CN101415100B - 移动多媒体广播电视信号直放站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动多媒体广播电视信号的直放站，包含供电单元、液晶显示单元、监控单元、控制输入单元、调制解调单元、天线、二个滤波器、低噪放单元、功放单元，监控单元分别与供电单元、液晶显示单元、控制输入单元、调制解调单元、低噪放单元、功放单元相连，输入端滤波器、低噪放单元、功放单元、输出端的滤波器依次相连，调制解调单元与天线相连，供电单元为监控单元、低噪放单元、功放单元供电。本发明能够很好的满足移动多媒体广播电视信号的中继放大，极大的方便运营商对移动多媒体广播电视信号直放站设备的监管，便于设备供应商对其直放站设备提供高效的运维服务功能；很方便的进行设备开通、监控、维护，使用简单、操作方便。

Description

移动多媒体广播电视信号直放站

技术领域

本发明涉及一种移动多媒体广播电视信号放大覆盖系统，特别涉及用于移动多媒体广播电视信号的直放站。

背景技术

移动多媒体广播电视技术目前在中国存在T-MMB和CMMB两种标准，两者主要针对的是移动广播多媒体业务，T-MMB是电信派提出的标准，获得工信部和移动运营商的支持，CMMB是广电派提出的标准，获得广播电视行业的支持。CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting(中国移动数字多媒体广播)的简称，是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、笔记本电脑多种移动终端的系统，利用S波段卫星信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目。T-MMB是一个广播系统，一个单向网络系统，T-MMB系统通过时域复用、子信道等技术在全球首次实现基于DAB发射端的多标准(DAB、T-DMB和DAB-IP)信号输出，T-MMB且能全面兼容国际多媒体广播标准DMB和国际上两大手机电视标准DAB-IP和T-DMB标准。T-MMB系统具有完整的自主知识产权体系，目前已申请22项专利，在6月初被确定为国家移动手机电视标准。

无论中国采用哪一种移动多媒体广播电视标准，或者都采用，均要涉及到移动多媒体广播电视信号的中继放大问题，因为每个城市的基站数量不会很多，发射功率也会受限于电磁辐射安全标准而不能无限制的提高，要想做到95％或更高范围以上的覆盖，必须有地面同频增补网络对移动多媒体广播电视基站信号进行放大，覆盖商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高覆盖信号强度，提高解决移动电视终端接收质量，满足用户要求。

直放站(中继器)属于同频放大设备，是指在无线信号传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在传输链路中，由施主天线在现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对通带外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，直放站产品在移动通信网中得到了广泛的应用，取得了很好的效果

对于移动多媒体广播电视信号，因为是一种单向系统，不存在移动通信直放站所遇到的上行干扰问题及复杂的网络规划优化问题，只需要在覆盖区提供合适的信号电平，就可以满足接收要求，所以应用更加简单。移动多媒体广播电视信号直放站是解决移动广播电视信号传输网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，提高解决终端接收质量等问题。采用移动多媒体广播电视信号直放站可以很快就可以完成CMMB和T-MMB制式移动多媒体信号的室外和室内分布，可以迅速提供服务，满足用户的需求。

随着CMMB和T-MMB两种制式移动多媒体广播电视业务在全国范围内大规模的开展，以及终端用户数量大规模的增加，迫切需要移动多媒体广播电视信号直放站进行信号的补盲和热点地区的覆盖。为此武汉安德瑞科技公司发明了一种智能化的、安装开通简单、操作方便的移动多媒体广播电视信号直放站。

发明内容

本发明的目的提供一种智能化的、安装开通简单、操作方便的移动多媒体广播电视信号直放站，该直放站既可以用于CMMB制式也可以用于T-MMB制式，进行移动多媒体广播电视信号的放大；通过更换不同的模块，可以实现U波段或S波段不同频点的放大；可以实现不同增益要求的直放站；可以实现不同功率等级输出的直放站，更新升级、功能扩展等非常灵活方便。

