无线通信信号的室内外分布系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线通信信号的室内外分布系统，包括：主单元、扩展单元和远端单元，所述主单元通过光纤和所述扩展单元通信连接；所述扩展单元通过五类线和所述远端单元通信连接。实施本实用新型的有益效果是，可以实现对密集低矮建筑群进行多业务的信号覆盖，有效解决城中村等密集建筑群之间的信号补盲难题；且能够降低成本，降低施工难度以及物业协调难度；通过增益调整实现在不同五类线长时，保证整个系统的增益不变。
【专利说明】无线通信信号的室内外分布系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通信【技术领域】，更具体地说，涉及一种无线通信信号的室内外分布系统。
【背景技术】
[0002]一方面，随着个人移动通讯技术的发展及个人对移动业务的依赖越来越大，只有不断优化网络覆盖才能向客户提供优质的覆盖信号，提高用户满意率。另一方面，随着现在城市的快速发展，高密度楼宇建筑群特别是城中村的出现，给现行的网络优化覆盖带来了一个难题。因此，为了解决这一难题，需要对室内及室外密集建筑场所的信号补盲。现有技术中对信号补盲的方法有:
[0003](I)由主单元和远端单元组成信号补盲系统，其中，主单元从基站耦合信号后通过光纤传输到远端单元；远端单元选址在楼顶，以对周围的楼宇进行信号覆盖。
[0004]这一方法的缺点为:不能彻底解决信号补盲问题，对于7层以上的密集建筑，只能对4层以上有比较明显的信号覆盖，而I到3层的信号仍然很弱，特别是地面的信号覆盖效果最差，通话断续现象比较严重，不能够对目标区域进行有效的信号覆盖。
[0005](2)由主单元、中继扩展单元及远端单元组成信号补盲系统。其中，主单元通过光纤将从基站耦合的信号传输到中继扩展单元，中继扩展单元再通过光纤将信号传输到远端单元。远端单元布设在楼宇建筑间，以实现对密集楼宇建筑间的信号覆盖。
[0006]这一方法的缺点为:在城中村的密集建筑群进行光纤的布线，成本居高不下，施工难度大，工期无法保障；由于人们对基站信号辐射的一种担忧和抵抗情绪，会导致物业协商所引起的误工、工期延期等一系列导致施工难度加大的情况；建设成本高。
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述对室内及室外密集建筑场所的信号补盲时覆盖效果差，不能够对目标区域进行有效的信号覆盖，建设成本高、施工难度大等缺陷，提供无线通信信号的室内外分布系统。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种无线通信信号的室内外分布系统，包括:主单元、扩展单元和远端单元，所述主单元通过光纤和所述扩展单元通信连接；所述扩展单元通过五类线和所述远端单元通信连接；
[0009]所述主单元用于将从基站或基站拉远系统耦合到的下行信号通过光纤传输到所述扩展单元，以及用于接收所述扩展单元上传的上行信号并发送到基站或基站拉远系统；
[0010]所述扩展单元用于将所述主单元传输的下行信号进行变频、放大和滤波处理后，通过五类线传输到所述远端单元，以及用于将所述远端单元通过五类线传输的上行信号进行变频、放大和滤波处理后，通过光纤传输到所述主单元；
[0011]所述远端单元用于通过功率检测确定扩展单元和远端单元间所接的五类线的长度，并根据所述长度对所述扩展单元通过五类线传输的下行信号进行变频、增益补偿和放大处理后对目标区域进行信号覆盖，以及用于根据所述长度将通过天线耦合的上行信号进行变频、增益补偿和放大处理后通过五类线传输到所述扩展单元。
[0012]优选的，所述扩展单元包括RJ45分路模块、第一上行信号处理模块、第一下行信号处理模块、第一功分器、第二功分器、第一光模块和第二光模块；
[0013]其中，所述RJ45分路模块分别与所述第一上行信号处理模块和第一下行信号处理模块连接；所述第一功分器分别与所述第一下行信号处理模块和第一光模块连接；所述第二功分器分别与所述第一上行信号处理模块和第一光模块连接；所述第二光模块分别与所述第一功分器和第二功分器连接；
[0014]所述第一上行信号处理模块用于将所述RJ45分路模块合路后的信号进行放大、滤波和变频处理后传输到所述第二功分器；
[0015]所述第二功分器用于将所述第一上行信号处理模块处理后的信号与第二光模块传输来的信号进行合路后传输到所述第一光模块；
[0016]所述第一光模块用于将所述第二功分器传输的信号调制到光信号上并通过光纤传输到所述主单元，以及用于将所述主单元通过光纤传输的调制光信号进行光电转换为射频信号并传输到所述第一功分器；
[0017]所述第一功分器用于将所述第一光模块传输的射频信号分为两路，并将其中一路传输到所述第二光模块，将另一路传输到所述第一下行信号处理模块；
[0018]所述第一下行信号处理模块用于将第一功分器传输的信号进行滤波、变频和放大处理后传输到所述RJ45分路模块；
[0019]所述RJ45分路模块用于将所述第一下行信号处理模块传输的信号进行分路后通过五类线传输到所述远端单元，以及用于将所述远端单元通过五类线传输的上行信号进行合路后传输到所述第一上行信号处理模块；
[0020]所述第二光模块用于将所述第一功分器传输的信号调制到光信号上，传输到与所述扩展单元串联的下一级扩展单元，以及用于将所述串联的下一级扩展单元传输过来的上行光信号转换为射频信号后传输到所述第二功分器。
