CN107222225A - 一种全数字模块化大动态输出功率的分布式天线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种全数字模块化大动态功率输出功率的分布式天线系统，该系统包括信号接口单元，扩展单元和发射单元，其中的信号接口单元通过热插拔式模拟数字接口板，可直接耦合信源的数字接口或者模拟接口，经过处理后可通过三种媒质的接口传输到下一单元；扩展单元通过耦合不同位置的接口单元的信号在数字中频合并，然后经由模拟或者数字接口选择性路由到指定的发射单元模块；系统可以同时支持大小功率的发射单元，然后利用后台的实时增益控制系统，从最终天馈位置功率和信号接口单元之间功率来确定每一路的增益，确保系统动态增益的平衡。该系统可以显著的解决设备的施工，维护和升级问题，具有非常显著的技术特点和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及信号覆盖和容量技术，具体涉及一种多业务的分布式天线系统，该系统尤其适用于信号覆盖的大型复杂且需求复杂多业务、多系统的场景，是属于最后100米的广义接入网的范畴。
背景技术
无线通信的发展，通信的制式越来越多，而通信覆盖场所的物理空间越来越拥挤，在满足网络设备不断的更新换代和人们的不断提高的网络需求的条件下，怎样充分利用已有的基础设施，提高网络设备的使用寿命，提供优质、稳定和可靠的网络信号服务，是网络信号供应商们一直以来的诉求。
目前主要的分布式天线系统分为两类，一种是无源分布式天线系统，即基站RRU直接耦合复杂天馈系统，另一种就是基站RRU耦合有源光纤分布式天线系统再接简单天馈系统的方式。都存在施工复杂，升级维护难得问题。
因此，亟需一种分布式天线系统能够很好支持多种通信业务并存，施工维护简单，同时还要支持设备的升级维护问题，降低设备的能耗等问题。
发明内容
本发明提供一种全数字模块化大动态输出的分布式天线系统:包括信号接口单元(Multi-Interface Unit, MIU),扩展单元(Router Extend Unit, REU)和发射单元(Dynamic Power Application Point,DPAP)三个基本的模块;所述的信号接口单元是一种模块化模拟数字信号接口单元，包括热插拔式模块化模拟数字信源接口板、自动增益调整单元、信号合并和处理子单元、多媒质（光纤，5类6类网线，电缆）数字信号传输接口;所述的扩展单元是一种信号传输融合路由扩展单元，包括多媒质数字信号接入接口、数字信号路融合自单元、数字信号路由处理子单元、数字信号分配子单元、数字模拟信号转化子单元和模拟数字输出接口;所述的发射单元是一种大动态功率信号发射单元分为小功率发射单元(发射功率≤100毫瓦，20dBm)和大功率发射单元(发射功率>100毫瓦，20dBm)两种类型，所述小功率发射单元模式包括模拟或者数字信号的输入接口，信号处理单元和天线；所述大功率发射单元包括数字信号输入接口，信号处理单元，具有频率选择和抑制功能的多工器和输出接口。
优选的，所述的信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板，直接耦合模拟信号的频段从230MHz到5800MHz，直接耦合信号的功率等级为≤80瓦（49dBm）;所述的信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板，所述的数字信号包括CPRI，OBSAI，TCP/IP,802.11.ac,802.11.ax和自定义协议。
优选的，所述的每一个信号接口单元至少包括n（1≤n≤8）个热插拔式模块化模拟数字信源接口板，每个热插拔式模拟数字信号接口板，支持一种包括2个接口。
优选的，所述的每一个信号接口单元至少包括n个热插拔式模块化模拟数字信源接口板，其中1≤n≤8，至少支持m个具有RJ45的接口板，其中1≤m≤8，至少支持j个具有SFP光纤接口的接口板，其中1≤j≤8。
优选的，所述的每一个信号接口单元的多媒质数字信号输出接口包括n（n≤8）个最高速率为10Gbps的SFP光纤接口，m（m≤4）个最高速率为10Gbps的RJ45接口，j(j≤4)个75欧姆CATV同轴输出端子，上述端口是信号传输而不是系统本身控制信号的接口。
优选的，所述的信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板，直接耦合模拟信号的频段从230MHz到5800MHz，直接耦合的模拟信号的功率从100毫瓦到80瓦之间，直接耦合的信号制式包括GSM,CDMA,WCDMA,PCS,TD-LTE,LTE FDD, WiFi模拟信号,所述信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板包含一个自动增益控制系统，确保所述的模块化模拟数字热插拔信源接口输出功率为100微瓦到1瓦之间（即-10dBm到30dBm），实际输出的功率可以通过所述的自动增益控制系统进行设置，对于所述模块化模拟数字热插拔信源接口板输入功率大于设置的输出功率时，所述的模块化模拟数字热插拔信源接口板中的所述的自动增益控制系统可以通过其中的多级衰减系统把输入功率调节到需要的输出功率值；对于对于所述模块化模拟数字热插拔信源接口板输入功率小于设置的输出功率时，所述的模块化模拟数字热插拔信源接口板中的所述的自动增益控制系统可以通过其中的多级衰减系统把输入功率调节到需要的输出功率值。
