專利名稱：一種智能天線的室外射頻系統(tǒng)裝置及通道校正實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通訊領(lǐng)域智能天線系統(tǒng)的陣列通道裝置，特別是涉及一種具有校正功能的智能天線陣列通道的射頻系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
在智能天線系統(tǒng)，陣列各收發(fā)通道傳輸特性不一致(相對幅相誤差)影響智能天線系統(tǒng)的性能。當(dāng)通道傳輸特性差異較大時，將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的嚴(yán)重下降而難以維持系統(tǒng)的通訊功能。因而陣列通道的設(shè)計和通道校正(通道間傳輸特性的檢測和補償)技術(shù)在智能天線系統(tǒng)顯得非常重要。陣列通道的射頻系統(tǒng)包括了智能天線系統(tǒng)中從天線端到基帶處理單元間的各個收發(fā)信通道和信號傳輸控制部分。
現(xiàn)有智能天線系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計方法有兩種(1)室外塔放型由天線陣、室外塔放(即射頻前端包括低噪放、線性功放)、室內(nèi)外連接饋電電纜和室內(nèi)主機(收發(fā)信機、基帶處理單元、主控單元等)構(gòu)成；(2)全室內(nèi)基站型由天線陣、室內(nèi)外連接饋電電纜和室內(nèi)基站(射頻前端、收發(fā)信機、基帶處理單元、主控單元等)構(gòu)成。射頻系統(tǒng)涉及到智能天線的室內(nèi)外兩個部分。
上述這兩種智能天線陣列通道的校正處理及上/下行通道數(shù)據(jù)加權(quán)處理等都是在基帶進行，通道校正涉及到智能天線的基帶處理單元和射頻系統(tǒng)。在實際商用時，由于各個基站架設(shè)環(huán)境的不同，不同的站點天線陣與室內(nèi)基站部分的饋電電纜長度有較大差異(部分站點的饋電電纜較長損耗也大)，導(dǎo)致對上/下行信號的衰減設(shè)置不同；在同一基站的各射頻饋電電纜間存在傳輸特性的差異，由于補償饋電電纜的損耗而提高了收發(fā)通道的增益導(dǎo)致了系統(tǒng)成本增加；由于陣列多個相干通道饋電電纜較長，增加了基站架設(shè)難度和開通維護成本；由于射頻通道涉及到室內(nèi)、室外兩個部分，系統(tǒng)易受干擾；對于通道校正，相應(yīng)的通道構(gòu)成和校正過程控制復(fù)雜，且校正處理占用基帶的資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種具有通道校正功能的智能天線陣列通道的射頻系統(tǒng)裝置，這種射頻系統(tǒng)將收發(fā)通道集中設(shè)計在一起，省去了室內(nèi)外射頻饋電電纜，收發(fā)通道增益和成本相對降低，并能獨立完成通道校正功能，僅與基站室內(nèi)的基帶處理部分通過光纜進行上下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸，控制相對靈活簡單。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體是這樣實現(xiàn)的一種智能天線的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括天線陣，跳線和射頻系統(tǒng)；所述天線陣為N陣元的等距線陣或均勻圓環(huán)陣，天線陣中設(shè)有N個天線單元及N個天線接口；所述跳線為射頻系統(tǒng)與天線陣之間的射頻電纜；所述射頻系統(tǒng)包括射頻前端模塊、N通道收發(fā)信機模塊、校正控制與處理模塊、射頻控制與接口模塊所述射頻前端模塊，包括N路上行通道前置的低噪聲放大器和N路下行通道后置的多載波射頻功率放大器，以及與陣列天線的接口和校正檢測信號接口，與收發(fā)信機間的射頻電纜接口；所述N通道收發(fā)信機模塊，包括N個相干收發(fā)通道和對上/下行通道數(shù)據(jù)進行幅相誤差的加權(quán)處理模塊。
所述天線陣，包括一個校正信號耦合網(wǎng)絡(luò)及校正信號接口。
所述N通道收發(fā)信機模塊的收發(fā)通道，包括N個相干特性的上下行射頻無線信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字中頻處理模塊、上下行IQ LINK信號復(fù)用和解復(fù)用處理模塊，還包括對上/下行通道數(shù)據(jù)進行幅相誤差的加權(quán)處理功能模塊。
所述校正控制與處理模塊，包括校正過程控制模塊、校正算法處理模塊。
所述射頻控制與接口模塊，包括射頻系統(tǒng)無線參數(shù)的配置控制和配置管理、射頻系統(tǒng)告警狀態(tài)的管理信息上報，射頻系統(tǒng)時鐘的產(chǎn)生，光接口收發(fā)處理、以太網(wǎng)交換，操作維護接口、環(huán)境與電源監(jiān)控等模塊。
