CN114362826B - 基于光电复合缆全数字式传输的通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，属于通信技术领域，包括能够工作在包括5G信号传输的多模式的扩展分发与合路子系统与信号收发子系统，扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电。本发明通信系统底噪不会随着传输距离增加而增加，信噪比高，保证了通过质量；扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，传输带宽大，利于5G信号传输，且能够同时支持包括5G信号传输的多模式通信；扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电，不需要单独部署供电网络，供电线路简单，便于后期系统维护。

Description

基于光电复合缆全数字式传输的通信系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及基于光电复合缆全数字式传输的通信系统。

背景技术

在5G时代，运营商5G宏站的建设如火如荼，覆盖逐步由室外向室内发展，未来室内5G深度覆盖的投入将持续增加。由于5G基站使用的频率较4G更高，频率越高，其空间损耗以及翻越障碍物，和穿墙效果将极大的恶化。在4G时代，MDAS方案是进行室内覆盖和补盲的低成本优选方案之一。然而，到了5G时代，面临5G超大带宽的数据传输带宽需求，MDAS方案将无法胜任。且受限于MDAS的信源获取方式，单套MDAS设备将不可能同时支持两个以上运营商的网络共享覆盖需求。而5G分布式基站架构，因需要同时提供CU(集中单元)和DU(分布单元)，以及数据回传核心网所需的网络，整体建站成本将会非常大，且只能支持单一制式，无法做到4G和5G双模式工作。因此传统室分方案势必逐步被新型有源室分取代。而新型有源室分如何能解决上诉两种系统存在的不足，是牵引技术演进的关键。随着运营商使用频段的多样化，设备需求大量化，新型室分产品必将向着多模多频、智能化、小型化方向发展，这就需要传输媒介能支持更快的部署，更低的成本，以及更方便的施工。

传统的光纤网络能满足大带宽的传输需求，但纯光纤只作为通信媒介，又无法为分布式系统的远端单元进行供电，远端单元还需单独引入电源接入点，不管对于施工还是使用上来说，都是一个无法回避且棘手的问题。技术成熟的以太网供电协议(POE)，基于价格低廉的网线，以及非常方便的施工布线工作，深受运营商客户的青睐。然而受限于POE供电压降的固有缺陷，网线供电及通信的传输距离一般限制在100米以内，在大多数应用场合，成了系统部署的重大缺陷。

综上，现有技术中主要存在以下缺陷和不足：

1.传统MDAS系统，由于需要到运营商机房内直接耦合其射频信号，施工操作将变得非常困难，又由于MDAS为模拟耦合系统，其底噪将随着拉远距离的增加而增加，甚至容易造成因底噪抬升太大而导致宏站系统崩溃；且传统MDAS系统无法做到多家运营商频段传输，无法做到共建共享，降低建设成本的要求。

2.分布式室分系统，由于算法不优，传输带宽要求大；目前厂家的协议栈版本无法支持多运营商，无法做到共建共享，降低建设成本的要求。且分布式室分系统为单制式基站系统，无法支持4G+5G双模式的同时覆盖。

3.光纤分布式系统，因为只使用了光纤作为信号传输媒介，远端系统工作时，需要就近额外取电。部署建设时，除了布放光纤外，还需另外部署一套供电网络，施工量大，操作及其不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术底噪随着传输距离增加而增加导致的宏站系统崩溃、无法做到多家运营商频段传输、无法支持4G+5G双模式的同时覆盖、需单独部署供电网络的问题，提供基于光电复合缆全数字式传输的通信系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，系统具体包括能够工作在包括5G信号传输的多模式的扩展分发与合路子系统与信号收发子系统，所述扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，所述扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电。

作为一选项，所述信号收发子系统包括室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统，所述室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接；所述室外耦合发射子系统将接收到的宏站下行信号经扩展分发与合路子系统传输至室内分布式覆盖子系统进行发射，所述室内分布式覆盖子系统将接收到的宏站上行信号经扩展分发与合路子系统传输至室外耦合发射子系统进行发射。

作为一选项，所述宏站上行信号、宏站下行信号包括5G NR，FDD-LTE/TD-LTE、WCDMA/TD-SCDMA/CDMA200，GSM/DCS/PCS/CDMA信号。

作为一选项，所述室外耦合发射子系统包括顺次连接的第一调制解调模块、第二中央处理模块和第三光模块，设于射频信号覆盖区域的室外；所述第一述调制解调模块用于将接收的宏站下行信号转换为数字化射频IQ信号。

