专利名称：3g宽带数字化超远程无线传输系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线通信领域，特别是一种基于3G的超远程无线传输的通信系统。
背景技术：
目前地处偏远山区的宽带用户数量较少，由于与外界沟通困难，消息较为闭塞，不能及时了解实事状况，给信息传播产生了较大障碍。究其原因主要是由于运营商在宽带网络建设方面存在的缺陷，目前宽带的接入只能通过电缆引入实现，这就造成了运营商在建设初期的高成本投入，而且在后期的维护以及网络资源扩展方面都较为困难，对于运营商来说投入的成本远远高于宽带的使用费。3G是第三代移动通信技术的简称，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术，能够同时传送声音及数据信息。目前国内的3G通信网络支持国际电联确定的三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000、中国联通的WCDMA以及中国移动的TD-SCDMA。CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM的网络容量，业界已经将CDMA技术作为3G的主流技术。目前电信和移动运营商建立的3G移动通信系统是采用基站配合服务天线的方式进行无线信号覆盖，其中基站与各服务天线之间均采用高频频段进行信息传输，根据菲涅尔理论R=O. 5( XD)，其中λ为波长，D为两天线之间直线距离，当两天线直线距离固定时，菲涅尔半径随着频率的减小而增大。当采用高频传输时，菲涅尔的半径自然减小，造成空间传播损耗过大，绕射能力减弱，因此目前的无线网络传输仅局限于可视距离内的覆盖，远远不能满足丘陵、山区以及森林等地区的覆盖率。再加上通信频率资源的有限性，运营商必须利用有限的频率资源去保证无线通信业务的持续发展。因此如何建立一种3G无线超远程传输系统，快速实现低成本宽带接入偏远地区成为亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种3G宽带数字化超远程无线传输系统，能够进行超远程传输，以提高无线网络信号在多丘陵、山区以及森林地带的覆盖率，解决快速实现低成本宽带接入偏远地区的问题。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下。3G宽带数字化超远程无线传输系统，包括设置在基站上用于将高频信号转变为中频信号的近端机、设置在服务站上用于将中频信号还原为高频信号的远端机以及设置在用户端的WCDMA数据卡，所述近端机与远端机之间通过中继天线互相通信，中继天线的传输频率采用中频带宽；所述WCDMA数据卡与服务站之间通过服务天线进行信息传输。所述近端机的具体结构为所述近端机包括双工器I、双工器II、以及设置在双工器I和双工器II之间的射频信号处理模块I ;所述双工器I与基站间通过无线通信网络互相通信，双工器II通过中继天线与远端机之间互相通信；所述射频信号处理模块I包括可控射频衰减器、FPGA I、下变频模块I、低噪声功率放大器I和无源滤波器I，所述双工器I的输出端依次经可控射频衰减器、FPGA I、下变频模块I、无源滤波器I与双工器II的输入端连接；所述双工器II的输出端依次经无源滤波器I、低噪声功率放大器I、FPGA I、可控射频衰减器与双工器I的输入端连接。所述远端机的具体结构为所述远端机包括双工器III、双工器IV以及设置在双工器III、双工器IV之间的射频信号处理模块II，所述双工器III与近端机之间通过中继天线互相通信，双工器IV与服务站之间通过无线通信网络互相通信；所述射频信号处理模块II包括无源滤波器II、低噪声功率放大器II、FPGA II、上变频模块和下变频模块II，所述双工器III的输出端依次经无源滤波器II、低噪声功率放大器II、FPGA II、上变频模块与双工器IV连接，所述双工器IV的输出端依次经低噪声功率放大器II、FPGA II、下变频模块II、无源滤波器II与双工器III的输入端连接。本实用新型的改进在于所述下变频模块I和下变频模块II中均设置有中频混频器，所述中频混频器均采用用于将190(Γ2200ΜΗζ的高频信号转换为230MHz中频信号的混频器。本实用新型的进一步改进在于所述无源滤波器I和无源滤波器II均采用数字滤波器。由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步如下。本实用新型基于WCDMA接口标准，通过在目前现有的基站上安装近端机，在偏远地区的服务塔上安装远端机，实现无线通信的超远程传输，无需铺设电缆即可解决偏远山区的3G宽带接入问题，提高无线网络信号在多丘陵、山区以及森林地带的覆盖率。本实用新型的近端机采用飞地压扩技术以及数字微波通信技术将占用较大带宽的WCDMA/GSM/DCS通信信号通过数字中频处理技术移至较窄的230MHz左右的频带进行远距离传输，通过超远距离的中继传输后，再经近端机将230MHz的中频信号还原成190(Γ2200ΜΗζ频段的WCDMA/GSM/DCS信号，最后通过服务天线覆盖整个区域。