CN201515502U - 一种微微基站的射频前端装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型披露了一种微微基站的射频前端装置，包括发送TX模块和接收RX模块，其中，在TX模块和RX模块之间还连接有一双工器和一耦合器件，该双工器的TX端与TX模块的输出端连接，将该TX模块输出的整机发射信号通过TX端在收发共用天线上发射；该双工器的RX端与该耦合器件的第一输入端连接，通过该RX端将从收发共用天线上接收的整机接收信号输入到该耦合器件的第一输入端，在该装置正常工作时该耦合器件输出第一输入端输入的信号。本实用新型解决了微微基站收发共用天线所面临的无法进行频率校准的问题。

Description

一种微微基站的射频前端装置

技术领域

本实用新型涉及基站的射频前端装置，尤其涉及微微基站收发共用一根天线的射频前端装置。

背景技术

与宏基站相比，小型基站平台在资金投入和运营成本具有很大的优势，因此市场对小型基站平台的需求不断增长。设置多个小型基站可以扩大覆盖率，增加容量，同时还可以降低因性能不佳引发的客户流失。

基于IP架构的1载频GSM室内微微蜂窝基站(Pico BTS)，由于具有低成本、小功率、低容量以及微型化的特点，故智能频率规划功能是其不可或缺的重要功能。与传统宏基站、微蜂窝基站相比，Pico BTS站点不但具备完整的无线信道管理功能及Um接口功能，而且由于具有“Abis Over IP接口功能”，因此除了安装灵活、站点位置可变外，也由于数量之多而难以按照常规的网规网优方法配置及维护。综合上述情况，提出Pico BTS要满足iBSC“智能频率规划功能”的需求，即要求Pico BTS可根据运营商提供的无线资源信息，自动实现当前网络可用频点搜索，并将搜索到的信号信息上报IP基站控制器(iBSC，IP Base Station Contralor)，由iBSC进行仲裁，完成本基站载频频点和邻小区等参数的选择和设置，以自动化的过程替代人工频率规划、配置的工作，从而省去大量网规、网优工作，达到降低运行维护成本、节省人力及物力的目的。

由Pico BTS完成的频率搜索功能是智能频率规划功能的一部分，主要工作是接收iBSC下发的频率搜索命令，测量和收集指定频率的接收信号电平指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)信息，并将结果上报iBSC，供iBSC的智能频率规划功能使用。

在线频偏校准功能是为了保证微微基站在工作过程频率保持稳定、准确。由于微微基站时钟部分26MHz参考晶振使用TCVCXO，随着时间的增长会产生频率偏移，导致整机的时钟部分不精准。因此，通过检测手机通道接收到的频率信号经模-数转换解调产生自动频率校准(AFC，Auto FrequecyCalibration)信号控制本基站晶振的频率输出，使其稳定输出26MHz。具体来说，在线频率校准是用本基站以外的GSM宏基站广播信号中的频率校正信道FCCH(Frequency Calibration Channel)为基准，同步和校准本基站的基准时钟频率。所以选择作为基准的FCCH信号通常选择信号强度大的宏基站广播信号。

传统的pico基站是通过收发分开的两根天线工作，这是考虑到收发共用一根天线加双工器的方式中介质双工器的工作频段很难做到双频段都满足。如图1所示，频率搜索时通过RX接收天线接收周围宏基站发射的信号，并通过射频板频段选择开关(接收通道的开关)切换到手机的频率校准通道，进行下变频并解调控制基站的晶振输出。

