一種數傳電臺與電力td-lte專網共天線的系統及其實現方法

2023-06-04 18:44:26 3

一種數傳電臺與電力td-lte專網共天線的系統及其實現方法
【專利摘要】本發明涉及無線通信領域中的數傳電臺與TD-LTE系統，具體涉及一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統及其實現方法。該系統包括數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站，所述數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站輸出口處設有共用合路器，所述共用合路器的輸出口連接天線，用於實現數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站的收發共用天線。還提供了數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統的實現方法，本發明通過增加合路器，將數傳電臺和電力TD-LTE的射頻信號通過一套天線發射出去。本發明利用數傳電臺已有基站站址和天饋系統，實現電力TD-LTE與數傳電臺的共站址共天線建設，有效節約了網絡建設成本。
【專利說明】—種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統及其實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信領域中的數傳電臺與TD-LTE系統，具體涉及一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統及其實現方法。
【背景技術】
[0002]無線通信系統共天線技術在第二代無線通信系統、第三代無線通信系統中均有使用，特別是同頻段工作的多個無線通信系統中可使用共天線技術，該技術為網絡運營單位降低了設備成本以及建設成本。
[0003]在電力無線專網領域，多種通信系統共天線技術還未使用。目前電力無線專網有數傳電臺、電力TD-LTE專網等多種通信系統，兩系統均使用國家無委分配給電力行業所使用的230MHz頻段。
[0004]袁經典，《室內分布中多網合一技術的研究和應用》中通過增加合路器，器結構示意圖如圖1所示，實現了 WCDMA、PHS、WLAN等通信系統的室內分布部分的天饋共用。該技術方案沒有將數傳電臺的天饋系統納入共用範疇。該技術方案主要針對室內分布通道的天饋共用，並沒有指出室外天饋共用。
[0005]專利號為ZL200510037393.4，發明名稱為「一種WCDMA與同頻段GSM系統共天線的實現方法及系統」，其結構示意圖如圖2所示，通過WCDMA基站與GSM基站通過修改基站設備本身，在未增加合路器的情況下實現了 WCDMA基站與GSM基站共天線，該技術方案沒有將數傳電臺的天饋系統納入共用範疇。
[0006]目前在用的共天線技術均未考慮數傳電臺，這給電力無線專網建設增加了成本。本發明使用合路器將數傳電臺和電力TD-LTE專網的射頻信號歸集至一套天線系統中，節約了網絡建設成本。
[0007]數傳電臺作為無線通信的一種方式在電力行業應用多年，主要支撐電力負荷控制業務，目前仍有部分數傳電臺在網運行，所用頻段為國家無委分配給電力行業所使用的230MHz 頻段。
[0008]隨著無線通信新技術的發展，電力行業引入TD-LTE技術，簡稱電力TD-LTE專網，主要支撐用電信息採集、在線監測以及配網自動化等電力業務，所用頻段為國家無委分配給電力行業所使用的230MHz頻段。在基於230MHz頻段的電力TD-LTE專用網絡建設過程中，需要進行基站選址和天饋建設工作，而在運行的230MHz電力數傳電臺網絡已有基站站址和天饋系統。電力TD-LTE重新選址和建設天饋系統都會增加投入，不利於網絡建設。

【發明內容】

[0009]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統及其實現方法，本發明通過增加合路器，將數傳電臺和電力TD-LTE的射頻信號通過一套天線發射出去。本發明利用數傳電臺已有基站站址和天饋系統，實現電力TD-LTE與數傳電臺的共站址共天線建設，有效節約了網絡建設成本。
[0010]本發明的目的是採用下述技術方案實現的:
[0011]本發明提供一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統，其改進之處在於，所述系統包括數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站，所述數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站輸出口處設有共用合路器，所述共用合路器的輸出口連接天線，用於實現數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站的收發共用天線。
[0012]進一步地，所述數傳電臺基站包括激勵器單元、功率放大器、基帶單元、接收單元、控制單元和雙工器；所述激勵器單元、功率放大器、雙工器、接收單元和基帶單元依次連接形成閉合迴路；所述控制單元分別與激勵器單元和接收單元連接；
[0013]所述激勵器單元用於完成射頻信號的調製；
[0014]所述功率放大器用於將激勵器單元產生的射頻信號進行功率放大，然後饋送至雙工器，由天線發射出去；
[0015]所述基帶單元負責實現信號編碼，模數轉換，並數據終端進行數據交換；
[0016]所述接收單元負責射頻信號的解調和音頻信號的處理；接收單元將天線接收的射頻信號解調後送至基帶單元處理；
[0017]所述控制單元用於負責本機工作狀態的控制，包括工作頻率、面板顯示器和通信狀態的控制；雙工器負責發射信號和接收信號的隔離，保障發射和接收的同時進行。
[0018]進一步地，所述電力TD-LTE專網基站包括通過光纖連接射頻拉遠模塊RRU和基帶處理單元BBU ;單個基帶處理單元BBU支持至少一個射頻拉遠模塊RRU ;所述基帶處理單元BBU負責基帶信號的處理；射頻拉遠模塊RRU負責基帶信號與模擬射頻信號之間的轉換；
[0019]所述射頻拉遠模塊RRU包括依次連接的濾波器、功率放大器、收發信機、模數轉換器和數字處理器。
[0020]進一步地，所述數傳電臺基站所用頻段為230MHz頻段，電力TD-LTE專網基站所用頻段為230MHz頻段；所述共用天線包含在天饋系統中，所述天饋系統包括天線、饋線和耦合器，所述天線負責發射和接收無線電波，所述饋線用於負責傳輸天線接收到的無線信號至耦合器，所述耦合器在下行方向負責將數傳電臺和電力TD-LTE專網的兩路射頻信號合成一路，在上行方向負責將數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站的一路混合信號分成兩個支路信號。
[0021]本發明還提供一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線系統的實現方法，其改進之處在於，所述實現方法包括下述處理方式:
[0022](I)電力TD-LTE專網下行，包括:電力TD-LTE專網的基帶處理單元BBU接收上聯網元的數據，在基帶處理單元BBU完成基帶編碼處理後將信號傳輸至射頻拉遠模塊RRU ;射頻拉遠模塊RRU中的數字處理器完成信號的數字中頻調製處理，並將處理後的數字中頻信號傳輸至模數轉換器；模數轉換器完成數字中頻信號至模擬中頻信號的轉換，並將轉換後的模擬中頻信號傳輸至收發信機；收發信機完成模擬中頻信號至模擬射頻信號的轉換，並將轉換後的模擬射頻信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成將小功率的模擬射頻信號進行功率放大，並將功率放大後的模擬射頻信號傳輸至濾波器；濾波器完成射頻信號發射前的帶通濾波，並將濾波後的信號傳輸至共天線合路器；共用天線合路器將電力TD-LTE射頻信號和數傳電臺射頻信號合路後傳輸至天線，由天線發射出去；[0023](2)電力TD-LTE專網基站上行，包括:天線將接收到的射頻信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將來自天線的一路射頻信號分成兩路射頻信號，其中一路傳輸至電力TD-LTE專網基站的射頻拉遠模塊RRU中的濾波器；濾波器完成電力TD-LTE模擬射頻信號的濾波，並將濾波後的信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成將小功率的模擬射頻信號進行功率放大，並將功率放大後的模擬射頻信號傳輸至收發信機；收發信機完成模擬射頻信號至模擬中頻信號的轉換，並將轉換後的模擬中頻信號傳輸至模數轉換器；模數轉換器完成模擬中頻信號至數字中頻信號的轉換，並將轉換後的數字中頻信號傳輸至數字處理器；數字處理器完成數字中頻信號的解調製處理，並將解調後的信號傳輸至電力TD-LTE專網基站的基帶處理單元BBU ;基帶處理單元BBU完成基帶解碼處理，並將處理後的數據傳輸至上聯網元；
