专利名称：电调天线系统和方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种电调天线系统和方法。
背景技术：
移动通信中，天线的俯仰角是网络维护和优化中一个重要的参数，合理设置天线的俯仰角是整个移动通信网络质量的基本保证。调整天线俯仰角可以使天线选择合适的覆盖范围，使基站实际覆盖范围与预期的设计范围相同，可以使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间处于天线垂直方向图中增益衰减变化最大的部分，从而使受干扰小区的同频及邻频干扰减至最小。目前，调整天线的俯仰角主要包括机械调角和电调倾角两种方式。其中，机械调角是通过人工上塔调节天线安装件机械的实现天线俯仰角的调节；电调倾角是在天线内部加入移相器，通过远端电控调节每个阵元上馈入信号的相位来实现天线波束俯仰角的调节。 电调倾角允许在基站不关闭情况下方便地调整俯仰角，并实时监测调整的效果，同时避免了机械下调倾角导致的覆盖畸变的问题，给日常无线网络的维护和优化工作提供极大的便利。图1为现有的电调天线系统，如图1所示，信号处理模块12将数字处理模块11发送的数字基带信号生成模拟射频信号，通过功分网络13生成多路小功率的模拟射频信号， 再分别通过对应的模拟移相器14进行模拟移相后通过天线振子15发送。但是，模拟移相器的移相范围相对较小、移相精度低，导致天线波束俯仰角可调节范围较小、调节精度低等问题。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种电调天线系统和方法。本发明一方面提供一种电调天线系统，包括—数字处理模块，以及与各天线振子对应设置的信号处理模块和数字移相器，所述数字移相器与所述数字处理模块相连接，且通过所述信号处理模块与所述天线振子相连接；其中，所述数字移相器用于对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。本发明另一方面提供一种电调天线方法，包括所述数字移相器对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。本发明实施例提供的电调天线系统和方法，可以预先设置一数字处理模块，以及与各天线振子对应设置的信号处理模块和数字移相器，其中，数字移相器与数字处理模块相连接，且通过信号处理模块与天线振子相连接，通过数字移相器对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送，实现了可以更加灵活的调整天线的俯仰角度，扩大调节范围并提高调相精度，更大程度的满足网络规划和优化中的应用需求。
图1为现有的电调天线系统；
图2为本发明电调天线系统一个实施例的结构示意图3为本发明电调天线系统另一实施例的结构示意图4为本发明电调天线系统又一实施例的结构示意图。
具体实施方式
图2为本发明电调天线系统一个实施例的结构示意图，如图2所示，该系统包括
一数字处理模块21，以及与各天线振子22对应设置的信号处理模块23和数字移相器对，数字移相器M与数字处理模块21相连接，且通过信号处理模块23与天线振子22 相连接；其中，数字移相器M用于对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。
具体地，室内基带处理单元(Building Base band Unit, BBU)将经过光纤传播的数字基带光信号发送给数字处理模块21，从而数字处理模块21对数字基带光信号进行解调、数字上变频以及功率分配生成多路数字中频电信号(以下简称数字中频信号)并发送到对应的数字移相器M。需要注意的是，数字中频信号的数量与数字移相器的数量一致， 每一路所输出的数字中频信号的功率应符合每一路数字移相器的输入功率。各路的数字移相器M根据预先设置的天线波束俯仰角的调整角度对所接收的数字中频信号进行移相处理并发送给对应的信号处理模块23，信号处理模块23将经过移相处理的数字中频信号转换成模拟射频信号后通过天线振子22发送出去，从而完成天线波束的俯仰角调节。逆过程具体为每一个天线振子22将接收到的模拟射频信号发送到信号处理模块23，信号处理模块23将模拟射频信号转换成待移相处理的数字中频信号发送到数字移相器M，数字移相器M根据预先设置的天线波束俯仰角的调整角度对待移相处理的数字中频信号进行移相处理消除相位差后发送给数字处理模块21，从而数字处理模块21将各路经过移相处理后的数字中频信号进行调制和数字下变频生成数字基带光信号发送给BBU。
本实施例提供的电调天线系统与现有技术相比采用了数字移相器，将数字移相器直接与数字处理模块相连接，通过数字移相器先对小功率的数字中频信号进行数字移相后再经过信号处理模块进行射频处理后通过天线振子发送；或者先通过信号处理模块将天线振子发送的射频模拟信号转换成数字中频信号，然后再通过数字移相器进行移相处理最后发送给数字处理模块，实现了可以更加灵活的调整天线的俯仰角度，扩大调节范围并提高调相精度，更大程度的满足网络规划和优化中的应用需求。
