CN103841668A - 一种多模信源接入单元 - Google Patents

Abstract

一种多模信源接入单元，包括电源处理模块，分别与电源处理模块相连的数字信号处理模块、射频处理模块、中央处理器模块、接口模块和时钟模块；中央处理器模块实现整个移动通信数字多点系统工作状况的监测和控制，时钟模块提供时钟信号和同步基准时钟，接口模块辅助整个单元与外接设备的信号传输，射频处理模块包括射频接收单元与射频发射单元以双向接收处理数据后在基站和数字信号处理模块之间进行数据传递；数字信号处理模块分别与射频处理模块、中央处理器模块、接口模块以及时钟模块相连，采用现场可编程门阵列进行双向数字信号处理，该多模信源接入可同时支持2G、3G、4G等多种信号制式；且能通过有效的数字信号处理算法降低通信噪声。

Description

一种多模信源接入单元

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及移动通信技术，尤其涉及一种移动通信室内分布系统的近端信源接入技术。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，移动业务日益丰富，用户规模快速扩增。根据工信部最新发布的统计公报显示，截止2012年底，我国手机用户已超过11.12亿户，普及率达到82.6部\百人，超过全球平均水平，其中3G移动通信用户将达到2亿。按照我国的人口基数测算，手机用户及3G移动通信用户还将持续增长。在2G移动通信网中，超过60％的话务量和数据业务是发生在室内的；3G网络中超过70％的数据业务也发生在室内。由于目前移动通信超过大半的话务和数据都发生在室内，室内覆盖得到了运营商的广泛重视，提高室内覆盖的质量和增加室内覆盖的容量，已成为所有移动网络优化工作的重点。

以往室内分布系统的建设普遍采用同轴电缆室内分布系统。传统的同轴电缆室内分布系统面临着越来越多的问题：多种信号制式引入后，由于各信号制式的工作频率、业务速率相差很大，造成不同信号在同轴电缆中的传输损耗相差也较大，设计支持多种信号制式的室内分布系统难度增大；同轴电缆系统设备、器件、电缆多，施工量大，施工周期长，影响面大，影响时间长；同轴电缆会对建筑造成一定程度的破坏（如墙面穿孔等），外露部分对建筑的整体美观有较大影响，业主的接受度较差；且同轴电缆还具有系统大、结构复杂，安装、拆卸困难，维护工作量大的缺点。

正是基于对上述种种问题的考虑，引入了光纤分布系统。光纤通信克服了同轴电缆通信的种种缺陷，它传输损耗低，保证足够的信号强度，性能稳定可靠；频带宽，传输容量大；体积小，质量轻，易于设计和安装；信号传输质量好，可兼容多种移动通信系统；抗干扰能力强。尽管光纤分布系统有着诸多优势，但光纤分布系统在信源接入单元的设计上仍存在不少问题，限制了它的发展。

现有信源接入单元的问题主要体现为：连接远端单元数量有限，造成信号覆盖范围有限；支持信号制式单一，不能同时兼容现有的多种制式信号，不利于通信设备的推广；控制模块独立于信源接入单元而设计，使得整个移动通信系统的设计变得更加复杂；信号噪声大，使得用户不能准确接收到所需信号；现有信源单元往往体积大，功率高，辐射强，既不方便又对用户产生伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多模信源接入单元，该多模信源接入单元可同时支持2G、3G、4G等多种信号制式，且能通过有效的数字信号处理算法降低通信噪声。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种多模信源接入单元，用于移动通信数字多点系统中，包括电源处理模块，分别与所述电源处理模块相连的数字信号处理模块，射频处理模块、中央处理器模块、接口模块以及时钟模块；

所述数字信号处理模块分别与所述射频处理模块、所述中央处理器模块、所述接口模块以及时钟模块相连以接收所述射频处理模块、所述中央处理器模块和扩展单元的数据，进行双向数字信号处理；

所述射频处理模块与所述数字信号处理模块以及时钟模块连接，包括射频接收单元与射频发射单元以双向接收处理数据后在基站和所述数字信号处理模块之间进行数据传递；

所述中央处理器模块与所述数字信号处理模块和所述接口模块连接以实现整个移动通信数字多点系统工作状况的监测和控制；

所述接口模块分别连接所述数字信号处理模块和所述中央处理器模块以辅助整个单元与外接设备的信号传输；

所述时钟模块连接射频处理模块和数字信号处理模块以提供时钟信号和同步基准时钟。

优选的，所述数字信号处理模块为现场可编程门阵列，包括数据处理单元以及与所述数据处理单元相连的CPRI接口处理单元；

所述数据处理单元包括：依次连接的第一接收频率数字移频器、第一接收频率数字降噪处理器以及第一制式组帧器以接收第一制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且所述第一接收频率数字降噪处理器与第一接收频率自动电平控制器相连；依次连接的第一发送频率数字移频器、第一发送频率数字降噪处理器以及第一制式解帧器以对第一制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理；

