專利名稱：一種用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信的覆蓋技術(shù)，特別是一種用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)由信源和分布式天線組成，可分為無源分布系統(tǒng)和有源分布系統(tǒng)。無源分布系統(tǒng)是通過耦合器、功率分配器(簡稱功分器)等無源器件將來自信源的射頻信號進行分路，經(jīng)由饋線將信號盡可能均勻地分配到每一副分散安裝在建筑物各個區(qū)域的天線上，從而實現(xiàn)室內(nèi)信號的均勻分布，解決室內(nèi)信號覆蓋的問題。有源分布系統(tǒng)是在無源分布系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了干線放大器(簡稱干放)或其它有源器件，以保證末端天線口的功率，它主要應(yīng)用于高層建筑等服務(wù)區(qū)域較大的場合。圖1示意了一種傳統(tǒng)的室內(nèi)無源分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它由5個部分組成，包括信源10，耦合器11，功分器13，壁掛式定向天線15，吸頂全向天線16，主干饋線12，樓層內(nèi)部的分支饋線14。其中信源10為整個分布系統(tǒng)提供信號，它可以是基站，或RRU，或直放站。 耦合器11與功分器13的作用是實現(xiàn)信號的功率分配。主干饋線12與分支饋線14都是射頻同軸電纜，它們的作用是實現(xiàn)信號的傳輸。天線15與16的作用是將分配過來的信號按一定的方向輻射出去。一般電梯里會用到壁掛式定向天線，樓層內(nèi)部會用到吸頂全向天線。傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)主要應(yīng)用于商業(yè)樓宇和大型公共場所，雖然歷經(jīng)多年發(fā)展， 技術(shù)已經(jīng)穩(wěn)定成熟，但仍然存在以下問題1、各運營商(移動、聯(lián)通、電信等)分別建設(shè)，現(xiàn)有系統(tǒng)在技術(shù)上很難實現(xiàn)共建共享，資源浪費嚴(yán)重。2、由于采用無源器件和同軸電纜進行射頻信號的分配與傳輸，對信號功率衰減較大，導(dǎo)致覆蓋效率非常低下。比如對于一個覆蓋 30000平方米的中型的室分系統(tǒng)，在信號進入樓層之前，有超過百分之八十的功率已經(jīng)損耗掉了，而最后從天線實際輻射出去的功率只占信源輸出功率的百分之五以下，功率浪費非常嚴(yán)重。3、覆蓋功率不能根據(jù)實際需要靈活調(diào)整，更不能動態(tài)的調(diào)整。4、兼容性不好，支持多頻多模能力有限。其原因主要是因為大功率放大器(如LDM0S)都是窄帶的，如果要支持多頻段，需要并置多個窄帶的大功率放大器，成本高昂。5、因為傳統(tǒng)分布系統(tǒng)采用了大量的干放和直放站，而對干放和直放站的監(jiān)控是通過無線的方式對所有設(shè)備進行逐一輪詢的， 由于無線信道易受干擾，輪詢方式的查詢時間長，反應(yīng)慢，所以難于實現(xiàn)可靠的、及時的監(jiān)控。6、傳統(tǒng)的基于直放站的室內(nèi)分布系統(tǒng)的最大問題在于會對基站形成干擾，直放站或干放的上行在放大有用信號的同時，也放大了噪聲信號，在實際系統(tǒng)中，如果設(shè)計不合理或應(yīng)用不當(dāng)確會對基站上行造成干擾。造成傳統(tǒng)室內(nèi)分布方式上述問題的一個根本原因是，當(dāng)設(shè)備的輸出功率較大時， 它需要將一個較大的功率通過多級分配的方式分配到一塊較大覆蓋區(qū)域的每一樓層和每一天線，而分配過程又不可避免的存在較大的損耗，所以需要提高信源的下行方向上的輸出功率和上行方向上的放大倍數(shù)，這樣做的一個主要后果是降低了信源輸出功率的利用效率，另一個主要后果是較高的上行增益會將設(shè)備的噪聲也同時放大。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠解決現(xiàn)有分布系統(tǒng)的上行干擾基站問題，并能提高信源功率的利用效率，同時能實現(xiàn)覆蓋功率的動態(tài)調(diào)整、實時監(jiān)控、快速故障定位以及支持多頻段多模式共建共享的建筑物移動通信信號的綜合覆蓋系統(tǒng)。