專利名稱：具備上行噪聲抑制功能的gsm無線直放站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動通信直放站，特別是涉及一種具備上行噪聲抑制功能的 GSM無線直放站。
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。而GSM無線直放站能有 效的解決此類問題，GSM無線直放站具備體積小、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GSM的 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來極大的便利。 GSM無線直放站一般為傳統(tǒng)的模擬GSM無線直放站，其原理比較簡單，上下行鏈路 由有源射頻信號放大模塊和無源濾波模塊組成，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無線直放站并聯(lián)使用的應(yīng) 用場景時(shí)，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無線直放站的數(shù)量，這就要 求有能夠具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其能改 善基站上行鏈路的接收靈敏度。 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無線直放站，包括 施主天線BS和重發(fā)天線MS，其特征在于所述的施主天線BS與雙工器[a]相連，所述的雙 工器[a]的下行鏈路輸出端與下行低噪放相連接，所述的下行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊 [1]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的上 變頻與下行功放的輸入端相連接，所述下行功放的輸出端與雙工器[b]相連； 所述的重發(fā)天線MS與雙工器[b]相連，所述雙工器[b]的上行鏈路輸出端與上行 低噪放相連接，所述的上行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連 接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[1]的上變頻與下行功放的輸入端相連接， 所述下行功放的輸出端與雙工器[a]相連。 本實(shí)用新型采用軟件無線電技術(shù)，運(yùn)用功能強(qiáng)大的FPGA器件對數(shù)字化后的GSM上 行時(shí)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(shí)隙，每個時(shí)隙均可承載一個指定用戶，即每個載波的某個指定時(shí)隙只會有一 個用戶接入，因此在同一小區(qū)內(nèi)同時(shí)使用多臺GSM無線直放站的情況下，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(shí) 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(shí)隙噪聲電平，可以確保在任一時(shí)
3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。

圖1是具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站組網(wǎng)工作示意圖。 圖2是具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站的連接及原理總框圖。 圖3是數(shù)字處理模塊原理示意圖。 圖4是變頻模塊工作示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。 如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，包括 施主天線BS和重發(fā)天線MS，其特征在于所述的施主天線BS與雙工器[a]相連，所述的雙 工器[a]的下行鏈路輸出端與下行低噪放相連接，所述的下行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊 [1]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的上 變頻與下行功放的輸入端相連接，所述下行功放的輸出端與雙工器[b]相連； 所述的重發(fā)天線MS與雙工器[b]相連，所述雙工器[b]的上行鏈路輸出端與上行 低噪放相連接，所述的上行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連 接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[1]的上變頻與下行功放的輸入端相連接， 所述下行功放的輸出端與雙工器[a]相連。 請參閱圖1，圖1是具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站組網(wǎng)工作示意圖， GSM(BTS)基站通過天線將該扇區(qū)基站信號發(fā)射到覆蓋區(qū)域，以達(dá)到對弱信號區(qū)和信號盲區(qū) 進(jìn)行高質(zhì)量的信號覆蓋，在基站覆蓋小區(qū)的邊沿地帶(即弱信號區(qū)域)安放上具備上行噪 聲抑制功能的GSM無線直放站以增強(qiáng)原基站的信號強(qiáng)度，從而擴(kuò)大基站信號的覆蓋面積， 由于具備上行噪聲抑制功能的各GSM無線直放站單獨(dú)對所覆蓋區(qū)域的時(shí)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無線直放站的情況下可以確保在任一時(shí)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無線直放站數(shù)量將不受限制，極大地提升基站網(wǎng)絡(luò)利用的效率。 請繼續(xù)參閱圖2，具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站系統(tǒng)工作通路的下行 鏈路是下行信號經(jīng)施主天線通過雙工器對下行RF射頻無用信號進(jìn)行濾波處理，經(jīng)過低噪 聲放大器進(jìn)行放大和變頻模塊1的下變頻將其下變至中頻信號，然后由數(shù)字處理模塊對中 頻信號進(jìn)行AD帶通采樣達(dá)到可操作范圍，再運(yùn)用FPGA對數(shù)字化后的中頻信號進(jìn)行數(shù)字下 變頻(DDC)和數(shù)字上變頻(DUC)并進(jìn)行多級的低通濾波處理，再由D/A將其恢復(fù)為中頻信 號，再經(jīng)變頻模塊2的上變頻將其上變至射頻信號，最后射頻信號經(jīng)線性功放放大再經(jīng)雙 工器濾波從重發(fā)天線發(fā)射至覆蓋區(qū)域； 上行鏈路是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2的下變頻將其下變到中頻信號，然后由數(shù)字處理模塊對其進(jìn)行AD帶通采樣，再經(jīng) FPGA對數(shù)字化后的中頻信號進(jìn)行噪聲抑制功能處理和多級的低通濾波處理，再由D/A將其恢復(fù)為中頻信號，再經(jīng)變頻模塊1的上變頻將其上變恢復(fù)至射頻信號，最后經(jīng)線性功放放
