区到第N扇区的N个扇区和包括第一FA到第M FA的M个FA，该设备包括N个功率分配器，每一功率分配器具有M个输出端口和一个冗余输出端口，每一功率分配器将一个输入信号分成具有1/(M+1)功率的等功率信号，并通过M个输出端口和一个冗余输出端口输出进行了功率分配的信号；N×M个接收机，用于分别解调从N个功率分配器的输出端口输出的信号；冗余接收机，用于解调由N×M个接收机之一接收机处理的、并根据预定控制将其切换过来的信号；与N个功率分配器的每一冗余输出端口相连的切换器，切换器根据预定控制，将由冗余输出端口之一输出的信号连接到冗余接收机；和控制器，用于监视N×M个接收机的操作状态，并在控制器从N×M个接收机中检测到运行异常的接收机时，控制切换器将冗余信号连接到冗余接收机，冗余信号是从与运行异常的接收机相连的功率分配器的冗余输出端口输出的。
从下面结合附图详细说明中，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会更加清楚，其中图1是说明具有3个扇区和2个频率分配(FA)的传统BTS的内部结构的方框图；图2是说明具有4个FA而没有扇区结构的传统BTS的内部结构的方框图；图3是说明具有3个扇区和M个FA的传统BTS的内部结构的方框图；图4是说明根据本发明一个实施例的、具有3个扇区和4个FA的BTS的内部结构的方框图；图5是说明根据本发明另一实施例的、具有4个FA而没有扇区结构的BTS的内部结构的方框图；和图6是说明根据本发明另一个实施例的、具有N个扇区和M个FA的BTS的内部结构的方框图。
具体实施例方式
将参考
本发明的几个实施例。在本发明的下面说明中，为了简洁，省略了对其中包含的已知功能和结构的详细说明。
图4是说明根据本发明一个实施例的、具有3个扇区和4个频率分配(FA)的基站收发信机子系统(BTS)的内部结构的方框图。
参考图4，BTS具有三个扇区和4个FA。因此，三个扇区中的每一扇区具有用于四个FA中的每一FA的接收结构。对于α扇区，BTS包括用于从空中接收信号的天线411、带通滤波器413、和功率分配器415。对于β扇区，BTS包括天线421、带通滤波器423和功率分配器425。同时，对于γ扇区，BTS包括通天线431、带通滤波器433和功率分配器435。而且，BTS包括接收部分460、4∶1切换器440、测试信号发生器470和控制器450。接收部分460以与发送机的调制方案相对应的解调方案，解调由功率分配器415、425和435输出的信号。测试信号发生器470产生测试信号。控制器450控制4∶1切换器440的操作，该4∶1切换器440根据接收机的状态，将由功率分配器415、425和435输出的信号连接到接收部分460中的相应接收机。接收部分460包括用于处理α扇区信号的接收机、用于处理β扇区信号的接收机和用于处理γ扇区信号的接收机，以及冗余接收机，所述冗余接收机是为处理α、β和γ扇区信号的接收机中的任一个运行出错时而装备的。
下文中，将说明将通过α、β和γ扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。首先说明将通过α扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
首先，当通过天线411接收α扇区信号时，天线411将接收信号输出到带通滤波器413。带通滤波器413接收从天线411输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器415。这里，带通滤波器413通过滤波，消除了包含在由天线411输出的信号中的不需要频带上的成分。功率分配器415将从带通滤波器413输出的信号分成5个具有五分之一功率的等功率信号，并将所分的信号输出到接收部分460中的用于处理α扇区信号的接收机。这里，由于BTS具有4个FA且需要用于冗余接收机的分离信号，所以功率分配器415将从带通滤波器413输出的信号分成5个具有五分之一功率的等功率信号。图4表示用于处理α、β和γ扇区信号的接收机的一部分。然而，在接收部分460中，第一接收机461到第四接收机(未示出)处理α扇区信号，第5接收机(未示出)到第八接收机(未示出)处理β扇区信号，第九接收机(未示出)到第十二接收机465处理γ扇区信号。
