共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元、下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元、上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元、上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元、不同制式信號射頻處理單元、全頻段天線及光纖光纜。能夠?qū)崿F(xiàn)對在網(wǎng)運營的共站TD-SCDMA、TD-LTE、EDGE、GSM制式(不僅僅局限于這四種制式)的無線網(wǎng)絡(luò)混合信號進行調(diào)制、傳輸、再生、遠距離覆蓋，達到降低上行噪聲對基站干擾、降低施工難度，減少施工成本、提高室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率及改善語音通信質(zhì)量的目的。
【專利說明】共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及新一代信息與通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種 共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國內(nèi)移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求日益增加，國內(nèi)各大通信運營商都已經(jīng)開始了第四代 移動通信的商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，其每家運營商都運營幾張不同制式的無線網(wǎng)絡(luò)，以中國移動通 信（公司）為例，其在網(wǎng)運營的網(wǎng)絡(luò)有TD-SCDMA、TD-LTE、EDGE、GSM四張網(wǎng)絡(luò)。從建設(shè)、運 營和維護的成本上考慮，共址共建是個不錯的選擇，即是幾張不同的網(wǎng)絡(luò)使用同一個機房 和基站發(fā)射塔。因此，第三、四代移動通信基站站點的選擇基本上都考慮共站建設(shè)方案，即 在原有的2G基站上建設(shè)3G、4G網(wǎng)絡(luò)。
[0003] 然而，在如今高樓大廈密集的大都市，只用基站進行無縫的網(wǎng)絡(luò)覆蓋是不現(xiàn)實的， 基站的延伸設(shè)備是解決室內(nèi)外無線信號覆蓋的必需環(huán)節(jié)，并且2G、3G、4G、WIFI不同運營商 間的多制式信號相互間干擾日益突出，其中上行噪聲對基站的干擾尤為嚴重。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)及方法，能夠解決通 信運營商多制式共用基站站點的問題，并降低復(fù)雜電磁空間環(huán)境中的多制式信號間的相互 干擾。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0005] -種共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，包括：下行混合信號偏 振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元，與基站連接；下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電 探測單元，與所述下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元連接；不同制式調(diào) 制信號的射頻處理單元，均與所述下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元連接；全 頻段天線，與各所述不同制式調(diào)制信號的射頻處理單元連接；上行混合信號偏振分束相干 解調(diào)光電探測單元，與所述不同制式調(diào)制信號的射頻處理單元連接；上行混合信號偏振分 合束雙路正交相干調(diào)制光電單元，與所述上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元連 接，并進而連接所述基站；光纖光纜，連接下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電 單元與下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元，連接上行混合信號偏振分合束雙路 正交相干調(diào)制光電單元與上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元。
[0006] 作為具體的技術(shù)方案，所述不同制式調(diào)制信號的射頻處理單元包括：TD-SCDMA信 號射頻處理單元、TD-LTE信號射頻處理單元、EDGE信號射頻處理單元、GSM信號射頻處理單 J Li 〇
[0007] 作為具體的技術(shù)方案，所述下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元 與上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元的構(gòu)造相同，均包括：激光器、激光 偏振分束器、兩個雙路正交光電調(diào)制器及激光偏振合束器；激光偏振分束器與激光器連接， 激光偏振分束器的兩路輸出X軸偏振分光和Y軸偏振分光分別連接一個雙路正交光電調(diào)制 器，兩個雙路正交光電調(diào)制器的輸出連接激光偏振合束器；所述雙路正交光電調(diào)制器采用 相位相差η/2的結(jié)構(gòu)設(shè)計，每個雙路正交光電調(diào)制器接入兩路所述不同制式調(diào)制信號。
