便攜式多頻段基站設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種便攜式頻段基站設(shè)備，特別涉及一種便攜式多頻段基站設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上已有的便攜式基站設(shè)備，大多只能支持某個運營商的特定的單一頻段，這主要是由于其采用雙工器(Duplexes)作為分離上/下行信號的樞紐，雙工器本身的帶寬較窄，這成為了限制現(xiàn)有便攜式基站的一個硬件瓶頸。隨著國內(nèi)4G LTE移動通信網(wǎng)絡(luò)的正式商用，我國移動通信頻段日益豐富，無線環(huán)境也日趨復(fù)雜?，F(xiàn)有便攜式基站設(shè)備已經(jīng)無法滿足運營商、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管等工程技術(shù)人員的現(xiàn)場使用需求，而且現(xiàn)有便攜式基站設(shè)備只能和小區(qū)內(nèi)的手機進(jìn)行上/下行的雙向通信，不能同時接收本小區(qū)內(nèi)其它基站的下行信號，無法進(jìn)行偽基站的監(jiān)測等復(fù)雜應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高便攜式基站設(shè)備的工作帶寬、拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種便攜式多頻段基站設(shè)備，能夠支持國家無線電委員會和工信部為中國移動、中國聯(lián)通和中國電信三大運營商規(guī)劃的全部2G/3G/4G LTE頻段，還可以同時接收小區(qū)內(nèi)其它基站的下行信號，具體技術(shù)方案是，一種便攜式多頻段基站設(shè)備，包括金屬殼體、射頻子系統(tǒng)和基帶處理子系統(tǒng)，射頻子系統(tǒng)和基帶處理子系統(tǒng)各是單獨的板卡，其特征在于:所述的射頻子系統(tǒng)，最前端為外置寬帶天線，外置天線通過射頻線纜與射頻子系統(tǒng)板卡連接，發(fā)射和接收的兩個相反方向信號通過環(huán)形器進(jìn)行隔離并分配到其各自的射頻通路上，接收通路先經(jīng)過寬帶低噪聲放大器放大，寬帶低噪聲放大器通過基帶處理板卡的ARM或FPGA控制其增益，放大后的信號通過一個功分器平均分配成RXl和RX2兩支接收通路，RXl和RX2接收通路利用前級SPnT射頻開關(guān)分配成η支接收子通路，每支接收子通路上串聯(lián)不同頻段的帶通型濾波器，η支接收子通路再經(jīng)后級SPnT射頻開關(guān)選擇其中一個頻帶的信號傳送給雙路收發(fā)器，且每級SPnT射頻開關(guān)均由基帶處理板卡上的ARM或FPGA控制其邏輯選擇其中某一支子通路進(jìn)行信號傳輸，雙路收發(fā)器通過FMC接口連接基帶處理子系統(tǒng)FPGA，且封裝在一個完整的金屬殼體中，基帶處理子系統(tǒng)的FPGA通過PC1-E接口與用戶PC連接。
[0004]所述的RXl和RX2通路的子通路接收頻段的劃分為，RXl通路主要負(fù)責(zé)接收以FDD方式工作的終端發(fā)射的UL信號，同時也接收部分以TDD方式工作的終端和基站發(fā)射的UL/DL信號；RX2通路主要負(fù)責(zé)接收與RXl通路對應(yīng)的以FDD方式工作的基站發(fā)射的DL信號，同時也接收另一部分以TDD方式工作的終端和基站發(fā)射的UL/DL信號。
[0005]本發(fā)明的有益效果是能夠支持國內(nèi)所有運營商的全部通信制式和頻段，大大拓展了便攜式基站設(shè)備在外場環(huán)境下的應(yīng)用范圍。也可以通過PC1-E接口直接和臺式電腦或筆記本電腦集成裝配，實現(xiàn)更加直接和便捷的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖。
[0007]圖2是本發(fā)明的RXl通路十頻段劃分圖。
[0008]圖3是本發(fā)明的RX2通路十頻段劃分圖。
[0009]圖4是傳統(tǒng)便攜式基站設(shè)備的硬件架構(gòu)圖。
[0010]圖5是國內(nèi)三大運營商主要移動通信頻段劃分表。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例作進(jìn)一步說明。
