CN106993293A - 宽带多频增益均衡设备、分布系统及分布方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信系统领域，具体涉及一种宽带多频增益均衡设备、增益均衡分布系统及分布方法。该宽带多频增益均衡设备包括上行链路和下行链路两个射频链路，所述射频链路包括沿信号传输方向依次串接的输入端信号放大器、射频采样模数转换器、数字处理器、数模转换器和输出端信号放大器；所述射频链路内还设置有时钟电路，所述时钟电路分别与射频采样模数转换器、数字处理器和数模转换器相连。本发明通过单一设备、单一射频链路便可以实现多运营商多制式多频段无线网络信号的上下行室内覆盖。不管是2G、3G还是4G信号，只要在300MHz～3GHz频率范围内的移动运营商信号，均可利用此均衡设备进行分布覆盖，大大减少了设备种类。

Description

宽带多频增益均衡设备、分布系统及分布方法

技术领域

本发明属于通信系统领域，具体涉及一种宽带多频增益均衡设备、增益均衡分布系统及分布方法。

背景技术

随着移动通信的快速发展，移动用户飞速增长，对话务密度和移动信号的覆盖要求也不断上升。但城市的发展也同时导致高层建筑越来越多，这些建筑物规模大、质量好，对移动信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。这就需要网络运营商使用微蜂窝、直放站及室内分布等系统来解决网络覆盖问题。

室内分布系统是宏基站和微蜂窝的补充和延伸，是移动通信不可缺少的组成部分，具有克服建筑物对信号的屏蔽作用、填补建筑物内信号的盲区、解决大型建筑物内信号场强分布不均等作用。其原理是利用室内天馈系统将基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动终端用户接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域，分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动通信网络的服务水平。

国内运营商涉及到的制式和频点众多，制式包括GSM、DCS、CDMA、WCDMA、TDD LTE和FDD LTE，频率从800MHz到2600MHz。

由于运营商和制式不同，现有的室内分布系统基本都是按照单频单模来设计的，所谓的多频或多模也只是把众多单频或单模系统放在一个结构体中，实际上射频链路还是分开处理的。这就导致室内分布系统产品种类众多，运营商更换一个频点就需要相应的推出一款或多款设备。

由于运营商使用的频点比较分散，在进行室内分布系统研发或建设时就需要充分考虑某一频点的杂散与交调信号对其他频点的干扰和抑制，不同频点设备或链路之间需要进行协调配合，布线复杂，对工程人员的网规网优经验有很高的要求。

另外，由于运营商使用的频点从800MHz到2600MHz，而射频信号在射频馈缆中的损耗是随频率变化的，这就导致同样功率的信源经过同一分布系统的射频馈缆后信号强度大不相同。现有的室内分布系统主要是靠链路放大器进行分别补偿，不同频点使用不同的增益放大器，链路相互之间需要进行隔离设计。

发明内容

为了解决现有的通信信号由于频点众多而导致相互干扰抑制以及馈缆损耗的技术问题，本发明提供一种宽带多频增益均衡设备、增益均衡分布系统及分布方法。

本发明的技术解决方案是：一种宽带多频增益均衡设备，其特殊之处在于：包括上行链路和下行链路两个射频链路，所述射频链路内沿信号传输方向依次串接有输入端信号放大器、射频采样模数转换器、数字处理器、数模转换器和输出端信号放大器；所述射频链路内还设置有时钟电路，所述时钟电路分别与射频采样模数转换器、数字处理器和数模转换器相连。

进一步地，上述射频采样模数转换器的采样率为3GSPS～6GSPS。

进一步地，上述数字处理器是预先设定有频率增益均衡表格的FPGA芯片。

本发明还提供一种宽带多频增益均衡分布系统，其特殊之处在于：包括多系统合路平台和多个宽带多频增益均衡设备；所述多系统合路平台通过射频馈缆与第一级宽带多频增益均衡设备相连，第一级宽带多频增益均衡设备再通过射频馈缆依次与其他宽带多频增益均衡设备进行级联。

进一步地，上述射频馈缆为单根多芯或者多根多芯。

进一步地，上述多系统合路平台分别与多个基站相连。

进一步地，上述基站的移动通信制式为GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、TDD-LTE、FDD-LTE和WLAN中的一种或者多种。

进一步地，上述基站为宏基站、微蜂窝基站、直放站和干线放大器中的一种或者多种。

本发明还提供一种宽带多频增益均衡分布方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)多个宽带多频增益均衡设备通过射频馈缆在待分布区域进行多级级联分布；

