CN2927565Y - 一种基站子系统 - Google Patents

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周忠学
甘鹏
曹雪
杨小军
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Abstract

本实用新型公开了一种基站子系统，该系统包括基站数字单元部分(20)和射频前端部分(21)两部分，其中在基站数字单元部分(20)中，不设置射频放大电路，解决了数字电路对射频电路的干扰，大大降低了基站子系统中基站数字单元部分(20)的结构复杂度，降低了施工难度，同时也降低了成本。基站数字单元部分(20)和射频前端部分(21)间采用中频信号传输，大大降低了射频部分的增益需求，从而降低了基站子系统的实现难度。

Description

一种基站子系统
技术领域
本实用新型涉及基站架构设计技术，尤指一种基站子系统。
背景技术
图1是现有技术第三代移动通信系统时分-同步码分多址(TD-SCDMA)基站子系统结构示意图，如图1所示，TD-SCDMA基站子系统由放置于室外的基站射频前端部分11和室内的基站数字单元部分10组成。
其中，基站射频前端部分11包括功率放大器及低噪声放大器108、射频放大器1062；这里需要说明的是，本文为了描述方便将功率放大器和低噪声放大器合称为功率放大器及低噪声放大器108，其中的功率放大器用于放大下行射频信号，低噪声放大器用于放大上行射频信号。
基站数字单元部分10包括时钟和中央控制模块100、数字中频处理模块101、基带处理模块102、基站控制器(RNC)接口模块103、中频放大器104、混频器105、射频放大器1061和本振源107，其中中频放大器104、混频器105、射频放大器1061和本振源107组成收发信机模块。
时钟和中央控制模块100，用于对基站进行管理并实现和RNC接口的相关协议，以及为基站的各个模块提供高精度的时钟，以保持基站各模块以及系统的同步，并为本振源107提供的本振时钟参考信号。本振源107用于产生参与变频的本振信号，并提供给混频器105。
对于下行方向，来自网络侧RNC的业务数据通过RNC接口模块103发送给基带处理模块102；基带处理模块102对接收到的业务数据进行信道编码、交织、扩频、加扰、波束赋形等基带处理后，将处理后的基带信号发送给数字中频处理模块101；数字中频处理模块101对接收到的基带信号进行脉冲成型滤波、数字上变频处理得到中频频率，再经过数模变换为调制的模拟中频信号后发送给中频放大器104；中频放大器104将接收到的模拟中频信号放大至混频器105需要的幅度后，发送给混频器105；混频器105将接收到的中频模拟信号变频到设定的发射频率的射频信号，该射频信号再经射频放大器1061放大后，通过射频电缆传送到射频前端部分11；射频前端部分11中的功率放大器及低噪声放大器108、射频放大器1062将接收到的射频信号放大至基站额定发射功率后，通过天线发射出去。
对于上行方向，移动终端发射的信号由天线接收后，经功率放大器(发射)及低噪声放大器108、射频放大器1062放大后，经过射频电缆传送至基站数字单元部分10；基站数字单元部分10中的射频放大器1061将接收到的射频信号放大至满足混频器105需要的输入幅度并发送给混频器105，混频器105将接收到的射频信号下变频后转换为模拟中频信号，该模拟中频信号经中频放大器104放大后发送给数字中频处理模块101，数字中频处理模块101将接收到的中频模拟信号变换为数字中频信号，再经过数字下变频、抽取、滤波等处理后，按照码片速率发送给基带处理模块102，经基带处理模块102的联合检测、解扩、解码等处理后，从RNC接口模块103传到位于网络侧的RNC。
如图1所示，收发信机模块位于室内的基站数字单元部分10，为了避免数字电路对射频电路的干扰，需要对收发信机模块进行整体屏蔽，而且由于多个射频通道间需要隔离，使得收发信机模块结构比较复杂，造成安装不方便，同时也导致了基站数字单元部分10具有复杂的结构。
TD-SCDMA基站采用智能天线技术，通常存在多个射频通道，以8天线阵即8个射频通道为例，在基站射频前端部分11和基站数字单元部分10之间需要使用9根粗射频电缆连接起来，传输2GHz的射频信号。
