专利名称：一种数字化的catv无线信号分布系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及一种数字化的CATV (Community Antenna Television)无线信号分布系统。
背景技术：
目前数字射频拉远系统(数字光纤直放站)在运营商的网络建设中已经十分普及， 它输出功率大，组网方式灵活，对信源基站干扰小，但是由于传输媒介采用光缆，带来两个方面的问题，一是设备成本高，需要采用昂贵的数字光端机，二是需要专门的光纤熔接机熔接，施工成本高，进度慢，而在商场、小区、办公楼等实际室内分布应用场景中，很多情况下有源设备之间的距离并不大，一般不超过300米。
实用新型内容本实用新型的要解决的技术问题是提供一种数字化的CATV无线信号分布系统以解决现有数字光纤直放站成本高、施工不便的缺点。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是提供一种数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于包括信源、近端机、远端机、发射天线；所述近端机通过CATV 闭路线与远端机连接；所述近端机包括双工器、上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、 时钟电路、成帧/解帧芯片；所述近端机的双工器与信源连接；所述近端机的上变频单元、 下变频单元均与近端机的双工器连接；所述近端机的模数转换单元的一端与近端机的下变频单元连接，并且近端机的模数转换单元的另一端接于近端机的成帧/解帧芯片；所述近端机的数模转换单元的一端与近端机的上变频单元连接，并且近端机的数模转换单元的另一端接于近端机的成帧/解帧芯片；所述近端机的上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、成帧/解帧芯片均与近端机的时钟电路连接；所述CATV闭路线从近端机的成帧/解帧芯片接出；所述远端机包括成帧/解帧芯片、模数转换单元、数模转换单元、上变频单元、下变频单元、功率放大器、低噪声放大器、双工器、时钟电路；CATV闭路线从远端机的成帧/解帧芯片接入；所述远端机的数模转换单元的一端与远端机的成帧/解帧芯片连接，且远端机的数模转换单元的另一端与远端机的下变频单元连接；所述远端机的模数转换单元的一端与远端机的成帧/解帧芯片连接，且远端机的模数转换单元的另一端与远端机的上变频单元连接；所述远端机的上变频单元与远端机的低噪声放大器连接；所述远端机的下变频单元与远端机的功率放大器连接；所述远端机的低噪声放大器、功率放大器均与远端机的双工器连接；所述远端机的上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、成帧/ 解帧芯片均与远端机的时钟电路连接；所述远端机的双工器与发射天线连接。所述CATV闭路线传输的无线信号至少包括CDMA信号、GSM信号、WCDMA信号。所述近端机的成帧/解帧芯片设置有数字下变频单元。[0009]所述近端机的模数转换单元及远端机的模数转换单元均设置有抗混叠滤波器。所述近端机的数模转换单元及远端机的数模转换单元均设置有抗镜像滤波器。所述近端机的时钟电路及远端机的时钟电路均设置有时钟管理芯片。本实用新型提供的数字化的CATV无线信号系统，将无线信号转换成数字基带信号在CATV闭路线中传输，简化了接机设备，具有成本低、施工方便、传输距离远、支持监控要求等优点。
图1为数字化的CATV无线信号分布系统近端机原理图。图2为数字化的CATV无线信号分布系统远端机原理图。图3为模数转换单元采样原理图。图4为数模转换单元采样原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。该数字化的CATV无线信号分布系统包括信源、近端机、远端机、发射天线；近端机通过CATV闭路线与远端机连接。如图1所示，近端机包括双工器、上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、时钟电路、成帧/解帧芯片；所述近端机的双工器与信源连接；所述近端机的上变频单元、下变频单元均与近端机的双工器连接；所述近端机的模数转换单元的一端与近端机的下变频单元连接，并且近端机的模数转换单元的另一端接于近端机的成帧/解帧芯片；所述近端机的数模转换单元的一端与近端机的上变频单元连接，并且近端机的数模转换单元的另一端接于近端机的成帧/解帧芯片；所述近端机的上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、成帧/解帧芯片均与近端机的时钟电路连接；所述CATV闭路线从近端机的成帧/解帧芯片接出。