CN101640950B - 可变带宽移频选频数字直放站 - Google Patents

Abstract

一种可变带宽移频选频数字直放站，包括基站、接入机、远端机，接入机包括依次下行连接的下行双功器、步进衰减器、下行移频器、功率放大器、上行双功器及依次上行连接的低噪放大器、上行移频器、下行双功器，上、下行移频器中均固化了变频程序；远端机包括下行依次连接的下行双功器、下行低噪功放、下行数字移频选频模块、下行压扩移频单元、下行功放及依次上行连接的上行双功器、上行低噪功放、上行数字移频选频模块、上行压扩移频单元、上行功放，上、下行数字移频选频模块中固化了移频选频程序。本发明通过变频程序及移频选频程序实现控制带宽的目的，使得本数字直放站噪声抑制能力强、频率干扰风险低。

Description

可变带宽移频选频数字直放站

技术领域

本发明涉及一种数字直放站，特别涉及一种应用于移动通信系统的可变带宽的移频选频数字直放站，属于移动通信技术领域。

背景技术

直放站是一种用于弥补移动网络中基站覆盖不足，扩大基站覆盖范围，填充覆盖盲区，解决基站覆盖范围内或基站覆盖边缘移动信号盲区的信号覆盖的一种极其有效的设备。

在移动通信网络中，蜂窝移动通信系统常常因地形、传输条件限制，不可避免地出现一些基站信号覆盖不到的盲区，在一般情况下常采用同频直放站(通常简称为“直放站”)，对需要覆盖的区域定向辐射以消除盲区或延伸基站的服务范围。由于技术的原因，常规的同频直放站存在以下几个问题：1、同频直放站常常能接收到多个基站的信号而形成干扰，而当两个基站之间的距离较近时，特别是现有的CDMA基站基本上都是与GSM共站的情况下，二者频率间隔仅20MHz，C网同频直放站干扰G网和C网基站、掉话和噪声的现象比较普遍；2、农村无线移动通讯是利用空中无线信道来通讯的，由于无线传播受地形地貌地物的影响较大，并且基站的数量和布放地点受到一定的限制，因此在移动通讯网络中存在有许多无线覆盖盲区或无线信号干扰区，造成移动用户不能接入、掉话或者通话质量降低；3、增益较高的同频直放站，施主天线和重发天线之间的隔离度要求很高，在实地安装时，特别在平坦地形时往往难以实现；4、重发天线只能采用定向辐射，站址要求设在覆盖区的边缘，这不仅给选址带来困难，而且影响覆盖范围和服务质量；5、在许多情况下，由于在所需覆盖的盲区边缘无法找到有足够信号强度的站址，同频直放站无法安装；6、在同频直放站的关键模块即模拟选频器成本高昂；7、传统的移频技术容易造成传输链路信号的干扰和频率资源的大量占用。现有技术中一种名称为“一种数字直放站及其自激对消方法和装置”、申请号为“200810217879.X”的发明专利公开了以下技术方案：该装置包括数字基带信号采集单元，用于采集并合并第一数字基带信号和第二数字基带信号，得到训练参考数字基带信号；估计器，用于根据训练参考数字基带信号进行收发器耦合信道的非线性模型估计，得到非线性滤波器的各个参数；非线性滤波器，用于根据得到的非线性滤波器的各个参数，对输入的第一数字基带信号进行自适应实时运算，得到反映收发器反馈信道的非线性信道特性的基带抵消信号；自激抵消单元，用于根据第一基带信号和基带抵消信号进行信号对消处理。该发明虽然对收发器反馈信道中的非线性特性进行了估计，从而有效的降低了干扰信号的影响，但只是能够达到较好的自激对消效果。而对移动用户不能接入、掉话或者通话质量降低的问题、站址选择困难问题、信号覆盖范围问题以及移频技术容易造成传输链路信号的干扰和频率资源的大量占用等问题还是未能得到根本解决。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种可改变带宽的移频选频数字直放站。

本发明的可变带宽移频选频数字直放站是通过以下技术方案实现的：

一种可变带宽移频选频数字直放站，包括基站、接入机、远端机，所述基站与接入机之间通过定向耦合器连接，所述接入机与远端机之间由中继链路无线连接，所述接入机包括接入机下行双功器，所述接入机下行双功器与步进衰减器连接，所述步进衰减器与下行移频器连接，所述下行移频器与接入机功率放大器连接，所述接入机功率放大器与接入机上行双功器连接，所述接入机上行双功器与接入机的中继天线连接，所述接入机上行双功器还与接入机低噪放大器连接，所述接入机低噪放大器与上行移频器连接，所述上行移频器还与接入机下行双功器连接，所述下行移频器与上行移频器中均固化了用于变化带宽的变频程序；所述远端机包括远端机下行双功器，所述远端机下行双功器与远端机下行低噪功放连接，所述远端机下行低噪功放与下行数字移频选频模块连接，所述下行数字移频选频模块与下行压扩移频单元连接，所述下行压扩移频单元与远端机下行功放连接，所述远端机下行功放与远端机上行双功器连接，所述远端机上行双功器与远端机上行低噪功放连接，所述远端机上行低噪功放与上行数字移频选频模块连接，所述上行数字移频选频模块与上行压扩移频单元连接，所述上行压扩移频单元与远端机上行功放连接，所述远端机上行功放还与远端机下行双功器连接，所述下行数字移频选频模块及上行数字移频选频模块中均固化了移频选频程序。