[0008] 作為具體的技術(shù)方案，所述下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元和上行 混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單兀結(jié)構(gòu)相同，均包括：第一激光偏振分束器、本振 激光器、第二激光偏振分束器、第一光學(xué)稱合器、第二光學(xué)稱合器、兩個 31 /2光學(xué)相位偏移 器、四個1 :1光學(xué)分路器、八個光電探測器、四個電子減法器；第一激光偏振分束器連接下 行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元與上行混合信號偏振分合束雙路正交 相干調(diào)制光電單兀，其兩路輸出X軸偏振分光和Υ軸偏振分光分別接入一個光學(xué)稱合器；第 二激光偏振分束器連接本振激光器，其兩路輸出X軸偏振分光和Υ軸偏振分光分別接入一 個光學(xué)耦合器；每個光學(xué)耦合器的一路輸出經(jīng)一個光學(xué)分路器連接兩個光電探測器，該兩 個光電探測器的輸出經(jīng)電子減法器合路后輸出；每個光學(xué)耦合器另一路輸出經(jīng)Η/2光學(xué) 相位偏移器后再經(jīng)一個光學(xué)分路器連接兩個光電探測器，該兩個光電探測器的輸出經(jīng)電子 減法器合路后輸出。
[0009] 作為具體的技術(shù)方案，所述TD-SCDMA信號射頻處理單元和TD-LTE信號射頻處理 單元的構(gòu)造相同，各自包括：混頻器、第一濾波器、第一時分雙工器、功放、低噪放、第二時分 雙工器及第二濾波器，混頻器具有調(diào)制信號下行及上行接口，分別連接下行混合信號偏振 分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元和上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單 元；第一濾波器一端與混頻器連接，另一端與第一時分雙工器連接；第一時分雙工器進而 分別連接功放和低噪放，功放和低噪放進而連接第二時分雙工器；第二時分雙工器還與第 二濾波器連接，第二濾波器進而連接所述全頻段天線。
[0010] 作為具體的技術(shù)方案，所述EDGE信號射頻處理單元和GSM信號射頻處理單元的構(gòu) 造相同，各自包括：混頻器、第一濾波器、第一頻分雙工器、功放、低噪放、第二頻分雙工器及 第二濾波器，混頻器具有調(diào)制信號下行及上行接口，分別連接下行混合信號偏振分合束雙 路正交相干調(diào)制光電單元和上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元；第一濾 波器一端與混頻器連接，另一端與第一頻分雙工器連接；第一頻分雙工器進而分別連接功 放和低噪放，功放和低噪放進而連接第二頻分雙工器；第二頻分雙工器還與第二濾波器連 接，第二濾波器進而連接所述全頻段天線。
[0011] 一種基于上述共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)的覆蓋方法，其特征在于， 包括：
[0012] 下行過程：
[0013] (1)下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元由基站接入不同制式的 調(diào)制信號，進行光電調(diào)制處理；
[0014] (2)經(jīng)光電調(diào)制處理后的光載波通過光纖光纜傳輸?shù)较滦谢旌闲盘柶穹质喔?解調(diào)光電探測單元，進行相干光電探測解調(diào)；
[0015] (3)光載波經(jīng)過相干光電探測解調(diào)，各路調(diào)制信號分別通過饋線電纜輸送到對應(yīng) 的射頻處理單元；
[0016] (4)不同制式調(diào)制信號處理后的射頻信號混合，然后通過權(quán)頻段天線發(fā)射到目的 覆蓋區(qū)域；
[0017] 上行過程：
[0018] (a)全頻段天線接收到來自移動終端發(fā)送來的不同制式調(diào)制信號的射頻信號，通 過相應(yīng)射頻處理單元處理；
[0019] (b)相應(yīng)射頻處理單元處理處理后的信號到達上行混合信號偏振分合束雙路正交 相干調(diào)制光電單元，進行光電調(diào)制處理；
[0020] (c)經(jīng)光電調(diào)制處理后的光載波通過光纖光纜傳輸?shù)缴闲谢旌闲盘柶穹质喔?解調(diào)光電探測單元，進行相干光電探測解調(diào)；
[0021] ⑷光載波經(jīng)過相干光電探測解調(diào)，得到不同制式調(diào)制信號，其分別通過四路饋線 電纜輸送到基站。
