專利名稱：一種自動(dòng)設(shè)置載頻的gsm數(shù)字無(wú)線直放站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信信號(hào)的覆蓋系統(tǒng)，特別是涉及一種載頻自動(dòng)設(shè)置的 GSM數(shù)字無(wú)線直放站。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通信迅速發(fā)展的今天，無(wú)論何種無(wú)線通信的覆蓋區(qū)域由于射頻信號(hào)傳播特 性和人工或自然物體的遮擋，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)、弱信號(hào)區(qū)，這些區(qū)域容易出現(xiàn)接通率低、漫 游不暢、掉話甚至接收不到信號(hào)等現(xiàn)象，給GSM手機(jī)用戶帶來(lái)不便。這是因?yàn)槟壳皞鹘y(tǒng)的 GSM無(wú)線直放站一般為模擬的，其原理比較簡(jiǎn)單，上下行鏈路由有源射頻信號(hào)放大模塊、無(wú) 源濾波模塊和模擬選頻模塊組成，其工作載波設(shè)置需人手動(dòng)設(shè)置后方可使用，基站信源載 波配置需要事先知道方能開(kāi)站工作，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中如果信源基站扇區(qū)載波配置發(fā)生變化 而工程技術(shù)人員又不在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，將會(huì)使GSM無(wú)線直放站的工作載波無(wú)法得到更新，進(jìn)而使 得GSM無(wú)線直放站不能正常工作，給GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋造成嚴(yán)重影響。這就要求有能夠具備載頻自動(dòng)設(shè)置的GSM數(shù)字無(wú)線直放站設(shè)備，使當(dāng)信源基站扇 區(qū)載波配置參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，GSM數(shù)字無(wú)線直放站能夠自動(dòng)更新并設(shè)置載波配置參數(shù)，保證 系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。而GSM數(shù)字無(wú)線直放站能夠有效的解決此類問(wèn)題，它具備體積小、成 本低、安裝方便、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，成為極其重要的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段，以提高通信質(zhì)量，解決弱 信號(hào)區(qū)和盲區(qū)的掉話等問(wèn)題，給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)極大的便利。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放 站，可以使直放站的載波配置參數(shù)隨信源基站扇區(qū)的載波配置參數(shù)變化而變化極大減輕直 放站的工程維護(hù)壓力，極大地降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的成本，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，包括一施 主端雙工器、一下行低噪聲放大器、一上行低噪聲放大器、一第一變頻模塊、一數(shù)據(jù)處理模 塊、一第二變頻模塊、一下行功放電路、一上行功放電路、一重發(fā)端雙工器、一監(jiān)控單元以及 一電源單元；所述施主端雙工器、下行低噪聲放大器、第一變頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、第二變 頻模塊、下行功放電路、重發(fā)端雙工器依次連接為下行鏈路；所述重發(fā)端雙工器、上行低噪 聲放大器、第二變頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、第一變頻模塊、上行功放電路、施主端雙工器依次 連接為上行鏈路。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括分別相互連接的一 MCU單元、一 FPGA(Field-Programmable Gate Array現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)芯片、一時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊， 以及均分別與該FPGA芯片、MCU單元、時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊連接的一下行A/D模塊、一上行 A/D模塊、一下行D/A模塊、一上行D/A模塊；且所述下行A/D模塊和上行D/A模塊均與所 述第一變頻模塊連接；所述下行D/A模塊和上行A/D模塊均與所述第二變頻模塊連接。