一种三频段多子带的数字无线直放站的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种支持三种频带和多个子带的数字无线直放站，包括第一多工器、下行低噪放变频单元、上行功放变频单元、数字处理单元、下行功放变频单元、上行低噪放变频单元、第二多工器和供电单元，本实用新型采用先进的数字硬件处理方案，解决电信运营商共建共享的问题；解决电信运营商多制式设备建设成本过高，施工难度大的问题；解决常规无线直放站引起的不必要干扰，减小与原有无线网络覆盖之间的干扰，减少网优工作。
【专利说明】—种三频段多子带的数字无线直放站
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数字无线直放站，特别是指一种支持三种频带和多个子带的数字无线直放站。
【背景技术】
[0002]直放站也称为转发器或中继器，它实际上是一种双向信号放大器，起着延伸基站覆盖范围和补盲的作用。直放站作为一种网络辅助手段在完善蜂窝网覆盖，优化和改善服务质量，提高运营方面起着十分重要的作用。
[0003]无线直放站是众多直放站中最常用的一种，它主要的特点就是将收到的信号经过放大处理后再重新发送出去。无线直放站也分为模拟无线直放站和数字直放站，数字直放站相对于模拟直放站对信号进行了数字处理，提供了选带，选频等功能，减少了直放站对于无用信号的发射。
[0004]传统的数字无线直放站只能对单个频段的信号进行接收，放大及发送，来实现拓展无线信号覆盖距离的目的。对于多频段多制式的覆盖场景，需要安装多台不同工作频段的数字无线直放站，从而增加了施工难度及建网成本。
[0005]实际无线网络频段的使用场景存在不同的运营商占用某个频段的不同子带，并且这些子带是非连续的。传统的数字直放站只支持连续频段放大，为了满足上述场景，传统的数字直放站只能够尽量在设计上支持较大带宽。一般情况下数字设备支持的频段越宽，数字信号处理所需硬件资源越大，设备成本也越高。同时由于非连续子带之间的无用信号也同步被放大，可能给移动网络引入不必要的干扰，影响实际网络覆盖。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低成本的无线信号覆盖方案，利用本实用信息设备，将实现三制式多子带的无线信号再生放大，实现用户区域的信号覆盖，为用户提供无线信号接入服务。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种三频段多子带的数字无线直放站，包括第一多工器、下行低噪放变频单元、上行功放变频单元、数字处理单元、下行功放变频单元、上行低噪放变频单元、第二多工器和供电单元；
[0008]所述的第一多工器、下行低噪放变频单元、数字处理单元、下行功放变频单元和第二多工器依次连接组成下行链路；
[0009]所述的第二多工器、上行功放变频单元、数字处理单元、上行低噪放变频单元和第一多工器依次连接组成上行链路；
[0010]所述的供电单元分别连接下行低噪放变频单元、上行功放变频单元、数字处理单元、下行功放变频单元和上行低噪放变频单元；
[0011]所述的下行低噪放变频单元包括依次连接的低噪声放大器、声表滤波器、放大器、数控衰减器和混频器；[0012]所述的上行功放变频单元包括依次连接的混频器、放大器、数控衰减器、声表滤波器、放大器和放大器；
[0013]所述的数字处理单元包括上行链路和下行链路；
[0014]所述的下行链路包括依次连接的模数转换器ADC、频带选择单元、多个下行信号处理链路、子带合并单元和数模转换器DAC ；
[0015]所述的下行信号处理链路包括依次连接的数字下变频、FIR滤波器和数字上变频；
[0016]所述的上行链路包括依次连接的模数转换器ADC、频带选择单元、多个上行信号处理链路、子带合并单元和数模转换器DAC ；
[0017]所述的上行信号处理链路包括依次连接的数字下变频、FIR滤波器、数字上变频。
[0018]所述的下行功放变频单元包括依次连接的混频器、放大器、数控衰减器、声表滤波器、放大器和放大器；
[0019]所述的上行低噪放变频单元包括依次连接低噪声放大器、声表滤波器、放大器、数控衰减器和混频器。
