TD-LTE一體化皮基站的製作方法

2023-06-21 23:07:46

本實用新型涉及到移動4G通信領域，具體涉及一種TD-LTE一體化皮基站，便於建站，主要用於小區覆蓋或者補盲，相對於傳統宏站會更加靈活。

背景技術：

在2015年，三家運營商在4G發展勢頭上的不平衡並未阻擋國內4G整體用戶數的極速增長。截至15年11月底，國內4G用戶數已經突破3.56億，4G幾乎已經成為數據承載的一張「基礎」網絡。但這樣的態勢也進一步讓4G業務數據量的增長與室內覆蓋網絡承載能力間的不平衡現象逐漸加劇，一個具體的表象就是，由室內4G弱覆蓋、邊緣吞吐率降低以及熱點連接受限等問題，導致4G用戶的網絡速度下降、連接時間加長、信號不穩定等多種不佳體驗。相比網絡基礎覆蓋這一個「前期」工程來說，國內4G網絡已經到了亟待進行補熱補盲、覆蓋優化、容量提升的關鍵階段了。而一體化皮基站支持單點放裝、主從擴展覆蓋、多臺組網等類型的室內覆蓋方式，投入低、組網便捷，是一種最為靈活的新型室內覆蓋方式。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種TD-LTE一體化皮基站。

本實用新型為實現上述目的所採用的技術方案是：TD-LTE一體化皮基站，包括順序連接的POE電源晶片、乙太網晶片、基帶處理器、射頻控制器、功放單元、雙工器、天線，以及與基帶處理器連接的數據機和看門狗電路。

所述功放單元為兩個，每個功放單元包括一個功率放大器和一個低噪聲放大器。

所述雙工器為兩個，每個雙工器連有一個天線。

所述雙工器的發射端與天線連接，接收射頻埠通過功率放大器與射頻控制器的發送端連接，發送射頻埠通過低噪聲放大器與射頻控制器的接收端連 接。

所述基帶處理器的GPIO接口與看門狗用於餵狗的引腳連接。

所述看門狗電路連有外部復位線。

所述看門狗電路的復位控制端與基帶處理器連接。

所述POE電源晶片外部接有用於通過網線進行供電的網口。

所述POE電源晶片輸出連有DC轉換模塊，用於通過DC轉換模塊供電。

所述數據機採用2G貓模塊。

本實用新型具有以下有益效果及優點：

1.本實用新型組網便捷，一根網線輕鬆實現MIMO和供電，破解室分難題；支持多種回傳方式，靈活建網；可實現精確覆蓋，區域內面積的吞吐量相比宏站大大提高，快速提升容量；同時能夠提供信源和覆蓋。

2.本實用新型可同時提供4G和WiFi的接入服務。

3.本實用新型具備獨立信源，傳統直放站只是一個功率放大器，需要通過耦合分布信源方式，其從基站提取一路信號，經過放大等實現室內分布，而獨立信源是指基站部分發射出來的信號，只需要通過固網寬帶接入到移動核心網EPC獲取信源信息。

3.本實用新型體積小、集成度高、基帶射頻合二為一、天線一體化也可獨立安裝。

4.本實用新型採用POE或獨立電源進行供電，當POE和電源同時供電時不會對設備造成傷害。

5.本實用新型採用射頻和天線集成在一起，實現了皮基站一體化。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

本實用新型一體化皮基站由TD-LTE基帶處理器、射頻控制器、低噪聲放大器、高功率放大器、POE電源晶片、看門狗電路、內外置雙天線、數據機等組成。原來基站裡射頻放大部分和天線分布均是相互獨立的，本實用新型將射頻和天線集成為一體，即一體化皮基站，皮基站指的是企業級小基站，功率等級100mW～500mW之間。

本實用新型具備獨立信源，它將基帶和射頻部分或天線集成在一起，由於傳統的直放站應用必須藉助於信源進行覆蓋，因此對於一體化皮基站的建設來說，站點協調難度降低，建設周期短，後期維護方便。通過固網寬帶接入到移動核心網EPC獲取信源信息，原來要通過主設備提供。

本實用新型根據3GPP Release 8和Release 9規範以及中國移動《TD-LTE無線網絡主設備規範》進行設計，並通過了中國移動研究院《TD-LTE無線網絡主設備測試規範》的測試，因此，滿足運營商上線部署的條件。

本實用新型採用先進的SoC方案(系統級晶片)，能夠降低設備的成本；其中TD-LTE基帶處理器為單片雙核(CPUH和CPUL)，為BROADCOM公司的BCM61755IFSB晶片，獨立LTE/3G DSP(FirePath)

