CN107295529A - 多模无线智能分布覆盖系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多模无线智能分布覆盖系统，包括：主机控制单元、从机分发单元和从机覆盖单元；主机控制单元通过无线传输方式分别与从机分发单元、从机覆盖单元进行通信和射频信号的传输，并对从机分发单元、从机覆盖单元进行控制；从机分发单元通过无线接入的方式与主机控制单元进行通信和射频信号的传输；从机覆盖单元通过光纤与从机分发单元进行通信和传输射频信号，并通过从机覆盖天线对覆盖区域进行覆盖的并接收覆盖区终端的上行信号；每个从机分发单元可以并联接入8个从机覆盖单元；每个从机覆盖单元支持4级级联。利用上述本发明的多模无线智能分布覆盖系统可同时完成2G、3G、4G信号的引入，不仅安装方便，便于管理，而且不占用安装空间。

Description

多模无线智能分布覆盖系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更为具体地，涉及一种多模无线智能分布覆盖系统。

背景技术

针对一些大型的室内场馆、写字楼、学校、地下停车场、地铁、隧道等室内信号盲目区，目前是通过采用建设室内分布系统的方式来解决，采用室内分布系统，虽然可以解决大型室内场馆、地下设施的信号覆盖问题，但是，也存在着以下几方面的缺点：

1、作为信源的设备种类较多，互不兼容，且占用空间大，不好管理；

2、由于各个网络对于系统性能指标的要求不同，因此在布设要求较高的网络系统时，并不能利用其他网络，只能重新进行布网，这就造成建筑区域内线路复杂，不仅施工麻烦，而且在管理以及维护方面也存在诸多不便；

3、在分布系统中，信源部分往往是通过光纤方式从远处的基站或基带设备接入的射频信号，这就需要敷设长距离的光缆，不仅施工难度大、施工周期长，而且提高了工程整体造价。

4、在分布系统中是通过馈线及无源器件组成的网络进行数据传输，由于线损及器件损耗比较大，因此，通常需要信源的输出功率比较大，在20W以上，不仅成本较高，而且对其他网络的干扰也比较大；

5、考虑到对信号损耗的补偿，在分布系统的建设中会引入干线放大器，而干线放大器的引入会影响基站底噪的增加，从而引起信噪比的下降。

6、天线安装后，天线的辐射问题容易引起覆盖区范围内人员的恐慌。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种多模无线智能分布覆盖系统，以解决现有的室内分布系统所存在的各种问题。

本发明提供的多模无线智能分布覆盖系统，分为上行信号传输路径和下行信号传输路径，多模无线智能分布覆盖系统包括：主机控制单元、从机分发单元和从机覆盖单元；主机控制单元通过无线传输方式分别与从机分发单元、从机覆盖单元进行通信和射频信号的传输，并对从机分发单元、从机覆盖单元进行控制；其中，

下行信号传输路径为：由基站发出的下行信号依次经过主机控制单元、从机分发单元与从机覆盖单元传输至移动终端；在下行信号传输路径中，主机控制单元通过馈线与基站连接，用于对基站耦合的下行信号进行移频、功率放大后以无线传输方式发射至从机分发单元；从机分发单元用于对接收到的下行信号依次进行频率还原、模数转换、数光转换变为光信号，并通过光纤传输至从机覆盖单元；从机覆盖单元用于将接收到的光信号转成数字信号，再还原成射频信号进行信号覆盖；

上行信号传输路径为：移动终端发出的上行信号依次经过从机覆盖单元、从机分发单元与主机控制单元返回至基站；在上行信号传输路径中，从机覆盖单元用于对上行信号依次进行模数转换、数光转换变为光信号，并通过光纤传输至从机分发单元；从机分发单元用于将接收到的光信号依次进行光数转换、数模转换、移频、功率放大后以无线传输方式发射至主机控制单元；主机控制单元将接收到的射频信号移频还原至原有频率后，通过馈线返回至基站。

利用上述本发明的多模无线智能分布覆盖系统，能够取得以下技术效果：

1、只需要通过一套多模无线智能分布覆盖系统，即可完成2G、3G、4G信号的同时引入，不仅安装方便，便于管理，而且不占用安装空间；

2、主机控制单元与从机覆盖单元的安装地点相距可达10km，中间可以有明显的建筑物或遮挡物阻挡，两者之间通信、传输采用了无线的方式，采用153M～173M共20M带宽的无线信号，利用其空间传输损耗小、绕射能力强的特点，提高射频信号的空间传输能力、传输距离及稳定性，满足在有阻挡物情况下主机控制单元与从机覆盖单元之间正常的数据传输；