[0020]本实用新型的有益效果是:一种三频段多子带的数字无线直放站，支持多频段多制式无线信号放大，解决了运营商多制式信号放大需求；采用特有的数字信号处理方式，减少无用信号放大，降低与原有无线网络覆盖之间的干扰；实现多频段的子带信号处理资源共享，能够最大程度的适应不同的应用场景需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的示意图；
[0022]图2是下行低噪放变频单元的示意图；
[0023]图3是上行功放变频单元的示意图；
[0024]图4是数字处理单元的示意图；
[0025]图5是下行功放变频单元的示意图；
[0026]图6是上行低噪放变频单元的示意图；
[0027]图中，Ul—多工器；U2—下行低噪放变频单元；U2.1—低噪声放大器；U2.2—声表滤波器；U2.3—放大器；U2.4—数控衰减器混频器；U2.5—混频器；U3—上行功放变频单元；U3.1—混频器；U3.2—放大器；U3.3—数控衰减器；U3.4—声表滤波器；U3.5—放大器；U3.6—放大器；U4—数字处理单元；U4.1—模数转换器ADC ；U4.2—频带选择单元；U4.3—数字下变频；U4.4—FIR滤波器；U4.5—数字上变频；U4.6 —子带合并单元；U4.7—数模转换器DAC ；U4.8—模数转换器ADC ；U4.9一频带选择单元；U4.10—数字下变频；U4.11—FIR滤波器；U4.12—数字上变频；U4.13—子带合并单元；U4.14—数模转换器DAC ;U5—下行功放变频单元；U5.1—混频器；U5.2—放大器；U5.3—数控衰减器；U5.4—声表滤波器；U5.5—放大器；U5.6—放大器；U6—上行低噪放变频单元；U6.1—低噪声放大器；U6.2—声表滤波器；U6.3—放大器；U6.4—数控衰减器混频器；U6.5—混频器；U7—多工器；U8—供电单元。
【具体实施方式】[0028]下面结合参考附图进一步描述本技术方案，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，但该描述仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]如图1，一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:包括第一多工器U1、下行低噪放变频单元U2、上行功放变频单元U3、数字处理单元U4、下行功放变频单元U5、上行低噪放变频单元U6、第二多工器U7和供电单元U8 ；
[0030]所述的第一多工器U1、下行低噪放变频单元U2、数字处理单元U4、下行功放变频单元U5和第二多工器U7依次连接组成下行链路；
[0031]所述的第二多工器U7、上行功放变频单元U3、数字处理单元U4、上行低噪放变频单元U6和第一多工器Ul依次连接组成上行链路；
[0032]所述的供电单元U8分别连接下行低噪放变频单元U2、上行功放变频单元U3、数字处理单元U4、下行功放变频单元U5和上行低噪放变频单元U6 ；
[0033]如图2所述的下行低噪放变频单元U2包括依次连接的低噪声放大器U2.1、声表滤波器U2.2、放大器U2.3、数控衰减器U2.4和混频器U2.5 ；
[0034]如图3所述的上行功放变频单元U3包括依次连接的混频器U3.1、放大器U3.2、数控衰减器U3.3、声表滤波器U3.4、放大器U3.5和放大器U3.6 ；
[0035]如图4所述的数字处理单元U4包括上行链路和下行链路；
[0036]所述的数字处理单元U4包括上行链路和下行链路；
[0037]所述的下行链路包括依次连接的模数转换器AD⑶4.1、频带选择单元U4.2、多个下行信号处理链路、子带合并单元U4.6和数模转换器DA⑶4.7 ；
[0038]所述的下行信号处理链路包括依次连接的数字下变频U4.3、FIR滤波器U4.4和数字上变频U4.5 ；
[0039]所述的上行链路包括依次连接的模数转换器AD⑶4.8、频带选择单元U4.9、多个上行信号处理链路、子带合并单元U4.13和数模转换器DA⑶4.14 ；
