一种微波拉远无线覆盖系统及方法.pdf

本发明公开了一种微波拉远无线覆盖系统及方法，其中的系统包括：用于接收基站的射频信号并转换成微波信号经微波传输单元发送出去，以及接收微波传输单元传来的微波信号并转换成射频信号再向基站传输的微波接入单元；用于进行微波信号空间传输的微波传输单元；用于接收微波传输单元传来的微波信号并转换成射频信号发射出去进行区域覆盖，以及接收移动台传来的射频信号并转换成微波信号经微波传输单元发送出去的微波拉远单元。本发明微波拉远无线覆盖系统采用微波作为传输媒介，能有效降低设备成本，降低工程建设复杂度，还能大幅提高直放站组网的灵活性、通信可靠性，同时，在保证不影响基站的正常工作下，能有效延伸基站的覆盖距离。

1、  一种微波拉远无线覆盖系统，其特征在于，包括：
用于接收基站的射频信号并转换成微波信号经微波传输单元发送出去，以及接收微波传输单元传米的微波信号并转换成射频信号再向基站传输的微波接入单元；
用于进行微波信号空间传输的微波传输单元；
用于接收微波传输单元传来的微波信号并转换成射频信号发射出去进行区域覆盖，以及接收移动台传来的射频信号并转换成微波信号经微波传输单元发送出去的微波拉远单元。

2、  如权利要求1所述的一种微波拉远无线覆盖系统，其特征在于：所述微波传输单元包括与微波接入单元相连接的微波传输单元I，以及与微波拉远单元相连接的微波传输单元II。

3、  如权利要求1所述的一种微波拉远无线覆盖系统，其特征在于：所述微波接入单元包括近端中频单元、近端微波调制解调单元、近端馈电合路单元和近端电源单元，其中，近端中频单元通过近端微波调制解调单元与近端馈电合路单元相连接，近端电源单元分别与近端中频单元、近端微波调制解调单元及近端馈电合路单元电连接。

4、  如权利要求3所述的一种微波拉远无线覆盖系统，其特征在于：所述微波接入单元还包括近端控制单元，该近端控制单元分别与近端中频单元、近端微波调制解调单元、近端馈电合路单元及近端电源单元相连接。

5、  如权利要求1所述的一种微波拉远无线覆盖系统，其特征在于：所述微波拉远单元包括远端馈电合路单元、远端微波调制解调单元、远端中频单元、远端射频单元、远端电源单元和覆盖天线，其中，远端馈电合路单元依次通过远端微波调制解调单元、远端中频单元、远端射频单元和覆盖天线相连接，远端电源单元分别与远端馈电合路单元、远端微波调制解调单元、远端中频单元及远端射频单元电连接。

6、  如权利要求5所述的一种微波拉远无线覆盖系统，其特征在于：所述微波拉远单元还包括远端控制单元，该远端控制单元分别与远端馈电合路单元、远端微波调制解调单元、远端中频单元、远端射频单元及远端电源单元相连接。

7、  一种微波拉远无线覆盖方法，其特征在于：包括下行链路传输过程和上行链路传输过程，其中，
(1)下行链路传输过程具体步骤如下：
a.微波接入单元接收基站的射频信号并转换成微波信号，然后由微波传输单元进行空间传输；
b.微波拉远单元经微波传输单元接收步骤a所述微波信号并转换为射频信号，然后对该转换的到的射频信号进行功率放大后进行区域覆盖；
(2)上行链路传输过程具体步骤如下：
A.微波拉远单元接收自身覆盖区域内移动台发出的射频信号，并将所接收的射频信号转换为微波信号，然后由微波传输单元进行空间传输；
B.微波接入单元经微波传输单元接收步骤A所述微波信号并转换为射频信号，然后传输给基站。

