共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统及方法
【专利摘要】本发明提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统及方法，其系统包括下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元、下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元、上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元、上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元、不同制式信号射频处理单元、全频段天线及光纤光缆。能够实现对在网运营的共站TD-SCDMA、TD-LTE、EDGE、GSM制式(不仅仅局限于这四种制式)的无线网络混合信号进行调制、传输、再生、远距离覆盖，达到降低上行噪声对基站干扰、降低施工难度，减少施工成本、提高室内外网络数据速率及改善语音通信质量的目的。
【专利说明】共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，具体涉及新一代信息与通信【技术领域】，具体涉及一种 共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着国内移动数据业务需求日益增加，国内各大通信运营商都已经开始了第四代 移动通信的商用网络建设，其每家运营商都运营几张不同制式的无线网络，以中国移动通 信（公司）为例，其在网运营的网络有TD-SCDMA、TD-LTE、EDGE、GSM四张网络。从建设、运 营和维护的成本上考虑，共址共建是个不错的选择，即是几张不同的网络使用同一个机房 和基站发射塔。因此，第三、四代移动通信基站站点的选择基本上都考虑共站建设方案，即 在原有的2G基站上建设3G、4G网络。
[0003] 然而，在如今高楼大厦密集的大都市，只用基站进行无缝的网络覆盖是不现实的， 基站的延伸设备是解决室内外无线信号覆盖的必需环节，并且2G、3G、4G、WIFI不同运营商 间的多制式信号相互间干扰日益突出，其中上行噪声对基站的干扰尤为严重。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统及方法，能够解决通 信运营商多制式共用基站站点的问题，并降低复杂电磁空间环境中的多制式信号间的相互 干扰。本发明的目的由以下技术方案实现：
[0005] -种共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，包括：下行混合信号偏 振分合束双路正交相干调制光电单元，与基站连接；下行混合信号偏振分束相干解调光电 探测单元，与所述下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元连接；不同制式调 制信号的射频处理单元，均与所述下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元连接；全 频段天线，与各所述不同制式调制信号的射频处理单元连接；上行混合信号偏振分束相干 解调光电探测单元，与所述不同制式调制信号的射频处理单元连接；上行混合信号偏振分 合束双路正交相干调制光电单元，与所述上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元连 接，并进而连接所述基站；光纤光缆，连接下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电 单元与下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元，连接上行混合信号偏振分合束双路 正交相干调制光电单元与上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元。
[0006] 作为具体的技术方案，所述不同制式调制信号的射频处理单元包括：TD-SCDMA信 号射频处理单元、TD-LTE信号射频处理单元、EDGE信号射频处理单元、GSM信号射频处理单 J Li 〇
[0007] 作为具体的技术方案，所述下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元 与上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元的构造相同，均包括：激光器、激光 偏振分束器、两个双路正交光电调制器及激光偏振合束器；激光偏振分束器与激光器连接， 激光偏振分束器的两路输出X轴偏振分光和Y轴偏振分光分别连接一个双路正交光电调制 器，两个双路正交光电调制器的输出连接激光偏振合束器；所述双路正交光电调制器采用 相位相差η/2的结构设计，每个双路正交光电调制器接入两路所述不同制式调制信号。
