CN202364383U - 利用catv同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用传输CATV同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖***，至少包括一个近端单元和N个远端单元，无线信号通过馈缆与近端单元相连，近端单元通过N根CATV同轴电缆与N个远端单元相连，将近端单元无线信号馈入到CATV同轴电缆中，通过CATV同轴电缆将无线信号送到楼内房间或用户家中，并通过安装在用户家中的远端单元将CATV同轴电缆中传输的无线信号提取出来并完成室内房间的无线信号覆盖，本实用新型可以有效的解决无线信号比如移动通信信号楼内或房间内覆盖不足的问题，工程施工简单，成本低，很适宜大面积推广。

Description

利用CATV同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖***

技术领域

本实用新型涉及一种无线信号覆盖的接入***，特别是利用CATV同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖***。 

背景技术

***用户数量在不断的增加，到2011年9月末，中国的移动用户超过9亿，随着移动用户的飞速增加以及高层建筑物、居民小区、酒店、写字楼越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、大量使用钢筋混凝土等现代建筑材料，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、高层、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用。在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道遭拥挤，手机上线困难。为解决上述问题，需要解决移动通信信号的入楼问题和入户问题，如果单独由移动运营商进行单独铺设电缆，实现入楼或入户，投资非常大，是很不现实的。 

目前我国拥有世界上用户规模最大的有线电视网络。我国有线电视网络为HFC网络，2007年底，全国拥有1.43亿有线广播电视用户，其中农村用户约4600多万户，近3300个有线电视前端。国家级光缆线路4万公里，省级及地市光缆线路超过10万公里，地市、县分配网近300万公里。百余家有线网络公司开始播出有线数字网络。到2008年底，全国有线电视用户已经达到1.6亿多。广电***有着丰富的入户线缆资源，为何不利用来传输移动通信信号，实现移动通信信号的低成本入楼或入户呢？随着国务院办公厅正式公布12个首批三网融合试点城市名单，标志着广电为主导的三网融合试点正式启动。 

线电视***的频率配置如表1所示： 

表1频率配置 

波段	频率范围	业务内容
			R	5MHz-65MHz	上行业务
X	65MHz-87MHz	过渡带
			FM	87MHz-108MHz	广播业务
A	110MHz-760MHz	模拟电视、数字电视、数字业务

[0007]  其中，下行频带： 

87MHz-108MHz，作为调频广播下行信道，FM载频之间的间隔为400kHz。 

110MHz-760MHz，用于模拟电视、数字电视、数字业务。每个电视频道占8MHz带宽。 

目前通常使用的室内覆盖***由信源、RF电缆、RF功率分配器件、分布天线组成。这种通常使用的移动通信信号室内覆盖方法需要在建筑物内铺设专门射频同轴电缆，安装大量专门功分器、合路器、耦合器、天线等射频无源器件。工程施工量大，成本高，且由于天线布设数目有限，导致覆盖区域内信号分布不均匀，离天线距离较远，隔断较多的区域信号覆盖效果不理想。特别是在高层住宅这类建筑物中通常使用的移动通信信号室内覆盖方法的上述缺点尤其明显。在某些工程中使用射频泄漏电缆来完成信号覆盖工作，但使用的射频泄漏电缆是通信工程专用的电缆，依然存在造价高，施工困难的问题。 

目前，在大多数城市建筑中，尤其是住宅中CATV网络已经非常普及，CATV同轴电缆也基本上铺设到了每个住户的主要房间内。因为CATV同轴电缆是为频率低于760MHz的CATV信号设计的。致使CATV同轴电缆在传输移动通信信号时，对移动通信信号的衰减要比射频同轴电缆大很大多，参见表2。从表2可以看出，采用75欧姆同轴电缆传输移动通信信号，衰减较大，特别是对于频率在2000MHz以上的移动无线信号，比如WCDMA，TDSCDMA，WLAN等，衰减高达16dB以上，再加上合路和分路的损耗，衰减可能要高达25dB以上，先前的一些专利技术采用无源覆盖方式，是无法取得很好效果的，如果要达到好的覆盖效果，必须加大无线信号的输入功率，这会导致无线信号对CATV信号产生影响，影响用户的电视效果。 

