CN203827517U - 一种基于catv电缆的td-lte室内分布系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，包括一个近端机和至少一个远端机；所述近端机包括第一直传通道、第一下行变频传送通道和第一CATV传送通道；所述远端机包括第二直传通道、第二下行变频传送通道和第二CATV传送通道；所述近端机与单个远端机之间通过一根CATV电缆连接，构成一路直传通道、一路下行变频传送通道和一路CATV传送通道；所述的TD-LTE室内分布系统通过所述直传通道、下行变频传送通道实现双路MIMO下行传输和单路上行传输；所述直传通道为时分双工工作模式，所述下行变频传送通道为单向传输模式。本实用新型实现了在CATV电缆上传输TD-LTE信号的功能。

Description

一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统

技术领域

本实用新型涉及一种室内分布系统，特别涉及一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统。

背景技术

随着移动互联网的迅猛发展，用户对移动无线通信网络的数据速率提出了更高的要求，进一步推动了宽带移动通信网络的发展以及演进。在中国，3G刚进入快速发展阶段，大规模的4G网络建设也已经展开。作为4G的主流技术，TD-LTE是时分双工模式的LTE系统，采用正交频分复用和多天线(MIMO)等先进无线传输技术，在20MHz无线宽带时可以实现超过100Mbit／s的下行数据和超过50Mbit／s的上行数据峰值传输速率，它主要承载高速数据业务，并具备承载话音业务功能，已经成为无线通信技术发展的重点。然而即便拥有4G技术的支持，由于室内用户的增多，尤其是室内数据用户的增多、建筑的遮挡和墙壁的损耗，以及频谱带宽和干扰限制等因素，导致单一的宏蜂窝布网模式已经不能满足用户高速无缝接入的需求。因此，行业亟需一种能有效解决室内覆盖问题和容量问题的解决方案。

目前，在进行室内网络覆盖时，天线往往只能布放在楼道中，而由于房屋结构的问题，室内信号往往达不到要求。同时，一些楼内由于存在精装修、对环境要求较高，各楼板吊顶早已封死等特点，不允许在室内走明线，通过铺设专用射频电缆进行室内覆盖存在着协调方面与施工方面的困难，造成无法进行常规的室内分布系统建设。因此，将通信信号耦合至已有线缆，进行共缆传输入户覆盖，是一个非常实用的好方法。而政策方面，国家加快推进“三网融合”(电信网、计算机网、有线电视网)进程，多网络的融合也已经成为未来通信信息产业的发展方向。同时，由于多天线技术是4G LTE的关键技术之一，利用多天线技术(发射或接收分集、空间复用和波束赋形)，即多路收发信机通路同时工作，能够使得基站小区的数据吞吐量几乎倍增。因此，为了充分发挥TD-LTE多天线的技术优势，当前的室内分布建设需要考虑双通道的室内分布系统，减少后续扩容投资。

CATV是指75欧姆的同轴电缆，有时也称为CATV电缆，主要用于传输电视讯号，是最常见的用户线缆，是覆盖最广泛的有线线路之一。同时该同轴电缆拥有宽频率，高带宽和极好的噪声抑制特性，它既可使用频分多路复用的模拟信号传送，又可传输数字信号。因此，如何在现有的同轴电缆上承载其他网络的信号已成为各种技术的焦点。

