專利名稱：高速移動(dòng)環(huán)境下移動(dòng)通信系統(tǒng)、方法和無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)，尤其涉及應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境下的移動(dòng)通信系統(tǒng)、方 法和無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著全球國(guó)際大都市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程達(dá)到一定水平，高速城市鐵路、城際 列車等軌道交通系統(tǒng)快速發(fā)展。我國(guó)京滬廣城市鐵路、京津城際列車和上海磁懸浮鐵路已 成功建設(shè)并投入運(yùn)營(yíng)，而北京至上海的高速鐵路也正逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這些先進(jìn)的交通工具 共同特點(diǎn)是列車移動(dòng)速度高達(dá)300km/h 500km/h，未來(lái)甚至更高。在如此高速移動(dòng)狀態(tài)下 保證移動(dòng)用戶的可靠通信是個(gè)巨大挑戰(zhàn)。當(dāng)前，盡管移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)有了飛速進(jìn)步，但用戶即使在汽車上或常規(guī)火車上 (最高速度為237km/h)進(jìn)行話音通信時(shí)也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)話音模糊、掉線、不能掛機(jī)等服務(wù)質(zhì) 量差的現(xiàn)象，對(duì)于對(duì)傳輸速率、服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求更高的多媒體業(yè)務(wù)，通信質(zhì)量會(huì)更差。盡管當(dāng)前針對(duì)高速移動(dòng)環(huán)境存在一些通信解決方案，如TETRA數(shù)字集群通信、 GSM-R集群通信或TD-SCDMA改進(jìn)方案，但由于技術(shù)和成本方面的局限它們都無(wú)法滿足實(shí)際 的民用需要。如何解決高速移動(dòng)環(huán)境下寬帶可靠通信問(wèn)題是移動(dòng)通信長(zhǎng)期面臨的難題和挑 戰(zhàn)，更是當(dāng)前迫切要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法，可以實(shí)現(xiàn)高速移 動(dòng)環(huán)境下的移動(dòng)通信。本發(fā)明提供一種應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括移動(dòng)無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-MS，能夠安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上，包括射頻單元和基 帶處理單元，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào)處理，與所述高速移動(dòng)設(shè)備上的移動(dòng)通信系 統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)直接通信；實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)環(huán)境下與固定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-BS之間 的雙工無(wú)線通信；固定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-BS，能夠安裝在所述高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線，包括 射頻單元和基帶處理單元，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào)處理，與所述CRH-MS進(jìn)行雙工 通信，實(shí)現(xiàn)與所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，CRH-MS設(shè)備與高速移動(dòng)設(shè)備上的不同 移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信；所述CRH-BS設(shè)備實(shí)現(xiàn)與所述不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接 入控制器之間的通信。根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，CRH-MS設(shè)備包括分路合路器，用于將 來(lái)自不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)打包，將來(lái)自CRH-BS設(shè)備的 數(shù)據(jù)包分發(fā)到對(duì)應(yīng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)；CRH-BS設(shè)備包括協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)，用于 將來(lái)自CRH-MS的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給所述不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器；將來(lái)自不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給CRH-MS。根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，CRH-MS設(shè)備的射頻單元的天線單元 采用單天線、多天線陣列、或智能天線技術(shù)；所述CRH-MS設(shè)備的基帶處理單元支持與所述 CRH-MS設(shè)備的射頻單元的天線單元對(duì)應(yīng)的無(wú)線信號(hào)發(fā)送和接收處理；禾口/ 或CRH-BS設(shè)備的天線覆蓋方式采用分布式基站拉遠(yuǎn)、廣義分布式天線覆蓋、或泄漏 電纜；所述CRH-BS設(shè)備的基帶處理單元支持相應(yīng)天線覆蓋方式的無(wú)線信號(hào)發(fā)送處理和接 收處理；禾口/ 或CRH-BS采用光纖拉遠(yuǎn)或廣義分布式無(wú)線接入的組網(wǎng)方式。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信方法，包括安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上的移動(dòng)無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-MS與所述高速移動(dòng)設(shè)備上 的移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)直接通信；所述CRH-MS實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)環(huán)境下與安裝在所述高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線上的固 定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-BS之間的雙工無(wú)線通信；所述CRH-BS實(shí)現(xiàn)與所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。