CN100477555C - 一种ism频段移动通信移频传输直放站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种ISM频段移动通信无线移频直放站，包括近端设备和远端设备，在下行方向，移频直放站的近端设备从空中或直接通过电耦合器获得移动通信网络信号，信号通过射频单元的处理，调整到合适的电平，输入到移频单元，将工作频率转换为中继频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出；远端设备将接收到的近端设备下行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过高线性的功率放大器调整到合适的电平输出，覆盖相应的区域；在上行方向，信号的处理过程与下行方向完全相同。本发明具有以下优点：快速链路部署，灵活组网，对大网干扰较小，且成本低。

Description

一种ISM频段移动通信移频传输直放站

技术领域

本发明涉及一种将工作频率进行异频中继传输的移动通信系统，也就是利用ISM频段进行无线通信信号变频后中继传输的移动通信无线移频直放站，以下简称移动通信无线移频直放站。

背景技术

在中国的移动通信网络建设中，移动通信中继系统，也就是直放站扮演了越来越重要的角色。在网络中的移动通信直放站主要包括以下几种：同频无线直放站、光纤传输直放站、干线放大器、基站延伸覆盖放大器。分别说明如下：

无线同频直放站。这是最常见的一种直放站，设备成本低易于安装，尤其是方便搬迁，是补盲、扩大覆盖区域最简便的方法，但同频无线直放站如果调测不当极易造成对基站的干扰，尤其是在码分多址CDMA系统中，这种现象更加明显。因此在接入网络时要特别注意。这种类型的直放站主要应用在郊区、农村、丘陵等地区，工程开通中受到收发天线之间隔离度的限制，导致在某些场合不能正常使用，而且不能向覆盖区全向覆盖。

光纤直放站。这是目前使用中认为比较稳定的直放站，它需要使用光纤将基站信号连入直放站系统内，信号源比较纯净，一般不容易对大网形成干扰，光纤直放站使用中要控制接入基站的底部噪声电平。对于室内覆盖使用时，出现高大建筑物采用光纤接入时，有时为了平衡各扇区间的话务量，还会采用多扇区接入的光纤直放站。这种类型的直放站主要应用在有光纤资源的地区，在没有光纤或光纤资源非常紧缺的地区，以及铺设光纤比较困难的地区，光纤直放站的应用受到限制。

干线放大器。这种直放站在移动通信信号室内分布中有用武之地，它接收从信号源分配的网络信号直接放大后覆盖相应地区。和其他型号直放站相比，对信号源的信号的纯净度的要求较严格，若信号源的信号不够纯净将直接影响覆盖效果。

基站放大器。基站放大器也是一种射频信号直放设备，它一般同基站配接在一起，主要是用来直接扩大基站的覆盖范围，放大下行信号，应用时多配接塔顶放大器放大上行信号。这种设备多应用在郊区、偏远农村，用于话务容量富裕但覆盖范围不足的基站。值得注意的是单纯的塔项放大往往效果不太理想。

发明内容

本发明的目的为了克服现有技术存在的上述缺陷，特别是避免传统的同频直放站以及光纤直放站的缺点，提供一种采用与工作频率不同的频率进行无线通信信号中继传输的移动通信直放站。由于中继传输的频率与工作频率不相同，因此不会对直放站所在的移动通信网络造成干扰，从而使得本发明具有快速链路部署、组网方式灵活等特点，特别是可以根据需要选择不同的中继频率，具有良好的可适应性。

移动通信无线移频直放站系统包括近端设备和远端设备，近端设备内部主要包括射频单元、移频单元，远端设备同样由射频单元、移频单元构成。射频单元主要是指射频低噪声放大器(简称低噪放)与射频功率放大器(简称功放)。低噪放的功能是将其接收到的信号，放大到合适的电平输入到移频单元，功放的功能则是将移频单元的输出信号经过线性放大后传输出去。移频单元功能是将无线通信信号由工作频率向上变换到中继频率，另一移频单元将中继频率信号向下还原到工作频率。

