专利名称：多载波基站功率放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及移动通信网络覆盖领域，尤指多载波基站功率放大器。
背景技术：
现代无线移动通信的信息传输技术正朝着多载波、多电平、宽频带和高峰均比的方向发展，这就要求功率放大器不仅要具有良好的线性度还要具有很高的效率。因此，实现功率放大器高效率且高线性度工作，对于无线移动通信技术的发展有着十分重大的意义。目前，传统的基站功率放大器多采用单载波功率放大器(Single-Carrier PowerAmplifier，SCPA)，SCPA的线性度较差、效率较低，当基站需要扩容、载频需求量增大或者功 率线性度需要提高时，只能通过安装多个基站功率放大器或增加基站功率放大器的相应模块来满足需求，可见，由于线性度和效率的限制，传统的基站功率放大器无法满足移动通信高速发展的需求；并且，传统的基站功率放大器安装环境受限于塔顶或机房，这就使得基站功率放大器的覆盖范围有限，无法实现基站功率放大器灵活的拉远传输覆盖。综上所述，现有的单载波基站功率放大器无法满足移动通信网络深度覆盖、网络扩容的要求，也无法实现拉远传输覆盖。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种多载波基站功率放大器，用以解决现有的单载波基站功率放大器无法满足移动通信网络深度覆盖、网络扩容的要求，也无法实现拉远传输覆盖的问题。多载波基站功率放大器，包括第一数字接入控制单元，用于耦合、过滤基站传输的多载波射频信号，并转换为数字光信号；第一数字射频拉远单元，通过光纤与所述第一数字接入控制单元连接，用于将所述第一数字接入控制单元传输的数字光信号转换为多载波射频信号；第一多载波功率放大单元，与所述第一数字射频拉远单元连接，用于将所述第一数字射频拉远单元传输的多载波射频信号放大、滤波后通过天馈系统发射出去。本实用新型实施例提供的多载波基站功率放大器，包括第一数字接入控制单元，用于耦合、过滤基站传输的多载波射频信号，并转换为数字光信号；第一数字射频拉远单元，通过光纤与所述第一数字接入控制单元连接，用于将所述第一数字接入控制单元传输的数字光信号转换为多载波射频信号；第一多载波功率放大单元，与所述第一数字射频拉远单元连接，用于将所述第一数字射频拉远单元传输的多载波射频信号放大、滤波后通过天馈系统发射出去。该方案中的第一数字接入控制单元和第一数字射频拉远单元通过光纤连接，这样就可以实现将多载波基站功率放大器拉远传输覆盖；并且，采用了多载波功率放大单元，这样就可以使多载波基站功率放大器具有良好的线性度和较高的效率，从而可以满足无线移动通信网络深度覆盖、网络扩容的要求。
图I为本实用新型实施例多载波基站功率放大器的结构图；图2为本实用新型实施例中第一数字接入控制单元的结构示意图；图3为本实用新型实施例中第一数字射频拉远单元的结构示意图；图4为本实用新型实施例中第一多载波功率放大单元的结构示意图；图5为本实用新型实施例中多载波功率放大控制子单元的结构示意图；图6为本实用新型实施例一种优选的多载波基站功率放大器的结构图；图7本实用新型实施例中第二多载波功率放大单元的结构示意图；图8为本实用新型实施例中第二数字射频拉远单元的结构示意图；图9为本实用新型实施例中第二数字接入控制单元的结构示意图；图10为本实用新型实施例中基站、多载波基站功率放大器、移动终端之间的下行信号流向图；图11为本实用新型实施例中基站、多载波基站功率放大器、移动终端之间的上行信号流向图。
具体实施方式
