本發(fā)明涉及無線通信技術領域，特別是涉及一種分布式無線信號覆蓋系統(tǒng)。

背景技術：

隨著中國移動通信市場進入4G（第四代移動通信）時代，傳統(tǒng)分布覆蓋系統(tǒng)由于對不同頻率信號的傳輸損耗差異性非常大，難以滿足多種無線通信網(wǎng)絡同時接入的統(tǒng)一平臺要求。其傳輸損耗大使得信號源引接功率大、高功率的射頻信號在分布系統(tǒng)中傳輸時的電磁輻射大、用戶終端發(fā)射功率大、投資控制與實施協(xié)調難度大等問題突出。

技術實現(xiàn)要素：

針對以上所述當前無線信號室內(nèi)覆蓋的難題，本發(fā)明提供了一種分布式無線信號覆蓋系統(tǒng)。

本發(fā)明技術方案提供一種分布式無線信號覆蓋系統(tǒng)，包括基帶信號處理單元、射頻擴展單元和射頻遠端單元，基帶信號處理單元與射頻擴展單元之間采用數(shù)字光傳輸，射頻擴展單元與射頻遠端單元直接采用模擬光載無線電傳輸；

基帶信號處理單元，用于完成業(yè)務數(shù)據(jù)到數(shù)字調制信號的調制解調；

射頻擴展單元，用于完成數(shù)字調制信號與射頻信號之間的相互轉換，及射頻信號到模擬光的相互轉換；

射頻遠端單元，用于完成模擬光到射頻信號的相互轉換，及射頻信號的功率放大和收發(fā)雙工。

而且，所述基帶信號處理單元包括業(yè)務接口單元101、基帶處理單元102、數(shù)字激光器103和監(jiān)控單元104，業(yè)務接口單元101連接基帶處理單元102，基帶處理單元102連接數(shù)字激光器103，監(jiān)控單元104連接基帶處理單元102。

而且，所述射頻擴展單元包括數(shù)字激光器201、數(shù)字處理單元202、模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、變頻單元204、合分路單元205、模擬激光器206和監(jiān)控單元207，數(shù)字激光器201連接數(shù)字處理單元202，數(shù)字處理單元202連接模數(shù)/數(shù)模轉換單元203，模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、變頻單元204、合分路單元205和模擬激光器206依次連接，監(jiān)控單元207連接數(shù)字處理單元202和合分路單元205。

而且，所述射頻遠端單元包括模擬激光器301、合分路單元302、功率放大器303、雙工器304、低噪聲放大器305、增益控制單元306和監(jiān)控單元307，模擬激光器301連接合分路單元302，合分路單元302經(jīng)功率放大器303連接雙工器304，雙工器304經(jīng)低噪聲放大器305、增益控制單元306連接合分路單元302，監(jiān)控單元307連接合分路單元302。

而且，基帶信號處理單元連接多個射頻擴展單元。

而且，射頻擴展單元連接多個射頻遠端單元。

而且，射頻擴展單元經(jīng)擴展數(shù)字光接口級聯(lián)其他射頻擴展單元。

而且，射頻遠端單元經(jīng)擴展模擬光接口級聯(lián)其他射頻遠端單元。

本發(fā)明所述分布式覆蓋系統(tǒng)，實現(xiàn)基于微基站的無線信號室內(nèi)覆蓋，與傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點：

1、與無源室分系統(tǒng)相比：無源設備不取電，沒辦法控制功率，靠鏈路加固定衰減器調試；本系統(tǒng)各單元之間采用光纖傳輸，沒有饋線傳輸引入的功率損耗和電磁輻射問題。本系統(tǒng)每個射頻遠端單元可獨立控制發(fā)射功率，可實現(xiàn)各樓層、各區(qū)域的精細化覆蓋。

2、與傳統(tǒng)光分布系統(tǒng)相比：傳統(tǒng)光分布系統(tǒng)在近遠端都是用數(shù)字處理，遠端功耗和體積較大，不利于安裝；而本系統(tǒng)的數(shù)字處理部分主要集中在基帶信號處理單元，作為室分系統(tǒng)中用量最多的射頻遠端單元中直接進行功率放大，無需實現(xiàn)高成本的數(shù)字處理部分硬件，不但節(jié)省了設備成本和維護成本，而且遠端單元體積更小，不需要調試，更適合室內(nèi)布放，緩解物業(yè)協(xié)調難度。另外，本系統(tǒng)的射頻擴展單元和射頻遠端單元采用模擬光傳輸，可輕松實現(xiàn)多制式信號傳輸，不受數(shù)字光傳輸?shù)乃俾氏拗?，并且擴展靈活性也優(yōu)于全部采用數(shù)字光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)光分布系統(tǒng)。

