CN203327240U - 一种室内分布系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种室内分布系统，用以解决现有的室内分布系统上行覆盖达不到指标要求的问题。本实用新型的室内分布系统，包括基站、室内分布天线和上行放大设备，所述上行放大设备位于基站和室内分布天线之间，用于增强室内分布系统的上行覆盖。采用本实用新型实施例提供的室内分布系统，由于在基站和室内分布天线之间放置了上行放大设备，能有效地增强室内分布系统的上行覆盖。

Description

一种室内分布系统

技术领域

 本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种室内分布系统。

背景技术

在移动通信系统中，下行链路是基站到移动终端的无线链路，上行链路是移动终端到基站的无线链路。在移动通信系统网络覆盖中，上行链路和下行链路均需要满足一定的指标要求，才能实现基站与移动终端间的正常通信。对于下行链路，由于基站发射功率较大，且可以不断增大下行发射功率，因此基站下行覆盖相对容易达成；对于上行链路，一般情况下，移动终端发射功率较小，且其最大发射功率是确定的，因此上行覆盖往往欠缺，使得上行链路信号质量无法满足正常通信的要求。对于移动通信系统中的室外宏基站，一般可通过上行分集接收来增强上行覆盖，但对于室内分布系统，由于工程造价和施工条件等多种因素受限，在系统实现时，基本上都是单系统单路收发，如图1所示，或者多系统一路收一路发，如图2所示，对于单路收发或一路收一路发系统，无法实现上行分集接收功能，从而导致大量移动通信室内分布覆盖系统上行覆盖达不到指标要求。

为了满足移动通信的飞速发展的需求，为移动用户提供更好的室内通话感知，亟需增强室内分布系统上行覆盖的技术。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种室内分布系统，用以解决现有的室内分布系统上行覆盖达不到指标要求的问题。

本实用新型实施例提供的一种室内分布系统，包括基站和室内分布天线，其特征在于，还包括：上行放大设备，所述上行放大设备位于基站和室内分布天线之间，用于增强室内分布系统的上行覆盖。

本实用新型实施例提供一种室内分布系统，在该系统中，由于在基站和室内分布天线之间放置了上行放大设备，能有效地增强室内分布系统的上行覆盖。

附图说明

图1为现有技术单系统的室内分布系统示意图；

图2为现有技术多系统的室内分布系统示意图；

图3为本实用新型实施例一的室内分布系统示意图；

图4.1为本实用新型实施例二的室内分布系统示意图；

图4.2为本实用新型实施例三的室内分布系统示意图；

图5为本实用新型实施例采用的具有上行噪声抑制的频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）上行放大设备的原理框图；

图6为本实用新型实施例采用的具有上行噪声抑制的时分双工（Time Division Duplexing，TDD）上行放大设备的原理框图；

图7为本实用新型实施例采用的上行放大设备中上行基带处理单元的结构示意图；

图8为本实用新型实施例四的室内分布系统示意图；

图9为多模上行塔放设备示意图图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种室内分布系统，在该系统中，由于在基站和室内分布天线之间放置了上行放大设备，能有效地增强室内分布系统的上行覆盖。

本实用新型实施例适用于各种移动通信制式的室内分布系统，各种通信制式包括但不限于：全球移动通信系统（Global System of Mobile communication，GSM）、码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA） IS-95、码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）2000、时分同步码分多址（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）、时分双工-长期演进（Time Division Duplexing- Long Term Evolution，TDD LTE）、频分双工-长期演进（Frequency Division Duplexing-Long Term Evolution，FDD LTE）、长期演进-增强（Long Term Evolution-Advanced，LTE-advanced）等。

上行放大设备是用于放大上行链路信号的设备，将上行放大设备放置于室内分布系统的基站和室内分布天线之间，能有效提高上行信号强度。特别是具有低噪声系数的上行放大设备，由于其噪声系数较低，再加上链路损耗，当连接于室内分布系统的基站和室内分布天线之间时，根据噪声级联原理，整个室内分布系统的上行噪声系数将得到改善，从而增强上行覆盖。

下面，对噪声级联原理进行说明。

对于一个通信系统，如公式[1]所示，其噪声系数等于输入端载噪比与输出端载噪比的商：

NF=（Si/Ni）/（So/No）          …………[1]

其中NF为通信系统的噪声系数，Si为输入信号功率，Ni为输入噪声功率；So为输出信号功率；No为输出噪声功率。 

对于多级放大系统，其系统噪声系数为： 

NF = F1+ （F2-1）/G1 + （F3-1）/G1*G2 + …………………[2]

其中：Fn为第n级的噪声系数，其中n=1、2、3……，Gn为第n级的增益。对于无源器件，其噪声系数等于损耗值。 

从公式[2]中可以看出，如果G1、G2等足够大，多级放大系统的噪声主要取决于第一级的噪声系数F1。

对于一个可以分成几级串接起来的系统，其整体的噪声系数NＦ，可以由各级的增益和噪声系数计算出来。由于第一级的噪声会经过每一级的放大，所以影响整体的噪声系数NＦ最显著。越到后级，其影响程度越不显着。