[0021]优选的，所述第一上行信号处理模块包括依次连接的第一增益调节及放大滤波电路、第一放大滤波电路和第一变频电路；
[0022]所述第一下行信号处理模块包括依次连接的第二增益调节及放大滤波电路、第二变频电路和滤波电路；
[0023]其中，所述第一变频电路和第二变频电路均包括混频器，用于将接收到的信号与本振信号混频以对信号进行变频处理。
[0024]优选的，所述扩展单元还包括:分别与所述第一光模块、第一功分器、第二功分器、第一上行信号处理模块和第一下行信号处理模块连接的监控模块；
[0025]所述监控模块用于对整个扩展单元的各个参数进行监控和设置。
[0026]优选的，一个所述主单元连接八个所述扩展单元；一个所述扩展单元连接八个所述远端单元。
[0027]优选的，八个所述扩展单元间通过光纤尾纤串联，或通过主单元的一拖八光模块并联，或先通过主单元I的一拖八光模块并联，再通过光纤尾纤进行串联。
[0028]优选的，所述RJ45分路模块包括:第一二功分器、第二二功分器、第三二功分器、第四二功分器、第五二功分器、第六二功分器、第一平衡不平衡转换器、第二平衡不平衡转换器、第三平衡不平衡转换器、第四平衡不平衡转换器、第五平衡不平衡转换器、第六平衡不平衡转换器、第七平衡不平衡转换器、第八平衡不平衡转换器、第一 RJ45网口、第二 RJ45网口、第三RJ45网口和第四RJ45网口 ；
[0029]其中，所述第一二功分器分别连接第二二功分器和第三二功分器；第二二功分器分别与第一平衡不平衡转换器和第二平衡不平衡转换器连接；第三二功分器分别与第三平衡不平衡转换器和第四平衡不平衡转换器连接；
[0030]所述第四二功分器分别连接第五二功分器和第六二功分器；第五二功分器分别与第五平衡不平衡转换器和第六平衡不平衡转换器连接；第六二功分器分别与第七平衡不平衡转换器和第八平衡不平衡转换器连接；
[0031]所述第一平衡不平衡转换器和第五平衡不平衡转换器与第一 RJ45网口连接；第二平衡不平衡转换器和第六平衡不平衡转换器与第二 RJ45网口连接；第三平衡不平衡转换器和第七平衡不平衡转换器与第三RJ45网口连接；第四平衡不平衡转换器和第八平衡不平衡转换器与第四RJ45网口连接；
[0032]所述第一二功分器与所述第一下行信号处理模块连接；所述第四二功分器与所述第一上行信号处理模块连接。
[0033]优选的，所述远端单元包括信号分离模块、双工器、第二上行信号处理模块、第二下行信号处理模块、信号检测模块和MCU ；
[0034]所述信号分离模块分别与所述第二上行信号处理模块和第二下行信号处理模块连接；所述第二上行信号处理模块和第二下行信号处理模块分别与所述双工器连接；所述MCU与所述信号检测模块连接；所述信号检测模块与所述信号分离模块连接；
[0035]所述信号分离模块用于对所述扩展单元传输的下行信号进行分离并传输到所述第二下行信号处理模块，以及用于对第二上行信号处理模块传输来的上行信号进行合路和差分变换处理后通过五类线传输到所述扩展单元；
[0036]所述第二下行信号处理模块用于将所述信号分离模块分离出的下行信号进行滤波、放大和变频处理后传输到所述双工器；
[0037]所述双工器用于将所述第二下行信号处理模块传输来的信号馈送到天线上进行发射，以及用于将天线从空中耦合的上行信号传输到第二上行信号处理模块；
[0038]所述第二上行信号处理模块用于将双工器传输的上行信号进行放大、滤波和变频处理后传输到所述信号分离模块；
[0039]所述信号检测模块用于对24MHz同步时钟的输入进行检波；
[0040]所述MCU用于通过所述检波得到的检波电压判断所述扩展单元和远端单元间的五类线的线长，以及用于根据所述线长调节所述第二上行信号处理模块和所述第二下行信号处理模块的增益，以实现下行和上行链路的自动增益控制。
[0041]优选的，所述第二下行信号处理模块包括依次连接的第三增益调节及放大滤波电路、第三变频电路和第二放大滤波电路；
[0042]所述第二上行信号处理模块包括依次连接的第三放大滤波电路、第四变频电路和放大及增益调整电路；
[0043]所述第三变频电路和第四变频电路均包括混频器，用于将接收到的信号与本振信号混频以对信号进行变频处理；
[0044]所述第三增益调节及放大滤波电路和放大及增益调整电路根据所述MCU的调节进行增益调整。
[0045]优选的，所述信号检测模块包括功率检测器。
[0046]实施本实用新型的无线通信信号的室内外分布系统，具有以下有益效果:可以实现对密集低矮建筑群进行多业务的信号覆盖，有效解决城中村等密集建筑群之间的信号补盲难题；能够降低成本，降低施工难度以及物业协调难度；通过变频传输处理能够减低传输损耗；通过增益调整实现在不同五类线长时，保证整个系统的增益不变。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0048]图1是本实用新型实施例的无线通信信号的室内外分布系统的结构图；
[0049]图2是本实用新型实施例的主单元、扩展单元和远端单元的组网结构图；
[0050]图3是图1所示的无线通信信号的室内外分布系统的主单元的结构图；
[0051]图4是图1所示的无线通信信号的室内外分布系统的扩展单元的结构图；