图3为本发明电调天线系统另一实施例的结构示意图，如图3所示，基于图1所示，该系统还包括一程控模块25，程控模块25与各数字处理器M相连，用于控制数字移相器M对接收到的数字信号进行移相处理。数字移相器M包括第一程控数字移相器Ml 和第二程控数字移相器M2 ；信号处理模块23包括双工器231、信号发送子模块232和信号接收子模块233 ；其中，第一程控数字移相器241通过信号发送子模块232与双工器231 相连接，用于根据程控模块25发送的第一控制指令对数字处理模块21发送的数字中频信号进行移相处理后发送给信号发送子模块232 ；第二程控数字移相器242通过信号接收子模块233与双工器231相连接，双工器231与天线振子22相连，用于根据程控模块25发送的第二控制指令对信号接收子模块233发送的数字中频信号进行移相处理后发送给数字处理模块21。具体地，由于通信系统不同所要求的天线波束的俯仰角不同，可以预先在程控模块中根据系统的应用需要设置移相角度。举例来说，若电调天线系统共有四个天线振子， 根据频段需要要求与四个天线振子对应的四路数字移相器24对中频数字信号的移相角度的相位差为2度，其中，每一路的数字移相器24包括第一程控数字移相器241和第二程控数字移相器242，程控模块25根据预先设置的移相角度发送第一控制指令到每一路的第一程控数字移相器241控制对每一路数字中频信号的移相角度，具体为第一路的第一程控数字移相器241将接收到的数字中频信号的相位增加2度；第二路的第一程控数字移相器 241将接收到的数字中频信号的相位增加4度；第三路的第一程控数字移相器241将接收到的数字中频信号的相位增加6度；第四路的第一程控数字移相器241将接收到的数字中频信号的相位增加8度；每一路完成移相后发送到对应的信号发送子模块232将数字中频信号转换成模拟射频信号后通过双工器231后发送给对应的天线振子22并发送，从而经过四路数字移相器的移相通过天线振子发送完成了天线波束俯仰角的调整。信号处理的逆过程为每一路的天线振子22接收模拟射频信号，通过双工器发送到对应的信号接收子模块233，信号接收子模块233将模拟射频信号转换为数字中频信号后发送到对应的数字移相器24中的第二程控数字移相器242，程控模块25根据预先设置的移相角度发送第二控制指令到每一路的第二程控数字移相器242控制每一路数字中频信号的移相角度，具体为第一路的第二程控数字移相器242将接收到的数字中频信号的相位减少2度；第二路的第二程控数字移相器242将接收到的数字中频信号的相位减少4度； 第三路的第二程控数字移相器242将接收到的数字中频信号的相位减少6度；第四路的第二程控数字移相器242将接收到的数字中频信号的相位减少8度；每一路的第二程控数字移相器242将处理后的数字中频信号发送到数字处理模块21。本实施例提供的电调天线系统，通过程控模块根据系统需要控制数字移相器对数字中频信号的移相处理，实现了可以更加灵活的调整天线的俯仰角度，扩大调节范围并提高调相精度，更大程度的满足网络规划和优化中的应用需求。图4为本发明电调天线系统又一实施例的结构示意图，如图4所示，该系统包括 一数字处理模块34和一程控模块35，与各天线振子31的各极化方向上的辐射单元对应设置的信号处理模块32和数字移相器33，数字移相器33与数字处理模块34相连接，且通过信号处理模块32与天线振子的辐射单元相连接；其中，每一个天线振子31的辐射单元包括第一极化辐射单元311和第二极化辐射单元312，数字移相器33包括第一程控数字移相器 331和第二程控数字移相器332，数字处理模块32包括双工器321、信号发送子模块322 和信号接收子模块323，其中，信号发送子模块322包括数模转换单元3221、发射处理单元3222、功率放大器3223和第一可调滤波器3224，发射处理单元3222通过数模转换单元 3221与第一程控数字移相器331相连，第一可调滤波器3224分别与功率放大器3223和双工器321相连，用于根据程控模块35发送的控制指令对接收到的模拟射频信号进行滤波。 信号接收子模块323包括模数转换单元3231、接收处理单元3232、低噪声放大器3233和第二可调滤波器3234，接收处理单元3232通过模数转换单元3231与第二程控数字移相器 332相连，第二可调滤波器3234分别与低噪声放大器3233和双工器321相连。
BBU发出的数字基带光信号传输至数字处理模块34后，经过光信号解调和数字上变频以及功分网络，变成了多路数字中频信号。需要注意的是，数字中频信号的数量与数字移相器的数量一致，每一路所输出的数字中频信号的功率应符合每一路数字移相器的输入功率。每一路数字中频信号经过对应的第一程控数字移相器331，每一路的第一程控数字移相器331根据程控模块35发送的控制指令对接收到的数字中频信号进行移相处理后，经过数模转换单元3221后转换成模拟中频信号；然后每一路的模拟中频信号经过对应的发射处理单元3222完成模拟中频信号到模拟射频信号的转换，再经过功率放大器3223完成功率放大以适合射频发射，通过第一可调滤波器32M将合适频段内的模拟射频信号过滤出来，经过双工器321后经由天线振子31的第一极化辐射单元311发送到自由空间中。信号处理的逆过程为天线振子31的第一极化辐射单元311接收到的电磁波经过天线转换为有线传输信号通过双工器321并经过第二可调滤波器3234滤波后，合适频段内的信号被过滤出来，经过低噪声放大器3233完成低噪声放大，再经过接收处理单元3232完成模拟射频信号到模拟中频信号的转换，经过模数转换单元3231完成模拟中频信号到数字中频信号的转换，最后通过第二程控数字移相器332完成相位的转换即恢复后进入数字处理模块34完成数字下变频、光信号调制，变为数字基带光信号传输至BBU。
