一种分布式无线信号覆盖系统的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种分布式无线信号覆盖系统。

背景技术：

随着中国移动通信市场进入4G（第四代移动通信）时代，传统分布覆盖系统由于对不同频率信号的传输损耗差异性非常大，难以满足多种无线通信网络同时接入的统一平台要求。其传输损耗大使得信号源引接功率大、高功率的射频信号在分布系统中传输时的电磁辐射大、用户终端发射功率大、投资控制与实施协调难度大等问题突出。

技术实现要素：

针对以上所述当前无线信号室内覆盖的难题，本发明提供了一种分布式无线信号覆盖系统。

本发明技术方案提供一种分布式无线信号覆盖系统，包括基带信号处理单元、射频扩展单元和射频远端单元，基带信号处理单元与射频扩展单元之间采用数字光传输，射频扩展单元与射频远端单元直接采用模拟光载无线电传输；

基带信号处理单元，用于完成业务数据到数字调制信号的调制解调；

射频扩展单元，用于完成数字调制信号与射频信号之间的相互转换，及射频信号到模拟光的相互转换；

射频远端单元，用于完成模拟光到射频信号的相互转换，及射频信号的功率放大和收发双工。

而且，所述基带信号处理单元包括业务接口单元101、基带处理单元102、数字激光器103和监控单元104，业务接口单元101连接基带处理单元102，基带处理单元102连接数字激光器103，监控单元104连接基带处理单元102。

而且，所述射频扩展单元包括数字激光器201、数字处理单元202、模数/数模转换单元203、变频单元204、合分路单元205、模拟激光器206和监控单元207，数字激光器201连接数字处理单元202，数字处理单元202连接模数/数模转换单元203，模数/数模转换单元203、变频单元204、合分路单元205和模拟激光器206依次连接，监控单元207连接数字处理单元202和合分路单元205。

而且，所述射频远端单元包括模拟激光器301、合分路单元302、功率放大器303、双工器304、低噪声放大器305、增益控制单元306和监控单元307，模拟激光器301连接合分路单元302，合分路单元302经功率放大器303连接双工器304，双工器304经低噪声放大器305、增益控制单元306连接合分路单元302，监控单元307连接合分路单元302。

而且，基带信号处理单元连接多个射频扩展单元。

而且，射频扩展单元连接多个射频远端单元。

而且，射频扩展单元经扩展数字光接口级联其他射频扩展单元。

而且，射频远端单元经扩展模拟光接口级联其他射频远端单元。

本发明所述分布式覆盖系统，实现基于微基站的无线信号室内覆盖，与传统室内分布系统相比，具有以下优点：

1、与无源室分系统相比：无源设备不取电，没办法控制功率，靠链路加固定衰减器调试；本系统各单元之间采用光纤传输，没有馈线传输引入的功率损耗和电磁辐射问题。本系统每个射频远端单元可独立控制发射功率，可实现各楼层、各区域的精细化覆盖。

2、与传统光分布系统相比：传统光分布系统在近远端都是用数字处理，远端功耗和体积较大，不利于安装；而本系统的数字处理部分主要集中在基带信号处理单元，作为室分系统中用量最多的射频远端单元中直接进行功率放大，无需实现高成本的数字处理部分硬件，不但节省了设备成本和维护成本，而且远端单元体积更小，不需要调试，更适合室内布放，缓解物业协调难度。另外，本系统的射频扩展单元和射频远端单元采用模拟光传输，可轻松实现多制式信号传输，不受数字光传输的速率限制，并且扩展灵活性也优于全部采用数字光传输的传统光分布系统。

相比传统分布式覆盖系统，此系统射频远端单元体积小、成本低、功耗低，易于布放，更容易实现精细化覆盖。本系统采用多级分布式架构，可提供接入容量，扩展延伸覆盖；包括信源与分布系统，覆盖功率的利用效率高；可以细化到楼层，不同楼层的覆盖功率可单独优化；远端体积小，便于室内布放；覆盖功率更均匀，方案设计简单，并最大限度的与现有覆盖系统兼容，保护了前期的投入。本发明所述系统可广泛使用于各种大型楼宇、机场、车站等移动信号覆盖应用场景，设备总成本和安装维护成本都大为降低，具有重大的市场价值，将是未来通信领域的关键发展方向。

附图说明

图1为本发明实施例的整体原理图。

图2为本发明实施例的组网示意图。

图3为本发明实施例的基带信号处理单元结构框图。

图4为本发明实施例的射频扩展单元结构框图。

图5为本发明实施例的射频远端单元结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例结合实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本发明实施例的分布式无线信号覆盖系统由三部分组成：基带信号处理单元BU、射频扩展单元REU、射频远端单元RU。其中，基带信号处理单元BU完成业务数据到数字调制信号的调制解调。射频扩展单元REU完成数字调制信号与射频信号之间的相互转换，及射频信号到模拟光的相互转换。射频远端单元RU完成模拟光到射频信号的相互转换，及射频信号的功率放大和收发双工。因此，本发明将现有技术中的基站分为三个部分进行分布式实现，基带信号处理单元只执行基带部分处理，可视为微基站。

