CN204993345U - 一种微型高性能td-lte中继系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微型高性能TD-LTE中继系统，包括：基站RF开关、天线RF开关和MCU控制模块；所述基站RF开关的输出端通过第一放大器、第一滤波器和第一功率放大器向天线RF开关传输信号，所述天线RF开关通过第二放大器、第二滤波器和第二功率放大器向基站FR开关传输信号，所述基站RF开关与所述天线RF开关与所述MCU控制模块连接。本实用新型实现了三种同步方式并存的模式，冗余备份设计确保设备在寿命周期内不失步，维持覆盖范围内通信信号稳定，单片机输出口设置不同的时延，确保上下行切换瞬间开关不同时为高电平，避免信号环路自激干扰基站和产生不必要的杂散辐射，具备多种本地控制方式，近场无线控制更便捷，系统工作稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种中继系统，具体涉及一种微型高性能TD-LTE中继系统。
背景技术
移动通信是目前发展最为迅速，规模、受众群体最大的产业之一，需要长期投入大量的人力、物力用于研发。以高通为代表的国际巨头对行业技术几乎垄断，特别是CDMA技术，完全由美国高通公司垄断，运营商、手机制造商每年要向高通公司支付高额的专利使用费，这也促使美国以外的其他国家致力于发展自有专利技术，中国已经在这方面突出重围，TD-SCDMA、TD-LTE技术就是中国主导研发的第三、第四代移动通信技术，中国拥有该技术的部分专利，这也为中国移动通信技术的高速发展提供了基础。
TD-LTE：即TimeDivisionLongTermEvolution，由3GPP组织涵盖的全球各大企业及运营商共同制定，采用时分双工模式，上下行同频。
MIMO：无线通信技术，在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，利用多个天线实现多发多收，可以成倍的提高系统信道容量。
目前我国三大通信运营商均已开始全面布置TD-LTE覆盖网络，特别是中国移动集团的TD-LTE覆盖已经追近GSM网络，成为国内移动通信用户的首选。TD-LTE技术采用时分工作模式，占用网络带宽小，数据传输速率高，可以根据网内用户需求调整上下行占比，最大限度利用带宽，在带宽资源紧缺的今天非常有利于该技术的发展和应用。同时，TD-LTE工作在较高功率，这将影响基站的覆盖范围，因此TD-LTE网络对于室内场所或区域角落的覆盖成为运营商在布网中后期的工作重点。
在通信主干网中，运营商会选用干线放大器作为信号中继，这已是多年前的成熟技术，而在终端覆盖方面，运营商一般会选用微功率信号放大器。面对我国主导开发、推广的TD-LTE技术，市场尚无主流方案满足运营商终端覆盖的需求，这就需要各厂商开发相应技术的产品以满足市场发展。
目前现有TD-LTE技术存在以下缺点：
a、时隙同步不稳定，失步概率较高，易造成网络中断，用户体验差；
b、TD-LTE上下行切换时开关瞬态可能存在同时高电平，易造成失步或帧丢失；
c、大功率输出时线性能力差；
d、无MIMO功能，数据传输速率易受限制；
e、本地控制方式单一；
f、维护成本高。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种微型高性能TD-LTE中继系统。为了解决TE-LTE信号的终端覆盖问题，我们开发了微型高性能TD-LTE中继技术及产品，能够在基站与终端之间无损放大中转，适用于各类室内场所覆盖，成本低、易安装、工作稳定、传输速率高。
本实用新型采用的技术方案是：一种微型高性能TD-LTE中继系统，包括：基站RF开关、天线RF开关和MCU控制模块；所述基站RF开关的输出端通过第一放大器、第一滤波器和第一功率放大器向天线RF开关传输信号，所述天线RF开关通过第二放大器、第二滤波器和第二功率放大器向基站FR开关传输信号，所述基站RF开关与所述天线RF开关与所述MCU控制模块连接。
进一步地，所述基站RF开关和天线RF开关的输出接口设置第一延时电路和第二延时电路，所述第一延时电路和第二延时电路为不同的时延。
进一步地，所述MCU控制模块包括：
信号接收发送单元，用于接收和发送终端、基站和GPS的信号；
检波放大单元，用于检测移动终端请求的制式并获得对应的通信通道和功率，并对功率信号进行放大；
信号控制单元，对检波放大单元处理的功率信号进行接收和分析，并对信号接收发送单元进行控制；
同步控制单元，接收信号控制单元的控制信号并对基站RF开关和天线RF开关进行同步控制；
远程监控单元，通过本地用户界面显示、向远程网管平台发送监测数据，并接受网管平台的调控；
本地通信单元，实现本地近场连接；
GPS信号接收单元，为网管接口和同步控制单元提供GPS同步信号实现实时定位。
进一步地，所述信号接收发送单元包括上行链路和下行链路，所述上行链路用于接收移动终端信号，所述下行链路用于接收基站和GPS信号。
进一步地，所述同步控制单元，采用包括包络检波、GPS和数字同步三种方式结合进行同步控制的方式。
