專利名稱：遠程光纖中繼系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)的光纖系統(tǒng)，特別涉及遠程移動通信系統(tǒng)的光纖系統(tǒng)。
通常，移動通信系統(tǒng)允許在移動通信站間的無線數據通信。如
圖1所示的移動通信系統(tǒng)包括一個移動交換中心和一個基站，基站通過從移動站向移動交換中心發(fā)送數據或從移動交換中心由移動站接收數據而給多個移動站提供雙向通信服務?；鞠蛞苿诱居行峁┓盏木嚯x由基站和移動站間逐漸增大的傳輸損失決定。
由于移動通信系統(tǒng)的需求增大，發(fā)展了光纖系統(tǒng)以擴大基站的服務范圍。參照圖1，光纖系統(tǒng)包括一個主光纖中繼器，其通過光纜連著一個從光纖中繼器。從光纖中繼器接收來自移動站的數據并通過光纜將數據轉發(fā)給基站。同樣，從光纖中繼器接收來自基站的數據并將其傳輸給移動站。這樣，光纖系統(tǒng)能有效減少在基站和移動站間的傳輸損失。
雖然光纖系統(tǒng)一定程度上擴大了一個基站有效傳輸和接收射頻(RF)信號的距離，但是，在象大山的深處、崎嶇的山谷或地下洞穴這樣的無人居住和偏遠的地方，一個基站可以連接的光纖系統(tǒng)的個數受到反向鏈路噪聲限值的限制。象這些難以覆蓋的地方通常稱作盲區(qū)。為解決這些傳輸問題，在地面上建造了很多基站以覆蓋盲區(qū)。但是，建造和維護基站的費用正成為一個大負擔。
本發(fā)明的一個目的是解決所述技術的問題和不便。
具體地說，本發(fā)明的目的是提供一種能提供高質量遠程通信服務的光纖系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光纖系統(tǒng)，它能以最小的投資擴展移動通信系統(tǒng)基站所能覆蓋的范圍。
本發(fā)明其它的優(yōu)點、目的和特性一部分將在下面的描述中提出，另一部分對于那些在本技術領域內有基本技能的人通過考察下述說明將是顯然的，或可由本發(fā)明的實施例而得知。根據所附的權利要求中將能實現本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
為達到這些目的并和本發(fā)明的目標相一致，在這里將充分描述光纖移動通信系統(tǒng)的一個實施例，包括一個基站的多個從光纖中繼器和主光纖中繼器內的一個組合器，它將多個從光纖中繼器來的信號進行組合。在光纖移動通信系統(tǒng)的另一實施例中，主光纖中繼器內的多個組合器將來自多個從光纖中繼器的信號進行組合。
將參照附圖對本發(fā)明進行詳盡的描述，圖中相同的參考標號代表同樣的元件。
圖1是背景技術中光纖移動通信系統(tǒng)的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的一個光纖移動通信系統(tǒng)的實施例。
圖3(a)和(b)是光纖移動通信系統(tǒng)的網絡圖。
圖4是按照本發(fā)明的光纖移動通信系統(tǒng)的第二實施例。
如圖2所示，按照本發(fā)明的一個光纖移動通信系統(tǒng)的實施例包括基站100，主光纖中繼器200，和分布在基站周圍的多個從光纖中繼器300。每個從光纖中繼器在一定區(qū)域范圍內接收和發(fā)送射頻(RF)信號。基站100有一個發(fā)射天線1和第一、第二兩個接收天線2、3，這些天線都安裝在基站塔4上。從光纖中繼器也有一個發(fā)射天線5和一個接收天線6。