所述上行数字移频选频模块包括RF输入处理部分，所述RF输入处理部分与模数转换模块连接，所述模数转换模块与数字中频处理模块连接，所述数字中频处理模块与数模转换模块连接，所述数模转换模块连接RF输出处理部分，所述RF输入处理部分、模数转换模块、数字中频处理模块、数模转换模块、RF输出处理部分均与锁相环及时钟模块连接；所述上行数字移频选频模块中还设置了电源处理单元、模块主控单元及接口单元。

所述下行移频器与上行移频器之间及功率放大器与低噪放大器之间共同设置监控模块，所述下行移频器与上行移频器之间还设置一个锁相环及时钟模块。

所述远端机中的下行数字移频选频模块与上行移频选频模块之间也设置锁相环及时钟模块，所述上行数字移频选频模块、下行数字选频模块、下行功放及上行低噪功放均与监控系统连接。

本发明相对于现有技术所具有的有益效果：

1、本发明具有更高的噪声抑制能力，保证一拖多的实施：上行低噪功放保证了上行噪声抑制功能，保证本发明的上行链路在话务时隙空闲时无噪声功率的发射，也就避免了抬高基站上行接收机的底噪声电平，这一点在多台直放站并联使用时尤其重要；

2、本发明具有更优的性能指标：由于信号处理过程采用高性能的、固化了移频选频程序的数字移频选频模块，因而确保了可变带宽移频选频直放站系统具有更优越的性能指标；

3、本发明具有高效的过功率保护功能：过功率保护功能，保证数字直放站工作在正常的输出功率范围之内，不会产生过功率输出现象，避免了输出各类杂散信号对系统造成的干扰，本发明的数字处理过程及时、准确，能实现分时隙的过功率保护；

4、本发明具有上行链路话务统计功能：本发明可提供上行链路的话务统计功能，使客户可方便的统计单台移频选频设备每个载波所吸收的话务量，这样既可方便的掌握站点的使用效果，也可对设备投资进行定量的评估，还可在必要的时候对载波分配进行调度；

5、本发明更有效地提升了GPRS、EDGE数据速率：本发明中采用固化了移频选频程序的数字移频选频模块，保证了优越的信道选择方式，同时也减少了信道之间的干扰，提高了信号的C/I，致使移动通信中的数据业务速率得到了较大的提升；

6、本发明采用频率压扩单元，使原本带宽为24M的信号压缩在4~10M带宽上，大大减低了频率产生干扰的风险，并可节约大量的频率资源。

附图说明

图1为本发明的数字直放站示意图；

图2为本发明的数字直放站的接入机内部模块连接示意图；

图3为本发明的数字直放站的远端机内部模块连接示意图；

图4为本发明的图3中的数字移频选频模块内部模块连接示意图；

图5为本发明的带宽压扩原理图；

图6为本发明的实施例图。

具体实施方式

为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本发明的技术方案，现结合附图及实施例作进一步详尽地说明：

一种可变带宽移频选频数字直放站，如图1、图2及图3所示，包括基站1、接入机2、远端机3，基站1与接入机2之间通过定向耦合器4连接，接入机2与远端机3之间由中继链路无线连接，接入机2包括接入机下行双功器21，接入机下行双功器21与步进衰减器22连接，步进衰减器22与下行移频器24连接，下行移频器24与接入机功率放大器27连接，接入机功率放大器27与接入机上行双功器29连接，接入机上行双功器29与接入机中继天线30连接，接入机上行双功器29还与接入机低噪放大器28连接，接入机低噪放大器28与上行移频器25连接，上行移频器25还与接入机下行双功器21连接，下行移频器24与上行移频器25中均固化了用于变化带宽的变频程序；远端机3包括远端机下行双功器31，远端机下行双功器31与远端机下行低噪功放32连接，远端机下行低噪功放32与下行数字移频选频模块34连接，下行数字移频选频模块34与下行压扩移频单元37连接，下行压扩移频37单元与远端机下行功放39连接，远端机下行功放39与远端机上行双功器42连接，远端机上行双功器42与远端机上行低噪功放40连接，远端机上行低噪功放40与上行数字移频选频模块38连接，上行数字移频选频模块38与上行压扩移频单元35连接，上行压扩移频单元35与远端机上行功放33连接，远端机上行功放33还与远端机下行双功器31连接，远端机下行双功器31与远端机中继天线44连接，远端机上行双功器42与远端机重发天线43连接，下行数字移频选频模块34及上行数字移频选频模块38中均固化了移频选频程序。