[0008] 作为具体的技术方案，所述下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元和上行 混合信号偏振分束相干解调光电探测单兀结构相同，均包括：第一激光偏振分束器、本振 激光器、第二激光偏振分束器、第一光学稱合器、第二光学稱合器、两个 31 /2光学相位偏移 器、四个1 :1光学分路器、八个光电探测器、四个电子减法器；第一激光偏振分束器连接下 行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元与上行混合信号偏振分合束双路正交 相干调制光电单兀，其两路输出X轴偏振分光和Υ轴偏振分光分别接入一个光学稱合器；第 二激光偏振分束器连接本振激光器，其两路输出X轴偏振分光和Υ轴偏振分光分别接入一 个光学耦合器；每个光学耦合器的一路输出经一个光学分路器连接两个光电探测器，该两 个光电探测器的输出经电子减法器合路后输出；每个光学耦合器另一路输出经Η/2光学 相位偏移器后再经一个光学分路器连接两个光电探测器，该两个光电探测器的输出经电子 减法器合路后输出。
[0009] 作为具体的技术方案，所述TD-SCDMA信号射频处理单元和TD-LTE信号射频处理 单元的构造相同，各自包括：混频器、第一滤波器、第一时分双工器、功放、低噪放、第二时分 双工器及第二滤波器，混频器具有调制信号下行及上行接口，分别连接下行混合信号偏振 分合束双路正交相干调制光电单元和上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单 元；第一滤波器一端与混频器连接，另一端与第一时分双工器连接；第一时分双工器进而 分别连接功放和低噪放，功放和低噪放进而连接第二时分双工器；第二时分双工器还与第 二滤波器连接，第二滤波器进而连接所述全频段天线。
[0010] 作为具体的技术方案，所述EDGE信号射频处理单元和GSM信号射频处理单元的构 造相同，各自包括：混频器、第一滤波器、第一频分双工器、功放、低噪放、第二频分双工器及 第二滤波器，混频器具有调制信号下行及上行接口，分别连接下行混合信号偏振分合束双 路正交相干调制光电单元和上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元；第一滤 波器一端与混频器连接，另一端与第一频分双工器连接；第一频分双工器进而分别连接功 放和低噪放，功放和低噪放进而连接第二频分双工器；第二频分双工器还与第二滤波器连 接，第二滤波器进而连接所述全频段天线。
[0011] 一种基于上述共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统的覆盖方法，其特征在于， 包括：
[0012] 下行过程：
[0013] (1)下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元由基站接入不同制式的 调制信号，进行光电调制处理；
[0014] (2)经光电调制处理后的光载波通过光纤光缆传输到下行混合信号偏振分束相干 解调光电探测单元，进行相干光电探测解调；
[0015] (3)光载波经过相干光电探测解调，各路调制信号分别通过馈线电缆输送到对应 的射频处理单元；
[0016] (4)不同制式调制信号处理后的射频信号混合，然后通过权频段天线发射到目的 覆盖区域；
[0017] 上行过程：
[0018] (a)全频段天线接收到来自移动终端发送来的不同制式调制信号的射频信号，通 过相应射频处理单元处理；
[0019] (b)相应射频处理单元处理处理后的信号到达上行混合信号偏振分合束双路正交 相干调制光电单元，进行光电调制处理；
[0020] (c)经光电调制处理后的光载波通过光纤光缆传输到上行混合信号偏振分束相干 解调光电探测单元，进行相干光电探测解调；
[0021] ⑷光载波经过相干光电探测解调，得到不同制式调制信号，其分别通过四路馈线 电缆输送到基站。
[0022] 作为具体的技术方案，所述混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元对接 入的不同制式的调制信号进行光电调制处理，具体为：将通信所用激光器分成两路正交的 X、Y两路偏振光，分别提供给两个双路正交光电调制器；其中两路不同只是的调制信号通 过双路光电调制器调制X轴偏振光，双路光电调制器采用相位相差η /2结构设计，两路不 同制式的调制信号对X轴偏振光进行调制，调制后的光载波信号其相位相差η/2,形成正 交，相互不会产生干扰；同样原理，另外两路不同制式调制信号通过另一双路光电调制器调 制Υ轴偏振光，双路光电调制器采用相位相差η /2结构设计，两路不同制式的调制信号对Υ 轴偏振光进行调制，调制后的光载波信号其相位相差η/2,形成正交，相互不会产生干扰； 被调制的Χ、Υ轴偏振光载波信号再通过激光偏振合束器将正交的Χ、Υ轴偏振光合路。
[0023] 作为具体的技术方案，所述混合信号偏振分束相干解调光电探测单元进行相干光 电探测解调，具体为：混合信号偏振分束相干解调光电探测单元接收到光纤光缆传送来的 光载波信号后经第一激光偏振分束器分离出X、Υ轴正交的偏振光，同时本振激光器通过第 二激光偏振分束器分离出X、Υ轴正交的偏振光；两组X偏振光通过第一光学稱合器f禹合 后实施两路光耦合输出，其中一路耦合输出光信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后 的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出 第一路调制信号，其中另外一路耦合输出光信号通过Η/2光学相位偏移器对其相位实施 ^ /2偏移，再通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光 电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出第二路调制信号；同样原理，两组Υ轴 偏振光通过第二光学f禹合器f禹合后实施两路光f禹合输出，其中一路f禹合输出光信号通过1 : 1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路 电信号再通过电子减法器输出第三路调制信号，其中另外一路耦合输出光信号通过Η/2 光学相位偏移器对其相位实施η /2偏移，再通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信 号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出第四路 调制信号。
