专利名称：一种支持mimo的wimax射频远端系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种支持MIMO的WIMAX射频远端系统。
背景技术：
移动通信技术正在飞速的发展当中，早在2007年10月，ITU(International Telegraph Union，国际电信联盟)就宣布批准 WIMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入)成为ITU移动无线标准，这也意味着WIMAX已经被 正式批准为第三代移动通信标准中的一名正式成员，成为全球第四大3G标准，因此WIMAX 基站的研发对各个制造商也显得尤为重要。MIMO (Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)技术可以提高通信系 统的容量、频谱利用率并可提高数据传输率。目前现有技术中的WIMAX射频远端系统多为 单天线设备，很少有支持MIMO技术的，即使能支持MIMO技术，但又不具有可由用户进行 简单配置即可实现WIMAX射频远端系统工作在不同工作频段的功能；而且现有技术中的 WIMAX射频远端系统的信道带宽固定，不支持多种信道带宽，如果要在不同区域、不同时段 使用WIMAX射频远端系统就需要多个不同信道带宽的WIMAX射频远端系统，对用户来说提 高了生产成本。
发明内容
本发明提供了一种支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其进行简单配置可以实现工 作在不同工作频段的功能，且能降低用户的生产成本。本发明的技术方案是一种支持MIMO的WIMAX射频远端系统，包括至少两个通道， 每个通道包括腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元、数模转换单元、现场可编程门阵 列单元、串并转换单元和电光转换单元；所述腔体滤波器的一端与天线连接，另一端依次通过低噪放与功放单元、变频单 元、数模转换单元、现场可编程门阵列单元、串并转换单元和所述电光转换单元的一端连 接；所述电光转换单元的另一端与室内基带处理单元连接；所述电光转换单元与室内基带 处理单元的连接接口协议可以为OBSAI RP3-01协议或CPRI协议，且本发明WIMAX射频远 端系统支持菊花链级连方式组网。从天线接收WIMAX信号经过所述腔体滤波器对工作带外的信号进行抑制后输出 到所述低噪放与功放单元进行低噪声放大处理，低噪声放大后的信号输出到所述变频单元 进行下变频到中频信号，所述数模转换单元将所述中频信号模数转换为数字中频信号输出 到所述现场可编程门阵列单元，所述现场可编程门阵列单元对所述数字中频信号进行数字 下变频处理为数字基带信号、再对所述数字基带信号进行组帧处理后输出到所述串并转换 单元进行并串转换，所述电光转换单元将所述并串转换后的信号转换为光信号输出到所述 室内基带处理单元；从所述室内基带处理单元传输过来的信号经过所述电光转换单元、串并转换单元的转换后送入所述现场可编程门阵列单元进行解帧处理为数字基带信号，所述现场可编程 门阵列单元再将所述数字基带信号上变频为数字中频信号输出到所述数模转换单元进行 数模转换为中频信号，所述变频单元将所述中频信号上变频为射频信号经过所述低噪放与 功放单元的功放处理后输出到所述腔体滤波器，所述腔体滤波器对工作带外的信号进行抑 制后将射频信号再经过天线发射出去。本发明的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，包括至少两个通道，这些通道可以并 行的通过相应的天线发射或接收射频信号，能支持MIMO技术，在WIMAX信号频段变化不 大的情况下可以通过更换腔体滤波器即可使WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，在 WIMAX信号频段变化大的情况下通过更换腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元即可使 WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，不需要更换整个WIMAX射频远端系统，节约了生产 成本；而且通过设置现场可编程门阵列单元即可改变本发明的WIMAX射频远端系统的信道 带宽，用户可以根据需要灵活设置现场可编程门阵列单元，可以在不同区域、不同时段使用 本发明的WIMAX射频远端系统，对用户来说节约了生产成本。
