一种多个可搬移无线宽带通信系统的无线组网方法与流程

本申请涉及无线通信技术，特别涉及一种多个可搬移无线宽带通信系统的无线组网。

背景技术：

随着TDD LTE/WiMAX等宽带无线移动通信系统小型化，出现了车载或可搬移的宽带无线通信系统。一辆车或几个可搬移的箱子即装载了宽带无线通信系统的基站、核心网和应用系统，实现一个完整的无线通信系统。这种通信系统通常用来作为应急使用。由于一个这样的无线通信系统只有一个基站，覆盖范围有限，当需要覆盖更大区域时，一般通过光纤或其他无线传输类设备(卫星或微波)将多个这样的系统连接起来使用。

使用有线(光纤)或其他无线传输系统将多个车载或可搬移TD LTE通信系统连接时，由于这些有线或无线传输系统部署困难，影响了多个车载或可搬移TD LTE通信系统联合使用的效率和有效性。

具体地，LTE系统的接收灵敏度很高，因此LTE系统的覆盖范围很大，两个相邻的LTE系统的距离比较远。用有线连接时，需要铺设很长的光纤将其连接，在某些使用环境下还无法铺设光纤。用其他无线传输系统连接时，例如微波，要求无遮挡，而且微波中继设备的天线要求对打，对安装的要求很高，设备也很笨重。如用WLAN，其接收机的灵敏度和发射功率不够，中继距离太近。另外无线中继系统使用的频段也是问题。使用2.4G或5.8G等公用频段，频率太高而且易受干扰。使用专用频段，很难申请足够的频谱资源。

综上所述，很难找到和LTE接收灵敏度相近或更优的，带宽足够的无线中继设备。即便有这样的系统，由于车内空间、供电能力有限，也很难容纳另一套无线通信设备。

进一步地，如果使用其他无线传输系统实现无线中继，多个同频的车载或可搬移LTE系统在一起协调工作，需要复杂的网络规划，且对时钟同步要求很高。另外，LTE的同频组网需要考虑邻区的PCI参数设置，否则会造成严重的相互干扰。由于多个车载或可搬移LTE系统一起协调工作一般是临时性的，所以规划和配置起来都比较繁琐。

技术实现要素：

本申请一种多个可搬移无线宽带通信系统的无线组网，能够方便地实现组网。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种多个可搬移无线宽带通信系统的无线组网方法，每个可搬移无线宽带通信系统包括外置滤波器、基站、大功率中继终端、核心网和交换设备，其中，外置滤波器分别与基站中的RRU和大功率中继终端相连；基站通过交换设备与核心网相连，核心网通过交换设备与大功率中继终端相连；所述无线组网方法包括：

在相邻的两个所述通信系统中，其中一个通信系统中的大功率中继终端作为另一个通信系统的终端接入所述另一个通信系统，用于实现该两个通信系统间的通信；

所述大功率中继终端连接的外置滤波器的通带范围在该大功率中继终端接入的通信系统的带宽范围之内；在同一通信系统内，基站RRU的发送与大功率中继终端接收之间的隔离度大于或等于设定的第一隔离度阈值。

较佳地，在同一通信系统内，通过对基站RRU和大功率中继终端间在频率和空间的隔离实现所述大于或等于所述第一隔离度阈值。

较佳地，对于通过大功率中继终端相互连通的两个相邻通信系统中基站RRU连接的两个外置滤波器，通带的频率宽度相等，且通带频率范围互不重叠，并保证两个外置滤波器的隔离度大于或等于预设的第二隔离度阈值。

较佳地，将所述两个外置滤波器的通带频率设置为保证实现所述第二隔离度阈值和设备允许的最大值，所述两个外置滤波器间的保护频率设置为保证实现所述第二隔离度阈值的最小值。

