无线电通信系统的制作方法

文档序号:9240363
无线电通信系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及无线电通信系统、移动网络和基站。本发明还涉及一种用于处理包括移动网络和基站的无线电通信系统的方法。
[0002]无线电接入网络方案需要为由于利用率增大、活跃用户增多以及新兴市场下的人口密度增大而带来的强劲增长的流量作出准备。然而,目前的趋势表明,这种流量增长却伴随着移动网络运营商运营收入的不断缩减。为了解决流量的指数式增长,运营商将不得不增加无线电站点的密度。虽然“V.钱德拉塞卡、J.G.安德鲁斯和A.盖泽尔,毫微微蜂窝网络:一次调查,IEEE通信杂志,2008年九月”已证明这是提高无线网络容量的最有效途径,高无线电站点部署密度自然会导致运营支出明显增加。对于未来移动网络,一个重要方面是所需的回程链路容量。即,不仅部署的回程链路将必须与增加的用户生成流量相匹配,而且随着流量增加,还会出现显著的传输开销。也就是说,在密集网络中,干扰屏蔽的问题将变得更为明显,必须采用用于减轻干扰的方案。这些方案通常需要大量的额外回程容量,如“P.Marsh等人,多点协作移动通信,剑桥大学出版社,2011年”所描述的,并且在这一领域的高投资将是必要的。另一方面,一种要考虑的重要趋势是无线基站的基带处理硬件价格的降低。预计小基站中基带处理的形状因子将接近无基带处理的远程射频头(具有所谓的“乳瓶”尺寸)的形状因子。这一发展可对未来的移动网络架构具有重大影响。
[0003]在现有无线电系统架构中,信号处理是完全集中的,因此造成光学无线电站点回程成本较高。在此类系统中,回程带宽通道维持处于高达终端用户流量1000倍上下的高水平。此外,它不像终端用户流量那样随时间波动。由于光纤转出是由主导运营商,而不一定是移动网络运营商执行的,运营商往往要租赁或共享回程,这一事实加重了上述问题。这种数值的容量所需的费用现在是不可预测的,因为实现相应的回程要求从现在开始部署开发处于中期的下一代光接入技术。另外,在与例如三网合一、企业等其它服务共享介质的场景中,无线电站点的无线电流量可能是很关键的。
[0004]今天,针对人口稠密的城市地区的高容量场景,有两种已知的基站或无线电解决方案概念,即“分布式基站架构”和“小型基站架构”。
[0005]分布式基站概念假定具有像例如IC和联合传输之类的可以显著提高频谱效率并减少必要的所部署的无线电站点的数量的可选无线电特征的无线电基站的基带池。对无线电的层I/层2/层3(L1/L2/L3)处理置于连接至基站的额外节点中作为所谓的“主节点”。远程无线电头仅包括基本功能,如放大器、滤波器和模数转换/数模转换功能,参看“C-RAN,迈向绿色RAN之路”,中国移动研宄院白皮书,2011年10月,http://labs,chinamobile.com/report/view_59826o集中式处理的效率提升强烈取决于一天中的终端用户流量负载。只有在高峰负载时间并且站点间密度较小时才能实现较大增益。换言之,通常仅在干扰有限的情形下增益才较大。DBS要求通用公共无线电接口接口,参看“通用公共无线电接口 (CPRI),接口规范4.2版,2010年9月,http:"www.cpr1.1nfo”,同时带宽需求非常高,达几Gbps,例如,对于LTE、20MHz、4X 4多输入多输出、3个扇区/站点,达30Gbps。换言之,分布式基站概念以最高回程需求为代价取得最高频谱效率。
[0006]小型基站概念假定用于诸如LTE、WiMAX等所有无线电标准的常规小型基站,并且它还与由小基站论坛“http://www.smallcellforum.0rg/”指定的小基站概念有关。小型基站概念包括由这些标准定义的所有基站功能。然而,它的机械尺寸与RRH尺寸相当。它具有少得多的回程要求,大约少20-50的因数,并且仅需要满足诸如根据3GPP标准化的Abis、IuB和SI的线路接口要求。因为没有对下层的集中式处理,相对于DBS,干扰消除效率较低,因此频谱效率比在DBS情况下低。

