БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВОЗВРАТА СИГНАЛА
BASE STATION AND METHOD AND DEVICE FOR RETURNING SIGNAL

Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к технологиям связи и, в частности, к способу возврата сигнала базовой станции и к базовой станции.
Уровень техники
При развертывании системы, такой как беспроводная базовая станция, необходимо адаптировать систему возврата для передачи сигнала базовой станции в сетевую систему. Общеизвестные системы возврата включают в себя такие системы, как проводные каналы передачи данных, оптическое волокно и беспроводная сверхвысокочастотная связь. В зависимости от сценариев применения, пропускных способностей и имеющихся ресурсов применяются отличающиеся решения организации возврата.
Ввиду того что базовые станции размещают все более плотно, и во многих случаях, когда проводные и волоконно-оптические ресурсы отсутствуют, беспроводная сверхвысокочастотная обратная связь становится основным средством обеспечения системы возврата для базовой станции, и базовая станция может быть быстро развернута и введена в эксплуатацию с помощью беспроводной сверхвысокочастотной системы возврата. В обычной сверхвысокочастотной системе возврата сложный процесс обработки включает в себя цифровую обработку на базовой станции сигнала с радиоинтерфейса базовой станции до промежуточной радиочастоты базовой станции, обработку цифрового сигнала сверхвысокочастотной системы возврата в модеме и обработку на промежуточной радиочастоте в аппаратуре наружной установки, и преобразование аналог-цифра/цифра-аналог приходится выполнять дважды, тем самым порождая ряд проблем, таких как высокая стоимость аппаратных средств, большие габариты аппаратуры, большое потребление энергии и высокая стоимость обслуживания.
Сущность изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения раскрывают способ возврата сигнала базовой станции, позволяющий осуществлять прямую модуляцию/демодуляцию аналогового сигнала базовой станции с целью упрощения процесса возврата сигнала.
В первом аспекте в одном из вариантов осуществления изобретения раскрывается распределенная базовая станция, включающая в себя радиочастотную систему и систему основной полосы частот, причем радиочастотная система включает в себя блок обработки радиочастоты и первый блок возврата, а система обработки основной полосы частот включает в себя блок обработки основной полосы частот и второй блок возврата, где
блок обработки радиочастоты предназначен для выработки восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции;
первый блок возврата предназначен для осуществления аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции, вырабатываемого блоком обработки радиочастоты с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, и передачи восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции во второй блок возврата, причем вторая полоса частот больше первой полосы частот;
второй блок возврата предназначен для приема переданного первым блоком возврата восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции и демодуляции восходящего аналогового сигнал второй полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции; и
блок обработки основной полосы частот предназначен для обработки восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции и передачи обработанного в основной полосе частот восходящего аналогового сигнала первой полосы частот в базовую сеть.
В одном из видов реализации первого аспекта изобретения второй блок возврата, кроме того, предназначен для модуляции нисходящего аналогового сигнала третьей полосы частот с целью получения нисходящего аналогового сигнала четвертой полосы частот, где нисходящий аналоговый сигнал третьей полосы частот обработан системой обработки основной полосы частот; и передачи нисходящего аналогового сигнала четвертой полосы частот в первый блок возврата, причем четвертая полоса частот больше третьей полосы частот. Первый блок возврата, кроме того, предназначен для демодуляции нисходящего аналогового сигнала четвертой полосы частот с целью получения нисходящего аналогового сигнала третьей полосы частот и передачи нисходящего аналогового сигнала третьей полосы частот пользователю с помощью радиочастотной системы.
Кроме того, в качестве одного из видов реализации первого аспекта изобретения первый блок возврата предназначен, в частности, для осуществления аналоговой модуляции одного или нескольких восходящих аналоговый сигналов первой полосы частот базовой станции с целью получения одного восходящего аналогового сигнала второй полосы частот. Первый блок возврата может передавать восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот во второй блок возврата с использованием проводного или беспроводного канала связи.
Во втором аспекте в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается способ возврата сигнала базовой станции с помощью аналогового сигнала, включающий в себя:
прием первым блоком возврата восходящего аналогового сигнала базовой станции, причем полоса частот восходящего аналогового сигнала базовой станции является первой полосой частот;
осуществление первым блоком возврата аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем вторая полоса частот больше первой полосы частот; и
передачу первым блоком возврата восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции во второй блок возврата, где второй блок возврата демодулирует восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции в восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции, и затем восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции передается в базовую сеть.