功率分配器415具有用于接收从带通滤波器413输出的信号的一个输入端口和用于输出五个具有五分之一功率的功率分配信号(power-divided signal)到相应接收机的5个输出端口。在5个输出端口中，输出端口11到14是这样的端口通过它们，在第一接收机461到第四接收机全部正常工作时，5个功率分配信号中的4个信号被输出到第一接收机461到第四接收机，而输出端口R是这样的端口通过它，在第一接收机461到第四接收机之一运行出错时，5个功率分配信号中的剩余的一个信号被输出到冗余接收机465。第一接收机461到第四接收机根据各自预定的解调方案解调从功率分配器415输出的信号。
其次，将说明将通过β扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线421接收到β扇区信号时，天线421将接收信号输出到带通滤波器423。带通滤波器423接收从天线421输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器425。功率分配器425将从带通滤波器423输出的信号分成5个具有五分之一功率的等功率信号，并将所分的信号(divided signal)输出到接收部分460中的用于处理β扇区信号的接收机，即第5接收机到第8接收机。
功率分配器425具有用于接收从带通滤波器423输出的信号的一个输入端口和用于将五个具有五分之一功率的功率分配信号输出到相应接收机的5个输出端口。在5个输出端口中，输出端口21到24是这样的端口通过它们，在第五接收机到第八接收机全部正常工作时，5个功率分配信号中的4个信号被输出到第五接收机到第八接收机，输出端口R是这样的端口通过它，在第五接收机到第八接收机之一运行出错时，5个功率分配信号中的剩余一个信号被输出到冗余接收机465。第五接收机到第八接收机根据各自预定的解调方案解调从功率分配器425输出的信号。
再次，说明将通过γ扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线431接收γ扇区信号时，天线431将接收信号输出到带通滤波器433。带通滤波器433接收从天线431输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器435。功率分配器435将从带通滤波器433输出的信号分成5个具有五分之一功率的等功率信号，并将所分的信号输出到接收部分460中的用于处理γ扇区信号的接收机，即第九接收机到第十二接收机463。
功率分配器435具有用于接收从带通滤波器433输出的信号的一个输入端口和用于将5个具有五分之一功率的功率分配信号输出到相应接收机的5个输出端口。在5个输出端口中，输出端口31到34是这样的端口通过它们，在第九接收机到第十二接收机463全部正常工作时，5个功率分配信号中的4个信号被输出到第九接收机到第十二接收机463，输出端口R是这样的端口通过它，在第九接收机到第十二接收机之一运行出错时，5个功率分配信号中的剩余一个信号被输出到冗余接收机465。第九接收机到第十二接收机根据各自预定的解调方案解调从功率分配器435输出的信号。
在以这种方式通过α、β和γ扇区接收的信号在相应接收机中被正常解调的同时，上述接收机中的任意接收机都可能运行出错。当接收机之一运行出错时，冗余接收机465被用于代替不能执行解调接收信号的正常操作的出错接收机。也就是说，将连接从出错接收机切换到冗余接收机465，以便冗余接收机465可以代替出错接收机执行对接收信号的解调。在将连接从出错接收机切换到冗余接收机465的过程中，本发明不采用传统的N∶(N+1)切换结构，而采用对功率分配器的端口的直接控制，从而消除了复杂的切换结构。复杂切换结构的消除使得不需要与切换结构相关的辅助设备，从而克服了空间限制和减少了制造成本。
此外，如前述现有技术相同，在冗余接收机465处于异常状态时，即使在将由出错接收机处理的信号连接到冗余接收机465之后，仍不能正常处理信号。因此，如后所述，在本发明的一个实施例中，周期性地检测冗余接收机465以确定它是否处于正常状态。
首先，将通过功率分配器415、425和435的输出端口R输出的信号输入到4∶1切换器440。也就是说，由功率分配器415的输出端口R输出的信号被输入到4∶1切换器440的输入端口1，由功率分配器425的输出端口R输出的信号被输入到4∶1切换器440的输入端口2，由功率分配器435的输出端口R输出的信号被输入到4∶1切换器440的输入端口3，另外，由测试信号发生器470输出的测试信号被输入到4∶1切换器440的剩余的输入端口4。测试信号发生器470产生用于判断冗余接收机465是否处于正常状态的测试信号。在普通状态中，控制器450控制4∶1切换器440将由测试信号发生器470产生的测试信号连接到冗余接收机465。冗余接收机465接收和处理来自4∶1切换器440的测试信号。控制器450从测试信号的处理结果，来确定冗余接收机465是否处于正常状态。
