专利名称：中枢基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及回程通信。
背景技术：
建立、扩容和升级例如第二代系统(例如，全球移动通信系统(GSM))，或第三代移动通信标准化伙伴项目(3GPP)系统(例如，通用移动通讯系统(UMTS))，或长期演进(LTE) 等无线电通信系统在需要实现良好的覆盖时会涉及到巨大的成本。为了实现在无线电通信系统覆盖的整个地理区域上的充分覆盖，必须经由通信网络中的通信链路来安装和互连极大量的基站。另外，无线技术的快速发展以及移动互联网的不断增加的流行度已带来了将移动宽带服务(MBB)扩展到乡村地区的需要。具有成本效益地提供此服务的一种关键因素是低成本微波回程。传统的微波解决方案顺序地执行两种基本功能，S卩，基于多跳的业务聚合以及数据传输。常规的回程方法基于多跳来操作，并且在每一跳跃中，从每一分支聚合入口业务。 随后，将组合的数据流传输到下一跳跃。对于星型网络拓扑，典型的微波回程将需要多个跳跃才能到达中心基站。使用回程的蜂窝式通信方法也可追溯到固定无线本地回路。在此方面，2. 6G中新可用的LTE频谱和LTE MIMO(多输入多输出)的小区吞吐量提供了用于例如自回程解决方案的充足通信资源，自回程解决方案例如是带内自回程和基于时分双工(TDD)的带外自回程。带内自回程解决方案与常规的蜂窝式通信系统共享同一频谱。系统的回程部分从蜂窝式空中接口“偷取”未使用的资源单元用于将业务回程传输到下一跳。基于TDD的带外自回程使用TDD频谱来回程传输经由常规的蜂窝式通信中使用的频分双工(FDD)空中接口产生的eNodeB业务。
发明内容
本发明将实现的目的是提供尤其用于乡村地区的一种有效的回程通信概念，特别地，是一种自回程概念。本发明是基于以下发现如果使得蜂窝式通信系统能够同时执行业务聚合和数据流传输以用于回程传输，这可减少回程传输设备成本，那么可提供高效的回程通信概念。这可通过特别是在乡村通信网络中使用定向射频波束用于回程传输来实现。根据一方面，提供一种中心或中枢基站，能够经由蜂窝式通信网络与多个远程网络实体(例如，远程基站)通信以用于回程通信。所述中枢基站可为支持经由根据任何已知无线通信技术(例如，LTE或UMTS)的通信网络与多个远程网络实体的蜂窝式通信的正常基站。另外，中枢基站可包括在下文中提到的用于支持高效回程传输的额外特征。所述中枢基站包括发射机，其被配置为朝向多个不同方向发射多个不同射频波束以用于与多个远程网络实体通信。举例来说，远程网络实体可布置在通信网络(例如，乡村通信网络)的扇区化通信小区内，其中中枢基站可布置在该通信网络的中心处作为中枢基站。为了实现回程传输，中枢基站可向每一远程专用网络实体发射单个发射波束。根据一实施方案，发射机可被配置为向一个专用远程网络实体发射仅一个发射波束。换句话说，发射机可朝向网络中一个专用远程网络实体所布置的方向发射单个发射波
束ο根据一实施方案，所述中枢或中心基站或者发射机可进一步包括波束成形器，所述波束成形器被配置为形成多个不同射频波束。举例来说，波束成形器可被配置为顺序地形成多个不同发射波束，使得在某一时刻，仅形成一个发射波束。然而，可同时形成并发射多个不同波束。根据一实施方案，中枢基站或发射机可包括经布置以形成天线阵列的多个天线。 中枢基站可进一步包括导引器，该引导器用于导引所述天线阵列以朝向某一方向发射发射波束或从某一方向接收接收波束。根据一实施方案，中枢基站还可包括接收机，用于从经布置以发射发射射频波束的远程网络实体接收射频波束。根据一实施方案，中枢基站或发射机可包括用于发射或接收不同射频波束的垂直集中天线。所述垂直集中天线可为雷达状的，其可形成为实现例如25dBi的增益以维持由所述天线覆盖的扇区内的覆盖。根据一实施方案，中枢基站或发射机可包括具有用于发射或接收不同射频波束的多个扇区的天线。