CN101692748A - 一种移动通信中继系统及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信中继系统及通信方法，采用时分双工通信方式，包括移动通信基站、移动通信中继系统近端单元、远端单元，移动通信中继系统近端单元与远端单元之间的信号通过电话线传输，移动通信中继系统近端单元、远端单元均具有提取接受和发射信号的同步提取模块、第一下变频器、PCM编码器，经PCM编码器编码转成PCM信号经电话线传输至远端单元，近端单元还具有自动检测电话线频段频率的频带检测器，移动通信中继系统远端单元包括PCM解码器、将中频信号还原为高频通信信号的第一上变频器。本发明通过频带检测器检测电话线未使用频率以确定传输PCM信号的合适频段频率，从而使用本发明通信方法能使通信信号与其它信号一起共用电话线传输。

Description

一种移动通信中继系统及通信方法

技术领域

本发明涉及一种中继系统，尤其是涉及一种移动通信中继系统及通信方法。

背景技术

现有的建筑物和地下的移动通信的盲区是通过使用光纤或射频馈线传送中继信号以此达到覆盖信号盲区，然而使用这种方式传送中继信号需要安装光纤或射频馈线，如此就需要相对较多的安装费用，并且还存在安装耗时长的缺点。

现有的建筑物内一般均装有电话线，之前的电话线路只使用频率为4KHz的单纯语音信号，但是随着变解调技术的发展导入了DSL(DigitalSubscriber Line)数字用户线路后，电话线现已广泛应用于以Internet网络为核心的传输媒体。

然而，电话线在直接传输高频率的信号时会衰减过大，故频率较高的移动通信信号不适合直接用电话线传输。为了充分利用电话线，使分布于建筑物内部的电话线作为移动通信信号的传输线直接使用，于是研究出了一种中继装置，将诸如移动通信信号的高频率的信号通过中继装置转化为适合电话线传输的中频信号，然后再将通过电话线传输后的中频信号转化为高频率的移动通信信号供通信终端接收。

请参阅图1，其为现今使用电话线的超高速Internet服务，包括ADSL，VDSL，Home PNA等，都使用0～30MHz的频率，Home PNA3.0还使用了30MHz～50MHz的频率。然而现有技术的中继装置只是将高频率的移动通信信号转成中频信号，然后转成的中频信号是采用专用电话线传送移动信号。如此，还是需重新布线，施工也比较麻烦。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种移动通信中继系统及通信方法，能减少信号的损耗和衰减，并且所转化的信号能与其它电话信号一起共用电话线传输。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种移动通信中继系统，采用时分双工通信方式，包括一移动通信基站、移动通信中继系统近端单元、一移动通信中继系统远端单元，所述移动通信中继系统近端单元与远端单元之间的信号通过一电话传输线传输，其特征在于，所述移动通信中继系统近端单元具有提取接受和发射信号的第一同步提取模块、与第一同步提取模块连接并将所接受的高频通信信号转化成中频信号的第一下变频器、与第一下变频器连接的第一PCM编码器以及与第一PCM编码器连接的并自动选择以确定不同于电话线传输已采用频率的频段频率的频带检测器，所述转换成的中频信号经第一PCM编码器编码转成PCM信号经所述电话线传输至所述远端单元，所述移动通信中继系统远端单元包括第一PCM解码器、与第一PCM解码器连接的第一上变频器以及提取接受和发射信号的第二同步提取模块，所述经电话线传输后的PCM信号经第一PCM解码器解码还原为中频信号再经所述第一上变频器转化为高频通信信号。

其中，所述第一PCM编码器包括预滤波器、与预滤波器连接的一抽样器以及与抽样器连接的波形编码器，所述第一PCM解码器包括波形解码器、与波形解码器连接的一重建滤波器。

其中，所述移动通信中继系统近端单元包括第二上变频器，与第二上变频器连接的第二PCM解码器，所述与第一下变频器的输出端连接的第一PCM编码器和与第二上变频器输入端连接的第二PCM解码器均接有第一阻抗变换器，第一下变频器的输入端和第二上变频器的输出端接有第一收发时域器，所述第一收发时域器的输入端接有第一同步提取模块，并且第一收发时域器外接有天线，移动通信基站发射信号经移动通信中继系统的近端单元的传输信号的路径为：信号由天线接收到第一同步提取模块、第一收发时域器、第一下变频器、第一PCM编码器、然后到第一阻抗变化器，最后经阻抗变化器输出到所述电话传输线，并由电话传输线传输到所述移动通信中继系统的远端单元。