移动通信无线移频直放站，包括近端设备和远端设备，其中近端设备和远端设备都分别包含射频单元、移频单元，射频单元是指低噪放、功放处理单元，移频单元包括上变频移频单元和下变频移频单元，在下行方向，近端设备从空中或直接通过电耦合器获得移动通信网络信号，信号通过射频单元的处理，调整到合适的电平，输入到移频单元，将工作频率转换为中继频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出；远端设备将接收到的近端设备下行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过高线性的功率放大器调整到合适的电平输出，覆盖相应的区域；在上行方向，信号的处理过程与下行方向完全相同，远端设备的天馈系统接收上行网络信号，经过射频单元处理后将电信号送到移频单元，转换成中继频率，并通过功率放大器输出；近端设备将接收到的远端设备上行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出，传送给移动通信基站，所述的移频单元由混频器、放大器、滤波器、本振源、锁相环和振荡器VCO组成，经过射频单元调整后的射频信号通过混频器和放大器，变到具有合适电平的中频频率，然后再经过中频的滤波器和放大器，进入到下一级混频器，得到移频单元所需要的输出频率，然后通过滤波器滤波，滤除本振源信号。采用高稳定性和精确度的12.8M恒温晶振作为本振源，保证了整个移频单元的频率稳定度，频率误差在±0.02ppm之内。

本移频直放站的工作频率适用于各种中国移动通信主要频段，这些移动通信系统包括Tetra(Terrestrial Trunked Radio)数字集群通信系统、码分多址CDMA(Code Division Multiple Access)800M公用移动通信系统、GSM(Globe System for Mobile)900M公用移动通信系统、数字通信DCS(Digital Communication System)1800M公用移动通信系统，以及将来的WCDMA(Wide-Band CDMA)第三代公用移动通信系统、CDMA2000第三代公用移动通信系统，具体工作频段如下表：

中继频率采用ISM频段，频段范围为2.4G--2.4835G，由于这个频段是国家无委的开放频段，因此所述移频直放站可根据具体的需要在ISM频段范围内来选择合适的移频中继频段。

本发明的优点在于避免目前常规直放站的缺陷，具体有以下几个优点：(1)快速链路部署。因为不需要埋设光纤，可以在短至几天内完成连接。(2)灵活组网。由于采用异频传输方式，对设备天线隔离几乎没有要求，避免了场地对天线安装的限制；另外，近远端配置，在无法找到合适的边缘信号的情况下，采用移频直放站可以使工程设计更加的灵活和方便。(3)对大网干扰较小。由于可在ISM频段任意选择与工作频率异频的中继频率，避免了在传输过程中可能存在的对大网的干扰。(4)成本低。在没有光纤资源的地方，相对于铺设光纤的成本，移频直放站要低很多。

附图说明

图1为无线移频直放站通信系统原理图。

图2为无线移频直放站近端实现框图。

图3为无线移频直放站远端实现框图。

图4移频单元原理框图。

具体实施方式

结合附图1对本发明作进一步的描述。

移动通信无线移频直放站系统包括近端设备和远端设备，其中近端设备内部主要单元可按功能分为射频单元、移频单元。所述的射频单元是指低噪放、功放常规直放站射频处理单元，其作用是通过射频处理获得合适的电平，低噪放的功能是将无线通信网络信号电平调整到移频单元合适的入口电平，功放的功能是将移频单元的输出信号电平放大到适合进行空间传输的电平，通常是高线性功放。移频单元的功能是将工作频段的移动通信网络信号搬移到任意可以根据需要使用的中继频率，另一移频单元将信号从使用的中继频率转换回到工作频段。远端设备也是由射频单元、移频单元组成，功能也分别与近端设备相同。

