專利名稱：具備上行噪聲抑制功能的gsm數(shù)字選頻光纖直放站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動通信信號的覆蓋系統(tǒng)，特別是涉及一種具備上行噪聲抑 制功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放站。
背景技術(shù)：
在移動通信迅速發(fā)展的今天，無論何種無線通信的覆蓋區(qū)域由于射頻信號傳播特 性和人工或自然物體的遮擋，經(jīng)常會出現(xiàn)盲區(qū)、弱信號區(qū)，這些區(qū)域容易出現(xiàn)接通率低、漫 游不暢、掉話甚至接收不到信號等現(xiàn)象，給GSM手機(jī)用戶帶來不便。GSM數(shù)字選頻光纖直放 站是一種中繼產(chǎn)品，它能有效的解決此類問題，它具備體積小、成本低、安裝方便、便于維護(hù) 等優(yōu)點(diǎn)，成為極其重要的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段，以提高通信質(zhì)量，解決弱信號區(qū)和盲區(qū)的掉話等問 題，給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來極大的便利。 GSM光纖直放站一般為傳統(tǒng)的模擬GSM光纖直放站，其原理比較簡單，上下行鏈路 由有源射頻信號放大模塊、無源濾波模塊和模擬光端機(jī)組成，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中無法避免抬 高基站上行接收機(jī)的底噪聲電平，這樣所帶來的主要缺點(diǎn)是在需要多臺GSM光纖直放站 并聯(lián)使用的應(yīng)用場景時，基站上行底噪聲電平是疊加的，會明顯抬高基站上行接收機(jī)的底 噪聲電平，影響基站上行接收機(jī)的靈敏度，也就限制了在同一小區(qū)下使用GSM光纖直放站 的數(shù)量，這就要求有能夠具備上行噪聲抑制功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放站的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種具備上行噪聲抑制 功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放站，能夠有效解決了同一小區(qū)有源設(shè)備多噪聲累積嚴(yán)重的問 題。 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種具備上行噪聲抑制功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放 站，包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于所述的近端機(jī)包括介質(zhì)雙工器、衰減變頻模塊、數(shù)字 處理模塊；所述的介質(zhì)雙工器的下行輸出端通過衰減變頻模塊與數(shù)字處理模塊的輸入端 相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端通過衰減變頻模塊與介質(zhì)雙工器的上行輸入端相連 接；所述的數(shù)字處理模塊的另一輸出端通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連； 所述遠(yuǎn)端機(jī)包括雙工器、功放、低噪放、變頻模塊及數(shù)字處理模塊；所述的雙工器
的上行輸出端依次通過低噪放、變頻模塊與數(shù)字處理模塊的輸入端相連接；所述的數(shù)字處
理模塊的輸出端依次通過變頻模塊、功放與雙工器的下行輸入端相連接。 本實(shí)用新型基于軟件無線電技術(shù)的GSM數(shù)字選頻光纖直放站是采用標(biāo)準(zhǔn)CPRI接
口 ，運(yùn)用功能強(qiáng)大的FPGA器件對數(shù)字化后的GSM上行時域信號進(jìn)行處理，由于GSM系統(tǒng)空
中接口采用TDMA復(fù)用方式，GSM載波的每個載波可提供八個接入時隙，每個時隙均可承載
一個指定用戶，即每個載波的某個指定時隙只會有一個用戶接入，因此在同一小區(qū)內(nèi)同時
使用多臺GSM數(shù)字選頻光纖直放站的情況下，通過軟件無線電技術(shù)使在同一小區(qū)內(nèi)使用的
