光纖天線系統及其射頻覆蓋裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及光纖天線系統及其射頻覆蓋裝置，該系統包括通過光纖連接的射頻接入子系統和光纖天線子系統；射頻接入子系統包括第一數字信號處理模塊、至少一個雙工器、以及連接于它們之間的上/下變頻模塊；光纖天線子系統包括信號分發裝置和至少一個射頻覆蓋裝置，二者通過光纖連接；所述信號分發裝置包括第二至四光口、以及從第二光口到第三光口依次連接的第二數字信號處理模塊和第一波分復用/解復用單元；所述射頻覆蓋裝置包括第五光口、第六光口、以及從第五光口依次連接的第二波分復用/解復用單元、射頻處理模塊和雙極化天線模塊。本系統能和傳統覆蓋網絡協同覆蓋，增加網絡覆蓋深度。
【專利說明】光纖天線系統及其射頻覆蓋裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動通信信號覆蓋系統，更具體地說，涉及光纖天線系統及其射頻覆
蓋裝置。
【背景技術】
[0002]移動通信覆蓋網絡經過多年建設和發展，取得了很大成果。但仍然存在一些難以解決的場景:比如別墅對于站址的獲準、城中村傳輸鋪設、沿街商鋪站址的選擇和物業協調都存在諸多困難，傳統設備因體積大安裝不便、居民物業對天線的抵觸、傳輸鋪設困難等原因往往無法實施。酒店、小區原則上可以部署分布系統，但對于真正需要覆蓋的目標區域——室內，常常存在信號的盲區和弱覆蓋區，大型場館穹頂結構傳輸距離遠損耗大使得傳輸受限，傳統系統往往不能有效覆蓋。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種光纖天線系統及其射頻覆蓋裝置。
[0004]本發明光纖天線系統包括射頻接入子系統和光纖天線子系統，二者通過光纖連接;
所述射頻接入子系統包括第一數字信號處理模塊、至少一個雙工器、以及連接于它們之間的上/下變頻模塊，第一數字信號處理模塊連接第一光口，用于與光纖天線子系統通?目;
`所述光纖天線子系統包括信號分發裝置和至少一個射頻覆蓋裝置，二者通過光纖連
接;
所述信號分發裝置包括第二光口、第三光口、第四光口、以及從第二光口到第三光口依次連接的第二數字信號處理模塊和第一波分復用/解復用單元，第二、三光口分別用于與射頻接入子系統和射頻覆蓋裝置通信，第四光口與第一波分復用/解復用單元連接，用于與FTTX網絡的局端通信；
所述射頻覆蓋裝置包括第五光口、第六光口、以及從第五光口依次連接的第二波分復用/解復用單元、射頻處理模塊和雙極化天線模塊，第五光口用于與信號分發裝置通信，第六光口與第二波分復用/解復用單元連接，用于與FTTX網絡的用戶端通信。
[0005]在本發明所述的光纖天線系統中，可以包括復數個光纖天線子系統，復數個光纖天線子系統以級聯方式或者并聯方式與射頻接入子系統連接。
[0006]在本發明所述的光纖天線系統中，所述信號分發裝置和射頻覆蓋裝置可以集成于同一個殼體內，形成光纖天線。
[0007]在本發明所述的光纖天線系統中，所述信號分發裝置和射頻覆蓋裝置也可以分別裝于不同的殼體內，所述信號分發裝置具有復數個第三光口，第一波分復用/解復用單元通過第一分光器分別連接復數個第三光口，復數個第三光口分別連接復數個射頻覆蓋裝置。[0008]在本發明所述的光纖天線系統中，第一波分復用/解復用單元和第四光口可以通過第二分光器連接。
[0009]在本發明所述的光纖天線系統中，所述射頻覆蓋裝置進一步還可以包括第一射頻輸出接口，第一射頻輸出接口連接在所述射頻處理模塊。
[0010]在本發明所述的光纖天線系統中，所述射頻覆蓋裝置進一步還可以還包括合路器、第二射頻輸出接口和射頻輸入接口，合路器的兩個輸入端分別連接所述射頻輸入接口和所述射頻處理模塊，合路器的輸出端連接所述第二射頻輸出接口，第二射頻輸出接口用于連接內置天線的有線電視面板。
[0011]在本發明所述的光纖天線系統中，所述射頻覆蓋裝置的各模塊安裝于同一殼體內形成一個整體，射頻覆蓋裝置的外形尺寸可以為80 X 80 X 80mm至300 X 150 X 110mm。
[0012]本發明提供的射頻覆蓋裝置，包括第五光口、第六光口、以及從第五光口依次連接的第二波分復用/解復用單元、射頻處理模塊和雙極化天線模塊，第五光口用于與信號分發裝置通信，第六光口與第二波分復用/解復用單元連接，用于與FTTX網絡的用戶端通信。