進(jìn)一步，所述CRH-MS設(shè)備與所述高速移動(dòng)設(shè)備上的不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收 發(fā)信機(jī)直接通信；所述CRH-BS設(shè)備實(shí)現(xiàn)與所述不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通本發(fā)明還提供一種無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備，能夠安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上，包括分路合路器，用于將來(lái)自所述高速移動(dòng)設(shè)備上不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī) 的信號(hào)統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理，發(fā)送給基帶處理單元；將來(lái)自基帶處理單元的下行數(shù)據(jù)發(fā) 放給各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)；所述基帶處理單元，用于將來(lái)自所述分路合路器的信號(hào)進(jìn)行基帶處理后發(fā)送給射 頻單元；接收來(lái)自所述射頻單元的信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給所述分路合路器；所述射頻單元，用于接收射頻信號(hào)，發(fā)送給所述基帶處理單元；從所述基帶處理單 元接收信號(hào)，轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)后通過(guò)天線進(jìn)行發(fā)射。本發(fā)明還提供一種無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備，能夠安裝在高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線上， 包括射頻單元，用于發(fā)送或者接收射頻信號(hào)；基帶處理單元，用于從所述射頻單元接收射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給協(xié)議 轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)；從所述協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給所述射頻單元；協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)，用于從所述基帶處理單元接收信號(hào)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給各 個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器；從所述各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)協(xié) 議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給所述基帶處理單元。本發(fā)明提供的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境下的移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法，高速移動(dòng)設(shè)備上的 CRH-MS與移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信，CRH-BS與移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器通信， 通過(guò)CRH-MS和CRH-BS之間的通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸，實(shí)現(xiàn)了高速移動(dòng)環(huán)境下的移動(dòng)通
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進(jìn)一步，CRH-MS可以和多種移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信，CRH-BS可以與多 種移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器通信，便于推廣應(yīng)用并節(jié)省成本。


圖1示出本發(fā)明的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)例子的系統(tǒng)示意 圖；圖2示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的實(shí)施例中位于高速移動(dòng)設(shè)備上的CRH-MS子系 統(tǒng)示意圖；圖3示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中CRH-MS和CRH-BS子系統(tǒng)的功能 模塊示意圖；圖4示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中廣義分布式網(wǎng)絡(luò)覆蓋示意圖；圖5示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)的示意圖；圖6示出本發(fā)明的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖7示出本發(fā)明的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程 圖；圖8示出本發(fā)明的CRH-MS設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖9示出本發(fā)明的CRH-BS設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在 附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同或者相似的組件或者元素。圖1示出本發(fā)明的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)例子的系統(tǒng)示意 圖。如圖1所示，該移動(dòng)通信系統(tǒng)包括位于高速移動(dòng)設(shè)備100上的移動(dòng)無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備 CRH-MS設(shè)備11和位于高速移動(dòng)設(shè)備100的移動(dòng)沿線上的固定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-BS設(shè) 備12。