專利名稱：一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信網(wǎng)中的壓擴(kuò)系統(tǒng)，具體是指一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
邊遠(yuǎn)地區(qū)移動(dòng)通信的需求日益提高，由于這些地區(qū)受地理，經(jīng)濟(jì)條件的制約，通 信狀況較差，如果采用原有的直放站方式或一般的移頻方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，存在著初期投 資成本過高，造成投資收回時(shí)間較長(zhǎng)，甚至無法收回的情況，而偏遠(yuǎn)地區(qū)距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)，根 本接收不到來自城鎮(zhèn)的基站信號(hào)，若采用基站原頻率信號(hào)，則易受外界環(huán)境影響，無線傳播 路徑損耗較大，并且山區(qū)地型復(fù)雜，信號(hào)容易被阻擋。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，用以解決在邊遠(yuǎn)山區(qū)通信狀況 差、城市通信頻率資源緊張的問題。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，包括通過耦合器與基站連接的的近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)、和操 作維護(hù)中心，所述近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)上均連接有中繼天線，近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)通過其上的中繼 天線傳輸信號(hào)連接，在所述遠(yuǎn)端機(jī)上還連接有重發(fā)天線，近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)分別與操作維護(hù)中 心連接。
所述的近端機(jī)包括依次連接的第1射頻雙工單元、第1功放低噪放單元、第1收發(fā) 信射頻單元、第1數(shù)字中頻單元、第1數(shù)字處理單元、第2數(shù)字中頻單元、第2收發(fā)信射頻單 元、第2功放低噪放單元、第2射頻雙工單元，還包括第1時(shí)鐘單元、第1控制單元、第1電 源單元、第1防雷單元、第1監(jiān)控單元，所述第1時(shí)鐘單元、第1控制單元、第1電源單元、第 1防雷單元、第1監(jiān)控單元均通過總線分別與第1射頻雙工單元、第1功放低噪放單元、第 1收發(fā)信射頻單元、第1數(shù)字中頻單元、第1數(shù)字處理單元、第2數(shù)字中頻單元、第2收發(fā)信 射頻單元、第2功放低噪放單元、第2射頻雙工單元連接。第1時(shí)鐘單元給第1數(shù)字中頻單 元、第1數(shù)字處理單元提供時(shí)鐘，以及給第1收發(fā)信射頻單元提供射頻本振參考時(shí)鐘信號(hào)； 第1控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)近端機(jī)系統(tǒng)的故障診斷、測(cè)試、調(diào)試，監(jiān)控以及完成與遠(yuǎn)端機(jī)通信的監(jiān) 控控制；第1電源單元通過轉(zhuǎn)換，為近端機(jī)內(nèi)的各個(gè)單元提供所需的工作電源，用以保證各 個(gè)單元的穩(wěn)定工作；第1防雷單元為保證近端機(jī)的室外應(yīng)用的可靠性，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不 同而采用不同的電源當(dāng)采用交流電源模塊時(shí)配置交流電源防雷模塊；當(dāng)采用直流電源模 塊時(shí)配置直流電源防雷模塊；第1監(jiān)控單元完成監(jiān)控中心對(duì)近端機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元的配 置和工作狀態(tài)、電源狀態(tài)、系統(tǒng)工作狀態(tài)、告警項(xiàng)目等的監(jiān)控，以及對(duì)近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)通信 的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