较佳地，所述大功率中继终端连接的外置滤波器的通带范围与该大功率中继终端接入的通信系统的带宽范围相同。

较佳地，在同一通信系统内，基站RRU连接的外置滤波器和大功率中继终端连接的外置滤波器互换，用于改变所述通信系统的工作频段。

较佳地，在所述同一通信系统内，基站RRU、天线和包括所述大功率中继终端在内的所有终端均支持本通信系统中的两个外置滤波器的通带范围，在基站BBU上建立两个频段的小区，分别对应于本通信系统中的两个外置滤波器的通带范围，建立的两个频段的小区对应两个与BBU连接的CPRI光口；选择本通信系统的工作频段时，将对应工作频段的CPRI光口与所述RRU的光纤相连。

较佳地，所述大功率中继终端工作在所述两个频段上，根据小区搜索结果进行驻留。

较佳地，在同一通信系统中，基站RRU和大功率中继终端的天线，分离部署在两根不同的天线杆上，或者，在一根天线杆上上下错开部署。

较佳地，所述基站RRU的天线为全向天线或定向天线，所述大功率中继终端的天线为全向天线或定向天线。

较佳地，当所述基站RRU的天线为定向天线时，该定向天线为3面水平波瓣角度为65度的定向天线，该基站RRU所在的通信系统中的基站建立三个小区，配套3个基站RRU。

由上述技术方案可见，本申请中，在相邻的两个通信系统中，其中一个通信系统中的大功率中继终端作为另一个通信系统的终端接入另一个通信系统，用于实现该两个通信系统间的通信；大功率中继终端连接的外置滤波器的通带范围在该大功率中继终端接入的通信系统的带宽范围之内；在同一通信系统内，基站RRU的发送与大功率中继终端接收之间的隔离度大于或等于设定的第一隔离度阈值。通过上述方式，能够利用引入的大功率中继终端作为相邻通信系统的终端，从而实现两个通信系统的互联互通，方便地实现了多个车载或可移动通信系统间的组网。

附图说明

图1为本申请组网方式中各部分的连接关系；

图2为在一根天线杆上的天线部署方式示意图；

图3为在两根天线杆上的天线部署方式示意图；

图4为按照本申请进行链型组网的示意图；

图5为按照本申请进行星形组网的示意图；

图6为按照本申请进行树形组网的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

一套完整的车载或可搬移TD LTE通信系统包括基站，核心网，交换设备，网管系统和应用系统。这种车载或可搬移通信系统可以独立为所属终端提供语音、数据等通信功能。在某些应用中(例如应急通信)，会将多套车载或可搬移TD LTE通信系统组合起来或者实现系统间的互通,或者联合覆盖一片区域，共同对区域内的所有终端提供服务。比较典型的组网形态为链状、星形和树状组网。

本发明提供了一种无线组网方法，能够将多个独立的LTE系统通过无线连接起来。具体地，本发明中每套车载或可搬移LTE通信系统包括：外置滤波器、基站、大功率中继终端、核心网、交换设备、网管和应用系统，其中基站包括天线、RRU和BBU。各部分的连接关系如图1所示。图中以链形组网为例，相邻两个LTE系统通过其中一个LTE系统中的大功率中继终端作为另一LTE系统的终端接入这个系统的小区，使这两个LTE系统通过自身的无线空口联通在一起。其中，大功率中继终端连接的外置滤波器的通带范围在该大功率中继终端接入的通信系统的带宽范围之内，以实现顺利接入。

基于上述基本的组网方法，下面以跨LTE系统的终端间直接IP报文通信为例来说明通信过程。来自LTE系统1的终端的IP数据报文在通过LTE系统1的核心网后，由LTE系统1的路由器/交换机根据报文的目的IP地址进行路由，如果目的地址为LTE系统2或LTE系统3的终端IP地址，会将该报文路由到LTE系统1的大功率中继终端，由该中继终端将报文转发到LTE系统2。再由LTE系统2的路由器/交换机根据报文的目的IP地址继续进行路由。如果报文的目的地址为本系统下终端的地址则送往本系统的核心网，由核心网发往本系统的对应终端。如果IP报文的目的地址为LTE系统3的报文，则通过LTE系统2的大功率中继终端继续转发到LTE系统3。交换机的路由设置可以是动态或静态路由。如果使用动态路由，交换机/核心网和大功率中继终端均需要支持动态路由协议。对于较复杂的应用，由各系统的应用系统为各自系统下的终端提供服务，当该通信需要跨系统时，跨系统间的通信由各系统的应用系统间的通信代理进行。