针对现有的单载波基站功率放大器无法满足移动通信高速发展的需求，也无法实现拉远传输覆盖的问题，本实用新型实施例提供一种多载波基站功率放大器，该放大器的结构如图I所示,包括第一数字接入控制单元10，用于耦合、过滤基站2传输的多载波射频信号，并转换为数字光信号。第一数字射频拉远单元11，通过光纤与第一数字接入控制单元10连接，用于将第一数字接入控制单元10传输的数字光信号转换为多载波射频信号。第一多载波功率放大单元12，与第一数字射频拉远单元11连接，用于将第一数字射频拉远单元11传输的多载波射频信号放大、滤波后通过天馈系统3发射出去。其中，第一数字射频拉远单元11和第一多载波功率放大单元12可以作为两个单元单独设置，也可以设置在一个单元中。现有的基站功率放大器是设置在机房或塔顶的，不能实现信号的远距离传输和大范围覆盖，该方案中的基站功率放大器包括数字接入控制单元和数字射频拉远单元通过光纤连接，这样就可以实现多载波移动通信信号的远距离传输和大容量、大动态范围的信号覆盖；并且，采用了多载波功率放大单元，是采用前馈功放效率的两倍以上，这样就可以使多载波基站功率放大器具有良好的线性度和较高的效率，从而可以满足无线移动通信网络深度覆盖、网络扩容的要求。多载波基站功率放大器包括处理下行信号的下行链路和处理上行信号的上行链路，下面分别介绍下行链路和上行链路中多载波基站功率放大器的结构。针对下行链路具体的，如图2所示，上述第一数字接入控制单元10包括第一双工器101,用于稱合、过滤基站2传输的多载波射频信号。第一下变频子单元102，与第一双工器101连接，用于将第一双工器101过滤传输的多载波射频信号下变频为多载波模拟中频信号。第一模数转换ADC子单元103，与第一下变频子单元102连接，用于将第一下变频子单元102传输的多载波模拟中频信号转换为多载波数字中频信号。第一下行基带处理子单元104，与第一 ADC子单元103连接，用于将第一 ADC子单元103传输的多载波数字中频信号下变频为多载波基带信号，并低通滤波。第一光电转换子单元105，与第一下行基带处理子单元104连接，用于将第一下行基带处理子单元104传输的多载波基带信号转换为数字光信号。在图2中示出的第一数字接入控制单元10还包括第一监控子单元106，与第一双工器101、第一下变频子单元102、第一 ADC子单元103、第一下行基带处理子单元104和第一光电转换子单元105连接，用于监控第一双工器
101、第一下变频子单元102、第一 ADC子单元103、第一下行基带处理子单元104和第一光电转换子单元105的数据。第一电源子单元107，与第一双工器101、第一下变频子单元102、第一 ADC子单元
103、第一下行基带处理子单元104、第一光电转换子单元105和第一监控子单元106连接，用于为第一双工器101、第一下变频子单元102、第一 ADC子单元103、第一基带处理子单元
104、第一光电转换子单元105和第一监控子单元106供电。具体的，如图3所示，上述第一数字射频拉远单元11包括第二光电转换子单元110，用于将第一数字接入控制单元10传输的数字光信号转换为多载波基带信号。第二下行基带处理子单元111，与第二光电转换子单元110连接，用于将第二光电转换子单元110传输的多载波基带信号上变频为多载波数字中频信号。 第一数模转换DAC子单元112，与第二下行基带处理子单元111连接，用于将第二下行基带处理子单元111传输的多载波数字中频信号转换为多载波模拟中频信号。第一上变频子单元113，与第一 DAC子单元112连接，用于将第一 DAC子单元112传输的多载波模拟中频信号上变频为多载波射频信号。在图3中示出的第一数字射频拉远单元11还包括第二监控子单元114，与第二光电转换子单元110、第二下行基带处理子单元111、第一 DAC子单元112和第一上变频子单元113连接，用于监控第二光电转换子单元110、第二下行基带处理子单元111、第一 DAC子单元112和第一上变频子单元113的数据。第二电源子单元115，与第二光电转换子单元110、第二下行基带处理子单元111、第一 DAC子单元112、第一上变频子单元113和第二监控子单元114连接，用于为第二光电转换子单元110、第二下行基带处理子单元111、第一 DAC子单元112、第一上变频子单元113和第二监控子单元114供电。具体的，如图4所示，上述第一多载波功率放大单元12包括多载波功率放大控制子单元120，用于放大第一数字射频拉远单元11传输的多载波射频信号。第一双工滤波器121，与多载波功率放大控制子单元120连接，用于过滤多载波功率放大控制子单元120传输的多载波射频信号后，传输给天馈系统3。