所述的遠(yuǎn)端機(jī)包括依次連接的第3射頻雙工單元、第3功放低噪放單元、第3收發(fā) 信射頻單元、第3數(shù)字中頻單元、第2數(shù)字處理單元、第4數(shù)字中頻單元、第4收發(fā)信射頻單 元、第4功放低噪放單元、第4射頻雙工單元，還包括第2時(shí)鐘單元、第2控制單元、第2電源單元、第2防雷單元、第2監(jiān)控單元，所述第2時(shí)鐘單元、第2控制單元、第2電源單元、第 2防雷單元、第2監(jiān)控單元均通過總線分別與第3射頻雙工單元、第3功放低噪放單元、第3 收發(fā)信射頻單元、第3數(shù)字中頻單元、第2數(shù)字處理單元、第4數(shù)字中頻單元、第4收發(fā)信射 頻單元、第4功放低噪放單元、第4射頻雙工單元連接。第2時(shí)鐘單元、第2控制單元、第2 電源單元、第2防雷單元、第2監(jiān)控單元對(duì)遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件單元的設(shè)置、工作原理、作用 和用途與第1時(shí)鐘單元、第1控制單元、第1電源單元、第1防雷單元、第1監(jiān)控單元對(duì)近端 機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件單元的設(shè)置、工作原理、作用和用途相同。
所述的中繼天線為八木天線。
所述的重發(fā)天線為板狀天線。
采用適宜室外工作的八木天線做為本系統(tǒng)的中繼天線，采用板狀天線作為本系統(tǒng) 的重發(fā)天線，其適應(yīng)能力好，而且造價(jià)低廉、易于安裝。
所述的操作維護(hù)中心包括具有運(yùn)用操作維護(hù)協(xié)議而進(jìn)行操作維護(hù)管理以及遠(yuǎn)程 監(jiān)控的控制終端機(jī)。
所述的近端機(jī)為一個(gè)，遠(yuǎn)端機(jī)為N個(gè)，1且為自然數(shù)。通過一個(gè)近端機(jī)配合多 個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，減少了建站投入。
工作原理如下數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)是一種移頻拉遠(yuǎn)直放站系統(tǒng)，是一種把無線網(wǎng)絡(luò)射頻信號(hào)移頻到低 頻頻段，利用低頻段更優(yōu)的無線傳輸性能進(jìn)行中繼傳輸?shù)闹狈耪鞠到y(tǒng)。
下行方向數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)的近端機(jī)通過有線耦合或無線耦合方式耦合基站的 下行發(fā)射射頻信號(hào)，變頻成中繼頻率信號(hào)，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置將分布在工作在網(wǎng)絡(luò)頻段內(nèi) 的業(yè)務(wù)載波壓縮到中繼頻段內(nèi)，通過高效率高功率高線性放大后通過中繼天線發(fā)射給遠(yuǎn)端 機(jī)；遠(yuǎn)端機(jī)中繼天線接收該中繼信號(hào)通過低噪聲放大后，將中繼信號(hào)恢復(fù)為原網(wǎng)絡(luò)頻段的 基站下行射頻信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)中繼頻段的業(yè)務(wù)載波擴(kuò)展恢復(fù)為網(wǎng)絡(luò)頻段業(yè)務(wù)載波，高效率 高功率高線性放大后，通過重發(fā)天線發(fā)射出去實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
上行方向數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)的遠(yuǎn)端機(jī)通過重發(fā)天線，接收來自移動(dòng)臺(tái)的射頻信 號(hào)，通過低噪聲放大后網(wǎng)絡(luò)信號(hào)變頻成中繼頻率信號(hào)，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置將分布在工作在 網(wǎng)絡(luò)頻段內(nèi)的業(yè)務(wù)載波壓縮到中繼頻段內(nèi)，通過高效率高功率高線性放大后通過中繼天線 發(fā)射給近端機(jī)；近端機(jī)中繼天線接收該中繼信號(hào)通過低噪聲放大后，將中繼信號(hào)恢復(fù)為原 網(wǎng)絡(luò)頻段的上行業(yè)務(wù)射頻信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)中繼頻段的業(yè)務(wù)載波擴(kuò)展恢復(fù)為網(wǎng)絡(luò)頻段業(yè)務(wù)載 波，線性放大后，通過有線耦合或無線耦合方式耦合到基站天線。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果1本發(fā)明一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，有效解決邊遠(yuǎn)山區(qū)、丘陵地區(qū)、沙漠、草原、大江大河、 鐵路沿線、森林等復(fù)雜地形的信號(hào)覆蓋問題，以及有效解決城市頻率資源較為緊張的覆蓋 區(qū)；2本發(fā)明一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，采用高效率緊湊型設(shè)計(jì)，在一定程度上提高了集成度 和整機(jī)效率，進(jìn)一步減少體積；3本發(fā)明一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，增加功率能力，同時(shí)也降低了成本，增加了可靠性。


