CN102546029B - 移动多媒体广播的光纤直放站及其信号发射系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站，包括顺次连接的光-电转换装置、滤波器、低噪放模块、中频处理模块、功放模块和滤波器，光信号通过光纤进入光-电转换装置，将光信号转化为射频信号，送入滤波器，由其滤除移动通信频段的信号，选出有用的CMMB信号，再送入低噪放模块进行放大，再送入中频处理模块进行处理后，经功放放大并经再次滤波后输出。本发明还公开了光纤直放站的发射系统。本发明所述设备及其整个发射系统解决了收发隔离难度大的问题，具有施工容易、无自激、可全向或定向覆盖、覆盖范围大、投资成本低的优点。

Description

移动多媒体广播的光纤直放站及其信号发射系统

技术领域

本发明涉及移动多媒体广播的技术领域，具体说是一种与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站及其信号的发射系统。

背景技术

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting的缩略语简称，意为中国移动多媒体广播。CMMB主要面向手机、PDA等小屏幕便携手持终端以及车载电视等终端提供广播电视服务。移动多媒体广播CMMB是由中国自己制定的广播式手机电视标准，其信号覆盖方式主要是通过发射基站进行大范围室外覆盖，通过无线同频直放站进行补点及盲区覆盖。

发射基站覆盖采用光纤或微波方式传输码流，在高处建设机房和发射塔，由GPS接收机提供基准时钟同步，码流经调制并放大后由发射塔顶端的天线发射出来。无线同频直放站覆盖是通过空中耦合信号并放大重发的方式，如图1，在覆盖区边缘建设简易机房，由位于高处的定向天线接收空中的CMMB信号并送入无线直放站进行放大，再由定向发射天线覆盖至待覆盖区域。无线同频直放站覆盖不对信号进行转换，只是透明传输，将引入的射频信号放大后再由发射天线发射出来。用射频同轴电缆完成直放站设备和天线之间的信号传输。

无线同频直放站的优点是选址较容易，机房建设难度较低，无需GPS同步，配套设施较为简单，建设周期短，投资成本低。但其存在如下缺点：同频放大收发天线隔离难，容易自激，受收发隔离限制，无法采用大功率直放站，覆盖范围小且只能定向覆盖。其中主要缺点是同频转发收发隔离难度大，只能进行小范围定向扇形覆盖；同时需建设简易机房，解决供电、防雷、接地等问题。因此其对现场条件要求较高，应用范围受限，对需全向覆盖或需大范围覆盖的区域无法实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决收发隔离难度大的问题，且施工容易、无自激、可全向或定向覆盖、覆盖范围大、投资成本低的与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站。

本发明通过下述技术方案来实现。

一种与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站，其特征在于：所述与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站输入为光信号，输出为射频信号，光纤直放站包括顺次连接的光-电转换装置、滤波器、低噪放模块、中频处理模块、功放模块和滤波器，光信号通过光纤进入光-电转换装置，将光信号转化为射频信号，送入滤波器，由其滤除移动通信频段的信号，选出有用的CMMB信号，再送入中频处理模块进行处理后，经功放电路放大并经再次滤波后输出，所述中频处理模块由下变频、中频滤波、上变频三个部分构成，其主要作用是将CMMB信号频率由UHF频段降频至中频频段，进行更彻底、干净的滤波，经滤波后的中频信号再次变回到UHF频段。

所述低噪放模块包括顺次电路连接的低噪声放大单元、ALC控制单元、增益调节单元和第二级放大单元，ALC控制单元上设有外接控制接口，其中低噪声放大单元用于满足CMMB 470-800MHz全频段的放大，提供较低的噪声系数和良好的带内平坦度，所述ALC控制单元由外接控制接口控制，当功放模块的功率检测和控制单元检测到输出功率过大时，则会发出相应的控制信号，通过外接控制接口传达至ALC控制单元，使其发生作用，以保持功放模块的输出功率恒定不变，所述增益调节单元用于增益调节，以保证整机增益为合适的范围，所述第二级放大单元为增益放大单元，提供较宽的带宽和良好的带内平坦度。

所述中频处理模块包括第一混频单元、第一级放大单元、中频滤波单元、第二级放大单元和第二混频单元及第一本振单元和第二本振单元，第一本振单元与第一混频单元电路连接，第二本振单元与第二混频单元电路连接，第一混频单元与第一级放大单元电路连接，第一级放大单元与中频滤波单元电路连接，中频滤波单元与第二级放大单元电路连接，第二级放大单元与第二混频单元电路连接，其中第一混频单元由第一本振单元产生的本振信号和CMMB信号进行混频，将CMMB信号变频为中频频率信号，所述第一级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述中频滤波单元将中频信号进行彻底、干净的滤波处理，所述第二级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述第二混频单元由第二本振单元产生的本振信号和中频信号进行混频，将CMMB中频信号重新变频为原频率信号。

