专利名称：三模数字光纤拉远系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电学领域，尤其涉及移动通信技术和多模数字信号处理技术，特别是一种三模数字光纤拉远系统。
背景技术：
现有技术中，移动通信有GSM或DCS、TD-SCDMA等多种模式的网络并存及WLAN无线快速接入系统。上述网络的延伸覆盖大都采用单一制式的模拟直放站、或数字直放站、或数字拉远系统。其缺点表现在(1)在需要GSM/DCS、TD-SCDMA, WLAN等多模覆盖的地方采用单模覆盖方式，大部分共享资源会重复投资建设，不但会增加投资成本，还会造成电力、光纤资源等大量浪费。(2)同一区域的单模或双模的系统覆盖投入设备多，每种模式的设备日常工作耗能也多，设备的故障点也相对较多。(3)单模或双模拉远系统站点需要对每模拉远系统分别监控，非常分散，增加了监控的不稳定性以及监控环节的复杂性，而且操作、维护难度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三模数字光纤拉远系统，所述的这种三模数字光纤拉远系统要解决现有技术中同一区域内多种模式的网络各自采用单模覆盖方式而造成重复投资、耗能多、设备故障点多和监控、维护难度大的技术问题。本发明的这种三模数字光纤拉远系统，包括一个与移动通信基站连接的近端机和一个覆盖端远端机，其中，所述的近端机中包括与所述的移动通信基站连接的近端多工器和多模数字光纤处理近端模块，所述的近端多工器与所述的多模数字光纤处理近端模块连接，多模数字光纤处理近端模块连接有近端机数字光收发模块，所述的覆盖端远端机中包括覆盖端远端机数字光收发模块、覆盖端多模数字光纤处理远端模块、多模功放模块和远端多工器，所述的覆盖端远端机数字光收发模块通过光纤与所述的近端机数字光收发模块连接，所述的覆盖端多模数字光纤处理远端模块与覆盖端远端机数字光收发模块连接，所述的多模功放模块与覆盖端多模数字光纤处理远端模块连接，所述的远端多工器与多模功放模块连接，远端多工器连接有重发天线。进一步的，所述的近端机中设置有调制解调器、监控模块、主电源和备份电源，近端机中的监控模块与多模数字光纤处理近端模块连接，所述的覆盖端远端机中设置有监控模块、主电源和备份电源，覆盖端远端机中的监控模块与覆盖端多模数字光纤处理远端模块连接。进一步的，所述的多模功放模块包括一个多模主功放模块和一个多模被份功放模块。进一步的，所述的覆盖端多模数字光纤处理远端模块处理GSM或DCS信号、TD信号和mjVN信号。
进一步的，所述的多模数字光纤处理近端模块和覆盖端远端机数字光收发模块均采用数字滤波算法。具体的，近端多工器连接有近端的访问点(Access Point，简称AP)，远端多工器连接有远端的访问点(Access Point，简称AP)。具体的，在本发明中，利用覆盖端多模数字光纤处理远端模块GSM/DCS频段、 TD-SCDMA频段和WLAN频段的信号均转换成中频信号进行采样，其中，采用三频段带通信号采样算法。并且，采用数字滤波算法，实现信号抽取前后的抗混合叠加，提高信噪比，提取有用信号的。本发明中，采用有限冲激响应滤波器FIR实现数字滤波。HR是冲激响应函数 h(n)为有限个值的数字滤波器。由于是GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段和WLAN频段三模频段的采样需滤波器，因此本发明采用三级采样率变换。通过三级抽取后滤波器的阶数明显降低，实现起来更加方便。本发明利用数字模块映射基站的射频信号，产生的复信号通过滤波器整形，将数字预失真放在数字基带或者数字中频来完成，用于补偿功放的非线性失真。