从上述现有TD-SCDMA基站子系统可见，射频增益主要在基站射频前端部分11实现，但仍然在基站数字单元部分10中保留较大的射频增益，存在以下缺点：
1.基站的室内数字单元部分(通常在机房)和室外射频前端部分(通常在塔顶或高楼楼顶)有上百米甚至几百米的距离，普通的射频电缆在2GHz的衰减为每100米20分贝(20dB/100m)，通常，为补偿射频电缆造成的损耗，需要增加相当大的射频放大器。使得整个基站子系统增益增大，造成了电路成本的增加。
2.TD-SCDMA基站子系统中使用智能天线技术，射频收发通道多，各射频通道间需要隔离和屏蔽，而且基站数字单元部分10还存在射频放大、混频、中频放大以及本振等射频电路，使得电路板结构复杂，提高了实现难度，同时也大大提高了成本。
3.各射频通道使用一根单独的射频电缆，射频电缆的价格较高，提高了基站子系统的成本。
4.多根射频电缆的使用，给工程带来了较大的施工难度。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种基站子系统，能够简化TD-SCDMA基站子系统的结构，节约成本，同时降低施工难度。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：
一种基站子系统，该系统包括基站数字单元部分20、射频前端部分21及天线，基站射频前端部分21与基站数字单元部分20之间采用中频电缆传送中频信号；
基站数字单元部分20包括：时钟和中央控制模块200、数字中频处理模块201、基带处理模块202、RNC接口模块203，以及中频放大器2041；
其中，时钟和中央控制模块200，用于对基站进行管理并实现和基站控制器RNC接口的相关协议，以及为基站的各个模块提供高精度的时钟，并提供本振时钟参考信号；
RNC接口模块203，用于连接基站子系统与位于网络侧的RNC；将来自基带处理模块202的上行基带信号发送给RNC，或者将来自RNC的下行业务数据发送给基带处理模块202；
基带处理模块202，接收来自RNC接口模块203的下行业务数据并进行基带处理，将处理后的基带信号发送给数字中频处理模块201、或者接收来自数字中频处理模块201的数字中频信号并进行基带处理，将处理后的基带信号发送给RNC接口模块203；
数字中频处理模块201，接收来自基带处理模块202的基带信号，进行脉冲成型滤波、数字上变频处理、数模变换后得到模拟中频信号，并发送给中频放大器2041、或者接收来自中频放大器2041的模拟中频信号，并变换为数字中频信号，再经过数字下变频、抽取、滤波处理后，按照码片速率发送给基带处理模块202；
中频放大器2041，接收来自数字中频处理模块201或射频前端部分21的中频放大器2042的模拟中频信号，并放大后，分别发送给中频放大器2042和数字中频处理模块201；
射频前端部分21包括：功率放大器及低噪声放大器207、本振源206、混频器205及中频放大器2042；
其中，中频放大器2042接收来自中频放大器2041或混频器205的模拟中频信号，并放大后，分别发送给混频器205和中频放大器2041；
混频器205，接收来自中频放大器2042的模拟中频信号，经上变频变换为设定的发射频率的射频信号，并发送给功率放大器及低噪声放大器207、或者接收来自功率放大器及低噪声放大器207的射频信号，经下变频变换为中频信号，并发送给中频放大器2042；
功率放大器及低噪声放大器207，接收来自混频器205或天线的射频信号并放大，将放大的射频信号分别发送给天线或混频器205；
本振源206，用于产生参与变频的本振信号，并提供给混频器205。
所述基站子系统为第三代移动通信系统时分-同步码分多址TD-SCDMA基站子系统。
所述基站射频前端部分21为一个或一个以上。
所述中频电缆为多芯电缆。
由上述技术方案可见，本实用新型包括基站数字单元部分20和射频前端部分21两部分以及天线，其中在基站数字单元部分20中，不设置射频放大电路，解决了数字电路对射频电路的干扰，大大降低了基站子系统中基站数字单元部分20的结构复杂度，降低了施工难度，同时也降低了成本。基站数字单元部分20和射频前端部分21间采用中频信号传输，大大降低了射频部分的增益需求，从而降低了基站子系统的实现难度。
附图说明
图1是现有技术TD-SCDMA基站子系统结构示意图；
图2是本实用新型TD-SCDMA基站子系统结构示意图；