目前，基站加双工器收发共用一根天线也可以应用到微微基站，但由于双工器无法做到支持双频段，故必须区分成两种频段基站，即900频段和1800频段。对于GSM的pico BTS，由于频率校准时基站接收周围宏基站发射的信号对应手机接收模式，其频率校准通路的声表滤波器通带(对于GSM900/1800的pico BTS)为925～960MHz(即900频段)和1805～1880MHz(即1800频段)，而基站接收频段为890～915MHz(即900频段)和1710～1785MHz(即1800频段)，因此对于pico BTS加双工器收发共用一根天线存在这样一个问题：由于手机频段与基站频段恰好相反(即手机接收频段对应于基站发射频段，反之亦然)，频率校准手机模式的通带对应的是双工器的发射端TX，也就是双工器的接收端RX接收通带不包含所需要的手机接收频段。因此，作为基站频率校准接收的信号不能从收发公用天线端口通过双工器RX端进入基站内部进行解调，从而导致频率校准功能无法实现。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微微基站的射频前端装置，使得收发共用一根天线的微微基站能够实现频率校准功能。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种微微基站的射频前端装置，包括发送TX模块和接收RX模块，其中，在TX模块和RX模块之间还连接有一双工器和一耦合器件，该双工器的TX端与TX模块的输出端连接，将该TX模块输出的整机发射信号通过TX端在收发共用天线上发射；该双工器的RX端与该耦合器件的第一输入端连接，通过该RX端将从收发共用天线上接收的整机接收信号输入到该耦合器件的第一输入端，在该装置正常工作时该耦合器件输出第一输入端输入的信号。

进一步地，一手机模式接收天线与所述耦合器件的第二输入端连接；在该装置进行频率校准时，该耦合器件的输出端输出该第二输入端输入的手机模式接收天线接收的信号。

进一步地，该耦合器件为一耦合器，耦合器件的第一输入端为该耦合器的输入端，耦合器件的第二输入端为该耦合器的隔离端，该耦合器的耦合端通过一第一电阻接地，耦合器件的输出端为该耦合器的输出端，该耦合器的隔离端作为耦合器件的第二输入端在该装置需要进行频率校准时与一手机模式接收天线连接。

进一步地，该耦合器的隔离端通过一单刀双掷开关分别与一个接地的第二电阻和手机模式接收天线连接，该单刀双掷开关在该装置正常工作时掷于该第二电阻一边，在该装置需要进行频率校准时掷于该手机模式接收天线一边。

进一步地，所述开关为手动单刀双掷开关，在该装置正常工作时将该开关手动掷于该第二电阻一边，在该装置进行频率校准时将该开关手动掷于该手机模式接收天线一边。

进一步地，所述开关为受控单刀双掷开关，在该装置正常工作时该开关受控掷于该第二电阻一边，在该装置进行频率校准时该开关受控掷于该手机模式接收天线一边。

进一步地，该受控单刀双掷开关受微微基站控制，在该装置正常工作时控制该开关掷于该第二电阻一边，在该装置进行频率校准时控制该开关掷于该手机模式接收天线一边。

进一步地，该耦合器件为一多选一开关，耦合器件的第一输入端、第二输入端分别对应于该多选一开关的第一输入端、第二输入端，耦合器件的输出端对应于该多选一开关的输出端，该多选一开关的一控制端用于控制该多选一开关的输出端，在该装置正常工作时输出该多选一开关的第一输入端输入的信号，在该装置进行频率校准时输出该多选一开关的第二输入端输入的信号。

采用本实用新型的射频前端装置，通过在双工器和微微基站RX模块之间增加耦合器件，能够使微微基站在正常工作时收发共用一根天线，而在微微基站进行频率校准时，在耦合器的隔离端增加一个手机模式接收天线而引入需要的手机接收频段，由此圆满地解决微微蜂窝基站收发共用一根天线所导致的频率校准功能无法实现的问题，使得微微蜂窝基站收发共用一根天线的技术方案得以顺利实现，该技术方案可以应用到后续pico基站的设计中。