上述第一多载波功率放大单元12可以与上述第一数字射频拉远单元11共用第二监控子单元114和第二电源子单元115。具体的，如图5所示，上述多载波功率放大控制子单元120包括多载波分配器1200、小功率合成器1201和多载波功率放大器MCPA1202。第一上变频子单元传输的多载波射频信号经过多载波分配器1200分配给各个信道，然后再由小功率合成器1201合成，由多载波功率放大器MCPA1202放大后传输给第一双工滤波器121，从而实现对多载波射频信号的同时放大。针对上行链路具体的,如图6所示,上述多载波基站功率放大器I还包括第二多载波功率放大单元13，用于对天馈系统3接收到的上行射频信号进行滤波、放大。·第二数字射频拉远单元14，与第二多载波功率放大单元13连接，用于将第二多载波功率放大单元13传输的上行射频信号转化为数字光信号。第二数字接入控制单元15，通过光纤与第二数字射频拉远单元14连接，用于将第二数字射频拉远单元14传输的数字光信号转化为多载波射频信号，耦合后传输给基站2。其中，第二数字射频拉远单元14和第二多载波功率放大单元13可以作为两个单元单独设置，也可以设置在一个单元中。具体的，如图7所示，上述第二多载波功率放大单元13包括第二双工滤波器130，用于过滤天馈系统3接收到的上行射频信号。低噪声功放子单元131，与第二双工滤波器130连接，用于放大第二双工滤波器130传输的上行射频信号。具体的，如图8所示，上述第二数字射频拉远单元14包括第二下变频子单元140，用于将第二多载波功率放大单元13传输的上行射频信号下变频为多载波模拟中频信号。第二 ADC子单元141，与第二下变频子单元140连接，用于将第二下变频子单元140传输的多载波模拟中频信号转换为多载波数字中频信号。第一上行基带处理子单元142，与第二 ADC子单元141连接，用于将第二 ADC子单元141传输的多载波数字中频信号下变频为多载波基带信号，并进行低波滤通。第三光电转换子单元143，与第一上行基带处理子单元142连接，用于将第一上行基带处理子单元142传输的多载波基带信号转换为数字光信号。上述第二多载波功率放大单元13和第二数字射频拉远单元14可以与上述第一数字射频拉远单元11共用第二监控子单元114和第二电源子单元115。具体的，如图9所示，上述第二数字接入控制单元15包括第四光电转换子单元150，用于将第二数字射频拉远单元14传输的数字光信号转换为多载波数字基带信号。第二上行基带处理子单元151，与第四光电转换子单元150连接，用于将第四光电转换子单元150传输的多载波数字基带信号滤波后，上变频为多载波数字中频信号。第二 DAC子单元152，与第二上行基带处理子单元151连接，用于将第二上行基带处理子单元151传输的多载波数字中频信号转换为多载波模拟中频信号。第二上变频子单元153，与第二 DAC子单元152连接，用于将第二 DAC子单元152传输的多载波模拟中频信号上变频为多载波射频信号。第二双工器154，与第二上变频子单元153连接，用于过滤第二上变频子单元153传输的多载波射频信号，耦合后传输给基站2。上述第二数字接入控制单元15可以与上述第一数字接入控制单元10共用第一监控子单元106和第一电源子单元107。上述多载波基站功率放大器I可以只包含第一数字接入控制单元10、第一数字射频拉远单元11、第一多载波功率放大单元12，这样该多载波基站功率放大器只能处理下行信号；也可以只包含第二多载波功率放大单元13、第二数字射频拉远单元14、第二数字接入控制单元15，这样该多载波基站功率放大器只能处理上行信号；当然也可以同时包含第一数字接入控制单元10、第一数字射频拉远单元11、第一多载波功率放大单元12、第二多载波功率放大单元13、第二数字射频拉远单元14、第二数字接入控制单元15，这样该多载波基站功率放大器既可以处理上行信号，也可以处理下行信号。 下面具体介绍一下本实施例中的基站、多载波基站功率放大器、移动终端之间的上下行链路的信号流向。第一、下行链路的信号流向，具体如图10所示。