一种智能直放站的制作方法

本实用新型属于移动通信领域，尤其涉及一种智能直放站。

背景技术：

直放站是属于无信信号中继器的一种，其主要功能是在无线通信传输中对信号进行放大。在下行链路中，直放站通过前向天线接收信号，并将接收到的信号通过带通滤波器滤波，然后将滤波后的信号经功放放大后通过后向天线发射到覆盖区域，以达到基站与移动台的信号传递。

现有的直放站设计，一般采用预设固定频段和增益的方式，提供双向信号放大功能，来解决广大运营商和中小企业对4G信号覆盖不足区域的延伸覆盖问题。但是，一方面，由于预设放大频段是固定的，且设备不能灵活适配不同运营商的FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)或TDD(Time DivisionDuplexing，时分双工)信道分配，影响了设备的通用性和随处使用能力，需要针对根据运营商和投放区域做设备客户化定制；另一方面，固定的增益设置可能会导致直放站设备对近距离的基站产生强信号干扰，影响基站网络覆盖的性能；再者，由于预设的放大频段的宽度会普遍大于实际使用的频段带宽，容易造成放大后相邻频段信号的严重交调干扰，导致放大信号质量的快速下降。

因此，需要提出一种直放站设计，来解决采用预设固定频段和增益的方式带来的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种智能直放站，旨在提供一种可以根据当前信号环境智能选择最佳LTE信道频段，并根据选择频段的信号强度大小动态调整放大增益的智能直放站，从而有效保证经直放站放大后的输出信号质量，避免过强信号干扰基站网络。

本实用新型提供了一种智能直放站，包括N×N式MIMO外接天线、射频耦合器、控制电路、N路直放电路和N×N式MIMO内接天线；

所述N路直放电路无线连接于所述N×N式MIMO外接天线和所述N×N式MIMO内接天线之间，其中1路直放电路通过所述射频耦合器与所述N×N式MIMO外接天线无线连接，所述控制电路一端与所述射频耦合器连接，另一端与所述N路直放电路分别连接；

所述射频耦合器，用于利用所述N×N式MIMO外接天线实时接收来自基站发送的下行信号，并将所述下行信号分成2路，其中1路下行信号输入所述控制电路，另外1路下行信号输入与其连接的直放电路；

所述控制电路，用于根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对所述N路直放电路发出控制指令；

所述N路直放电路，用于根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并对所述最佳LTE信道频段的信号按照动态调整的放大增益进行放大后输出，其中，所述上行信号是利用所述N×N式MIMO内接天线接收到的来自用户无线终端向基站发送的通信信号。

进一步地，所述N路直放电路中的每1路直放电路包括：输入射频前端电路、输出射频前端电路、多频段下行放大器和多频段上行放大器，其中，所述多频段下行放大器和多频段上行放大器分别连接于所述输入射频前端电路和输出射频前端电路之间；

所述输入射频前端电路，用于根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的下行信号输入所述多频段下行放大器，将所述最佳LTE信道频段的上行信号输入所述N×N式MIMO外接天线，并由所述N×N式MIMO外接天线输出；

所述多频段下行放大器，用于根据所述控制电路的控制指令对所述最佳LTE信道频段的下行信号按照动态调整的放大增益进行放大，并将放大后的下行信号输入所述输出射频前端电路；

所述输出射频前端电路，用于根据所述控制电路的控制指令滤除上行信号和下行信号中除所述最佳LTE信道频段以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的上行信号输入所述多频段上行放大器，将所述最佳LTE信道频段的下行信号输入所述N×N式MIMO内接天线，由所述N×N式MIMO内接天线输出；

所述多频段上行放大器，用于根据所述控制电路的控制指令对所述最佳LTE信道频段的上行信号按照动态调整的放大增益进行放大，并将放大后的上行信号输入所述输入射频前端电路。

进一步地，所述控制电路包括：依次连接的射频前端电路、射频调制解调器和LTE基带处理单元；

所述射频前端电路，用于根据所述LTE基带处理单元的指令对客户化预置频段之外的下行信号进行滤波，并将滤波后的下行信号提供给所述射频调制解调器；

所述射频调制解调器，用于对所述下行信号进行解调，并将解调后的下行信号输出给所述LTE基带处理单元；

所述LTE基带处理单元，用于实时接收所述下行信号，并根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对所述N路直放电路发出控制指令。