本实用新型由于采用了 230MHz左右的中频信号进行中继传输，因此具有良好的传输和绕过障碍物的特性，减少了空间传输的衰耗，使传输距离以及菲涅尔绕射半径大大增加。本实用新型中继传输的中继频率设置为可以以50kHz为步长进行调整的方式，可提高本实用新型的抗干扰能力以及通用性。无源滤波器采用数字滤波器具有较高的带外抑制作用，使得本实用新型在使用过程中，有效避免邻频干扰以及减少中继传输的频率资源。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。一种3G宽带数字化超远程无线传输系统，如图I所示。包括近端机、远端机以及WCDMA数据卡，近端机安装在基站上，远端机安装在服务站上，WCDMA数据卡安装在用户端。近端机与远端机之间通过中继天线互相通信，中继天线的传输频率为230MHz，WCDMA数据卡与服务站之间通过服务天线互相通信。基站发射的190(Γ2200ΜΗζ高频WCDMA/GSM/DCS信号经近端机处理后变为230M频段的中频信号，中频信号经中继天线传输给服务站上的远端机，远端机将接收到的230M频段的中频信号上变频为190(Γ2200ΜΗζ高频WCDMA/GSM/DCS信号后，发送给服务站，服务站通过服务天线再将高频信号传输给用户端的WCDMA数据卡，便能够实现3G宽带无线信号接入，供用户上网浏览网站信息。当用户需要发布信息时，WCDMA数据卡将用户发布的信息通过服务天线发送给服务站，服务站再将接收的信号发送给远端机，当远端机接收到服务站上发射的190(Γ2200ΜΗζ高频WCDMA/GSM/DCS信号时，将其下变频为230M频段的中频信号，再经中继天线传输给基站上的近端机，近端机再将中频信号进行处理后，传送至基站。从此便可实现基站与用户间的互相通信，完成超远距离的无线网络覆盖。本实用新型的近端机包括双工器I、双工器II、以及设置在双工器I和双工器II之间的射频信号处理模块I。双工器I与基站间通过无线通信网络互相通信，双工器II通过中继天线与远端机之间互相通信。其中射频信号处理模块I包括可控射频衰减器、FPGA I、下变频模块I、低噪声功率放大器I和无源滤波器I。无源滤波器I采用数字滤波 器，可以保证近端机具有较高的带外抑制功能。下变频模块I中设置有中频混频器，中频混频器用于将190(Γ2200ΜΗζ的高频信号转换为230MHz中频信号。近端机信号下行工作过程近端机中双工器I的输出端依次经可控射频衰减器、FPGA I、下变频模块I、无源滤波器I与双工器II的输入端连接。首先双工器I将从基站接收的190(Γ2200ΜΗζ高频WCDMA/GSM/DCS信号传输给可控射频衰减器进行衰减，然后将衰减后的高频信号传递给FPGA I进行信号处理，高频信号在FPGA I中经过数字信道滤波、时隙静噪、时延处理等操作后，将模拟信号转变为数字信号，并输出给下变频模块I，下变频模块I中的中频混频器将90(Γ2200ΜΗζ的高频信号转换为230MHz中频信号，并将中频信号传输给无源滤波器I进行滤波处理，最后经滤波后的中频信号通过双工器II发送给中继天线进行远距离传输。近端机的信号上行工作过程近端机中双工器II的输出端依次经无源滤波器I、低噪声功率放大器I、FPGA I、可控射频衰减器与双工器I的输入端连接。首先双工器II将接收的中频信号送入无源滤波器I进行滤波处理，然后通过低噪声功率放大器I进行功率放大，并传输给FPGA I进行数字信道滤波、时隙静噪、时延等处理操作，同时将数字信号转变为模拟信号后输出给可控射频衰减器，可控射频衰减器将模拟信号处理后再传送至基站。本实用新型的远端机包括双工器III、双工器IV以及设置在双工器III、双工器IV之间的射频信号处理模块II。双工器III与近端机之间通过中继天线互相通信，双工器IV与服务站之间通过无线通信网络互相通信。其中射频信号处理模块II包括无源滤波器II、低噪声功率放大器II、FPGA II、上变频模块和下变频模块II。无源滤波器II同样采用数字滤波器，可以保证远端机具有较高的带外抑制功能。下变频模块II中同样设置有中频混频器，中频混频器用于将190(Γ2200ΜΗζ的高频信号转换为230MHz中频信号。上变频模块中设置有上变频混频器，用于将230MHz中频信号转换为190(Γ2200ΜΗζ的高频信号。远端机信号下行工作过程为远端机中双工器III的输出端依次经无源滤波器II、低噪声功率放大器II、FPGA II、上变频模块与双工器IV连接。首先双工器III将接收的中频信号送入无源滤波器II进行滤波处理，然后通过低噪声功率放大器II进行功率放大，并传输给FPGA II进行数字信道滤波、时隙静噪、时延等处理操作，同时将数字信号转变为模拟信号后输出给上变频模块，上变频模块中的上变频混频器将230MHz中频信号转换为190(Γ2200ΜΗζ的高频信号，并传输给服务站，服务站上的服务天线再将高频线号传输给用户。