所述功放模块包括推动放大单元、功放单元及功率检测和控制单元，所述推动放大单元将CMMB信号进行增益和功率放大，所述功放单元将信号功率放大至目标值，并最终送入天馈系统输出，所述功率检测和控制单元通过耦合功率的方式并通过软件计算输出功率值，同时根据实际输出功率情况发出相应的控制信号，以达到恒定输出功率的目的。

所述光纤直放站输入光纤波长1.55μm/1.31μm，输出频率范围470～798MHz，最大增益≥60dB，增益调节范围≥30dB，自动电平控制≥30dB，输出电压驻波比≤1.5，带内平坦度±0.5dB(fc±3.756MHz)8M带宽，传输时延≤5μs，噪声系数≤5dB，杂散辐射≤-36dBm。

本发明还提供了一种发射前述与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站的发射系统，其特征在于：所述发射系统包括光发射机、光缆、光分路或光耦合器、移动多媒体广播光纤直放站和发射天线。光发射机将移动多媒体广播射频信号转换成光信号并混入移动通信光网络，到达移动通信基站后由光分路或光耦合器取出一部分光信号，由光纤直放站转换成射频信号并放大后再由发射天线发射出来。

本发明与现有技术相比具有以下优点。

采用本发明所述技术方案，将CMMB射频信号通过光发射机转换成光信号并混入移动通信光纤，到达移动通信基站后由光分路或光耦合器取出一部分光信号，由光纤直放站的光接收机转换成射频信号并放大后再由定向或全向天线发射出来。本发明由于引入的是光纤信源，即CMMB光纤直放站其信号输入为光信号，输出为射频信号。不存在同频覆盖需收发隔离的问题，受环境因素影响小，能进行定向或全向覆盖，也可用大功率进行大面积或大范围的同频覆盖。

本发明与移动通信共用基站的CMMB光纤直放站发射系统其与移动通信共用光缆传输信号，因此不需要再重新铺设光缆，省却了许多环节，并大量节约了成本。

本发明与移动通信共用基站的CMMB光纤直放站发射系统其与移动通信基站共享基站资源，包括机房、铁塔、供电、防雷、接地等设施，不仅能有效节约投资成本，也缩短了工程建设周期。

本发明所述设备及其整个发射系统解决了收发隔离难度大的问题，具有施工容易、无自激、可全向或定向覆盖、覆盖范围大、投资成本低的优点。

附图说明

图1为现有技术无线同频直放站覆盖原理框图；

图2为本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站原理方框图；

图3为本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站之发射系统原理框图；

图4为本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站之低噪放模块原理方框图；

图5为本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站之中频处理模块原理方框图；

图6为本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站之功放模块原理方框图。

具体实施方式

下面对本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站作进一步详细描述。

如图2，本发明与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站，其输入为光信号，输出为射频信号，光纤直放站包括顺次连接的光-电转换装置、滤波器、低噪放模块、中频处理模块、功放模块和滤波器，光信号通过光纤进入光-电转换装置，将光信号转换为射频信号，送入滤波器，由其滤除移动通信频段的信号，选出有用的CMMB信号，再送入低噪放模块进行放大，再送入中频处理模块进行处理，经功放电路放大并经再次滤波后输出，所述中频处理模块由下变频、中频滤波、上变频三个部分构成，其主要作用是将CMMB信号频率由UHF频段降频至中频频段，进行更彻底的滤波，经滤波后的中频信号再次变回到UHF频段。

如图4，低噪放模块包括顺次电路连接的低噪声放大单元、ALC控制单元、增益调节单元和第二级放大单元，ALC控制单元上设有外接控制接口，其中低噪声放大单元用于满足CMMB 470-800MHz全频段的放大，提供较低的噪声系数和良好的带内平坦度，ALC控制单元由外接控制接口控制，当功放模块的功率检测和控制单元检测到输出功率过大时，则会发出相应的控制信号，通过外接控制接口传达至ALC控制单元，使其发生作用，以保持功放模块的输出功率恒定不变，所述增益调节单元用于增益调节，以保证整机增益为合适的范围，所述第二级放大单元为增益放大单元，提供较宽的带宽和良好的带内平坦度。

如图5，中频处理模块包括第一混频单元、第一级放大单元、中频滤波单元、第二级放大单元和第二混频单元及第一本振单元和第二本振单元，第一本振单元与第一混频单元电路连接，第二本振单元与第二混频单元电路连接，第一混频单元与第一级放大单元电路连接，第一级放大单元与中频滤波单元电路连接，中频滤波单元与第二级放大单元电路连接，第二级放大单元与第二混频单元电路连接，其中第一混频单元由第一本振单元产生的本振信号和CMMB信号进行混频，将CMMB信号变频为中频频率信号，所述第一级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述中频滤波单元将中频信号进行彻底、干净的滤波处理，所述第二级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述第二混频单元由第二本振单元产生的本振信号和中频信号进行混频，将CMMB中频信号重新变频为原频率信号。