相比傳統(tǒng)分布式覆蓋系統(tǒng)，此系統(tǒng)射頻遠端單元體積小、成本低、功耗低，易于布放，更容易實現(xiàn)精細化覆蓋。本系統(tǒng)采用多級分布式架構，可提供接入容量，擴展延伸覆蓋；包括信源與分布系統(tǒng)，覆蓋功率的利用效率高；可以細化到樓層，不同樓層的覆蓋功率可單獨優(yōu)化；遠端體積小，便于室內(nèi)布放；覆蓋功率更均勻，方案設計簡單，并最大限度的與現(xiàn)有覆蓋系統(tǒng)兼容，保護了前期的投入。本發(fā)明所述系統(tǒng)可廣泛使用于各種大型樓宇、機場、車站等移動信號覆蓋應用場景，設備總成本和安裝維護成本都大為降低，具有重大的市場價值，將是未來通信領域的關鍵發(fā)展方向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的整體原理圖。

圖2為本發(fā)明實施例的組網(wǎng)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例的基帶信號處理單元結構框圖。

圖4為本發(fā)明實施例的射頻擴展單元結構框圖。

圖5為本發(fā)明實施例的射頻遠端單元結構框圖。

具體實施方式

下面通過實施例結合實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。

本發(fā)明實施例的分布式無線信號覆蓋系統(tǒng)由三部分組成：基帶信號處理單元BU、射頻擴展單元REU、射頻遠端單元RU。其中，基帶信號處理單元BU完成業(yè)務數(shù)據(jù)到數(shù)字調制信號的調制解調。射頻擴展單元REU完成數(shù)字調制信號與射頻信號之間的相互轉換，及射頻信號到模擬光的相互轉換。射頻遠端單元RU完成模擬光到射頻信號的相互轉換，及射頻信號的功率放大和收發(fā)雙工。因此，本發(fā)明將現(xiàn)有技術中的基站分為三個部分進行分布式實現(xiàn)，基帶信號處理單元只執(zhí)行基帶部分處理，可視為微基站。

基帶信號處理單元可以連接多個射頻擴展單元，其射頻擴展單元也可以連接多個射頻遠端單元，射頻擴展單元還可以擴展數(shù)字光接口以級聯(lián)射頻擴展單元，射頻遠端單元也可以擴展模擬光接口以級聯(lián)射頻遠端單元，實現(xiàn)星型、鏈型等多種形態(tài)的組網(wǎng)，以擴展覆蓋范圍。

如圖1所示，典型的分布式無線信號覆蓋系統(tǒng)由基帶信號處理單元100、射頻擴展單元200、射頻遠端單元300組成。其中，基帶信號處理單元也可以擴展連接多個射頻擴展單元和射頻遠端單元，如圖2中的射頻擴展單元400、射頻遠端單元500，構成星型拓撲網(wǎng)絡。

本發(fā)明提出，基帶信號處理單元與下屬各個射頻擴展單元之間，采用光纖連接，其上傳輸數(shù)字光信號，承載數(shù)字化的業(yè)務數(shù)據(jù)和監(jiān)控信息。

射頻擴展單元與下屬各個射頻遠端單元之間，采用光纖連接，其上傳輸模擬光信號，承載射頻載波形式的業(yè)務數(shù)據(jù)和特定調制（如頻移鍵控FSK調制）載波形式的監(jiān)控信息。

其中，射頻擴展單元與射頻遠端單元之間采用模擬光載無線電傳輸，射頻遠端單元只需進行光電轉換即可恢復射頻信號，無需進行數(shù)字處理和頻譜搬移，降低了單元復雜度。在整個系統(tǒng)中，射頻遠端單元用量是最大的，這樣可以降低整個系統(tǒng)投資成本和維護成本。另外，模擬光收發(fā)器的調制帶寬非常寬，一般都可達到0~3GHz，覆蓋了當前所有移動通信制式頻段，因而系統(tǒng)可輕松實現(xiàn)各種制式的無線信號傳輸，并且可以在非占用頻段插入監(jiān)控、輔助業(yè)務等自定義載波，只需在接收端進行濾波分離即可。相對而言，采用數(shù)字光傳輸多種制式信號時，受采樣率限制需要很高的傳輸速率，傳輸當前所有制式信號需要高達10Gbps的速率，這對數(shù)字激光器提出了極高的要求，直接提升了系統(tǒng)成本和復雜度。并且數(shù)字光傳輸?shù)臄U展靈活性較差，如需增加制式就需要調整幀格式，整個系統(tǒng)各個單元都需要升級。