進(jìn)一步地，所述第一變頻模塊包括依次連接的一下行介質(zhì)濾波器、一下行高線性混頻器、一下行第一中頻放大器、一下行中頻聲表濾波器、一下行第二中頻放大器，以及與 所述下行高線性混頻器連接的下行鎖相環(huán)；所述第一變頻模塊還包括依次連接的一上行中 頻聲表濾波器、一上行中頻放大器、一上行高線性混頻器、一上行第一介質(zhì)濾波器、一上行 信號(hào)放大器、一上行第二介質(zhì)濾波器，以及與所述上行高線性混頻器連接的上行鎖相環(huán)；所 述第一變頻模塊還包括連接于所述下行鎖相環(huán)和上行鎖相環(huán)之間的一 CPU。進(jìn)一步地，所述第二變頻模塊包括依次連接的一上行中頻聲表濾波器、一上行中 頻放大器、一上行高線性混頻器、一上行介質(zhì)濾波器、一上行信號(hào)放大器，以及與所述上行 高線性混頻器連接的上行鎖相環(huán)；所述第二變頻模塊還包括依次連接的一下行介質(zhì)濾波 器、一下行高線性混頻器、一下行第一中頻放大器、一下行中頻聲表濾波器、一下行第二中 頻放大器，以及與所述下行高線性混頻器連接的下行鎖相環(huán)；所述第二變頻模塊還包括連 接于所述下行鎖相環(huán)和上行鎖相環(huán)之間的一 CPU。進(jìn)一步地，所述下行鎖相環(huán)和上行鎖相環(huán)均采用LMX2531芯片，且該LMX2531芯片 為VC0+PLL的集成芯片。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊運(yùn)用功能強(qiáng)大的FPGA器件對(duì)數(shù)字化 后的GSM廣播信道進(jìn)行解調(diào)及信道譯碼，提取GSM系統(tǒng)時(shí)隙的同步時(shí)鐘，再根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織、解卷積、循環(huán)冗余碼校驗(yàn)等計(jì)算過(guò)程，最后提取出該小區(qū)相關(guān)的BCCH 頻點(diǎn)及TCH頻點(diǎn)信息，從而使GSM數(shù)字無(wú)線直放站能夠?qū)崟r(shí)獲取該小區(qū)當(dāng)前時(shí)刻所有的載 波信道號(hào)，一旦信源基站扇區(qū)載波配置發(fā)生變化設(shè)備能夠自動(dòng)更新并設(shè)置載波配置參數(shù)， 該技術(shù)利用FPGA運(yùn)算速度快并且具有并行處理能力的硬件架構(gòu)，能夠很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)多類 數(shù)據(jù)的同時(shí)處理無(wú)需設(shè)計(jì)繁雜的循環(huán)控制。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型GSM數(shù)字無(wú)線直放站的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)處理模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本實(shí)用新型中第一變頻模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本實(shí)用新型中第二變頻模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本實(shí)用新型GSM數(shù)字無(wú)線直放站組網(wǎng)方式示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站10，包括一施主端 雙工器11、一下行低噪聲放大器21、一上行低噪聲放大器22、一第一變頻模塊3、一數(shù)據(jù)處 理模塊4、一第二變頻模塊5、一下行功放電路61、一上行功放電路62、一重發(fā)端雙工器12、 一監(jiān)控單元7以及一電源單元8 ；所述施主端雙工器11、下行低噪聲放大器21、第一變頻模 塊3、數(shù)據(jù)處理模塊4、第二變頻模塊6、下行功放電路61、重發(fā)端雙工器12依次連接為下行 鏈路；所述重發(fā)端雙工器12、上行低噪聲放大器22、第二變頻模塊5、數(shù)據(jù)處理模塊4、第一 變頻模塊3、上行功放電路62、施主端雙工器11依次連接為下行鏈路。所述監(jiān)控單元7用 以監(jiān)控上述下行鏈路和下行鏈路各單元的工作情況，所述電源單元8為上述下行鏈路和下 行鏈路各單元供電。[0018]如圖2所示，所述數(shù)據(jù)處理模塊4包括分別相互連接的一 MCU單元41、一 FPGA (Field-Programmable Gate Array現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)芯片42、一時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模 塊43，以及均分別與該MCU單元41、FPGA芯片42、時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊43連接的一下行A/ D模塊44、一上行A/D模塊45、一下行D/A模塊46、一上行D/A模塊47 ；且所述下行A/D模 塊44和上行D/A模塊47均與所述第一變頻模塊3連接；所述下行D/A模塊46和上行A/D 模塊45均與所述第二變頻模塊6連接。