室外射頻單元與室內(nèi)基帶/主控單元通過光纜傳輸IQ LINK復(fù)用信號和控制命令，使一個基帶處理/主控單元可以同時處理多個室外射頻系統(tǒng)裝置傳輸?shù)男盘枴?br> 一種射頻通道校正及通道數(shù)據(jù)加權(quán)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟步驟301，設(shè)置室外射頻系統(tǒng)正常工作，智能天線系統(tǒng)各部分正常進入工作狀態(tài)；步驟302，室外射頻系統(tǒng)等待接收基站主控單元校正啟動命令，若接到校正命令則往下執(zhí)行303；步驟303，校正控制與處理單元啟動上下行通道校正并計算權(quán)值輸出到收發(fā)信機；步驟304，收發(fā)信機對上下行通道數(shù)據(jù)按校正權(quán)值進行加權(quán)處理；步驟305，收發(fā)信機對來自內(nèi)部各收信通道的上行已加權(quán)的通道數(shù)據(jù)復(fù)用、對下行數(shù)據(jù)解復(fù)用后加權(quán)并輸出到內(nèi)部各發(fā)信機。
依照本發(fā)明所述的方法和裝置可以實現(xiàn)智能天線基站室外射頻系統(tǒng)的通道校正，由于射頻通道放在室外與天線陣通過較短的饋電電纜連接，對射頻通道增益的要求降低，簡化了收發(fā)通道的設(shè)計，降低了基站設(shè)計成本和開通維護成本，校正控制及上下行通道數(shù)據(jù)加權(quán)在室外射頻系統(tǒng)實現(xiàn)，簡化了基站對校正的控制，室外射頻單元與室內(nèi)基帶/主控單元通過光纜傳輸IQ LINK復(fù)用信號和控制命令，使一個基帶處理/主控單元可以同時處理多個室外射頻系統(tǒng)傳輸?shù)男盘枴Ｍ瑫r簡化了基站系統(tǒng)的設(shè)計。


圖1是本發(fā)明的智能天線系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，虛線上部為室外射頻系統(tǒng)；圖2是圖1中射頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的室外射頻系統(tǒng)校正方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的智能天線陣列通道的射頻系統(tǒng)裝置與天線陣和跳線構(gòu)成智能天線的室外射頻系統(tǒng)裝置。
本發(fā)明所述的智能天線陣列通道的射頻系統(tǒng)裝置由以下部分組成射頻前端模塊、收發(fā)信機、通道校正與處理模塊、射頻控制與管理模塊。
本發(fā)明的智能天線陣列通道的射頻系統(tǒng)裝置按照以下技術(shù)方案實現(xiàn)其包括主要由依次成雙向電路聯(lián)結(jié)的天線陣(等距線陣或均勻圓環(huán)陣)、跳線(射頻系統(tǒng)與天線陣的連接饋線和校正電纜)、射頻系統(tǒng)、光纜、基帶處理及基站主控單元等構(gòu)成含實時校正功能的智能天線基站系統(tǒng)。
所述天線陣為N陣元的等距線陣或均勻圓環(huán)陣，天線陣中設(shè)有N個天線單元及N個天線接口，并設(shè)有一個校正信號耦合網(wǎng)絡(luò)及校正信號接口。
所述跳線是指射頻系統(tǒng)與天線陣之間很短(與原來的饋電電纜相比)的射頻電纜。
所述射頻系統(tǒng)包括射頻前端模塊、N通道收發(fā)信機模塊、校正控制與處理模塊、射頻控制與管理模塊四個部分。
所述射頻前端模塊包括N路上行通道前置的低噪聲放大器和N路下行通道后置的多載波射頻功率放大器，以及與陣列天線的接口和校正檢測信號接口，與收發(fā)信機間的射頻電纜接口；所述N通道收發(fā)信機模塊包括N個相干收發(fā)通道(其中的一個通道同時作為校正用的參考通道)，收發(fā)通道包括N個相干特性的上下行射頻無線信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字中頻處理模塊、上下行IQ LINK信號復(fù)用和解復(fù)用處理模塊；還包括對上/下行通道數(shù)據(jù)進行幅相誤差的加權(quán)處理功能模塊。
所述校正控制與處理模塊包括校正過程控制、校正處理兩個功能模塊；所述射頻控制與管理模塊包括射頻系統(tǒng)無線參數(shù)的配置控制和配置管理、射頻系統(tǒng)告警狀態(tài)的管理信息上報，射頻系統(tǒng)時鐘的產(chǎn)生，光接口收發(fā)處理、以太網(wǎng)交換，操作維護接口、環(huán)境與電源監(jiān)控等功能。