【发明内容】

[0007]本发明的目标在于提供一种灵活的无线电系统架构的概念,这种无线电系统架构可以在高终端用户流量负载和低终端用户流量负载情况下提供高频谱效率。
[0008]此目标可以通过独立权利要求的特征来实现。另外的实现形式在从属权利要求、说明书和附图中显而易见的。
[0009]本发明是基于以下发现:灵活的无线电系统架构可以通过适应性无线电架构处理来实现,这种适应性无线电架构处理以自适应方式提供支持小基站和分布式基站概念的灵活的数据窃听和信号处理。在网络建立过程中,FSBS向其主要移动网络发送其配置文件。根据无线电情形,移动网络选择不同的数据窃听和信号处理模式。可选地,可以以集中方式执行用于网络优化的协议监控。不使用的信号处理块可以关闭。
[0010]数据窃听指定了利用信号的接口对信号,例如数据流进行的访问。灵活的数据窃听指定了灵活地访问信号或数据流,其中,灵活是指选择信号或数据流的所需接口的灵活性。数据流可以是传输数据流或接收数据流。信号通过不同的信号处理块,这些信号处理块用于处理信号,例如对信号执行协议栈,从而影响信号。每个信号处理块可以处理协议栈的相应层。在各信号处理块之后,提供接口用于访问由该信号处理块处理过的信号。灵活的数据窃听提供利用一种无线电架构对不同接口的灵活访问。这种利用一种无线电架构的灵活的数据窃听也被称为适应性无线电架构处理。如果同时在基站和移动网络中提供灵活窃听,那么信号处理块可以由基站或移动网络灵活地访问,这样使得两个实体处理所要求的协议栈,但可以根据适应性无线电架构处理自由选择哪个实体处理协议栈的哪一层。数据接头指定信号、信息或数据耦合出来的线路接头或分支点。
[0011]在下文中,对上述协议栈进行了详细描述:
[0012]首先,通信协议是一种数字消息格式系统,以及用于在计算系统中或计算系统之间和在电信中交换这些消息的规则。一种协议可能有正式的说明。协议可以包括信令、认证以及误差检测和校正能力。协议定义定义了通信的语法、语义和同步;指定的行为通常独立于其实现的方式。协议因此可以实现为硬件或软件或两者。通信协议必须由所涉及的通信双方约定。为了达成约定,协议可被发展为一种技术标准。通信系统使用良好定义的格式来交换消息。每条消息均具有用于引起接收器的已定义响应的确切意义。因此,协议描述通信的语法、语义和同步。无线电通信协议是一种指定无线电通信网络中的通信的通信协议。
[0013]使用中的无线电通信协议经设计用于在非常复杂和多样化的设置下行使功能。为了简化设计,无线电通信协议采用分层方案作为基础构造而成,例如OSI模型引入的分层方案。代替使用单一的通用协议来处理所有传输任务,使用适合分层方案的一组协作协议。实际协议统称为无线电协议族。
[0014]无线电通信协议栈是无线电协议族的一种实现。这两个术语经常互换使用。严格地说,协议族是协议的定义,而协议栈是协议的软件或硬件实现。协议族中的各个协议在设计时往往考虑用于单一目的。这种模块化使得设计和评估更为容易。因为每个协议模块通常与其它两个模块通信,它们通常被想象为协议栈中的层。最低的协议总是处理“低层次”:硬件的物理交互。每一更高层增加更多的功能。用户应用程序通常仅与最高层交互。
[0015]本发明的一种实现形式通过支持回程感知无线电小区来补充适应性无线电架构处理。BARC背后的关键思想是针对上述问题选择合适的回程模式。利用BARC,某些当前无线电系统架构中存在的完全集中式信号处理的以下问题可以得到解决:数据窃听受网络后端,尤其是连接至小区的回程网络的性能的影响。考虑了由于例如Ping延时增加可能造成的终端用户体验质量下降。无线电接入网络适于回程限制,例如带宽和延时和/或抖动。
[0016]一种额外优点是,运营商能够在终端用户性能与回程容量成本之间进行平衡。
[0017]为了详细描述本发明,将使用下列术语、缩写和符号:
[0018]ARAP: 适应性无线电架构处理,
[0019]ASIC:专用集成电路,
[0020]BARC:回程感知无线电小区,
[0021]BH PS: 回程策略服务器,
[0022]BS:基站,
[0023]BTS:基站收发信台,
[0024]Bff:带宽,
[0025]Cfg:配置命令,
[0026]CN:核心网,
[0027]CoMP:多点协作传输,
[0028]CPR1: 通用公共无线电接口,
[0029]DBS:分布式 BS,
[0030]DL:下行链路,
[0031]DSP:数字信号处理器,
[0032]FSBS:灵活 SBS,
[0033]GGSN:网关GPRS支持节点,
[0034]GPON:千兆无源光网络,
[0035]GPS:全球定位系统,
[0036]IC:干扰消除,
[0037]L1/2/3处理:层1/2/3处理(根据OSI架构),
[0038]MAC:媒体接入控制,
[0039]MN:移动网络,
[0040]ΜΝ0:移动网络运营商,
[0041]MSC:移动交换中心,
[0042]OBR1:开放式基带无线电接口,
[0043]QoE:体验质量,
[0044]QoS:服务质量,
[0045]RE:无线电设备,
[0046]REC:无线电设备控制,
[0047]RLC:无线电链路控制,
[0048]RRH:远程射频头,
[0049]RS:无线电服务器,
[0050]Rx:接收器,
[0051]SBS:小型基站,
[0052]SPB:信号处理块,
[0053]SON:自优化网络,
[0054]S/N:信噪比,
[0055]Tx:发射器,
[0056]UL:上行链路。
[0057]根据第一方面,本发明涉及一种无线电通信系统,包括:丽,包括一串信号处理块和可切换至该串信号处理块的数据接头的调度装置;BS,包括一串信号处理块和可切换至该串信号处理块的数据接头的调度装置,其中该MN和该BS用于交换配置信息以便对应于BS的调度装置切换MN的调度装置。
[0058]由于BS和MN中的灵活数据窃听,该无线电通信系统提供了一种在高终端用户流量负载和低终端用户流量负载情况下均具有高频谱效率的灵活架构。
[0059]在根据第一方面的无线电通信系统的第一可能实施形式中,对应于BS的调度装置切换MN的调度装置基于由BS提供的配置文件信息。
[0060]根据无线电情形,MN可以选择不同的数据窃听和信号处理模式。无线电通信系统能够灵活地对变化的流量负载作出反应。
[0061]在根据第一方面的第一实施形式的无线电通信系统的第二可能实施形式中,确定实际选择的数据窃听和数据接头的相应信号处理的配置文件信息包括以下各项中的至少一项:表示无线电通信系统的空中接口上的服务质量的
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