专利名称：数字射频拉远系统及其备用载波信道控制方法
数字射频拉远系统及其备用载波信道控制方法
技术领域：
本发明涉及移动通信直放站技术，具体涉及一种数字射频拉远系统及其 备用载波控制方法。
技术背景
在移动通信网络中，基站资源的使用千变万化，时间段等因素造成人流 分布流动的不同都会对覆盖要求提出不同的载波需求，即覆盖设备会经常遇 到运营商根据覆盖的要求在基站载波资源的范围内增加或减少载波资溽的问 题。而现有的数字射频拉远系统基于传统无线电以硬件为核心的设计思路，
对应的硬件，使得系统设备硬件及功能固化。当数字射频拉远系统根据客户 指定的需求设计后，该设备只能适用于此特定需求的场合，而当使用于其余 不同要求的场合时必须更换其内部电路才能满足要求。由此现有的数字射频 拉远系统由于采用传统的不具有可移植性的设计思路，造成一方面由于不能 自主根据实际覆盖现场的要求调整载波资源，难以更好满足客户的要求，适
用性较差；另一方面由于系统硬件及功能的固化，对生产厂商而言，需要根 据客户的需求而安排采购特定的器件及生产调试，造成采购成本和研发，生 产成本升高。
发明内容
为此，本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种数字射频拉远系统 的备用载波信道控制方法。
此外，本发明的另一目的在于提供一种与前一目的方法相应的数字射频 拉远系统。
为实现该目的，本发明釆用如下技术方案
本发明的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法，在射频拉远单元中实时对系统预设的备用载波信道进行启用或关闭的控制
射频拉远单元的监控主机模块通过第一监控模块统计射频拉远单元的 当实际话务量大于所述门限值时，该监控主机模块通过第二监控模块控制下
行链路对备用载波信道降低衰减以实现对其启用；当实际话务量小于所述门 限值时，该监控主机模块通过第二监控模块控制下行链路对备用载波信道提 高衰减以实现对其关闭。
所述第二监控模块控制下行链路的备用载波信道的衰减过程是逐级进 行的，通过至少两次提高或降低衰减值的操作使备用载波信道得以关闭或开 启。
所述第一监控模块统计上行链路的实际话务量的具体过程为先获取上 行链路中用于进行基带信号处理的基带处理模块中的话务数据，再由该基带 处理模块中对有效话务数据进行累计，而后将累计结果作为实际话务量送回 所述第一监控模块。
上行链路中对于所述的话务数据具有判别的步骤，具体为在上行链路 的所述基带处理模块中，先将当前话务数据与预设的表征了有效话务信号和 噪声的功率界限的门限值进行比较，若该话务数据高于该门限值则视为有效 话务信号并进行累计，将最终累计结果作为实际话务量发送至所述第一监控 模块。
所述表征了载波信道个数的门限值和表征了有效话务数据和噪声的功 率界限的门限值均由监控主机模块向用户提供手动设置操作，用户设置完成 后监控主机模块将该两个门限值通过第一监控模块进行预设。
启用备用载波信道的具体方法为监控主机模块发送表征了启用备用载 波信道的指令给第二监控模块，第二监控模块查询预设其内的表征了需启用 的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的数据表以获得相应的衰减量，第 二监控模块控制下行链路的基带处理模块根据所述衰减量对备用载波信道分 级降低衰减值，使备用载波信道的增益得以增高，备用载波信道随之开启。
关闭备用载波信道的具体方法为监控主机模块发送表征了关闭备用载
波信道的指令给第二监控模块，第二监控模块查询预设其内的表征了需关闭 的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的数据表以获得相应的衰减量，第 二监控模块控制下行链路的基带处理模块根据所述衰减量对备用载波信道分 级提高衰减值，使备用载波信道的增益得以降低，备用载波信道随之关闭。 所述表征了需启用的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的数据表 和表征了需关闭的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的数据表为同 一表 格。