圖1為本發(fā)明連接示意圖；圖2為本發(fā)明近端機(jī)內(nèi)部示意圖； 圖3為本發(fā)明遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)部示意圖； 圖4為本發(fā)明工作信號(hào)流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例一如圖1至4所示，本發(fā)明包括通過耦合器與基站連接的近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)、和操作維護(hù)中 心，在近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)上均連接有中繼天線，在遠(yuǎn)端機(jī)上還連接有重發(fā)天線，近端機(jī)、遠(yuǎn)端 機(jī)分別與操作維護(hù)中心連接。
近端機(jī)包括第1時(shí)鐘單元、第1控制單元、第1電源單元、第1防雷單元、第1監(jiān)控 單元均通過總線分別與依次連接的第1射頻雙工單元、第1功放低噪放單元、第1收發(fā)信射 頻單元、第1數(shù)字中頻單元、第1數(shù)字處理單元、第2數(shù)字中頻單元、第2收發(fā)信射頻單元、 第2功放低噪放單元、第2射頻雙工單元相連；中繼天線設(shè)置在近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)之間的八木天線。
遠(yuǎn)端機(jī)第2時(shí)鐘單元、第2控制單元、第2電源單元、第2防雷單元、第2監(jiān)控單 元均通過總線分別與第3射頻雙工單元、第3功放低噪放單元、第3收發(fā)信射頻單元、第3 數(shù)字中頻單元、第2數(shù)字處理單元、第4數(shù)字中頻單元、第4收發(fā)信射頻單元、第4功放低噪 放單元、第4射頻雙工單元連接，重發(fā)天線采用板狀天線。
操作維護(hù)中心具有TCP/IP協(xié)議的遠(yuǎn)端控制操作監(jiān)控終端PC機(jī)。
對(duì)于本系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部件單元的選擇，應(yīng)當(dāng)按照以下要求進(jìn)行射頻雙工單元，與功放低噪放單元相連，一個(gè)基站射頻雙工單元將重發(fā)天線的發(fā)射和 接收信號(hào)或者基站的發(fā)射和接收信號(hào)相隔離，另一個(gè)中繼射頻雙工單元將與中繼天線連接 部分的發(fā)射和接收的中繼信號(hào)相隔離，保證接收和發(fā)射都能同時(shí)正常工作。射頻雙工單 元由兩組不同頻率的阻帶濾波器組成，避免發(fā)射信號(hào)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)；同時(shí)濾波器部分為腔 體濾波器，滿足發(fā)射雜散和互調(diào)衰減的帶外部分的指標(biāo)要求，發(fā)射對(duì)接收的抑制能力能達(dá) 到-85 dB，且?guī)?nèi)插損>-2dB，其模塊，根據(jù)抑制指標(biāo)和隔離指標(biāo)，自行定制。
功放低噪放單元完成對(duì)中繼信號(hào)和基站信號(hào)的下行功率放大與上行放大處理，并 保證上行噪聲足夠小。上/下行射頻輸入/輸出端與射頻雙工單元連接，上/下行射頻輸 出/輸入端與收發(fā)信射頻單元相連。該模塊功放部分通過Doherty功率放大器實(shí)現(xiàn)，低噪 放部分主要選擇合適的放大增益以及噪聲系數(shù)的放大器。
收發(fā)信射頻單元完成對(duì)中繼信號(hào)和基站信號(hào)模擬射頻的放大，濾波，以及混頻處理。
數(shù)字中頻單元、數(shù)字處理單元完成收發(fā)信射頻單元的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行ADC，DAC 轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)，數(shù)字中頻信號(hào)處理。
