CN107343284B - 一种分布式基站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式基站系统，包括：基带单元BBU，中频处理单元IFU和射频前端单元RFU，基带单元BBU与中频处理单元IFU通过光纤连接，中频处理单元IFU与射频前端单元RFU通过电力线连接，射频前端单元RFU内集成有天线。本发明可以快速实现室内无线信号覆盖，具有工程部署成本低、维护成本低、系统容量高的有益效果，可广泛适用于分布式基站系统领域。

Description

一种分布式基站系统
【技术领域】
本发明涉及一种无线通信的基站系统，更确切地说是一种分布式基站系统。
【背景技术】
近年移动宽带业务发展迅猛，各种制式智能终端(手机、数据卡、iPad等)的数据业务井喷式发展，导致热点地区数据流量以及各种基于移动互联网应用的APP应用呈现爆炸式增长趋势，尤其在室内热点区域，例如商场、写字楼、酒店、购物中心、影院、比赛场馆、机场、火车站、地铁的地方，数据流量更是呈指数级增长态势，现有的设施势必影响到这些室内热点区域的用户的3G/4G/5G数据服务体验。
目前，在室内覆盖组网系统中，多为DAS(Distributed Antenna System)分布式天线系统应用，系统容量有限，而且工程部署成本高，维护成本也大，市场上非常需要实现快速低成本地部署室内覆盖系统，解决室内深度大容量覆盖的诉求。
【发明内容】
针对上述缺陷，本发明提供了一种分布式基站系统。
一种分布式基站系统，包括：基带单元BBU,中频处理单元IFU和射频前端单元RFU，基带单元BBU与中频处理单元IFU通过光纤连接，中频处理单元IFU与射频前端单元RFU通过电力线连接，射频前端单元RFU内集成有天线。
提供一种分布式基站系统，所述中频处理单元IFU与射频前端单元RFU之间传输的是模拟中频信号。
提供一种分布式基站系统，当所述射频前端单元RFU数量大于等于2时，所述射频前端单元RFU通过相同电力线分别与所述中频处理单元IFU连接。
提供一种分布式基站系统，当所述射频前端单元RFU数量大于等于2时，所述射频前端单元RFU通过不同电力线与所述中频处理单元IFU形成星型连接。
提供一种分布式基站系统，当所述中频处理单元IFU数量大于等于2时，其中一个中频处理单元IFU与所述基带单元BBU通过光纤连接，且中频处理单元IFU之间通过光纤级联连接，每个中频处理单元IFU与一个射频前端单元RFU串联连接。
提供一种分布式基站系统，当所述中频处理单元IFU数量大于等于2时，所述中频处理单元IFU通过不同光纤与所述基带单元BBU形成星型连接，每个中频处理单元IFU与一个射频前端单元RFU串联连接。
提供一种分布式基站系统，所述中频处理单元IFU支持多对电力线接口，所述中频处理单元IFU支持多路基带信号的上下行处理。
提供一种分布式基站系统，所述中频处理单元IFU为含双工滤波器的中频处理单元IFU，包括：
下行信号处理单元，基带数据收发处理模块通过光纤接收来自所述基带单元BBU发送的数据获得I路同相信号和Q路正交信号，I路同相信号和Q路正交信号经过数字上变频处理模块DUC变为数字中频信号，数字中频信号通过数模转换模块DAC变成模拟中频信号，模拟中频信号通过IQ调制模块调制为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号通过双工滤波器输出，通过耦合器耦合到电力线上传输；
上行信号处理单元，中频处理单元IFU通过耦合器从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过双工滤波器转成上行差分模拟中频信号；上行差分模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，放大后的上行差分模拟中频信号通过IQ解调模块变成非差分模拟中频信号，然后通过模数转换模块ADC转换为数字中频信号，数字中频信号经过数字下变频模块DDC转为IQ基带信号，然后通过IQ基带数据收发处理模块后在光纤上发送给基带单元BBU。
提供一种分布式基站系统，所述中频处理单元IFU为含带通滤波器的中频处理单元IFU，包括：
下行信号处理单元，基带数据收发处理模块通过光纤接收来自基带单元BBU发送的数据获得I路同相信号和Q路正交信号，I路同相信号和Q路正交信号经过数字上变频模块DUC处理变为数字中频信号，数字中频信号通过数模转换模块DAC处理变成模拟中频信号，模拟中频信号通过IQ调制模块调制为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号直接通过耦合器耦合到电力线上传输；
上行信号处理单元，中频处理单元IFU通过耦合器耦从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过带通滤波器变成上行差分模拟中频信号；上行差分模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，放大后的上行差分模拟中频信号通过IQ解调模块变成非差分模拟中频信号，然后通过模数转换模块ADC转换为数字中频信号，数字中频信号经过数字下变频模块DDC转为IQ基带信号，然后通过IQ基带数据收发处理模块后在光纤上发送给基带单元BBU。