上述結(jié)構(gòu)組成的射頻系統(tǒng)，由于上行通道和下行通道的有源部分集中設(shè)計在一起，與天線陣的連接跳線很短(通常為2米)，因此省去了現(xiàn)有智能天線系統(tǒng)的饋電電纜，同時降低了上下行通道的增益，內(nèi)部構(gòu)成校正鏈路實現(xiàn)通道的校正檢測和補償。室內(nèi)外間通過光纜傳輸?shù)氖菑?fù)用的上/下行基帶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，基站室內(nèi)單元僅完成對各室外單元傳輸?shù)幕鶐?shù)據(jù)處理。
所述的室外射頻系統(tǒng)裝置的上下行通道校正功能按以下技術(shù)方案實現(xiàn)上行校正時，以收發(fā)信機中的某一通道(如第一收發(fā)通道)的發(fā)信機作為校正信號的發(fā)射參考通道實施信源功能，通過校正檢測信號接口輸出到天線陣。而上行各接收通道進行正常的校正信號接收及校正信號的傳輸和處理，以此構(gòu)成上行校正鏈路。
下行校正時，以收發(fā)信機中的某一通道(如第一收發(fā)通道)的收信機作為校正信號的接收參考通道實施校正過程的接收檢測功能，各下行發(fā)射通道發(fā)出的校正信號由天線陣的校正接口輸出到射頻系統(tǒng)的校正檢測信號接口再到接收參考通道，以此構(gòu)成下行校正鏈路。
所述的上行校正鏈路包括校正控制與處理、第一通道發(fā)信機、校正電纜、天線陣列(等距線陣或均勻圓環(huán)陣)、射頻前端(低噪放和濾波器)、饋電電纜、被校正的上行N個通道的收信機；所述的下行校正鏈路包括N個分時進行發(fā)射的發(fā)信通道，饋電電纜、射頻前端(功放和濾波器)、天線陣列(等距線陣或均勻圓環(huán)陣)、校正電纜、開第一通道收信機、校正控制與處理；所述的校正控制與處理模塊上下行校正鏈路的過程控制；上下行校正信號的調(diào)制發(fā)射控制和通道響應(yīng)信號的采樣、算法處理、權(quán)值驗證和權(quán)值輸出。
所述的上/下行通道數(shù)據(jù)的加權(quán)處理功能上行各通道接收數(shù)據(jù)幅相加權(quán)處理后進入射頻控制與管理模塊進行N個通道數(shù)據(jù)的復(fù)用后傳輸?shù)交鶐卧Ｏ滦杏苫鶐鬏斶^來的信號進入射頻控制與管理模塊進行N個下行通道數(shù)據(jù)的解復(fù)用后傳輸?shù)绞瞻l(fā)信機進行各下行通道數(shù)據(jù)的加權(quán)，并上變頻輸出到射頻前端后經(jīng)天線發(fā)射。
下面根據(jù)圖1～圖3給出本發(fā)明的實施例，進一步詳細(xì)說明本發(fā)明所述的方法和裝置。
參見圖1，圖中示出使用了本發(fā)明方法和裝置的智能天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。主要包括依次成雙向電路聯(lián)結(jié)的天線陣列100、跳線101、射頻系統(tǒng)102、光纜103、基帶處理和基站主控單元104。
參見圖2，圖2給出圖1中射頻系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，主要包括射頻前端模塊200(包括N個低噪放和N個功放電路模塊及其連接射頻電纜)、N通道相干收發(fā)信機201(包括校正參考通道201A、其它2～N個收發(fā)通道201B、上/下行通道數(shù)據(jù)的加權(quán)處理模塊201C、上/下行信號復(fù)用解復(fù)用)、射頻控制與接口202(包括無線參數(shù)配置、模擬通道配置、光接口收發(fā)處理、以太網(wǎng)交換，操作維護接口、環(huán)境與電源監(jiān)控等功能。)、校正控制與處理203(包括校正算法處理203A、校正過程控制203B)。
參見圖3，圖3示出校正時由圖1構(gòu)成智能天線系統(tǒng)中由天線陣100、跳線101、射頻系統(tǒng)102構(gòu)成的射頻通道的上/下通道校正及通道數(shù)據(jù)加權(quán)的實現(xiàn)流程。天線陣100中的耦合網(wǎng)絡(luò)入口(校正電纜接口)與各天線各入口間的雙向傳遞函數(shù)預(yù)先進行測試并儲存在基站校正處理模塊內(nèi)，本發(fā)明不含對等距線陣的預(yù)先校正。
圖3中射頻通道的上/下通道校正及通道數(shù)據(jù)加權(quán)的實現(xiàn)流程包括步驟300，開始；步驟301，設(shè)置室外射頻系統(tǒng)正常工作，智能天線系統(tǒng)各部分正常進入工作狀態(tài)；步驟302，室外射頻系統(tǒng)等待接收基站主控單元校正啟動命令，若接到校正命令則往下執(zhí)行303；步驟303，校正控制與處理單元啟動上下行通道校正并計算權(quán)值輸出到收發(fā)信機；步驟304，收發(fā)信機對上下行通道數(shù)據(jù)按校正權(quán)值進行加權(quán)處理；步驟305，收發(fā)信機對來自內(nèi)部各收信通道的上行已加權(quán)的通道數(shù)據(jù)復(fù)用、對下行數(shù)據