[0024] 本发明提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统及方法，能够实现对在网运 营的共站TD-SCDMA、TD-LTE、EDGE、GSM制式（不仅仅局限于这四种制式，系统原理架构及 方法同样适用于WCDMA、CDMA、CDMA2000等其他通信制式）的无线网络混合信号进行调制、 传输、再生、远距离覆盖，达到降低上行噪声对基站干扰、降低施工难度，减少施工成本、提 高室内外网络数据速率及改善语音通信质量的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统的构造图。
[0026] 图2为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统中混合信号 偏振分合束双路正交相干调制光电单元的框图。
[0027] 图3为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统中混合信号 偏振分束相干解调光电探测单元的框图。
[0028] 图4为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统中TD-SCDMA 信号射频处理单元的框图。
[0029] 图5为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统中TD-LTE信 号射频处理单元的框图。
[0030] 图6为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统中EDGE信号 射频处理单元的框图。
[0031] 图7为本发明实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统中GSM信号射 频处理单元的框图。
【具体实施方式】
[0032] -、如图1所示，本实施例提供的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统包括：下 行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元、下行混合信号偏振分束相干解调光电 探测单元、上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元、上行混合信号偏振分合束双路 正交相干调制光电单元、TD-SCDMA信号射频处理单元、TD-LTE信号射频处理单元、EDGE信 号射频处理单元、GSM信号射频处理单元、全频段天线及光纤光缆。
[0033] 下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元一端与基站连接，用于接入 TD-SCDMA制式的QPSK或nQAM调制信号、TD-LTE制式的0FDM或nQAM调制信号、EDGE制式 的8PSK调制信号和GSM制式的GMSK调制信号。下行混合信号偏振分合束双路正交相干 调制光电单元通过光纤连接下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元，下行混合信号 偏振分束相干解调光电探测单元进而连接TD-SCDMA信号射频处理单元、TD-LTE信号射频 处理单元、EDGE信号射频处理单元、GSM信号射频处理单元。TD-SCDMA信号射频处理单元、 TD-LTE信号射频处理单元、EDGE信号射频处理单元、GSM信号射频处理单元连接全频段天 线。
[0034] TD-SCDMA信号射频处理单元、TD-LTE信号射频处理单元、EDGE信号射频处理单 元、GSM信号射频处理单元还与上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元连接，上行混 合信号偏振分束相干解调光电探测单元进而连接上行混合信号偏振分合束双路正交相干 调制光电单元。上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元与基站连接，用于输 出TD-SCDMA制式的QPSK或nQAM调制信号、TD-LTE制式的0FDM或nQAM调制信号、EDGE制 式的8PSK调制信号和GSM制式的GMSK调制信号。
[0035] 上述共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统的下行传输链路为：在基站机房端， TD-SCDMA制式的QPSK (或nQAM，不同的3G版本下行采用了不同的调制格式）、TD-LTE制式 的0FDM(下行采用0FDM，上行采用nQAM调制方式）、EDGE制式的8PSK、GSM制式的GMSK， 四路同一站点的基站调制信号分别通过四端口进入下行混合信号偏振分合束双路正交相 干调制光电单元，经光电调制处理后的光载波通过光纤光缆传输到下行混合信号偏振分束 相干解调光电探测单元，光载波经过相干光电探测解调，四路调制信号分别通过四路馈线 电缆输送到对应的射频处理单元，即TD-SCDMA信号射频处理单元、TD-LTE信号射频处理单 元、EDGE信号射频处理单元、GSM信号射频处理单元，四路不同制式调制信号处理后的射频 信号混合，然后通过全频天线发射到目的覆盖区域。