[0013]優選地，第二波分復用/解復用單元、射頻處理模塊和雙極化天線模塊從下到上依次層疊設置，射頻覆蓋裝置的外形尺寸小于300X 150X 110mm。
[0014]本發明具有以下有益效果:
本光纖天線系統由射頻接入子系統和光纖天線子系統組成，二者之間采用上下行全數字光纖方式雙向通信，實現了光纖到天線。并且，光纖天線子系統采用波分復用技術，使其信號分發裝置和射頻覆蓋裝置之間的信號傳輸可以復用固網光纖到戶的光纜資源。由于采用光纖傳輸，能夠降低系統傳輸損耗。
[0015]其射頻覆蓋裝置集成了天線單元，實現了天饋和有源設備一體化，無需重新部署天饋，可直接完成信號覆蓋，能夠靈活隱蔽安裝在網絡箱、信息箱等固網設施內或燈桿、監控桿等市政設施上，對相應區域進行信號覆蓋，從而克服了現有設備站址獲準難、居民反感等問題，同時可以省去天饋安裝和美化天線的昂貴費用。
[0016]其射頻覆蓋裝置利用75歐姆阻抗變換技術，能夠和廣電網有線電視網絡協同覆蓋，使通信信號和有線電視信號同步傳輸到室內、并可傳輸至不同的房間，增加了網絡覆蓋深度，并且節約了施工周期和費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為第一實施例光纖天線系統的原理框圖；
圖2為其射頻覆蓋裝置的內部結構示意圖；
圖3為光纖天線系統的應用示意圖；
圖4為光纖天線系統入戶的應用示意圖；
圖5為第二實施例光纖天線系統的原理框圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明光纖天線系統可利用現有資源(如駐地網、有線電視網絡)，通過部署地面覆蓋網絡和入戶覆蓋網絡，實現與傳統覆蓋網絡(RRU+分布系統、宏基站等)的協同覆蓋，從而增加網絡覆蓋深度。下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。[0019]圖1示出了第一實施例光纖天線系統的原理。如圖1所示，第一實施例光纖天線系統包括:射頻接入子系統I和光纖天線子系統2，射頻接入子系統I用于實現多制式信源信號接入功能，光纖天線子系統2用于實現數字信號傳輸、分發及射頻覆蓋，二者通過光纖連接。圖1中3為FTTX網絡(駐地網)，它包括局端31 (0LT，光線路終端)、用戶端32 (0NU，光網絡單元)和分光器33，4為合路器，它們屬于現有資源。
[0020]射頻接入子系統I包括第一數字信號處理模塊15和兩個雙工器11、12，兩個雙工器11、12分別通過相應的上/下變頻模塊13、14連接第一數字信號處理模塊15，分別用于接收/發射不同制式的射頻信號，第一數字信號處理模塊15連接第一光口 16，用于與光纖天線子系統2通信。可以理解地，本發明中，射頻接入子系統I中雙工器的數量并不限于兩個，雙工器的數量與信號制式的種類有關，可根據實際應用需要靈活設置，還可以是一個或更多個。
[0021]光纖天線子系統2包括信號分發裝置21和至少一個射頻覆蓋裝置22 (圖1中只示出了一個射頻覆蓋裝置22)，信號分發裝置21和射頻覆蓋裝置22通過光纖連接。
[0022]信號分發裝置21包括第二光口 211、第三光口(OPT 口)212、第四光口(PON 口)213、以及從第二光口 211到第三光口 212依次連接的第二數字信號處理模塊214和第一波分復用/解復用單元215，第二光口 211用于與射頻接入子系統I通信，第三光口 212用于與射頻覆蓋裝置22通信，第四光口 213與第一波分復用/解復用單元215連接，用于與FTTX網絡3的局端31通信，具體可如圖1中所示，將第四光口 213與FTTX網絡3的分光器33連接，實現和局端31通信。
[0023]射頻覆蓋裝置22包括第五光口 221、第六光口(Ρ0Ν 口)222、以及從第五光口 221依次連接的第二波分復用/解復用單元223、射頻處理模塊224和雙極化天線模塊225，第五光口 221用于與信號分發裝置21通信，第六光口 222與第二波分復用/解復用單元223連接，用于與FTTX網絡3的用戶端32通信。