为了使该该组网方案切实可行，需要解决LTE系统内大功率中继终端与RRU的共站问题。假设该组网中的所有系统是同步的，且子帧配比相同，则同一LTE系统中，当RRU处于发射时隙时，中继终端为接收时隙，当中继终端处于发射时隙时，RRU处于接收时隙。如果RRU的收发和中继终端的发收之间的隔离度不高，就会造成严重的相互干扰。因此，为避免干扰，本申请中，在同一通信系统内，基站RRU的发送与大功率中继终端接收之间的隔离度大于或等于设定的第一隔离度阈值。

例如，对于发射功率为46dBm(40W)的RRU，为了不影响底噪为-94dBm(20Mhz带宽)的中继终端的接收，要求RRU发送与中继终端接收之间的隔离度达到143dB。由于TDD系统是收发同频的，收发信道有互异性，该隔离度同样作用与中继终端发射和RRU接收之间。由于中继终端的发射功率要大概为40dBm(10W)，RRU的接收低噪为-97dBm(20Mhz带宽)，只需要140dB的隔离度。 因此143dB的隔离度满足要求。

为了达到设定的隔离度，本发明从频率和空间两个维度上实现。频率上即要求同一个LTE系统中的RRU和大功率中继终端使用不同的频率，这样组网上要求之间联通的两个相邻LTE系统使用不同的频率。空间上RRU的天线与大功率中继终端的天线分离部署(在水平面或垂直面上保持一定距离，不相对放置)。下面从频率设置和天线放置两方面介绍实现高隔离度的具体实现方式。

首先介绍频率上错开的方案。对于相互连通的两个相邻通信系统中基站RRU连接的两个外置滤波器，通带的频率宽度相等，且通带频率范围互不重叠，并保证两个外置滤波器的隔离度大于或等于预设的第二隔离度阈值。优选地，将上述两个外置滤波器的通带频率设置为保证实现第二隔离度阈值和设备允许的最大值，该两个外置滤波器间的保护频率设置为保证实现第二隔离度阈值的最小值。

在上述最基本的组网方法中，大功率中继终端连接的外置滤波器的通带范围在该大功率中继终端接入的通信系统的带宽范围之内。在实际应用中，优选地，可以将大功率中继终端连接的外置滤波器的通带范围设置为与该大功率中继终端接入的通信系统的带宽范围相同。也就是说，当第一通信系统的中继接入终端接入第二通信系统的基站时，第一通信系统的中继接入终端连接的外置滤波器与第二通信系统的基站RRU连接的外置滤波器的通带范围相同。下面，以这种情况下的组网为例说明频率上错开的方案。

将TD LTE系统使用的频段由配置的第一外置滤波器和第二外置滤波器分为2个部分：第一外置滤波器的通带范围为第一频段和第二外置滤波器的通带范围为第二频段。这两个频段不重叠，并且为了使这两款滤波器的通带范围之间达到一定的隔离度(例如75dB)，第一频段和第二频段之间有一定的频率间隔(该频率间隔的宽度和第一频段和第二频段的宽度以及外置滤波器的技术指标有关)。第一频段和第二频段以及保护频率划分的原则为第一频段和第二频段的频率宽度相等，在设备能力和可获得频谱范围内尽量宽，保护频率在保证两类外置滤波器能达到75dB隔离度的情况下尽量窄。例如对于LTE系统可用频率范围为380～450Mhz，14Mhz的保护频率可以保证外置滤波器达到75dB隔离度，第一频段为380Mhz～408Mhz，保护频率为408Mhz～422Mhz，第二频段为422Mhz～450Mhz。其中RRU、天线和大功率中继终端以及所有终端都支持第一频段和第二频段。所有的参与组网的多套车载或可搬移LTE通信系统根据其RRU连接的外置滤波器类型分为两种类型，RRU使用第一外置滤波器为第一类型，RRU使用第二外置滤波器为第二类型。每个LTE系统里的RRU使用的外置滤波器与大功率中继终端使用 的均不相同。在组网过程中要求直接相连的第一类型和第二类型的LTE系统间隔排列。第一类型和第二类型的LTE系统可以在各种的频段内任意选择频点和带宽建立各自的本地覆盖小区。对于某些组网场景(例如链形组网)甚至可以实现各LTE系统任意选择各自的子帧配比和定时(即无需时钟同步)。第一频段和第二频段需要尽量宽主要是为了有足够的频率范围来规避来自其他外部系统的干扰，同时也为了在某些应用场景下(例如星形组网)为了规避本系统的同频干扰增加系统容量能使用全异频组网。