图3是本实用新型TD-SCDMA基站子系统实施例结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举较佳实施例，对本实用新型进一步详细说明。
以TD-SCDMA为例，图2是本实用新型TD-SCDMA基站子系统结构示意图，如图2所示，本实用新型TD-SCDMA基站子系统由放置于室外的基站射频前端部分21和室内的基站数字单元部分20组成。
基站射频前端部分21包括功率放大器及低噪声放大器207、本振源206、混频器205及中频放大器2042；基站数字单元部分20包括时钟和中央控制模块200、数字中频处理模块201、基带处理模块202、RNC接口模块203，以及中频放大器2041。
其中，时钟和中央控制模块200，用于对基站进行管理并实现和基站控制器RNC接口的相关协议，以及为基站的各个模块提供高精度的时钟，并提供本振时钟参考信号；
RNC接口模块203，用于连接基站子系统与位于网络侧的RNC；将来自基带处理模块202的上行基带信号发送给RNC，或者将来自RNC的下行业务数据发送给基带处理模块202；
基带处理模块202，接收来自RNC接口模块203的下行业务数据并进行基带处理，将处理后的基带信号发送给数字中频处理模块201、或者接收来自数字中频处理模块201的数字中频信号并进行基带处理，将处理后的基带信号发送给RNC接口模块203；
数字中频处理模块201，接收来自基带处理模块202的基带信号，进行脉冲成型滤波、数字上变频处理、数模变换后得到模拟中频信号，并发送给中频放大器2041、或者接收来自中频放大器2041的模拟中频信号，并变换为数字中频信号，再经过数字下变频、抽取、滤波处理后，按照码片速率发送给基带处理模块202；
中频放大器2041，接收来自数字中频处理模块201或射频前端部分21的中频放大器2042的模拟中频信号，并放大后，分别发送给中频放大器2042和数字中频处理模块201；
中频放大器2042接收来自中频放大器2041或混频器205的模拟中频信号，并放大后，分别发送给混频器205和中频放大器2041；
混频器205，接收来自中频放大器2042的模拟中频信号，经上变频变换为设定的发射频率的射频信号，并发送给功率放大器及低噪声放大器207、或者接收来自功率放大器及低噪声放大器207的射频信号，经下变频变换为中频信号，并发送给中频放大器2042；
功率放大器及低噪声放大器207，接收来自混频器205或天线的射频信号并放大，将放大的射频信号分别发送给天线或混频器205；
本振源206，用于产生参与变频的本振信号，并提供给混频器205。
每个基站射频前端部分21按照设计可以支持1天线、4天线、8天线等。若采用的是8天线和支持4天线的基站射频前端部分21，则需要两个基站射频前端部分21，相应的，基站数字单元部分20的中频放大器也需要两个，分别于两个基站射频前端部分21中的中频放大器通过中频电缆连接，如图3所示，图3是本实用新型TD-SCDMA基站子系统实施例结构示意图。
基站射频前端部分21的中频放大器2042，与基站数字单元部分20的中频放大器2041之间采用传输损耗较小的中频电缆传送中频信号，中频电缆为多芯电缆。中频电缆的线芯数取决于天线数，为了保证本振时钟信号的精度，单独使用一根线芯传输本振时钟信号，即中频电缆的线芯数为天线数加一。比如采用1天线，则线芯数为2，其中一根线芯用于传输一个中频通道的中频信号，另一根线芯用于传输时钟和中央控制模块200提供的本振时钟参考信号；采用4天线，则线芯数为5，其中一根线芯用于传输时钟和中央控制模块200提供的本振时钟参考信号，另四根线芯分别用于传输四个中频通道的中频信号；采用8天线，则线芯数为9，其中一根线芯用于传输时钟和中央控制模块200提供的本振时钟参考信号，另九根线芯分别用于传输四个中频通道的中频信号等。
本实用新型设计的基站，对下行方向的业务数据的处理，RNC接口模块203、基带处理模块202、数字中频处理模块201的处理过程和现有基站子系统是相同的，不同的是，经过数字中频处理模块201数模转换后得到的模拟中频信号，经中频放大器2041放大后直接经由中频电缆传送到室外的基站射频前端部分21；基站射频前端部分21中的中频放大器2042将接收到的中频信号放大后，经混频器205上变频为设定的发射频率，最后经功率放大器及低噪声放大器207放大到额定输出功率，由天线发射出去。
