CN204349992U - 一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，它包括一个近端机、两个远端机和连接近端机与远端机的光纤；所述的近端机包括定向耦合器、近端双工器、适配模块、近端光模块、无线Modem和近端监控模块，所述的适配模块包括两个控制衰减电路、两个增益调整和功率控制电路，所述的近端光模块为一拖二光模块，所述的近端光模块包括一个AGC补偿电路。本实用新型可以提高通信质量，解决掉话问题，优化无线通信网络,是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案，适用于高层建筑（大厦）、地下建筑、隧道、机场等区域的室内信号分布，且广泛适用于CDMA、GSM、DCS和LTE等移动通信系统。

Description

一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站

技术领域

本实用新型涉及一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站。

背景技术

随着我国移动通讯事业的飞速发展，移动通讯的用户量正不断地增加，以至于蜂窝规划越来越小，基站位置越来越低；另一方面，随着城市建设的高层化，高层建筑正不断涌现，由于无线传播的阴影效应，在这些高层建筑的背后或中间常形成移动通讯信号的盲区或弱区。另外蜂窝移动基站在建造过程中，由于考虑到临近小区的干扰问题，其天线辐射场方向图的主瓣有较大的下倾角，以至于高层建筑的中上部一般不能有效接收到信号。此外，由于建筑物等对电磁波的屏蔽效应，使得隧道、地铁、地下商城、娱乐城、停车场以及酒店、写字楼等一些封闭的大型建筑物内也无法正常接收到移动通讯信号。

直放站是基站（BS）与移动台（MS）之间的中继转发器，属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。

光纤直放站是借助光纤进行信号传输的直放站，利用光纤传输损耗小、布线方便，适合远距离传输的特点，可解决收不到基站信号的村镇、旅游区、公路等，以及可解决大型及超大型建筑物内的信号覆盖，用于要求较高的大型高层区域建筑物（群）、小区等场合。它可以提高通信质量，解决掉话问题，优化无线通信网络,是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，广泛适用于CDMA、GSM、DCS和LTE等移动通信系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单并广泛适用于多种移动通信系统的具有光补偿功能的一拖二光纤直放站。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，它包括一个近端机、两个远端机和连接近端机与远端机的光纤；

所述的近端机包括定向耦合器、近端双工器、适配模块、近端光模块、无线Modem和近端监控模块，所述的适配模块包括两个增益调整和功率控制电路，所述的近端光模块为一拖二光模块；

所述的定向耦合器的输入端与外部基站连接，定向耦合器的主干端与双工器连接，双工器的下行输出端与其中一个增益调整和功率控制电路与光模块连接，光模块的上行输出端通过另外一个增益调整和功率控制电路与双工器连接，近端光模块通过光纤与远端机连接；所述的近端监控模块通过无线Modem与定向耦合器的耦合端连接，近端监控模块还分别与适配模块和近端光模块连接，近端监控模块还通过RS232接口与第一本地操作维护系统连接；

所述的远端机包括远端光模块、远端监控模块、一体化模块和远端双工器，所述的一体化模块包括第二低噪放大电路和第二功放电路；

所述的远端光模块的下行输出端与第二功放电路连接，第二功放电路的输出与远端双工器连接，远端双工器的上行输出端与第二低噪放大电路连接，第二低噪放大电路的输出与远端光模块连接，远端双工器与用户天线连接；所述的远端监控模块分别与光模块和一体化模块连接，远端监控模块还通过RS232接口与第二本地操作维护系统连接，远端监控模块还通过主从通信口与外部告警模块连接；所述的远端监控模块的监控数据包括一体化模块的输入功率、输出功率和下行驻波。

所述的近端监控模块和远端监控模块包括一个单片机，单片机的型号为C8051F340。

一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站还包括一个近端电源模块和两个远端电源模块，所述的近端电源模块分别与近端监控模块、适配模块和近端光模块连接，所述的远端电源模块分别与远端监控模块、一体化模块和远端光模块连接。

一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站还包括一个远程操作维护中心，所述的近程监控模块通过无线Modem利用短信的方式与远程操作维护中心进行通信。