8、  如权利要求7所述的一种微波拉远无线覆盖方法，其特征在于：
步骤a所述微波接入单元接收基站的射频信号并转换成微波信号，其具体操作为：微波接入单元接收基站的射频信号后首先转换成中频信号，再将该中频信号调制为微波信号；
步骤B所述微波接入单元经微波传输单元接收步骤A所述微波信号并转换为射频信号，其具体操作为：微波接入单元经微波传输单元接收步骤A所述微波信号后首先解调成中频信号，再将该中频信号转换为射频信号。

9、  如权利要求7所述的一种微波拉远无线覆盖方法，其特征在于：
步骤b所述微波拉远单元经微波传输单元接收步骤a所述微波信号并转换为射频信号，其具体操作为：微波拉远单元经微波传输单元接收步骤a所述微波信号后首先解调成中频信号，再将该中频信号转换为射频信号。
步骤A所述微波拉远单元接收自身覆盖区域内移动台发出的射频信号，并将所接收的射频信号转换为微波信号，其具体操作为：微波拉远单元接收自身覆盖区域内移动台发出的射频信号后，首先转换为中频信号，再将该中频信号调制成微波信号。

10、  如权利要求7所述的一种微波拉远无线覆盖方法，其特征在于：
所述微波传输单元空间传输微波信号的微波频率为7GHz、8GHz、11GHz、13GHz、15GHz、18GHz或23GHz。

