CN202503509U

CN202503509U - 微波拉远***

Info

Publication number: CN202503509U
Application number: CN2012200494173U
Authority: CN
Inventors: 樊奇彦; 白昱; 刘振河; 孙震
Original assignee: Comba Telecom Systems China Ltd
Current assignee: Comba Network Systems Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2022-02-15

Abstract

一种微波拉远***，用于延长基站与移动终端之间的通信覆盖范围，包括：接入单元、微波传输单元及覆盖单元。接入单元把来自微波传输单元的中频信号上还原到通信频率的频率点上，放大信号，然后将信号传送给基站，或把来自从基站的通信信号下变频到中频频率点上，将信号放大，然后将信号传输给微波传输单元；微波传输单元用于把从覆盖单元过来的信号上变频到指定的微波频率点上，放大信号，或把接入单元过来的信号下变频到中频频率点上，通过中频接口输出；覆盖单元用于把从移动终端接收到的通信上行通信信号变频到中频频率点上，然后传输送给微波传输单元，或把微波传输单元发送过来的中频信号还原到通信频率的频点上。

Description

微波拉远***

【技术领域】

本实用新型涉及移动通信网络优化***领域，尤其涉及一种采用微波室外单元作中继传输媒介的网络优化***，更具体地涉及一种微波拉远***。

【背景技术】

在移动通信***中一般使用直放站作为基站信号或移动终端信号传输的中继设备。直放站对基站的下行通信信号或移动终端的上行通信信号首先进行放大，然后转发这种放大后的上行或下行通信信号，以便能够以相对较低的成本实现对基站功能的延伸，使移动通信信号的覆盖范围得到进一步延伸。

直放站由基站端(近端)双工器、下行放大模块、上行放大模块以及移动端(远端)双工器组成。其中，依次由近端双工器、下行放大模块、远端双工器组成下行链路，并且依次由远端双工器、上行放大模块、近端双工器组成上行链路。

为延伸直放站的实际作用范围，业界经常采用直放站拉远***。在直放站拉远***中，直放站从功能上可被分离为中继端和覆盖端，两者分别靠近基站端和移动台端设置。中继端与覆盖端包含基本相同的通信部件，两者主要是在上行链路和下行链路中的某个结点处相分离，并且两者之间保持电性连接关系，只是在功能上分离成中继端和覆盖端两部分。这样，中继端接近基站端，而覆盖端接近移动台，从而更有利于发挥直放站的作用。

通常来讲，直放站的中继端与覆盖端之间的电性连接可通过多种方式实现，比如通过光纤、网线、同轴线等实现。但是这些类型的直放站都有设备成本高、工程建设复杂等弊端，且由于采用的是实体媒介，应此传输链路对直放站工作的可靠性影响很大。尤其是当光纤、网线、同轴线等出现故障时，会直接导致直放站整机出现故障，从而影响通信***的正常运行。因此传统的实体传输媒介直放站在布线困难、通信可靠性要求高、快速覆盖等应用场合难以适用要求。

作为一种改进，近来业界采用微波室外单元(或称为微波传输单元)作为传输媒介的微波拉远***，以保证能有效延伸基站的覆盖距离，同时不影响基站的正常工作。

然而，基于微波传输单元实现的微波拉远***面临的主要问题如下：

1、微波链路损耗的不确定性。

由于微波信号损耗在自由空间传输过程中受外界环境比如雾、雨、雪、及自然障碍物等的影响较大，因此微波链路损耗具有很大的不确定性。

2、微波传输单元的频率误差问题。

当采用微波信号作为信号中继的传输介质时，由于微波信号使用的是微波频段，因此需要将通信信号调制到微波频段上，同时需要将接收到的微波信号下变频至原来的通信信号频段。在频率变换过程中，将带来较大的频率误差。当频率误差超过一定程度时，将会造成信号失真而无法正常通信。

3、微波拉远***接入单元和覆盖单元的频率同步问题。

由于微波单元采用中频频段运行，因此在接入单元和覆盖单元中需要进行通信射频信号到中频信号以及中频信号到通信射频信号的两次频率搬移。在频率搬移过程中，如果接入单元和覆盖单元的本振源不相等，将会造成通信射频信号出现频率误差。