系統(tǒng)的下行鏈路是指信號從基帶信號處理單元到射頻遠端單元的處理過程，上行鏈路是指信號從射頻遠端單元到基帶信號處理單元的處理過程。

系統(tǒng)的下行鏈路說明如下：

基帶信號處理單元接入業(yè)務數(shù)據(jù)，進行解析、成幀、編碼、調制后，由數(shù)字光纖收發(fā)器通過光纖發(fā)送給射頻擴展單元。射頻擴展單元的數(shù)字光纖收發(fā)器接收信號，完成解調及處理后經(jīng)功分單元分路，每路信號數(shù)模變換后上變頻為射頻信號，由模擬光收發(fā)器轉換成模擬光信號，通過光纖拉遠至對應的射頻遠端單元。射頻遠端單元光電轉換恢復射頻信號，經(jīng)功率放大后通過內(nèi)置或外置的天線發(fā)射出去。

上行鏈路說明如下：

射頻遠端單元接收終端發(fā)來的上行信號，經(jīng)功率放大和增益控制后，由模擬激光器直接轉換成模擬光信號，傳遞到所連接的射頻擴展單元。射頻擴展單元接收各路射頻遠端單元上傳的信號，依次完成光電轉換、下變頻、模數(shù)轉換后，將得到的各路數(shù)字信號按一定格式組幀，由數(shù)字激光器上傳至基帶信號處理單元?；鶐盘柼幚韱卧邮詹⒔庹{數(shù)字光信號后，還原成業(yè)務數(shù)據(jù)，通過接口單元完成回傳。

實施例中各單元具體說明如下：

1.基帶信號處理單元BU

系統(tǒng)的基帶信號處理單元，如圖3所示，由業(yè)務接口單元101、基帶處理單元102、數(shù)字激光器103、監(jiān)控單元104和供電單元105組成。業(yè)務接口單元101連接基帶處理單元102，基帶處理單元102連接數(shù)字激光器103，監(jiān)控單元104連接基帶處理單元102。

其鏈路連接關系是：

業(yè)務接口單元101、基帶處理單元102、數(shù)字激光器103依次連接構成下行鏈路；數(shù)字激光器103、基帶處理單元102、業(yè)務接口單元101依次連接構成上行鏈路。具體實施時，上下行可采用同一條鏈路，采用不同的光波長。進一步地，可以設置多個數(shù)字激光器103，提供多條鏈路實現(xiàn)組網(wǎng)。各數(shù)字激光器103分別與基帶處理單元102連接。

監(jiān)控單元104實現(xiàn)對自身各模塊單元及下屬REU和RU的監(jiān)控。供電單元105實現(xiàn)對各有源模塊單元的能量供給，具體實施時根據(jù)各單元采用的芯片進行相應連接即可。

其工作原理是：

下行方向，業(yè)務接口單元101接入業(yè)務數(shù)據(jù)，解析數(shù)字化后傳遞給基帶處理單元102。同時監(jiān)控單元104發(fā)出對射頻擴展單元和射頻遠端單元的遠程監(jiān)控信息，同樣送給基帶處理單元102?；鶐幚韱卧?02對業(yè)務、監(jiān)控的組合信號進行組幀、編碼及數(shù)字調制等處理，再由數(shù)字激光器103發(fā)出給各個射頻擴展單元REU。

上行方向，數(shù)字激光器103接收來自各個射頻擴展單元REU的上行數(shù)據(jù)，恢復數(shù)字信號給基帶處理單元103，進行解調、解碼、解幀后，分離出監(jiān)控回傳信息給監(jiān)控單元104，將主數(shù)據(jù)通過業(yè)務接口單元101還原成業(yè)務數(shù)據(jù)回傳。

供電單元105完成輸入電源轉換，為各有源模塊單元提供所需工作電壓。

2.射頻擴展單元REU

系統(tǒng)的射頻擴展單元，如圖4所示，由數(shù)字激光器201、數(shù)字處理單元202、模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、變頻單元204、合分路單元205、模擬激光器206、監(jiān)控單元207、供電單元208組成。數(shù)字激光器201連接數(shù)字處理單元202，數(shù)字處理單元202連接模數(shù)/數(shù)模轉換單元203，模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、變頻單元204、合分路單元205和模擬激光器206依次連接，監(jiān)控單元207連接數(shù)字處理單元202和合分路單元205。

其鏈路連接關系是：

數(shù)字激光器201、數(shù)字處理單元202、模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、變頻單元204、合分路單元205和模擬激光器206依次連接構成下行鏈路；模擬激光器206、合分路單元205、變頻單元204、模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、數(shù)字處理單元202和數(shù)字激光器201依次連接構成上行鏈路。具體實施時，上下行可采用同一條鏈路，采用不同的光波長。進一步地，可以設置多路模數(shù)/數(shù)模轉換單元203、變頻單元204、合分路單元205和模擬激光器206，提供多條鏈路。每路模數(shù)/數(shù)模轉換單元203分別與數(shù)字處理單元202連接。

