专利名称：Td－scdma系统基站射频数字拉远的光纤传输方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在第三代移动通信TD-SCDMA系统中对基站射频数字拉远后的传输方法及所用的相应装置，具体讲是一种采用光纤传输的方法及与之相应的装置。
背景技术：
中国专利申请号200510001653.2提供了一种“基站设备实现射频拉远的中频传输方法及中频接口”技术，在TD-SCDMA系统中将基站射频数字拉远后，使用模拟中频传输技术以各种有线和无线传输手段使远端射频模拟收发信机单元与无线基站相连接。其中，对多只远端射频模拟收发信机单元可分别使用一对传输媒质实现包括如星形、链形和环形等多种方法连接。该方法是将基站对每一射频收发信机之间的模拟中频信号调制在一个中频载波频率下，时钟和监控信号也各占用一个中频载波频率。图1显示了其连接的基本方式。其基站的主体是室内基站设备，至系统(RNC)它提供Iub接口(154)。在室内基站内，有集中的控制/接口单元(146)及参考(基准)时钟单元(145)；有多套完成基带数字信号处理的调制解调单元(144)(通常是每一个小区一套)。控制/接口单元与各调制解调单元之间用高速数字总线(153)连接；控制/接口单元用控制总线(152)和此基站所有部分连接。此外，此基站还有多套数字中频处理单元(143)(通常是每一个小区一套)，它完成收发中频信号的数字至模拟及模拟至数字的变换及滤波等信号处理，通过信号总线(151)和调制解调单元连接；每套或者多套数字中频处理单元(143)共用一只模拟中频接口(131、132、133等)。通过该模拟中频接口，用中频电缆、微波接力设备或者光纤连接至远模拟射频收发信机。例如可用光纤连接至远端的一组模拟射频收发信机单元(101、102、…、10n)时，采用的是链式的串行连接方式，即先连接至一个远端模拟射频收发信机(10n)，再由(10n)连接至其它远端模拟射频收发信机，直至(101)；或是采用星形连接，即用中频电缆(也可以用光纤)连接至多天线的远端模拟射频收发信机单元111；也可以采用无线连接，即用中频电缆(也可以用光纤)连接至微波接力设备(122)，再通过微波传输至微波接力设备的另一端(123)，再通过中频电缆或者光纤连接至远端模拟射频收发信机(125)。在一个此种基站中，上述模拟中频接口可能有多个，以连接至多个(组)远端模拟射频收发信机，在远端组成一个个小区。对分散架设的远端射频收发信机单元(如111、125)和室内基站之间可以用星形连接，即室内基站的一个中频接口(132、133)通过一条传输媒质连接至一套远端模拟射频收发信机单元。而对相对集中架设(例如一座或者一组大楼内及邻近的室内外覆盖)的多只远端模拟射频收发信机(101、102、....、10n)，它们和室内基站的连接则可以使用串行连接，共同接入室内基站的一个中频接口(131)，而无需每个远端模拟射频收发信机都使用一条传输媒质，分别接入室内基站的多只中频接口。
上述的模拟中频传输方式由于传输媒质的损耗比较大及高线性的要求，不仅成本仍然高，而且传输距离也比较短，例如使用中频电缆时仅仅能传输300m左右，使用模拟光纤传输技术时也只能传输10km左右。而现在市场上的需求是拉远距离要求至少需达40km，因此必须采用数字光纤传输技术。特别对使用智能天线的系统，如图1中具有多个射频收发信机的远端单元111，由于一个系统内各射频收发信机(室外远端射频收发信机加上室内基站的接口卡)需要使用同一本振，达到相干接收和发射的目的，使上述方法难以简单实现，而且其室内基站端接口卡比较复杂，成本较高。
在目前广泛研究使用光纤传输高速数字信号进行室内基站和远端射频收发信机连接时，由于在一对光纤中，要传输来自多个远端射频收发信机的多个载波频率的高速数字信号、监控信号及高稳定时钟信号，必须要确定一种数据复接的方式和规则，将它们组合成为一个高速数字流，再用一根光纤进行传输。在数据复接的方式上，一般，采用同步数字序列(SDH)协议或者以太网(Ethernet)协议。为了保证数字信号的传输质量，大多采用SDH的方式，远端射频收发信机所需要的数字时钟，则采用SDH技术所使用的时钟恢复方法提取出来，即将时钟信号也复接在高速数据流上。而以这种方式得到的时钟信号质量尚无法满足移动通信的要求。而且，使用SDH方式的数字中频传输方式的缺点还在于数字复接后产生的数字带宽较大(近10Gbps)，造成的难度较高，导致成本也就比较高。因而，目前其主要使用于点对点的连接，还不能解决实际工程要求的多种连接方式。
发明内容