[0024]在下行鏈路中，射頻接入子系統I接收到各制式射頻信號后，首先通過變頻技術將其轉換成中頻信號，然后進行信號濾波、功率放大等相關數字信號處理后，轉換成數字光信號，通過光纖傳送至光纖天線子系統2。光纖天線子系統2的信號分發裝置21接收到數字光信號之后，通過第二數字信號處理模塊214將數字光信號經過處理、轉化成模擬光信號，和來自FTTX網絡的局端31的光信號一起經第一波分復用/解復用單元215復用后，通過光纖傳送至射頻覆蓋裝置22，在第二波分復用/解復用單元223中完成信號解復用后，將FTTX的光信號傳送至FTTX網絡的用戶端32，將通信信號上變頻轉換成射頻信號，經放大后通過射頻覆蓋裝置22內的雙極化天線模塊225輻射出去。
[0025]在上行鏈路中，射頻覆蓋裝置22將雙極化天線模塊225收集到的各種制式的射頻信號進行低噪放大和濾波等處理，并將其轉換成為數字信號，與來自于FTTX網絡的用戶端32的光信號進行波分復用后，通過光纖傳送至信號分發裝置21。復用信號經第一波分復用/解復用單元215解復用后，FTTX的光信號經第四光口 213傳送至FTTX網絡3的局端31，通信信號經第二數字信號處理模塊214處理后，轉換成為數字光信號，通過光纖傳至射頻接入子系統I。射頻接入子系統I對接收到數字光信號進行相應數字信號處理和變頻，將其還原成射頻信號發送至信源。
[0026]圖2示出了射頻覆蓋裝置22的內部結構。如圖2所示，射頻覆蓋裝置22的第二波分復用/解復用單元223、射頻處理模塊224和雙極化天線模塊225從下到上依次層疊設置。在圖2中，包括一個獨立的中頻處理模塊220，設置在第二波分復用/解復用單元223和射頻處理模塊224之間，用于完成中頻信號和射頻信號之間的轉換，即變頻功能；射頻處理模塊224主要完成射頻信號功率放大；雙極化天線模塊225主要完成射頻信號的收發功能。在一些實施方式中，也可以將中頻處理模塊220和射頻處理模塊224合為一體。
[0027]射頻覆蓋裝置22進一步還包括第一射頻輸出接口 226，第一射頻輸出接口 226連接在射頻處理模塊224。當光纖天線系統用于入戶覆蓋時，通過第一射頻輸出接口 226，利用合路器4，可以將信號與有線電視(CATV)信號合路，利用有線電視網絡將信號傳輸至各個房間，通過內置天線的有線電視面板實現房間內信號覆蓋。
[0028]在設計過程中通過調整天線中半波振子的高度，并采用PCB的材料，可以有效的降低天線整體高度，實現天線模塊微型化，從而可以進一步縮小射頻覆蓋裝置22的體積。射頻覆蓋裝置22的外形尺寸通常小于300 X 150 X 110mm，有效功率(設備功率和天線增益之和)通常為2W至20W。一些實施例中，射頻覆蓋裝置22的外形尺寸僅為90 X 90 X 90mm,還有一些較大功率射頻覆蓋裝置22的外形尺寸也僅為283 X 130 X 108mm。
[0029]根據實際應用場景，信號分發裝置21和射頻覆蓋裝置22可選擇不同的組合方式:信號分發裝置21和射頻覆蓋裝置22可以集成在同一個殼體內形成光纖天線，實現“ O損耗”光纖到天線，提升信源效率；信號分發裝置21和射頻覆蓋裝置22也可以分別裝于不同的殼體內，二者之間采用光纖連接，并且，可以給信號分發裝置21設置復數個第三光口 212，第一波分復用/解復用單元215通過第一分光器216分別連接復數個第三光口 212，復數個第三光口 212分別連接復數個射頻覆蓋裝置22，這樣可實現信號的再次分發，擴大組網規模。
[0030]本光纖天線系統能夠結合傳統通信覆蓋系統，借助網絡箱、信息箱等固網設施和路燈桿、監控桿等市政設施來部署入戶覆蓋網絡和地面覆蓋網絡，實現與傳統覆蓋網絡的協同覆蓋，增加網絡覆蓋深度。圖3示意性地表示了光纖天線系統的應用。如圖3所示，本光纖天線系統既可以將射頻覆蓋裝置22部署在路燈3a、監控桿3b等市政資源，構筑室外地面覆蓋網絡，也可與FTTX網絡3相結合構建入戶覆蓋網絡，圖3中，3c表示房間內的內置天線的有線電視面板，3d表示有線電視網的同軸電纜，3e表示FTTX網的光纜。射頻接入子系統I能夠實現2G、3G、LTE多制式信源信號的同時接入。
[0031]圖3中，光纖天線系統包括復數個光纖天線子系統2，復數個光纖天線子系統2分別通過復數條光纖連接至射頻接入子系統I的復數個第一光口，即，復數個光纖天線子系統2以并聯方式與射頻接入子系統I連接。在一些實施方式中，復數個光纖天線子系統2也可以采用級聯方式與射頻接入子系統I連接，或者采用混合方式。
