CN1151691C - 移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统 - Google Patents
移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其全向站或三扇区中一个扇区的天馈系统配置，包括二根收发天线、二块合路分路模块和1-2块合路分路扩展模块。由于该二种模块具有合理的优化设计，它们可适配连接，因此，本发明解决了目前难以扩容多于8个载频的难题，而且系统连线简洁无交叉连线，可平滑扩容；减容、维修也十分方便，能充分满足基站不同配置的要求，大大节约生产管理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动通信基站多载频配置天馈系统，具体地说，是一种频分双工(FDD)模式下移动通信系统中5载频全向站(O5)至三扇区站24载频(S8+8+8)的天馈系统。
背景技术
在GSM(移动通信全球通系统)发展的初期，一般的基站最多只配置了6个载频。此时的合路分路方法一般采用二合一合路器模块和四合一合路器模块，及一分六分路器模块(含低噪声放大器)和一分八分路器模块(含低噪声放大器)来组配。
现有的一种二合一合路器模块如图5所示，其有两个载频输入端TX1、TX2经一合路器连接收发双工滤波器中的发信滤波器，并可由该双工滤波器上的天线端口与收发天线连接；还有由此双工滤波器中的接收滤波器连接一个接收输出端RX，以及设有连接由对该二合一合路器模块的天线端口耦合输出的前向信号(forward)与反向信号(reverse)的驻波比检测电路，其有三个不同分贝数的报警输出端。还有一种四合一合路器模块，如图6所示，其电路结构与图5所示的二合一合路器模块基本相同，仅是在两个载频输入端TX1、TX2之前再增设两个合路器而已，从而形成四个载频输入端TX1、TX2、TX3和TX4，四路载频经两次二合一后馈入收发双工滤波器。
现有的一种一分六分路器模块如图7所示，其含有二路一分六结构，第一路一分六结构设有依次连接的一个接收输入端口、一只接收滤波器、一只低噪声放大器和6个接收分集输出端RX1～RX6。
因此，为了实施全向站6载频(O6)或三扇区站18载频(S6+6+6)中的一个扇区的天馈系统配置，如图8所示，用了一块二合一合路器模块、一块四合一合路器模块、一块双路一分六分路器模块和二根单端口天线连接成移动通信基站的天馈系统的主集通道和分集通道。若要对该基站配置成O8载频，则需要将二合一合路器模块换成四合一合路器模块和将一分六分路器模块换成一分八分路器模块。若还要配置8载频以上的站点，则要将二合一合路器模块、四合一合路器模块换装成六合一或八合一以上合路器模块，而分路器模块则更要求有更多的输出端口。很明显，现有的移动通信基站多载频配置天馈系统，其存在的缺点是模块品种多，专用性强，特别是随着载频的增加，每载频的插入损耗会越来越大，造成扩容的困难，当然减容、维修也不方便，十分费时费力，成本也高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的模块品种多，专用性强，每载频的插入损耗越来越大的缺陷，提供一种移动通信基站从5载频全向站至三扇区24载频的扩容升级简洁、减容维修方便的天馈系统。
本发明的技术解决方案是：1.将合路器与分路器合为一体构成合路分路模块(简称CDU)，还使其具有可扩展功能；2.设计合路分路扩展模块(简称CEU)，其可与CDU模块相适配连接，以实现四合一及一分八的功能；3.对合路分路模块，合路分路扩展模块进行优化组合，实现经济实用的基站多载频配置。
综上所述，本发明的移动通信基站从5载频全向站至三扇区站24载频的天馈系统，其全向站或三扇区站中的一个扇区的天馈系统配置是这样实现的，它包括收发天线和与收发天线成电路连接的合路分路模块，特点是：a.所述合路分路模块为二块优化设计的合路分路模块，该每一块合路分路模块(系指优化设计的合路分路模块，后同)设有两个载频输入端TX1、TX2和四个分集接收输出端RX1～RX4与两个扩展输出端EX1、EX2；b.所述收发天线包括二根单端口收发天线，其中一根单端口收发天线为主集天线，其天线插口连接一块合路分路模块而构成天馈系统的主集通道；另一根单端口收发天线1则为分集天线，其天线端口连接另一块合路分路模块2而形成天馈系统的分集通道；c.还有可按基站载频数的需求，配置两块与上述的合路分路模块2成相适配连接的合路分路扩展模块3，所述每一扩展模块3含有两个二合一发信合路器31和一个一分二接收分路器32，其中所述发信合路器31有两个载频输入端ETX1、ETX2；ETX3、ETX4和一个发信输出端315；316，所述接收分路器32有两个接收输入端323、324和四个接收输出端ERX1、ERX2、ERX3、ERX4。