结合附图2、3对本发明作进一步的描述。

移动通信无线移频直放站，包括近端设备和远端设备，其中近端设备和远端设备都分别包含射频单元、移频单元，射频单元是指低噪放、功放处理单元，移频单元包括上变频移频单元和下变频移频单元，在下行方向，近端设备从空中或直接通过电耦合器获得移动通信网络信号，信号通过射频单元的处理，调整到合适的电平，输入到移频单元，将工作频率转换为中继频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出；远端设备将接收到的近端设备下行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过高线性的功率放大器调整到合适的电平输出，覆盖相应的区域；在上行方向，信号的处理过程与下行方向完全相同，远端设备的天馈系统接收上行网络信号，经过射频单元处理后将电信号送到移频单元，转换成中继频率，并通过功率放大器输出；近端设备将接收到的远端设备上行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出，传送给移动通信基站。

结合附图4对本发明作进一步的描述。

移频单元以高稳定频率标准为参考本振源，可以根据需要产生ISM频段内的任何中继频率，另一移频单元可以将中继频率的信号转换为工作频率的无线通信信号。所述的移频单元由混频器、放大器、滤波器、本振源、锁相环和压控振荡器VCO组成，以将工作频率的无线通信信号转换为中继频率的过程做为说明，参考本振源产生的本振信号通过锁相环1进入压控振荡器VCO1，VCO1输出信号为LO1，本振源产生的本振信号通过锁相环2进入压控振荡器VCO2再输出的信号为LO2，LO1将在混频器1进行与工作频率的无线通信信号进行第一次混频，成为中频信号，中频信号经过放大后调整到合适电平进行滤波，然后再次进行放大调整到合适电平，与LO2通过混频器2进行混频，滤波后输出中继信号频率的信号。对于将信号从中继频率转换到工作频率的移频单元，其工作原理类似。

本发明的移频单元采用高稳定性和精确度的12.8M恒温晶振作为参考本振源，保证了整个移频单元的频率稳定度，频率误差在±0.02ppm之内，并具有高稳定性和良好的温度特性。采用低相噪的VCO，保证了混频频率的良好相噪，并保证了整个移频单元的低相噪。移频单元采用中频滤波，具有较高的频率选择性。

Claims (3)

1、移动通信无线移频直放站，包括近端设备和远端设备，其中近端设备由射频单元、移频单元、射频单元组成，远端设备由射频单元、移频单元、射频单元组成，射频单元由低噪放、功放处理单元组成，移频单元包括上变频移频单元和下变频移频单元，在下行方向，近端设备从空中或直接通过电耦合器获得移动通信网络信号，信号通过射频单元的处理，调整到合适的电平，输入到移频单元，将工作频率转换为中继频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出；远端设备将接收到的近端设备下行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过高线性的功率放大器调整到合适的电平输出，覆盖相应的区域；在上行方向，信号的处理过程与下行方向完全相同，远端设备的天馈系统接收上行网络信号，经过射频单元处理后将电信号送到移频单元，转换成中继频率，并通过功率放大器输出；近端设备将接收到的远端设备上行信号，通过射频单元调整到合适的电平，进入移频单元，将中继频率变回到工作频率，并通过功率放大器调整到合适的电平输出，传送给移动通信基站，所述的移频单元由混频器、放大器、滤波器、本振源、锁相环和振荡器VCO组成，经过射频单元调整后的射频信号通过混频器和放大器，变到具有合适电平的中频频率，然后再经过中频的滤波器和放大器，进入到下一级混频器，得到移频单元所需要的输出频率，然后通过滤波器滤波，滤除本振源信号。

2、根据权利要求1所述的移动通信无线移频直放站，其特征在于：在近、远端设备之间采用频率范围为2.4GHz--2.48 35GHz的I SM频段中的任意中继频率进行传输。

3、根据权利要求1所述的移动通信无线移频直放站，其特征在于：移频单元本振源为12.8MHz恒温晶振。

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