射頻拉遠系統及對其在網的中繼端進行備份切換的裝置的製作方法
2023-11-06 18:12:47
專利名稱：射頻拉遠系統及對其在網的中繼端進行備份切換的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及射頻拉遠系統技術開發領域，特別涉及一種射頻拉遠系統及對其在網 的中繼端進行備份切換的裝置。
背景技術：
現有的射頻拉遠系統由中繼端和覆蓋端組成，其信號處理過程如下上行鏈路覆蓋端通過天線接收到本區域用戶的信號(如手機信號)，經過AD轉 換為數位訊號，然後由FPGA打包為業務幀，再通過光鏈路發給中繼端，中繼端收到後再進 行解幀和DA轉換，轉換為模擬信號並接入到基站中；下行鏈路中繼端耦合基站的下行信號，通過AD電路採樣編碼為數位訊號，然後 通過FPGA器件按照CPRI協議打包成業務幀，再通過光接口電路轉化為光信號後經光纖傳 輸到覆蓋端，覆蓋端收到光信號後，通過FPGA解幀為數位訊號，然後經過DA電路轉為模擬 信號，通過功放進行功率放大後再利用天線進行區域覆蓋。其中，中繼端和多個覆蓋端組成「菊花鏈」或者「星型」的拓撲來進行信號覆蓋，如 圖1所示，中繼端位於整個拓撲的根節點，用於接入基站射頻信號並與監控中心通信以實 現對整個系統的監控。如圖2所示，如果任何一個一拖多的系統中的中繼端發生故障，就會 導致整個系統的失效。可見，中繼端在整個系統中處於非常重要的地位。所以，當中繼端出 現故障時，如何使鏈路或系統的其他部分不受影響的問題亟待解決。
發明內容
本發明提供了一種射頻拉遠系統及對其在網的中繼端進行備份切換的裝置，當在 網中繼端發生故障時，將信號切換到正常的不在網中繼端，使信號覆蓋在短時間內恢復。本發明的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，包括在接到切換指 令後將射頻信號從在網中繼端切換至不在網中繼端的射頻信號切換模塊、在接到切換指令 後將光纖信號從在網中繼端切換至不在網中繼端的光鏈路切換模塊、在監測到在網中繼端 出現故障而不在網中繼端工作正常時向所述射頻信號切換模塊和所述光鏈路切換模塊發 送切換指令的切換邏輯控制模塊及電源模塊，所述在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端 中參與信號傳輸的中繼端，所述不在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端之中不參與信號 傳輸的另一中繼端。本發明對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，由於切換邏輯控制模 塊監測在網中繼端和不在網中繼端的狀態，並當在網中繼端出現故障而不在網中繼端正常 時，控制射頻信號切換模塊和光鏈路切換模塊進行信號切換，使得信號覆蓋在短時間內恢
Μ. ο本發明的射頻拉遠系統，包括工作中繼端和覆蓋端，還包括備份中繼端和對射頻 拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，所述對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份 切換的裝置將射頻信號在基站與在網中繼端之間進行傳輸，將光纖信號在覆蓋端和在網中繼端之間進行傳輸，並在監測到在網中繼端出現故障而不在網中繼端工作正常時將射頻信 號和光纖信號切換至不在網中繼端，所述在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端中參與信 號傳輸的中繼端，所述不在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端之中不參與信號傳輸的另
一中繼端。本發明的射頻拉遠系統，在現有的射頻拉遠系統中增加了用於備份的中繼端和將 信號在工作中繼端和備份中繼端之間進行切換的裝置，使信號在工作中繼端和備份中繼端 之間切換，不致因一臺中繼端的失效導致整個系統的癱瘓。
圖1是現有的射頻拉遠系統的中繼端和覆蓋端以1拖2菊花鏈拓撲示意圖；圖2是現有的射頻拉遠系統的中繼端故障導致整個系統失效的示意圖；圖3是本發明的射頻拉遠系統的示意圖；圖4是本發明的射頻拉遠系統工作中繼端出現故障時的示意圖；圖5是本發明的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置實施例的結 構示意圖。