[0036] 上述共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统的上行传输链路为：全频段天线接收 到来自移动终端发送来的上述四类射频信号，通过相应射频处理单元处理，到达上行混合 信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元，经光电调制处理后的光载波通过光纤光缆传 输到上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元，光载波经过相干光电探测解调，得到 四路TD-SCDMA制式的QPSK (或nQAM，不同的3G版本下行采用了不同的调制格式）、TD-LTE 制式的nQAM (下行采用0FDM，上行采用nQAM调制方式）、EDGE制式的8PSK、GSM制式的GMSK 调制信号，其分别通过四路馈线电缆输送到基站机房端。
[0037] 如图2所示，下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元与上行混合信 号偏振分合束双路正交相干调制光电单元构造相同，只是因上、下行不同而设置位置和方 向不同。混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单兀包括：激光器、激光偏振分束器、 两个双路正交光电调制器、激光偏振合束器。激光偏振分束器与激光器连接，激光偏振分束 器的两路输出（X轴偏振分光和Y轴偏振分光）分别连接一个双路正交光电调制器，两个双 路正交光电调制器进而连接激光偏振合束器。
[0038] 激光偏振分束器连接激光器，将通信所用激光器分成两路正交的X、Y两路偏振 光，分别提供给两个双路正交光电调制器。TD-SCDMA制式的QPSK(或nQAM，不同的3G版本 下行采用了不同的调制格式）、TD-LTE制式的0FDM (或nQAM，下行采用0FDM，上行采用nQAM 调制方式），通过双路光电调制器调制X轴偏振光，双路光电调制器采用相位相差n /2(即 相位相差90° )结构设计，两路不同制式的调制信号对X轴偏振光进行调制，调制后的光载 波信号其相位相差31/2 (即相位相差90° )，形成正交，相互不会产生干扰；同样原理，EDGE 制式的8PSK、GSM制式的GMSK调制信号通过另一双路光电调制器调制Y轴偏振光，双路光 电调制器采用相位相差n/2(即相位相差90° )结构设计，两路不同制式的调制信号对Y 轴偏振光进行调制，调制后的光载波信号其相位相差n/2(即相位相差90° )，形成正交， 相互不会产生干扰。被调制的X、Y轴偏振光载波信号再通过激光偏振合束器将正交的X、Y 轴偏振光合路。
[0039] 如图3所示，下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元和上行混合信号偏振 分束相干解调光电探测单元构造相同，只是因上、下行不同而设置位置和方向不同。
[0040] 混合信号偏振分束相干解调光电探测单元包括：第一激光偏振分束器、本振激光 器、第二激光偏振分束器、第一光学稱合器、第二光学稱合器、两个光学相位偏移器、四个光 学分路器、八个光电探测器、四个电子减法器。
[0041] 混合信号偏振分束相干解调光电探测单元接收到光纤传送来的光载波信号后经 第一激光偏振分束器分离出X、Υ轴正交的偏振光。另外，本振激光器（与混合信号偏振分 合束双路正交相干调制光电单元中的激光器相同中心频率）通过第二激光偏振分束器分 离出Χ、γ轴正交的偏振光。
[0042] 两组X偏振光通过第一光学稱合器稱合后实施两路光稱合输出。其中一路稱合输 出光信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转 换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出TD-SCDMA制式的QPSK (或nQAM，不同的3G 版本下行采用了不同的调制格式）调制信号；其中另外一路耦合输出光信号通过η/2光学 相位偏移器对其相位实施η/2 (即相位90° )偏移，再通过1 :1光学分路器进行分路，分 路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器 输出TD-LTE制式的OFDM(或nQAM，下行采用OFDM，上行采用nQAM调制方式）调制信号。
[0043] 同样原理，两组Y轴偏振光通过第二光学稱合器稱合后实施两路光稱合输出。其 中一路耦合输出光信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光 电探测器光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出EDGE制式的8PSK调制信 号；其中另外一路稱合输出光信号通过 31/2光学相位偏移器对其相位实施π/2(即相位 90° )偏移，再通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光 电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出GSM制式的GMSK调制信号。