针对上述情况，本发明首先将提供一种用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，该方法能克服上述的不足可大大增加拉远后的传输距离，并能降低接口电路的复杂性，而且设备配置灵活，可适应各种不同的光纤网络状况采用不同的设备配置，灵活地进行移动通信网工程设计。在此基础上，本发明进一步的目的是提供与这一光纤传输方法相适应的射频收发信机和室内基站接口卡等配套设备。
本发明用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，是在将无线基站中的射频收发信机与无线基站的基带数字信号处理部分分开，并将射频收发信机拉远至天线附近的基础上，使射频收发信机的中频端口数字化后，将各射频收发信机进行接收和发射的数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号分别调制在相应的光波长上，用波分复用方式将与各射频收发信机相对应的光波信号合路后，分别用一跟光纤进行上行方向和下行方向的传输，在接收端则再按波长分开并分别解调恢复为相应的数字信号。该处理方法既可以用于室内基站与多个远端射频收发信机进行点对多点式的分别独立传输，也可以用于室内基站与汇集有多个射频收发信机的集中站址间进行点对点式的传输。
在上述的光纤传输方法基础上，还可以根据TD-SCDMA系统的帧结构和时分双工工作系统的特点，在进行波分复用方式处理时，进一步以下述的时分复接方式先将速率和编码方式不同的数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号按时间分开并分别复接为一组串行数据流各远端射频收发信机进行上行传输的分接时，在不同的时刻分接出相应的数据，并将其监测数据压缩成一个时间宽度不超过一个TD-SCDMA时隙的短突发插入在上行的TD-SCDMA时隙TS0内后，与存在于TS1至TS5中的上行接收数据复接成为一个完整的上行数据流；室内基站将用于对各远端射频收发信机的控制数据压缩成一个时间宽度不超过一个TD-SCDMA时隙的短突发插入在下行的TD-SCDMA时隙TS1内，将所提供的参考数字时钟信号压缩成时间宽度不超过一个由保护时隙(G)与上行导引时隙(UpPTS)之和的另一个短突发插入在包括G与UpPTS之和的区间内，并使这两个短突发与在TS0和存在于TS2至TS6中的下行发射数据复接成为一个完整的下行数据流；远端射频收发信机和室内基站对所传输的涉及数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号多路不同的上行及下行数据，分别在发送端复接成为一路按时间分隔的数据流后调制在一个特定光波长上传输；对应接收端对所接收的数据流再根据不同时隙内数据的内容进行分接并恢复为相应的多路数据。
在一个可供参考的采用本发明上述方法进行室内基站与汇集有多个射频收发信机的集中站址间的点对点式传输的实例中，是使该集中站址将其连接和控制的各射频收发信机的接收数字数据流信号、以及此集中站址的对多个射频收发信机的监测数字信号分别调制在一个光波长上，经光合路后用一根光纤上行传输至室内基站；来自室内基站需经各射频收发信机发射的数字数据流信号、室内基站对这些射频收发信机控制的数字信号、以及参考数字时钟信号也分别各调制在一个光波长上，经光合路后用一根光纤下行传输至该集中站址；在各接收端处则按所接收信号的波长分开并分别解调恢复为相应的数字信号。
在室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机进行点对多点式的传输时，可以将室内基站与各远端射频收发信机间的上行和下行数字信号分别各用一根光纤传输。其中，各远端射频收发信机的上行传输信号为以时分复接方式将该射频收发信机接收的数字数据流信号及该射频收发信机监测数字信号复接成的完整数字信号；由室内基站的下行传输信号为以时分复接方式将该射频收发信机发射的数字数据流信号、室内基站对该射频收发信机进行控制的数字信号及参考数字时钟信号复接成的完整数字信号。在基础上，该点对多点的传输可以分别采用前述专利所提供的星形、链形或环形等多种不同连接方式的光纤传输。
例如，在室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机进行点对多点式传输采用星形连接方式时，可以将室内基站与各远端射频收发信机间的上行/下行传输时分别以时分复接方式调制在各自一个波长上，分别以相互独立的一对光纤由室内基站与各远端射频收发信机直接连接传输。
在室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机进行点对多点式传输采用链形连接方式，可以将由以光纤依次链式串接的各远端射频收发信机将其分别调制在不同波长上的上行传输数字光信号依次逐级合路后，由其链式串接中位于一端部位置的射频收发信机用一根光纤与室内基站相连接；室内基站发向多个远端射频收发信机的下行传输数字信号分别调制在相应的不同波长上，经合路后用另一根光纤与位于该端部位置的射频收发信机连接，再依次传输至另一端方向的各射频收发信机，并通过各射频收发信机的光分路器进入相对应的射频收发信机。
