便攜式多頻段基站設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種便攜式頻段基站設備，特別涉及一種便攜式多頻段基站設備。
【背景技術】
[0002]目前市場上已有的便攜式基站設備，大多只能支持某個運營商的特定的單一頻段，這主要是由于其采用雙工器(Duplexes)作為分離上/下行信號的樞紐，雙工器本身的帶寬較窄，這成為了限制現有便攜式基站的一個硬件瓶頸。隨著國內4G LTE移動通信網絡的正式商用，我國移動通信頻段日益豐富，無線環境也日趨復雜。現有便攜式基站設備已經無法滿足運營商、網絡優化和網絡監管等工程技術人員的現場使用需求，而且現有便攜式基站設備只能和小區內的手機進行上/下行的雙向通信，不能同時接收本小區內其它基站的下行信號，無法進行偽基站的監測等復雜應用。
【發明內容】
[0003]為了提高便攜式基站設備的工作帶寬、拓展其應用領域，本發明提供一種便攜式多頻段基站設備，能夠支持國家無線電委員會和工信部為中國移動、中國聯通和中國電信三大運營商規劃的全部2G/3G/4G LTE頻段，還可以同時接收小區內其它基站的下行信號，具體技術方案是，一種便攜式多頻段基站設備，包括金屬殼體、射頻子系統和基帶處理子系統，射頻子系統和基帶處理子系統各是單獨的板卡，其特征在于:所述的射頻子系統，最前端為外置寬帶天線，外置天線通過射頻線纜與射頻子系統板卡連接，發射和接收的兩個相反方向信號通過環形器進行隔離并分配到其各自的射頻通路上，接收通路先經過寬帶低噪聲放大器放大，寬帶低噪聲放大器通過基帶處理板卡的ARM或FPGA控制其增益，放大后的信號通過一個功分器平均分配成RXl和RX2兩支接收通路，RXl和RX2接收通路利用前級SPnT射頻開關分配成η支接收子通路，每支接收子通路上串聯不同頻段的帶通型濾波器，η支接收子通路再經后級SPnT射頻開關選擇其中一個頻帶的信號傳送給雙路收發器，且每級SPnT射頻開關均由基帶處理板卡上的ARM或FPGA控制其邏輯選擇其中某一支子通路進行信號傳輸，雙路收發器通過FMC接口連接基帶處理子系統FPGA，且封裝在一個完整的金屬殼體中，基帶處理子系統的FPGA通過PC1-E接口與用戶PC連接。
[0004]所述的RXl和RX2通路的子通路接收頻段的劃分為，RXl通路主要負責接收以FDD方式工作的終端發射的UL信號，同時也接收部分以TDD方式工作的終端和基站發射的UL/DL信號；RX2通路主要負責接收與RXl通路對應的以FDD方式工作的基站發射的DL信號，同時也接收另一部分以TDD方式工作的終端和基站發射的UL/DL信號。
[0005]本發明的有益效果是能夠支持國內所有運營商的全部通信制式和頻段，大大拓展了便攜式基站設備在外場環境下的應用范圍。也可以通過PC1-E接口直接和臺式電腦或筆記本電腦集成裝配，實現更加直接和便捷的應用。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的系統硬件架構圖。
[0007]圖2是本發明的RXl通路十頻段劃分圖。
[0008]圖3是本發明的RX2通路十頻段劃分圖。
[0009]圖4是傳統便攜式基站設備的硬件架構圖。
[0010]圖5是國內三大運營商主要移動通信頻段劃分表。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例作進一步說明。
[0012]如圖1所示，系統主要分為射頻和基帶處理兩大子系統，基帶處理子系統由FPGA+DSP搭配完成數字信號的調制解調和編解碼，由ARM單片機實現對電路中各單元的控制，該板卡由PC1-E高速數字接口與PC機主板相連接以實現調制/解調數字信號的傳輸。由于該部分和傳統型基站設備的基帶處理系統硬件架構一致，不屬于本發明的獨特技術要點，故在此不做詳細闡述。射頻子系統的硬件架構是區別于傳統型便攜式基站設備的根本所在，以下詳加討論。
[0013]射頻子系統和基帶處理子系統各是單獨的板卡，兩者通過FMC接口相連，且封裝在一個完整的金屬殼體中。
[0014]射頻子系統的最前端采用一顆800MHz至2.7GHz的外置寬帶天線接收和發射無線信號，外置天線通過SMA轉N型射頻線纜與射頻子系統板卡連接。發射和接收兩個相反方向的信號通過環形器進行隔離并分配到其各自的射頻通路上，環形器為定制化產品，工作頻率范圍為800MHz至2.7GHz，帶寬為60MHz，隔離度為40dB以上。接收通路先經過寬帶低噪聲放大器(LNA)放大，LNA通過基帶處理板卡的ARM或FPGA控制其增益，可調增益范圍為OdB至20dB，步進0.5dB，此處使用ADI公司的ADL5523。放大后的信號通過一個功分器平均分配成RXl和RX2兩支接收通路，RXl接收通路主要用于接收以頻分雙工方式工作的終端發射的上行(UL)信號，以及某些以時分雙工方式工作的終端和基站設備發射的UL/DL信號。RX2接收通路用于接收小區內其它以頻分雙工方式工作的基站設備發射的下行(DL)信號，以及補充接收RXl通路所不支持的其它一些以時分雙工方式工作的終端和基站設備發射的UL/DL信號。RXl和RX2接收通路利用前級SPlOT射頻開關分配成10支接收子通路，每支接收子通路上串聯不同頻段的帶通型聲表面波濾波器(SAW)，RXl和RX2的每支子通路的濾波頻段的劃分如圖3和圖4所示，這些子通路的頻段劃分方式是本專利重點保護的對象。10支接收子通路再經后級SPlOT射頻開關選擇其中一個頻帶的信號傳送給雙路收發器(Transceiver)，每級SPlOT射頻開關均由基帶處理板卡上的ARM或FPGA控制其邏輯選擇其中某一支子通路打開進行信號傳輸。
[0015]射頻子系統的核心部件是一枚雙路收發的Transceiver芯片，這里使用ADI公司的AD9361射頻收發器，該芯片工作頻率范圍是70MHz至6GHz，帶寬為200kHz至56MHz，通過RXl和RX2通路的不同子通路合理的頻率分割，可以直接整段接收表I所述的各個移動通信頻段。比如中國移動TDD-LTE Band 40的2320MHz至2370MHz共50MHz帶寬的模擬信號，在經過RXl通路的第9子通路濾波后進入AD9361的RXl端口。AD9361內部集成上/下變頻器，可將接收到得模擬信號直接變頻成適合ADC采樣的中頻信號。AD9361的RXl和RX2端口，可以分別同時接收基站的DL信號和手機的UL信號；也可以在一個端口內接收時分雙工方式的UL/DL信號，再由FPGA控制的時鐘同步模塊分離還原成UL和DL比特流。TXl作為發射端口，外接800MHz至2.7GHz的寬帶功率放大器(PA)組成發射通路，由基帶處理板卡的ARM或FPGA控制發射增益，實現基站DL信號的發射。
[0016]主要的應用場景有以下幾種。
[0017](I)通過接收小區內固定基站發射的DL信號，檢測其運行狀態是否正常。
[0018](2)若小區內的固定式基站設備出現異常，可使用該便攜式基站設備臨時代替固定式基站設備，用于和手機等移動終端的通信。
[0019](3)能夠搜索和監測偽基站等非法設備發射的信號。
[0020]下面以三種不