一种分布式天线控制系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103973346 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103973346 A (21)申请号 201410223167.4 (22)申请日 2014.05.23 H04B 7/04(2006.01) (71)申请人 大连海事大学 地址 116026 辽宁省大连市高新区凌海路 1 号 (72)发明人 陈鹏 (74)专利代理机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 代理人 姜玉蓉 李洪福 (54) 发明名称 一种分布式天线控制系统 (57) 摘要 本发明公开了一种分布式天线控制系统包 括 ： 信号收发单元和多个依次排列进行信号通信 的分布式天线控。

2、制单元， 多个分布式天线控制单 元中排在首位的分布式天线控制单元与信号收发 单元信号通信。信号收发单元将信号发送至分布 式天线控制单元， 分布式天线控制单元接收信号 收发单元传送的信号、 选择信号传输路径、 进行功 率放大和功率分配并将功率传送至下一分布式天 线控制单元， 下一个分布式天线控制单元按照上 述方式对功率信号进行处理后传送至下一个分布 式天线控制单元。该天线控制系统可以连接任意 一种单体天线， 连接天线的数量可以任意多个， 天 线的辐射功率可以进行设置， 且各天线之间可以 利用射频电缆或者无线的方式进行连接。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页。

3、 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103973346 A CN 103973346 A 1/1 页 2 1. 一种分布式天线控制系统， 其特征在于包括 ： 信号收发单元 (11) 和多个依次排列进 行信号通信的分布式天线控制单元 (10)， 所述多个分布式天线控制单元 (10) 中排在首位 的分布式天线控制单元 (10) 与信号收发单元 (11) 信号通信 ； 所述信号收发单元 (11) 将信号发送至分布式天线控制单元 (10)， 所述分布式天线控 制单元(10)接收所述信号收发单元(11)传送的信号、。

4、 选择信号传输路径、 进行功率放大和 功率分配并将功率传送至下一分布式天线控制单元 (10)， 所述下一个分布式天线控制单元 (10) 按照上述方式对信号进行处理后传送至下一个分布式天线控制单元 (10) ； 所述分布式天线控制单元 (10) 包括接收射频信号的 TR 端口和 REIN 端口、 以及输出射 频信号的 REOUT 端口和 ANT 端口， 所述排在首位的分布式天线控制单元 (10) 的 TR 端口通 过射频电缆与信号收发单元 (11) 相连接， 多个依次排列进行信号通信的上一个分布式天 线控制单元 (10) 的 REOUT 端口与下一个分布式天线控制单元 (10) 的 REIN 端。

5、口相连接进 行信号通信， 所述分布式天线控制单元 (10) 的 ANT 端口都与天线相连接。 2. 根据权利要求 1 所述的一种分布式天线控制系统， 其特征还在于 ： 所述分布式天线 控制单元(10)包括 ： 射频开关(1)、 双向功率放大器(2)、 功率分配器(3)、 控制单元(4)、 供 电单元 (5)、 变频器 I(6) 和变频器 II(7) ； 所述双向功率放大器 (2) 接收所述信号收发单元 (11) 传送的功率信号对功率进行放 大后将功率传送至功率分配器(3)进行功率分配、 并将功率沿分布式天线控制单元(10)的 REOUT 端口和 ANT 端口输出 ； 所述变频器 I(6) 的一。

6、端与分布式天线控制单元 (10) 的 REIN 端口相连接另一端与射频开关 (1) 的输入端相连接， 所述射频开关 (1) 的另一个输入端与 TR 端口相连接， 所述射频开关 (1) 的输出端分别与双向功率放大器 (2) 和用于选择功率 信号传输路径、 控制功率分配器 (3) 进行功率分配的控制单元 (4) 相连接， 所述供电单元 (5) 与双向功率放大器 (2) 相连接， 所述功率分配器 (3) 与 REOUT 端口之间设置有变频器 II(7)。 3. 根据权利要求 1 所述的一种分布式天线控制系统， 其特征还在于所述多个依次排列 的分布式天线控制单元 (10) 中排在首位的分布式天线控制单。