传统观点认为，有线电视网络中同轴电缆只适用于1000MHz以下信号的传输，对于超出这个频率范围的信号，同轴电缆衰减太大。然而，通过研究发现，在一定的应用环境和条件下，与其他传输媒介相互，同轴电缆传输频率高于1GHz时的信号的优势依然十分突出。图1为自由空间中无线传输与CATV同轴电缆(采用的是75-5同轴电缆)对2.4GHz信号的传输损耗对比图，图中实线为2.4GHz信号理想条件下在自由空间直线传输的衰减情况，虚线为2.4GHz信号在75-5同轴电缆中传输的衰减情况。由图中可以看出，即使在对于无线传输而言最理想的条件下(无障碍、无多路径)，当传输距离小于60米时，普通质量的75-5同轴电缆对2GHz以上频率的无线信号的传输性能优于无线传输30dB以上。如果再考虑墙壁、天花板等障碍物对无线传输损耗的影响，当传输距离小于60米时，75-5同轴电缆对2GHz以上无线信号的传输性能优势可达50dB以上。因此，基于CATV同轴电缆的这一优势，可以考虑采用CATV电缆对TD-LTE信号进行近距离传送，以满足用户的接入性要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，利用已有的室内电视电缆(CATV)传输TD-LTE的双路下行信号和单路上行信号，实现TD-LTE与有线电视信号共缆传输的效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，包括一个近端机和至少一个远端机；所述近端机包括第一直传通道、第一下行变频传送通道和第一CATV传送通道；所述远端机包括第二直传通道、第二下行变频传送通道和第二CATV传送通道；所述近端机与单个远端机之间通过一根CATV电缆连接，构成一路直传通道、一路下行变频传送通道和一路CATV传送通道；所述的TD-LTE室内分布系统通过所述直传通道、下行变频传送通道实现双路MIMO下行传输和单路上行传输；所述直传通道为时分双工工作模式，所述下行变频传送通道为单向传输模式；

其中，所述第一下行变频传送通道通过一个第一同步检测单元检测所述第一直传通道中下行信号的帧时序，并使所述第一下行变频传送通道中变频前的下行信号符合该帧时序；

所述第二下行变频传送通道通过一个第二同步检测单元检测所述第二直传通道中待发射的下行信号的码元时序和功率，并使所述第二下行变频传送通道中待发射的下行信号符合该码元时序和功率。

所述直传通道包括所述第一直传通道和第二直传通道，所述下行变频传送通道包括所述第一下行变频传送通道和第二下行变频传送通道，所述CATV传送通道包括所述第一CATV传送通道和第二CATV传送通道。

所述第一下行变频传送通道包括第一射频单元、合路分配器和所述第一同步检测单元，所述第一射频单元包括依次连接的射频开关、第一变频模块、第一滤波整形模块和第一放大及增益控制模块；所述第一射频单元接收来自TD-LTE信源的其中一路下行信号，将该信号移到中频后放大并通过所述合路分配器传入所述CATV电缆，进而传送到所述远端机；所述第一直传通道的信号被耦合接入所述第一同步检测单元，所述第一同步检测单元的输出连接所述射频开关，控制所述射频开关的闭合和断开；

所述第一直传通道接收来自TD-LTE信源的另一路下行信号，将该信号进行放大并通过所述合路分配器传入所述CATV电缆，进而传送到所述远端机；所述第一直传通道还通过所述合路分配器和所述CATV电缆接收来自所述远端机的上行信号，并将该上行信号传入TD-LTE信源；

所述第一CATV传送通道也通过所述合路分配器和CATV电缆向所述远端机传送CATV信号。

所述第二下行变频传送通道包括信号分离器、控制单元、第二射频单元、第一射频端口和所述第二同步检测单元，所述第二射频单元包括依次连接的第二变频模块、第二滤波整形模块和第二放大及增益控制模块，所述控制单元分别连接所述第二放大及增益控制模块和所述第二变频模块；所述第二射频单元通过所述信号分离器和CATV电缆接收来自所述近端机的下行中频信号，将该信号移回原来的频率后放大，并通过所述第一射频端口发射出去；

所述第二直传通道通过所述信号分离器和CATV电缆接收来自所述近端机的直传信号，将该信号进行放大并通过第二射频端口发射出去，所述第一射频端口和第二射频端口构成MIMO的双天线；所述第二直传通道还通过所述第二射频端口接收来自移动终端的上行信号，将该信号进行放大并通过所述信号分离器传入所述CATV电缆，进而传送到所述近端机；

所述第二直传通道中放大后的信号被耦合接入所述第二同步检测单元，所述第二同步检测单元的输出连接所述控制单元，分别控制所述第二放大及增益控制模块的增益和第二变频模块的本振频率；