[0040]所述的上行信号处理链路包括依次连接的数字下变频U4.10、FIR滤波器U4.11、数字上变频U4.12。
[0041]如图5所述的下行功放变频单元U5包括依次连接的混频器U5.1、放大器U5.2、数控衰减器U5.3、声表滤波器U5.4、放大器U5.5和放大器U5.6 ；
[0042]如图6所述的上行低噪放变频单元U6包括依次连接低噪声放大器U6.1、声表滤波器U6.2、放大器U6.3、数控衰减器U6.4和混频器U6.5。
[0043]来自基站的GSM/DCS/WCDMA三种制式的射频信号GRF/DRF/WRF通过天线进入多工器Ul，多工器Ul从射频信号GRF/DRF/WRF分离出下行射频信号⑶RF/DDRF/WDRF。下行射频信号⑶RF/DDRF/WDRF进入下行低噪放变频单元U2，通过低噪声放大器U2.1进行信号放大，通过声表滤波器U2.2滤除无用信号，通过放大器U2.3再次进行信号放大，通过数控衰减器U2.4进行信号强度调整，最终通过混频器U2.5下变频为下行中频信号⑶IF/DDIF/WDIF。下行中频信号⑶IF/DDIF/WDIF进入数字处理单元U4，经过模数转换器U4.1，转换成下行数字中频信号GDDIF/DDDIF/WDDIF。频带选择单元U4.2根据实际工作频段实际工程使用的子带要求，将下行数字中频信号GDDIF/DDDIF/WDDIF分别复制到对应的信号处理链路。下行数字中频信号DDIFf 6经过数字下变频U4.3变频，经过FIR滤波器U4.4滤波，经过数字上变频U4.5变换到新数字中频信号DDIF_Nf 6。经过处理后的新数字中频信号，经过子带合并单元U4.6将处于同一射频频段的子带合并，再经过模数转换器U4.7转换成新下行中频信号GDIF_N/DDIF_N/WDIF_N。例如，本实用新型支持GSM制式信号(下行中心频率GDCF，带宽GB)，支 持DCS制式信号(下行中心频率DDCF，带宽DB)，支持WCDMA制式信号(下行中心频率WDCF，带宽WB)，对应的下行数字中频信号⑶DIF (下行中心频率⑶ICF，带宽GB)，下行数字中频信号DDDIF(下行中心频率DDICF，带宽DB)，下行数字中频信号WDDIF(下行中心频率WDICF，带宽WB)，最大支持6子带，其中DDIFl子带I (下行中心频率⑶CFl，带宽⑶BI)和DDIF2子带2 (下行中心频率⑶CF2，带宽⑶B2)包括在GSM制式频段中，DDIF3子带3(下行中心频率DDCF1，带宽DDB1)和DDIF4子带4 (下行中心频率DDCF2，带宽DDB2)包括在DCS制式频段中，DDIF5子带5 (下行中心频率WDCF1，带宽WDB1)和DDIF6子带6 (下行中心频率WDCF2，带宽WDB2)包括在WCDMA制式频段中。频带选择单元U4.2将下行数字中频信号GDDIF分配到I和2号信号处理链路，将下行数字中频信号DDDIF分配到3和4号信号处理链路，将下行数字中频信号WDDIF分配到5和6号信号处理链路。数字信号处理链路I和2分别处理子带I和子带2的信号，数字信号处理链路I的输入信号DDIFlJ^过数字下变频U4.3完成频率变换(本振频率为(⑶ICF+GDCF1-GDCF))，经过带宽为⑶BI的FIR滤波器U4.4滤波，经过数字上变频U4.5变换到新数字中频信号DDIF_N1 (本振频率为(⑶ICF+GDCF1-GDCF))。数字信号处理链路2的输入信号DDIF2，经过数字下变频U4.3完成频率变换(本振频率为(⑶ICF+GDCF2-GDCF))，经过带宽为⑶B2的FIR滤波器U4.4滤波，经过数字上变频U4.5变换到新数字中频信号DDIF_N2 (本振频率为(⑶ICF+GDCF2-GDCF))。同理，数字信号处理链路3飞分别生成新数字中频信号DDIF_N3飞。新数字中频信号DDIF_NI和DDIF_N2经过子带合并单元U4.6子带合并为新GSM制式下行数字中频信号⑶DIF_N，新数字中频信号DDIF_N3和DDIF_N4经过子带合并单元U4.6子带合并为新DCS制式下行数字中频信号DDDIF_N，新数字中频信号DDIF_N5和DDIF_N6经过子带合并单元U4.6子带合并为新WCDMA制式下行数字中频信号WDDIF_N。下行数字中频信号GDDIF_N/DDDIF_N/WDDIF_N再经过模数转换器U4.7转换成新下行中频信号(?IF_N/DDIF_N/WDIF_N。新下行中频信号⑶IF_N/DDIF_N/WDIF_N进入下行功放变频单元U5，通过混频器U5.1上变频为下行射频信号GDRF/DDRF/WDRF，通过放大器U5.2进行信号放大，通过数控衰减器U5.3进行信号强度调整，通过声表滤波器U5.4滤除无用信号，通过放大器U5.5进行信号放大，最终通过放大器U5.6完成大功率信号放大，最终经过多工器U7通过天线实现无线信号覆盖。