从基站2耦合后传输的多载波射频信号经过第一双工器101耦合、过滤掉带外无用信号后，由第一下变频子单元102下变频为多载波模拟中频信号，再由第一 ADC子单元103转换为多载波数字中频信号。第一下行基带处理子单元104有8或16个通道，每个通道可根据所需求的全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication, GSM)信道号进行设置，将所对应的多载波数字中频信号下变频为多载波基带信号，并低通滤波，以达到需要的带外抑制度。而后，再由第一光电转换子单元105将多载波基带信号转换为数字光信号。通过光纤传输到第一数字射频拉远单元11，由第二光电转换子单元110转换为多载波基带信号，由第二下行基带处理子单元111上变频为多载波数字中频信号，由第一 DAC子单元112转换为多载波模拟中频信号，由第一上变频子单元113上变频为多载波射频信号，再由多载波功率放大控制子单元120放大、第一双工滤波器121过滤后传输给天馈系统3，然后移动终端4就可以接收到信号了。第二、上行链路的信号流向，具体如图11所示。天馈系统3接收到移动终端4的上行射频信号后，由第二双工滤波器130过滤、低噪声功放子单元131放大，由第二下变频子单元140下变频为多载波模拟中频信号，由第二ADC子单元141转换为多载波数字中频信号，由第一上行基带处理子单元142下变频为多载波基带信号，并进行低波滤通，再由第三光电转换子单元143转换为数字光信号。通过光纤传输到第二数字接入控制单元15，由第四光电转换子单元150转换为多载波基带信号，由第二上行基带处理子单元151滤波、上变频为多载波数字中频信号，由第二 DAC子单元152转换为多载波模拟中频信号，由第二上变频子单元153上变频为多载波射频信号，再由第二双工器154过滤、耦合后传输给基站2。这样就可以实现全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication,GSM)制式下的多载波移动通信信号的远距离传输和大容量、大动态范围的信号覆盖，以及将远距离的移动终端的射频信号传输给基站，为移动通信系统增加一种灵活的、大动态范围和大容量的射频信号远距离传输、深度覆盖和线形地形覆盖的功率放大器。[0081]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型 也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.多载波基站功率放大器，其特征在于，包括 第一数字接入控制单元，用于耦合、过滤基站传输的多载波射频信号，并转换为数字光信号; 第一数字射频拉远单元，通过光纤与所述第一数字接入控制单元连接，用于将所述第一数字接入控制单元传输的数字光信号转换为多载波射频信号； 第一多载波功率放大单元，与所述第一数字射频拉远单元连接，用于将所述第一数字射频拉远单元传输的多载波射频信号放大、滤波后通过天馈系统发射出去。
2.如权利要求I所述的放大器，其特征在于，所述第一数字接入控制单元包括 第一双工器，用于耦合、过滤基站传输的多载波射频信号； 第一下变频子单元，与所述第一双工器连接，用于将所述第一双工器过滤传输的多载波射频信号下变频为多载波模拟中频信号； 第一模数转换ADC子单元，与所述第一下变频子单元连接，用于将所述第一下变频子单元传输的多载波模拟中频信号转换为多载波数字中频信号； 第一下行基带处理子单元，与所述第一 ADC子单元连接，用于将所述第一 ADC子单元传输的多载波数字中频信号下变频为多载波基带信号，并低通滤波； 第一光电转换子单元，与所述第一下行基带处理子单元连接，用于将所述第一下行基带处理子单元传输的多载波基带信号转换为数字光信号。