3、从机分发单元、从机覆盖单元之间传输均采用光纤，光纤传输损耗小、延时小，因此，从机覆盖单元采用500mW微功率输出设计，不仅成本低、覆盖效果更好，而且绿色环保；

4、多模无线智能分布覆盖系统只需在覆盖区域布放少量光纤即可实现美观、整洁的效果；

5、主机控制单元、从机分发单元与从机覆盖单元均采用数字化处理技术，不增加系统底噪，对基站上行信号无不良影响；

6、主机控制单元通过无线通信控制信道，可以对从机分发单元的2G、3G、4G的输出功率、衰减等工作状态进行主动控制及调整，保证2G、3G、4G射频输出信号根据其所在频率的传输特征而有所不同，保证其所在覆盖区域的场强及信号质量达到最佳状态；

7、减少无源器件、馈线、天线的使用，减少系统信号的损耗、增加系统的稳定性。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的多模无线智能分布覆盖系统的整体结构示意图。

其中的附图标记包括：主机控制单元1、从机分发单元2、从机覆盖单元3。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

图1示出了根据本发明实施例的多模无线智能分布覆盖系统的整体结构。

如图1所示，本发明实施例提供的多模无线智能分布覆盖系统包括主机控制单元1、从机分发单元2和从机覆盖单元3，主机控制单元1通过无线传输方式分别与从机分发单元2、从机覆盖单元3进行通信和射频信号的传输，并对从机分发单元2、从机覆盖单元3进行控制；其中，主机控制单元1安装在基站处，通过馈线可同时与各种网络制式的基站进行连接并传输上、下行信号，主机控制单元1最多能够同时接入12个不同制式、不同频率的信号，从而覆盖了中国移动、中国联通、中国电信在网运行的2G、3G、4G的所有频率；从机分发单元2通过无线接入的方式与主机控制单元1进行通信和射频信号的传输，一个主机控制单元1最多可同时接入16个从机分发单元2；从机覆盖单元3通过光纤与从机分发单元2进行通信，并传输射频信号，以及，从机覆盖单元3通过天线对覆盖区域进行覆盖，并接收覆盖区域内移动终端的上行信号；每个从机分发单元2采用软件无线电技术及FPGA核心算法可以并联接入8个从机覆盖单元3，每个从机覆盖单元3支持4级级联，即多模无线智能分布覆盖系统最大可支持512个从机覆盖单元3，满足大、中型室内建筑的多模网络覆盖要求。

主机控制单元1与从机分发单元2之间采用无线传输的方式进行通信，可以选择100M～400M频段之间的任意连续10M～30M的带宽做为传输频段。利用100M～400M射频信号空间传输损耗小、绕射能力强的特点，满足主机控制单元1与从机分发单元2之间在非视距的、有阻挡物情况下，距离10km以内正常的数据传输。

主机控制单元1与从机分发单元2之间采用无线传输的方式进行通信，并利用较低的频率的无线信号空间传输损耗小，绕射能力强的特点，提高了射频信号的空间传输能力、传输距离及稳定性，满足在有阻挡物情况下主机控制单元1和从机分发单元2之间正常的数据传输。与光纤传输相比，在具有相同的稳定性的同时，安装、施工简单，总体造价低。

从机覆盖单元3与从机分发单元2之间通过光纤进行信号传输，光纤传输的损耗小、延时小，因此，从机覆盖单元3采用500mW微功率输出设计，不仅成本低、覆盖效果更好，而且绿色环保；光纤优选为复合光缆，复合光缆不仅能够实现光信号的传输，同时还能够解决机覆盖单元3的供电问题。

主机控制单元1、从机分发单元2和从机覆盖单元3均采用FPGA数字编程技术，可实现自动频偏纠正，确保多模无限智能分布覆盖系统频偏满足2G、3G、4G的通信要求。

主机控制单元1、从机分发单元2和从机覆盖单元3均采用直流48V或交流220V电源供电，从机分发单元2和从机覆盖单元3并支持POE（Power Over Ethernet，有源以太网）直流48V供电，采用灵活的供电方式，极大地方便的安装，并提高多模无线智能分布覆盖系统的稳定性。

在多模无线智能分布覆盖系统全部加电后，主机控制单元1以广播的方式与从机分发单元2自动建立起无线通信控制信道，通过对安装现场的传输频段内的无线环境质量进行扫描，确定主机控制单元1与从机分发单元2之间的传输频段（100M-400M之间）及带宽（10M-30M），并利用预设在内部芯片中的数学模型对主机控制单元1、从机分发单元2的移频参数及从机分发单元2、从机覆盖单元3的工作参数进行自动的设置，非人为干预的、智能地完成主机控制单元1与从机分发单元2、从机覆盖单元3之间的系统初始化、配备及优化，初始化结束后，系统进入工作模式。