各設(shè)備都具備上行噪聲抑制功能，該技術(shù)利用GSM系統(tǒng)用戶時分接入及上行同步、功率檢測技術(shù)有效抑制各空閑工作時隙噪聲電平，可以確保在任一時隙上對原基站只引入一臺設(shè) 備的上行噪聲電平而無多噪聲累積現(xiàn)象，系統(tǒng)中任一設(shè)備都不會對其它設(shè)備造成噪聲抬 升，能夠有效解決了同一小區(qū)有源設(shè)備多噪聲累積嚴(yán)重的問題。同時它具有星型、菊花鏈型 及混合型組網(wǎng)特性，支持4路并聯(lián)星型和6級菊花鏈型組網(wǎng)能力，可處理的載波容量為雙向 12路200KHz帶寬的載波數(shù)，各載波的總帶寬不小于30MHz。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例近端機(jī)原理框圖。 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例遠(yuǎn)端機(jī)原理框圖。 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例數(shù)字處理模塊原理框圖。 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例近端機(jī)衰減變頻模塊工作原理示意圖。 圖5是實(shí)用新型實(shí)施例遠(yuǎn)端機(jī)變頻模塊工作原理示意圖。 圖6是本實(shí)用新型GSM數(shù)字選頻光纖直放站組網(wǎng)工作示意圖。
具體實(shí)施方式如圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型提供一種具備上行噪聲抑制功能的GSM數(shù)字
選頻光纖直放站，包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于所述的近端機(jī)包括介質(zhì)雙工器、衰減
變頻模塊、數(shù)字處理模塊；所述的介質(zhì)雙工器的下行輸出端通過衰減變頻模塊與數(shù)字處理
模塊的輸入端相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端通過衰減變頻模塊與介質(zhì)雙工器的上
行輸入端相連接；所述的數(shù)字處理模塊的另一輸出端通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連； 所述遠(yuǎn)端機(jī)包括雙工器、功放、低噪放、變頻模塊及數(shù)字處理模塊；所述的雙工器
的上行輸出端依次通過低噪放、變頻模塊與數(shù)字處理模塊的輸入端相連接；所述的數(shù)字處
理模塊的輸出端依次通過變頻模塊、功放與雙工器的下行輸入端相連接。 所述的數(shù)字處理模塊包括MCU、 A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘產(chǎn)生及分配模塊、
FPGA模塊、Sedes模塊及光纖收發(fā)模塊；所述的A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器分別與FPGA模塊相
連接，所述的FPGA模塊的輸出端依次連接有Sedes模塊及光纖收發(fā)模塊；所述的MCU負(fù)責(zé)
對各功能單元進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和有效監(jiān)控，所述時鐘產(chǎn)生及分配模塊為系統(tǒng)提供時鐘脈沖。 為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型各單元的工作原理，
以下結(jié)合附圖對各模塊的工作過
程進(jìn)行說明 1、近端機(jī)的工作流程請參照圖1，圖1所示的是近端機(jī)原理框圖，其下行鏈路是 GSM下行信號通過耦合器從基站主天線的下行信號耦合至介質(zhì)雙工器，經(jīng)過衰減變頻模塊 的下變頻將GSM信號分別下變至中頻信號，然后由數(shù)字處理模塊分別對其進(jìn)行AD帶通采樣 達(dá)到可操作范圍，再運(yùn)用FPGA分別對數(shù)字化后的GSM中頻信號進(jìn)行數(shù)字下變頻(DDC)等 數(shù)字域的處理后，再按CPRI標(biāo)準(zhǔn)幀格式進(jìn)行打包成串行數(shù)據(jù)由數(shù)字光端機(jī)傳輸至遠(yuǎn)端機(jī)， 遠(yuǎn)端機(jī)的數(shù)字處理模塊收到數(shù)據(jù)后對其按CPRI協(xié)議進(jìn)行解幀、配置后，經(jīng)過數(shù)字上變頻 (DUC)并進(jìn)行多級的低通濾波處理，再由D/A將GSM數(shù)字化后的信號恢復(fù)為中頻信號，再經(jīng) 變頻模塊的上變頻分別將信號上變至射頻信號，最后恢復(fù)出的GSM射頻信號經(jīng)大功率線性 功放放大再經(jīng)雙工器濾波從重發(fā)天線分別發(fā)射至覆蓋區(qū)域。 