在室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机进行点对多点式传输采用环形连接方式时，可以将位于由光纤依次串接的各远端射频收发信机两端位置处的射频收发信机以同样方式各用一对光纤分别与室内基站连接，各远端射频收发信机将分别调制在各自波长上的上行传输数字信号由一端至另一端依次逐级合路后，经其中一对光纤与室内基站连接；室内基站发向多个远端射频收发信机的下行传输数字信号分别调制在不同波长上，合路后也由该对光纤送至各远端射频收发信机并经各射频收发信机处的光分路器进入对应的各远端射频收发信机，在同一时间内所说远端射频收发信机与室内基站间两对光纤中的至少一对处于工作状态。
本发明的上述光纤传输方法，可以通过采用能满足上述传输过程中所说的波分复用方法及所说的时分复接方法要求的各种相应方式和/或相适应的设备实现。
在一种可供参考的能与本发明上述光纤传输方法相适应的射频收发信机的基本结构设置实例中，应包括带有时分复接电路和特定波长光发射机的数字接收单元、带有时分分接电路和光接收机组成的数字发射单元、时钟恢复和分配电路单元和对该射频收发信机进行监控的微处理器单元。其中的数字接收单元和数字发射单元可分别经时分双工器单元与天线端口连接。来自基站的信号经下行传输光纤进入数字接收单元解调为下行发射数据、数字时钟数据和对该射频收发信机控制数据三路输出数据一路为下行发射数据被送入数字发射单元并经时分双工器单元送至天线单元端口；另一路为数字时钟数据进入时钟恢复和分配电路处理后分别送至数字接收单元、数字发射单元及微处理器单元；再一路为对该射频收发信机的控制数据送至用于监控的微处理器单元，并由微处理器单元将监测信号送入与其连接的数字接收单元后，与由天线单元端口和时分双工器单元进入的接收信号，经其时分复接电路和特定波长光发射机将完整的上传数据流由上行传输光纤输出。
在一种可供参考的能与本发明上述光纤传输方法相适应的室内基站接口卡的基本结构设置实例中，应相应设置有一组多波长光发射单元和光接收单元、分别与这两个单元对应连接的发射数字复接电路单元和接收数字分接电路单元、以及与基站主控处理器连接的微处理器单元。其中多波长光发射单元中包括有分别对应于远端射频收发信机所需的各不同特定波长光发射机和与之连接的光波分复用单元。分别来自基带数字信号处理单元、参考数字时钟单元和微处理器单元的下行数字信号经该发射数字复接电路分别输入各不同特定波长光发射机，由光波分复用单元自下行输出光纤接口输出；光接收单元中包括有分别对应于远端射频收发信机所需的各光接收机和与之连接的光波分复用单元。来自上行输入光纤接口的信号经该光波分复用单元分别送入各光接收机后再进入可分别向基带数字信号处理单元和微处理器单元输出的接收数字分接。
本发明的上述方法的可以彻底解决TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的点对点及点对多点的光纤连接传输问题。与目前数字拉远的点对点或点对多点传输只能达到拉远10km相比，本发明方法可以实现拉远至80km，大大增加了拉远传输距离。与使用SDH实现数字光纤拉远技术相比，则可省去高速数据复接和分接的困难以及相应的时钟恢复电路，大大降低了接口电路的复杂性。例如，实现该方案时大致需使用1000个元件，而实现本发明方法时则仅需要10余个元件，而且设备配置灵活，可以根据各种不同光纤网络状况采用不同的设备配置，以支持点对点和/或点对多点，以及支持星形网络，环形网络以及链形网络，更便于灵活地进行移动通信网工程设计。
以下通过由附图所示实施例的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。
图1是目前报道的多个远端射频子系统与基站设备实现拉远的模拟中频连接和传输方法示意图。
图2是用于实现本发明TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法的射频收发信机结构框示意图。
图3是用于实现图7框图的一种射频收发信机的结构示意图。
图4是用于实现本发明TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法的一种室内基站接口卡的结构框图。
图5是本发明TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法中时分复接方式的时序图。
图6是对TD-SCDMA系统基站射频数字拉远时本发明实现点对点数字光纤传输方法的示意图。