7、元 (10) 的 REIN 端口和排在 最后一个的分布式天线控制单元(10)的REOUT端口与负载相连接， 其他的多个分布式天线 控制单元 (10) 的 REIN 端口和 REOUT 端口与天线或射频电缆相连接。 4.根据权利要求1所述的一种分布式天线控制系统， 其特征还在于 ： 有线传输下 ： 所述 分布式天线控制单元 (10) 之间通过射频电缆相连接 ； 无线传输下 ： 所述分布式天线控制单 元 (10) 之间通过天线进行无线通信。 5. 根据权利要求 1 所述的一种分布式天线控制系统， 其特征还在于 ： 所述分布式天线 控制单元 (10) 的 ANT 端口与天线相连接时， 该天线采用定向。

8、天线和全向天线。 权 利 要 求 书 CN 103973346 A 2 1/4 页 3 一种分布式天线控制系统 技术领域 0001 本发明属于通信技术领域， 尤其涉及一种分布式天线控制系统。 背景技术 0002 对于隧道、 地铁、 地下停车场、 矿井以及高速公路、 铁路等结构受限且不规则， 或者 在一定情况下需要根据特定的物理环境对覆盖范围进行改变， 若在这种情况下进行无线通 信时， 就需要有效解决无线电波灵活覆盖的问题。 使用通常的单体天线， 当需要根据使用环 境对电波覆盖范围进行灵活配置时， 需要很多个天线， 且每个天线都需要与信号收发单元 如收发机通过射频电缆连接， 而且由于射频信号的衰。

9、减特性， 天线距离收发机较远的地方 信号很难达到理想的覆盖， 另外， 当使用环境比较恶劣， 射频电缆在使用、 扯动或者收放的 过程中， 也较容易出现松动或者断裂的故障， 因此， 当收发机连接多个天线时， 维护起来也 比较困难。 发明内容 0003 根据现有技术存在的问题， 本发明公开了一种分布式天线控制系统， 包括 ： 信号收 发单元和多个依次排列进行信号通信的分布式天线控制单元， 所述多个分布式天线控制单 元中排在首位的分布式天线控制单元与信号收发单元信号通信 ； 0004 所述信号收发单元将信号发送至分布式天线控制单元， 所述分布式天线控制单元 接收所述信号收发单元传送的信号、 选择信号传。

10、输路径、 进行功率放大和功率分配并将功 率传送至下一分布式天线控制单元， 所述下一个分布式天线控制单元按照上述方式对信号 进行处理后传送至下一个分布式天线控制单元。 0005 所述分布式天线控制单元包括接收射频信号的 TR 端口和 REIN 端口、 以及输出射 频信号的 REOUT 端口和 ANT 端口， 所述排在首位的分布式天线控制单元的 TR 端口通过射频 电缆与信号收发单元相连接， 上一个分布式天线控制单元的 REOUT 端口与下一个分布式天 线控制单元的REIN端口相连接进行信号通信， 每个分布式天线控制单元的ANT端口都与天 线相连接。 0006 所述分布式天线控制单元包括 ： 射频。

11、开关、 双向功率放大器、 功率分配器、 控制单 元、 供电单元、 变频器 I 和变频器 II。 0007 所述双向功率放大器接收所述信号收发单元传送的功率信号对功率进行放大后 将功率传送至功率分配器进行功率分配、 并将功率沿分布式天线控制单元的 REOUT 端口和 ANT 端口输出 ； 所述变频器 I 的一端与分布式天线控制单元的 REIN 端口相连接另一端与 射频开关的输入端相连接， 所述射频开关的另一个输入端与 TR 端口相连接， 所述射频开关 的输出端分别与双向功率放大器和用于选择功率信号传输路径、 控制功率分配器进行功率 分配的控制单元相连接， 所述供电单元与双向功率放大器相连接， 所。