如圖1所示，本實用新型具備成熟的射頻電路設計。

1、射頻控制器ADI9362/9363；2、TX高功率放大器；3、RX低噪聲放大器。射頻控制器採用的ADI9362/9363，它是利用射頻來實現傳輸信號的設備，包括收與發以及實現收發的過程包括信號處理，調製解調，放大，接收電路以及發射接收天線，射頻前端一般指用於接收射頻信號，然後把接收的信號交由射頻處理設備進行處理，它通過SPI總線與基帶處理器相連實現控制功能，通過TX/RX與高功率放大器和低噪聲放大器連接，工作頻率為650MHz-2.7GHz。

高功率放大器採用AVAGO公司的MGA-43040晶片，工作頻率2.4GHz、最大輸出27.0dBm，保證了溫度上升導致功率損失不超過±1dbm，其內部集成了射頻開關，很好的實現下行發射信號的放大功能。

低噪聲放大器輸出端設有帶通濾波器保證了超高接收靈敏度和信噪比，能 夠實現上行接收信號的放大，帶通濾波器採用2.4GHz的帶通濾波器不局限於某個廠家的具體型號，能夠實現對帶外信號的濾波。

晶振採用SQC公司VC-TCXO 19.2MHZ TVX-400AC VCS224A，它的標稱頻率為19.2MHz。皮基站通過接收機，周期性接收基準基站(宏站或小站)信號，解調出小站和基準基站間的頻率偏差、相位偏差、幀號、實現站間的時間同步。

乙太網晶片為BROADCOM公司Single-Port 10/100/1000BASE-T Transceiver BCM54618SEA2KFBG，指的是在雙絞線上傳送10/100/1000Mb/s基帶信號的乙太網。一體化皮基站網口通過固網寬帶接入到移動核心網EPC來獲取信源，通過乙太網晶片，將信源信息傳遞到基帶處理器進行處理。

POE電源晶片採用MAX5974aete+Maxim，輸入電壓42V～57V，輸出5V/6mA，它採用IEEE-802.3af PoE標準，高達30W的出力，保障了LTE工作的供電穩定，降低現場供電難度，支持48VDC直供和POE供電，而且防浪湧衝擊。

DC轉換模塊用於給其他晶片供電包括POE電源晶片、乙太網晶片、基帶處理器、射頻控制器、功放單元、雙工器、數據機和看門狗電路。

獨立的硬體看門狗晶片，這種看門狗主要有一個用於餵狗的引腳(一般與基帶處理器的GPIO相連)和一個復位引腳(與系統的RESET引腳相連)，如果沒有在一定時間內改變餵狗管腳的電平，復位引腳就會改變狀態復位基帶處理器。此類看門狗一上電就開始工作，無法禁用它，所以系統必須按時餵狗，系統恢復能力高，增加硬體復位控制可以提高系統的可靠性。

獨立的數據機模塊ZTE MG2639，工作於2G頻段，通過232串口轉換晶片與基帶處理器相連，使得設備可以實現遠程監控功能。

內外置雙天線設計，因此，便於通過室分系統進行樓宇部署，消滅覆蓋盲區。內置、外置天線採用一鍵式切換，現場施工簡單便捷。可通過面板紅色撥碼開關進行選擇。撥碼開關兩端分別連接一個天線，撥碼開關位於設備面板上，緊鄰網口。但是射頻信號只能通過其中一種輸出而不能同時從兩種天線輸出，開關向上(INT)，選擇內置定向天線；開關向下(EXT)，選擇外置天線。為一 鍵式切換，可接室分系統，可滿足對暗藏式天線的要求。

本實用新型外部設有殼體，採用金屬底殼設計，具備優良的散熱性能，可接大地，具備防靜電功能，另外結構設計上充分考慮了掛壁和吸頂兩種安裝模式，增強了系統布放的靈活性。

對於上行，從天線接收到射頻信號，經雙工器完成上下行分離、濾波後進行低噪聲放大，然後通過射頻處理單元傳到基帶處理器進行處理。

對於下行，一體化皮基站網口通過固網寬帶接入到移動核心網EPC來獲取信源，通過乙太網PHY，將信源信息傳遞到基帶處理器進行處理，經基帶處理器協議解幀後得到LTE的基帶信號，再次處理後得到射頻信號，最後將射頻信號通過射頻處理單元依次送入功放、雙工器進行功率放大，濾波後由天線發射出去。