一种微波拉远无线覆盖系统及方法
技术领域
本发明涉及移动通信网络优化系统，尤其涉及一种采用微波作为传输媒介的微波拉远无线覆盖系统及方法。
背景技术
在移动通信系统中，使用直放站作为中继设备，对基站的下行信号或移动终端的上行信号进行放大后转发，以相对于基站较低的成本实现对基站功能的延伸，使移动通信信号的覆盖进一步完善。
直放站一般由基站端(近端)双工器、下行放大模块、上行放大模块以及移动台端(远端)双工器组成，其中，由近端双工器、下行放大模块、远端双工器组成下行链路，由远端双工器、上行放大模块、近端双工器组成上行链路。
为延伸直放站的实际作用范围，经常采用直放站拉远系统来进行通信覆盖。在直放站拉远系统中，物理上直放站可被分离为中继端和覆盖端两部分，分别靠近基站端和移动台端设置。中继端与覆盖端包括有基本相同的部件，主要是在上行链路和下行链路中的某个结点处相分离，保持电性连接关系。这样，中继端可更接近基站，而覆盖端可更接近移动台，更有利于发挥直放站的作用。
中继端与覆盖端之间的电性连接可通过多种方式实现，包括光纤、网线、同轴线等。但是这些类型的直放站在面对某些区域紧缺的有线传输资源时，限制了直放站组网的灵活性，存在着设备成本高、工程建设复杂等弊端。
而且，由于采用的是实体线缆作为传输媒介，因此传输链路对直放站工作的可靠性影响很大，当其中的光纤、网线或同轴线出现故障时，便会导致直放站整机出现故障，从而影响通信系统的正常覆盖。因此传统的采用实体线缆作为传输媒介直放站在布线困难、通信可靠性要求高、快速覆盖等应用场合难以应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有移动通信网络优化系统的不足和弊端，提供一种微波拉远无线覆盖系统，以此来进行移动通信覆盖的方案，本发明微波拉远无线覆盖系统采用微波作为传输媒介，能有效降低设备成本，降低工程建设复杂度，还能大幅提高直放站组网的灵活性、通信可靠性，同时，在保证不影响基站的正常工作下，能有效延伸基站的覆盖距离。
本发明的另一目的在于提供一种采用微波作为传输媒介的微波拉远无线覆盖方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种微波拉远无线覆盖系统，包括：
用于接收基站的射频(RF)信号并转换成微波信号经微波传输单元(WTU)发送出去，以及接收微波传输单元(WTU)传来的微波信号并转换成射频(RF)信号再向基站传输的微波接入单元(WAU)；
用于进行微波信号空间传输的微波传输单元(WTU)；
用于接收微波传输单元(WTU)传来的微波信号并转换成射频(RF)信号发射出去进行区域覆盖，以及接收移动台(手机)传来的射频(RF)信号并转换成微波信号经微波传输单元(WTU)发送出去的微波拉远单元(WRU)。
所述微波传输单元(WTU)包括与微波接入单元(WAU)相连接的微波传输单元I，以及与微波拉远单元(WRU)相连接的微波传输单元II。
所述微波接入单元(WAU)包括近端中频单元(IFU)、近端微波调制解调单元(M&DU)、近端馈电合路单元(FE&CU)和近端电源单元(PSU)，其中，近端中频单元(IFU)通过近端微波调制解调单元(M&DU)与近端馈电合路单元(FE&CU)相连接，近端电源单元(PSU)分别与近端中频单元(IFU)、近端微波调制解调单元(M&DU)及近端馈电合路单元(FE&CU)电连接。
所述微波接入单元(WAU)还包括近端控制单元(MCU)，该近端控制单元(MCU)分别与近端中频单元(IFU)、近端微波调制解调单元(M&DU)、近端馈电合路单元(FE&CU)、微波传输单元I及近端电源单元(PSU)相连接，用于实现对其所连接的上述各功能单元以及微波传输单元I进行本地监制和远程监制。