[0022] 作為具體的技術(shù)方案，所述混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元對接 入的不同制式的調(diào)制信號進行光電調(diào)制處理，具體為：將通信所用激光器分成兩路正交的 X、Y兩路偏振光，分別提供給兩個雙路正交光電調(diào)制器；其中兩路不同只是的調(diào)制信號通 過雙路光電調(diào)制器調(diào)制X軸偏振光，雙路光電調(diào)制器采用相位相差η /2結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩路不 同制式的調(diào)制信號對X軸偏振光進行調(diào)制，調(diào)制后的光載波信號其相位相差η/2,形成正 交，相互不會產(chǎn)生干擾；同樣原理，另外兩路不同制式調(diào)制信號通過另一雙路光電調(diào)制器調(diào) 制Υ軸偏振光，雙路光電調(diào)制器采用相位相差η /2結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩路不同制式的調(diào)制信號對Υ 軸偏振光進行調(diào)制，調(diào)制后的光載波信號其相位相差η/2,形成正交，相互不會產(chǎn)生干擾； 被調(diào)制的Χ、Υ軸偏振光載波信號再通過激光偏振合束器將正交的Χ、Υ軸偏振光合路。
[0023] 作為具體的技術(shù)方案，所述混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元進行相干光 電探測解調(diào)，具體為：混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元接收到光纖光纜傳送來的 光載波信號后經(jīng)第一激光偏振分束器分離出X、Υ軸正交的偏振光，同時本振激光器通過第 二激光偏振分束器分離出X、Υ軸正交的偏振光；兩組X偏振光通過第一光學(xué)稱合器f禹合 后實施兩路光耦合輸出，其中一路耦合輸出光信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后 的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出 第一路調(diào)制信號，其中另外一路耦合輸出光信號通過Η/2光學(xué)相位偏移器對其相位實施 ^ /2偏移，再通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光 電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出第二路調(diào)制信號；同樣原理，兩組Υ軸 偏振光通過第二光學(xué)f禹合器f禹合后實施兩路光f禹合輸出，其中一路f禹合輸出光信號通過1 : 1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路 電信號再通過電子減法器輸出第三路調(diào)制信號，其中另外一路耦合輸出光信號通過Η/2 光學(xué)相位偏移器對其相位實施η /2偏移，再通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信 號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出第四路 調(diào)制信號。
[0024] 本發(fā)明提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對在網(wǎng)運 營的共站TD-SCDMA、TD-LTE、EDGE、GSM制式（不僅僅局限于這四種制式，系統(tǒng)原理架構(gòu)及 方法同樣適用于WCDMA、CDMA、CDMA2000等其他通信制式）的無線網(wǎng)絡(luò)混合信號進行調(diào)制、 傳輸、再生、遠距離覆蓋，達到降低上行噪聲對基站干擾、降低施工難度，減少施工成本、提 高室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率及改善語音通信質(zhì)量的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)的構(gòu)造圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)中混合信號 偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元的框圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)中混合信號 偏振分束相干解調(diào)光電探測單元的框圖。
[0028] 圖4為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)中TD-SCDMA 信號射頻處理單元的框圖。
[0029] 圖5為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)中TD-LTE信 號射頻處理單元的框圖。
[0030] 圖6為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)中EDGE信號 射頻處理單元的框圖。
[0031] 圖7為本發(fā)明實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)中GSM信號射 頻處理單元的框圖。

【具體實施方式】
[0032] -、如圖1所示，本實施例提供的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)包括：下 行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元、下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電 探測單元、上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元、上行混合信號偏振分合束雙路 正交相干調(diào)制光電單元、TD-SCDMA信號射頻處理單元、TD-LTE信號射頻處理單元、EDGE信 號射頻處理單元、GSM信號射頻處理單元、全頻段天線及光纖光纜。