进一步地，所述同步控制单元采用冗余备份模式。
进一步地，所述本地通信单元包括本地通信接口和网管接口，所述本地通信接口包括Bluetooth、WiFi、FSK、USB数据线，所述网管接口为网线接口。
本实用新型的有益效果为：
1、实现了三种同步方式并存的模式，冗余备份设计确保设备在寿命周期内不失步，维持覆盖范围内通信信号稳定；
2、单片机输出口设置不同的时延，确保上下行切换瞬间开关不同时为高电平，避免信号环路自激干扰基站和产生不必要的杂散辐射；
3、通过现有软件技术控制功率放大器，功放开关性能高速高效，具有宽泛的线性输出范围，确保弱输入信号大范围变化时功放的线性输出；
4、数据传输接入MIMO模式，阵列天线实现多通道传输，百分之百发挥TD-LTE的速率优势；
5、具备多种本地控制方式，近场无线控制更便捷；
6、系统工作稳定，几无维护成本。
附图说明
图1是本实用新型提出的一种微型高性能TD-LTE中继系统结构原理图；
图2是本实用新型提出的一种微型高性能TD-LTE中继系统结构图；
图3是本实用新型提出的一种微型高性能TD-LTE中继系统应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
参见图1和图2，图1是本实用新型提出的一种微型高性能TD-LTE中继系统结构原理图；图2是本实用新型提出的一种微型高性能TD-LTE中继系统结构图；
如图1和图2所示，一种微型高性能TD-LTE中继系统，包括：基站RF开关、天线RF开关和MCU控制模块；所述基站RF开关的输出端通过第一放大器、第一滤波器和第一功率放大器向天线RF开关传输信号，所述天线RF开关通过第二放大器、第二滤波器和第二功率放大器向基站FR开关传输信号，所述基站RF开关与所述天线RF开关与所述MCU控制模块连接。
本实用新型实施例中，基站RF开关接收基站的数据信息，通过放大器进行信号的放大，然后通过滤波器对放大的信号进行滤波获取需要的滤波信号，通过功率放大器对滤波信号进行放大，便于天线RF开关的接收。采用功率放大器使得功放开关性能高速高效，具有宽泛的线性输出范围，确保弱输入信号大范围变化时功放的线性输出。
本实用新型实施例中，基站和采用天线接收的终端采用双入双出，这样构成MIMO模式，可以提高传输速率。
进一步地，所述基站RF开关和天线RF开关的输出接口设置第一延时电路和第二延时电路，所述第一延时电路和第二延时电路为不同的时延。
本实用新型实施例中，所述基站RF开关和天线RF开关的输出接口设置不同的时延，确保上下行通路开关不同时为高电平，保护基站不受杂散信号干扰，系统不受瞬态大功率损伤。
参见图3，是本实用新型提出的所述MCU控制模块应用示意图。
如图3所示，所述MCU控制模块包括：
信号接收发送单元，用于接收和发送终端、基站和GPS的信号；
检波放大单元，用于检测移动终端请求的制式并获得对应的通信通道和功率，并对功率信号进行放大；
信号控制单元，对检波放大单元处理的功率信号进行接收和分析，并对信号接收发送单元进行控制；
同步控制单元，接收信号控制单元的控制信号并对基站RF开关和天线RF开关进行同步控制；
远程监控单元，通过本地用户界面显示、向远程网管平台发送监测数据，并接受网管平台的调控；
本地通信单元，实现本地近场连接；
GPS信号接收单元，为网管接口和同步控制单元提供GPS同步信号实现实时定位。
本实用新型实施例中，远程监控单元通过本地UI显示，同时发送监测数据至网管平台，网管可对授权功能做出适当调控。
本地通信单元：实现本地近场连接；
进一步地，所述同步控制单元，采用包括包络检波、GPS和数字同步三种方式结合进行同步控制的方式。
进一步地，所述同步控制单元采用冗余备份模式。
进一步地，所述本地通信单元包括本地通信接口和网管接口，所述本地通信接口包括Bluetooth、WiFi、FSK、USB数据线，所述网管接口为网线接口。
本实用新型实施例中，本地通信单元实现将本地通信接口与信号控制电路连接，网管接口通过系统信息收集/处理单元、同步控制单元与所述信号控制单元连接，通过本地通信单元，可以利用手机APP或电脑实现便捷操控。
进一步地，所述信号接收发送单元包括上行链路和下行链路，所述上行链路用于接收移动终端信号，所述下行链路用于接收基站和GPS信号。
本实用新型实施例中，上行链路接收终端信号并对其进行放大发送到下行链路，下行链路接收基站和GPS信号并对其进行放大后发送给上行链路，通过信号控制单元对上行链路和下行链路进行联动控制。
本实用新型实施例中，采用独特的同步设计：包络检波、GPS和数字同步并存，设置主、次工作方式，冗余备份能力确保系统持续稳定工作，具备空口自适应同步能力。通过在MCU处理模块的开关输出接口设置不同的时延，确保上下行通路开关不同时为高电平，保护基站不受杂散信号干扰，系统不受瞬态大功率损伤。依靠现有软件技术控制功放的开关特性，使用高增益功放提升线性输出能力，具备大功率线性输出模式；融合MIMO功能，实现系统内高速数据交换，有效发挥TD-LTE的速率优势；融合多种本地通信控制方式(Bluetooth、WiFi、FSK、USB数据线、网线)，管理人员根据实际情况使用合适的控制方式，提升管理效率。
