一種基於數位技術實現ftth的lte傳輸與覆蓋系統的製作方法
2023-05-17 20:49:11 1
一種基於數位技術實現ftth的lte傳輸與覆蓋系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於：包括一近端設備和一遠端設備，其中：所述近端設備包括一近端雙工器/時隙開關切換單元、一LTE近端下行鏈路、一LTE近端上行鏈路和一近端數位訊號處理單元；所述遠端設備包括一遠端數位訊號處理單元、一LTE遠端下行鏈路、一LTE遠端上行鏈路和一遠端雙工器/時隙開關切換單元；所述近端數位訊號處理單元通過光纖與所述遠端數位訊號處理單元進行通訊，所述近端設備還連接一LTE信源，所述遠端設備還連接一收發天線。本發明的系統具有性能穩定、抗幹擾能力強、抗衰落能力高、安全性高、傳輸距離遠，節省網絡成本等特點。
【專利說明】 一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及LTE傳輸與覆蓋系統領域，尤其是一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統。
【背景技術】
[0002]2009年12月LTE網絡正式進入商用時代，有關數據表明2010年全球的LTE用戶僅14.2萬，到2011年末已經增加到930萬，到2012年全球的LTE用戶逼近7000萬。預計2016年全球LTE用戶將達到9億。中國也緊鑼密鼓地進行LTE網絡的部署工作。
[0003]隨著電信業務從以話音為主向以數據為主轉移，特別是隨著LTE部署工作的逐步展開及數據用戶的增加，帶來的LTE移動數據業務量的劇增直接導致帶寬需求的突飛猛進。這種需求反過來又刺激信號傳輸領域中先進的調製和復用技術的開發和實現。與模擬技術相比，數位技術通常被公認為具有更多的優勢，數位技術可以在有限的帶寬上傳輸更多的信息，基於數位技術的通信傳輸具有強抗幹擾能力，抗衰落能力高，安全性高，通信質量不受距離的影響，且便於處理、交換及存儲等特點，能適應各種通信業務的要求，已經成為現代通信網中的最主要的通信技術基礎。
[0004]隨著LTE用戶的大幅增長，數據業務的收入所佔比重也越來越高，尤其是高速數據業務主要都是從室內發起的，為了更好地吸收室內業務量，爭奪用戶資源，運營商將大量的精力投入到網絡的室內覆蓋上。由於LTE工作頻率高，波長短，繞射能力差，室內的穿透損耗大，利用傳統的2G網絡建設方式需要增加室外基站數量，即便是投入大量資金依舊無法有效解決室內信號覆蓋不足的問題。這就需要一種有針對性地方案，能將網絡信號有效地延伸到樓宇內部，為室內用戶提供優質的網絡信號覆蓋。
[0005]與此同時，國家工業和信息化部發布了《寬帶網絡基礎設施「十二五」規劃》，其中明確了「十二五」期間，將光纖寬帶網絡推進工程作為重點工程。中國電信、中國移動及中國聯通大力開展「光進銅退」建設，主要採用FTTH的方式為用戶提供寬帶接入服務，解決了從網際網路主幹網到用戶桌面的「最後一公裡」瓶頸現象，為用戶提供了極大的帶寬。目前新建住宅和大部分的用戶小區通過改造後均已實現光纖敷設，並實現FTTH接入，而利用FTTH的入戶光纖進行下一代移動通信信號的室內覆蓋成為大家關注的焦點。利用入戶光纖作為傳輸媒質進行室內覆蓋不但節省網絡成本，而且在一定程度上緩解選址困難、工程施工難等問題，最低的成本實現了 LTE的室內覆蓋的快速部署，精確且有效地解決了用戶的投訴問題。
[0006]綜上所述，本發明採用數位技術並利用FTTH資源進行LTE信號的傳輸與覆蓋，具有一定的創造性、實用性與前瞻性。
【發明內容】
[0007]有鑑於此，本發明的目的是提供一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統。[0008]本發明採用以下方案實現:一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:包括一近端設備和一遠端設備，其中:
所述近端設備包括一近端雙工器/時隙開關切換單元，所述近端雙工器/時隙開關切換單元連接一 LTE近端下行鏈路和一 LTE近端上行鏈路，所述LTE近端下行鏈路和所述LTE近端上行鏈路都連接一近端數位訊號處理單元；
所述遠端設備包括一遠端數位訊號處理單元，所述遠端數位訊號處理單元連接一 LTE遠端下行鏈路和一 LTE遠端上行鏈路，所述LTE遠端下行鏈路和LTE遠端上行鏈路都連接一遠端雙工器/時隙開關切換單元；
