CN201114046Y

CN201114046Y - 一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统

Info

Publication number: CN201114046Y
Application number: CNU2007200563685U
Authority: CN
Inventors: 钱玫
Original assignee: Comba Telecom Systems China Ltd
Current assignee: Comba Network Systems Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2017-08-31

Abstract

本实用新型公开了一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，包括上行接收链路和下行发射链路；所述上行接收链路包括主集接收链路，所述上行接收链路还包括分集接收链路，所述分集接收链路包括依次连接的覆盖端机分集滤波器、覆盖端机分集低噪放器、覆盖端机分集下变频模块、覆盖端机分集A/D变换器、覆盖端机分集数字下变频通道、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机光/电转换模块、光纤、中继端机光/电转换模块、中继端机基带处理单元、中继端机分集数字上变频通道、中继端机分集D/A变换器、中继端机分集上变频模块和中继端机分集双工器。本实用新型在数字光纤直放站特有的数字中频平台上实现分集接收链路，系统应用广泛。

Description

一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统

技术领域

本实用新型涉及数字光纤直放站系统设计领域，具体是指一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统。

背景技术

移动通信中由于传播的开放性，使信道的传输条件比较恶劣，发送出的已调制信号经过恶劣的移动信道在接收端会产生严重的衰落，使接收的信号质量严重下降。分集技术是抗衰落的最有效措施之一。分集接收是指接收端对它收到的多个携带同一信息数据流，但衰落特性互相独立的信号，根据它们在结构上和统计特性上的不同特点来加以区分，并按一定规律和原则进行合并处理以降低信号电平起伏，最终实现抗衰落的一种方法。其中空间分集技术早已成功应用于模拟的短波通信与模拟移动通信系统，对于数字式移动通信，特别是第二代移动通信，分集技术有了更加广泛的应用。在GSM系统的上行链路基站端，广泛采用二重空间分集接收。

光纤直放站作为基站的延伸覆盖，其中继端机直接从基站耦合下行信号，经过光纤传至远端机，经过放大处理后进行覆盖；其上行信号从远端机传至中继端机后通过耦合器接至基站接收端。光纤直放站的中继端机通常和基站放在同一机房内，在这样得天独厚的应用形式下，完全可以考虑上行空间分集接收功能。现有的数字光纤直放站系统中不具备上行分集接收功能，其覆盖区用户的上行信号只能通过主集链路传输到基站端，这样基站的二重空间分集接收功能就白白浪费了。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，本实用新型所设计的直放站系统具备上行空间分集接收功能，提高了基站的接收灵敏度，充分的发挥基站的性能。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，包括上行接收链路和下行发射链路；所述上行接收链路包括主集接收链路，所述上行接收链路还包括分集接收链路，所述分集接收链路包括依次连接的覆盖端机分集滤波器、覆盖端机分集低噪放器、覆盖端机分集下变频模块、覆盖端机分集A/D变换器、覆盖端机分集数字下变频通道、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机光/电转换模块、光纤、中继端机光/电转换模块、中继端机基带处理单元、中继端机分集数字上变频通道、中继端机分集D/A变换器、中继端机分集上变频模块和中继端机分集双工器；所述分集滤波器输入端与分集接收天线端口连接；所述中继端机分集双工器输出端通过耦合器与基站输入端连接。

所述的主集接收链路包括依次连接的覆盖端机收发双工器、上行主集低噪放器、覆盖端机主集下变频模块、覆盖端机主集A/D变化器、覆盖端机主集数字下变频通道、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机光/电转换模块、光纤、中继端机光/电转换模块、中继端机基带处理单元、中继端机主集数字上变频通道、中继端机主集D/A变换器、中继端机主集上变频模块和中继端机主集双工器；所述覆盖端机收发双工器输入端与主集收发天线端口连接；所述中继端机主集双工器输出端通过耦合器与基站输入端连接。

所述下行发射链路包括依次连接的中继端机主集双工器、中继端机下行下变频模块、中继端机下行A/D变换器、中继端机下行数字下变频通道、中继端机基带处理单元、中继端机光/电转换模块、光纤、覆盖端机光/电转换模块、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机下行数字上变频通道、覆盖端机下行D/A变换器、覆盖端机下行上变频模块、覆盖端机下行功率放大器和覆盖端机收发双工器；所述中继端机主集双工器、中继端机分集双工器输入端分别通过耦合器与基站的输出端连接；所述覆盖端机收发双工器的输出端与主集收发天线端口连接。

所述光电转换模块是非波分复用的光电转换模块，所述中继端机光电转换模块与覆盖端机光电转换模块之间连接2根光纤；或所述光电转换模块是波分复用的光电转换模块，所述中继端机光电转换模块与覆盖端机光电转换模块之间连接1根光纤。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型上行具备空间分集接收功能，且主集链路和分集链路完全独立。手机用户的上行信号在空间信道中经历衰减、反射、散射等作用，会通过不同的路径到达主集和分集接收天线，因此主集和分集接收天线接收到的信号都包含有上行信息，但是衰落特性互相独立。本实用新型设计的具备上行分集接收功能的数字光纤直放站系统把这两种信号同时传输到基站端，同时保持它们的独立性，基站再把这两种信号按一定规律和原则进行合并处理以降低信号电平起伏，最终实现抗衰落，增强了基站接收的灵敏度。