依次连接的第二接收频率数字移频器、第二接收频率数字降噪处理器以及第二制式组帧器以接收第二制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且所述第二接收频率数字降噪处理器与第二接收频率自动电平控制器连接；依次连接的第二发送频率数字移频器、第二发送频率数字降噪处理器以及第二制式解帧器以对第二制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理；

所述第一制式组帧器、第一制式解帧器、第二制式组帧器、第二制式解帧器分别与所述CPRI接口处理单元连接，所述CPRI接口处理单元处理的数据帧包括同步信号、带内信号、帧号、监控信息、第一制式数据、第二制式数据。

进一步的，所述数据处理单元还包括依次连接的第三接收频率数字移频器、第三接收频率数字降噪处理器以及第三制式组帧器以接收第三制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且所述第三接收频率数字降噪处理器与第三接收频率自动电平控制器连接；依次连接的第三发送频率数字移频器、第三发送频率数字降噪处理器以及第三制式解帧器以对第三制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理；

所述第三制式组帧器、第三制式解帧器分别与所述CPRI接口处理单元连接，所述CPRI接口处理单元处理的数据帧还包括第三制式数据。

优选的，所述射频接收单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号接收，包括射频接收天线、依次连接用于处理第一制式数据信号接收的第一数控衰减器、第一混频器、第一中频可变增益放大器以及第一模数转换器、依次连接用于处理第二制式数据信号接收的第三数控衰减器、第二混频器、第二中频可变增益放大器以及第二模数转换器，所述第一混频器、第二混频器分别与第一本地振荡器、第三本地振荡器相连，所述第一模数转换器、第二模数转换器分别与所述数字信号处理模块相连；

所述射频发射单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号发射，包括射频发射天线、依次连接用于处理第一制式数据信号发射的第一增益放大器、第二数控衰减器、第一调制器和第一数模转换器、依次连接用于处理处理第二制式数据信号发射的第二增益放大器、第四数控衰减器、第二调制器和第二数模转换器，所述第一调制器、第二调制器分别与第二本地振荡器、第四本地振荡器相连；所述第一数模转换器、第二数模转换器和第三数模转换器分别与所述数字信号处理模块相连。

进一步的，所述射频接收单元处理第三制式数据信号的接收，还包括依次连接用于处理第三制式数据信号接收的第五数控衰减器、第三混频器、第三中频可变增益放大器以及第三模数转换器，所述第五数控衰减器和所述射频接收天线相连，所述第三混频器和第五本地振荡器相连，所述第三模数转换器与所述数字信号处理模块相连；

所述射频发射单元处理第三制式数据信号的发射，还包括依次连接用于处理第三制式数据信号发射的第三增益放大器、第六数控衰减器、第三调制器和第三数模转换器，所述第三增益放大器和所述射频发射天线相连，所述第三调制器和第六本地振荡器相连，所述第三数模转换器和所述数字信号处理模块相连。

所述接口模块包括第一接口单元和第二接口单元，所述第一接口单元包括与所述数字信号处理模块连接的八个光模块接口以传输数据信号；所述第二接口单元包括与所述中央处理器模块连接的以太网接口、RS485接口和RS232接口以传输监控和调试信号。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

本发明所示的多模信源接入单元在兼容现有第一制式数据信号（第二代移动通信技术即2G）的同时，支持现有运营商的第二制式数据信号（第三代移动通信技术即联通3G（WCDMA）、电信3G（CDMA2000）和移动3G（TD-SCDMA）等3G网络）并且支持第三制式数据信号（第四代移动通信技术即4G网络），且随着技术的发展，各单元可分别进行相应的扩展以处理新的制式数据信号。

其通过加入了数字处理模块进行双向数字信号处理，摆脱了传统模拟信号带来的局限性，对通信过程中信号的噪声做了相应处理，使得信号更加稳定可靠；且整个系统单元的功率较小，辐射也较小，对用户的损害小，更易于用户接受。