В качестве одного из видов реализации первый блок возврата осуществляет аналоговую модуляцию нескольких восходящих аналоговых сигналов первой полосы частот базовой станции с целью получения одного восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции.
Кроме того, если восходящий аналоговый сигнал является аналоговым сигналом промежуточной частоты или аналоговым сигналом основной полосы частот, то:
осуществление первым блоком возврата аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции подразумевает: осуществление первым блоком возврата аналоговой модуляции аналогового сигнала промежуточной частоты или первой полосы частот основной полосы частот с целью получения аналогового сигнала промежуточной частоты или второй полосы частот основной полосы частот.
В третьем аспекте в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается устройство обработки радиочастоты распределенной базовой станции, включающее в себя антенную систему и, кроме того, содержащее:
аналоговую радиочастотную схему базовой станции, предназначенную для выработки восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции; и
схему аналогового преобразования, соединенную с аналоговой радиочастотной схемой и предназначенную для осуществления аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем после осуществления преобразования схемой аналогового преобразования вторая полоса частот больше первой полосы частот, где
схема аналогового преобразования соединена с антенной системой, антенная система передает аналоговый сигнала второй полосы частот в устройство обработки основной полосы частот, и восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции демодулируется устройством обработки основной полосы частот в восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции, и затем восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции передается в базовую сеть.
В одном из видов реализации схема аналогового преобразования включает в себя:
дискретизатор, осуществляющий периодическую выборку восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения дискретизированного сигнала;
генератор широкополосных последовательностей, вырабатывающий группу широкополосных последовательностей, причем группа широкополосных последовательностей относится к некоторой группе ортогональных широкополосных последовательностей; и
смеситель, умножающий дискретизированный сигнал промежуточной частоты на широкополосную последовательность с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции.
В качестве еще одного из видов реализации третьего аспекта изобретения схема аналогового преобразования специально предназначена для осуществления аналоговой демодуляции нескольких восходящих аналоговых сигналов первой полосы частот базовой станции с целью получения одного восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции; и первый блок возврата передает один восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции во второй блок возврата, где один восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции демодулируется вторым блоком возврата в несколько восходящих аналоговых сигналов первой полосы частот базовой станции и несколько восходящих аналоговых сигналов первой полосы частот базовой станции передаются в базовую сеть.
В четвертом аспекте в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается способ возврата сигнала базовой станции с помощью аналогового сигнала, способ, включающий в себя:
прием вторым блоком возврата восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции передается первым блоком возврата, восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции получают после модуляции первым блоком возврата восходящего аналогового сигнала первой полосы частот, и вторая полоса частот больше первой полосы частот; и
демодуляцию вторым блоком возврата восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции, причем восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции после прохождения обработки в основной полосе частот передается в базовую сеть.
В одном из видов реализации второй блок возврата демодулирует восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции.
В пятом аспекте в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается устройство обработки основной полосы частот распределенной базовой станции, включающее в себя антенную систему и, кроме того, содержащее:
приемный контур, соединенный с антенной и предназначенный для приема восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции передается первым блоком возврата, восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции получают после модуляции первым блоком возврата восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции, и вторая полоса частот больше первой полосы частот;
схему аналоговой демодуляции, предназначенную для демодуляции аналогового сигнала второй полосы частот с целью с целью получения аналогового обратного сигнала первой полосы частот; и
передающий контур, соединенный с антенной и предназначенный для передачи аналогового обратного сигнала первой полосы частот в систему обработки основной полосы частот, причем после прохождения обработки в основной полосе частот аналоговый обратный сигнал первой полосы частот передается в базовую сеть.
В особом виде реализации схема аналоговой демодуляции специально предназначена для демодуляции восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции с целью получения нескольких восходящих аналоговых сигналов первой полосы частот базовой станции, причем после прохождения обработки в основной полосе частот несколько аналоговых сигналов первой полосы частот передаются в базовую сеть.