其中，CRH-MS設(shè)備11包括射頻單元和基帶處理單元，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā) 及信號(hào)處理，與高速移動(dòng)設(shè)備100上的移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信，并實(shí)現(xiàn)高速移 動(dòng)環(huán)境下與CRH-BS設(shè)備12之間的雙工無(wú)線通信。CRH-MS設(shè)備11的射頻單元的天線單元 (AU)可以采用現(xiàn)有的多種天線技術(shù)，例如單天線、多天線陣列、智能天線等。基帶單元支持 多種天線技術(shù)的無(wú)線信號(hào)發(fā)送處理和接收處理。CRH-BS設(shè)備12包括射頻單元和基帶處理單元，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào) 處理，與高速移動(dòng)環(huán)境下CRH-MS設(shè)備11進(jìn)行雙工通信，實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器 14之間的通信。CRH-BS 12可采用多種通信覆蓋技術(shù)，如分布式基站拉遠(yuǎn)、廣義分布式天線 覆蓋、泄漏電纜等技術(shù)?；鶐卧С窒鄳?yīng)天線覆蓋方式的無(wú)線信號(hào)發(fā)送處理和接收處理。根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，CRH-MS設(shè)備11與高速移動(dòng)設(shè)備100上 的不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信。例如，CRH-MS設(shè)備11與高速移動(dòng)設(shè)備100上 的 GSM、3G、4G、WiMAX、Wi-Fi、WPAN、WSN 等不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的 GSM BTS、3G Node B、4G AP、 WiMAX AN、Wi-Fi AP等接入收發(fā)信機(jī)直接通信。CRH-BS設(shè)備12實(shí)現(xiàn)與不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的 接入控制器 14(如 GSM BSC、3G RNC、4G AP, WiMAX AN、Wi-Fi AP 等)之間的通信。CRH-BS
6設(shè)備12實(shí)現(xiàn)來(lái)自CRH-MS設(shè)備11的數(shù)據(jù)包與不同制式網(wǎng)絡(luò)的接入控制器14(如GSM BSC、 3G RNC、4G AP、WiMAXAN、Wi-Fi AP 等)之間協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。CRH-BS和CRH-MS可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求采用任何無(wú)線通信發(fā)送與接收技術(shù)實(shí)現(xiàn) CRH-BS和CRH-MS之間的高數(shù)據(jù)速率的無(wú)線通信，例如，采用基于MIM0-0FDM的無(wú)線鏈路傳 輸技術(shù)等。CRH-MS根據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的需求要完成不同數(shù)據(jù)處理功能，比如數(shù)據(jù)的打包和拆 包、數(shù)據(jù)壓縮與解壓等；CRH-BS根據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的需求要完成不同數(shù)據(jù)處理功能，比如 數(shù)據(jù)的打包和拆包、數(shù)據(jù)壓縮與解壓等。CRH-MS和CRH-BS支持現(xiàn)有架構(gòu)下各移動(dòng)通信系 統(tǒng)中接入收發(fā)信機(jī)與接入控制器相應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)，CRH-BS完成來(lái)自CRH-MS的數(shù)據(jù)包與不 同制式網(wǎng)絡(luò)的接入控制器(如GSM BSC、3G RNC、4GAP、WiMAX AN、Wi-Fi AP等)之間協(xié)議 轉(zhuǎn)換功能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)移動(dòng)通信系統(tǒng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)可以在CRH-MS和CRH-BS實(shí)現(xiàn) 上述接口，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)在此不進(jìn)行詳細(xì)描述。CRH-BS和CRH-MS實(shí)現(xiàn)接入收發(fā)信機(jī)(如GSM BTS、3G Node B、4G AP,WiMAX AN、Wi_FiAP 等)和接入控制器(如 GSM BSC、3G RNC、4G AP、 WiMAXAN、Wi-Fi AP等)之間的數(shù)據(jù)包的透明傳輸。本發(fā)明的實(shí)施例中CRH-BS可采用多種高速移動(dòng)環(huán)境下組網(wǎng)方法，如光纖拉遠(yuǎn)、廣 義分布式無(wú)線接入組網(wǎng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，CRH-BS與不同制式網(wǎng)絡(luò)的基站控制器之間采用IP傳輸。圖2示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中位于高速移動(dòng)設(shè)備上的CRH-MS 子系統(tǒng)示意圖。如圖2所示，高速移動(dòng)設(shè)備200(例如，列車車廂)上各個(gè)制式通信系統(tǒng)的 接入收發(fā)信機(jī)(如GSM BTS、3G Node B、4G AP、WiMAX AN、Wi-Fi AP等)通過(guò)列車車廂內(nèi) 布設(shè)的泄露天線或廣義分布式多天線23為車上不同制式移動(dòng)通信系統(tǒng)的手機(jī)用戶提供無(wú) 線通信服務(wù)。車廂內(nèi)部的天線或廣義分布式多天線為多制式移動(dòng)通信系統(tǒng)所共享的多頻帶 天線。列車內(nèi)的各不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)用光纖與車內(nèi)的同一組多制式共享的 多頻帶天線或廣義分布式多天線相連接，與車廂中的不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的用戶終端進(jìn)行通 信。CRH-MS設(shè)備21與高速移動(dòng)設(shè)備200內(nèi)的不同制式通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)利用光纖 或饋線直接相連在一起；上行數(shù)據(jù)通信時(shí)，CRH-MS設(shè)備21通過(guò)信號(hào)分路/合路器22將來(lái) 自不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)的信號(hào)統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和IP打包處理，不同移動(dòng) 通信系統(tǒng)的用戶信號(hào)用IP標(biāo)識(shí)位區(qū)分，CRH-MS設(shè)備21將統(tǒng)一處理后的數(shù)據(jù)包通過(guò)外部天 線陣24發(fā)送給CRH-BS ；下行數(shù)據(jù)通信時(shí)，CRH-MS設(shè)備21通過(guò)外部天線陣24從CRH-BS接 收數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的標(biāo)識(shí)通過(guò)信號(hào)分路/合路器22將不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)送 到對(duì)應(yīng)的接入收發(fā)信機(jī)，然后通過(guò)車內(nèi)多制式共享的多頻帶天線或廣義分布式多天線發(fā)送 給車廂內(nèi)的用戶終端。