同时，本发明所示的多模信源接入单元通过光纤可以连接扩展单元，而每个扩展单元又可以连接相应数目的远端单元，这样就增加了远端单元的数目，扩大了信号的覆盖范围；且由于所选元器件的集成度高，多模信源接入单元体积较小，可根据信号覆盖的实际需求确定设备的安装密度，最大限度地减少安装成本，降低施工难度。

附图说明

图1是多模信源接入单元的结构示意简图；

图2是图1所示实施例中多模信源接入单元的结构示意图；

图3是本发明第一实施中射频信号的接收过程结构示意图；

图4是图3所示实施中射频信号的发射过程结构示意图；

图5是图3所示实施例中数字处理模块的内部结构示意图；

图6是图3所示实施例中数字处理模块处理的数据帧格式。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明所示的多模信源接入单元为移动通信数字多点系统（由近端信源单元、扩展单元、远端单元三部分组成）的近端信源单元部分，常用的一种连接方式为一块多模信源接入单元下挂载8块扩展单元，而同时每一扩展单元又可以级联一块。多模信源接入单元与扩展单元之间使用光纤连接，以扩大信号的覆盖范围。实际应用中，可根据具体情况进行调整连接方式以达到最佳资源利用。

如图1和图2所示，多模信源接入单元包括电源处理模块，分别与电源处理模块相连的数字信号处理模块，射频处理模块、中央处理器模块、接口模块以及时钟模块，以同时接收处理至少2G、3G、4G三路信号。

其中，电源处理模块接收由外界提供的220V交流电并将其转换成48V、12V直流电，进一步转化处理后为系统的其他模块提供正常的工作电压。

中央处理器模块与数字信号处理模块和接口模块连接以监控整个移动通信数字多点系统的工作，使得系统出现故障时能够跟监控中心及时通信，保证系统的正常工作。

时钟模块连接射频处理模块和数字信号处理模块，为这两个模块的正常工作提供时钟信号，并为下级单元提供同步基准时钟，以使系统进行同步操作。

如图3和图4所示，射频处理模块与数字信号处理模块以及时钟模块连接，包括射频接收单元与射频发射单元以双向接收处理数据后在基站和数字信号处理模块之间进行数据传递。射频接收单元与射频发射单元可根据需要设置多路处理电路以同时处理第一制式数据信号、第二制式数据信号、第三制式数据信号等数据信号的接收。

在第一实施例中，射频接收单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号、第三制式数据信号的接收，随着技术的进步，射频接收单元可继续扩展以处理其他制式数据信号。具体而言，射频接收单元包括射频接收天线、依次连接用于处理第一制式数据信号接收的第一数控衰减器、第一混频器、第一中频可变增益放大器以及第一模数转换器、依次连接用于处理第二制式数据信号接收的第三数控衰减器、第二混频器、第二中频可变增益放大器以及第二模数转换器、依次连接用于处理第三制式数据信号接收的第五数控衰减器、第三混频器、第三中频可变增益放大器以及第三模数转换器，第一混频器、第二混频器和第三混频器分别与第一本地振荡器、第三本地振荡器和第五本地振荡器相连，第一模数转换器、第二模数转换器和第三模数转换器分别与数字信号处理模块相连。

在第一制式数据信号的接收过程中，射频信号接收天线用于接收用户端的射频信号；与射频接收天线连接的第一数控衰减器防止功率过载；与第一数控衰减器连接的第一混频器将优化后的用户端射频信号转换成中频信号；与第一混频器连接的第一中频可变增益放大器用于放大中频信号；与第一中频可变增益放大器连接的第一模数转换器将放大后的中频信号转换成数字信号；第一模数转换器与数字信号处理模块连接以将数字信号发送给数字信号处理模块；与第一混频器连接的第一本地振荡器为第一混频器提供振荡频率。

第二制式数据信号的接收过程与原理与第一制式数据信号相同，射频信号接收天线用于接收用户端的射频信号；与射频接收天线连接的第三数控衰减器防止功率过载；与第一数控衰减器连接的第二混频器将优化后的用户端射频信号转换成中频信号；与第二混频器连接的第二中频可变增益放大器用于放大中频信号；与第二中频可变增益放大器连接的第二模数转换器将放大后的中频信号转换成数字信号；第二模数转换器与数字信号处理模块连接以将数字信号发送给数字信号处理模块；与第二混频器连接的第三本地振荡器为第二混频器提供振荡频率。