本发明采用载波自动追踪技术，可自动追踪GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段和WLAN 频段的任一载波，当基站载波发生变化时，近端单元迅速找到变化的载波，并重新设置，采用载波自动广播技术，传送到远端单元，达到对基站载波的自动追踪并设置。载波自动追踪技术减少了人为操作频点的失误概率，提高了系统可靠性。本发明中的监控模块采用071监控板，采用集中监控技术，对GSM/DCS频段、 TD-SCDMA频段、WLAN频段进行分别监控，避免了分散监控的弱点。本发明采用冗余备份技术，在GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段、WLAN频段中某一频段的模块出现损坏时，自动切换到系统内另一备份的相关模块，不会对其它频段的模块造成影响，系统不受影响，可继续正常工作。本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明利用覆盖端多模数字光纤处理远端模块处理GSM/DCS信号、TD-SCDMA信号和WLAN信号，满足现有技术中的三种无线通讯模式。采用全数字化处理技术，射频一体化输出，同时将多模融合在一起，可减少大量的有源设备投入。覆盖站点可一次性建设，物业一次性协调，降低协调难度，2G、3G、 WLAN多网覆盖一次性建成、加快了建站速度，方便了用户的选择灵活度。多模信号通过一根光缆进行传输，无需采用单模的每模都采用一根光缆传输的方式，大量减少了光缆成本和光缆铺设成本，而且在单模站点中可以在不增加光缆资源的情况下只需更换多模拉远系统就可实现系统的扩容。对2G、3G、无线局域网同时覆盖，提高了用户的通话率以及保证了无线局域网的覆盖。作为关键模块和核心部件的覆盖端多模数字光纤处理远端模块和电源采用冗余备份技术，保证了系统的高可靠性从而大大减少了设备的故障发生机率。采用监控软件对多模信息集总监控，可减少监控数据开销。对于多载波多模拉远系统采用了自动载波追踪技术和载频广播技术，减少了因基站跳频或信道变更引起的人工到站点设置信道的问题，节约了大量的人力成本，减少了人工干预。每模均支持宽带、多载波制式，并可根据应用环境的不同需求制定具体机型。本发明可应用于以下场合①城区高话务热点，基站建站选址困难地区如校区覆盖、大型商务楼宇覆盖、体育场馆的室内覆盖；②补盲覆盖如电梯的覆盖，地下停车场的覆盖；③覆盖区域远离基站的低成本覆盖如城中村、重要道路(高速公路)覆盖；④有光纤布线条件的山区覆盖；
图1是本发明的三模数字光纤拉远系统的原理框图。图2是本发明的三模数字光纤拉远系统的工程应用框图。图3是本发明的三模数字光纤拉远系统中的多模数字光纤处理近端模块的原理框图。图4是本发明的三模数字光纤拉远系统中的覆盖端远端机数字光收发模块的原理框图。图5是本发明的三模数字光纤拉远系统采用的数字滤波算法的框图。图6是本发明的三模数字光纤拉远系统中SM/DCS、TD-SCDMA和WLAN数字预失真功放处理的流程图。图7是本发明的三模数字光纤拉远系统中的近端机的监控模块的原理框图。图8是本发明的三模数字光纤拉远系统中的远端机的监控模块的原理框图。图9是本发明的三模数字光纤拉远系统中的电源和多模功放模块的冗余备份原理图。图10是本发明的三模数字光纤拉远系统中的多模数字光纤处理近端模块和覆盖端远端机数字光收发模块的智能备份原理图