2)基站发出的信号通过多系统合路平台合路后再通过射频馈缆进行室内分布；

3)宽带多频增益均衡设备对与之相连的射频馈缆的射频信号损耗进行增益补偿与均衡。

较佳地，步骤3)的实现方式是：

3.1)输入端信号放大器对输入的射频信号进行放大，提高链路增益；

3.2)射频采样模数转换器对输入的各频段射频信号进行模数转换并将数字信号送入数字处理器；

3.3)数字处理器针对输入的各频段数字信号进行滤波，同时依据预先设定好的频率增益均衡表格对数字信号电平进行均衡处理；

3.4)经过均衡处理后的各频段数字信号通过数模转换器转化为射频信号；

3.5)输出端信号放大器对输出的射频信号进行放大。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过单一设备、单一射频链路便可以实现多运营商多制式多频段无线网络信号的上下行室内覆盖。不管是2G、3G还是4G信号，只要在300MHz～3GHz频率范围内的移动运营商信号，均可利用此均衡设备进行分布覆盖，大大减少了设备种类。

(2)本发明通过数字处理器(例如FPGA芯片)针对不同频点采样数据可以根据预设表格对增益进行补偿和均衡，从而补偿由于放大器和射频馈缆导致的不同频率增益不一致问题，减少工程人员操作难度。通过数字处理器对各频率信号电平进行增益均衡，确保整个分布系统上下行链路平衡，也能降低对工程人员链路预算的高技能要求。而且无需更改硬件，只需通过软件升级即可应对运营商对频率或信号制式的改变，节省客户投资。另外，不同频率信号之间的隔离和相互干扰在数字部分进行了滤波和干扰抑制，不需要冗余的滤波器设计，硬件更为简单，可靠性更高。

(3)本发明采用了宽带射频采样ADC和适用于宽带宽系统的高速DAC，数据采样率高达3GSPS，可以直接对输入的多制式多频点射频信号进行AD及DA变换，使用单一或更少的射频链路即可完成室内分布系统的全频段设计。随着芯片级数的不断更新，ADC和DAC的采样速率可以为6GSPS或更高。

(4)本发明采用宽带射频采样ADC和高速DAC确保了移动信号可以在数字部分进行隔离和滤波设计，从而避免了不同输入信号交调和杂散对系统的影响。

附图说明

图1为本发明宽带多频增益均衡设备的单个射频链路结构示意图。

图2为本发明宽带多频增益均衡分布系统结构示意图。

其中，附图标记如下：1-基站信号，2-多系统合路平台，3-射频馈缆，4-宽带多频增益均衡设备，5-输出端信号放大器，6-输入端信号放大器，7-射频采样模数转换器，8-数字处理器，9-高速数模转换器，10-时钟电路。

具体实施方式

本发明提供的宽带多频增益均衡设备分为上行链路(RX)和下行链路(TX)两个射频链路，两个射频链路架构相同且相互独立。参见图1，每个射频链路均包括沿信号传输方向依次串接的输入端信号放大器6、射频采样模数转换器7(ADC)、数字处理器8(本实施例中选用FPGA芯片)、高速数模转换器9(DAC)、输出端信号放大器5以及分别与射频采样模数转换器7、数字处理器8和高速数模转换器9相连的时钟电路10(CLK)。其中输入端信号放大器6和输出端信号放大器5对输入及输出的射频信号进行放大，提高整个系统链路增益；射频采样模数转换器7对输入的各频段射频信号进行模数转换，采样后的数字信号送入数字处理器8，数字处理器8针对输入的各频段数字信号进行滤波，同时依据预先设定好的频率增益均衡表格，对数字信号电平进行均衡处理；经过数字处理器8均衡处理过的各频段数字信号经过高速数模转换器9后重新变为射频信号，进行室内分布系统的信号覆盖；时钟电路10为ADC、DAC以及FPGA提供工作所需要的各种时钟信号。ADC和DAC不局限为单路，为达到更好的性能，可以为多路，每路实现某一个或几个频点。

