本发明专利技术涉及一种便携式多频段基站设备，包括金属壳体、射频子系统板卡和基带处理子系统板卡。射频子系统由外置宽带天线发射和接收UL或DL信号，通过环形器隔离发射和接收信号，接收通路由宽带低噪声放大器、功分器、带通型滤波器和前后两级SPnT射频开关组成，将接收信号传送给双路收发器，发射通路由功率放大器连接到环形器。双路收发器通过FMC接口连接基带处理子系统，射频和基带板卡封装在一个完整的金属壳体中，基带处理子系统的FPGA通过PCI-E接口与用户PC连接。有益效果是能够支持国内所有运营商的全部通信制式和频段，大大拓展了便携式基站设备在外场环境下的应用范围。也可以通过PCI-E接口直接和台式电脑或笔记本电脑集成装配，实现更加直接和便捷的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种便携式频段基站设备，特别涉及一种便携式多频段基站设备。
技术介绍
目前市场上已有的便携式基站设备，大多只能支持某个运营商的特定的单一频段，这主要是由于其采用双工器(Duplexes)作为分离上/下行信号的枢纽，双工器本身的带宽较窄，这成为了限制现有便携式基站的一个硬件瓶颈。随着国内4G LTE移动通信网络的正式商用，我国移动通信频段日益丰富，无线环境也日趋复杂。现有便携式基站设备已经无法满足运营商、网络优化和网络监管等工程技术人员的现场使用需求，而且现有便携式基站设备只能和小区内的手机进行上/下行的双向通信，不能同时接收本小区内其它基站的下行信号，无法进行伪基站的监测等复杂应用。
技术实现思路
为了提高便携式基站设备的工作带宽、拓展其应用领域，本专利技术提供一种便携式多频段基站设备，能够支持国家无线电委员会和工信部为中国移动、中国联通和中国电信三大运营商规划的全部2G/3G/4G LTE频段，还可以同时接收小区内其它基站的下行信号，具体技术方案是，一种便携式多频段基站设备，包括金属壳体、射频子系统和基带处理子系统，射频子系统和基带处理子系统各是单独的板卡，其特征在于:所述的射频子系统，最前端为外置宽带天线，外置天线通过射频线缆与射频子系统板卡连接，发射和接收的两个相反方向信号通过环形器进行隔离并分配到其各自的射频通路上，接收通路先经过宽带低噪声放大器放大，宽带低噪声放大器通过基带处理板卡的ARM或FPGA控制其增益，放大后的信号通过一个功分器平均分配成RXl和RX2两支接收通路，RXl和RX2接收通路利用前级SPnT射频开关分配成η支接收子通路，每支接收子通路上串联不同频段的带通型滤波器，η支接收子通路再经后级SPnT射频开关选择其中一个频带的信号传送给双路收发器，且每级SPnT射频开关均由基带处理板卡上的ARM或FPGA控制其逻辑选择其中某一支子通路进行信号传输，双路收发器通过FMC接口连接基带处理子系统FPGA，且封装在一个完整的金属壳体中，基带处理子系统的FPGA通过PC1-E接口与用户PC连接。所述的RXl和RX2通路的子通路接收频段的划分为，RXl通路主要负责接收以FDD方式工作的终端发射的UL信号，同时也接收部分以TDD方式工作的终端和基站发射的UL/DL信号；RX2通路主要负责接收与RXl通路对应的以FDD方式工作的基站发射的DL信号，同时也接收另一部分以TDD方式工作的终端和基站发射的UL/DL信号。本专利技术的有益效果是能够支持国内所有运营商的全部通信制式和频段，大大拓展了便携式基站设备在外场环境下的应用范围。也可以通过PC1-E接口直接和台式电脑或笔记本电脑集成装配，实现更加直接和便捷的应用。【附图说明】图1是本专利技术的系统硬件架构图。图2是本专利技术的RXl通路十频段划分图。图3是本专利技术的RX2通路十频段划分图。图4是传统便携式基站设备的硬件架构图。图5是国内三大运营商主要移动通信频段划分表。【具体实施方式】下面结合实施例作进一步说明。如图1所示，系统主要分为射频和基带处理两大子系统，基带处理子系统由FPGA+DSP搭配完成数字信号的调制解调和编解码，由ARM单片机实现对电路中各单元的控制，该板卡由PC1-E高速数字接口与PC机主板相连接以实现调制/解调数字信号的传输。由于该部分和传统型基站设备的基带处理系统硬件架构一致，不属于本专利技术的独特技术要点，故在此不做详细阐述。射频子系统的硬件架构是区别于传统型便携式基站设备的根本所在，以下详加讨论。射频子系统和基带处理子系统各是单独的板卡，两者通过FMC接口相连，且封装在一个完整的金属壳体中。