CN209982496U - 一种用于NB-IoT的数字无线直放站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信领域，公开了一种用于NB‑IoT的数字无线直放站，包括DT端双工器、下行低噪放、下行可调衰减器、下行AD、FPGA、下行DA、下行功放、MT端双工器、上行低噪放、上行可调衰减器、上行AD、上行DA和上行功放；DT端双工器与下行低噪放和上行功放连接，下行可调衰减器与下行低噪放和下行AD连接，下行AD、下行DA、上行AD和上行DA均与FPGA连接，下行功放与下行DA和MT端双工器连接，上行低噪放与MT端双工器和上行可调衰减器连接，上行AD与上行可调衰减器连接，上行功放与上行DA连接。

Description

一种用于NB-IoT的数字无线直放站

技术领域

本实用新型涉及通信领域，更具体地说，特别涉及一种用于NB-IoT的数字无线直放站。

背景技术

移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势。然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上，相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，能够带来更加丰富的应用场景，理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术，4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率，还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数，支持M2M连接以及更低时延，将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

目前的NB-IoT网络，运营商为了提高频谱利用率，都是在自己已有的移动通信频段里面部署NB-IoT的载波，这种情况下，在工作频段内，NB-IoT载波信号与GSM，LTE是相邻的，由于NB-IoT的基站部署数量较LTE和GSM少，普通的无线直放站在放大NB-IoT信号的同时，接收机会收到同频段的LTE和GSM信号，这些信号往往比NB-IoT信号强度大，进入直放站之后，可能会使得接收机的增益压缩，从而使得直放站放大能力降低，没有起到将NB-IoT信号放大的功能，限制了无线直放站对NB-IoT信号的覆盖范围延伸作用。所以需要一种专门针对NB-IoT信号的无线直放站，在频带内保证NB-IoT信号的放大增益的同时不受相邻的其他诸如GMS和LTE的影响。

如何解决上述技术问题，成为亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于NB-IoT的数字无线直放站，它能够专门针对NB-IoT信号进行放大，在相邻频带内的其他信号过强导致直放站接收端增益压缩的时候，通过设备内部的信号滤波和增益还原处理，保证设备以标称的增益对NB-IoT信号进行放大，确保设备对NB-IoT网络的增强放大能力，扩大NB-IoT网络的覆盖范围延伸。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于NB-IoT的数字无线直放站，包括DT端双工器、下行低噪放、下行可调衰减器、下行AD、FPGA(现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点)、下行DA、下行功放、MT端双工器、上行低噪放、上行可调衰减器、上行AD、上行DA和上行功放；DT端双工器与下行低噪放和上行功放连接，下行可调衰减器与下行低噪放和下行AD连接，下行AD、下行DA、上行AD和上行DA均与FPGA连接，下行功放与下行DA和MT端双工器连接，上行低噪放与MT端双工器和上行可调衰减器连接，上行AD与上行可调衰减器连接，上行功放与上行DA连接。

进一步地，所述FPGA包括信号功率统计模块、可调衰减控制模块、滤波模块、增益调节模块和幅度控制模块；

所述信号功率统计模块用于统计下行AD或上行AD采样的射频信号功率；

所述可调衰减控制模块用于根据信号功率统计模块统计的信号功率值，对比预设的允许输入的最大功率值，超出预设最大功率值时，自动设置下行可调衰减器或上行可调衰减器，从而降低下行链路或上行链路的增益，达到限制进入下行AD或者上行AD的信号控制在预设最大功率值之内；

所述滤波模块用于对工作频带内的信号进行滤波，只保留NB-IoT信号，把带内其他业务信号(比如GSM和LTE)滤除掉；

所述增益调节模块用于把滤波模块输出的NB-IoT信号，针对前面可调衰减控制模块的作用控制下行可调衰减器或上行可调衰减器设置的衰减进行同等放大，恢复NB-IoT信号的强度；

所述幅度控制模块其作用是对增益调节模块放大的信号进行限幅控制，防止增益调节模块还原NB-IoT信号幅度过高导致FPGA给到DA的幅度超过了DA的满量程导致溢出。

进一步地，所述MT端双工器和DT端双工器上均安装有覆盖电线。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型提供一种用于NB-IoT的数字无线直放站，它能够专门针对NB-IoT信号进行放大，在相邻频带内的其他信号过强导致直放站接收端增益压缩的时候，通过设备内部的信号滤波和增益还原处理，保证设备以标称的增益对NB-IoT信号进行放大，确保设备对NB-IoT网络的增强放大能力，扩大NB-IoT网络的覆盖范围延伸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型部中FPGA的模块图；

图3是本实用新型安装覆盖天线后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1所示，一种用于NB-IoT的数字无线直放站，包括DT端双工器、下行低噪放、下行可调衰减器、下行AD、FPGA(现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点)、下行DA、下行功放、MT端双工器、上行低噪放、上行可调衰减器、上行AD、上行DA和上行功放；DT端双工器与下行低噪放和上行功放连接，下行可调衰减器与下行低噪放和下行AD连接，下行AD、下行DA、上行AD和上行DA均与FPGA连接，下行功放与下行DA和MT端双工器连接，上行低噪放与MT端双工器和上行可调衰减器连接，上行AD与上行可调衰减器连接，上行功放与上行DA连接。

进一步地，所述FPGA包括信号功率统计模块、可调衰减控制模块、滤波模块、增益调节模块和幅度控制模块；

所述信号功率统计模块用于统计下行AD或上行AD采样的射频信号功率；

所述可调衰减控制模块用于根据信号功率统计模块统计的信号功率值，对比预设的允许输入的最大功率值，超出预设最大功率值时，自动设置下行可调衰减器或上行可调衰减器，从而降低下行链路或上行链路的增益，达到限制进入下行AD或者上行AD的信号控制在预设最大功率值之内；