當移動站發(fā)射了一個RF信號，接收天線2、3和6RF接收信號。第一接收天線2直接將接收到的RF信號發(fā)送到基站組合器(basecombiner)31。第二接收天線3直接將接收到的RF信號發(fā)送到第一低噪聲放大器(LNA)和濾波器32。接收天線6將在所分配的頻率范圍內接收到的RF信號發(fā)送到從光纖中繼器300的一個從LNA/濾波器10。RF信號在空中傳輸過程中吸收了噪聲，LNA10放大了RF信號和噪聲。濾波器10接收到放大的RF信號，選出適合基站100的RF信號。濾波器10通常是一個帶通濾波器。選出的信號通過一個射頻/光(RF/Optic)轉換器12轉換成光信號，這樣RF信號作為一個光信號通過光纜傳輸到主光纖中繼器200。
主光纖中繼器200有多個光/射頻(optic/RF)轉換器20，其數目對應于從光纖中繼器300的數目，每個optic/RF轉換器20通過一根光纜連向一個從光纖中繼器300。同樣，每個optic/RF轉換器20接收來自從光纖中繼器300的光信號，并將光信號轉換成RF信號。組合器24接收optic/RF，轉換器20轉換的RF信號，并把多個RF信號組合成一個RF信號。
基站100的基站組合器31組合來自第一接收天線2的RF信號和來自主光纖中繼器200的組合器24的RF信號。組合后的信號送到第二LNA/濾波器33。第一LNA32直接接收來自第二接收天線3的RF信號，第一LNA32放大RF信號和接收天線3吸收的噪聲，而第二LNA33放大接收天線2和6吸收的RF信號和噪聲。濾波器32和33分別接收來自LNA32、33的放大的RF信號，并選出適合基站100的RF信號。來自第一和第二LNA/濾波器32、33的選出信號分別發(fā)送到下行轉換器35、36。
第一和第二下行轉換器35、36將接收到的RF信號轉換成基帶頻率信號并將信號發(fā)送到CDMA信道38。CDMA信道38從基帶信號中選出適當的數據，并將選出的數據送到移動交換中心(沒有示出)。具體地說，選出的數據通過一個回程接口單元40發(fā)送到移動交換中心，一個定時器/控制單元39輸出一個時間信號以同步控制信號和數據，從而指定一個傳輸數據的通信信道。定時器/控制單元39還控制基站100的其它元件。
另一方面，當一個RF信號從基站100發(fā)送到移動站，數據從移動交換中心通過回程接口單元40送到CDMA信道38。定時器/控制單元39輸出一個時間信號和一個控制信號以指定一個通信信道，其中一個信道是用來接收來自移動交換中心的數據。CDMA信道38將接收到的數據組合在一個基帶信號中，一個上行轉換器37將基帶信號轉換成高頻信號。一個大功率放大器(HPA)和濾波器34接收來自上行轉換器37的高頻信號。HPA34將信號放大到一個合適的電平以便于發(fā)射天線1有效發(fā)射，濾波器34濾去被放大信號不必要的成分。然后信號直接發(fā)送到發(fā)射天線1和通過發(fā)射耦合器30發(fā)送到主光纖中繼器200。
主光纖中繼器200的RF/Optic轉換器23接收從基站100傳來的RF信號，并把RF信號轉換成光信號。這些光信號被分配器22分成許多光信號，每個光信號通過一根光纜傳輸給基站100周圍的多個從光纖中繼器300中的某一個。
從光纖中繼器300接收光信號并通過optic/RF轉換器13將這個信號轉換成RF信號。這個RF信號被送到從HPA/濾波器11，它放大信號并濾出信號中合適的部分。這個合適的RF信號通過發(fā)射天線5發(fā)射出去。
所述的光纖移動通信系統(tǒng)利用現有的基站能夠在大型建筑物和地下建筑物內實現充分的通信。利用一個光纖移動通信系統(tǒng)，原來由8個基站覆蓋的區(qū)域，現在可只由4個基站就可覆蓋。圖3(a)是一個移動通信系統(tǒng)的網絡圖，圖3(b)是一個光纖移動通信系統(tǒng)的網絡圖。如圖所示，光纖移動通信系統(tǒng)可以代替四個基站。然而，因為有N個從中繼器連接在基站上以拓寬移動通信覆蓋的范圍，接收噪聲也就增加了10log(N+1)dB。因為噪聲水平的增大，為有效接收信號的從光纖中繼器的數目就大大減少了，這樣移動通信的一個基站所能覆蓋的區(qū)域也就受到了限制。
