專利名稱：射頻拉遠單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種射頻拉遠單元。
背景技術(shù)：
射頻拉遠單元(Radio Remote Unit,RRU)的技術(shù)特點是將基站分成近端機即無線 基帶控制(Radio Server,RS)和遠端機即射頻拉遠(RRU)兩部分，二者之間通過光纖連接， 其采用基于開放式的CPRI接口，可以穩(wěn)定地與主流廠商的設(shè)備進行連接。RS可以安裝在合 適的機房位置，RRU安裝在天線端，這樣，可以將基站模塊的一部分分離出來，通過將RS與 RRU分離，可以將煩瑣的維護工作簡化到RS端，一個RS可以連接幾個RRU，既節(jié)省空間，又 降低設(shè)置成本，提高組網(wǎng)效率。在3G移動通信網(wǎng)絡(luò)的實際運行過程中，大多數(shù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，尤其是高速數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)。針對3G室內(nèi)覆蓋需求的配置靈活、大容量、低成本的特點，一般采用RRU實現(xiàn)。現(xiàn)有TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋RRU內(nèi)部設(shè)計框圖如圖1所示，主要包含的電路功能模塊 有光纖接口模塊、數(shù)字中頻模塊、單頻段射頻收發(fā)信機模塊、射頻功放模塊、天線濾波器， 以及為電路供電的電源模塊和電源輸入端的防雷模塊。其中，光纖接口模塊完成RRU和基站間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)字中頻模塊完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 數(shù)字域濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換等功能，射頻收發(fā)信機完成發(fā)射和接收信號的變頻、放大、濾波功能， 功放模塊完成發(fā)射信號的功率放大，天線濾波器用于通過有用頻段信號而濾除其他頻段的 干擾信號?，F(xiàn)有TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋RRU的設(shè)計是單頻段單通道設(shè)計結(jié)構(gòu)，只能工作在A頻段 (1880MHz 1920MHz)或B頻段(2010MHz 2025MHz)中的一個頻段，即單頻段RRU。這種 RRU內(nèi)部的射頻收發(fā)信機模塊、射頻功放模塊、天線濾波器都針對A或B頻段的單通道、單頻 段設(shè)計。其中收發(fā)信機模塊采用A頻段或B頻段的窄帶射頻本振電路、混頻器、放大器和濾 波器實現(xiàn)；射頻功放模塊是針對A頻段或B頻段的窄帶匹配功放；天線濾波器是針對A頻段 或B頻段的單通道窄帶濾波器。由于上述硬件電路設(shè)計的限制，現(xiàn)有技術(shù)的這種RRU設(shè)備只能工作在A頻段或B 頻段其中的一種。當需要改變工作頻段時，就需要更換一臺另一個頻段的RRU。同時，隨著 TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)應用的發(fā)展，單頻段RRU的容量受到限制，當同一站點需要增加網(wǎng)絡(luò)容量 時，則需要再增加一臺另一個頻段的RRU。這些缺點對于TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)運行維 護、擴容、降成本等都是非常不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的是提供一種射頻拉遠單元，以實現(xiàn)支持雙頻段雙通道。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種射頻拉遠單元是這樣實現(xiàn)的一種射頻拉遠單元，包括射頻收發(fā)信機模塊，功放模塊，天線合路器，電源模塊，其 中
射頻收發(fā)信機模塊，包含兩路獨立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在 A頻段和B頻段的兩個射頻本振模塊；功放模塊，包括能夠覆蓋A、B兩個頻段的雙通道寬帶功放電路，以及分別工作A頻 段和B頻段上兩路環(huán)形器；天線合路器，具有A、B頻段濾波器功能和信號合路功能，并連接至所述兩路環(huán)形 器；由以上本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案可見，由于射頻收發(fā)信機模塊，包含兩路獨 立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在A頻段和B頻段的兩個射頻本振模塊，功 放模塊包括分別工作A頻段和B頻段上兩路環(huán)形器，天線合路器具有A、B頻段濾波器功能 和信號合路功能，并連接至所述兩路環(huán)形器同時支持TDSCDMA系統(tǒng)的A、B兩個頻段，從而可 以實現(xiàn)支持雙頻段雙通道。