如图6，功放模块包括推动放大单元、功放单元及功率检测和控制单元，推动放大单元将CMMB信号进行增益和功率放大，功放单元将信号功率放大至目标值，并最终送入天馈系统输出，功率检测和控制单元：通过耦合功率的方式并通过软件计算输出功率值，同时根据实际输出功率情况发出相应的控制信号，以达到恒定输出功率的目的。

本发明所述光纤直放站的工作原理：光信号通过光纤进入光-电转换装置，将光信号转化为射频信号，送入滤波器，由其滤除移动通信频段的信号，选出有用的CMMB信号，再送入低噪放模块进行放大，再送入中频处理模块，中频处理包括下变频、中频滤波、上变频三个部分，其主要作用是将CMMB信号频率由UHF频段降频至中频频段，进行更彻底的滤波，经滤波后的中频信号再次变回到UHF频段，经功放放大并经再次滤波后输出。本发明由于引入的是光纤信源，因此不存在收发隔离的问题，可实现全向覆盖和大范围覆盖。同时可充分利用现有移动通信基站资源，无需再建设机房和铁塔。

如图3，本发明还提供了一种前述与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站的发射系统，即该发射系统包括光发射机、光缆、光分路或光耦合器、移动多媒体广播光纤直放站和发射天线。光发射机将移动多媒体广播射频信号转换成光信号并混入移动通信光网络，到达移动通信基站后由光分路或光耦合器取出一部分光信号，由光纤直放站转换成射频信号并放大后再由发射天线发射出来。

本发明光纤直放站达到最优性能的电路参数有

项目	技术指标
		输入光纤波长	1.55μm/1.31μm
输出频率范围	470～798MHz
		最大增益	≥60dB
增益调节范围	≥30dB
		自动电平控制	≥30dB
输出电压驻波比	≤1.5
		带内平坦度	±0.5dB(fc±3.756MHz)8M带宽
传输时延	≤5μs
		噪声系数	≤5dB
杂散辐射	≤-36dBm(5MHz～1GHz，频谱模板以外)

Claims (3)

1.一种与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站，其特征在于：所述与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站输入为光信号，输出为射频信号，

光纤直放站包括顺次连接的光-电转换装置、滤波器、低噪放模块、中频处理模块、功放模块和滤波器，光信号通过光纤进入光-电转换装置，将光信号转换为射频信号，送入滤波器，由其滤除移动通信频段的信号，选出有用的CMMB信号，再送入低噪放模块进行放大，再送入中频处理模块进行处理后，经功放模块放大并经再次滤波后输出，所述中频处理模块由下变频、中频滤波、上变频三个部分构成，其主要作用是将CMMB信号频率由UHF频段降频至中频频段，进行更彻底的滤波，经滤波后的中频信号再次变回到UHF频段；

所述低噪放模块包括顺次电路连接的低噪声放大单元、ALC控制单元、增益调节单元和第二级放大单元，ALC控制单元上设有外接控制接口，其中低噪声放大单元用于满足CMMB 470-800MHz全频段的放大，所述ALC控制单元由外接控制接口控制，当功放模块的功率检测和控制单元检测到输出功率过大时，则会发出相应的控制信号，通过外接控制接口传达至ALC控制单元，使其发生作用，以保持功放模块的输出功率恒定不变，所述增益调节单元用于增益调节，所述第二级放大单元为增益放大单元；

所述中频处理模块包括第一混频单元、第一级放大单元、中频滤波单元、第二级放大单元和第二混频单元及第一本振单元和第二本振单元，第一本振单元与第一混频单元电路连接，第二本振单元与第二混频单元电路连接，第一混频单元与第一级放大单元电路连接，第一级放大单元与中频滤波单元电路连接，中频滤波单元与第二级放大单元电路连接，第二级放大单元与第二混频单元电路连接，其中第一混频单元由第一本振单元产生的本振信号和CMMB信号进行混频，将CMMB信号变频为中频频率信号，所述第一级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述中频滤波单元将中频信号进行彻底、干净的滤波处理，所述中频处理模块的第二级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述第二混频单元由第二本振单元产生的本振信号和中频信号进行混频，将CMMB中频信号重新变频为原频率信号。

2.根据权利要求1所述的与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站，其特征在于：所述功放模块包括推动放大单元、功放单元及功率检测和控制单元，所述推动放大单元将CMMB信号进行增益和功率放大，所述功放单元将信号功率放大至目标值，并最终送入天馈系统输出，所述功率检测和控制单元：通过耦合功率的方式并通过软件计算输出功率值，同时根据实际输出功率情况发出相应的控制信号，以达到恒定输出功率的目的。

3.一种发射如权利要求1-2任一项所述的与移动通信共用基站的移动多媒体广播的光纤直放站的信号的发射系统，其特征在于：所述发射系统包括光发射机、光缆、光分路或光耦合器、移动多媒体广播光纤直放站和发射天线，光发射机将移动多媒体广播射频信号转换成光信号并混入移动通信光网络，到达移动通信基站后由光分路或光耦合器取出一部分光信号，由光纤直放站转换成射频信号并放大后再由发射天线发射出来。