CN100375562C - 智能式分区天馈放大系统 - Google Patents

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Abstract

本发明智能式分区天馈放大系统包括耦合单元、载波选频放大单元、第一扇区天线及第二扇区天线，该耦合单元的输入端接收基站输出的载波信号，其输出端接第一扇区天线和载波选频放大单元，该载波选频放大单元的输出端与第二扇区天线连接，该耦合单元提取自基站输入的载波信号，该载波选频放大单元对该耦合单元提取自基站输入的载波信号进行选频和放大，并将放大后的信号输出到第二扇区天线。该天馈放大系统可以在不改变基站的状态下进行分区，可以对基站载波进行分区调用，提高了载波的利用率，减少了建基站和网络优化的成本。

Description

智能式分区天馈放大系统
【技术领域】
本发明是关于一种应用于GSM、CDMA及3G等移动通信网络的天馈放大系统。
【背景技术】
在移动通信不断发展和完善的过程中，移动通信的网络优化已和网络建设处于同等重要的地位。在通常的网络优化中，手段和方法很多，如直放站、室内覆盖和基站放大器等，但是各种优化方式都有局限性，特别是对分区覆盖和载波的利用率方面存在严重的不足。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能提高基站载波利用率的天馈放大系统。
本发明的目的是这样实现的：该智能式分区天馈放大系统包括耦合单元、载波选频放大单元、第一扇区天线及第二扇区天线，该耦合单元的输入端接收基站输出的载波信号，其输出端接第一扇区天线和载波选频放大单元，该载波选频放大单元的输出端与第二扇区天线连接，该耦合单元提取自基站输入的载波信号，该载波选频放大单元对该耦合单元提取自基站输入的载波信号进行选频和放大，并将放大后的信号输出到第二扇区天线。
所述的载波选频放大单元的输出端通过用于进行上、下行信号分离的第二双工器与第二扇区天线连接，该第二扇区天线至少有一个，每个第二扇区天线均对应一个第二双工器。
所述的载波选频放大单元包括载波放大器单元及与其连接的载波选频控制单元，该载波放大器单元包括分路器及至少一个功率放大器，该分路器的输入端接耦合单元的输出端，每个功率放大器的输入端分别接分路器的一个输出端，每个功率放大器的输出端分别接一个第二双工器，每个功率放大器均对应一个第二双工器。
所述的分路器的输入端通过第一双工器与耦合单元的输出端连接。
所述的每个第二双工器均对应一个低噪声放大器，每个第二双工器的输出端与对应的低噪声放大器的输入端连接，每个低噪声放大器的输出端均与第一双工器连接。
所述的天馈系统还包括至少一个第三扇区天线，该第二双工器还另外至少有一个，每个第三扇区天线均对应一个该另外的第二双工器，第三扇区天线的输入端通过与其对应的第二双工器与载波选频放大单元的输出端连接。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：该天馈放大系统可以在不改变基站的状态下进行分区，可以对基站载波进行分区调用，提高了载波的利用率，减少了建基站和网络优化的成本。
【附图说明】
图1是本发明智能式分区放大天馈系统的原理框图。
图2是本发明智能式分区放大天馈系统的载波放大器单元的原理框图。
【具体实施方式】
请参阅图1至图2，本发明智能式分区放大天馈系统包括耦合单元、载波选频放大单元、第一扇区天线、第二扇区天线及第三扇区天线，该耦合单元的输入端接收基站输出的载波信号，其输出端接第一扇区天线和载波选频放大单元的输入端，该载波选频放大单元的输出端与第二、第三扇区天线连接，该耦合单元提取自基站输入的载波信号，该载波选频放大单元对输入的载波信号进行选频和放大，并将放大后的信号输出到第二扇区天线和第三扇区天线。
该载波选频放大单元包括载波放大器单元及与其连接的载波选频控制单元。该载波放大器单元包括第一双工器、分路器、四个功率放大器PA1～4及四个第二双工器DP1～4，该第一双工器与分路器的输入端连接，该分路器的输出端与四个功率放大器PA1～4的输入端连接，该四个功率放大器PA1～4的输出端分别与各自对应的第二双工器DP1～4连接，两个第二双工器DP1、DP2分别与两个第二扇区天线ANT1、ANT2连接，另外两个第二双工器DP3、DP4分别与两个第三扇区天线ANT3、ANT4连接，即每个扇区具有两根天线。在本实施方式中，四个双工器DP1～4、四个功率放大器PA1～4及四个天线ANT1～4一一对应。该分路器用于将输入的多载波信号按选定的四个频率分成四路，该频率的选择由载波选频控制单元进行控制，可以选取任意需要的载波，也可以选取相同的载波，然后由功率放大器进行放大。该功率放大器PA1～4用于对每个调制的载波信号进行单独放大，放大的大小范围根据使用要求进行设定，保证在每个天线口的功率为20～40W。该第一、第二双工器均用于进行上、下行信号的分离。另外，该载波放大器单元还包括四个低噪声放大器LNA1～4，各个低噪声放大器LNA1～4的输入端均与其对应的一个第二双工器连接，各个低噪声放大器的输出端均与第一双工器连接。
该载波选频控制单元由单片机进行控制，可在本地设定选频功率放大器的载波，也可用远程短信方式设定，同时该控制单元可对该系统进行有效的监控，如功率、增益、电源、温度及驻波等。
该天馈系统得工作原理如下：
A)下行链路原理：
从基站引入信号，用耦合单元提取单载波或多载波信号，然后经载波选频放大单元进行选频和放大，并将各路载波信号通过对应的第二双工器输出到对应的扇区天线，从而可将多载波信号分成单个或两个扇区定向天线输出，达到每个扇区都具有多载波信号覆盖。
B)上行链路原理：
从天线接收的上行信号，经第二双工器后，由低噪声放大器LNA1～4进行放大，放大后的信号依次经过第一双工器和耦合单元后引入到基站。
该天馈系统具有如下优点：
1)通过这种方式进行的网络覆盖和优化，一方面解决小区用户容量的不足，使每个小区都具有了和基站一样的载波容量；另一方面信号放大后，可延伸至覆盖没信号或者弱信号的小区。以GSM移动通信为例，对于以前用单载波覆盖的小区，当用户需要扩容时，只需要在基站增加一块载频板，然后再加上本发明的天馈放大系统，即可在每个扇区均实现两载波覆盖，使小区用户容量可扩大一倍，提高了基站载波利用率，同时可以灵活组成各小区的载波容量，达到网络优化的目的。
2)因采用了将每个载波放大后，直接输出到天线，不会因合路等损耗，功率可充分得到利用，节省能源。
3)可以灵活的改变功率放大器和低噪声放大器，进行相应的组合，可以适应单载波、两载波及多载波等不同的需求。
该天馈系统的具体应用如下：
1、基站改站型方面的应用：
应用一：全向+定向方式。不改变原有基站的任何配置，增加本发明智能式分区天馈系统和天馈线解决需要覆盖的区域，不占用和增加其它基站资源。
应用二：定向改全向。把原来二个扇区或三个扇区的基站，改为全向站，对需要提高覆盖的小区方向增加本发明智能式分区天馈系统做定向覆盖，撤除多余的载波板和基站合路器。
2、基站超闲小区的应用：
应用一：把本来是一个扇区的基站(全向站)改为二(或三)个扇区后，增加本发明智能式分区天馈系统替代其中的一(或二)个扇区，增加覆盖范围。
应用二：把本来是二个扇区的基站改为一个扇区后，增加本发明智能式分区天馈系统代替原来其中的一个扇区，保持原有覆盖不改变，使原来二个不同扇区的用户共用一个扇区的信道，把多余的载波板和基站合路器撤出使用在其它的地方。
应用三：把本来是三个扇区的基站改为一个扇区后，增加本发明智能式分区天馈系统代替原来其中的二个扇区，保持原有覆盖不改变，使原来三个不同扇区的用户共用一个扇区的信道，把多余的载波板和基站合路器撤出使用在其它的地方。
本发明中，第一、第二及第三扇区可以根据需要选择所需对应的小区，而且由于每个扇区都引入了两载波或多载波信号，增大了小区的容量，同时根据每个小区的地形特点，调节载波选频放大单元的功率即可使每个小区达到最好的覆盖效果。
本发明中，由于每个扇区天线均对应一个第二双工器，所以具有如下优点：1)便于设备扩容时的模块设计；2)满足基站子系统的技术要求；3)最大限度的提高载波的利用率；4)用最小的功率放大而达到好的放大效果。
本发明中，通过对每个载波进行放大，从而具有如下优点：1)便于安装施工；2)减少对基站设备的影响；3)用最小的功率放大而增加基站的覆盖；4)便于进行扩容。
本发明中，藕合单元是在不影响现有基站结构而设定的，其具有如下优点：1)减少对基站子系统的干扰；2)便于安装和施工；3)简化设备结构。