附图说明

图1是传统的微微基站收发双天线分离的频率校准射频接收链路示意图；

图2是微微基站收发共用一根天线的射频前端装置的结构图；

图3是本实用新型实施例一的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置正常工作示意图；

图4是图3实施例的射频前端装置频率校准示意图；

图5是本实用新型实施例二的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置的结构图；

图6是本实用新型实施例三的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置的结构图；

图7是本实用新型实施例四的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置的结构图。

具体实施方式

以下通过附图和优选实施例对本实用新型的技术方案进行详细地阐述。以下实施例仅仅用于说明和解释本实用新型，而不构成对本实用新型技术方案的限制。

如图2所示，是微微基站收发共用一根天线的射频前端装置结构，该射频前端装置包括TX模块、一双工器以及RX模块，其中：该双工器的TX端与TX模块的输出端连接，将TX模块的输出的整机发射信号通过TX端在收发共用天线上发射；该双工器的RX端与RX模块的输入端连接，将从收发共用天线上接收的整机接收信号输入给RX模块。

通过在射频前端装置中辅加双工器，便于收发天线共用，更适合于室内覆盖微微蜂窝基站系统的低成本、小型化、外型美观等特点。

但是，该射频前端装置因双工器的RX端接收通带不包含所需要的手机接收频段而无法实现频率校准。

实施例一

如图3所示，是本实用新型的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置一种实施例结构，该射频前端装置包括TX模块、一双工器、一耦合器以及RX模块，其中：该双工器的TX端与TX模块的输出端连接，将TX模块的输出的整机发射信号通过TX端在收发共用天线上发射；该双工器的RX端与耦合器的RFIN输入端连接，通过RX端将从收发共用天线上接收的整机接收信号耦合到该耦合器的RFIN输入端；该耦合器的耦合端通过一电阻R接地，该耦合器的输出RFOUT输出端与RX模块连接，该耦合器的隔离端可以在基站空闲时隙(也就是发射与接收均不工作时)，接入一手机模式接收天线，来接收周围宏基站发射的信号进行频率校准。

图3中表示出了上述实施例的射频前端装置的正常工作状态下的信号走向，包括发射信号走向及接收信号走向。当微微基站正常工作时，接收信号RX通过双工器的RX端输入到耦合器的RFIN端，通过耦合器RFOUT端输出到RX模块。

图4表示出上述实施例的射频前端装置的空闲时隙的频率校准状态下的信号走向，在耦合器的隔离端接入手机模式接收天线，接收周围宏基站的发射信号；此时耦合器的RFIN端无信号输入，从手机模式接收天线端口接收的信号通过耦合器的隔离端输入，通过该耦合器RFOUT输出端输出到RX模块的输入端，进入到频率校准通道。由于耦合度的影响会导致频率校准信号接收的灵敏度会下降一部分，但是不影响解调。只有在这种频率校准状态下该手机模式接收天线才工作，故装置此时需要两根天线。

实施例二

如图5所示，是本实用新型的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置又一实施例结构，该射频前端装置与图3所示实施例不同的只是：耦合器的隔离端通过一个单刀双掷开关K分别与一个接地的电阻R2和手机模式接收天线连接，在射频前端装置正常工作时该开关K掷于电阻R2一边，使得耦合器的隔离端连接到50欧负载R2通路；而在射频前端装置需要进行频率校准时该开关掷于手机模式接收天线一边，使耦合器的隔离端接入手机模式接收天线。

实施例三

如图6所示，是本实用新型的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置又一实施例结构，该射频前端装置与图3、图5所示实施例不同的是：耦合器的隔离端与手机模式接收天线之间的单刀双掷开关K由微微基站给出控制信号来控制，在射频前端装置正常工作时控制该开关K掷于电阻R2一边，使得耦合器的隔离端连接到50欧负载R2通路，而在射频前端装置需要进行频率校准时控制该开关掷于手机模式接收天线一边，使耦合器的隔离端接入手机模式接收天线。