所述滤波模块用于对工作频带内的信号进行滤波，只保留NB-IoT信号，把带内其他业务信号(比如GSM和LTE)滤除掉；

所述增益调节模块用于把滤波模块输出的NB-IoT信号，针对前面可调衰减控制模块的作用控制下行可调衰减器或上行可调衰减器设置的衰减进行同等放大，恢复NB-IoT信号的强度；

所述幅度控制模块其作用是对增益调节模块放大的信号进行限幅控制，防止增益调节模块还原NB-IoT信号幅度过高导致FPGA给到DA的幅度超过了DA的满量程导致溢出。

进一步地，所述MT端双工器和DT端双工器上均安装有覆盖电线。

本方案提供一个具体实施例：空间的900MHz频段信号从设备的施主天线被接收，工作频段内包含了GSM900，LTE900，NB-IoT的信号，总功率为-45dBm，其中NB-IoT信号功率为-60dBm带宽为200KHz，信号通过设备DT端双工器进入下行低噪放放大，经过下行可调衰减器后进入下行AD，下行AD对下行频带内的信号采样，FPGA通过功率统计模块统计进入下行AD的功率为DLP_in1＝0dBm，由于DLPin1大于预设置的电平DLP_ref＝-10dBm，FPGA的可调衰减控制模块控制下行可调衰减器设置衰减，使得进入下行AD的功率值降低到-10dBm，此时下行可调衰减器的衰减值为ATT1＝DLP_in1-DLP_ref＝10dB。NB-IoT信号也同样被衰减了10dB,此时NB-IoT信号进入FPGA的功率为-25dBm。

下行信号经过FPGA的滤波模块，只剩下200KHz带宽的NB-IoT信号，其他GSM900和LTE900信号被滤除了，NB-IoT信号进入幅度控制模块后被幅度控制模块进行增益还原，放大的增益与ATT1相同为10dB，NB-IoT信号功率增大为-15dBm，然后NB-IoT信号进入幅度控制模块与预设的限幅电平0dBm进行对比，此时NB-IoT信号幅度小于预设值，直接输出到下行DA。信号通过下行DA进入到下行功放和MT端双工器，然后从MT端双工器的公共口输出到覆盖天线。

上行链路的处理方式与下行链路雷同。

NB-IoT数字无线直放站对频带内信号的处理机制如下：在下行链路中，下行工作频带内的信号功率为DLPin1，通过DT端双工器进入下行低噪放放大，经过下行可调衰减器后进入下行AD，下行AD对下行频带内的信号采样，FPGA通过功率统计模块统计进入下行AD的功率为DLP_in1，当DLPin1大于预设置的电平DLP_ref时，FPGA的可调衰减控制模块控制下行可调衰减器设置衰减，使得进入下行AD的功率值降低到与预设值DLP_ref相等，此时下行可调衰减器的衰减值为ATT1＝DLP_in1-DLP_ref。

信号经过FPGA的滤波模块，只剩下NB-IoT信号，该信号进入幅度控制模块后被幅度控制模块进行增益还原，放大的增益与ATT1相同，然后NB-IoT信号进入幅度控制模块与预设的限幅电平进行对比，如果此时NB-IoT信号幅度大于了预设值DLP_out,那么在此模块会被限制幅度，以DLP_out的幅度输出给下行DA，如果此时NB-IoT信号幅度小于或等于预设值DLP_out，那么直接输出到下行DA。

信号通过下行DA进入到下行功放和MT端双工器，然后从MT端双工器的公共口输出到覆盖天线。

上行链路的处理方式与下行链路雷同。

这就是该用于NB-IoT的数字无线直放站的工作原理，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，例如频段进行常规替换，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于NB-IoT的数字无线直放站，其特征在于：包括DT端双工器、下行低噪放、下行可调衰减器、下行AD、FPGA、下行DA、下行功放、MT端双工器、上行低噪放、上行可调衰减器、上行AD、上行DA和上行功放；DT端双工器与下行低噪放和上行功放连接，下行可调衰减器与下行低噪放和下行AD连接，下行AD、下行DA、上行AD和上行DA均与FPGA连接，下行功放与下行DA和MT端双工器连接，上行低噪放与MT端双工器和上行可调衰减器连接，上行AD与上行可调衰减器连接，上行功放与上行DA连接。

2.根据权利要求1所述的用于NB-IoT的数字无线直放站，其特征在于：所述FPGA包括信号功率统计模块、可调衰减控制模块、滤波模块、增益调节模块和幅度控制模块；

所述信号功率统计模块用于统计下行AD或上行AD采样的射频信号功率；

所述可调衰减控制模块用于根据信号功率统计模块统计的信号功率值，对比预设的允许输入的最大功率值，超出预设最大功率值时，自动设置下行可调衰减器或上行可调衰减器，从而降低下行链路或上行链路的增益，达到限制进入下行AD或者上行AD的信号控制在预设最大功率值之内；

所述滤波模块用于对工作频带内的信号进行滤波，只保留NB-IoT信号，把带内其他业务信号滤除掉；

所述增益调节模块用于把滤波模块输出的NB-IoT信号，针对前面可调衰减控制模块的作用控制下行可调衰减器或上行可调衰减器设置的衰减进行同等放大，恢复NB-IoT信号的强度；

所述幅度控制模块其作用是对增益调节模块放大的信号进行限幅控制，防止增益调节模块还原NB-IoT信号幅度过高导致FPGA给到DA的幅度超过了DA的满量程导致溢出。

3.根据权利要求1所述的用于NB-IoT的数字无线直放站，其特征在于：所述MT端双工器和DT端双工器上均安装有覆盖电线。

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