4、微波拉远***的接入单元和覆盖单元与微波传输单元的中频馈线链路损耗的不确定性。

由于微波拉远***的接入单元和覆盖单元分别位于机房和室内，而微波传输单元则位于野外塔顶，因此接入单元、覆盖单元与微波传输单元中间的馈线长度从几米到几百米距离不等。在应用过程中，馈线损耗的不确定性造成微波拉远***增益的不确定。

综上所述，有必要提供一种微波拉远***，以便克服上述现有技术的缺点与不足。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种微波拉远***，其有效地确保了微波链路损耗的确定性；减小了微波传输单元的频率误差；保持了接入单元与覆盖单元之间的频率同步；同时，有效地维持了接入单元和覆盖单元与微波传输单元的中频馈线链路损耗的确定性。

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种微波拉远***，用于延长基站与移动终端之间的通信覆盖范围，包括：接入单元、微波传输单元及覆盖单元。接入单元用于把来自微波传输单元的中频信号上还原到指定的通信频率的频率点上，同时放大信号，然后将放大的信号传送给基站，或者把来自从基站的通信信号下变频到指定的中频频率点上，同时将信号进行放大，然后将放大的信号传输给微波传输单元；微波传输单元用于把从覆盖单元过来的信号上变频到指定的微波频率点上，同时放大信号，或者把接入单元过来的信号下变频到指定的中频频率点上，同时保证中频信号电平在指定的范围内，通过中频接口输出；覆盖单元用于把从移动终端接收到的通信上行通信信号变频到指定的中频频率点上，然后传输送给微波传输单元，或者把微波传输单元发送过来的中频信号还原到通信频率的频点上。所述接入单元包括：第一下行导频产生单元，用于产生中频导频信号，为覆盖单元提供链路损耗校正、微波传输单元的频率偏差校正等功能；第二下行导频产生单元，用于产生中频导频信号，该中频导频信号与第一下行导频产生单元产生的中频导频信号一起为覆盖单元提供时钟源同步信息；时钟单元，用于作为接入单元的参考时钟，为上下行变频本振，两个导频信号的产生提供参考；校频本振产生单元，用于利用覆盖单元传送过来的导频信号通过频率合成器产生本振信号，该本振信号与经过微波传输单元变频传输的上行通信信号具备相同的频率偏差，同时该本振信号也作为中频馈线损耗补偿的参考；及上行馈线损耗增益补偿单元，用于通过校频本振产生单元产生的补偿参考校正上行链路增益，补偿上行馈线损耗，保证接入单元的上行通信信号的稳定。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

由于在接入单元及覆盖单元中采用了时钟源和时钟校正源，同时在覆盖单元中设置了校频本振产生单元，通过时钟源和时钟校正源的时钟同步作用以及校频本振产生单元的校频作用，使得本***有效地确保了微波链路损耗的确定性；减小了微波传输单元的频率误差；保持了接入单元与覆盖单元之间的频率同步；同时，有效地维持了接入单元和覆盖单元与微波传输单元的中频馈线链路损耗的确定性。

【附图说明】

图1展示了本实用新型一个实施例的微波拉远***的***框图，同时展示了通过基站天线与该***连接的基站及与该***连接的覆盖单元天线；

图2详细展示了图1所示微波拉远***的接入单元的***框图；

图3展示了图1所示微波拉远***的第一微波传输单元的***框图；及

图4详细展示了图1所示微波拉远***的覆盖单元的***框图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

请参阅图1-4，根据本实用新型的一个实施例，一种微波拉远***900包括接入单元100、微波传输单元400及覆盖单元200。所述微波拉远***900用于有效延伸基站300的信号覆盖范围，或者说，用于延长基站300与移动终端700之间的通信覆盖范围。

所述接入单元100的工作过程分为两个方向，一是上行，另一个是下行。上行是把来自微波传输单元400的中频信号上还原到指定的通信频率的频率点上，同时放大信号，然后将放大的信号通过比如基站天线301送给基站300；下行是把来自从基站300的通信信号下变频到指定的中频频率点上，同时将信号进行放大，然后将放大的信号传输给微波传输单元400。在上行过程中，实现了微波链路的自动增益补偿，而在下行过程中，则实现了通信信号与导频信号的合路。

所述微波传输单元400的工作过程分为两个方向，一是上行，另一个是下行。上行是把从覆盖单元200过来的信号上变频到指定的微波频率点上，同时放大信号；下行是把接入单元100过来的信号下变频到指定的中频频率点上，同时保证中频信号电平在指定的范围内，通过中频接口输出。