時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊43負(fù)責(zé)對(duì)下行A/D模塊44、 上行A/D模塊45、下行D/A模塊46、上行D/A模塊47和FPGA芯片42等模塊提供參考時(shí)鐘， MCU單元41負(fù)責(zé)對(duì)各功能單元進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和有效監(jiān)控。如圖3所示，所述第一變頻模塊3包括依次連接的一下行介質(zhì)濾波器311、一下行 高線性混頻器312、一下行第一中頻放大器313、一下行中頻聲表濾波器314、一下行第二 中頻放大器315，以及與所述下行高線性混頻器312連接的下行鎖相環(huán)316 ；所述第一變頻 模塊3還包括依次連接的一上行中頻聲表濾波器321、一上行中頻放大器322、一上行高線 性混頻器323、一上行第一介質(zhì)濾波器324、一上行信號(hào)放大器325、一上行第二介質(zhì)濾波器 326，以及與所述上行高線性混頻器323連接的上行鎖相環(huán)327 ；所述第一變頻模塊3還包 括連接于所述下行鎖相環(huán)316和上行鎖相環(huán)327之間的一 CPU33。如圖4所示，所述第二變頻模塊5包括依次連接的一上行中頻聲表濾波器511、一 上行中頻放大器512、一上行高線性混頻器513、一上行介質(zhì)濾波器514、一上行信號(hào)放大 器515，以及與所述上行高線性混頻器513連接的上行鎖相環(huán)516 ；所述第二變頻模塊5還 包括依次連接的一下行介質(zhì)濾波器521、一下行高線性混頻器522、一下行第一中頻放大器 523、一下行中頻聲表濾波器524、一下行第二中頻放大器525，以及與所述下行高線性混頻 器522連接的下行鎖相環(huán)526 ；所述第二變頻模塊5還包括連接于所述上行鎖相環(huán)516和 下行鎖相環(huán)526之間的一 CPU。所述下行鎖相環(huán)316(526)和上行鎖相環(huán)327(516)均采用LMX2531芯片，且該 LMX2531芯片為VC0+PLL的集成芯片。如圖5所示，GSM(BTS)基站20通過(guò)天線將該扇區(qū)基站信號(hào)發(fā)射到覆蓋區(qū)域，以達(dá) 到對(duì)弱信號(hào)區(qū)和信號(hào)盲區(qū)進(jìn)行高質(zhì)量的信號(hào)覆蓋，在基站覆蓋小區(qū)的邊沿地帶(即弱信號(hào) 區(qū)域)安放上本實(shí)用新型的GSM數(shù)字無(wú)線直放站10以增強(qiáng)原基站的信號(hào)強(qiáng)度，從而擴(kuò)大基 站信號(hào)的覆蓋面積。結(jié)合圖1至圖5所示，下行鏈路下行信號(hào)經(jīng)施主天線通過(guò)施主端雙工器11對(duì)下 行RF射頻無(wú)用信號(hào)進(jìn)行濾波處理，經(jīng)過(guò)下行低噪聲放大器21進(jìn)行放大和第一變頻模塊3 的下變頻至中頻信號(hào)，然后由數(shù)字處理模塊4的下行A/D模塊44對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行AD帶通 采樣達(dá)到可操作范圍，再運(yùn)用FPGA芯片42對(duì)數(shù)字化后的中頻信號(hào)進(jìn)行基帶解調(diào)，由時(shí)鐘產(chǎn) 生及分配模塊43提取GSM系統(tǒng)的同步時(shí)鐘，再根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織、解卷 積、循環(huán)冗余碼校驗(yàn)等計(jì)算過(guò)程，最后提取出該小區(qū)相關(guān)的BCCH頻點(diǎn)及TCH頻點(diǎn)信息，進(jìn)而 計(jì)算出基站扇區(qū)載波配置參數(shù)，同時(shí)下行信號(hào)經(jīng)過(guò)多級(jí)的低通濾波處理，再由下行D/A模 塊46將其恢復(fù)為中頻信號(hào)，再經(jīng)第二變頻模塊5的上變頻將其上變至射頻信號(hào)，最后射頻 信號(hào)經(jīng)線性功放放大再經(jīng)雙工器濾波從重發(fā)天線發(fā)射至覆蓋區(qū)域；上行鏈路上行信號(hào)通過(guò)重發(fā)端雙工器12濾波處理后，經(jīng)過(guò)上行低噪聲放大器22 進(jìn)行放大和第二變頻模塊5的下變頻到中頻信號(hào)，然后由數(shù)字處理模塊4的上行A/D模塊45對(duì)其進(jìn)行AD帶通采樣，再經(jīng)FPGA芯片42對(duì)數(shù)字化后的中頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)的低通濾波處 理，再由上行D/A模塊47將其恢復(fù)為中頻信號(hào)，再經(jīng)第一變頻模塊3的上變頻恢復(fù)至射頻 信號(hào)，最后經(jīng)上行功放電路62放大再經(jīng)施主端雙工器11濾波將GSM上行信號(hào)從施主天線 發(fā)射至基站20上行信號(hào)接收端。 如前所述，本實(shí)用新型的GSM數(shù)字無(wú)線直放站10由于能夠?qū)崟r(shí)獲取該小區(qū)當(dāng)前 時(shí)刻所有的載波信道號(hào)，可根據(jù)當(dāng)前載波配置自動(dòng)設(shè)置工作信道，因此設(shè)備工作載頻將與 GSM(BTS)基站20扇區(qū)時(shí)刻保持一致，使無(wú)線直放站具備智能化功能，能夠極大減輕GSM數(shù) 字無(wú)線直放站10的工程維護(hù)壓力，極大地降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的成本，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。
