專利名稱：數(shù)字選頻光纖站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信信號(hào)的覆蓋系統(tǒng)，特別是涉及一種載波帶寬可調(diào)的數(shù)字選 頻光纖站。
技術(shù)背景s
在移動(dòng)通信迅速發(fā)展的今天，無論何種無線通信的覆蓋區(qū)域都將產(chǎn)生弱信號(hào)區(qū)和盲區(qū)， 而對(duì)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)和用戶數(shù)不多的盲區(qū)，建設(shè)基站的成本太高，基礎(chǔ)設(shè)施也較復(fù)雜，為此提 供一種成本低、架設(shè)簡(jiǎn)單，卻具有小型基站功能的經(jīng)濟(jì)有效的直放站成為極其重要的網(wǎng)絡(luò)優(yōu) 化手段，以提高通信質(zhì)量，解決弱信號(hào)區(qū)和盲區(qū)的掉話等問題。直放站是一種中繼產(chǎn)品，衡 量直放站好壞的指標(biāo)主要有，智能化程度(如遠(yuǎn)程監(jiān)控等)、高IP3、低噪聲系數(shù)(NF)、雜散 發(fā)射小、整機(jī)可靠性、良好的技術(shù)服務(wù)等。
從傳輸方式來分有移頻直放站、無線選頻直放站、光纖直放站等等。其中光纖直放站又 可分為模擬光纖直放站和數(shù)字選頻光纖直放站，數(shù)字選頻光纖直放站不同于以往的模擬光纖 直放站，它采用了數(shù)字中頻和大動(dòng)態(tài)A/D、 D/A器件，將射頻信號(hào)下變到中頻，再將中頻信 號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)并用光纖進(jìn)行傳輸，然后再恢復(fù)到模擬中頻信號(hào)，再上變 頻還原到射頻信號(hào)，其帶寬一般都是圓定的，不可調(diào)節(jié)的。這樣所帶來的主要缺點(diǎn)是靈活 性差，各種帶寬的設(shè)備就必須對(duì)應(yīng)不同的硬件環(huán)境，且如果運(yùn)營商想要擴(kuò)充帶寬，就必須更 換設(shè)備，不能滿足不同運(yùn)營商對(duì)各種制式的通信同時(shí)要求覆蓋且不能互相干擾的要求，這就 要求有能夠調(diào)節(jié)信道帶寬的數(shù)字選頻光纖站的設(shè)備。 發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供一種載波帶寬可調(diào)的數(shù)字選頻光纖站。 采用軟件無線電技術(shù)，將射頻信號(hào)數(shù)字化，在數(shù)字域?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理，用這種方法基于同樣 的硬件環(huán)境，通過監(jiān)控軟件的設(shè)置來選^不同的信道帶寬，帶外抑制、帶內(nèi)波動(dòng)指標(biāo)更好， 能夠大大增加產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性，減少不同產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，利于生產(chǎn)和降低成本，有廣闊 的發(fā)展前景。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于 所述的近端機(jī)是由雙工器、變頻模塊、數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊組成；所述的變頻模塊是 由下變頻單元和上變頻單元組成；所述的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊是由A①單元、D/A單 元、基帶數(shù)字處理單元以及光纖收發(fā)單元組成； 二」
數(shù)字選頻光纖站基站的下行鏈路為主天線的下行信號(hào)耦合接入雙工器，雙工器的輸出連接到變頻模塊中的下變頻單元的輸入端，變頻模塊中的下變頻單元的輸出端又連接到數(shù)字 中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的A\D單元的輸入端，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的A\D單元的 輸出端通過依次連接基帶數(shù)字處理單元和光纖收發(fā)單元，再通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連接；
