CN106998225B - 宽频有源馈缆增益补偿节点及宽频有源馈缆分布系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于通信系统领域，具体涉及一种宽频有源馈缆增益补偿节点及宽频有源馈缆分布系统。该增益补偿节点包括上行链路和下行链路两个射频链路，每个射频链路内均设置有馈电电路、耦合电路、天线、信号放大器和AGC电路；所述耦合电路、信号放大器和AGC电路串联于射频链路中，所述馈电电路接入射频链路中并分别与信号放大器和AGC电路相连，所述天线与耦合电路相连。本发明提供的节点设备内部包含上下行双向放大器，放大器增益用于抵消下一级馈缆的链路损耗，可使每一级节点设备天线口发射功率处于最优电平范围，从而提高终端用户通话质量。同一信号源可以级联多级节点设备，节省信源投资。

Description

宽频有源馈缆增益补偿节点及宽频有源馈缆分布系统
技术领域
本发明属于通信系统领域，具体涉及一种宽频有源馈缆增益补偿节点及宽频有源馈缆分布系统。
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。
现有室内分布系统主要包括无源天馈分布方式、有源分布方式、光纤分布方式和泄露电缆分布方式等几种。
无源天馈分布方式主要由分/合路器、耦合器、馈线、天线组成，将移动信号通过无源器件和馈线传送和分配到室内所需环境。该方式信号在馈线及各无源器件中传递时产生的损耗无法得到补偿，需要精准的链路预算，系统设计比较复杂，覆盖范围受到信源输出功率影响较大，对馈线的性能要求也比较高。
有源分布方式主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。此种方式需要的干线放大器频段窄，很难做到宽频，多系统兼容困难；现网移动通信网络TDD/FDD由于工作模式不一导致也同时需要多款设备。设备种类多从而造成造价无法降低，故障率也比较高。
光纤分布方式是把宏基站或微蜂窝直接耦合的信号转换为光信号，利用光纤将射频信号传输到分布在建筑物各个区域的远端单元，在远端单元再进行光电转换，经过放大器放大后对室内各区域进行覆盖。此种方式由于现网2G、3G、4G多种通信设备共存，同样会存在有源分布方式中的多系统兼容问题。另外，远端设备需要单独的电源供电，会存在取电困难、安全性等问题。
泄露电缆分布方式顾名思义即信号源通过泄漏电缆传输信号，通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。该分布方式多适用于隧道、地铁、长廊等地形。缺点是造价高，传输距离近。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽频有源馈缆增益补偿节点及宽频有源馈缆分布系统，解决了传统室内覆盖系统存在的系统复杂、频段窄、兼容性差、造价高、传输距离近等技术问题。
本发明的技术解决方案是：一种宽频有源馈缆增益补偿节点，其特殊之处在于：包括上行链路和下行链路两个射频链路，每个射频链路内均设置有馈电电路、耦合电路、天线、信号放大器和AGC电路；所述耦合电路、信号放大器和AGC电路串联于射频链路中，所述馈电电路接入射频链路中并分别与信号放大器和AGC电路相连，所述天线与耦合电路相连。
进一步的，上述信号放大器的频率范围是300M-3G，频段宽，可以满足目前现网2G、3G、4G无线通信系统的合路放大。
本发明还提供一种宽频有源馈缆分布系统，其特殊之处在于：包括直流电源、多系统合路平台和多个宽频有源馈缆增益补偿节点；所述直流电源与多系统合路平台相连，所述多系统合路平台通过射频馈缆与第一级宽频有源馈缆增益补偿节点相连，第一级宽频有源馈缆增益补偿节点再通过射频馈缆依次与其他宽频有源馈缆增益补偿节点进行级联。
进一步的，上述直流电源分别与每个宽频有源馈缆增益补偿节点相连。采用远端DC高压馈电，在节点设备内部进行电压变换，降低了对节点设备的环境要求，也能有效提高节点设备级联级数，增加传输距离和传输可靠性。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的节点设备内部包含上下行双向放大器，放大器增益用于抵消下一级馈缆的链路损耗，可使每一级节点设备天线口发射功率处于最优电平范围，从而提高终端用户通话质量。同一信号源可以级联多级节点设备，节省信源投资。
(2)本发明节点设备中的信号放大使用了宽频放大器，频率范围从300M～3G，可以满足目前现网2G、3G、4G无线通信系统的合路放大。
(3)本发明节点设备中含有AGC增益控制电路，可以有效防止某一节点输出功率过高而导致的信号交调干扰，避免某个信号过高导致分布系统内部其他信号质量受到影响，同时也降低了对于射频馈缆的长度要求。
(4)本发明节点设备把上下行信号分开放大传输，TX天线和RX天线分离设计，从而提高了设备的信号隔离度。传输信号不受TDD/FDD制式限制，节点设备内部不需要增加额外的开关、环形器等分离器件，也不需要对TDD开关信号进行提取，降低了设计难度，提高设备稳定性和可靠性。
(5)本发明分布系统采用远端DC高压馈电，在节点设备内部进行电压变换。远端供电降低了对节点设备的环境要求，不需要再单独寻找独立电源；DC高压馈电电流比较低，安全性高，也能有效提高节点设备级联级数；二次电压变换确保了每个节点设备内部的电压稳定，设备可靠性增强。
(6)本发明节点设备由于支持了多种频率、多种制式，一种设备能实现现网多信源的同时分布覆盖。设备种类少、安装方便，降低了对工程维护人员的专业性要求。
附图说明
图1为本发明宽频有源馈缆增益补偿节点结构示意图。
图2为本发明宽频有源馈缆分布系统结构示意图。
其中，附图标记如下：1-基站信号，2-直流电源，3-多系统合路平台，4-宽频有源馈缆增益补偿节点，5-射频馈缆，6-馈电电路，7-耦合电路，8-天线，9-信号放大器，10-AGC电路。
具体实施方式
参见图1，本发明提供的宽频有源馈缆增益补偿节点分为上行链路(RX)和下行链路(TX)两个射频链路，两个射频链路相互独立。每个射频链路内均串接有耦合电路7、信号放大器9和AGC电路10，馈电电路6接入射频链路中并分别与信号放大器9和AGC电路10相连。耦合电路7与天线8相连。
基站的上行信号和下行信号分开传输可以提高上下行链路隔离度，防止放大器由于隔离度不够导致的设备自激。针对TD-SCDMA、TDD-LTE等时分系统，节点设备不需要提取同步信号，也不再通过开关、环形器对时分信号进行分时处理。
馈电电路6提取馈缆输入中的DC高压电源并二次稳压变换为节点设备所需要的低压电源给信号放大器9及AGC电路10供电，同时馈电电路6会再次馈电到链路输出以便给下一级节点设备供电。采用DC高压馈电，节点设备进行电压二次变换，可以提高节点设备的电压稳定性，同时高压馈电可以提供多级级联节点设备共用同一馈电电源。另外，DC供电可以采用射频馈缆馈电方式，也可以采用与射频馈缆平行走线单独供电的方式。
耦合电路7耦合链路中的射频信号并通过天线8进行分布式覆盖。其中，天线8可以是外置天线，也可以是内部天线。
信号放大器9和AGC电路10串在链路中对宽频信号进行放大和增益控制；经过信号放大器9和AGC电路10后的射频信号与馈电电路6提供的DC高压进行馈电合路后连接馈缆输出，与下一级节点设备进行级联。信号放大器只用于补偿当级馈缆损耗，输出功率较小，不容易产生交调信号，可以进行多级级联。AGC电路对过高或过低的射频信号进行增益控制，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。
参见图2，本发明还提供一种基于宽频有源馈缆增益补偿节点的宽频有源馈缆分布系统。基站信号1及直流电源2通过多系统合路平台3(Point Of Interface，简称POI)合路馈电后通过射频馈缆5进行室内分布，在信号盲区布放宽频有源馈缆增益补偿节点4，节点设备增益用于补偿与之相连的射频馈缆5的射频信号损耗，宽频有源馈缆增益补偿节点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覆盖距离的目的。射频馈缆5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。