[0033] 下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元一端與基站連接，用于接入 TD-SCDMA制式的QPSK或nQAM調(diào)制信號、TD-LTE制式的0FDM或nQAM調(diào)制信號、EDGE制式 的8PSK調(diào)制信號和GSM制式的GMSK調(diào)制信號。下行混合信號偏振分合束雙路正交相干 調(diào)制光電單元通過光纖連接下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元，下行混合信號 偏振分束相干解調(diào)光電探測單元進而連接TD-SCDMA信號射頻處理單元、TD-LTE信號射頻 處理單元、EDGE信號射頻處理單元、GSM信號射頻處理單元。TD-SCDMA信號射頻處理單元、 TD-LTE信號射頻處理單元、EDGE信號射頻處理單元、GSM信號射頻處理單元連接全頻段天 線。
[0034] TD-SCDMA信號射頻處理單元、TD-LTE信號射頻處理單元、EDGE信號射頻處理單 元、GSM信號射頻處理單元還與上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元連接，上行混 合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元進而連接上行混合信號偏振分合束雙路正交相干 調(diào)制光電單元。上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元與基站連接，用于輸 出TD-SCDMA制式的QPSK或nQAM調(diào)制信號、TD-LTE制式的0FDM或nQAM調(diào)制信號、EDGE制 式的8PSK調(diào)制信號和GSM制式的GMSK調(diào)制信號。
[0035] 上述共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)的下行傳輸鏈路為：在基站機房端， TD-SCDMA制式的QPSK (或nQAM，不同的3G版本下行采用了不同的調(diào)制格式）、TD-LTE制式 的0FDM(下行采用0FDM，上行采用nQAM調(diào)制方式）、EDGE制式的8PSK、GSM制式的GMSK， 四路同一站點的基站調(diào)制信號分別通過四端口進入下行混合信號偏振分合束雙路正交相 干調(diào)制光電單元，經(jīng)光電調(diào)制處理后的光載波通過光纖光纜傳輸?shù)较滦谢旌闲盘柶穹质?相干解調(diào)光電探測單元，光載波經(jīng)過相干光電探測解調(diào)，四路調(diào)制信號分別通過四路饋線 電纜輸送到對應(yīng)的射頻處理單元，即TD-SCDMA信號射頻處理單元、TD-LTE信號射頻處理單 元、EDGE信號射頻處理單元、GSM信號射頻處理單元，四路不同制式調(diào)制信號處理后的射頻 信號混合，然后通過全頻天線發(fā)射到目的覆蓋區(qū)域。
[0036] 上述共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)的上行傳輸鏈路為：全頻段天線接收 到來自移動終端發(fā)送來的上述四類射頻信號，通過相應(yīng)射頻處理單元處理，到達上行混合 信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元，經(jīng)光電調(diào)制處理后的光載波通過光纖光纜傳 輸?shù)缴闲谢旌闲盘柶穹质喔山庹{(diào)光電探測單元，光載波經(jīng)過相干光電探測解調(diào)，得到 四路TD-SCDMA制式的QPSK (或nQAM，不同的3G版本下行采用了不同的調(diào)制格式）、TD-LTE 制式的nQAM (下行采用0FDM，上行采用nQAM調(diào)制方式）、EDGE制式的8PSK、GSM制式的GMSK 調(diào)制信號，其分別通過四路饋線電纜輸送到基站機房端。
[0037] 如圖2所示，下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元與上行混合信 號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元構(gòu)造相同，只是因上、下行不同而設(shè)置位置和方 向不同?；旌闲盘柶穹趾鲜p路正交相干調(diào)制光電單兀包括：激光器、激光偏振分束器、 兩個雙路正交光電調(diào)制器、激光偏振合束器。激光偏振分束器與激光器連接，激光偏振分束 器的兩路輸出（X軸偏振分光和Y軸偏振分光）分別連接一個雙路正交光電調(diào)制器，兩個雙 路正交光電調(diào)制器進而連接激光偏振合束器。
[0038] 激光偏振分束器連接激光器，將通信所用激光器分成兩路正交的X、Y兩路偏振 光，分別提供給兩個雙路正交光電調(diào)制器。TD-SCDMA制式的QPSK(或nQAM，不同的3G版本 下行采用了不同的調(diào)制格式）、TD-LTE制式的0FDM (或nQAM，下行采用0FDM，上行采用nQAM 調(diào)制方式），通過雙路光電調(diào)制器調(diào)制X軸偏振光，雙路光電調(diào)制器采用相位相差n /2(即 相位相差90° )結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩路不同制式的調(diào)制信號對X軸偏振光進行調(diào)制，調(diào)制后的光載 波信號其相位相差31/2 (即相位相差90° )，形成正交，相互不會產(chǎn)生干擾；同樣原理，EDGE 制式的8PSK、GSM制式的GMSK調(diào)制信號通過另一雙路光電調(diào)制器調(diào)制Y軸偏振光，雙路光 電調(diào)制器采用相位相差n/2(即相位相差90° )結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩路不同制式的調(diào)制信號對Y 軸偏振光進行調(diào)制，調(diào)制后的光載波信號其相位相差n/2(即相位相差90° )，形成正交， 相互不會產(chǎn)生干擾。被調(diào)制的X、Y軸偏振光載波信號再通過激光偏振合束器將正交的X、Y 軸偏振光合路。
