同频光纤直放站的工作方法

摘要

本发明介绍了一种由电源、天馈系统、无线接收机、无线发射机、光传输接收机、光传输发送机、可编程上变频器、可编程下变频器、发送功分器、电子开关、微处理器、测距系统等模块及微处理器工作软件所构成的同频光纤直放站，实现了一种同频光纤直放工作方法及，能够实现多个光纤直放站场强覆盖相互交织，具有覆盖可靠，同频干扰小，无回授自激的特点，能减少频繁切换，提高传输质量及可靠性，能适用于无线通信中继传输的特点。

权利要求

1.一种同频光纤直放站工作方法，所述的同频光纤直放站包括电源、天馈系统、无线接收机、无线发射机、光传输接收机、光传输发送机、可编程下变频器、可编程上变频器、测距系统及微处理器所构成，其特征在于执行以下工作方法：(1)对各个同频光纤直放站设置对应的地址码、优先权码、接收载频信号强度加权值及距离加权值；

(2)当将无线接收机接收到载频信号时测算该载频信号的强度，根据测距系统得出的接收载频信号的收发距离，根据接收载频信号强度加权值及距离加权值，对获得的载频信号强度值及频信号的收发距离进行加权求和获得对应的载频信号接收参考值，再将该载频信号接收参考值、优先权码、对应的时间标志码及本光纤直放站的地址码通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；

(3)将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码、优先权码及对应同频光纤直放站的地址码进行存储，并通过光传输发送机将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码、优先权码及对应同频光纤直放站的地址码发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；

(4)将同频光纤直放站存储的在同一对应时间标志码段内的各个载频信号接收参考值编码进行比较，并按载频信号接收参考值编码所对应的接收载频信号强度的大小对同频光纤直放站的地址码进行高低排序，在排序中有多个载频信号接收参考值编码对应的载频信号强度相同的情况下则将该多个载频信号接收参考值编码对应的地址码按对应优先权码高低进行高低排列；

(5)按照上述排序结果，对应排序最高的同频光纤直放站将无线接收机接收的载频信号下变频为编程指定的中频信号，将该中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并将该中频信号进行上变频到编程指定的载频频点后通过无线发射机发射出去；

(6)未接收到无线载频信号及按上述排序结果对应排序较低的同频光纤直放站将由光传输接收机接收到的中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并通过本同频光纤直放站将光传输接收机接收到的中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后由无线发射机发射出去；

(7)在上述上变频及下变频的过程中采用的本振源的频率稳定度及准确度指标满足所引起的载频频差处于对应的通信系统所要求的有用频段之外。

2.如权利要求1所述的同频光纤直放站工作方法，其特征在于，同频光纤直放站根据按载频信号接收参考值编码及优先权码比较后对同频光纤直放站的地址码的排序结果，生成包含有对应排序最高的同频光纤直放站的地址码的指定转发指令码，并通过光传输发送机向通过光纤连接的其他同频光纤直放站发送该指定转发指令码；通过光传输接收机接收到指定转发指令码但与指定转发指令码中地址码不相符合的同频光纤直放站通过光传输发送机向通过光纤连接的其他同频光纤直放站转发送该指定转发指令码，并将光传输接收机接收到的中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后通过本同频光纤直放站的无线发射机发射出去；通过光传输接收机接收到指定转发指令码且与指定转发指令码中地址码相符合的同频光纤直放站将无线接收机接收的载频信号下变频为编程指定的中频信号，同时将该中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并将该中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后通过该同频光纤直放站的无线发射机发射出去。