[0052]图5是图4所示的扩展单元中供电模块的结构图；
[0053]图6是图4所示的扩展单元中RJ45分路模块的结构图；
[0054]图7是图1所示的无线通信信号的室内外分布系统的远端单元的结构图；
[0055]图8是图7所示的远端单元实现上下行链路自动增益调整的原理结构图；
[0056]图9是图7所示的远端单元中信号分离模块的原理结构图；
[0057]图10是图7所示的远端单元的供电示意图。
【具体实施方式】
[0058]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0059]参见图1为本实用新型实施例的无线通信信号的室内外分布系统的结构图。本实用新型实施例的无线通信信号的室内外分布系统适用于对密集低矮建筑群进行多业务的无线信号覆盖。本实用新型实施例的无线通信信号的室内外分布系统包括主单元1、扩展单元2及远端单元3。
[0060]参见图2，本实用新型实施例的主单元、扩展单元和远端单元的组网结构图。主单元I可通过光纤、同轴电缆、无线等方式接入信源，同时通过光纤与扩展单元2连接。扩展单元2通过五类线连接远端单元3。一个主单元I至少可带8个扩展单元2，一个扩展单元2可带8个远端单元3。主单元、扩展单元和远端单元之间的组网方式，可根据设备安装点的现有资源与覆盖区域的大小进行选择。主单元与扩展单元之间的连接方式包括:(1)串联组网:扩展单元2与扩展单元2之间通过光纤尾纤串联；(2)并联组网:扩展单元2与扩展单元2之间在主单元通过一拖八光模块并联，此时，主单元有八个接口以分别与扩展单元I连接；(3)两级结构组网:扩展单元2与扩展单元2之间先在主单元I通过一拖八光模块并联，再在扩展单元2处通过光纤尾纤进行串联。
[0061]同时在扩展单元2上可以将WIFI上网的透传信号合路到远端单元3，通过共用一根五类线同时传输基站信号和WIFI信号，在远端单元3的实现基站信号和WIFI透传信号的分离，通过外接AP实现对目标区域的无线上网覆盖。
[0062]主单元I用于将从基站或基站拉远系统耦合到的下行信号通过光纤传输到扩展单元2，以及用于接收扩展单元2上传的上行信号并发送到基站或基站拉远系统。
[0063]扩展单元2用于将主单元I传输的下行信号进行变频、放大和滤波处理后，通过五类线传输到远端单元3，以及用于将远端单元3通过五类线传输的上行信号进行变频、放大和滤波处理后，通过光纤传输到主单元I。
[0064]远端单元3用于通过功率检测确定扩展单元2和远端单元3间所接的五类线的长度，并根据所述长度对扩展单元2通过五类线传输的下行信号进行变频、增益补偿和放大处理后对目标区域进行信号覆盖，以及用于根据所述长度将通过天线耦合的上行信号进行变频、增益补偿和放大处理后通过五类线传输到扩展单元2。
[0065]参见图3为本实用新型实施例的主单元的结构图。本实用新型实施例的主单元I包括双工器105、上行信号处理模块107、下行信号处理模块106、监控模块103、调制解调器(M0DEM)104、电源模块102、光电转换模块101。其中，监控模块103分别与上行信号处理模块107、下行信号处理模块106、调制解调器(MODEM) 104、电源模块102以及光电转换模块101电性连接。
[0066]下行信号处理模块106包括依次连接的衰减器(ATT)、电平控制电路(ALC)、第一级放大器、声表面波滤波器(SAW)和第二级放大器，还包括分别与双工器105和监控模块103连接的下行输入检波模块、以及与分别与第二级放大器和监控模块103连接的下行输出检波模块。第二级放大器分别与光电转换模块101和电源模块102连接。衰减器与监控模块连接。
[0067]上行信号处理模块105包括依次连接的第一级放大器、电平控制电路(ALC)、衰减器(ATT)、声表面波滤波器(SAW)和第二级放大器，还包括分别与双工器105和监控模块103连接的上行输出检波模块。第一级放大器分别与光电转换模块101和电源模块102连接。衰减器与监控模块连接。
[0068]在工作过程中，当主单元I进行下行链路信号处理时，主单元I从基站或基站拉远系统(如RRU)等信源处通过耦合器耦合的下行射频信号依次经过下行输入检波模块的检波、ATT数字衰减控制、ALC电平控制以及放大滤波后，进入到光电转换模块101 ;光电转换模块101将射频信号调制到光电转换模块101的激光器所产生的光信号上，通过光纤传输到扩展单元2。
[0069]当主单元I进行上行链路信号处理时，光电转换模块101的ro光电探测器通过解调扩展单元2发射的激光信号得到上行射频信号，该射频信号依次通过放大滤波、ALC控制、ATT衰减控制、上行输出功率检测等处理后被耦合到基站或RRU等信源处。
[0070]在本实用新型的实施例中，监控模块103用于对整个主单元I的数据处理和功能进行监控。监控模块103监控当前主单元I的下行输入功率、上行的输出功率、模块告警、模块监控、各模块功能的查询及设置等，同时也用于对下级单元(扩展单元2和所有的远端单元3)的通信进行监控。
[0071]在本实用新型的实施例中，调整解调模块(MODHM) 104负责与后台通过短信查询或设置当前设备的状态及功能。电源模块102负责对主单元所有模块的电源供给。光电转换模块101采用一拖八激光组件，光电转换模块101的MCU部分可采用ST公司的STM32F101，通讯部分可采用TI的CC1000无线收发芯片进行FSK透明传输，通讯频率设置为433.79MHz，用于监控模块13查询/设置参数命令的透明传输。光电转换模块101采用一拖八组件，能够拖带八个扩展单元，发光功率仍有_6dBm，且预留有5dB的光AGC补偿，能够补偿实际工程上光纤拉远及跳纤引起的光损，收光灵敏度可达到-18dBm。