12、述功率分配器与 REOUT 端口之间设置有变频器 II。 0008 所述多个依次排列的分布式天线控制单元中排在首位的分布式天线控制单元的 说 明 书 CN 103973346 A 3 2/4 页 4 REIN 端口和排在最后一个的分布式天线控制单元的 REOUT 端口都与负载相连接， 其他的多 个分布式天线控制单元的 REIN 端口和 REOUT 端口与天线或射频电缆相连接。 0009 所述分布式天线控制单元之间通过射频电缆相连接 ； 无线传输下 ： 所述分布式天 线控制单元之间通过天线进行无线通信。 0010 所述分布式天线控制单元的 ANT 端口与天线相连接时， 该天线采用定向天线和全 向。

13、天线。 0011 由于采用了上述技术方案， 本发明公开的一种分布式天线控制系统， 该天线控制 系统可以连接任意一种单体天线， 连接天线的数量可以任意多个， 天线的辐射功率可以进 行设置， 且各天线之间可以利用射频电缆， 通过有线或者无线的方式进行连接。 该分布式天 线控制系统可以有效解决各种特殊物理环境中无线信号的灵活覆盖问题。 附图说明 0012 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可。

14、以根据这些附图获得其他的附图。 0013 图 1 为本发明在有线传输下分布式天线控制系统的结构示意图 ； 0014 图 2 为本发明在无线传输下分布式天线控制系统的结构示意图 ； 0015 图 3 为本发明中分布式天线控制单元的结构示意图。 0016 图中 ： 1、 射频开关 ； 2、 双向功率放大器 ； 3、 功率分配器 ； 4、 控制单元 ； 5、 供电单元 ； 6、 变频器 I ； 7、 变频器 II ； 10、 分布式天线控制单元 ； 11、 信号收发单元。 具体实施方式 0017 为使本发明的技术方案和优点更加清楚， 下面结合本发明实施例中的附图， 对本 发明实施例中的技术方案进行清。

15、楚完整的描述 ： 0018 如图 1 所示的分布式天线控制系统包括信号收发单元 11 和多个分布式天线控制 单元 10， 多个分布式天线控制单元 10 依次排列进行信号通信。多个分布式天线控制单元 10 中排在首位的分布式天线控制单元 10 与信号收发单元 11 通过射频电缆信号通信。 0019 工作状态下 ： 信号收发单元 11 将功率信号发送至分布式天线控制单元 10， 分布式 天线控制单元10接收所述信号收发单元11传送的功率信号、 选择信号传输路径、 进行功率 放大和功率分配并将功率传送至下一分布式天线控制单元 10， 所述下一分布式天线控制单 元 10 按照上述方式对功率信号进行处理。

16、后传送至下一个分布式天线控制单元 10。在分布 式天线控制单元 10 上可以匹配上相应的单体天线、 射频电缆和负载。实际应用中射频电缆 和匹配负载的特性阻抗可以为 50 欧姆。 0020 如图 1、 图 2 和图 3 所示， 分布式天线控制单元 10 包括 4 个端口， TR 端口、 REIN 端 口、 REOUT 端口和 ANT 端口， TR 端口和 REIN 端口为射频信号的输入端口， REOUT 端口和 ANT 端口为射频信号的输出端口， 排在首位的分布式天线控制单元 10 的 TR 端口通过射频电缆 与信号收发单元 11 相连接， 上一个分布式天线控制单元 10 的 REOUT 端口与。

17、下一个分布式 天线控制单元 10 的 REIN 端口相连接进行信号通信， 每一个分布式天线控制单元 10 的 ANT 说 明 书 CN 103973346 A 4 3/4 页 5 端口都与天线相连接。 0021 进一步的， 如图 3 所示， 分布式天线控制单元 10 包括射频开关 1、 双向功率放大器 2、 功率分配器 3、 控制单元 4、 供电单元 5、 变频器 I6 和变频器 II7。双向功率放大器 2 的输 入端与射频开关 1 相连接、 输出端与功率分配器 3 相连接， 所述双向功率放大器 2 接收所述 信号收发单元 11 传送的功率信号对功率进行放大后将功率传送至功率分配器 3 进行功。