主机控制单元1可对从机分发单元2、从机覆盖单元3进行监控通信，主机控制单元1可以通过16个无线通信控制信道下发控制指令给从机分发单元2及从机覆盖单元3，监控从机分发单元2和从机覆盖单元3的工作状态信息，并根据事先设定好的各参数门限值及数字模型，自动调整其工作参数，以控制从机分发单元2和从机覆盖单元3的工作状态、各制式的输出功率。

当主机控制单元1扫描到从机分发单元2的工作状态受到外来无线信号的干扰，可自动切换至无干扰的频点继续通信，保持系统通信顺畅。

主机控制单元1、从机分发单元2和从机覆盖单元3分别具有RS485接口，以实现设备本地参数的设置及工作状态的监控，也可通过RJ45接口或无线MODEM实现远程监控、调整工作状态。

多模无线智能分布覆盖系统包括两条传输路径，分别为上行信号传输路径和下行信号传输路径，下行信号传输路径为：由基站发出的下行信号依次经过主机控制单元1、从机分发单元2与从机覆盖单元3传输至移动终端；上行信号传输路径为：移动终端发出的上行信号依次经过从机覆盖单元3、从机分发单元2与主机控制单元1返回至基站。

如果在从机覆盖单元3覆盖区内无移动终端接入，即从机覆盖单元3接收到的信号低于多模无线智能分布覆盖系统设定的信号能量门限，将自动关断上行信号传输路径，不仅节能，而且能减少底噪的传输。

主机控制单元1包括：信号收发模块、第一信号移频模块、功率放大模块和主机传输天线。

从机分发单元2包括：从机传输天线、第二信号移频模块、数字化处理模块、数光转换模块、第一光信号传输模块、光信号接收模块、第二光信号还原模块、数字信号转换模块和功率放大模块。

从机覆盖单元3包括：第一光信号还原模块、数字信号转换模块、从机服务天线、光信号转换模块和第二光信号传输模块。

在下行信号传输路径传输下行信号时，信号收发模块用于接收基站通过所述馈线耦合的2G、3G、4G下行信号；第一信号移频模块用于将下行信号移频至传输频段；功率放大模块用于对第一信号移频模块移频后的下行信号进行功率放大；主机传输天线用于将经过功率放大模块放大后的下行信号无线发射至从机分发单元；从机传输天线用于接收主机传输天线发射的下行信号；第二信号移频模块用于将无线通信模块接收的下行信号的频率移频至原有频率；数字化处理模块用于将第二信号移频模块还原成原有频率的下行信号转换成数字化信号；数光转换模块用于将数字化处理模块转化成的数字化信号转换成光信号；第一光信号传输模块用于通过光纤将光电转换模块转换成的光信号传输至从机覆盖单元；第一光信号还原模块用于接收第一光信号传输模块传送的光信号，并还原成数字信号；数字信号转换模块用于将数字信号还原模块还原成的数字信号转换成射频信号；从机服务天线用于将射频信号转换模块转换成的射频信号发射出去，对覆盖区域进行信号覆盖。

在上行信号传输路径传输上行信号时，从机服务天线用于接收移动终端的上行信号；光信号转换模块用于对上行信号进行数字化处理转换成光信号；第二光信号传输模块用于通过光纤将光信号传输至从机分发单元；光信号接收模块用于接收第二光信号传输模块传输的光信号；第二光信号还原模块用于将光信号接收模块接收到的光信号还原成数字信号；数字信号转换模块用于将第二光信号还原模块还原成的数字信号转换成射频信号；第二信号移频模块用于将数字信号转换模块转换成的射频信号移频至传输频段；功率放大模块用于对第二信号移频模块移频后的射频信号进行功率放大；从机传输天线用于将功率放大模块放大后的射频信号无线发射至主机控制单元；主机传输天线用于接收从机传输天线发射的射频信号；第一信号移频模块用于将主机传输天线接收到的射频信号移频还原至原有频率；信号收发模块用于将第一信号移频模块移频后的射频信号通过馈线返回至对应的基站。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多模无线智能分布覆盖系统，分为上行信号传输路径和下行信号传输路径，其特征在于，包括：主机控制单元、从机分发单元和从机覆盖单元；所述主机控制单元通过无线传输方式分别与所述从机分发单元、所述从机覆盖单元进行通信和射频信号的传输，并对所述从机分发单元、所述从机覆盖单元进行控制；其中，

