專利名稱：一種數(shù)字光纖直放站的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)，尤其涉及一種應用于移動通信系統(tǒng)的數(shù)字光纖直放站。
背景技術：
隨著移動通信的飛速發(fā)展，GSM和CDMA網(wǎng)絡建設速度一再加快，網(wǎng)絡的擴容、基站 數(shù)量的增加，使得覆蓋更加完整，因此也帶來用戶數(shù)量的增加和話務量的飛速遞增。在人們 大量使用移動電話的同時，也對網(wǎng)絡的服務質(zhì)量提出更高的要求，所有的移動通信網(wǎng)絡，都 采用了無線通信的方式傳遞信號，利用分布建設的基站構(gòu)筑一個無線覆蓋網(wǎng)絡，使手機和 基站間能夠通暢的實施通信。為了在一個區(qū)域內(nèi)建立起無縫隙覆蓋的網(wǎng)絡，需要建設一定 數(shù)量的基站，建設基站需要大量的投入，基站的不斷設立，又為網(wǎng)絡增加了無線信號傳播的 復雜性，稍有不慎容易造成相互間的干擾。因此，如何使網(wǎng)絡資源合理的配置和應用，網(wǎng)絡 優(yōu)化工作已經(jīng)成為移動通信運營商提高服務水平，保障通信質(zhì)量的重要工作內(nèi)容，在網(wǎng)絡 建設的過程中，雖然基站的密度一再增加，天線的方位一再調(diào)整，仍然還是有一些區(qū)域的信 號擁塞或者是信號的盲區(qū)或弱區(qū)，這一方面是基站的話務量被一再突破，另一方面也是基 站功率無法隨意加大，同時也還存在著一些特殊的地形難以覆蓋以及要求室內(nèi)信號的深度 覆蓋。單純的增加基站很難奏效，往往需要使用各種類型的直放站去添補盲區(qū)，擴大覆蓋。直放站，作為一種利用射頻放大的技術所構(gòu)成的雙向放大器，它的主要技術包括 線性功率放大、低噪聲信號接收、雜散信號濾波等。直放站在下行鏈路中，由施主天線在基 站現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行極好的隔離，將濾波 的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手 機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應基站，從而達到基站與手機 的信號傳遞。直放站在移動通信網(wǎng)的建設中已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，在目前的GSM網(wǎng)絡，CDMA 網(wǎng)絡及PHS網(wǎng)絡中，都可以發(fā)現(xiàn)各種直放站的應用。大量的應用表明，直放站在網(wǎng)絡優(yōu)化中 的覆蓋系統(tǒng)中，彌補了基站覆蓋不足的缺陷，形成了新的覆蓋手段。用于覆蓋優(yōu)化的直放站有多種類型可以使用，最常見的有同頻無線直放站、光纖 傳輸直放站、移頻直放站、基站延伸覆蓋放大器。無線同頻直放站，這是最常見的一種直放站，設備成本低易于安裝，尤其是方便搬 遷，是補盲、擴大覆蓋區(qū)域最簡便的方法，但同頻無線直放站如果調(diào)測不當極易造成對基站 的干擾，尤其是在CDMA系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象更加明顯。因此在接入網(wǎng)絡時，要特別注意。對于 采用PHS方式的通信網(wǎng)絡，由于采用了 TDD的雙工方式，同頻直放站的上下行方向信號頻率 是完全相同的，此時的直放信號需要有時間開關來控制放大的信號，否則就容易產(chǎn)生自激。光纖直放站是目前使用中認為比較穩(wěn)定的直放站，它需要使用光纖將基站信號連 入直放站系統(tǒng)內(nèi)，信號源比較純凈，一般不容易對大網(wǎng)形成干擾，光纖直放站使用中要控制 接入基站的底部噪聲電平。對于室內(nèi)覆蓋使用時，出現(xiàn)高大建筑物采用光纖接入時，有時為了平衡各扇區(qū)間的話務量，還會采用多扇區(qū)接入的光纖直放站。移頻直放站，由于CDMA網(wǎng)絡在使用時，帶內(nèi)尚有空閑的頻率，當沒有光纖資源時， 就有了用移頻方式構(gòu)成的無線直放站。這種方法在移頻傳輸?shù)倪^程中，使用的頻率與整個 網(wǎng)絡使用的頻率無關，因此，不會增加對大網(wǎng)的干擾信號。最近有一種趨向就是利用移頻方 式來解決城市內(nèi)部室內(nèi)分布的信號源。移頻從基站弓I入的信號經(jīng)變頻后發(fā)射，其頻率避開了 移動通信網(wǎng)當前的使用頻率，空間不會增加相同的頻率成分，對保證網(wǎng)絡的通信質(zhì)量顯然是 有益的，這種方法，成本增加也不多，應是市區(qū)內(nèi)室內(nèi)無線信號源推薦采用的信號引入方法?；痉糯笃饕彩且环N射頻信號直放設備，它一般同基站配接在一起，主要是用來 直接擴大基站的覆蓋范圍(放大下行信號)，應用時多配接塔頂放大器放大上行信號。