进一步地，所述射频前端电路、输入射频前端电路和输出射频前端电路都包括：依次连接的射频开关、双工器和滤波器。

进一步地，所述N×N式MIMO外接天线为2×2式MIMO外接天线。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型提供的一种智能直放站，智能直放站中的射频耦合器用于利用所述N×N式MIMO外接天线实时接收来自基站发送的下行信号，并将该下行信号分成2路，其中1路下行信号输入所述控制电路；智能直放站中的控制电路用于根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对所述N路直放电路发出控制指令；智能直放站中的N路直放电路用于根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并对所述最佳LTE信道频段的信号按照动态调整的放大增益进行放大后输出；本实用新型与现有技术相比，可以根据当前信号环境智能选择最佳LTE信道频段，并根据选择频段的信号强度动态调整放大增益，实现放大频段和增益的实时动态调整控制目的，从而可以灵活适配不同运营商的FDD或TDD信道分配，避免过强信号干扰基站网络，并且有效提升经直放站放大后的信号质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种智能直放站的电路模块示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种智能直放站的通信方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由于现有技术中提供的直放站是采用预设固定频段和增益的方式来提供双向信号放大功能，导致放大后的信号质量差，会干扰基站网络，并且不能灵活设备不同运营商的FDD或TDD信道分配的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种智能直放站，如图1所示，射频耦合器利用N×N式MIMO外接天线实时接收来自基站发送的下行信号，并将所述下行信号分成2路，其中1路下行信号输入控制电路；所述控制电路根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对N路直放电路发出控制指令；所述N路直放电路根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并对所述最佳LTE信道频段的信号按照动态调整的放大增益进行放大后输出。

下面具体介绍本实用新型实施例提供的一种智能直放站，如图1所示，包括：N×N式MIMO外接天线、射频耦合器、控制电路、N路直放电路和N×N式MIMO内接天线。

所述N路直放电路无线连接于所述N×N式MIMO外接天线和所述N×N式MIMO内接天线之间，其中1路直放电路通过所述射频耦合器与所述N×N式MIMO外接天线无线连接，所述控制电路一端与所述射频耦合器连接，另一端与所述N路直放电路分别连接。

具体地，本实用新型实施例提供的N×N式MIMO外接天线为2×2式MIMO外接天线，N×N式MIMO内接天线为2×2式MIMO内接天线，N路直放电路为2路直放电路，如图1所示，包括直放电路1和直放电路2，所述直放电路1和直放电路2都为双向直放电路，本实用新型实施例提供的所述射频耦合器是与直放电路1连接。

具体地，基站发送给移动台的下行信号在所述智能直放站的传输路径为：下行信号通过所述2×2式MIMO外接天线发送给所述2路直放电路，并经过所述N×N式MIMO内接天线发送给移动台。移动台发送给基站的上行信号在所述智能直放站的传输路径为：上行信号通过所述2×2式MIMO内接天线发送给所述2路直放电路，并经过所述N×N式MIMO外接天线发送给移动台。所述射频耦合器，用于实时接收所述N×N式MIMO外接天线发送的下行信号，并将所述下行信号分成2路，其中1路下行信号输入所述控制电路，另外1路下行信号输入与其连接的直放电路。

具体地，所述射频耦合器包括：直通端和耦合端，其中，所述直通端与所述直放电路1连接，所述耦合端与所述控制电路连接，所述射频耦合器将来自于基站的下行信号按功率比例分成2路信号，其中，大比例功率信号通过所述直通端输入所述直放电路1，小比例功率信号通过所述耦合端输入所述控制电路。

所述控制电路，用于根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对所述N路直放电路发出控制指令；

具体地，所述控制电路包括：依次连接的射频前端电路RF_IN FEM、射频调制解调器RF_IC和LTE基带处理单元LTE BB。

所述射频前端电路，用于根据所述LTE基带处理单元的指令对客户化预置频段之外的下行信号进行滤波，并将滤波后的下行信号提供给所述射频调制解调器；

具体地，所述客户化预置频段是指客户根据需要预置的频段，比如，如果客户只需要从移动运营商中筛选出最佳LTE信道频段，那么，这里的客户化预置频段即可设置为移动运营商支持的频段；再比如，如果客户需要在指定的区间频段内筛选出最佳LTE信道频段，那么，这里的客户化预置频段即可设置为该指定的区间频段；即实际上，客户可根据自己的需要设置一个频段范围，所述射频前端电路会滤除客户化预置频段之外的下行信号。