当所有接收机运行正常时，如果第一接收机461到第十二接收机463中的一个运行出错，控制器450就控制4∶1切换器440以将与出错接收机相连的信号连接到冗余接收机465。例如，如果第一接收机461运行出错，控制器450控制4∶1切换器440将从功率分配器415的输出端口R输出的信号连接到冗余接收机465。然后，冗余接收机465代替第一接收机461，以预定解调方案解调信号。
在参考图4给出了对具有3个扇区和4个FA的BTS的内部结构的说明的同时，在下文中，将参考图5说明具有4个FA而没有扇区结构的BTS的内部结构。
图5是说明根据本发明的另一实施例的、具有4个FA而没有扇区结构的BTS的内部结构的方框图。
BTS可以具有如参考图4所述的扇区结构，也可以是没有扇区的全向结构。图5所示的BTS具有全向结构，其中，BTS通过单个全向天线接收信号。参考图5，当通过天线511接收信号时，天线511将接收信号输出到带通滤波器513，带通滤波器513接收由天线511输出的信号，根据预定带宽对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器515。功率分配器515将从带通滤波器513输出的信号分成5个具有五分之一功率的等功率信号。并将5个功率分配信号分别输出到第一接收机521、第二接收机523、第三接收机525、第四接收机527和第五接收机529。
此外，控制器530连续监视第一接收机521到第四接收机527的状态。当第一接收机521到第四接收机527之一运行出错时，控制器530使冗余接收机529能够代替出错接收机执行解调。例如，当第一接收机521运行出错，控制器530停止第一接收机521的解调操作，并使冗余接收机529能够代替出错接收机执行解调操作。也是在这种情况下，在将连接从出错接收机切换到冗余接收机529的过程中，本发明不采用传统的N∶(N+1)切换结构，而采用对功率分配器的端口的直接控制，从而避免了复杂的切换结构。复杂结构的消除使得不需要与切换结构相关的辅助设备，从而克服了空间限制和减少了制造成本。
在参考图5给出了对具有4个FA而没有扇区结构的BTS的内部结构，特别是接收机连接结构的上述说明的同时，下面将参考图6说明具有N个扇区和M个FA的BTS的内部结构。
图6是说明根据本发明另一实施例的、具有N个扇区和M个FA的BTS的内部结构的方框图。
参考图6，BTS具有N个扇区和M个FA。因此，N个扇区中的每一扇区具有用于M个FA的每一FA的接收结构。与对图4的描述相同，对于α扇区，BTS包括用于从空中接收信号的天线611、带通滤波器613、和功率分配器615。对于β扇区，BTS包括天线621、带通滤波器623和功率分配器625。对于γ扇区，BTS包括天线631、带通滤波器633和功率分配器635。以这种方式，对于每一中间扇区，BTS包括相应的天线、相应的带通滤波器、和相应的功率分配器。对于作为最后一个扇区的N扇区，BTS包括天线681、带通滤波器683和功率分配器685。
而且，BTS包括接收部分660、(N+1)∶1切换器640、测试信号发生器670和控制器650。接收部分660以与发送方的调制方案相对应的解调方案解调由N个扇区的功率分配器输出的信号。测试信号发生器670产生测试信号。控制器650控制(N+1)∶1切换器640的操作，该(N+1)∶1切换器640根据接收机的状态，将由功率分配器615、625和635输出的信号，即冗余信号连接到接收部分660中的相应接收机。这里，接收部分660包括用于处理α扇区信号的接收机、用于处理β扇区信号的接收机、用于处理γ扇区信号的接收机，...，用于处理作为最后扇区信号的N扇区信号的接收机以及冗余接收机，所述冗余接收机是为处理α扇区到N扇区信号的接收机中的任一个运行出错而装备的。
下文中，将说明将通过α到N扇区接收的信号传输到相应接收机的过程，并且首先说明将通过α扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