由以上描述可见，根据噪声级联原理，在室内分布式系统的基站与室内分布天线之间增加一台或多台上行放大设备，特别是具有低噪声放大系统的上行放大设备，由于上行放大设备本身噪声系数较低，再加上诸如功分器、耦合器等连接的无源器件和馈线的链路损耗，整个室内分布覆盖系统上行噪声系数将得到改善。

下面以常见的上行放大设备、具有低噪声系数的上行塔放为例来说明本实用新型的实施例一。

实施例一

如图3所示的室内分布式系统中，基站和室内分布天线（这里以吸顶天线为例）之间连有多级的无源器件（以功分器为例，一般，三功分器对信号的损耗大于5dB，四功分器对信号的损耗接近7dB）和射频信号传输线路，其中射频信号传输线路用于在基站与功分器间、不同级的功分器间、功分器与吸顶天线间进行连接，传输射频信号。实际的室内分布系统中的设备或器件不限于图2所示，比如，室内分布系统可包括一个或多个其他类型的无源器件，如耦合器等，射频信号传输线路可以为馈线、光纤等。

如图3所示，上行塔放放置在吸顶天线和与吸顶天线直接连接的射频信号传输线路之间，每个天线连有一个上行塔放。实际应用中，可以根据射频信号传输线路的损耗、无源器件的损耗，来确定是否要在该传输线路与对应的吸顶天线之间连接上行塔放，以节省费用。

在图3所示的室内分布式系统中，连有两级功分器（这里以功分器作为无源器件的例子，实际的无源器件不限于功分器，比如，还可能为耦合器等），基站出来的射频信号首先经过一个四功分，四功分输出四个支路，每个支路又分别连有功分器。实际的系统中，可以根据网络部署需求和其他因素来确定是否在第一级的四功分之后，再连有第二级的功分器。比如，对于图3中的四功分器输出的最上面的支路，可以直接连接一个吸顶天线，不再另连接一个三功分器，则在该支路上可以根据实际上行信号损耗情况选择是否布置上行塔放。

在实施例一中，由于上行塔放紧挨着吸顶天线放置，被其放大的信号经过射频传输线路损耗，同时由于上行塔放噪声系数低，又具有足够增益，所以相当于提高了基站接收信号输入电平，又降低了其噪声系数的影响，所以能有效地增强上行信号。 

在实际的室内分布系统的部署中，由于不仅要增强上行信号覆盖，还要考虑工程实施的难易程度、施工成本和设备成本。在实施例一中，上行塔放紧挨着吸顶天线放置，能很好地增强室内分布式系统的上行覆盖。但另一方面，由于上行塔放需要紧挨着吸顶天线放置，比如，放置在天花板内，增大了施工的难度。如果每一个吸顶天线都连有上行塔放，不仅数量多，成本高，而且安装和取电都困难。因此，综合考虑上述因素，可采用本实用新型实施例二、三中提供的室内分布系统，在实施例二、三的室内分布系统中，上行放大设备可安装在弱电井、移动通信设备机房、电梯机房、楼梯间、走廊、过道等易于安装和取电的位置，既改善了上行覆盖改善效果，还兼顾了成本和工程实施。下面参考图4.1和图4.2加以说明。

实施例二

如图4.1所示，上行塔放放置在两级功分器之间。图4.1中，四功分器输出的每一个支路上都连有一个上行塔放。实际部署时，与实施例一同理，可根据射频信号传输线路的损耗、无源器件的损耗，来确定是否要在四功分器输出的每条支路上都连有上行塔放，以在保证上行覆盖的前提下，最小化费用。

下面参考图4.2给出本实用新型的实施例三

实施例三

如图4.2所示，四功分器输出的最上面的支路直接连接一个吸顶天线，不再另连接功分器，图4.2最上面的上行塔放的虚线框表示，在该支路上可以根据实际线路情况选择是否布置上行塔放。

在实施例二、三中，虽然上行塔放没有紧挨着吸顶天线放置，对上行覆盖的增强效果没有实施例一好，但由于上行塔放放置于不同级的功分器间，因此可以安装在弱电井等易于安装的区域（比如在弱电井中安装2-6台上行塔放，数量可根据实际系统要求改变），大大降低了施工的难度，也减少了上行塔放的数量，同时对上行覆盖也有所增强。

此外，在实际的室内分布系统中，也可能不包括任何级的功分器，基站通过一条射频传输线路连有一个吸顶天线，此时，也可在基站与吸顶天线之间连接诸如上行塔放的上行放大设备，以改善系统的上行覆盖。