3.如权利要求1所述的同频光纤直放站工作方法，其特征在于，将处于可编程下变频器后级的中频信号放大器的自动增益控制信号转换为对应的接收载频信号强度值。

说明书

同频光纤直放站的工作方法

技术领域

[0001] 本发明是无线通信中继传输技术，适用于无线通信系统的中继传输，属于无线通信技术领域。

背景技术

[0002] 在目前应用的光纤无线中继系统中，广泛运用光纤直放中继技术，其系统结构通常是采用由近端机通过光纤线路连接一个或多个远端机的构成形式，近端机与远端机之间能够实现相互无线通信中继转发功能，其工作方法为近端机将无线接收信号转换成光信号通过光纤传输到远端机再还原成电信号并以同频方式发送出去，远端机将无线接收信号转换成光信号通过光纤传输到近端机再还原成电信号并以同频方式发送出去；其存在的主要问题为，对于多个光纤直放站所构成的中继系统，当相邻光纤直放站的场强覆盖相互交织时，通常会出现有一个以上的光纤直放站接收到同一个移动台发射的无线载频信号的情况，在这种情况下如果接收到同一个载频信号的光纤直放站都将该接收载频信号进行转发，则会产生同频干扰及回授自激，并且移动台在覆盖交织区也会同时接收到由不同光纤直放站发射的多个同频信号，而各个直放站由于发射的载频信号由于载频频差而产生拍频干扰，但在实际应用中，需要无线中继系统的场强覆盖相互交织，以保证覆盖可靠；与本发明类似的对比技术为：专利号2009100603489，高稳同频光纤直放工作方法及高稳同频光纤直放站，其中介绍了一些相关的解决方案，但在实际应用中，以载频信号的强度作为唯一监测参考及优先级码予以限定不够适用，因为在山区的无线通信覆盖中，其场强大小并不完全与距离成线性正比关系，即：场强大，但距离不一定就近，而场强小，也不一定就是距离远，如果按照对比技术中的接入方法，则有可能接入到相对距离较远的光纤直放站并由该直放站予以信号转发，这样就不利于在移动过程中的无线通信终端的快速接入，容易发生频繁切换的现象，造成传输质量及可靠性下降。

发明内容

[0003] 鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种同频光纤直放站工作方法及同频光纤直放站，使得该光纤直放站能够实现场强覆盖相互交织，具有覆盖可靠、同频干扰小、无回授自激、减少切换、提高传输质量及可靠性，适用于无线通信中继传输的特点。

[0004] 为达到上述目的，本发明介绍一种同频光纤直放站工作方法，所述的同频光纤直放站包括电源、天馈系统、无线接收机、无线发射机、光传输接收机、光传输发送机、测距系统及微处理器所构成，其特征在于执行以下工作方法：

[0005] （1）对各个同频光纤直放站设置对应的地址码、优先权码、接收载频信号强度加权值及距离加权值；

[0006] （2）当将无线接收机接收到载频信号时测算该载频信号的强度，根据测距系统得出的接收载频信号的收发距离，根据接收载频信号强度加权值及距离加权值，对获得的载频信号强度值及频信号的收发距离进行加权求和获得对应的载频信号接收参考值，再将该载频信号接收参考值、优先权码、对应的时间标志码及本光纤直放站的地址码通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；

[0007] （3）将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码、优先权码及对应同频光纤直放站的地址码进行存储，并通过光传输发送机将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码、优先权码及对应同频光纤直放站的地址码发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；

[0008] （4）将同频光纤直放站存储的在同一对应时间标志码段内的各个载频信号接收参考值编码进行比较，并按载频信号接收参考值编码所对应的接收载频信号强度的大小对同频光纤直放站的地址码进行高低排序，在排序中有多个载频信号接收参考值编码对应的载频信号强度相同的情况下则将该多个载频信号接收参考值编码对应的地址码按对应优先权码高低进行高低排列；

[0009] （5）按照上述排序结果，对应排序最高的同频光纤直放站将无线接收机接收的载频信号下变频为编程指定的中频信号，将该中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并将该中频信号进行上变频到编程指定的载频频点后通过无线发射机发射出去；

[0010] （6）未接收到无线载频信号及按上述排序结果对应排序较低的同频光纤直放站将由光传输接收机接收到的中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并通过本同频光纤直放站将光传输接收机接收到的中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后由无线发射机发射出去；

[0011] （7）在上述上变频及下变频的过程中采用的本振源的频率稳定度及准确度指标满足所引起的载频频差处于对应的通信系统所要求的有用频段之外。

[0012] 本发明所述的同频光纤直放站工作方法，还可以是其特征在于，同频光纤直放站根据按载频信号接收参考值编码及优先权码比较后对同频光纤直放站的地址码的排序结果，生成包含有对应排序最高的同频光纤直放站的地址码的指定转发指令码，并通过光传输发送机向通过光纤连接的其他同频光纤直放站发送该指定转发指令码；通过光传输接收机接收到指定转发指令码但与指定转发指令码中地址码不相符合的同频光纤直放站通过光传输发送机向通过光纤连接的其他同频光纤直放站转发送该指定转发指令码，并将光传输接收机接收到的中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后通过本同频光纤直放站的无线发射机发射出去；通过光传输接收机接收到指定转发指令码且与指定转发指令码中地址码相符合的同频光纤直放站将无线接收机接收的载频信号下变频为编程指定的中频信号，同时将该中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并将该中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后通过该同频光纤直放站的无线发射机发射出去；这样可以使得对载频信号接收参考值编码进行比较工作由一个同频光纤直放站来完成后并由该同频光纤直放站指定接收载频信号为最强的同频光纤直放站将接收载频信号进行转发，这样可以使得本发明的软件结构较为简单，便于实施。