[0039] 如圖3所示，下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元和上行混合信號偏振 分束相干解調(diào)光電探測單元構(gòu)造相同，只是因上、下行不同而設(shè)置位置和方向不同。
[0040] 混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元包括：第一激光偏振分束器、本振激光 器、第二激光偏振分束器、第一光學(xué)稱合器、第二光學(xué)稱合器、兩個光學(xué)相位偏移器、四個光 學(xué)分路器、八個光電探測器、四個電子減法器。
[0041] 混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元接收到光纖傳送來的光載波信號后經(jīng) 第一激光偏振分束器分離出X、Υ軸正交的偏振光。另外，本振激光器（與混合信號偏振分 合束雙路正交相干調(diào)制光電單元中的激光器相同中心頻率）通過第二激光偏振分束器分 離出Χ、γ軸正交的偏振光。
[0042] 兩組X偏振光通過第一光學(xué)稱合器稱合后實施兩路光稱合輸出。其中一路稱合輸 出光信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn) 換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出TD-SCDMA制式的QPSK (或nQAM，不同的3G 版本下行采用了不同的調(diào)制格式）調(diào)制信號；其中另外一路耦合輸出光信號通過η/2光學(xué) 相位偏移器對其相位實施η/2 (即相位90° )偏移，再通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分 路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器 輸出TD-LTE制式的OFDM(或nQAM，下行采用OFDM，上行采用nQAM調(diào)制方式）調(diào)制信號。
[0043] 同樣原理，兩組Y軸偏振光通過第二光學(xué)稱合器稱合后實施兩路光稱合輸出。其 中一路耦合輸出光信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光 電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出EDGE制式的8PSK調(diào)制信 號；其中另外一路稱合輸出光信號通過 31/2光學(xué)相位偏移器對其相位實施π/2(即相位 90° )偏移，再通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光 電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出GSM制式的GMSK調(diào)制信號。
[0044] 如圖4所示，TD-SCDMA信號射頻處理單元包括：混頻器、濾波器、第一時分雙工器、 低噪放、功放、第二時分雙工器、濾波器、監(jiān)控單元及供電單元。
[0045] 下行傳輸鏈路：TD-SCDMA制式的nQAM調(diào)制信號通過混頻器升頻后濾波，進入時分 雙工器、功放、時分雙工器、濾波器后通過天線發(fā)射出去；上行傳輸鏈路：天線接收到來自 移動終端的無線信號后，經(jīng)過濾波、時分雙工器、低噪放、時分雙工器、濾波，再經(jīng)過混頻器 降頻后輸出TD-SCDMA制式的nQAM調(diào)制信號。監(jiān)控部分實施對各個模塊檢測與控制，供電 部分對各個有源模塊進行電源供電。
[0046] 如圖5所示，TD-LTE信號射頻處理單元包括：混頻器、濾波器、第一時分雙工器、低 噪放、功放、第二時分雙工器、濾波器、監(jiān)控單元及供電單元。
[0047] D-LTE信號射頻處理單元的下行傳輸鏈路：TD-LTE制式的0FDM調(diào)制信號通過混 頻器升頻后濾波，進入時分雙工器、功放、時分雙工器、濾波器后通過天線發(fā)射出去；上行傳 輸鏈路：天線接收到來自移動終端的無線信號后，經(jīng)過濾波、時分雙工器、低噪放、時分雙工 器、濾波，再經(jīng)過混頻器降頻后輸出TD-LTE制式的nQAM調(diào)制信號。監(jiān)控部分實施對各個模 塊檢測與控制，供電部分對各個有源模塊進行電源供電。
[0048] 如圖6所示，為EDGE信號射頻處理單元包括：混頻器、濾波器、第一頻分雙工器、低 噪放、功放、第二頻分雙工器、濾波器、監(jiān)控單元及供電單元。
[0049] EDGE信號射頻處理單元的下行傳輸鏈路：EDGE制式的8PSK調(diào)制信號通過混頻器 升頻后濾波，進入頻分雙工器、功放、頻分雙工器、濾波器后通過天線發(fā)射出去；上行傳輸鏈 路：天線接收到來自移動終端的無線信號后，經(jīng)過濾波、頻分雙工器、低噪放、時分雙工器、 濾波，再經(jīng)過混頻器降頻后輸出EDGE制式的8PSK調(diào)制信號。監(jiān)控部分實施對各個模塊檢 測與控制，供電部分對各個有源模塊進行電源供電。