作为一选项，所述室内分布式覆盖子系统包括顺次连接的第四光模块、第三中央处理模块和第二调制解调模块，设于需要射频信号覆盖的室内区域；所第二述调制解调模块用于将接收的宏站上行信号转换为数字化射频IQ信号。

作为一选项，所述扩展分发与合路子系统顺次连接的第一光模块、第一中央处理模块和第二光模块，设于易于取电的区域。

作为一选项，所述扩展分发与合路子系统还包括基准时钟源模块，所述基准时钟源模块产生的基准时钟信号供扩展分发与合路子系统、信号收发子系统使用。

作为一选项，所述通信电源模块经光电复合缆中的电缆与信号收发子系统中的电源模块连接。

作为一选项，所述信号收发子系统包括一室外耦合发射子系统和若干室内分布式覆盖子系统，所述室外耦合发射子系统经、若干室内分布式覆盖子系统经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接。

作为一选项，所述扩展分发与合路子系统包括一主扩展分发与合路子系统和若干从扩展分发与合路子系统；所述主扩展分发与合路子系统与若干从扩展分发与合路子系统、室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统双向连接，所述从扩展分发与合路子系统与室内分布式覆盖子系统双向连接。

需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本发明有益效果是：

(1)本发明通信系统包括扩展分发与合路子系统与信号收发子系统，通信系统底噪不会随着传输距离增加而增加，信噪比高，保证了通过质量；扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，传输带宽大，利于5G信号传输，且能够同时支持包括5G信号传输的多模式通信；扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电，不需要单独部署供电网络，供电线路简单，便于后期系统维护。

(2)本发明信号收发子系统包括室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统，室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接，以实现宏站上行信号、下行信号的接收和发射。

(3)本发明宏站上行信号、宏站下行信号包括5G NR，FDD-LTE/TD-LTE、WCDMA/TD-SCDMA/CDMA200，GSM/DCS/PCS/CDMA信号，用于实现2G、3G、4G、5G多频段、多制式的信号传输，应用范围广。

(4)本发明室外耦合发射子系统包括顺次连接的第一调制解调模块、第二中央处理模块和第三光模块；第一述调制解调模块用于将接收的宏站下行信号转换为数字化射频IQ信号，第二中央处理模块用于对数字化射频IQ信号进行压缩处理；第三光模块与第一光模块通信，收发数字化射频IQ信号；室外耦合发射子系统设于射频信号覆盖区域的室外，无需进入运营商机房中进行破线耦合，避免了对运营商现有系统的干扰和损坏，也可避免一些物业协调上的不便。

(5)本发明室内分布式覆盖子系统包括顺次连接的第四光模块、第三中央处理模块和第二调制解调模块；第四光模块与第二光模块通信，收发数字化射频IQ信号；第三中央处理模块用于对数字化射频IQ信号进行压缩处理；第二调制解调模块用于将接收的宏站上行信号转换为数字化射频IQ信号；室内分布式覆盖子系统设于需要射频信号覆盖的室内区域，可在室内空间针对性的安装，进行精准覆盖，优化覆盖效果。

(6)本发明扩展分发与合路子系统顺次连接的第一光模块、第一中央处理模块和第二光模块；第一光模块用于接收室外耦合发射子系统传输的数字化射频IQ信号，并传输至第一中央处理模块进行速率匹配与分发(至室内分布式覆盖子系统)；第二光模块用于接收室内分布式覆盖子系统传输的数字化射频IQ信号，并传输至第一中央处理模块进行速率匹配与分发(至室外耦合发射子系统)；扩展分发与合路子系统设于易于取电的区域，为扩展分发与合路子系统、室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统供电，简化系统的供电链路，便于后期系统维护。

(7)本发明扩展分发与合路子系统包括基准时钟源模块，基准时钟源模块产生的基准时钟信号提供给扩展分发与合路子系统、信号收发子系统使用，以同步通信系统的时钟频率。

(8)本发明通信电源模块经光电复合缆中的电缆与信号收发子系统中的电源模块连接，除扩展分发和合路子系统需要连接220V市电之外，整个系统不再需要任何电源接入，可极大的方便施工和使用，又可以极大减少因系统取电需求造成的物业协调困难等问题。