這種 設備多應用在郊區(qū)、偏遠農(nóng)村，用于話務容量富裕但覆蓋范圍不足的基站?，F(xiàn)有直放站在應用中存在許多問題，傳輸距離上隨著傳輸距離增加，信號功率到 達覆蓋區(qū)域時衰減很大，無法滿足大面積、長距離覆蓋要求；在組網(wǎng)方式上，組網(wǎng)方式單一， 只能采用遠端并聯(lián)方式，限制了其在多種覆蓋場合下的應用；噪聲疊加，當基站帶多臺直放 站時，噪聲疊加導致基站底噪聲更大抬升，造成鏈路不平衡；時間色散上，受傳輸時延影響， 在重疊覆蓋區(qū)域不能采用同一扇區(qū)信號使設計難度加大，且人為引入多切換。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字光纖直放站。為實現(xiàn)上述目的，具體說就是提供一種數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)，包括中繼端機和遠 端機，中繼端機包括數(shù)字中頻單元一、數(shù)字處理單元一、數(shù)字傳輸單元一和監(jiān)控單元一，遠 端機包括射頻單元二、數(shù)字中頻單元二、數(shù)字處理單元二、數(shù)字傳輸單元二和監(jiān)控單元二， 所述的數(shù)字中頻單元一將射頻信號與射頻本振混頻輸出模擬中頻信號，再將所述模擬中頻 信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號，所述數(shù)字處理單元一通過FPGA對數(shù)據(jù)流的控制實現(xiàn)對數(shù) 字信號抽取、調(diào)制、濾波處理，所述數(shù)字傳輸單元一實現(xiàn)數(shù)字基帶信號的光傳輸，所述射頻 單元二實現(xiàn)射頻信號的功率放大、小信號的低噪聲接收，所述電源單元一為所述中繼端機 提供供電，所述監(jiān)控單元一實現(xiàn)對本地和遠程監(jiān)視和控制，所述的中繼端機和遠端機通過 光纖進行通信。采用本發(fā)明的技術方案，數(shù)字光纖直放站與傳統(tǒng)直放站相比較具有新特點，信號 不隨光信號的衰減而衰減在模擬傳輸中，射頻信號隨著光信號的衰減而衰減，這樣就大大 限制了模擬光纖直放站的傳輸距離；而在數(shù)字傳輸過程中，射頻信號不隨光信號的衰減而 衰減，在長距離和多路分路傳輸系統(tǒng)中保持動態(tài)范圍不變，使光纖直放站的設計、調(diào)試變得 更為方便。信號的分路合路不隨光信號的衰減而衰減下行分路通過數(shù)字比特流的復制實 現(xiàn)，上行合路通過數(shù)字和實現(xiàn)，數(shù)字分路合路對信號都不會有任何損耗。數(shù)字傳輸不受光的 色散影響在模擬光纖直放站中，時間色散是影響重疊覆蓋區(qū)通話效果的主要因素，而在數(shù) 字傳輸中，由于受光的色散影響小，所以在短距離傳輸時(ο. 5KM)可以采用多模光纖。數(shù)字 光纖的可靠性高由于數(shù)字光器件的MTBF時間長、工作穩(wěn)定，所以減少了維護費用。
圖1是本發(fā)明一實施例的原理框圖
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例具體說明本發(fā)明的技術方案。在本發(fā)明的具體實施方式
中采用以下的方案實現(xiàn)技術方案CPRI標準的傳輸接 口 射頻信號不隨光信號的衰減而衰減在長距離和多路分路傳輸系統(tǒng)中保持動態(tài)范圍不 變；傳輸?shù)恼`碼率小于lOexp-12 ；避免上行射頻信號過強誘發(fā)光端機飽和避免上行射頻信 號過強誘發(fā)光端機飽和。軟件無線電技術可以通過增加軟件模塊，很容易增加新的功能， 具有很強的靈活性；標準化、模塊化的結(jié)構(gòu)，其硬件可以隨著器件和技術的發(fā)展而更新或擴 展，軟件也可以隨需要而不斷升級；在數(shù)字域?qū)π盘栠M行處理極大增強了設備對信號的處 理和控制能力；以ns級速率跟蹤處理每個載頻、每個時隙的信號，實現(xiàn)時隙AGC和噪聲抑制 功能。大功率高線性功放技術確保多載頻拉遠時超過微蜂窩而接近于基站的覆蓋能力； 應用60W的高線性功放8載頻時每載頻輸出可達7W ；與上行噪聲控制技術配合實現(xiàn)了大功 率覆蓋時的上下行鏈路平衡完全支持EDGE網(wǎng)絡覆蓋要求。前饋線性功放在前饋線性功放 中，針對不同的技術和要求設計一種對應的導頻信號，按照導頻信號的能量通過內(nèi)部的算 法來控制矢量調(diào)制器，從而達到抵消由主功放引入的頻譜再生分量。數(shù)字預失真功放該方 法的基本思路是使PA預失真，這樣當傳輸信號經(jīng)過PA時就會失真，并滿足傳輸模板(mask) 的要求。數(shù)字濾波技術采用高階FIR數(shù)字濾波器，與傳統(tǒng)的模擬濾波器如聲表濾波器相比 具有很好的穩(wěn)定性能，這是由于其主要取決于軟件系統(tǒng)不受自然環(huán)境影響。