[0044]同理，来自移动终端的GSM/DCS/WCDMA三种制式的射频信号GRF/DRF/WRF通过天线进入多工器U7，多工器U7从射频信号GRF/DRF/WRF分离出上行射频信号⑶RF/DURF/WURF。上行射频信号⑶RF/DURF/WURF进入上行低噪放变频单元U6，通过低噪声放大器U6.1进行信号放大，通过声表滤波器U6.2滤除无用信号，通过放大器U6.3再次进行信号放大，通过数控衰减器U6.4进行信号强度调整，最终通过混频器U6.5下变频为上行中频信号⑶IF/DUIF/WUIF。上行中频信号⑶IF/DUIF/WUIF进入数字处理单元U4，经过模数转换器U4.8，转换成上行数字中频信号⑶nF/DDnF/WOTIF。频带选择单元U4.9根据实际工程使用的子带要求，将上行数字中频信号GDnF/DDnF/WOTIF分别复制到对应的信号处理链路。上行数字中频信号DnFl~6经过数字下变频U4.10变频，经过FIR滤波器U4.11滤波，经过数字上变频U4.12变换到新数字中频信号DUIF_N1~6。经过处理后的新数字中频信号，经过子带合并单元U4.13将处于同一射频频段的子带合并，再经过模数转换器U4.14转换成新上行中频信号GUIF_N/DnF_N/WUIF_N。例如，本实用新型支持GSM制式信号(上行中心频率GUCF，带宽GB)，支持DCS制式信号(上行中心频率DUCF，带宽DB)，支持WCDMA制式信号(上行中心频率WUCF，带宽WB)，对应的上行数字中频信号GDUIF (下行中心频率GUICF,带宽GB)，上行数字中频信号DDHF (上行中心频率DHCF，带宽DB)，上行数字中频信号WDHF (上行中心频率WUICF，带宽WB)，最大支持6子带，其中DUIFl子带I (上行中心频率GUCFl,带宽GUBI)和DUIF2子带2 (上行中心频率GUCF2,带宽GUB2)包括在GSM制式频段中，DUIF3子带3(上行中心频率DUCF1，带宽DUB1)和DUIF4子带4 (上行中心频率DUCF2，带宽DUB2)包括在DCS制式频段中，DHF5子带5 (上行中心频率WUCFl，带宽WUB1)和DHF6子带6 (上行中心频率WUCF2，带宽WUB2)包括在WCDMA制式频段中。频带选择单元U4.9将上行数字中频信号GDWF分配到I和2号信号处理链路，将上行数字中频信号DDUIF分配到3和4号信号处理链路，将上行数字中频信号WDUIF分配到5和6号信号处理链路。数字信号处理链路I和2分别处理子带I和子带2的信号，数字信号处理链路I的输入信号DUIFl，经过数字下变频U4.10完成频率变换(本振频率为(⑶ICF+GUCF1-GUCF))，经过带宽为GUBl的FIR滤波器U4.11滤波，经过数字上变频U4.12变换到新数字中频信号DUIF_N1 (本振频率为(⑶ICF+GUCF1-GUCF))。数字信号处理链路2的输入信号DUIF2，经过数字下变频U4.10完成频率变换(本振频率为(⑶ICF+GUCF2-GUCF))，经过带宽为GUB2的FIR滤波器U4.11滤波，经过数字上变频U4.12变换到新数字中频信号DUIF_N2(本振频率为(⑶ICF+GUCF2-GUCF))。同理，数字信号处理链路3飞分别生成新数字中频信号DUIF_N3飞。新数字中频信号DUIF_N1和DUIF_N2经过子带合并单元U4.13子带合并为新GSM制式上行数字中频信号GDHF_N，新数字中频信号DUIF_N3和DUIF_N4经过子带合并单元U4.13子带合并为新DCS制式上行数字中频信号DOTIF_N，新数字中频信号DUIF_N5和DUIF_N6经过子带合并单元U4.13子带合并为新WCDMA制式上行数字中频信号WOTIF_N。