上述实施例一、二、三中的基站输出的通信一般为单一制式，此室内分布系统为单制式室内分布系统，此时，上行塔放（即上行放大设备）也为和该基站通信制式一致的单模上行塔放。如果所述基站输出的是GSM制式信号，则所述上行塔放也为GSM单模上行塔放；如果所述基站输出的是WCDMA制式信号，则所述上行塔放也为WCDMA单模上行塔放；同理，如果所述基站输出的是LTE-TDD、LTE-FDD、TD-SCDMA、CDMA2000等通信制式中的任何一种通信制式信号，则所述上行塔放也为相应制式的单模上行塔放。

在实施例一、二和三中的室内分布系统中，上行塔放降低了系统的噪声系数，有效改善上行信号，增强室内分布系统的上行覆盖，根据噪声级联原理，上行塔放的增益将其后面的部件（上行塔放与基站之间的部件）的噪声系数的影响减小了。同时，基站射频传输线路越长，无源器件的损耗越大，则通过在天线与射频传输线路和/或无源器件之间增加上行塔放，基站接收系统的噪声系数改善（减小）越明显。 

室内分布系统在增加上行放大设备后，由于上行覆盖增强，因此可适当增大基站的下行输出功率，提升整体的覆盖质量。

上述实施例一至三中只是以三功分器和四功分器为例进行说明，其他种类的无源器件（比如：二功分器、耦合器等）也同样适用本实用新型。

实际的室内分布系统不限于实施例一至三中所描述的，实施例中的功分设备只是诸多对上行链路信号有所损耗的无源器件中的一种，这里以功分器为例仅为了描述方便。而上行放大设备在室内分布系统的位置也不限于实施例一至三中所描述，可根据上行链路的损耗情况，以及工程实际来布置。实施例一至三中的布置方式仅为示例，不应视为对本实用新型的限制。

为了进一步增强上行覆盖，本发明实施例中可采用具有上行噪声抑制功能的上行放大设备。

图5和图6分别示出了用于频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）（无线链路上、下行采用不同的频率传输）和时分双工（Time Division Duplexing，TDD）（无线链路上、下行采用不同的时间传输）系统的具有上行噪声抑制功能的上行放大设备。举例来说，现有的各种移动通信制式中，GSM、WCDMA、FDD-LTE采用FDD双工方式，TD-SCDMA、TDD-LTE采用TDD双工方式。

图5为具有上行噪声抑制的FDD上行放大设备原理框图，图中上行链路包括依次连接的重发端双工器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端双工器。下行链路包括依次连接的施主端双工器和重发端双工器。其中，重发端双工器靠近室内分布天线侧，施主端双工器靠近基站侧。可选地，在施主端双工器和重发端双工器之间还连有旁路单元，上行放大设备正常工作时，旁路单元的旁路开关关断；当检测到上行链路中的上行低噪放、上变频模块、基带处理单元和下变频模块、上行放大器的任意一个或多个模块或单元出现问题，旁路单元的旁路开关立即接通，避免因有源模块产生故障对基站产生影响。

对于图5所示的具有上行噪声抑制的FDD上行放大设备，其由于上下行信号均通过天线接收和发送，因此所述上行放大设备设置重发端双工器和施主端双工器对上下行信号进行分离。如果在室内分布系统中分别设置发送吸顶天线和接收吸顶天线对上下行信号分别进行接收和发送，则所述上行放大设备可以不用考虑对下行信号进行处理，所述上行塔放（即上行放大设备）可以不包括重发端双工器，而设置重发端滤波器对上行信号进行滤波。则所述上行塔放包括依次连接的重发端滤波器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端双工器。重发端滤波器连接接收吸顶天线，施主端双工器的公共端连接基站，另一个 端口连接发送天线。这样在对上行信号进行放大覆盖时，可以不用考虑对下行信号的影响，上行放大效果更显著。

图6为具有上行噪声抑制的TDD上行放大设备原理框图，图中上行链路包括依次连接的重发端滤波器、重发端环形器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端端环形器、施主端端滤波器。下行链路包括依次连接的施主端滤波器、施主端环形器、重发端环形器、重发端滤波器。其中，重发端滤波器靠近室内分布天线侧，施主端滤波器靠近基站侧。可选地，在施主端环形器和重发端环形器之间还连有旁路单元，上行放大设备正常工作时，旁路单元的旁路开关关断；当检测到上行链路中的上行低噪放、上变频模块、基带处理单元和下变频模块、上行放大器的任意一个模块或单元出现问题，旁路单元的旁路开关立即接通，避免因有源模块产生故障对基站产生影响。