上行鏈路是GSM上行信號通過雙工器濾波處理后，經(jīng)過低噪聲放大器進(jìn)行放大和變頻模塊的下變頻將GSM信號下變到中頻信號，然后由數(shù)字處理模塊分別對其進(jìn)行AD帶 通采樣，再經(jīng)FPGA對數(shù)字化后的GSM中頻信號進(jìn)行噪聲抑制功能處理、數(shù)字下變頻(DDC) 和多級的低通濾波處理，再按CPRI標(biāo)準(zhǔn)幀格式進(jìn)行打包成串行數(shù)據(jù)由數(shù)字光端機(jī)傳輸至 近端機(jī)，近端機(jī)的數(shù)字處理模塊收到數(shù)據(jù)后對其按CPRI協(xié)議進(jìn)行解幀、配置后，經(jīng)過數(shù)字 上變頻(DUC)并進(jìn)行多級的低通濾波處理，再由D/A將GSM數(shù)字化后的信號恢復(fù)為中頻信 號，再經(jīng)衰減變頻模塊的上變頻將信號上變恢復(fù)至射頻信號，最后通過耦合器將GSM信號 耦合至基站。 2、數(shù)字處理模塊的工作流程請參閱圖3，圖3是數(shù)字處理模塊原理框圖，其下行 信號鏈路是前端變頻后的GSM中頻信號經(jīng)過AD的帶通采樣后，通過FPGA芯片對AD采樣 后的GSM下行信號進(jìn)行功率的包絡(luò)檢波，取得原基站的同步時鐘信號作為對GSM上行時分 信號進(jìn)行同步并完成數(shù)字下變頻(DDC)和多級的低通濾波處理，經(jīng)過數(shù)字下變頻的GSM基 帶信號再按標(biāo)準(zhǔn)CPRI幀格式對數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀打包并通過Sedes (Serial Deserial串并、并 串器件)模塊將串行數(shù)據(jù)經(jīng)光收發(fā)模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)將光收發(fā)模塊接收到的串行 數(shù)據(jù)通過Sedes模塊并由FPGA對其進(jìn)行CPRI解幀將GSM各載波轉(zhuǎn)為基帶信號，然后通過 數(shù)字上變頻(DUC)和多級的低通濾波，將GSM各載波信號恢復(fù)到相應(yīng)頻點(diǎn)，最后通過DA將 信號還原為中頻信號； 上行信號鏈路是GSM上行信號經(jīng)低噪放和模擬混頻后得到的中頻信號經(jīng)過AD的
帶通采樣，然后FPGA芯片利用下行取得的原基站同步信號作為對GSM上行時分信號進(jìn)行同
步，并對每個上行通道的功率分別進(jìn)行實(shí)時檢測，當(dāng)檢測到信號功率超過設(shè)置的參考門限
值時則立即將本通道在當(dāng)前時隙期間進(jìn)行通道開啟處理，否則該通道始終保持關(guān)閉狀態(tài)，
GSM信號經(jīng)過數(shù)字下變頻到基帶信號，然后按標(biāo)準(zhǔn)CPRI幀格式對數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀打包并通過
Sedes (SerialDeserial串并、并串器件)模塊將串行數(shù)據(jù)經(jīng)光收發(fā)模塊發(fā)送到近端機(jī)，近
端機(jī)將光收發(fā)模塊接收到的串行數(shù)據(jù)通過Sedes模塊并由FPGA對其進(jìn)行CPRI解幀將GSM
各載波轉(zhuǎn)為基帶信號，然后通過數(shù)字上變頻(DUC)和多級的低通濾波，將GSM各載波信號恢
復(fù)到相應(yīng)頻點(diǎn)，接著進(jìn)行載波數(shù)據(jù)疊加，最后通過DA將信號還原為中頻信號； 其中，時鐘產(chǎn)生及分配模塊負(fù)責(zé)對AD、DA、FPGA和Ssdes等模塊提供參考時鐘，MCU
負(fù)責(zé)對各功能單元進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和有效監(jiān)控。 3、變頻模塊的工作流程請參照圖4和圖5，圖4是近端衰減變頻模塊工作原理示 意圖，圖5是遠(yuǎn)端機(jī)變頻模塊工作原理示意圖，它們的下行鏈路GSM的RF信號進(jìn)來后通過 介質(zhì)濾波器濾波后，先經(jīng)高線性混頻器下變頻到中頻信號IF，中頻信號再經(jīng)中頻放大后經(jīng) 過中頻聲表濾波器進(jìn)行中頻濾波處理，再放大后輸出GSM的中頻信號。 上行鏈路GSM的中頻信號IF先經(jīng)中頻聲表濾波器進(jìn)行中頻濾波處理，放大后再 經(jīng)高線性混頻器上變頻到RF信號，混頻后再經(jīng)介質(zhì)濾波器濾波和信號放大，最后再經(jīng)一級 介質(zhì)濾波器濾波輸出GSM的RF信號。 其中鎖相環(huán)采用LMX2531芯片，是一個VC0+PLL的集成芯片，其參考時鐘須采用數(shù) 字處理模塊提供的時鐘，以保證信號同步，CPU負(fù)責(zé)對其進(jìn)行鎖相控制。反之遠(yuǎn)端變頻模塊 上下行變頻鏈路經(jīng)過相類似的步驟。 值得一提的是，本實(shí)用新型具有星型、菊花鏈型及混合型組網(wǎng)特性，支持4路并聯(lián) 星型和6級菊花鏈型組網(wǎng)能力，可處理的載波容量為雙向12路200KHz帶寬的載波數(shù)，各載波的總帶寬不小于30MHz。