所述近端數位訊號處理單元通過光纖與所述遠端數位訊號處理單元進行通訊，所述近端設備還連接一 LTE信源，所述遠端設備還連接一收發天線。
[0009]在本發明一實施例中，還包括一近端控制單元，用於控制所述近端雙工器/時隙開關切換單元、LTE近端下行鏈路、LTE近端上行鏈路和近端數位訊號處理單元；還包括一遠端控制單元，用於控制所述遠端雙工器/時隙開關切換單元、LTE遠端下行鏈路、LTE遠端上行鏈路和遠端數位訊號處理單元。
[0010]在本發明一實施例中，所述近端數位訊號處理單元還接收光配線網絡發送的並行乙太網數據信號，所述遠端數位訊號處理單元還接收光網絡單元發送的並行乙太網數據信號。
[0011]在本發明一實施例中，所述近端雙工器/時隙開關切換單元和所述遠端雙工器/時隙開關切換單元用於:在FDD-LTE系統中切換到雙工器用於雙通道分離近端的上下行信號，在TD-LTE系統中切換到時隙開關用於近端雙通道上下行信號的時隙切換。
[0012]在本發明一實施例中，所述LTE近端下行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、功率放大電路和下變頻器，用於對所述LTE信源發射的LTE下行雙通道射頻信號進行濾波、放大和下變頻處理；所述LTE遠端下行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、上變頻器和功率放大電路，用於對所述遠端數位訊號處理單元發送的LTE雙通道中頻信號進行上變頻、濾波和放大處理。
[0013]在本發明一實施例中，所述近端數位訊號處理單元包括:一近端A/D轉換器，用於將所述LTE近端下行鏈路的下變頻器產生的LTE中頻信號轉換成LTE數位訊號；一近端數字處理單元，用於將所述A/D轉換器轉換後的LTE數位訊號下變頻成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後打包成串行數據；以及一近端光收發器，用於將串行數據轉換成光信號；
所述遠端數位訊號處理單元包括:一遠端光收發器，用於將所述近端數位訊號處理單元發送的光信號轉換成串行數據；一遠端數字處理單元，用於將所述遠端光收發器產生的串行數據解幀成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後上變頻為LTE數位訊號；以及一遠端D/A轉換器，用於將所述LTE數位訊號轉換成為LTE中頻信號。
[0014]在本發明一實施例中，所述LTE遠端上行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、功率放大電路和下變頻器，用於對移動終端發射的LTE上行雙通道射頻信號進行濾波、放大及下變頻處理；所述LTE近端上行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、上變頻器和功率放大電路，用於將所述近端數位訊號處理單元發送的LTE雙通道中頻信號進行濾波、放大及上變頻處理。
[0015]在本發明一實施例中，所述遠端數位訊號處理單元包括:一遠端A/D轉換器，用於將所述LTE遠端上行鏈路的下變頻器產生的LTE中頻信號轉換成LTE數位訊號；一遠端數字處理單元，用於將所述A/D轉換器轉換後的LTE數位訊號下變頻成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後打包成串行數據；以及一遠端光收發器，用於將串行數據轉換成光信號；所述近端數位訊號處理單元包括:一近端光收發器，用於將所述遠端數位訊號處理單元發送的光信號轉換成串行數據；一近端數字處理單元，用於將所述近端光收發器產生的串行數據解幀成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後上變頻為LTE數位訊號；以及一近端D/A轉換器，用於將所述LTE數位訊號轉換成為LTE中頻信號。
[0016]在本發明一實施例中，一個所述的近端設備連接複數個遠端設備。
[0017]本發明利用數位技術、光電轉換等技術，在不影響原有的PON網絡中乙太網/IP、VoIP等業務的前提下，利用原有的入戶光纖實現LTE的網絡傳輸與覆蓋，可支持FDD-LTE或TD-LTE這兩種不同制式的LTE信號，並且支持雙通道傳輸；具有性能穩定、抗幹擾能力強、抗衰落能力高、安全性高、傳輸距離遠，節省網絡成本等特點。