所述覆盖单元200的工作过程分为两个方向，一是上行，另一个是下行。上行是把从移动终端700接收到的通信上行通信信号变频到指定的中频频率点上，然后传输送给微波传输单元400；下行是把微波传输单元400发送过来的中频信号还原到通信频率的频点上。在下行中，实现了微波链路的自动增益补偿，频率误差校准，而在上行中，则实现了通信信号及一个导频信号的合路。

下面详细介绍微波拉远***900的各个组成部件的详细结构。

如图2所示，所述接入单元100包括：

基站耦合段双工单元101，用于从基站300耦合上下行通信信号；

下行通信信号下变频单元102，用于将来自基站300的下行通信信号变频至中频接口频率的信号；

第一下行导频产生单元105，用于产生中频导频信号，为覆盖单元200提供链路损耗校正、微波传输单元400的频率偏差校正等功能；

第二下行导频产生单元1051，用于产生中频导频信号，该中频导频信号与第一下行导频产生单元105产生的中频导频信号一起为覆盖单元200提供时钟源同步信息；

下行中频接口合路单元103，用于将下行通信信号及两个中频导频信号进行合路，经过接入单元中频双工器104而馈入微波传输单元400；

接入单元中频双工器104，用于将接入单元100的上下行中频信号进行合路，和路后的信号将作为微波传输单元400的中频接口；

时钟单元106，用于作为接入单元100的参考时钟，为上下行变频本振，两个导频信号的产生提供参考；

校频本振产生单元107，用于利用覆盖单元200传送过来的导频信号通过频率合成器产生本振信号，该本振信号与经过微波传输单元400变频传输的上行通信信号具备相同的频率偏差，同时该本振信号也作为中频馈线损耗补偿的参考；

上行通信信号上变频单元108，用于将经过频率校正的上行中频信号还原至通信频率的通信信号；

上行通信信号频率单元109，用于将微波传输单元400馈入的中频信号与校频本振产生单元107产生的校频本振进行混频，从而校正经过微波传输单元400带来的频率误差；

上行馈线损耗增益补偿单元110，用于通过校频本振产生单元107产生的补偿参考校正上行链路增益，补偿上行馈线损耗，保证接入单元100的上行通信信号的稳定；

上行中频信号分路单元111，用于将微波传输单元400传输的中频信号分成上行通信信号和导频信号；及

ASK通信单元112，用于管理接入单元100与微波传输单元400之间的信息交互。

参考图3，根据本实用新型的一个实施例，所述微波传输单元400包括互相连接的双工器401、中频自动增益控制单元402、功率放大器403、功率控制器404、低噪声放大器405、双工器406、低噪声放大器405、功率放大器408、直流逆变器411、中频自动增益控制单元407、混频器415及监视单元410。

参考图4，根据本实用新型的一个实施例，所述覆盖单元200包括：

ASK通信单元201，用于负责覆盖单元200与微波传输单元400之间的信息交互；

覆盖单元中频双工器202，用于作为与覆盖单元200相连的微波传输单元400的中频接口；

下行馈线损耗增益补偿单元203，用于通过校频本振产生单元207产生的补偿参考校正下行链路增益，补偿下行馈线损耗，保证覆盖单元200的下行通信信号的稳定性；

下行通信信号频率校正单元204，用于将微波传输单元400馈入的中频信号与校频本振产生单元207产生的校频本振进行混频，校正通信射频信号经过微波传输单元400带来的频率误差；

下行通信信号上变频单元205，用于将经过频率校正的下行中频信号还原至通信频率并进行放大；

覆盖单元双工器206；

校频本振产生单元207，用于利用接入单元100传送过来的导频信号通过频率合成器产生本振信号，该本振信号与经过微波传输单元400变频传输的下行通信信号具备相同的频率偏差，同时该本振信号也可作为中频馈线损耗补偿的参考；

时钟校正源208，用于利用覆盖单元200传送过来的两个导频信号通过频率合成器产生时钟源，该时钟源与近端时钟源的频率完全相等，解决整个微波拉远***的频率误差问题；