3.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述第一数字射频拉远单元包括 第二光电转换子单元，用于将所述第一数字接入控制单元传输的数字光信号转换为多载波基带信号； 第二下行基带处理子单元，与所述第二光电转换子单元连接，用于将所述第二光电转换子单元传输的多载波基带信号上变频为多载波数字中频信号； 第一数模转换DAC子单元，与所述第二下行基带处理子单元连接，用于将所述第二下行基带处理子单元传输的多载波数字中频信号转换为多载波模拟中频信号； 第一上变频子单元，与所述第一 DAC子单元连接，用于将所述第一 DAC子单元传输的多载波模拟中频信号上变频为多载波射频信号。
4.如权利要求3所述的放大器，其特征在于，所述第一多载波功率放大单元包括 多载波功率放大控制子单元，用于放大所述第一数字射频拉远单元传输的多载波射频信号; 第一双工滤波器，与所述多载波功率放大控制子单元连接，用于过滤所述多载波功率放大控制子单元传输的多载波射频信号后，传输给所述天馈系统。
5.如权利要求4所述的放大器，其特征在于，所述多载波功率放大控制子单元包括多载波分配器、小功率合成器和多载波功率放大器MCPA。
6.如权利要求1-5任一所述的放大器,其特征在于,还包括 第二多载波功率放大单元，用于对所述天馈系统接收到的上行射频信号进行滤波、放大； 第二数字射频拉远单元，与所述第二多载波功率放大单元连接，用于将所述第二多载波功率放大单元传输的上行射频信号转化为数字光信号； 第二数字接入控制单元，通过光纤与所述第二数字射频拉远单元连接，用于将所述第ニ数字射频拉远単元传输的数字光信号转化为多载波射频信号，耦合后传输给基站。
7.如权利要求6所述的放大器，其特征在于，所述第二多载波功率放大单元包括 第二双エ滤波器，用于过滤所述天馈系统接收到的上行射频信号； 低噪声功放子単元，与所述第二双エ滤波器连接，用于放大所述第二双エ滤波器传输的上行射频信号。
8.如权利要求7所述的放大器，其特征在于，所述第二数字射频拉远単元包括 第二下变频子単元，用于将所述第二多载波功率放大单元传输的上行射频信号下变频为多载波模拟中频信号； 第二 ADC子単元，与所述第二下变频子单元连接，用于将所述第二下变频子単元传输的多载波模拟中频信号转换为多载波数字中频信号； 第一上行基带处理子単元，与所述第二 ADC子单元连接，用于将所述第二 ADC子单元传输的多载波数字中频信号下变频为多载波基带信号，并进行低波滤通； 第三光电转换子単元，与所述第一上行基带处理子单元连接，用于将所述第一上行基带处理子単元传输的多载波基带信号转换为数字光信号。
9.如权利要求8所述的放大器，其特征在于，所述第二数字接入控制单元包括 第四光电转换子単元，用于将所述第二数字射频拉远単元传输的数字光信号转换为多载波基带信号； 第二上行基带处理子単元，与所述第四光电转换子单元连接，用于将所述第四光电转换子单元传输的多载波基带信号滤波后，上变频为多载波数字中频信号； 第二 DAC子単元，与所述第二上行基带处理子单元连接，用于将所述第二上行基带处理子单元传输的多载波数字中频信号转换为多载波模拟中频信号； 第二上变频子単元，与所述第二 DAC子单元连接，用于将所述第二 DAC子単元传输的多载波模拟中频信号上变频为多载波射频信号； 第二双エ器，与所述第二上变频子单元连接，用于过滤所述第二上变频子単元传输的多载波射频信号，耦合后传输给基站。
专利摘要本实用新型公开了一种多载波基站功率放大器，包括第一数字接入控制单元，用于耦合、过滤基站传输的多载波射频信号，并转换为数字光信号；第一数字射频拉远单元，通过光纤与所述第一数字接入控制单元连接，用于将所述第一数字接入控制单元传输的数字光信号转换为多载波射频信号；第一多载波功率放大单元，与所述第一数字射频拉远单元连接，用于将所述第一数字射频拉远单元传输的多载波射频信号放大、滤波后通过天馈系统发射出去。该方案以实现将多载波基站功率放大器拉远传输覆盖，可以满足无线移动通信网络深度覆盖以及网络扩容的要求。
文档编号H04B10/2575GK202772887SQ20122049098
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者刘彭坚, 许雷, 雷礼平, 高杰 申请人:京信通信技术(广州)有限公司