第三制式数据信号的接收过程与原理与第一制式数据信号相同，射频信号接收天线用于接收用户端的射频信号；与射频接收天线连接的第五数控衰减器防止功率过载；与第五数控衰减器连接的第三混频器将优化后的用户端射频信号转换成中频信号；与第三混频器连接的第三中频可变增益放大器用于放大中频信号；与第三中频可变增益放大器连接的第三模数转换器将放大后的中频信号转换成数字信号；第三模数转换器与数字信号处理模块连接以将数字信号发送给数字信号处理模块；与第三混频器连接的第五本地振荡器为第三混频器提供振荡频率。

第一实施例中，对应射频接收单元，射频发射单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号、第三制式数据信号的发射，同理，射频发射单元也可根据需要继续扩展以处理其他制式数据信号。具体而言，射频发射单元包括射频发射天线、依次连接用于处理第一制式数据信号发射的第一增益放大器、第二数控衰减器、第一调制器和第一数模转换器、依次连接用于处理处理第二制式数据信号发射的第二增益放大器、第四数控衰减器、第二调制器和第二数模转换器、依次连接用于处理处理第三制式数据信号发射的第三增益放大器、第六数控衰减器、第三调制器和第三数模转换器，第一调制器、第二调制器和第三调制器分别与第二本地振荡器、第四本地振荡器和第六本地振荡器相连；第一数模转换器、第二数模转换器和第三数模转换器分别与数字信号处理模块相连。

在第一制式数据信号的发射过程中，与数字信号处理模块连接的第一数模转换器接收数字信号处理模块的数字信号并转换成模拟信号；与第一数模转换器连接的第一调制器调制模拟信号；与第一调制器连接的第二数控衰减器防止功率过载；与第二数控衰减器连接的第一增益放大器便于应用不同等级的应用场景；与第一增益放大器连接的射频信号发射天线发射信号；其中，第一调制器与第二本地振荡器连接，为调制器提供调制频率。

第二制式数据信号的发射过程与原理与第一制式数据信号相同，与数字信号处理模块连接的第二数模转换器接收数字信号处理模块的数字信号并转换成模拟信号；与第二数模转换器连接的第二调制器调制模拟信号；与第二调制器连接的第四数控衰减器防止功率过载；与第四数控衰减器连接的第二增益放大器便于应用不同等级的应用场景；与第二增益放大器连接的射频信号发射天线发射信号；其中，第二调制器与第四本地振荡器连接，为调制器提供调制频率。

第三制式数据信号的发射过程与原理与第一制式数据信号相同，与数字信号处理模块连接的第三数模转换器接收数字信号处理模块的数字信号并转换成模拟信号；与第三数模转换器连接的第三调制器调制模拟信号；与第三调制器连接的第六数控衰减器防止功率过载；与第六数控衰减器连接的第三增益放大器便于应用不同等级的应用场景；与第三增益放大器连接的射频信号发射天线发射信号；其中，第三调制器与第六本地振荡器连接，为调制器提供调制频率。

在上述射频处理模块的基础上，即可完成射频信号的收发，射频信号的收发过程如图4所示。射频信号发射过程具体为：DAC（数模转换器）将数字信号处理模块发送的完整数据转化为模拟数据送入调制器进行模拟调制，LO（本地振荡器）为该调制过程提供振荡频率，调试后的信号进入数控衰减器处理，以防止电路功率过载，而后该信号经过增益放大器进行放大，以使得射频信号达到一定的发射功率，具有一定的覆盖能力，放大后的信号经射频发射天线发射；射频信号接收过程具体为：射频接收天线接收的微弱射频信号进入数控衰减器中进行功率衰减，之后进入混频器中进行变频滤波处理，同时由LO（本地振荡器）提供振荡频率；处理后的信号再经中频VGA（中频可变增益放大器）的增益放大，之后进入ADC（模数转换器）转换成数字信号，最后进入数字信号处理模块做进一步数据帧处理。

数字信号处理模块分别与射频处理模块、中央处理器模块、接口模块以及时钟模块相连以接收射频处理模块、中央处理器模块和外接设备的数据，进行双向数字信号处理。

如图5所示，数字信号处理模块采用现场可编程门阵列（FPGA），包括数据处理单元以及与数据处理单元相连的CPRI接口处理单元。

第一实施例中，CPRI接口处理单元处理的数据帧包括同步信号、带内信号、帧号、监控信息、第一制式数据、第二制式数据和第三制式数据；数据处理单元包括数字移频部分、与数字移频部分连接的数字降噪部分、与数字降噪部分连接的解帧部分和组帧部分、与数字降噪处理部分连接的自动电平控制（ALC）部分。且数字信号处理模块是以数字信号进行传输的，这样使得信号更加稳定，信号的衰减也小了，同时该模块特意对噪声部分做了处理使得噪声较之以往小了很多。

