一种移动通信室内飞源分布系统的制作方法

文档序号：18854415发布日期：2019-10-13 01:38阅读：287来源：国知局

本实用新型涉及移动通信领域，具体涉及一种移动通信室内飞源分布系统。

背景技术：

随着个人移动通信技术的发展及个人对移动数据业务的依赖越来越大，优化网络覆盖向客户提供优质的覆盖信号则成为了各运营商的重中之重的事情，也是运营商在激烈的竞争中提高用户满意率争取优质客户的有效手段之一。随着现在城市的快速发展，高密度楼宇建筑群尤其是在市区厂区内，高层住宅楼，写字楼，酒店，地下停车场，电梯内信号覆盖弱，投诉率高。

如图1所示，目前传统普遍采用的一种最快速的方案对室内密集建筑场所的信号补盲。该方案主要由手机信号增强器把室外信号引入通过该设备进行放大，一根收发天线安装在室外，设备安装在室内，对室内普通住宅进行覆盖，室内空阔场景下覆盖在80平米范围内，不能达到深度覆盖目的，而且是简单信号放大，容易抬升基站低噪，对基站影响大，覆盖效果差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是一种移动通信室内飞源分布系统，利用室外3G、4G、5G通信基站信号，通过本分布系统高性能数字中继技术进行基站信号引入室内覆盖，通过馈线室内延伸深度覆盖目的，单点位供电，应用灵活方便，设备体积小，可以低成本快速响应，解决室内移动通信3G、4G、5G网络信号深度覆盖问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种移动通信室内飞源分布系统，包括室外单元和室内覆盖单元、馈线、第一网络通道信号、第二网络通道信号、用户端；

所述室外单元包括一总双工器、分双工器、收发天线、上行射频电路、下行射频电路，总双工器连接两个分双工器；第一通道网络信号经收发天线和分双工器上下行分路，上行射频电路和下行射频电路入双工器合路，第二网络通道信号经收发天线和双工器上下行分路，上行射频电路处理和下行射频电路处理入双工器合路，第一网络通道信号、第二网络通道信号输入总双工器合成一路信号外接传输馈线；

所述室内覆盖单元包括一总功分器、分功分器、捷变收发器、数字滤波器，总功分器连接分功分器，第一通道网络信号经总功分器和分功分器上、下行分别依次进入捷变收发器、数字滤波器、捷变收发器到合路器，通过天线传输到用户端；第二通道网络信号经功分器分上、下行分别进入至捷变收发器，经过数字滤波器、捷变收发器到合路器通过天线到用户端。

作为优选的技术方案，所述室外单元采用双模或Mimo模式作为工作方式。

作为优选的技术方案，用户端覆盖3G、4G、5G。

作为优选的技术方案，总双工器和总功分器之间通过一馈线连接。

本实用新型的有益效果是：

1.无线SDR技术，免设置、灵活机动，操作简单，快速布网，快速响应；

2.利用高性能数字中继技术进行基站信号引入，采用多点、低功率、低功耗、分布式、滴灌式优化覆盖；

3.采用多频多模覆盖，系统自动择优网络信号工作；

4.室外单元(ODU)可以带八个覆盖单元(IRU)，根据环境要求可以实现不同场景组网方式；

5.ODU和IRU采用一体化定向天线设计方案；

6.数字软件带宽可调技术及系统低噪声设计方案，有效控制了对引入基站带来的底噪抬升等干扰问题；

7.数字处理技术，具有高邻道抑制(>40dB)及灵活的带宽可调技术，确保不同运营商网络信号互相干扰问题；

8.采用市电AC～220V转DC_24V单点位馈电技术，保证电源接入的便捷性，解决供电难问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的室内密集建筑场所的信号补盲图；

图2为本实用新型的整体的系统框图；

图3为本实用新型的实施例一的系统图；

图4为本实用新型的实施例二的系统图；

图5为本实用新型的室外单元(ODU)的工作原理图：

图6为本实用新型的室内覆盖单元(IRU)的工作原理图；

图7为本实用新型的单点供电技术原理。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本实用新型使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2所示，包括室外单元和室内覆盖单元、馈线、第一网络通道信号、第二网络通道信号、用户端；