需要指出，上述實(shí)施例中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行IP打包處理，在其他實(shí)施例中也可以用其他 數(shù)據(jù)格式，例如ATM信元，只要CRH-MS和CRH-BS之間遵循相同的協(xié)議即可，它們是收發(fā)相 同的數(shù)據(jù)格式。如果CRH-MS發(fā)送IP包的數(shù)據(jù)格式，CRH-BS支持IP包的數(shù)據(jù)接收；如果 CRH-MS發(fā)送ATM信元的數(shù)據(jù)格式，CRH-BS支持ATM信元的接收。CRH-BS和CRH-MS可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求采用任何無(wú)線通信發(fā)送與接收技術(shù)實(shí)現(xiàn) CRH-BS和CRH-MS之間的高數(shù)據(jù)速率無(wú)線通信。圖3示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)
7實(shí)施例中CRH-MS和CRH-BS通信子系統(tǒng)的功能模塊示意圖，其中，CRH-MS和CRH-BS基于 MIM0-0FDM的無(wú)線鏈路傳輸技術(shù)。如圖3所示，在發(fā)送端，多種業(yè)務(wù)信源通過(guò)校驗(yàn)編碼、信 道編碼、速率匹配、比特交織、調(diào)制、符號(hào)交織、空時(shí)編碼、加導(dǎo)頻、IFFTj^ CP、成時(shí)隙、成幀 等處理后，然后經(jīng)過(guò)功率控制和濾波等，通過(guò)高速信道發(fā)送出去。接收端從高速信道接收數(shù) 據(jù)，經(jīng)過(guò)備用濾波、解幀、解時(shí)隙、去CP、FFT、信道估計(jì)、多普勒估計(jì)、空時(shí)譯碼、符號(hào)解交織、 解調(diào)、比特解交織、解速率匹配、信道譯碼、校驗(yàn)解碼等處理，還原為初始的信號(hào)或數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，CRH-MS和CRH-BS既能夠作為發(fā)送端，也能夠作為接 收端。本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)可采用廣義分布式無(wú)線接入組網(wǎng)方式。每一個(gè)CRH-BS連 接N根分離廣義分布式天線并服務(wù)N個(gè)傳統(tǒng)小區(qū)覆蓋的面積。針對(duì)高速移動(dòng)環(huán)境特征，廣 義分布式天線的間距一般比較大，公里級(jí)到幾十公里級(jí)，其中廣義分布式天線和CRH-BS之 間可以通過(guò)分布式光纖、同軸電纜等方式連接，信號(hào)處理功能由CRH-BS完成。每個(gè)CRH-BS 控制多個(gè)廣義分布式天線、使用相同的資源與列車進(jìn)行通信，各個(gè)廣義分布式天線只進(jìn)行 簡(jiǎn)單的信號(hào)收發(fā)，信號(hào)處理功能由CRH-BS完成，每個(gè)CRH-BS的覆蓋面積是傳統(tǒng)小區(qū)的若干 倍。圖4示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中廣義分布式網(wǎng)絡(luò)覆蓋示意圖。圖 4中CRH-BS 1可以連接了多根天線，此處示出了 3根廣義分布式天線，CRH-BS 2可以連接 了多根天線，此處示出了 4根廣義分布式天線。如果定義構(gòu)成一個(gè)廣義分布式小區(qū)的天線 個(gè)數(shù)為3，那么CRH-BS 1連接的天線可以構(gòu)成1個(gè)廣義分布式小區(qū)(‘S__M’區(qū)域)。這相 當(dāng)于一個(gè)固定廣義分布式小區(qū)的組成結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一個(gè)廣義分布式小區(qū)的天線(天線陣)的 個(gè)數(shù)不發(fā)生變化?？紤]CRH-BS 2內(nèi)部發(fā)生的另一種情況，隨著CRH-MS的移動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)廣義分布式 小區(qū)的天線單元可以隨著CRH-MS的移動(dòng)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，廣義分布式小區(qū)不再是固定的結(jié) 構(gòu)，而是采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)?；瑒?dòng)廣義分布式小區(qū)結(jié)構(gòu)可以看成一個(gè)窗口滑動(dòng)的過(guò)程，相當(dāng)于 一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的窗口，這個(gè)窗口的大小、形狀以及滑動(dòng)的速度可以根據(jù)其服務(wù)的CRH-MS的 運(yùn)動(dòng)方向及速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)改變。當(dāng)CRH-MS運(yùn)動(dòng)速度比較快時(shí)，滑動(dòng)窗可以大一些以跟隨 CRH-MS的移動(dòng)，減少其切換。而當(dāng)CRH-MS的運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生變化時(shí)，滑動(dòng)窗的方向也可以跟 隨其變化，不同的CRH-MS會(huì)對(duì)應(yīng)不同的多個(gè)CRH-BS構(gòu)成的廣義分布式小區(qū)結(jié)構(gòu)圖5示出本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中CRH-BS的協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)的示 意圖。如圖5所示，CRH-BS 52與移動(dòng)通信系統(tǒng)接入控制器53之間的通信可以采用現(xiàn)有基于 IP的網(wǎng)絡(luò)，并增加相應(yīng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。CRH-BS設(shè)備52包括協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)521， 用于將從CRH-MS接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接 入控制器53 ；移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器53也包括協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)531，用于將從CRH-BS 接收的IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。