[發(fā)明專利]針對(duì)大規(guī)模天線陣列的模數(shù)混合射頻光纖傳輸架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510319205.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN104917569B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮新保;羅笑雨;楊晟;臧小剛;凌小峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/25
• 分類號(hào): H04B10/25;H04B10/2575
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種通信領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種針對(duì)遠(yuǎn)距離分布式大規(guī)模天線陣列的模數(shù)混合射頻光纖傳輸架構(gòu)。

背景技術(shù)

為了應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，大規(guī)模MIMO(Multiple‐Input Multiple‐Output，多輸入多輸出)無(wú)線通信系統(tǒng)可以采用遠(yuǎn)距離、分布式的布陣形式，以滿足日益增長(zhǎng)的傳輸速度和用戶容量需求。遠(yuǎn)距離、分布式布陣的優(yōu)勢(shì)明顯：對(duì)于基站而言，能夠大大提升空間能量分布的均勻程度，有效降低整網(wǎng)的能量消耗水平，同時(shí)提升基站系統(tǒng)的空間協(xié)作水平，提高無(wú)線通信系統(tǒng)的傳輸速度和用戶容量；對(duì)于用戶而言也可以有效降低對(duì)終端的輻射功率要求，從而有效延長(zhǎng)移動(dòng)終端設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間，同時(shí)降低移動(dòng)終端電磁輻射帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)。但是，目前分布式陣列仍然面臨一些問(wèn)題：采用分布式布陣后，遠(yuǎn)距離陣元間并不能保證良好的相參特性，難以統(tǒng)一控制和管理，分布式布陣的維護(hù)成本較高。

使用ROF(Radio Over Fiber，射頻光纖傳輸)技術(shù)是克服分布式大規(guī)模陣列布陣瓶頸的有效途徑。光纖在特定波長(zhǎng)具有長(zhǎng)距離低損耗的特點(diǎn)，支持射頻信號(hào)的遠(yuǎn)距離低損耗傳輸，可以保證分布化后的遠(yuǎn)距離陣元之間的相參特性。光纖本身成本低廉、使用壽命長(zhǎng)，光‐電轉(zhuǎn)換技術(shù)也比較成熟，使得ROF技術(shù)成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)性較好的選擇。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103716089A，公開(公告)日2014.04.09，公開了一種射頻信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸方法。具體為：發(fā)送端將需傳輸射頻信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制后通過(guò)光纖向接收端傳輸；接收端將頻率為需傳輸射頻信號(hào)頻率的一半的本振信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制后通過(guò)所述光纖向發(fā)送端傳輸，發(fā)送端將接收到的本振信號(hào)的光調(diào)制信號(hào)通過(guò)所述光纖返回至接收端；接收端對(duì)光纖中輸入的光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到混合射頻信號(hào)，然后從混合射頻信號(hào)中分別提取出與需傳輸射頻信號(hào)頻率相同的第一信號(hào)以及與本振信號(hào)頻率相同的第二信號(hào)；最后，先將第一信號(hào)與本振信號(hào)進(jìn)行上變頻，之后再將所得到的信號(hào)與第二信號(hào)進(jìn)行下變頻，最終得到穩(wěn)相傳輸射頻信號(hào)。但該技術(shù)在遠(yuǎn)距離、分布式的大規(guī)模MIMO天線陣列場(chǎng)景下，模擬ROF傳輸方式會(huì)引入非線性失真和噪聲干擾，導(dǎo)致接收端的動(dòng)態(tài)范圍惡化，不能適應(yīng)多用戶間信號(hào)強(qiáng)度差異大的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)模擬ROF動(dòng)態(tài)上的限制和數(shù)字ROF成本較高的問(wèn)題，提出一種模數(shù)混合射頻光纖傳輸架構(gòu)，針對(duì)遠(yuǎn)距離分布式大規(guī)模天線陣列的模數(shù)混合射頻光纖傳輸架構(gòu)，針對(duì)大規(guī)模MIMO(Multiple‐Input Multiple‐Output，多輸入多輸出)天線陣列的遠(yuǎn)距離、分布式的布陣場(chǎng)景，基于模數(shù)混合的ROF(Radio Over Fiber，射頻光纖傳輸)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離分布式天線陣和近端數(shù)據(jù)處理設(shè)備之間的上/下行信號(hào)傳輸。其中上行鏈路采用數(shù)字ROF技術(shù)，有效提升了上行鏈路的接收動(dòng)態(tài)范圍，下行鏈路采用模擬ROF技術(shù)，簡(jiǎn)化遠(yuǎn)端模塊結(jié)構(gòu)，降低制造成本，并在下行鏈路中復(fù)用一路控制信號(hào)，完成對(duì)遠(yuǎn)端模塊及天線陣元的實(shí)時(shí)控制。這種模數(shù)混合射頻光纖傳輸架構(gòu)，兼具經(jīng)濟(jì)性與可靠性，適用于遠(yuǎn)距離分布式大規(guī)模天線陣列的應(yīng)用場(chǎng)景。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明采用遠(yuǎn)端模塊分布式處理和近端模塊集中式處理的架構(gòu)，包括：遠(yuǎn)距離分布式天線陣與之射頻光纖相連的近端數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中：遠(yuǎn)距離分布式天線陣包含多個(gè)遠(yuǎn)端模塊，該遠(yuǎn)端模塊與對(duì)應(yīng)的天線陣元相連，并以分布式的方式完成上/下行信號(hào)的接收和發(fā)送；近端數(shù)據(jù)處理設(shè)備包含多個(gè)與所述遠(yuǎn)端模塊對(duì)應(yīng)連接的近端模塊以及與近端模塊相連的信號(hào)處理單元，該信號(hào)處理單元以集中式的方式完成上/下行鏈路的信號(hào)處理。

所述的分布式的方式完成上/下行信號(hào)的接收和發(fā)送是指：由遠(yuǎn)端模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生上行信號(hào)且上行鏈路傳輸數(shù)字信號(hào)至近端模塊；

所述的集中式的方式完成上/下行鏈路的信號(hào)處理是指：由近端模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生下行信號(hào)且下行鏈路傳輸模擬信號(hào)至遠(yuǎn)端模塊。