专利名称：数字选频光纤站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种移动通信信号的覆盖系统，特别是涉及一种载波带宽可调的数字选 频光纤站。
技术背景s
在移动通信迅速发展的今天，无论何种无线通信的覆盖区域都将产生弱信号区和盲区， 而对一些偏远地区和用户数不多的盲区，建设基站的成本太高，基础设施也较复杂，为此提 供一种成本低、架设简单，却具有小型基站功能的经济有效的直放站成为极其重要的网络优 化手段，以提高通信质量，解决弱信号区和盲区的掉话等问题。直放站是一种中继产品，衡 量直放站好坏的指标主要有，智能化程度(如远程监控等)、高IP3、低噪声系数(NF)、杂散 发射小、整机可靠性、良好的技术服务等。
从传输方式来分有移频直放站、无线选频直放站、光纤直放站等等。其中光纤直放站又 可分为模拟光纤直放站和数字选频光纤直放站，数字选频光纤直放站不同于以往的模拟光纤 直放站，它采用了数字中频和大动态A/D、 D/A器件，将射频信号下变到中频，再将中频信 号进行数字化处理，转为数字信号并用光纤进行传输，然后再恢复到模拟中频信号，再上变 频还原到射频信号，其带宽一般都是圆定的，不可调节的。这样所带来的主要缺点是灵活 性差，各种带宽的设备就必须对应不同的硬件环境，且如果运营商想要扩充带宽，就必须更 换设备，不能满足不同运营商对各种制式的通信同时要求覆盖且不能互相干扰的要求，这就 要求有能够调节信道带宽的数字选频光纤站的设备。 发明内容
鉴于上述现有技术存在的不足，本实用新型提供一种载波带宽可调的数字选频光纤站。 采用软件无线电技术，将射频信号数字化，在数字域对信号进行处理，用这种方法基于同样 的硬件环境，通过监控软件的设置来选^不同的信道带宽，带外抑制、带内波动指标更好， 能够大大增加产品设计的灵活性，减少不同产品的开发时间，利于生产和降低成本，有广阔 的发展前景。
本实用新型是这样实现的包括近端机和远端机，其特征在于 所述的近端机是由双工器、变频模块、数字中频可调带宽选频模块组成；所述的变频模块是 由下变频单元和上变频单元组成；所述的数字中频可调带宽选频模块是由A①单元、D/A单 元、基带数字处理单元以及光纤收发单元组成； 二」
数字选频光纤站基站的下行链路为主天线的下行信号耦合接入双工器，双工器的输出连接到变频模块中的下变频单元的输入端，变频模块中的下变频单元的输出端又连接到数字 中频可调带宽选频模块中的A\D单元的输入端，数字中频可调带宽选频模块中的A\D单元的 输出端通过依次连接基带数字处理单元和光纤收发单元，再通过光纤与远端机相连接；
所述的远端机是由数字中频可调带宽选频模块、变频模块、大功率线性功放、低噪放、 双工器、重发天线组成，近端机输出信号通过光纤输入远端机的数字中频可调带宽选频模块， 数字中频可调带宽选频模块的输出连接到变频模块的输入端，变频模块输出端连接到大功率 线性功放的输入端，大功率线性功放的输出端连接到双工器的输入端，双工器输出端连接到 重发天线；
数字选频光纤站基站的上行链路为来自重发天线的上行信号耦合接入双工器，再通过 上行低噪放大器，输入变频模块的上变频单元，
上变频单元的输出又连接到数字中频可调带宽选频模块中的D\A单元的输入端，数字中频可 调带宽选频模块中的D\A单元的输出端通过依次连接基带数字处理单元和光纤收发单元，再 通过光纤与近端机相连接；远端机输出信号通过光纤输入近端机的数字中频可调带宽选频模 块，数字中频可调带宽选频模块的输出连接到变频模块中的上变频单元的输入端，变频模块 中的上变频单元的输出端，连接到双工器的输入端。