[0013] 本发明所述的同频光纤直放站工作方法，还可以是其特征在于，将处于可编程下变频器后级的中频信号放大器的自动增益控制信号转换为对应的接收载频信号强度值；这样便于本发明的实施。

[0014] 为实现本发明所述的同频光纤直放站工作方法，本发明还介绍一种同频光纤直放站，其特征在于有一个传输控制器，在该传输控制器中有一个可编程下变频器、一个电子开关、一个发送功分器、一个可编程上变频器、一个微处理器、一个测距系统，无线接收机的载频信号输出端与可编程下变频器的载频信号输入端相连接，可编程下变频器的中频信号输出端及光传输接收机的一个电信号输出端分别与电子开关的两个信号输入开关接点相连接，电子开关的信号输出开关接点与发送功分器的载频信号输入端相连接，发送功分器的两个载频信号输出端分别与光传输发送机的电信号输入端及可编程上变频器的中频信号输入端相连接，可编程上变频器的载频信号输出端与无线发射机的载频信号输入端相连接，无线接收机的载频信号放大器增益控制信号输出端与微处理器的一个模/数转换工作信号输入端相连接，测距系统的输出端、可编程下变频器的编程输入端、可编程上变频器的编程输入端、电子开关工作状态控制端、光传输发送机的另一个电信号输入端及光传输接收机的另一个电信号输出端分别与微处理器的工作信号输入输出端相连接；设置测距系统的作用在于实时获得所接收的载频信号的发射至接收之间的距离参数；设置电子开关的目的在于通过对接收载频放大器自动增益控制信号编码的比较判定后，选择具有最大接收载频强度信号进行转发，设置下变频器的目的在于便于对接收载频信号的选频接收，设置上变频器的目的在于便于将原载频信号变换为另一个频点的载频信号；这样即可实现本发明的设计目的，具体实施方式见实施例所述。

[0015] 本发明的工作原理及有益效果

[0016] 在同频光纤直放站中设置对应的优先权码、接收载频信号强度加权值及距离加权值，当无线收发信机在同频光纤直放站覆盖区无线载频信号时，通常会有一个或多个同频光纤直放站接收到该载频信号，收到该载频信号的同频光纤直放站将接收载频信号进行测量得到接收载频信号强度值，通过测距系统测算出对应载频信号收发距离值，通过定位系统得出与该无线载频信号源的距离参数的方法有多种，如在移动通信终端上也设置有定位系统并将位置信息通过无线载频信号发送到所述的光纤直放站，光纤直放站中的定位系统可以根据光纤直放站的位置信息及移动通信终端当前的位置信息得出两者之间的距离参数，也可以采用无线测距的方法测算出载频信号的收发间距；再根据设定的接收载频信号强度加权值及距离加权值对接收载频信号强度及距离进行加权求和获得载频信号接收参考值，将载频信号接收参考值编码并予以存储，再将该载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码及本同频光纤直放站的地址码通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；同频光纤直放站将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码及对应同频光纤直放站的地址码进行存储，并通过光传输发送机将该编码发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；这样各个同频光纤直放站都得到了各个同频光纤直放站的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码段及对应同频光纤直放站的地址码；同频光纤直放站将存储的各个在同一对应时间标志码段内的载频信号接收参考值编码进行比较，即不对相隔时间超出该码段的载频信号接收参考值编码作比较，按载频信号接收参考值编码所对应的载频信号接收参考值的大小及优先级码对同频光纤直放站的地址码进行排序，在排序中如果有多个载频信号接收参考值编码对应的载频信号接收参考值相同的情况下则将该多个载频信号接收参考值编码对应的地址码按对应优先权码高低进行高低排列，这样，排序最高的同频光纤直放站则为其载频信号接收参考值最高，或在多个具有相同载频信号接收参考值的同频光纤直放站中其优先权最高，具有优先进入转信连接工作状态的功能，即该排序最高的同频光纤直放站将无线接收机接收的载频信号下变频为编程指定的中频信号，将该中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并将该中频信号进行上变频到编程指定的载频频点后通过无线发射机发射出去，对于未接收到无线载频信号及根据上述排序结果排序较低的同频光纤直放站将通过光传输接收机接收到的中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并通过本同频光纤直放站将光传输接收机接收到的中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后由无线发射机发射出去,在上述上变频及下变频的过程中采用的本振源的频率稳定度及准确度指标满足所引起的载频频差处于中继服务所对应的通信系统要求的有用频段之外，这样就避免了多个同频光纤直放站将接收的同一个载频信号进行转发的现象，也由于所有同频光纤直放站所发射的载频信号本振源采用了高稳定度及高精度参考源，因此可以避免同频干扰所产生的拍频干扰，在变频过程中，设置可编程下变频器的目的在于便于对接收载频信号的选频接收，设置可编程上变频器的目的在于便于将原载频信号变换为另一个频点的载频信号，以避免相邻同频光纤直放站在接收转发时所带来的的回授自激，并且按照通信接入可靠性来看，载频信号强度越高、距离越近，则可靠性越高，但相对接续的可靠性、减少切换来说，距离指标比场强指标更为重要，而相对于通信质量来说，场强指标比距离指标更为重要，因此，在实际应用中，需要对这两个指标予以综合考虑，即采用不同的权重予以加权求和，因此在对同频光纤直放站的地址码排序过程，同时综合参考了接收载频信号强度及收发距离、优先级因素，因此能减少频繁切换，提高传输质量及可靠性。