所述第二CATV传送通道也通过所述信号分离器和CATV电缆接收来自所述近端机的CATV信号，并将该信号传送给电视终端。

所述TD-LTE信源为TD-LTE射频拉远单元或TD-LTE一体化基站。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统通过利用已有的室内电视电缆(CATV)传输TD-LTE的双路下行信号和单路上行信号，能够实现TD-LTE与有线电视信号共缆传输的效果。从而，无线信号无需穿墙，通过CATV线路即可直达房间，覆盖均匀、没有死角；分布系统可以通过在楼道接入点上设置屏蔽和防泄漏处理，将TD-LTE信号通过全屏蔽的CATV线路传输到客房内，并利用楼层间的相互隔离，有效避免楼上、楼下和同层的相互干扰；同时，TD-LTE信号可以分支到6-8个房间或通过增强小功率功放覆盖更多的房间，而通过有效计算CATV线缆的自然损耗，可实现对客房内覆盖的无线信号强弱进行预控制，实现有效控制客房里的信号不会穿越其他房间而带来信息安全的隐患。

2.本实用新型的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统还具有无线管理清晰有效的特点。房间的无线接入点连接到指定的TD-LTE信源，因此，在进行无线管理时，对障碍或问题的排查更加容易。

3.施工简单，不需要进行麻烦的现场无线勘测和天线计划，只需要根据CATV图纸部署基于CATV的近端机、远端机和TD-LTE信源设备，施工快捷有效简单，无须更改现有同轴电缆网结构。

4.辐射低，本实用新型为无源天线合路系统，每个房间的TD-LTE无线信号辐射输出功率可以被有效的计算和预设计，可以让TD-LTE无线信号功率被有效的平均分配在多个房间里，符合国家相关规定，确保环保和人身安全。

5.不干扰现有CATV系统，符合有线电视标准，可以安全合格使用，不影响现有CATV系统运作。

附图说明

图1为自由空间中无线传输与CATV同轴电缆(采用的是75-5同轴电缆)对2.4GHz信号的传输损耗对比图；

图2为本实用新型实施例的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统示意图；

图3为本实用新型实施例的近端机电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例的远端机电路结构示意图。

具体实施方式

实施例，

如图2至图4所示，本实用新型提供了一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，包括一个近端机1和至少一个远端机2；所述近端机1包括第一直传通道、第一下行变频传送通道和第一CATV传送通道；所述远端机2包括第二直传通道、第二下行变频传送通道和第二CATV传送通道；所述近端机1与单个远端机2之间通过一根CATV电缆S连接，构成一路直传通道、一路下行变频传送通道和一路CATV传送通道；所述的TD-LTE室内分布系统通过所述直传通道、下行变频传送通道实现双路MIMO下行传输和单路上行传输；所述直传通道为时分双工工作模式，所述下行变频传送通道为单向传输模式；

其中，所述第一下行变频传送通道通过一个第一同步检测单元syn1检测所述第一直传通道中下行信号的帧时序，并使所述第一下行变频传送通道中变频前的下行信号符合该帧时序，从而实现帧同步；

所述第二下行变频传送通道通过一个第二同步检测单元syn2检测所述第二直传通道中待发射的下行信号的码元时序和功率，并使所述第二下行变频传送通道中待发射的下行信号符合该码元时序和功率，从而实现码元同步和功率均衡。

所述直传通道包括所述第一直传通道和第二直传通道，所述下行变频传送通道包括所述第一下行变频传送通道和第二下行变频传送通道，所述CATV传送通道包括所述第一CATV传送通道和第二CATV传送通道。所述CATV传送通道用于传送CATV信号。

作为一种优选，所述第一下行变频传送通道包括第一射频单元、合路分配器11和所述第一同步检测单元syn1，所述第一射频单元包括依次连接的射频开关a1、第一变频模块12、第一滤波整形模块13和第一放大及增益控制模块14；所述第一射频单元接收来自TD-LTE信源的其中一路下行信号，将该信号移到中频后放大并通过所述合路分配器11传入所述CATV电缆S，进而传送到所述远端机2；所述第一直传通道的信号通过耦合器c1被耦合接入所述第一同步检测单元syn1，所述第一同步检测单元syn1的输出连接所述射频开关a1，控制所述射频开关a1的闭合和断开，进而控制帧时序；

作为一种优选，所述第一直传通道接收来自TD-LTE信源3的另一路下行信号，将该信号进行放大并通过所述合路分配器11传入所述CATV电缆S，进而传送到所述远端机2；所述第一直传通道还通过所述合路分配器11和所述CATV电缆S接收来自所述远端机2的上行信号，并将该上行信号传入TD-LTE信源3；

