CN101330309A

CN101330309A - 多频段数字射频拉远系统及其工作方法

Info

Publication number: CN101330309A
Application number: CNA2008100298513A
Authority: CN
Inventors: 高杰; 钱枚; 伍尚坤
Original assignee: Comba Telecom Systems China Ltd
Current assignee: Comba Telecom Systems Guangzhou Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: CN101330309B

Abstract

本发明公开一种多频段数字射频拉远系统，本系统在基带单元中设置有多工分合路模块，以接收多种不同频段的信号。在信号传输的方向上，下行链路和上行链路均依次包括：模拟下变频装置，用于对所属链路的模拟射频复合信号按频段进行独立的下变频使其形成模拟中频复合信号；数字处理装置，用于将模拟中频复合信号处理成基带信号并在基带单元和射频拉远单元之间实现数据传输后还原为模拟中频复合信号；模拟上变频装置，用于对所属链路还原后的模拟中频复合信号按频段进行独立的上变频使其形成模拟射频复合信号。此外，本发明公开了该系统的工作方法。本发明采用单套系统对多种不同频段的移动通信系统信号的数字拉远传输的功能，简化组网，节省成本。

Description

多频段数字射频拉远系统及其工作方法

【技术领域】

本发明涉及移动通信数字射频拉远系统领域，具体涉及一种多频段数字射频拉远系统及其工作方法。

【技术背景】

移动通信网络中，数字射频拉远系统作为覆盖网络中基站的延伸和补充，日益成为移动通信网络覆盖的主要部分。

拉远系统一般包括与基站邻接的基带单元和与天馈系统邻接的射频拉远单元，所谓邻接，是指在物理同处一相对接近的物理空间，而基带单元与拉远单元两者在物理上则可具有相对较远的距离，且可以以基带单元为中心节点，使用多个射频拉远单元与之建立如星形、菊花链形等网络拓扑结构，以便节省对基带单元的重复投资，充分利用资源。

基带单元与单个射频拉远单元之间通过下行链路和上行链路建立相互通信，下行链路指下行信号从基站获得之后，经基带单元、射频拉远单元内各对信号进行任意形式处理的功能部件直至输出至天馈系统前所经的路径，而上行链路则指逆向的，由移动台上行至天馈系统后，经射频拉远单元、基带单元内各功能部件直至输出至基站之前所经的路径。

对于上行链路而言，天馈系统向射频拉远单元馈入信号后，经双工器分离出上行射频信号，经模拟下变频模块将其下变频至模拟中频信号、经模数变换模块将其变换为数字中频信号，再经数字下变频模块将其混频至基带信号，进而在基带处理模块中根据需要对基带信号进行处理并最终转换为一定的数据格式经光发子模块进行电光转换后经光纤向基带单元传输，基带单元的光收子模块将经光纤从射频拉远单元获得的上行基带信号进行光电转换后，解调为基带信号在基带处理单元进行解帧处理，再经数字上变频模块将其还原为数字中频信号，经数模变换模块变换为模拟中频信号后，最后经模拟上变频模块将其还原为模拟射频信号，经双工器传输至基站。

对于下行信号而言，从基站获取信号并进入基带单元的双工器后，与上行链路同理，沿与之相类似的下行链路一路传输至基站。

其中，上行信号和下行信号在所属链路中传输的过程中，均可可选地采用低噪声放大器和/或功率放大器对信号进行除噪和功率放大的处理，视具体情况而选用。

但是，传统的数字射频拉远系统仅处理一个频段的移动通信信号，如GSM、WCDMA、DCS等任意一路，因而，一个频段的移动通信信号需要设置一套与之对应的单频段的数字射频拉远系统，对于同时需要覆盖多个频段的移动通信信号的情况而言，则需同时设置多台上述单频段的数字射频拉远系统才能满足需求。

很明显，这种方式导致运营商需要使用多套单频段数字射频拉远系统以构建移动通信系统，为连接各种相应的系统，会引起系统间及系统间连接设备结构、配置的复杂化，耗用的光纤资源多，占地面积大，工程连线杂乱，造价高等缺点，不适合大规模的推广应用。