監(jiān)控單元207實現(xiàn)對自身各模塊單元、下屬RU的監(jiān)控。供電單元208實現(xiàn)對各有源模塊單元的能量供給，具體實施時根據(jù)各單元采用的芯片進行相應連接即可。

其工作原理是：

下行方向，數(shù)字激光器201接收來自基帶處理單元BU的數(shù)字光信號，轉換成數(shù)字信號傳遞給數(shù)字處理單元202。數(shù)字處理單元202分發(fā)各路射頻遠端單元RU的業(yè)務信息，同時分離出BU下發(fā)的監(jiān)控信息，傳給監(jiān)控單元207處理。各路的模數(shù)/數(shù)模轉換單元203完成數(shù)字信號的模擬化，經(jīng)變頻單元204上變頻至射頻頻率并放大后，傳遞給合分路單元205。同時，對所屬射頻遠端單元RU的監(jiān)控信息，由監(jiān)控單元207采用適合的調制方式（如FSK調制），調制成頻率與主信號不同的窄帶載波，也發(fā)送給合分路單元205。合分路單元205將載波合路后，由模擬激光器206直接調制成模擬光信號發(fā)送至射頻遠端單元RU。

上行方向，各個模擬激光器206接收上行信號并轉換成電信號，經(jīng)合分路單元205濾波分離。分離出的射頻遠端單元RU回傳的監(jiān)控載波，由監(jiān)控單元207進行解析。分離出的射頻載波經(jīng)變頻放大單元204放大后，下變頻至數(shù)字中頻。模數(shù)/數(shù)模轉換單元203完成模擬信號的數(shù)字化，并傳遞給數(shù)字處理單元202。數(shù)字處理單元202將各路上行數(shù)字信號及監(jiān)控單元206發(fā)來監(jiān)控回傳信號組幀后，由數(shù)字激光器201調制成光發(fā)送至基帶信號處理單元BU。

供電單元208完成輸入電源轉換，為各有源模塊單元提供所需工作電壓。

3.射頻遠端單元RU

系統(tǒng)的射頻遠端單元，如圖5所示，由模擬激光器301、合分路單元302、功率放大器303、雙工器304、低噪聲放大器305、增益控制單元306、監(jiān)控單元307、供電單元308組成。模擬激光器301連接合分路單元302，合分路單元302經(jīng)功率放大器303連接雙工器304，雙工器304經(jīng)低噪聲放大器305、增益控制單元306連接合分路單元302，監(jiān)控單元307連接合分路單元302。

其鏈路連接關系是：

模擬激光器301、合分路單元302、功率放大器303、雙工器304依次連接構成下行鏈路；雙工器304、低噪聲放大器305、增益控制單元306、合分路單元302、模擬激光器301依次連接構成上行鏈路。

監(jiān)控單元307實現(xiàn)對自身各模塊單元的監(jiān)控。供電單元308實現(xiàn)對各有源模塊單元的能量供給，具體實施時根據(jù)各單元采用的芯片進行相應連接即可。

其工作原理是：

下行方向，模擬激光器301將下行信號恢復成射頻載波，并由合分路單元302濾波分離出業(yè)務載波和監(jiān)控載波。其中監(jiān)控載波分給監(jiān)控單元307進行解析處理，業(yè)務載波經(jīng)功率放大器303。功率放大器303提升業(yè)務載波信號電平，其輸出功率等級可由監(jiān)控單元307調節(jié)，實現(xiàn)不同的覆蓋需求。放大后下行信號經(jīng)過雙工器304，由外置或內(nèi)置天線發(fā)射出去。

上行方向，天線接收各個終端發(fā)來的上行信號，經(jīng)雙工器304至低噪聲放大器305進行放大。增益控制單元306實現(xiàn)上行信號的自動增益控制，以避免各用戶終端距離遠近不一造成的電平差異，保證進入激光器的載波功率恒定。合分路單元302將上行主信號和監(jiān)控單元307發(fā)來的監(jiān)控回傳信號合路，混合載波由模擬激光器301直接調制成模擬光，通過光纖回傳至射頻擴展單元REU。具體實施時，監(jiān)控單元307可以與近端監(jiān)控通信，控制遠端功率及射頻增益，獲取監(jiān)控回傳信號。

供電單元208完成輸入電源轉換，為各有源模塊單元提供所需工作電壓。

需要強調的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的。因此本發(fā)明包括并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。