图7是对TD-SCDMA系统基站射频数字拉远时本发明实现点对多点的星形数字光纤传输传输方法的示意图。
图8是对TD-SCDMA系统基站射频数字拉远时本发明实现点对多点的链形数字光纤传输传输方法的示意图。
图9是对TD-SCDMA系统基站射频数字拉远时本发明实现点对多点的环形数字光纤传输传输方法的示意图。
具体实施例方式
图2和图3所示的是用于实现本发明TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法的一种射频收发信机的结构形式。
此射频收发信机300的基本结构包括带有时分复接电路和特定波长光发射机的数字接收单元302、带有时分分接电路和光接收机组成的数字发射单元303、由带通滤波器345和环形器346组成并分别与该接收单元和发射单元连接的时分双工(TDD)器单元301、时钟恢复和分配电路单元348和对此射频收发信机进行监控的微处理器单元(MCU)355。
数字接收单元302由模拟接收机310及其本振电路331、模拟至数字转换器(ADC)341、接收数字中频电路342、时分复接电路343及特定波长光发射机344组成。其中的模拟接收机310包括低噪声放大器311、混频器312、模拟中频电路313等，是常规的超外差接收机。来自天线端口360的信号经时分双工器单元301的带通滤波器345和环形器346进入模拟接收机310放大变频，到ADC 341中转换为数字信号，再经接收数字中频电路342进行滤波等处理，形成此射频收发信机的接收数字信号，再和来自MCU 355的监测信号在时分复接电路343中复接为完整的接收(上行)数字中频信号，经特定波长光发射机344调制到指定的波长上，经上行传输光纤361输出。
数字发射单元303由模拟发射机320及其本振电路332、数字至模拟转换器(DAC)351、发射数字中频电路352、时分分接电路353及光接收机354组成。其中的模拟发射机320包括功率放大器321、混频器322、模拟中频电路323等，也是常规的超外差发射机。来自基站的下行光信号由下行传输光纤365输入，首先在光接收机354中解调为数据流，然后在时分分接电路353中分接为3路数据其中一路为下行数据流，通过发射数字中频电路352处理后，经DAC 351转换成为模拟信号，输入至模拟发射机320进行放大和变频，再通过双工器单元301送至天线端口360；另一路为数字时钟信号，送至时钟恢复和分配电路348处理；再一路为对此射频收发信机的控制数据，经监控接口366送至MCU 355。MCU355则采集监测信号并根据控制命令使能，使此射频收发信机正常工作。
图4所示的是一种用于实现本发明TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法的室内基站接口卡的结构。
此接口卡400中包括有一个多波长的光发射单元模块201、一个光接收单元模块202、发射数字复接电路单元451、接收数字分接电路单元452及微处理器(MCU)单元460。
其中该多波长的光发射单元模块201中包括有多只如图3中所述的不同波长的特定波长光发射机231、232、...、23N以及光波分复用器211，其间用光纤421连接；上述光接收单元模块202包括有光波分复用器单元212及如图3中所述的多只光接收机251、252、...、25N，其间也用光纤422连接。上述多波长的光发射单元模块201和多波长的光接收单元模块202都由商用器件构成。本接口卡支持N个图3所示的远端射频收发信机工作。
光发射单元模块201支持N路(N个波长)的发射电路，它们来自发射数字复接电路单元451。来自基带数字信号处理单元471将传输至N路远端射频发射机的每路的数字信号和来自参考数字时钟单元480的参考数字时钟信号在数字复接电路单元451中进行预处理，即将传输到每个射频发射机的数据分开并分别和参考数字时钟信号及来自MCU 460的控制数据用时分复接方式实现时分复接，成为供每个射频发射机的一个完整的数字信号流。
光接收单元模块202支持N路(N个波长)的接收电路，其中N路(251至25N)为来自N只远端射频接收机的完整的数据流，将送至接收数字分接电路单元452。此数字分接电路单元452中对来自每个射频收发信机的数据流再经时分分接实现时分分接上行数据和监测数据。上行数据再通过接口传输至基带数字信号处理单元472；监测数据送至还提供至基站主控处理器的接口490的MCU 460处理。
图5是在本发明上述TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法中使用的一种时分复接方式的时序图。此方法根据TD-SCDMA系统的帧结构和时分双工的特点，将不同速率、不同编码方式的数据按时间分开，复接成为一组串行数据流。