[0072]参见图4为本实用新型实施例的扩展单元的结构图。扩展单元包括:第一光模块201、第二光模块202、第一功分器203、第二功分器204、监控模块205、PLL_VC0206、LPF滤波器207、RJ45分路模块208、供电模块209、第一下行信号处理模块211和第一上行信号处理模块212。其中，监控模块205分别与第一光模块201、第二光模块202、第一上行信号处理模块212、第一下行信号处理模块211和PLL_VC0206连接。LPF滤波器207分别与PLL_VC0206和第一上行信号处理模块212连接。第一下行信号处理模块211分别与第一功分器203、第一光模块201、RJ45分路模块208连接。第一上行信号处理模块212分别与RJ45分路模块208、第二功分器204连接。第一功分器203分别与第一光模块201、第二光模块202连接。第二功分器204与第二光模块连接。
[0073]参见图4，第一下行信号处理模块211包括依次连接的滤波电路2110、第二变频电路2111和第二增益调节及放大滤波电路2112。其中，滤波电路2110包括相连接的ALC和SAff ;第二变频电路2111包括混频器；第二增益调节及放大滤波电路2112包括依次连接的LPF、ATT、第一级放大器、第二级放大器和LPF。第一上行信号处理模块212包括依次连接的第一放大滤波电路2122、第一变频电路2121和第一增益调节及放大滤波电路2120。第一变频电路2121包括混频器。第一放大滤波电路2122包括双工器、第一级放大器、115M中频声表滤波器、第二级放大器和ALC。第一增益调节及放大滤波电路2120包括SAW、ATT和第三级放大器。
[0074]在工作过程中，由主单元I的光电转换模块101传输过来的调制光信号在第一光模块201中经过光电转换后转换为射频信号，并经过第一功分器203将射频信号分成两路；其中的一路信号输入到第二光模块202，以将射频信号调制到光信号上，传输到与扩展单元级联的下一个扩展单元，通过这种方式可扩展单元间的级联组网；另一路信号，依次经第一下行信号处理模块211的ALC控制电路、SAW声表面波滤波处理后，进入到混频器；在混频器中该信号与944.5MHz的本振信号混频，输出一个中频信号；该中频信号经LPF低通滤波单元，以有效的滤除通过混频器泄露的本振和射频信号；经过滤波后，该中频信号经过ATT数控衰减器，调节链路的增益；该中频信号从ATT出来后经过第一级放大器(BG18C)放大，并进入到第二级放大器(BG09AG)进行驱动放大输出，然后通过耦合电路耦合信号给下行输出检波(AD8314)进行检波；此外，该中频信号经过第二级放大器(BG09AG)放大输出后经过一个LPF (低通滤波器)滤波后输入到RJ45分路模块208 ；RJ45分路模块208对信号进行一分八的分路处理，再经过一个巴伦将信号进行差分处理后通过网口输出。
[0075]对于上行信号，远端单元3通过普通五类线将中频信号传输到RJ45分路模块208。RJ45分路模块208对信号进行的差分变换处理以及合路处理后，将其输入到第一上行信号处理模块212。该信号经第一上行信号处理模块212的一个由分立器件搭建的双工电路的高通部分，输入到第一级放大器(BG18C)放大后，经115M的中频声表滤波器对信号进行滤波，之后再经过第二级放大器(BG18D)的放大后输入到ALC电平控制电路，之后进入到混频器和944.5M的本振信号进行混频,输出800多MHz的信号；该信号经SAW声表面波滤波器滤波，以对115M的中频和944.5M的本振信号进行滤除；经滤波后的信号经过ATT数控衰减器后，进入到第三级放大器(BG18D)进行放大输出，并通过上行输出检波(AD8314)检波反馈ALC来控制上行的输出功率；另一方面，经过第三级放大器(BG18D)输出的信号通过第二功分器(Η)0900υ03) 204,以和第二光模块202的上行输出信号合路后输入到第一光模块201 ;第一光模块201将合路后的信号调制到光信号后通过光纤传输回主单元I。
[0076]第二光模块202的上行输出信号为串联的下一级扩展单元2传输过来的上行信号。通过使用第一光模块201和第二光模块202，可以实现扩展单元2间的级联组网。其中第一光模块201的发光波长是1310nm收光,收光波长是1550nm。第二光模块202的发光波长是1550nm，收光的波长是1310nm。
[0077]本实用新型的实施例中，PLL_VC0206的本振信号的频率由监控模块205进行设置。扩展单元2和远端单元之3之间的通讯，是通过SI4432收发芯片进行通信。其通信信号在下行的中频输出处的双工电路和下行中频信号进行合路后输出。
[0078]在本实用新型的实施例中，监控模块205可采用型号为LPC2368FBD100或MAX3232通讯芯片。监控模块205用于对整个扩展单元2的各个参数进行监控和设置，具体包括:PLL_VC026的VCO频综的设置、上下行ATT的控制查询、SI4432通讯数据的处理、光模块的通讯查询等功能；同时响应主单元I发过来的查询和设置命令等。