【发明内容】

为此，本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种多频段数字射频拉远系统，以将多种频段的移动通信信号在同一数字射频拉远系统中实现传输。

本发明的另一目的在于提供一种多频段数字射频拉远系统的工作方法，以便科学地利用该系统。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种多频段数字射频拉远系统，将多个不同频段的移通通信信号在基站和天馈系统之间进行统一协调的传输，包括共同形成下行链路和上行链路的基带单元和射频拉远单元：

本系统在基带单元中设置有多工分合路模块，信号下行时，其将至少两路不同基站不同频段的模拟射频信号合路为模拟射频复合信号馈入下行链路中进行处理后传输至射频拉远单元，信号上行时，则将上行链路中来自射频拉远单元的还原后的模拟射频复合信号分路滤波后馈入相应不同频段的基站；

本系统在信号传输的方向上，下行链路和上行链路均依次包括：

模拟下变频装置，用于对所属链路的模拟射频复合信号按频段进行独立的下变频使其形成模拟中频复合信号；

数字处理装置，用于将模拟中频复合信号处理成基带信号并在基带单元和射频拉远单元之间实现数据传输后还原为模拟中频复合信号；

模拟上变频装置，用于对所属链路还原后的模拟中频复合信号按频段进行独立的上变频使其形成模拟射频复合信号。

具体的，所述模拟下变频装置包括：

分路器模块，按频段的个数将所属链路的模拟射频复合信号分成若干路输出；

与频段的个数相对应的若干个模拟下变频模块，每个模拟下变频模块对模拟射频复合信号中的一个独立频段进行下变频；

合路器模块，将各个模拟下变频模块下变频后的信号进行合路，输出模拟中频复合信号。

而所述模拟上变频装置包括：

分路器模块，按频段的个数将所属链路还原后的模拟中频复合信号分成若干路输出；

与频段的个数相对应的若干个模拟上变频模块，每个模拟上变频模块对模拟中频复合信号中的一个独立频段进行上变频；

合路器模块，将各个模拟上变频模块上变频后的信号进行合路，输出还原后的模拟射频复合信号。

此外，本系统还包括监控模块，为模拟上变频模块和模拟下变频模块配置本振信号频率，使每个模拟上变频模块和模拟下变频模块均仅针对一个独立的频段进行变频。本系统的基带单元和射频拉远单元均设置所述监控模块，每个监控模块均作用于本单元的上行链路和下行链路。

具体的，该监控单元包括：

监控主机模块，计算各频段的信号带宽，及各频段组合时的总带宽；

若干监控从机模块，与一个模拟上变频模块/模拟下变频模块电性连接，根据监控主机模块计算的本频段的信号带宽和总带宽计算并随之设置该相应的模拟上变频模块/模拟下变频模块的本振信号频率。

较佳的，下行链路的模拟上变频模块中，各模拟下变频模块后置串接一功率放大器对本频段经上变频后的信号进行放大。而上行链路的模拟下变频模块中，各模拟下变频模块前置串接一低噪声放大器对本频段的信号进行放大。

更具体的，上行链路/下行链路中的所述数字处理装置包括分别设置于基带单元和射频拉远单元中的两个数字处理模块，两个数字处理模块之间用光纤视通以传输信号。

一种多频段数字射频拉远系统的工作方法，将多个不同频段的移通通信信号在基站和天馈系统之间进行统一协调的传输：

信号在下行链路中传输时，通过耦合器耦合来自不同基站的至少两个频段的信号后，在多工分合路模块中进行合路成为模拟射频复合信号，通过一个模拟下变频装置将该模拟射频复合信号中的各频段的信号逐个下变频后形成模拟中频复合信号输出，从基带单元至射频拉远单元的信号传输通过数字处理装置将该模拟中频复合信号变换为数字基带复合信号进行光纤传输后还原为模拟中频复合信号而实现，在射频拉远单元中，进一步通过模拟上变频装置将该还原后的模拟中频复合信号中的各频段的信号逐个上变频并用功率放大器放大后还原为模拟射频复合信号，经双工器滤除干扰信号后输出至天馈系统以完成信号覆盖；

