多模射频拉远系统的设计研究

陈春海，叶祖铨

京信通信技术（广州）有限公司，广东广州 510530

多模射频拉远系统的设计研究

陈春海，叶祖铨

京信通信技术（广州）有限公司，广东广州 510530

本文对多模射频拉远系统研究的背景和意义进行介绍，然后简单介绍多模射频拉远系统的基本组成，最后以GSM上行、下行传输和WLAN传输为例对多模射频拉远系统的工作原理进行介绍。

多模射频拉远系统；信号；传输与处理

多模射频拉远系统的运用解决了移动通信网络中出现的很多问题，但是多模射频拉远系统的运用仍面临着一些阻碍，对多模射频拉远系统进行研究和探讨能够更好地解决应用过程中出现的一些问题。

1 多模射频拉远系统研究的背景及意义

TD+GSM+WLAN多模数字射频拉远系统是现在经常会使用到的，但是仔细研究就会发现还存在着一定的缺陷，如果GSM基站与TD-RRU地点不统一，而且在它们之间没有光纤资源连接，就会造成多模数字射频拉远系统的应用具备很大的局限性，这对多模数字射频拉远系统的应用来说是非常不利的。由于多模数字射频拉远系统会受到地点的限制，使得多模数字射频拉远系统的运用有了局限性，要解决这些问题对多模数字射频拉远系统进行研究就是很重要的。

2 简单介绍多模数字射频拉远系统的组成并分析基带路由器

2.1 对多模数字射频拉远系统的组成的简单说明

多模数字射频拉远系统以GSM+TD+WLAN的多模数字射频拉远系统为例，它包含了远端覆盖机、GSM中继机、TD中继机以及基带路由器这几个基本的部分。组成远端覆盖机的模块很多，其中包括了光/电转换模块、 基带处理单元、收发双工器以及数字上变频通道等不同的模块，它们之间通过一定的顺序进行连接并发挥作用。而中继端双工器、环形器、下变频模块、A/D变换器以及数字下变频通道等模块则组成了TD中继器。GSM中继机的重要模块包括了中继端双工器、下变频模块、A/D变换器、数字下变频通道以及基带处理单元等不同的模块，它们进行按一定的规则连接后发挥其功能。

2.2 分析介绍基带路由器的相关知识

基带路由器在多模射频拉远系统中发挥着重要的作用，要想打破局限性就要从基带路由器着手进行深入的研究和分析，对基带路由器的上行基带传输过程以及下行基带传输过程都应该有一个更深的理解。一般来说基带路由器包括两个与近端中继机分别连接的光口OP1和OP2、电源POWER、FPGA芯片、CPU、以及串行器和解串器等几个基本的组成部分。基带路由器要完成将电信号转换成光信号的过程，所以基带路由器之中每一个光口都会对应一个光/电转换模块，由此来实行光电之间的转换。经过研究发现我们可以将4个光口连接远端覆盖机，并与4个光电装换模块一一对应，这样就可以保证传输的信号是一样的，那么同一个路由器就可以连接四个远端覆盖机。这样的情况之下就可以便于不同的多模数字射频拉远系统的组网的构成，常见的组网有菊花链组网、混合组网、星型组网以及环型组网，连接成这些组网之后就可以使多模数字射频拉远系统具备更大的灵活性。

3 多模射频拉远系统的工作原理

3.1 以GSM上行以及下行传输过程为例进行简单介绍

GSM的上行传输是一个很复杂的过程，要经过很多的步骤，并运用不同的模板对信号进行变换、放大、合并等一系列的处理，在此过程中很重要的一部分就是信号之间的光电转换、传输、放大以及DA转换。一般来说这个过程的第一步是覆盖/接收天线从空中接收到GSM射频信号，然后通过双工器、下变频模块、AD变换器将信号变成数字信号进行处理。然后信号通过FPGA芯片进行处理、并与WALN信号等进行合并，合并后的信号就可以进入光电转换模块进行电信号到光信号的转换，并传入光纤中进行传输。而后信息被传送到GSM中继端机进行处理、对信号拆分、与WALN分路、解帧、变频，最后将信号变换为射频信号，最终通过中级端双工器传入基站，完成GSM信号的上行传输过程。

