专利名称：带宽可变的数字射频拉远系统及其实现方法
带宽可变的数字射频拉远系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及移动通信直放站技术，尤其涉及一种带宽可变的数字射频拉 远系统及其实现方法。
技术背景
数字射频拉远系统，包括基站基带单元的基带单元和用以通过天线进行 覆盖的射频拉远单元射频单元，通过基带单元和射频拉远单元射频单元之间 的数据传输，实际通信数据的上行和下行控制。
其中，传统的无线电实现方法都是以硬件为核心、以特殊应用为目的， 针对每一种独立的无线接口和各种频段组合，专门设计相应的具有特殊用途 和特殊功能的集成电路来实现。这样的终端在设计或制造时所具有的能力就 已经被硬件编码固定下来了，为了增加所需支持的工作模式或工作频段，就 需要额外增加功能单元模块。
这种无线电实现方法应用在数字射频拉远系统中时，表现在数字上变频 器和下变频器的设计上，必须适应不同的带宽要求选用专用的变频芯片来实 现不同的带宽指标，因此， 一旦拉远系统的带宽指定后，其所使用的内部电 路就固定下来了，只能适用于具有指定带宽的应用场合。如需装设于不同带 宽要求的场合，则必须更换其内部电路，尤其是数字上变频器和数字下变频 器所使用的芯片必须适应新的带宽要求进行更换。
由此，传统的拉远系统中所采用的无线电实现方法不具有可移植性，其 工作带宽不具有可调节性，此外，由此也会使所选用的零部件受局限，从而 导致生产成本高涨。
发明内容
为此，本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种带宽可变的数字射 频拉远系统及其实现方法，使数字射频拉远系统的可移植性得以进一 步提升。为实现该目的，本发明采用如下技术方案
本发明 一种带宽可变的数字射频拉远系统的实现方法，使数字射频拉远 系统的带宽实现可变，上行链路和/或下行链路中通信信号被数字化并经基带 处理后，采用数字滤波模块进行滤波，而该数字滤波模块通过一监控模块发 送信号更改其通带带宽特性参数实现带宽参数的预设，从而使该特性参数得 以调整以满足所属链路中所需求的带宽。
所述监控模块中预设有表征数字滤波模块所属链路所需求的带宽和数 字滤波模块的通带带宽特性参数之间的对应关系的算法，监控模块依据链路 所需求的带宽自动计算出滤波模块的通带带宽特性参数并对数字滤波模块加 以调整。
所述监控模块对数字滤波模块的通带带宽特性参数的设置是在数字射 频拉远系统的上电后作为初始阶段完成的。
此外，所述监控模块具有与拉远系统外部的监控中心电性连接的接口 ， 通过外部的监控中心可修改监控模块的算法或算法结果，以实现人工操作修 改所述滤波模块的通带带宽特性参数。
本发明一种带宽可变的数字射频拉远系统，包括基带单元和射频拉远单 元射频单元，由基带单元和射频拉远单元共同组成下行链路和上行链路，下 4亍链3各和上4于链路的两端均通过双工器选路，
下行链路和/或上行链路均设有分别置于射频拉远单元和基带单元内完 成所属链路中基带数据处理和格式转换的基带处理模块，下行链路在其射频 拉远单元的基带处理模块中和/或上行链路在其属于基带单元的基带处理模 块中，设有数字滤波模块，受其自身的通带带宽特性参数限制，用于滤除一 定带宽范围外的信号，以保留所属链路中所需求的通信带宽；
所述数字滤波模块与监控模块电性连接，监控模块预设有表征数字滤波
模块所属链路所需求的带宽和滤波模块的通带带宽特性参数之间的对应关系
的算法，监控模块依据链路所需求的带宽自动计算出滤波模块的通带带宽特
性参数并对数字滤波模块加以调整。
所述拉远系统包括一监控中心，与所述各监控模块电性连接，该监控中心提供通过各监控模块人为分别设置相应的数字滤波模块的通带带宽特性参 数的操作。
所述数字滤波模块包括滤波器子模块与之电性连接的功能子模块。
下行链路和/或上行链路均设有分别置于射频拉远单元和基带单元内的 各两套相应的模拟变频模块、采样变换模块、数字变频模块，
同 一链路的两个模拟变频模块，分别在射频信号输入的方向将信号进行 下变频至中频模拟信号，而在信号输出的方向将中频模拟信号上变频至射频；
同一链路的两个采样变换模块，分别将中频的模拟信号转换为数字信号
和将中频的数字信号转换为模拟信号；
同一链路的两个数字变频模块，分别将中频数字信号下变频为数字基带 信号送入同单元的基带处理模块和将经同单元的基带处理模块输出的基带信 号上变频为中频数字信号。
同一链路中，处于基带单元的基带处理模块和处于射频拉远单元的基站 处理模块通过光收/发子模块以光纤为媒介视通。