時(shí)鐘單元保證系統(tǒng)的射頻頻率穩(wěn)定度需求，選用了壓控端的高穩(wěn)定IOM晶振，在 正常工作時(shí)，IF_FPGA從載波信號(hào)中提取出單板時(shí)鐘與基站時(shí)鐘的偏差，通過一片14位的DAC后控制IOM晶振，以保證系統(tǒng)的時(shí)鐘與基站時(shí)鐘保持相對(duì)一致；高穩(wěn)定晶振輸出IOM送 給LMK03000C做為參考信號(hào)，LMK03000C的PLL鎖定到1四0. 24M上，然后分頻出數(shù)字中頻 單元中IF FPGA時(shí)鐘和數(shù)字處理單元中ADC采樣時(shí)鐘、DAC采樣時(shí)鐘，以及射頻本振所需的 時(shí)鐘信號(hào)。
控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)近端機(jī)系統(tǒng)的故障診斷、測(cè)試、調(diào)試，監(jiān)控，以及完成與遠(yuǎn)端機(jī)通 信的監(jiān)控控制。
電源單元完成對(duì)近端機(jī)的供電，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景有關(guān)，近端機(jī)選配AC 220V交流供 電的交流電源模塊，或DC -48V直流供電的直流電源模塊。在近端機(jī)內(nèi)部采用AC/DC電源模 塊將AC 220V交流電壓或DC -48V直流電壓轉(zhuǎn)換成兩組+ 28V直流電壓。+ ^V電壓一路 供功放低噪放使用，另外一路送給收發(fā)信射頻單元。在收發(fā)信射頻單元上，通過buck電源 轉(zhuǎn)換電路，將+28V電壓轉(zhuǎn)換為5V直流總線電壓，同時(shí)收發(fā)信射頻單元上使用的其他各種低 電壓包括+ 5V，+ 3. 3V，+ 2. 5V，+ IV等也采用板上電源從+ 5V電壓上進(jìn)行變換而來，采 用buck電源轉(zhuǎn)換電路和LDO等器件來完成。電源選擇可以按照以下指標(biāo)定制供電電源 AC 220V或DC -48V,平均功耗小于IOOffAC 220V電源要求 工作電壓范圍11(T300V 抗毀電壓范圍70 320V DC -48V電源要求 工作電壓范圍-6(T36V 抗毀電壓范圍-72 -MV。
防雷單元為保證近端機(jī)的室外應(yīng)用的可靠性，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，當(dāng)采用交流 電源模塊時(shí)配置交流電源防雷模塊；當(dāng)采用直流電源模塊時(shí)配置直流電源防雷模塊。以及 中繼雙工器/濾波單元配置天饋防雷模塊；支持AC 220V交流供電時(shí)，輸入電流不超過4A。 交流電源轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部自帶5KA的輸入防雷，在要求高防雷等級(jí)的地區(qū)，可采取配置內(nèi)部 交流防雷模塊來實(shí)現(xiàn)；支持-48V直流供電時(shí)，輸入電流不超過7A。需要配置內(nèi)部直流流防 雷模塊來實(shí)現(xiàn)防雷需求。且要求能夠滿足GB/T 17626.5-99《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》要求。信號(hào)部分能夠承受8/20 μ s的電流浪涌3ΚΑ士 10% ；電源部 分能夠承受8/20 μ s的電流浪涌。
監(jiān)控單元基于監(jiān)控協(xié)議要求，通過監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)基于短信的控制鏈路完成監(jiān)控 中心對(duì)近端機(jī)的配置、電源狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)，告警的監(jiān)控；近端機(jī)對(duì)遠(yuǎn)端機(jī)的監(jiān)控，通過中繼 頻率中單獨(dú)配置一個(gè)信道，作為監(jiān)控信道，監(jiān)控遠(yuǎn)端機(jī)與近端機(jī)的通信。
中繼天線采用通用的八木天線，其選型考慮工作頻段、增益、極化方式、最大輸入 功率、尺寸、重量、材料以及安裝方式，以實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用決定其具體型號(hào)。
重發(fā)天線板狀天線，其選型考慮工作頻段、增益、極化方式、最大輸入功率、尺寸、 重量、材料、安裝方式，工作環(huán)境溫度、額定風(fēng)速、抗雨量，以實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用決定其具體 型號(hào)。
如上所述，便可以很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。權(quán)利要求