[0079]供电模块209用于对扩展单元2的所有模块的供电。参见图5为本实用新型实施例的扩展单元中的供电模块的结构图。供电模块209包括开关电源、分别与开关电源连接的PSE供电模块和DC/DC模块、分别与DC/DC模块连接的第一低压线性稳压器和第二低压线性稳压器。其中第一低压线性稳压器可选用型号为AMS1117-3.3的稳压器，第二低压线性稳压器可选用型号为NJU7775F03的稳压器。220V的电压经开关电源处理后输出的+48V直流电输出到PSE供电模块；PSE供电模块对RJ45分路模块供电，以通过普通五类线负责给远端单元3进行POE供电，具有短路保护和断开关断功能。经开关电源处理后输出的+12V直流电通过DC/DC模块转换为+5V直流电。其中+5V直流电用于给扩展单元2的放大器供电。+5V直流电经过第一低压线性稳压器转换为+3.3V直流电，该直流电用于给监控模块供电。+5V直流电经过第二低压线性稳压器转换为+3V直流电，该直流电用于给PLL_VC0供电。
[0080]参见图6为本实用新型实施例的RJ45分路模块的结构图。RJ45分路模块208包括:第一二功分器501、第二二功分器502、第三二功分器503、第四二功分器504、第五二功分器505、第六二功分器506、第一平衡不平衡转换器601、第二平衡不平衡转换器602、第三平衡不平衡转换器603、第四平衡不平衡转换器604、第五平衡不平衡转换器605、第六平衡不平衡转换器606、第七平衡不平衡转换器607、第八平衡不平衡转换器608、第一 RJ45网口701、第二 RJ45 网 口 702、第三 RJ45 网 口 703 和第四 RJ45 网 口 704。
[0081]其中，第一二功分器501分别连接第二二功分器502和第三二功分器503 ;第二二功分器502分别与第一平衡不平衡转换器601和第二平衡不平衡转换器602连接；第三二功分器503分别与第三平衡不平衡转换器603和第四平衡不平衡转换器连接604 ;第四二功分器504分别连接第五二功分器505和第六二功分器506 ;第五二功分器505分别与第五平衡不平衡转换器605和第六平衡不平衡转换器606连接；第六二功分器506分别与第七平衡不平衡转换器607和第八平衡不平衡转换器608连接；第一平衡不平衡转换器601和第五平衡不平衡转换器605与第一 RJ45网口连接701 ;第二平衡不平衡转换器602和第六平衡不平衡转换器606与第二 RJ45网口 702连接；第三平衡不平衡转换器603和第七平衡不平衡转换器607与第三RJ45网口 703连接；第四平衡不平衡转换器和604第八平衡不平衡转换器608与第四RJ45网口 704连接；第一 二功分器501与第一下行信号处理模块211连接；第四二功分器504与第一上行信号处理模块212连接。
[0082]在本实用新型的实施例中，第一二功分器501、第二二功分器502和第三二功分器503均用于对信号进行分路。第四二功分器504、第五二功分器505和第六二功分器506均用于对信号进行合路。第一平衡不平衡转换器601、第二平衡不平衡转换器602、第三平衡不平衡转换器603、第四平衡不平衡转换器604、第五平衡不平衡转换器605、第六平衡不平衡转换器606、第七平衡不平衡转换器607和第八平衡不平衡转换器608均用于进行差分处理。第一 RJ45网口 701和第二 RJ45网口 702用于将经功分器和平衡不平衡转换器处理后的信号传输到远端单元3。第三RJ45网口 703和第四RJ45网口 704用于传输接收到远端单兀3传输来的信号。
[0083]在本实用新型的实施例中，RJ45分路模块208除了用于完成下行中频信号的分路和上行中频信号的合路，还用于完成PSE供电模块对远端单元3供电的馈入以及WIFI透传信号的馈入等。通过RJ45分路模块208，能够实现上下行中频信号、WIFI透传信号以及PSE供电都集合到一个网口上，其中RJ45网口的1、2、3和6线用于WIFI透传信号的传输，4、5、7和8线用于中频信号的传输和PSE供电。
[0084]参见图7为本实用新型实施例的远端单元的结构图。本实用新型实施例的远端单兀包括MCU303、双工器306、信号分离模块305、第二上行信号处理模块301、第二下行信号处理模块302和信号检测模块304,还包括:SI4432通信模块(未标号)、Ρ0Ε受电模块(未标号)、DC/DC模块和PLL_VC0 (未标号)。
[0085]信号分离模块305分别与第二上行信号处理模块301和第二下行信号处理模块302连接；第二上行信号处理模块301和第二下行信号处理模块302分别与双工器306连接；MCU303与信号检测模块304连接；信号检测模块304与信号分离模块305连接。SI4432通信模块分别与MCU303和信号分离模块305连接；Ρ0Ε受电模块分别与DC/DC模块和信号分离模块305连接；DC/DC模块与MCU303和PLL_VC0连接，用于为MCU303和PLL_VC0提供电能。PLL_VC0用于产生944.5MHz本振信号。
[0086]信号分离模块305用于对扩展单兀2传输的下行信号进行分离并传输到第二下行信号处理模块302，以及用于对第二上行信号处理模块301传输来的上行信号进行合路和差分变换处理后通过五类线传输到扩展单元2。