[0018]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本發明作進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是部署前FTTH的PON架構圖。
[0020]圖2是本發明的系統原理框圖。
[0021]圖3是本發明LTE數字光纖傳輸近端設備原理框圖。
[0022]圖4是本發明LTE數字光纖傳輸遠端設備原理框圖。
[0023]圖5是本發明的系統星型組網方式示意圖。
[0024]圖6是本發明的系統菊花型組網方式示意圖。
【具體實施方式】
[0025]PON (Passive Optical Network,無源光纖網絡)，是 FTTH (Fiber To The Home,光纖到戶)最經濟有效的技術手段，也是目前光纖傳輸中應用最廣泛的一種解決方案，PON由局側的 OLT (Optical Line Terminal,光線路終端)、用戶側的 ONU (Optical NetworkUnit,光網絡單元)和ODN (OpticalDistribution Network,光配線網絡)組成。光網絡單元(ONU)安裝在住家用戶或企業用戶處。如圖1所示，是部署前FTTH的PON架構圖。本發明實施例結合數位技術及FTTH系統這兩種技術，支持FDD-LTE或TD-LTE兩種LTE制式信號的入戶傳輸與覆蓋。
[0026]為描述方便，本發明將LTE數字光纖傳輸近端設備稱之為近端設備，將LTE數字光纖傳輸遠端設備稱之遠端設備，將近端設備發送數據(包括基帶信號和乙太網信號)至遠端設備的傳輸鏈路稱之為下行鏈路。從遠端設備發送數據至近端設備的傳輸鏈路稱之為上行鏈路。
[0027]簡單來說，近端設備和遠端設備提供LTE網絡信號及PON網絡信號的轉換、拼接組合、光電轉換及傳輸。
[0028]如圖2、圖3和圖4所示，本發明提供一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，包括一近端設備和一遠端設備，其中: 所述近端設備包括一近端雙工器/時隙開關切換單元，所述近端雙工器/時隙開關切換單元連接一 LTE近端下行鏈路和一 LTE近端上行鏈路，所述LTE近端下行鏈路和所述LTE近端上行鏈路都連接一近端數位訊號處理單元；
所述遠端設備包括一遠端數位訊號處理單元，所述遠端數位訊號處理單元連接一 LTE遠端下行鏈路和一 LTE遠端上行鏈路，所述LTE遠端下行鏈路和LTE遠端上行鏈路都連接一遠端雙工器/時隙開關切換單元；
所述近端數位訊號處理單元通過光纖與所述遠端數位訊號處理單元進行通訊，所述近端設備還連接一 LTE信源，所述遠端設備還連接一收發天線；所述近端數位訊號處理單元還接收光配線網絡發送的並行乙太網數據信號，所述遠端數位訊號處理單元還接收光網絡單元發送的並行乙太網數據信號。
[0029]優選的，還包括一近端控制單元，用於控制所述近端雙工器/時隙開關切換單元、LTE近端下行鏈路、LTE近端上行鏈路和近端數位訊號處理單元，並將監控結果發送至上層網管，包括近端設備的狀態查詢和告警等功能，TDD系統中還負責控制近端時隙開關切換單元；還包括一遠端控制單元，用於控制所述遠端雙工器/時隙開關切換單元、LTE遠端下行鏈路、LTE遠端上行鏈路和遠端數位訊號處理單元，將監控結果發送至上層網管，包括遠端的設備狀態查詢和告警等功能，TDD系統中還負責控制近端時隙開關切換單元；所述近端雙工器/時隙開關切換單元和所述遠端雙工器/時隙開關切換單元用於:在FDD-LTE系統中切換到雙工器用於雙通道分離近端的上下行信號，在TD-LTE系統中切換到時隙開關用於近端雙通道上下行信號的時隙切換。
[0030]在本發明一較佳實施例中，所述LTE近端下行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、功率放大電路和下變頻器，用於對所述LTE信源發射的LTE下行雙通道射頻信號進行濾波、放大和下變頻處理；所述LTE遠端下行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、上變頻器和功率放大電路，用於對所述遠端數位訊號處理單元發送的LTE雙通道中頻信號進行上變頻、濾波和放大處理。
[0031 ] 所述近端數位訊號處理單元包括:一近端A/D轉換器，用於將所述LTE近端下行鏈路的下變頻器產生的LTE中頻信號轉換成LTE數位訊號；一近端數字處理單元，用於將所述A/D轉換器轉換後的LTE數位訊號下變頻成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後打包成串行數據；以及一近端光收發器，用於將串行數據轉換成光信號；