对于图6所示的具有上行噪声抑制的TDD上行放大设备，其由于上下行信号均通过天线接收和发送，因此所述上行放大设备设置重发端环形器和施主端环形器对上下行信号进行分离。如果在室内分布系统中分别设置发送吸顶天线和接收吸顶天线对上下行信号分别进行接收和发送，则所述上行放大设备可以不用考虑对下行信号进行处理，所述上行塔放（即上行放大设备）可以不包括重发端环形器。则所述上行塔放包括依次连接的重发端滤波器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端环形器。重发端滤波器连接接收吸顶天线，施主端环形器的公共端连接基站，另一个端口连接发送天线。这样在对上行信号进行放大覆盖时，可以不用考虑对下行信号的影响，上行放大效果更显著。

为更好的实现本实用新型，所述上行基带处理单元如图7所示，包括依次连接的模数变换器、数字下变频通道、载噪比判决电路、数字滤波单元、数字上变频通道、数模变换器。其中，模数变换器用于将模拟信号变换为数字信号，数字下变频通道用于将模数变换器输出的数字信号进行下变频，载噪比判决电路用于对信号载噪比进行判决，并对信道进行时隙关断，数字滤波单元用于滤除由载噪比判决电路引起的杂散信号，数字上变频通道用于将数字滤波单元输出的数字信号进行上变频，数模转换器用于将数字上变频通道输出的数字信号转换成模拟信号。

所述上行基带处理单元可采用现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）、复杂可编辑逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）、数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）等技术实现。

图5、图6中的上行放大设备的上行噪声抑制原理如下：

首先，重发端双工器（TDD系统为滤波器+环形器）通过天线从空间接收到移动终端上行信号，进一步滤除无用信号；

然后，滤除了无用信号的移动终端上行信号经过上行低噪声放大器后，将信号幅度放大，再经过下变频模块，进行下变频处理，此处输出的仍为模拟信号；

接下来，模拟信号经过上行基带处理单元的模数变换器采样后，变成多个信道信号，经过数字下变频通道后变成单信道基带信号，通过载噪比判决电路对每一个信道信号进行判决，并对满足条件的信道实行关断，输出信号经过数字滤波单元滤波后，再经过数字上变频通道进行上变频处理，最后经数模变换器变换为模拟信号。

最后，数模变换器输出的模拟信号经过上变频模块进行上变频处理，再经过上行放大器后将信号幅度放大，经过施主端双工器（TDD系统为环形器+滤波器）滤波后，回传给基站。

通过上述的处理，实现了上行噪声抑制，即只对上行有用信号进行放大，对噪声进行有效抑制。实际系统中，可使得基站上行接入噪声电平低于-123dBm每100KHz。

其中，载噪比判决电路对每一个信道信号载噪比进行判决，并对满足条件的单信道时隙实行关断，即通过载噪比判决电路计算每单信道时隙基带信号的载噪比载噪比，当载噪比小于门限值时，则可以对这一信道信号进行关断，当载噪比高于门限值时，则输出这一信道信号。不同制式的移动通信系统的载噪比要求不同，一般范围都在1～20dB内，实际工程应用中这个门限可根据效果进行调整。

采用本实用新型实施例提供的室内分布系统，一般可改善上行覆盖3～6dB及以上。其改善可以分为两个方面，第一个方面是上行载噪比得到了改善，可解决上行载噪比低的问题，第二个方面是上行接收电平得到了提升，可解决上行信号弱的问题。

采用本实用新型实施例的室内分布系统，由于其上行覆盖增强了，因此，可适当增大基站下行输出功率，实现上下行平衡，从而扩大室内分布系统的的上、下行覆盖范围。

当然，本发明同样也可用于多个不同移动通信制式的移动通信系统合路覆盖的室内分布系统上行覆盖中。并可配合基站增大下行发射功率的同时更好的实现上下行平衡。下面以实施例四对这种技术方案的一个实施例进行说明。

实施例四

如图8所示多制式室内分布系统，包括不同通信制式的多个基站、POI（Point of Interface，多系统合路平台）、多制式上行放大设备（本实施例为多模上行塔放）、上行天馈系统和下行天馈系统。多个制式移动通信基站通过POI合路，其中FDD制式系统采用上下行分开的方法进行覆盖，TDD制式系统上下行不分开并与FDD系统上行合路进行覆盖。上行信号通过上行天馈系统覆盖，下行通过下行天馈系统覆盖。在本实施例中，上行塔放也需采用多通信制式的多模上行塔放，其放置在POI后，实际部署时还可根据POI后的无源器件情况进行改变，例如POI后连接功分器的，可以安装多台多模上行塔放在功分器与上行天馈系统间，以达到更好的效果。

多模上行塔放原理框图如图9所示，包括依次连接的重发端多频分路器、多制式上行低噪声放大器、施主端多频合路器，其中，重发端多频分路器靠近上行天馈系统侧，施主端多频合路器靠近POI侧。

采用本实用新型实施例提供的室内分布系统，由于在基站和室内分布天线之间放置了上行放大设备，能有效地增强室内分布系统的上行覆盖。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