[0087]第二下行信号处理模块302用于将信号分离模块305分离出的下行信号进行滤波、放大和变频处理后传输到双工器306。
[0088]双工器306用于将第二下行信号处理模块302传输来的信号馈送到天线上进行发射，以及用于将天线从空中耦合的上行信号传输到第二上行信号处理模块301。
[0089]第二上行信号处理模块301用于将双工器306传输的上行信号进行放大、滤波和变频处理后传输到信号分离模块305。
[0090]信号检测模块304用于对24MHz同步时钟的输入进行检波。信号检测模块304包括功率检测器。
[0091]MCU303用于通过检波得到的检波电压判断扩展单元2和远端单元3间的五类线的线长，以及用于根据所述线长调节第二上行信号处理模块301和第二下行信号处理模块302的增益，以实现下行和上行链路的自动增益控制。参见图8为本实用新型的实施例中实现上下行链路自动增益调整的原理结构图。RJ45网口将通过五类线传输的信号传输至信号分离模块305，经信号分离模块305的处理后，功率检测器通过对24MHz同步时钟的输入进行检波，并将检波电压传输给MCU303 ；MCU303根据检波电压判断线长以确定扩展单元2和远端单元3之间所接的五类线的长度，并根据五类线的长度，通过调节ATT (衰减器)实现上下行的自动增益(AGC)调整。应理解，为了保证上下行链路的平衡，自动增益(AGC)控制时，上下行链路同时进行。其中，ATT包括设置于上行信号处理模块301中的ATT和设置于下行信号处理模块302中的ATT。
[0092]参见图7，第二下行信号处理模块302包括依次连接的第三增益调节及放大滤波电路3022、第三变频电路3021和第二放大滤波电路3020。其中，第三增益调节及放大滤波电路3022包括依次连接的LPF、第一级放大器(BG18C)、ATT、放大器(BG18C)、ALC、70M中频声表滤波器和放大器(BG18D)。第三变频电路3021包括混频器，用于将接收到的信号与本振信号混频以对信号进行变频处理。第二放大滤波电路3020包括依次连接的SAW、放大器(BG18D)、SAW、射频放大器(TQP7M9103)、SAW和线性放大器(AH420)。
[0093]第二上行信号处理模块301包括依次连接的第三放大滤波电路3010、第四变频电路3011和放大及增益调整电路3012。其中，第三放大滤波电路3010包括依次连接的低噪声放大器(ATF55143)、SAW、低噪声放大器(SGA6586)、ALC、放大器(BG18C)和SAW。第四变频电路3011包括混频器，用于将接收到的信号与本振信号混频以对信号进行变频处理。放大及增益调整电路3012包括驱动放大器(BG09AG)和ATT。
[0094]第三增益调节及放大滤波电路3022中的ATT和放大及增益调整电路3012中的ATT根据MCU303的调节进行增益调整。
[0095]在工作过程中，由扩展单元2通过五类线传输过来的下行中频信号及24M同步时钟、SI4432通讯信号、WIFI透传数据等信号，经过信号分离模块305的电路后，实现各种信号的分离以及POE供电的输出；分离出的下行中频信号经过LPF (低通滤波器)和第一级放大器(BG18C)放大后进入到ATT数控衰减器；之后经过第一级放大器放大后输入到70MHz中频声表滤波器，对下行中频信号进行选频处理，滤除带外的干扰信号；经过滤波处理后的下行中频信号依次输入到ALC电平控制单元和第三级放大器被放大后，输入到混频器和944.5M的本振信号混频，并输出869?880MHz的射频信号；该射频信号依次经过声表面波滤波器(SAW)、放大器(型号为BG18D)、声表面波滤波器(SAW)、射频放大器(型号为TQP7M9103)、声表面波滤波器(SAW)和线性滤波器(型号为AH420)的滤波和放大后通过双工器306输出至天线发射，对周围的区域进行覆盖。
[0096]在本实用新型的实施例中，线性滤波器采用的型号为AH420，是因为，AH420的P_1达到36dBm，其输出在27dBm时，线性仍然非常不错，ACPR可以达到_50dBc，能够满足指标要求；同时在输出+27dBm时，电流只有900mA。
[0097]在本实用新型的实施例中，上行信号通过天线从空中耦合进入远端单元2后，首先经过前端的低噪声放大器(ATF55143)放大，然后经过声表面波滤波器(SAW)后进入到下一级低噪声放大器(SGA6586)放大；经放大的信号通过ALC电平控制电路后进入下一级放大器(BG18C)进行信号的放大，之后进入到混频器和944.5M的本振信号进行混频，输出115M的中频信号，最后通过末级的驱动放大器(BG09AG)放大，放大之后的信号经过上行检波(AD8361)后输出；另一方面，放大之后的信号经过信号分离模块304以对上行中频信号进行合路、差分变换等处理后输入到RJ45网口，并通过五类线传输回扩展单元2。
[0098]在本实用新型的实施例中，信号分离模块的原理参见图9。从RJ45网口接收到的信号经过隔直流后，进行差分变换。差分变换由巴伦(平衡不平衡转换器)完成平衡到非平衡的阻抗变换，然后进行低通滤波或高通滤波后分离出SI4432信号、下行中频信号、24M同步时钟信号或上行中频信号。
[0099]在本实用新型的实施例中，信号分离模块305中的低通滤波和高通滤波由各种数值的电感和电容等分立器件实现，所用到的电感均为高Q值的绕线电感，以提高整个滤波单元的矩形系数。