具体而言，数据处理单元包括：

依次连接的第一接收频率数字移频器、第一接收频率数字降噪处理器以及第一制式组帧器以接收第一制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且第一制式组帧器与CPRI接口处理单元连接，第一接收频率数字降噪处理器与第一接收频率自动电平控制器连接。第一接收频率数字移频器完成第一制式信号的接收频率搬移功能，与第一接收频率数字移频器连接的第一接收频率数字降噪处理器完成第一制式信号的降噪处理功能，与第一接收频率数字降噪处理器连接的第一自动电平控制器（ALC）完成功率起控点之上的功率控制算法，与第一数字降噪处理器连接的第一制式组帧器用于将第一无线制式数据填入到传输帧。

依次连接的第一发送频率数字移频器、第一发送频率数字降噪处理器以及第一制式解帧器以对第一制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理，第一制式解帧器还与CPRI接口处理单元连接。第一发送频率数字移频器完成第一无线制式信号的发送频率搬移功能。与第一发送频率数字移频器连接的第一发送频率数字降噪处理器完成第一制式信号的降噪处理功能，其中包含频率选择性降噪处理。与第一发送频率数字降噪处理器连接的第一制式解帧器以将传输帧的无线数据取出；

依次连接的第二接收频率数字移频器、第二接收频率数字降噪处理器以及第二制式组帧器以接收第二制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且第二制式组帧器与CPRI接口处理单元连接，第二接收频率数字降噪处理器与第二接收频率自动电平控制器连接。第二接收频率数字移频器完成第二制式信号的接收频率搬移功能。与第二接收频率数字移频器连接的第二接收频率数字降噪处理器完成第二无线制式信号的降噪处理功能。与第二接收频率数字降噪处理器连接的第二ALC控制器完成功率起控点之上的功率控制算法。与第二接收频率数字降噪处理器连接的第二制式组帧器用于将第二无线制式数据填入到传输帧。

依次连接的第二发送频率数字移频器、第二发送频率数字降噪处理器以及第二制式解帧器以对第二制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理。同时，第一制式组帧器、第一制式解帧器、第二制式组帧器、第二制式解帧器分别与CPRI接口处理单元连接。第二发送频率数字移频器完成第二无线制式信号的发送频率搬移功能。与第二发送频率数字移频器连接的第二发送频率数字降噪处理器完成第二制式信号的降噪处理功能，其中包含频率选择性降噪处理，与第二发送频率数字降噪处理器连接的第二制式解帧器将传输帧的无线数据取出。

依次连接的第三接收频率数字移频器、第三接收频率数字降噪处理器以及第三制式组帧器以接收第三制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且第三制式组帧器与CPRI接口处理单元连接，第三接收频率数字降噪处理器与第三接收频率自动电平控制器连接。第三接收频率数字移频器完成第三制式信号的接收频率搬移功能，与第三接收频率数字移频器连接的第三接收频率数字降噪处理器完成第三制式信号的降噪处理功能，与第三接收频率数字降噪处理器连接的第三自动电平控制器（ALC）完成功率起控点之上的功率控制算法，与第三数字降噪处理器连接的第三制式组帧器用于将第三无线制式数据填入到传输帧。

依次连接的第三发送频率数字移频器、第三发送频率数字降噪处理器以及第三制式解帧器以对第三制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理。同时，第一制式组帧器、第一制式解帧器、第二制式组帧器、第二制式解帧器、第三制式组帧器、第三制式解帧器分别与CPRI接口处理单元连接。第三发送频率数字移频器完成第三无线制式信号的发送频率搬移功能。与第三发送频率数字移频器连接的第三发送频率数字降噪处理器完成第三制式信号的降噪处理功能，其中包含频率选择性降噪处理，与第三发送频率数字降噪处理器连接的第三制式解帧器将传输帧的无线数据取出。

CPRI接口处理单元实现无线数据和操作管理维护（OAM）数据等的组帧和解帧功能。图6为数字信号处理模块处理的数据帧格式，具体结构包括同步、带内信号、帧号、监控信息、第一制式数据、第二制式数据和第三制式数据。其中同步为数据帧的帧头，第一制式数据、第二制式数据和第三制式数据均为用户数据，带内信号和监控信息分别包含系统当前的标识信息和运行状态，帧号为每个数据帧在所处大帧中的序号。