在上述组网方式下，在同一通信系统内，基站RRU连接的外置滤波器可以与大功率中继终端连接的外置滤波器互换，用于改变该通信系统的工作频段。

具体地，在同一通信系统内，基站RRU、天线和包括所述大功率中继终端在内的所有终端均支持本通信系统中的两个外置滤波器的通带范围，第一类型的LTE系统可以通过将RRU和中继终端连接的外置滤波器互换变为第二类型的LTE系统。这时需要通过网管系统更改BBU上小区的频点以及中继终端的工作频端。由于BBU上有多个和RRU连接的CPRI光口，较简单的方法可以在BBU上建立两个频段的小区，对应不同的CPRI口，当更换LTE系统类型时，直接将与RRU连接的光纤插到对应的光口上即可。较简单的，也可以不更改中继终端的工作频段，让其工作在两个频段上，根据小区搜索的结果进行驻留，这时中继终端需要使用定向天线，并对准需要连接的相邻LTE系统，此时相邻LTE系统不应将该LTE系统的小区配置为其异频邻区。频率错开的方案可以实现120dB以上的隔离度，其中45dB为LTE标准规定的由RRU或中继终端内的数字滤波器提供带内邻道选择性，剩下的75dB由外置滤波器提供。

下面介绍空间上错开的方案。RRU和中继终端的天线分离部署在两根天线杆上或在一根天线杆上上下错开部署。实际部署中可以很容易实现二者天线达到30dB的隔离度。RRU可以使用全向天线或定向天线，如果使用定向天线，为了实现全向覆盖，可以使用3面水平波瓣角度为65度的定向天线(此时配套3个RRU，建立3个小区)，中继终端同样可以使用定向或全向天线，但建议使用定向天线，一方面可以提高天线增益，另一方面可以减小来自非服务小区的其他小区的干扰，改善中继链路的质量。图2和图3分别给出了在一根和两根天线杆上的天线部署方式。

上述本申请的方案支持以下图4-图6的几种组网，图中箭头方向表示RRU到中继终端的通信方向。其中，图4为链型组网，图5为星形组网，图6为树形组网。由于两个频段交叉组网，一般同频端系统之间的距离都能保证足够远，避免 了系统间的同频干扰。在某些情况下例如星形组网，或者成环的链形组网，可能会有同频段的系统间距离较近，导致一定的同频干扰，由于LTE系统支持同频组网，因此这种同频干扰不会造成系统不可使用，但会影响系统的容量。对容量要求高的场景，且在第一、第二频段范围足够宽的情况下，可以通过让产生同频干扰的几个同频端LTE系统使用该频段内的不同频率范围解决。例如对于星形组网中中心系统的外围系统为同频段，此时外网系统间的距离较近，之间会有一定的同频干扰，为了避免干扰提高系统容量，可以让它们尽量使用不同的频率范围，例如对于上面380～450Mhz的LTE系统，第一个外围系统使用379.5～389.5Mhz，第二个外围系统使用389～399Mhz，第三个外网系统使用398.5～408.5Mhz。由于10Mhz带宽的LTE系统内在两端各有0.5Mhz的保护带，没有承载任何信息，因此各系统间保护带重叠不会造成问题。

通过上述本申请的组网方式，能够方便地将多个车载或可移动LTE通信系统进行互联，易于实现，并且实现成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。