进一步，前面所述合路分路模块2包括依次以电路相连接的3dB合路器21、收发双工滤波器23、和驻波比检测电路22，所述3dB合路器21与两个载频输入端TX1、TX2相连接，所述驻波比检测电路22与收发天线端口相连接；还包括与收发双工滤波器23相连接的低噪声放大与分路器24，其与四个分集接收输出端RX1～RX4和两个扩展输出端EX1、EX2相连接。所述3dB合路器21包括依次以电路连接的隔离器211、二合一3dB电桥212和电桥隔离电阻213；所述收发双工滤波器23包括分别与单端口收发天线1连接的发信滤波器231和接收滤波器232；所述低噪声放大与分路器24包括一个低噪声放大器241和一个与四个分集接收输出端RX1～RX4和两个扩展输出端EX1、EX2相连接的一分六分路器242。所述3dB电桥212以第一射频电缆214与所述发信滤波器231连接。所述接收滤波器232以第二射频电缆235与所述低噪声放大器241相连接。所述合路分路模块2中的四个分集接收输出端RX1～RX4的输出电平相同，两个扩展输出端EX1、EX2的输出电平也相同，并且四个分集接收输出端RX1～RX4的输出电平比所述两个扩展输出端EX1、EX2的输出电平低3dB。所述合路分路模块2中的四个分集接收输出端RX1～RX4的输出电平比低噪声放大器241的输出电平低9dB；所述两个扩展输出端EX1、EX2的输出电平比低噪声放大器241的输出电平低6dB。
本发明具有如下的优点：
1.解决了目前移动通信基站难以扩容多于8载频的难题，而按本发明却能建立8载频全向站或三扇区站24载频之高容量站点；
2.本发明的天馈系统电缆连接简洁，每组合路分路模块与合路分路扩展模块之间没有交叉连线；
3.支持平滑扩容，随基站载频数的增加，不需要替换原有的合路分路模块和合路分路扩展模块，只要相应增加合路分路扩展模块即可；
4.合理设计了合路分路模块和合路分路扩展模块，克服了已有技术的模块品种多，专用性强的弊端，使能充分满足基站不同配置的要求，节约了生产管理成本；
5.将合器与分路器结合成一体设计，至少可减少一个接收滤波器，明显降低了模块的成本；
6.只需将本发明基站天馈系统中合路分路扩展模块拆掉便可方便地构建GSM基站从单载频全向站(O1)至三扇区12载频(S4+4+4)的系统配置；或将天馈系统中的单端口天线替换成双端口天线，和增设二块合路分路模块，以及按载频数的需求配设相应的合路分路扩展模块数目，便可扩容至O16或三扇区48载频的站点，可见只要合理配合使用单端口天线和双端口天线，便可方便、简洁地完成GSM基站从单载频全向站(O1)至三扇区48载频的系统配置。
附图说明
本发明的附图简单说明如下：
图1是本发明的合路分路模块的电路方块示意图。
图2是本发明的合路分路扩展模块的电路方块示意图。
图3和图4分别是本发明的合路分路模块与合路分路扩展模合组合构成基站天馈系统的实施例示意图。
图5是已有的二合一合路器模块的电路方块图。
图6是已有的四合一合路器模块的电路方块图。
图7是已有的一分六分路器模块的电路方块图。
图8是已有的O6及S6+6+6单扇区的天馈系统示意图。
表1是本发明的移动通信多载频基站天馈组合表。
具体实施方式
下面根据图1～图4给出本发明的GSM基站两个天馈系统配置实施例——O6或S6+6+6(单扇区)天馈系统和O8或S8+8+8(单扇区)天馈系统。
请参阅图1，合路分路模块2包括依次以电路联结的3dB合路器21、收发双滤波器23、驻波比检测电路22和低噪声放大与分路器24。
所述3dB合路器21包括一个二合一的3dB电桥212和隔离器211，两个载频输入端TX1、TX2分别与隔离器211相连接，它完成两个载频的合成，并提供两载频之间较高的隔离；50ohm电阻是3dB电桥212的隔离电阻213。
所述收发双工滤波器23包括一个发信滤波器231和一个接收滤波器232。发信滤波器231、接收滤波器232分别与天线1相连接，发信滤波器231主要为所有发信输出提供一个带通滤波的作用，以防发信频率对收信频率的干扰；收信滤波器也是一个带通滤波器，主要是对接收频带以外的干扰特别是发信频带的干扰提供大的抑制度。无线测试端口RTE(Radio Test Environment)233是前向功率和反向功率的耦合输出，主要用处一是提供信号VSWR(电路检测驻波比)，二是提供GSM系统闭环自测的通路，在电路形式上仅是一个双向耦合器。