本实用新型采用FPGA数字滤波的处理技术，由于其开放的可编程操作，在各参数上可 以进行更具灵活的调试，且成本较低，是比较好的实现方案。运用软件无线电技术，先将射 频前端的无线信号变到中频，经过AD的带通采样达到可操作范围，再运用功能强大的FPGA 器件对数字化后的中频信号进行数字下变频并进行多级的低通滤波处理，通过MCU监控处 理单元对FPGA滤波器系数的配置，可以调整每个信道载波的带宽，带宽变化范围可以达到 使用要求。处理的载波容量根据FPGA资源的分配情况最少可以处理设置双向4路3. 84M带宽 的载波，最多可以处理设置双向12路200K带宽的载波，各载波的总带宽不小于24M，并能 在24M频带内任意点移动，基本能够满足目前各种不同制式不同带宽应用的需要。
图1是本实用新型一种载波带宽可调的数字选频光纤站的连接及原理总框图； 图2是数字中频可调带宽选频模块原理示意图； 图3是近端变频模块工作示意图； 图4是远端变频模块工作示意图。
具体实施方式
参照附图，本发明的构造特征在于包括近端机和远端机，其特征在于所述的近端机 是由双工器、变频模块、数字中频可调带宽选频模块组成；所述的变频模块是由下变频单元和上变频单元组成；所述的数字中频可调带宽选频模块是由A^单元、D/A单元、基带数字 处理单元以及光纤收发单元组成；
数字选频光纤站基站的下行链路为主天线的下行信号耦合接入双工器，双工器的输出 连接到变频模块中的下变频单元的输入端，变频模块中的下变频单元的输出端又连接到数字 中频可调带宽选频模块中的A\D单元的输入端，数字中频可调带宽选频模块中的A\D单元的 输出端通过依次连接基带数字处理单元和光纤收发单元，再通过光纤与远端机相连接；
所述的远端机是由数字中频可调带宽选频模块、变频模块、大功率线性功放、低噪放、 双工器、重发天线组成，近端机输出信号通过光纤输入远端机的数字中频可调带宽选频模块， 数字中频可调带宽选频模块的输出连接到变频模块的输入端，变频模块输出端连接到大功率 线性功放的输入端，大功率线性功放的输出端连接到双工器的输入端，双工器输出端连接到 重发天线；
.数字选频光纤站基站的上行链路为来自重发天线的上行信号耦合接入双工器，再通过 上行低噪放大器，输入变频模块的上变频单元，
上变频单元的输出又连接到数字中频可调带宽选频模块中的DA单元的输入端，数字中频可 调带宽选频模块中的DA单元的输出端通过依次连接基带数字处理单元和光纤收发单元，再 通过光纤与近端机相连接；远端机输出信号通过光纤输入近端机的数字中频可调带宽选频模 块，数字中频可调带宽选频模块的输出连接到变频模块中的上变频单元的输入端，变频模块 中的上变频单元的输出端，连接到双工器的输入端。 具体说明如下
1、 系统工作通路
参阅图1，下行链路是下行信号通过耦合器从基站主天线的下行信号耦合至双工器， 经过变频模块的下变频将其下变至中频信号，然后由数字中频可调带宽选频模块进行AD采 样并进行数字域的信号处理后，按一定帧格式(CPRI帧)打包成串行数据由数字光端机传输 至远端机，远端机的数字中频可调带宽选频模块收到数据后对其进行解帧、配置后，再由D/A 将其恢复为中频信号，再经变频模块的上变频将其上变至射频信号，最后射频信号经大功率 线性功放放大再经双工器滤波从重发天线发射至覆盖区域。反之上行链路从重发天线接收， 经过相类似的模块，最后通过耦合器将信号耦合至基站。
2、 数字中频可调带宽选频模块的工作流程
参阅图2，信号输入链路是前端变频后的中频信号经过AD的带通采样达到FPGA可操作 范围，通过FPGA芯片对AD采样后的数字信号进行数字下变频并进行多级的低通滤波和信道带 宽选择处理，信号经过"F变频到基带信号，然后按标准CPRI帧格式对数据进行组帧打包并通过Sedes(Serial Deserial串并、并串器件)模块将串行数据经光收发模块发送到远端机；信 号输出链路是将光收发模块接收到的串行数据通过Sedes模块并由FPGA对其进行CPRI解帧将 各载波转为基带信号，然后通过数字上变频和多级的低通滤波和信道带宽选择处理将各载波 恢复到相应频点，接着进行载波数据叠加，最后通过DA将信号还原为中频信号；其中，时钟 产生及分配模块负责对AD、 DA、 FPGA和Ssdes等模块提供参考时钟，MCU负责对各功能单元进 行数据配置和有效监控。