С помощью предлагаемых в вариантах осуществления настоящего изобретения способа возврата сигнала базовой станции, базовой станции и устройства возврата сигнала в распределенной базовой станции осуществляется прямая модуляция/демодуляция аналогового сигнала и его последующая передача, что упрощает процесс возврата сигнала. По сравнению в предыдущим уровнем техники по меньшей мере исключается двойное преобразование аналог-цифра, благодаря чему упрощается процесс обработки обратного сигнала.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых к описанию чертежах показано:
на фиг. 1 - блок-схема предлагаемой в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения базовой станции;
на фиг. 2 - блок-схема последовательности операций способа возврата сигнала базовой станции с помощью предлагаемого в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аналогового сигнала;
на фиг. 3 - блок-схема последовательности операций другого способа возврата сигнала базовой станции с помощью предлагаемого в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аналогового сигнала;
на фиг. 4 - блок-схема предлагаемого в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения устройства обработки радиочастоты; и
на фиг. 5 - блок-схема предлагаемого в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения устройства обработки основной полосы частот.
Описание вариантов осуществления изобретения
Имеется ограничение в используемой в настоящее время технической реализации. Сигнал возвращается посредством цифрового сигнала беспроводной системы связи. Если в области беспроводной связи используется цифровой сигнал, то обычно считается, что существенным компонентом базовой станции является модуль преобразования цифрового сигнала в аналоговый и оптимизация базовой станции не может отклоняться от имеющейся структурной основы и системы базовой станции. Действительно, считается, что невозможно вернуть технологию базовых станцией назад к первому поколению, в котором применялась аналоговая технология, и текущие потребности связи не могут быть удовлетворены, так что специалисты в данной области техники также считают, что невозможно отказаться от преобразования цифровых сигналов.
Возвратом сигнала базовой станции обычно называют процесс, в ходе которого базовая станция передает обратно сигнал от выносного радиоблока RRU в блок BBU обработки основной полосы частот, и передачу сигнала между выносным радиоблоком и блоком обработки основной полосы частот также называют возвратом сигнала. Сигнал, передаваемый с RRU в BBU, обычно называют восходящим сигналом базовой станции, в то время как сигнал, передаваемый с BBU в RRU, называют нисходящим сигналом базовой станции. По мере развития сетей связи и усовершенствования базовых станций распределенные базовые станции получают все больше распространение. В технологии третьего поколения LTE базовая станция может напрямую передавать сигнал в базовую сеть. Несмотря на отличия конкретных вариантов выполнения базовых станций распределенная базовая станция содержит систему обработки радиочастоты, например RRU, и систему обработки основной полосы частот, например BBU, и возврат сигнала между RRU и BBU может осуществляться одинаково. Сигнал базовой станции и сетевая система обычно связаны посредством блока возврата. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения осуществляют прямую модуляцию/демодуляцию аналогового сигнала промежуточной частоты базовой станции (например, сужают/расширяют спектр, модулируют/демодулируют по частоте, модулируют/демодулируют по фазе) и его передачу. С одной стороны, упрощается сложный процесс обработки сигнала, присущий обычным решениям возврата сигнала. С другой стороны, могут быть преодолены проблемы типа занятости частотного спектра соты и накопления шумов в традиционных повторителях. В вариантах осуществления настоящего изобретения восходящий аналоговый сигнал базовой станции может включать в себя информацию в виде данных и управляющую информацию. Информация в виде данных представляет собой данные, передаваемые в процессе связи, в то время как управляющая информация используется для управления каналами связи.
На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения базовая станция. Базовая станция 1 содержит выносной радиочастотный блок RRU (выносную радиочастотную систему 10) и блок BBU обработки основной полосы частот (систему 20 обработки основной полосы частот). Радиочастотная система 10 включает в себя антенную систему 101, блок 104 обработки радиочастоты и первый блок 102 возврата. Блок обработки радиочастоты предназначен для выработки восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции, а первый блок 102 возврата передает восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции в систему обработки основной полосы частот. Система 20 обработки основной полосы частот включает в себя второй блок 202 возврата и блок 204 обработки основной полосы частот, причем второй блок 202 возврата предназначен для приема обратного сигнала, переданного первым блоком 102 возврата. В варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ возврата сигнала базовой станции при помощи аналогового сигнала, т.е. предлагается новое техническое решение процесса возврата сигнала базовой станции, и многочисленные виды технической обработки могут быть использованы для выработки обратного сигнала и осуществления его обработки в основной полосе частот после того, как обратный сигнал попадет в блок обработки основной полосы частот. Вследствие этого прилагаемые к описанию чертежи в основном касаются возврата сигнала.
В рассматриваемом варианте осуществления изобретения базовая станция содержит первый блок 102 возврата, находящийся в радиочастотной системе 10, и второй блок возврата, находящийся в системе 20 обработки основной полосы частот.