[0044] 如图4所示，TD-SCDMA信号射频处理单元包括：混频器、滤波器、第一时分双工器、 低噪放、功放、第二时分双工器、滤波器、监控单元及供电单元。
[0045] 下行传输链路：TD-SCDMA制式的nQAM调制信号通过混频器升频后滤波，进入时分 双工器、功放、时分双工器、滤波器后通过天线发射出去；上行传输链路：天线接收到来自 移动终端的无线信号后，经过滤波、时分双工器、低噪放、时分双工器、滤波，再经过混频器 降频后输出TD-SCDMA制式的nQAM调制信号。监控部分实施对各个模块检测与控制，供电 部分对各个有源模块进行电源供电。
[0046] 如图5所示，TD-LTE信号射频处理单元包括：混频器、滤波器、第一时分双工器、低 噪放、功放、第二时分双工器、滤波器、监控单元及供电单元。
[0047] D-LTE信号射频处理单元的下行传输链路：TD-LTE制式的0FDM调制信号通过混 频器升频后滤波，进入时分双工器、功放、时分双工器、滤波器后通过天线发射出去；上行传 输链路：天线接收到来自移动终端的无线信号后，经过滤波、时分双工器、低噪放、时分双工 器、滤波，再经过混频器降频后输出TD-LTE制式的nQAM调制信号。监控部分实施对各个模 块检测与控制，供电部分对各个有源模块进行电源供电。
[0048] 如图6所示，为EDGE信号射频处理单元包括：混频器、滤波器、第一频分双工器、低 噪放、功放、第二频分双工器、滤波器、监控单元及供电单元。
[0049] EDGE信号射频处理单元的下行传输链路：EDGE制式的8PSK调制信号通过混频器 升频后滤波，进入频分双工器、功放、频分双工器、滤波器后通过天线发射出去；上行传输链 路：天线接收到来自移动终端的无线信号后，经过滤波、频分双工器、低噪放、时分双工器、 滤波，再经过混频器降频后输出EDGE制式的8PSK调制信号。监控部分实施对各个模块检 测与控制，供电部分对各个有源模块进行电源供电。
[0050] 如图7所示，为GSM信号射频处理单元包括：混频器、滤波器、第一频分双工器、低 噪放、功放、第二频分双工器、滤波器、监控单元及供电单元。
[0051] GSM信号射频处理单元的下行传输链路：GSM制式的GMSK调制信号通过混频器升 频后滤波，进入频分双工器、功放、频分双工器、滤波器后通过天线发射出去；上行传输链 路：天线接收到来自移动终端的无线信号后，经过滤波、频分双工器、低噪放、时分双工器、 滤波，再经过混频器降频后输出GSM制式的GMSK调制信号。监控部分实施对各个模块检测 与控制，供电部分对各个有源模块进行电源供电。
[0052] 二、上述共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统的工作原理与方法说明如下：
[0053](一）四路光子载波信息正交原理及方法：
[0054] 光信息光子由很多振动方向，其振动方向垂直于光子传播方向，激光偏振分束器 将通信所用激光器分成两路正交的X、Y两路偏振光（相位时刻都相差90° )，使得这两路 偏振光加载高频调制信息合路后在同一根光纤中传输互不影响。
[0055] 双路正交光电调制器其每路调制后的光子信息相位时刻都相差90°，即是调制后 的两路光子载波信号时刻都产生了正交。
[0056] 因此，四路TD-SCDMA制式的QPSK(或nQAM，不同的3G版本下行采用了不同的调制 格式）、TD-LTE制式的0FDM(或nQAM，下行采用0FDM调制，上行采用nQAM调制方式）、EDGE 制式的8PSK、GSM制式的GMSK调制信号通过激光偏振分束器、两个双路正交光电调制器加 载于激光光波之上后的四路光子载波信号时刻都正交，其在光纤中传播互不影响，这也避 免了传输干扰的产生。通过光学正交偏振态、光信息相位正交调制降低光信号传输_啾与 色散，遏制光学噪声对上行射频功放的噪声贡献，降低射频上行信号噪声对基站的干扰。 [0057](二）四路光子载波信息正交相干解调原理及方法：
[0058] 混合信号偏振分束相干解调光电探测单元接收到光纤传送来的光载波信号后经 激光偏振分束器分离出X、Y轴正交的偏振光。另一本振激光器（与混合信号偏振分合束双 路正交相干调制光电单元中的激光器相同中心频率）通过激光偏振分束器分离出Χ、γ轴正 交的偏振光。
[0059] 两组X偏振光通过光学f禹合器f禹合后实施两路光f禹合输出。其中一路f禹合输出光 信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转换， 转换后的两路电信号再通过电子减法器输出其中第一路调制信号；另外一路耦合输出光信 号通过η /2光学相位偏移器对其相位实施π /2 (即相位900)偏移，再通过1 :1光学分路 器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路电信号再 通过电子减法器输出其中第二路调制信号。
[0060] 同样原理，两组Υ偏振光通过光学稱合器稱合后实施两路光稱合输出。其中一路 耦合输出光信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器 光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出其中第三路调制信号；另外一路耦 合输出光信号通过η /2光学相位偏移器对其相位实施π /2 (即相位900)偏移，再通过1 : 1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路 电信号再通过电子减法器输出其中第四路调制信号。