所述的近端光模块包括一个AGC补偿电路；所述的远端光模块包括一个AGC补偿电路。

所述的一体化模块包括小信号板和功放板，所述的小信号板包括上行低噪放电路、下行小信号放大电路和微控制器；

所述的上行低噪放电路包括LNA电路、第一微波射频放大电路、第二微波射频放大电路、第三微波射频放大电路、第一控制衰减电路、第二控制衰减电路、滤波器L1和滤波器L2，上行低噪放电路的上行输入端与LNA电路连接，LNA电路的输出端与第一微波射频放大电路连接，第一微波射频放大电路的输出端与滤波器L1连接，滤波器L1的输出端与第一控制衰减电路连接，第一控制衰减电路的输出端与第二微波射频放大电路连接，第二微波射频放大电路的输出端与滤波器L2连接，滤波器L2的输出与第二控制衰减电路连接，第二控制衰减电路的输出端与第三微波射频放大电路连接，第三微波射频放大电路的输出端输出上行信号；

所述的下行小信号放大电路包括第四微波射频放大电路、第五微波射频放大电路、第三控制衰减电路、第四控制衰减电路、滤波器L3和滤波器L4，下行小信号放大电路的下行输入端与滤波器L3连接，滤波器L3的输出端与第三控制衰减电路连接，第三控制衰减电路的输出与第四控制衰减电路连接，第四控制衰减电路的输出与第四微波射频放大电路连接，第四微波射频放大电路的输出与滤波器L4连接，滤波器L4的输出与第五微波射频放大电路连接，第五微波射频放大电路的输出与功放板的输入端连接；

所述的功放板包括第一PA电路、第二PA电路、第三PA电路、3dB电桥、合路器CBN、隔离器、第五控制衰减电路和检波电路D1，功放板的下行输入端与第一PA电路连接，第一PA电路与3dB电桥的输入端连接，3dB电桥的两路输出端分别与第二PA电路和第三PA电路连接，第二PA电路和第三PA电路的输出端均与合路器CBN连接，合路器CBN与隔离器的输入端连接、隔离器的输出端与功放板的下行输出端连接，隔离器的隔离端经过第五控制衰减电路、检波电路D1与微控制器的反射信号采集端连接；

第三微波射频放大电路的输出端还依次通过上行输出信号取样电阻R2、第六微波射频放大电路和检波电路D3，分别与第一ALC电路和微控制器的上行信号采集端连接，第一ALC电路与第一控制衰减电路连接，微控制器的上行信号控制端与第二控制衰减电路连接；

滤波器L3的输出端还依次通过下行输入信号取样电阻R3、第七微波射频放大电路和检波电路D4与微处理器的下行输入信号采集端连接；

3dB电桥的负载电阻R1与第六控制衰减电路输入端连接，第六控制衰减电路输出端与和检波电路D2连接，检波电路D2分别连接至微控制器的下行输出信号采集端和第二ALC电路，第二ALC电路的输出端与第四控制衰减电路连接，微控制器下行控制输出端与第三控制衰减电路连接；

微控制器的通信信号端与小信号板的通信接口连接。

所述的第一本地操作维护系统和第二本地操作维护系统用于对设备进行增益设置以及对设备进行状态和参数的查询。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型实现了上下行双向通信：对于下行链路，近端机通过定向耦合器从基站引入下行信号，通过近端双工器进入适配模块进行处理，最后通过光模块光纤输出远端机，远端机将接收到的信号输出至一体化模块进行处理，最后通过远端双工器输出给用户；对于上行链路，由用户天线引入的上行信号通过远端双工器进入一体化模块，然后通过光模块和光纤输出至近端机，近端机将接收到的信号输出至适配模块，再通过双工器和耦合器输出至基站；（2）本实用新型的近端光模块和远端光模块具有AGC补偿电路，自动补偿光路的损耗；（3）本实用新型具有监控功能：通过设置的定向耦合器将基站信号耦合一部分至无线Modem中，通过双向链路使得无线Modem可以和本地基站进行通信以达到将设备信息通过无线基站及时反馈到局部的作用；（4）本实用新型的远端监控模块具备下行输出端口驻波告警及下行输入、输出低功率告警功能，功率告警门限及驻波告警门限可设置；（5）本实用新型具有本地操作维护系统和远程操作维护中心两种方式对监控模块进行数据查询和条件设置；（6）本实用新型广泛适用于CDMA、GSM、DCS和LTE等移动通信系统；（7）本实用新型可以提高通信质量，解决掉话问题，优化无线通信网络,是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案，适用于高层建筑（大厦）、地下建筑、隧道、机场等区域的室内信号分布。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为一体化模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，它包括一个近端机、两个远端机和连接近端机与远端机的光纤；