本实用新型实施例提供一种室内分布系统，在该系统中，由于在基站和室内分布天线之间放置了上行放大设备，能有效地增强室内分布系统的上行覆盖。

本实用新型实施例适用于各种移动通信制式的室内分布系统，各种通信制式包括但不限于：全球移动通信系统（Global System of Mobile communication，GSM）、码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA） IS-95、码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）2000、时分同步码分多址（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）、时分双工-长期演进（Time Division Duplexing- Long Term Evolution，TDD LTE）、频分双工-长期演进（Frequency Division Duplexing-Long Term Evolution，FDD LTE）、长期演进-增强（Long Term Evolution-Advanced，LTE-advanced）等。

上行放大设备是用于放大上行链路信号的设备，将上行放大设备放置于室内分布系统的基站和室内分布天线之间，能有效提高上行信号强度。特别是具有低噪声系数的上行放大设备，由于其噪声系数较低，再加上链路损耗，当连接于室内分布系统的基站和室内分布天线之间时，根据噪声级联原理，整个室内分布系统的上行噪声系数将得到改善，从而增强上行覆盖。

下面，对噪声级联原理进行说明。

对于一个通信系统，如公式[1]所示，其噪声系数等于输入端载噪比与输出端载噪比的商：

NF=（Si/Ni）/（So/No）          …………[1]

其中NF为通信系统的噪声系数，Si为输入信号功率，Ni为输入噪声功率；So为输出信号功率；No为输出噪声功率。 

对于多级放大系统，其系统噪声系数为： 

NF = F1+ （F2-1）/G1 + （F3-1）/G1*G2 + …………………[2]

其中：Fn为第n级的噪声系数，其中n=1、2、3……，Gn为第n级的增益。对于无源器件，其噪声系数等于损耗值。 

从公式[2]中可以看出，如果G1、G2等足够大，多级放大系统的噪声主要取决于第一级的噪声系数F1。

对于一个可以分成几级串接起来的系统，其整体的噪声系数NＦ，可以由各级的增益和噪声系数计算出来。由于第一级的噪声会经过每一级的放大，所以影响整体的噪声系数NＦ最显著。越到后级，其影响程度越不显着。

由以上描述可见，根据噪声级联原理，在室内分布式系统的基站与室内分布天线之间增加一台或多台上行放大设备，特别是具有低噪声放大系统的上行放大设备，由于上行放大设备本身噪声系数较低，再加上诸如功分器、耦合器等连接的无源器件和馈线的链路损耗，整个室内分布覆盖系统上行噪声系数将得到改善。

下面以常见的上行放大设备、具有低噪声系数的上行塔放为例来说明本实用新型的实施例一。

实施例一

如图3所示的室内分布式系统中，基站和室内分布天线（这里以吸顶天线为例）之间连有多级的无源器件（以功分器为例，一般，三功分器对信号的损耗大于5dB，四功分器对信号的损耗接近7dB）和射频信号传输线路，其中射频信号传输线路用于在基站与功分器间、不同级的功分器间、功分器与吸顶天线间进行连接，传输射频信号。实际的室内分布系统中的设备或器件不限于图2所示，比如，室内分布系统可包括一个或多个其他类型的无源器件，如耦合器等，射频信号传输线路可以为馈线、光纤等。

如图3所示，上行塔放放置在吸顶天线和与吸顶天线直接连接的射频信号传输线路之间，每个天线连有一个上行塔放。实际应用中，可以根据射频信号传输线路的损耗、无源器件的损耗，来确定是否要在该传输线路与对应的吸顶天线之间连接上行塔放，以节省费用。

在图3所示的室内分布式系统中，连有两级功分器（这里以功分器作为无源器件的例子，实际的无源器件不限于功分器，比如，还可能为耦合器等），基站出来的射频信号首先经过一个四功分，四功分输出四个支路，每个支路又分别连有功分器。实际的系统中，可以根据网络部署需求和其他因素来确定是否在第一级的四功分之后，再连有第二级的功分器。比如，对于图3中的四功分器输出的最上面的支路，可以直接连接一个吸顶天线，不再另连接一个三功分器，则在该支路上可以根据实际上行信号损耗情况选择是否布置上行塔放。

在实施例一中，由于上行塔放紧挨着吸顶天线放置，被其放大的信号经过射频传输线路损耗，同时由于上行塔放噪声系数低，又具有足够增益，所以相当于提高了基站接收信号输入电平，又降低了其噪声系数的影响，所以能有效地增强上行信号。 

在实际的室内分布系统的部署中，由于不仅要增强上行信号覆盖，还要考虑工程实施的难易程度、施工成本和设备成本。在实施例一中，上行塔放紧挨着吸顶天线放置，能很好地增强室内分布式系统的上行覆盖。但另一方面，由于上行塔放需要紧挨着吸顶天线放置，比如，放置在天花板内，增大了施工的难度。如果每一个吸顶天线都连有上行塔放，不仅数量多，成本高，而且安装和取电都困难。因此，综合考虑上述因素，可采用本实用新型实施例二、三中提供的室内分布系统，在实施例二、三的室内分布系统中，上行放大设备可安装在弱电井、移动通信设备机房、电梯机房、楼梯间、走廊、过道等易于安装和取电的位置，既改善了上行覆盖改善效果，还兼顾了成本和工程实施。下面参考图4.1和图4.2加以说明。