首先，当通过天线611接收α扇区信号时，天线611将接收信号输出到带通滤波器613。带通滤波器613接收从天线611输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器615。功率分配器615将从带通滤波器613输出的信号分成具有1/(M+1)功率的等功率信号，并将功率分配信号输出到接收部分660中的用于处理α扇区信号的接收机。这里，由于BTS具有M个FA且需要用于冗余接收机的一个分离信号，所以功率分配器615将从带通滤波器613输出的信号分成具有1/(M+1)功率的等功率信号。图6表示用于处理α到N扇区信号的接收机的一部分。然而，在接收部分660中，从第一接收机661到第M接收机(未示出)的M个接收机处理α扇区信号，从第M+1接收机到第2M接收机(未示出)的M个接收机处理β扇区信号，从第2M+1接收机到第3M接收机的M个接收机处理γ扇区信号，...，从第(N-1)M+1接收机(未示出)到第N×M接收机663的M个接收机处理N扇区信号。
功率分配器615具有用于接收从带通滤波器613输出的信号的一个输入端口和用于将M+1个具有1/(M+1)功率的功率分配信号输出到相应接收机的M+1个输出端口。在M+1个输出端口中，输出端口11到1M是这样的端口通过它们，在第一接收机661到第M接收机全部正常工作时，M+1个功率分配信号中的M个信号被输出到第一接收机661到第M接收机，而输出端口R是这样的端口通过它，在第一接收机661到第M接收机之一运行出错时，M+1个功率分配信号中的剩余的一个信号被输出到冗余接收机665。第一接收机661到第M接收机根据各自预定的解调方案，解调从功率分配器615输出的信号。
其次，下面将说明将通过β扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线621接收到β扇区信号时，天线621将接收信号输出到带通滤波器623。带通滤波器623接收从天线621输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器625。功率分配器625将从带通滤波器623输出的信号分成具有1/(M+1)功率的等功率信号，并将功率分配信号输出到接收部分660中的用于处理β扇区信号的接收机，即第(M+1)接收机到第2M接收机。
功率分配器625具有用于接收从带通滤波器623输出的信号的一个输入端口和用于将M+1个具有1/(M+1)功率的功率分配信号输出到相应接收机的M+1个输出端口。在M+1个输出端口中，输出端口21到2M是这样的端口通过它们，在第M+1接收机到第2M接收机全部正常工作时，M+1个功率分配信号中的M个信号被输出到第M+1接收机到第2M接收机，而输出端口R是这样的端口通过它，在第M+1接收机到第2M接收机之一运行出错时，M+1个功率分配信号中的剩余的一个信号被输出到冗余接收机665。第M+1接收机到第2M接收机根据各自预定的解调方案解调从功率分配器625输出的信号。
再次，下面说明将通过γ扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线631接收γ扇区信号时，天线631将接收信号输出到带通滤波器633。带通滤波器633接收从天线631输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器635。功率分配器635将从带通滤波器633输出的信号分成具有1/(M+1)功率的等功率信号，并将功率分配信号输出到接收部分660中的用于处理γ扇区信号的接收机。即第2M+1接收机到第3M接收机。
功率分配器635具有用于接收从带通滤波器633输出的信号的一个输入端口和用于将M+1个具有1/(M+1)功率的功率分配信号输出到相应接收机的M+1个输出端口。在M+1个输出端口中，输出端口31到3M是这样的端口通过它们，在第2M+1接收机到第3M接收机全部正常工作时，M+1个功率分配信号中的M个信号被输出到第2M+1接收机到第3M接收机，而输出端口R是这样的端口通过它，在第2M+1接收机到第3M接收机之一运行出错时，M+1个功率分配信号中的剩余的一个信号被输出到冗余接收机665。第2M+1接收机到第3M接收机根据各自预定的解调方案，解调从功率分配器635输出的信号。
以与将通过α、β和γ扇区接收的信号连接到相应接收机的过程相同的方式，将通过其它扇区接收的信号连接到相应接收机。
特别地，下面说明将通过N扇区接收的信号传输到相应接收机的过程。