附图说明

[0017] 图1是本发明一实施例的同频光纤直放站构成图；

[0018] 图2是本发明一实施例的高稳同频光纤直放工作方法及同频光纤直放站主要程序流程图。

具体实施方式

[0019] 以下以附图为例说明本发明的实施例；

[0020] 图1表示出一实施例的同频光纤直放站构成图，其中：

[0021] （1）为无线接收机，采用多制式、多频段、具有接收载频放大器自动增益控制功能及载频放大器自动增益控制信号输出功能的可编程无线接收模块，并在微处理器的控制下进入设定工作状态；（2）为天馈系统，采用天线、射频馈线、功分器及双工器等组成；（3）为无线发射机，采用多制式、多频段的可编程无线发射模块，并在微处理器的控制及编程下进入设定工作状态；A为传输控制器；（4）为可编程下变频器，采用可编程本振电路模块、混频器、滤波器等模块组成，设置下变频器的目的在于便于对接收载频信号的选频接收；（5）为电子开关，采用工作频率及时间常数满足传输载频信号指标的单刀双掷电子开关器件；（6）为接收功分器，采用常规功分器器件；（7）为可编程上变频器，采用可编程本振电路模块、混频器、滤波器等模块组成，设置上变频器的目的在于便于将原载频信号变换为另一个频点的载频信号；在上述上变频及下变频的过程中采用的的本振源的频率稳定度及准确度指标满足所引起的载频频差处于通信系统所要求的有用频段之外，如：通信系统为语音通信，载频为450MHz，其传输的语音频段为300Hz～3400Hz，则选择本振源的频率稳定度及准确度指标为±5×10－8，其引起的载频频差为（450MHz）×（5×10－8）＝22.25Hz＜300Hz,即处于通信系统要求的有用频段之外，能够满足通信系统的需求；（8）为微处理器，采用单片机系统构成，其中含有模/数转换功能的输入端，用于将输入的载频放大器自动增益控制信号进行模/数转换；（9）为光传输发送机，采用光电转换器及波分复用器构成，其光信号输出端通过外接光纤线路与其他的光纤直放站的光传输接收机的光信号输入端相连接；（10）为光传输接收机，采用光电转换器及波分解复用器构成，其光信号输入端通过外接光纤线路与其他的光纤直放站的光传输发送机的光信号输出端相连接，光传输接收机及光传输发送机的各个电信号输入输出端分别用于载频信号及数字信号的接收及发送；GPS为测距系统；

[0022] 图2表示表示出本发明一实施例的高稳同频光纤直放工作方法及同频光纤直放站主要程序流程图，其中：

[0023] （1）开机初始化，对本机地址码、优先权码、接收载频信号强度加权值及距离加权值，对各个器件及可编程模块进行参数设置；

[0024] （2）当将无线接收机接收到载频信号时测算该载频信号的强度，根据测距系统得出的接收载频信号的收发距离，根据接收载频信号强度加权值及距离加权值，对获得的载频信号强度值及频信号的收发距离进行加权求和获得对应的载频信号接收参考值，再将该载频信号接收参考值、优先权码、对应的时间标志码及本光纤直放站的地址码通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；