实施例二

如图4.1所示，上行塔放放置在两级功分器之间。图4.1中，四功分器输出的每一个支路上都连有一个上行塔放。实际部署时，与实施例一同理，可根据射频信号传输线路的损耗、无源器件的损耗，来确定是否要在四功分器输出的每条支路上都连有上行塔放，以在保证上行覆盖的前提下，最小化费用。

下面参考图4.2给出本实用新型的实施例三

实施例三

如图4.2所示，四功分器输出的最上面的支路直接连接一个吸顶天线，不再另连接功分器，图4.2最上面的上行塔放的虚线框表示，在该支路上可以根据实际线路情况选择是否布置上行塔放。

在实施例二、三中，虽然上行塔放没有紧挨着吸顶天线放置，对上行覆盖的增强效果没有实施例一好，但由于上行塔放放置于不同级的功分器间，因此可以安装在弱电井等易于安装的区域（比如在弱电井中安装2-6台上行塔放，数量可根据实际系统要求改变），大大降低了施工的难度，也减少了上行塔放的数量，同时对上行覆盖也有所增强。

此外，在实际的室内分布系统中，也可能不包括任何级的功分器，基站通过一条射频传输线路连有一个吸顶天线，此时，也可在基站与吸顶天线之间连接诸如上行塔放的上行放大设备，以改善系统的上行覆盖。

上述实施例一、二、三中的基站输出的通信一般为单一制式，此室内分布系统为单制式室内分布系统，此时，上行塔放（即上行放大设备）也为和该基站通信制式一致的单模上行塔放。如果所述基站输出的是GSM制式信号，则所述上行塔放也为GSM单模上行塔放；如果所述基站输出的是WCDMA制式信号，则所述上行塔放也为WCDMA单模上行塔放；同理，如果所述基站输出的是LTE-TDD、LTE-FDD、TD-SCDMA、CDMA2000等通信制式中的任何一种通信制式信号，则所述上行塔放也为相应制式的单模上行塔放。

在实施例一、二和三中的室内分布系统中，上行塔放降低了系统的噪声系数，有效改善上行信号，增强室内分布系统的上行覆盖，根据噪声级联原理，上行塔放的增益将其后面的部件（上行塔放与基站之间的部件）的噪声系数的影响减小了。同时，基站射频传输线路越长，无源器件的损耗越大，则通过在天线与射频传输线路和/或无源器件之间增加上行塔放，基站接收系统的噪声系数改善（减小）越明显。 

室内分布系统在增加上行放大设备后，由于上行覆盖增强，因此可适当增大基站的下行输出功率，提升整体的覆盖质量。

上述实施例一至三中只是以三功分器和四功分器为例进行说明，其他种类的无源器件（比如：二功分器、耦合器等）也同样适用本实用新型。

实际的室内分布系统不限于实施例一至三中所描述的，实施例中的功分设备只是诸多对上行链路信号有所损耗的无源器件中的一种，这里以功分器为例仅为了描述方便。而上行放大设备在室内分布系统的位置也不限于实施例一至三中所描述，可根据上行链路的损耗情况，以及工程实际来布置。实施例一至三中的布置方式仅为示例，不应视为对本实用新型的限制。

为了进一步增强上行覆盖，本发明实施例中可采用具有上行噪声抑制功能的上行放大设备。

图5和图6分别示出了用于频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）（无线链路上、下行采用不同的频率传输）和时分双工（Time Division Duplexing，TDD）（无线链路上、下行采用不同的时间传输）系统的具有上行噪声抑制功能的上行放大设备。举例来说，现有的各种移动通信制式中，GSM、WCDMA、FDD-LTE采用FDD双工方式，TD-SCDMA、TDD-LTE采用TDD双工方式。

图5为具有上行噪声抑制的FDD上行放大设备原理框图，图中上行链路包括依次连接的重发端双工器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端双工器。下行链路包括依次连接的施主端双工器和重发端双工器。其中，重发端双工器靠近室内分布天线侧，施主端双工器靠近基站侧。可选地，在施主端双工器和重发端双工器之间还连有旁路单元，上行放大设备正常工作时，旁路单元的旁路开关关断；当检测到上行链路中的上行低噪放、上变频模块、基带处理单元和下变频模块、上行放大器的任意一个或多个模块或单元出现问题，旁路单元的旁路开关立即接通，避免因有源模块产生故障对基站产生影响。