[0050] 如圖7所示，為GSM信號射頻處理單元包括：混頻器、濾波器、第一頻分雙工器、低 噪放、功放、第二頻分雙工器、濾波器、監(jiān)控單元及供電單元。
[0051] GSM信號射頻處理單元的下行傳輸鏈路：GSM制式的GMSK調(diào)制信號通過混頻器升 頻后濾波，進入頻分雙工器、功放、頻分雙工器、濾波器后通過天線發(fā)射出去；上行傳輸鏈 路：天線接收到來自移動終端的無線信號后，經(jīng)過濾波、頻分雙工器、低噪放、時分雙工器、 濾波，再經(jīng)過混頻器降頻后輸出GSM制式的GMSK調(diào)制信號。監(jiān)控部分實施對各個模塊檢測 與控制，供電部分對各個有源模塊進行電源供電。
[0052] 二、上述共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)的工作原理與方法說明如下：
[0053](一）四路光子載波信息正交原理及方法：
[0054] 光信息光子由很多振動方向，其振動方向垂直于光子傳播方向，激光偏振分束器 將通信所用激光器分成兩路正交的X、Y兩路偏振光（相位時刻都相差90° )，使得這兩路 偏振光加載高頻調(diào)制信息合路后在同一根光纖中傳輸互不影響。
[0055] 雙路正交光電調(diào)制器其每路調(diào)制后的光子信息相位時刻都相差90°，即是調(diào)制后 的兩路光子載波信號時刻都產(chǎn)生了正交。
[0056] 因此，四路TD-SCDMA制式的QPSK(或nQAM，不同的3G版本下行采用了不同的調(diào)制 格式）、TD-LTE制式的0FDM(或nQAM，下行采用0FDM調(diào)制，上行采用nQAM調(diào)制方式）、EDGE 制式的8PSK、GSM制式的GMSK調(diào)制信號通過激光偏振分束器、兩個雙路正交光電調(diào)制器加 載于激光光波之上后的四路光子載波信號時刻都正交，其在光纖中傳播互不影響，這也避 免了傳輸干擾的產(chǎn)生。通過光學(xué)正交偏振態(tài)、光信息相位正交調(diào)制降低光信號傳輸_啾與 色散，遏制光學(xué)噪聲對上行射頻功放的噪聲貢獻，降低射頻上行信號噪聲對基站的干擾。 [0057](二）四路光子載波信息正交相干解調(diào)原理及方法：
[0058] 混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元接收到光纖傳送來的光載波信號后經(jīng) 激光偏振分束器分離出X、Y軸正交的偏振光。另一本振激光器（與混合信號偏振分合束雙 路正交相干調(diào)制光電單元中的激光器相同中心頻率）通過激光偏振分束器分離出Χ、γ軸正 交的偏振光。
[0059] 兩組X偏振光通過光學(xué)f禹合器f禹合后實施兩路光f禹合輸出。其中一路f禹合輸出光 信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出其中第一路調(diào)制信號；另外一路耦合輸出光信 號通過η /2光學(xué)相位偏移器對其相位實施π /2 (即相位900)偏移，再通過1 :1光學(xué)分路 器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再 通過電子減法器輸出其中第二路調(diào)制信號。
[0060] 同樣原理，兩組Υ偏振光通過光學(xué)稱合器稱合后實施兩路光稱合輸出。其中一路 耦合輸出光信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器 光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出其中第三路調(diào)制信號；另外一路耦 合輸出光信號通過η /2光學(xué)相位偏移器對其相位實施π /2 (即相位900)偏移，再通過1 : 1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路 電信號再通過電子減法器輸出其中第四路調(diào)制信號。
[0061] 本發(fā)明的有益效果：
[0062] (1)提供一種多制式混合信號室內(nèi)外民用無線通信信號覆蓋設(shè)備；（2)提供一種 多制式混合信號偏振分合束雙路正交相干光電調(diào)制及傳輸方法；(3)提供一種多制式混合 信號偏振分束相干光電探測解調(diào)的方法；(4)提供一種降低上行噪聲對基站干擾的方法； (5) 可對在網(wǎng)移動運營商多制式共站信號實施高質(zhì)量高速遠距離無線信號重生與覆蓋； (6) 同時對共基站的所有制式信號進行處理、重生與覆蓋，節(jié)約設(shè)備及施工成本；（7)用光 纖作為傳輸鏈路，降低施工難度，減少施工成本；(8)提供單根光纖雙向傳輸，減少光纖與 光收發(fā)器的使用，大大降低成本；(9)應(yīng)用全頻段天線實施無線信號發(fā)射，減少天線使用數(shù) 量，降低施工與物業(yè)談點難度；（10)可有效控制全頻段天線口功率，提高室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)速率和 通信質(zhì)量；（11)根據(jù)業(yè)務(wù)需求，可遠程調(diào)節(jié)全頻段天線口功率，控制覆蓋范圍，做到節(jié)能降 耗；（12)提供智能在網(wǎng)實時監(jiān)控，減少維護人員出勤，減低維護成本；（13)使用復(fù)合光纖光 纜，提供遠程供電功能，解決無線信號覆蓋端供電難問題。
【權(quán)利要求】