在CRH-BS和CRH-MS雙工通信中，CRH-BS設(shè)備 收到經(jīng)過(guò)無(wú)線信道傳播的來(lái)自CRH-MS設(shè)備的數(shù)據(jù)，射頻單元接收射頻信號(hào)；基帶處理單元 從射頻單元處接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。CRH-BS設(shè)備中的協(xié)議轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)接收到來(lái)自基帶單元的數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)包(CRH-BS與移動(dòng)通信系統(tǒng)接入控制 器之間的通信可通過(guò)基于IP的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式是IP包)。移動(dòng)通 信系統(tǒng)的接入控制器收到來(lái)自CRH-BS的IP包后，解IP包從而獲得發(fā)端用戶最原始的發(fā)送數(shù)據(jù)，所以相應(yīng)的也需要協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將來(lái)自CRH-BS接收的IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)。圖6示出本發(fā)明的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖6所示，在步驟602，安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上的移動(dòng)無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-MS 與高速移動(dòng)設(shè)備上的移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)直接通信。CRH-MS可以和高速移動(dòng)設(shè) 備上的一種或者多種移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)進(jìn)行通信。移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信 機(jī)(如GSM BTS、3G Node B、4G AP、WiMAX AN、Wi-Fi AP等)可以采用現(xiàn)有的通信覆蓋技 術(shù)(如分布式天線、泄漏電纜等技術(shù))覆蓋整個(gè)高速移動(dòng)設(shè)備。用戶只要處于有效覆蓋區(qū) 域就可以通過(guò)與接入收發(fā)信機(jī)(如GSM BTS、3G Node B、4G AP,WiMAX AN、Wi_Fi AP等)建 立直接連接，從而間接地與CRH-MS連接，保持通信。在步驟604，CRH-MS實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)環(huán)境下與安裝在高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線上的 固定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-BS之間的雙工無(wú)線通信。CRH-BS和CRH-MS可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù) 需求采用任何無(wú)線通信發(fā)送與接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)CRH-BS和CRH-MS之間的高數(shù)據(jù)速率的無(wú)線通
fn °在步驟606，CRH-BS實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。CRH-BS可以 實(shí)現(xiàn)和一種或者多種移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。當(dāng)支持與多種移動(dòng)通信系統(tǒng) 的接入控制器之間的通信時(shí)，CRH-BS完成來(lái)自CRH-MS的數(shù)據(jù)包與不同制式網(wǎng)絡(luò)的接入控 制器(如GSM BSC、3G RNC、4G AP、WiMAX AN、Wi-Fi AP等)之間協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。CRH-BS和CRH-MS支持現(xiàn)有架構(gòu)下各移動(dòng)通信系統(tǒng)中接入收發(fā)信機(jī)與接入控制器 相應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)(如GSM BTS、3G Node B、4G AP,WiMAX AN、Wi-Fi AP 等)和接入控制器(如 GSM BSC、3G RNC、4G AP,WiMAX AN、Wi_FiAP 等)之間 的數(shù)據(jù)包的透明傳輸。圖7示出本發(fā)明的應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程 圖。如圖7所示，在步驟702，CRH-MS從高速移動(dòng)設(shè)備上多種移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā) 信機(jī)接收信號(hào)。在步驟704，CRH-MS通過(guò)合路器將來(lái)自多種移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)的信號(hào) 統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理。在步驟706，CRH-MS將打包后的信號(hào)發(fā)送給在高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線上的 CRH-BS0在步驟708，CRH-BS將從CRH-MS接收的信號(hào)分離為對(duì)應(yīng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。在步驟710，CRH-BS將各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行IP打包，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給 對(duì)應(yīng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器。根據(jù)圖7實(shí)施例的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)其他用戶和高速移動(dòng)設(shè)備上 的移動(dòng)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)。圖8示出本發(fā)明的CRH-MS設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖8所示，該無(wú)線通 信收發(fā)設(shè)備800包括分路合路器81、基帶處理單元82和射頻單元83。