[0024](3)數傳電臺基站下行，包括:數傳電臺基站的的基帶單元接收上聯網元的數據，基帶單元負責實現信號編碼，模數轉換，並將信號傳輸至激勵器單元；激勵器單元負責完成模擬射頻信號的調製，並將信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成模擬射頻信號的功率放大，並將模擬射頻信號傳輸至雙工器；雙工器完成模擬射頻信號的濾波，並將信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將電力TD-LTE專網基站射頻信號和數傳電臺射頻信號合路後傳輸至天線，由天線發射出去；
[0025](4)數傳電臺基站上行，包括:天線將接收到的射頻信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將來自天線的一路射頻信號分成兩路射頻信號，其中一路傳輸至數傳電臺基站的雙工器；雙工器完成模擬射頻信號的濾波，並將信號傳輸至接收單元；接收單元完成模擬射頻信號的解調，並將信號傳輸至基帶單元；基帶單元負責實現信號的模數轉換和解碼，並將數據傳輸至上聯網元。
[0026]與現有技術比，本發明達到的有益效果是:
[0027]1、本發明共用了數傳電臺和電力TD-LTE專網的天線系統，降低了設備成本和建設成本。
[0028]2、本發明通過使用合理的共用天線合路器、濾波器等設備可以方便控制數傳電臺和電力TD-LTE專網的系統間幹擾，增加數傳電臺和電力TD-LTE專網的網絡性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是現有技術中的室內分布中多網合一技術的結構示意圖；
[0030]圖2是現有技術中WCDMA與同頻段GSM系統共天線的結構示意圖；
[0031]圖3是本發明提供的數傳電臺與TD-LTE專網共天線的系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0033]本發明提供的數傳電臺與TD-LTE專網共天線的系統的結構示意圖如圖3所示，系統包括數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站，所述數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站輸出口處設有合路器，所述合路器的輸出口連接天線，用於實現數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站的收發共天線。
[0034]數傳電臺基站包括激勵器單元、功率放大器、基帶單元、接收單元、控制單元和雙工器；所述激勵器單元、功率放大器、雙工器、接收單元和基帶單元依次連接形成閉合迴路；所述控制單元分別與激勵器單元和接收單元連接。激勵器單元負責完成射頻信號的調製。功率放大器負責將激勵器單元產生的射頻信號進行功率放大，然後饋送至雙工器，由天線發射出去。基帶單元負責實現信號編碼，模數轉換，並數據終端進行數據交換。接收單元負責射頻信號的解調和音頻信號的處理。接收單元將天線接收的射頻信號解調後送至基帶單元處理。控制單元負責本機工作狀態的控制，包括工作頻率、面板顯示器、通信狀態的控制等。雙工器負責發射信號和接收信號的隔離，保障發射和接收的同時進行。
[0035]電力TD-LTE專網所用頻段為230MHz頻段，電力TD-LTE專網基站包括光纖連接射頻拉遠模塊RRU和基帶處理單元BBU，所述射頻拉遠模塊RRU包括依次連接的濾波器、功率放大器、收發信機、模數轉換器、數字處理器；單個基帶處理單元BBU支持至少一個射頻拉遠模塊RRU ;所述基帶處理單元BBU負責基帶信號的處理，射頻拉遠模塊RRU負責基帶信號與模擬射頻信號之間的轉換；
[0036]天線包含在天饋系統中，所述天饋系統包括天線、饋線和耦合器，天線負責發射和接收無線電波，饋線負責傳輸天線接收到的無線信號至耦合器，耦合器在下行方向負責將數傳電臺和電力TD-LTE專網的兩路射頻信號合成一路，在上行方向負責將數傳電臺和電力TD-LTE專網的一路混合信號分成兩個支路信號。
[0037]本發明還提供一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統的實現方法，包括以下處理方式:
[0038](I)電力TD-LTE專網基站下行，包括:電力TD-LTE專網基帶處理單元BBU接收上聯網元的數據，在基帶處理單元BBU完成基帶編碼處理後將信號傳輸至射頻拉遠模塊RRU ；射頻拉遠模塊RRU中的數字處理器完成信號的數字中頻調製處理，並將處理後的數字中頻信號傳輸至模數轉換器；模數轉換器完成數字中頻信號至模擬中頻信號的轉換，並將轉換後的模擬中頻信號傳輸至收發信機；收發信機完成模擬中頻信號至模擬射頻信號的轉換，並將轉換後的模擬射頻信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成將小功率的模擬射頻信號進行功率放大，並將功率放大後的模擬射頻信號傳輸至濾波器；濾波器完成射頻信號發射前的帶通濾波，並將濾波後的信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將電力TD-LTE射頻信號和數傳電臺射頻信號合路後傳輸至天線，由天線發射出去。
[0039](2)電力TD-LTE專網基站上行，包括:天線將接收到的射頻信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將來自天線的一路射頻信號分成兩路射頻信號，其中一路傳輸至電力TD-LTE射頻拉遠模塊RRU中的濾波器；濾波器完成電力TD-LTE模擬射頻信號的濾波，並將濾波後的信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成將小功率的模擬射頻信號進行功率放大，並將功率放大後的模擬射頻信號傳輸至收發信機；收發信機完成模擬射頻信號至模擬中頻信號的轉換，並將轉換後的模擬中頻信號傳輸至模數轉換器；模數轉換器完成模擬中頻信號至數字中頻信號的轉換，並將轉換後的數字中頻信號傳輸至數字處理器；數字處理器完成數字中頻信號的解調製處理，並將解調後的信號傳輸至電力TD-LTE專網基帶處理單元BBU ;基帶處理單元BBU完成基帶解碼等處理，並將處理後的數據傳輸至上聯網元。
[0040](3)數傳電臺基站下行，包括:數傳電臺基站的基帶單元接收上聯網元的數據，基帶單元負責實現信號編碼，模數轉換，並將信號傳輸至激勵器單元；激勵器單元負責完成模擬射頻信號的調製，並將信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成模擬射頻信號的功率放大，並將模擬射頻信號傳輸至雙工器；雙工器完成模擬射頻信號的濾波，並將信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將電力TD-LTE射頻信號和數傳電臺射頻信號合路後傳輸至天線，由天線發射出去。
[0041](4)數傳電臺基站上行，包括:天線將接收到的射頻信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將來自天線的一路射頻信號分成兩路射頻信號，其中一路傳輸至數傳電臺雙工器；雙工器完成模擬射頻信號的濾波，並將信號傳輸至接收單元；接收單元完成模擬射頻信號的解調，並將信號傳輸至基帶單元；基帶單元負責實現信號的模數轉換和解碼，並將數據傳輸至上聯網元。
[0042]最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線的系統，其特徵在於，所述系統包括數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站，所述數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站輸出口處設有共用合路器，所述共用合路器的輸出口連接天線，用於實現數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站的收發共用天線。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述數傳電臺基站包括激勵器單元、功率放大器、基帶單元、接收單元、控制單元和雙工器；所述激勵器單元、功率放大器、雙工器、接收單元和基帶單元依次連接形成閉合迴路；所述控制單元分別與激勵器單元和接收單元連接; 所述激勵器單元用於完成射頻信號的調製； 所述功率放大器用於將激勵器單元產生的射頻信號進行功率放大，然後饋送至雙工器，由天線發射出去； 所述基帶單元負責實現信號編碼，模數轉換，並數據終端進行數據交換； 所述接收單元負責射頻信號的解調和音頻信號的處理；接收單元將天線接收的射頻信號解調後送至基帶單元處理； 所述控制單元用於負責本機工作狀態的控制，包括工作頻率、面板顯示器和通信狀態的控制；雙工器負責發射信號和接收信號的隔離，保障發射和接收的同時進行。