所述下行信号传输路径为：由基站发出的下行信号依次经过所述主机控制单元、所述从机分发单元与所述从机覆盖单元传输至移动终端；在所述下行信号传输路径中，所述主机控制单元通过馈线与所述基站连接，用于对所述基站耦合的下行信号进行移频、功率放大后以无线传输方式发射至所述从机分发单元；所述从机分发单元用于对接收到的下行信号依次进行频率还原、模数转换、数光转换变为光信号，并通过光纤传输至所述从机覆盖单元；所述从机覆盖单元用于将接收到的光信号转成数字信号，再还原成射频信号进行信号覆盖；

所述上行信号传输路径为：所述移动终端发出的上行信号依次经过所述从机覆盖单元、所述从机分发单元与所述主机控制单元返回至所述基站；在所述上行信号传输路径中，所述从机覆盖单元用于对所述上行信号依次进行模数转换、数光转换变为光信号，并通过光纤传输至所述从机分发单元；所述从机分发单元用于将接收到的光信号依次进行光数转换、数模转换、移频、功率放大后以无线传输方式发射至所述主机控制单元；所述主机控制单元将接收到的射频信号移频还原至原有频率后，通过所述馈线返回至所述基站。

2.如权利要求1所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，在所述下行信号传输路径中，所述主机控制单元包括：

信号收发模块，用于接收所述基站通过所述馈线耦合的下行信号；

第一信号移频模块，用于将所述下行信号移频至传输频段；

功率放大模块，用于对所述第一信号移频模块移频后的下行信号进行功率放大；

主机传输天线，用于将经过所述功率放大模块放大后的下行信号无线发射至所述从机分发单元；

所述从机分发单元包括：

从机传输天线，用于接收所述主机传输天线发射的下行信号；

第二信号移频模块，用于将所述无线通信模块接收的下行信号的频率移频至原有频率；

数字化处理模块，用于将所述第二信号移频模块还原成原有频率的下行信号转换成数字化信号；

数光转换模块，用于将所述数字化处理模块转化成的数字化信号转换成光信号；

第一光信号传输模块，用于通过光纤将所述光电转换模块转换成的光信号传输至所述从机覆盖单元；

所述从机覆盖单元包括：

第一光信号还原模块，用于接收所述第一光信号传输模块传送的光信号，并还原成数字信号；

数字信号转换模块，用于将所述数字信号还原模块还原成的数字信号转换成射频信号；

从机服务天线，用于将所述射频信号转换模块转换成的射频信号发射出去，对覆盖区域进行信号覆盖。

3.如权利要求1所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，在所述上行信号传输路径中，所述从机覆盖单元包括：

从机服务天线，用于接收所述移动终端的上行信号；

光信号转换模块，用于对所述上行信号进行数字化处理转换成光信号；

第二光信号传输模块，用于通过所述光纤将所述光信号传输至所述从机分发单元；

所述从机分发单元包括：

光信号接收模块，用于接收所述第二光信号传输模块传输的光信号；

第二光信号还原模块，用于将所述光信号接收模块接收到的光信号还原成数字信号；

数字信号转换模块，用于将所述第二光信号还原模块还原成的数字信号转换成射频信号；

第二信号移频模块，用于将所述数字信号转换模块转换成的射频信号移频至传输频段；

功率放大模块，用于对所述第二信号移频模块移频后的射频信号进行功率放大；

从机传输天线，用于将所述功率放大模块放大后的射频信号无线发射至所述主机控制单元；

所述主机控制单元包括：

主机传输天线，用于接收所述从机传输天线发射的射频信号；

第一信号移频模块，用于将所述主机传输天线接收到的射频信号移频还原至原有频率；

信号收发模块，用于将所述第一信号移频模块移频后的射频信号通过馈线返回至所述基站。

4.如权利要求2或3所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，

所述主机传输天线与所述从机传输天线之间的无线传输采用100M～400M频段之间任意连续的10M～30M的带宽作为所述传输频段。

5.如权利要求1所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，

所述主机控制单元至多同时接入16个从机分发单元，每个从机分发单元通过光纤至多并联接入8个从机覆盖单元，每个从机覆盖单元支持4级级联。

6.如权利要求1所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，

所述主机控制单元、所述从机分发单元与所述从机覆盖单元均采用直流48V或交流220V电源供电。

7.如权利要求1所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，

所述下行信号包括中国移动、中国联通和中国电信在网运行的网络信号，所述网络信号包括2G信号、3G信号和4G信号。

8.如权利要求1所述的多模无线智能分布覆盖系统，其特征在于，

所述光纤为复合光缆。