在分接时，根据已知的时分复接方式，在不同的时刻分接出不同的数据。图5A示出了TD-SCDMS系统的帧结构，它在一个5ms的子帧中，有7个宽度为675微秒的数据时隙TS0、TS1，...、TS6及3个特殊时隙DwPTS(宽度75微秒)、UpPTS(宽度100微秒)及保护时隙G(宽度100微秒)。其下行数据最多占用TS0、DwPTS、TS2、TS3、...、TS6，而其它时隙总是空闲的，如图5B所示。使用图5C的定时，可以将所提供的参考数字时钟信号压缩成一个时间宽度不超过一个由保护时隙G与上行导引时隙UpPTS之和的一个短突发Tclk插入在G+UpPTS的区间内发送；使用图5D的定时，可以将控制数据压缩成为一个时间宽度不超过一个TD-SCDMA时隙的短突发(Burst)Tc插入在下行的TD-SCDMA时隙TS1内，然后将此3个数据合并，即复接成为如图5E所示的一个完整的下行数据流。上述3种数据的速率和编码方式可以是完全不同的。对TD-SCDMA系统的上行数据，它最多占用UpPTS、TS1、TS2、...、TS5，如图5F所示。同样可以使用图5G所示的定时，将监测数据压缩成为一个突发Tm，再与图5F所示的上行数据合并，从而可以复接成为图5H所示的上行数据流。使用上述方法即可完成适合本发明传输要求的时分复接。
在时分分接时，则根据上述Tc、Tclk及Tm的起始时刻t2(如图5D)、t1(如图5C)及t3(如图5G)及此时隙的宽度δt1(如图5C)、δt2(如图5D)及δt3(如图5G)，在各时分分接电路单元(如上述图3中的分配电路348)中下行的控制数据、数字时钟及在如上述图4的室内基站接口卡中取出对每个远端射频收发信机上行的监控数据。上述δt2与δt3的宽度可以接近上述主数据时隙的宽度，例如600至650微秒；δt1的宽度可以接近上述G+UpPTS的宽度，例如150至180微秒。上述起始时间最好和时隙对准，以图中参考时间计，t1＝750微秒；t2＝1025微秒；t3＝0微秒。这样，即保证了各种数据在时间上不重叠，又可以用下行参考时钟作为TDD的定时基准。
图6所示的是实现本发明对TD-SCDMA系统基站射频数字拉远时点对点的数字光纤传输方法。
汇集并控制N只射频收发信机的远端集中站点中使用的远端单元510和室内基站之间用一对光纤205连接。室内基站600包括上述的光接口卡400及基站基带部分610。在远端单元510处使用N只射频收发信机571、572、...、57N(如图3中所述的射频收发信机300)，它们分别具有对天线的射频端口以及使用智能天线时需要的校准接口。上述射频接口和校准接口都是一收一发的一对接口。此N只射频收发信机输入、输出的数字信号分别和多波长的光接收模块202及多波长的光发射模块201连接。此多波长的光接收模块202及多波长的光发射模块201详见图2。必须说明的是此多波长的光接收模块202将提供N+2路接收数字信号(使用N+2个波长)，而多波长的光发射模块201将提供N+1路发射数字信号(使用N+1个波长)。此多波长的光接收模块202接收的包括分别至N个射频发射机的N路发射数据流；一路为数字时钟，它将连接至数字时钟分配电路662，再分配到各个需要的电路单元，包括微处理器(MCU)660及各射频收发信机的时钟接口663；一路控制数据，它送至微处理器(MCU)660。此多波长的光发射模块201发送的包括分别来自N个射频接收机的N路接收数据流及一路来自微处理器(MCU)660的监测数据。此微处理器(MCU)660集中处理整个远端单元510的监控信号，其一方与上述多波长的光接收模块202及多波长的光发射模块201连接。另一方连接至每个射频收发信机的监控接口666。
图7～图9所示的是实现本发明对TD-SCDMA系统基站射频数字拉远时几种不同连方式的接点对多点的光纤传输方法。具有1只或者多只射频收发信机的多个远端站点处的远端单元和室内基站500之间用一对光纤205连接。室内基站500包括有上述图4中的接口卡400及基站基带部分。为简单明了起见，图中的远端单元501、502、...、50N均只画了一只射频收发信机，各射频收发信机的构成可如上述图2和图3所示。在一个远端单元中具有多只射频收发信机的情况等于将图中的多个远端单元安置在同一地方。各远端射频收发信机与室内基站之间传输的时间都使用图5所示的时分复接方法；每个远端射频收发信机的数据均占用一个不同的光波长。
在图7所示的星形连接的点对多点的数字光纤传输的射频拉远方法中，在远端有光分合路器510，它可单独安装，也可以和任意一个远端射频收发信机集成在一起。此光分合路器510由一只1至N的光波分复用器212和一只N至1的光波分复用器211构成。此光波分复用器212和光波分复用器211与上述图4中使用的同类器件完全相同，为可购买的市售商品器件。通过这一对光波分复用器，并使用图5所示的时分复接方法，用光纤分别与上述远端射频收发信机501、502、...50i、50N实现星形连接。