其中，所述移动通信中继系统远端单元包括第二下变频器，所述第一上变频器的输出端、第二下变频器的输入端均连接有第二收发时域器，与第一上变频器的输入端连接的第一PCM解码器、与第二下变频器的输出端连接的第二PCM编码器均连接一第二阻抗变换器，所述第一阻抗变换器与所述第二阻抗变换器之间由所述电话线连接，所述第二收发时域器接有天线，经电话线传输后的PCM信号经远端单元的传输路径为：第二阻抗变换器、第一PCM解码器、第一上变频器、第二收发时域器、天线；所述从移动终端到移动通信基站的信号的传输路径为：天线发射到第二收发时域器、第二下变频器、第二PCM编码器、第二阻抗变换器、电话线、第一阻抗变换器、第二PCM解码器、第二上变频器、第一收发时域器到天线接受。

其中，所述第一下变频器、第二上变频器均连接有一第一处理单元，所述第一处理单元连接有一所述频带检测器，所述频带检测器检测所述电话传输线未使用频段范围并将检测到的频段传输给第一处理单元，由第一处理单元控制所述第一下变频器或第二上变频器进行频率转换，所述第一上变频器、第二下变频器均连接有第二处理单元。

一种移动通信中继系统的通信方法，包括步骤：频带检测器自动检测电话线未使用的频段频率，并将电话线未使用的频段频率确定为转化为PCM信号的频率；下变频器将高频的通信信号转换为所述频带检测器所确定的频段频率的中频信号；中频信号经PCM编码转换成PCM信号；转换成的PCM信号经电话线传输后进行PCM解码以还原成中频信号。

其中，所述PCM编码转换成PCM信号步骤包括：将下变频器转换成的中频信号进行滤波；将滤波后的信号进行抽样采集；将抽样采集的信号进行量化、编码转换为PCM信号。

其中，所述PCM解码包括步骤：将所述PCM信号进行波形解码；将经过波形解码后的信号进行抽样保持、信号重建以及滤波还原为中频信号。

其中，包括步骤：经PCM解码后还原成的中频信号经上变频器转换为高频的通信信号。

本发明的有益效果是：区别于现有是采用专线来传送移动通信信号，而不能与其它信号(比如电话信号)一起共线传输的情况，本发明移动通信中继系统使用时分双工的通信方式，由第一同步提取模块提取所提取接受和发射信号，并经第一下变频器所接受的高频通信信号转化成中频信号经第一PCM编码器编码转成PCM信号经所述电话线传输至所述远端单元，所述第一PCM编码器还连接有自动选择电话线合适频段频率的频带检测器；所述移动通信中继系统远端单元包括第一PCM解码器、与第一PCM解码器连接的第一上变频器以及提取接受和发射信号的第二同步提取模块，所述经电话线传输后的PCM信号经第一PCM解码器解码还原为中频信号再经所述第一上变频器转化为高频通信信号，由天线发射出去；如此，本发明通过频带检测器自动选择电话线以确定合适频段的频率，并使用时分双工的通信方式，从而使用本发明的移动通信中继系统的通信方法能使通信信号与其它信号一起共用电话线传输，从而能有效的使资源最大化得到充分利用。

附图说明

图1是现有的电话线频段使用分布图；

图2是本发明移动通信中继系统的结构原理图；

图3是本发明移动通信中继系统-近端单元结构原理图；

图4是本发明移动通信中继系统-远端单元结构原理图；

图5是本发明移动通信中继系统的收发时域器的发送和接受信号的配置图；

图6是本发明移动通信中继系统的下变频器的结构原理图；

图7是本发明移动通信中继系统的上变频器的结构原理图；

图8是本发明移动通信中继系统的通信方法部分流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图2，其为本发明移动通信中继系统的结构原理图，包括一移动通信基站101、一移动通信中继配置102、电话线103、移动广播设备104以及一移动通信终端如移动电话105。所述移动通信基站101发出高频率的移动通信信号，移动通信中继配置102将获得的移动通信频段信号转换为电话线所传输的频段信号即PCM信号，转换后的PCM信号通过电话线103传送至移动广播设备104，通过移动广播设备104处理后转化为移动通信频段信号并传送至移动电话105上。相反，当移动通信终端如移动电话105发出高频的移动通信信号后，移动通信信号经移动广播设备104接收并处理转化为适合电话线传输的PCM信号并经电话线传送到移动通信中继配置102，移动通信中继配置102将接收到的PCM信号转化成移动通信信号并发送给移动通信基站101接收。