本發(fā)明提出的解決思路是采用小功率輸出的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)(DDS)，通過DDS 的近端設(shè)備將基站、或RRU(射頻拉遠單元)、或直放站輸出的射頻信號耦合一部分下來，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過光纖傳輸給DDS的微功率遠端設(shè)備，再輸出至天線。當(dāng)降低了遠端設(shè)備的下行輸出功率之后，一臺遠端設(shè)備覆蓋的粒度(面積)將縮小，這一方面可以大大減少功率分配器、饋線的數(shù)量和長度，達到減小功率損耗、提高功率利用率的目的，另一方面因為損耗的減小，可以降低上行增益的數(shù)值，這就意味著上行增益所放大的噪聲也同時減小了， 對于一個設(shè)計合理的分布系統(tǒng)，這就相當(dāng)于降低了分布系統(tǒng)對于基站、RRU或其它信源的上行干擾，另外，這樣的設(shè)計還可以很方便地做到更有針對性地覆蓋，達到動態(tài)或靜態(tài)調(diào)整覆蓋功率的目的；同時對于遠端設(shè)備本身而言，輸出功率要求的降低(數(shù)百mW量級)使得其可以采用小型的功率放大器件，小型功率放大器件的主要特征是采用低壓供電、單個器件能支持很大寬帶(從幾百兆到幾千兆，涵蓋移動通信使用的主要頻段)、成本低廉，因而能夠很好地支持多頻段多模式共建共享。此外，當(dāng)遠端設(shè)備覆蓋粒度減小，以及采用大容量的數(shù)字光纖連接遠端設(shè)備與近端設(shè)備之后，對整個分布網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控就分散到每一個遠端設(shè)備的小型網(wǎng)絡(luò)上，這與實時監(jiān)控結(jié)合起來，監(jiān)控更及時，故障定位更準(zhǔn)確，整個系統(tǒng)工作起來也會更加可靠。本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案如下一種用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，包括信源；一個近端設(shè)備，用于將從信源獲取的信號處理后轉(zhuǎn)換為光數(shù)字信號輸出、以及將輸入的光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電信號處理后上傳給信源；至少一個遠端設(shè)備，通過光纖與所述近端設(shè)備連接；該遠端設(shè)備用于將輸入的光數(shù)字信號處理后轉(zhuǎn)換為射頻信號通過無源分布系統(tǒng)傳送給天線、以及將天線通過無源分布系統(tǒng)饋入的射頻信號處理后轉(zhuǎn)換成光數(shù)字信號傳輸給所述近端設(shè)備；以及，若干天線；其中，所述遠端設(shè)備是采用低壓供電和寬帶功放的微功率遠端設(shè)備，它們設(shè)置在建筑物內(nèi)不同的獨立覆蓋區(qū)域，每個遠端設(shè)備通過無源分布系統(tǒng)與其所在覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個天線連接。每個遠端設(shè)備可以具有多個輸出端口，每個輸出端口的最大輸出功率為數(shù)百mW 量級，每個輸出端口與一個獨立覆蓋區(qū)域內(nèi)的分布系統(tǒng)相連接。所述信源可以是射頻拉遠單元(RRU)、基站、或直放站。一個獨立的覆蓋區(qū)域可以是一個樓層、或者一個以上樓層、或者一個樓層的一部分。所述獨立的覆蓋區(qū)域是這樣的一個區(qū)域在這個區(qū)域中，覆蓋功率、 上下行增益等參數(shù)可以獨立地設(shè)置和調(diào)節(jié)而不影響到其它的區(qū)域。一種室內(nèi)分布系統(tǒng)提高信源功率利用率和減小上行噪聲的方法，該方法是將建筑物內(nèi)劃分成若干獨立的覆蓋區(qū)域，每個獨立的覆蓋區(qū)域與一個采用低壓供電和寬帶功放的微功率遠端設(shè)備的一個輸出端口相對應(yīng)，所述遠端設(shè)備的各個輸出端口通過無源分布系統(tǒng)與對應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個天線連接，所有遠端設(shè)備通過光纖與配置在信源處的一個近端設(shè)備連接。其中，每個遠端設(shè)備的每個輸出端口的最大輸出功率為數(shù)百mW量級，每個輸出端口對應(yīng)一個獨立的覆蓋區(qū)域。所述信源可以是射頻拉遠單元(RRU)、基站、或直放站。一個獨立的覆蓋區(qū)域可以是一個樓層、或者一個以上樓層、或者一個樓層的一部分。