表2 75欧姆同轴电缆的传输特性 

本实用新型提出了一种利用CATV同轴电缆实现移动通信信号入楼或入户的接入***，通过采用远端放大的方式接可以实现单制式和多制式无线信号的放大，它有效的客服了CATV同轴电缆传输移动通信信号衰减过大的缺点，有效解决了无线信号衰减过大，进入楼内和室内后因为信号较小覆盖效果不好的问题。本实用新型可以有效的解决无线信号比如移动通信信号楼内或房间内覆盖不足的问题，工程施工简单，成本低，很适宜大面积推广。 

发明内容

本实用新型的目的提出了一种利用CATV同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖***，可以实现多种无线信号的同时传输、覆盖，解决移动运营商移动通信信号的覆盖问题，入户难问题，大大的改善网络覆盖质量，和用户体验，提高用户的忠诚度。本实用新型可以有效的解决多网融合，多运营商共建共享，最后一公里入户问题，工程施工简单，成本低，很适宜大面积推广。 

利用CATV同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖***，至少包括一个近端单元和N个远端单元，无线信号通过50欧姆同轴电缆与近端单元相连，其特征在于：近端单元通过N根75欧姆CATV同轴电缆分别与N个远端单元相连，且远端单元安放在楼内房间内或用户家中，近端单元安装在楼宇弱电井内，N为在大于1的自然数，N值大小由实际用户数决定； 

所述的无线信号为已知的GSM、DCS、CDMA、WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000、TDD/FDD-LTE无线移动通信信号和/或广电CMMB信号、WLAN信号； 

所述的近端单元具有：1)完成多种无线信号和CATV信号的合路功能；2)将合路后的信号功率等分功能；3)50欧姆和75欧姆阻抗转换功能；4)直流电源馈入到每个支路为远端单元供电的功能； 

所述的远端单元具有：1)完成CATV信号和无线信号的分离功能；2)直流电源提取和转换并为远端单元内部的各个无线信号放大单元供电；3)各种无线信号上下行链路信号的放大和链路增益调节功能；4)各种无线信号的楼内或房间覆盖功能。 

所述的近端单元至少包括：一个供电单元、一个信号合路分路单元，N个信号高通滤波器、N个直流电源低通滤波器，一个信号合路分路单元上设有一个75欧姆CATV同轴电缆输入接口、N个50欧姆无线信号同轴电缆输入接口、N个75欧姆CATV同轴电缆输出接口，N为在大于1的自然数，N值大小由实际用户数决定； 

CATV信号通过一根75欧姆CATV同轴电缆与近端单元的信号合路分路单元的75欧姆CATV同轴电缆输入接口相连，多路无线信号通过N根50欧姆无线信号同轴电缆与近端单元的信号合路分路单元的N个50欧姆无线信号同轴电缆输入接口相连，信号合路分路单元的N个75欧姆CATV同轴电缆输出接口分别通过N根75欧姆CATV同轴电缆与N个信号高通滤波器相连后形成N个输出端口，交流市电与近端单元的供电单元相连，供电单元分别与N个直流电源低通滤波器相连后形成N个输出端口， 

信号合路分路单元完成多路无线信号50欧姆到75欧姆阻抗变换，并和CATV信号合路，并将合路的信号再等分为N路信号； 

信号高通滤波器完成CATV信号和无线信号的传输，DC直流信号的隔离； 

直流电源低通滤波器完成直流电的传输和无线信号的隔离。 

所述的远端单元至少包括：一个合路器、一个分路器、N个无线信号放大单元、一个信号高通滤波器，一个高通滤波器、一个直流电源低通滤波器、一个DC/DC转换单元，信号和电源进入到远端单元后，分为两路，一路通过直流电源低通滤波器与DC/DC单元相连，为远端单元的各个无线信号放大单元供电；另外一路通过信号高通滤波器分别连接到高通滤波器和低通滤波器中，无线信号通过高通滤波器后，进行到分路器中，按照无线信号制式的数量将无线信号等分，时分双工信号TDD和频分双工制式FDD的信号进入到不同的无线信号放大单元中，完成不同制式无线信号的放大，然后通过合路器将N路无线信号合路，通过天线发射出去，完成无线信号的覆盖；含有无线信号的CATV信号通过低通滤波器滤除无线信号，只剩下 CATV信号，为用户提供电视覆盖； 