请参阅图3，其为本发明移动通信中继系统近端单元的结构图，所述移动通信中继系统近端单元设置在所述移动通信中继配置102中。移动通信中继系统近端单元包括一天线201、与天线201连接的一第一同步提取模块202，所述第一同步提取模块202的输出端连接第一收发时域器203，第一收发时域器203的输出端连接有一第一下变频器204、与第一下变频器204的输出端连接有第一PCM编码器、该第一PCM编码器连接有一第一阻抗变换器206、所述第一收发时域器203的输出端与第一阻抗变换器206的输出端之间还连接有一第二上变频器205，所述第二上变频器205的输入端连接有第二PCM解码器、所述第二上变频器205、第一下变频器204均与第一处理单元208连接，第一处理单元208还连接有一自动检测电话线所未使用的频段频率从而确定转换为PCM信号的频段频率的频带检测器207。

请参阅图4，其为本发明移动通信中继系统远端单元的结构图，所述移动通信中继系统远端单元设置在所述移动广播设备104中。移动通信中继系统远端单元包括一第二阻抗变换器301、与第二阻抗变换器301连接有一第一PCM解码器、与第一PCM解码器连接的第一上变频器302、第一上变频器302的输出端连接有一第二收发时域器303，所述第二阻抗变换器301的输出端与所述第二收发时域器303的输入端之间还连接有一第二下变频器304，该第二下变频器304的输出端连接有一第二PCM编码器，一第二处理单元306与所述第一上变频器302、第二下变频器304均连接，所述第二收发时域器303还连接有一第二同步提取模块305、第二同步提取模块305外接天线307。

请参阅图6，所述第一、第二下变频器204、304均具有一混频器501、一本振502、一滤波器503以及一可变增益增幅器504。天线201、307接收或发射移动通信信号并分别经第一、第二同步提取模块202、305提取移动通信信号所承载的帧信号并传送到第一、第二下变频器204、304，经过混频器501与本振502发生的本振信号进行混频为中频信号，经过混频器501混频后的中频信号经过滤波器503进行滤除带外信号后，再经过可变增益增幅器504进行信号放大，然后经第一阻抗变换器206转化及第一PCM编码器编码变换为适合电话线路传输的PCM信号并经电话线传输出去。

请参阅图7，所述第二上变频器205与所述第一下变频器204具有相同的结构，包括混频器601、本振602、SAW声表603以及可变增益增幅器604。通过电话线路传输的PCM信号经第一、第二阻抗变换器206、301变化为适当的信号传送到第二、第一上变频器205、302经混频器601并与本振602产生的本振信号混频后得到中频信号，获得的中频信号通过SAW声表603滤除带外信号，再通过可变增益增幅器604对在变频过程中衰减的信号进行放大，并由第二阻抗变换器301变化到适合移动通信信号传输的频带信号并经移动通信基站发射出去。

请参阅图3至图7，所述移动通信基站101上设置有执行发射和接收无线电波的所述天线201，第一同步提取模块202提取所述天线201发射或传输的电磁波信号所承载的帧信号，同时将提取的帧信号分离出发送控制信号和接收控制信号分别控制第一收发时域器203中的接收、发射开关的导通。当天线201发射信号，第一同步提取模块202提取到发射控制信号，发射控制信号就控制天线口401与发射接口402导通，当天线201接收信号，第一同步提取模块202提取到接收控制信号，接收控制信号就控制天线口401与接收接口403导通。

