專利名稱：3g寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信領(lǐng)域，特別是一種基于3G的超遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前地處偏遠(yuǎn)山區(qū)的寬帶用戶數(shù)量較少，由于與外界溝通困難，消息較為閉塞，不能及時了解實(shí)事狀況，給信息傳播產(chǎn)生了較大障礙。究其原因主要是由于運(yùn)營商在寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面存在的缺陷，目前寬帶的接入只能通過電纜引入實(shí)現(xiàn)，這就造成了運(yùn)營商在建設(shè)初期的高成本投入，而且在后期的維護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)資源擴(kuò)展方面都較為困難，對于運(yùn)營商來說投入的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于寬帶的使用費(fèi)。3G是第三代移動通信技術(shù)的簡稱，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)，能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息。目前國內(nèi)的3G通信網(wǎng)絡(luò)支持國際電聯(lián)確定的三個無線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國電信的CDMA2000、中國聯(lián)通的WCDMA以及中國移動的TD-SCDMA。CDMA使用碼分?jǐn)U頻技術(shù)，先進(jìn)功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM的網(wǎng)絡(luò)容量，業(yè)界已經(jīng)將CDMA技術(shù)作為3G的主流技術(shù)。目前電信和移動運(yùn)營商建立的3G移動通信系統(tǒng)是采用基站配合服務(wù)天線的方式進(jìn)行無線信號覆蓋，其中基站與各服務(wù)天線之間均采用高頻頻段進(jìn)行信息傳輸，根據(jù)菲涅爾理論R=O. 5( XD)，其中λ為波長，D為兩天線之間直線距離，當(dāng)兩天線直線距離固定時，菲涅爾半徑隨著頻率的減小而增大。當(dāng)采用高頻傳輸時，菲涅爾的半徑自然減小，造成空間傳播損耗過大，繞射能力減弱，因此目前的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸僅局限于可視距離內(nèi)的覆蓋，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足丘陵、山區(qū)以及森林等地區(qū)的覆蓋率。再加上通信頻率資源的有限性，運(yùn)營商必須利用有限的頻率資源去保證無線通信業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展。因此如何建立一種3G無線超遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，快速實(shí)現(xiàn)低成本寬帶接入偏遠(yuǎn)地區(qū)成為亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，能夠進(jìn)行超遠(yuǎn)程傳輸，以提高無線網(wǎng)絡(luò)信號在多丘陵、山區(qū)以及森林地帶的覆蓋率，解決快速實(shí)現(xiàn)低成本寬帶接入偏遠(yuǎn)地區(qū)的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下。3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，包括設(shè)置在基站上用于將高頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l信號的近端機(jī)、設(shè)置在服務(wù)站上用于將中頻信號還原為高頻信號的遠(yuǎn)端機(jī)以及設(shè)置在用戶端的WCDMA數(shù)據(jù)卡，所述近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，中繼天線的傳輸頻率采用中頻帶寬；所述WCDMA數(shù)據(jù)卡與服務(wù)站之間通過服務(wù)天線進(jìn)行信息傳輸。所述近端機(jī)的具體結(jié)構(gòu)為所述近端機(jī)包括雙工器I、雙工器II、以及設(shè)置在雙工器I和雙工器II之間的射頻信號處理模塊I ;所述雙工器I與基站間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)互相通信，雙工器II通過中繼天線與遠(yuǎn)端機(jī)之間互相通信；所述射頻信號處理模塊I包括可控射頻衰減器、FPGA I、下變頻模塊I、低噪聲功率放大器I和無源濾波器I，所述雙工器I的輸出端依次經(jīng)可控射頻衰減器、FPGA I、下變頻模塊I、無源濾波器I與雙工器II的輸入端連接；所述雙工器II的輸出端依次經(jīng)無源濾波器I、低噪聲功率放大器I、FPGA I、可控射頻衰減器與雙工器I的輸入端連接。