[0025] （3）将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码、优先权码及对应同频光纤直放站的地址码进行存储，并通过光传输发送机将通过光传输接收机接收到的其他同频光纤直放站发送来的载频信号接收参考值编码、对应的时间标志码、优先权码及对应同频光纤直放站的地址码发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站；

[0026] （4）将同频光纤直放站存储的在同一对应时间标志码段内的各个载频信号接收参考值编码进行比较，并按载频信号接收参考值编码所对应的接收载频信号强度的大小对同频光纤直放站的地址码进行高低排序，在排序中有多个载频信号接收参考值编码对应的载频信号强度相同的情况下则将该多个载频信号接收参考值编码对应的地址码按对应优先权码高低进行高低排列；

[0027] （5）按照上述排序结果，对应排序最高的同频光纤直放站将无线接收机接收的载频信号下变频为编程指定的中频信号，将该中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并将该中频信号进行上变频到编程指定的载频频点后通过无线发射机发射出去；

[0028] （6）未接收到无线载频信号及按上述排序结果对应排序较低的同频光纤直放站将由光传输接收机接收到的中频信号通过光传输发送机发送到通过光纤连接的其他同频光纤直放站，并通过本同频光纤直放站将光传输接收机接收到的中频信号进行上变频为编程指定的载频频点后由无线发射机发射出去；

[0029] （7）在上述上变频及下变频的过程中采用的本振源的频率稳定度及准确度指标满足所引起的载频频差处于对应的通信系统所要求的有用频段之外。按照上述附图及说明配置各个功能模块、元器件、连接相关器件模块及为微处理器编写工作软件程序及设置工作参数，即可完成本发明的实施。

[0030] 本发明所述的同频光纤直放站，还可以是其特征在于，所述的同频光纤直放站的可编程下变频器的后级回路中设置具有自动增益控制功能的中频信号放大器，并将该中频信号放大器的自动增益控制信号输出端与微处理器的一个模/数转换工作信号输入端相连接；这样可以使得本发明提高对通信频段的选择能力，提高抗干扰能力。

[0031] 本发明所述的同频光纤直放站，还可以是其特征在于，所述的同频光纤直放站的传输控制器中的可编程上变频器及可编程下变频器的本振源采用卫星授时系统提供的时钟源作为参考振荡源，如GPS、北斗、伽利略等卫星定位及授时系统提供的时钟源，这样可以得到高稳定度及高精度的参考振荡源，可方便地实施本发明。

[0032] 本发明所述的同频光纤直放站，还可以是其特征在于，所述的同频光纤直放站的传输控制器中的可编程上变频器及可编程下变频器的本振源采用恒温晶体振荡器作为参考振荡源，这样可以方便地得到高稳定度及高精度的参考振荡源，可便于实施本发明。

[0033] 本发明所述的同频光纤直放站，还可以是其特征在于，所述的同频光纤直放站有的传输控制器中的可编程上变频器及可编程下变频器采用可编程锁相环电路、滤波器、压控振荡器及混频器组成，这样即可方便地实施本发明。

[0034] 本发明所述的同频光纤直放站，还可以是其特征在于，所述的同频光纤直放站还可以是采用多个具有不同工作频点及制式的无线接收机、多个具有不同工作频点及制式的无线发射机、多个光传输接收机、多个光传输发送机、多个传输控制器的组成方式，这样可以对多个不同频点的无线通信系统进行中继传输，也可以使得光纤直放站实现通过光纤线路连接多个不同方向上的光纤直放站，能够提高本发明的应用范围。

[0035] 本发明所述的同频光纤直放站，还可以是其特征在于，所述的同频光纤直放站还可以是选用有接收载频强度信号输出的无线接收机模块，这样可以使得本发明的实施更为简单易行。

[0036] 本发明介绍了一种由电源、天馈系统、无线接收机、无线发射机、光传输接收机、光传输发送机、可编程上变频器、可编程下变频器、发送功分器、电子开关、微处理器、测距系统等模块及微处理器工作软件所构成的同频光纤直放站，实现了一种同频光纤直放工作方法及，能够实现多个光纤直放站场强覆盖相互交织，具有覆盖可靠，同频干扰小，无回授自激的特点，能减少频繁切换，提高传输质量及可靠性，能适用于无线通信中继传输的特点。