图1是本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统在一实施例中的结构原理示意图；图2是本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统在又一实施例中的结构原理示意 图；图3是本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统在另一实施例中的结构原理示意 图；图4是本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统中变频单元在一实施例中的内部 结构示意图；图5是本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统中变频单元在又一实施例中的内 部结构示意图。
具体实施例方式本发明的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，包括至少两个通道，这些通道可以并 行的通过相应的天线发射或接收数据信号，能支持MIMO技术，在WIMAX信号频段变化不 大的情况下可以通过更换腔体滤波器即可使WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，在 WIMAX信号频段变化大的情况下通过更换腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元即可使 WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，不需要更换整个WIMAX射频远端系统，节约了生产 成本；而且通过设置现场可编程门阵列单元即可改变本发明的WIMAX射频远端系统的信道 带宽，用户可以根据需要灵活设置现场可编程门阵列单元，可以在不同区域、不同时段使用 本发明的WIMAX射频远端系统，对用户来说节约了生产成本。下面结合附图和具体实施例对本发明做一详细的阐述。本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统可以工作在TDD (Time Division Duplexing，时分双工)制式，其包括至少两个通道，每个通道如图1 (图1只是示出了其中 一个通道的结构原理图)，包括腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元、数模转换单元、 现场可编程门阵列单元、串并转换单元和电光转换单元；
所述腔体滤波器的一端与天线连接，另一端依次通过低噪放与功放单元、变频单 元、数模转换单元、现场可编程门阵列单元、串并转换单元和所述电光转换单元的一端连 接；所述电光转换单元的另一端与室内基带处理单元BBU连接；该WIMAX射频远端系统的上行链路(接收机链路)的信号处理过程为从天线 接收WIMAX信号经过所述腔体滤波器对工作带外的信号进行抑制后输出到所述低噪放与 功放单元进行低噪声放大处理，低噪声放大后的信号输出到所述变频单元进行下变频到中 频信号，所述数模转换单元将所述中频信号模数转换为数字中频信号输出到所述现场可编 程门阵列单元，所述现场可编程门阵列单元对所述数字中频信号进行数字下变频处理为数 字基带信号、再对所述数字基带信号进行组帧处理后输出到所述串并转换单元进行并串转 换，所述电光转换单元将所述并串转换后的信号转换为光信号输出到所述室内基带处理单 元；该WIMAX射频远端系统的下行链路(发射机链路)的信号处理过程为从所述室 内处理单元传输过来的信号经过所述电光转换单元、串并转换单元的转换后送入所述现场 可编程门阵列单元进行解帧处理为数字基带信号，所述现场可编程门阵列单元再将所述数 字基带信号上变频为数字中频信号输出到所述数模转换单元进行数模转换为中频信号，所 述变频单元将所述中频信号上变频为射频信号经过所述低噪放与功放单元的功放处理后 输出到所述腔体滤波器，所述腔体滤波器对工作带外的信号进行抑制后将射频信号再经过 天线发射出去。 本发明的WIMAX射频远端系统由于包括至少两个通道，这些通道可以并行的通过 相应的天线发射或接收数据信号，能支持MIMO技术，且本发明的WIMAX射频远端系统在 WIMAX信号频段变化不大的情况下可以通过更换腔体滤波器即可使WIMAX射频远端系统工 作在不同的频段，在WIMAX信号频段变化大的情况下通过更换腔体滤波器、低噪放与功放 单元、变频单元即可使WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，不需要更换整个WIMAX射频 远端系统，节约了生产成本。现场可编程门阵列单元，即FPGA (Field-Programmable Gate Array，现场可编程 门阵列)，工作时需要对FPGA内的RAM进行编程，用户可以根据不同的配置模式，采用不同 的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA 进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。 FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PR0M编程器即可。当需要修改 FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同 的电路功能，因此FPGA的使用非常灵活。所以通过设置现场可编程门阵列单元即可改变本 发明的WIMAX射频远端系统的信道带宽，用户可以根据需要灵活设置现场可编程门阵列单 元，可以在不同区域、不同时段使用本发明的WIMAX射频远端系统，对用户来说节约了生产 成本。在一实施例中，本发明WIMAX射频远端系统还包括第一滤波器，如图2，连接在所 述数模转换单元和所述变频单元之间，用于对所述变频单元输出的中频信号进行抗混叠带 通滤波，或对所述数模转换单元输出的中频信号的信道带宽外的杂散信号进行滤波。以使 所述数模转换单元和变频单元输出比较纯净的中频信号。在具体实施中，所述第一滤波器 可以包括LC带通滤波器。
在一实施例中，如图3，本发明WIMAX射频远端系统还包括时钟提取单元，其一端 与所述室内基带处理单元连接，另一端分别与所述串并转换单元、现场可编程门阵列单元、 变频单元、数模转换单元连接，用于从所述室内基带处理单元的帧频率中提取时钟信号，并 将所述时钟信号输出到所述串并转换单元、现场可编程门阵列单元、变频单元、数模转换单 元。这样可以保证本发明WIMAX射频远端系统与室内基带处理单元的时钟信号是同步的。 在具体实施时，所述时钟提取单元可以包括锁相环电路和时钟分发单元，所述锁相环电路 的输入端与所述室内基带处理单元连接，输出端通过所述时钟分发单元分别与所述串并转 换单元、现场可编程门阵列单元、变频单元、数模转换单元连接，锁相环电路用于从所述室 内基带处理单元帧频率中提取锁定时钟信号并输出到所述时钟分发单元，所述时钟分发单 元将所述时钟信号分别输出到所述串并转换单元、现场可编程门阵列单元、变频单元、数模 转换单元。另外，为了满足本发明WIMAX射频远端系统对变频单元中本振的相位噪声的要 求，在时钟分发单元和所述变频单元之间还可以连接有时钟提纯电路，以提高变频单元本 振的相位噪声。在一实施例中，所述变频单元包括上变频电路和下变频电路，如图4，所述下变频 电路用于将所述低噪放与功放单元输出的信号下变频到中频信号；所述上变频电路用于将 所述数模转换单元输出的中频信号上变频到射频信号。在一实施例中，所述变频单元还包括第二滤波器，如图5，所述第二滤波器用于滤 除所述变频单元的本振信号及镜像干扰。以减少所述变频单元的本振信号及镜像干扰的 影响。在具体实施中，所述第二滤波器可以包括陶瓷滤波器，所述串并转换单元可以包括 SERDES 电路。需要说明的是，本发明支持MIMO的WIMAX射频远端系统虽然为多通道设备，每个 通道的上下行链路技术方案相同，但用户也可以使用其中一个通道进行发射或接收射频信 号，同样也可以实现单通道射频远端系统的功能。本发明的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，由于包括至少两个通道，这些通道可 以并行的通过相应的天线发射或接收数据信号，能支持MIMO技术，且在WIMAX信号频段变 化不大的情况下可以通过更换腔体滤波器即可使WIMAX射频远端系统工作在不同的频段， 在WIMAX信号频段变化大的情况下通过更换腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元即 可使使WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，不需要更换整个WIMAX射频远端系统，节约 了生产成本；而且通过设置现场可编程门阵列单元即可改变本发明的WIMAX射频远端系统 的信道带宽，用户可以根据需要灵活设置现场可编程门阵列单元，可以在不同区域、不同时 段使用本发明的WIMAX射频远端系统，对用户来说节约了生产成本。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范 围之内。
权利要求
