CN201509322U - 基于射频集成电路的中频拉远分布系统 - Google Patents

基于射频集成电路的中频拉远分布系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于射频集成电路的中频拉远分布系统，包括与信源连接的近端单元，以及与该近端单元连接的远端单元，所述近端单元包括用于实现射频信号和中频信号互相转换的近端射频模块，以及与近端射频模块连接的近端中频模块、监控模块和电源模块；所述远端单元包括用于实现中频信号和射频信号互相转换的远端射频模块，以及与远端射频模块连接的远端中频模块和射频收发天线；所述近端中频模块和远端中频模块通过中频传输线连接。本实用新型所述中频拉远分布系统从近端单元到远端单元采用五类双绞线传输，并基于射频和中频双向转换的集成电路，实现小功率和小型化设计，具有功耗低、布线施工方便等特点。

Description

基于射频集成电路的中频拉远分布系统
技术领域
本实用新型涉及移动通信技术领域，特别涉及一种用于实现无线信号覆盖的中频拉远分布系统。
背景技术
目前市场上的室内分布系统主要以“基站加干放”和“直放站加干放”的组网方式为主，但是这些类型的室内分布系统在大型办公楼或公共场馆推广及使用中仍存在不少问题。首先，物业协调难度大，现有系统的设备由于功率较大的原因而造成体积比较大，占用空间、影响美观，而且部分设备由于采用风扇散热，噪声较大，容易扰民。其次，此类系统的施工难度较大且成本高，现有系统所使用的电缆直径大，硬度强，布线拐弯时需要较大的弯曲半径，不适应于室内窄小的布线环境，而且接头制作对布线人员的技术要求很高，不利于大规模的施工，影响工程进度。最后，从系统的整体成本考虑，此类系统的造价及使用成本较高，现有系统采用高功率的信源输出、信号在电缆传输过程中的高损耗造成资源浪费，且电缆的价格也不菲，有些情况还需要租用机房，投资成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其具有功耗低、布线施工方便等特点。
本实用新型所采用的技术方案：一种基于射频集成电路的中频拉远分布系统，包括与信源连接的近端单元，以及与该近端单元连接的远端单元，所述近端单元包括用于实现射频信号和中频信号互相转换的近端射频模块，以及与近端射频模块连接的近端中频模块、监控模块和电源模块；所述远端单元包括用于实现中频信号和射频信号互相转换的远端射频模块，以及与远端射频模块连接的远端中频模块和射频收发天线；所述近端中频模块和远端中频模块通过中频传输线连接。
上述中频传输线为五类双绞线。
上述近端单元的射频输入端通过同轴电缆与信源连接，或通过电光转换单元、光电转换及下变频单元与信源连接。所述所述电光转换单元和光电转换及下变频单元之间通过光纤连接。
上述信源为基站或直放站。
上述近端中频模块设有与近端射频模块连接的上行中频信号接口、下行中频信号接口、参考时钟信号接口，与监控模块连接的RS485通信接口，与电源模块连接的电源接口，以及若干个与远端单元连接的信号接口。所述近端中频模块内设有参考时钟电路，该参考时钟电路的输出信号通过参考时钟信号接口与近端射频模块连接。所述近端中频模块接收到的下行中频信号经分路器拆分之后分别与参考时钟信号输入合路器，所述合路器的输出端通过差分变换电路输出至与远端单元连接的信号接口。所述近端中频模块接收到的上行中频信号分别经差分变换电路与合路器的输入端连接，所述合路器的输出端与上行中频信号接口连接。
上述远端单元的电源由近端单元通过中频传输线供给。
本实用新型所述中频拉远分布系统从近端单元到远端单元采用五类双绞线传输，并基于射频和中频双向转换的集成电路，实现小功率和小型化设计，可以很方便的安装在楼宇的角落。设备功耗低，利用其金属外壳散热即可，不影响业主的日常生活。本系统的近端单元和远端单元的信号、电源、监控信息均通过五类双绞线进行传输，既解决了远端单元的供电的问题，也降低了布线施工的难度，同时还能充分地利用室内冗余的传输线，快速完成施工。
附图说明
图1是本实用新型所述中频拉远分布系统的原理图；
图2是本实用新型所述近端单元CU与远端单元RU的连接示意图；
图3是本实用新型所述近端单元CU的原理框图；
图4是本实用新型所述远端单元RU的原理框图；
图5是本实用新型所述近端单元CU中监控模块的原理框图；
图6是本实用新型所述中频拉远分布系统的扩展结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体结构作进一步的描述。
如图1、2所示，本实用新型所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，包括与信源连接的近端单元10(CU)，以及与该近端单元连接的远端单元20(RU)，所述近端单元10包括用于实现射频信号和中频信号互相转换的近端射频模块11，以及与近端射频模块11连接的近端中频模块12、监控模块13和电源模块14；所述远端单元20包括用于实现中频信号和射频信号互相转换的远端射频模块21，以及与远端射频模块21连接的远端中频模块22和射频收发天线23；所述近端中频模块12和远端中频模块22通过中频传输线30连接。在本实用新型中，所述信源为移动通信基站或直放站等设备；所述中频传输线30采用五类双绞线。其中：
所述近端单元10(CU)的近端中频模块12设有与近端射频模块11连接的上行中频信号接口(上行IF接口)、下行中频信号接口(下行IF接口)、参考时钟信号接口(参考CLK接口)，与监控模块13连接的RS485通信接口，与电源模块14连接的电源接口，以及若干个与远端单元20连接的信号接口(RJ45接口)。如图3所示，近端中频模块12内设有参考时钟电路(晶振电路OSC)，该参考时钟电路的输出信号(CLK_REF)通过参考时钟信号接口(参考CLK接口)与近端射频模块11连接。近端中频模块12的接收到的下行中频信号(DIF)经分路器拆分成若干路之后，分别与参考时钟信号(CLK_REF)输入合路器的输入端，所述合路器的输出端通过差分变换电路输出至与远端单元连接的信号接口(RJ45接口)。近端中频模块12接收到的上行中频信号(UIF)分别经差分变换电路与合路器的输入端连接，所述合路器的输出端与上行中频信号接口(上行IF接口)连接。另外，电源接口和RS485接口也与RJ45接口连接。