低噪声放大与分路器24包括一个低噪声放大器241和一个一分六的分路器242，放大基站天线1接收来的手机发射信号，并分成六路输出，其中RX1～RX4为分集接收输出端，输出电平相同，比低噪声放大器241的输出电平低-9dB，EX1、EX2为扩展输出端，输出电平比低噪声放大器241的输出电平低-6dB，并且四个分集接收输出端RX1～RX4的输出电平比所述两个扩展输出端EX1、EX2的输出电平低3dB。驻波比检测电路22是由微波检波电路及放大比较电路，通过耦合合路分路模块天线端口的前向信号及反向信号，来检测输出端的驻波。图中驻波比检测电路22输出的告警信号221，一般情况下，用三个箭头分别指输出功率正常、VSWR＞1.5告警、VSWR＞3告警。
合路器21中的3dB电桥212输出端通过第一射频电缆214连接收发双工滤波器23中的发信滤波器231，而收发双工滤波器23的接收滤波器232与低噪声放大与分路器24中的放大器241通过第二射频电缆235相连接；驻波比检测电路22通过两根射频电缆234连接在收发双工器23的耦合功率输出端。
请参阅图2所示，合路分路扩展模块3包括两个发信合路器31及两个接收分路器32。
发信合路器31与图1所示的合路分路模块2中的合路器21结构相同，而接收分路器32，则包括两个一分二的小信号3dB分配器(常规器件)分别有相应的两个接收输入端323、324和两组接收输出端ERX1、ERX2；ERX3、ERX4。ETX1～4为载频输入端，每两个载频通过对应的隔离器311、312送入3dB电桥313、314，再分别通过发信输出端口315、316输出，实现两载频合路的功能。来自合路分路模块2上EX1的接收信号一分为二后，由ERX1-2输出，将来自合路分路模块2上EX2的接收信号一分为二后，由ERX3-4输出。
合路分路扩展模块3与合路分路模块2配合，可构成一个四合一的合路分路器。四个发信载频分别接入合路分路扩展模块3的输入端ETX1～4，两两合成后通过输出端315、316输入合路分路模块2的输入端TX1～2，从而构成四合一合路器；
同样，合路分路模块2中低噪声放大与分路器24的EX1～2输出接到合路分路扩展模块3的两个分路器32，分成ERX1-4四路输出(其电平将和合路分路模块2中RX输出电平相同)，和合路分路模块2中的四个RX输出共同构成分集接收所需的八路接收端。
请参阅图3所示，它是较常用的六载频全向站(O6)或18载频三扇区中的一个扇区(S6+6+6)合路分路组合配置图。本发明中，其天馈系统配置包括二块合路分路模块2、一块合路分路扩展模块3和两根单端口天线1，其中，第一路(主集通道)四个载频信号接入一块合路分路扩展模块3的合路器21的二组载频输入端ETX1、ETX2和ETX3，ETX4，它们分别合成为两个发信信号，再分别由发信输出端315，316输入一块合路分路模块2的合路器载频输入端口TX1、TX2，并合成为一个信号，馈入主集天线，实现四合一的功能。第二路(分集通道)系由另两个载频信号直接输入另一块合路分路模块2的载频输入端TX1、TX2，而合成为一个信号馈入分集天线。第一路的接收信号通过一块合路分路模块2中的接收滤波器232和低噪声放大与分路器24后分成六路信号，由接收输出端RX1-RX4和接收输出扩展端EX1、EX2输出，而EX1和EX2的输出信号分别经由合路分路扩展模块3中的接收输出端323、324后由其二路分路器32之二组接收输出端ERX1、ERX2；ERX3、ERX4输出。第二路(分集通道)中的来自天线1的接收信号由另一块合路分路模块2分成四个，由其输出端RX1～RX4输出，而相应的两个输出扩展端EX1、EX2则闲置着。
请参阅图4所示，它是8载频全向站(O8)或24载频三扇区中一个扇区(S8+8+8)合路分路组合配置图。本实施例之配置需要两块合路分路扩展模块3、二块合路分路模块2和二根单端口天线1。与前一实施例，即图3相类似，每四个载频通过一块合路分路扩展模块3接入一块合路分路模块2和一根收发天线1，相互之间构成分集接收，具体的连接说明与图3中的第一路(主集通路)相同。
最后，我们还要指出的是图3和图4中的合路分路模块2中均未标示出与天线端口驻波比恶化时报警有关的电路，如驻波比检测器22等，因为这些指标在已有技术中均有表述，故图中未示出。
本发明的移动通信基站的载频配置天馈系统可参见表1，在此就不一一描述了。要指出的是，只要拆去合路分路扩展模块便可减容为O1-S4+4+4站点或将两根单端口天线1改换成两根双端口天线，并相应增设两块合路分路模块2，和连接相应的合路分路扩展模块3，本发明天馈系统便可扩容至48载频三扇区的天馈系统。
表1
| 载频数(全向站或三扇区站中的一个扇区) | 合路分路模块数量(块) | 合路分路扩展模块数量(块) | 天线类型(2根) | 每载频输入损耗(理论值) |
| 1 | 2 | 0 | 单端口 | 0 |
| 2 | 2 | 0 | 单端口 | 0 |
| 3 | 2 | 0 | 单端口 | 3 |
| 4 | 2 | 0 | 单端口 | 3 |
| 5 | 2 | 1 | 单端口 | 3和6 |