信号在上行链路中传输时，来自天馈系统的模拟射频复合信号先经双工器滤除干扰信号，后其各个频段信号逐个经低噪声放大器放大并经模拟下变频模块下变频后形成模拟中频复合信号，从射频拉远单元至基带单元的信号传输通过数字处理装置将该模拟中频复合信号变换为数字基带复合信号进行光纤传输后还原为模拟中频复合信号而实现，在基带单元中，进一步通过通过模拟上变频装置将该还原后的模拟中频复合信号中的各频段的信号逐个上变频后还原为模拟射频复合信号，经多工分合路模块滤波后将各频段的信号经耦合器输出至对应的基站以完成信号覆盖。

模拟下变频装置/模拟上变频装置中所使用的各模拟下变频模块/模拟上变频模块，通过监控主机模块计算出系统中各频段的信号带宽和总带宽之后，由一个与当前模拟下变频模块/模拟上变频模块相连接的一个监控从机模块利用本频段带宽和总带宽计算并设置当前模拟下变频模块/模拟上变频模块的本振信号频率。

此外，所述监控主机模块提供人机交互的功能，以使用户输入系统所接收的各频段的上限频点和下限频点。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、多频段传输：本设备能将多个频段的信号通过同一链路同时传输到射频拉远单元进行覆盖。

2、组网造价低：当进行多个频段信号的覆盖时，仅用一套本发明的系统便可满足多系统信号传输的需求。

3、占用光纤资源少；当进行多个频段信号的覆盖时，用本发明的系统只需要一对光纤。

4、占地面积小，连线少。用本发明的系统一套即可代替多套单频道的数字射频拉远系统，因而具有占地面积小，连线简单等特点。

【附图说明】

图1是本发明多频段数字射频拉远系统的原理框图；

图2是本发明基带单元中监控单元的原理及其连接关系的框图；

图3是本发明射频拉远单元中监控单元的原理及其连接关系的框图。

【具体实施方式】

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

请参阅图1，本发明多频段数字射频拉远系统，由基带单元和射频拉远单元共同组成，所述射频拉远单元与基带单元之间通过光纤相连接，形成信号传输的上行链路和下行链路；

图1中示出3个耦合器21，22，23，分别耦合一个相应的基站11，12，13的信号，如图1中的GSM链路、DCS链路、WCDMA链路间所传输的信号分别为GSM、DCS、WCDMA信号，这三个信号的频段各不相同，因而在基带单元端，通过三个耦合器21，22，23与多工分合路模块4的端口的连接，可由多工分合路模块4对三个链路的信号进行合路，从而合成为模拟射频复合信号并被分离至下行链路中。

在下行链路中：

该模拟射频复合信号首先被输入至模拟下变频装置5中进行处理。该模拟下变频装置5包括将该模拟射频复合信号进行分路的分路器模块51、独立接收分路器模块51一路输入并进行模拟下变频处理的三个模拟下变频模块531，532，533，及对下变频后的三路信号进行合路形成模拟中频复合信号的合路器模块55。其中，模拟下变频模块531，532，533内部的混频器子模块(未图示，下同)利用本振子模块(未图示，下同)提供的本振信号频率对本频段的信号进行混频以达到下变频的目的，通过设置本振子模块的本振信号频率，可使三个模拟下变频模块531，532，533分别对GSM、DCS、WCDMA三个频段的信号进行下变频。

下变频后的模拟中频复合信号进一步被输入至数字处理装置中进行处理。数字处理装置包括两个数字处理模块61和62，分别置于基带单元和射频拉远单元中，两者通过光纤进行传输，基带单元端的数字处理模块61将该下变频后的模拟中频复合信号进行数模变换、数字下变频、基带处理及光电转换后，经光纤传输至射频单元端的数字处理模块62，由其进行电光转换、基带处理、数字上变频、模数变换后还原为模拟中频复合信号。