如图4所示，远端单元20(RU)的远端中频模块22上对应设有与近端中频模块12连接的信号接口(RJ45接口)，以及与远端射频模块21连接的上行中频信号接口(上行IF接口)、下行中频信号接口(下行IF接口)、参考时钟信号接口(参考CLK接口)、电源接口和RS485监控信号接口。远端中频模块22接收到来自近端单元10的信号之后，将其分解为中频信号、电源信号和监控信号，经远端射频模块21将中频信号转换为射频信号，通过射频收发天线23发射出去。相反地，射频收发天线23接收到的射频信号经远端射频模块21转换为中频信号后，通过远端中频模块22传输至近端单元10(CU)。所述远端单元20的电源由近端单元10通过中频传输线30供给，既解决了远端单元的供电的问题，又可以实现小功率和小型化设计。
如图5所示，监控模块13由处理器以及与处理器连接的采样接口、开关控制接口、无线通信模块、RS232测试口、RS485总线等构成，该监控模块与近端单元10(CU)的近端射频模块11连接，用于监控近端单元和远端单元之间的通信，保障系统正常运行。
本实用新型以上所述近端单元(CU)的近端射频模块和远端单元(RU)的远端射频模块均是采用射频和中频双向转换的集成电路设计，实现小功率和小型化。所述集成电路的原理和结构可参照申请人于2006年7月7日申请的发明专利申请200610036392.2(公开号CN 1901401A)——实现RF信号和中频有线信号之间的双向转换集成电路，具有体积小、功耗低，信号传输一致性、可靠性高等特点，在此不再详细描述。
实施例一：
如图1所示，本实施例是由一个近端单元10(CU)和若干个(最大支持8个)远端单元20(RU)构成的中频拉远分布系统。其中，下行信号的处理过程为：近端单元CU将从基站接收到的下行射频信号RF(870MHz～880MHz)下变频到中频信号IF(65MHz～75MHz)，再将该中频信号IF分成若干路，分别与参考时钟信号(10MHZ)合路后，通过中频传输线30(五类双绞线)将中频信号IF与时钟信号信号传到远端单元RU。而远端单元RU则将收到的中频信号IF恢复到射频信号RF，经功放放大之后覆盖目标区域。上行信号的处理过程与上述下行信号的处理过程相反，在此不再详述。
该中频拉远系统可以方便、快捷地在复杂结构的办公楼、商场和地下室内实现室内覆盖，并进行网络优化。对信号不佳的地方，可直接增加远端单元RU，而不需要进行复杂的链路计算，也不需要对已有的分布系统调整，只需调整加入的远端单元RU参数即可。另外，该系统也可以应用于电梯系统的信号覆盖，通过网线(双绞线)直接把远端单元RU和天线放置在电梯轿箱的顶部，远端单元RU和天线随电梯移动，即可实现对电梯系统的无线覆盖。
实施例二：
本实用新型所述中频拉远分布系统亦可采用扩展性结构，如图6所示，与上述实施例一相比，本实施例增设了电光转换单元40(R-FU单元)和光电转换及下变频单元50(FHU单元)。近端单元10(CU)的射频输入端通过电光转换单元40、光电转换及下变频单元50与信源(基站)连接，所述电光转换单元40和光电转换及下变频单元50之间通过光纤连接。其前端传输采用光纤宽带传输方式，可以提供足够带宽的无线信号传输，极低的传输损耗，支持远距离分布系统；同时，对于不同频段的传输特性一致，兼容不同通信系统，还可以扩展多个近端单元CU。
其中，电光转换单元40(R-FU单元)采用移动通信网络的射频标准接口，从基站接收信号功率(-10dBm～0dBm)为信源，将射频信号转成光信号，并通过光纤传到光电转换及下变频单元50(FHU单元)；所述光电转换及下变频单元50将光信号分路，分别传给各个楼层的近端单元CU，近端单元CU将接收到的信号转成射频信号RF，再通其内部的混频器与高稳定的参考频率混频，将信号下变频到中频信号IF，和电源、监控信号、参考时钟信号一起通过五类双绞线传到远端单元RU，远端单元RU再将收到的中频信号IF与它内部的高稳定的参考频率(与近端单元CU相同)混频，恢复成原来的射频信号RF，再放大后通过收发天线发射出去覆盖服务区。
相反地，远端单元RU将收发天线接收到的射频信号先通过高增益低噪声放大器放大后，再通过混频器与高稳定参考信号下变频到中频信号，通过五类双绞线传给近端单元CU。近端单元CU将几个近端单元的中频合为一路后通过近端单元CU内部的混频器上变频，还原成原来的射频信号RF，再将该射频信号转换成光信号，通过光纤传回电光转换单元R-FU，电光转换单元R-FU将收到的光信号转成射频信号发送给基站。本实施例可应用在大型写字楼、大型社区及赛事场馆的信号覆盖。
综上所述，本实用新型与现有的无线覆盖技术相比，具有功耗低、布线方便等的特点，可以广泛应用于中频拉远分布系统中，适用于多种通信系统，具有以下特点：
1.信号质量好
a、采用中频低功率及差分传输技术，使3G和2G的宽带信号在五类双绞线中传输，大大减少传输链路中信号的自干扰与互干扰，有效改善信噪比的恶化。
b、在远端单元RU的前置低噪放大，最大限度地改善接收信号质量，降低上行噪声，减少分布系统对网络的影响。
c、能分别调节远端单元RU的功率和增益，保证各个远端单元RU经过不同路径衰耗后天线口输出的射频信号RF功率一致。
2.工程施工简单
a、系统功率小，占用空间小，业主协调方便。
b、五类双绞线的线径细、柔性好，占用空间小，便于布置，隐蔽性好。
c、可以充分利用楼宇的综合布线系统，减小了工程施工量，缩短施工周期。
d、五类线布线简单快捷，对施工人员技术要求低，施工成本低。
e、具有ALC及自检功能，能快捷方便的开站。
3.安装环境灵活
a、对信号源要求低，可以采用微蜂窝、小功率直放站或从室外基站耦合信号，不需要额外的机房，既大大提高安装地点的灵活性，又节约机房的空间和租赁费用。
b、近端单元CU采用AC-220V供电，而远端单元RU由近端单元CU通过五类双绞线直接供电，无需单独接电源，可以更加灵活的安装在天花板等没有电源的角落。
4.扩展性强
a、采用了单元化与自适应设计，扩展覆盖时，只需要增加相应远端单元、以及相应的无源天馈线等器件即可，而不需要进行复杂的链路计算，也不需要对已有的分布系统做调整，只需调整加入的远端单元RU参数即可，扩展方便。
b、由于远端单元RU采用五类线直接供电，增加后备电源只需在近端单元CU处增加，就能保证整个系统备用供电，无需为每个设备装配后备电源。
5.完备的监控系统
a、提供了完备的整个系统源端到单元的监控信息(包括天线端数据)，能够准确地定位系统的故障。
b、实时控制每个远端单元RU的信号输出，通过监控实现特殊区域临时信号屏蔽或调整。