(9)本发明信号收发子系统包括一室外耦合发射子系统和若干室内分布式覆盖子系统，能够实现宏站上行信号和宏站下行信号的接收与发射，可以根据实际使用环境大小，灵活配置室内分布式覆盖子系统的数量，进行精准覆盖，实现覆盖效果和采购成本的最优化。

(10)本发明扩展分发与合路子系统包括一主扩展分发与合路子系统和若干从扩展分发与合路子系统，进一步优化信号覆盖效果，丰富了系统应用场景。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例1的通信系统框图；

图2为本发明实施例1的室外耦合发射子系统框图；

图3为本发明实施例1的室内分布式覆盖子系统框图；

图4为本发明实施例1的扩展分发与合路子系统框图；

图5为本发明实施例1通信系统的下行链路信号传递示意图；

图6为本发明实施例1通信系统的上行链路信号传递示意图；

图7为本发明实施例2的系统框图；

图8为本发明实施例3的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明的目的在于解决现有技术底噪随着传输距离增加而增加导致的宏站系统崩溃、无法做到多家运营商频段传输、无法支持4G+5G双模式的同时覆盖、需单独部署供电网络的问题，提供了基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，以光电复合缆线中的光纤作为数字信号传输媒介，进行2G/3G/4G/5G无线信号的同时传输与覆盖，技术成熟，成本低廉；使用光电复合缆中的电缆供电方式，设备安装简易，施工周期短；供电简单，物业协调方便，后期维护成本极低。

实施例1

如图1所示，在实施例1中，基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，具体包括能够工作在包括5G信号传输的多模式的扩展分发与合路子系统(WDTS)与信号收发子系统，扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电。本发明通信系统基于扩展分发与合路子系统与信号收发子系统进行信号传输，全链路使用数字化传输，除可计算的数字合路抬升的底噪之外，不再有任何噪声的恶化，通信系统底噪不会随着传输距离增加而增加，信噪比高，保证了通过质量，便于对宏站系统的底噪的控制，避免宏站系统因底噪恶化太多导致的系统崩溃现象；扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，传输带宽大，利于5G信号传输，且能够同时支持包括5G信号传输的多模式通信，独特的多频段支持能力，可解决传统室分单一频段工作的缺陷，有利于满足运营商共建共享的需求；扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电，不需要单独部署供电网络，可极大的方便施工和使用，又可以极大减少因系统取电需求造成的物业协调困难等问题，便于后期系统维护。

进一步地，信号收发子系统包括信号解析模块，信号解析模块用于根据接收的宏站上行信号和/或宏站下行信号进行解调以得到宏站信号的上下行时隙切换点，根据上下行时隙切换点生成上下行切换信号，进而开启上行传输模式和/或下行传输模式以传输基于时分复用制式的信号。作为一具体实施例，如5G信号传输系统普遍采用TDD制式，即时分复用，射频上下行信号使用相同频率，通过不同时隙分别进行上行传输和下行传输，实现数据的交互。本发明通过信号解析模块直接接收侦听宏基站下行信号，并解调得到宏站信号的上下行时隙切换点，生成本发明系统的上下行切换信号，以达到宏站进行下行传输时，系统对应开启下行传输模式，进而实现5G信号的传输，在不增加任何硬件成本基础上，实现了上下行时隙对齐的功能，避免了信号拥塞的问题。

进一步地，信号收发子系统包括一室外耦合发射子系统(WDOS)和一室内分布式覆盖子系统(WDIS)，室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接；室外耦合发射子系统将接收到的宏站下行信号经扩展分发与合路子系统传输至室内分布式覆盖子系统进行发射，室内分布式覆盖子系统将接收到的宏站上行信号经扩展分发与合路子系统传输至室外耦合发射子系统进行发射，进而实现宏站上行信号、下行信号的接收和发射。

进一步地，宏站上行信号、宏站下行信号包括5G NR，FDD-LTE/TD-LTE、WCDMA/TD-SCDMA/CDMA200，GSM/DCS/PCS/CDMA等5G/4G/3G/2G信号，用于实现2G、3G、4G、5G多频段、多制式的信号传输，应用范围广。

进一步地，如图2所示，室外耦合发射子系统包括顺次连接的第一调制解调模块、第二中央处理模块和第三光模块；第一述调制解调模块用于将接收的宏站下行信号转换为数字化射频IQ信号，第二中央处理模块用于对数字化射频IQ信号进行压缩处理；第三光模块与第一光模块通信，收发数字化射频IQ信号；室外耦合发射子系统设于射频信号覆盖区域的室外，如建筑物楼顶，无需进入运营商机房中进行破线耦合，避免了对运营商现有系统的干扰和损坏，也可避免一些物业协调上的不便。