具體實施例方式本發明的對射頻拉遠系統的中繼端進行備份切換的裝置，即備份切換單元，工作 中繼端和備份中繼端不直接與基站和覆蓋端相連，而是通過該備份切換單元與基站和覆蓋 端相連，工作中繼端和備份中繼端實質上沒有什麼分別，僅是在邏輯上區分為工作中繼端 和備份中繼端。如圖3、4所示，工作中繼端、備份中繼端、覆蓋端和基站分別與備份切換單 元相連，但工作中繼端和備份中繼端只有其中之一參與信號傳輸，即一個中繼端為在網中 繼端，另一中繼端為不在網中繼端，當在網中繼端發生故障時，備份切換單元將射頻信號與 光纖信號切換到不在網中繼端，使得信號覆蓋在短時間內恢復，同時故障中繼端退出系統 並向網管中心上報告警，通知工程人員來檢修故障，如此可使整個射頻拉遠系統的可靠性 大大提高。備份切換單元在工作中繼端和備份中繼端之間進行信號切換，其中備份中繼端的 個數不受限制，但兩臺中繼端同時發生故障的機率很小，一臺備份中繼端就足以應付工作 中繼端的備份，因此此處以一臺備份中繼端為例。如圖5所示，備份切換單元包括切換邏輯 控制模塊、射頻信號切換模塊、光鏈路切換模塊和電源模塊(圖中未示出)，射頻切換模塊 分別與工作中繼端、備份中繼端和基站相連，光鏈路切換模塊分別與工作中繼端、備份中繼 端和覆蓋端相連，切換邏輯控制模塊分別與射頻信號切換模塊、光鏈路切換模塊、工作中繼 端和備份中繼端相連，用於監測工作中繼端和備份中繼端的運行狀況並根據運行狀況向射 頻信號切換模塊和光鏈路切換模塊發送切換指令，射頻信號切換模塊將射頻信號在基站與 在網中繼端之間進行傳輸，當接到切換指令後將射頻信號切換至不在網中繼端，光鏈路切 換模塊將光纖信號在覆蓋端和在網中繼端之間進行傳輸，但接到切換指令後將光纖信號切 換至不在網中繼端，切換邏輯控制模塊默認工作中繼端或備份中繼端為在網中繼端，當發 生信號切換時，切換前的在網中繼端成為切換後的不在網中繼端，即隨著信號切換的發生， 工作中繼端和備份中繼端輪換為在網中繼端，電源模塊可以獨立為備份切換單元供電，也可以接到工作中繼端和/或備份中繼端，將工作中繼端和/或備份中繼端的電源作為備份 切換單元的電源。為了方便工程人員進行安裝與調試，備份切換單元還設計了切換按鈕和狀態指示 燈(圖中未示出)，切換按鈕和狀態指示燈分別與切換邏輯控制模塊相連，切換按鈕用於接 收用戶的操作，當切換按鈕被按下時，表明用戶需要將信號從當前在網的中繼端切換至不 在網的中繼端，切換按鈕發送用戶指令至切換邏輯控制模塊，切換邏輯控制模塊接到用戶 指令並監測到不在網中繼端工作正常時，向射頻信號切換模塊和光鏈路切換模塊發送切換 指令，指示燈用於指示當前在網的中繼端是工作中繼端還是備份中繼端，指示燈還可以指 示電源模塊是否有電。從圖3、4可以看出，備份切換單元是整個系統的關鍵節點，可以用單片機來實現， 單片機的切換邏輯控制模塊檢測工作中繼端和備份中繼端的運行狀態並根據檢測到的狀 況和切換按鈕的動作控制信號的切換，其切換邏輯真值表如表1、2所示，但為提高可靠性， 備份切換單元不採用單片機而採用純邏輯電路設計，切換邏輯控制模塊由數字電路搭建， 射頻信號切換模塊和光鏈路切換模塊則分別由可靠性極高的射頻開關和光開關來實現，無 單片機則無需編程，避免了由於算法錯誤以及單片機死機導致切換失靈的問題，整個裝置 的可靠性完全由數字器件和開關的可靠性決定，所以備份切換單元具有性能穩定，切換可 靠、切換時間短等優點，其工作過程如下切換邏輯控制模塊監測工作中繼端和備份中繼端的狀態及切換按鈕的動作並控 制信號的切換，其切換邏輯真值表如表1、2所示，根據邏輯真值表可設計出切換邏輯控制 模塊的電路圖。表1、2中「上一狀態」表示切換之前在網的中繼端，「下一狀態」表示切換之 後在網的中繼端，切換按鈕一欄的「任意」表示無動作或有動作，上一狀態欄的「任意」表示 工作中繼端或備份中繼端，下一狀態欄的「任意」表示工作中繼端或備份中繼端。 表 1為了控制簡單，對「下一狀態」欄的「任意」由具體的中繼端來實現，如表2所示，表2中的其他技術特徵與表1相同。
表2如表2所示，如果兩臺中繼端均無故障，備份切換單元會默認其中的一臺為在網 中繼端，參與組網和信號覆蓋，另外一臺為不在網中繼端，不參與組網和信號覆蓋，但處於 開機即熱備份狀態，如默認工作中繼端為在網中繼端，備份中繼端為不在網中繼端，射頻信 號切換模塊將射頻信號在基站和工作中繼端之間進行傳輸，光鏈路切換模塊將光纖信號在 覆蓋端和工作中繼端之間進行傳輸，切換邏輯控制模塊監測工作中繼端和備份中繼端的工 作狀態，以表2第5行的情況為例，監測到在網的工作中繼端發生故障(該故障可導致信號 的覆蓋中斷，如電源故障、電源掉電、鎖相環失鎖和光收發告警等)，不在網的備份中繼端無 故障，此時，無論是否接收到切換按鈕傳來的用戶指令，均向射頻信號切換模塊和光鏈路切 換模塊發送切換指令，射頻信號切換模塊接到切換指令後將射頻信號切換至備份中繼端， 光鏈路切換模塊接到切換指令後將光纖信號切換至備份中繼端，如圖4所示，以保障信號 覆蓋繼續和監控組網，此時備份中繼端成為在網中繼端，工作中繼端成為不在網中繼端，工 作中繼端上報告警給監控中心，工程人員檢修已經發生故障的工作中繼端，待故障消除後， 工作中繼端消除告警，此時，備份切換單元監測到工作中繼端運行正常，備份切換單元等到 備份中繼端出現故障時再將射頻信號及光纖信號切換至工作中繼端。本發明的射頻拉遠系統，在現有的射頻拉遠系統中增加了用於備份的中繼端和將 信號在工作中繼端和備份中繼端之間進行切換的裝置，使信號在工作中繼端和備份中繼端 之間切換。