3、变频模块的工作流程
近端变频模块下行链路RF信号进来后先通过介质滤波器后经高线性混频器下变频到以 99.2M为中心的中频，其带宽范围24M带宽，中频信号再经中频放大后经过中频声表滤波器 进行中频滤波处理，再放大后输出中频信号。
上行链路IF为99.2M的中频信号先经中频声表滤波器进行中频滤波处理，放大后再经 高线性混频器LT5521上变频到RF信号，该有源芯片插损小才ldB，同时L0-IF的隔离很好 有59dB,混频后再经两级滤波，放大后输出输出RF信号。
其中锁相环采用LMX2531芯片，是一个VC0+PLL的集成芯片，比以往的VC0+PLL分别独立 体积小，其参考时钟须采用数字中频可调带宽选频模块提供的时钟，以保证信号同步，CPU 负责对其进行锁相控制。反之远端上下行变频链路经过相类似的步骤。
权利要求1. 一种数字选频光纤站，包括近端机和远端机，其特征在于所述的近端机是由双工器、变频模块、数字中频可调带宽选频模块组成；所述的变频模块是由下变频单元和上变频单元组成；所述的数字中频可调带宽选频模块是由A\D单元、D/A单元、基带数字处理单元以及光纤收发单元组成；数字选频光纤站基站的下行链路为主天线的下行信号耦合接入双工器，双工器的输出连接到变频模块中的下变频单元的输入端，变频模块中的下变频单元的输出端又连接到数字中频可调带宽选频模块中的A\D单元的输入端，数字中频可调带宽选频模块中的A\D单元的输出端通过依次连接基带数字处理单元和光纤收发单元，再通过光纤与远端机相连接；所述的远端机是由数字中频可调带宽选频模块、变频模块、大功率线性功放、低噪放、双工器、重发天线组成，近端机输出信号通过光纤输入远端机的数字中频可调带宽选频模块，数字中频可调带宽选频模块的输出连接到变频模块的输入端，变频模块输出端连接到大功率线性功放的输入端，大功率线性功放的输出端连接到双工器的输入端，双工器输出端连接到重发天线；数字选频光纤站基站的上行链路为来自重发天线的上行信号耦合接入双工器，再通过上行低噪放大器，输入变频模块的上变频单元，上变频单元的输出又连接到数字中频可调带宽选频模块中的D\A单元的输入端，数字中频可调带宽选频模块中的D\A单元的输出端通过依次连接基带数字处理单元和光纤收发单元，再通过光纤与近端机相连接；远端机输出信号通过光纤输入近端机的数字中频可调带宽选频模块，数字中频可调带宽选频模块的输出连接到变频模块中的上变频单元的输入端，变频模块中的上变频单元的输出端，连接到双工器的输入端。
专利摘要本实用新型提供一种载波带宽可调的数字选频光纤站，运用软件无线电技术，先将射频前端的无线信号变到中频，经过AD的带通采样达到可操作范围，再运用功能强大的FPGA器件对数字化后的中频信号进行数字下变频并进行多级的低通滤波处理，通过MCU监控处理单元对FPGA滤波器系数的配置，可以调整每个信道载波的带宽，带宽变化范围可以达到使用要求。处理的载波容量根据FPGA资源的分配情况最少可以处理设置双向4路3.84M带宽的载波，最多可以处理设置双向12路200K带宽的载波，各载波的总带宽不小于24M，并能在24M频带内任意点移动，基本能够满足目前各种不同制式不同带宽应用的需要。
文档编号H04B10/29GK201243292SQ20082010298
公开日2009年5月20日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者董文峰 申请人:福建三元达通讯股份有限公司