[0100]参见图10为本实用新型实施例的远端单元的供电示意图。扩展单元2的PSE供电模块通过五类线的4、5、7和8线进行POE供电，经过信号和电源分离后进入到H)受电模块。其中PSE供电模块通过检测远端单元的ro受电模块，只有检测到ro受电模块为标准的POE受电模块后，才会对ro受电模块进行供电。POE受电模块正常工作后输出+12V的直流电压，经过DC/DC模块进行电压变换后，输出+5V直流电，供给远端单元3的放大管工作。同时通过LDO (线性稳压器)将+5V电压转换为+3.3V和+3V两种电压，分别供给MCU和锁相环VCO。DC/DC模块包括电源转换芯片，其型号为MP2565。
[0101]参见图7，在本实用新型实施例中，上行检波和下行检波采用型号为hmcl0101p4的芯片实现，该芯片为RMS均值检波，能够对GSM、CDMA2000等制式的信号进行有效的检波。检波输出的电压除了送回MCU进行处理外，还输入到运算放大器和设定的电平进行积分及比较运算，最后输出用来控制电路的射频输出，即ALC电平控制。
[0102]SI4432通信模块包括无线收发芯片SI4432，通过MCU303对SI4432进行数据的配置及收发控制。该通信信号通过一个高通滤波电路后耦合到下行链路上并通过五类线传输至扩展单元，实现扩展单元和远端单元的通信。
[0103]在本实用新型的实施例中，PLL_VC0采用型号为LMX2531PLL_VC0的芯片，该芯片具有相当低的相位噪声，低功耗，宽范围的频率可调范围等特点，输出可以达到+5dBm。混频器选用型号为MAMXSS0012的芯片，该芯片具有P_1高，0IP3高，端口隔离度高，性价比高，频率应用范围宽等特点，非常适合在移动通讯领域使用。
[0104]本实用新型的实施例的无线通信信号的室内外分布系统，在扩展单元中采用变频处理，使信号的频率适应五类线的传输，不会导致大的传输损耗。在远端单元中采用变频和增益调整(AGC)，且上行和下行链路的增益调整同步。通过检测输入参考时钟的幅度来判断远端单元和扩展单元之间所接五类线的长度，从而对ATT数控衰减进行合理的衰减设置，以保持系统增益的保持不变，可实现在各种线长的情况下保持系统增益的基本不变。
[0105]本实用新型的实施例的无线通信信号的室内外分布系统，可以实现对密集低矮建筑群进行多业务的信号覆盖，解决城中村等密集建筑群之间的移动通话和AP热点上网等难题；且能够降低成本，降低施工难度以及物业协调难度；通过增益调整实现在不同五类线长时，保证整个系统的增益不变。[0106]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，包括:主单元、扩展单元和远端单元，所述主单元通过光纤和所述扩展单元通信连接；所述扩展单元通过五类线和所述远端单元通信连接； 所述主单元用于将从基站或基站拉远系统耦合到的下行信号通过光纤传输到所述扩展单元，以及用于接收所述扩展单元上传的上行信号并发送到基站或基站拉远系统； 所述扩展单元用于将所述主单元传输的下行信号进行变频、放大和滤波处理后，通过五类线传输到所述远端单元，以及用于将所述远端单元通过五类线传输的上行信号进行变频、放大和滤波处理后，通过光纤传输到所述主单元； 所述远端单元用于通过功率检测确定扩展单元和远端单元间所接的五类线的长度，并根据所述长度对所述扩展单元通过五类线传输的下行信号进行变频、增益补偿和放大处理后对目标区域进行信号覆盖，以及用于根据所述长度将通过天线耦合的上行信号进行变频、增益补偿和放大处理后通过五类线传输到所述扩展单元。
2.根据权利要求1所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述扩展单兀包括RJ45分路模块、第一上行信号处理模块、第一下行信号处理模块、第一功分器、第二功分器、第一光模块和第二光模块； 其中，所述RJ45分路模块分别与所述第一上行信号处理模块和第一下行信号处理模块连接；所述第一功分器分别与所述第一下行信号处理模块和第一光模块连接；所述第二功分器分别与所述第一上行信号处理模块和第一光模块连接；所述第二光模块分别与所述第一功分器和第二功分器连接； 所述第一上行信号处理 模块用于将所述RJ45分路模块合路后的信号进行放大、滤波和变频处理后传输到所述第二功分器； 所述第二功分器用于将所述第一上行信号处理模块处理后的信号与第二光模块传输来的信号进行合路后传输到所述第一光模块； 所述第一光模块用于将所述第二功分器传输的信号调制到光信号上并通过光纤传输到所述主单元，以及用于将所述主单元通过光纤传输的调制光信号进行光电转换为射频信号并传输到所述第一功分器； 所述第一功分器用于将所述第一光模块传输的射频信号分为两路，并将其中一路传输到所述第二光模块，将另一路传输到所述第一下行信号处理模块； 所述第一下行信号处理模块用于将第一功分器传输的信号进行滤波、变频和放大处理后传输到所述RJ45分路模块； 所述RJ45分路模块用于将所述第一下行信号处理模块传输的信号进行分路后通过五类线传输到所述远端单元，以及用于将所述远端单元通过五类线传输的上行信号进行合路后传输到所述第一上行信号处理模块； 所述第二光模块用于将所述第一功分器传输的信号调制到光信号上，传输到与所述扩展单元串联的下一级扩展单元，以及用于将所述串联的下一级扩展单元传输过来的上行光信号转换为射频信号后传输到所述第二功分器。