本發明的射頻拉遠系統，包括工作中繼端、備份中繼端和、覆蓋端、基站和對射頻 拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置即備份切換單元，如圖3所示，工作中繼端和 備份中繼端分別通過備份切換單元與基站和覆蓋端相連，備份切換單元將射頻信號在基站 與在網中繼端之間進行傳輸，將光纖信號在覆蓋端和在網中繼端之間進行傳輸，在監測到 在網中繼端出現故障而不在網中繼端工作正常時將射頻信號和光纖信號切換至不在網中繼端，所述在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端之一，即參與組網的中繼端，所述不在網 中繼端為與所述在網中繼端不同的另一中繼端，即不參與組網的中繼端。備份切換單元的技術特徵及工作過程與上述對射頻拉遠系統在網的中繼端進行 備份切換的裝置的技術特徵和工作過程相同，在此不予贅述。以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明 的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範 圍之內。
權利要求
一種對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，其特徵在於，包括在接到切換指令後將射頻信號從在網中繼端切換至不在網中繼端的射頻信號切換模塊、在接到切換指令後將光纖信號從在網中繼端切換至不在網中繼端的光鏈路切換模塊、在監測到在網中繼端出現故障而不在網中繼端工作正常時向所述射頻信號切換模塊和所述光鏈路切換模塊發送切換指令的切換邏輯控制模塊及電源模塊，所述在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端中參與信號傳輸的中繼端，所述不在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端之中不參與信號傳輸的另一中繼端。
2.根據權利要求1所述的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，其特徵 在於，所述電源模塊分別與所述工作中繼端和備份中繼端相連，將工作中繼端和/或備份 中繼端的電源作為本裝置的電源。
3.根據權利要求1或2所述的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，其 特徵在於，所述射頻信號切換模塊包括射頻開關。
4.根據權利要求1或2所述的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，其 特徵在於，所述光鏈路切換模塊包括光開關。
5.根據權利要求1或2所述的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，其 特徵在於，所述切換邏輯控制模塊為數字電路。
6.根據權利要求1或2所述的對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，其 特徵在於，還包括切換按鈕，所述切換按鈕接收用戶指令並將用戶指令轉發至所述切換邏 輯控制模塊，所述切換邏輯控制模塊接到用戶命令並監測到不在網中繼端工作正常時向所 述射頻信號切換模塊和所述光鏈路切換模塊發送切換指令。
7.根據權利要求1或2所述的射頻拉遠系統，其特徵在於，還包括狀態指示燈，所述狀 態指示燈與所述切換邏輯控制模塊相連，用於指示當前在網的是工作中繼端還是備份中繼 端和/或指示電源模塊有沒有電。
8.一種射頻拉遠系統，包括工作中繼端和覆蓋端，其特徵在於，還包括備份中繼端和 對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，所述對射頻拉遠系統在網的中繼端進 行備份切換的裝置將射頻信號在基站與在網中繼端之間進行傳輸，將光纖信號在覆蓋端和 在網中繼端之間進行傳輸，並在監測到在網中繼端出現故障而不在網中繼端工作正常時將 射頻信號和光纖信號切換至不在網中繼端，所述在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端中 參與信號傳輸的中繼端，所述不在網中繼端為工作中繼端和備份中繼端之中不參與信號傳 輸的另一中繼端。
9.根據權利要求8所述的射頻拉遠系統，其特徵在於，所述對射頻拉遠系統在網的中 繼端進行備份切換的裝置為權利要求1-8任意一項權利要求所述的裝置。
全文摘要
本發明公開了一種對射頻拉遠系統在網的中繼端進行備份切換的裝置，工作中繼端和備份中繼端通過該裝置與基站和覆蓋端相連，但工作中繼端和備份中繼端只有其中之一參與信號傳輸，即一臺為在網中繼端，另一臺為不在網中繼端，當在網中繼端發生故障時，本裝置將射頻信號與光纖信號切換到不在網中繼端，使得信號覆蓋在短時間內恢復，不致因一臺中繼端的失效導致整個系統的癱瘓；本發明還公開了一種射頻拉遠系統，在現有的射頻拉遠系統中增加了用於備份的中繼端和將信號在工作中繼端和備份中繼端之間進行切換的上述裝置，使得整個射頻拉遠系統的可靠性大大提高。
文檔編號H04W24/04GK101925079SQ20101020815
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者邊慶宏 申請人:京信通信系統(中國)有限公司