其中，所述室外单元采用双模或Mimo模式作为工作方式。

其中，用户端覆盖3G、4G、5G。

其中，总双工器和总功分器之间通过一馈线连接。

如图5所示，室外单元(ODU)的工作原理：

本单元可以选择双模或Mimo模式工作方式，根据客户要求来选择不同模式，主要是两路收发通道，具体工作原理如下：

接收到3G、4G、5G基站通信网络信号任两路工作模式，如图5所示，以3G、4G模式原理介绍，第一模式经天线接收来自CDMA下行(870～880MHz)到频段双工器至低噪放大管(采用TQP3M9037噪声管，噪声系数：0.4dB，增益25，P1dBm为22)声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，放大管采用BG18C增益达22dB，P1dBm为21)，表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，数字增益调节(ATT)衰减，增益自动调节，高精度数字衰减芯片PE4312以0.5～31.5步进±(0.10+1％Atten)dB精度@0.8～1GHz范围调整增益匹配,通过ARM303芯片控制，到下行线性放大模块，RFPA2016是一种高增益、高效率的三级HBT功率放大器模块，包括输出功率检波电路。外部匹配和偏置控制使RFPA 2016能够为各种应用进行优化，包括在700MHz和2700MHz范围内的小单元功率放大器和超线性驱动放大器。可以选择所需要的增益要求，三级总增益52dB，选择后两级放大增益35dB,P1dBm＝31.5ACPR-46dBc整个下行通道增益控制在70dB±2。频段双工器(825～880MHz)115下行通道(870～880MHz)，到宽频双工器(825～1875MHz)至馈线接口传输。

来自CDMA上行(825～835MHz)信号通馈线接口至宽频双工器(825～1875MHz)到频段双工器(825～880MHz)选择(825～835MHz)至低噪放大管(采用TQP3M9037噪声管，噪声系数：0.4dB，增益25，P1dBm为22)声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，数字增益调节(ATT)衰减，增益自动调节，高精度数字衰减芯片PE4312以0.5～31.5步进±(0.10+1％Atten)dB精度@0.8～1GHz范围调整增益匹配，通过ARM303芯片控制，放大管111采用BG18C增益达22dB，P1dBm为21)，声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，,到下行线性放大模块，RFPA2016是一种高增益、高效率的三级HBT功率放大器模块，包括输出功率检波电路。外部匹配和偏置控制使RFPA 2016能够为各种应用进行优化，包括在700MHz和2700MHz范围内的小单元功率放大器和超线性驱动放大器。可以选择所需要的增益要求，三级总增益52dB，选择后两级放大增益35dB,P1dBm＝31.5ACPR-46dBc整个上行通道增益控制在70dB±2。上行通道，到频段双工器(825～835MHz)至通过天线发射。

第二模式FDD-LTE(4G)天线接收来自FDD-LTE下行1850～1875MHz经天线到频段双工器202至低噪放大管(采用TQP3M9037噪声管，噪声系数：0.4dB，增益21，P1dBm为20.7)声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，放大管采用BG18C增益达20dB，P1dBm为18.8)，声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，数字增益调节(ATT)衰减，增益自动调节，高精度数字衰减芯片PE4312以0.5～31.5步进±(0.10+2％Atten)dB精度@1.7～2GHz范围调整增益匹配,通过ARM303芯片控制，到下行线性放大模块，RFPA2016是一种高增益、高效率的三级HBT功率放大器模块，包括输出功率检波电路。外部匹配和偏置控制使RFPA 2016能够为各种应用进行优化，包括在700MHz和2700MHz范围内的小单元功率放大器和超线性驱动放大器。可以选择所需要的增益要求，三级线性放大总增益36dB,P1dBm＝31.4ACPR-46dBc整个下行通道增益控制在70dB±2。频段双工器(1755～1875MHz)下行信号(1850～1875MHz)，到宽频双工器(825～1875MHz)至馈线接口传输。