所述遠端數位訊號處理單元包括:一遠端光收發器，用於將所述近端數位訊號處理單元發送的光信號轉換成串行數據；一遠端數字處理單元，用於將所述遠端光收發器產生的串行數據解幀成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後上變頻為LTE數位訊號；以及一遠端D/A轉換器，用於將所述LTE數位訊號轉換成為LTE中頻信號。
[0032]所述LTE遠端上行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、功率放大電路和下變頻器，用於對移動終端發射的LTE上行雙通道射頻信號進行濾波、放大及下變頻處理；所述LTE近端上行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、上變頻器和功率放大電路，用於將所述近端數位訊號處理單元發送的LTE雙通道中頻信號進行濾波、放大及上變頻處理。
[0033]所述遠端數位訊號處理單元包括:一遠端A/D轉換器，用於將所述LTE遠端上行鏈路的下變頻器產生的LTE中頻信號轉換成LTE數位訊號；一遠端數字處理單元，用於將所述A/D轉換器轉換後的LTE數位訊號下變頻成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後打包成串行數據；以及一遠端光收發器，用於將串行數據轉換成光信號；
所述近端數位訊號處理單元包括:一近端光收發器，用於將所述遠端數位訊號處理單元發送的光信號轉換成串行數據；一近端數字處理單元，用於將所述近端光收發器產生的串行數據解幀成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後上變頻為LTE數位訊號；以及一近端D/A轉換器，用於將所述LTE數位訊號轉換成為LTE中頻信號。
[0034]本發明的一個所述的近端設備連接複數個遠端設備，可以是星型組網方式(如圖5所示，近端設備有8個光口可接遠端設備)或者菊花型組網方式(如圖6所示，複數個遠端設備依次串聯)。
[0035]本發明的整體工作原理如下:近端設備將基站發送的LTE下行雙通道信號進行上下行分離，並對LTE下行鏈路信號進行放大及鏈路控制，然後對下行鏈路信號進行下變頻處理、中頻處理、數字處理，同時將ODN發送來的並行乙太網數據進行數據串行轉換；然後對RF基帶信號和乙太網信號進行數據拼接後轉換為光信號發送至遠端設備；遠端設備把從近端設備傳輸過來的信號分解轉成RF基帶信號和串行乙太網信號，對串行乙太網信號進行並行轉換，對RF基帶信號進行數字處理、中頻處理、及上變頻處理，在經過相應的控制及放大電路後，利用天線(ΜΙΜ0天線)進行信號覆蓋。
[0036]遠端設備通過天線(ΜΜ0天線)接收終端發射的LTE上行雙通道信號進行上下行分離，並對LTE上行鏈路信號進行放大及鏈路控制，並對上行信號進行變頻處理、中頻處理、數字處理，同時將ONU來的並行乙太網數據進行數據串行轉換，然後對RF基帶信號和乙太網信號進行數據拼接後轉換為光信號發送至近端設備；近端設備對遠端設備傳輸過來的信號分解轉成RF基帶信號和串行乙太網信號，對串行乙太網信號進行並行轉換，對RF基帶信號進行數字處理、中頻處理、及變頻處理，在經過相應的控制及放大電路後，發送至基站。
[0037]上列較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:包括一近端設備和一遠端設備，其中: 所述近端設備包括一近端雙工器/時隙開關切換單元，所述近端雙工器/時隙開關切換單元連接一 LTE近端下行鏈路和一 LTE近端上行鏈路，所述LTE近端下行鏈路和所述LTE近端上行鏈路都連接一近端數位訊號處理單元； 所述遠端設備包括一遠端數位訊號處理單元，所述遠端數位訊號處理單元連接一 LTE遠端下行鏈路和一 LTE遠端上行鏈路，所述LTE遠端下行鏈路和LTE遠端上行鏈路都連接一遠端雙工器/時隙開關切換單元； 所述近端數位訊號處理單元通過光纖與所述遠端數位訊號處理單元進行通訊，所述近端設備還連接一 LTE信源，所述遠端設備還連接一收發天線。
2.根據權利要求1所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:還包括一近端控制單元，用於控制所述近端雙工器/時隙開關切換單元、LTE近端下行鏈路、LTE近端上行鏈路和近端數位訊號處理單元；還包括一遠端控制單元，用於控制所述遠端雙工器/時隙開關切換單元、LTE遠端下行鏈路、LTE遠端上行鏈路和遠端數位訊號處理單元。