大再經(jīng)雙工器濾波將GSM上行信號從施主天線發(fā)射至基站上行信號接收端。 在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，數(shù)字處理模塊如圖3所示，下行信號鏈路是前端變
頻后的中頻信號經(jīng)過AD的帶通采樣后，通過FPGA芯片對AD采樣后的數(shù)字信號進(jìn)行功率的
包絡(luò)檢波，取得原基站的同步時(shí)鐘信號，同時(shí)完成數(shù)字下變頻和上變頻并進(jìn)行多級的低通
濾波處理，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(shí)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(shí)檢測，當(dāng)檢測到信號功率超過設(shè)置的參考門限 值時(shí)則立即將本通道在當(dāng)前時(shí)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)， 同時(shí)FPGA芯片完成數(shù)字下變頻和上變頻并進(jìn)行多級的低通濾波處理，最后通過DA將處理 的信號還原為中頻信號； 其中，時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊負(fù)責(zé)對上下行AD、DA和FPGA等模塊提供參考時(shí)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。 如圖4所示，所述的變頻模塊1 :下行鏈路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，再放大后輸出中頻信號。 上行鏈路中頻信號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RF信號。 其中鎖相環(huán)采用LMX2531芯片，是一個VC0+PLL的集成芯片，比以往的VC0+PLL分 別獨(dú)立體積小，其參考時(shí)鐘須采用數(shù)字處理模塊提供的時(shí)鐘，以保證信號同步，CPU負(fù)責(zé)對 其進(jìn)行鎖相控制。反之變頻模塊2上下行變頻鏈路經(jīng)過相類似的步驟。 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無線直放站，包括施主天線BS和重發(fā)天線MS，其特征在于所述的施主天線BS與雙工器a相連，所述的雙工器a的下行鏈路輸出端與下行低噪放相連接，所述的下行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊[1]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的上變頻與下行功放的輸入端相連接，所述下行功放的輸出端與雙工器b相連；所述的重發(fā)天線MS與雙工器b相連，所述雙工器b的上行鏈路輸出端與上行低噪放相連接，所述的上行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[1]的上變頻與下行功放的輸入端相連接，所述下行功放的輸出端與雙工器a相連。
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無線直放站，其特征在于所 述的數(shù)字處理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊、FPGA芯片；所述的變 頻，模塊[1、2]的下變頻輸出的中頻信號分別經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器帶通采集后，送給FPGA芯片，所 述的FPGA芯片輸出端連接D/A轉(zhuǎn)換器，所述的時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊為系統(tǒng)提供時(shí)鐘脈沖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其特征在于所 述的數(shù)字處理模塊進(jìn)一步包括MCU控制器，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。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其特征在于所 述的變頻模塊[1、2]的下變頻由介質(zhì)濾波器[3]、混頻器[4]、中頻放大器[5]、中頻聲表濾 波器[6]、中頻放大器[7]依次連接組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其特征在于，所述 的混頻器[4]的輸入端設(shè)置有鎖相環(huán)，所述的鎖相環(huán)由CPU進(jìn)行鎖相控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其特征在于所 述的變頻模塊[1、2]的上變頻由中頻聲表濾波器[8]、中頻放大器[9]、混頻器[10]、介質(zhì)濾 波器[11]、信號放大器[12]、介質(zhì)濾波器[13]依次連接組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其特征在于，所述 的混頻器[10]的輸入端設(shè)置有鎖相環(huán)，所述的鎖相環(huán)由CPU進(jìn)行鎖相控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的具備上行噪聲抑制功能的GSM無線直放站，其特征在于 所述的鎖相環(huán)采用LMX2531芯片。
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無線直放站，包括施主天線BS和重發(fā)天線MS，其特征在于所述的施主天線BS與雙工器[a]相連，所述的雙工器[a]的下行鏈路輸出端與下行低噪放相連接，所述的下行低噪放的輸出端經(jīng)變頻模塊[1]的下變頻與數(shù)字處理模塊相連接，所述的數(shù)字處理模塊的輸出端經(jīng)變頻模塊[2]的上變頻與下行功放的輸入端相連接，所述下行功放的輸出端與雙工器[b]相連；本實(shí)用新型能夠極大改善基站上行鏈路的接收靈敏度，在基站的同一小區(qū)內(nèi)同時(shí)可以使用更多數(shù)量的GSM無線直放站，可以提升基站網(wǎng)絡(luò)利用的效率，極大地降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，因此在GSM通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋市場上有著廣闊的發(fā)展前景。
文檔編號H04B7/155GK201479134SQ20092013876
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11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