所述基带单元/射频拉远单元中，上行链路和下行链路的基带处理模块通 过同一芯片集成。
与现有技术相比，本发明具备如下优点首先，本发明利用所述监控模 块通过特定算法对数字滤波模块的数据配置来实现对客户带宽需求的满足， 当客户带宽需求发生变化时，只需改变监控从机子模块提供的配置数据，无 需改变硬件，这样使得本系统在覆盖现场更具有适用性;其次，硬件的通用 性对于生产厂商而言可以降低材料成本及生产成本。
图1是本发明数字射频拉远系统的原理框图。
图2是本发明所采用的基带单元下行数字模块的原理框图。
图3是本发明所采用的基带单元下行数字变频模块的原理框图。
图4是本发明所采用的射频拉远单元下行数字模块的原理框图。
图5是本发明所采用的射频拉远单元下行数字变频模块的原理框图。
图6是本发明所采用的数字滤波模块的原理框图。
图7是本发明所釆用的射频拉远单元上行数字模块的原理框图。
图8是本发明所采用的射频拉远单元上行数字变频模块的原理框图。图9是本发明所采用的基带单元上行数字模块的原理框图。
图10是本发明所采用的基带单元上行数字变频模块的原理框图。
图11是本发明所采用的数字滤波模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进 一 步详细的描述。
图1~图ll示出了本发明的具体结构。由上述图可见，本带宽可变的数 字射频拉远系统分为基带单元和射频拉远单元两部分，基带单元通过耦合器
02与移动通信基站01相连接；基带单元和射频拉远单元通过光纤相连，形 成信号传输的上行链路和下行链路。
参阅图1,所述基带单元包括双工器11、下行模拟变频模块12、下行数 字模块13、上行模拟变频模块14、上行数字模块15;
图2所示的下行数字模块13 (参阅图1 )包括模数采样变换模块131、 下行数字变频模块132、下行基带处理模块133、光发子模块134、下行监控 模块135;如图2和图3所示，所述下行数字变频模块132包括下行下变频 数字混频器1321和下行下变频数字控制振荡器1322;
结合图1和图9,所述上行数字模块15包括光收子模块151、上行基带 处理模块152、上行数字变频模块153、数模釆样变换模块154、上行监控模 块155;结合图9和图10,所述上行数字变频模块153包括上行上变频数字 混频器1531和上行上变频数字控制振荡器1532;
请参阅图9，上行基带处理模块152包括数据转换子模块156、数字滤波 模块157。结合图9和图11,所述数字滤波模块157包括滤波器子模块1571 和功能子模块1572;
结合图1至3和图9至11,所述基带单元中的双工器11同时与下行模 拟变频模块12和上行模拟变频模块14同时相连接，下行模拟变频模块12 与近端数字模块13相连接，所述上行模拟变频模块14与上行数字模块相连 接15;所述下行数字模块13中模数釆样变换模块131、下行数字变频模块 132、下行基带处理模块133、光发子模块134依次连接，下行监控模块135 通过数据线与下行数字变频模块132中的下行下变频数字控制振荡器1322 连接；所述上行数字模块15中光收子模块151、上行基带处理模块152、上 行数字变频模块153、数模采样变换模块154依次连接，上行基带处理模块152中数据转换子模块156和数字滤波模块157依次连接，上行监控模块155 通过数据线与上行数字变频模块153中的上行上变频数字控制振荡器1532 和近端上行基带处理模块152中的数字滤波模块157相连接。
请参阅图l，所述射频拉远单元包括下行数字模块21、下行模拟变频模 块22、功率放大模块23、远端双工器27、低噪声放大模块26、上行模拟变 频模块25、上行数字模块24;
结合图1和图4,所述下行数字模块21包括光收子模块211、下行基带 处理模块212、下行数字变频模块213、数模采样变换模块214、下行监控模 块215;结合图4和图5,所述下行数字变频模块213包括下行上变频数字混 频器2131和下行上变频数字控制振荡器2132;
所述下行基带处理模块212包括数据转换子模块216、数字滤波模块217; 结合图4和图6,所述数字滤波模块217包括滤波器子模块2171和功能子模 块2172;
结合图1和图7，所述上行数字模块24包括模数釆样变换模块241、上 行数字变频模块242、上行基带处理模块243、光发子模块244、上行监控模 块245;