[0032]圖4示意性地表示了光纖天線系統入戶的應用。如圖4所示，可以將射頻覆蓋裝置22設置在每個樓層的信息箱4a中，在多媒體信息箱4a內，來自射頻覆蓋裝置22的射頻信號和來自CATV線路的有線電視信號通過合路器4合路，利用已安裝的CATV線纜4b分布至各個房間4c-4f，通過安裝內置天線的有線電視面板4h實現信號的輻射，而不影響原有電視信號。圖4中，4g表不建筑物的弱電井，4j表不電視機。
[0033]圖5示出了第二實施例光纖天線系統的原理。如圖5所示，第二實施例光纖天線系統包括:用于實現多制式信源信號接入功能的射頻接入子系統I和用于實現數字信號傳輸、分發及射頻覆蓋的光纖天線子系統2，二者通過光纖連接。圖1中3為FTTX網絡(駐地網)，它包括局端31 (OLT，光線路終端)和用戶端32 (ONU，光網絡單元)。
[0034]射頻接入子系統I包括第一數字信號處理模塊15和兩個雙工器11、12，兩個雙工器11、12分別通過相應的上/下變頻模塊13、14連接第一數字信號處理模塊15，分別用于接收/發射不同制式的射頻信號，第一數字信號處理模塊15連接第一光口 16，用于與光纖天線子系統2通信。
[0035]光纖天線子系統2包括信號分發裝置21和至少一個射頻覆蓋裝置22 (圖2中只示出了一個射頻覆蓋裝置22)，信號分發裝置21和射頻覆蓋裝置22通過光纖連接。
[0036]信號分發裝置21包括第二光口 211、第三光口(OPT 口)212、第四光口(PON 口)213、以及從第二光口 211到第三光口 212依次連接的第二數字信號處理模塊214、第一波分復用/解復用單元215和第一分光器216，第二光口 211用于與射頻接入子系統I通信，第三光口 212用于與射頻覆蓋裝置22通信，第四光口 213通過第二分光器217連接第一波分復用/解復用單元215。可以看出，第二實施例與第一實施例的區別之一:第二實施例中，信號分發裝置21集成有第二分光器217，第四光口 213通過第二分光器217連接第一波分復用/解復用單元215，這樣，信號分發裝置21可以連接在FTTX網絡3中分光器的前端，實現和局端31的通信。
[0037]射頻覆蓋裝置22包括第五光口 221、第六光口(Ρ0Ν 口)222、以及從第五光口 221依次連接的第二波分復用/解復用單元223、射頻處理模塊224和雙極化天線模塊225，第五光口 221用于與信號分發裝置21通信，第六光口 222與第二波分復用/解復用單元223連接，用于與FTTX網絡3的用戶端32通信，射頻覆蓋裝置22還包括合路器227、第二射頻輸出接口 228和射頻輸入接口 229，合路器227的兩個輸入端分別連接所述射頻輸入接口229和所述射頻處理模塊224，合路器227的輸出端連接所述第二射頻輸出接口 228，第二射頻輸出接口 228用于連接內置天線的有線電視面板。可以看出，第二實施例與第一實施例的區別之二:第二實施例中，射頻覆蓋裝置22集成有合路器227，無需外接合路器，即可實現與有線電視信號的合路。在應用第二實施例時，在最終的覆蓋區(如房間內)需通過分路器將合路器227合路后的合路信號分開，實現兩種信號的分布式覆蓋，對于分路器的選擇，應與合路器227 —樣，阻抗相匹配。
[0038]一些實施例的光纖天線系統具有傳輸復用化和射頻覆蓋裝置微型化的特點。天饋有源設備一體化的設計，可以解決站址獲準、居民反感，同時省去了天饋安裝和昂貴美化天線的費用。射頻覆蓋裝置能夠靈活隱蔽安裝在網絡箱、信息箱等固網設施內或燈桿、監控桿等市政設施上，能有效的減少傳統通信系統建網過程中站址選擇物業協調難、設備安裝復雜的問題。采用波分復用和阻抗變換，使其傳輸可以復用固網光纖到戶的光纜資源、廣電網有線電視的銅纜資源，實現天線入戶和不同房間的分布、集約化建設，大大縮短施工周期。從而有效解決了站址選擇難、傳輸管道鋪設難、部署成本高和建網周期長四大制約網絡建設的瓶頸。