所述的近端机包括定向耦合器、近端双工器、适配模块、近端光模块、无线Modem和近端监控模块，所述的适配模块包括两个增益调整和功率控制电路，所述的近端光模块为一拖二光模块；

所述的定向耦合器的输入端与外部基站连接，定向耦合器的主干端与双工器连接，双工器的下行输出端与其中一个增益调整和功率控制电路与光模块连接，光模块的上行输出端通过另外一个增益调整和功率控制电路与双工器连接，近端光模块通过光纤与远端机连接；所述的近端监控模块通过无线Modem与定向耦合器的耦合端连接，近端监控模块还分别与适配模块和近端光模块连接，近端监控模块还通过RS232接口与第一本地操作维护系统连接；

所述的远端机包括远端光模块、远端监控模块、一体化模块和远端双工器，所述的一体化模块包括第二低噪放大电路和第二功放电路；

所述的远端光模块的下行输出端与第二功放电路连接，第二功放电路的输出与远端双工器连接，远端双工器的上行输出端与第二低噪放大电路连接，第二低噪放大电路的输出与远端光模块连接，远端双工器与用户天线连接；所述的远端监控模块分别与光模块和一体化模块连接，远端监控模块还通过RS232接口与第二本地操作维护系统连接，远端监控模块还通过主从通信口与外部告警模块连接；所述的远端监控模块的监控数据包括一体化模块的输入功率、输出功率和下行驻波；

所述的第一本地操作维护系统和第二本地操作维护系统用于对设备进行增益设置以及对设备进行状态和参数的查询。

所述的近端监控模块和远端监控模块包括一个单片机，单片机的型号为C8051F340。

一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站还包括一个近端电源模块和两个远端电源模块，所述的近端电源模块分别与近端监控模块、适配模块和近端光模块连接，所述的远端电源模块分别与远端监控模块、一体化模块和远端光模块连接。

一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站还包括一个远程操作维护中心，所述的近程监控模块通过无线Modem利用短信的方式与远程操作维护中心进行通信。

如图2所示，所述的一体化模块包括小信号板和功放板，所述的小信号板包括上行低噪放电路、下行小信号放大电路和单片机控制电路；

所述的上行低噪放电路包括一个LNA电路、三个微波射频放大电路即MA1、MA2和MA、两个ATT电路即ATT1和ATT2、以及两个滤波器即L1和L2，上行低噪放电路的上行输入端与LNA电路连接，LNA电路的输出端与MA1连接，MA1的输出端与L1连接，L1的输出端与ATT1连接，ATT1的输出端与MA2连接，MA2的输出端与L2连接，L2的输出与ATT2连接，ATT2的输出端与MA3连接，MA3的输出端输出上行信号；

所述的下行小信号放大电路包括两个微波射频放大电路即MA4和MA5、两个ATT电路即ATT3和ATT4、以及两个滤波器即L3和L4，下行小信号放大电路的下行输入端与L3连接，L3的输出端与ATT3连接，ATT3的输出与ATT4连接，ATT4的输出与MA4连接，MA4的输出L4连接，L4的输出与MA5连接，MA5的输出与功放板的输入端连接；