權(quán)利要求一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，其特征在于包括一施主端雙工器、一下行低噪聲放大器、一上行低噪聲放大器、一第一變頻模塊、一數(shù)據(jù)處理模塊、一第二變頻模塊、一下行功放電路、一上行功放電路、一重發(fā)端雙工器、一監(jiān)控單元以及一電源單元；所述施主端雙工器、下行低噪聲放大器、第一變頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、第二變頻模塊、下行功放電路、重發(fā)端雙工器依次連接為下行鏈路；所述重發(fā)端雙工器、上行低噪聲放大器、第二變頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、第一變頻模塊、上行功放電路、施主端雙工器依次連接為上行鏈路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，其特征在于所述 數(shù)據(jù)處理模塊包括分別相互連接的一 MCU單元、一 FPGA芯片、一時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊，以及 均分別與該FPGA芯片、MCU單元、時(shí)鐘產(chǎn)生及分配模塊連接的一下行A/D模塊、一上行A/D 模塊、一下行D/A模塊、一上行D/A模塊；且所述下行A/D模塊和上行D/A模塊均與所述第一變頻模塊連接；所述下行D/A模塊和上行A/D模塊均與所述第二變頻模塊連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，其特征在于所述第一變頻模塊包括依次連接的一下行介質(zhì)濾波器、一下行高線性混頻器、一下行第一中頻放大器、一下行中頻聲表濾波器、一下行第二中頻放大器，以及與所述下行高線性 混頻器連接的下行鎖相環(huán)；所述第一變頻模塊還包括依次連接的一上行中頻聲表濾波器、一上行中頻放大器、一 上行高線性混頻器、一上行第一介質(zhì)濾波器、一上行信號(hào)放大器、一上行第二介質(zhì)濾波器， 以及與所述上行高線性混頻器連接的上行鎖相環(huán)；所述第一變頻模塊還包括連接于所述下行鎖相環(huán)和上行鎖相環(huán)之間的一 CPU。
4.如權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，其特征在于所述第二變頻模塊包括依次連接的一上行中頻聲表濾波器、一上行中頻放大器、一上 行高線性混頻器、一上行介質(zhì)濾波器、一上行信號(hào)放大器，以及與所述上行高線性混頻器連 接的上行鎖相環(huán)；所述第二變頻模塊還包括依次連接的一下行介質(zhì)濾波器、一下行高線性混頻器、一下 行第一中頻放大器、一下行中頻聲表濾波器、一下行第二中頻放大器，以及與所述下行高線 性混頻器連接的下行鎖相環(huán)；所述第二變頻模塊還包括連接于所述下行鎖相環(huán)和上行鎖相環(huán)之間的一 CPU。
5.如權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，其特征在于所述 下行鎖相環(huán)和上行鎖相環(huán)均采用LMX2531芯片，且該LMX2531芯片為VC0+PLL的集成芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)設(shè)置載頻的GSM數(shù)字無(wú)線直放站，包括一施主端雙工器、一下行低噪聲放大器、一上行低噪聲放大器、一第一變頻模塊、一數(shù)據(jù)處理模塊、一第二變頻模塊、一下行功放電路、一上行功放電路、一重發(fā)端雙工器、一監(jiān)控單元以及一電源單元；所述施主端雙工器、下行低噪聲放大器、第一變頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、第二變頻模塊、下行功放電路、重發(fā)端雙工器依次連接為下行鏈路；所述重發(fā)端雙工器、上行低噪聲放大器、第二變頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、第一變頻模塊、上行功放電路、施主端雙工器依次連接為上行鏈路。本實(shí)用新型使直放站的載波配置參數(shù)隨信源基站扇區(qū)的載波配置參數(shù)變化而變化，以減輕直放站的工程維護(hù)，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。
文檔編號(hào)H04B1/40GK201717856SQ20102026454
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者董文峰 申請(qǐng)人:福建三元達(dá)通訊股份有限公司