Первый блок 102 возврата предназначен для осуществления аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции для получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции и передает восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции во второй блок 202 возврата, причем вторая полоса частот шире первой полосы частот.
Второй блок 202 возврата предназначен для приема восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции и демодуляции восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции частот для получения восходящего аналогового сигнала первой полосы частот. Блок обработки основной полосы частот предназначен для осуществления обработки в основной полосе частот восходящего аналогового сигнала первой полосы частот и передачи обработанного в основной полосе частот восходящего аналогового сигнал первой полосы частот в базовую сеть.
Далее, когда нисходящий сигнал передан, второй блок 202 возврата, кроме того, предназначен для модулирования нисходящего сигнала третьей полосы частот с целью получения нисходящего аналогового сигнала четвертой полосы частот, причем нисходящий сигнал третьей полосы частот был обработан системой обработки основной полосы частот; передачи нисходящего аналогового сигнала четвертой полосы частот в первый блок 102 возврата, причем четвертая полоса частот больше третьей полосы частот.
Первый блок возврата, кроме того, предназначен для демодуляции нисходящего аналогового сигнала четвертой полосы частот с целью получения нисходящего аналогового сигнала третьей полосы частот и передачи нисходящего аналогового сигнала третьей полосы частот пользователю с помощью радиочастотной системы.
На практике первый блок 102 возврата может объединять несколько аналоговых сигналов обратной связи первой полосы частот в один аналоговый сигнал второй полосы частот, который, в частности, может быть получен посредством спектральной модуляции или частотной модуляции. Передача сигнала между первым блоком 102 возврата и вторым блоком 202 возврата может осуществляться посредством проводной линии, к примеру по оптическому волокну, или по радио, к примеру по сверхвысокочастотному каналу.
На фиг. 2 показана блок-схема последовательности операций способа возврата сигнала базовой станции с помощью предлагаемого в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аналогового сигнала. Способ используется в распределенной базовой станции, включающей в себя радиочастотную систему и систему обработки основной полосы частот, при этом способ предусматривает следующие этапы:
S202. Первый блок возврата, расположенный в радиочастотной системе, принимает восходящий аналоговый сигнал базовой станции, причем полоса частот восходящего аналогового сигнала является первой полосой частот.
Базовая станция связывается с терминалом пользователя. Базовая станция принимает сигнал от вызывающего терминала пользователя, причем сигнал является радиочастотным аналоговым сигналом; и базовая станция преобразует принятый сигнал в узкополосный аналоговый сигнал, который в данном документе называют аналоговым сигналом первой полосы частот. В общем понимании аналоговый сигнал первой полосы частот является аналоговым сигналом промежуточной частоты или аналоговым сигналом основной полосы частот.
Базовая станция модулирует узкополосный сигнал промежуточной частоты, а именно аналоговый сигнал первой полосы частот, преобразуя его в широкополосный сигнал промежуточной частоты в системе возврата, а именно в аналоговый сигнал второй полосы частот.
S204. Первый блок возврата осуществляет аналоговую модуляцию восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем вторая полоса частот больше первой полосы частот.
В процессе адаптации аналоговая модуляция включает в себя широкополосную модуляцию или частотную модуляцию. Для расширения спектра может, к примеру, использоваться расширение спектра методом прямой последовательности. Вследствие этого первая полоса частот уже второй полосы частот.
S206. Первый блок возврата передает восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции во второй блок возврата, расположенный в системе обработки основной полосы частот, так что второй блок возврата демодулирует восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции в восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции и затем восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции передается в базовую сеть.
Базовая станция напрямую возвращает сигнал в виде аналогового сигнала без осуществления преобразования цифра-аналог. При выбранной в данном варианте осуществления изобретения структуре и решении беспроводного возврата осуществляется прямая модуляция/демодуляция аналогового сигнала базовой станции и его передача. С одной стороны, упрощается сложный процесс обработки сигнала, принятый в традиционных решениях возврата, и существенно снижаются стоимость аппаратных средств, габариты аппаратуры, потребляемая мощность и т.п. С другой стороны, в значительной мере могут быть также сняты такие проблемы, как занятость частотного спектра соты и накопление шумов в традиционных повторителях сигналов.