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種射頻拉遠單元的組成框圖；圖2為本發(fā)明一射頻拉遠單元實施例的組成框圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中單通道單頻段射頻收發(fā)信機的框圖；圖4為本發(fā)明一射頻拉遠單元實施例中射頻收發(fā)信機的框圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)射頻拉遠單元中射頻前端的環(huán)形器和天線濾波器組成框圖；圖6為本發(fā)明射頻拉遠單元實施例中射頻前端的環(huán)形器和天線濾波器組成框圖；圖7為本發(fā)明射頻拉遠單元實施例中包含開關(guān)矩陣電路的射頻收發(fā)信機的框圖；圖8為本發(fā)明實施例中兩個通道時隙控制的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種射頻拉遠單元。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本 發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。圖2示出了本發(fā)明射頻拉遠單元一實施例的組成框圖，如圖2中所示，本發(fā)明實施 例的射頻拉遠單元包括射頻收發(fā)信機模塊，功放模塊，天線合路器，光纖接口模塊、數(shù)字中 頻模塊，電源模塊。光纖接口模塊，用來實現(xiàn)開放式光纖接口協(xié)議的軟件和硬件(例如CPRI 協(xié)議)；數(shù)字中頻模塊，用來實現(xiàn)信號的數(shù)字域濾波等處理。該實施例相對于現(xiàn)有技術(shù)中的 RRU，在射頻收發(fā)信機模塊、功放模塊和天線濾波器模塊做了改進，具體如下1、射頻收發(fā)信機模塊現(xiàn)有的TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋RRU所采用的單通道單頻段射頻收發(fā)信機框圖如圖3 所示，包含一路發(fā)射機、一路接收機和一個射頻本振模塊。由于射頻本振模塊的限制，以及 其它硬件電路工作頻段的限制，例如，射頻放大器、射頻濾波器等器件的限制，只能固定地 工作在A頻段或B頻段。射頻本振模塊一般是由鎖相環(huán)電路做的，包含PLL鎖相環(huán)芯片和 壓控振蕩器VC0。由于現(xiàn)有技術(shù)中只有一套PLL和VC0電路，所以同時只能提供一個頻段的 本振信號。射頻放大器、射頻濾波器等器件由于其頻段限制，這些器件只能覆蓋一定寬度的 頻段。導致這種限制的因素是設(shè)計者在設(shè)計思想上和具體設(shè)計方法上沒有考慮A、B雙頻段需求進行設(shè)計，所以設(shè)計的電路也不具備同時覆蓋兩個頻段的能力。本實施例中的射頻收發(fā)信機模塊采用雙通道設(shè)計，具體可以如圖4所示，包含兩 路獨立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在A頻段和B頻段的兩個射頻本振 (Radio Frequency Localization,RFL0)模塊。一路發(fā)射機、一路接收機和一個工作在A頻 段的射頻本振模塊相連，作為工作在A頻段一個通道；另一路發(fā)射機、另一路接收機和另一 工作在B頻段的射頻本振模塊相連，作為工作在B頻段的另一通道。圖4的芯片具體為DAC 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器ADC:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器IF Filter 中頻濾波器I/Q Modulator :I/Q 調(diào)制器RF Filter 射頻濾波器RF AMP 射頻放大器Mixer 混頻器IF DGA 中頻數(shù)控增益放大器IF AMP:中頻放大器圖3中相同標注的芯片與上述類似。本實施例中的每一路發(fā)射機、接收機電路中的放大器、混頻器、調(diào)制器等射頻芯片 在選擇時，選擇能夠覆蓋TD-SCDMA的A和B兩個工作頻段的寬帶射頻集成電路芯片。2、功放模塊本實施例中的功放模塊相應地也改進為雙通道、寬頻段匹配的功放模塊。具體的， 功放模塊包括能夠覆蓋A、B兩個頻段的雙通道寬帶功放電路，以及兩路環(huán)形器，這兩路環(huán) 形器分別工作A頻段和B頻段上。本實施例中的功放模塊可以選擇功放帶寬達到145MHz即能夠同時覆蓋TD-SCDMA 系統(tǒng)A頻段(1880MHz 1920MHz)和B頻段(2010MHz 2025MHz)。