当通过天线681接收N扇区信号时，天线681将接收信号输出到带通滤波器683。带通滤波器683接收从天线681输出的信号，按照预定频带对接收信号滤波，然后将滤波信号输出到功率分配器685。功率分配器685将从带通滤波器683输出的信号分成具有1/(M+1)功率的等功率信号，并将功率分配信号输出到接收部分660中的用于处理N扇区信号的接收机，即第(N-1)M+1接收机到第N×M接收机663。
功率分配器685具有用于接收从带通滤波器683输出的信号的一个输入端口和用于将M+1个具有1/(M+1)功率的功率分配信号输出到相应接收机的M+1个输出端口。在M+1个输出端口中，输出端口N1到NM是这样的端口通过它们，在第(N-1)M+1接收机到第N×M接收机全部正常工作时，M+1个功率分配信号中的M个信号被输出到第(N-1)M+1接收机到第N×M接收机663，而输出端口R是这样的端口通过它，在第(N-1)M+1接收机到第N×M接收机663之一运行出错时，M+1个功率分配信号中的剩余的一个信号被输出到冗余接收机665。第(N-1)M+1接收机到第N×M接收机663根据各自预定的解调方案解调从功率分配器685输出的信号。
在以这种方式通过α到N扇区接收的信号在相应接收机中被正常解调的同时，上述接收机中的任意接收机都可能运行出错。当接收机之一运行出错时，冗余接收机665被用于代替不能执行解调接收信号的正常操作的出错接收机。也就是说，将连接从出错接收机切换到冗余接收机665，以便冗余接收机665可以代替出错接收机执行对接收信号的解调，下面参考图6对其进行了详细描述。
包括用于处理α扇区信号的功率分配器615、用于处理β扇区信号的功率分配器625、用于处理γ扇区信号的功率分配器635、...、用于处理N扇区信号的功率分配器685的、用于处理扇区信号的每一功率分配器都具有用于将信号输出到冗余接收机665的冗余输出端口R。控制器650控制用于处理扇区信号的第一接收机661到第N×M接收机663的状态。当控制器650从第一接收机661到第N×M接收机663中检测到任一个出错接收机的存在时，控制器650就控制(N+1)∶1切换器640将连接从出错接收机切换到冗余接收机665。如上所述，在任意其它接收机运行出错时，为了执行正常操作，要求冗余接收机665保持正常运行。因此，冗余接收机665连续处理由测试信号发生器670产生的测试信号，并且控制器650通过冗余接收机665对测试信号的处理结果，连续监视冗余接收机665的状态。
同时，在将连接从出错接收机切换到冗余接收机665之后，控制器控制(N+1)∶1切换器640中断从测试信号的输入端口到冗余接收机665的连接，并将冗余接收机665连接到用于接收从与出错接收机相连的功率分配器的冗余信号输出端口R输出的信号的输入端口。例如，如果用于处理α扇区信号的第一接收机661运行出错，控制器650就控制(N+1)∶1切换器640将从第一接收机661相连的功率分配器615的输出端口R输出的信号连接到冗余接收机665。然后，冗余接收机665以与第一接收机661中的解调方案相同的解调方案，解调从功率分配器615的输出端口R输出的信号。在如上所述的本发明中，在将连接从出错接收机切换到冗余接收机665的过程中，直接控制功率分配器的端口，以便消除现有技术中的复杂的切换结构。复杂切换结构的消除使得不需要与切换结构相关的辅助设备，从而克服了空间的限制和减少了制造成本。
在如上所述的根据本发明的移动通信系统中的BTS中，每一功率分配器输出用于冗余接收机的所分信号，以使在接收部分中的任意接收机运行出错时，通过功率分配器的输出端口将信号直接连接到冗余接收机，从而消除了复杂的切换结构。复杂切换结构的消除使得不需要与切换结构相关的辅助设备，从而克服了空间限制和减少了制造成本。而且，在根据本发明的基站收发信机子系统中，连续监视冗余接收机的状态，防止了基站收发信机子系统提供的业务由于冗余接收机的异常运行而被停止，从而增加了在提供业务中的安全性和效率。
虽然本发明参考其特定实施例被展示和说明，但本技术领域的人员应当理解的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以在形式上和细节上进行各种修改。
权利要求