具体实施例方式实施例1 如图1所示，本发明的三模数字光纤拉远系统，包括一个与移动通信基站连接的近端机和一个覆盖端远端机，其中，所述的近端机中包括与所述的移动通信基站连接的近端多工器和多模数字光纤处理近端模块，所述的近端多工器与所述的多模数字光纤处理近端模块连接，多模数字光纤处理近端模块连接有近端机数字光收发模块，所述的覆盖端远端机中包括覆盖端远端机数字光收发模块、覆盖端多模数字光纤处理远端模块、多模功放模块和远端多工器，所述的覆盖端远端机数字光收发模块通过光纤与所述的近端机数字光收发模块连接，所述的覆盖端多模数字光纤处理远端模块与覆盖端远端机数字光收发模块连接，所述的多模功放模块与覆盖端多模数字光纤处理远端模块连接，所述的远端多工器与多模功放模块连接，远端多工器连接有重发天线。进一步的，所述的近端机中设置有调制解调器、监控模块、主电源和备份电源，近端机中的监控模块与多模数字光纤处理近端模块连接，所述的覆盖端远端机中设置有监控模块、主电源和备份电源，覆盖端远端机中的监控模块与覆盖端多模数字光纤处理远端模块连接。进一步的，所述的多模功放模块包括一个多模主功放模块和一个多模被份功放模块。
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进一步的，所述的覆盖端多模数字光纤处理远端模块处理GSM或DCS信号、TD信号和mjVN信号。进一步的，所述的多模数字光纤处理近端模块和覆盖端远端机数字光收发模块均采用数字滤波算法。具体的，近端多工器连接有近端的访问点(Access Point，简称AP)，远端多工器连接有远端的访问点(Access Point，简称AP)。具体的，在本发明中，利用覆盖端多模数字光纤处理远端模块GSM/DCS频段、 TD-SCDMA频段和WLAN频段的信号均转换成中频信号进行采样，其中，采用三频段带通信号采样算法。并且，采用数字滤波算法，实现信号抽取前后的抗混合叠加，提高信噪比，提取有用信号的。本发明中，采用有限冲激响应滤波器FIR实现数字滤波。HR是冲激响应函数 h(n)为有限个值的数字滤波器。由于是GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段和WLAN频段三模频段的采样需滤波器，因此本发明采用三级采样率变换。通过三级抽取后滤波器的阶数明显降低，实现起来更加方便。本发明利用数字模块映射基站的射频信号，产生的复信号通过滤波器整形，将数字预失真放在数字基带或者数字中频来完成，用于补偿功放的非线性失真。本发明采用载波自动追踪技术，可自动追踪GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段和WLAN 频段的任一载波，当基站载波发生变化时，近端单元迅速找到变化的载波，并重新设置，采用载波自动广播技术，传送到远端单元，达到对基站载波的自动追踪并设置。载波自动追踪技术减少了人为操作频点的失误概率，提高了系统可靠性。本发明中的监控模块采用071监控板，采用集中监控技术，对GSM/DCS频段、 TD-SCDMA频段、WLAN频段进行分别监控，避免了分散监控的弱点。本发明采用冗余备份技术，在GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段、WLAN频段中某一频段的模块出现损坏时，自动切换到系统内另一备份的相关模块，不会对其它频段的模块造成影响，系统不受影响，可继续正常工作。具体的，如图1所示，在下行方向，本发明中的近端单元在接收到GSM/DCS或者 TD-SCDMA移动通信基站的射频信号之后，先送到GSM/DCS和TD-SCDMA的耦合器，再送到三模数字中频处理模块进行处理，按一定帧格式进行数据打包，再经数字光模块，通过光纤发送到远端单元。同样是下行方向，在远端单元，先由数字光模块接收来自光纤的信号，然后经三模数字中频处理模块进行处理，再经GSM/DCS&TD-SCDMA下行功放、多工器、重发天线发送到移动终端设备。