В данном варианте осуществления изобретения в приемном канале после преобразования радиочастотного сигнала базовой станции в сигнал промежуточной частоты аналоговая область модуляции реализуется непосредственно на промежуточной частоте, так что узкополосный сигнал базовой станции промежуточной частоты модулируется в широкополосный сигнал промежуточной частоты системы возврата, и широкополосный сигнал промежуточной частоты передается в одноранговый блок возврата после преобразования вверх в системе возврата. В канале передачи после преобразования принятого сигнала вниз в аналоговый сигнал промежуточной частоты системы возврата методами аналоговой области демодуляции широкополосный аналоговый сигнал демодулируется в узкополосный аналоговый сигнал промежуточной частоты базовой станции, и узкополосный аналоговый сигнал промежуточной частоты базовой станции подвергается обработке, такой как преобразование вверх, и затем излучается антенной системой базовой станции. Кроме того, в ходе конкретной реализации процесса на этапе S204 может быть использован конкретный способ реализации процесса осуществления базовой станцией расширения спектра, например расширения/сужения спектра методом прямой последовательности, частотной модуляции/демодуляции, фазовой модуляции/демодуляции и комбинации различных способов модуляции, и может использоваться множество кодов расширения спектра для осуществления параллельной передачи нескольких сигналов (сигнал многоэлементной антенны, контрольный сигнал, DPD-сигнал обратной связи (сигнал обратной связи с цифровыми предыскажениями) и т.п.)
На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций другого способа возврата сигнала базовой станции с помощью предлагаемого в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аналогового сигнала. Способ используется в распределенной базовой станции, и в данном варианте осуществления изобретения базовая станция включает в себя радиочастотную систему и систему обработки основного диапазона частот. Способ предусматривает следующие этапы:
S302. Второй блок возврата, расположенный в системе обработки основной полосы частот, принимает восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции, причем передачу восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции осуществляет первый блок возврата, расположенный в радиочастотной системе, восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции получают после модуляции первым блоком возврата восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции, и вторая полоса частот больше первой полосы частот.
Восходящий сигнал базовой станции все еще является аналоговым сигналом и подвергается аналоговой модуляции, осуществляемой базовой станцией или блоком возврата базовой станции.
S304. Второй блок возврата демодулирует восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции, причем после прохождения обработки в основной полосе частот восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции передается в базовую сеть.
Кроме того, в конкретной реализации процесса в качестве конкретного варианта осуществления настоящего изобретения может использоваться сверхвысокочастотная технология. Для возврата восходящего аналогового сигнала базовой станции второй полосы частот может использоваться сверхвысокочастотный сигнал, и базовая станция загружает восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот в управляемый напряжением сверхвысокочастотный генератор, в частности подает его на вывод управления напряжением, так что изменение амплитуды восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции преобразуется в изменение частоты сверхвысокочастотного сигнала с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции. Базовая станция передает восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот во второй блок возврата посредством сверхвысокочастотного сигнала.
В рассматриваемом варианте осуществления настоящего изобретения базовая станция напрямую возвращает сигнал в аналоговом виде без осуществления цифро-аналогового преобразования. В предлагаемых в настоящем изобретении структуре и решении беспроводного возврата осуществляется прямая модуляция/демодуляция аналогового сигнала базовой станции и его передача. С одной стороны, упрощается сложный процесс обработки сигнала, принятый в традиционных решениях схемы обратной связи, и существенно снижаются стоимость аппаратных средств, габариты аппаратуры, потребляемая мощность и т.п. С другой стороны, в значительной мере снимаются такие проблемы, как занятость частотного спектра соты и накопление шумов в традиционных повторителях сигналов.
Далее со ссылкой на фиг. 4 в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается устройство обработки радиочастоты, как правило, являющееся отдельной частью распределенной базовой станции, такой как удаленный радиочастотный блок, или может быть единым модулем блока возврата сигнала, но в большинстве случаев является удаленным радиочастотным блоком. Базовое устройство включает в себя антенную систему 204 (аналогичную антенной системе 101 базовой станции, показанной на фиг. 1), и антенная система 204 включает в себя необходимый передающий контур и приемный контур (на чертеже не показаны). Антенная система 204 может быть многоантенной системой, а именно содержать несколько антенн и может использовать многоантенную технологию для передачи сигнала. Устройство обработки радиочастоты также должно содержать процессор 200, имеющий базовую производительность, достаточную для управления устройством обработки радиочастоты, и обрабатывает сигнал и управляет каждым аппаратным модулем, схемой или т.п. посредством шины 202 процессора. Отличие от существующего общепринятого устройства обработки радиочастоты состоит в том, что данный вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предусматривает в базовой станции, показанной на фиг. 1, первый блок 102 возврата. Аналоговая радиочастотная схема 206 базовой станции и схема 208 аналогового преобразования образуют первый блок возврата, например первый блок 102 возврата базовой станции, показанной на фиг. 1. Первый блок возврата, в частности, включает в себя: аналоговую радиочастотную схему 206 базовой станции, причем аналоговая радиочастотная схема 206 соединена с антенной системой 204 и принимает сигнал, переданный вызывающим терминалом пользователя, с помощью антенной системы 204, и предназначена для выработки восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции; и схему 208 аналогового преобразования, соединенную с аналоговой радиочастотной схемой 206 (к примеру, посредством шины) и предназначенную для осуществления аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем после осуществления преобразования схемой аналогового преобразования вторая полоса частот больше первой полосы частот. Схема аналогового преобразования соединена с антенной системой, и антенная система передает аналоговый сигнал второй полосы частот в устройство обработки основной полосы частот, где восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции демодулируется устройством обработки основной полосы частот в восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции, и затем восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции передается в базовую сеть.