在上行方向，移动终端发射的信号由天线接收后，经功率放大器及低噪声放大器108放大，由混频器205进行下变频变换为中频信号，并经中频放大器2042放大后，通过中频电缆传送至基站数字单元部分10；基站数字单元部分10中的中频放大器2041将接收到的中频信号放大后，发送给数字中频处理模块101，数字中频处理模块101、基带处理模块102和RNC接口模块103的处理与现有相同。
由于本实用新型将本振源205设置在基站射频前端部分21中，本实用新型通过传输中频信号的同一根多芯电缆，向本振源205提供本振信号。
本实用新型TD-SCDMA基站子系统和现有方案相比，具有以下优点：
(1)在基站子系统的基站数字单元部分20，不设置射频放大电路，解决了数字电路对射频电路的干扰，大大降低了基站子系统的基站数字单元部分20的结构复杂度，降低了施工难度，同时也降低了成本。
(2)基站子系统基站数字单元部分20与基站射频前端部分21之间，采用中频信号传输，大大降低了射频部分的增益需求，从而降低了基站子系统的实现难度和成本。
(3)中频电缆与射频电缆的成本相比，能降低75％以上，降低了成本。
(4)由于中频电缆是多芯电缆，降低了施工的难度。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基站子系统，其特征在于，该系统包括基站数字单元部分(20)、射频前端部分(21)及天线，基站射频前端部分(21)与基站数字单元部分(20)之间采用中频电缆传送中频信号；
基站数字单元部分(20)包括：时钟和中央控制模块(200)、数字中频处理模块(201)、基带处理模块(202)、RNC接口模块(203)，以及中频放大器(2041)；
其中，时钟和中央控制模块(200)，用于对基站进行管理并实现和基站控制器RNC接口的相关协议，以及为基站的各个模块提供高精度的时钟，并提供本振时钟参考信号；
RNC接口模块(203)，用于连接基站子系统与位于网络侧的RNC；将来自基带处理模块(202)的上行基带信号发送给RNC，或者将来自RNC的下行业务数据发送给基带处理模块(202)；
基带处理模块(202)，接收来自RNC接口模块(203)的下行业务数据并进行基带处理，将处理后的基带信号发送给数字中频处理模块(201)、或者接收来自数字中频处理模块(201)的数字中频信号并进行基带处理，将处理后的基带信号发送给RNC接口模块(203)；
数字中频处理模块(201)，接收来自基带处理模块(202)的基带信号，进行脉冲成型滤波、数字上变频处理、数模变换后得到模拟中频信号，并发送给中频放大器(2041)、或者接收来自中频放大器(2041)的模拟中频信号，并变换为数字中频信号，再经过数字下变频、抽取、滤波处理后，按照码片速率发送给基带处理模块(202)；
中频放大器(2041)，接收来自数字中频处理模块(201)或射频前端部分(21)的中频放大器(2042)的模拟中频信号，并放大后，分别发送给中频放大器(2042)和数字中频处理模块(201)；
射频前端部分(21)包括：功率放大器及低噪声放大器(207)、本振源(206)、混频器(205)及中频放大器(2042)；
其中，中频放大器(2042)接收来自中频放大器(2041)或混频器(205)的模拟中频信号，并放大后，分别发送给混频器(205)和中频放大器(2041)；
混频器(205)，接收来自中频放大器(2042)的模拟中频信号，经上变频变换为设定的发射频率的射频信号，并发送给功率放大器及低噪声放大器(207)、或者接收来自功率放大器及低噪声放大器(207)的射频信号，经下变频变换为中频信号，并发送给中频放大器(2042)；
功率放大器及低噪声放大器(207)，接收来自混频器(205)或天线的射频信号并放大，将放大的射频信号分别发送给天线或混频器(205)；
本振源(206)，用于产生参与变频的本振信号，并提供给混频器(205)。
2.根据权利要求1所述的基站子系统，其特征在于：所述基站子系统为第三代移动通信系统时分-同步码分多址TD-SCDMA基站子系统。
3.根据权利要求1所述的基站子系统，其特征在于，所述基站射频前端部分(21)为一个或一个以上。
4.根据权利要求1所述的基站子系统，其特征在于，所述中频电缆为多芯电缆。
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