1.一种用于控制基站收发信机子系统的重复结构的设备，其中，所述基站收发信机子系统具有包括从第一扇区到第N扇区的N个扇区和包括从第一频率分配到第M频率分配的M个频率分配，该设备包括N个功率分配器，每一功率分配器具有M个输出端口和一个冗余输出端口，每一功率分配器将输入信号分成等功率信号，并通过M个输出端口和一个冗余输出端口输出功率分配信号，上述每一等功率信号具有1/(M+1)功率；N×M个接收机，用于分别解调从该N个功率分配器的该输出端口输出的信号；冗余接收机，用于解调由N×M个接收机之一处理的、并根据预定控制从该N×M个接收机之一切换过来的信号；切换器，与N个功率分配器的每一冗余输出端口相连，切换器根据预定控制，将从冗余输出端口之一输出的信号连接到该冗余接收机；和控制器，用于监视该N×M个接收机的操作状态，并在该控制器从N×M接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制该切换器将冗余信号连接到冗余接收机，所述冗余信号是由与运行异常的接收机相连的功率分配器的冗余输出端口输出的。
2.如权利要求1所述的设备，还包括测试信号发生器，用于产生用于测试冗余接收机是否正常运行的测试信号，所述测试信号发生器具有一个与所述切换器相连的端口。
3.如权利要求2所述的设备，其中，控制器在所有N×M个接收机正常运行时，控制该切换器将该测试信号连接到该冗余接收机，并根据在该冗余接收机处理测试信号之后所得到的结果，来确定该冗余接收机是否正在正常运行。
4.一种用于控制基站收发信机子系统的重复结构的设备，其中，该基站收发信机子系统具有包括从第一频率分配到第M频率分配的M个频率分配，该设备包括功率分配器，其具有M个输出端口和一个冗余输出端口，该功率分配器将输入信号分成等功率信号，并通过该M个输出端口和一个冗余输出端口输出该功率分配信号，每一上述等功率信号具有1/(M+1)功率；M个接收机，用于分别解调从该功率分配器输出的信号；冗余接收机，用于解调由M个接收机之一处理的、并根据预定控制从该M个接收机之一切换过来的信号；切换器，与冗余输出端口相连，该切换器根据预定控制，将从该冗余输出端口输出的信号连接到该冗余接收机；和控制器，监视M个接收机的运行状态，并在控制器从M个接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制该切换器将该冗余信号连接到该冗余接收机，该冗余信号从该冗余输出端口输出的。
5.一种用于控制基站收发信机子系统的重复结构的设备，该基站收发信机子系统具有包括从α扇区到γ扇区的三个扇区和包括从第一频率分配到第四频率分配的四个频率分配，该设备包括三个功率分配器，每一个功率分配器具有四个输出端口和一个冗余输出端口，该每一功率分配器将输入信号分成等功率信号，并通过该四个输出端口和一个冗余输出端口输出该功率分配信号，每一上述等功率分配信号具有1/5功率；十二个接收机，用于分别解调从该三个功率分配器的该输出端口输出的信号；冗余接收机，用于解调由该十二个接收机之一处理的、并根据预定控制从该十二个接收机之一切换过来的信号；4∶1切换器，与该三个功率分配器的每一冗余输出端口相连，该4∶1切换器根据预定控制，将从该冗余输出端口之一输出的信号连接到该冗余接收机；和控制器，用于监视该十二个接收机的运行状态，并在该控制器从该十二个接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制该4∶1切换器将该冗余信号连接到该冗余接收机，该冗余信号是从与该运行异常的接收机相连的功率分配器的冗余输出端口输出的。
6.如权利要求5所述的设备，还包括测试信号发生器，用于产生用于测试该冗余接收机运行是否正常的测试信号，该测试信号发生器具有一个与该4∶1切换器相连的端口。
7.如权利要求6所述的设备，其中，该控制器在所有十二个接收机运行正常时控制该4∶1切换器将该测试信号连接到该冗余接收机，并根据在该冗余接收机处理该测试信号之后所得到的结果，来确定该冗余接收机是否正常运行。
8.一种用于控制基站收发信机子系统的重复结构的方法，其中，基站收发信机子系统具有包括从第一扇区到第N扇区的N个扇区和包括从第一频率分配到第M频率分配的M个频率分配，该方法包括步骤通过N个功率分配器将输入信号分成等功率信号，每一该功率分配器具有M个输出端口和一个冗余输出端口，并且每一该等功率信号具有1/(M+1)功率；通过该M个输出端口和一个冗余输出端口输出该功率分配信号；分别通过N×M个接收机，解调从该N个功率分配器的该输出端口输出的信号；通过冗余接收机，解调由N×M个接收机之一处理的、并根据预定控制从该N×M个接收机之一切换过来的信号；通过切换器，与该N个功率分配器的每一冗余输出端口相连，该切换器根据预定控制，将从该冗余输出端口之一输出的信号连接到该冗余接收机；和通过控制器，监视N×M个接收机的运行状态，并在该控制器从该N×M接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制该切换器将该冗余信号连接到该冗余接收机，该冗余信号由与运行异常的接收机相连的功率分配器的冗余输出端口输出。
