CN101252714B

CN101252714B - 基站载波分配器及其所组的通讯网络

Info

Publication number: CN101252714B
Application number: CN2008103007346A
Authority: CN
Inventors: 彭铁雁; 李立
Original assignee: SIQI COMMUNICATION EQUIPMENT CO Ltd GUILIN CITY
Current assignee: SIQI COMMUNICATION EQUIPMENT CO Ltd GUILIN CITY
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: CN101252714A

Abstract

本发明为基站载波分配器及其所组的通信网络。基站载波分配器包括局端机和远端机，局端机包括中频上下变频器、信号合路器和分路器、射频上下变频器、射频滤波器、射频自动增益控制器、上下功率放大器、导频信号发生器、导频信号分离检测器、双工器及射频收发天线。远端机与局端机相似，增加中频功率放大器和中频低噪放大器。基站的载波信号经局端机变频，将射频信号发送至远端机；远端机再变频为中频信号发送给手机用户。本基站载波分配器所组的通信网络为中心基站安装多套基站载波分配器，覆盖的区域扩大数十倍。载波信号相同的上下级基站载波分配器接力连接，实现复杂灵活的基站信号覆盖。节省建网费用，提高建网速度。

Description

基站载波分配器及其所组的通讯网络

技术领域

本发明涉及移动通信基站设备及其通信网络，具体为一种基站载波分配器及其所组的通讯网络。

背景技术

移动通信的用户量节节攀升，用户对网络容量和通话质量的要求进一步提高，对信号无缝覆盖的要求迫切。这样就要求运营商不断地细分微蜂窝，不断地增加基站数量和密度。

因传统的基站中基站设备室内单元与发射天线之间是由射频馈线的高频、低损耗馈管连接，受射频馈线的限制，基站室内单元与发射天线之间的距离只能有几十米。为了扩大覆盖区域，就只能在需要覆盖的区域建设基站，而一个基站所能覆盖的范围也就是天线传输的范围，当相关区域有高山等阻碍时，天线传输的范围还会被缩小。因此，为了达到无缝覆盖就得加大基站的密度，多个基站组成通信网络，覆盖一定区域。当覆盖区域需要调整时，只能重建基站。而且目前移动通信基站建设的选址资源已进入“稀缺”时期，这种“稀缺”更对各运营商的建设规模与建设成本造成影响。

发明内容

本发明的目的是设计一种基站载波分配器，是一种宽带无线透传微波设备，各载波信号经本基站载波分配器的局端机发送到远端机，局端机与远端机的距离可达几百米乃至几十公里，在远端通过天线将载波信号发射出去，完成一个区域的无线信号覆盖。因该设备最大传输带宽达300MHz以上，能同时传输多个载波和多个扇区，因此该区域的无线信号载频、功率、扇区、上行信号功率的检测、天线的连接等完全与在现场安装一台基站相同，形成一台虚拟基站。

本发明的另一目的是设计上述基站载波分配器所组的通信网络，其中中心基站安装本载波分配器的局端机，一台局端机能同时将多个移动通信载波信号传输给一台远端机，在远端形成虚拟基站，完成该地域无线信号覆盖，构成了通信网络，使中心基站的覆盖面积比普通基站大数倍以上。

本发明设计的基站载波分配器包括局端机和远端机，其中局端机包括中频上下变频器、信号合路器和分路器、射频上下变频器、射频滤波器、射频自动增益控制器、上下功率放大器、导频信号发生器、导频信号分离检测器、微波收发双工器及射频收发天线。1～6个中频上变频器的输出端接入信号合路器，导频信号发生器也接入信号合路器，信号合路器接射频上变频器，射频上变频器经射频滤波器接上功率放大器，上功率放大器经微波收发双工器接射频收发天线。双工器输出端接射频自动增益控制器，射频自动增益控制器连接射频下变频器，射频下变频器经射频滤波器和下功率放大器接入信号分路器，信号分路器的1～6个中频输出端接相应的中频下变频器。信号分路器另一输出端接导频信号分离检测器，导频信号分离检测器接入射频自动增益控制器。