上行数字中频信号⑶nF_N/DDnF_N/WDnF_N再经过模数转换器U4.14转换成新上行中频信号⑶IF_N/DUIF_N/WUIF_N。新上行中频信号(；UIF_N/DUIF_N/WUIF_N进入上行功放变频单元U3，通过混频器U3.1变频为上行射频信号⑶RF/DURF/WURF，通过放大器U3.2进行信号放大，通过数控衰减器U3.3进行信号强度调整，通过声表滤波器U3.4滤除无用信号，通过放大器U3.5进行信号放大，最终通过放大器U3.6完成大功率信号放大。最终经过多工器Ul通过天线回传至基站。
【权利要求】
1.一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:包括第一多工器(U1)、下行低噪放变频单元(U2)、上行功放变频单元(U3)、数字处理单元(U4)、下行功放变频单元(U5)、上行低噪放变频单元(U6)、第二多工器(U7)和供电单元(U8)； 所述的第一多工器(U1)、下行低噪放变频单元(U2)、数字处理单元(U4)、下行功放变频单元(U5)和第二多工器(U7)依次连接组成下行链路； 所述的第二多工器(U7)、上行功放变频单元(U3)、数字处理单元(U4)、上行低噪放变频单元(U6)和第一多工器(Ul)依次连接组成上行链路； 所述的供电单元(U8)分别连接下行低噪放变频单元(U2)、上行功放变频单元(U3)、数字处理单元(U4 )、下行功放变频单元(U5 )和上行低噪放变频单元(U6 )。
2.根据权利要求1所述的一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:所述的下行低噪放变频单元(U2)包括依次连接的低噪声放大器(U2.1)、声表滤波器(U2.2)、放大器(U2.3)、数控衰减器(U2.4)和混频器(U2.5)。
3.根据权利要求1所述的一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:所述的上行功放变频单元(U3)包括依次连接的混频器(U3.1)、放大器(U3.2)、数控衰减器(U3.3)、声表滤波器(U3.4)、放大器(U3.5)和放大器(U3.6)。
4.根据权利要求1所述的一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:所述的数字处理单元(U4)包括上行链路和下行链路； 所述的下行链路包括依次连接的模数转换器ADC (U4.1)、频带选择单元(U4.2)、多个下行信号处理链路、子带合并单元(U4.6)和数模转换器DAC (U4.7)； 所述的下行信号处理链路包括依次连接的数字下变频(U4.3)、FIR滤波器(U4.4)和数字上变频(U4.5)； 所述的上行链路包括依次连接的模数转换器ADC (U4.8)、频带选择单元(U4.9)、多个上行信号处理链路、子带合并单元(U4.13)和数模转换器DAC(U4.14)； 所述的上行信号处理链路包括依次连接的数字下变频(U4.10)、FIR滤波器(U4.11)、数字上变频(U4.12)。
5.根据权利要求1所述的一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:所述的下行功放变频单元(U5)包括依次连接的混频器(U5.1)、放大器(U5.2)、数控衰减器(U5.3)、声表滤波器(U5.4)、放大器(U5.5)和放大器(U5.6)。
6.根据权利要求1所述的一种三频段多子带的数字无线直放站，其特征在于:所述的上行低噪放变频单元(U6)包括依次连接低噪声放大器(U6.1)、声表滤波器(U6.2)、放大器(U6.3)、数控衰减器(U6.4)和混频器(U6.5)。
【文档编号】H04B7/155GK203722631SQ201420088199
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】白天, 江鹏 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司