所述的遠(yuǎn)端機(jī)是由數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊、變頻模塊、大功率線性功放、低噪放、 雙工器、重發(fā)天線組成，近端機(jī)輸出信號(hào)通過光纖輸入遠(yuǎn)端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊， 數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的輸出連接到變頻模塊的輸入端，變頻模塊輸出端連接到大功率 線性功放的輸入端，大功率線性功放的輸出端連接到雙工器的輸入端，雙工器輸出端連接到 重發(fā)天線；
數(shù)字選頻光纖站基站的上行鏈路為來自重發(fā)天線的上行信號(hào)耦合接入雙工器，再通過 上行低噪放大器，輸入變頻模塊的上變頻單元，
上變頻單元的輸出又連接到數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的D\A單元的輸入端，數(shù)字中頻可 調(diào)帶寬選頻模塊中的D\A單元的輸出端通過依次連接基帶數(shù)字處理單元和光纖收發(fā)單元，再 通過光纖與近端機(jī)相連接；遠(yuǎn)端機(jī)輸出信號(hào)通過光纖輸入近端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模 塊，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的輸出連接到變頻模塊中的上變頻單元的輸入端，變頻模塊 中的上變頻單元的輸出端，連接到雙工器的輸入端。
本實(shí)用新型采用FPGA數(shù)字濾波的處理技術(shù)，由于其開放的可編程操作，在各參數(shù)上可 以進(jìn)行更具靈活的調(diào)試，且成本較低，是比較好的實(shí)現(xiàn)方案。運(yùn)用軟件無線電技術(shù)，先將射 頻前端的無線信號(hào)變到中頻，經(jīng)過AD的帶通采樣達(dá)到可操作范圍，再運(yùn)用功能強(qiáng)大的FPGA 器件對(duì)數(shù)字化后的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻并進(jìn)行多級(jí)的低通濾波處理，通過MCU監(jiān)控處 理單元對(duì)FPGA濾波器系數(shù)的配置，可以調(diào)整每個(gè)信道載波的帶寬，帶寬變化范圍可以達(dá)到 使用要求。處理的載波容量根據(jù)FPGA資源的分配情況最少可以處理設(shè)置雙向4路3. 84M帶寬 的載波，最多可以處理設(shè)置雙向12路200K帶寬的載波，各載波的總帶寬不小于24M，并能 在24M頻帶內(nèi)任意點(diǎn)移動(dòng)，基本能夠滿足目前各種不同制式不同帶寬應(yīng)用的需要。

圖1是本實(shí)用新型一種載波帶寬可調(diào)的數(shù)字選頻光纖站的連接及原理總框圖； 圖2是數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊原理示意圖； 圖3是近端變頻模塊工作示意圖； 圖4是遠(yuǎn)端變頻模塊工作示意圖。
具體實(shí)施方式

參照附圖，本發(fā)明的構(gòu)造特征在于包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于所述的近端機(jī) 是由雙工器、變頻模塊、數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊組成；所述的變頻模塊是由下變頻單元和上變頻單元組成；所述的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊是由A^單元、D/A單元、基帶數(shù)字 處理單元以及光纖收發(fā)單元組成；
數(shù)字選頻光纖站基站的下行鏈路為主天線的下行信號(hào)耦合接入雙工器，雙工器的輸出 連接到變頻模塊中的下變頻單元的輸入端，變頻模塊中的下變頻單元的輸出端又連接到數(shù)字 中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的A\D單元的輸入端，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的A\D單元的 輸出端通過依次連接基帶數(shù)字處理單元和光纖收發(fā)單元，再通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連接；
所述的遠(yuǎn)端機(jī)是由數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊、變頻模塊、大功率線性功放、低噪放、 雙工器、重發(fā)天線組成，近端機(jī)輸出信號(hào)通過光纖輸入遠(yuǎn)端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊， 數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的輸出連接到變頻模塊的輸入端，變頻模塊輸出端連接到大功率 線性功放的輸入端，大功率線性功放的輸出端連接到雙工器的輸入端，雙工器輸出端連接到 重發(fā)天線；