Claims (6)

1.一种智能式分区天馈放大系统，其特征在于：包括耦合单元、载波选频放大单元、第一扇区天线及第二扇区天线，该耦合单元的输入端接收基站输出的载波信号，其输出端接第一扇区天线和载波选频放大单元，该载波选频放大单元的输出端与第二扇区天线连接，该耦合单元提取自基站输入的载波信号，该载波选频放大单元对该耦合单元提取自基站输入的载波信号进行选频和放大，并将放大后的信号输出到第二扇区天线。
2.如权利要求1所述的智能式分区天馈放大系统，其特征在于：所述的载波选频放大单元的输出端通过用于进行上、下行信号分离的第二双工器与第二扇区天线连接，该第二扇区天线至少有一个，每个第二扇区天线均对应一个第二双工器。
3.如权利要求2所述的智能式分区天馈放大系统，其特征在于：所述的载波选频放大单元包括载波放大器单元及与其连接的载波选频控制单元，该载波放大器单元包括分路器及至少一个功率放大器，该分路器的输入端接耦合单元的输出端，每个功率放大器的输入端分别接分路器的一个输出端，每个功率放大器的输出端分别接一个第二双工器，每个功率放大器均对应一个第二双工器。
4.如权利要求3所述的智能式分区天馈放大系统，其特征在于：所述的分路器的输入端通过第一双工器与耦合单元的输出端连接。
5.如权利要求4所述的智能式分区天馈放大系统，其特征在于：所述的每个第二双工器均对应一个低噪声放大器，每个第二双工器的输出端与对应的低噪声放大器的输入端连接，每个低噪声放大器的输出端均与第一双工器连接。
6.如权利要求2-5中任意一项所述的智能式分区天馈放大系统，其特征在于：还包括至少一个第三扇区天线，该第二双工器还另外至少有一个，每个第三扇区天线均对应一个该另外的第二双工器，该第三扇区天线的输入端通过与其对应的第二双工器与载波选频放大单元的输出端连接。
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