所述遠(yuǎn)端機(jī)的具體結(jié)構(gòu)為所述遠(yuǎn)端機(jī)包括雙工器III、雙工器IV以及設(shè)置在雙工器III、雙工器IV之間的射頻信號處理模塊II，所述雙工器III與近端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，雙工器IV與服務(wù)站之間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)互相通信；所述射頻信號處理模塊II包括無源濾波器II、低噪聲功率放大器II、FPGA II、上變頻模塊和下變頻模塊II，所述雙工器III的輸出端依次經(jīng)無源濾波器II、低噪聲功率放大器II、FPGA II、上變頻模塊與雙工器IV連接，所述雙工器IV的輸出端依次經(jīng)低噪聲功率放大器II、FPGA II、下變頻模塊II、無源濾波器II與雙工器III的輸入端連接。本實(shí)用新型的改進(jìn)在于所述下變頻模塊I和下變頻模塊II中均設(shè)置有中頻混頻器，所述中頻混頻器均采用用于將190(Γ2200ΜΗζ的高頻信號轉(zhuǎn)換為230MHz中頻信號的混頻器。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述無源濾波器I和無源濾波器II均采用數(shù)字濾波器。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型取得的技術(shù)進(jìn)步如下。本實(shí)用新型基于WCDMA接口標(biāo)準(zhǔn)，通過在目前現(xiàn)有的基站上安裝近端機(jī)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)的服務(wù)塔上安裝遠(yuǎn)端機(jī)，實(shí)現(xiàn)無線通信的超遠(yuǎn)程傳輸，無需鋪設(shè)電纜即可解決偏遠(yuǎn)山區(qū)的3G寬帶接入問題，提高無線網(wǎng)絡(luò)信號在多丘陵、山區(qū)以及森林地帶的覆蓋率。本實(shí)用新型的近端機(jī)采用飛地壓擴(kuò)技術(shù)以及數(shù)字微波通信技術(shù)將占用較大帶寬的WCDMA/GSM/DCS通信信號通過數(shù)字中頻處理技術(shù)移至較窄的230MHz左右的頻帶進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，通過超遠(yuǎn)距離的中繼傳輸后，再經(jīng)近端機(jī)將230MHz的中頻信號還原成190(Γ2200ΜΗζ頻段的WCDMA/GSM/DCS信號，最后通過服務(wù)天線覆蓋整個區(qū)域。本實(shí)用新型由于采用了 230MHz左右的中頻信號進(jìn)行中繼傳輸，因此具有良好的傳輸和繞過障礙物的特性，減少了空間傳輸?shù)乃ズ模箓鬏斁嚯x以及菲涅爾繞射半徑大大增加。本實(shí)用新型中繼傳輸?shù)闹欣^頻率設(shè)置為可以以50kHz為步長進(jìn)行調(diào)整的方式，可提高本實(shí)用新型的抗干擾能力以及通用性。無源濾波器采用數(shù)字濾波器具有較高的帶外抑制作用，使得本實(shí)用新型在使用過程中，有效避免鄰頻干擾以及減少中繼傳輸?shù)念l率資源。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，如圖I所示。包括近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)以及WCDMA數(shù)據(jù)卡，近端機(jī)安裝在基站上，遠(yuǎn)端機(jī)安裝在服務(wù)站上，WCDMA數(shù)據(jù)卡安裝在用戶端。近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，中繼天線的傳輸頻率為230MHz，WCDMA數(shù)據(jù)卡與服務(wù)站之間通過服務(wù)天線互相通信?；景l(fā)射的190(Γ2200ΜΗζ高頻WCDMA/GSM/DCS信號經(jīng)近端機(jī)處理后變?yōu)?30M頻段的中頻信號，中頻信號經(jīng)中繼天線傳輸給服務(wù)站上的遠(yuǎn)端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)將接收到的230M頻段的中頻信號上變頻為190(Γ2200ΜΗζ高頻WCDMA/GSM/DCS信號后，發(fā)送給服務(wù)站，服務(wù)站通過服務(wù)天線再將高頻信號傳輸給用戶端的WCDMA數(shù)據(jù)卡，便能夠?qū)崿F(xiàn)3G寬帶無線信號接入，供用戶上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)站信息。當(dāng)用戶需要發(fā)布信息時，WCDMA數(shù)據(jù)卡將用戶發(fā)布的信息通過服務(wù)天線發(fā)送給服務(wù)站，服務(wù)站再將接收的信號發(fā)送給遠(yuǎn)端機(jī)，當(dāng)遠(yuǎn)端機(jī)接收到服務(wù)站上發(fā)射的190(Γ2200ΜΗζ高頻WCDMA/GSM/DCS信號時，將其下變頻為230M頻段的中頻信號，再經(jīng)中繼天線傳輸給基站上的近端機(jī)，近端機(jī)再將中頻信號進(jìn)行處理后，傳送至基站。從此便可實(shí)現(xiàn)基站與用戶間的互相通信，完成超遠(yuǎn)距離的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。本實(shí)用新型的近端機(jī)包括雙工器I、雙工器II、以及設(shè)置在雙工器I和雙工器II之間的射頻信號處理模塊I。