分路器完成信号多路等分； 

合路器完成无线信号放大后的合路，通过一个天线发射出去； 

多个无线信号放大单元完成不同制式无线信号的放大，无线信号放大单元分为两类一类用于放大时分双工无线信号，一类用于放大频分双工无线信号； 

信号高通滤波器完成CATV信号和无线信号的提取，并隔离直流信号； 

高通滤波器完成无线信号的提取，并隔离CATV信号； 

直流电源低通滤波器完成直流信号的提取，并隔离CATV信号和无线信号； 

DC/DC转换单元完成+24V/+48V直流信号转换成+5V信号，为无线信号放大单元供电。 

本实用新型通过近端单元，将一种或多种制式的无线信号和CATV合路，并馈入到75欧姆同轴电缆中，同时将近端的直流电源也馈入到同轴电缆中，经过距离不等的传输后，到达远端单元，远端单元放置在信号覆盖较弱的用户家中或楼内房间中，通过远端单元内部的DC/DC转换单元完成+24V/+48V直流信号转换成+5V信号，为远端单元中的无线信号放大单元供电；无线信号放大单元完成不同制式无线信号的放大，无线信号放大单元分为两类一类用于放大时分双工无线信号，一类用于放大频分双工无线信号；完成无线信号放大将输出功率电平调节到合适值后经过合路单元合路，并通过一个天线发射出去，完成房间内信号的覆盖。 

附图说明

图1本实用新型的***框图。 

图2本实用新型的近端单元原理框图。 

图3本实用新型的远端单元原理框图。 

图4工作制式为频分双工FDD的无线信号放大单元原理框图。 

图5工作制式为时分双工TDD的无线信号放大单元原理框图。 

具体实施方式

参见图1，图中出示了本实用新型所提出的利用CATV同轴电缆实现移动通信信号入楼或入户的接入***，至少包括近端单元1、75欧姆同轴电缆3、集成天线4的远端单元2、50欧姆馈缆9组成，该***至少包括一 个近端单元1、N根同轴电缆3和N个远端单元2，不同制式的无线信号通过馈缆9与近端单元1相连，近端单元1通过N根75欧姆同轴电缆分别与N个远端单元2相连，且远端单元2安装在楼内或用户房间内，近端单元1安装在有无线信号信源的地方，便于布线安装，N为1，2，3，4，......，N值大小由实际用户数决定； 

参见图2，不同制式的无线信号(比如GAM，CDMA，DCS，WCDMA，TDSCDMA，WLAN等)通过馈缆(20，21，22)进入近端单元1与信号合路分配单元14的N个50欧姆无线信号同轴电缆输入接口相连，CATV信号通过75欧姆同轴电缆与信号合路分配单元14的75欧姆CATV同轴电缆输入接口相连，无线信号在信号合路分配单元14中，完成阻抗50欧姆到75欧姆的阻抗变换，之后和CATV信号进行合路，合路后再对合路信号进行等分，分成2路、4路、8路、16路、32路等，等分后的每路信号均要串接一个高通滤波器13，该高通滤波器13的作用就是将直流电源割断，以防直流电源反灌到无线信号基站端，对基站造成损坏，交流市电10进入到近端单元1后，通过供电单元10完成交流市电到直流的转换，将AC220V转换成DC+24V或DC+48V，转换后将电源输出分成相同的路数(和无线信号等分的路数)，在直流输出的每路上，增加一个低通滤波器12，该低通滤波器12的作用就是防止较高频率的无线移动通信信号串扰到电源上，以免造成对电源的干扰。 

经过近端单元1后，携带有直流电源的无线移动通信信号通过75欧姆的CATV同轴电缆传递到远端单元2，并经其进行信号的放大等处理，完成室内房间无线信号的覆盖或增强，改善用户房间内信号的质量。 

参见图3，信号和电源进入到远端单元2后，分为两路，一路通过直流电源低通滤波器24进入到DC/DC单元25，经过DC/DC转换，将来自近端的直流DC+24V或+48V转换成+5V电源，为远端单元2的各个无线信号放大单元供电； 