提供一种分布式基站系统，所述射频前端单元RFU包括用于提供供电电源的电源模块。
提供一种分布式基站系统，所述射频前端单元RFU为含双工滤波器的射频前端单元RFU，包括：
下行信号处理单元，通过耦合器从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过双工滤波器变成下行模拟中频信号；下行模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，然后通过上变频模块变为射频信号，射频信号通过功率放大模块PA进行放大,最后通过双工滤波器发送到内置的天线上；
上行信号处理单元，通过内置的天线接收上行信号，上行信号经过双工器滤波器处理，然后经过低噪模块LNA放大处理，放大的射频信号经过下变频变为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号通过双工滤波器输出，然后通过耦合器耦合到电力线上传输。
提供一种分布式基站系统，所述射频前端单元RFU为含带通滤波器的射频前端单元RFU，包括：
下行信号处理单元，通过耦合器从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过带通滤波器变成下行模拟中频信号；下行模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，然后通过上变频模块变为射频信号，射频信号通过功率放大模块PA进行放大,最后通过双工滤波器发送到内置的天线上；
上行信号处理单元，通过内置的天线接收上行信号，上行信号经过双工器滤波器处理，然后经过低噪模块LNA放大处理，放大的射频信号经过下变频变为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号直接通过耦合器耦合到两根电力线上传输。
本发明对照现有技术，克服了当前室内分布式天线系统容量小、工程部署成本高、维护成本高的缺陷，达到了可以快速实现室内无线信号覆盖，工程部署成本低、维护成本低、系统容量高的有益效果。
【附图说明】
图1为本发明分布式基站系统总体结构示意图；
图2为本发明中频处理单元IFU内部示意图；
图3为本发明带双工滤波器的中频处理单元IFU内部示意图；
图4为本发明带带通滤波器的中频处理单元IFU内部示意图；
图5为本发明带双工滤波器的射频前端单元RFU内部功能示意图；
图6为本发明带带通滤波器的射频前端单元RFU内部功能示意图；
图7为本发明多个射频前端单元RFU连接到相同电源线组网示意图；
图8为本发明中频处理单元IFU与射频前端单元RFU之间的星型组网示意图；
图9为本发明中频处理单元IFU之间级联组网示意图；
图10为本发明基带单元BBU与中频处理单元IFU之间星型组网示意图。
【具体实施方式】
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
下面结合图1-10对本发明进行详细的介绍：
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
图1为本发明分布式基站系统总体结构示意图，一种分布式基站系统，包括：基带单元BBU100、中频处理单元IFU200、射频前端单元RFU300，基带单元BBU与中频处理单元IFU通过光纤连接，中频处理单元IFU与射频前端单元RFU通过电力线连接，射频前端单元RFU内设有天线，所述天线集成在射频前端单元RFU内。
图2为本发明中频处理单元IFU内部示意图，中频处理单元IFU支持多路IQ基带信号的上下行处理，支持多对电源线接口，下面以一路IQ基带信号数字上下行变频处理、AD模数转换、DA数模转换、模拟中频信号滤波、模拟信号耦合处理等进行说明。本发明所述IQ基带信号，是指没有经过调制的、频率较低信号，I/Q信号分为模拟I/Q信号和数字I/Q信号，I路信号是指I路同相信号，Q路信号是指Q路正交信号。
图3和图4是中频处理单元IFU两种实施方式内部示意图
图3为本发明带双工滤波器的中频处理单元IFU内部示意图，在下行信号处理方向，IQ基带数据收发处理模块通过光纤接收来自基带单元BBU发送的IQ数据获得I路同相信号和Q路正交信号，I路同相信号和Q路正交信号经过数字上变频处理(DUC)变为数字中频信号，然后数字中频信号通过数模转换处理(DAC)变成模拟中频信号，模拟中频信号通过IQ调制模块调制为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号通过双工滤波器输出，然后通过耦合器耦合到两根电力线上传输。
在上行信号处理方向，中频处理单元IFU通过耦合器耦从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过双工滤波器变成所需要的上行差分模拟中频信号。上行差分模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，放大后的上行差分模拟中频信号通过IQ解调模块变成非差分模拟中频信号，然后通过ADC模数转换为数字中频信号，数字中频信号经过数字下变频DDC变成IQ基带信号，然后通过I/Q基带数据收发处理模块后在光纤上发送给基带单元。