[0061] 本发明的有益效果：
[0062] (1)提供一种多制式混合信号室内外民用无线通信信号覆盖设备；（2)提供一种 多制式混合信号偏振分合束双路正交相干光电调制及传输方法；(3)提供一种多制式混合 信号偏振分束相干光电探测解调的方法；(4)提供一种降低上行噪声对基站干扰的方法； (5) 可对在网移动运营商多制式共站信号实施高质量高速远距离无线信号重生与覆盖； (6) 同时对共基站的所有制式信号进行处理、重生与覆盖，节约设备及施工成本；（7)用光 纤作为传输链路，降低施工难度，减少施工成本；(8)提供单根光纤双向传输，减少光纤与 光收发器的使用，大大降低成本；(9)应用全频段天线实施无线信号发射，减少天线使用数 量，降低施工与物业谈点难度；（10)可有效控制全频段天线口功率，提高室内网络速率和 通信质量；（11)根据业务需求，可远程调节全频段天线口功率，控制覆盖范围，做到节能降 耗；（12)提供智能在网实时监控，减少维护人员出勤，减低维护成本；（13)使用复合光纤光 缆，提供远程供电功能，解决无线信号覆盖端供电难问题。
【权利要求】
1. 一种共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，包括：下行混合信号偏 振分合束双路正交相干调制光电单元，与基站连接；下行混合信号偏振分束相干解调光电 探测单元，与所述下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元连接；不同制式调 制信号的射频处理单元，均与所述下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元连接；全 频段天线，与各所述不同制式调制信号的射频处理单元连接；上行混合信号偏振分束相干 解调光电探测单元，与所述不同制式调制信号的射频处理单元连接；上行混合信号偏振分 合束双路正交相干调制光电单元，与所述上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元连 接，并进而连接所述基站；光纤光缆，连接下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电 单元与下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元，连接上行混合信号偏振分合束双路 正交相干调制光电单元与上行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元。
2. 根据权利要求1所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，所述 不同制式调制信号的射频处理单元包括：TD-SCDMA信号射频处理单元、TD-LTE信号射频处 理单元、EDGE信号射频处理单元、GSM信号射频处理单元。
3. 根据权利要求1所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，所述 下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元与上行混合信号偏振分合束双路正 交相干调制光电单元的构造相同，均包括：激光器、激光偏振分束器、两个双路正交光电调 制器及激光偏振合束器；激光偏振分束器与激光器连接，激光偏振分束器的两路输出X轴 偏振分光和Y轴偏振分光分别连接一个双路正交光电调制器，两个双路正交光电调制器的 输出连接激光偏振合束器；所述双路正交光电调制器采用相位相差Η/2的结构设计，每个 双路正交光电调制器接入两路所述不同制式调制信号。
4. 根据权利要求3所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，所述 下行混合信号偏振分束相干解调光电探测单元和上行混合信号偏振分束相干解调光电探 测单兀结构相同，均包括：第一激光偏振分束器、本振激光器、第二激光偏振分束器、第一光 学奉禹合器、第二光学稱合器、两个 31/2光学相位偏移器、四个1 :1光学分路器、八个光电探 测器、四个电子减法器；第一激光偏振分束器连接下行混合信号偏振分合束双路正交相干 调制光电单元与上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元，其两路输出X轴偏 振分光和Υ轴偏振分光分别接入一个光学稱合器；第二激光偏振分束器连接本振激光器， 其两路输出X轴偏振分光和Υ轴偏振分光分别接入一个光学稱合器；每个光学稱合器的一 路输出经一个光学分路器连接两个光电探测器，该两个光电探测器的输出经电子减法器合 路后输出；每个光学耦合器另一路输出经Η/2光学相位偏移器后再经一个光学分路器连 接两个光电探测器，该两个光电探测器的输出经电子减法器合路后输出。
5. 根据权利要求4所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，所述 TD-SCDMA信号射频处理单元和TD-LTE信号射频处理单元的构造相同，各自包括：混频器、 第一滤波器、第一时分双工器、功放、低噪放、第二时分双工器及第二滤波器，混频器具有调 制信号下行及上行接口，分别连接下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元和 上行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元；第一滤波器一端与混频器连接，另 一端与第一时分双工器连接；第一时分双工器进而分别连接功放和低噪放，功放和低噪放 进而连接第二时分双工器；第二时分双工器还与第二滤波器连接，第二滤波器进而连接所 述全频段天线。