天线发射高频移动通信信号时，由第一同步提取模块202提取天线发射的电磁波信号所承载的帧信号并传送于第一收发时域器203后到第一下变频器204进行转换，所述第一下变频器204将所述高频信号转换为中频信号，在转化为中频信号的同时能适当的弥补电话线传输所引起的损耗。所述第一下变频器204在转换成中频信号后经过第一PCM编码器编码以及第一阻抗变换器206变换转换为适合电话线传输的PCM信号。所述频带检测器207检测电话线未使用的频段频率从而以确定PCM信号用电话线传输的合适的使用频段频率，并在0～100MHz频段范围内进行测试。频带检测器207将检测到的适合电话线传输频率的频段信号传输给第一处理单元208处理并经第一处理单元208控制所述第一下变频器204转换成中频信号。

通过电话线路传输后的PCM信号经第一PCM解码器解码并经第二阻抗变换器301进行阻抗转换放大，经第一上变频器302转换为移动通信频段频率的信号。转换成的移动通信频段频率的信号经第二收发时域器303控制接收接口403与天线口401连通，然后经天线307发射出去，移动终端如移动电话105就接收到来自天线307发射出的信号。

而所述移动终端的通信频段的信号则经所述第二下变频器304转化成中频信号，中频信号再经第二PCM编码器编码后传输向所述通信中继系统近端单元，经所述通信中继系统近端单元的第一阻抗变化器206进行信号转化及第二PCM解码器解码并由第二上变频器205转化为高频的移动通信信号由天线201发射出。

所述第二同步提取模块305通过处理传输和接收帧信号的能力来周期改变执行控制第二收发时域器303中的发射接口402和接收接口403的开关状态。所述第一阻抗变换器206与所述第二阻抗变换器301的阻抗值是不相同的，其中第一阻抗变换器206的阻抗值为50欧姆，第二阻抗变换器301的阻抗值是120欧姆。

请参阅图8，其为本发明移动通信中继系统由中频信号转化成PCM信号和由PCM信号转化成中频信号的通信方法原理框图，包括将中频信号通过第一PCM编码器编码转换成PCM信号通过电话线传输和将通过电话线传输后的PCM信号通过第一PCM解码器解码还原为中频信号两阶段。所述PCM编码阶段包括由第一下变频器204转化成的中频信号经预滤波器滤除其它杂波，然后经抽样器进行采样并将采样后的信号由波形编码器量化、编码转化成PCM信号以适合电话线传输。所述PCM解码阶段包括通过电话线传输后的PCM信号再由波形解码器进行解码，然后经重建滤波器抽样保持和低通滤波还原为原来的中频信号并传送至第一上变频器302进行频率转换，转换成高频的移动通信信号由天线发射出。

所述移动通信中继系统的近端单元和远端单元均采用双工的信号传输形式，所述移动电话105与移动通信基站101之间的反向信号与上述移动通信基站101与移动电话105之间的前向信号是相同的，在此不再赘叙。

区别于现有技术是采用未使用的电话线或直接使用专线来传送移动信号，而不能与其它信号(比如电话信号)一起同时共线传输的情况，本发明移动通信中继系统包括一移动通信中继系统近端单元和一远端单元，所述移动通信中继系统近端单元连接在电话线的一端，所述移动通信中继系统远端单元连接在电话线的另一端，所述近端单元具有频带检测器，能自动选择电话线合适频段的频率，如此移动通信中继系统近端单元就能将移动通信信号转化为适合电话线传输的PCM信号，经过电话线传输的PCM信号经移动通信中继系统远端单元转化为移动通信信号，由天线发射出去，如此移动通信信号就可以和其它信号比如电话信号一起用电话线共线传输。

综上所述，本发明移动通信中继系统的下变频器能将高频的移动通信信号转换成中频信号同时中频信号通过PCM编码转换成PCM信号就可以和其它信号(比如电话信号)一起通过电话线共线传输，通过电话线传输后PCM信号通过PCM解码还原为中频信号并由上变频器转换为高频信号由天线发射出去。本发明通过频带检测器自动选择电话线合适频段的频率，并使用时分双工的通信方式，从而使用本发明的移动通信中继系统的通信方法能使通信信号与其它信号比如电话信号、传真信号等一起共用电话线传输，从而能有效的使资源最大化得到充分利用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动通信中继系统，采用时分双工通信方式，包括一移动通信基站、移动通信中继系统近端单元、一移动通信中继系统远端单元，所述移动通信中继系统近端单元与远端单元之间的信号通过一电话传输线传输，其特征在于，所述移动通信中继系统近端单元具有提取接受和发射信号的第一同步提取模块、与第一同步提取模块连接并将所接受的高频通信信号转化成中频信号的第一下变频器、与第一下变频器连接的第一PCM编码器以及与第一PCM编码器连接的并自动选择以确定不同于电话线传输已采用频率的频段频率的频带检测器，所述转换成的中频信号经第一PCM编码器编码转成PCM信号经所述电话线传输至所述远端单元，所述移动通信中继系统远端单元包括第一PCM解码器、与第一PCM解码器连接的第一上变频器以及提取接受和发射信号的第二同步提取模块，所述经电话线传输后的PCM信号经第一PCM解码器解码还原为中频信号再经所述第一上变频器转化为高频通信信号。