参见图2，本发明还提供一种基于宽带多频增益均衡设备的宽带多频增益均衡分布系统。基站信号1通过多系统合路平台2(Point Of Interface，简称POI)合路后通过射频馈缆3进行室内分布，在信号盲区布放宽带多频增益均衡设备4，均衡设备增益用于补偿和均衡与之相连的射频馈缆3的射频信号损耗，宽带多频增益均衡设备4可以进行多级级联分布，从而达到无需增加信源设备延伸室内分布系统多频段多制式覆盖的目的。射频馈缆3可以是单根多芯，也可以是多根多芯。基站信号1不限制运营商和频率，适用于多种移动通信制式，包括GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、TDD-LTE、FDD-LTE、WLAN等。而且基站不局限于宏基站、微蜂窝基站，也可以是直放站、干线放大器等其他信号覆盖系统输出基站信号。

基于本发明所提供的宽带多频增益均衡分布系统进行宽带多频增益均衡分布的方法主要包括以下步骤：

1)多个宽带多频增益均衡设备4通过射频馈缆3在待分布区域进行多级级联分布；

2)基站发出的信号通过多系统合路平台2合路后再通过射频馈缆3进行室内分布；

3)宽带多频增益均衡设备4对与之相连的射频馈缆3的射频信号损耗进行增益补偿与均衡。

步骤3)的实现方式是：

3.1)输入端信号放大器6对输入的射频信号进行放大，提高链路增益；

3.2)射频采样模数转换器7对输入的各频段射频信号进行模数转换并将数字信号送入数字处理器8；

3.3)数字处理器8针对输入的各频段数字信号进行滤波，同时依据预先设定好的频率增益均衡表格对数字信号电平进行均衡处理；

3.4)经过均衡处理后的各频段数字信号通过高速数模转换器9转化为射频信号；

3.5)输出端信号放大器5对输出的射频信号进行放大。

经过以上步骤便可以实现多运营商多制式多频段无线网络信号的上下行室内覆盖。

Claims (10)

1.一种宽带多频增益均衡设备，其特征在于：包括上行链路和下行链路两个射频链路，所述射频链路包括沿信号传输方向依次串接的输入端信号放大器、射频采样模数转换器、数字处理器、数模转换器和输出端信号放大器；所述射频链路内还设置有时钟电路，所述时钟电路分别与射频采样模数转换器、数字处理器和数模转换器相连。

2.根据权利要求1所述的宽带多频增益均衡设备，其特征在于：所述射频采样模数转换器的采样率为3GSPS～6GSPS。

3.根据权利要求1或2所述的宽带多频增益均衡设备，其特征在于：所述数字处理器是预先设定有频率增益均衡表格的FPGA芯片。

4.一种宽带多频增益均衡分布系统，其特征在于：包括多系统合路平台和多个宽带多频增益均衡设备；所述多系统合路平台通过射频馈缆与第一级宽带多频增益均衡设备相连，第一级宽带多频增益均衡设备再通过射频馈缆依次与其他宽带多频增益均衡设备进行级联。

5.根据权利要求4所述的宽带多频增益均衡分布系统，其特征在于：所述射频馈缆为单根多芯或者多根多芯。

6.根据权利要求4或5所述的宽带多频增益均衡分布系统，其特征在于：所述多系统合路平台分别与多个基站相连。

7.根据权利要求6所述的宽带多频增益均衡分布系统，其特征在于：所述基站的移动通信制式为GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、TDD-LTE、FDD-LTE和WLAN中的一种或者多种。

8.根据权利要求6所述的宽带多频增益均衡分布系统，其特征在于：所述基站为宏基站、微蜂窝基站、直放站和干线放大器中的一种或者多种。

9.一种宽带多频增益均衡分布方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)多个宽带多频增益均衡设备通过射频馈缆在待分布区域进行多级级联分布；

2)基站发出的信号通过多系统合路平台合路后再通过射频馈缆进行室内分布；

3)宽带多频增益均衡设备对与之相连的射频馈缆的射频信号损耗进行增益补偿与均衡。

10.根据权利要求9所述的宽带多频增益均衡分布方法，其特征在于，步骤3)的实现方式是：

3.1)输入端信号放大器对输入的射频信号进行放大，提高链路增益；

3.2)射频采样模数转换器对输入的各频段射频信号进行模数转换并将数字信号送入数字处理器；

3.3)数字处理器针对输入的各频段数字信号进行滤波，同时依据预先设定好的频率增益均衡表格对数字信号电平进行均衡处理；

3.4)经过均衡处理后的各频段数字信号通过数模转换器转化为射频信号；

3.5)输出端信号放大器对输出的射频信号进行放大。