优选的，所述的扩展单元，用于信号传输而不是系统控制的 输入接口至少包括n个 SFP光纤接口，m个RJ45接口和j个CATV同轴接口和相应的接口板，其中1≤n≤4,1≤m≤2,1≤j≤2。
优选的，模块化模拟数字信号接口单元具有数字信号和模拟信号耦合的特征，模块化模拟数字信号接口单元和信号传输融合路由扩展单元之间的信号传输为有线数字信号，传输的媒质光纤，网线和电缆；信号传输融合路由扩展单元和大动态功率信号发射单元传输的信号为模拟信号或者是数字信号，信号传输融合路由扩展单元与小功率大动态功率信号发射单元之间耦合连接具有模拟或者数字信号的耦合，远距离直流馈电耦合。
优选的，所述的扩展单元，用于信号传输而不是系统控制的输出接口，可以经由不同接口同时输出数字信号和模拟信号。
优选的，所述的扩展单元，用于信号传输而不是系统控制的输出接口至少包括n个SFP光纤接口，m个RJ45接口和j个CATV同轴接口和相应的接口板，其中1≤n≤8, 1≤m≤4,1≤j≤4。
优选的，所述的扩展单元和信号接口单元，可以同时支持小功率和大功率的发射单元。
优选的，所述的模块化模拟数字热插拔信源接口板，可以直接耦合基站信号，而不需要在基站信源和本系统的信号接口单元之间外置衰减设备和放大设备，信号变换设备。
优选的，所述的自动增益调节自模块，能对低于要求值的功率放大，能对大于要求值的功率进行逐级衰减，逐级衰减的幅度为2的整数倍分贝。
优选的，所述的信号扩展单元可以对n路（n≥2）同频和异频信号在数字中频中进行和合并传输。
优选的，所述的信号扩展单元，在信号组帧的帧头中，用n比特（n≥3）来标定信源的信息。
优选的，所述的信号扩展单元，能对标定的信源路由到指定的发射单元模块。
优选的，所述系统，可以根据最终的终端天线的功率来实时核算链路的增益。
本发明公布一种全数字模块化大动态功率输出功率的分布式天线系统，该系统包括信号接口单元，扩展单元和发射单元，其中的信号接口单元通过热插拔式模拟数字接口板，可直接耦合信源的数字接口或者模拟接口，经过处理后可通过三种媒质的接口传输到下一单元；扩展单元通过耦合不同位置的接口单元的信号在数字中频合并，然后经由模拟或者数字接口选择性路由到指定的发射单元模块；系统可以同时支持大小功率的发射单元，然后利用后台的实时增益控制系统，从最终天馈位置功率和信号接口单元之间功率来确定每一路的增益，确保系统动态增益的平衡。该系统可以显著的解决设备的施工，维护和升级问题，具有非常显著的技术特点和经济效益。
附图说明
图1、一种全数字模块化大动态输出功率DAS系统架构图。
图2、信号接口单元输入输出接口布局图。
图3、信号接口单元原理图。
图4、信号接入单元的自动增益调整模块。
图5、不同位置的信源通过信号接口单元在扩展单元汇聚。
图6、典型的系统配置及信号流向。
具体实施方式
本发明提供一种全数字模块化大动态输出的分布式天线系统，（基本系统框架见图1）该系统信号接口单元（MIU）、扩展单元（REU）和发射单元（DPAP）三个基本单元组成。所述的信号接口单元是一种模块化模拟数字信号接口单元，模拟信号和数字信号输入,数字信号输出,包括热插拔式模块化模拟数字信号接口板、自动增益调整单元，信号合并和处理单元，多媒质数字信号传输接口；所述的扩展单元，是一种信号传输融合和路由扩展单元,数字信号输入,数字信号和模拟信号输出,包括多媒质数字信号接入接口、数字信号路融合自单元、数字信号路由处理子单元、数字信号分配子单元、数字模拟信号转化子单元和模拟数字输出接口;所述的发射单元是一种大动态功率信号发射单元，分为两种模式，模式一每通道输出功率低于100毫瓦的小功率模式，数字或者模拟信号输入，模拟信号输出，模式二每通道输出功率大于100毫瓦的大功率模式，数字信号输入，模拟信号输出，所述的大动态功率信号发射单元的小功率模式包括模拟或者数字信号的输入接口，信号处理单元和天线；所述的大动态功率信号发射单元的小功率模式包括数字信号输入接口，信号处理单元，具有频率选择和抑制功能的多工器和输出接口。
该系统个单元之间传输的数字信号支持信号接口单元（MIU）和扩展单元（REU）之间的传输支持TCP/IP，CPRI和OBSAI及自定义的协议；扩展单元（REU）和发射单元（DPAP）之间传输的信号为数字信号和模拟信号，其中模拟信号包括射频信号和中频信号，数字信号支持TCP/IP，CPRI和OBSAI及自定义的协议。
该系统的信号接口单元,支持数字信号和模拟信号，以不同的接口板方式耦合到系统。该系统的信号接口单元，输出的数字信号接口分别支持光纤，5类6类双绞网线，CATV同轴电缆该接口指的是网络传输信号接口，而非设备本身的控制信号接口。该系统的扩展单元的输入信号接口支持光纤，5类6类双绞网线，CATV同轴电缆，该接口指的是网络传输信号接口，而非设备本身的控制信号接口。