所述第一CATV传送通道也通过所述合路分配器11和CATV电缆S向所述远端机2传送CATV信号。

所述第二下行变频传送通道包括信号分离器21、控制单元22、第二射频单元、第一射频端口RF1和所述第二同步检测单元syn2，所述第二射频单元包括依次连接的第二变频模块23、第二滤波整形模块24、第二放大及增益控制模块25，所述控制单元22分别连接所述第二放大及增益控制模块25和第二变频模块23；所述第二射频单元通过所述信号分离器21和CATV电缆S接收来自所述近端机1的下行中频信号，将该信号移回原来的频率后放大，并通过所述第一射频端口RF1发射出去；

所述第二直传通道通过所述信号分离器21和CATV电缆S接收来自所述近端机1的直传信号，将该信号进行放大并通过第二射频端口RF2发射出去，所述第一射频端口RF1和第二射频端口RF2构成MIMO的双天线；所述第二直传通道还通过所述第二射频端口RF2接收来自移动终端的上行信号，将该信号进行放大并通过所述信号分离器21传入所述CATV电缆S，进而传送到所述近端机1；

所述第二直传通道中放大后的信号通过耦合器c2被耦合接入所述第二同步检测单元syn2，所述第二同步检测单元syn2的输出连接所述控制单元22，分别控制所述第二放大及增益控制模块25的增益和所述第二变频模块23的本振频率，进而控制码元时序；

所述第二CATV传送通道也通过所述信号分离器21和CATV电缆S接收来自所述近端机1的CATV信号，并将该信号传送给电视终端TV。

作为一种优选，所述TD-LTE信源3为TD-LTE射频拉远单元或TD-LTE一体化基站。

通过采用以上装置，下行时，

对于近端机1，TD-LTE信源3的两路下行射频信号中一路(TD-LTE通道一)经由所述第一直传通道放大并传入所述合路分配器11，另一路(TD-LTE通道二)经由所述第一下行变频传送通道移频到中频(本实施例中，将TD-LTE信源的信号移到了1.4GHz)后放大、并传入所述合路分配器11，而CATV信源4的CATV信号(即电视信号)经由所述第一CATV传送通道传入所述合路分配器11，所述合路分配器11将三路信号合并，并分配到各路CATV电缆S中，进而传送到各个房间的远端机2；需要说明的是，所述第一直传通道的下行射频信号经由耦合器c1耦合接入所述第一下行变频传送通道的第一同步检测单元syn1，由所述第一同步检测单元syn1检测其帧时序(检测帧起始时刻和帧结束时刻)，并控制所述射频开关a1的闭合与断开，从而保证所述第一下行变频传送通道仅在下行时段工作，且所述第一下行变频传送通道的下行信号与所述第一直传通道的下行信号实现帧同步(即传下行信号时a1闭合，传上行信号时a1断开)。

对于远端机2，所述信号分离器21将接收到的信号根据频段的不同分为三路，一路(50MHz～750MHz频段的CATV信号)经由所述第二CATV传送通道发送到电视终端TV，另一路(2.3GHz的TD-LTE原频段信号)经由所述第二直传通道放大，并由所述第二射频端口RF2发射出去，最后一路(1.4GHz的中频信号)经由所述第二下行变频传送通道恢复到原频段(2.3GHz)后放大，并由所述第一射频端口RF1发射出去，其中第一射频端口RF1和第二射频端口RF2这两个天线发射出去的信号实现MIMO。需要说明的是，所述第二直传通道的下行射频信号放大后，经由耦合器c2耦合接入所述第二下行变频传送通道的第二同步检测单元syn2，由所述第二同步检测单元syn2检测其码元时序和信号功率，并通过所述控制单元22分别控制所述第二下行变频传送通道的第二变频模块23的本振频率和第二放大及增益控制模块25的增益，使所述第二下行变频传送通道中待发射的信号与所述第二直传通道中待发射的信号实现码元同步且功率均衡，从而保证第一射频端口RF1和第二射频端口RF2这两个天线发射出去的信号为MIMO信号。