按照本發(fā)明的光纖移動通信系統(tǒng)的第二實施例在主光纖中繼器內有多個組合器。和在第一實施例中一樣，在第二實施例中的光纖移動通信系統(tǒng)也有多個從光纖中繼器。然而，這多個從光纖中繼器被分開由多個組合器處理而不是由一個組合器來處理所有從光纖中繼器的接收信號。
如圖4所示，光纖移動通信系統(tǒng)的第二實施例包括一個發(fā)射天線和兩個接收天線；N個從光纖中繼器110-113；一個主光纖中繼器500和一個基站400?；镜男盘栆匀绲谝粚嵤├齾⒄請D2描述的相同方式發(fā)射。從光纖中繼器的功能也和參照圖2描述的一樣，每個從光纖中繼器通過一個LNA/濾波器和一個RF/Optic轉換器處理接收天線接收的一個信號，并通過一個optic/RF轉換器和一個HPA/濾波器在發(fā)射天線發(fā)射一個信號之前處理信號。然而，主光纖中繼器500和基站400對來自從光纖中繼器的信號的處理方式不一樣。
主光纖中繼器500有一個RF/Optic轉換器140和分配器130以發(fā)射信號。對于信號接收，主光纖中繼器500有N個optic/RF轉換器120-123，其數目和從光纖中繼器的數目相對應；以及第一、第二組合器150,151。N個從光纖中繼器110-113被分成和主光纖中繼器內組合器數目相同的個數，在本例中是兩個。然后，前N/2個從光纖中繼器110-111被分配給第一組合器150，另N/2個從光纖中繼器112-113被分配到第二組合器151。雖然，在本實施例中將N個從光纖中繼器只是簡單地分成前一半和另一半，但是N個從光纖中繼器可以根據系統(tǒng)和設計者的需要按照任何方式分成和組合器數目相同的組數。
因此，N個optic/RF轉換器120-123通過光纜接收來自N個從光纖中繼器110-113的光纜信號并將信號轉換成RF信號。第一組合器150接收來自optic/RF轉換器122-123的前N/2個RF信號，optic/RF轉換器122-123對應于分配給第一組合器的從光纖中繼器110-111，組合器150將這N/2個RF信號組合成一個信號。第二組合器151通過與分配給第二組合器151的從光纖中繼器112-113相對應的optic/RF轉換器120-121接收余下的N/2個信號并將這N/2個信號組合成一個信號。
基站400有第一和第二基站組合器160,161接收來自第一和第二組合器的150,151的無線信號。特別指出，第一基站組合器160接收來自第一組合器150組合的N/2個從光纖中繼器信號的組合信號。第一基站組合器160也直接接收來自第一基站接收天線的無線信號。第一基站組合器160將來自第一天線的無線信號和來自N/2個從光纖中繼器的無線信號組合在一起。同樣，第二基站組合器161接收來自第二組合器151組合的余下的N/2個從光纖中繼器信號的組合信號并直接接收來自第二基站接收天線的無線信號。第二基站組合器161將來自第二天線的無線信號和來自余下的N/2個從光纖中繼器的無線信號組合在一起。
第一和第二基站組合器160,161的組合信號被發(fā)送到第一和第二LNA/濾波器180,181以進行放大和帶通濾波。然后，信號由第一和第二下行轉換器200,201轉換成低頻信號并被發(fā)送到CDMA信道220以傳輸到移動交換中心。一個回程接口單元240和一個定時器/控制單元230連接CDMA信道220和移動交換中心之間信號的發(fā)送和接收。和第一實施例相類似，定時器/控制單元230控制基站400其它元件的定時。最后，基站400還包括一個上行轉換器210，一個HPA/濾波器190，一個發(fā)射耦合器170以處理要發(fā)射的信號。
在RF信號接收時，組合過程導致了耦合損失。因此，在RF信號發(fā)射過程中，應控制增益量以和耦合損失的電平相一致。發(fā)射耦合器170也和主光纖中繼器500相連接，發(fā)送到主光纖中繼器500的信號電平大約是直接通過發(fā)射天線發(fā)射的信號的千分之一。