本发明技术方案为：

移动多媒体广播电视信号的直放站，包含供电单元、液晶显示单元、监控单元、控制输入单元、调制解调单元、天线、二个滤波器、低噪放单元、功放单元，其特征在于：监控单元分别与供电单元、液晶显示单元、控制输入单元、调制解调单元、低噪放单元、功放单元相连，信号输入端口依次与输入端滤波器、低噪放单元、功放单元、输出端滤波器相连，调制解调单元与天线相连，供电单元为监控单元、低噪放单元、功放单元供电。

所述的低噪放单元由四个放大器、耦合器、压控衰减器、数控衰减器、检波器、单片机、RS485接口电路组成，单片机分别与RS485接口电路、压控衰减器、数控衰减器、检波器相连，检波器另一端与耦合器相连，低噪放单元通过RS485接口电路与监控单元相连，输入端滤波器依次与低噪放单元的放大器、耦合器、放大器、压控衰减器、放大器、数控衰减器、放大器相连，最后一放大器输出端与功放单元相连。

所述的功放单元由压控衰减器、放大器、驱放、功放管、耦合器、环形器、二个检波器、单片机、RS485接口电路组成，单片机分别与RS485接口电路、压控衰减器、二个检波器相连，功放单元通过RS485接口电路与监控单元相连，低噪放单元的输出端依次与压控衰减器、放大器、驱放、功放管、耦合器、环形器相连，一检波器与耦合器相连，另一检波器与环形器相连。

该直放站设备信号链路共有四个单元组成，分别是二个滤波器、低噪放单元、功放单元，输入端滤波器的作用是抑制带外干扰信号，防止强的干扰信号阻塞直放站的低噪放单元，使设备不能正常放大；低噪放单元的作用是对输入的较弱的移动多媒体广播电视信号进行放大，并实现一定电平输出，其内置自动电平控制单元，保证信号不会经过低噪放之后出现失真。输出端滤波器的作用是滤除功放单元产生的谐波、互调等各种杂散信号以免对其他通信设备造成影响；功放单元采用线性化设计，保证功放单元具有优异的高线性，可以实现各种制式，各种高阶调制方式信号的无失真放大。

供电单元为整机其他单元供电；液晶显示单元用于显示设备的工作状态、告警指示等；监控单元负责监控整机设备的工作状况，通过监控可以设置直放站的增益、功率等，可以通过调制解调单元和天线与运营商的网管进行联系，将直放站的工作状态数据上传给网管，同时将网管下发的指令转发到低噪放单元、功放单元等，执行相应的操作。监控单元和低噪放单元、功放单元之间的通信RS485接口电路进行通信，其协议遵循公司内部的协议；控制输入单元可以采用232接口电路与监控单元相连，也可以采用按键式的控制输入方式与监控单元相连进行操作。低噪放单元、功放单元的对外接口采用RS485接口。

该直放站包含有一个GSM或CDMA或其他3G制式的调制解调单元(MODEM)，可以实现短信或GPRS实时监控和远程通信功能，实时检测设备的工作状况，可以将设备工作是否正常、电源是否告警、设备是否自激各种信息及时上传给运营商，极大的方便了运营商对移动多媒体广播电视信号直放站设备的监管，另外设备出现问题后，通过短信将故障信息发送到设备提供商的运维人员手机上，运维人员可以及时的对设备故障进行维修。

该直放站具有强大功能：

1、具有自动增益控制(AGC)功能：根据接收到信号强度的大小，自动调节系统增益，使系统的输出功率达到系统额定功率，以保证在高速运动中系统能正常工作，在隔离度不够的情况下可以自动调整设备增益避免出现自激。

2、自动电平控制(ALC)功能：该功能可以有效的防止输入信号过大时，功放单元的输出功率会不断增加，最终损坏功放，可以有效的保护功放单元和设备的正常工作。

3、增益数控调节功能：通过低噪放单元的单片机的I/O口，输出不同的高低电平，可以实现直放站增益的精确调整，做到1dB步进，共有30dB的调节范围，远远可以满足设备的增益调节需要。