6. 根据权利要求4所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统，其特征在于，所述 EDGE信号射频处理单元和GSM信号射频处理单元的构造相同，各自包括：混频器、第一滤波 器、第一频分双工器、功放、低噪放、第二频分双工器及第二滤波器，混频器具有调制信号下 行及上行接口，分别连接下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元和上行混合 信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元；第一滤波器一端与混频器连接，另一端与第 一频分双工器连接；第一频分双工器进而分别连接功放和低噪放，功放和低噪放进而连接 第二频分双工器；第二频分双工器还与第二滤波器连接，第二滤波器进而连接所述全频段 天线。
7. -种基于权利要求1至6所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖系统的覆盖方 法，其特征在于，包括 ： 下行过程： (1) 下行混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元由基站接入不同制式的调制 信号，进行光电调制处理； (2) 经光电调制处理后的光载波通过光纤光缆传输到下行混合信号偏振分束相干解调 光电探测单元，进行相干光电探测解调； (3) 光载波经过相干光电探测解调，各路调制信号分别通过馈线电缆输送到对应的射 频处理单元； (4) 不同制式调制信号处理后的射频信号混合，然后通过权频段天线发射到目的覆盖 区域； 上行过程： (a) 全频段天线接收到来自移动终端发送来的不同制式调制信号的射频信号，通过相 应射频处理单元处理； (b) 相应射频处理单元处理处理后的信号到达上行混合信号偏振分合束双路正交相干 调制光电单元，进行光电调制处理； (c) 经光电调制处理后的光载波通过光纤光缆传输到上行混合信号偏振分束相干解调 光电探测单元，进行相干光电探测解调； (d) 光载波经过相干光电探测解调，得到不同制式调制信号，其分别通过四路馈线电缆 输送到基站。
8. 根据权利要求7所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖方法，其特征在于，所述 混合信号偏振分合束双路正交相干调制光电单元对接入的不同制式的调制信号进行光电 调制处理，具体为：将通信所用激光器分成两路正交的X、Y两路偏振光，分别提供给两个双 路正交光电调制器；其中两路不同只是的调制信号通过双路光电调制器调制X轴偏振光， 双路光电调制器采用相位相差η /2结构设计，两路不同制式的调制信号对X轴偏振光进行 调制，调制后的光载波信号其相位相差η /2,形成正交，相互不会产生干扰；同样原理，另 外两路不同制式调制信号通过另一双路光电调制器调制Υ轴偏振光，双路光电调制器采用 相位相差η /2结构设计，两路不同制式的调制信号对Υ轴偏振光进行调制，调制后的光载 波信号其相位相差31/2,形成正交，相互不会产生干扰；被调制的Χ、Υ轴偏振光载波信号再 通过激光偏振合束器将正交的Χ、Υ轴偏振光合路。
9. 根据权利要求8所述的共站混合信号远距离光纤射频覆盖方法，其特征在于，所述 混合信号偏振分束相干解调光电探测单元进行相干光电探测解调，具体为：混合信号偏振 分束相干解调光电探测单元接收到光纤光缆传送来的光载波信号后经第一激光偏振分束 器分离出X、Y轴正交的偏振光，同时本振激光器通过第二激光偏振分束器分离出X、Y轴 正交的偏振光；两组X偏振光通过第一光学稱合器稱合后实施两路光稱合输出，其中一路 耦合输出光信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器 光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出第一路调制信号，其中另外一路耦 合输出光信号通过 31 /2光学相位偏移器对其相位实施π /2偏移，再通过1 :1光学分路器 进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路电信号再通 过电子减法器输出第二路调制信号；同样原理，两组Υ轴偏振光通过第二光学耦合器耦合 后实施两路光耦合输出，其中一路耦合输出光信号通过1 :1光学分路器进行分路，分路后 的光信号分别通过两个光电探测器光电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出 第三路调制信号，其中另外一路耦合输出光信号通过η/2光学相位偏移器对其相位实施 ^ /2偏移，再通过1 :1光学分路器进行分路，分路后的光信号分别通过两个光电探测器光 电转换，转换后的两路电信号再通过电子减法器输出第四路调制信号。
【文档编号】H04B10/2575GK104092498SQ201410283732
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】李广, 薛江清, 周继彦 申请人:广东科学技术职业学院, 李广