如圖6所示，GSM(BTS)基站通過耦合器將信號耦合至GSM數(shù) 字選頻光纖直放站的近端機(jī)中，經(jīng)過近端機(jī)對信號的數(shù)字化處理并按標(biāo)準(zhǔn)CPRI協(xié)議對數(shù) 字化后的信號進(jìn)行傳輸，將信號分別傳輸至各覆蓋區(qū)域的遠(yuǎn)端機(jī)，利用遠(yuǎn)端機(jī)將信號再生、 放大，實(shí)現(xiàn)GSM基站信號的拉遠(yuǎn)覆蓋。由于具備上行噪聲抑制功能的各GSM數(shù)字選頻光纖 站遠(yuǎn)端機(jī)單獨(dú)對所覆蓋區(qū)域的時隙上行噪聲進(jìn)行控制，因此在同一小區(qū)基站并聯(lián)使用多臺 GSM數(shù)字選頻光纖站遠(yuǎn)端的情況下可以確保在任一時隙上對原基站只引入一臺設(shè)備的上行 噪聲電平而無多噪聲累積現(xiàn)象，系統(tǒng)中任一設(shè)備都不會對基站(BTS)造成噪聲抬升，完全 消除上行噪聲對基站的影響，對同一小區(qū)信源基站并聯(lián)的GSM數(shù)字選頻光纖站遠(yuǎn)端機(jī)數(shù)量 將不受限制，同時由于設(shè)備可進(jìn)行星型、菊花鏈及混合型組網(wǎng)特性，因此可以進(jìn)行大規(guī)模連 續(xù)組網(wǎng)，特別適合于解決對于連續(xù)性覆蓋要求較高場合的信號覆蓋，極大地提升基站網(wǎng)絡(luò) 利用的效率。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所做的均 等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求一種具備上行噪聲抑制功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放站，包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于所述的近端機(jī)包括介質(zhì)雙工器、衰減變頻模塊、數(shù)字處理模塊；所述的介質(zhì)雙工器的下行輸出端通過衰減變頻模塊與數(shù)字處理模塊的輸入端相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端通過衰減變頻模塊與介質(zhì)雙工器的上行輸入端相連接；所述的數(shù)字處理模塊的另一輸出端通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連；所述遠(yuǎn)端機(jī)包括雙工器、功放、低噪放、變頻模塊及數(shù)字處理模塊；所述的雙工器的上行輸出端依次通過低噪放、變頻模塊與數(shù)字處理模塊的輸入端相連接；所述的數(shù)字處理模塊的輸出端依次通過變頻模塊、功放與雙工器的下行輸入端相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放站，其特征 在于所述的數(shù)字處理模塊包括MCU、 A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘產(chǎn)生及分配模塊、FPGA 模塊、Sedes模塊及光纖收發(fā)模塊；所述的A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器分別與FPGA模塊相連接， 所述的FPGA模塊的輸出端依次連接有Sedes模塊及光纖收發(fā)模塊；所述的MCU負(fù)責(zé)對各功 能單元進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和有效監(jiān)控，所述時鐘產(chǎn)生及分配模塊為系統(tǒng)提供時鐘脈沖。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具備上行噪聲抑制功能的GSM數(shù)字選頻光纖直放站，包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于所述的近端機(jī)包括介質(zhì)雙工器、衰減變頻模塊、數(shù)字處理模塊；所述的介質(zhì)雙工器的下行輸出端通過衰減變頻模塊與數(shù)字處理模塊的輸入端相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端通過衰減變頻模塊與介質(zhì)雙工器的上行輸入端相連接；所述的數(shù)字處理模塊的另一輸出端通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連；本實(shí)用新型能夠有效解決了同一小區(qū)有源設(shè)備多噪聲累積嚴(yán)重的問題，設(shè)計新穎，具有較好的市場價值。
文檔編號H04W88/08GK201523456SQ20092031045
公開日2010年7月7日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者董文峰 申請人:福建三元達(dá)通訊股份有限公司