当基站载波分配器与中心基站连接时，其局端机的1～6个中频上变频器的输入端口与中心基站中频输出端相接，中频下变频器的输出端接入中心基站的输入端。

由中心基站送来的某载波信号经中频上变频器变频，由信号合路器将多路变频后的载波信号及导频信号发生器产生的固定电平导频信号合路，合路后的信号送到射频上变频器，经射频变频的信号由射频滤波器去掉无用功率频谱，送入上功率放大器提高射频信号的功率电平和驱动能力，最后经双工器和射频收发天线将射频信号发送至远端机；由远端机送来的射频信号经射频收发天线和双工器送至射频自动增益控制器，同时从远端送来的导频信号经接收射频通路后由导频信号分离检测器检测电平强度信号，由该信号控制射频自动增益控制器，射频自动增益控制器将射频信号送入射频下变频器变频，经射频变频的信号由射频滤波器去掉无用功率频谱并经下功率放大器放大后，由信号分路器将多路载波信号分开，分路后的信号送到中频下变频器还原成基站载波信号送入中心基站。

基站载波分配器的远端机的设备结构和信号流程与局端机相似，包括中频上下变频器、信号合路器和分路器、射频上下变频器、射频滤波器、射频自动增益控制器、上下功率放大器、导频信号发生器、导频信号分离检测器、微波收发双工器及射频收发天线，另外增加中频功率放大器和中频低噪放大器。双工器的输出端连接射频自动增益控制器射频自动增益控制器接射频下变频器，射频下变频器经射频滤波器和下功率放大器接入信号分路器，信号分路器的1～6个中频输出端接相应的中频下变频器，各中频下变频器分别接中频功率放大器，各功率放大器的输出端为远端机的输出端。信号分路器另一输出端接导频信号分离检测器，导频信号分离检测器接入射频自动增益控制器。远端机的1～6个中频输入端经对应的中频低噪放大器连接各中频上变频器，各中频上变频器和导频信号发生器接入信号合路器，信号合路器接射频上变频器，射频上变频器经射频滤波器接上功率放大器，上功率放大器接双工器及射频收发天线。

当基站载波分配器的远端机用作虚拟基站与手机用户联系时，远端机的各功率放大器的输出端连接移动通信收发天线的输入端。远端机的1～6个中频输入端连接移动通信收发天线的输出端。远端机成为中心基站的虚拟基站。

远端机的双工器及射频收发天线接收的局端机发送的射频信号，送至射频自动增益控制器，同时从局端机送来的导频信号经接收射频通路由信号分路器接入导频信号分离检测器检测电平强度信号，由该信号控制射频自动增益控制器，射频自动增益控制器将射频信号送入射频下变频器变频，经射频变频的信号由射频滤波器去掉无用功率频谱并经下功率放大器放大后，由信号分路器将多路载波信号分开，分路后的信号送到中频下变频器还原成基站载波信号，经中频功率放大器放大，保证信号发射强度，由移动通信收发天线将中频载波信号发送给手机。远端机的移动通信天线接收的用户手机发送的某载波信号经中频低噪放大器放大，保证接收信号的灵敏度，再经中频上变频器变频，之后由信号合路器将多路变频放大后的载波信号及导频信号发生器产生的固定电平导频信号合路，合路后的信号送到射频上变频器，经射频变频的信号由射频滤波器去掉无用功率频谱，送入上功率放大器提高射频信号的功率电平和驱动能力，最后经双工器和射频收发天线将信号发送至局端机。