寬帶射頻功放的設(shè)計 技術(shù)屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳細敘述。3、天線合路器現(xiàn)有TDSCDMA室內(nèi)覆蓋RRU射頻前端的環(huán)形器和天線濾波器組成框圖如圖5所 示。由于TD-SCDMA系統(tǒng)采用TDD時分雙工模式，上行、下行信號分時占用相同的射頻頻帶， 因此使用一路環(huán)行器和一窄帶天線濾波器。本發(fā)明實施例中，在射頻前端，將原先現(xiàn)有技術(shù)中的窄帶天線濾波器更換成同時 具有A、B頻段濾波器功能和信號合路功能的天線合路器，并連接兩路環(huán)形器(這兩路環(huán)形 器可以位于功放模塊中)，這兩路環(huán)形器，如前所述，分別工作A頻段和B頻段上。本發(fā)明實 施例的射頻前端的組成框圖可以如圖6所示。如圖5中，RRU工作在下行時隙時，來自射頻收發(fā)信機模塊2個通道的發(fā)射信號通 過環(huán)行器輸入天線合路器，天線合路器分別對2個通道的A頻段和B頻段發(fā)射信號完成濾 波，然后功率合成后發(fā)射到天線口。RRU工作在上行時隙時，從天線口接收到的信號分路后 經(jīng)過A頻段和B頻段的信號濾波，分別將A頻段和B頻段的接收信號輸出給射頻收發(fā)信機 模塊對應的接收通道。
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同時，本發(fā)明實施例中的天線合路器采用外置安裝的方式，可以在現(xiàn)場直接更換。 不需要像現(xiàn)有RRU—樣，由于采用箱體內(nèi)置天線濾波器，所以需要拆開RRU箱體后才能更換 天線濾波器。如果需要將本發(fā)明實施例中的RRU改為雙天線RRU時，只需要將天線合路器更換 為雙通道天線濾波器即可，則功能等于2個現(xiàn)有RRU相加。需要指出的是，本發(fā)明的射頻收發(fā)信機，通過采用更先進的硬件器件(例如FPGA 等)和軟件實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)(例如DDC/DUC/DPD等)，可以使容量有所增加。例如，可以使 本發(fā)明實施例的射頻收發(fā)信機能夠分別獨立地處理兩通道12載波TD-SCDMA信號。另外，本發(fā)明實施例中的射頻收發(fā)信機，在采用雙通道設(shè)計的基礎(chǔ)上，具體的，在 包含兩路獨立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在A頻段和B頻段的兩個射頻本 振模塊的基礎(chǔ)上，還可以包括開關(guān)矩陣電路，如圖7所示。利用增加的開關(guān)矩陣電路，通過 軟件配置，每一路開關(guān)矩陣電路可以實現(xiàn)一路收發(fā)信機兩個通道工作頻段的靈活切換。例 如，如圖7中所示，通過軟件設(shè)置，當單刀雙擲開關(guān)1設(shè)置在上方輸入端時，收發(fā)信通道1選 擇A頻段本振信號輸入，工作在A頻段；設(shè)置在下方輸入端時，收發(fā)信通道1選擇B頻段本 振信號輸入，工作在B頻段。通道2對應的開關(guān)2功能與此類似。RRU通過將外置的A+B雙頻段合路器更換為A頻段、B頻段或A+B雙頻段的雙通 道濾波器，同時對應設(shè)置上述收發(fā)信機的本振開關(guān)矩陣以設(shè)置收發(fā)信機兩個通道的工作頻 率，即可將RRU配置為不同類型的雙天線的雙通道RRU，總?cè)萘康韧趦膳_現(xiàn)有A頻段或B 頻段RRU的總和。需要注意的是，射頻收發(fā)信機的開關(guān)矩陣電路最好選擇隔離度較好的開關(guān)矩陣電 路并做好端口匹配，以避免兩個頻段本振信號之間的泄漏(現(xiàn)有射頻開關(guān)芯片的隔離度可 達60dBc以上滿足要求)，同時在設(shè)計中可以在A頻段采用低本振，B頻段采用高本振以進 一步降低造成相互干擾的可能性。TD-SCDMA系統(tǒng)采用了 TDD時分復用技術(shù)。一個無線子幀包含7個業(yè)務(wù)時隙，分配 為上行時隙和下行時隙。根據(jù)不同類型的上下行業(yè)務(wù)的需要，可以配置成上下行時隙不同 比例的時隙結(jié)構(gòu)，所以能很好地支持非對稱業(yè)務(wù)。在上述本發(fā)明實施例的基礎(chǔ)上，兩個通道還可以采用獨立的兩組時隙控制信號， 從而使兩個通道工作在不同的時隙結(jié)構(gòu)設(shè)置上，使得時隙資源的配置更加靈活。兩個通道 時隙控制的示意圖如圖8所示，兩個通道表示為A通道、B通道。圖中，Txon和Rxon為收 發(fā)控制信號，控制射頻發(fā)射機和接收機，在高電平時上電工作，采用分時工作的TDD方式。 Frame表示幀同步信號，slot表示時隙同步信號，Data表示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、Swen表示開關(guān)使能。 在A通道和B通道獨立的收發(fā)控制信號的控制下，兩個通道可以獨立地配置時隙結(jié)構(gòu)。