[0012]如圖1所示，系統(tǒng)主要分為射頻和基帶處理兩大子系統(tǒng)，基帶處理子系統(tǒng)由FPGA+DSP搭配完成數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)和編解碼，由ARM單片機實現(xiàn)對電路中各單元的控制，該板卡由PC1-E高速數(shù)字接口與PC機主板相連接以實現(xiàn)調(diào)制/解調(diào)數(shù)字信號的傳輸。由于該部分和傳統(tǒng)型基站設(shè)備的基帶處理系統(tǒng)硬件架構(gòu)一致，不屬于本發(fā)明的獨特技術(shù)要點，故在此不做詳細(xì)闡述。射頻子系統(tǒng)的硬件架構(gòu)是區(qū)別于傳統(tǒng)型便攜式基站設(shè)備的根本所在，以下詳加討論。
[0013]射頻子系統(tǒng)和基帶處理子系統(tǒng)各是單獨的板卡，兩者通過FMC接口相連，且封裝在一個完整的金屬殼體中。
[0014]射頻子系統(tǒng)的最前端采用一顆800MHz至2.7GHz的外置寬帶天線接收和發(fā)射無線信號，外置天線通過SMA轉(zhuǎn)N型射頻線纜與射頻子系統(tǒng)板卡連接。發(fā)射和接收兩個相反方向的信號通過環(huán)形器進(jìn)行隔離并分配到其各自的射頻通路上，環(huán)形器為定制化產(chǎn)品，工作頻率范圍為800MHz至2.7GHz，帶寬為60MHz，隔離度為40dB以上。接收通路先經(jīng)過寬帶低噪聲放大器(LNA)放大，LNA通過基帶處理板卡的ARM或FPGA控制其增益，可調(diào)增益范圍為OdB至20dB，步進(jìn)0.5dB，此處使用ADI公司的ADL5523。放大后的信號通過一個功分器平均分配成RXl和RX2兩支接收通路，RXl接收通路主要用于接收以頻分雙工方式工作的終端發(fā)射的上行(UL)信號，以及某些以時分雙工方式工作的終端和基站設(shè)備發(fā)射的UL/DL信號。RX2接收通路用于接收小區(qū)內(nèi)其它以頻分雙工方式工作的基站設(shè)備發(fā)射的下行(DL)信號，以及補充接收RXl通路所不支持的其它一些以時分雙工方式工作的終端和基站設(shè)備發(fā)射的UL/DL信號。RXl和RX2接收通路利用前級SPlOT射頻開關(guān)分配成10支接收子通路，每支接收子通路上串聯(lián)不同頻段的帶通型聲表面波濾波器(SAW)，RXl和RX2的每支子通路的濾波頻段的劃分如圖3和圖4所示，這些子通路的頻段劃分方式是本專利重點保護(hù)的對象。10支接收子通路再經(jīng)后級SPlOT射頻開關(guān)選擇其中一個頻帶的信號傳送給雙路收發(fā)器(Transceiver)，每級SPlOT射頻開關(guān)均由基帶處理板卡上的ARM或FPGA控制其邏輯選擇其中某一支子通路打開進(jìn)行信號傳輸。
[0015]射頻子系統(tǒng)的核心部件是一枚雙路收發(fā)的Transceiver芯片，這里使用ADI公司的AD9361射頻收發(fā)器，該芯片工作頻率范圍是70MHz至6GHz，帶寬為200kHz至56MHz，通過RXl和RX2通路的不同子通路合理的頻率分割，可以直接整段接收表I所述的各個移動通信頻段。比如中國移動TDD-LTE Band 40的2320MHz至2370MHz共50MHz帶寬的模擬信號，在經(jīng)過RXl通路的第9子通路濾波后進(jìn)入AD9361的RXl端口。AD9361內(nèi)部集成上/下變頻器，可將接收到得模擬信號直接變頻成適合ADC采樣的中頻信號。AD9361的RXl和RX2端口，可以分別同時接收基站的DL信號和手機的UL信號；也可以在一個端口內(nèi)接收時分雙工方式的UL/DL信號，再由FPGA控制的時鐘同步模塊分離還原成UL和DL比特流。TXl作為發(fā)射端口，外接800MHz至2.7GHz的寬帶功率放大器(PA)組成發(fā)射通路，由基帶處理板卡的ARM或FPGA控制發(fā)射增益，實現(xiàn)基站DL信號的發(fā)射。
[0016]主要的應(yīng)用場景有以下幾種。
[0017](I)通過接收小區(qū)內(nèi)固定基站發(fā)射的DL信號，檢測其運行狀態(tài)是否正常。
[0018](2)若小區(qū)內(nèi)的固定式基站設(shè)備出現(xiàn)異常，可使用該便攜式基站設(shè)備臨時代替固定式基站設(shè)備，用于和手機等移動終端的通信。
[0019](3)能夠搜索和監(jiān)測偽基站等非法設(shè)備發(fā)射的信號。
[0020]下面以三種不