为了保证频率稳定性和相位一致性，本基站载波分配器的局端机和远端机的锁相源配置有GPS接收机，接收GPS卫星的通过伪随机数字信号发送的时钟信号，用此时钟信号控制温补晶振组成的振荡器，获得100MHz高精度锁相参考源。本基站载波分配器的局端机和远端机中所有的锁相源均利用该锁相参考源制作锁相源，以保证频率和相位的稳定性，并方便实现设备选频或移频功能。

本发明的基站载波分配器所组的通信网络为中心基站安装1～64台上述基站载波分配器的局端机，各局端机的1～6个中频上变频器的输入端口与中心基站中频输出端相接，中频下变频器的输出端接入中心基站的输入端。每台局端机与一台远端机通过射频信号相连接，各远端机的各功率放大器的输出端连接移动通信收发天线的输入端，远端机的1～6个中频输入端连接移动通信收发天线的输出端。每台远端机的中频移动通信收发天线均可覆盖传统基站信号覆盖的区域，成为虚拟基站。也就是说多套本基站载波分配器所组通讯网络，一个中心基站可覆盖的区域是传统基站的数十倍以上。

安装本基站载波分配器的中心基站的虚拟基站还可以通过下级的基站载波分配器延伸无线覆盖地区，构成中继接力通信网络。上下级基站载波分配器可中继接力连接，二者的载波信号相同，中心基站安装的本基站载波分配器为上级基站载波分配器，其上级的远端机的各功率放大器的输出端与下级的局端机的中频上变频器的输入端口连接，下级局端机的中频下变频器的输出端连接上级的远端机的低噪放大器的输入端，上级的远端机和下级的局端机之间相互传输中频载波信号，下级局端机从上级远端机得到中频载波信号，向其所连接的下级远端机传输，下级远端机又构成下一级虚拟基站。按理论计算最多中继数量可达五级，对在地形较复杂的环境完成无线覆盖极为有利，可实现更复杂、更灵活、范围更广的基站信号覆盖。

合理地运用基站载波分配器，可为移动通信组网节省大量的网络建设费用，并且建设速度大大提高。组成通信网络的方式是在一个中心地区形成多路移动通信基站载波通信网络，构成一个载波资源池，基站载波分配器将各载波资源向周边地区分配出去，从而完成无线信号的覆盖。因基站载波分配器具备了300MHz以上传输信号的带宽，单套基站载波分配器具有同时发送多路载波的能力，在实际运用中还可对载波实现智能化管理，对业务量大的区域分配更多的载波资源，对业务量小的区域分配较少的载波资源，并且随时按业务量大小分配载波资源，提高了基站资源的利用率。

本发明基站载波分配器及其所组通讯网络的优点为：1、为宽带透传微波设备，可实现移动通信基站的室内单元与天线地理位置分离，基站设备还在原有机房内，远端的天线只需一套室外简单微波设备，在移动通信中心基站周围可建设多个虚拟基站，在保证通话容量和通话质量的前提下，大大减少基站的数量，解决基站选址资源的“稀缺”和降低通信网络建设成本；2、可广泛应用于移动通信(包括GSM、CDMA、PHS、3G)的网络优化、网络扩容、应急通信、“村村通”覆盖、3G无线网络建设等，将大大地减少3G网络建设的投入，加快3G的建设步伐，尽快使3G产生效益；3、本发明方案中局端机与远端机之间信号传输损耗为0dB，利用导频信号作校正参考，即不管天气状况或基站载波分配器收发天线偏离等外界因素的变化，不管信号从基站载波分配器的局端传至远端或从远端传至局端，因为导频信号参与了整个微波通路的传输，导频信号电平的恒定保证信号的输入输出电平均保持不变，保证了整个微波通路的增益的恒定，其中频信号线性变化范围可达80dB；4、采用GPS时钟源和介质加锁相技术制作的锁相源，保证移动通信上下行信号的频率稳定性、相位一致性、时延指标、信噪比指标等满足中继传输的要求，满足上下行信号经过中继传输后对电平的严格线性要求。