具体地，所述射频前端电路包括依次连接的射频开关、双工器和滤波器。

具体地，本实用新型实施例提供的直放站为4G智能直放站，可以适配单个或多个运营商(支持全球不同的运营商)，在所述智能直放站投入使用之前，可以根据用户的需要预设置指定的运营商，在预设置之后投入使用之时，所述射频前端电路会根据所述LTE基带处理单元的指令对指定运营商的频段之外的下行信号进行滤波，使得所述LTE基带处理单元只会从指定运营商的频段信号中筛选最佳LTE信道频段；即所述智能直放站只会放大指定运营商的频段信号，很好地保护了设备投资运营商的利益和效益。

所述射频调制解调器，用于对所述下行信号进行解调，并将解调后的下行信号输出给所述LTE基带处理单元；

所述LTE基带处理单元，用于实时接收所述下行信号，并根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对所述N路直放电路发出控制指令。

具体地，可客户化预置的规则为可根据客户的需求预先设置规则，该预置规则可根据客户需要灵活设置，并且，根据预先设置的规则可从客户化预置频段中筛选出最佳LTE信道频段。比如，如果客户化预置频段设置的是移动运营商支持的频段，那么，所述LTE基带处理单元即从移动运营商支持的频段中根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出最佳LTE信道频段；如果客户化预置频段设置的是指定的区间频段，那么，所述LTE基带处理单元即从指定的区间频段中根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出最佳LTE信道频段；即实时上，所述LTE基带处理单元会根据可客户化预置的规则从客户化预置频段中筛选出最佳LTE信道频段。

具体地，经过所述射频调制解调器解调的下行信号发送给所述LTE基带处理单元LTE BB，所述LTE基带处理单元对所述下行信号进行空口协议处理。所述LTE基带处理单元对所述下行信号中的各频段信道进行扫描和筛选，根据全信道扫描的结果，LTE BB可根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出最佳LTE信道频段，并计算出需要的放大增益，从而控制双向直放电路对指定的所述最佳LTE信道频段的信号进行对外部和内部信号的双向放大。需要说明的是，LTE BB会连续不断地进行直放站应用物理位置周边基站信号的扫描和筛选，如果无线环境或网络信号发生变化，LTE BB可实时检测并选择更加合适的放大频段来工作，确保用户能一直能享受到最好网络信号的覆盖，同时也能很好支持双天线MIMO放大能力。

所述N路直放电路，用于根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并对所述最佳LTE信道频段的信号按照动态调整的放大增益进行放大后输出，其中，所述上行信号是利用所述N×N式MIMO内接天线接收到的来自用户无线终端向基站发送的通信信号。

具体地，所述N路直放电路中的每1路直放电路包括：输入射频前端电路RF_IN FEM、输出射频前端电路RF_OUT FEM、多频段下行放大器(多频段RX_PA)和多频段上行放大器(多频段TX_PA)，其中，所述多频段下行放大器和多频段上行放大器分别连接于所述输入射频前端电路和输出射频前端电路之间。

具体地，本实用新型实施例展示了2通道智能直放站设计，可以支持2x2式MIMO工作模式。每路直放电路中的RF_IN FEM和RF_OUT FEM，负责外部和内部方向放大信号的合路汇集，与多频段RX_PA和多频段TX_PA一起，构成实现内外信号的双向放大。

更具体地，直放电路中的RF_IN FEM和RF_OUT FEM具有需要的LTE频段选择和滤波功能，具体电路由依次连接的射频开关、双工器和滤波器组成，负责分离或聚合收发射信号并进行带通滤波，并且RF_IN FEM和RF_OUT FEM设计可支持FDD和TDD工作模式，工作频段选择受LTE_BB控制。多频段RX_PA和多频段TX_PA采用多通道的宽带功放器件，实现低成本多频段宽频放大功能，放大器的频段选择和增益控制也受LTE BB控制。

具体地，所述输入射频前端电路，用于根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的下行信号输入所述多频段下行放大器，将所述最佳LTE信道频段的上行信号输入所述N×N式MIMO外接天线，并由所述N×N式MIMO外接天线输出。

所述多频段下行放大器，用于根据所述控制电路的控制指令对所述最佳LTE信道频段的下行信号按照动态调整的放大增益进行放大，并将放大后的下行信号输入所述输出射频前端电路。

所述输出射频前端电路，用于根据所述控制电路的控制指令滤除上行信号和下行信号中除所述最佳LTE信道频段以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的上行信号输入所述多频段上行放大器，将所述最佳LTE信道频段的下行信号输入所述N×N式MIMO内接天线，由所述N×N式MIMO内接天线输出；