雙工器I與基站間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)互相通信，雙工器II通過中繼天線與遠(yuǎn)端機(jī)之間互相通信。其中射頻信號處理模塊I包括可控射頻衰減器、FPGA I、下變頻模塊I、低噪聲功率放大器I和無源濾波器I。無源濾波器I采用數(shù)字濾波 器，可以保證近端機(jī)具有較高的帶外抑制功能。下變頻模塊I中設(shè)置有中頻混頻器，中頻混頻器用于將190(Γ2200ΜΗζ的高頻信號轉(zhuǎn)換為230MHz中頻信號。近端機(jī)信號下行工作過程近端機(jī)中雙工器I的輸出端依次經(jīng)可控射頻衰減器、FPGA I、下變頻模塊I、無源濾波器I與雙工器II的輸入端連接。首先雙工器I將從基站接收的190(Γ2200ΜΗζ高頻WCDMA/GSM/DCS信號傳輸給可控射頻衰減器進(jìn)行衰減，然后將衰減后的高頻信號傳遞給FPGA I進(jìn)行信號處理，高頻信號在FPGA I中經(jīng)過數(shù)字信道濾波、時隙靜噪、時延處理等操作后，將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并輸出給下變頻模塊I，下變頻模塊I中的中頻混頻器將90(Γ2200ΜΗζ的高頻信號轉(zhuǎn)換為230MHz中頻信號，并將中頻信號傳輸給無源濾波器I進(jìn)行濾波處理，最后經(jīng)濾波后的中頻信號通過雙工器II發(fā)送給中繼天線進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。近端機(jī)的信號上行工作過程近端機(jī)中雙工器II的輸出端依次經(jīng)無源濾波器I、低噪聲功率放大器I、FPGA I、可控射頻衰減器與雙工器I的輸入端連接。首先雙工器II將接收的中頻信號送入無源濾波器I進(jìn)行濾波處理，然后通過低噪聲功率放大器I進(jìn)行功率放大，并傳輸給FPGA I進(jìn)行數(shù)字信道濾波、時隙靜噪、時延等處理操作，同時將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號后輸出給可控射頻衰減器，可控射頻衰減器將模擬信號處理后再傳送至基站。本實(shí)用新型的遠(yuǎn)端機(jī)包括雙工器III、雙工器IV以及設(shè)置在雙工器III、雙工器IV之間的射頻信號處理模塊II。雙工器III與近端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，雙工器IV與服務(wù)站之間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)互相通信。其中射頻信號處理模塊II包括無源濾波器II、低噪聲功率放大器II、FPGA II、上變頻模塊和下變頻模塊II。無源濾波器II同樣采用數(shù)字濾波器，可以保證遠(yuǎn)端機(jī)具有較高的帶外抑制功能。下變頻模塊II中同樣設(shè)置有中頻混頻器，中頻混頻器用于將190(Γ2200ΜΗζ的高頻信號轉(zhuǎn)換為230MHz中頻信號。上變頻模塊中設(shè)置有上變頻混頻器，用于將230MHz中頻信號轉(zhuǎn)換為190(Γ2200ΜΗζ的高頻信號。遠(yuǎn)端機(jī)信號下行工作過程為遠(yuǎn)端機(jī)中雙工器III的輸出端依次經(jīng)無源濾波器II、低噪聲功率放大器II、FPGA II、上變頻模塊與雙工器IV連接。首先雙工器III將接收的中頻信號送入無源濾波器II進(jìn)行濾波處理，然后通過低噪聲功率放大器II進(jìn)行功率放大，并傳輸給FPGA II進(jìn)行數(shù)字信道濾波、時隙靜噪、時延等處理操作，同時將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號后輸出給上變頻模塊，上變頻模塊中的上變頻混頻器將230MHz中頻信號轉(zhuǎn)換為190(Γ2200ΜΗζ的高頻信號，并傳輸給服務(wù)站，服務(wù)站上的服務(wù)天線再將高頻線號傳輸給用戶。近端機(jī)信號上行工作過程為遠(yuǎn)端機(jī)中雙工器IV的輸出端依次經(jīng)低噪聲功率放大器II、FPGA II、下變頻模塊II、無源濾波器II與雙工器III的輸入端連接。首先雙工器IV將從服務(wù)站接收的190(Γ2200ΜΗζ高頻WCDMA/GSM/DCS信號傳輸給低噪聲功率放大器II進(jìn)行信號處理，然后將處理后的高頻信號傳遞給FPGA I進(jìn)行數(shù)字信道濾波、時隙靜噪、時延處理，并將將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并輸出給下變頻模塊II，下變頻模塊II中的中頻混頻器將90(Γ2200ΜΗζ的高頻信號轉(zhuǎn)換為230MHz中頻信號，中頻信號經(jīng)無源濾波器II濾波后通過雙工器III發(fā)送給中繼天線進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。本實(shí)用新型的近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)之間采用中頻中繼傳輸方式，使信號傳輸距離更遠(yuǎn)，不僅可以廣泛應(yīng)用在草原、海域、公路、鐵路沿線等地勢較為平坦的區(qū)域，還可以應(yīng)用于丘陵溝壑與基站不能直視的盲區(qū)或弱覆蓋區(qū)中，230M中繼電磁波可以繞過高于收發(fā)天線100米的障礙物阻擋，具有較大的繞射半徑。本實(shí)用新型還可以采用一臺近端機(jī)互連多臺遠(yuǎn)端機(jī)的形式，此時近端機(jī)采用無線選頻方式，可以區(qū)分空閑時隙和非空閑時隙。