[发明专利]集线器、信号合路方法以及RTWP的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的，涉及一种用于码分多址系统的小区多射频单元信号合路的集线器和信号合路方法、以及小区接收宽带信号总功率的计算方法。

背景技术

在码分多址无线通信系统中，为了扩大小区的覆盖区域，特别是扩大室内复杂环境的覆盖区域，需要把射频单元(Radio Unit，以下简写为RU)放置到不同的地方，射频单元对接收到的射频信号进行射频解调，转化为数字信号，然后把这些射频单元的数字信号通过线缆(网线或光纤等)送到一个集线器，在集线器中把多个射频单元的数字信号进行叠加。叠加后的信号送给基站的基带处理单元。如图1所示，多个射频单元101可以放置在不同的地方，覆盖不同的区域，比如大楼里的不同楼层。这些与基带处理单元分离放置的射频单元的基本功能单元如图2所示，射频单元完成上行信号的接收、射频解调、自动增益控制(Automatic Gain Control，以下简写为AGC)和模数转换(Anolog to Digital，以下简写为AD)。在具体系统中，这里的AGC可能包括模拟AGC(也称为VGA：Variable-Gain Amplifier，可变增益放大器)和数字AGC。可以看出，信号的处理流程是：射频解调后的模拟信号先通过模拟AGC进行第一级幅度调整，然后进行AD采样量化，量化后的数字信号再经过数字AGC进行第二级幅度调整。其中，可以把AGC和AD处理看作一个模块即AGC_AD模块204的功能，提到的AGC增益因子为模拟AGC和数字AGC总的增益因子。AGC_AD输出的数字信号通过线缆送往集线器，同时需要测量接收宽带信号总功率(简写为RTWP：Received Total Wideband Power或RSSI：Receive SignalStrength Indication)，RTWP通过控制维护模块206上报给基站和无线网络控制器(RNC：Radio Net Control)，RNC根据RTWP的大小进行接纳控制和拥塞控制，如果RTWP升高很大，就不允许新用户接入，甚至转移或挂掉一些正在通话的用户。当然下行的射频调制和控制维护模块也是射频单元所必须的。通过AGC_AD模块204，接收的信号乘了一个动态的AGC增益因子Gi，不管接收的射频信号强弱，AD量化后的数字信号平均幅度是恒定的，这是常规AGC_AD模块204的基本功能。从图2的结构可知，业界公开文献中经常提到的远程无线单元(Remote Radio Unit，简写为RRU)，数字直放站，无线设备(Radio Equipment，简写为RE)等都属于本文讲的射频单元。常规的集线器结构如图3所示，多个射频单元送过来的上行信号在合路器302中进行叠加，叠加后的信号送给基站或BU(基带单元)103。通常，基站指的是包括射频和基带处理在内的具备标准空中接口和传输接口的设备，但目前行业中有把一部分射频单元甚至所有射频单元从基站中分离出来的趋势，如果所有射频单元被分离出去，则基站被分成两部分，射频单元RU和包括基带处理传输处理等功能在内的基带单元(Baseband Unit，简写为BU)，BU也有许多其它叫法，比如基带资源池，REC(RadioEquipment Control)等。从基站或BU 103来的下行信号通过分路器303分成多路，分别送给各个射频单元。对数字信号来讲，这里的分路其实就是把单路信号复制成多路。同时，集线器还有一个控制维护模块，处理控制信息。图3中所示的各个模块功能如下：控制维护模块301负责控制维护信息的处理和收发；合路器302负责接收同一小区各个射频单元的信号Si(k)，i＝1，2，...n，并把这些信号叠加得到S(k)送给基站；以及分路器303负责接收基站过来的下行信号并分发到各个射频单元。当然，一个集线器中可以有多个合路器和分路器分别处理多个小区信号。

对于一个小区只有一个射频单元的情况，一个小区的某种业务的极限容量计算如下：假设该单一业务正常维持时所需信干比为Ec/I0，理想功控，该业务的各个用户发射每chip能量都为S。射频引入的底噪功率谱密度为N0，同时通信的用户数为M，则有(不考虑激活因子，其他用户信号干扰近似为随机噪声，常规基站中的AGC因子对小区中所有用户信号和噪声来说是同一个值)：