射频子系统的最前端采用一颗800MHz至2.7GHz的外置宽带天线接收和发射无线信号，外置天线通过SMA转N型射频线缆与射频子系统板卡连接。发射和接收两个相反方向的信号通过环形器进行隔离并分配到其各自的射频通路上，环形器为定制化产品，工作频率范围为800MHz至2.7GHz，带宽为60MHz，隔离度为40dB以上。接收通路先经过宽带低噪声放大器(LNA)放大，LNA通过基带处理板卡的ARM或FPGA控制其增益，可调增益范围为OdB至20dB，步进0.5dB，此处使用ADI公司的ADL5523。放大后的信号通过一个功分器平均分配成RXl和RX2两支接收通路，RXl接收通路主要用于接收以频分双工方式工作的终端发射的上行(UL)信号，以及某些以时分双工方式工作的终端和基站设备发射的UL/DL信号。RX2接收通路用于接收小区内其它以频分双工方式工作的基站设备发射的下行(DL)信号，以及补充接收RXl通路所不支持的其它一些以时分双工方式工作的终端和基站设备发射的UL/DL信号。RXl和RX2接收通路利用前级SPlOT射频开关分配成10支接收子通路，每支接收子通路上串联不同频段的带通型声表面波滤波器(SAW)，RXl和RX2的每支子通路的滤波频段的划分如图3和图4所示，这些子通路的频段划分方式是本专利重点保护的对象。10支接收子通路再经后级SPlOT射频开关选择其中一个频带的信号传送给双路收发器(Transceiver)，每级SPlOT射频开关均由基带处理板卡上的ARM或FPGA控制其逻辑选择其中某一支子通路打开进行信号传输。射频子系统的核心部件是一枚双路收发的Transceiver芯片，这里使用ADI公司的AD9361射频收发器，该芯片工作频率范围是70MHz至6GHz，带宽为200kHz至56MHz，通过RXl和RX2通路的不同子通路合理的频率分割，可以直接整段接收表I所述的各个移动通信频段。比如中国移动TDD-LTE Band 40的2320MHz至2370MHz共50MHz带宽的模拟信号，在经过RXl通路的第9子通路滤波后进入AD9361的RXl端口。AD9361内部集成上/下变频器，可将接收到得模拟信号直接变频成适合ADC采样的中频信号。AD9361的RXl和RX2端口，可以分别同时接收基站的DL信号和手机的UL信号；也可以在一个端口内接收时分双工方式的UL/DL信号，再由FPGA控制的时钟同步模块分离还原成UL和DL比特流。TXl作为发射端口，外接800MHz至2.7GHz的宽带功率放大器(PA)组成发射通路，由基带处理板卡的ARM或FPGA控制发射增益，实现基站DL信号的发射。主要的应用场景有以下几种。(I)通过接收小区内固定基站发射的DL信号，检测其运行状态是否正常。(2)若小区内的固定式基站设备出现异常，可使用该便携式基站设备临时代替固定式基站设备，用于和手机等移动终端的通信。(3)能够搜索和监测伪基站等非法设备发射的信号。下面以三种不当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式多频段基站设备，包括金属壳体、射频子系统和基带处理子系统，射频子系统和基带处理子系统各是单独的板卡，其特征在于：所述的射频子系统，最前端为外置宽带天线，外置天线通过射频线缆与射频子系统板卡连接，发射和接收的两个相反方向信号通过环形器进行隔离并分配到其各自的射频通路上，接收通路先经过宽带低噪声放大器放大，宽带低噪声放大器通过基带处理板卡的ARM或FPGA控制其增益，放大后的信号通过一个功分器平均分配成RX1和RX2两支接收通路，RX1和RX2接收通路利用前级SPnT射频开关分配成n支接收子通路，每支接收子通路上串联不同频段的带通型滤波器，n支接收子通路再经后级SPnT射频开关选择其中一个频带的信号传送给双路收发器，且每级SPnT射频开关均由基带处理板卡上的ARM或FPGA控制其逻辑选择其中某一支子通路进行信号传输，双路收发器通过FMC接口连接基带处理子系统FPGA，且封装在一个完整的金属壳体中，基带处理子系统的FPGA通过PCI‑E接口与用户PC连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈光，钱瑞杰，王东锋，王文博，梁秀芹，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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