| 6 | 2 | 1 | 单端口 | 3和6 |
| 7 | 2 | 2 | 单端口 | 6 |
| 8 | 2 | 2 | 单端口 | 6 |
| 9 | 4 | 1 | 双端口 | 3和6 |
| 10 | 4 | 1 | 双端口 | 3和6 |
| 11 | 4 | 2 | 双端口 | 3和6 |
| 12 | 4 | 2 | 双端口 | 3和6 |
| 13 | 4 | 3 | 双端口 | 3和6 |
| 14 | 4 | 3 | 双端口 | 3和6 |
| 15 | 4 | 4 | 双端口 | 6 |
| 16 | 4 | 4 | 双端口 | 6 |
Claims (7)
1.一种移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其全向站或三扇区站中的一个扇区之天馈系统包括收发天线和与所述收发天线成电路连接的合路分路模块，其特征在于：
a.所述的合路分路模块共有二块合路分路模块(2)，所述每一块合路分路模块(2)设有两个载频输入端(TX1、TX2)和四个分集接收输出端(RX1～RX4)与两个扩展输出端(EX1、EX2)；
b.所述收发天线包括二根单端口收发天线(1)，其中一根单端口收发天线(1)为主集天线，其天线端口连接一块合路分路模块(2)而构成天馈系统的主集通道；另一根单端口收发天线(1)则为分集天线，其天线端口连接另一块合路分路模块(2)而形成天馈系统的分集通道；
c.还有可按基站载频数的需求，配置两块与上述的合路分路模块(2)成相适配连接的合路分路扩展模块(3)，所述每一扩展模块(3)含有两个二合一发信合路器(31)和一个一分二接收分路器(32)，其中所述发信合路器(31)有两个载频输入端(ETX1、ETX2；ETX3、ETX4)和一个发信输出端(315；316)，所述接收分路器(32)有两个接收输入端(323、324)和四个接收输出端(ERX1、ERX2、ERX3、ERX4)。
2.根据权利要求1所述的移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其特征在于，所述合路分路模块(2)还包括依次以电路相连接的3dB合路器(21)、收发双工滤波器(23)、驻波比检测电路(22)和与该收发双工滤波器(23)相连接的低噪声放大与分路器(24)；所述3dB合路器(21)与所述合路分路模块(2)的两个载频输入端(TX1、TX2)相连接，所述驻波比检测电路(22)与收发天线端口相连接；所述低噪声放大与分路器(24)与所述合路分路模块(2)的四个分集接收输出端(RX1～RX4)和两个扩展输出端(EX1、EX2)相连接。
3.根据权利要求2所述的移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其特征在于，所述3dB合路器(21)包括依次以电路连接的隔离器(211)、二合一3dB电桥(212)和电桥隔离电阻(213)；所述收发双工滤波器(23)包括分别与单端口收发天线(1)连接的发信滤波器(231)和接收滤波器(232)；所述低噪声放大与分路器(24)包括一个低噪声放大器(241)和一个与四个分集接收输出端(RX1～RX4)和两个扩展输出端(EX1、EX2)相连接的一分六分路器(242)。
4.根据权利要求3所述的移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其特征在于，所述3dB电桥(212)以第一射频电缆(214)与所述发信滤波器(231)连接。
5.根据权利要求3所述的移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其特征在于，所述接收滤波器(232)以第二射频电缆(235)与所述低噪声放大器(241)相连接。
6.根据权利要求3所述的移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其特征在于，所述合路分路模块(2)中的四个分集接收输出端(RX1～RX4)的输出电平相同，两个扩展输出端(EX1、EX2)的输出电平也相同，并且四个分集接收输出端(RX1～RX4)的输出电平比所述两个扩展输出端(EX1、EX2)的输出电平低3dB。
7.根据权利要求6所述的移动通信全向5载频至三扇区24载频的基站天馈系统，其特征在于，所述合路分路模块(2)中的四个分集接收输出端(RX1～RX4)的输出电平比低噪声放大器(241)的输出电平低9dB；所述两个扩展输出端(EX1、EX2)的输出电平比低噪声放大器(241)的输出电平低6dB。
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