Схема аналогового преобразования включает в себя:
дискретизатор, осуществляющий периодическую выборку значений аналогового сигнала первой полосы частот с целью получения дискретизированного сигнала;
генератор последовательности с расширенным спектром, вырабатывающий группу последовательностей с расширенным спектром, причем группа последовательностей относится к группе ортогональных последовательностей с расширенным спектром; и
смеситель, умножающий дискретизированный сигнал на последовательность с расширенным спектром с целью получения аналогового сигнала второй полосы частот.
В качестве усовершенствованного решения в состав схемы аналогового преобразования может дополнительно включаться фильтр формирования импульсов, осуществляющий формирование широкополосных импульсов последовательности с расширенным спектром, так что форма волны становится более стабильной и результат обработки улучшается. В конкретном способе прием может использоваться для преобразования аналогового сигнала первого диапазона частот в аналоговый сигнал второго диапазона частот.
Кроме того, в качестве конкретного вида реализации устройства обработки радиочастоты для осуществления аналоговой модуляции восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции с целью получения аналогового сигнала второй полосы частот в процессе осуществления базовой станцией расширения спектра, конкретным способом реализации может быть расширение спектра методом прямой последовательности, и схема аналогового преобразования базовой станции осуществляет периодическую выборку значений сигнала, который, в частности, к примеру, может содержать один период символа. Генератор широкополосной последовательности вырабатывает группу широкополосных последовательностей, относящуюся к некоторой группе ортогональных широкополосных последовательностей. Фильтр формирования импульса осуществляет формирование широкополосного импульса. Смеситель умножает дискретизированный сигнал промежуточной частоты на широкополосную последовательность. Восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции преобразуется в восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции посредством вышеописанной обработки.
В процессе преобразования восходящего аналогового сигнала первой полосы частот базовой станции в восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции узкополосный сигнал промежуточной частоты сначала проходит через схему дискретизации с запоминанием частоты, причем частоту отбора получают посредством деления частоты широкополосного генератора тактовых импульсов, и после прохождения через смеситель дискретизированный сигнал умножается на широкополосную последовательность, чтобы реализовать расширение, таким образом осуществляя расширение спектра узкополосного сигнала базовой станции промежуточной частоты с целью получения аналогового сигнала промежуточной частоты системы возврата для последующей обработки, такой как преобразование вверх в системе возврата. Несколько параллельных сигналов могут передаваться одновременно в соответствии с длиной широкополосного кода, а именно в соответствии с количеством последовательностей. В процессе модуляции несколько широкополосных кодов могут использоваться для реализации параллельной передачи нескольких сигналов (например, многоантенного сигнала, контрольного сигнала и DPD-сигнала обратной связи).
Далее, в качестве новой конкретной реализации в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, кроме того, предлагается устройство обработки основной полосы частот, которое может являться частью распределенной базовой станции, к примеру блоком BBU обработки основной полосы частот (обозначен ссылочной позиция 20 на фиг. 1). Устройство обработки основной полосы частот осуществляет обработку основной полосы частот принятого обратного сигнала базовой станции (восходящего аналогового сигнала базовой станции) и передает обработанный в основной полосе частот сигнал в базовую сеть. Согласно фиг. 5, устройство 30 обработки основной полосы частот включает в себя: схему 308 аналоговой демодуляции, предназначенную для демодуляции принятого широкополосного аналогового сигнала с целью получения узкополосного передаваемого сигнала; и передающий контур 306, предназначенный для передачи аналогового сигнала обратной связи первой полосы частот в систему обработки основной полосы частот, где после обработки в основной полосе частот аналоговый сигнал обратной связи первой полосы частот передается в базовую сеть. В дополнение к этому, имеется процессор 300, управляющий каждой схемой и модулем в целом посредством шины.