本发明的数字射频拉远系统，包括基带单元和至少一个与之电性连接的 射频拉远单元，基带单元和射频拉远单元之间形成上行链路和下行链3各，射
带级进行处理的基带处理模块，该射频拉远单元还包括
第一监控模块，与射频拉远单元上行链路的基带处理模块连接，用于根 据上行链路的实际话务量做出是否需要开启或关闭备用载波信道的判决；
第二监控模块，与射频拉远单元下行链路的基带处理模块连接，用于控 制该基带处理模块调整备用载波信道的衰减而开启或关闭备用载波信道；
监控主机模块，分别与所述第一监控模块和第二监控模块连接，根据第 一监控模块的判决结果控制第二监控模块完成开启或关闭备用载波信道的操 作。
所述射频拉远单元上行链路的基带处理模块包括
比较器模块，预设有表征了有效话务数据和噪声的功率界限的门限值， 将获取的话务数据与该门限值比较，并输出比较结果；
计数器模块，将比较器模块中话务数据功率大于所述门限值的上行信号 视为有效话务数据进行累计并将输出结果作为实际话务量发送至所述第 一监 控模块。
与现有技术相比，本发明具备如下优点首先，本发明实现了单扇区内 载波信道个数的灵活调节，既可因需增加又可在非忙时段关闭，有利于对载
波资源的高效率利用；其次，本系统可采用FPGA、 DSP等芯片实现软件无 线电，因而有利于降低运营商的运营成本。
图1是本发明数字射频拉远系统的原理框图。
图2是本发明所采用的基带单元下行数字模块的原理框图。
图3是本发明所采用的下行信号处理模块的原理框图。
图4是本发明所采用的射频拉远单元下行数字模块的原理框图。
图5是本发明所采用的下行信号处理模块的原理框图。
图6是本发明所采用的射频拉远单元上行数字模块的原理框图。
图7是本发明所米用的上行信号处理模块的原理框图。
图8是本发明所采用的基带单元上行数字模块的原理框图。
图9是本发明所采用的上行信号处理模块的原理框图。
图IO是本发明所采用的上行基带处理模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
图1~图IO示出了本发明的具体结构。由上述图可见，本扇区载波备用 的数字射频拉远系统分为基带单元和射频拉远单元两部分，基带单元通过耦 合器02与移动通信基站01相连接；基带单元和射频拉远单元通过光纤相连， 形成用于信号传输的上行链路和下行链路。
参阅图1,所述基带单元包括双工器11、下行模拟变频模块12、下行数 字模块13、上行模拟变频模块14、上行数字模块15、基带单元监控主机模 块16。
结合图1和图2,下行数字模块13包括下行信号处理模块139、光发子 模块134、下行监控模块135;结合图2和图3，所述下行信号处理模块139 包括模数采样变换模块131、下行数字变频模块132、下行基带处理模块133。
结合图1和图8，所述上行数字模块15包括光收子模块154、上行信号 处理模块159、上行监控模块155;结合图8和图9，所述上行信号处理模块
159包括上行基带处理模块153、上行数字变频模块152、数模采样变换模块 151。
结合图1至3和图8至9，所述基带单元中的双工器11同时与下行模拟 变频模块12和上行模拟变频模块14同时相连接，下行模拟变频模块12与下 行数字模块13相连接，所述上行模拟变频模块14与上行数字模块相连接15。
参阅图2，所述下行数字模块13中下行信号处理模块139、光发子模块 134依次连接，下行监控模块135通过数据线分别与下行信号处理模块139、 光发子模块134相连接；参阅图3，所述下行信号处理模块139中模数采样 变换模块131、下行数字变频模块132、下行基带处理模块133依次连接。
结合图1和图8，所述上行数字模块15中光收子模块154、上行信号处 理模块159依次连接，上行监控模块155通过数据线与上行信号处理;^莫块 159、光收子模块154相连接；结合图8和图9，所述上行信号处理模块159 上行基带处理模块153、上行数字变频模块152、数模采样变换模块151依次 连接。
请参阅图1,所述基带单元监控主机模块16通过数据线与下行模拟变频 模块12、上行模拟变频模块14、下行数字模块13中的下行监控模块135、 上行数字模块15中的上行监控模块155相连接。