图4为本发明带带通滤波器的中频处理单元IFU内部示意图，在下行信号处理方向，IQ基带数据收发处理模块通过光纤接收来自基带单元BBU发送的IQ数据获得I路同相信号和Q路正交信号，I路同相信号和Q路正交信号经过数字上变频处理(DUC)变为数字中频信号，然后数字中频信号通过DAC数模转换变成模拟中频信号，模拟中频信号通过IQ调制模块调制为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号直接通过耦合器耦合到一对(两根)电力线上传输。
在上行信号处理方向，中频处理单元IFU通过耦合器耦从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过带通滤波器变成所需要的上行差分模拟中频信号。上行差分模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，放大后的上行差分模拟中频信号通过IQ解调模块变成非差分模拟中频信号，然后通过ADC模数转换为数字中频信号，数字中频信号经过数字下变频处理(DDC)变成IQ基带信号，然后通过I/Q基带数据收发处理模块后在光纤上发送给基带单元BBU。
图5和图6为本发明射频前端单元RFU内部功能两种实施方式示意图
图5为本发明带双工滤波器的射频前端单元RFU内部功能示意图，射频前端单元RFU内部通过电力线上获取供电电源。
在下行信号处理方向，通过耦合器耦从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过双工滤波器变成所需要的下行模拟中频信号。然后下行模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，然后通过上变频变为射频信号，射频信号通过功率放大器PA进行放大,最后通过双工滤波器发送到内置的天线上。
在上行信号方面，通过内置的天线上接收上行信号，上行信号经过双工器滤波器处理，然后经过低噪放大器LNA放大处理，放大的射频信号经过下变频变为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号通过双工滤波器输出，然后通过耦合器耦合到两根电力线上传输。
图6为本发明带带通滤波器的射频前端单元RFU内部功能示意图，射频前端单元RFU内部通过电力线上获取供电电源。
在下行信号处理方向，通过耦合器耦从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过带通滤波器变成所需要的下行模拟中频信号。然后下行模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，然后通过上变频变为射频信号，射频信号通过功率放大器PA进行放大,最后通过双工滤波器发送到内置的天线上。
在上行信号方面，通过内置的天线上接收上行信号，上行信号经过双工器滤波器处理，然后经过低噪放大器LNA放大处理，放大的射频信号经过下变频变为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号直接通过耦合器耦合到两根电力线上传输。
图7，图8，图9和图10是室内覆盖分布式基站系统基带单元BBU、中频处理单元IFU、射频前端单元RFU之间的不同组网方式。
图7为本发明多个射频前端单元RFU连接到相同电源线组网示意图，所述射频前端单元RFU通过相同电力线分别与所述中频处理单元IFU连接中频处理单元IFU通过光纤与基带单元BBU连接，多个射频前端单元RFU通过相同电力线分别与中频处理单元IFU连接，射频前端单元RFU内集成了天线，射频前端单元RFU内部通过电力线上获取供电电源。本实施方式中电力线传输的是模拟中频信号，不是数字信号。
图8为本发明中频处理单元IFU与射频前端单元RFU之间的星型组网示意图，中频处理单元IFU通过光纤与基带单元连接，中频处理单元IFU与三个射频前端单元RFU通过不同电力线形成星型连接，射频前端单元RFU内集成了天线，射频前端单元RFU内部通过电力线上获取供电电源。本实施方式中射频前端单元RFU与不同的电力线相连，电力线传输的是模拟中频信号，不是数字信号。中频处理单元IFU中频处理单元IFU支持多路IQ基带信号的上下行处理，支持多对电源线接口IFU可以通过星型连接方式与多个射频前端单元RFU连接。
图9为本发明中频处理单元IFU之间级联组网示意图，本实施方式中，中频处理单元IFU通过光纤与基带单元BBU连接，中频处理单元IFU之间通过光纤级联连接，两个射频前端单元RFU分别与对应的不同中频处理单元IFU串联连接，射频前端单元RFU内集成了天线，射频前端单元RFU内部通过电力线上获取供电电源。
图10为本发明基带单元BBU与中频处理单元IFU之间星型组网示意图，基带单元BBU与中频处理单元IFU之间通过不同光纤星型连接，两个射频前端单元RFU分别与中频处理单元IFU串联连接，射频前端单元RFU内集成了天线，射频前端单元RFU内部通过电力线上获取供电电源。
基带单元BBU完成2G/3G/4G/5G的上下行基带信号处理，基带单元BBU通过光纤传输介质与中频处理单元IFU连接，基带单元BBU与中频处理单元IFU之间遵循CPRI(CommonPublic Radio Interface)通用公共无线电接口