如图2所示，远端机包括成帧/解帧芯片、模数转换单元、数模转换单元、上变频单元、下变频单元、功率放大器、低噪声放大器、双工器、时钟电路；CATV闭路线从远端机的成帧/解帧芯片接入；所述远端机的数模转换单元的一端与远端机的成帧/解帧芯片连接，且远端机的数模转换单元的另一端与远端机的下变频单元连接；所述远端机的模数转换单元的一端与远端机的成帧/解帧芯片连接，且远端机的模数转换单元的另一端与远端机的上变频单元连接；所述远端机的上变频单元与远端机的低噪声放大器连接；所述远端机的下变频单元与远端机的功率放大器连接；所述远端机的低噪声放大器、功率放大器均与远端机的双工器连接；所述远端机的上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、成帧/解帧芯片均与远端机的时钟电路连接；所述远端机的双工器与发射天线连接。 CATV闭路线传输的无线信号至少包括CDMA信号、GSM信号、WCDMA信号。近端机的成帧/解帧芯片设置有数字下变频单元。近端机的模数转换单元及远端机的模数转换单元均设置有抗混叠滤波器。近端机的数模转换单元及远端机的数模转换单元均设置有抗镜像滤波器。近端机的时钟电路及远端机的时钟电路均设置有时钟管理芯片。 信号下行链路方向由信源发出的信号通过近端机的双工器滤波后进入近端机的下变频单元，经过频率变换转变为模拟中频信号，模拟中频信号经过近端机的模数转换单元后转换成数字信号，数字信号经过近端机的成帧/解帧芯片成帧，数字信号经CATV闭路线输送到远端机的成帧/解帧芯片解帧，解帧后的数字信号经过远端机的数模转换单元转换成模拟中频信号，模拟中频信号经远端机的上变频单元及功率放大器恢复为由信源发出的信号，经远端机的双工器过滤后筛选出工作频段的下行无线信号并通过发射天线发射出去。信号上行链路方向来自手机的无线信号由远端机的双工器滤波后经远端机的低噪声放大器进入下变频单元转变成模拟中频信号，模拟中频信号进入模数转换单元，模拟中频信号经过远端机的模数转换单元后转换成数字信号，数字信号经过远端机的成帧/解帧芯片成帧，数字信号经CATV闭路线输送到近端机的成帧/解帧芯片解帧，解帧后的数字信号经过近端机的数模转换单元转换成模拟中频信号，模拟中频信号经近端机的上变频单元及双工器筛选出工作频段的上行无线信号并由信源接收。近端机的成帧/解帧芯片内部比较复杂，根据数据通道分成下行部分和上行部分。 下行部分近端机需要下发数据给各个远端机，由于模数转换单元采样率为61. 44Mbit/s,
每个采样数据的周期T为—
61.44M
=16. 276ns, 一方面近端机需要下发数据给很多个远端机，在现有普通的FPGA (Field 一 Programmable Gate Array)芯片内部并行处理这么多通道的高速数据是很困难的，另一方面直接传送这么高速的数据到远端机，对远端机的时钟抖动也要求很高，数据如果不能在时钟有效窗内被正确采样就会失真，而远端机的参考时钟本来就是靠数据链路恢复出来的同步时钟，时钟精度根本达不到这个要求。针对这个问题，在近端机成帧/解帧芯片内部的下行部分设计了数字下变频单元，对模数转换单元采样后的数据进行25倍的抽取，降低码率到2. 4576 Mbit/s,经过数字下变频单元后数据再通过交换分发到各个远端机。在上行部分近端机需要汇聚各个远端机的上行信号，远端机返回的上行信号在帧头都携带了各个所属从机的编号信息，从1 N(N最大为25)，近端机的成帧/解帧芯片根据接收的从机编号信息和帧号信息，将各远端单元的相同帧号数字信息进行累加计算，将累加后的数据重新进行成帧发送给近端机的数模转换单元转换后变成上行射频信号返回信源基站端。远端机的成帧/解帧芯片内部相对简单，下行部分主要是解帧和同步，恢复成链路的同步参考时钟，提取出数据帧中的原始采样数据信息，去掉多余的校验码、帧头指示等信息；上行部分则相反，将模数转换单元采样后的原始数据信息，加上帧头指示、校验码等信息发送给近端机。数字化的CATV无线信号分布系统是一个严格同步的系统，需要用到好几个低抖动、低相位噪声的时钟，比如上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元，成帧/ 解帧芯片等，而且电平有LVDS，LVPECL, CMOS等各种不同电平标准，时钟的性能直接影响整个系统的工作。在数字化的CATV无线信号分布系统中采用了时钟管理芯片AD9516，这是一款将低相位噪声时钟发生和小于1 ps低抖动14通道时钟分配功能集成在一起的时钟集成电路。内部集成了 1个整数T /分频的频率合成器、2个参考输入端、1个压控振荡器(VCO)、 可编程驱动器、可调延迟线和14个时钟驱动器，包括LVPECI，LVDS和CMOS三种电平模式输出。由于片内集成了 VC0，省去了外部振荡器，同时也提高了系统设计的稳定性。3种电平模式时钟输出，丰富了接口方式，给系统设计提供了便利。