本实用新型有以下优点：
1、实现了三种同步方式并存的模式，冗余备份设计确保设备在寿命周期内不失步，维持覆盖范围内通信信号稳定；
2、单片机输出口设置不同的时延，确保上下行切换瞬间开关不同时为高电平，避免信号环路自激干扰基站和产生不必要的杂散辐射；
3、通过现有软件技术控制功率放大器，功放开关性能高速高效，具有宽泛的线性输出范围，确保弱输入信号大范围变化时功放的线性输出；
4、数据传输接入MIMO模式，阵列天线实现多通道传输，百分之百发挥TD-LTE的速率优势；
5、具备多种本地控制方式，近场无线控制更便捷；
6、系统工作稳定，几无维护成本。
上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
Claims (7)
1.一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，包括：基站RF开关、天线RF开关和MCU控制模块；所述基站RF开关的输出端通过第一放大器、第一滤波器和第一功率放大器向天线RF开关传输信号，所述天线RF开关通过第二放大器、第二滤波器和第二功率放大器向基站FR开关传输信号，所述基站RF开关与所述天线RF开关与所述MCU控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，所述基站RF开关和天线RF开关的输出接口设置第一延时电路和第二延时电路，所述第一延时电路和第二延时电路为不同的时延。
3.根据权利要求1所述的一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，所述MCU控制模块包括：
信号接收发送单元，用于接收和发送终端、基站和GPS的信号；
检波放大单元，用于检测移动终端请求的制式并获得对应的通信通道和功率，并对功率信号进行放大；
信号控制单元，对检波放大单元处理的功率信号进行接收和分析，并对信号接收发送单元进行控制；
同步控制单元，接收信号控制单元的控制信号并对基站RF开关和天线RF开关进行同步控制；
远程监控单元，通过本地用户界面显示、向远程网管平台发送监测数据，并接受网管平台的调控；
本地通信单元，实现本地近场连接；
GPS信号接收单元，为网管接口和同步控制单元提供GPS同步信号实现实时定位。
4.根据权利要求3所述的一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，所述信号接收发送单元包括上行链路和下行链路，所述上行链路用于接收移动终端信号，所述下行链路用于接收基站和GPS信号。
5.根据权利要求3所述的一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，所述同步控制单元，采用包括包络检波、GPS和数字同步三种方式结合进行同步控制的方式。
6.根据权利要求3所述的一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，所述同步控制单元采用冗余备份模式。
7.根据权利要求3所述的一种微型高性能TD-LTE中继系统，其特征在于，所述本地通信单元包括本地通信接口和网管接口，所述本地通信接口包括Bluetooth、WiFi、FSK、USB数据线，所述网管接口为网线接口。
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Denomination of utility model: Miniature high performance TD -LTE relay system Effective date of registration: 20181214 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: SHAANXI TIANJI COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2018610000231 |
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Denomination of utility model: A miniature high performance TD-LTE relay system Effective date of registration: 20211115 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: SHAANXI TIANJI COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021610000329 |
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