在图8所示的链形连接的点对多点的数字光纤传输的射频拉远方法中，各远端射频收发信机501、502、...50i、50N用光纤依次相互链形串接后，由其一端的射频收发信机501经一对光纤与室内基站500连接。在除位于另一端的射频收发信机50N外的其它远端射频收发信机501、502、...50i处各增加一只与射频收发信机同波长的光下路器471、472、...、47i，和一只与射频收发信机同波长的光上路器481、482、...、48i。实际上，该光上路器和下路器均可使用商用产品的集成式光上下路器(47i/48i)。从室内基站500中接口卡400出来的远端光纤205到达第一个远端射频收发信机501时，通过第一对光上下路器471/481与此射频收发信机501连接；到达第二个远端射频收发信机502时，通过第二对光上下路器472/482与此射频收发信机502连接，依此类推，到达最后一个射频收发信机50N时直接连接。链形串接的各射频收发信机将其分别调制在各自波长上的上行数字信号由远至近依次逐级合路后，经该第一个射频收发信机501用一根光纤上行传输回室内基站。使用这一方法，任何一个远端射频收发信机的损坏都不会影响此链中其它远端射频收发信机的正常工作。
在图9所示的环形连接的点对多点的数字光纤传输的射频拉远方法中，各远端射频收发信机501、502、...50i、50N间采用与图8相同方式的依次链形串接，差别在于在室内基站500中使用了两只图4形式的相同接口卡400，并且在位于该链形串接的各远端射频收发信机501、502、...50i、50N一端处的射频收发信机501经光上下路器47N/48N用一对光纤与室内基站500的一只接口卡400连接的同时，另一端处的射频收发信机50N与室内基站500之间也以同样方式经光上下路器47N/48N用另一对光纤205连接至室内基站的另一只接口卡400，形成环形连接。在同一时间内所说各射频收发信机与室内基站500相连接的该两对光纤可同时或仅有其中之一处于工作状态。与之相对应，室内基站500与依次串接的各远端射频收发信机间的下行/上行信号就既可以分别经两对光纤用环形方式传输(例如当光纤传输路径中出现中断故障时)，也可以使其中的一对光纤作为备用而只用另一对光纤作与图8类似方式的传输(例如在正常状态下)。因此，这一环形连接比上述链形连接能有更高的可靠性，在环内任何设备损坏或者光纤中断都其它不会影响其它远端射频收发信机的正常工作。
上述的实施例可有助于更清楚地理解本发明内容，但不应将这些实施例理解为是对本发明主题范围的限制。在不脱离和改变本发明上述技术思想情况下，根据本领域的普通技术知识和/或惯用手段，显然还可以做出多种形式的替换或变更，并均应包括在本发明的范围之内。
权利要求
1.用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，将无线基站中的射频收发信机与无线基站的基带数字信号处理部分分开，并将射频收发信机拉远至天线附近，其特征是使射频收发信机的中频端口数字化后，将各射频收发信机进行接收和发射的数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号分别调制在相应的光波长上，用波分复用方式将与各射频收发信机相对应的光波信号合路后，分别用一跟光纤进行上行方向和下行方向的传输，在接收端则再按波长分开并分别解调恢复为相应的数字信号。
2.如权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，其特征是在TD-SCDMA系统的帧结构和时分双工工作系统中，在进行波分复用方式处理时，先以时分复接方式将速率和编码方式不同的数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号按时间分开并分别复接为一组串行数据流，其中各远端射频收发信机进行上行传输的分接时，在不同的时刻分接出相应的数据，并将其监测数据压缩成一个时间宽度不超过一个TD-SCDMA时隙的短突发(Tm)插入在上行的TD-SCDMA时隙TS0内后，与存在于TS1至TS5中的上行接收数据复接成为一个完整的上行数据流；室内基站将用于对各远端射频收发信机的控制数据压缩成一个时间宽度不超过一个TD-SCDMA时隙的短突发(Tc)插入在下行的TD-SCDMA时隙TS1内，将提供的参考数字时钟信号压缩成时间宽度不超过一个由保护时隙(G)与上行导引时隙(UpPTS)之和的另一个短突发(Tclk)插入在包括保护时隙(G)与上行导引时隙(UpPTS).之和的区间内，这两个短突发与在TS0和存在于TS2至TS6中的下行发射数据复接成为一个完整的下行数据流；远端射频收发信机和室内基站对所传输的涉及数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号多路不同的上行及下行数据，分别在发送端复接成为一路按时间分隔的数据流后调制在一个特定光波长上传输；对应接收端对所接收的数据流再根据不同时隙内数据的内容进行分接并恢复为相应的多路数据。