上行行导频产生单元209，用于负责产生中频导频信号，为接入单元100提供实现链路损耗校正、微波传输单元400频率偏差校正等功能的参考。

上行通信信号下变频单元210，用于将移动终端700的上行通信信号变频至微波传输单元400的中频接口频率的信号；

下行分路单元211，用于将微波传输单元400送来的下行中频信号分路为通信信号及两个导频信号；及

上行合路单元212，用于将通信中频信号及导频信号进行合路，馈入微波传输单元400的中频输入口。

下面对本实用新型的微波拉远***900的工作刚才进行详细描述。

概括而言，所述微波拉远***900的工作分为上下行两个部分。上行包括信号传输、导频发射、链路自动增益补偿及微波频率误差补偿等功能；而下行则包括信号传输、导频发射、链路自动增益补偿、微波频率误差补偿以及接入单元与覆盖单元的频率同步等功能。

其中，所述微波拉远***900的下行功能实现过程如下：

接入单元100通过基站天线301与基站300耦合。来自基站300的下行通信信号经基站耦合段双工单元101滤波后进入下行通信信号下变频单元。下行通信信号下变频单元102将基站下行通信信号下变频至微波传输单元400指定的中频频率信号F1。第一、第二下行导频产生单元105、1051产生频率及功率都固定的中频信号F2及F3。中频频率F1、F2及F3通过下行中频接口合路单元103进行合路。合路后的中频信号被送至微波传输单元400，并且将中频信号F2的功率固定为P0。接入单元100侧的微波传输单元400将中频信号F1、F2、F3上变频至微波频段，同时放大到指定的功率，然后通过微波天馈发射该信号。

覆盖单元200一端的微波天馈将微波下行通信信号接收后，该侧微波传输单元400将微波下行通信信号下变频至指定的中频信号F1、F2、F3三个信号的频率分别变换为信号F1′、F2′、F3′。信号F1′、F2′、F3′经过覆盖单元中频双工器202后进入覆盖单元200的下行处理部分。

然后，信号F2′、F3′进入时钟校正源208，所述时钟校正源208由混频器及频率合成器组成，并且时钟校正源208输出一个与时钟单元106相等的时钟源，该时钟源作为覆盖单元200的时钟参考，至此实现了接入单元100与覆盖单元200的时钟同步。

信号F2′通过校频本振产生单元207产生一个参考本振F0′，信号F1′与校频本振产生单元F0′通过下行通信信号频率校正单元204进行混频变频，产生一个中频信号F0′-F1′，该中频信号F0′-F1′不携带接入侧微波单元和覆盖侧微波单元的频率误差，至此解决了微波传输单元引入的频率误差问题。

同时，信号F2′通过校频本振产生单元207产生一个增益控制信号，该控制信号控制下行馈线损耗增益补偿单元203，保证信号F2′的功率为一个固定值P0。由于信号F2′是经过中频信号F2变频产生的，同时中频信号F2与信号F2′的功率均为P0，因此微波链路的衰减为0dB，该衰减不随微波链路的距离而变化，因此实现了微波链路的自动增益补偿。

中频信号F0′-F1′经过下行通信信号上变频单元205上变频至通信频率同时进行放大，放大后的下行通信信号通过双工器206送给覆盖端覆盖天线进行通信信号的下行覆盖。

上行功能实现为下行的逆过程，因此不再赘述。

因此，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种微波拉远***，用于延长基站(300)与移动终端(700)之间的通信覆盖范围，包括：接入单元(100)、微波传输单元(400)及覆盖单元(200)，其中：

所述接入单元(100)用于把来自微波传输单元(400)的中频信号上还原到指定的通信频率的频率点上，同时放大信号，然后将放大的信号传送给基站(300)，或者把来自从基站(300)的通信信号下变频到指定的中频频率点上，同时将信号进行放大，然后将放大的信号传输给微波传输单元(400)；

所述微波传输单元(400)用于把从覆盖单元(200)过来的信号上变频到指定的微波频率点上，同时放大信号，或者把接入单元(100)过来的信号下变频到指定的中频频率点上，同时保证中频信号电平在指定的范围内，通过中频接口输出；

所述覆盖单元(200)用于把从移动终端(700)接收到的通信上行通信信号变频到指定的中频频率点上，然后传输送给微波传输单元(400)，或者把微波传输单元(400)发送过来的中频信号还原到通信频率的频点上；