上述数据处理单元和CPRI接口处理单元也可根据需要进行扩展以处理其他制式信号。

接口模块包括第一接口单元和第二接口单元，其中，第一接口单元包括与数字信号处理模块连接的八个光模块接口以传输数据信号实现与扩展单元的通信；第二接口单元包括与中央处理器模块连接的以太网接口、RS485接口和RS232接口以传输监控和调试信号，百兆以太网接口为该多模信源接入单元的调试网口，RS485接口为外接功放的监控串口，RS232接口为该多模信源接入单元调试串口。

本发明所示的多模信源接入单元的工作过程包括上行链路和下行链路。在上行链路中，扩展单元传来的光信号被光模块接收，经过光模块和物理层芯片处理之后，信号恢复成CPRI帧的信号形式，CPRI帧信号经过数字信号处理模块时按照相关协议处理成数字基带信号，信号经过数模转换器处理后变成中频信号，中频信号经调制器、数控衰减器、增益放大器处理后通过发射天线传给基站；在下行链路中，从基站接收到的射频信号经过数控衰减器的处理后送入混频器，经处理后变成中频信号，然后通过模数转换器转换成数字基带信号，再送入数字处理模块，根据CPRI协议将信号组成CPRI帧，CPRI帧经物理层芯片处理后成为电信号，之后通过光模块进行电-光转换变成光信号，然后经光纤将数据传输到扩展单元。

第二实施例中，多模信源接入单元只处理2G、3G两路信号，结构上相对于第一实施例而言，射频处理模块中删除处理第三制式数据信号的接收与发射组件，数字信号处理模块中删除处理第三制式数据信号的双向数字信号处理组件即可。

具体结构如下：射频处理模块与数字信号处理模块以及时钟模块连接，包括射频接收单元与射频发射单元以双向接收处理数据后在基站和数字信号处理模块之间进行数据传递。

其中，射频接收单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号的接收，包括射频接收器、依次连接用于处理第一制式数据信号接收的第一混频器、第一中频可变增益放大器以及第一模数转换器、依次连接用于处理第二制式数据信号接收的第二混频器、第二中频可变增益放大器以及第二模数转换器，射频接收器包括射频天线以及与射频天线相连的第一数控衰减器和第三数控衰减器，第一混频器和第二混频器分别对应连接第一数控衰减器和第三数控衰减器，且第一混频器和第二混频器还分别与第一本地振荡器和第三本地振荡器相连，第一模数转换器和第二模数转换器分别与数字信号处理模块相连。

射频发射单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号的发射，包括射频发射器、依次连接用于处理第一制式数据信号发射的第一调制器和第一数模转换器、依次连接用于处理处理第二制式数据信号发射的第二调制器和第二数模转换器，第一调制器和第二调制器均分别与第二本地振荡器和第四本地振荡器相连；射频发射器包括相互连接的第一增益放大器和第二数控衰减器、相互连接的第二增益放大器和第四数控衰减器以及射频发射天线，第一增益放大器和第二增益放大器的另一端均与射频发射天线连接，第二数控衰减器和第四数控衰减器的另一端分别与第一调制器和第二调制器相连。

在上述射频处理模块的基础上，即可完成射频信号的收发，射频信号的收发过程如图4所示。射频信号发射过程具体为：DAC将数字信号处理模块发送的完整数据转化为模拟数据送入调制器进行模拟调制，LO为该调制过程提供振荡频率，调试后的信号进入数控衰减器处理，以防止电路功率过载，而后该信号经过增益放大器进行放大，以使得射频信号达到一定的发射功率，具有一定的覆盖能力，放大后的信号经射频发射器的射频天线发射；射频信号接收过程具体为：射频接收器的射频天线接收的微弱射频信号进入数控衰减器中进行功率衰减，之后进入混频器中进行变频滤波处理，同时由LO提供振荡频率；处理后的信号再经中频VGA的增益放大，之后进入ADC转换成数字信号，最后进入数字信号处理模块做进一步数据帧处理。

数字信号处理模块分别与射频处理模块、中央处理器模块、接口模块以及时钟模块相连以接收射频处理模块、中央处理器模块和外接设备的数据，进行双向数字信号处理。

数字信号处理模块采用现场可编程门阵列（FPGA），包括数据处理单元以及与数据处理单元相连的CPRI接口处理单元。

其中，CPRI接口处理单元处理的数据帧包括同步信号、带内信号、帧号、监控信息、第一制式数据和第二制式数据数据；数据处理单元包括数字移频部分、与数字移频部分连接的数字降噪部分、与数字降噪部分连接的解帧部分和组帧部分、与数字降噪处理部分连接的自动电平控制（ALC）部分。第二实施例中，在数字信号处理模块中以数字信号传输的，这样使得信号更加稳定，信号的衰减也小了，同时该模块特意对噪声部分做了处理使得噪声较之以往小了很多。