所述微波拉远单元(WRU)包括远端馈电合路单元(FE&CU)、远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)、远端射频单元(RFU)、远端电源单元(PSU)和覆盖天线，其中，远端馈电合路单元(FE&CU)依次通过远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)、远端射频单元(RFU)和覆盖天线相连接，远端电源单元(PSU)分别与远端馈电合路单元(FE&CU)、远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)及远端射频单元(RFU)电连接。
所述微波拉远单元(WRU)还包括远端控制单元(MCU)，该远端控制单元(MCU)分别与远端馈电合路单元(FE&CU)、远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)、远端射频单元(RFU)及远端电源单元(PSU)相连接，用于实现对其所连接的上述各功能单元以及微波传输单元II进行本地监制和远程监制。
一种微波拉远无线覆盖方法，包括下行链路传输过程和上行链路传输过程，其中，
(1)下行链路传输过程具体步骤如下：
a.微波接入单元(WAU)接收基站的射频信号并转换成微波信号，然后由微波传输单元(WTU)进行空间传输；
b.微波拉远单元(WRU)经微波传输单元(WTU)接收步骤a所述微波信号并转换为射频信号，然后对该转换的到的射频信号进行功率放大后进行区域覆盖；
(2)上行链路传输过程具体步骤如下：
A.微波拉远单元(WRU)接收自身覆盖区域内移动台(手机)发出的射频信号，并将所接收的射频信号转换为微波信号，然后由微波传输单元(WTU)进行空间传输；
B.微波接入单元(WAU)经微波传输单元(WTU)接收步骤A所述微波信号并转换为射频信号，然后传输给基站。
优选的，上述方法中，步骤a所述微波接入单元(WAU)接收基站的射频信号并转换成微波信号，其具体操作为：
微波接入单元(WAU)接收基站的射频信号后首先转换成中频信号，再将该中频信号调制为微波信号。
同理，上述方法中，步骤B所述微波接入单元(WAU)经微波传输单元(WTU)接收步骤A所述微波信号并转换为射频信号，其具体操作为：
微波接入单元(WAU)经微波传输单元(WTU)接收步骤A所述微波信号后首先解调成中频信号，再将该中频信号转换为射频信号。
优选的，上述方法中，步骤b所述微波拉远单元(WRU)经微波传输单元(WTU)接收步骤a所述微波信号并转换为射频信号，其具体操作为：
微波拉远单元(WRU)经微波传输单元(WTU)接收步骤a所述微波信号后首先解调成中频信号，再将该中频信号转换为射频信号。
同理，上述方法中，步骤A所述微波拉远单元(WRU)接收自身覆盖区域内移动台(手机)发出的射频信号，并将所接收的射频信号转换为微波信号，其具体操作为：
微波拉远单元(WRU)接收自身覆盖区域内移动台(手机)发出的射频信号后，首先转换为中频信号，再将该中频信号调制成微波信号。
优选的，所述微波传输单元空间传输微波信号的微波频率为7GHz、8GHz、11GHz、13GHz、15GHz、18GHz或23GHz。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明采用微波传输单元进行微波传输，实现微波接入单元与微波拉远单元的无线通信，可以灵活地进行组网，不受地区、环境的限制，能有效降低设备成本，降低工程建设复杂度，大幅提高了通信可靠性，能更好地推广使用，同时，在保证不影响基站的正常工作下，能有效延伸基站的覆盖距离。
2、本发明具有优越的覆盖能力，覆盖速度快，时延将被控制在5us内，能达到令人满意的覆盖效果。
3、本发明中的微波传输单元可以根据实际环境需要选择传输不同频率的微波信号，兼容各种不同的移动通信网络。
4、本发明的传输方式可以稳定地传输信号，受干扰的影响相对于其他无线设备小得多，不会受到光纤等实体传输媒介的限制，通信可靠性高，并能快速、有效地建站(见表1)。
表1