对于图5所示的具有上行噪声抑制的FDD上行放大设备，其由于上下行信号均通过天线接收和发送，因此所述上行放大设备设置重发端双工器和施主端双工器对上下行信号进行分离。如果在室内分布系统中分别设置发送吸顶天线和接收吸顶天线对上下行信号分别进行接收和发送，则所述上行放大设备可以不用考虑对下行信号进行处理，所述上行塔放（即上行放大设备）可以不包括重发端双工器，而设置重发端滤波器对上行信号进行滤波。则所述上行塔放包括依次连接的重发端滤波器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端双工器。重发端滤波器连接接收吸顶天线，施主端双工器的公共端连接基站，另一个 端口连接发送天线。这样在对上行信号进行放大覆盖时，可以不用考虑对下行信号的影响，上行放大效果更显著。

图6为具有上行噪声抑制的TDD上行放大设备原理框图，图中上行链路包括依次连接的重发端滤波器、重发端环形器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端端环形器、施主端端滤波器。下行链路包括依次连接的施主端滤波器、施主端环形器、重发端环形器、重发端滤波器。其中，重发端滤波器靠近室内分布天线侧，施主端滤波器靠近基站侧。可选地，在施主端环形器和重发端环形器之间还连有旁路单元，上行放大设备正常工作时，旁路单元的旁路开关关断；当检测到上行链路中的上行低噪放、上变频模块、基带处理单元和下变频模块、上行放大器的任意一个模块或单元出现问题，旁路单元的旁路开关立即接通，避免因有源模块产生故障对基站产生影响。

对于图6所示的具有上行噪声抑制的TDD上行放大设备，其由于上下行信号均通过天线接收和发送，因此所述上行放大设备设置重发端环形器和施主端环形器对上下行信号进行分离。如果在室内分布系统中分别设置发送吸顶天线和接收吸顶天线对上下行信号分别进行接收和发送，则所述上行放大设备可以不用考虑对下行信号进行处理，所述上行塔放（即上行放大设备）可以不包括重发端环形器。则所述上行塔放包括依次连接的重发端滤波器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端环形器。重发端滤波器连接接收吸顶天线，施主端环形器的公共端连接基站，另一个端口连接发送天线。这样在对上行信号进行放大覆盖时，可以不用考虑对下行信号的影响，上行放大效果更显著。

为更好的实现本实用新型，所述上行基带处理单元如图7所示，包括依次连接的模数变换器、数字下变频通道、载噪比判决电路、数字滤波单元、数字上变频通道、数模变换器。其中，模数变换器用于将模拟信号变换为数字信号，数字下变频通道用于将模数变换器输出的数字信号进行下变频，载噪比判决电路用于对信号载噪比进行判决，并对信道进行时隙关断，数字滤波单元用于滤除由载噪比判决电路引起的杂散信号，数字上变频通道用于将数字滤波单元输出的数字信号进行上变频，数模转换器用于将数字上变频通道输出的数字信号转换成模拟信号。

所述上行基带处理单元可采用现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）、复杂可编辑逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）、数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）等技术实现。

图5、图6中的上行放大设备的上行噪声抑制原理如下：

首先，重发端双工器（TDD系统为滤波器+环形器）通过天线从空间接收到移动终端上行信号，进一步滤除无用信号；

然后，滤除了无用信号的移动终端上行信号经过上行低噪声放大器后，将信号幅度放大，再经过下变频模块，进行下变频处理，此处输出的仍为模拟信号；

接下来，模拟信号经过上行基带处理单元的模数变换器采样后，变成多个信道信号，经过数字下变频通道后变成单信道基带信号，通过载噪比判决电路对每一个信道信号进行判决，并对满足条件的信道实行关断，输出信号经过数字滤波单元滤波后，再经过数字上变频通道进行上变频处理，最后经数模变换器变换为模拟信号。

最后，数模变换器输出的模拟信号经过上变频模块进行上变频处理，再经过上行放大器后将信号幅度放大，经过施主端双工器（TDD系统为环形器+滤波器）滤波后，回传给基站。

通过上述的处理，实现了上行噪声抑制，即只对上行有用信号进行放大，对噪声进行有效抑制。实际系统中，可使得基站上行接入噪声电平低于-123dBm每100KHz。

其中，载噪比判决电路对每一个信道信号载噪比进行判决，并对满足条件的单信道时隙实行关断，即通过载噪比判决电路计算每单信道时隙基带信号的载噪比载噪比，当载噪比小于门限值时，则可以对这一信道信号进行关断，当载噪比高于门限值时，则输出这一信道信号。不同制式的移动通信系统的载噪比要求不同，一般范围都在1～20dB内，实际工程应用中这个门限可根据效果进行调整。

采用本实用新型实施例提供的室内分布系统，一般可改善上行覆盖3～6dB及以上。其改善可以分为两个方面，第一个方面是上行载噪比得到了改善，可解决上行载噪比低的问题，第二个方面是上行接收电平得到了提升，可解决上行信号弱的问题。