另外一路通过信号高通滤波器22进入到高通滤波器33中，信号高通滤波器22的通带范围在10MHz-2.5GHz，其作用就是隔离直流电源，让CATV信号和无线信号通过，高通滤波器33的通带范围在760MHz～2.5GHz之间，其作用是将CATV信号和无线线号分开，只让无线信号通过；无线信移动信号通过高通滤波器33后，进行到分路器23中，按照无线信号制式的数量将无线信号等分，时分双工信号TDD和频分双工制式FDD的信号进入到不 同的无线信号放大单元(27，28，29)中，完成不同制式无线信号的放大，然后通过合路器26将N路无线信号合路，通过天线4发射出去，完成无线信号的覆盖；同时另一路包含有无线信号的CATV信号通过低通滤波器32，滤除无线信号，只剩下CATV信号，为用户提供电视覆盖。 

图4是工作制式为频分双工FDD的无线信号放大单元原理框图。无线放大单元(27，28，29)可以根据用户要求进行选配，既可以配置成FDD方式，也可以配置成TDD方式。FDD制式的无线信号，其下行信号经过一个双工器68，进入到下行放大链路，经过第一放大器53、第一滤波器54、衰减器55、第二放大器56、第三放大器57的放大并通过另一双工器59和远端单元4的天线5连接并完成无线信号的室内房间覆盖；52是信号输入耦合点，58信号输出耦合点，分别完成下行放大链路输入信号和输出信号的功率提取，并分别送入到输入功率检波单元61和输出功率检波单元60中，完成信号的检波，将射频信号转换成对应的电压信号，送入控制单元62中，通过控制单元的运算，可以知道输入输出功率的大小，并与预先设置的输出功率值进行比较，进而控制衰减器55的衰减大小，自动调节下行放大链路的增益。这样做的好处是可以保证输出功率始终保持稳定，不会因为近端单元和远端单元之间75欧姆CATV同轴电缆长度变化，输入功率的大小等因素影响输出功率的稳定。同时根据无线移动通信上下行放大链路平衡的原则，在调节下行放大链路增益的同时自动调节上行放大链路的增益，这样可以节省一些成本，简化设计电路。 

同理，上行信号通过远端单元的天线4接收，再通过合路器26，双工器59进入到上行放大链路，依次经过放大器63、滤波器64、衰减器65、放大器66、放大器67、双工器68、分路器23，高通滤波器33，信号高通滤波器22，再通过75欧姆CATV同轴电缆3到达近端单元1，再经50欧姆馈缆9回到基站。 

图5是工作制式为时分双工TDD的无线信号放大单元原理框图。无线放大单元民(27，28，29)可以根据用户要求进行选配，既可以配置成FDD方式，也可以配置成TDD方式。TDD制式的无线信号，其下行信号经过一个射频开关96，进入到下行放大链路，经过第一放大器81、第一滤波器82、衰减器83、第二放大器84、第三放大器85的放大并通过另一射频开关87和远端单元2的天线4连接，完成无线信号的室内房间覆盖；80是 信号输入耦合点，86信号输出耦合点，分别完成下行放大链路输入信号和输出信号的功率提取，并分别送入到输入功率检波单元90，完成信号的检波和同步信号的提取，和输出功率检波单元88中，完成输出信号的检波，将射频信号转换成对应的电压信号，送入控制单元89中，通过控制单元的运算，可以获取TDD的同步信号，从而输出控制射频开关(87，96)的开关信号，进行上下行时隙的切换，通过还可以知道输入输出功率的大小，并与预先设置的输出功率值进行比较，进而控制衰减器83的衰减大小，自动调节下行放大链路的增益。这样做的好处是可以保证输出功率始终保持稳定，不会因为近端单元和远端单元之间75欧姆CATV同轴电缆长度变化，输入功率的大小等因素影响输出功率的稳定。同时根据无线移动通信上下行放大链路平衡的原则，在调节下行放大链路增益的同时自动调节上行放大链路的增益，这样可以节省一些成本，简化设计电路。 

同理，上行信号通过远端单元的天线4接收，再通过合路器26，射频开关87进入到上行放大链路，依次经过放大器91、滤波器92、衰减器93、放大器94、放大器95、射频开发96、分路器23，高通滤波器33，22，再通过75欧姆CATV同轴电缆3到达近端单元1，再经50欧姆射频馈缆9回到基站。 