總之，多個從光纖中繼器擴大了一個基站的移動通信所能覆蓋的范圍。此外，在主光纖中繼器中可使用多個組合器而不降低移動信號發(fā)射的質量。更詳細地說，通過利用兩個組合器150和151,N個從光纖中繼器的接收噪聲水平可減少到10log(N/2)。這樣，在每個基站周圍可建造更多從光纖中繼器以拓寬移動通信覆蓋的范圍，因此可不必建造許多造價昂貴的基站。
所述實施例僅僅是示范性的，不能認為它限制了本發(fā)明。本講解很容易應用到其它類型的儀器中去。本發(fā)明的描述是說明性的，并不限制權利要求的范圍。對于那些在本技術領域有經驗的人來說，很多替代、修正和變型是顯然的。
權利要求
1．光纖移動通信系統(tǒng)，包括多個從光纖中繼器，發(fā)送RF發(fā)射信號并接收RF接收信號，所述的每個從光纖中繼器將RF接收信號轉換成光接收信號并傳輸光接收信號；主光纖中繼器，將光發(fā)射信號輸送到所述多個從光纖中繼器并接收光接收信號，所述的主光纖中繼器將接收光信號轉換成RF接收信號，用至少一個組合器組合光接收信號，并傳輸多個組合RF信號；多根光纜，連接所述多個從光纖中繼器和所述主光纖中繼器，所述多根光纜在所述多個從光纖中繼器和所述主光纖中繼器之間傳輸多個光信號；基站，其發(fā)送RF發(fā)射信號到所述主光纖中繼器并接收多個RF組合信號，所述基站處理RF組合信號并將其發(fā)送到移動交換中心。
2．如權利要求1的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述主光纖中繼器包括多個組合器。
3．如權利要求1的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述主光纖中繼器還包括多個光/射頻轉換器，其數目和所述從光纖中繼器的數目相對應，所述多個光/射頻轉換器接收光接收信號并將其轉換成RF接收信號。
4．如權利要求3的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述主光纖中繼器還包括射頻/光轉換器，接收RF發(fā)射信號并將其轉換成光發(fā)射信號；分配器，接收光發(fā)射信號并將其分成多個光發(fā)射信號，所述分配器通過所述多根光纜將多個發(fā)射光信號輸送到所述多個從光纖中繼器。
5．如權利要求1的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述每個從光纖中繼器包括光/射頻轉換器，其接收光發(fā)射信號并將其轉換成RF發(fā)射信號；從HPA/濾波器接收來自所述光/射頻轉換器的RF發(fā)射信號，放大并濾波RF發(fā)射信號，并發(fā)送RF發(fā)射信號；從LNA/濾波器，接收RF接收信號，放大并濾波RF接收信號；射頻/光轉換器接收來自所述從LNA/濾波器的RF接收信號并將其轉換成光接收信號；所述射頻/光轉換器通過所述多根光纜中的一根將光信號輸送到所述主光纖中繼器。
6．如權利要求1的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述主光纖中繼器包括兩個組合器，兩個組合器中的第一個組合器組合來自所述多個從光纖中繼器的前一半的RF接收信號，兩個組合器中的第二個組合器組合來自所述多個從光纖中繼器的另一半的RF接收信號。
7．如權利要求6的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站包括發(fā)射天線，發(fā)送RF發(fā)射信號；第一和第二接收天線，接收RF接收信號；第一基站組合器，接收并組合來自所述第一接收天線和所述第一組合器的RF接收信號，所述第一基站組合器輸出第一組合RF接收信號；第二基站組合器，接收并組合來自所述第二接收天線和所述第二組合器的RF接收信號，所述第二基站組合器輸出第二組合RF接收信號；第一LNA/濾波器，其接收、放大并濾波第一組合RF接收信號，所述第一LNA/濾波器輸出一個濾波后的第一RF接收信號；第二LNA/濾波器，其接收、放大并濾波第二組合RF接收信號，所述第二LNA/濾波器輸出一個濾波后的第二RF接收信號。