3.如权利要求1或2所述的用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，其特征是室内基站与汇集有多个射频收发信机的集中站址间进行点对点式传输时，此集中站址将其连接的各射频收发信机的接收数字数据流信号、此集中站址的对多个射频收发信机的监测数字信号分别调制在一个光波长上，经光合路后用一根光纤上行传输至室内基站；来自室内基站并经各射频收发信机发射的数字数据流信号、室内基站对这些射频收发信机控制的数字信号、以及参考数字时钟信号分别各调制在一个光波长上，经光合路后用一根光纤下行传输至该集中站址；在各接收端处则按所接收信号的波长分开并分别解调恢复为相应的数字信号。
4.如权利要求1或2所述的用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，其特征是室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机进行点对多点式传输时，将室内基站与各远端射频收发信机间的上行和下行数字信号分别各用一根光纤传输，其中，各远端射频收发信机的上行传输信号为以时分复接方式将该射频收发信机接收的数字数据流信号及该射频收发信机监测数字信号复接成的完整数字信号；由室内基站的下行传输信号为以时分复接方式将该射频收发信机发射的数字数据流信号、室内基站对该射频收发信机进行控制的数字信号及参考数字时钟信号复接成的完整数字信号。
5.如权利要求4所述的用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，其特征是室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机间的点对多点式传输采用星形连接方式，室内基站与各远端射频收发信机间的上行/下行传输时分别以时分复接方式调制在各自一个波长上，分别以相互独立的一对光纤由室内基站与各远端射频收发信机直接连接传输。
6.如权利要求4所述的用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，其特征是室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机间的点对多点式传输采用链形连接方式，由以光纤依次链式串接的各远端射频收发信机将其分别调制在不同波长上的上行传输数字光信号依次逐级合路后，由其链式串接中位于一端部位置的射频收发信机用一根光纤与室内基站相连接；室内基站发向多个远端射频收发信机的下行传输数字信号分别调制在相应的不同波长上，经合路后用另一根光纤与位于该端部位置的射频收发信机连接，再依次传输至另一端方向的各射频收发信机，并通过各射频收发信机的光分路器进入相对应的射频收发信机。
7.如权利要求4所述的用于TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，其特征是室内基站与分别位于不同位置的多个远端射频收发信机间的点对多点式传输采用环形连接方式，位于由光纤依次串接的各远端射频收发信机两端位置处的射频收发信机以同样方式各用一对光纤分别与室内基站连接，各远端射频收发信机将分别调制在各自波长上的上行传输数字信号由一端至另一端依次逐级合路后，经其中一对光纤与室内基站连接；室内基站发向多个远端射频收发信机的下行传输数字信号分别调制在不同波长上，合路后也由该对光纤送至各远端射频收发信机并经各射频收发信机处的光分路器进入对应的各远端射频收发信机，在同一时间内所说远端射频收发信机与室内基站间两对光纤中的至少一对处于工作状态。
8.用于权利要求1所述TD-SCDMA系统基站射频数字拉远的射频收发信机，其特征是结构中包括带有时分复接电路和特定波长光发射机的数字接收单元(302)、带有时分分接电路和光接收机组成的数字发射单元(303)、时钟恢复和分配电路单元(348)和对该射频收发信机进行监控的微处理器单元(355)，数字接收单元(302)和数字发射单元(303)分别经时分双工器单元(301)与天线端口(360)连接；来自基站的信号经下行传输光纤(365)进入数字接收单元(302)解调为下行发射数据、数字时钟数据和对该射频收发信机控制数据三路输出数据后，其中一路为下行发射数据送入数字发射单元(303)并经时分双工器单元(301)送至天线单元端口360；另一路为数字时钟数据进入时钟恢复和分配电路(348)处理后分别送至数字接收单元(302)、数字发射单元(303)及微处理器单元(355)；再一路为对该射频收发信机的控制数据送至用于监控的微处理器单元(355)，并由微处理器单元(355)将监测信号送入与其连接的数字接收单元(302)后，与由天线单元端口(360)和时分双工器单元(301)进入的接收信号，经其时分复接电路和特定波长光发射机将完整的上传数据流由上行传输光纤(361)输出。