在上行方向，移动终端设备上行的信号经远端单元，通过光纤，传送至近端单元， 再经近端单元的三模数字中频处理模块进行低噪声放大处理后，相关信号经相反的流程处理为射频信号，再发送给GSM/DCS或者TD-SCDMA基站。如此一来，就完成了移动通信基站的远端覆盖功能。WLAN信号在接收到WLAN AC的射频信号之后，先送到三模数字光纤拉远系统近端单元，再送到三模数字中频处理模块进行处理，按一定帧格式进行数据打包，再经数字光模块，通过光纤发送到远端单元。在远端单元，先由数字光模块接收来自光纤的信号，然后经三模数字中频处理模块进行处理，再经AP、重发天线发送到移动终端设备。在上行方向，移动终端设备上行的信号经AP，再送入远端单元，通过光纤，传送至近端单元，再经近端单元的三模数字中频处理模块进行低噪声放大处理后，相关信号经相反的流程处理为射频信号，再发送给WLAN的AC。如此一来，就完成了 WLAN信号的远端覆盖功能。如图2所示，GSM/DCS和TD基站扇区信号通过耦合器耦合后，在通过合路器与多模设备近端的BS端口相连。WLAN在近端通过AC或由AC控制的AP输出的IP信号与多模设备近端的WLAN输入口相连。GSM/DCS和TD在多模数字设备的远端MS端通过馈线送往覆盖天线做用户的覆盖以及对GSM/DCS和TD信号的收发。WLAN信号在远端输出后可以在接入AP或AP+PA做wlan的覆盖。近远端的组网方式包括1)、星型组网；2)、链型组网；3)、混合型组网；4)、环路备份式混合组网。 如图3和图4所示，在本发明中，将GSM/DCS频段、TD-SCDMA频段和WLAN频段均转换成中频信号进行采样，其中采用三频段带通信号采样算法。GSM/DCS和TD下行链路近端的GSM/DCS和TD基站扇区信号通过耦合器耦合出来后再通过合路器合路后，下行链路信号经过智能选择器到其中一个模式中的选定一路，(另外一路作为备份)经过数控衰减ATT后，再由模拟下变频ADC后变成中频信号，由模数转换 A/D处理成数字中频信号后，再进行数字下变频DDC成基带信号、经数字滤波后，通过我司特有的类CPRI协议处理后，再经数字光模块转换成数字光信号由光纤分别传输到各远端；
远端的下行链路收到来自近端的数字光信号，经光电转换后变成数字基带信号， 再经过类CPRI的解调后，数字滤波，数字上变频DUC变成数字中频信号，数模转换D/A，模拟上变频AUC后恢复成GSM/DCS和TD下行射频信号，再经功放放大、多工器滤波处理后通过重发天线发射到覆盖区进行多模覆盖。GSM/DCS和TD上行链路远端通过重发天线接收到多模覆盖区的用户主动拨叫信号，经过智能选择器到其中一个模式中的选定一路，(另外一路作为备份)，再进行低噪声放大、ATT衰减后，把上行射频信号模拟下变频成ADC模拟中频信号，由A/D模数转换成数字中频信号，由数字下变频DDC、数字滤波变成数字基带信号、类CPRI协议处理后，再由数字光模块进行电光转换成数字光信号经光纤传到近端。而近端上行接收来自远端的光信号，经数字光模块进行电光转换后恢复成基带信号经数字滤波处理后，再进行数字上变频DUC变成数字中频信号，再数模转换D/A，模拟上变频AUC上变为GSM/DCS和TD上行射频信号，经分路器、耦合器耦合进入各模基站扇区处理。AP透传通道WLAN在近端通过AC或由AC控制的AP输出的信号通过电口转换专用模块转换后再经DSP透传处理与其他两模的的类CPRI协议的基带信号一起通过光纤传输给各个多模远端设备，远端再恢复后通过AP或者AP+PA做WLAN的用户覆盖。多模的数字光纤多模处理模块主要功能，如其中的时钟信号，多电源的转换、参考