该系统的扩展单元的输入信号接口支持光纤，5类6类双绞网线，CATV同轴电缆，该接口指的是网络传输信号接口，而非设备本身的控制信号接口。该系统的扩展单元的输出接口支持光纤，5类6类双绞网线，CATV同轴电缆，该接口指的是网络传输信号接口，而非设备本身的控制信号接口。该系统支持不同位置的信源信号耦合到信号接口单元后，在扩展单元进行汇聚，然后传输到需要覆盖的位置。该系统的扩展单元的CATV同轴接口输出模拟中频和射频信号，耦合到小功率发射单元，以保证小功率发射单元的成本优势。
系统的典型配置及信号流向见图6，从信源(2G,3G,4G基站RRU或者BBU,物联网模组,专网,小基站,WAN等)输出的数字或者模拟信号,首先与信号接口单元耦合，通过热插拔式模块化接口板连入系统，如果是模拟信号，就接入模拟的接口板，然后根据输入信号的功率和系统需要的功率，启动自动增益调节功能， 将功率等级调整到相应的水平，然后经过频率调制模块，将上下行的信号调制到相应的中频，所有接口板上的中频频段选择，由后台统一调度，保证较好的频率选择性能和同一接口板和不同接口板的通道中频选择不出现混叠，上行的中频选择范围为110MHz-350MHz，下行的中频选择范围为370-610MHz，每个使用频段之间的间隔是5MHz。
模拟信号中频接入到背板以后，经过合并模块，利用一定的策略将相应的中频端组合到一起（组合原则，利用ADC采集），然后下行进入到ADC采样模组，上行进入到DAC模组，然后集合数字接口板耦合的经过调理后的信号进入到SOC模块（FPGA或者DSP等）进行数字中频处理，然后所有信号的进行队列组合，组帧，然后传输到背板输出接口。信号接口单元通过光纤，5类或者6类Cat双绞线，CATV同轴电缆三类线缆接口与扩展单元连接。
扩展单元输入支持三类媒质，光纤，5类或者6类双绞线(Cat5,Cat6)和CATV同轴线，扩展单元的输出有模拟CATV同轴线接口，数字接口为SFP和RJ45，扩展单元的显著特点是可以来自2个以上的接口单元的同频信号和异频信号的合并，以满足应用现场来自不同物理地址的信源的需求。扩展单元输出的显著地特点除了支持多种接口以外，还可同时输出数字和模拟中频和射频信号，以提供设备的经济竞争性；扩展单元的显著特点之三在于，通过在各个数据帧的帧头标定了每个信源的标示，同时在系统各单板的HID也标定了支持信源的类型，因此可以在后台自动配置信源信号的硬件路由。
由于系统同时支持大小功率发射单元的特点， 为满足系统增益的统一性，在后台的设置中，以最终天馈口的功率为标定系统各个子路的增益的动态平衡，不会因为大小功率发射单元的因为发射功率不同造成增益失配。
Claims (17)
1.一种全数字模块化大动态功率输出功率的分布式天线系统，其特征在于，包括信号接口单元,扩展单元和发射单元三个基本的模块;所述的信号接口单元是一种模块化模拟数字信号接口单元，包括热插拔式模块化模拟数字信源接口板、自动增益调整单元、信号合并和处理子单元、多媒质数字信号传输接口;所述的扩展单元是一种信号传输融合路由扩展单元，包括多媒质数字信号接入接口、数字信号路融合自单元、数字信号路由处理子单元、数字信号分配子单元、数字模拟信号转化子单元和模拟数字输出接口;所述的发射单元是一种大动态功率信号发射单元分为小功率发射单元和大功率发射单元两种类型，所述小功率发射单元模式包括模拟或者数字信号的输入接口，信号处理单元和天线；所述大功率发射单元包括数字信号输入接口，信号处理单元，具有频率选择和抑制功能的多工器和输出接口。
2.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板，直接耦合模拟信号的频段从230MHz到5800MHz，直接耦合信号的功率等级为≤80瓦;所述的信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板，所述的数字信号包括CPRI，OBSAI，TCP/IP,802.11.ac,802.11.ax和自定义协议。
3.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的每一个信号接口单元至少包括n（1≤n≤8）个热插拔式模块化模拟数字信源接口板，每个热插拔式模拟数字信号接口板，支持一种包括2个接口。
4.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的每一个信号接口单元至少包括n个热插拔式模块化模拟数字信源接口板，其中1≤n≤8，至少支持m个具有RJ45的接口板，其中1≤m≤8，至少支持j个具有SFP光纤接口的接口板，其中1≤j≤8。
5.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的每一个信号接口单元的多媒质数字信号输出接口包括n（n≤8）个最高速率为10Gbps的SFP光纤接口，m（m≤4）个最高速率为10Gbps的RJ45接口，j(j≤4)个75欧姆CATV同轴输出端子，上述端口是信号传输而不是系统本身控制信号的接口。