采用此種一拖N的方式時，由于遠(yuǎn)端機(jī)采用數(shù)字化信號處理技術(shù)，對設(shè)備的底部噪聲有一定的抑制作用，因此信號上行時底部噪聲不會疊加。例如米用一拖六的形式時，信號上行時的底部噪聲不超過105 dBm。無線通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中應(yīng)用了本實(shí)用新型后，各用戶的接收電平值明顯提高，由原先的_105'75范圍提高到了 -65 20的范圍內(nèi)，信號強(qiáng)度大大增強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量RQ值也穩(wěn)定在O左右，無線網(wǎng)絡(luò)下載速率由原先的25kbit提高到了 512kbit。
權(quán)利要求1.3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置在基站上用于將高頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l信號的近端機(jī)、設(shè)置在服務(wù)站上用于將中頻信號還原為高頻信號的遠(yuǎn)端機(jī)以及設(shè)置在用戶端的WCDMA數(shù)據(jù)卡，所述近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，中繼天線的傳輸頻率采用中頻帶寬；所述WCDMA數(shù)據(jù)卡與服務(wù)站之間通過服務(wù)天線進(jìn)行信息傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述近端機(jī)包括雙工器I、雙工器II、以及設(shè)置在雙工器I和雙工器II之間的射頻信號處理模塊I ;所述雙工器I與基站間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)互相通信，雙工器II通過中繼天線與遠(yuǎn)端機(jī)之間互相通信；所述射頻信號處理模塊I包括可控射頻衰減器、FPGA I、下變頻模塊I、低噪聲功率放大器I和無源濾波器I，所述雙工器I的輸出端依次經(jīng)可控射頻衰減器、FPGA I、下變頻模塊I、無源濾波器I與雙工器II的輸入端連接；所述雙工器II的輸出端依次經(jīng)無源濾波器I、低噪聲功率放大器I、FPGA I、可控射頻衰減器與雙工器I的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)端機(jī)包括雙工器III、雙工器IV以及設(shè)置在雙工器III、雙工器IV之間的射頻信號處理模塊II，所·述雙工器III與近端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，雙工器IV與服務(wù)站之間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)互相通信；所述射頻信號處理模塊II包括無源濾波器II、低噪聲功率放大器II、FPGA II、上變頻模塊和下變頻模塊II，所述雙工器III的輸出端依次經(jīng)無源濾波器II、低噪聲功率放大器II、FPGA II、上變頻模塊與雙工器IV連接，所述雙工器IV的輸出端依次經(jīng)低噪聲功率放大器II、FPGA II、下變頻模塊II、無源濾波器II與雙工器III的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述下變頻模塊I和下變頻模塊II中均設(shè)置有中頻混頻器，所述中頻混頻器均采用用于將190(Γ2200ΜΗζ的高頻信號轉(zhuǎn)換為230MHz中頻信號的混頻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述無源濾波器I和無源濾波器II均采用數(shù)字濾波器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種3G寬帶數(shù)字化超遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)，包括近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)和WCDMA數(shù)據(jù)卡，所述近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)之間通過中繼天線互相通信，所述中繼天線的傳輸頻率采用中頻帶寬，所述WCDMA數(shù)據(jù)卡與服務(wù)站之間通過服務(wù)天線進(jìn)行信息傳輸。本實(shí)用新型基于WCDMA接口標(biāo)準(zhǔn)，通過在目前現(xiàn)有的基站上安裝近端機(jī)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)的服務(wù)塔上安裝遠(yuǎn)端機(jī)，實(shí)現(xiàn)無線通信的超遠(yuǎn)程傳輸，無需鋪設(shè)電纜即可解決偏遠(yuǎn)山區(qū)的3G寬帶接入問題，提高無線網(wǎng)絡(luò)信號在多丘陵、山區(qū)以及森林地帶的覆蓋率。
文檔編號H04W84/04GK202488732SQ20122013708
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者任曉紅, 劉海鋒, 崔浩雷, 李彥芳, 肖飛 申請人:河北人天通信技術(shù)有限公司