3.根據權利要求1所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:所述近端數位訊號處理單元還接收光配線網絡發送的並行乙太網數據信號，所述遠端數位訊號處理單元還接收光網絡單元發送的並行乙太網數據信號。
4.根據權利要求1所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:所述近端雙工器/時隙開關切換單元和所述遠端雙工器/時隙開關切換單元用於:在FDD-LTE系統中切換到雙工器用於雙通道分離近端的上下行信號，在TD-LTE系統中切換到時隙開關用於近端雙通道上下行信號的時隙切換。
5.根據權利要求1所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:所述LTE近端下行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、功率放大電路和下變頻器，用於對所述LTE信源發射的LTE下行雙通道射頻信號進行濾波、放大和下變頻處理；所述LTE遠端下行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、上變頻器和功率放大電路，用於對所述遠端數位訊號處理單元發送的LTE雙通道中頻信號進行上變頻、濾波和放大處理。
6.根據權利要求5所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:所述近端數位訊號處理單元包括:一近端A/D轉換器，用於將所述LTE近端下行鏈路的下變頻器產生的LTE中頻信號轉換成LTE數位訊號；一近端數字處理單元，用於將所述A/D轉換器轉換後的LTE數位訊號下變頻成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後打包成串行數據；以及一近端光收發器，用於將串行數據轉換成光信號； 所述遠端數位訊號處理單元包括:一遠端光收發器，用於將所述近端數位訊號處理單元發送的光信號轉換成串行數據；一遠端數字處理單元，用於將所述遠端光收發器產生的串行數據解幀成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後上變頻為LTE數位訊號；以及一遠端D/A轉換器，用於將所述LTE數位訊號轉換成為LTE中頻信號。
7.根據權利要求1所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:所述LTE遠端上行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、功率放大電路和下變頻器，用於對移動終端發射的LTE上行雙通道射頻信號進行濾波、放大及下變頻處理；所述LTE近端上行鏈路包括:雙通道的自動電平控制電路、上變頻器和功率放大電路，用於將所述近端數位訊號處理單元發送的LTE雙通道中頻信號進行濾波、放大及上變頻處理。
8.根據權利要求7所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:所述遠端數位訊號處理單元包括:一遠端A/D轉換器，用於將所述LTE遠端上行鏈路的下變頻器產生的LTE中頻信號轉換成LTE數位訊號；一遠端數字處理單元，用於將所述A/D轉換器轉換後的LTE數位訊號下變頻成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後打包成串行數據；以及一遠端光收發器，用於將串行數據轉換成光信號； 所述近端數位訊號處理單元包括:一近端光收發器，用於將所述遠端數位訊號處理單元發送的光信號轉換成串行數據；一近端數字處理單元，用於將所述近端光收發器產生的串行數據解幀成基帶信號，並將基帶信號數字濾波後上變頻為LTE數位訊號；以及一近端D/A轉換器，用於將所述LTE數位訊號轉換成為LTE中頻信號。
9.根據權利要求1所述的一種基於數位技術實現FTTH的LTE傳輸與覆蓋系統，其特徵在於:一個所述的近端設備 連接複數個遠端設備。
【文檔編號】H04B10/25GK103546215SQ201310536598
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】林瑋, 張健榮, 吳挺竹, 許祥政 申請人:中郵科通信技術股份有限公司