结合图7和图8所述上行数字变频模块242包括上行下变频数字混频器 2421和上行下变频数字控制振荡器2422;
结合图1、图4至图8，射频拉远单元中，所述下行数字模块21通过下 行模拟变频模块22与功率放大模块23相连接，双工器27同时与功率放大模 块23和低噪声放大模块26相连接，低噪声放大模块26通过上行模拟变频模 块25与上行数字模块24相连接；所述下行数字模块21中光收子模块2U、 下行基带处理模块212、远端下行数字变频模块213、数模釆样变换模块214 依次连接，下行基带处理模块212中数据转换子模块216和数字滤波模块217 依次连接，下行监控模块215通过数据线与下行数字变频模块213中的下行 上变频数字控制振荡器2132和下行基带处理模块212中的数字滤波模块217 相连接；所述上行数字模块24中模数采样变换模块241、上行数字变频模块 242、上行基带处理模块243、光发子模块244依次连接，上行监控模块245 通过数据线与上行数字变频模块242中的上行下变频数字控制振荡器2422 相连才妄。
移动通信基站01产生的信号通过耦合器02传送到基带单元的近端双工器11，双工器11分离出下行射频信号，下行射频信号经过下行模拟变频模 块12的混频成为模拟中频信号，此模拟信号可以为宽带信号，也可以为多载
波信号；
模拟中频信号经过下行数字模块13中的模数釆样变换模块131的模数采 样后成为数字中频信号；
下行数字变频模块132将数字中频信号下变频至下行数字基带信号；
该数字基带信号经过下行基带处理模块133中数据转换子模块137的数 据格式转换后打包成适合标准接口协议的传输信号,再经过光发子模块134 调制到光信号通过光纤传送到射频拉远单元的下行数字模块21;
光信号经下行数字模块21中的光收子模块211解调出传输信号，经过数 据转换子模块216的数据格式转换和数字滤波模块217的滤波整形，还原为 具有一定带宽的数字基带信号；
下行数字变频模块213将该数字基带信号上变频至数字中频信号；数字 中频信号经过数模采样变换模块214的数摸转换恢复成相应带宽的模拟中频 信号；
模拟中频信号通过下行模拟变频模块22的混频后还原成为下行射频信 号，下行射频信号经过功率放大模块23放大和双工器27输出到覆盖天线03 发射到覆盖区内的移动台(如手机)；
以上是下行信号覆盖原理，对于上行信号其传输流程刚好相反。
在覆盖区域的移动台(手机)发出的信号，通过覆盖天线03接收后经双 工器22分离出上行射频信号，射频信号经过低噪声放大模块26的放大和上 行模拟变频模块25的混频成为模拟中频信号，此模拟信号可以为宽带信号， 也可以为多载波信号；
模拟中频信号经过远端上行数字模块24中的模数釆样变换模块241的模 数采样后成为数字中频信号；
射频拉远单元中的上行数字变频模块242将数字中频信号下变频至上行 数字基带信号，基带信号经过数据转换子模块247的数据格式转换后打包成 适合标准接口协议的传输信号,再经过光发子模块244调制到光信号通过光 纤传送到基带单元的上行数字模块15;
光信号经下行数字模块15中的光收子模块151解调出传输信号，经过数 据转换子模块156的数据格式转换和数字滤波模块157的滤波整形，还原为具有一定带宽的数字基带信号；
上行数字变频模块153将该数字基带信号上变频至数字中频信号；数字 中频信号经过数模采样变换模块154的数摸转换恢复成相应带宽的模拟中频 信号；
模拟中频信号通过上行模拟变频模块14的混频后还原成为上行射频信 号，上行射频信号经过双工器11将信号传输至移动通信基站01。
所述控制可变带宽过程为下行链路中，在本发明的射频拉远单元，信 号经过光收子模块211的解调以及数据转换子模块216的数据格式转换后还 原为数字基带信号，此数字基带信号经过数字滤波模块217中滤波器子模块 2171的滤波，成为具有一定带宽的数字基带信号，而下行监控模块215通过 数据线来控制滤波器子模块2171的通带带宽参数特性，亦即由下行监控模块 215根据需要来控制滤波器子模块2171的通带特性，进而控制下行链路信号 的带宽。具体的过程为系统在上电瞬间，下行监控模块215根据内部预设 的特定算法，将下行链路中带宽的需求参数换算为滤波器子模块2171控制相 应带宽需要的滤波器的特性参数，通过数据线将此参数以.