采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列

1、一种采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列，由近端中继机分系 统(101)和远端覆盖端机分系统(102)到(105)构成，其特征在于，近端中继机分 系统(101)、远端覆盖端机分系统(102)、(103)、(104)、(105)之间采用数字光纤传 输方式，上行链路采用菊花链结构串接方式，下行链路采用宽带耦合器(106)、(108)、 (109)串接方式；其各分系统均由射频收发子系统、调制/解调子系统、ADC/DAC子 系统、基带处理子系统、光收发子系统、监控子系统和电源子系统组成；在下行链路， 其GSM、CDMA、WCDMA、cdma2000基站信号被下变频到基带I/Q或低中频信号， 再变换到数字信号，并将其按一定帧格式打包成串行数据，经光收发器，由光纤传输至 相应耦合器，并由其耦合端口耦合到相应的远端机，其耦合器的输出端口则继续通过光 纤传输至下一个耦合器并以此类推，在远端覆盖端机分系统，将其串行数据信号解帧恢 复成I/Q或低中频信号，再变换到模拟信号，最后上变频到射频并发送到覆盖区域；在 上行链路，连续性地将覆盖端机n+1连接到覆盖端机n，将覆盖端机n连接到覆盖端机 n-1，其后级远端覆盖端机分系统的I/Q数据在本级叠加后再送至前级远端覆盖端机分系 统并以此类推，其总叠加信号通过上述逆过程上送至基站。
2、根据权利要求1所述的采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列， 其特征在于，所述近端中继机子系统和远端覆盖端机子系统间采用数字光纤收发器传 输，其典型应用是采用以太网协议；所述ADC/DAC子系统的A/D和/D/A的典型位数 为12bits，可根据不同系统分别改变为10bits、14bits、16bits；上、下行光纤收发器和光 纤链路的串行数字信号的速率可根据实际应用需求分别设计为：614.4Mbps， 1228.8Mbps，2457.6Mbps。
3、根据权利要求1所述的采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列， 其特征在于，所述的基带处理子系统包括基站中继端基带处理模块和远端覆盖端基带处 理模块。
4、根据权利要求3所述的采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列的 基站中继端基带处理模块，其特征在于，基站的下行信号经A/D(306)变换成数字信 号后送入基带处理单元(307)，将该信号的数据链与网管的数据链合并到一起形成特定 的帧格式后送入8B/10B编码器(308)，由编码器(308)将基带处理单元(307)送来 的数据信号进行8B/10B的检错、去直流、编码后送入光纤收发器(309)，然后经光纤 和光纤耦合器传送到远端覆盖端机；由所有远端覆盖端机叠加而来的串行高速上行数字 信号，经光纤收发器(309)接收并送入8B/10B解码器(308)，进行检错和数据帧格式 恢复后将其数据并行地送入基带处理单元(307)，以恢复成I/Q数据和网管HDLC接口 数据，其中的I/Q数据送入D/A变换器组(312)将其变成模拟信号后送出。
5、根据权利要求3所述的采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列的 远端覆盖端基带处理模块，其特征在于，来自中继端机(101)或宽带耦合器的分支高 速下行数字信号，经光纤收发器(316)接收并送入8B/10B解码器(318)进行检错和 数据帧格式恢复后，将其并行送入基带处理单元(319)，将数据恢复成I/Q数据和网管 的HDLC接口数据，其中的I/Q数据送入D/A变换器组(320)将其变成模拟信号后送 出；来自移动终端的上行信号，经下变频后，送入A/D变换器组(327)变成数字信号， 在基带处理单元(319)与光接收机(317)接收到的后级远端的基带I/Q数据进行叠加， 形成一个总的I/Q数据；来自本级网管HDLC接口的输入信号与后级远端的网管HDLC 接口输入信号进行重新组帧，形成一个总的HDLC信号帧，然后，这两个总I/Q数据和 总HDLC信号形成适合CPRI协议的接口帧格式送入8B/10B编码器(318)进行8B/10B 的检错、去直流、编码后送入光纤收发器(316)，以将数据串行地送到光纤上。
6、根据权利要求1所述的采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列， 其特征在于，其所述菊花链传输结构使用单对光纤串接远端覆盖端机，即本级远端覆盖 端机利用菊花链连接方式通过光缆同与之相邻的远端覆盖端机相连接并以此类推，其远 端覆盖端机1(102)通过光缆与近端中继机相连接；
根据信号的完整表达式：

式中，a＝rcos，b＝rsin， $r=r=\sqrt{a^2+b^2},$
采用如下矢量加法公式进行信号叠加：
$\overrightarrow{X_0}\left(f\right)=\overrightarrow{X_1}\left(f\right)+\overrightarrow{X_2}\left(f\right)+···+\overrightarrow{X_n}\left(f\right)$
$=(a_1+j{b}_1)+(a_2+j{b}_2)+···+(a_n+j{b}_n)$
$=(a_1+a_2+···+a_n)+j(b_1+b_2+···+b_n)$
在传输过程中只需保持幅度的一致性，而相位信息是由I和Q的相互关系确定的， 所以在数字域进行幅度的叠加不会破坏原有信息；其中，本级覆盖端的I/Q数据与上个 覆盖端的I/Q数据在基带处理单元是通过FPGA方式进行合并的，是数字幅度加法合并， 而非数字逻辑合并；近端中继端机的上行信号是全部覆盖端上行信号的叠加，而远端覆 盖端机n+1(105)的上行信号则是没有叠加的直接来自移动终端的信号；其a1+a2+…+ an和b1+b2+…+bn的提取是由扩频地址码来解决的，通过基站和移动终端的基带处理， 可将叠加的信号分离出来。
7、根据权利要求1所述的采用菊花链传输结构的移动通信数字光纤直放站系列， 其特征在于，远端覆盖机1(102)的下行信号来自近端中继机，远端覆盖机2(103) 到n+1(105)的下行信号来自前一级宽带耦合器的串行高速下行分支数字信号；所述 宽带耦合器的选择是灵活的，但必须满足输出功率的要求；宽带耦合器之间的距离di 是可以结合诸如地理环境等具体情况自主选择的，但遵循的原则是使得无线信号传输的 距离最远，覆盖的面积最大；其中，光纤损耗的具体计算遵循如下公式：
$P_{\mathrm{outn}}=P_{\mathrm{in}}-\alpha \underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{di}-\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Sigma }}\mathrm{\Delta i}-\mathrm{Ln},$
$P_{\mathrm{out}0}=P_{\mathrm{in}}-\alpha \underset{i=1}{\overset{n+1}{\Sigma }}-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{\Delta i}$
其中α为光纤单位衰减db/km，Ln为耦合度，Δn为插损，di为距离。

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