4、液晶显示功能：完善的工作状态指示，包括当前的设备增益、输出功率等，工程开通时提醒工程人员隔离度是否满足要求，不符合要求的会显示出来让工程人员调整施主天线和重发天线的隔离度；在有故障告警的情况下，液晶面板可以显示故障类型，便于工程人员尽快进行故障定位。

本发明具有如下特点：1、选择性好，可以很好的抑制带外干扰信号同时又保证有很小的杂散，以免对其他通信系统造成影响。2、优异的线性指标可以满足CMMB和T-MMB制式高阶调制要求，保证信号无失真的放大。3、采用单元化模块化设计，通过更换不同的模块单元，可以很容易进行U波段和S波段移动多媒体广播电视信号直放站设备的更换和升级，最大限度的保护运营商的利益。4、采用液晶面板指示，操作简单，同时就有完善的监控告警保护功能：比如可以消除自激，并提醒用户隔离度不够增加隔离度；可以提供电源故障告警、过功率保护等。具有完善的现场调测、远程监控及网络管理功能，对设备可实施无人值守的维护操作，同时可根据需要进行协议升级。

附图说明

图1为本发明的组成连接框图。

图2为本发明的低噪放单元的原理框图。

图3为本发明的功放单元的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，移动多媒体广播电视信号的直放站，包含供电单元、液晶显示单元、监控单元、控制输入单元、调制解调单元、天线、二个滤波器、低噪放单元、功放单元，其特征在于：监控单元分别与供电单元、液晶显示单元、控制输入单元、调制解调单元、低噪放单元、功放单元相连，信号输入端口依次与输入端滤波器、低噪放单元、功放单元、输出端滤波器相连，调制解调单元与天线相连，供电单元为监控单元、低噪放单元、功放单元供电。

移动多媒体广播电视信号通过施主天线引入后，进入输入端滤波器，进行滤波，根据对带外信号抑制度的不同要求，该滤波器既可以采用介质滤波器也可以采用腔体滤波器。经过滤波器滤波器后，纯净的移动多媒体广播电视信号进入了低噪放单元，如图2所示，所述的低噪放单元由四个放大器、耦合器、压控衰减器、数控衰减器、检波器、单片机、RS485接口电路组成，单片机分别与RS485接口电路、压控衰减器、数控衰减器、检波器相连，检波器另一端与耦合器相连，低噪放单元通过RS485接口电路与监控单元相连，输入端滤波器的输出端依次与低噪放单元的放大器、耦合器、放大器、压控衰减器、放大器、数控衰减器、放大器相连，最后一级放大器输出端与功放单元相连。低噪放单元共有四个放大器，考虑到宽带的要求，我们选用了一些宽带放大器，四个放大器依次是ASL13W、BG13D、ASW215、ASW313，根据整机增益的大小，可以增减放大器的个数。耦合器是一个15dB的定向耦合器1D1304-15，用来耦合输入信号，将耦合信号送入检波器，该检波器采用analog公司的真值对数检波器AD8362或AD8361进行真值rms检波，保证信号检测的准确性，将射频信号变成电压信号后再进行电压信号放大，并送入单片机中记录输入信号功率的大小。单片机同时还和压空衰减器相连，根据功放单元检测的输出功率大小决定是否进行压控衰减，该压控衰减器采用HSMS-3866，该器件插损小，动态范围大，可以有效的防止直放站设备出现自激。数控衰减器采用HMS274，可以允许最大有31dB的增益调节范围，通过单片机进行控制衰减的多少，完全可以满足设备需求。单片机RS485接口电路与监控单元相连，实现与监控单元的RS485通信。低噪放单元可以通过更换不同的放大器，可以放大S波段信号，或者放大U波段信号，通过放大器的增减可以实现不同的增益。