在近端机的时钟电路内，时钟管理芯片AD9516的参考时钟由数字温补晶振提供， 由于同步的要求，远端机的时钟电路参考时钟并不能通过另外一个温补晶振直接提供，否则近端机和远端机的时钟起振频率相位不一致，会严重影响系统的频率误差，导致误码率剧增。针对这个问题，远端机的参考时钟必须由近端机传送到远端机的数字码流中恢复出来，通过近端机的成帧/解帧芯片，对传送到远端机的码流增加了帧头的同步信息，远端机的成帧/解帧芯片通过检测特定的帧头数据，恢复出链路同步时钟和基本帧号。如图3所示，模数转换单元设置有抗混叠滤波器，模数转换单元在模拟中频信号采样前，模拟中频信号先经过抗混叠滤波器，避免不同频带上同时存在的信号经采样后引起信号混叠。如图4所示，数模转换单元设置有抗镜像滤波器，数字信号经数模转换单元转换后，经过抗镜像滤波器筛选出模拟中频信号，过滤掉其他频带上的信号。该数字化的CATV无线信号分布系统支持星型、链型、环型多种组合组网结构。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于包括信源、近端机、远端机、发射天线；所述近端机通过CATV闭路线与远端机连接；所述近端机包括双工器、上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、时钟电路、成帧/解帧芯片；所述近端机的双工器与信源连接；所述近端机的上变频单元、下变频单元均与近端机的双工器连接；所述近端机的模数转换单元的一端与近端机的下变频单元连接，并且近端机的模数转换单元的另一端接于近端机的成帧/解帧芯片；所述近端机的数模转换单元的一端与近端机的上变频单元连接，并且近端机的数模转换单元的另一端接于近端机的成帧/解帧芯片；所述近端机的上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、成帧/解帧芯片均与近端机的时钟电路连接；所述CATV闭路线从近端机的成帧/解帧芯片接出；所述远端机包括成帧/解帧芯片、模数转换单元、数模转换单元、上变频单元、下变频单元、功率放大器、低噪声放大器、双工器、时钟电路；CATV闭路线从远端机的成帧/解帧芯片接入；所述远端机的数模转换单元的一端与远端机的成帧/解帧芯片连接，且远端机的数模转换单元的另一端与远端机的下变频单元连接；所述远端机的模数转换单元的一端与远端机的成帧/解帧芯片连接，且远端机的模数转换单元的另一端与远端机的上变频单元连接；所述远端机的上变频单元与远端机的低噪声放大器连接；所述远端机的下变频单元与远端机的功率放大器连接；所述远端机的低噪声放大器、功率放大器均与远端机的双工器连接；所述远端机的上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、成帧/解帧芯片均与远端机的时钟电路连接；所述远端机的双工器与发射天线连接。
2.按照权利要求1所述的数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于所述CATV闭路线传输的无线信号至少包括CDMA信号、GSM信号、WCDMA信号。
3.按照权利要求1所述的数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于所述近端机的成帧/解帧芯片设置有数字下变频单元。
4.按照权利要求1所述的数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于所述近端机的模数转换单元及远端机的模数转换单元均设置有抗混叠滤波器。
5.按照权利要求1所述的数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于所述近端机的数模转换单元及远端机的数模转换单元均设置有抗镜像滤波器。
6.按照权利要求1所述的数字化的CATV无线信号分布系统，其特征在于所述近端机的时钟电路及远端机的时钟电路均设置有时钟管理芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种数字化的CATV无线信号分布系统包括信源、近端机、远端机、发射天线；近端机通过CATV闭路线与远端机连接；近端机包括双工器、上变频单元、下变频单元、模数转换单元、数模转换单元、时钟电路、成帧/解帧芯片；近端机的双工器与信源连接；远端机包括成帧/解帧芯片、模数转换单元、数模转换单元、上变频单元、下变频单元、功率放大器、低噪声放大器、双工器、时钟电路；远端机的双工器与发射天线连接。该数字化的CATV无线信号系统，将无线信号转换成数字基带信号在CATV闭路线中传输，简化了接机设备，具有成本低、施工方便、传输距离远、支持监控要求等优点。
文档编号H04N7/10GK202268881SQ20112037394
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者唐鸿, 徐一睿, 方远兵 申请人:四川邮科通信技术有限公司