18、率 分配、 并将功率沿分布式天线控制单元 10 的 REOUT 端口和 ANT 端口输出。所述变频器 I6 的一端与 REIN 端口相连接另一端与射频开关 1 的输入端相连接， 所述射频开关 1 的另一个 输入端与该分布式天线控制单元 10 的 TR 端口相连接， 所述射频开关 1 的输出端分别与双 向功率放大器 2 和用于选择功率信号传输路径、 控制功率分配器 3 进行功率分配的控制单 元 4 相连接， 所述供电单元 5 与双向功率放大器 2 相连接， 所述功率分配器 3 与 REOUT 端口 之间设置有变频器 II7。 0022 进一步的， 多个依次排列的分布式天线控制单元 10 中排在首。

19、位的分布式天线控 制单元 10 的 REIN 端口和排在最后一个的分布式天线控制单元 10 的 REOUT 端口都与负载 相连接， 其他的排在中间的多个分布式天线控制单元 10 的 REIN 端口和 REOUT 端口与天线 或者射频电缆相连接。 0023 进一步的， 有线传输下 ： 分布式天线控制单元 10 之间通过射频电缆相连接 ； 无线 传输下 ： 分布式天线控制单元10之间通过无线天线进行无线通信。 即所有的分布式天线控 制单元 10 不用连接射频电缆， 可以独立放置。 0024 进一步的， 所述分布式天线控制单元 10 的 ANT 端口与天线相连接时， 该天线采用 定向天线和全向天线，。

20、 实现工作区域的信号覆盖。 0025 分布式天线控制系统在两种即有线传输模式和无线传输模式下的工作原理为 ： 0026 在有线模式下， 如图1所示 ： 与信号源最近的分布式天线控制单元10的TR端口通 过射频电缆连接信号收发机 ( 实际应用中信号收发单元 11 可以为信号收发机， ) 信号发送 过程为 ： 信号经过端口 TR 进入分布式天线控制单元 10， 控制射频开关 1 实现通路选择， 从 而引导信号经双向功率放大器 2 传输至功率分配器 3， 经功率分配分别传输至 REOUT 端口 和 ANT 端口， ANT 端口连接天线， 将信号辐射出去， REOUT 端口通过变频器 II7 经射频电。

21、缆与 下一个分布式天线控制单元 10 的 REIN 端口连接 ； 信号接收过程为 ： ANT 端口接收信号， 经 功率分配器 3 进入双向功率放大器 2， 控制射频开关 1， 引导信号进入 TR 端口或者 REIN 端 口， TR 端口接收信号之后， 经射频电缆将信号传输至信号收发机， REIN 端口接收信号之后， 通过变频器 I6， 将信号通过射频电缆传输至其他分布式天线控制单元 10 的 REOUT 端口。 0027 在无线模式下， 如图2所示 ： 与信号源最近的分布式天线控制单元10的TR端口通 过射频电缆连接信号收发机、 REIN 端口连接匹配负载， 排在最后一个分布式天线控制单元 1。

22、0 的 REOUT 端口也连接匹配负载， 其余的分布式天线控制单元 10 的 REIN 端口和 REOUT 端 口均连接天线， 信号发送过程为 ： 信号收发机发送信号， 通过射频电缆传输至 TR 端口， 控制 射频开关 1， 引导信号通过双向功率放大器 2， 然后经过功率分配器 3， 分别传输至 REOUT 端 口和ANT端口， REOUT端口通过变频器II7， 经天线将中继信号发射出去， 并传输至其他分布 式天线控制单元 10 的 REIN 端口， ANT 端口连接天线， 将信号辐射至覆盖区域 ； 信号接收过 程为 ： ANT 端口接收信号， 经功率分配器 3 和双向功率放大器 2， 控制射。

23、频开关 1， 引导信号 进入 TR 端口或者 REIN 端口， TR 端口接收信号之后， 经射频电缆将信号传输至信号收发机， 说 明 书 CN 103973346 A 5 4/4 页 6 REIN 端口接收信号之后， 通过变频器 I6， 将信号通过天线传输至下一个分布式天线控制单 元 10 的 REOUT 端口。 0028 以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103973346 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103973346 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103973346 A 8 。