基带信号处理单元可以连接多个射频扩展单元，其射频扩展单元也可以连接多个射频远端单元，射频扩展单元还可以扩展数字光接口以级联射频扩展单元，射频远端单元也可以扩展模拟光接口以级联射频远端单元，实现星型、链型等多种形态的组网，以扩展覆盖范围。

如图1所示，典型的分布式无线信号覆盖系统由基带信号处理单元100、射频扩展单元200、射频远端单元300组成。其中，基带信号处理单元也可以扩展连接多个射频扩展单元和射频远端单元，如图2中的射频扩展单元400、射频远端单元500，构成星型拓扑网络。

本发明提出，基带信号处理单元与下属各个射频扩展单元之间，采用光纤连接，其上传输数字光信号，承载数字化的业务数据和监控信息。

射频扩展单元与下属各个射频远端单元之间，采用光纤连接，其上传输模拟光信号，承载射频载波形式的业务数据和特定调制（如频移键控FSK调制）载波形式的监控信息。

其中，射频扩展单元与射频远端单元之间采用模拟光载无线电传输，射频远端单元只需进行光电转换即可恢复射频信号，无需进行数字处理和频谱搬移，降低了单元复杂度。在整个系统中，射频远端单元用量是最大的，这样可以降低整个系统投资成本和维护成本。另外，模拟光收发器的调制带宽非常宽，一般都可达到0~3GHz，覆盖了当前所有移动通信制式频段，因而系统可轻松实现各种制式的无线信号传输，并且可以在非占用频段插入监控、辅助业务等自定义载波，只需在接收端进行滤波分离即可。相对而言，采用数字光传输多种制式信号时，受采样率限制需要很高的传输速率，传输当前所有制式信号需要高达10Gbps的速率，这对数字激光器提出了极高的要求，直接提升了系统成本和复杂度。并且数字光传输的扩展灵活性较差，如需增加制式就需要调整帧格式，整个系统各个单元都需要升级。

系统的下行链路是指信号从基带信号处理单元到射频远端单元的处理过程，上行链路是指信号从射频远端单元到基带信号处理单元的处理过程。

系统的下行链路说明如下：

基带信号处理单元接入业务数据，进行解析、成帧、编码、调制后，由数字光纤收发器通过光纤发送给射频扩展单元。射频扩展单元的数字光纤收发器接收信号，完成解调及处理后经功分单元分路，每路信号数模变换后上变频为射频信号，由模拟光收发器转换成模拟光信号，通过光纤拉远至对应的射频远端单元。射频远端单元光电转换恢复射频信号，经功率放大后通过内置或外置的天线发射出去。

上行链路说明如下：

射频远端单元接收终端发来的上行信号，经功率放大和增益控制后，由模拟激光器直接转换成模拟光信号，传递到所连接的射频扩展单元。射频扩展单元接收各路射频远端单元上传的信号，依次完成光电转换、下变频、模数转换后，将得到的各路数字信号按一定格式组帧，由数字激光器上传至基带信号处理单元。基带信号处理单元接收并解调数字光信号后，还原成业务数据，通过接口单元完成回传。

实施例中各单元具体说明如下：

1.基带信号处理单元BU

系统的基带信号处理单元，如图3所示，由业务接口单元101、基带处理单元102、数字激光器103、监控单元104和供电单元105组成。业务接口单元101连接基带处理单元102，基带处理单元102连接数字激光器103，监控单元104连接基带处理单元102。

其链路连接关系是：

业务接口单元101、基带处理单元102、数字激光器103依次连接构成下行链路；数字激光器103、基带处理单元102、业务接口单元101依次连接构成上行链路。具体实施时，上下行可采用同一条链路，采用不同的光波长。进一步地，可以设置多个数字激光器103，提供多条链路实现组网。各数字激光器103分别与基带处理单元102连接。

监控单元104实现对自身各模块单元及下属REU和RU的监控。供电单元105实现对各有源模块单元的能量供给，具体实施时根据各单元采用的芯片进行相应连接即可。

其工作原理是：

下行方向，业务接口单元101接入业务数据，解析数字化后传递给基带处理单元102。同时监控单元104发出对射频扩展单元和射频远端单元的远程监控信息，同样送给基带处理单元102。基带处理单元102对业务、监控的组合信号进行组帧、编码及数字调制等处理，再由数字激光器103发出给各个射频扩展单元REU。