8．如權利要求7的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站還包括第一下行轉換器，其接收濾波后的第一RF接收信號并將其轉換成第一基帶接收信號，所述第一下行轉換器輸出第一基帶接收信號；第二下行轉換器，接收濾波后的第二RF接收信號并將其轉換成第二基帶接收信號，所述第二下行轉換器輸出第二基帶接收信號；CDMA信道，接收第一和第二基帶接收信號并接收發(fā)射數據，所述CDMA信道將第一和第二基帶接收信號發(fā)送到移動交換中心，所述CDMA信道輸出發(fā)射數據；上行轉換器，其接收發(fā)射數據并將其轉換成RF發(fā)射信號，所述上行轉換器輸出RF發(fā)射信號；HPA/濾波器，其接收、放大并濾波RF發(fā)射信號，所述HPA/濾波器通過所述發(fā)射天線輸出濾波后的RF發(fā)射信號；耦合器，其耦合到所述HPA/濾波器上，以接收RF發(fā)射信號的一部分并將這部分RF發(fā)射信號輸送到所述主光纖中繼器。
9．如權利要求8的光纖移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站還包括定時器/控制單元，其輸出一個時間信號和控制信號以指明將第一和第二基帶RF信號發(fā)送到移動交換中心和接收發(fā)射數據的通信信道；回程接口單元，其連接所述CDMA信道向移動交換中心發(fā)送第一和第二基帶RF接收信號，和連接由所述CDMA信道接收發(fā)射數據的過程。
10．光纖移動通信系統(tǒng)的主光纖中繼器，包括多個光/射頻轉換器，接收多個光接收信號并將其轉換成多個RF接收信號；至少一個組合器接收并組合所述多個RF接收信號。
11．如權利要求10的主光纖中繼器，其特征在于，多個組合器接收并組合所述多個RF接收信號。
12．如權利要求11的主光纖中繼器，其特征在于，第一組合器組合多個RF接收信號的第一半，第二組合器組合多個RF接收信號的另一半。
13．如權利要求10的主光纖中繼器，還包括一個射頻/光轉換器接收RF發(fā)射信號并將其轉換成光發(fā)射信號；一個分配器接收光發(fā)射信號并將其分成多個光發(fā)射信號。
14．一種移動通信方法，其利用從光纖中繼器和帶有多個組合器的主光纖中繼器，包括這些步驟接收來自多個從光纖中繼器的多個光接收信號；將多個光接收信號轉換成多個RF接收信號；將所述多個RF接收信號分配給至少一個組合器；組合分配后的RF接收信號。
15．如權利要求14的移動通信方法，其特征在于，在分配步驟中，所述多個RF接收信號分配給多個組合器。
16．如權利要求14的移動通信方法，其特征在于，在分配步驟中，所述多個RF接收信號分配給兩個組合器。
17．如權利要求14的移動通信方法，還包括這些步驟接收RF發(fā)射信號并將其轉換成光發(fā)射信號；將光發(fā)射信號分成多個光發(fā)射信號。
全文摘要
為拓寬一個基站的服務范圍,公開了一種帶有光纖系統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)。這種光纖移動通信系統(tǒng)包括由主光纖中繼器中的多個組合器處理的多個從光纖中繼器。通過利用多個組合器,接收噪聲水平大大降低并且每個主光纖中繼器所能控制的從光纖中繼器的數目也可以增加。
文檔編號H04B10/17GK1228646SQ9812660
公開日1999年9月15日 申請日期1998年12月29日 優(yōu)先權日1998年1月31日
發(fā)明者李孝珍 申請人:Lg電信株式會社