(jù)解復(fù)用后加權(quán)并輸出到內(nèi)部各發(fā)信機；步驟306，校正結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種智能天線的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括天線陣，跳線和射頻系統(tǒng)；所述天線陣為N陣元的等距線陣或均勻圓環(huán)陣，天線陣中設(shè)有N個天線單元及N個天線接口；所述跳線為射頻系統(tǒng)與天線陣之間的射頻電纜；所述射頻系統(tǒng)包括射頻前端模塊、N通道收發(fā)信機模塊、校正控制與處理模塊、射頻控制與接口模塊；所述射頻前端模塊，包括N路上行通道前置的低噪聲放大器和N路下行通道后置的多載波射頻功率放大器，以及與陣列天線的接口和校正檢測信號接口，與收發(fā)信機間的射頻電纜接口；所述N通道收發(fā)信機模塊，包括N個相干收發(fā)通道和對上/下行通道數(shù)據(jù)進行幅相誤差的加權(quán)處理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于所述天線陣，包括一個校正信號耦合網(wǎng)絡(luò)及校正信號接口。
3.如權(quán)利要求1所述的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于所述N通道收發(fā)信機模塊的收發(fā)通道，包括N個相干特性的上下行射頻無線信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字中頻處理模塊、上下行IQ LINK信號復(fù)用和解復(fù)用處理模塊，還包括對上/下行通道數(shù)據(jù)進行幅相誤差的加權(quán)處理功能模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于所述校正控制與處理模塊，包括校正過程控制模塊、校正處理模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于所述射頻控制與接口模塊，包括射頻系統(tǒng)無線參數(shù)的配置控制和配置管理、射頻系統(tǒng)告警狀態(tài)的管理信息上報，射頻系統(tǒng)時鐘的產(chǎn)生，光接口收發(fā)處理、以太網(wǎng)交換，操作維護接口、環(huán)境與電源監(jiān)控等模塊。
6.如權(quán)利要求1或3所述的室外射頻系統(tǒng)裝置，其特征在于室外射頻單元與室內(nèi)基帶/主控單元通過光纜傳輸IQ LINK復(fù)用信號和控制命令，使一個基帶處理/主控單元可以同時處理多個室外射頻系統(tǒng)裝置傳輸?shù)男盘枴?br> 7.一種射頻通道校正及通道數(shù)據(jù)加權(quán)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟步驟301，設(shè)置室外射頻系統(tǒng)正常工作，智能天線系統(tǒng)各部分正常進入工作狀態(tài)；步驟302，室外射頻系統(tǒng)等待接收基站主控單元校正啟動命令，若接到校正命令則往下執(zhí)行303；步驟303，校正控制與處理單元啟動上下行通道校正并計算權(quán)值輸出到收發(fā)信機；步驟304，收發(fā)信機對上下行通道數(shù)據(jù)按校正權(quán)值進行加權(quán)處理；步驟305，收發(fā)信機對來自內(nèi)部各收信通道的上行已加權(quán)的通道數(shù)據(jù)復(fù)用、對下行數(shù)據(jù)解復(fù)用后加權(quán)并輸出到內(nèi)部各發(fā)信機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能天線的室外射頻系統(tǒng)裝置及通道校正實現(xiàn)方法，所述智能天線的室外射頻系統(tǒng)裝置，包括天線陣，跳線，射頻前端模塊、N通道收發(fā)信機模塊、校正控制與處理模塊、射頻控制與接口模塊。依照本發(fā)明所述的方法和裝置，由于射頻通道放在室外與天線陣通過較短的饋電電纜連接，對射頻通道增益的要求降低，簡化了收發(fā)通道的設(shè)計，降低了基站設(shè)計成本和開通維護成本，校正控制及上下行通道數(shù)據(jù)加權(quán)在室外射頻系統(tǒng)實現(xiàn)，簡化了基站對校正的控制，室外射頻單元與室內(nèi)基帶/主控單元通過光纜傳輸復(fù)用信號和控制命令，使一個基帶處理/主控單元可以同時處理多個室外射頻系統(tǒng)傳輸?shù)男盘枴?br> 文檔編號H01Q1/24GK1960528SQ20051011741
公開日2007年5月9日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者李景毅, 謝玉堂 申請人:中興通訊股份有限公司