1. 一種共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，包括：下行混合信號偏 振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元，與基站連接；下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電 探測單元，與所述下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元連接；不同制式調(diào) 制信號的射頻處理單元，均與所述下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元連接；全 頻段天線，與各所述不同制式調(diào)制信號的射頻處理單元連接；上行混合信號偏振分束相干 解調(diào)光電探測單元，與所述不同制式調(diào)制信號的射頻處理單元連接；上行混合信號偏振分 合束雙路正交相干調(diào)制光電單元，與所述上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元連 接，并進而連接所述基站；光纖光纜，連接下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電 單元與下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元，連接上行混合信號偏振分合束雙路 正交相干調(diào)制光電單元與上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述 不同制式調(diào)制信號的射頻處理單元包括：TD-SCDMA信號射頻處理單元、TD-LTE信號射頻處 理單元、EDGE信號射頻處理單元、GSM信號射頻處理單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述 下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元與上行混合信號偏振分合束雙路正 交相干調(diào)制光電單元的構(gòu)造相同，均包括：激光器、激光偏振分束器、兩個雙路正交光電調(diào) 制器及激光偏振合束器；激光偏振分束器與激光器連接，激光偏振分束器的兩路輸出X軸 偏振分光和Y軸偏振分光分別連接一個雙路正交光電調(diào)制器，兩個雙路正交光電調(diào)制器的 輸出連接激光偏振合束器；所述雙路正交光電調(diào)制器采用相位相差Η/2的結(jié)構(gòu)設(shè)計，每個 雙路正交光電調(diào)制器接入兩路所述不同制式調(diào)制信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述 下行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元和上行混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探 測單兀結(jié)構(gòu)相同，均包括：第一激光偏振分束器、本振激光器、第二激光偏振分束器、第一光 學(xué)奉禹合器、第二光學(xué)稱合器、兩個 31/2光學(xué)相位偏移器、四個1 :1光學(xué)分路器、八個光電探 測器、四個電子減法器；第一激光偏振分束器連接下行混合信號偏振分合束雙路正交相干 調(diào)制光電單元與上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元，其兩路輸出X軸偏 振分光和Υ軸偏振分光分別接入一個光學(xué)稱合器；第二激光偏振分束器連接本振激光器， 其兩路輸出X軸偏振分光和Υ軸偏振分光分別接入一個光學(xué)稱合器；每個光學(xué)稱合器的一 路輸出經(jīng)一個光學(xué)分路器連接兩個光電探測器，該兩個光電探測器的輸出經(jīng)電子減法器合 路后輸出；每個光學(xué)耦合器另一路輸出經(jīng)Η/2光學(xué)相位偏移器后再經(jīng)一個光學(xué)分路器連 接兩個光電探測器，該兩個光電探測器的輸出經(jīng)電子減法器合路后輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述 TD-SCDMA信號射頻處理單元和TD-LTE信號射頻處理單元的構(gòu)造相同，各自包括：混頻器、 第一濾波器、第一時分雙工器、功放、低噪放、第二時分雙工器及第二濾波器，混頻器具有調(diào) 制信號下行及上行接口，分別連接下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元和 上行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元；第一濾波器一端與混頻器連接，另 一端與第一時分雙工器連接；第一時分雙工器進而分別連接功放和低噪放，功放和低噪放 進而連接第二時分雙工器；第二時分雙工器還與第二濾波器連接，第二濾波器進而連接所 述全頻段天線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述 EDGE信號射頻處理單元和GSM信號射頻處理單元的構(gòu)造相同，各自包括：混頻器、第一濾波 器、第一頻分雙工器、功放、低噪放、第二頻分雙工器及第二濾波器，混頻器具有調(diào)制信號下 行及上行接口，分別連接下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元和上行混合 信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元；第一濾波器一端與混頻器連接，另一端與第 一頻分雙工器連接；第一頻分雙工器進而分別連接功放和低噪放，功放和低噪放進而連接 第二頻分雙工器；第二頻分雙工器還與第二濾波器連接，第二濾波器進而連接所述全頻段 天線。