.數(shù)字選頻光纖站基站的上行鏈路為來自重發(fā)天線的上行信號(hào)耦合接入雙工器，再通過 上行低噪放大器，輸入變頻模塊的上變頻單元，
上變頻單元的輸出又連接到數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的DA單元的輸入端，數(shù)字中頻可 調(diào)帶寬選頻模塊中的DA單元的輸出端通過依次連接基帶數(shù)字處理單元和光纖收發(fā)單元，再 通過光纖與近端機(jī)相連接；遠(yuǎn)端機(jī)輸出信號(hào)通過光纖輸入近端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模 塊，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的輸出連接到變頻模塊中的上變頻單元的輸入端，變頻模塊 中的上變頻單元的輸出端，連接到雙工器的輸入端。 具體說明如下
1、 系統(tǒng)工作通路
參閱圖1，下行鏈路是下行信號(hào)通過耦合器從基站主天線的下行信號(hào)耦合至雙工器， 經(jīng)過變頻模塊的下變頻將其下變至中頻信號(hào)，然后由數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊進(jìn)行AD采 樣并進(jìn)行數(shù)字域的信號(hào)處理后，按一定幀格式(CPRI幀)打包成串行數(shù)據(jù)由數(shù)字光端機(jī)傳輸 至遠(yuǎn)端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊收到數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行解幀、配置后，再由D/A 將其恢復(fù)為中頻信號(hào)，再經(jīng)變頻模塊的上變頻將其上變至射頻信號(hào)，最后射頻信號(hào)經(jīng)大功率 線性功放放大再經(jīng)雙工器濾波從重發(fā)天線發(fā)射至覆蓋區(qū)域。反之上行鏈路從重發(fā)天線接收， 經(jīng)過相類似的模塊，最后通過耦合器將信號(hào)耦合至基站。
2、 數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的工作流程
參閱圖2，信號(hào)輸入鏈路是前端變頻后的中頻信號(hào)經(jīng)過AD的帶通采樣達(dá)到FPGA可操作 范圍，通過FPGA芯片對(duì)AD采樣后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻并進(jìn)行多級(jí)的低通濾波和信道帶 寬選擇處理，信號(hào)經(jīng)過"F變頻到基帶信號(hào)，然后按標(biāo)準(zhǔn)CPRI幀格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀打包并通過Sedes(Serial Deserial串并、并串器件)模塊將串行數(shù)據(jù)經(jīng)光收發(fā)模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端機(jī)；信 號(hào)輸出鏈路是將光收發(fā)模塊接收到的串行數(shù)據(jù)通過Sedes模塊并由FPGA對(duì)其進(jìn)行CPRI解幀將 各載波轉(zhuǎn)為基帶信號(hào)，然后通過數(shù)字上變頻和多級(jí)的低通濾波和信道帶寬選擇處理將各載波 恢復(fù)到相應(yīng)頻點(diǎn)，接著進(jìn)行載波數(shù)據(jù)疊加，最后通過DA將信號(hào)還原為中頻信號(hào)；其中，時(shí)鐘 產(chǎn)生及分配模塊負(fù)責(zé)對(duì)AD、 DA、 FPGA和Ssdes等模塊提供參考時(shí)鐘，MCU負(fù)責(zé)對(duì)各功能單元進(jìn) 行數(shù)據(jù)配置和有效監(jiān)控。
3、變頻模塊的工作流程
近端變頻模塊下行鏈路RF信號(hào)進(jìn)來后先通過介質(zhì)濾波器后經(jīng)高線性混頻器下變頻到以 99.2M為中心的中頻，其帶寬范圍24M帶寬，中頻信號(hào)再經(jīng)中頻放大后經(jīng)過中頻聲表濾波器 進(jìn)行中頻濾波處理，再放大后輸出中頻信號(hào)。
上行鏈路IF為99.2M的中頻信號(hào)先經(jīng)中頻聲表濾波器進(jìn)行中頻濾波處理，放大后再經(jīng) 高線性混頻器LT5521上變頻到RF信號(hào)，該有源芯片插損小才ldB，同時(shí)L0-IF的隔離很好 有59dB,混頻后再經(jīng)兩級(jí)濾波，放大后輸出輸出RF信號(hào)。