举例来说，天线的扇区化可对应于常规的天线扇区化。根据一实施方案，发射机被配置为朝向不同方向发射至少六个不同发射波束。因此，发射机可服务于布置在网络小区的不同位置处的至少六个不同远程网络实体。根据一实施方案，所述发射机被配置为使用常规的蜂窝式通信频谱来发射所述多个不同射频波束，特别地，所述常规的蜂窝式通信频谱可以为LTE通信频谱，UMTS通信频谱，或GSM通信频谱，或800MHz通信频谱，或900MHz通信频谱，或1800MHz通信频谱，或2. IGHz通信频谱，或2. 6GHz 通信频谱。因此，中枢基站可使用在乡村地区中通常不使用的常规的蜂窝式通信频谱，用于尤其是乡村地区中的回程。根据又一方面，提供一种远程网络实体，其被配置为与根据本发明的中枢基站通信。所述远程网络实体包括发射机，用于朝向中枢基站发射射频波束以用于回程通信。根据一实施方案，远程网络实体可包括天线，所述天线被配置为朝向某一方向发射所述射频波束或从所述某一方向接收射频波束。举例来说，天线可为用于定向通信的圆盘状天线。根据一实施方案，远程网络实体可被配置为通过反转蜂窝式通信技术(例如，LTE 或GSM或UMTS技术)的基站中使用的发射与接收频率来发射所述射频波束。因此，反转常规的LTE基站的远程网络实体，例如，远程射频(RF)单元的Tx/Rx频率，可以使得所述远程网络实体能够充当回程链路的终端。根据一实施方案，远程网络实体可为LTE或UMTS或GSM基站。根据又一方面，提供一种乡村通信系统，其包括本发明的中枢基站和本发明的远程网络实体。优选地，乡村通信系统包括中枢基站和至少六个远程网络实体。根据又一方面，提供一种用于经由蜂窝式通信网络与多个远程网络实体通信的回程通信方法。所述回程通信方法包括朝向多个不同方向发射多个不同射频波束以用于与多个远程网络实体通信。根据又一方面，提供一种用于与中枢基站通信的回程通信方法。所述回程通信方法包括朝向中枢基站发射射频波束以用于回程通信。
进一步的实施例将根据以下附图进行描述，其中图1示出一个中枢基站；图2示出一个远程网络实体；图3示出一个远程网络实体；图4示出一个天线；图5示出一个2G演进的情形；图6示出一个网络配置；图7示出一个网络配置；以及图8示出一个通信系统。
具体实施例方式在详细描述本发明的实施例之前，应了解，本发明不限于所描述装置的特定组成部分或所描述方法的特定步骤，因为这些装置和方法可能变化。还应了解，本文使用的术语是仅出于描述特定实施例的目的，而不是既定为限制性的。必须注意，如说明书和所附权利要求书中使用，单数形式“一个”和“所述”包含单数和/或复数形式，除非上下文明确地另作规定。图1示出一个中枢基站，其包括具有远程无线电单元(RRU) 101 (例如，LRRU)的发射机，以及耦合到该远程无线电单元101的天线103。该中枢基站可进一步包括耦合到该 RRU 101的基带单元(BBU) 105。图1中描绘的中枢基站可为标准LTE FDD eNodeB(LTE 长期演进；FDD 频分双工)，其可用于与远程网络实体(例如，远程站点)通信。因此，另外提供天线103用于回程传输。根据一些实施方案，天线103可为雷达状天线，其垂直地集中以(例如)消除地平面处的不必要辐射并且改善天线增益。可选地，天线103可为扇区化天线，例如具有三个扇区的扇区化圆盘状天线，其中可维持常规的天线扇区化。特别地，在水平方向上使用例如三个扇区的扇区化可支持有效的P2MP(点对多点)回程传输，因为一个扇区可服务于多个远程网络实体，例如基站(BTS)。以此方式，天线103可实现大约25dB的增益并且还维持其覆盖的网络扇区内的覆盖。