图1中，所述射频拉远单元包括下行数字模块21、下行模拟变频模块22、 功率放大模块23、双工器27、低噪声放大模块26、上行模拟变频模块25、 上行数字模块24、拉远单元监控主机模块28。
结合图1和图4,所述下行数字模块21包括光收子模块214、下行信号 处理模块219、下行监控模块215;结合图4和图5，所述下行信号处理模块 219包括下行基带处理模块213、下行数字变频模块212、数模采样变换模块 211。
结合图1和图6，所述上行数字模块24包括上行信号处理模块249、光 发子模块244、上行监控模块245;结合图6和图7，所述上行信号处理模块 249包括模数采样变换模块241、上行数字变频模块242、上行基带处理模块243;结合图7和图10，所述上行基带处理模块243包括比较器模块248和 计数器模块247。
参阅图1,射频拉远单元中，所述下行数字模块21通过下行模拟变频模 块22与功率放大模块23相连接，双工器27同时与功率放大模块23和低噪 声放大模块26相连接，低噪声放大模块26通过上行模拟变频模块25与上行 数字模块24相连接。
参阅图4和图5，所述下行数字模块21中光收子模块214、下行信号处 理模块219依次连接，下行监控模块215分别通过数据线与下行信号处理模 块219、光收子模块214相连接；所述下行信号处理模块219中下行基带处 理模块213、下行数字变频模块212、数模采样变换模块211依次连接；
参阅图6和图7，所述上行数字模块24中上行信号处理模块249、光发 子模块244依次连接，上行监控模块245通过数据线与上行信号处理模块 249、光发子模块244相连接；所述上行信号处理模块249中模数采样变换模 块241、上行数字变频模块242、上行基带处理模块243依次连接。
参阅图1,所述拉远单元监控主机模块28通过数据线与下行模拟变频模 块22、上行模拟变频模块25、下行数字模块21中的下行监控模块215、上 行数字模块24中的上行监控模块245相连接；所述下行监控模块215通过数 据线与下行数字变频模块212相连接；所述上行监控模块245还分别与比较 器模块248和计数器模块247相连接。
请综合图1至图10，先阐述信号下行时的原理
移动通信基站01产生的信号通过耦合器02传送到基带单元的双工器 11，双工器11分离出下行射频信号，下行射频信号经过下行模拟变频模块 12的混频成为模拟中频信号，此模拟信号可以为多载波信号；模拟中频多载 波信号经过下行数字模块13中的模数采样变换模块131的模数采样后成为 数字中频信号；下行数字变频模块132将数字中频信号下变频至相应的下行 数字基带多载波信号；该数字基带多载波信号经过下行基带处理模块133的 数据格式转换后打包成适合标准接口协议的传输信号,再经过光发子模块134
调制到光信号通过光纤传送到射频拉远单元的下行数字模块21;光信号经下 行数字模块21中的光收子模块214解调出传输信号，经过下行基带处理模块 213还原为对应的数字基带多载波信号；下行数字变频模块212将该数字基 带多载波信号上变频至数字中频信号；数字中频信号经过数模采样变换模块 211的数模转换恢复成相应的模拟中频信号；模拟中频信号通过下行模拟变 频模块22的混频后还原成为下行射频信号，下行射频信号经过功率放大模块 23放大和双工器27输出到覆盖天线03发射到覆盖区内的移动台(如手机)；
以上是下行信号覆盖原理，对于上行信号其传输流程刚好相反。
在覆盖区域的移动台(手机)发出的信号，通过覆盖天线03接收后经双 工器27分离出上行射频信号，射频信号经过低噪声放大模块26的放大和上 行模拟变频模块25的混频成为模拟中频信号，此模拟信号可以为多载波信 号；模拟中频信号经过远端上行数字模块24中的模数采样变换模块241的模 数采样后成为数字中频信号；射频拉远单元中的上行数字变频模块242将数 字中频信号下变频至上行数字基带多载波信号，基带多载波信号经过上行基 带处理模块243的数据格式转换后打包成适合标准接口协议的传输信号，再 经过光发子模块244调制到光信号通过光纤传送到基带单元的上行数字模块 15;光信号经下行数字模块15中的光收子模块154解调出传输信号，经过上 行信号处理模块159还原为对应的数字基带多载波信号；上行数字变频模块 152将该数字基带信号上变频至数字中频信号；数字中频信号经过数模采样 变换模块151的数模转换恢复成相应的模拟中频信号；模拟中频信号通过上 行模拟变频模块14的混频后还原成为上行射频信号，上行射频信号经过双工 器11将信号传输至移动通信基站01。