一种支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于，包括至少两个通道，每个通道包括腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元、数模转换单元、现场可编程门阵列单元、串并转换单元和电光转换单元；所述腔体滤波器的一端与天线连接，另一端依次通过低噪放与功放单元、变频单元、数模转换单元、现场可编程门阵列单元、串并转换单元和所述电光转换单元的一端连接；所述电光转换单元的另一端与室内基带处理单元连接；从天线接收WIMAX信号经过所述腔体滤波器对工作带外的信号进行抑制后输出到所述低噪放与功放单元进行低噪声放大处理，低噪声放大后的信号输出到所述变频单元进行下变频到中频信号，所述数模转换单元将所述中频信号模数转换为数字中频信号输出到所述现场可编程门阵列单元，所述现场可编程门阵列单元对所述数字中频信号进行数字下变频处理为数字基带信号、再对所述数字基带信号进行组帧处理后输出到所述串并转换单元进行并串转换，所述电光转换单元将所述并串转换后的信号转换为光信号输出到所述室内基带处理单元；从所述室内处理单元传输过来的信号经过所述电光转换单元、串并转换单元的转换后送入所述现场可编程门阵列单元进行解帧处理为数字基带信号，所述现场可编程门阵列单元再将所述数字基带信号上变频为数字中频信号输出到所述数模转换单元进行数模转换为中频信号，所述变频单元将所述中频信号上变频为射频信号经过所述低噪放与功放单元的功放处理后输出到所述腔体滤波器，所述腔体滤波器对工作带外的信号进行抑制后将射频信号再经过天线发射出去。
2.根据权利要求1所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于每个通道还 包括第一滤波器，连接在所述数模转换单元和所述变频单元之间，用于对所述变频单元输 出的中频信号进行抗混叠带通滤波，或对所述数模转换单元输出的中频信号的信道带宽外 的杂散信号进行滤波。
3.根据权利要求2所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于每个通道还 包括时钟提取单元，其一端与所述室内基带处理单元连接，另一端分别与所述变频单元、数 模转换单元、串并转换单元、现场可编程门阵列单元连接；所述时钟提取单元用于从所述室内基带处理单元的帧频率中提取时钟信号，并将所述 时钟信号输出到所述变频单元、数模转换单元、串并转换单元、现场可编程门阵列单元。
4.根据权利要求3所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于所述时钟提 取单元包括锁相环电路和时钟分发单元，所述锁相环电路的输入端与所述室内基带处理单 元连接，输出端分别与所述变频单元、数模转换单元、串并转换单元、现场可编程门阵列单 元连接；所述锁相环电路用于从所述室内基带处理单元的帧频率中提取锁定时钟信号，并将所 述时钟信号通过时钟分发单元输出到所述变频单元、数模转换单元、串并转换单元、现场可 编程门阵列单元。
5.根据权利要求4所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于在所述时钟 分发单元和所述变频单元之间还连接有用于提高所述变频单元相位噪声的时钟提纯电路。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征 在于所述变频单元包括上变频电路和下变频电路；2所述下变频电路用于将所述低噪放与功放单元输出的信号下变频到中频信号； 所述上变频电路用于将所述数模转换单元输出的中频信号上变频到射频信号。
7.根据权利要求6所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于所述变频单 元还包括第二滤波器，所述第二滤波器用于滤除所述变频单元的本振信号及镜像干扰。
8.根据权利要求2所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于所述第一滤 波器包括LC带通滤波器。
9.根据权利要求7所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特征在于所述第二滤 波器包括陶瓷滤波器。
10.根据权利要求1至5任一权利要求所述的支持MIMO的WIMAX射频远端系统，其特 征在于所述串并转换单元包括SERDES电路。
全文摘要
本发明公开了一种支持MIMO的WIMAX射频远端系统，包括至少两个通道，每个通道包括腔体滤波器、低噪放与功放单元、变频单元、数模转换单元、现场可编程门阵列单元、串并转换单元和电光转换单元；腔体滤波器的一端与天线连接，另一端依次通过低噪放与功放单元、变频单元、数模转换单元、现场可编程门阵列单元、串并转换单元和电光转换单元的一端连接；电光转换单元的另一端与室内基带处理单元连接。本发明可以通过更换腔体滤波器即可使WIMAX射频远端系统工作在不同的频段，节约了生产成本；而且通过设置现场可编程门阵列单元即可改变本发明的WIMAX射频远端系统的信道带宽，用户可以根据需要灵活设置现场可编程门阵列单元。
文档编号H04W88/08GK101882950SQ20091003926
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者刁穗东, 周进青, 帅福利, 朱俊杰, 赖文强, 赖权, 黄锦华 申请人:京信通信系统(中国)有限公司