经过低噪放单元后，信号进入功放单元，如图3所示，所述的功放单元由压控衰减器、放大器、二个驱放、功放管、耦合器、环形器、二个检波器、单片机、RS485接口电路组成，单片机分别与RS485接口电路、压控衰减器、二个检波器相连，功放单元通过RS485接口电路与监控单元相连，低噪放单元的输出端依次与压控衰减器、放大器、二个驱放、功放管、耦合器、环形器相连，一检波器与耦合器相连，另一检波器与环形器相连。通过选取不同的放大器可以实现不同的功率输出，实现U波段或S波段的信号放大，可以实现从20dBmd到43dBm的不同功率输出，完全可以满足不同的覆盖要求应用要求。功放单元还有二个检波器，分别负责对功放单元的前向输出和反射功率进行检波，并将检波的大小通过单片机，再通过压控衰减器来实现自动功率电平控制ALC。单片机通过RS485接口电路与监控单元相连，将功放单元的功率检测情况向监控单元汇报。

监控单元根据低噪放单元检测的输入信号及功放单元检测的输出信号大小进行判断设备是否出现自激，并通过内部的判断运算通过液晶显示单元给出工程调试指示，通过检测的输入信号的大小可以提示工程人员施主信号是否满足要求，进而调整天线的位置。

另外在实际工程应用中，该直放站还可以进行隔离度检测，断开低噪放单元和功放单元之间的射频连接线，通过在功放单元的入口位置加入一个带内信号，经过功放单元放大后，通过重发天线发出去，信号的大小通过检波器可以知道大小，在低噪放单元中，因为有一个检波器可以检测到输入信号的大小，通过两者的差值就可以知道施主天线和重发天线的隔离度，可以很方便的为工程开通人员提供指示，调整天线的位置或增加隔离度。

调制解调单元可以是一个GSM或CDMA或其他3G制式的MODEM，可以实现短信或GPRS实时监控和远程通信功能，极大的方便了运营商对移动多媒体广播电视信号直放站设备的监管，同时也便于设备供应商对其直放站设备提供高效的运维服务功能

表1是本发明的系列移动多媒体广播电视信号直放站设备指标，可以满足不同的工程和应用需求。

表1移动多媒体广播电视信号直放站设备指标

项目	指标	备注
			工作频率范围(MHz)	470-860	任选一段
工作带宽(MHz)	8	可以定制
			额定输出功率(dBm)	/20/27/30/33/37/39/40/43	任选一种，或可以定制
ALC控制(dB)	≥20
			增益调整范围(dB)	0-31/1dB步进
最大增益(dB)	60～90dB±3	可以定制
			功放线性ACPR(dBc)	≤-45	可以定制
带内波动(dB)	≤±0.5
			噪声系数(dB)	≤5
杂散发射(dB)	≤-36/100KHz
			端口驻波	≤1.4
工作电压V	AC220±10％	可以定制
			额定功耗W	(根据功率级别而定)
环境温度℃	-25～+55(室外)5～+40室内)
			相对湿度％	0～95
监控功能	满足运营方要求

Claims (1)

1.移动多媒体广播电视信号的直放站，包含供电单元、液晶显示单元、监控单元、控制输入单元、调制解调单元、天线、二个滤波器、低噪放单元、功放单元，其特征在于：监控单元分别与供电单元、液晶显示单元、控制输入单元、调制解调单元、低噪放单元、功放单元相连，信号输入端口依次与输入端滤波器、低噪放单元、功放单元、输出端滤波器相连，调制解调单元与天线相连，供电单元为监控单元、低噪放单元、功放单元供电；所述的低噪放单元由四个放大器、耦合器、压控衰减器、数控衰减器、检波器、单片机、RS485接口电路组成，单片机分别与RS485接口电路、压控衰减器、数控衰减器、检波器相连，检波器另一端与耦合器相连，低噪放单元通过RS485接口电路与监控单元相连，输入端滤波器的输出端依次与低噪放单元的第一级放大器、耦合器、第二级放大器、压控衰减器、第三级放大器、数控衰减器、最后一级放大器相连，最后一级放大器输出端与功放单元相连；所述的功放单元由压控衰减器、放大器、驱放、功放管、耦合器、环形器、二个检波器、单片机、RS485接口电路组成，单片机分别与RS485接口电路、压控衰减器、二个检波器相连，功放单元通过RS485接口电路与监控单元相连，低噪放单元的输出端依次与压控衰减器、放大器、驱放、功放管、耦合器、环形器相连，一检波器与耦合器相连，另一检波器与环形器相连。

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