CN220108216U - 一种基于变频技术的5g信号室内覆盖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统。包括主控模块及与该主控模块连接的用于实现模数数模转换及射频功能的ADI一体化模块、用于实现系统配置设置的副控模块、用于提供系统时钟的时钟模块，所述ADI一体化模块与用于实现信号收发的收发模块连接。还包括与所述主控模块连接的Modem模块，用于实现系统与机房的通信。本实用新型通过ADI一体化模块、主控模块、Modem模块实现了自适应完成中心频点、带宽、载波数的设置，无需人工干预。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统。
背景技术
目前通信制式从2G，3G，4G发展到现在的5G,现存的对讲机通信制式，以及一些民用通信制式。整个通信网络存在不同通信制式的共存，不同的通信制式又存在多载波，多带宽，多频率。必然会用到各种不同制式的通信设备。这样会存在一个问题，有的地区由于业务量的增加，需要增加载波数，或带宽的扩大，或频率的移动。特别是目前5G的出现，将原先的频段及带宽进行重新规划。这样导致原来安装好的设备不能用，需要重新开发设备将其换掉，或是需要人工去升级程序，这样大大的增加了人力成本，设备更换成本，以及维护的成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，通过ADI一体化模块、主控模块、Modem模块实现了自适应完成中心频点、带宽、载波数的设置，无需人工干预。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，包括主控模块及与该主控模块连接的用于实现模数数模转换及射频功能的ADI一体化模块、用于实现系统配置设置的副控模块、用于提供系统时钟的时钟模块，所述ADI一体化模块与用于实现信号收发的收发模块连接。
在本实用新型一实施例中，还包括与所述主控模块连接的Modem模块，具体采用A7600C1-LNSE芯片，用于实现系统与机房的通信。
在本实用新型一实施例中，所述主控模块采用FPGA，其采用芯片为xilinx的A7芯片。
在本实用新型一实施例中，所述xilinx的A7芯片为XC7A75TFGG676芯片。
在本实用新型一实施例中，所述ADI一体化模块采用AD80438芯片，且AD80438芯片为4个，以满足全网通信号覆盖的需求。
在本实用新型一实施例中，所述副控模块采用ARM芯片，具体型号为STM32F207芯片。
在本实用新型一实施例中，所述收发模块通过天线收发信号，接收信号通过收发模块进行低噪声放大后输入给ADI一体化模块，由ADI一体化模块进行下变频、模数转换后输入主控模块进行处理，主控模块处理后再经由ADI一体化模块进行数模转换后输入收发模块，由收发模块输出放大信号后通过天线发送。
在本实用新型一实施例中，所述时钟模块采用LMK04805芯片。
在本实用新型一实施例中，所述收发模块中接收信号的低噪声放大采用SKY67159芯片实现，收发模块中输出信号的放大采用BG11C芯片实现。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过ADI一体化模块、主控模块、Modem模块实现了自适应完成中心频点、带宽、载波数的设置，无需人工干预，降低了人力成本，设备更换成本，以及维护的成本。
附图说明
图1是本实用新型一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统框图。
图2是本实用新型主控模块电路原理图。
图3是本实用新型ADI一体化模块电路原理图。
图4是本实用新型副控模块电路原理图。
图5是本实用新型时钟模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本实用新型的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，包括主控模块及与该主控模块连接的用于实现模数数模转换及射频功能的ADI一体化模块、用于实现系统配置设置的副控模块、用于提供系统时钟的时钟模块，所述ADI一体化模块与用于实现信号收发的收发模块连接。还包括与所述主控模块连接的Modem模块，具体采用A7600C1-LNSE芯片，用于实现系统与机房的通信。
如图2所示，所述主控模块采用FPGA，其采用芯片为xilinx的A7芯片。所述xilinx的A7芯片为XC7A75TFGG676芯片。
如图3所示，所述ADI一体化模块采用AD80438芯片，且AD80438芯片为4个，以满足全网通信号覆盖的需求。
如图4所示，所述副控模块采用ARM芯片，具体型号为STM32F207芯片。
所述收发模块通过天线收发信号，接收信号通过收发模块进行低噪声放大后输入给ADI一体化模块，由ADI一体化模块进行下变频、模数转换后输入主控模块进行处理，主控模块处理后再经由ADI一体化模块进行数模转换后输入收发模块，由收发模块输出放大信号后通过天线发送。所述收发模块中接收信号的低噪声放大采用SKY67159芯片实现，收发模块中输出信号的放大采用BG11C芯片实现。
如图5所示，所述时钟模块采用LMK04805芯片。
以下为本发明具体实现过程。