当然，开关K也可以由射频前端装置其它控制信号(图中未示)控制。

实施例四

如图7所示，是本实用新型的微微基站收发共用一根天线的射频前端装置又一实施例结构，该射频前端装置与图5所示实施例不同的是：双工器通过RX端将基站的收发共用天线的整机接收信号RX输入到一多选一开关的一输入端IN1，一手机模式接收天线与该多选一开关的另一输入端IN2连接，控制该多选一开关的控制端CTR，可以在微微基站正常工作时控制多选一开关的输出端OUT输出IN1端输入的RX信号，在微微基站需要进行频率校准时控制输出端OUT输出IN2端输入的手机模式接收天线接收的信号。

以上实施例一、实施例二、实施例三中的耦合器以及实施例四中的多选一开关可统称为耦合器件，因为它们的作用均为将共用天线的整机接收信号RX和手机模式接收天线接收的信号选择耦合给RX模块。

上述实施例中的耦合器如果采用射频单板上微带线耦合的方式，能够更进一步地减低成本和缩小装置体积。并且，对于微微基站为了实现收发共用天线且实现频率校准功能而不允许在基站天线与双工器之间加任何器件的情况下，有更好的实用价值。因此，本实用新型可以应用到后续微微基站的开发设计中，对于其它制式的微微基站，如GSM、CDMA、W-CDMA等等，也可以适用此装置。

Claims (8)

1.一种微微基站的射频前端装置，包括发送TX模块和接收RX模块，其特征在于，在所述TX模块和RX模块之间还连接有一双工器和一耦合器件，所述双工器的TX端与所述TX模块的输出端连接，将所述TX模块输出的整机发射信号通过所述TX端在收发共用天线上发射；所述双工器的RX端与所述耦合器件的第一输入端连接，通过所述RX端将从所述收发共用天线上接收的整机接收信号输入到所述耦合器件的第一输入端，在所述装置正常工作时所述耦合器件输出所述第一输入端输入的信号。

2.按照权利要求1所述的装置 ，其特征在于，一手机模式接收天线与所述耦合器件的第二输入端连接；在所述装置进行频率校准时，所述耦合器件的输出端输出所述第二输入端输入的所述手机模式接收天线接收的信号。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耦合器件为一耦合器，所述耦合器件的第一输入端为所述耦合器的输入端，所述耦合器件的第二输入端为所述耦合器的隔离端，所述耦合器的耦合端通过一第一电阻接地，所述耦合器件的输出端为所述耦合器的输出端，所述耦合器的隔离端作为所述耦合器件的第二输入端在所述装置需要进行频率校准时与一手机模式接收天线连接。

4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，所述耦合器的隔离端通过一单刀双掷开关分别与一个接地的第二电阻和所述手机模式接收天线连接，所述单刀双掷开关在所述装置正常工作时掷于所述第二电阻一边，在所述装置需要进行频率校准时掷于所述手机模式接收天线一边。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，所述开关为手动单刀双掷开关，在所述装置正常工作时将所述开关手动掷于所述第二电阻一边，在所述装置进行频率校准时将所述开关手动掷于所述手机模式接收天线一边。

6.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，所述开关为受控单刀双掷开关，在所述装置正常工作时所述开关受控掷于所述第二电阻一边，在所述装置进行频率校准时所述开关受控掷于所述手机模式接收天线一边。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，所述受控单刀双掷开关受所述微微基站控制，在所述装置正常工作时控制所述开关掷于所述第二电阻一边，在所述装置进行频率校准时控制所述开关掷于所述手机模式接收天线一边。

8.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耦合器件为一多选一开关，所述耦合器件的第一输入端、第二输入端分别对应于所述多选一开关的第一输入端、第二输入端，所述耦合器件的输出端对应于所述多选一开关的输出端，所述多选一开关的一控制端用于控制所述多选一开关的输出端，在所述装置正常工作时输出所述多选一开关的所述第一输入端输入的信号，在所述装置进行频率校准时输出所述多选一开关的所述第二输入端输入的信号。

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