上行时，所述第一下行变频传送通道和第二下行变频传送通道由于射频开关a1处于断开状态，因此不传信号；而所述远端机2的第二直传通道通过所述第二射频端口RF2接收来自手机的上行射频信号，该信号经由所述信号分离器21传入所述CATV电缆S，进而传送到所述近端机1；所述近端机1的合路分配器11通过各路CATV电缆S接收来自各个房间的远端机2的各上行射频信号，将这些上行射频信号合路为一路信号，并将该信号经由所述第一直传通道传送给所述TD-LTE信源3，从而实现基站(TD-LTE信源3)与移动终端的互连。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，其特征在于，包括一个近端机和至少一个远端机；所述近端机包括第一直传通道、第一下行变频传送通道和第一CATV传送通道；所述远端机包括第二直传通道、第二下行变频传送通道和第二CATV传送通道；所述近端机与单个远端机之间通过一根CATV电缆连接，构成一路直传通道、一路下行变频传送通道和一路CATV传送通道；所述的TD-LTE室内分布系统通过所述直传通道、下行变频传送通道实现双路MIMO下行传输和单路上行传输；所述直传通道为时分双工工作模式，所述下行变频传送通道为单向传输模式；

其中，所述第一下行变频传送通道通过一个第一同步检测单元检测所述第一直传通道中下行信号的帧时序，并使所述第一下行变频传送通道中变频前的下行信号符合该帧时序；

所述第二下行变频传送通道通过一个第二同步检测单元检测所述第二直传通道中待发射的下行信号的码元时序和功率，并使所述第二下行变频传送通道中待发射的下行信号符合该码元时序和功率。

2.如权利要求1所述的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，其特征在于，所述直传通道包括所述第一直传通道和第二直传通道，所述下行变频传送通道包括所述第一下行变频传送通道和第二下行变频传送通道，所述CATV传送通道包括所述第一CATV传送通道和第二CATV传送通道。

3.如权利要求1或2所述的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，其特征在于，所述第一下行变频传送通道包括第一射频单元、合路分配器和所述第一同步检测单元，所述第一射频单元包括依次连接的射频开关、第一变频模块、第一滤波整形模块和第一放大及增益控制模块；所述第一射频单元接收来自TD-LTE信源的其中一路下行信号，将该信号移到中频后放大并通过所述合路分配器传入所述CATV电缆，进而传送到所述远端机；所述第一直传通道的信号被耦合接入所述第一同步检测单元，所述第一同步检测单元的输出连接所述射频开关，控制所述射频开关的闭合和断开；

所述第一直传通道接收来自TD-LTE信源的另一路下行信号，将该信号进行放大并通过所述合路分配器传入所述CATV电缆，进而传送到所述远端机；所述第一直传通道还通过所述合路分配器和所述CATV电缆接收来自所述远端机的上行信号，并将该上行信号传入TD-LTE信源；

所述第一CATV传送通道也通过所述合路分配器和CATV电缆向所述远端机传送CATV信号。

4.如权利要求3所述的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，其特征在于，所述第二下行变频传送通道包括信号分离器、控制单元、第二射频单元、第一射频端口和所述第二同步检测单元，所述第二射频单元包括依次连接的第二变频模块、第二滤波整形模块和第二放大及增益控制模块，所述控制单元分别连接所述第二放大及增益控制模块和所述第二变频模块；所述第二射频单元通过所述信号分离器和CATV电缆接收来自所述近端机的下行中频信号，将该信号移回原来的频率后放大，并通过所述第一射频端口发射出去；

所述第二直传通道通过所述信号分离器和CATV电缆接收来自所述近端机的直传信号，将该信号进行放大并通过第二射频端口发射出去，所述第一射频端口和第二射频端口构成MIMO的双天线；所述第二直传通道还通过所述第二射频端口接收来自移动终端的上行信号，将该信号进行放大并通过所述信号分离器传入所述CATV电缆，进而传送到所述近端机；

所述第二直传通道中放大后的信号被耦合接入所述第二同步检测单元，所述第二同步检测单元的输出连接所述控制单元，分别控制所述第二放大及增益控制模块的增益和第二变频模块的本振频率；

所述第二CATV传送通道也通过所述信号分离器和CATV电缆接收来自所述近端机的CATV信号，并将该信号传送给电视终端。

5.如权利要求3所述的一种基于CATV电缆的TD-LTE室内分布系统，其特征在于，所述TD-LTE信源为TD-LTE射频拉远单元或TD-LTE一体化基站。