天线接收信号经过低噪放输入，然后经过AD80438下变到0频，其0频的带宽为100M。本实用新型实例采用的采样率是122.88M，故按100M带宽的信号来设计，因为目前5G的一个载波的带宽就是100M。然后将模数转换成数字信号，输入主处理器FPGA，FPGA进行NCO数字下变频，抽取，滤波，输出各种不同带宽的通道，其中需要处理宽带模式，窄带模式，以及自适应模式。宽带与窄带模式的区别主要是为了节省FPGA资源考虑，宽带模式以1M至100M为定义，窄带模式以6.25K至1M为定义，两种模式的滤波处理机制不同。自适应模式主要是通过3.125K的窄带信号进行扫频，每个间隔点进行功率判断，以算出工作信号的频点、带宽、以及载波数，供系统使用。然后再经过进行插值-滤波-NCO数字上变频，输出至AD80438进行数模转换，同时射频端进行上变频，再经过PA放大输出，进行信号的覆盖。
如图1-5所示，AD80438为单通道集成射频以及模数、数模转换的芯片，其频率范围是：300M至6000M，可实现上下行两条链路的设计。本实例中在电路板上设计了4个AD80438主要是为了满足全网通信号覆盖的需求。主处理芯片FPGA是采用xilinx的A7芯片，由于FPGA是一种现场可编程器件有较高的灵活性进行信号处理，只要修改设置便可以实现各种不同的功能需求。CLK时钟芯片，主要是为了给数字模块板的各个芯片提供多路的同步时钟。ARM主要是给整个电路板进行配置启动，以及通过Modem模块的信息传递，与机房进行远程的告警提醒，以及远程的参数设置。
宽带模式，窄带模式主要是在FPGA内部实现，AD80438的基带采样率是122.88M，本设计窄带的定义为6.25K至1M，由于窄带信号的载波数比较多，同时窄带的带宽比较小，比如25K的带宽信号，需要将采样率为122.8M抽取到接近25K的采样率，这样才能减少滤波器的滤波阶数。本设计窄带的定义为1M至100M。宽带中设计两种滤波通道，第一种是1M至20M的带宽，需降122.88抽取至30.72M。第二种是20M至100M的带宽，直接122.88M的单速率滤波。信号处理的流程：AD80438的信号输入，然后在FPGA中进行数字下变频进行选频。第一种方式就进行抽取与插值为4，第二种方式直接单速率滤波。最后进行数字上变频输出给AD80438输出。
自适应模式，主要是为了确定系统工作的载波数，载波频点，以及载波带宽。当然前提是FPGA中要设计好最大数量的载波数，以供实际应用的需求。由于AD80438是一个集成AD、DA、RF为一体的芯片，因此可以满足我们不同频率的需求。首先自适应的频率范围在100M内，如果现场的设备需要改成超出100M范围的频率范围时，需要机房通过Modem进行设置AD80438的射频频率，例如：原来是1.9G的频段，现在要改成2.6G，那边只需要在机房通过Modem发指信给无数站设备，就可以将100M带宽的信号搬到2.6G上。AD80438的基带采样率是122.88M，为了实现6.15K至100M带宽的识别，首先在FPGA中产生一个3.125K的窄带信号，进行3.125K的间隔进行扫频。每个3.125K的频点，计算出每个点的平均功率。当从0M至100M全部扫频完成后，可以得出连续的带宽是多少M，不连续的有几个载波，知道了带宽的大小就可以计算出此载波带宽的中心频率是多少。便可以得到载波数是多少，载波的带宽是多少，载波的频点是多少。最后将这些参数设置转给ARM，ARM根据所传来的参数进行计算，并将计算出的滤波器的滤波系数，对应的设置给FPGA的宽带，及窄带滤波通道中。最后便可以自适应完成中心频点，带宽，载波数的设置，无需人工干预。实现了智能化的自适应多选频多带宽的数字无线站设备。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，包括主控模块及与该主控模块连接的用于实现模数数模转换及射频功能的ADI一体化模块、用于实现系统配置设置的副控模块、用于提供系统时钟的时钟模块，所述ADI一体化模块与用于实现信号收发的收发模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的Modem模块，具体采用A7600C1-LNSE芯片，用于实现系统与机房的通信。
3.根据权利要求1所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述主控模块采用FPGA，其采用芯片为xilinx的A7芯片。
4.根据权利要求3所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述xilinx的A7芯片为XC7A75TFGG676芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述ADI一体化模块采用AD80438芯片，且AD80438芯片为4个，以满足全网通信号覆盖的需求。
6.根据权利要求1所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述副控模块采用ARM芯片，具体型号为STM32F207芯片。
7.根据权利要求1所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述收发模块通过天线收发信号，接收信号通过收发模块进行低噪声放大后输入给ADI一体化模块，由ADI一体化模块进行下变频、模数转换后输入主控模块进行处理，主控模块处理后再经由ADI一体化模块进行数模转换后输入收发模块，由收发模块输出放大信号后通过天线发送。
8.根据权利要求1所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述时钟模块采用LMK04805芯片。
9.根据权利要求7所述的一种基于变频技术的5G信号室内覆盖系统，其特征在于，所述收发模块中接收信号的低噪声放大采用SKY67159芯片实现，收发模块中输出信号的放大采用BG11C芯片实现。
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