更进一步地，室外耦合发射子系统的射频链路耦合宏站下行信号，经过第一调制解调模块(调制解调器)内部的放大、滤波、下变频，然后通过高速ADC转换成串行数字化射频IQ信号，并通过Serdes总线，传输至第二中央处理模块FPGA芯片。在FPGA芯片内部，数字化射频IQ信号进行预压缩处理，降低数据量以实现光电复合缆传输。同时，FPGA芯片通过将数字化射频IQ信号进行速率匹配，再通过板内高速数字总线传输至光电复合缆，打包成标准高速数字信号，通过第三光模块，使用光电复合缆进行传输。上行链路则刚好相反，第三光模块通过光电复合缆接收到的标准高速数字信号后，经处理，通过板内高速数字总线传输至FPGA内部，速率匹配和解压缩单元，恢复成串行数字化射频IQ信号，并从中恢复同步时钟信号，供板内时钟单元参考使用。串行数字化射频IQ信号通过Serdes总线传输至调制解调器内部，经过第二调制解调模块的DAC处理，和上变频、滤波、放大等操作，转变成宏站上行信号，再通过射频放大滤波链路处理，最终通过天线发射至室外宏站。

进一步地，如图3所示，室内分布式覆盖子系统包括顺次连接的第四光模块、第三中央处理模块和第二调制解调模块；第四光模块与第二光模块通信，收发数字化射频IQ信号；第三中央处理模块用于对数字化射频IQ信号进行压缩处理；第二调制解调模块用于将接收的宏站上行信号转换为数字化射频IQ信号；室内分布式覆盖子系统设于需要射频信号覆盖的室内区域，可在室内空间针对性的安装，进行精准覆盖，优化覆盖效果。

更进一步地，室内分布式覆盖子系统射频链路接收用户发射的宏站上行信号，经过第二调制解调模块(调制解调器)内部的放大、滤波、下变频，然后通过高速ADC转换成串行数字化射频IQ信号，并通过Serdes总线，传输至第三中央处理模块FPGA芯片。在FPGA芯片内部，数字化射频IQ信号进行预压缩处理，降低数据量以支持大带宽传输。同时，FPGA芯片通过将数字化射频IQ信号按照标准高速数字总线协议进行速率匹配，再通过板内高速数字总线传输至第四光模块，使用光电复合缆进行传输。下行链路则刚好相反，第四光模块通过光电复合缆接收到的标准高速数字信号后，经处理，通过板内高速数字总线传输至FPGA内部，通过速率匹配和解压缩单元，恢复成串行数字化射频IQ信号，并从中取出同步时钟信号，供板内时钟单元参考使用。串行数字化射频IQ信号通过Serdes总线传输至调制解调器内部，经过调制解调器的DAC处理，和上变频、滤波、放大等操作，转变成宏站下行信号，再通过射频放大滤波链路处理，最终通过天线发射至室内空间，供用户设备接收使用。

进一步地，如图4所示，本发明扩展分发与合路子系统顺次连接的第一光模块、第一中央处理模块和第二光模块；第一光模块用于接收室外耦合发射子系统传输的数字化射频IQ信号，并传输至第一中央处理模块进行速率匹配与分发(至室内分布式覆盖子系统)；第二光模块用于接收室内分布式覆盖子系统传输的数字化射频IQ信号，并传输至第一中央处理模块进行速率匹配与分发(至室外耦合发射子系统)；扩展分发与合路子系统设于易于取电的区域，如电梯井或物业房，易于为扩展分发与合路子系统、室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统供电，简化系统的供电链路，便于后期系统维护。本实施例中的中央处理模块具体为中央处理模块FPGA，计算能力强且成本低。