2、本实用新型所设计的数字光纤直放站系统是基于数字中频的，有别于一般的模拟光纤直放站。模拟光纤直放站把上行主集模拟信号、上行分集模拟信号和监控数据分别调制到不同波长的光信号上，再通过复杂的光波分复用技术把三路信号合为一路，通过光纤传输出去。数字光纤直放站的基带处理单元把上行主集基带数据、上行分集基带数据和监控数据按照一定的协议(如CPRI协议)进行组帧，通过不同的帧标志符加以区分，这样即使增加了分集通路，基带处理单元、光/电转换模块和光纤都可以共用，大大节省了硬件器件和成本。

3、本实用新型在中继端机用到了分集双工器，这是考虑到GSM基站端经常会把下行信号分成两部分，一部分下行信号和上行主集信号共用一个端口，另一部分下行信号和上行分集共用一个端口，这样就要求直放站系统的中继端机的主集端口和分集端口都要有把上行信号和下行信号分开的能力，因此本实用新型的中继端机用到了两个双工器。现有的直放站系统中通常会忽略这一点，一般会在直放站系统和基站端机中间使用合路器，这样，上行主集信号和上行分集信号就混合在一起了，保证不了它们的独立性，因此也达不到分集接收的效果，改善不了基站的接收灵敏度了。

附图说明

图1是一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统结构，包括上行接收链路和下行发射链路；

所述上行接收链路还包括分集接收链路，所述分集接收链路包括依次连接的覆盖端机分集滤波器、覆盖端机分集低噪放器、覆盖端机分集下变频模块、覆盖端机分集A/D变换器、覆盖端机分集数字下变频通道、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机光/电转换模块、光纤、中继端机光/电转换模块、中继端机基带处理单元、中继端机分集数字上变频通道、中继端机分集D/A变换器、中继端机分集上变频模块和中继端机分集双工器；所述分集滤波器输入端与分集接收天线端口连接；所述中继端机分集双工器输出端通过耦合器与基站输入端连接。

本实用新型的工作过程是：下行信号是从基站通过耦合器直接耦合过来的，经过中继端机的主集双工器和分集双工器后把上下行信号分开，再把下行信号合并到下行发射链路，经过下行下变频模块，下行射频信号将被下变频至模拟中频信号，模拟中频信号经过下行A/D采样后，变成数字信号，经过下行数字下变频通道后变成基带信号，再进入基带处理单元，在基带处理单元里，信号将被按照某种协议(如CPRI协议)组帧，组帧之后的信号被传至中继端机光/电转换模块，在中继端机光/电转换模块里，信号从电信号转换为光信号，才能在光纤中传输，信号经过光纤传输至覆盖端机后，再进行一系列的逆转换过程，即光信号转换为电信号、解帧、上变频为数字中频信号、D/A转换为模拟中频信号、上变频为射频信号，经过下行功率放大器后信号被放大，最后通过收发双工器后由主集收发天线发射出去进行覆盖。

上行主集信号由主集收发天线从空间接收到而来，经过收发双工器后滤除其他无用信号后得到较为纯净的上行射频信号，上行射频信号经过主集低噪声放大器后幅度大约会放大40dB，再经过主集下变频模块，上行射频信号将被下变频至模拟中频信号，模拟中频信号经过主集A/D采样后，变成数字信号，经过主集数字下变频通道后变成基带信号，再进入基带处理单元，在基带处理单元里，信号将被按照某种协议(如CPRI协议)组帧，组帧之后的信号被传至覆盖端机光/电转换模块，在覆盖端机光/电转换模块里，信号从电信号转换为光信号，才能在光纤中传输，信号经过光纤传输至中继端机后，再进行一系列的逆转换过程，即光信号转换为电信号、解帧、上变频为数字中频信号、D/A转换为模拟中频信号、上变频为射频信号、经过中继端机的主集双工器后传至基站主集端口。

本实用新型中增加的分集接收链路对上行分集信号的处理过程和主集接收链路相似，分集接收天线从空间接收到GSM射频信号，传至分集滤波器，分集滤波器滤除其他无用信号后得到较为纯净的上行射频信号，上行射频信号经过分集低噪声放大器后幅度大约会放大40dB，再经过分集下变频模块，上行射频信号将被下变频至模拟中频信号，模拟中频信号经过分集A/D采样后，变成数字信号，经过分集数字下变频通道后变成基带信号，再进入基带处理单元，在基带处理单元里，信号将被按照某种协议(如CPRI协议)组帧，组帧之后的信号被传至覆盖端机光/电转换模块，在覆盖端机光/电转换模块里，信号从电信号转换为光信号，才能在光纤中传输，信号经过光纤传输至中继端机后，再进行一系列的逆转换过程，即光信号转换为电信号、解帧、上变频为数字中频信号、D/A转换为模拟中频信号、上变频为射频信号、经过中继端机分集双工器后传至基站分集端口。