与GSM上行相对应，GSM下行是通过适当的耦合基站出来的信号进行工作，同样是利用双工器、AD转换器、光电信号转换模块、FPGA芯片等来完成工作。基站耦合出来的信号通过中继端双工器，保证纯净的下行信号，通过下变频模块、A/D变换器、数字下变频通道、基带处理单元、FPGA芯片等将信号进行变频、转换等一系列的处理。处理过的信号按照协议组帧，并与WALN信号合并，电光转换后通过光纤进行传输，而后又经过特定的步骤将信号变频和转换以及放大，最后通过收发双工器将信号传输到覆盖/接收天线进行覆盖。在GSM下行传输的过程中还有需要注意的问题，就是耦合出来的信号要有个适当的范围，即要保证设备推出功率又不能使耦合信号太大。

TD-A上行以及下行传输的原理与GSM上行与下行传输的原理和步骤都是相似的，不同的是GSM上行传输是通过覆盖/接收天线从空中接收到GSM射频信号，然后通过双工器、下变频模块等进行信号的处理和传输，最后将信号传入基站完成传输过程。但是TD-A则是通过接收天线从空中接收到TD-A射频信号，传至收发双工器，经过一系列的处理之后，将信号传到TD-RRU，当然了TD-A除了GSM传输中运用到的器件和模块之外，还需要借助环形器。TD-A下行也是类似的，TD-RRU耦合出来的信号通过中继端双工器，通过环形器以及下变频模块等处理后最终传入覆盖/接收天线进行覆盖。

3.2 简单介绍WLAN信号进行传输的相关内容

大家都知WLAN只提供一个基带传输链路，进行WLAN的一个透明传输，接下来我将以从GSM中继机到远端覆盖机之间的传输为例介绍WLAN的传输。WLAN光信号在GSM之中通过光/电转换模块，把光信号转换为电信号，通过基带处理单元和FPGA芯片对WALN信号进行处理，组帧之后的信号与GSM的下行信号合并，进入光电转换模块转换为光信号进行传输。而后信号传入基带处理器再次进行转换，FPGA芯片对信号重新拆分与合并，通过基带路由器的光电转换模块实现电光转换之后进行传输。将信号传到远端覆盖机的光电装换模块，再次将光信号转换为电信号后对信号进行基带、分路处理，最后把WLAN的基带数据送到光/电转换模块进行处理，从而完成WALN从GSM中继机到远端覆盖机之间的传输。

相应的WLAN信号从远端覆盖机到GSM近端中继机之间传输过程与从GSM中继机到远端覆盖机之间的传输过程是相通的，只是步骤相反，可以近似地将这两个过程看成互相的逆过程，因此在此不做赘述。值得一提的是WLAN的传输带宽是可以动态分配的，当实际上用到的GSM的载波数少或者TD载波数少的时候，可以动态的把资源分配给WLAN，使WLAN具有更大的传输带宽。WLAN功能系统没有固定下行数据 那么如果要从近端中继机到远端覆盖机进行传输，从远端覆盖机到近端中继机传输也是可以的，这样通过基带路由器后，WLAN可以实现所有远端到所有近端的传输和所有近端到所有远端的传输，大大提高了多模数字射频拉远系统WLAN基带传输的范围。

4 结论

在如今的移动通信网络之中，多模射频拉远系统的运用是极为重要的，面对着当前多模射频拉远系统应用过程中出现的问题，我们应该进行深入的研究和分析来加以解决。通过不断的研究和探讨希望能够有更好的设计来解决问题并促进多模射频拉远系统的发展，从而推动移动通信网络的进步和发展。

[1]易智坚.多模数字射频拉远系统设计和应用[D].北京邮电大学，2011.

[2]苏攀.多模通信系统中数字预失真技术的研究与实现[D].湖南大学，2014.

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1674-6708（2015）142-0102-02