更进一步地，扩展分发与合路子系统工作在下行链路时，扩展分发与合路子系统内部第一光模块通过连接室外耦合发射子系统的光电复合缆接收到的标准高速数字信号后，经处理，通过板内高速数字总线传输至FPGA(第一中央处理模块)内部，通过速率匹配单元进行速率匹配，并使用标准协议插入同步时钟信息，通过分发处理，将宏站的下行数字化射频IQ信号和同步时钟分别发送至各个室内分布式覆盖子系统对应的接口，然后经过板内高速数字总线，发送至各个室内分布式覆盖子系统对应的第二光模块，再通过光电复合缆发送至各个室内分布式覆盖子系统的第四光模块。上行链路时，扩展分发与合路子系统内部光电复合缆连接各个室内分布式覆盖子系统的光电复合缆接收到的标准高速数字信号后，经处理，再通过高速数字总线传输至FPGA内部，通过速率匹配单元进行速率匹配，再通过合路处理，将接收到的宏站上行数字化射频IQ信号合路汇总至室外耦合发射子系统对应的接口，并使用标准协议插入同步时钟信息，然后经过板内高速数字总线，发送至室外耦合发射子系统对应的第一光模块，再通过光电复合缆发送至室外耦合发射子系统，实现上行链路的信号回传。

进一步地，扩展分发与合路子系统包括基准时钟源模块，基准时钟源模块产生的基准时钟信号供扩展分发与合路子系统、信号收发子系统使用，以同步通信系统的时钟频率。更为具体地，扩展分发与合路子系统内部集成高精度时钟晶振，产生稳定时钟源，并通过时钟处理芯片内部PLL电路，产生不同频率的工作时钟。其中，产生的一路时钟将嵌入传输在光电复合缆中的高速数字信号，在各个子系统进行数字信号传输的过程中，同步传输时钟信号。因此，整个通信系统通过的时钟全部同步到一个时钟基准上。同时，扩展分发与合路子系统也支持通过从系统中获取时钟源做为参考时钟，并将之转换成自身系统时钟和分发到下级模块中做时钟同步，以此作为扩展分发与合路子系统级联使用的时钟同步源，时钟不间断，系统不会有时钟问题及时钟切换操作。至此，全系统工作时，其工作时钟都来自于唯一一套扩展分发与合路子系统内的唯一晶振时钟源，各系统时钟始终保持同步。

进一步地，通信电源模块经光电复合缆中的电缆与信号收发子系统中的电源模块连接，除扩展分发和合路子系统需要连接220V市电之外，整个系统不再需要任何电源接入，可极大的方便施工和使用，又可以极大减少因系统取电需求造成的物业协调困难等问题。更为具体地，扩展分发和合路子系统由标准220V市电供电，通过内部电源模块转换成对外供电电源和内部使用的电源。扩展分发和合路子系统内部集成了标准48V的通信电源模块，通过直流供电口引出，使用光电复合缆中的电缆，可分别向扩展分发和合路子系统，提供最大50W功率的供电。室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统通过组网的光电复合缆，从扩展分发和合路子系统获取电源。室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统内部集成了电源模块，当扩展分发和合路子系统开始工作并对外供电后，电源模块产生工作电压和电流，并自动启动，完成自检初始化后，开始工作。

为便于理解本发明技术方案的工作原理，如图5所示，现具体对下行链路信号传递进行说明：

室外耦合发射子系统将从室外耦合的宏站下行信号，通过调制解调器转换成数字化射频射频IQ信号，然后通过FPGA芯片压缩，使用板内高速总线传输至第三光模块，通过光电复合缆线传输至扩展分发与合路子系统；扩展分发与合路子系统经第一光模块接收到室外耦合发射子系统通过光电复合缆传输过来的高速数字信号，使用板内高速数字总线传输至FPGA，再经过FPGA芯片进行分发，发送到各个分布式单元口，经过内部总线传输到各自对应的光电复合缆，再次经过板内高速数字总线，通过第二光模块，使用光电复合缆线传输至各个室内分布式覆盖子系统；室内分布式覆盖子系统接收到扩展分发与合路子系统通过光电复合缆传输过来的高速数字信号，经过第四光模块，使用板内高速数字总线传输至FPGA，在经过FPGA芯片进行解压缩恢复成原始宏站下行数字化射频射频IQ信号，在由射频调制解调器处理成射频模拟信号，经过射频放大链路发射出去，实现宏站下行信号的覆盖。

