[發明專利]針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構

有效

• 申請號: 201510319205.0
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104917569B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 宮新保;羅笑雨;楊晟;臧小剛;凌小峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/2575
• 代理公司: 上海交達專利事務所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

1.一種針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征在于，采用遠端模塊分布式處理和近端模塊集中式處理的架構，包括：遠距離分布式天線陣與之射頻光纖相連的近端數據處理設備，其中：遠距離分布式天線陣包含多個遠端模塊，該遠端模塊與對應的天線陣元相連，并以分布式的方式完成上/下行信號的接收和發送；近端數據處理設備包含多個與所述遠端模塊對應連接的近端模塊以及與近端模塊相連的信號處理單元，該信號處理單元以集中式的方式完成上/下行鏈路的信號處理；

所述的分布式的方式完成上/下行信號的接收和發送是指：由遠端模塊進行模數轉換產生上行信號且上行鏈路傳輸數字信號至近端模塊；

所述的集中式的方式完成上/下行鏈路的信號處理是指：由近端模塊進行數模轉換產生下行信號且下行鏈路傳輸模擬信號至遠端模塊；

所述的遠端模塊和近端模塊通過上行鏈路和下行鏈路組成的所述射頻光纖相連，并采用模數混合的ROF方式進行通信，其中：

每一個遠端模塊包括：上行鏈路部分和下行鏈路部分，二者通過環行器與天線相連，其中：上行鏈路部分包括：依次連接的上行放大/濾波模塊、上行變頻器、模/數轉換器、并/串轉換器和上行電/光轉換器，下行鏈路部分包括：依次連接的下行光/電轉換器、控制信號提取模塊、可變增益放大器和下行放大/濾波模塊；

每一個近端模塊包括：上行鏈路部分和下行鏈路部分，其中：上行鏈路部分包括：依次連接的上行光/電轉換器和串/并轉換器，下行鏈路部分包括：控制信號生成模塊、數/模轉換器、下行變頻器、下行電/光轉換器。

2.根據權利要求1所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的上行放大/濾波模塊對環行器輸出的接收信號進行放大和濾波降噪處理，上行變頻器對輸入信號進行下變頻，將信號搬移到基帶附近，并通過一個通帶帶寬為50MHz的低通濾波器抑制帶外噪聲，將信號輸出到模/數轉換器進行采樣，由并/串轉換器根據CPRI協議，在FPGA內將采樣后的并行數字信號成幀，然后將成幀后的數據通過SERDES芯片轉變為適合光纖傳輸的高速串行信號，輸出到上行電/光轉換器對輸入信號完成電信號到光信號的轉換，通過上行光纖輸出到近端模塊。

3.根據權利要求1或2所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的上行放大/濾波模塊包括：低噪放大器和帶通濾波器，其中的低噪放大器采用Hittite公司的HMC669實現，其有效帶寬范圍1700MHz–2200MHz，帶通濾波器將放大后的接收信號帶寬限制在2000MHz-2020MHz，輸出到上行變頻器。

4.根據權利要求1或2所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的模/數轉換器采樣位寬為10bit，采樣速率65MSPS。

5.根據權利要求2所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的下行光/電轉換器通過下行光纖接收來自近端模塊的光信號，基于WDM技術，使用光/電轉換器內部的分波器，將輸入的波分復用的下行信號和控制信號分離，并完成兩路光信號到電信號的轉換，下行信號輸出到可變增益放大器，控制信號輸出到控制信號提取模塊；控制信號提取模塊根據CPRI協議從輸入的控制信號提取相關信息，分別輸出到可變增益放大器和上行鏈路部分的模/數轉換器，實時控制可變增益放大器的增益以及模/數轉換器的時鐘同步，可變增益放大器根據控制信號提取模塊提供的控制信號，對輸入的下行信號進行放大，放大后的信號輸出到下行放大/濾波模塊；下行放大/濾波模塊對輸入信號進行濾波和放大處理后輸出到環行器。

6.根據權利要求5所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的下行放大/濾波模塊包括：帶通濾波器和功率放大器，將信號帶寬限制在2180MHz-2200MHz。

7.根據權利要求1所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的上行光/電轉換器通過上行光纖接收來自遠端模塊的上行信號，完成光信號到電信號的轉換，輸出到串/并轉換器；串/并轉換器通過SERDES芯片將告訴串行數據信號解串，恢復成并行數據幀，再通過FPGA，根據CPRI協議將采樣數據恢復出來，以10bit位寬并行輸出到后續的信號處理單元。

8.根據權利要求1所述的針對大規模天線陣列的模數混合射頻光纖傳輸架構，其特征是，所述的控制信號生成模塊從信號處理單元接收控制信號，并根據CPRI協議，將控制信號成幀傳輸，通過SERDES芯片轉變為適合光纖傳輸的高速串行信號，輸出到下行電/光轉換器；數/模轉換器將從信號處理單元接收的下行信號轉變為模擬信號，輸出到下行變頻器；下行變頻器對輸入信號進行上變頻和帶通濾波，并輸出到下行電/光轉換器，由下行電/光轉換器將輸入的下行信號和控制信號，完成電信號到光信號的轉換；并基于WDM技術，通過內部的合波器進行波分復用，將兩路信號合并，通過下行光纖輸出到遠端模塊。