Если возврат осуществляется в беспроводном виде, устройство приема обратного сигнала дополнительно включает в себя: приемный контур 302, соединенный с антенной системой, причем антенна может представлять собой многоантенную систему, и предназначенный для приема восходящего аналогового сигнала второй полосы частот базовой станции, причем восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции передается первым блоком возврата, принятый восходящий аналоговый сигнал второй полосы частот базовой станции получают после того, как первый блок возврата устройства обработки радиочастоты модулирует восходящий аналоговый сигнал первой полосы частот базовой станции, причем вторая полоса частот больше первой полосы частот; и схему 308 аналоговой демодуляции, предназначенную для демодуляции аналогового сигнала второй полосы частот с целью получения аналогового обратного сигнала первой полосы частот. Передающий контур 306 соединен с антенной 304 и предназначен для передачи аналогового обратного сигнала первой полосы частот в базовую сеть. После обработки в основной полосе частот аналоговый обратный сигнал первой полосы частот передается в базовую сеть. Приемный контур 306, схема аналоговой демодуляции 308 и передающий контур 306 формируют второй блок возврата, к примеру второй блок возврата, показанный на фиг. 1. В частности, антенная система принимает аналоговый сигнал промежуточной частоты системы возврата, тактовые сигналы системы восстанавливаются схемой восстановления тактовых сигналов, интегральная схема реализует интерфейс для принятого сигнала посредством аналогового смешивания частот, и, наконец, узкополосный аналоговый сигнал промежуточной частоты базовой станции восстанавливают с помощью схемы дискретизации с запоминанием частоты и низкочастотной фильтрации для последующей обработки, такой как аналого-цифровое преобразование, как того требует конечная базовая станция.
В качестве конкретного способа реализации на примере демодуляции широкополосных сигналов в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается структура схемы аналоговой демодуляции, включающая в себя:
блок восстановления тактовых сигналов, восстанавливающий тактовые сигналы интегральной схемы из сигнала промежуточной частоты, подвергшегося расширению спектра, что может осуществляться с использованием разнообразных технологий;
генератор широкополосных последовательностей, вырабатывающий группу широкополосных последовательностей, причем группа широкополосных последовательностей относится к некоторой группе ортогональных последовательностей;
устройство поиска кода синхронизации, предназначенное для получения начальной позиции символа посредством поиска, которое может реализовываться с помощью разнообразных технологий, например в виде корреляционного устройства на базе интегральной схемы на приборе с зарядовой связью;
смеситель, умножающий дискретизированный сигнал промежуточной частоты на широкополосную последовательность;
фильтр формирования импульса, предназначенный для формирования импульсов широкополосной кодировки;
интегратор, предназначенный для суммирования сигналов за период символа с целью осуществления сжатия сигнала;
схему дискретизации с запоминанием частоты, предназначенную для отбора сигнала, подвергшегося сжатию; и
фильтр низких частот, осуществляющий фильтрацию дискретизированного сигнала с целью отсеивания высокочастотного компонента для восстановления узкополосного сигнала промежуточной частоты, повергшегося сжатию.
Возврат в системе стандарта LTE с полосой частот 20 МГц приведен в нижеследующем описании в качестве конкретного примера с целью представления варианта осуществления настоящего изобретения в привязке к конкретному параметру сигнала.
Чтобы полностью компенсировать накопление шумов обратного канала (коэффициенты шума в диапазонах частот Е и V составляют 9-12 дБ), выбранная длина широкополосного спектра может быть больше 16 бит (коэффициент растяжки спектра 12 дБ), к примеру 16, 32, 64 и 128 бит. Если полоса частот основной системы составляет 20 МГц и тактовый генератор дискретизации с запоминанием частоты выбирает ширину полосы частот более 40 МГц, например 61,4 МГц, то требование правила отбора удовлетворяется. Для расширения спектра выбирают 16-кратное расширение и любую из последовательностей (поддерживающую наложение 16 широкополосных сигналов, одновременную передачу нескольких аналоговых сигналов промежуточной частоты и усиление мощности DPD-сигнала канала обратной связи базовой станции и т.п.). Генератор широкополосной последовательности выбирает 491,52 МГц, и обратная аналоговая ширина полосы пропускания по промежуточной частоте выбирается равной 491,52 МГц (<500 МГц, выбирается диапазон частот Е, как две полосы частот по 250 МГц). В аналоговой области процесса широкополосной модуляции и демодуляции соотношение между модулирующим сигналом и модулируемым сигналом выражается следующей формулой:
n
где M(t) - модулирующий выходной сигнал; s(t) - n-ный модулированный
n
n
сигнал, причем сигнал меняется со временем t; p(t) - n-ная группа в группе ортогональных последовательностей, причем длина последовательности установлена равной R, а скорость передачи сигнала в битах больше в 2R раза, чем полоса частот модулированного сигнала s(t) и N - целое положительное число, большее или равное 0 и меньшее, чем R.