上行链路信号传递如图6所示，室内分布式覆盖子系统将从室内接收的宏站上行信号，通过调制解调器转换成数字化射频射频IQ信号，然后通过FPGA芯片压缩和打包成高速数字信号，通过第四光模块、光电复合缆线传输至扩展分发与合路子系统；扩展分发与合路子系统经第二光模块接收到室内分布式覆盖子系统传输过来的高速数字信号，通过板内高速数字总线传输至FPGA，再经过FPGA芯片进行数字合路处理，汇总到合路单元口，经过板内高速数字总线传输到室外耦合发射子系统对应的光模块，通过光电复合缆线传输至室外耦合发射子系统；室外耦合发射子系统经第三光模块接收到扩展分发与合路子系统传输过来的高速数字信号，通过板内高速数字总线传输至FPGA，再经过FPGA芯片进行解压缩恢复成原始宏站上行数字化射频射频IQ信号，在由射频调制解调器处理成射频模拟信号，经过射频放大链路发射出去，实现宏站上行信号的回传。

实施例2

本发明与实施例1具有相同的发明构思，在实施例1的基础上，提供了一种基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，如图7所示，包括一扩展分发与合路子系统、一室外耦合发射子系统和n个室内分布式覆盖子系统，室外耦合发射子系统、若干室内分布式覆盖子系统经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接，其他与实施例1中的通信系统相同，以实现宏站上行信号和宏站下行信号的接收与发射，可以根据实际使用环境大小，灵活配置室内分布式覆盖子系统的数量，进行精准覆盖，实现覆盖效果和采购成本的最优化。

更为具体地，扩展分发与合路子系统安装于室内电梯井、物业房等便于安装施工和取电的地方，负责接收室外耦合发射子系统传输过来的数字化无线信号，并分发给n个室内分布式覆盖子系统；同时接收n个室内分布式覆盖子系统传输过来的数字化无线信号，合路后发给室内分布式覆盖子系统。扩展分发与合路子系统通过光电复合缆为室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统提供工作电源和工作参考时钟。室内分布式覆盖子系统安装于室内需要进行无线覆盖的区域，负责发射和接收无线信号，以实现覆盖和回传。数字化无线信号光电复合缆与扩展分发与合路子系统交互。室内分布式覆盖子系统安装于室内需要进行无线覆盖的区域，负责发射和接收无线信号，以实现覆盖和回传。数字化无线信号光电复合缆与扩展分发与合路子系统交互。

实施例3

本实施例与实施例1具有相同的发明构思，在实施例1的基础上，提供了一种基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，包括一主扩展分发与合路子系统、一从扩展分发与合路子系统、一室外耦合发射子系统和n个室内分布式覆盖子系统。主扩展分发与合路子系统与从扩展分发与合路子系统之间双向连接，主扩展分发与合路子系统、从扩展分发与合路子系统与室内分布式覆盖子系统经光电复合缆双向连接，其他与实施例1中的通信系统相同，进一步优化信号覆盖效果，丰富了系统应用场景。

进一步地，扩展分发与合路子系统还包括第一数据缓存转发模块和第二数据缓存转发模块，第一数据缓存转发模块用于缓存室外耦合发射子系统发送的数字化射频IQ信号，第二数据缓存转发模块用于缓存室内分布式覆盖子系统发送的数字化射频IQ信号。具体地，系统在传输宏站上行信号过程中，由于每个室内分布式覆盖子系统连接到扩展分发与合路子系统的网线长度不同，且每个室内分布式覆盖子系统启动工作的时间也不尽相同，必然会导致每个室内分布式覆盖子系统开始工作后，IQ数据的起始帧到达扩展分发与合路子系统的时间不不尽相同，若不考虑系统帧同步的方法，必然会导致室内分布式覆盖子系统传输的无效数据被当做有效数据采集，导致每个室内分布式覆盖子系统传输的帧长度不同，影响扩展分发与合路子系统的数字合路算法实现。因此，利用光电复合缆供电并全数字式通信系统，其系统上行链路帧同步方案采用如下方法：整个系统上电工作后，各子系统各自完成自检和初始化工作。各子系统分别完成开机自检和初始化工作后，扩展分发与合路子系统首先转入数据接收和缓存工作状态，开始接收室内分布式覆盖子系统和室外耦合发射子系统传输过来的IQ数据帧。首先默认为上行的n个室内分布式覆盖子系统传输过来的IQ数据帧，以不同的时刻到达扩展分发与合路子系统的上行接收接口。而扩展分发与合路子系统将所接收的数据全部放入对应的数据存储转发模块，进行循环缓存。当室外耦合发射子系统开始正常工作，并开始发送第一个IQ数据帧到达扩展分发与合路子系统，此时扩展分发与合路子系统以此时刻为触发点，丢弃触发点之前存储至第二缓存转发模块中的数字化IQ数据，并重新接收室内分布式覆盖子系统传输的上行数字化射频IQ信号作为有效数据。主扩展分发与合路子系统并以触发点时刻为帧同步的基准时刻，作为数字合路算法的参考时刻，进行上行多路IQ数据合路计算，生成合路后的上行IQ数据，并发送到室外耦合发射子系统。