值得注意的是，本实施例提供的电调天线系统是以各天线振子的各极化方向上的辐射单元为处理对象，因此可以根据系统需要对各天线振子的各极化方向上的辐射单元的信号进行移相处理，导致每个天线振子的第一极化辐射单元和第二极化辐射单元所形成的天线波束的俯仰角不同，信号传输的路径不同，从而提高了波束调节的灵活性和信号传输的可靠性。
值得注意的是，本实施例提供的电调天线系统中每一路的信号处理都加入了可调滤波器，由于不同的频段所要求的天线波束的俯仰角不同，因此可以根据应用需要预先在程控模块上设置需要的频段，从而通过程控模块控制可调滤波器滤出需要的频段信号。
本实施例提供的电调天线系统，通过程控模块根据系统需要控制与各天线振子的各极化方向上的辐射单元对应的数字移相器对数字信号的移相和滤波处理，实现了可以更加灵活的调整天线的俯仰角度，扩大调节范围并提高调相精度，更大程度的满足网络规划和优化中的应用需求。
本实施例提供一种应用本发明实施例提供的电调天线系统进行的电调天线方法， 包括
数字移相器对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。
本实施例提供的电调天线方法的具体处理流程，可以参见上述图2所示的系统实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
进一步地，所述方法还包括数字移相器根据程控模块发送的控制指令对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。
本实施例提供的电调天线方法的具体处理流程，可以参见上述图3所示的系统实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种电调天线系统，包括数字处理模块，其特征在于，还包括与各天线振子对应设置的信号处理模块和数字移相器，所述数字移相器与所述数字处理模块相连接，且通过所述信号处理模块与所述天线振子相连接；其中，所述数字移相器用于对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。
2.根据权利要求1所述的电调天线系统，其特征在于，还包括一程控模块，所述程控模块与所述数字移相器相连，用于控制所述数字移相器对接收到的数字信号进行移相处理。
3.根据权利要求2所述的电调天线系统，其特征在于，所述数字移相器包括第一程控数字移相器和第二程控数字移相器；所述信号处理模块包括双工器、信号发送子模块和信号接收子模块；其中，所述第一程控数字移相器通过所述信号发送子模块与所述双工器相连接，用于根据所述程控模块发送的第一控制指令对所述数字处理模块发送的数字中频信号进行移相处理后发送给所述信号发送子模块；第二程控数字移相器通过所述信号接收子模块与所述双工器相连接，所述双工器与所述天线振子相连，用于根据所述程控模块发送的第二控制指令对所述信号接收子模块发送的数字中频信号进行移相处理后发送给所述数字处理模块。
4.根据权利要求3所述的电调天线系统，其特征在于，所述信号发送子模块包括数模转换单元、发射处理单元和功率放大器，所述发射处理单元通过所述数模转换单元与所述第一程控数字移相器相连，且通过所述功率放大器与所述双工器相连。
5.根据权利要求4所述的电调天线系统，其特征在于，所述信号发送子模块还包括第一可调滤波器，所述第一可调滤波器分别与所述功率放大器和所述双工器相连，用于根据所述程控模块发送的控制指令对接收到的模拟射频信号进行滤波。
6.根据权利要求3所述的电调天线系统，其特征在于，所述信号接收子模块包括模数转换单元、接收处理单元和低噪声放大器，所述接收处理单元通过所述模数转换单元与所述第二程控数字移相器相连，且通过所述低噪声放大器与所述双工器相连。
7.根据权利要求6所述的电调天线系统，其特征在于，所述信号接收子模块还包括第二可调滤波器，所述第二可调滤波器分别与所述低噪声放大器和所述双工器相连，用于根据所述程控模块发送的控制指令对接收到的模拟射频信号进行滤波。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电调天线系统，其特征在于，所述与各天线振子对应设置的信号处理模块和数字移相器包括与各天线振子的每一个极化方向上的辐射单元对应设置的信号处理模块和数字移相ο
9.一种应用如权利要求1至8任一所述的电调天线系统进行的电调天线方法，其特征在于，包括所述数字移相器对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。
10.根据权利要求9所述的电调天线方法，其特征在于，还包括所述数字移相器根据所述程控模块发送的控制指令对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。
全文摘要
本发明提供一种电调天线系统和方法，其中，该系统包括一数字处理模块，以及与各天线振子对应设置的信号处理模块和数字移相器，数字移相器与数字处理模块相连接，且通过信号处理模块与天线振子相连接；其中，数字移相器用于对接收到的数字信号进行移相处理并通过对应的接口向外发送。通过本发明提供的电调天线系统和方法，实现了可以更加灵活的调整天线的俯仰角度，扩大调节范围并提高调相精度，更大程度的满足网络规划和优化中的应用需求。
文档编号H01Q3/38GK102509892SQ20111037362
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者吕召彪, 李新中, 杨军, 王健全 申请人:中国联合网络通信集团有限公司