采用本实用新型实施例的室内分布系统，由于其上行覆盖增强了，因此，可适当增大基站下行输出功率，实现上下行平衡，从而扩大室内分布系统的的上、下行覆盖范围。

当然，本发明同样也可用于多个不同移动通信制式的移动通信系统合路覆盖的室内分布系统上行覆盖中。并可配合基站增大下行发射功率的同时更好的实现上下行平衡。下面以实施例四对这种技术方案的一个实施例进行说明。

实施例四

如图8所示多制式室内分布系统，包括不同通信制式的多个基站、POI（Point of Interface，多系统合路平台）、多制式上行放大设备（本实施例为多模上行塔放）、上行天馈系统和下行天馈系统。多个制式移动通信基站通过POI合路，其中FDD制式系统采用上下行分开的方法进行覆盖，TDD制式系统上下行不分开并与FDD系统上行合路进行覆盖。上行信号通过上行天馈系统覆盖，下行通过下行天馈系统覆盖。在本实施例中，上行塔放也需采用多通信制式的多模上行塔放，其放置在POI后，实际部署时还可根据POI后的无源器件情况进行改变，例如POI后连接功分器的，可以安装多台多模上行塔放在功分器与上行天馈系统间，以达到更好的效果。

多模上行塔放原理框图如图9所示，包括依次连接的重发端多频分路器、多制式上行低噪声放大器、施主端多频合路器，其中，重发端多频分路器靠近上行天馈系统侧，施主端多频合路器靠近POI侧。

采用本实用新型实施例提供的室内分布系统，由于在基站和室内分布天线之间放置了上行放大设备，能有效地增强室内分布系统的上行覆盖。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种室内分布系统，包括基站和室内分布天线，其特征在于，还包括：上行放大设备，所述上行放大设备位于基站和室内分布天线之间，用于增强室内分布系统的上行覆盖。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于连接基站与室内分布天线的射频信号传输线路；所述上行放大设备位于射频信号传输线路与室内分布天线之间。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括多级的无源器件，所述多级的无源器件位于室内分布系统的基站与室内分布天线之间；所述上行放大设备位于不同级的无源器件之间。

4.如权利要求1~3任一所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备为低噪声放大设备。

5.如权利要求1~3任一所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备为低噪声放大设备，且具有上行噪声抑制功能。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备包括：依次连接的重发端双工器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端双工器，其中，重发端双工器靠近室内分布天线侧，施主端双工器靠近基站侧。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备包括：依次连接的重发端滤波器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端双工器，其中，重发端滤波器靠近室内分布天线侧，施主端双工器靠近基站侧。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备包括：依次连接的重发端滤波器、重发端环形器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端环形器、施主端滤波器，其中，重发端滤波器靠近室内分布天线侧，施主端滤波器靠近基站侧。

9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备包括：依次连接的重发端滤波器、上行低噪声放大器、下变频模块、上行基带处理单元、上变频模块、上行放大器、施主端环形器、施主端滤波器，其中，重发端滤波器靠近室内分布天线侧，施主端滤波器靠近基站侧。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述上行基带处理单元包括：依次连接的模数变换器、数字下变频通道、载噪比判决电路、数字滤波单元、数字上变频通道、数模变换器；其中，模数变换器用于将模拟信号变换为数字信号，数字下变频通道用于将模数变换器输出的数字信号进行下变频，载噪比判决电路用于对信号载噪比进行判决，并对信道进行时隙关断，数字滤波单元用于滤除由载噪比判决电路引起的杂散信号，数字上变频通道用于将数字滤波单元输出的数字信号进行上变频，数模转换器用于将数字上变频通道输出的数字信号转换成模拟信号。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述上行基带处理单元包括：依次连接的模数变换器、数字下变频通道、载噪比判决电路、数字滤波单元、数字上变频通道、数模变换器；其中，模数变换器用于将模拟信号变换为数字信号，数字下变频通道用于将模数变换器输出的数字信号进行下变频，载噪比判决电路用于对信号载噪比进行判决，并对信道进行时隙关断，数字滤波单元用于滤除由载噪比判决电路引起的杂散信号，数字上变频通道用于将数字滤波单元输出的数字信号进行上变频，数模转换器用于将数字上变频通道输出的数字信号转换成模拟信号。

12.一种室内分布系统，包括不同通信制式的多个基站、POI、上行天馈系统和下行天馈系统，所述不同制式的多个基站通过POI进行信号合路，POI分别连接上行天馈系统和下行天馈系统，其特征在于，还包括多制式上行放大设备，所述多制式上行放大设备位于上行天馈系统和POI之间，用于增强上行天馈系统的覆盖。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述上行放大设备包括：依次连接的重发端多频分路器、多制式上行低噪声放大器、施主端多频合路器，其中，重发端多频分路器靠近上行天馈系统侧，施主端多频合路器靠近POI侧。

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