6.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板，直接耦合模拟信号的频段从230MHz到5800MHz，直接耦合的模拟信号的功率从100毫瓦到80瓦之间，直接耦合的信号制式包括GSM,CDMA,WCDMA,PCS,TD-LTE,LTE FDD, WiFi模拟信号,所述信号接口单元中的所述模块化模拟数字热插拔信源接口板包含一个自动增益控制系统，确保所述的模块化模拟数字热插拔信源接口输出功率为100微瓦到1瓦之间，实际输出的功率可以通过所述的自动增益控制系统进行设置，对于所述模块化模拟数字热插拔信源接口板输入功率大于设置的输出功率时，所述的模块化模拟数字热插拔信源接口板中的所述的自动增益控制系统可以通过其中的多级衰减系统把输入功率调节到需要的输出功率值；对于对于所述模块化模拟数字热插拔信源接口板输入功率小于设置的输出功率时，所述的模块化模拟数字热插拔信源接口板中的所述的自动增益控制系统可以通过其中的多级衰减系统把输入功率调节到需要的输出功率值。
7.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的扩展单元，用于信号传输而不是系统控制的 输入接口至少包括n个 SFP光纤接口，m个RJ45接口和j个CATV同轴接口和相应的接口板，其中1≤n≤4,1≤m≤2,1≤j≤2。
8.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，模块化模拟数字信号接口单元具有数字信号和模拟信号耦合的特征，模块化模拟数字信号接口单元和信号传输融合路由扩展单元之间的信号传输为有线数字信号，传输的媒质光纤，网线和电缆；信号传输融合路由扩展单元和大动态功率信号发射单元传输的信号为模拟信号或者是数字信号，信号传输融合路由扩展单元与小功率大动态功率信号发射单元之间耦合连接具有模拟或者数字信号的耦合，远距离直流馈电耦合。
9.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的扩展单元，用于信号传输而不是系统控制的输出接口，可以经由不同接口同时输出数字信号和模拟信号。
10.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的扩展单元，用于信号传输而不是系统控制的输出接口至少包括n个 SFP光纤接口，m个RJ45接口和j个CATV同轴接口和相应的接口板，其中1≤n≤8, 1≤m≤4, 1≤j≤4。
11.根据权利要求1所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的扩展单元和信号接口单元，可以同时支持小功率和大功率的发射单元。
12.根据根据权利要求2所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的模块化模拟数字热插拔信源接口板，可以直接耦合基站信号，而不需要在基站信源和本系统的信号接口单元之间外置衰减设备和放大设备，信号变换设备。
13.根据权利要求6所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的自动增益调节自模块，能对低于要求值的功率放大，能对大于要求值的功率进行逐级衰减，逐级衰减的幅度为2的整数倍分贝。
14.根据权利要求7所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的信号扩展单元可以对n路（n≥2）同频和异频信号在数字中频中进行和合并传输。
15.根据权利要求7所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的信号扩展单元，在信号组帧的帧头中，用n比特（n≥3）来标定信源的信息。
16.根据权利要求1,7，15任意一项权利要求所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述的信号扩展单元，能对标定的信源路由到指定的发射单元模块。
17.根据权利要求11所述的全数字模块化大动态功率输出的分布式天线系统，其特征在于，所述系统，可以根据最终的终端天线的功率来实时核算链路的增益。
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| CN207490910U (zh) * | 2017-05-27 | 2018-06-12 | 杨勇 | 一种全数字模块化大动态输出功率的分布式天线系统 |
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2017
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