В вышеприведенных вариантах осуществления изобретения, если для возврата сигнала базовой станции использованы сверхвысокие частоты, то базовая станция загружает аналоговый сигнал первой полосы частот (а именно, узкополосный сигнал) в управляемый напряжением сверхвысокочастотный генератор, так что амплитудные изменения аналогового сигнала первой полосы частот преобразуются в частотные изменения сверхвысокочастотного сигнала для реализации модуляции, чтобы получить аналоговый сигнал второй полосы частот (а именно, широкополосный сигнал). В аналоговой области частотной модуляции аналоговый сигнал промежуточной частоты базовой станции напрямую подается на управляемый напряжением вывод управляемого напряжением сверхвысокочастотного генератора, так что амплитудные изменения аналогового сигнала промежуточной частоты базовой станции напрямую преобразуются в частотные изменения сверхвысокочастотного сигнала для реализации модуляции. Если мешающее воздействие амплитудных шумов снижено посредством ограничителя принятого по сверхвысокочастотной линии сигнала, то демодуляция частотно-модулированного сигнала осуществляют с помощью частотного дискриминатора с настроенными контурами, чтобы получить аналоговый сигнал промежуточной частоты базовой станции. Сдвиг частоты модулированного и выходного сигналов представляет собой возрастающую функцию или убывающую функцию амплитуды модулированного сигнала.
В варианте осуществления изобретения, в котором используется ортогональная фазовая модуляция в аналоговой области, после отбора несколькими схемами дискретизации с запоминания частоты с временным разделением каналов, N аналоговых синфазно-квадратурных сигналов базовой станции и один пилот-сигнал формируют сигналы с ортогональными компонентами, полоса частот которых в 2×N раз больше полосы исходных синфазно-квадратурных сигналов базовой станции, и сигналы формируют модулированный сверхвысокочастотный сигнал для выдачи после прохождения преобразования вверх в ортогональном модуляторе. В соответствии с принципом ортогональной фазовой модуляции и демодуляции в аналоговой области, сверхвысокочастотный сигнал делится на синфазный и квадратурный ортогональные компоненты после прохождения ортогональной демодуляции, и схема поиска пилот-компонента находит среди выходных ветвей ветвь, где находится указанный пилот-компонент, и настраивает тактовый генератор интервала дискретизации, чтобы позволить пилот-компоненту попадать в правильную выходную ветвь, так что несколько последовательностей дискретизации с запоминания частоты с временным разделением каналов оказываются синхронизованными с передающим концом.
Предлагаемые в настоящей заявке технические решения подробно описаны в вышеприведенных вариантах осуществления настоящего изобретения с точки зрения практической реализации оборудования базовой станции, способа и устройства возврата сигнала базовой станции. На практике устройство возврата сигнала базовой работает при использовании способов и процедур, описанных в представленных выше вариантах осуществления способа, и этапы и виды реализации способа могут осуществляться упомянутыми устройством или базовой станцией. Базовая станция и устройство могут использоваться для конкретного осуществления способа. Аналогично этому, упомянутые базовая станция и устройство также предназначены для осуществления этапов и процедур способа. Вследствие этого данный способ представляет собой способ, подходящий для использования с предлагаемыми базовой станцией и устройством.
В реализации настоящего изобретения осуществляют прямую модуляцию/демодуляцию (например, осуществляют расширение/сжатие спектра или осуществляют частотную модуляцию/демодуляцию) аналогового сигнала промежуточной частоты базовой станции и его передачу. С одной стороны, упрощается сложный процесс обработки сигнала, свойственный традиционному решению возврата сверхвысокочастотного сигнала. С другой стороны, удается также преодолеть такие проблемы, как занятость частотного спектра соты и накопление шумов в традиционном повторителе.