数据处理单元包括：

依次连接的第一接收频率数字移频器、第一接收频率数字降噪处理器以及第一制式组帧器以接收第一制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且第一制式组帧器与CPRI接口处理单元连接，第一接收频率数字降噪处理器与第一接收频率自动电平控制器连接。第一接收频率数字移频器完成第一制式信号的接收频率搬移功能，与第一接收频率数字移频器连接的第一接收频率数字降噪处理器完成第一制式信号的降噪处理功能，与第一接收频率数字降噪处理器连接的第一自动电平控制器（ALC）完成功率起控点之上的功率控制算法，与第一数字降噪处理器连接的第一制式组帧器用于将第一无线制式数据填入到传输帧。

依次连接的第一发送频率数字移频器、第一发送频率数字降噪处理器以及第一制式解帧器以对第一制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理，第一制式解帧器还与CPRI接口处理单元连接。第一发送频率数字移频器完成第一无线制式信号的发送频率搬移功能。与第一发送频率数字移频器连接的第一发送频率数字降噪处理器完成第一制式信号的降噪处理功能，其中包含频率选择性降噪处理。与第一发送频率数字降噪处理器连接的第一制式解帧器以将传输帧的无线数据取出；

依次连接的第二接收频率数字移频器、第二接收频率数字降噪处理器以及第二制式组帧器以接收第二制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且第二制式组帧器与CPRI接口处理单元连接，第二接收频率数字降噪处理器与第二接收频率自动电平控制器连接。第二接收频率数字移频器完成第二制式信号的接收频率搬移功能。与第二接收频率数字移频器连接的第二接收频率数字降噪处理器完成第二无线制式信号的降噪处理功能。与第二接收频率数字降噪处理器连接的第二ALC控制器完成功率起控点之上的功率控制算法。与第二接收频率数字降噪处理器连接的第二制式组帧器用于将第二无线制式数据填入到传输帧。

依次连接的第二发送频率数字移频器、第二发送频率数字降噪处理器以及第二制式解帧器以对第二制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理。同时，第一制式组帧器、第一制式解帧器、第二制式组帧器、第二制式解帧器分别与CPRI接口处理单元连接。第二发送频率数字移频器完成第二无线制式信号的发送频率搬移功能。与第二发送频率数字移频器连接的第二发送频率数字降噪处理器完成第二制式信号的降噪处理功能，其中包含频率选择性降噪处理，与第二发送频率数字降噪处理器连接的第二制式解帧器将传输帧的无线数据取出。

CPRI接口处理部分实现无线数据和操作管理维护（OAM）数据等的组帧和解帧功能。图6为数字信号处理模块处理的数据帧格式，具体结构包括同步、带内信号、帧号、监控信息、第一制式数据和第二制式数据。其中同步为数据帧的帧头，第一制式数据、第二制式数据为用户数据，带内信号和监控信息分别包含系统当前的标识信息和运行状态，帧号为每个数据帧在所处大帧中的序号。

接口模块包括第一接口单元和第二接口单元，其中，第一接口单元包括与数字信号处理模块连接的八个光模块接口以传输数据信号实现与扩展单元的通信；第二接口单元包括与中央处理器模块连接的以太网接口、RS485接口和RS232接口以传输监控和调试信号，百兆以太网接口为该多模信源接入单元的调试网口，RS485接口为外接功放的监控串口，RS232接口为该多模信源接入单元调试串口。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多模信源接入单元，用于移动通信数字多点系统中，其特征在于：包括电源处理模块，分别与所述电源处理模块相连的数字信号处理模块，射频处理模块、中央处理器模块、接口模块以及时钟模块；

所述数字信号处理模块分别与所述射频处理模块、所述中央处理器模块、所述接口模块以及时钟模块相连以接收所述射频处理模块、所述中央处理器模块和扩展单元的数据，进行双向数字信号处理；