所述的功放板包括三个PA电路即PA1、PA2和PA3、一个3dB电桥、一个CBN、一个隔离器、两个ATT电路即ATT5和ATT6、两个检波电路即D1和D2、以及电阻R1，功放板的下行输入端与PA1连接，PA1与3dB电桥的输入端连接，3dB电桥的两路分别与PA2和PA3输入端连接，PA2和PA3的输出端分别连接到CBN，CBN连接至隔离器，隔离器的输出端与功放板的下行输出端连接，下行发射的信号采集端通过ATT5和D1与MCU连接；

CBN作为Doherty功放的合路器，与3dB电桥的功分配合，是实现Doherty高效功放电路的关键组成部分。

MA3电路的输出端还依次通过上行输出信号取样电阻R2、MA6和检波电路D3，分别与ALC1电路和MCU的上行信号采集端连接，ALC1电路与ATT1连接，MCU的上行信号控制端与ATT2连接；

滤波器L3的输出端还依次通过下行输入信号取样电阻R3、MA7和检波电路D4与MCU的下行输入信号采集端连接；

3dB电桥的负载电阻为R1，负载电阻R1与ATT6输入端连接、ATT6输出端与检波电路D2连接，检波电路D2分别连接至MCU的下行输出信号采集端和ALC2电路，ALC2电路与ATT4连接，MCU下行控制端与ATT3连接；

MCU的通信信号端与小信号板的通信接口连接。

用于光纤直放站和干线放大器的一体化模块电路板还包括一个贴片双工器接口和与其连接的双工器，所述的双工器的两端分别连接MA3的输出端和下行小信号电路的输入端。

用于光纤直放站和干线放大器的一体化模块电路板还包括一个预失真模块接口，所述的预失真模块接口的两端分别连接L4的输入端和L4的输出端。

用于光纤直放站和干线放大器的一体化模块电路板还包括一个电源接口，所述的电源接口通过DC/DC模块分别与功放板和MCU连接。

所述的功放板还包括一个反馈输出端，所述的反馈输出端的一路输出通过D2与MCU的上行信号采集端连接，另一路输出通过ATT6和电阻R1接地。

ATT为控制衰减器，用于调节输出噪声电平和系统增益。

所述的PA2为主功放电路，所述的PA3为峰值功放电路。

所述的合路器CBN由PA2偏移微带线、PA3偏移微带线、PA2λ/4延迟线和λ/4阻抗变换微带线组成。

所述的隔离器为微带环形器。

对于下行链路，近端机通过定向耦合器从基站引入下行信号，通过近端双工器进入适配模块进行处理，最后通过光模块光纤输出远端机，远端机将接收到的信号输出至一体化模块进行处理，最后通过远端双工器输出给用户；对于上行链路，由用户天线引入的上行信号通过远端双工器进入一体化模块，然后通过光模块和光纤输出至近端机，近端机将接收到的信号输出至适配模块，再通过双工器和耦合器输出至基站。

Claims (6)

1.一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，其特征在于：它包括一个近端机、两个远端机和连接近端机与远端机的光纤；

所述的近端机包括定向耦合器、近端双工器、适配模块、近端光模块、无线Modem和近端监控模块，所述的适配模块包括两个增益调整和功率控制电路，所述的近端光模块为一拖二光模块；

所述的定向耦合器的输入端与外部基站连接，定向耦合器的主干端与双工器连接，双工器的下行输出端与其中一个增益调整和功率控制电路与光模块连接，光模块的上行输出端通过另外一个增益调整和功率控制电路与双工器连接，近端光模块通过光纤与远端机连接；所述的近端监控模块通过无线Modem与定向耦合器的耦合端连接，近端监控模块还分别与适配模块和近端光模块连接，近端监控模块还通过RS232接口与第一本地操作维护系统连接；

所述的远端机包括远端光模块、远端监控模块、一体化模块和远端双工器，所述的一体化模块包括第二低噪放大电路和第二功放电路；

所述的远端光模块的下行输出端与第二功放电路连接，第二功放电路的输出与远端双工器连接，远端双工器的上行输出端与第二低噪放大电路连接，第二低噪放大电路的输出与远端光模块连接，远端双工器与用户天线连接；所述的远端监控模块分别与光模块和一体化模块连接，远端监控模块还通过RS232接口与第二本地操作维护系统连接，远端监控模块还通过主从通信口与外部告警模块连接；所述的远端监控模块的监控数据包括一体化模块的输入功率、输出功率和下行驻波。