例 如圖中的A通道時隙結(jié)構(gòu)配置為3上4下，同時B通道則配置為2上5下。本發(fā)明實施例中的RRU設(shè)計通過提供2組獨立的TD-SCDMA時隙控制信號，實現(xiàn)兩 個收發(fā)信通道獨立的、不同的時隙配置。同時為了保證處于發(fā)射狀態(tài)的通道對于處于接收 狀態(tài)的通道不構(gòu)成信號干擾，需要注意RRU內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證兩個通道之間的射頻屏 蔽和隔離，同時前述的天線合路器也需要具有足夠的通道隔離。在現(xiàn)有硬件技術(shù)水平條件 下，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和電路設(shè)計是可以滿足要求的。本發(fā)明的射頻拉遠單元實施例，由于射頻收發(fā)信機模塊，包含兩路獨立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在A頻段和B頻段的兩個射頻本振模塊，功放模塊包括分 別工作A頻段和B頻段上兩路環(huán)形器，天線合路器具有A、B頻段濾波器功能和信號合路功 能，并連接至所述兩路環(huán)形器同時支持TDSCDMA系統(tǒng)的A、B兩個頻段，從而有利于TDSCDMA 室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和工作頻段的靈活配置，支持A、B兩個頻段TD-SCDMA信號時隙結(jié)構(gòu)的 獨立、靈活配置，對不同類型業(yè)務(wù)的適應性較強。天線合路器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用外置安裝方 式，可以方便地更換。內(nèi)部射頻收發(fā)信機模塊可軟件配置工作頻段，因此可以方便地更換成 2天線形式以及A+A，B+B的工作頻段的RRU。 上述雖然通過實施例描繪了本發(fā)明實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有 許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫 離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
一種射頻拉遠單元，其特征在于，包括射頻收發(fā)信機模塊，功放模塊，天線合路器，電源模塊，其中射頻收發(fā)信機模塊，包含兩路獨立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在A頻段和B頻段的兩個射頻本振模塊；功放模塊，包括能夠覆蓋A、B兩個頻段的雙通道寬帶功放電路，以及分別工作A頻段和B頻段上兩路環(huán)形器；天線合路器，具有A、B頻段濾波器功能和信號合路功能，并連接至所述兩路環(huán)形器；電源模塊，用于為其它電路供電。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻拉遠單元，其特征在于，所述射頻發(fā)射模塊中，每一路發(fā)射 機、接收機電路中的放大器、混頻器、調(diào)制器為能夠覆蓋TD-SCDMA的A和B兩個工作頻段的 寬帶射頻集成電路芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻拉遠單元，其特征在于，所述天線合路器采用外置安裝方式。
4.如權(quán)利要求1所述的射頻拉遠單元，其特征在于，當采用雙天線時，所述天線合路器 更換為雙通道天線濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的射頻拉遠單元，其特征在于，還包括兩路開關(guān)矩陣電路，每一路 開關(guān)矩陣電路實現(xiàn)一路收發(fā)信機在兩個通道工作頻段的切換。
6.如權(quán)利要求1所述的射頻拉遠單元，其特征在于，兩個通道采用獨立的兩組時隙控 制信號。
全文摘要
一種射頻拉遠單元，包括射頻收發(fā)信機模塊，功放模塊，天線合路器，光纖接口模塊、數(shù)字中頻模塊，電源模塊，其中射頻收發(fā)信機模塊，包含兩路獨立的發(fā)射機、兩路獨立的接收機，以及分別工作在A頻段和B頻段的兩個射頻本振模塊；功放模塊，包括能夠覆蓋A、B兩個頻段的雙通道寬帶功放電路，以及分別工作A頻段和B頻段上兩路環(huán)形器；天線合路器，具有A、B頻段濾波器功能和信號合路功能，并連接至所述兩路環(huán)形器利用本發(fā)明，可以實現(xiàn)支持雙頻段雙通道。
文檔編號H04B1/00GK101877917SQ20091008274
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者段滔, 顧偉 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司