本发明的数字射频拉远系统能对其固有的备用载波信道进行控制。备用 载波信道在话务量不高时处于关闭状态，而在话务量达到 一定预设门限值时 则能被自动启用，使系统的可用载波信道个数得以扩充。以下阐述该系统对 备用载波信道进行调节的方法
射频拉远系统的拉远单元监控主机模块28根据上行链路话务量的个数
来判断是否需要开启系统备用的载波信道；当上行话务量超过预设定的开启 门限值时，此处的门限值是指话务量具体个数，超过此门限值视为话务量忙， 否则视为话务量处于空闲状态，拉远单元监控主机模块28通过下行数字模块 21的下行监控模块215控制下行基带处理模块213，将备用的载波信道开启； 当上行话务量低于设定的关闭门限值时，拉远单元监控主机模块28通过下行 数字模块21的下行监控模块215控制下行基带处理模块213，将备用的载波 信道关闭。
具体而言，由拉远单元监控主机模块28通过上行数字模块24的监控模 块而获取上行基带处理模块243处的原始的话务数据，并根据预设的特定算 法，而得出上行链路的话务量。
所述预设的特定算法在上行基带处理模块243中通过其比较器模块248 和计数器模块247共同配合实现数字射频拉远系统判断上行链路接收的信 号是有效话务数据还是噪声的依据在于射频拉远单元的上行基带处理模块 243包括比较器模块248和计数器模块247，比较器模块248的比较门限值表 征了有效话务数据和噪声之间功率界限，也即，当信号的功率大于此处的门 限值时视为有效话务数据，否则视为噪声。该门限值由拉远单元监控主机模 块28通过上行数字模块24的上行监控模块245提供给比较器模块248,可 由用户手工对监控主机模块进行预设。比较器模块248在工作时根据此门限 值对基带信号进行比较，当基带信号功率幅值大于比较门限值时，则视为有 效话务信号而由计数器模块247进行累计；此门限值与数字射频拉远系统的 类型及使用情况有关，可由人机通过监控主机模块28设置。
开启或关闭备用载波信道的具体步骤如下监控主机模块28根据上行监 控模块245对话务量的判决结果选择向下行监控模块215输出开启或关闭的 指令；射频拉远单元的下行数字模块21的下行监控模块215根据拉远单元监 控主机模块28的开启命令，驱动下行基带处理模块213对备用载波信道的衰 减值逐级减少，使其通过至少的两次衰减才达到开启备用载波信道的目的， 以避免备用载波信道在开启初时对电子元器件的沖击，由此，备用载波信道
随着其增益的提高随之被投入使用；下行监控模块215根据拉远单元监控主 机模块28的关闭命令，驱动下行基带处理模块213对备用载波信道的衰减值 同理逐级增加，由此，备用载波信道随着其增益的降低随之被关闭。
本发明所述的系统需先由客户根据使用设备类别和情况设置两类门限 值， 一类为判断上行链路信号是有效话务数据还是噪声的比较门限值，另一 类为用于判断将备用载波信道开启或关闭的话务量门限值。上述两门限值是 可以由客户通过人机交互的方式输入拉远单元监控主机模块28;拉远单元监 控主机模块28将比较门限值通过数据线传给上行数字模块24的上行监控模 块245,上行监控模块245继而将此数据传输给上行基带处理模块243中的 比较器模块248;上行链路的数字基带信号与该比较门限值在比较器模块248 处进行比较，若大于该值则视为正常的用户话务信号由计数器模块247进行 计数统计， 一段时间内的计数值为原始的话务数据。