Claims (3)

1.利用CATV同轴电缆实现无线信号入楼或入户的深度覆盖***，至少包括一个近端单元和N个远端单元，无线信号通过50欧姆同轴电缆与近端单元相连，其特征在于：近端单元通过N根75欧姆CATV同轴电缆分别与N个远端单元相连，且远端单元安放在楼内房间内或用户家中，近端单元安装在楼宇弱电井内，N为大于1的自然数；

所述的无线信号为已知的GSM、DCS、CDMA、WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000、TDD/FDD-LTE无线移动通信信号和/或广电CMMB信号、WLAN信号；

所述的近端单元具有：1)完成多种无线信号和CATV信号的合路功能；2)将合路后的信号功率等分功能；3)50欧姆和75欧姆阻抗转换功能；4)直流电源馈入到每个支路为远端单元供电的功能；

所述的远端单元具有：1)完成CATV信号和无线信号的分离功能；2)直流电源提取和转换并为远端单元内部的各个无线信号放大单元供电；3)各种无线信号上下行链路信号的放大和链路增益调节功能；4)各种无线信号的楼内或房间覆盖功能。

2.根据权利要求1所述的深度覆盖***，其特征在于：所述的近端单元至少包括：一个供电单元、一个信号合路分路单元，N个信号高通滤波器、N个直流电源低通滤波器，一个信号合路分路单元上设有一个75欧姆CATV同轴电缆输入接口、N个50欧姆无线信号同轴电缆输入接口、N个75欧姆CATV同轴电缆输出接口，N为在大于1的自然数，N值大小由实际用户数决定；

CATV信号通过一根75欧姆CATV同轴电缆与近端单元的信号合路分路单元的75欧姆CATV同轴电缆输入接口相连，多路无线信号通过N根50欧姆无线信号同轴电缆与近端单元的信号合路分路单元的N个50欧姆无线信号同轴电缆输入接口相连，信号合路分路单元的N个75欧姆CATV同轴电缆输出接口分别通过N根75欧姆CATV同轴电缆与N个信号高通滤波器相连后形成N个输出端口，交流市电与近端单元的供电单元相连，供电单元分别与N个直流电源低通滤波器相连后形成N个输出端口，

信号合路分路单元完成多路无线信号50欧姆到75欧姆阻抗变换，并和CATV信号合路，并将合路的信号再等分为N路信号； 

信号高通滤波器完成CATV信号和无线信号的传输，DC直流信号的隔离；

直流电源低通滤波器完成直流电的传输和无线信号的隔离。

3.根据权利要求1所述的深度覆盖***，其特征在于：所述的远端单元至少包括：一个合路器、一个分路器、N个无线信号放大单元、一个信号高通滤波器，一个高通滤波器、一个直流电源低通滤波器、一个DC/DC转换单元，信号和电源进入到远端单元后，分为两路，一路通过直流电源低通滤波器与DC/DC单元相连，为远端单元的各个无线信号放大单元供电；另外一路通过信号高通滤波器分别连接到高通滤波器和低通滤波器中，无线信号通过高通滤波器后，进行到分路器中，按照无线信号制式的数量将无线信号等分，时分双工信号TDD和频分双工制式FDD的信号进入到不同的无线信号放大单元中，完成不同制式无线信号的放大，然后通过合路器将N路无线信号合路，通过天线发射出去，完成无线信号的覆盖；含有无线信号的CATV信号通过低通滤波器滤除无线信号，只剩下CATV信号，为用户提供电视覆盖；

分路器完成信号多路等分；

合路器完成无线信号放大后的合路，通过一个天线发射出去；

多个无线信号放大单元完成不同制式无线信号的放大，无线信号放大单元分为两类一类用于放大时分双工无线信号，一类用于放大频分双工无线信号；

信号高通滤波器完成CATV信号和无线信号的提取，并隔离直流信号；

高通滤波器完成无线信号的提取，并隔离CATV信号；

直流电源低通滤波器完成直流信号的提取，并隔离CATV信号和无线信号；

DC/DC转换单元完成+24V/+48V直流信号转换成+5V信号，为无线信号放大单元供电。 

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