2.根据权利要求1所述的移动通信中继系统，其特征在于，所述第一PCM编码器包括预滤波器、与预滤波器连接的一抽样器以及与抽样器连接的波形编码器，所述第一PCM解码器包括波形解码器、与波形解码器连接的一重建滤波器。

3.根据权利要求2所述的移动通信中继系统，其特征在于，所述移动通信中继系统近端单元包括第二上变频器，与第二上变频器连接的第二PCM解码器，所述与第一下变频器的输出端连接的第一PCM编码器和与第二上变频器输入端连接的第二PCM解码器均接有第一阻抗变换器，第一下变频器的输入端和第二上变频器的输出端接有第一收发时域器，所述第一收发时域器的输入端接有第一同步提取模块，并且第一收发时域器外接有天线，移动通信基站发射信号经移动通信中继系统的近端单元的传输信号的路径为：信号由天线接收到第一同步提取模块、第一收发时域器、第一下变频器、第一PCM编码器、然后到第一阻抗变化器，最后经阻抗变化器输出到所述电话传输线，并由电话传输线传输到所述移动通信中继系统的远端单元。

4.根据权利要求3所述的移动通信中继系统，其特征在于，所述移动通信中继系统远端单元包括第二下变频器，所述第一上变频器的输出端、第二下变频器的输入端均连接有第二收发时域器，与第一上变频器的输入端连接的第一PCM解码器、与第二下变频器的输出端连接的第二PCM编码器均连接一第二阻抗变换器，所述第一阻抗变换器与所述第二阻抗变换器之间由所述电话线连接，所述第二收发时域器接有天线，经电话线传输后的PCM信号经远端单元的传输路径为：第二阻抗变换器、第一PCM解码器、第一上变频器、第二收发时域器、天线；所述从移动终端到移动通信基站的信号的传输路径为：天线发射到第二收发时域器、第二下变频器、第二PCM编码器、第二阻抗变换器、电话线、第一阻抗变换器、第二PCM解码器、第二上变频器、第一收发时域器到天线接受。

5.根据权利要求4所述的移动通信中继系统，其特征在于，所述第一下变频器、第二上变频器均连接有一第一处理单元，所述第一处理单元连接有一所述频带检测器，所述频带检测器检测所述电话传输线未使用频段范围并将检测到的频段传输给第一处理单元，由第一处理单元控制所述第一下变频器或第二上变频器进行频率转换，所述第一上变频器、第二下变频器均连接有第二处理单元。

6.一种移动通信中继系统的通信方法，其特征在于：

频带检测器自动检测电话线未使用的频段频率，并将电话线未使用的频段频率确定为转化为PCM信号的频率；

下变频器将高频的通信信号转换为所述频带检测器所确定的频段频率的中频信号；

中频信号经PCM编码转换成PCM信号；

转换成的PCM信号经电话线传输后进行PCM解码以还原成中频信号。

7.根据权利要求6所述的移动通信中继系统的通信方法，其特征在于，所述PCM编码转换成PCM信号的步骤包括：

将下变频器转换成的中频信号进行滤波；

将滤波后的信号进行抽样采集；

将抽样采集的信号进行量化、编码转换为PCM信号。

8.根据权利要求7所述的移动通信中继系统的通信方法，其特征在于，所述PCM解码包括步骤：

将所述PCM信号进行波形解码；

将经过波形解码后的信号进行抽样保持、信号重建以及滤波还原为中频信号。

9.根据权利要求8所述的移动通信中继系统的通信方法，其特征在于，包括步骤：

经PCM解码后还原成的中频信号经上变频器转换为高频的通信信号。

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