上述方法通過減小數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的遠端設(shè)備的下行輸出功率和縮小每個遠端設(shè)備的覆蓋區(qū)域來提高信源的功率利用率和減小上行噪聲。上述方法還可利用每個遠端設(shè)備的覆蓋區(qū)域小的特征，進一步根據(jù)時段、用戶類型動態(tài)調(diào)整每個覆蓋區(qū)域的覆蓋功率，進一步提高信源的功率利用率和減小上行噪聲。例如，對于辦公用戶在上班時段正常覆蓋，在下班時段減小覆蓋功率?，F(xiàn)有RRU和直放站的每個輸出端口的額定輸出功率為數(shù)W至IOW量級，一個直放站或一個RRU的輸出功率通常為幾十W，通常覆蓋幾幢建筑物，而且其輸出功率等級有增大的趨勢，其目的是提高覆蓋能力和保證通信的可靠性。而本發(fā)明打破了傳統(tǒng)的思維方式，采用相反的思路，提出了采用由近端設(shè)備和微功率遠端設(shè)備構(gòu)成的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)來縮小覆蓋粒度和減小輸出功率，優(yōu)化建筑物無線通信網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，不但能大大降低上行噪聲和大大提高信源功率的利用率，而且能根據(jù)用戶類型和使用時段等因素動態(tài)或靜態(tài)調(diào)整覆蓋功率，做到更有針對性地覆蓋；同時，還能夠更加可靠、穩(wěn)定地實現(xiàn)實時監(jiān)控和快速故障定位，能夠支持多頻段多模式共建共享。另外，由于本發(fā)明DDS是通過近端設(shè)備將基站或RRU輸出的射頻信號耦合一部分下來，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過光纖傳輸給其遠端設(shè)備，這樣的獲取信號的方式使得它的應(yīng)用不會受到廠家設(shè)備、接口的限制。遠端設(shè)備采用小型的功率放大器件還為以后采用更先進的技術(shù)提升放大器件的功率效率創(chuàng)造了條件。

圖1為傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的一種典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的一種鏈型組網(wǎng)圖；圖5為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的一種星型組網(wǎng)圖；圖6為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的一種鏈型星型混合組網(wǎng)圖；圖7為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的一種星型樹型混合組網(wǎng)圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步地說明。在圖2-7中，用DDS-R表示本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的微功率遠端設(shè)備，用DDS-A表示近端設(shè)備，用旁邊帶小圓圈的線條表示光纖。
圖2所示為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)(DDS)的一種典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。參照圖2，該用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)包括信源(圖2中未示出)、一個近端設(shè)備21、若干遠端設(shè)備23、若干壁掛式定向天線27和吸頂全向天線觀。其中，近端設(shè)備21 設(shè)置在信源附近，若干遠端設(shè)備23是采用低壓供電和寬帶功放的微功率遠端設(shè)備，它們設(shè)置在建筑物內(nèi)不同的獨立覆蓋區(qū)域，每個遠端設(shè)備23通過主干饋線M、功分器25和分支饋線沈與其所在覆蓋區(qū)域內(nèi)的天線27或28連接。若干遠端設(shè)備23通過光纖22與近端設(shè)備21連接。