近端机信号上行工作过程为远端机中双工器IV的输出端依次经低噪声功率放大器II、FPGA II、下变频模块II、无源滤波器II与双工器III的输入端连接。首先双工器IV将从服务站接收的190(Γ2200ΜΗζ高频WCDMA/GSM/DCS信号传输给低噪声功率放大器II进行信号处理，然后将处理后的高频信号传递给FPGA I进行数字信道滤波、时隙静噪、时延处理，并将将模拟信号转变为数字信号，并输出给下变频模块II，下变频模块II中的中频混频器将90(Γ2200ΜΗζ的高频信号转换为230MHz中频信号，中频信号经无源滤波器II滤波后通过双工器III发送给中继天线进行远距离传输。本实用新型的近端机与远端机之间采用中频中继传输方式，使信号传输距离更远，不仅可以广泛应用在草原、海域、公路、铁路沿线等地势较为平坦的区域，还可以应用于丘陵沟壑与基站不能直视的盲区或弱覆盖区中，230M中继电磁波可以绕过高于收发天线100米的障碍物阻挡，具有较大的绕射半径。本实用新型还可以采用一台近端机互连多台远端机的形式，此时近端机采用无线选频方式，可以区分空闲时隙和非空闲时隙。采用此种一拖N的方式时，由于远端机采用数字化信号处理技术，对设备的底部噪声有一定的抑制作用，因此信号上行时底部噪声不会叠加。例如米用一拖六的形式时，信号上行时的底部噪声不超过105 dBm。无线通信网络领域中应用了本实用新型后，各用户的接收电平值明显提高，由原先的_105'75范围提高到了 -65 20的范围内，信号强度大大增强。网络质量RQ值也稳定在O左右，无线网络下载速率由原先的25kbit提高到了 512kbit。
权利要求1.3G宽带数字化超远程无线传输系统，其特征在于包括设置在基站上用于将高频信号转变为中频信号的近端机、设置在服务站上用于将中频信号还原为高频信号的远端机以及设置在用户端的WCDMA数据卡，所述近端机与远端机之间通过中继天线互相通信，中继天线的传输频率采用中频带宽；所述WCDMA数据卡与服务站之间通过服务天线进行信息传输。
2.根据权利要求I所述的3G宽带数字化超远程无线传输系统，其特征在于所述近端机包括双工器I、双工器II、以及设置在双工器I和双工器II之间的射频信号处理模块I ;所述双工器I与基站间通过无线通信网络互相通信，双工器II通过中继天线与远端机之间互相通信；所述射频信号处理模块I包括可控射频衰减器、FPGA I、下变频模块I、低噪声功率放大器I和无源滤波器I，所述双工器I的输出端依次经可控射频衰减器、FPGA I、下变频模块I、无源滤波器I与双工器II的输入端连接；所述双工器II的输出端依次经无源滤波器I、低噪声功率放大器I、FPGA I、可控射频衰减器与双工器I的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的3G宽带数字化超远程无线传输系统，其特征在于所述远端机包括双工器III、双工器IV以及设置在双工器III、双工器IV之间的射频信号处理模块II，所·述双工器III与近端机之间通过中继天线互相通信，双工器IV与服务站之间通过无线通信网络互相通信；所述射频信号处理模块II包括无源滤波器II、低噪声功率放大器II、FPGA II、上变频模块和下变频模块II，所述双工器III的输出端依次经无源滤波器II、低噪声功率放大器II、FPGA II、上变频模块与双工器IV连接，所述双工器IV的输出端依次经低噪声功率放大器II、FPGA II、下变频模块II、无源滤波器II与双工器III的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的3G宽带数字化超远程无线传输系统，其特征在于所述下变频模块I和下变频模块II中均设置有中频混频器，所述中频混频器均采用用于将190(Γ2200ΜΗζ的高频信号转换为230MHz中频信号的混频器。
5.根据权利要求4所述的3G宽带数字化超远程无线传输系统，其特征在于所述无源滤波器I和无源滤波器II均采用数字滤波器。
专利摘要本实用新型公开了一种3G宽带数字化超远程无线传输系统，包括近端机、远端机和WCDMA数据卡，所述近端机与远端机之间通过中继天线互相通信，所述中继天线的传输频率采用中频带宽，所述WCDMA数据卡与服务站之间通过服务天线进行信息传输。本实用新型基于WCDMA接口标准，通过在目前现有的基站上安装近端机，在偏远地区的服务塔上安装远端机，实现无线通信的超远程传输，无需铺设电缆即可解决偏远山区的3G宽带接入问题，提高无线网络信号在多丘陵、山区以及森林地带的覆盖率。
文档编号H04W84/04GK202488732SQ20122013708
公开日2012年10月10日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者任晓红, 刘海锋, 崔浩雷, 李彦芳, 肖飞 申请人:河北人天通信技术有限公司