Claims (10)

1.一种基于射频集成电路的中频拉远分布系统，包括与信源连接的近端单元，以及与该近端单元连接的远端单元，其特征在于：
所述近端单元包括用于实现射频信号和中频信号互相转换的近端射频模块，以及与近端射频模块连接的近端中频模块、监控模块和电源模块；
所述远端单元包括用于实现中频信号和射频信号互相转换的远端射频模块，以及与远端射频模块连接的远端中频模块和射频收发天线；
所述近端中频模块和远端中频模块通过中频传输线连接。
2.根据权利要求1所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述中频传输线为五类双绞线。
3.根据权利要求1所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述近端单元的射频输入端通过同轴电缆与信源连接，或通过电光转换单元、光电转换及下变频单元与信源连接。
4.根据权利要求3所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述所述电光转换单元和光电转换及下变频单元之间通过光纤连接。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述信源为基站或直放站。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述近端中频模块设有与近端射频模块连接的上行中频信号接口、下行中频信号接口、参考时钟信号接口，与监控模块连接的RS485通信接口，与电源模块连接的电源接口，以及若干个与远端单元连接的信号接口。
7.根据权利要求6所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述近端中频模块内设有参考时钟电路，该参考时钟电路的输出信号通过参考时钟信号接口与近端射频模块连接。
8.根据权利要求7所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述近端中频模块接收到的下行中频信号经分路器拆分之后分别与参考时钟信号输入合路器，所述合路器的输出端通过差分变换电路输出至与远端单元连接的信号接口。
9.根据权利要求7所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述近端中频模块接收到的上行中频信号分别经差分变换电路与合路器的输入端连接，所述合路器的输出端与上行中频信号接口连接。
10.根据权利要求6所述基于射频集成电路的中频拉远分布系统，其特征在于，所述远端单元的电源由近端单元通过中频传输线供给。
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