所述射频处理模块与所述数字信号处理模块以及时钟模块连接，包括射频接收单元与射频发射单元以双向接收处理数据后在基站和所述数字信号处理模块之间进行数据传递；

所述中央处理器模块与所述数字信号处理模块和所述接口模块连接实现所述移动通信数字多点系统工作状况的监测和控制；

所述接口模块分别连接所述数字信号处理模块和所述中央处理器模块以辅助整个单元与外接设备的信号传输；

所述时钟模块连接射频处理模块和数字信号处理模块以提供时钟信号和同步基准时钟。

2.根据权利要求1所述的多模信源接入单元，其特征在于：

所述数字信号处理模块为现场可编程门阵列，包括数据处理单元以及与所述数据处理单元相连的CPRI接口处理单元；

所述数据处理单元包括：依次连接的第一接收频率数字移频器、第一接收频率数字降噪处理器以及第一制式组帧器以接收第一制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且所述第一接收频率数字降噪处理器与第一接收频率自动电平控制器相连；依次连接的第一发送频率数字移频器、第一发送频率数字降噪处理器以及第一制式解帧器以对第一制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理；

依次连接的第二接收频率数字移频器、第二接收频率数字降噪处理器以及第二制式组帧器以接收第二制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且所述第二接收频率数字降噪处理器与第二接收频率自动电平控制器连接；依次连接的第二发送频率数字移频器、第二发送频率数字降噪处理器以及第二制式解帧器以对第二制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理；

所述第一制式组帧器、第一制式解帧器、第二制式组帧器、第二制式解帧器分别与所述CPRI接口处理单元连接，所述CPRI接口处理单元处理的数据帧包括同步信号、带内信号、帧号、监控信息、第一制式数据、第二制式数据。

3.根据权利要求2所述的多模信源接入单元，其特征在于：所述数据处理单元还包括依次连接的第三接收频率数字移频器、第三接收频率数字降噪处理器以及第三制式组帧器以接收第三制式信号并进行频率搬移、降噪、组帧处理，且所述第三接收频率数字降噪处理器与第三接收频率自动电平控制器连接；依次连接的第三发送频率数字移频器、第三发送频率数字降噪处理器以及第三制式解帧器以对第三制式信号进行解帧、降噪和频率搬移处理；

所述第三制式组帧器、第三制式解帧器分别与所述CPRI接口处理单元连接，所述CPRI接口处理单元处理的数据帧还包括第三制式数据。

4.根据权利要求1至3任一项所述的多模信源接入单元，其特征在于：

所述射频接收单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号接收，包括射频接收天线、依次连接用于处理第一制式数据信号接收的第一数控衰减器、第一混频器、第一中频可变增益放大器以及第一模数转换器、依次连接用于处理第二制式数据信号接收的第三数控衰减器、第二混频器、第二中频可变增益放大器以及第二模数转换器，所述第一混频器、第二混频器分别与第一本地振荡器、第三本地振荡器相连，所述第一模数转换器、第二模数转换器分别与所述数字信号处理模块相连；

所述射频发射单元处理第一制式数据信号、第二制式数据信号发射，包括射频发射天线、依次连接用于处理第一制式数据信号发射的第一增益放大器、第二数控衰减器、第一调制器和第一数模转换器、依次连接用于处理处理第二制式数据信号发射的第二增益放大器、第四数控衰减器、第二调制器和第二数模转换器，所述第一调制器、第二调制器分别与第二本地振荡器、第四本地振荡器相连；所述第一数模转换器、第二数模转换器和第三数模转换器分别与所述数字信号处理模块相连。

5.根据权利要求4所述的多模信源接入单元，其特征在于：

所述射频接收单元处理第三制式数据信号的接收，还包括依次连接用于处理第三制式数据信号接收的第五数控衰减器、第三混频器、第三中频可变增益放大器以及第三模数转换器，所述第五数控衰减器和所述射频接收天线相连，所述第三混频器和第五本地振荡器相连，所述第三模数转换器与所述数字信号处理模块相连；

所述射频发射单元处理第三制式数据信号的发射，还包括依次连接用于处理第三制式数据信号发射的第三增益放大器、第六数控衰减器、第三调制器和第三数模转换器，所述第三增益放大器和所述射频发射天线相连，所述第三调制器和第六本地振荡器相连，所述第三数模转换器和所述数字信号处理模块相连。

6.根据权利要求1所述的多模信源接入单元，其特征在于：所述接口模块包括第一接口单元和第二接口单元，所述第一接口单元包括与所述数字信号处理模块连接的八个光模块接口以传输数据信号；所述第二接口单元包括与所述中央处理器模块连接的以太网接口、RS485接口和RS232接口以传输监控和调试信号。

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