[0039]以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種光纖天線系統，其特征在于，包括:射頻接入子系統(I)和光纖天線子系統(2)，二者通過光纖連接； 所述射頻接入子系統(1)包括第一數字信號處理模塊(15)、至少一個雙工器(11)(12)、以及連接于它們之間的上/下變頻模塊(13) (14)，第一數字信號處理模塊(15)連接第一光口(16)，用于與光纖天線子系統(2)通信； 所述光纖天線子系統(2)包括信號分發裝置(21)和至少一個射頻覆蓋裝置(22)，二者通過光纖連接； 所述信號分發裝置(21)包括第二光口(211)、第三光口(212)、第四光口(213)、以及從第二光口到第三光口依次連接的第二數字信號處理模塊(214)和第一波分復用/解復用單元(215)，第二、三光口分別用于與射頻接入子系統(I)和射頻覆蓋裝置(22)通信，第四光口與第一波分復用/解復用單元連接，用于與FTTX網絡(3)的局端(31)通信； 所述射頻覆蓋裝置(22)包括第五光口(221)、第六光口(222)、以及從第五光口依次連接的第二波分復用/解復用單元(223)、射頻處理模塊(224)和雙極化天線模塊(225)，第五光口用于與信號分發裝置(21)通信，第六光口與第二波分復用/解復用單元連接，用于與FTTX網絡(3)的用戶端(32)通信。
2.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，包括復數個光纖天線子系統(2)，復數個光纖天線子系統(2)以級聯方式或者并聯方式與射頻接入子系統(I)連接。
3.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，所述信號分發裝置(21)和射頻覆蓋裝置(22)集成于同一個殼體內，形成光纖天線。
4.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，所述信號分發裝置(21)和射頻覆蓋裝置(22)分別裝于不同的殼體內，所述信號分發裝置具有復數個第三光口(212)，第一波分復用/解復用單元(215)通過第一分光器(216)分別連接復數個第三光口(212)，復數個第三光口分別連接復數個射頻覆蓋裝置。
5.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，第一波分復用/解復用單元(215)和第四光口(213)通過第二分光器(217)連接。
6.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，所述射頻覆蓋裝置(22)還包括第一射頻輸出接口(226)，第一射頻輸出接口(226)連接在所述射頻處理模塊(224)。
7.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，所述射頻覆蓋裝置(22)還包括合路器(227)、第二射頻輸出接口(228)和射頻輸入接口(229)，合路器(227)的兩個輸入端分別連接所述射頻輸入接口(229)和所述射頻處理模塊(224)，合路器的輸出端連接所述第二射頻輸出接口(228)，第二射頻輸出接口用于連接內置天線的有線電視面板。
8.根據權利要求1所述的光纖天線系統，其特征在于，所述射頻覆蓋裝置(22)的各模塊安裝于同一殼體內形成一個整體，射頻覆蓋裝置(22)的外形尺寸為80X80X80mm至300X150 X 110mm。
9.一種射頻覆蓋裝置，其特征在于，包括第五光口(221)、第六光口(222)、以及從第五光口依次連接的第二波分復用/解復用單元(223)、射頻處理模塊(224)和雙極化天線模塊(225)，第五光口用于與信號分發裝置(21)通信，第六光口與第二波分復用/解復用單元連接，用于與FTTX網絡(3)的用戶端(32)通信。
10.根據權利要求9所述的射頻覆蓋裝置，其特征在于，第二波分復用/解復用單元、射頻處理模塊(224)和雙極化天線模塊(225)從下到上依次層疊設置，射頻覆蓋裝置的外形尺寸小于 300X150 X 110mm。
【文檔編號】H04B10/2575GK103812564SQ201210453494
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優先權日:2012年11月13日
【發明者】孔明明, 高博, 徐雅靜, 王偉剛, 陳為登, 王國虎 申請人:深圳國人通信有限公司