7信号、滤波、数模转换或者模数转换、上下变频、I/Q调制解调、信号的协议处理、算法、智能备份、上行低噪声放大器等都是由相应的单元电路或者专用芯片或者DSP来实时完成和实现和纠错的。算法介绍如图5所示，设频率限带信号x(t)，其频带限制在(fL，fH)内，如果其采样速率满足Ft = 2 (fL，fH) / (2n+l)，其中 η 能满足 ft 彡 2 (fH-fL)的最大正整数(0,1,2,...), 则用ft进行等间隔采样所得到的信号采样值X(IlTS)能准确地确定原信号x(t)，用带通信号的中心频率fo和频带宽度B也可表示为Fs = 4fo/(2n+l)，其中 fo = (fH+fL)/2, η 取能满足 fs 彡 2B (B 为频带宽度)的
最大整数。可见，当频带宽度B—定时，为了能用最低采样速率即两倍频带宽度速率(fs = 2B)对带通信号进行采样，带通信号的中心频率必须满足Fo = (2n+l)B/2。同时采用跟踪滤波器的方法来解决，即在采样前先进行滤波，也就是当需要对某一个中心频率的带通信号进行采样时，就先把跟踪滤波器调到与之对应的中心频率上，滤出所感兴趣的带通信号，然后进行采样，以防止信号的混叠。在本发明中，采用有限冲激响应滤波器HR进行数字滤波，FIR指冲激响应函数 h(n)为有限个值的数字滤波器，其频率响应可表示为
权利要求
1.一种三模数字光纤拉远系统，包括一个与移动通信基站连接的近端机和一个覆盖端远端机，其特征在于所述的近端机中包括与所述的移动通信基站连接的近端多工器和多模数字光纤处理近端模块，所述的近端多工器与所述的多模数字光纤处理近端模块连接， 多模数字光纤处理近端模块连接有近端机数字光收发模块，所述的覆盖端远端机中包括覆盖端远端机数字光收发模块、覆盖端多模数字光纤处理远端模块、多模功放模块和远端多工器，所述的覆盖端远端机数字光收发模块通过光纤与所述的近端机数字光收发模块连接，所述的覆盖端多模数字光纤处理远端模块与覆盖端远端机数字光收发模块连接，所述的多模功放模块与覆盖端多模数字光纤处理远端模块连接，所述的远端多工器与多模功放模块连接，远端多工器连接有重发天线。
2.如权利要求1所述的三模数字光纤拉远系统，其特征在于所述的近端机中设置有调制解调器、监控模块、主电源和备份电源，近端机中的监控模块与多模数字光纤处理近端模块连接，所述的覆盖端远端机中设置有监控模块、主电源和备份电源，覆盖端远端机中的监控模块与覆盖端多模数字光纤处理远端模块连接。
3.如权利要求1所述的三模数字光纤拉远系统，其特征在于所述的多模功放模块包括一个多模主功放模块和一个多模被份功放模块。
4.如权利要求1所述的三模数字光纤拉远系统，其特征在于所述的覆盖端多模数字光纤处理远端模块处理GSM/DCS信号、TD信号和WLAN信号。
5.如权利要求1所述的三模数字光纤拉远系统，其特征在于所述的多模数字光纤处理近端模块和覆盖端远端机数字光收发模块均采用数字滤波算法。
全文摘要
一种三模数字光纤拉远系统，可处理和传送GSM/DCS、TD-SCDMA和WLAN模式的数字信号。包括近端机和远端机。近端机包括近端多工器、GSM/DCS、TD-SCDMA和WLAN数字处理模块(内部含智能备份)、AP输入模块、双电源模块及监控模块，远端机包括AP输出模块、GSM/DCS、TD-SCDMA和WLAN数字处理模块、双GSM/DCS和TD多模功率放大器、多工器、双电源模块及监控模块，通过数字信号滤波器和数字信号处理模块及算法来实现同一场所对GSM/DCS、TD-SCDMA、WLAN无线快速接入系统多种模式的网络的覆盖。
文档编号H04W88/08GK102333389SQ20111030571
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者吕波, 张俊, 杨贤全, 林新华, 袁勇超, 贾小涛 申请人:上海欣民通信技术有限公司