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述電力TD-LTE專網基站包括通過光纖連接射頻拉遠模塊RRU和基帶處理單元BBU ;單個基帶處理單元BBU支持至少一個射頻拉遠模塊RRU ;所述基帶處理單元BBU負責基帶信號的處理；射頻拉遠模塊RRU負責基帶信號與模擬射頻信號之間的轉換； 所述射頻拉遠模塊RRU包括依次連接的濾波器、功率放大器、收發信機、模數轉換器和數字處理器。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述數傳電臺基站所用頻段為230MHz頻段，電力TD-LTE專網基站所用頻段為230MHz頻段；所述共用天線包含在天饋系統中，所述天饋系統包括天線、饋線和耦合器，所述天線負責發射和接收無線電波，所述饋線用於負責傳輸天線接收到的無線信號至耦合器，所述耦合器在下行方向負責將數傳電臺和電力TD-LTE專網的兩路射頻信號合成一路，在上行方向負責將數傳電臺基站和電力TD-LTE專網基站的一路混合信號分成兩個支路信號。
5.一種數傳電臺與電力TD-LTE專網共天線系統的實現方法，其特徵在於，所述實現方法包括下述處理方式: (I)電力TD-LTE專網下行，包括:電力TD-LTE專網的基帶處理單元BBU接收上聯網元的數據，在基帶處理單元BBU完成基帶編碼處理後將信號傳輸至射頻拉遠模塊RRU ;射頻拉遠模塊RRU中的數字處理器完成信號的數字中頻調製處理，並將處理後的數字中頻信號傳輸至模數轉換器；模數轉換器完成數字中頻信號至模擬中頻信號的轉換，並將轉換後的模擬中頻信號傳輸至收發信機；收發信機完成模擬中頻信號至模擬射頻信號的轉換，並將轉換後的模擬射頻信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成將小功率的模擬射頻信號進行功率放大，並將功率放大後的模擬射頻信號傳輸至濾波器；濾波器完成射頻信號發射前的帶通濾波，並將濾波後的信號傳輸至共天線合路器；共用天線合路器將電力TD-LTE射頻信號和數傳電臺射頻信號合路後傳輸至天線，由天線發射出去；(2)電力TD-LTE專網基站上行，包括:天線將接收到的射頻信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將來自天線的一路射頻信號分成兩路射頻信號，其中一路傳輸至電力TD-LTE專網基站的射頻拉遠模塊RRU中的濾波器；濾波器完成電力TD-LTE模擬射頻信號的濾波，並將濾波後的信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成將小功率的模擬射頻信號進行功率放大，並將功率放大後的模擬射頻信號傳輸至收發信機；收發信機完成模擬射頻信號至模擬中頻信號的轉換，並將轉換後的模擬中頻信號傳輸至模數轉換器；模數轉換器完成模擬中頻信號至數字中頻信號的轉換，並將轉換後的數字中頻信號傳輸至數字處理器；數字處理器完成數字中頻信號的解調製處理，並將解調後的信號傳輸至電力TD-LTE專網基站的基帶處理單元BBU ;基帶處理單元BBU完成基帶解碼處理，並將處理後的數據傳輸至上聯網元; (3)數傳電臺基站下行，包括:數傳電臺基站的的基帶單元接收上聯網元的數據，基帶單元負責實現信號編碼，模數轉換，並將信號傳輸至激勵器單元；激勵器單元負責完成模擬射頻信號的調製，並將信號傳輸至功率放大器；功率放大器完成模擬射頻信號的功率放大，並將模擬射頻信號傳輸至雙工器；雙工器完成模擬射頻信號的濾波，並將信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將電力TD-LTE專網基站射頻信號和數傳電臺射頻信號合路後傳輸至天線，由天線發射出去； (4)數傳電臺基站上行，包括:天線將接收到的射頻信號傳輸至共天線合路器；共天線合路器將來自天線的一路射頻信號分成兩路射頻信號，其中一路傳輸至數傳電臺基站的雙工器；雙工器完成模擬射頻信號的濾波，並將信號傳輸至接收單元；接收單元完成模擬射頻信號的解調，並將信號傳 輸至基帶單元；基帶單元負責實現信號的模數轉換和解碼，並將數據傳輸至上聯網元。
【文檔編號】H04B1/54GK103747447SQ201310641902
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】楊樹, 常沛, 臧志斌, 林大朋, 馬平, 何清素, 徐志強, 余杰, 賀金紅, 張倩 申請人:國家電網公司, 深圳市國電科技通信有限公司, 國網電力科學研究院, 國網浙江省電力公司紹興供電公司