还原后的模拟中频复合信号进入模拟上变频装置7中进行处理。该模拟上变频装置7包括将该模拟中频复合信号进行分路的分路器模块71、独立接收分路器模块71一路输入并进行模拟上变频处理的三个模拟上变频模块731，732，733、后置于模拟上变频模块731，732，733并对其输出的本频段信号进行功率放大的功率放大器741，742，743、及对放大后的三路信号进行合路形成模拟射频复合信号的合路器模块75。同理，模拟上变频模块731，732，733内部的混频器子模块利用本振子模块提供的本振信号频率对本频段的信号进行混频以达到下变频的目的，通过设置本振子模块的本振信号频率，可使三个模拟上变频模块731，732，733分别对三个频段的信号进行上变频。

下行链路中被还原的模拟射频复合信号经双工器8进行滤除干扰信号的处理后，传输至天馈系统9进行覆盖，即可完成下行信号从基站11，12，13至天馈系统9的传输。

对于上行链路而言，其传输方向与下行链路的方向相逆，原理相近。具体详见下述：

在上行链路中：

由移动台经天馈系统9′馈入的模拟射频复合信号经双工器8′进行滤除干扰信号后，首先被输入至模拟下变频装置5′中进行处理。该模拟下变频装置5′包括将该模拟射频复合信号进行分路的分路器模块51′、独立接收分路器模块51′一路输入对信号滤除噪声的三个低噪声放大模块521′，522′，523′、滤除噪声后进行模拟下变频处理的三个模拟下变频模块531′，532′，533′，及对下变频后的三路信号进行合路形成模拟中频复合信号的合路器模块55′。其中，与在下行链路中同理，模拟下变频模块531′，532′，533′内部的混频器子模块利用本振子模块提供的本振信号频率对本频段的信号进行混频以达到下变频的目的，通过设置本振子模块的本振信号频率，可使三个模拟下变频模块531′，532′，533′分别对三个频段的信号进行下变频。

下变频后的模拟中频复合信号进一步被输入至数字处理装置中进行处理。数字处理装置包括两个数字处理模块61′和62′，分别置于射频拉远单元和基带单元中，两者通过光纤进行传输，射频拉远单元端的数字处理模块61′将该下变频后的模拟中频复合信号进行数模变换、数字下变频、基带处理及光电转换后，经光纤传输至射频拉远单元端的数字处理模块62′，由其进行电光转换、基带处理、数字上变频、模数变换后还原为模拟中频复合信号。

同理，还原后的模拟中频复合信号进入模拟上变频装置7′中进行处理。该模拟上变频装置7′包括将该模拟中频复合信号进行分路的分路器模块71′、独立接收分路器模块71′一路输入并进行模拟上变频处理的三个模拟上变频模块731′，732′，733′、及对放大后的三路信号进行合路形成模拟射频复合信号的合路器模块75′。同理，模拟上变频模块731′，732′，733′内部的混频器子模块利用本振子模块提供的本振信号频率对本频段的信号进行混频以达到下变频的目的，通过设置本振子模块的本振信号频率，可使三个模拟上变频模块731′，732′，733′分别对三个频段的信号进行上变频。

上行链路中被还原的模拟射频复合信号经所述多工分合路模块4进行进行分路滤波后，将模拟射频复合信号中包含的GSM、DCS、WCDMA三个频段的信号分别经耦合器21，22，23输入至相应的基站，即可完成上行信号从天馈系统9′至基站11，12，13的传输。

本发明的系统中，对模拟下变频装置5，5′中的模拟下变频模块531，532，533，531′，532′，533′和模拟上变频装置7，7′中的模拟上变频模块731，732，733，731′，732′，733′的本振子模块的本振信号频率的设置，通过基带单元和射频拉远单元中的监控单元57，75实现。