根据一些实施方案，可采用波束成形方法，以便产生朝向不同方向集中的不同波束，例如集中于与中枢基站通信的不同的远程基站上。举例来说，RRU 101可形成四发射机四接收机单元GT4R)。在此情况下，天线103可产生两个集中于单独的远程网络实体的波束。由于远程网络实体通常不会在网络内移动，因此例如在安装阶段期间一次性地使用RRU 101来导引波束即可。根据一些实施方案，天线103可包括多个子天线，其形成可由RRU 101导引的天线阵列。根据一些实施方案，RRU 101可为在20MHz下和在例如2. 6GHz下操作的标准LRRU。根据一些实施方案，发射机可为2X40W发射机，其经布置以支持2T2R MIMO方法 (2T2R 两发射机两接收机；MIMO 多输入多输出)。基带单元105可被配置为使用例如LBBP 和/或LMPT卡(控制器和传输卡)来执行基带通信。图2示出远程网络实体的实施例，其能够使用定向的射频波束与上文提到的中枢基站进行通信。所述远程网络实体可包括例如根据GSM/UMTS或GSM/L900技术的RRU 201， 例如TX/RX频率反转的RRU。RRU 201可为1T2R单元(1T2R —发射机两接收机)，其具有集成LTE终端部分或具有被配置新软件以在一个LBBP卡上运行的终端。所述远程网络实体可进一步包括天线203，其可为具有3到5度波束和大约30dBi的增益的高增益圆盘状天线。RRU 201和天线203可耦合到基带单元205。在此方面，可使用标准数据卡作为基带单元205，因为在自回程解决方案中，远程网络实体可形成为用户设备(UE)。图2中描绘的远程网络实体可根据具有例如IOMHz操作带宽的2. 6GHz LTE技术来操作。此外，远程网络实体可支持下行链路方向上的30Mbps，且举例来说，支持反向链路中的大于2Mbps。图2中所示的远程网络实体形成独立的解决方案。根据图3中所示的实施例，远程网络实体可形成集成解决方案，其中RRU 201可经由CPRI (通用公共无线接口)与天线 203通信。RRU 201可为根据具有反转的TX/RX的1T2R方法的低成本RRU。此外，集成LTE 终端可以提供RRU 201。根据一些实施方案，图3中所示的远程网络实体可根据GSM/UMTS 或GSM/L900技术来操作，并且可经实施以形成基站(BTS)。图4描绘可由中枢基站或远程网络实体使用以用于基于波束的定向通信的圆盘状天线。图5A到5C示出中枢基站的不同实施例。参见图5A，中枢基站可包括基带单元 501、503，其分别耦合到可在900MHz和1800MHz频带中操作的发射机505和507。因此，中枢基站可用于例如根据GSM或LTE标准的蜂窝式通信。另外，为了实现定向波束传输，提供天线509，其能够朝向远程网络实体传输射频波束。可通过交换900GSM技术来进一步开发图 5A中所示的中枢基站，所述交换带来图5B中所示的中枢基站，其包括导引天线509的RRU 511。通过交换1800GSM技术的中枢基站的进一步演进可带来图5C中所示的中枢基站，其包括根据900GSM技术操作的RRU 511并另外包括根据1800GSM技术操作的另一 RRU 513。 RRU 511和RRU 513可分别使用射频波束来激励天线509以实现回程通信。如图5A到5C 中所示，可通过在不影响其它老式2G单元的情况下用RRU/DBS交换900GSM技术来开发老式微波回程技术。然而，可用集成RRU/DBS来交换所有单元。图6示出一个网络配置，其包括中枢基站601和多个远程网络实体603，例如六个远程网络实体。中枢基站601可经布置以支持蜂窝式通信网络中的蜂窝式通信，其中另外支持根据本文描述的原理的回程传输。中枢基站601可形成中枢侧BTS，其中三个扇区605、607和609可使用中枢基站侧的标准三扇区化配置。每一扇区605到609可服务于远程网络实体603(例如，BTS)。每一远程网络实体603可配备高增益天线(例如，圆盘状天线)，其安装在指向中枢基站601所布置的中心侧的塔的顶部。因此，中枢基站601可包括能够将不同射频波束发射到每一远程网络实体603的发射机。