更具体的，拉远单元监控主机模块28每隔一定时间通过上行数字模块 24的上行监控模块245获得上行基带处理模块243的原始话务数据；拉远单 元监控主机模块28再根据所述预设的特定算法而计算出在此时间内的上行 链路的话务量；拉远单元监控主机模块28将此话务量数值与话务量门限值进 行比较；若计算出的话务量数值大于预设的话务量门限值，则表示上行链路 的话务忙，需要开启数字射频拉远系统的备用载波信道进行支援，拉远单元 监控主机模块28通过数据线将需要开启载波信道的指令传给下行数字模块 21的下行监控模块215;下行监控模块215根据指令驱动基带处理模块213 将对应载波信道的衰减值逐级减少并及时的通过数据线传输给下行信号处理 模块的下行数字变频模块212;下行数字变频模块212根据该逐级改变的衰 减值来逐级增加对应的载波信道的增益，直至该载波信道增益正常，从而开 启了备用的载波信道；
若计算出的话务量数值小于预设的话务量门限值，则表示上行链路的话 务不忙，需要关闭已开启的备用载波信道，拉远单元监控主机模块28通过数 据线将需要关闭载波信道的指令传给下行数字模块21的下行监控模块215;
下行监控模块215根据指令驱动基带处理模块213将对应载波信道的衰减值 逐级增加并即时的通过数据线传输给下行信号处理模块219的下行数字变频 模块212;下行数字变频模块212根据该逐级改变的衰减值来逐级减少对应 的载波信道的增益，直至该载波信道增益降至最低，从而关闭了备用的载波 信道。
所述下行监控模块215中，预设有表征了需启用的备用载波信号与其衰 减量之间对应关系的数据表和表征了需关闭的备用载波信号与其衰减量之间 对应关系的数据表，两张数据表也可合并成一张，以便下行监控模块215可 据该表查询得到对备用载波信号进行衰减时的应衰减值，而将该值传输给所 述下行基带处理模块213对备用载波信号进行改变增益的操作。
综上，本发明数字射频拉远系统由于实现了对备用载波信道的控制，使 系统具有更高的灵活性和可移植性，智能度较高，尤其适用于话务量变化较 大的场合。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1、一种数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法，在射频拉远单元中实时对系统预设的备用载波信道进行启用或关闭的控制，其特征在于射频拉远单元的监控主机模块(28)通过第一监控模块(245)统计射频拉远单元的上行链路的实际话务量并与预设的表征了载波信道个数的门限值进行比较；当实际话务量大于所述门限值时，该监控主机模块(28)通过第二监控模块(215)控制下行链路对备用载波信道降低衰减以实现对其启用；当实际话务量小于所述门限值时，该监控主机模块通过第二监控模块(215)控制下行链路对备用载波信道提高衰减以实现对其关闭。
2、 根据权利要求1所述的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法， 其特征在于，所述第二监控模块(215 )控制下行链路的备用载波信道的衰减 过程是逐级进行的，通过至少两次提高或降低衰减的操作使备用载波信道得 以关闭或开启。
3、 根据权利要求2所述的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法， 其特征在于，所述第一监控模块(245 )统计上行链路的实际话务量的具体过话务数据，再由该基带处理模块(243 )中对有效话务数据进行累计，而后将 累计结果作为实际话务量送回所述第一监控模块(245 )。
4、 根据权利要求3所述的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法， 其特征在于，上行链路中对于所述的话务数据具有判别的步骤，具体为在 上行链路的所述基带处理模块(243 )中，先将当前话务数据与预设的表征了 有效话务信号的功率和噪声的功率界限的门限值进行比较，若该话务数据高 于该门限值则视为有效话务信号并进行累计，将最终累计结果作为实际话务量发送至所述第一监控模块(245 )。
5、 根据权利要求4所述的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法， 其特征在于，所述表征了载波信道个数的门限值和表征了有效话务数据和噪 声的功率界限的门限值均由监控主机模块(28)向用户提供手动设置操作， 用户设置完成后监控主机模块(28 )将该两个门限值通过第 一监控模块(245 ) 进行预设。