请参阅图1至图3，图2和图3分别示出了用于基带单元的监控单元57和用于射频拉远单元的监控单元75的具体结构及其与下行链路和上行链路的相互连接关系。

图2基带单元的监控单元57包括监控主机模块570和与之相连接的两类监控从机模块，第一类监控从机模块571，572，573用于与下行链路的模拟下变频装置5中的模拟下变频模块531，532，533一一对应连接；同理，第二类监控从机模块571′，572′，573′用于与上行链路的模拟上变频装置7′中的模拟上变频模块731′，732′，733′一一对应连接。监控主机模块570提供人机交互和计算各频段带宽和总带宽的功能，以便让用户通过交互界面预设本发明系统中的各个不同频段的范围参数，如输入GSM、DCS、WCDMA三种频段的上限频点和下限频点，用户完成设置后，监控主机模块570便可计算出各频段的带宽，进而计算出各频段进行组合时的总带宽，控制两类监控从机模块对下行链路和上行链路进行相应的配置。第一类监控从机模块571，572，573根据监控主机模块570的计算结果，进一步计算出下行链路模拟下变频装置5中各模拟下变频模块531，532，533的本振信号频率并对该相应的模拟下变频模块531，532，533的本振子模块进行配置；同理，第二类监控从机模块571′，572′，573′根据监控主机模块570的计算结果，进一步计算出上行链路模拟上变频装置7′中各模拟上变频模块731′，732′，733′的本振信号频率并对该相应的模拟上变频模块731′，732′，733′的本振子模块进行配置。

同理，图3射频拉远单元的监控单元75包括监控主机模块750和与之相连接的两类监控从机模块，第一类监控从机模块751，752，753用于与下行链路的模拟上变频装置7中的模拟上变频模块731，732，733一一对应连接；第二类监控从机模块751′，752′，753′用于与上行链路的模拟下变频装置5′中的模拟下变频模块531′，532′，533′一一对应连接。监控主机模块750提供人机交互和计算各频段带宽和总带宽的功能，以便让用户通过交互界面预设本发明系统中的各个不同频段的范围参数，如输入GSM、DCS、WCDMA三种频段的上限频点和下限频点，用户完成设置后，监控主机模块75便可计算出各频段的带宽，进而计算出各频段进行组合时的总带宽，控制两类监控从机模块对下行链路和上行链路进行相应的配置。第一类监控从机模块751，752，753根据监控主机模块750的计算结果，进一步计算出下行链路模拟上变频装置7中各模拟上变频模块731，732，733的本振信号频率并对该相应的模拟上变频模块731，732，733的本振子模块进行配置；同理，第二类监控从机模块751′，752′，753′根据监控主机模块750的计算结果，进一步计算出上行链路模拟下变频装置5′中各模拟下变频模块531′，532′，533′的本振信号频率并对该相应的模拟下变频模块531′，532′，533′的本振子模块进行配置。

监控单元57和75对基带单元和监控单元对射频拉远单元的作用关系，详见下述：

请结合图1和图2，下行链路中，设若对GSM、DCS、WCDMA三个频段进行逻辑排序，依次设置为1、2、3，此序号亦表现为本频段模拟下变频后的模拟中频信号在合路的模拟中频复合信号中所处的序号位置，物理上表现为GSM、DCS、WCDMA三个频段的中频频谱在模拟中频复合信号中的高低次序。

设监控主机模块57已经用户设置，并根据用户的输入计算出各频段的信号带宽和总带宽；监控从机模块571，572，573根据与之相连接的模拟下变频模块531，532，533所处理的本频段模拟中频信号在合路中所处的序号位置以及模拟中频信号在合路中占据的带宽，计算本频段的模拟下变频模块531，532，533的本振信号频率，并通过数据线控制与之相连接的模拟下变频模块531，532，533的本振子模块产生本振信号，使混频出的模拟中频信号所占据的频谱位置与上述预设的序号一致，占据的带宽一致，使各频段通道的模拟中频信号合路为一整体的模拟中频复合信号。