9.如权利要求8所述的射频收发信机，其特征是所说的带有时分复接电路和特定波长光发射机的数字接收单元(302)中有与其本振电路(331)连接的模拟接收机(310)及其后顺序连接的模拟/数字转换器(341)、接收数字中频电路(342)、时分复接电路(343)和与上行传输光纤(361)连接的特定波长光发射机(344)；数字发射单元(303)中有与其本振电路(332)连接的模拟发射机(320)及其前端顺序连接的数字/模拟转换器(351)、发射数字中频电路(352)、时分分接电路(353)和与下行传输光纤(365)连接的光接收机(354)；所说的模拟接收机(310)为包括有低噪声放大器(311)、混频器(312)和模拟中频电路(313)基本结构的常规超外差式接收机；数字发射单元(303)中的模拟发射机(320)为包括有功率放大器(321)、混频器(322)和模拟中频电路(323)基本结构的常规超外差式发射机；所说的时分双工器单元(301)由带通滤波器(345)和环形器(346)组成；数字发射单元(303)中与光接收机(354)连接的时分分接电路(353)将来自基站的下行数据解调为所说的三路输出数据流，其中的下行发射数据送至所说数字发射单元(303)中与模拟发射机(320)连接的发射数字中频电路(352)，数字时钟数据送至所说的时钟恢复和分配电路(348)并由其分别送至数字接收单元(302)中的模拟/数字转换器(341)和时分复接电路(343)、以及数字发射单元(303)中的数字/模拟转换器(351)和时分分接电路(353)，对该射频收发信机的控制数据经监控接口(366)送至微处理器单元(355)，微处理器单元(355)并与数字接收单元(302)中的时分复接电路(343)连接将监测信号送至该时分复接电路(343)，并和来自接收数字中频电路(342)的接收数字信号复接成一个完整的上传数据流送至特定波长光发射机(344)经上行传输光纤(361)输出。
10.用于权利要求1所述TD-SCDMA系统基站射频数字拉远光纤传输方法的室内基站接口卡，其特征是接口卡(400)中有一组多波长光发射单元(201)和光接收单元(202)、分别与该两单元连接的发射数字复接电路单元(451)和接收数字分接电路单元(452)、以及微处理器单元(460)，其中多波长光发射单元(201)中有输出端与下行输出光纤接口(401)连接、输入端分别与对应于远端射频收发信机所需的各不同特定波长光发射机(231，232，23N)连接的光波分复用单元(211)，所说的各不同特定波长光发射机的输入端分别与带有基带数字信号处理单元(471)、参考数字时钟单元(480)和微处理器单元(460)输入端口的发射数字复接电路单元(451)的对应接口相连接；光接收单元(202)中有输入端与上行输入光纤接口(402)连接、输出端分别与所需数量的各光接收机(251，252，25N)连接的光波分复用单元(212)，所说的各光接收机的输出端分别与带有基带数字信号处理单元(472)和微处理器单元(460)输出端口的接收数字分接电路单元(452)的对应接口相连接；微处理器单元(460)同时还提供有与基站主控处理器的连接端口(490)。
全文摘要
用于TD－SCDMA系统基站射频数字拉远的光纤传输方法，将无线基站中的射频收发信机与无线基站的基带数字信号处理部分分开并拉远至天线附近，在使射频收发信机的中频端口数字化后，将各射频收发信机进行接收和发射的数字数据流信号、控制或监测数字信号、以及参考数字时钟信号分别调制在相应的光波长上，用波分复用方式将与各射频收发信机相对应的光波信号合路后，分别用一跟光纤进行上行方向和下行方向的传输，在接收端则再按波长分开并分别解调恢复为相应的数字信号。本发明还提供了能与该传输方法时相适应的射频收发信机和室内基站接口卡。该传输方法能大大增加拉远后的传输距离，并降低了接口电路的复杂性，且设备配置灵活。
文档编号H04B10/17GK1812292SQ200610020350
公开日2006年8月2日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者李睿 申请人:芯通科技(成都)有限公司