2.根据权利要求1所述的一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，其特征在于：所述的近端监控模块和远端监控模块包括一个单片机，单片机的型号为C8051F340。

3.根据权利要求1所述的一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，其特征在于：它还包括一个近端电源模块和两个远端电源模块，所述的近端电源模块分别与近端监控模块、适配模块和近端光模块连接，所述的远端电源模块分别与远端监控模块、一体化模块和远端光模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，其特征在于：它还包括一个远程操作维护中心，所述的近程监控模块通过无线Modem利用短信的方式与远程操作维护中心进行通信。

5.根据权利要求1所述的一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，其特征在于：所述的近端光模块包括一个AGC补偿电路；所述的远端光模块包括一个AGC补偿电路。

6.根据权利要求1所述的一种具有光补偿功能的一拖二光纤直放站，其特征在于：所述的一体化模块包括小信号板和功放板，所述的小信号板包括上行低噪放电路、下行小信号放大电路和微控制器；

所述的上行低噪放电路包括LNA电路、第一微波射频放大电路、第二微波射频放大电路、第三微波射频放大电路、第一控制衰减电路、第二控制衰减电路、滤波器L1和滤波器L2，上行低噪放电路的上行输入端与LNA电路连接，LNA电路的输出端与第一微波射频放大电路连接，第一微波射频放大电路的输出端与滤波器L1连接，滤波器L1的输出端与第一控制衰减电路连接，第一控制衰减电路的输出端与第二微波射频放大电路连接，第二微波射频放大电路的输出端与滤波器L2连接，滤波器L2的输出与第二控制衰减电路连接，第二控制衰减电路的输出端与第三微波射频放大电路连接，第三微波射频放大电路的输出端输出上行信号；

所述的下行小信号放大电路包括第四微波射频放大电路、第五微波射频放大电路、第三控制衰减电路、第四控制衰减电路、滤波器L3和滤波器L4，下行小信号放大电路的下行输入端与滤波器L3连接，滤波器L3的输出端与第三控制衰减电路连接，第三控制衰减电路的输出与第四控制衰减电路连接，第四控制衰减电路的输出与第四微波射频放大电路连接，第四微波射频放大电路的输出与滤波器L4连接，滤波器L4的输出与第五微波射频放大电路连接，第五微波射频放大电路的输出与功放板的输入端连接；

所述的功放板包括第一PA电路、第二PA电路、第三PA电路、3dB电桥、合路器CBN、隔离器、第五控制衰减电路和检波电路D1，功放板的下行输入端与第一PA电路连接，第一PA电路与3dB电桥的输入端连接，3dB电桥的两路输出端分别与第二PA电路和第三PA电路连接，第二PA电路和第三PA电路的输出端均与合路器CBN连接，合路器CBN与隔离器的输入端连接、隔离器的输出端与功放板的下行输出端连接，隔离器的隔离端经过第五控制衰减电路、检波电路D1与微控制器的反射信号采集端连接；

第三微波射频放大电路的输出端还依次通过上行输出信号取样电阻R2、第六微波射频放大电路和检波电路D3，分别与第一ALC电路和微控制器的上行信号采集端连接，第一ALC电路与第一控制衰减电路连接，微控制器的上行信号控制端与第二控制衰减电路连接；

滤波器L3的输出端还依次通过下行输入信号取样电阻R3、第七微波射频放大电路和检波电路D4与微处理器的下行输入信号采集端连接；

3dB电桥的负载电阻R1与第六控制衰减电路输入端连接，第六控制衰减电路输出端与和检波电路D2连接，检波电路D2分别连接至微控制器的下行输出信号采集端和第二ALC电路，第二ALC电路的输出端与第四控制衰减电路连接，微控制器下行控制输出端与第三控制衰减电路连接；

微控制器的通信信号端与小信号板的通信接口连接。