图1为本基站载波分配器实施例结构示意图；

图2为本基站载波分配器所组的通信网络实施例1中心基站局端机与远端机连接示意图；

图3为本基站载波分配器所组的通信网络实施例2接力传输示意图。

具体实施方式

本发明基站载波分配器实施例如图1所示，包括局端机和远端机。局端机如图中点划线以上部分所示，中心基站的中频输出端经6台中频上变频器接入信号合路器，导频信号发生器也接入信号合路器同时接入中心基站，信号合路器接射频上变频器，射频上变频器经射频滤波器接上功率放大器，上功率放大器经微波收发双工器接射频收发天线。双工器输出端接射频自动增益控制器，射频自动增益控制器连接射频下变频器，射频下变频器经射频滤波器和下功率放大器接入信号分路器，信号分路器的6路输出接相应的6台中频下变频器后接入中心基站。信号分路器另一输出端接导频信号分离检测器，导频信号分离检测器接入射频自动增益控制器。

基站载波分配器的远端机双工器的输出端连接射频自动增益控制器射频自动增益控制器接射频下变频器，射频下变频器经射频滤波器和下功率放大器接入信号分路器，信号分路器的6路输出接对应的6台中频下变频器再分别接入6台中频功率放大器，中频功率放大器的输出端接移动通信收发天线。信号分路器另一输出端接导频信号分离检测器，导频信号分离检测器接入射频自动增益控制器。移动通信收发天线的6个中频输出端经对应的6台中频低噪放大器连接分别连接6台中频上变频器，各中频上变频器和导频信号发生器接入信号合路器，信号合路器接射频上变频器，射频上变频器经射频滤波器接上功率放大器，上功率放大器接双工器及射频收发天线。

本基站载波分配器的局端机和远端机的锁相源配置有GPS接收机，接收GPS卫星的通过伪随机数字信号发送的时钟信号，用此时钟信号控制温补晶振组成的振荡器，获得100MHz高精度锁相参考源。本基站载波分配器的局端机和远端机中所有的锁相源均与该锁相参考源相连接。

本基站载波分配器所组的通信网络实施例1如图2所示，中心基站配置8套上述基站载波分配器，中心基站连接8台局端机，各局端机分别与对应的8台远端机通过射频信号相连接，每个远端机的移动通信天线均可覆盖传统基站信号覆盖的区域，也就是说本例的中心基站安装了8套本基站载波分配器，其8台远端机构成的虚拟基站可覆盖的区域是传统基站的8倍。此种通信网络用于集中建站，根据需要中心基站可配置多达64台基站载波分配器组成通信网络。

当基站覆盖区域需要调整时，无需进行搬迁中心基站机房，只需搬迁远端机即可。

当某地区急需移动通信信号时，也只需配置远端机及通信天线，即可迅速对目标区域进行覆盖。

本基站载波分配器所组的通信网络实施例2如图3所示，两级的基站载波分配器中继接力连接，二者的载波信号相同，与中心基站连接的为一级基站载波分配器，其一级远端机向二级基站载波分配器的局端机传输中频载波信号，二级基站载波分配器的局端机从一级远端机得到中频载波信号，向其所连接的二级远端机传输射频信号，以二级基站载波分配器的局端机为中心又构成一个虚拟基站。根据需要，可配置多达五级的中继接力传输。

Claims

1.一种基站载波分配器，其特征在于：

包括局端机和远端机，所述局端机包括中频上下变频器、信号合路器和分路器、射频上下变频器、射频滤波器、射频自动增益控制器、上下功率放大器、导频信号发生器、导频信号分离检测器、微波收发双工器及射频收发天线；1至6个中频上变频器的输出端接入信号合路器，导频信号发生器也接入信号合路器，信号合路器接射频上变频器，射频上变频器经射频滤波器接上功率放大器，上功率放大器经微波收发双工器接射频收发天线；微波收发双工器输出端接射频自动增益控制器，射频自动增益控制器连接射频下变频器，射频下变频器经射频滤波器和下功率放大器接入信号分路器，信号分路器的1至6个中频输出端接相应的中频下变频器；信号分路器另一输出端接导频信号分离检测器，导频信号分离检测器接入射频自动增益控制器；

