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，造成投資收回時間較長，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，若采用基站原頻率信號，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)字處理單元提供時鐘，以及給第1收發(fā)信射頻單元提供射頻本振參考時鐘信號； 第1控制單元實(shí)現(xiàn)對近端機(jī)系統(tǒng)的故障診斷、測試、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)的各個單元提供所需的工作電源，用以保證各 個單元的穩(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配置交流電源防雷模塊；當(dāng)采用直流電源模 塊時配置直流電源防雷模塊；第1監(jiān)控單元完成監(jiān)控中心對近端機(jī)內(nèi)部的各個單元的配 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)控單元對遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)部各個部件單元的設(shè)置、工作原理、作用 和用途與第1時鐘單元、第1控制單元、第1電源單元、第1防雷單元、第1監(jiān)控單元對近端 機(jī)內(nèi)部各個部件單元的設(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，遠(yuǎn)端機(jī)為N個，1且為自然數(shù)。通過一個近端機(jī)配合多 個遠(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，變頻成中繼頻率信號，同時根據(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通過低噪聲放大后，將中繼信號恢復(fù)為原網(wǎng)絡(luò)頻段的 基站下行射頻信號，同時實(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，接收來自移動臺的射頻信 號，通過低噪聲放大后網(wǎng)絡(luò)信號變頻成中繼頻率信號，同時根據(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通過低噪聲放大后，將中繼信號恢復(fù)為原 網(wǎng)絡(luò)頻段的上行業(yè)務(wù)射頻信號，同時實(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)明工作信號流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(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)。
對于本系統(tǒng)內(nèi)的各個部件單元的選擇，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，一個基站射頻雙工單元將重發(fā)天線的發(fā)射和 接收信號或者基站的發(fā)射和接收信號相隔離，另一個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相隔離，保證接收和發(fā)射都能同時正常工作。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)射信號傳輸?shù)浇邮諜C(jī)；同時濾波器部分為腔 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中繼信號和基站信號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)信射頻單元完成對中繼信號和基站信號模擬射頻的放大，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進(jìn)行ADC，DAC 轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)字信號，數(shù)字中頻信號處理。
時鐘單元保證系統(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，IF_FPGA從載波信號中提取出單板時鐘與基站時鐘的偏差，通過一片14位的DAC后控制IOM晶振，以保證系統(tǒng)的時鐘與基站時鐘保持相對一致；高穩(wěn)定晶振輸出IOM送 給LMK03000C做為參考信號，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時鐘和數(shù)字處理單元中ADC采樣時鐘、DAC采樣時鐘，以及射頻本振所需的 時鐘信號。
控制單元實(shí)現(xiàn)對近端機(jī)系統(tǒng)的故障診斷、測試、調(diào)試，監(jiān)控，以及完成與遠(yuǎn)端機(jī)通 信的監(jiān)控控制。
電源單元完成對近端機(jī)的供電，根據(jù)應(yīng)用場景有關(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 電源模塊時配置交流電源防雷模塊；當(dāng)采用直流電源模塊時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，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，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)和測量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》要求。信號部分能夠承受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)對遠(yuǎn)端機(jī)的監(jiān)控，通過中繼 頻率中單獨(dú)配置一個信道，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)場安裝應(yīng)用決定其具體型號。
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)場安裝應(yīng)用決定其具體 型號。
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， 遠(yuǎn)端機(jī)為N個，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，同時也降低了成本，增加了可靠性。
文檔編號H04B7/14GK102036257SQ20101061537
公開日2011年4月27日 申請日期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 申請人:芯通科技(成都)有限公司