其中，分路合路器 81用于將來(lái)自高速移動(dòng)設(shè)備上不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)的信號(hào)統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)打 包處理，發(fā)送給基帶處理單元82 ；將來(lái)自基帶處理單元82的下行數(shù)據(jù)發(fā)放給各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)；基帶處理單元82，用于將來(lái)自分路合路器81的信號(hào)進(jìn)行基帶處理后 發(fā)送給射頻單元83 ；接收來(lái)自射頻單元83的信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給分路合路器81。 射頻單元83，用于接收射頻信號(hào)，發(fā)送給基帶處理單元82 ；從基帶處理單元82接收信號(hào)，轉(zhuǎn) 換成射頻信號(hào)后通過(guò)天線進(jìn)行發(fā)射。圖9示出本發(fā)明的CRH-BS設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖9所示，該無(wú)線 通信收發(fā)設(shè)備900包括協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)93、基帶處理單元92和射頻單元91。其中，射頻單 元91，用于發(fā)送或者接收射頻信號(hào)；基帶處理單元92，用于從射頻單元92接收射頻信號(hào)，經(jīng) 過(guò)基帶處理后發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)93 ；從協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)93接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后 發(fā)送給射頻單元91 ；協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)93，用于從基帶處理單元接收信號(hào)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后 發(fā)送給各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器；從各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器接收信號(hào)，經(jīng) 過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給基帶處理單元92。本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本發(fā)明 限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描 述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理 解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，包括移動(dòng)無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH MS，能夠安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上，包括射頻單元和基帶處理單元，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào)處理，與所述高速移動(dòng)設(shè)備上的移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信；實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)環(huán)境下與固定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備之間的雙工無(wú)線通信；所述固定無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH BS，能夠安裝在所述高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線，包括射頻單元和基帶處理單元，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào)處理，與所述CRH MS進(jìn)行雙工無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)與所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述CRH-MS設(shè)備與所述高速移 動(dòng)設(shè)備上的不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)直接通信；所述CRH-BS設(shè)備實(shí)現(xiàn)與所述不 同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述CRH-MS設(shè)備包括分路合路 器，用于將來(lái)自不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)打包，將來(lái)自所述 CRH-BS設(shè)備的數(shù)據(jù)包分發(fā)到對(duì)應(yīng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)；所述CRH-BS設(shè)備包括協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)，用于將來(lái)自所述CRH-MS的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn) 換后發(fā)送給所述不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器；將來(lái)自所述不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控 制器的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給所述CRH-MS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述CRH-MS設(shè)備的射頻 單元的天線單元采用單天線、多天線陣列、或智能天線技術(shù)；所述CRH-MS設(shè)備的基帶處理 單元支持與所述CRH-MS設(shè)備的射頻單元的天線單元對(duì)應(yīng)的無(wú)線信號(hào)發(fā)送和接收處理；和/或所述CRH-BS設(shè)備的天線覆蓋方式采用分布式基站拉遠(yuǎn)、廣義分布式天線覆蓋、或泄漏 電纜；所述CRH-BS設(shè)備的基帶處理單元支持相應(yīng)天線覆蓋方式的無(wú)線信號(hào)發(fā)送處理和接 收處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述CRH-BS采用光纖拉 遠(yuǎn)或廣義分布式無(wú)線接入的組網(wǎng)方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述CRH-BS和CRH-MS之 間基于MIM0-0FDM的無(wú)線鏈路傳輸技術(shù)；和/或所述CRH-BS與所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間采用IP傳輸。