其次具有很強 的靈活性，可預測、可重復。并且不同于模擬系統(tǒng)都是由元件搭建，數(shù)字濾波由于使用的都 是集成度很高的芯片體積小、功耗低。當然最主要的是數(shù)字濾波器所達到的系統(tǒng)性能指標 是聲表濾波器遠遠無法達到的。數(shù)字中頻處理接收端ADC直接對中頻信號進行采樣，采樣 后由數(shù)字下變頻器進行I/Q解調(diào)、抽取、濾波，然后送往基帶處理。發(fā)送端，基帶信號經(jīng)過內(nèi) 插、濾波、I/Q調(diào)制后，進行D/A變換，變成中頻模擬信號。數(shù)字調(diào)制解調(diào)數(shù)字中頻I/Q調(diào) 制解調(diào)減少了收發(fā)信機中的模擬器件，有效的避免I/Q信號幅度不平衡、相位不平衡；減少 收發(fā)信機的模擬器件，也就減少溫度漂移等不良影響，增加系統(tǒng)的可靠性和一致性。采用本技術方案，上行采用分集接收技術，抗衰落性更強；采用數(shù)字處理技術，及 高速、大動態(tài)的ADC和DAC技術，信噪比高，傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠；高線性功放輸出在EDGE網(wǎng) 絡應用優(yōu)勢明顯；采用數(shù)字光信號傳輸技術，光器件老化影響小；在不降低信號質(zhì)量的前 提下，允許更大的光路損耗整機功耗低，后備電源配置簡單、投資??；不受光路影響，設備調(diào) 試簡單、監(jiān)控方便；具有噪聲抑制功能單獨對各射頻拉遠單元的上行噪聲進行控制；極大 減少各射頻拉遠單元之間上行噪聲的相互干擾；徹底消除上行噪聲對基站的影響。此外自 動時延調(diào)整功能實時測量各覆蓋端與接入端之間的時延；能自動或手動調(diào)整各個覆蓋端 與接入端之間的時延；消除同扇區(qū)覆蓋端之間重疊信號覆蓋區(qū)域的時延色散干擾。同時組 網(wǎng)方式多變。
權(quán)利要求
一種數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)，包括中繼端機和遠端機，其特征在于，中繼端機包括數(shù)字中頻單元一、數(shù)字處理單元一、數(shù)字傳輸單元一和監(jiān)控單元一，遠端機包括射頻單元二、數(shù)字中頻單元二、數(shù)字處理單元二、數(shù)字傳輸單元二和監(jiān)控單元二，所述的數(shù)字中頻單元一將射頻信號與射頻本振混頻輸出模擬中頻信號，再將所述模擬中頻信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號，所述數(shù)字處理單元一通過FPGA對數(shù)據(jù)流的控制實現(xiàn)對數(shù)字信號抽取、調(diào)制、濾波處理，所述數(shù)字傳輸單元一實現(xiàn)數(shù)字基帶信號的光傳輸，所述射頻單元二實現(xiàn)射頻信號的功率放大、小信號的低噪聲接收，所述電源單元一為所述中繼端機提供供電，所述監(jiān)控單元一實現(xiàn)對本地和遠程監(jiān)視和控制，所述的中繼端機和遠端機通過光纖進行通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應用于移動通信系統(tǒng)的直放站，即一種數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)，包括中繼端機和遠端機，中繼端機包括數(shù)字中頻單元一、數(shù)字處理單元一、數(shù)字傳輸單元一和監(jiān)控單元一，遠端機包括射頻單元二、數(shù)字中頻單元二、數(shù)字處理單元二、數(shù)字傳輸單元二和監(jiān)控單元二，所述的數(shù)字中頻單元一將射頻信號與射頻本振混頻輸出模擬中頻信號，再將所述模擬中頻信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號，所述數(shù)字處理單元一通過FPGA對數(shù)據(jù)流的控制實現(xiàn)對數(shù)字信號抽取、調(diào)制、濾波處理，所述數(shù)字傳輸單元一實現(xiàn)數(shù)字基帶信號的光傳輸，所述射頻單元二實現(xiàn)射頻信號的功率放大、小信號的低噪聲接收，所述電源單元一為所述中繼端機提供供電，所述監(jiān)控單元一實現(xiàn)對本地和遠程監(jiān)視和控制，所述的中繼端機和遠端機通過光纖進行通信。
文檔編號H04B10/12GK101959326SQ20091005479
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者劉明應, 方紫娟, 白光輝, 陳偉 申請人:上海德通能源環(huán)?？萍加邢薰?br>