在下行方向，近端設(shè)備21將從信源獲取的信號處理后轉(zhuǎn)換為光數(shù)字信號(即光形式的數(shù)字信號)通過光纖22傳輸給各個遠端設(shè)備23，各個遠端設(shè)備23將來自光纖22 的光數(shù)字信號處理后轉(zhuǎn)換為射頻信號通過對應(yīng)的主干饋線24、功分器25、分支饋線沈和天線輻射到對應(yīng)的覆蓋區(qū)域；在上行方向，天線將接收到的射頻信號傳輸給對應(yīng)的遠端設(shè)備 23，經(jīng)遠端設(shè)備23處理后轉(zhuǎn)換成光數(shù)字信號再通過光纖22傳輸給近端設(shè)備21，再經(jīng)近端設(shè)備21處理轉(zhuǎn)換后上傳給信源。其中的主干饋線M和分支饋線沈為射頻同軸電纜。一般電梯里采用壁掛式定向天線27，樓層內(nèi)部采用吸頂全向天線觀。每個遠端設(shè)備23具有多個輸出端口，每個輸出端口的最大輸出功率為數(shù)百mW量級，例如，200mW、500mW，圖2中每個遠端設(shè)備23畫出了兩個輸出端口，一個輸出端口與一個獨立覆蓋區(qū)域內(nèi)的分布系統(tǒng)相連接。所述信源可以是RRU、基站、或直放站。所述的一個獨立覆蓋區(qū)域可以是一個樓層、或者一個以上樓層、或者一個樓層的一部分。本發(fā)明用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)中，遠端設(shè)備23的數(shù)量可以根據(jù)建筑物內(nèi)需要覆蓋的范圍大小來靈活設(shè)置，最少為一個，采用一個遠端設(shè)備時為本發(fā)明數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的最小系統(tǒng)，如圖3所示。參照圖3，近端設(shè)備21包括近端信號接入單元211、近端信號處理單元212、近端通信單元213。遠端設(shè)備23包括遠端信號收發(fā)單元231、遠端信號處理單元232、遠端通信單元233。在下行方向，近端信號接入單元211獲取信源信號，經(jīng)近端信號處理單元212轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進行處理，再經(jīng)近端通信單元213轉(zhuǎn)換為光形式的數(shù)字信號，然后通過光纖 22傳送到遠端設(shè)備23，在遠端設(shè)備23內(nèi)，遠端通信單元233將接收到的光形式的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電形式的數(shù)字信號，交由遠端信號處理單元232對此信號進行處理，然后由遠端信號收發(fā)單元231將信號放大后提供給天線，這就構(gòu)成了一個完整的下行信號流向。在上行方向，來自天線的信號先由遠端信號收發(fā)模塊231進行放大后，由遠端信號處理單元232將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進行處理，處理后的電形式的數(shù)字信號由遠端通信單元233轉(zhuǎn)換為光形式的數(shù)字信號通過光纖22傳送到近端設(shè)備21，在近端設(shè)備21中，首先由近端通信單元 213作光電轉(zhuǎn)換，然后由近端信號處理單元212進行數(shù)字信號處理，最后由近端信號接入單元211將此信號上傳給信源。本發(fā)明中，微功率遠端設(shè)備23和近端設(shè)備21之間的組網(wǎng)方式可以采用星型、鏈型、樹型、或混合型，能很好適應(yīng)實際應(yīng)用的需要。例如圖4所示為近端設(shè)備21和多個微功率遠端設(shè)備23通過光纖22連接構(gòu)成的鏈型網(wǎng)。圖5所示為近端設(shè)備21和多個微功率遠端設(shè)備23通過光纖22連接構(gòu)成的星型網(wǎng)。圖6所示為近端設(shè)備21和多個微功率遠端設(shè)備23通過光纖22連接構(gòu)成的鏈型星型混合網(wǎng)。圖7所示為近端設(shè)備21和多個微功率遠端設(shè)備23通過光纖22連接構(gòu)成的星型樹型混合網(wǎng)。以上通過具體實施方式
，對本發(fā)明進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改和等同替換，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，包括信源；一個近端設(shè)備，用于將從信源獲取的信號處理后轉(zhuǎn)換為光數(shù)字信號輸出、以及將輸入的光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電信號處理后上傳給信源；至少一個遠端設(shè)備，通過光纖與所述近端設(shè)備連接；該遠端設(shè)備用于將輸入的光數(shù)字信號處理后轉