如：下行链路，有三个频段的下行信号，为：

A、875～879MHz

B、935～940MHz

C、1810～1816MHz

监控主机模块57在逻辑上将ABC编序号为1，2，3。计算A的带宽为4MHz，B的带宽为5MHz，C的带宽为6MHz，进一步计算出所形成的模拟中频复合信号的带宽为4+5+6＝15MHz；

若假定合路的模拟中频复合信号的中心频率为75MHz，因为带宽为15MHz，即模拟中频复合信号的频谱为67.5～82.5MHz，即：

A、占据67.5～71.5MHz

B、占据71.5～76.5MHz

C、占据76.5～82.5MHz

对于A频段，监控从机模块571需要控制模拟下变频模块531的本振子模块，使该本振子模块提供的本振信号与A频段下行875～879MHz的信号在混频器子模块处混频出的模拟中频信号频率为67.5～71.5MHz；

对于B频段，监控从机模块572需要控制模拟下变频模块532的本振子模块，使该本振子模块提供的本振信号与A频段下行935～940MHz的信号在混频器子模块处混频出的模拟中频信号频率为71.5～76.5MHz；

对于C频段，监控从机模块573需要控制模拟下变频模块533的本振子模块，使该本振子模块提供的本振信号与A频段下行1810～1816MHz的信号在混频器子模块处混频出的模拟中频信号频率为73～79MHz。

如此，基带单元中的监控单元57即可完成对基带单元下行链路的模拟下变频装置5的配置，基带单元中，由监控单元57对上行链路的模拟上变频装置7′的配置，及射频拉远单元中的监控单元75对其上行链路模拟下变频装置5′、对其下行链路模拟上变频装置7的配置均与上述同理或相同，因而不行赘述。

本发明所示例频段种类不受上述局限，任意频段的不同系统信号均可使用本系统及其方法而达到与本实施例相同的效果。本领域普通技术人同通阅本发明后即可知晓。

综上所述，本发明采用单套数字射频拉远系统对多种不同频段的移动通信系统信号的数字拉远传输的功能，简化组网复杂程度，避免工程重复建设，有利于节省运营商的投资成本。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种多频段数字射频拉远系统，将多个不同频段的移通通信信号在基站和天馈系统之间进行统一协调的传输，包括共同形成下行链路和上行链路的基带单元和射频拉远单元，其特征在于：

2、根据权利要求1所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于所述模拟下变频装置包括：

3、根据权利要求2所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于所述模拟上变频装置包括：

4、根据权利要求3所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于：本系统还包括监控模块，为模拟上变频模块和模拟下变频模块配置本振信号频率，使每个模拟上变频模块和模拟下变频模块均仅针对一个独立的频段进行变频。

5、根据权利要求4所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于：本系统的基带单元和射频拉远单元均设置所述监控模块，每个监控模块均作用于本单元的上行链路和下行链路。

6、根据权利要求5所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于该监控单元包括：

7、根据权利要求1至6中任意一项所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于：下行链路的模拟上变频模块中，各模拟下变频模块后置串接一功率放大器对本频段经上变频后的信号进行放大。

8、根据权利要求1至6中任意一项所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于：上行链路的模拟下变频模块中，各模拟下变频模块前置串接一低噪声放大器对本频段的信号进行放大。

9、根据权利要求1至6中任意一项所述的多频段数字射频拉远系统，其特征在于上行链路/下行链路中的所述数字处理装置包括分别设置于基带单元和射频拉远单元中的两个数字处理模块，两个数字处理模块之间用光纤视通以传输信号。

10、一种多频段数字射频拉远系统的工作方法，将多个不同频段的移通通信信号在基站和天馈系统之间进行统一协调的传输，其特征在于：

11、根据权利要求10所述的多频段数字射频拉远系统的工作方法，其特征在于：

12、根据权利要求10或11所述的多频段数字射频拉远系统的工作方法，其特征在于：所述监控主机模块提供人机交互的功能，以使用户输入系统所接收的各频段的上限频点和下限频点。