9.如权利要求8所述的方法，还包括步骤由测试信号发生器产生用于测试该冗余接收机是否正常运行的测试信号，该测试信号发生器具有一个与所述切换器相连的端口。
10.如权利要求9所述的方法，还包括步骤通过该控制器，在所有N×M个接收机正常运行时，控制该切换器将该测试信号连接到该冗余接收机；和通过控制器，根据在该冗余接收机处理该测试信号之后所得到的结果，来确定该冗余接收机是否正在正常运行。
11.一种用于控制基站收发信机子系统的重复结构的方法，其中，基站收发信机子系统具有包括从第一频率分配到第M频率分配的M个频率分配，该方法包括步骤通过功率分配器，将输入信号分成等功率信号，该每一功率分配器具有M个输出端口和一个冗余输出端口，该每一等功率信号具有1/(M+1)功率；通过该M个输出端口和一个冗余输出端口输出该功率分配信号；通过M个接收机，分别解调从该功率分配器输出的信号；通过冗余接收机，解调由M个接收机之一处理的、并根据预定控制从该M个接收机之一切换过来的信号；通过切换器，与该冗余输出端口相连，该切换器根据预定控制，将从该冗余输出端口输出的信号连接到该冗余接收机；和通过控制器，监视该M个接收机的运行状态，并在该控制器从该M个接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制该切换器将冗余信号连接到该冗余接收机，该冗余信号是从该冗余输出端口输出的。
12.一种用于控制基站收发信机子系统的重复结构的方法，该基站收发信机子系统具有包括从α扇区到γ扇区的三个扇区和包括从第一频率分配到第四频率分配的四个频率分配，该方法包括步骤通过三个功率分配器，将输入信号分成等功率信号，每一个该功率分配器具有四个输出端口和一个冗余输出端口，每一个该等功率信号具有1/5功率；通过四个输出端口和一个冗余输出端口输出该功率分配信号；通过十二个接收机，分别解调从该三个功率分配器的该输出端口输出的信号；通过冗余接收机，解调由该十二个接收机之一处理的、并根据预定控制从该十二个接收机之一切换过来的信号；通过4∶1切换器，与该三个功率分配器的每一冗余输出端口相连，该4∶1切换器根据预定控制，将从该冗余输出端口之一输出的信号连接到该冗余接收机；和通过控制器，监视该十二个接收机的运行状态，并在该控制器从该十二个接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制该4∶1切换器将冗余信号连接到该冗余接收机，该冗余信号是从与该运行异常的接收机相连的功率分配器的冗余输出端口输出的。
13.如权利要求12所述的方法，还包括步骤通过测试信号发生器，产生用于测试该冗余接收机是否运行正常的测试信号，该测试信号发生器具有一个与该4∶1切换器相连的端口。
14.如权利要求13所述的方法，还包括步骤通过该控制器，在所有十二个该接收机运行正常时，控制该4∶1切换器将该测试信号连接到该冗余接收机；和通过该控制器，根据在该冗余接收机处理该测试信号之后所得到的结果，来确定该冗余接收机是否正在正常运行。
全文摘要
提供了一种控制BTS的重复结构的设备和方法。BTS具有N个扇区和M个FA。该设备和方法包括N个有M个输出端口和一个冗余输出端口的功率分配器，其将输入信号分成功率为1/(M+1)的等功率信号和通过上述输出端口输出功率分配信号。其还包括N×M个接收机，分别解调从N个功率分配器的输出端口输出的信号；冗余接收机，解调由任一接收机处理的并根据预定控制从其切换过来的信号；切换器，与N个功率分配器的每一冗余输出端口相连，并根据预定控制将从任一冗余输出端口输出的信号连接到冗余接收机；和控制器，监视全部接收机的运行状态，并在控制器从上述接收机中检测到一个运行异常的接收机时，控制切换器冗余信号连接到冗余接收机。
文档编号H04B7/155GK1507192SQ0315459
公开日2004年6月23日 申请日期2003年8月20日 优先权日2002年12月11日
发明者金载真 申请人:三星电子株式会社