更进一步地，如图8所示，本发明扩展分发与合路子系统还可以包括若干从扩展分发与合路子系统，结合多个室内分布式覆盖子系统的分布式布局方式，可在室内空间针对性的安装，进行精准覆盖，优化覆盖效果。系统可以根据实际使用环境大小，灵活配置室内分布式覆盖子系统的数量，实现覆盖效果和采购成本的最优化。

以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述通信系统包括能够工作在包括5G信号传输的多模式的扩展分发与合路子系统与信号收发子系统，所述扩展分发与合路子系统与信号收发子系统经光电复合缆连接，所述扩展分发与合路子系统的通信电源模块为扩展分发与合路子系统、信号收发子系统供电；

所述信号收发子系统包括室外耦合发射子系统和室内分布式覆盖子系统，所述室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接；

所述室外耦合发射子系统将接收到的宏站下行信号经扩展分发与合路子系统传输至室内分布式覆盖子系统进行发射，所述室内分布式覆盖子系统将接收到的宏站上行信号经扩展分发与合路子系统传输至室外耦合发射子系统进行发射；

扩展分发与合路子系统还包括第一数据缓存转发模块和第二数据缓存转发模块，第一数据缓存转发模块用于缓存室外耦合发射子系统发送的数字化射频IQ信号，第二数据缓存转发模块用于缓存室内分布式覆盖子系统发送的数字化射频IQ信号；

当室外耦合发射子系统开始正常工作，并开始发送第一个IQ数据帧到达扩展分发与合路子系统，此时扩展分发与合路子系统以此时刻为触发点，丢弃触发点之前存储至第二缓存转发模块中的数字化IQ数据，并重新接收室内分布式覆盖子系统传输的上行数字化射频IQ信号作为有效数据；主扩展分发与合路子系统并以触发点时刻为帧同步的基准时刻，作为数字合路算法的参考时刻，进行上行多路IQ数据合路计算，生成合路后的上行IQ数据，并发送到室外耦合发射子系统。

2.根据权利要求1所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述宏站上行信号、宏站下行信号包括5G NR，FDD-LTE/TD-LTE，WCDMA/TD-SCDMA/CDMA200和GSM/DCS/PCS/CDMA信号。

3.根据权利要求1所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述室外耦合发射子系统包括顺次连接的第一调制解调模块、第二中央处理模块和第三光模块，设于射频信号覆盖区域的室外；所述第一调制解调模块用于将接收的宏站下行信号转换为数字化射频IQ信号。

4.根据权利要求1所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述室内分布式覆盖子系统包括顺次连接的第四光模块、第三中央处理模块和第二调制解调模块，设于需要射频信号覆盖的室内区域；所第二述调制解调模块用于将接收的宏站上行信号转换为数字化射频IQ信号。

5.根据权利要求1所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述扩展分发与合路子系统顺次连接的第一光模块、第一中央处理模块和第二光模块，设于易于取电的区域。

6.根据权利要求1所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述扩展分发与合路子系统还包括基准时钟源模块，所述基准时钟源模块产生的基准时钟信号供扩展分发与合路子系统、信号收发子系统使用。

7.根据权利要求1所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述通信电源模块经光电复合缆中的电缆与信号收发子系统中的电源模块连接。

8.根据权利要求3所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述信号收发子系统包括一室外耦合发射子系统和若干室内分布式覆盖子系统，所述室外耦合发射子系统、若干室内分布式覆盖子系统分别经光电复合缆与扩展分发与合路子系统双向连接。

9.根据权利要求3所述的基于光电复合缆全数字式传输的通信系统，其特征在于：所述扩展分发与合路子系统包括一主扩展分发与合路子系统和若干从扩展分发与合路子系统；所述主扩展分发与合路子系统与若干从扩展分发与合路子系统、室外耦合发射子系统、室内分布式覆盖子系统双向连接，所述从扩展分发与合路子系统与室内分布式覆盖子系统双向连接。