其特征在于：所述接入单元(100)包括：

第一下行导频产生单元(105)，用于产生中频导频信号，为覆盖单元(200)提供链路损耗校正、微波传输单元(400)的频率偏差校正；

第二下行导频产生单元(1051)，用于产生中频导频信号，该中频导频信号与第一下行导频产生单元(105)产生的中频导频信号一起为覆盖单元(200)提供时钟源同步信息；

时钟单元(106)，用于作为接入单元(100)的参考时钟，为上下行变频本振和两个导频信号的产生提供参考；

校频本振产生单元(107)，用于利用覆盖单元(200)传送过来的导频信号通过频率合成器产生本振信号，该本振信号与经过微波传输单元(400)变频传输的上行通信信号具备相同的频率偏差，同时该本振信号也作为中频馈线损耗补偿的参考；及

上行馈线损耗增益补偿单元(110)，用于通过校频本振产生单元(107)产生的补偿参考校正上行链路增益，补偿上行馈线损耗。

2.根据权利要求1所述的微波拉远***，其特征在于：所述接入单元(100)进一步包括：

基站耦合段双工单元(101)，用于从基站(300)耦合上下行通信信号；

下行通信信号下变频单元(102)，用于将来自基站(300)的下行通信信号变频至中频接口频率的信号；

下行中频接口合路单元(103)，用于将下行通信信号及两个中频导频信号进行合路，经过接入单元中频双工器(104)而馈入微波传输单元(400)；

接入单元中频双工器(104)，用于将接入单元(100)的上下行中频信号进行合路；

上行通信信号上变频单元(108)，用于将经过频率校正的上行中频信号还原至通信频率的通信信号；

上行通信信号频率单元(109)，用于将微波传输单元(400)馈入的中频信号与校频本振产生单元(107)产生的校频本振进行混频，从而校正经过微波传输单元(400)带来的频率误差；

上行中频信号分路单元(111)，用于将微波传输单元(400)传输的中频信号分成上行通信信号和导频信号；及

ASK通信单元(112)，用于管理接入单元(100)与微波传输单元(400) 之间的信息交互。

3.根据权利要求2所述的微波拉远***，其特征在于：所述微波传输单元(400)包括：互相连接的双工器(401)、中频自动增益控制单元(402)、功率放大器(403)、功率控制器(404)、低噪声放大器(405)、双工器(406)、低噪声放大器(405)、功率放大器(408)、直流逆变器(411)、中频自动增益控制单元(407)、混频器(415)及监视单元(410)。

4.根据权利要求3所述的微波拉远***，其特征在于：所述覆盖单元(200)包括：

ASK通信单元(201)，用于负责覆盖单元(200)与微波传输单元(400)之间的信息交互；

覆盖单元中频双工器(202)，用于作为与覆盖单元(200)相连的微波传输单元(400)的中频接口；

下行馈线损耗增益补偿单元(203)，用于通过校频本振产生单元(207)产生的补偿参考校正下行链路增益，补偿下行馈线损耗，保证覆盖单元(200)的下行通信信号的稳定性；

下行通信信号频率校正单元(204)，用于将微波传输单元(400)馈入的中频信号与校频本振产生单元(207)产生的校频本振进行混频，校正通信射频信号经过微波传输单元(400)带来的频率误差；

下行通信信号上变频单元(205)，用于将经过频率校正的下行中频信号还原至通信频率并进行放大；

覆盖单元双工器(206)；

校频本振产生单元(207)，用于利用接入单元(100)传送过来的导频信号通过频率合成器产生本振信号，该本振信号与经过微波传输单元(400)变频传输的下行通信信号具备相同的频率偏差，同时该本振信号也可作为中频馈线损耗补偿的参考；

时钟校正源(208)，用于利用覆盖单元(200)传送过来的两个导频信号通过频率合成器产生时钟源，该时钟源与近端时钟源的频率完全相等，解决整个微波拉远***的频率误差问题；

上行行导频产生单元(209)，用于负责产生中频导频信号，为接入单元(100)提供实现链路损耗校正、微波传输单元(400)频率偏差校正等功能的参考，

上行通信信号下变频单元(210)，用于将移动终端(700)的上行通信信号变频至微波传输单元(400)的中频接口频率的信号；

下行分路单元(211)，用于将微波传输单元(400)送来的下行中频信号分路为通信信号及两个导频信号；及

上行合路单元(212)，用于将通信中频信号及导频信号进行合路，馈入微波传输单元(400)的中频输入口。