7. -種基于權(quán)利要求1至6所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋系統(tǒng)的覆蓋方 法，其特征在于，包括 ： 下行過程： (1) 下行混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元由基站接入不同制式的調(diào)制 信號，進行光電調(diào)制處理； (2) 經(jīng)光電調(diào)制處理后的光載波通過光纖光纜傳輸?shù)较滦谢旌闲盘柶穹质喔山庹{(diào) 光電探測單元，進行相干光電探測解調(diào)； (3) 光載波經(jīng)過相干光電探測解調(diào)，各路調(diào)制信號分別通過饋線電纜輸送到對應(yīng)的射 頻處理單元； (4) 不同制式調(diào)制信號處理后的射頻信號混合，然后通過權(quán)頻段天線發(fā)射到目的覆蓋 區(qū)域； 上行過程： (a) 全頻段天線接收到來自移動終端發(fā)送來的不同制式調(diào)制信號的射頻信號，通過相 應(yīng)射頻處理單元處理； (b) 相應(yīng)射頻處理單元處理處理后的信號到達上行混合信號偏振分合束雙路正交相干 調(diào)制光電單元，進行光電調(diào)制處理； (c) 經(jīng)光電調(diào)制處理后的光載波通過光纖光纜傳輸?shù)缴闲谢旌闲盘柶穹质喔山庹{(diào) 光電探測單元，進行相干光電探測解調(diào)； (d) 光載波經(jīng)過相干光電探測解調(diào)，得到不同制式調(diào)制信號，其分別通過四路饋線電纜 輸送到基站。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋方法，其特征在于，所述 混合信號偏振分合束雙路正交相干調(diào)制光電單元對接入的不同制式的調(diào)制信號進行光電 調(diào)制處理，具體為：將通信所用激光器分成兩路正交的X、Y兩路偏振光，分別提供給兩個雙 路正交光電調(diào)制器；其中兩路不同只是的調(diào)制信號通過雙路光電調(diào)制器調(diào)制X軸偏振光， 雙路光電調(diào)制器采用相位相差η /2結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩路不同制式的調(diào)制信號對X軸偏振光進行 調(diào)制，調(diào)制后的光載波信號其相位相差η /2,形成正交，相互不會產(chǎn)生干擾；同樣原理，另 外兩路不同制式調(diào)制信號通過另一雙路光電調(diào)制器調(diào)制Υ軸偏振光，雙路光電調(diào)制器采用 相位相差η /2結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩路不同制式的調(diào)制信號對Υ軸偏振光進行調(diào)制，調(diào)制后的光載 波信號其相位相差31/2,形成正交，相互不會產(chǎn)生干擾；被調(diào)制的Χ、Υ軸偏振光載波信號再 通過激光偏振合束器將正交的Χ、Υ軸偏振光合路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的共站混合信號遠距離光纖射頻覆蓋方法，其特征在于，所述 混合信號偏振分束相干解調(diào)光電探測單元進行相干光電探測解調(diào)，具體為：混合信號偏振 分束相干解調(diào)光電探測單元接收到光纖光纜傳送來的光載波信號后經(jīng)第一激光偏振分束 器分離出X、Y軸正交的偏振光，同時本振激光器通過第二激光偏振分束器分離出X、Y軸 正交的偏振光；兩組X偏振光通過第一光學(xué)稱合器稱合后實施兩路光稱合輸出，其中一路 耦合輸出光信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器 光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出第一路調(diào)制信號，其中另外一路耦 合輸出光信號通過 31 /2光學(xué)相位偏移器對其相位實施π /2偏移，再通過1 :1光學(xué)分路器 進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通 過電子減法器輸出第二路調(diào)制信號；同樣原理，兩組Υ軸偏振光通過第二光學(xué)耦合器耦合 后實施兩路光耦合輸出，其中一路耦合輸出光信號通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后 的光信號分別通過兩個光電探測器光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出 第三路調(diào)制信號，其中另外一路耦合輸出光信號通過η/2光學(xué)相位偏移器對其相位實施 ^ /2偏移，再通過1 :1光學(xué)分路器進行分路，分路后的光信號分別通過兩個光電探測器光 電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的兩路電信號再通過電子減法器輸出第四路調(diào)制信號。
【文檔編號】H04B10/2575GK104092498SQ201410283732
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】李廣, 薛江清, 周繼彥 申請人:廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院, 李廣