进一步，上行数字移频选频模块38包括RF输入处理部分101，RF输入处理部分101与模数转换模块102连接，模数转换模块102与数字中频处理模块103连接，数字中频处理模块103与数模转换模块105连接，数模转换模块105连接RF输出处理部分106，RF输入处理部分106、模数转换模块102、数字中频处理模块103、数模转换模块105、RF输出处理部分106均与远端机锁相环及时钟模块104连接；上行数字移频选频模块38中还设置了电源处理单元107、模块主控单元108及接口单元109，下行数字移频选频模块34与上行数字移频选频模块38具有相同的内部结构，如图4所示。

进一步地，下行移频器24与上行移频器25之间及接入机功率放大器27与接入机低噪放大器28之间共同设置监控模块26，下行移频器24与上行移频器25之间还设置一个接入机锁相环及时钟模块23。

进一步地，远端机2中的下行数字移频选频模块34与上行数字移频选频模块38之间也与远端机锁相环及时钟模块36连接，上行数字移频选频模块38、下行数字移频选频模块34、远端机下行功放39及远端机上行低噪功放33均与监控单元41连接。

实施例：

如图5及图6所示，基站1与接入机2之间由定向耦合器4接入基站信号，也可以采用无线电磁波接收，其下行链路首先经过接入机下行双功器21，再由步进衰减器22将基站信号传输给一个固化了变频程序的下行移频器24，将下行的基站信号进行搬移，搬移目标频率范围为1700MHz～1900MHz，而且可调，再通过下行压扩移频单元37将基站信号进行压缩，压缩带宽范围为10M～4M可调，并将其移频压缩，然后通过接入机上行双工器29的接入机的中继天线30进行发射；远端机中继天线44接收到被压缩的信号，经过远端机下行双工器31，进入下行数字移频选频单元34对其进行数字中频处理，然后经过下行压扩移频单元37，将中继信号解压缩、然后变频，变为正常900M的GSM信号，再通过远端机下行功放39传输到远端机上行双功器42并通过重发天线43进行发射，经过前述一系列处理后的基站信号通过重发天线43发射出去后即可完全覆盖覆盖区5。

反之，上行的(890-915MHZ)信号是下行信号的逆过程。

如图6所示的是本发明的一个通道的实施例，模数转换模块102，数模转换模块105，第一本振110，第二本振111，第一数控本振112，第二数控本振113，下变频模块114，上变频模块115，选频滤波模块116。射频信号经过第一本振110转化成中频信号，再经过模数转换模块102转化为数字信号，随后通过下变频模块114及第一数控本振112从中频搬移到基带，经过选频滤波模块116选择有用信号，接着经过上变频模块115及第二数控本振113将基带信号搬移到中频，通过数模转换模块105进行转换，最后经第二本振111得到射频信号再传输至远端机3发射到覆盖区5。本发明可以上述实施例的多个通道进行带宽变化，最后实现对覆盖区5的不同频段的覆盖。

Claims (1)

1.一种可变带宽移频选频数字直放站，包括基站、接入机、远端机，所述基站与接入机之间通过定向耦合器连接，所述接入机与远端机之间由中继链路无线连接，所述接入机包括接入机下行双功器，所述接入机下行双功器与步进衰减器连接，所述步进衰减器与下行移频器连接，所述下行移频器与接入机功率放大器连接，所述接入机功率放大器与接入机上行双功器连接，所述接入机上行双功器与接入机的中继天线连接，所述接入机上行双功器还与接入机低噪放大器连接，所述接入机低噪放大器与上行移频器连接，其特征在于，所述上行移频器还与接入机下行双功器连接，所述下行移频器与上行移频器中均固化了用于变化带宽的变频程序；所述远端机包括远端机下行双功器，所述远端机下行双功器与远端机下行低噪功放连接，所述远端机下行低噪功放与下行数字移频选频模块连接，所述下行数字移频选频模块与下行压扩移频单元连接，所述下行压扩移频单元与远端机下行功放连接，所述远端机下行功放与远端机上行双功器连接，所述远端机上行双功器与远端机上行低噪功放连接，所述远端机上行低噪功放与上行数字移频选频模块连接，所述上行数字移频选频模块与上行压扩移频单元连接，所述上行压扩移频单元与远端机上行功放连接，所述远端机上行功放还与远端机下行双功器连接，所述下行数字移频选频模块及上行数字移频选频模块中均固化了移频选频程序；

所述上行数字移频选频模块包括RF输入处理部分，所述RF输入处理部分与模数转换模块连接，所述模数转换模块与数字中频处理模块连接，所述数字中频处理模块与数模转换模块连接，所述数模转换模块连接RF输出处理部分，所述RF输入处理部分、模数转换模块、数字中频处理模块、数模转换模块、RF输出处理部分均与锁相环及时钟模块连接；所述上行数字移频选频模块中还设置了电源处理单元、模块主控单元及接口单元；

所述下行移频器与上行移频器之间及功率放大器与低噪放大器之间共同设置监控模块，所述下行移频器与上行移频器之间还设置一个锁相环及时钟模块；

所述远端机中的下行数字移频选频模块与上行数字移频选频模块之间也设置锁相环及时钟模块，所述上行数字移频选频模块、下行数字移频选频模块、下行功放及上行功放均与监控系统连接。

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