所述远端机包括中频上下变频器、信号合路器和分路器、射频上下变频器、射频滤波器、射频自动增益控制器、上下功率放大器、导频信号发生器、导频信号分离检测器和微波收发双工器及射频收发天线，还有中频功率放大器和中频低噪放大器；微波收发双工器的输出端连接射频自动增益控制器，射频自动增益控制器接射频下变频器，射频下变频器经射频滤波器和下功率放大器接入信号分路器，信号分路器的1至6个中频输出端接相应的中频下变频器，各中频下变频器分别接中频功率放大器，各中频功率放大器的输出端为远端机的输出端；信号分路器另一输出端接导频信号分离检测器，导频信号分离检测器接入射频自动增益控制器；远端机的1至6个中频输入端经对应的中频低噪放大器连接各中频上变频器，各中频上变频器和导频信号发生器接入信号合路器，信号合路器接射频上变频器，射频上变频器经射频滤波器接上功率放大器，上功率放大器接微波收发双工器及射频收发天线。

2.根据权利要求1 所述的基站载波分配器，其特征在于：

所述基站载波分配器的局端机和远端机配置有接收GPS卫星通过伪随机数字信号发送的时钟信号的GPS接收机，此时钟信号控制温补晶振的锁相参考源，局端机和远端机中所有的锁相源均与该锁相参考源相连接。

3.根据权利要求1 或2所述的基站载波分配器，其特征在于：

所述基站载波分配器与中心基站连接，其局端机的1～6个中频上变频器的输入端口与中心基站中频输出端相接，中频下变频器的输出端接入中心基站的输入端。

4.根据权利要求1 或2所述的基站载波分配器，其特征在于：

远端机的各中频功率放大器的输出端连接移动通信收发天线的输入端；远端机的1～6个中频低噪放大器连接移动通信收发天线的输出端。

5.根据权利要求1 或2所述的基站载波分配器，其特征在于：

所述基站载波分配器上下级中继接力连接，二者的载波信号相同，上级的远端机的各中频功率放大器的输出端与下级的局端机的中频上变频器的输入端口连接，下级局端机的中频下变频器的输出端连接上级的远端机的低噪放大器的输入端，上级的远端机和下级的局端机之间相互传输中频载波信号。

6.根据权利要求1 或2所述的基站载波分配器所组的通信网络，其特征在于：

中心基站连接1～64台上述基站载波分配器的局端机，各局端机的1～6个中频上变频器的输入端口与中心基站中频输出端相接，中频下变频器的输出端接入中心基站的输入端；每台局端机与一台远端机通过射频信号相连接，各远端机的各中频功率放大器的输出端连接移动通信收发天线的输入端，远端机的1～6个中频输入端连接移动通信收发天线的输出端；各远端机构成中心基站的虚拟基站。

7.根据权利要求6所述的基站载波分配器所组的通信网络，其特征在于：

中心基站安装的本基站载波分配器为上级基站载波分配器，其与下级基站载波分配器的载波信号相同，上级的远端机的各中频功率放大器的输出端与下级的局端机的中频上变频器的输入端口连接，下级局端机的中频下变频器的输出端连接上级的远端机的低噪放大器的输入端，上级基站载波分配器的远端机与下级局端机通过中频载波信号相连接，下级局端机从上级远端机得到中频载波信号，向其所连接的下级远端机传输，其下级远端机构成下一级虚拟基站。

8.根据权利要求7所述的基站载波分配器所组的通信网络，其特征在于：

上下级基站载波分配器接力传输的中继数量为一至五级。