Claims (4)

1.一种宽频有源馈缆增益补偿节点，其特征在于：包括上行链路和下行链路两个射频链路，每个射频链路内均设置有馈电电路、耦合电路、天线、信号放大器和AGC电路；所述耦合电路、信号放大器和AGC电路串联于射频链路中，所述馈电电路接入射频链路中并分别与信号放大器和AGC电路相连，所述天线与耦合电路相连；
所述信号放大器的频率范围是300M-3G；
所述宽频有源馈缆增益补偿节点应用于一种宽频有源馈缆分布系统，所述系统包括基站信号、直流电源、多系统合路平台和多个宽频有源馈缆增益补偿节点；所述直流电源与多系统合路平台相连，所述多系统合路平台通过射频馈缆与第一级宽频有源馈缆增益补偿节点相连，第一级宽频有源馈缆增益补偿节点再通过射频馈缆依次与多个宽频有源馈缆增益补偿节点进行级联；
其中，所述基站信号和直流电源通过多系统合路平台合路馈电后通过射频馈缆进行室内分布；
所述信号放大器用于补偿当级馈缆的损耗；
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；
所述馈电电路提取馈缆输入中的DC高压电源并二次稳压变换为节点设备所需要的低压电源给信号放大器及AGC电路供电，同时馈电电路再次馈电到链路输出以给下一级节点设备供电。
2.根据权利要求1所述的宽频有源馈缆增益补偿节点，其特征在于：所述射频馈缆为单根多芯或者多根多芯。
3.根据权利要求2所述的宽频有源馈缆增益补偿节点，其特征在于：所述多系统合路平台分别与多个基站相连。
4.根据权利要求3所述的宽频有源馈缆增益补偿节点，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。
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