上行方向，数字激光器103接收来自各个射频扩展单元REU的上行数据，恢复数字信号给基带处理单元103，进行解调、解码、解帧后，分离出监控回传信息给监控单元104，将主数据通过业务接口单元101还原成业务数据回传。

供电单元105完成输入电源转换，为各有源模块单元提供所需工作电压。

2.射频扩展单元REU

系统的射频扩展单元，如图4所示，由数字激光器201、数字处理单元202、模数/数模转换单元203、变频单元204、合分路单元205、模拟激光器206、监控单元207、供电单元208组成。数字激光器201连接数字处理单元202，数字处理单元202连接模数/数模转换单元203，模数/数模转换单元203、变频单元204、合分路单元205和模拟激光器206依次连接，监控单元207连接数字处理单元202和合分路单元205。

其链路连接关系是：

数字激光器201、数字处理单元202、模数/数模转换单元203、变频单元204、合分路单元205和模拟激光器206依次连接构成下行链路；模拟激光器206、合分路单元205、变频单元204、模数/数模转换单元203、数字处理单元202和数字激光器201依次连接构成上行链路。具体实施时，上下行可采用同一条链路，采用不同的光波长。进一步地，可以设置多路模数/数模转换单元203、变频单元204、合分路单元205和模拟激光器206，提供多条链路。每路模数/数模转换单元203分别与数字处理单元202连接。

监控单元207实现对自身各模块单元、下属RU的监控。供电单元208实现对各有源模块单元的能量供给，具体实施时根据各单元采用的芯片进行相应连接即可。

其工作原理是：

下行方向，数字激光器201接收来自基带处理单元BU的数字光信号，转换成数字信号传递给数字处理单元202。数字处理单元202分发各路射频远端单元RU的业务信息，同时分离出BU下发的监控信息，传给监控单元207处理。各路的模数/数模转换单元203完成数字信号的模拟化，经变频单元204上变频至射频频率并放大后，传递给合分路单元205。同时，对所属射频远端单元RU的监控信息，由监控单元207采用适合的调制方式（如FSK调制），调制成频率与主信号不同的窄带载波，也发送给合分路单元205。合分路单元205将载波合路后，由模拟激光器206直接调制成模拟光信号发送至射频远端单元RU。

上行方向，各个模拟激光器206接收上行信号并转换成电信号，经合分路单元205滤波分离。分离出的射频远端单元RU回传的监控载波，由监控单元207进行解析。分离出的射频载波经变频放大单元204放大后，下变频至数字中频。模数/数模转换单元203完成模拟信号的数字化，并传递给数字处理单元202。数字处理单元202将各路上行数字信号及监控单元206发来监控回传信号组帧后，由数字激光器201调制成光发送至基带信号处理单元BU。

供电单元208完成输入电源转换，为各有源模块单元提供所需工作电压。

3.射频远端单元RU

系统的射频远端单元，如图5所示，由模拟激光器301、合分路单元302、功率放大器303、双工器304、低噪声放大器305、增益控制单元306、监控单元307、供电单元308组成。模拟激光器301连接合分路单元302，合分路单元302经功率放大器303连接双工器304，双工器304经低噪声放大器305、增益控制单元306连接合分路单元302，监控单元307连接合分路单元302。

其链路连接关系是：

模拟激光器301、合分路单元302、功率放大器303、双工器304依次连接构成下行链路；双工器304、低噪声放大器305、增益控制单元306、合分路单元302、模拟激光器301依次连接构成上行链路。

监控单元307实现对自身各模块单元的监控。供电单元308实现对各有源模块单元的能量供给，具体实施时根据各单元采用的芯片进行相应连接即可。

其工作原理是：

下行方向，模拟激光器301将下行信号恢复成射频载波，并由合分路单元302滤波分离出业务载波和监控载波。其中监控载波分给监控单元307进行解析处理，业务载波经功率放大器303。功率放大器303提升业务载波信号电平，其输出功率等级可由监控单元307调节，实现不同的覆盖需求。放大后下行信号经过双工器304，由外置或内置天线发射出去。

上行方向，天线接收各个终端发来的上行信号，经双工器304至低噪声放大器305进行放大。增益控制单元306实现上行信号的自动增益控制，以避免各用户终端距离远近不一造成的电平差异，保证进入激光器的载波功率恒定。合分路单元302将上行主信号和监控单元307发来的监控回传信号合路，混合载波由模拟激光器301直接调制成模拟光，通过光纤回传至射频扩展单元REU。具体实施时，监控单元307可以与近端监控通信，控制远端功率及射频增益，获取监控回传信号。

供电单元208完成输入电源转换，为各有源模块单元提供所需工作电压。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的。因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。