3.根据权利要求2所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述第一上行信号处理模块包括依次连接的第一放大滤波电路、第一变频电路和第一增益调节及放大滤波电路；所述第一下行信号处理模块包括依次连接的滤波电路、第二变频电路和第二增益调节及放大滤波电路； 其中，所述第一变频电路和第二变频电路均包括混频器，用于将接收到的信号与本振信号混频以对信号进行变频处理。
4.根据权利要求3所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述扩展单兀还包括:分别与所述第一光模块、第一功分器、第二功分器、第一上行信号处理模块和第一下行信号处理模块连接的监控模块； 所述监控模块用于对整个扩展单元的各个参数进行监控和设置。
5.根据权利要求3所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，一个所述主单元连接八个所述扩展单元；一个所述扩展单元连接八个所述远端单元。
6.根据权利要求5所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，八个所述扩展单元间通过光纤尾纤串联，或通过主单元的一拖八光模块并联，或通过主单元I的一拖八光模块并联，再通过光纤尾纤进行串联。
7.根据权利要求2所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述RJ45分路模块包括:第一二功分器、第二二功分器、第三二功分器、第四二功分器、第五二功分器、第六二功分器、第一平衡不平衡转换器、第二平衡不平衡转换器、第三平衡不平衡转换器、第四平衡不平衡转换器、第五平衡不平衡转换器、第六平衡不平衡转换器、第七平衡不平衡转换器、第八平衡不平衡转换器、第一 RJ45网口、第二 RJ45网口、第三RJ45网口和第四RJ45 网口 ； 其中，所述第一二功分器分别连接第二二功分器和第三二功分器；第二二功分器分别与第一平衡不平衡转换器和第二平衡不平衡转换器连接；第三二功分器分别与第三平衡不平衡转换器和第四平衡不平衡转换器连接； 所述第四二功分器分别连接第五二功分器和第六二功分器；第五二功分器分别与第五平衡不平衡转换器和第六平衡不平衡转换器连接；第六二功分器分别与第七平衡不平衡转换器和第八平衡不平衡转换器连接； 所述第一平衡不平衡转换器和第五平衡不平衡转换器与第一 RJ45网口连接；第二平衡不平衡转换器和第六平衡不平衡转换器与第二 RJ45网口连接；第三平衡不平衡转换器和第七平衡不平衡转换器与第三RJ45网口连接；第四平衡不平衡转换器和第八平衡不平衡转换器与第四RJ45网口连接； 所述第一二功分器与所述第一下行信号处理模块连接；所述第四二功分器与所述第一上行信号处理模块连接。
8.根据权利要求1所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述远端单元包括信号分离模块、双工器、第二上行信号处理模块、第二下行信号处理模块、信号检测模块和MCU ； 所述信号分离模块分别与所述第二上行信号处理模块和第二下行信号处理模块连接；所述第二上行信号处理模块和第二下行信号处理模块分别与所述双工器连接；所述MCU与所述信号检测模块连接 ；所述信号检测模块与所述信号分离模块连接； 所述信号分离模块用于对所述扩展单元传输的下行信号进行分离并传输到所述第二下行信号处理模块，以及用于对第二上行信号处理模块传输来的上行信号进行合路和差分变换处理后通过五类线传输到所述扩展单元； 所述第二下行信号处理模块用于将所述信号分离模块分离出的下行信号进行滤波、放大和变频处理后传输到所述双工器； 所述双工器用于将所述第二下行信号处理模块传输来的信号馈送到天线上进行发射，以及用于将天线从空中耦合的上行信号传输到第二上行信号处理模块； 所述第二上行信号处理模块用于将双工器传输的上行信号进行放大、滤波和变频处理后传输到所述信号分离模块； 所述信号检测模块用于对24MHz同步时钟的输入进行检波； 所述MCU用于通过所述检波得到的检波电压判断所述扩展单元和远端单元间的五类线的线长，以及用于根据所述线长调节所述第二上行信号处理模块和所述第二下行信号处理模块的增益，以实现下行和上行链路的自动增益控制。
9.根据权利要求8所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述第二下行信号处理模块包括依次连接的第三增益调节及放大滤波电路、第三变频电路和第二放大滤波电路； 所述第二上行信号处理模块包括依次连接的第三放大滤波电路、第四变频电路和放大及增益调整电路； 所述第三变频电路和第四 变频电路均包括混频器，用于将接收到的信号与本振信号混频以对信号进行变频处理； 所述第三增益调节及放大滤波电路和放大及增益调整电路根据所述MCU的调节进行增益调整。
10.根据权利要求8所述的无线通信信号的室内外分布系统，其特征在于，所述信号检测模块包括功率检测器。
【文档编号】H04W16/18GK203590465SQ201320523718
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】吴增鸣, 张自豹 申请人:深圳市皓华网络通讯有限公司