从图1中可以看到下行信号、上行主集信号和上行分集信号共用一个基带处理单元，这三类信号不会因为共用一个基带处理单元而混淆，因为在基带处理单元中会根据来自不同的数字下变频通道的信号加以区分，在另一端的基带处理单元也会将不同的信号解帧后送至相应的数字上变频通道，因此下行信号、上行主集信号和上行分集信号均能保持各自的独立性。在实际的实施方案当中，本系统会选择容量更大，处理能力更强的FPGA芯片来实现额外处理上行分集信号的要求。

光/电转换模块的基本功能是把信号在光信号和电信号之间转换，此外，还可以选择具有波分复用功能的光模块。具有波分复用功能的光/电转换模块可以把发送和接收两种不同波长的光复用至一根光纤，这样，中继端机和远端机之间只需要一根光纤连接，大大节省了光纤资源。即使增加了上行分集通路，本系统依然可以只使用一对光/电转换模块，一根光纤，因为通过上述的介绍本系统知道，信号在组帧之后是通过帧标志符来区分的，因此，下行信号、上行主集信号和上行分集信号在同一根光纤中传输，但能保持各自的独立性。

本实用新型在中继端机，上行分集信号的输出口采用了一个分集双工器，这是因为在GSM系统的上行链路基站端，广泛采用二重空间分集接收，在最早的期间，基站端会把所有的下行信号和上行主集信号合路后从主集天线端口发射出去，而上行分集接收端口独立的接至分集天线端口，称之为TX/RX、RX应用方式。随着技术的发展，发现如果把部分下行信号和上行主集信号合路，把另外一部分下行信号和上行分集信号合路，再通过主集、分集天线发射出去，这种应用方式有利于减少下行信号的损耗，因此，在现今的基站系统中，多采用这种TX0/RX0、TX1/RX1方式。本实用新型在上行分集信号输出口使用了一个双工器就是为了能把下行信号和上行分集信号分离开来，这样，不管是TX/RX、RX方式，还是TX0/RX0、TX1/RX1，本实用新型提供的直放站系统都能支持了。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，包括上行接收链路和下行发射链路；所述上行接收链路包括主集接收链路，其特征在于，所述上行接收链路还包括分集接收链路，所述分集接收链路包括依次连接的覆盖端机分集滤波器、覆盖端机分集低噪放器、覆盖端机分集下变频模块、覆盖端机分集A/D变换器、覆盖端机分集数字下变频通道、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机光/电转换模块、光纤、中继端机光/电转换模块、中继端机基带处理单元、中继端机分集数字上变频通道、中继端机分集D/A变换器、中继端机分集上变频模块和中继端机分集双工器；所述分集滤波器输入端与分集接收天线端口连接；所述中继端机分集双工器输出端通过耦合器与基站输入端连接。

2、根据权利要求1所述的一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，其特征在于，所述的主集接收链路包括依次连接的覆盖端机收发双工器、上行主集低噪放器、覆盖端机主集下变频模块、覆盖端机主集A/D变化器、覆盖端机主集数字下变频通道、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机光/电转换模块、光纤、中继端机光/电转换模块、中继端机基带处理单元、中继端机主集数字上变频通道、中继端机主集D/A变换器、中继端机主集上变频模块和中继端机主集双工器；所述覆盖端机收发双工器输入端与主集收发天线端口连接；所述中继端机主集双工器输出端通过耦合器与基站输入端连接。

3、根据权利要求1所述的一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，其特征在于，所述下行发射链路包括依次连接的中继端机主集双工器、中继端机下行下变频模块、中继端机下行A/D变换器、中继端机下行数字下变频通道、中继端机基带处理单元、中继端机光/电转换模块、光纤、覆盖端机光/电转换模块、覆盖端机基带处理单元、覆盖端机下行数字上变频通道、覆盖端机下行D/A变换器、覆盖端机下行上变频模块、覆盖端机下行功率放大器和覆盖端机收发双工器；所述中继端机主集双工器、中继端机分集双工器输入端分别通过耦合器与基站的输出端连接；所述覆盖端机收发双工器的输出端与主集收发天线端口连接。

4、根据权利要求1-3任一项所述的一种具备上行空间分集接收功能的数字光纤直放站系统，其特征在于，所述光电转换模块是非波分复用的光电转换模块，所述中继端机光电转换模块与覆盖端机光电转换模块之间连接2根光纤；或所述光电转换模块是波分复用的光电转换模块，所述中继端机光电转换模块与覆盖端机光电转换模块之间连接1根光纤。