图7示出一个网络配置的另一实施例，其包括布置于通信小区的中心侧的中枢基站701，其中同样可向中心侧的三扇区化配置提供扇区703、705和707。如图7中描绘，每一扇区703到707可服务于六个远程网络实体709(例如，BTS)，所述远程网络实体可经布置以形成由白点描绘的远程网络实体的第一环711和由黑点描绘的远程网络实体的第二环 713。两个环711和713均围绕中枢基站701，中枢基站701也可用于常规的蜂窝式通信。图8示出包括布置于中心的中枢基站801的通信网络(例如，用于语音服务)。该中枢基站801形成例如中枢微波基站，用于与多个远程网络实体803 (形成例如2G或3G节点)进行通信。中枢基站801也可形成2G或3G节点，其可由控制节点805(例如BSC或 RNC)控制。如图8中描绘，使用三个扇区，其中在每一扇区中布置多个远程网络实体103。如图8中所示，举例来说，存在全部23个远程网络实体803(例如，远程基站侧)，和一个布置于中心的中枢基站801，同时形成中枢侧。举例来说，扇区1可包括与40Mbps的总吞吐量相关联的十个基站点，扇区2可与具有34Mbps的总吞吐量的七个基站点相关联，且扇区3可包括具有^Mbps的总吞吐量的六个基站点。基于常规星型拓扑，扇区1可包括20个E1，扇区2可包括17个El，且扇区3可包括14个El。根据本发明的带外自回程方法，仅需要单程，使得根据一些实施方案，可改善回程链路的延迟性能，因为跳跃的数目减少。此外，可实现成本节省。根据一些实施方案，2. 6G FDD技术可用于标准蜂窝式通信系统的自回程，例如 800MHz LTE、900MHz/1800MHz GSM、2. IG UMTS等等。这一点特别有用，因为预期主要使用 2. 6GHz频谱来进行城市通信，没有人会将其用于乡村通信。这意味着对于乡村地区中的低成本回程，此频谱是空闲的。根据一些实施方案，可使用具有反转的Tx/Rx频率的远程站点(即，网络实体)处的RRU。根据一些实施方案，可使用用于远程站点处的基带处理的数据卡芯片组。根据一些实施方案，也可在具有远程站点BBU的共享基带设备上运行的软件中实施基带处理。根据一些实施方案，可使用用于基于2. 6G LTE FDD的自回程解决方案的标准微波天线/圆盘状天线。根据一些实施方案，可使用用于远程站点处的自回程的标准LTE eNodeB。根据一些实施方案，可在中枢站点处，即在中枢基站处使用雷达状天线，其垂直地集中但维持常规的天线扇区化。根据一些实施方案，可使用波束成形技术来产生集中于每一个别远程站点的单独波束。根据一些实施方案，可使用经由并入远程基站点的多个层而产生的多自回程配置。基于波束的定向回程概念使得能够利用乡村地区中原本不会使用的频率来进行乡村MBB回程，因为2. 6G FDD被广泛认为不可用于乡村蜂窝式通信。根据一些实施方案，与传统的多跳微波方法相反，可通过利用蜂窝式通信的点对多点特征来改善微波回程传输效率。根据一些实施方案，可在中枢eNodeB站点处使用与LTE eRAN(无线接入网)相同的设备，其可帮助减少产品成本，因为此解决方案所需的产品开发几乎为零。根据一些实施方案，在远程站点侧，可使用Tx/Rx反转的LTE RRU作为用于回程传输的无线电单元且使用标准LTE数据卡作为基带。根据一些实施方案，可使得主流蜂窝式通信设备的重新使用得到最大化，这可在最大程度上减少产品开发工作。 以上详细说明的实施例中的元件和特征的特定组合仅为示范性的；本文揭示的这些实施例与其它实施例的互换和替换也是明确预期的。所属领域的技术人员将认以到，在不脱离所主张的本发明的精神和范围的情况下，所属领域的技术人员可进行对本文描述的内容的变化、修改和其它实施。因此，上述描述内容只是举例说明且既定不是限制性的。本发明的范围是在所附权利要求书及其等效物中界定。此外，描述内容和权利要求书中使用的参考符号不限制所主张的本发明的范围。