(zhuǎn)換為射頻信號通過無源分布系統(tǒng)傳送給天線、以及將天線通過無源分布系統(tǒng)饋入的射頻信號處理后轉(zhuǎn)換成光數(shù)字信號傳輸給所述近端設(shè)備；以及若干天線；其特征在于所述遠端設(shè)備是采用低壓供電和寬帶功放的微功率遠端設(shè)備，它們設(shè)置在建筑物內(nèi)不同的獨立覆蓋區(qū)域，每個遠端設(shè)備通過無源分布系統(tǒng)與其所在覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個天線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，其特征在于所述信源是射頻拉遠單元、 或基站、或直放站。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，其特征在于一個獨立的覆蓋區(qū)域是一個樓層、或者一個以上樓層、或者一個樓層的一部分；所述獨立的覆蓋區(qū)域是這樣的一個區(qū)域在這個區(qū)域中，覆蓋功率、上下行增益等參數(shù)可以獨立地設(shè)置和調(diào)節(jié)而不影響到其它的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，其特征在于每個所述遠端設(shè)備具有多個輸出端口，每個輸出端口的最大輸出功率為數(shù)百mW量級，每個輸出端口與一個獨立覆蓋區(qū)域內(nèi)的分布系統(tǒng)相連接。
5.一種室內(nèi)分布系統(tǒng)提高信源功率利用率和減小上行噪聲的方法，其特征在于將建筑物內(nèi)劃分成若干獨立的覆蓋區(qū)域，每個獨立的覆蓋區(qū)域與一個采用低壓供電和寬帶功放的微功率遠端設(shè)備的一個輸出端口相對應(yīng)，所述遠端設(shè)備的各個輸出端口通過無源分布系統(tǒng)與對應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個天線連接，所有遠端設(shè)備通過光纖與配置在信源處的一個近端設(shè)備連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述信源是射頻拉遠單元、或基站、或直放站。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于一個獨立的覆蓋區(qū)域是一個樓層、或者一個以上樓層、或者一個樓層的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于每個遠端設(shè)備具有多個輸出端口，每個輸出端口的最大輸出功率為數(shù)百mW量級。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于通過減小數(shù)字光纖分布系統(tǒng)的遠端設(shè)備的下行輸出功率和縮小每個遠端設(shè)備的覆蓋區(qū)域來提高信源的功率利用率和減小上行噪聲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于利用每個遠端設(shè)備的覆蓋區(qū)域小的特征，進一步根據(jù)時段、用戶類型動態(tài)調(diào)整每個覆蓋區(qū)域的覆蓋功率，進一步提高信源的功率利用率和減小上行噪聲。
全文摘要
一種用于建筑物移動通信信號覆蓋的數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，包括信源、一個近端設(shè)備、至少一個遠端設(shè)備以及若干天線其中，所述遠端設(shè)備是采用低壓供電和寬帶功放的微功率遠端設(shè)備，它們設(shè)置在建筑物內(nèi)不同的獨立覆蓋區(qū)域，每個遠端設(shè)備通過無源分布系統(tǒng)與其所在覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個天線連接。本數(shù)字光纖分布系統(tǒng)不但能大大降低上行噪聲和大大提高信源功率的利用率，而且能根據(jù)用戶類型和使用時段等因素動態(tài)或靜態(tài)調(diào)整覆蓋功率，做到更有針對性地覆蓋；同時，還能夠更加可靠、穩(wěn)定地實現(xiàn)實時監(jiān)控和快速故障定位，能夠支持多頻段多模式共建共享。
文檔編號H04W24/04GK102378203SQ201010253610
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者劉曉偉 申請人:深圳國人通信有限公司