电信号传送给滤波 器子模块2171，通过控制滤波器子模块2171的通带带宽特性参数来控制数 字基带信号的带宽，进而控制了下行链路的移动通信信号的带宽；上行链路 中，在本发明的基带单元，信号经过光收子模块151的解调以及数据转换子 模块156的数据格式转换后还原为数字基带信号，此数字基带信号经过数字 滤波模块157中滤波器子模块1571的滤波，成为具有一定带宽的数字基带信 号，而上行监控模块155通过数据线来控制滤波器子模块1571的低通带宽参 数特性，亦即由上行监控模块155根据需要来控制滤波器子模块1571的通带 带宽特性参数，进而控制上行链路信号的带宽。具体的过程为设备在上电 瞬间，上行监控模块155根据内部预设的特定算法，将带宽的需求参数换算 为滤波器子模块1571控制相应带宽需要的滤波器的特性参数，通过数据线将 此参数以电信号传送给滤波器子模块1571,通过控制滤波器子模块1571的 通带带宽特性参数来控制数字基带信号的带宽，进而控制了上行链路的移动 通信信号的带宽；所以若用户的带宽参数发生变化，只需通过改变下行监控 模块215和155的通带带宽特性参数，就可以通过数据线分别改变下行链路 滤波器子模块2171和上行链路的滤波器子模块1571的滤波特性，进而控制 了下行链路和上行链路的信号带宽。在本发明的下行数字模块13中，所述下行基带处理模块133集成于一个 FPGA或DSP芯片中；所述下行数字模块13中的模数采样变换模块131与 下行数字变频模块132可以分别适用专用芯片实现，也可以使用 一片同时具 有模数转换功能及数字下变频功能的专用芯片实现，也可以是下行数字变频 模块132集成在FPGA或DSP芯片而模数采样变换模块131仍然使用专用芯 片；所述下行监控模块135可以使用专用芯片实现。
在本发明的上行数字模块15中，所述上行基带处理模块152集成于一个 FPGA或DSP芯片中；所述上行数字模块15中的数模采样变换模块154与 上行数字变频模块153可以分别适用专用芯片实现，也可以使用 一片同时具 有数模转换功能及数字上变频功能的专用芯片实现，也可以是近端上行数字 变频模块153集成在FPGA或DSP芯片而数模采样变换模块154仍然使用专 用芯片；所述上行监控模块155可以使用专用芯片实现。
在本发明的下行数字模块21中，所述下行基带处理模块212集成于一个 FPGA或DSP芯片中；所述下行数字模块21中的数模采样变换模块214与 下行数字变频模块213可以分别适用专用芯片实现，也可以使用一片同时具 有数模转换功能及数字上变频功能的专用芯片实现，也可以是下行数字变频 模块213集成在FPGA或DSP芯片而数模采样变换模块214仍然使用专用芯 片；所述下行监控模块215可以使用专用芯片实现。
在本发明的上行数字模块24中，所述远端上行基带处理模块243集成于 一个FPGA或DSP芯片中；所述上行数字模块中的模数采样变换模块241与 上行数字变频模块242可以分别适用专用芯片实现，也可以使用 一片同时具 有模数转换功能及数字下变频功能的专用芯片实现，也可以是上行数字变频 模块242集成在FPGA或DSP芯片而模数采样变换模块241仍然使用专用芯 片；所述上行监控模块245可以使用专用芯片实现。
所述上行基带处理模块152和下行基带处理^t块133也可以集成于同一 个FPGA或DSP芯片中；
所述上行基带处理模块243和下行基带处理模块212也可以集成于同一 个FPGA或DSP芯片中；
所述下行监控模块135和近端上行监控模块155可以集成于同一专用芯 片中。
所述远端下行监控模块215和上行监控模块245可以集成于同一专用芯片中。
所述各监控模块135， 155, 215, 245均可通过与一监控中心电性连接， 接受监控中心更改其算法或其计算结果，作用于所述各个相应的数字滤波模 块，从而可供用户通过监控中心(未图示)进行人为操作更改各个链路的带 宽。监控中心一般采用计算机加专用软件实现。
所述滤波器子模块2171可以采用数字低通滤波器，也可以采用数字带通 滤波器；
所述滤波器子模块1571可以采用数字低通滤波器，也可以采用数字带通 滤波器。
综上，按本发明实施的拉远系统，能实现带宽可变的可能，自动或手动 均可；而且，由于本发明可使用FPGA、 DSP等芯片，因而也使成本较之采 用专用器件大大降低。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本发明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，都包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1. 一种带宽可变的数字射频拉远系统的实现方法，使数字射频拉远系统的带宽实现可变，其特征在于上行链路和/或下行链路中通信信号被数字化并经基带处理后，采用数字滤波模块进行滤波，而该数字滤波模块通过一监控模块发送信号更改其通带带宽特性参数实现带宽参数的预设，从而使该特性参数得以调整以满足所属链路中所需求的带宽。