所述多频段上行放大器，用于根据所述控制电路的控制指令对所述最佳LTE信道频段的上行信号按照动态调整的放大增益进行放大，并将放大后的上行信号输入所述输入射频前端电路。

本实用新型实施例提供的智能直放站，根据设备周围的环境和存在的4G网络信号，智能地选择当下授权运营商的最佳LTE信道频段进行严格的带通滤波双向放大，并根据选择频段的接收信号强度，动态调整放大增益，实现放大频段和增益的实时动态调整控制目的，可以灵活适配不同运营商的FDD或TDD信道分配，避免过强信号干扰基站网络，并且可有效提升经直放站放大后的信号质量；本实用新型实施例提供的智能直放站能很好地解决广大运营商和中小企业对4G信号覆盖不足区域的延伸覆盖问题，有效保证延伸覆盖信号的质量，并提供4G网络所需要的MIMO信号直放覆盖能力；采用本实用新型设计的智能直放站，具有很好的通用性，可大大简化设备安装的问题，自动适应各种应用和网络环境，成为真正符合4G需求的智能直放站系统，可应用于LTE无线MIMO直放站设计应用。

下面具体介绍本实用新型实施例提供的一种智能直放站的通信方法，如图2所示，所述方法包括：

步骤S101，射频耦合器利用N×N式MIMO外接天线实时接收来自基站发送的下行信号，并将所述下行信号分成2路，其中1路下行信号输入控制电路，另外1路下行信号输入与其连接的直放电路；

步骤S102，所述控制电路根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对N路直放电路发出控制指令；

具体地，所述控制电路中的射频前端电路根据所述LTE基带处理单元的指令对客户化预置频段之外的下行信号进行滤波，并将滤波后的下行信号提供给射频调制解调器；所述控制电路中的射频调制解调器对所述下行信号进行解调，并将解调后的下行信号输出给LTE基带处理单元；所述控制电路中的LTE基带处理单元实时接收所述下行信号，并根据可客户化预置的规则实时检测并筛选出所述下行信号中的最佳LTE信道频段，并根据所述最佳LTE信道频段的信号强度大小动态调整放大增益，并实时对所述N路直放电路发出控制指令。

步骤S103，所述N路直放电路根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号和上行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并对所述最佳LTE信道频段的信号按照动态调整的放大增益进行放大后输出，其中，所述上行信号是利用所述N×N式MIMO内接天线接收到的来自用户无线终端向基站发送的通信信号。

具体地，具体介绍下行信号和上行信号在所述N路直放电路中的信号处理过程及信号流向；

关于下行信号：

所述N路直放电路中的输入射频前端电路根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的下行信号输入所述多频段下行放大器；所述多频段下行放大器根据所述控制电路的控制指令对所述最佳LTE信道频段的下行信号按照动态调整的放大增益进行放大，并将放大后的下行信号输入所述输出射频前端电路；所述输出射频前端电路根据所述控制电路的控制指令滤除下行信号中除所述最佳LTE信道频段以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的下行信号输入所述N×N式MIMO内接天线，由所述N×N式MIMO内接天线输出。

关于上行信号：

所述N路直放电路中的输出射频前端电路根据所述控制电路的控制指令滤除上行信号中除所述最佳LTE信道频段的信号以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的上行信号输入所述多频段上行放大器；所述多频段上行放大器根据所述控制电路的控制指令对所述最佳LTE信道频段的上行信号按照动态调整的放大增益进行放大，并将放大后的上行信号输入所述输入射频前端电路；所述输入射频前端电路根据所述控制电路的控制指令滤除上行信号中除所述最佳LTE信道频段以外的信号，并将所述最佳LTE信道频段的上行信号输入所述N×N式MIMO外接天线，由所述N×N式MIMO外接天线输出。

具体地，所述射频前端电路、输入射频前端电路和输出射频前端电路都包括：依次连接的射频开关、双工器和滤波器。

具体地，所述N×N式MIMO外接天线为2×2式MIMO外接天线。

本实用新型实施例提供的智能直放站的通信方法，根据设备周围的环境和存在的4G网络信号，智能地选择当下授权运营商的最佳LTE信道频段进行严格的带通滤波双向放大，并根据选择频段的接收信号强度，动态调整放大增益，实现放大频段和增益的实时动态调整控制目的，可以灵活适配不同运营商的FDD或TDD信道分配，避免过强信号干扰基站网络，并且可有效提升经直放站放大后的信号质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。