来自4G上行FDD-LTE信号通过馈线接口至宽频双工器(825～1875MHz)到频段双工器(1755～1780MHz)低噪放大管(采用TQP3M9037噪声管，噪声系数：0.4dB，增益21，P1dBm为20.7)声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，数字增益调节(ATT)衰减，增益自动调节，高精度数字衰减芯片PE4312以0.5～31.5步进±(0.10+2％Atten)dB精度@1.7～2GHz范围调整增益匹配，通过ARM(303)芯片控制，放大管采用BG18C增益达20dB，P1dBm为18.8)，声表滤波器，边带外抑制±10MHz大于6dB，±20MHz大于11dB，,到下行线性放大模块，RFPA2016是一种高增益、高效率的三级HBT功率放大器模块，包括输出功率检波电路。外部匹配和偏置控制使RFPA 2016能够为各种应用进行优化，包括在700MHz和2700MHz范围内的小单元功率放大器和超线性放大器。可以选择所需要的增益要求，在(1755～1780MHz)应用三级线性放大总增益36dB，P1dBm＝31.4ACPR-46dBc整个上行通道增益控制在70dB±2。到频段双工器202(1755～1875MHz)至上行信号(1755～1780MHz)通过天线发射。

控制电路：第一模式ARM接收下行线性放大模块(870～880MHz)检测信号，通过ARM来控制数字增益调节，自适应调节下行信号增益大小。

ARM接收上行线性放大模块(825～835MHz)检测信号，通过ARM来控制数字增益调节，自适应调节上行信号增益大小。

第二模式ARM接收下行线性放大模块(1850～1875MHz)检测信号，通过ARM来控制数字增益调节，自适应调节下行信号增益大小。

ARM接收上行线性放大模块(1755～1780MHz)检测信号，通过ARM来控制数字增益调节，自适应调节上行信号增益大小。

如图6所示，室内覆盖单元(IRU)的工作原理：

第一模式CDMA下行信号(870～880MHz)入馈线接口至宽频功分合路器，采用Mini公司GP2S功分/合路器，频段宽度(800～2100MHz)隔离；≥29dB驻波≤1.15插损≤3.5dB然后至频段功分合路器研通PD0900U06-150频段带宽：(820～960MHz)隔离；≥23dB驻波≤1.25插损≤0.65dB，入巴伦研通BD0900U510-1301频段：800～1000MHz插损：≤1.2dB高CMRR 37dB，捷变收发器采用AD9363是一款面向3G和4G基站应用的高性能、高集成度的射频(RF)Agile Transceiver^TM捷变收发器，发射直接变频架构，可实现较高的调制精度和超低的噪声。通过巴伦入RX1A_P、RX1A_N捷变收发器内部：线性放大、混频、中频放大、中频滤波、模数转换、数字并行接口，ARM进行数字滤波后，AD9363数字接口，数模转换、滤波、混频、线性放大、TX1A_P、TX1A_N输出巴伦阻抗转换，输出功率6dBm左右，BT09VG功率管，增益20，P1dB＝24.5dBm,经过频段功分合路器研通PD0900U06-150频段带宽：(820～960MHz)隔离；≥23dB驻波≤1.25插损≤0.65dB，后(870～880MHz)下行信号输出功率：24dBm±1，至天线。

第一模式天线接收终端CDMA(825～835MHz)上行信号入频段功分合路器研通PD0900U06-150频段带宽：(820～960MHz)隔离；≥23dB驻波≤1.25插损≤0.65dB，通过巴伦研通BD0900U510-1301频段：800～1000MHz插损：≤1.2dB高CMRR 37dB，然后至入捷变收发器AD9363RX1A_P、RX1A_N内部：线性放大、混频、中频放大、中频滤波、模数转换、数字并行接口，ARM303进行数字滤波后，经捷变收发器AD9363数字接口，内部:数模转换、滤波、混频、线性放大、TX1A_P、TX1A_N输出巴伦阻抗转换，输出功率6dBm左右，经过频段功分合路器研通PD0900U06-150频段带宽：(820～960MHz)隔离；≥23dB驻波≤1.25插损≤0.65dB，上行信号(825～835MHz)输出宽频功分合路器采用Mini公司GP2S功分/合路器，频段宽度(800～2100MHz)隔离；≥29dB驻波≤1.15插损≤3.5dB经馈线接口经馈线至室外单元ODU上行电路。