2、 根据权利要求1所述的带宽可变的数字射频拉i^系统的实现方法， 其特征在于:所述监控模块中预设有表征数字滤波模块所属链路所需求的带 宽和数字滤波模块的通带带宽特性参数之间的对应关系的算法，监控模块依 据链路所需求的带宽自动计算出滤波模块的通带带宽特性参数并对数字滤波 模块加以调整。
3、 根据权利要求1或2所述的带宽可变的数字射频拉远系统的实现方 法，其特征在于所述监控模块对数字滤波模块的通带带宽特性参数的设置 是在数字射频拉远系统的上电后作为初始阶段完成的。
4、 根据权利要求1或2所述的带宽可变的数字射频拉远系统的实现方 法，其特征在于所述监控模块具有与拉远系统外部的监控中心电性连接的 接口，通过外部的监控中心可修改监控模块的算法或算法结果，以实现人工 操作修改所述滤波模块的通带带宽特性参数。
5、 一种带宽可变的数字射频拉远系统，包括基带单元和射频拉远单元 射频单元，由基带单元和射频拉远单元共同组成下行链^各和上朽1连^各，下行 链路和上行链路的两端均通过双工器选路，其特征在于下行链路和/或上行链^各均设有分别置于射频拉远单元和基带单元内完成所属链路中基带数据处理和格式转换的基带处理模块，下行链路在其射频 拉远单元的基带处理模块中和/或上行链路在其属于基带单元的基带处理模 块中，设有数字滤波模块，受其自身的通带带宽特性参数限制，用于滤除一定带宽范围外的信号，以保留所属链路中所需求的通信带宽；所述数字滤波模块与监控模块电性连接，监控模块预设有表征数字滤波 模块所属链路所需求的带宽和滤波模块的通带带宽特性参数之间的对应关系 的算法，监控模块依据链路所需求的带宽自动计算出滤波模块的通带带宽特 性参数并对数字滤波模块加以调整。
6、 根据权利要求5所述的带宽可变的数字射频拉远系统，其特征在于 所述拉远系统包括一监控中心，与所述各监控模块电性连接，该监控中心提 供通过各监控模块人为分别设置相应的数字滤波模块的通带带宽特性参数的 操作。
7、 根据权利要求5所述的带宽可变的数字射频拉远系统，其特征在于 所述数字滤波模块包括滤波器子模块与之电性连接的功能子模块。
8、 根据权利要求5或6或7所述的带宽可变的数字射频拉远系统，其 特征在于下行链路和/或上行链路均设有分别置于射频拉远单元和基带单元 内的各两套相应的模拟变频模块、采样变换模块、数字变频模块，同 一链路的两个模拟变频模块，分别在射频信号输入的方向将信号进行 下变频至中频模拟信号，而在信号输出的方向将中频模拟信号上变频至射频；同 一链路的两个采样变换模块，分别将中频的模拟信号转换为数字信号 和将中频的数字信号转换为模拟信号；同一链路的两个数字变频模块，分别将中频数字信号下变频为数字基带 信号送入同单元的基带处理模块和将经同单元的基带处理模块输出的基带信 号上变频为中频数字信号。
9、 根据权利要求8所述的带宽可变的数字射频拉远系统，其特征在于-. 同一链路中，处于基带单元的基带处理模块和处于射频拉远单元的基站处理模块通过光收/发子模块以光纤为媒介视通。
10、根据权利要求8所述的带宽可变的数字射频拉远系统，其特征在于:所述基带单元/射频拉远单元中，上行链路和下行链路的基带处理模块通过同 一芯片集成。
全文摘要
本发明公开一种带宽可变的数字射频拉远系统的实现方法，使数字射频拉远系统的带宽实现可变，上行链路和/或下行链路中通信信号被数字化并经基带处理后，采用数字滤波模块进行滤波，而该数字滤波模块通过一监控模块发送信号更改其通带带宽特性参数实现带宽参数的预设，从而使该特性参数得以调整以满足所属链路中所需求的带宽。此外还公开了其相应的电气结构。与现有技术相比，本发明具备如下优点首先，本发明利用所述监控模块通过特定算法对数字滤波模块的数据配置来实现对客户带宽需求的满足，当客户带宽需求发生变化时，只需改变监控从机子模块提供的配置数据，更具有适用性；其次，降低了材料成本及生产成本。
文档编号H04B7/26GK101286782SQ20081002821
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月21日 优先权日2008年5月21日
发明者艾小平, 陈思雁, 韩伯臣, 黄伯宁 申请人:京信通信系统(中国)有限公司