权利要求
1. 一种中枢基站用于通过蜂窝式通信网络与多个远程网络实体通信，所述中枢基站包括发射机(101、103)，被配置为朝向多个不同方向发射多个不同射频波束以用于回程通
2.根据权利要求1所述的中枢基站，其中所述发射机(101、10；3)被配置为向每一远程网络实体发射一个不同的发射波束。
3.根据权利要求1或2所述的中枢基站，所述发射机(101、10；3)包括波束成形器 (101)，所述波束成形器(101)被配置为形成所述多个不同射频波束。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的中枢基站，所述发射机(101、10；3)包括 多个天线(103)，其被布置为形成输出天线阵列；和导引器(101)，其用于导引所述天线阵列(10 以朝向某一方向发射发射波束或从某一方向接收接收波束。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的中枢基站，其中所述发射机(101、103)包括垂直集中天线(103)，用于发射或接收不同的射频波束。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的中枢基站，其中所述发射机(101、103)包括天线(103)，所述天线(103)具有用于发射或接收不同射频波束的多个扇区。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的中枢基站，其中所述发射机(101、103)被配置为朝向不同方向发射至少6个不同发射波束。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的中枢基站，其中所述发射机(101、103)被配置为使用常规的蜂窝式通信频谱来发射所述多个不同射频波束，所述常规的蜂窝式通信频谱为以下各项中的一者LTE通信频谱， UMTS通信频谱，或 GSM通信频谱，或 800MHz通信频谱，或 900MHz通信频谱，或 1800MHz通信频谱，或 2. IGHz通信频谱，或 2. 6GHz通信频谱。
9.一种远程网络实体，被配置为与根据权利要求1到8中任一权利要求所述的中枢基站通信，所述远程网络实体包括发射机001、203)，所述发射机(201、20；3)用于朝向所述中枢基站发射射频波束以用于回程通信。
10.根据权利要求9所述的远程网络实体，其进一步包括天线003)，所述天线(203) 被配置为朝向某一方向发射所述射频波束或从所述某一方向接收射频波束。
11.根据权利要求9或10所述的远程网络实体，被配置为通过反转基站无线电的发射与接收频率以充当回程链路的终端来发射所述射频波束。
12.根据权利要求9到11中任一权利要求所述的远程网络实体，为LTE或UMTS或GSM 基站。
13.一种乡村通信系统，包括根据权利要求1到8中任一权利要求所述的中枢基站以及至少一个根据权利要求9或10所述的远程网络实体。
14.一种通过蜂窝式通信网络与多个远程网络实体通信的通信方法，所述通信方法包括朝向多个不同方向发射多个不同射频波束以用于回程通信。
15.一种用于与根据权利要求1到8中任一权利要求所述的中枢基站通信的通信方法， 所述回程通信方法包括朝向所述中枢基站发射射频波束以用于回程通信。
全文摘要
本发明涉及一种中枢基站，其能够经由蜂窝式通信网络与多个远程网络实体通信。所述中枢基站包括发射机(101、103)，其被配置为朝向多个不同方向发射多个不同射频波束以用于回程通信。
文档编号H04W92/12GK102577593SQ200980162073
公开日2012年7月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者林杰 申请人:华为技术有限公司