第二模式(4G)下行信号入FDD_LTE(1850～1875MHz)馈线接口至宽频功分合路器，采用Mini公司GP2S功分/合路器，频段宽度(800～2100MHz)隔离；≥29dB驻波≤1.15插损≤3.5dB然后至频段功分合路器研通公司PD1850U03-080频段带宽：(1650～2050MHz)隔离；≥20dB驻波≤1.20插损≤0.25dB，入巴伦研通BD0900U510-1301频段：1700～1900MHz插损：≤0.9dB高CMRR 27dB，捷变收发器采用AD9363是一款面向3G和4G基站应用的高性能、高集成度的射频(RF)Agile Transceiver^TM捷变收发器，发射直接变频架构，可实现较高的调制精度和超低的噪声。入RX1A_P、RX1A_N捷变收发器内部：线性放大、混频、中频放大、中频滤波、模数转换、数字并行接口，ARM进行数字滤波后，AD9363数字接口，数模转换、滤波、混频、线性放大、TX1A_P、TX1A_N输出巴伦阻抗转换，输出6dBm功率左右，BT09VG功率管，增益17，P1dB＝25.5dBm,经过频段功分合路器研通公司PD1850U03-080频段带宽：(1650～2050MHz)隔离；≥20dB驻波≤1.20插损≤0.25dB，后(870～880MHz)下行信号输出功率：23dBm±1至天线。

第二模式天线接收终端(4G)LTE_lTE(1755～1780MHz)上行信号入频段功分合路器研通公司PD1850U03-080频段带宽：(1650～2050MHz)隔离；≥20dB驻波≤1.20插损≤0.25dB，通过巴伦研通BD0900U510-1301频段：1700～1900MHz插损：≤0.9dB高CMRR 27dB，然后至入捷变收发器AD9363(205)RX1A_P、RX1A_N内部：线性放大、混频、中频放大、中频滤波、模数转换、数字并行接口，ARM进行数字滤波后，经捷变收发器AD9363数字接口，内部:数模转换、滤波、混频、线性放大、TX1A_P、TX1A_N输出巴伦阻抗转换，输出功率6.5dBm左右，经过频段功分合路器209研通公司PD1850U03-080频段带宽：(1650～2050MHz)隔离；≥20dB驻波≤1.20插损≤0.25dB，上行信号(1755～1780MHz)输出宽频功分合路器采用Mini公司GP2S功分/合路器，频段宽度(800～2100MHz)隔离；≥29dB驻波≤1.15插损≤3.5dB经馈线接口经馈线至室外单元ODU上行电路。

实施例一：如图3所示，室外单元(ODU)安装在室外，可以自动检测择优通信信号，通过馈线接入8个室内覆盖单元深度组合，经过四功分器分成四路，第一路再串二功分接入IRU01、IRU02、第二路串二功分接入IRU03、IRU04，第三路串二功分接入IRU05、IRU06、第四路串二功分接入IRU07、IRU08，在IRU08输入端接入适配器电源，单点位馈电技术，只要馈线任意一处可以方便取电，可以解决整个系统供电问题，可以达到不同方向深度覆盖面积大约在6000平米左右。适用楼内有隔墙阻挡覆盖方式。

实施例二：如图4所示，室外单元(ODU)安装在室外，可以自动检测择优通信信号，通过馈线接入8个室内覆盖单元深度组合，经过四功分器分成四路，第一路再串二功分接入IRU01、IRU02、第二路串二功分接入IRU03、IRU04，第三路串二功分接入IRU05、IRU06、第四路串二功分接入IRU07、IRU08，本图在IRU08输入端接入适配器电源，单点位馈电技术，只要馈线任意一处可以方便取电，可以决整个系统供电问题，可以达到不同方向深度覆盖面积大约在6000平米左右。室内通信信号覆盖写字楼宇、工厂、高层密集楼宇及住宅、电梯。

如图7所示，本系统采用AC220V转DC+24V，5A适配器，单个模块功耗小于8W可以供室外单元(ODU)和八个室内覆盖单元(IRU)，输入端采用射频馈线与直流DC24V电源合路至每个单元通过射频与直流电源分离电路，进入电压滤波电路，进行降压转换器，采用TI公司TPS5450，输入DC电压范围5.5～36V,可过电压保护和启动开关控制功能，可以输出电压+5V时，输出达5A的电流的需求，凌特Linear公司的瞬态响应低噪LDO管LT1764A输入电压范围2.7V～20V，可以固定输出电压：1.5V、1.8V、2.5V、3.3V。