其中鎖相環(huán)采用LMX2531芯片，是一個(gè)VC0+PLL的集成芯片，比以往的VC0+PLL分別獨(dú)立 體積小，其參考時(shí)鐘須采用數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊提供的時(shí)鐘，以保證信號(hào)同步，CPU 負(fù)責(zé)對(duì)其進(jìn)行鎖相控制。反之遠(yuǎn)端上下行變頻鏈路經(jīng)過相類似的步驟。
權(quán)利要求1. 一種數(shù)字選頻光纖站，包括近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于所述的近端機(jī)是由雙工器、變頻模塊、數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊組成；所述的變頻模塊是由下變頻單元和上變頻單元組成；所述的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊是由A\D單元、D/A單元、基帶數(shù)字處理單元以及光纖收發(fā)單元組成；數(shù)字選頻光纖站基站的下行鏈路為主天線的下行信號(hào)耦合接入雙工器，雙工器的輸出連接到變頻模塊中的下變頻單元的輸入端，變頻模塊中的下變頻單元的輸出端又連接到數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的A\D單元的輸入端，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的A\D單元的輸出端通過依次連接基帶數(shù)字處理單元和光纖收發(fā)單元，再通過光纖與遠(yuǎn)端機(jī)相連接；所述的遠(yuǎn)端機(jī)是由數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊、變頻模塊、大功率線性功放、低噪放、雙工器、重發(fā)天線組成，近端機(jī)輸出信號(hào)通過光纖輸入遠(yuǎn)端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的輸出連接到變頻模塊的輸入端，變頻模塊輸出端連接到大功率線性功放的輸入端，大功率線性功放的輸出端連接到雙工器的輸入端，雙工器輸出端連接到重發(fā)天線；數(shù)字選頻光纖站基站的上行鏈路為來自重發(fā)天線的上行信號(hào)耦合接入雙工器，再通過上行低噪放大器，輸入變頻模塊的上變頻單元，上變頻單元的輸出又連接到數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的D\A單元的輸入端，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊中的D\A單元的輸出端通過依次連接基帶數(shù)字處理單元和光纖收發(fā)單元，再通過光纖與近端機(jī)相連接；遠(yuǎn)端機(jī)輸出信號(hào)通過光纖輸入近端機(jī)的數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊，數(shù)字中頻可調(diào)帶寬選頻模塊的輸出連接到變頻模塊中的上變頻單元的輸入端，變頻模塊中的上變頻單元的輸出端，連接到雙工器的輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種載波帶寬可調(diào)的數(shù)字選頻光纖站，運(yùn)用軟件無線電技術(shù)，先將射頻前端的無線信號(hào)變到中頻，經(jīng)過AD的帶通采樣達(dá)到可操作范圍，再運(yùn)用功能強(qiáng)大的FPGA器件對(duì)數(shù)字化后的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻并進(jìn)行多級(jí)的低通濾波處理，通過MCU監(jiān)控處理單元對(duì)FPGA濾波器系數(shù)的配置，可以調(diào)整每個(gè)信道載波的帶寬，帶寬變化范圍可以達(dá)到使用要求。處理的載波容量根據(jù)FPGA資源的分配情況最少可以處理設(shè)置雙向4路3.84M帶寬的載波，最多可以處理設(shè)置雙向12路200K帶寬的載波，各載波的總帶寬不小于24M，并能在24M頻帶內(nèi)任意點(diǎn)移動(dòng)，基本能夠滿足目前各種不同制式不同帶寬應(yīng)用的需要。
文檔編號(hào)H04B10/29GK201243292SQ20082010298
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者董文峰 申請(qǐng)人:福建三元達(dá)通訊股份有限公司