6、 根据权利要求1至5中任意一项所述的数字射频拉远系统的备用载 波信道控制方法，其特征在于，启用备用载波信道的具体方法为监控主机 模块(28)发送表征了启用备用载波信道的指令给第二监控模块(215),第 二监控模块(215 )查询预设其内的表征了需启用的备用载波信号与其衰减量 之间对应关系的数据表以获得相应的衰减量，第二监控模块(215)控制下行 链路的基带处理模块(213 )根据所述衰减量对备用载波信道分级降低衰减值， 使备用载波信道的增益得以增高，备用载波信道随之开启。
7、 根据权利要求6所述的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法， 其特征在于，关闭备用载波信道的具体方法为监控主机模块(28)发送表 征了关闭备用载波信道的指令给第二监控模块(215),第二监控模块(215) 查询预设其内的表征了需关闭的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的数 据表以获得相应的衰减量，第二监控模块(215 )控制下行链路的基带处理模 块(213)根据所述衰减量对备用载波信道分级提高衰减值，使备用载波信道 的增益得以降低，备用载波信道随之关闭。
8、 根据权利要求7所述的数字射频拉远系统的备用载波信道控制方法， 其特征在于所述表征了需启用的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的 数据表和表征了需关闭的备用载波信号与其衰减量之间对应关系的数据表为 同一表格。
9、 一种数字射频拉远系统，包括基带单元和至少一个与之电性连接的 射频拉远单元，基带单元和射频拉远单元之间形成上行链路和下行链路，射 频拉远单元的下行链路/上行链路中具有用于对数字下行信号/上行信号在基带级进行处理的基带处理模块(213, 243),其特征在于，该射频拉远单元还 包括第一监控模块(245 ),与射频拉远单元上行链路的基带处理模块(243 ) 连接，用于根据上行链路的实际话务量做出是否需要开启或关闭备用载波信 道的判决；第二监控模块(215),与射频拉远单元下行链路的基带处理模块(213) 连接，用于控制该基带处理模块(213 )调整备用载波信道的衰减而开启或关 闭备用载波信道；监控主机模块(28)，分别与所述第一监控模块(245 )和第二监控模块 (215 )连接，根据第一监控模块(245 )的判决结果控制第二监控模块(215 ) 完成开启或关闭备用载波信道的操作。
10、 根据权利要求9所述的数字射频拉远系统，其特征在于，所述射频 拉远单元上行链路的基带处理模块(243 )包括比较器模块(248 ),预设有表征了有效话务数据和噪声的功率界限的门 限值，将获取的话务数据与该门限值比较，并输出比较结果；计数器模块(247)，将比较器模块(248 )中话务数据功率大于所述门 限值的上行信号视为有效话务数据进行累计并将输出结果作为实际话务量发 送至所述第一监控模块(245 )。
全文摘要
本发明公开一种数字射频拉远系统及其备用载波信道控制方法，在射频拉远单元中实时对系统预设的备用载波信道进行启用或关闭的控制射频拉远单元的监控主机模块通过第一监控模块统计射频拉远单元的上行链路的实际话务量并与预设的表征了载波信道个数的门限值进行比较；当实际话务量大于所述门限值时，该监控主机模块通过第二监控模块控制下行链路对备用载波信道降低衰减以实现对其启用；当实际话务量小于所述门限值时，该监控主机模块通过第二监控模块控制下行链路对备用载波信道提高衰减以实现对其关闭。本发明数字射频拉远系统由于实现了对备用载波信道的控制，使系统具有更高的灵活性和可移植性，智能度较高，尤其适用于话务量变化较大的场合。
文档编号H04B1/74GK101350660SQ200810029660
公开日2009年1月21日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者帅 周, 宇 邓 申请人:京信通信系统(中国)有限公司