1.一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于包括通過耦合器與基站連接的近端機(jī)、遠(yuǎn)端 機(jī)、和操作維護(hù)中心，所述近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)上均連接有中繼天線，近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)通過其上 的中繼天線傳輸信號(hào)連接，在所述遠(yuǎn)端機(jī)上還連接有重發(fā)天線，近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)分別與操作 維護(hù)中心連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于所述的近端機(jī)包括依 次連接的第1射頻雙工單元、第1功放低噪放單元、第1收發(fā)信射頻單元、第1數(shù)字中頻單 元、第1數(shù)字處理單元、第2數(shù)字中頻單元、第2收發(fā)信射頻單元、第2功放低噪放單元、第2 射頻雙工單元，還包括第1時(shí)鐘單元、第1控制單元、第1電源單元、第1防雷單元、第1監(jiān) 控單元，所述第1時(shí)鐘單元、第1控制單元、第1電源單元、第1防雷單元、第1監(jiān)控單元均 通過總線分別與第1射頻雙工單元、第1功放低噪放單元、第1收發(fā)信射頻單元、第1數(shù)字 中頻單元、第1數(shù)字處理單元、第2數(shù)字中頻單元、第2收發(fā)信射頻單元、第2功放低噪放單 元、第2射頻雙工單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于所述的遠(yuǎn)端機(jī)包括依 次連接的第3射頻雙工單元、第3功放低噪放單元、第3收發(fā)信射頻單元、第3數(shù)字中頻單 元、第2數(shù)字處理單元、第4數(shù)字中頻單元、第4收發(fā)信射頻單元、第4功放低噪放單元、第4 射頻雙工單元，還包括第2時(shí)鐘單元、第2控制單元、第2電源單元、第2防雷單元、第2監(jiān) 控單元，所述第2時(shí)鐘單元、第2控制單元、第2電源單元、第2防雷單元、第2監(jiān)控單元均 通過總線分別與第3射頻雙工單元、第3功放低噪放單元、第3收發(fā)信射頻單元、第3數(shù)字 中頻單元、第2數(shù)字處理單元、第4數(shù)字中頻單元、第4收發(fā)信射頻單元、第4功放低噪放單 元、第4射頻雙工單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于所述的中繼天線為八 木天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于所述的重發(fā)天線為板 狀天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于所述的操作維護(hù)中心 包括具有運(yùn)用操作維護(hù)協(xié)議而進(jìn)行操作維護(hù)管理以及遠(yuǎn)程監(jiān)控的控制終端機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，其特征在于所述的近端機(jī)為一個(gè)， 遠(yuǎn)端機(jī)為N個(gè)，且為自然數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種數(shù)字移頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，包括通過耦合器與基站連接的近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)、和操作維護(hù)中心，所述近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)上均連接有中繼天線，近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)通過其上的中繼天線傳輸信號(hào)連接，在所述遠(yuǎn)端機(jī)上還連接有重發(fā)天線，近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)分別與操作維護(hù)中心連接。本發(fā)明有效解決邊遠(yuǎn)山區(qū)、丘陵地區(qū)、沙漠、草原、大江大河、鐵路沿線、森林等復(fù)雜地形的信號(hào)覆蓋問題，以及有效解決城市頻率資源較為緊張的覆蓋區(qū)；采用高效率緊湊型設(shè)計(jì)，在一定程度上提高了集成度和整機(jī)效率，進(jìn)一步減少體積；增加功率能力，同時(shí)也降低了成本，增加了可靠性。
文檔編號(hào)H04B7/14GK102036257SQ20101061537
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者宋敏, 王斌 申請(qǐng)人:芯通科技(成都)有限公司