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分布式基站系统，其特征在于所述系统包括：基带单元BBU，中频处理单元IFU和射频前端单元RFU，基带单元BBU与中频处理单元IFU通过光纤连接，中频处理单元IFU与射频前端单元RFU通过电力线连接，中频处理单元IFU中间通过光纤级联连接，射频前端单元RFU内集成有天线，其中，
所述中频处理单元IFU包括以下其中一种：含双工滤波器中频处理单元IFU、含带通滤波器的中频处理单元IFU；
所述中频处理单元IFU还包括：
下行信号处理单元，基带数据收发处理模块通过光纤接收来自所述基带单元BBU发送的数据获得I路同相信号和Q路正交信号，I路同相信号和Q路正交信号经过数字上变频处理模块DUC变为数字中频信号，数字中频信号通过数模转换模块DAC变成模拟中频信号，模拟中频信号通过调制模块调制为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号采用如下方式耦合到电力线上传输：当中频处理单元IFU为含双工滤波器中频处理单元IFU时，通过双工滤波器输出后通过耦合器耦合、当中频处理单元IFU为含带通滤波器的中频处理单元IFU时，直接通过耦合器耦合；
上行信号处理单元，中频处理单元IFU通过耦合器从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过对应的滤波器变成所需上行差分模拟中频信号，其中，当中频处理单元IFU为含双工滤波器中频处理单元IFU时，滤波器为双工滤波器，当中频处理单元IFU为含带通滤波器的中频处理单元IFU时，滤波器为带通滤波器；上行差分模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，放大后的差分模拟中频信号通过解调模块变成非差分模拟中频信号，通过模数转换模块ADC转换为数字中频信号，数字中频信号经过数字下变频模块DDC转为IQ基带信号，通过IQ基带数据收发处理模块在光纤上发送给基带单元BBU。
2.根据权利要求1所述的分布式基站系统，其特征在于，所述中频处理单元IFU与射频前端单元RFU之间传输的是模拟中频信号。
3.根据权利要求1或2所述的分布式基站系统，其特征在于，所述中频处理单元IFU通过光纤与基带单元BBU连接，至少两个所述射频前端单元RFU通过相同电力线分别与中频处理单元IFU连接。
4.根据权利要求1或2所述的分布式基站系统，其特征在于，所述中频处理单元IFU通过光纤与基带单元连接，所述中频处理单元IFU与至少两个射频前端单元RFU通过不同电力线形成星形连接。
5.根据权利要求1或2所述的分布式基站系统，其特征在于，所述中频处理单元IFU通过光纤与基带单元BBU连接，中频处理单元IFU之间通过光纤级联连接，至少两个射频前端单元RFU分别与所述中频处理单元IFU串联连接。
6.根据权利要求1或2所述的分布式基站系统，其特征在于，所述基带单元BBU与述中频处理单元IFU之间通过不同光纤星形连接，至少两个射频前端单元RFU分别与所述中频处理单元IFU串联连接。
7.根据权利要求1或2所述的分布式基站系统，其特征在于，所述中频处理单元IFU支持多对电源线接口，所述的中频处理单元IFU支持多路基带信号的上下行处理。
8.根据权利要求1所述的分布式基站系统，其特征在于，所述射频前端单元RFU包括用于提供供电电源的电源模块。
9.根据权利要求1所述的分布式基站系统，其特征在于，所述射频前端单元RFU为含双工滤波器的射频前端单元RFU，包括：
下行信号处理单元，通过耦合器从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过双工滤波器变成下行模拟中频信号；下行模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，下行模拟中频信号通过上变频模块变为射频信号，射频信号通过功率放大模块PA进行放大,最后通过双工滤波器发送到内置的天线上；
上行信号处理单元，通过内置的天线接收上行信号，上行信号经过双工器滤波器处理，然后经过低噪模块LNA放大处理，放大的射频信号经过下变频变为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号通过双工滤波器输出，通过耦合器耦合到电力线上传输。
10.根据权利要求1所述的分布式基站系统，其特征在于，所述射频前端单元RFU为含带通滤波器的射频前端单元RFU，包括：
下行信号处理单元，通过耦合器从电力线上接收到差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过带通滤波器变成下行模拟中频信号；下行模拟中频信号通过可变增益衰减器和差分放大器处理，下行模拟中频信号通过上变频模块变为射频信号，射频信号通过功率放大模块PA进行放大,最后通过双工滤波器发送到内置的天线上；
上行信号处理单元，通过内置的天线接收上行信号，上行信号经过双工器滤波器处理，然后经过低噪模块LNA放大处理，放大的射频信号经过下变频变为差分模拟中频信号，差分模拟中频信号通过差分放大器放大，放大后的差分模拟中频信号直接通过耦合器耦合到两根电力线上传输。
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