7.一種應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境的移動(dòng)通信方法，其特征在于，包括安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上的移動(dòng)無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備CRH-MS與所述高速移動(dòng)設(shè)備上的移 動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信；所述CRH-MS實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)環(huán)境下與安裝在所述高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線上的固定無(wú) 線通信收發(fā)設(shè)備CRH-BS之間的雙工無(wú)線通信；所述CRH-BS實(shí)現(xiàn)與所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通信方法，其特征在于，所述CRH-MS設(shè)備與所述高速移 動(dòng)設(shè)備上的不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)直接通信；所述CRH-BS設(shè)備實(shí)現(xiàn)與所述不 同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的移動(dòng)通信方法，其特征在于，所述CRH-MS設(shè)備的射頻單元的天線單元采用單天線、多天線陣列、或智能天線技術(shù)；所述CRH-MS設(shè)備的基帶處理單 元支持與所述CRH-MS設(shè)備的射頻單元的天線單元對(duì)應(yīng)的無(wú)線信號(hào)發(fā)送和接收處理；和/或所述CRH-BS設(shè)備的天線覆蓋方式采用分布式基站拉遠(yuǎn)、廣義分布式天線覆蓋、或泄漏 電纜；所述CRH-BS設(shè)備的基帶處理單元支持相應(yīng)天線覆蓋方式的無(wú)線信號(hào)發(fā)送處理和接 收處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的移動(dòng)通信方法，其特征在于，所述CRH-BS采用光纖拉遠(yuǎn) 或廣義分布式無(wú)線接入的組網(wǎng)方式。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的移動(dòng)通信方法，其特征在于，所述CRH-BS和CRH-MS之 間基于MIM0-0FDM的無(wú)線鏈路傳輸技術(shù)；和/或所述CRH-BS與所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間采用IP傳輸。
12.一種無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備，能夠安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上，其特征在于，包括分路合路器，用于將來(lái)自所述高速移動(dòng)設(shè)備上不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)的信 號(hào)統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理，發(fā)送給基帶處理單元；將來(lái)自基帶處理單元的下行數(shù)據(jù)發(fā)放給 各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)；所述基帶處理單元，用于將來(lái)自所述分路合路器的信號(hào)進(jìn)行基帶處理后發(fā)送給射頻單 元；接收來(lái)自所述射頻單元的信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給所述分路合路器；所述射頻單元，用于接收射頻信號(hào)，發(fā)送給所述基帶處理單元；從所述基帶處理單元接 收信號(hào)，轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)后通過(guò)天線進(jìn)行發(fā)射。
13.一種無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備，能夠安裝在高速移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)沿線上，其特征在于，包括射頻單元，用于發(fā)送或者接收射頻信號(hào)；基帶處理單元，用于從所述射頻單元接收射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換 子系統(tǒng)；從所述協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)基帶處理后發(fā)送給所述射頻單元；協(xié)議轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)，用于從所述基帶處理單元接收信號(hào)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給各個(gè)移 動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器；從所述各個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn) 換后發(fā)送給所述基帶處理單元。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于高速移動(dòng)環(huán)境下的移動(dòng)通信系統(tǒng)、方法和無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備。該移動(dòng)通信系統(tǒng)包括CRH-MS，安裝在高速移動(dòng)設(shè)備上，包括射頻單元和基帶處理單元，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào)處理，與高速移動(dòng)設(shè)備上移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入收發(fā)信機(jī)通信；實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)環(huán)境下與CRH-BS之間的雙工無(wú)線通信；CRH-BS包括射頻單元和基帶處理單元，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)及信號(hào)處理，與CRH-MS進(jìn)行雙工通信，實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入控制器之間的通信。本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法，提供了一種高速移動(dòng)環(huán)境下用戶可靠通信的解決方案，能夠能實(shí)現(xiàn)多個(gè)列車上屬于不同制式網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)用戶的不同業(yè)務(wù)(話音、高速數(shù)據(jù)下載、多媒體等多業(yè)務(wù))的大容量可靠的通信。
文檔編號(hào)H04W80/00GK101958747SQ20101029097
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者崔琪楣, 張平, 王強(qiáng), 許曉東, 陶小峰 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)