5、本发明微波拉远无线覆盖系统相比较于传统的光缆传输，具有更高的性价比，投资回报快(见表2)。
表2

附图说明
1、本发明微波拉远无线覆盖系统的结构示意图；
2、本发明微波拉远无线覆盖方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本发明一种微波拉远无线覆盖系统，包括：
用于接收基站的射频(RF)信号并转换成微波信号经微波传输单元(WTU)发送出去，以及接收微波传输单元(WTU)传来的微波信号并转换成射频(RF)信号再向基站传输的微波接入单元(WAU)；
用于进行微波信号空间传输的微波传输单元(WTU)；
用于接收微波传输单元(WTU)传来的微波信号并转换成射频(RF)信号发射出去进行区域覆盖，以及接收移动台(手机)传来的射频(RF)信号并转换成微波信号经微波传输单元(WTU)发送出去的微波拉远单元(WRU)。
图1示出了本实施例中的微波拉远无线覆盖系统的具体结构。所述微波传输单元(WTU)包括与微波接入单元(WAU)相连接的微波传输单元I，以及与微波拉远单元(WRU)相连接的微波传输单元II。
所述微波接入单元(WAU)包括近端中频单元(IFU)、近端微波调制解调单元(M&DU)、近端馈电合路单元(FE&CU)和近端电源单元(PSU)，其中，近端中频单元(IFU)通过近端微波调制解调单元(M&DU)与近端馈电合路单元(FE&CU)相连接，近端电源单元(PSU)分别与近端中频单元(IFU)、近端微波调制解调单元(M&DU)及近端馈电合路单元(FE&CU)电连接。
所述微波接入单元(WAU)还包括近端控制单元(MCU)，该近端控制单元(MCU)分别与近端中频单元(IFU)、近端微波调制解调单元(M&DU)、近端馈电合路单元(FE&CU)、微波传输单元I及近端电源单元(PSU)相连接，用于实现对其所连接的上述各功能单元以及微波传输单元I进行本地监制和远程监制。
所述微波拉远单元(WRU)包括远端馈电合路单元(FE&CU)、远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)、远端射频单元(RFU)、远端电源单元(PSU)和覆盖天线，其中，远端馈电合路单元(FE&CU)依次通过远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)、远端射频单元(RFU)和覆盖天线相连接，远端电源单元(PSU)分别与远端馈电合路单元(FE&CU)、远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)及远端射频单元(RFU)电连接。
所述微波拉远单元(WRU)还包括远端控制单元(MCU)，该远端控制单元(MCU)分别与远端馈电合路单元(FE&CU)、远端微波调制解调单元(M&DU)、远端中频单元(IFU)、远端射频单元(RFU)及远端电源单元(PSU)相连接，用于实现对其所连接的上述各功能单元以及微波传输单元II进行本地监制和远程监制。
一种微波拉远无线覆盖方法，如图2所示，包括下行链路传输过程和上行链路传输过程，其中，
(1)下行链路传输过程具体步骤如下：
a.微波接入单元(WAU)接收基站的射频信号并转换成微波信号，然后由微波传输单元(WTU)进行空间传输；
b.微波拉远单元(WRU)经微波传输单元(WTU)接收步骤a所述微波信号并转换为射频信号，然后对该转换的到的射频信号进行功率放大后进行区域覆盖；
(2)上行链路传输过程具体步骤如下：
A.微波拉远单元(WRU)接收自身覆盖区域内移动台(手机)发出的射频信号，并将所接收的射频信号转换为微波信号，然后由微波传输单元(WTU)进行空间传输；
B.微波接入单元(WAU)经微波传输单元(WTU)接收步骤A所述微波信号并转换为射频信号，然后传输给基站。
优选的，上述方法中，步骤a所述微波接入单元(WAU)接收基站的射频信号并转换成微波信号，其具体操作为：
微波接入单元(WAU)接收基站的射频信号后首先转换成中频信号，再将该中频信号调制为微波信号。
同理，上述方法中，步骤B所述微波接入单元(WAU)经微波传输单元(WTU)接收步骤A所述微波信号并转换为射频信号，其具体操作为：
微波接入单元(WAU)经微波传输单元(WTU)接收步骤A所述微波信号后首先解调成中频信号，再将该中频信号转换为射频信号。
优选的，上述方法中，步骤b所述微波拉远单元(WRU)经微波传输单元(WTU)接收步骤a所述微波信号并转换为射频信号，其具体操作为：
微波拉远单元(WRU)经微波传输单元(WTU)接收步骤a所述微波信号后首先解调成中频信号，再将该中频信号转换为射频信号。
同理，上述方法中，步骤A所述微波拉远单元(WRU)接收自身覆盖区域内移动台(手机)发出的射频信号，并将所接收的射频信号转换为微波信号，其具体操作为：
微波拉远单元(WRU)接收自身覆盖区域内移动台(手机)发出的射频信号后，首先转换为中频信号，再将该中频信号调制成微波信号。
优选的，所述微波传输单元空间传输微波信号的微波频率为7GHz、8GHz、11GHz、13GHz、15GHz、18GHz或23GHz。
本实施例的工作原理包括下行链路覆盖原理和上行链路传输原理，优选的工作原理具体如下：
(1)下行链路覆盖原理--
基站(BTS)RF信号接入微波接入单元，经近端中频单元将RF信号转换成中频信号，中频信号经近端微波调制解调单元调制成微波信号，近端馈电合路单元将微波信号和近端控制单元对微波传输单元I的控制信号p合路，并接收近端电源单元的电源给微波传输单元I供电，控制信号p控制微波传输单元I将微波信号发射出去；微波传输单元II在远端馈电合路单元供电支持下接收微波信号并传入远端馈电合路单元，微波信号经远端微波调制解调单元解调成中频信号，中频信号经远端中频单元转换成RF信号，远端射频单元将功率放大后经覆盖天线发射出去进行区域覆盖；
(2)以上是下行链路覆盖原理，对于上行链路其传输流程刚好相反，上行链路传输原理--
在微波拉远单元覆盖区域的移动台(手机)发出的RF信号经空间传输到覆盖天线，远端射频单元将RF信号进行低噪声接收，RF信号经远端中频单元转换成中频信号，中频信号经远端微波调制解调单元调制成微波信号，远端馈电合路单元将微波信号和远端控制单元对微波传输单元II的控制信号q合路，并接收远端电源单元的电源给微波传输单元II供电，控制信号q控制微波传输单元II将微波信号发射出去；微波传输单元I在近端馈电合路单元供电支持下接收微波信号并传入近端馈电合路单元，微波信号经近端微波调制解调单元解调成中频信号，中频信号经近端中频单元转换成RF信号并传输给基站(BTS)。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。