射频拉远系统及其近端设备 【技术领域】
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及射频拉远系统及其近端设备。
背景技术
无线通信的覆盖区域由于射频信号传播特性和人工或自然物体的遮挡等原因经常会出现盲区、弱信号区，这些区域容易出现接通率低、漫游不畅、掉话甚至接收不到信号等现象，给手机用户带来不便。数字射频拉远系统是一种能有效解决此类问题的中继产品。
数字射频拉远系统是一种基于软件无线电技术，其将射频信号数字化，在数字域对信号进行处理传输，具有星型、菊花链型及混合型组网特性，一个近端机可以与多台远端机进行连接，广泛应用于3G移动中，相对于2G模拟光纤系统而言大大改善系统上、下行链路信噪比，其覆盖能力及覆盖效果明显优于模拟光纤系统。
在数字射频拉远系统的维护技术中，现有技术有公开对远端射频拉远模块进行维护的方法，如2008年9月24日公开的中国发明专利申请第200810074375.7号所揭露的一种近端维护射频拉远模块的方法，该方法的过程包括：近端维护台通过调试串口/网口与射频拉远单元(RRU)建立连接，向射频拉远单元发出维护指令；射频拉远单元根据维护指令执行维护操作后生成维护结果，发送到近端维护台。所述申请的技术是通过使用近端维护台连接RRU的调试串口/网口，直接向RRU发出维护指令，并从RRU获得维护结果，以解决RRU的近端维护问题。
但是，在连接多台远端机的系统当中，如果近端机出现故障，可能导致整个系统瘫痪，给信号覆盖区域造成严重的影响。而且，如果近端机出现的故障超出近端机自身修复的能力，则无法通过学习上述专利申请所公开的方法来解决上述技术问题，在维护人员到现场成功修复前，信号覆盖区域内的用户将无法与外界进行无线通信，对于特别重要的信号覆盖区域，有可能因此而造成严重的损失；而且，派维护人员到现场维护也需要时间和人力物力。
【发明内容】
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够在近端机故障时保证通信系统正常工作的射频拉远系统及其近端设备。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种射频拉远系统中的近端设备，包括：主近端机、备份近端机、切换控制机以及远端机；所述切换控制机包括相连的切换单元和监控单元；所述主近端机、备份近端机和远端机的信号通路分别与所述切换控制机的切换单元连接，所述切换控制机的监控单元连接所述主近端机，用于监测所述主近端机的是否发生故障，在监控到主近端机发生故障时，控制所述切换单元将通信信号的路径从所述主近端机和远端机之间的信号链路切换到所述备份近端机和远端机之间的信号链路。
其中，所述切换单元为光切换单元。
其中，所述切换控制机的监控单元连接所述备份近端机，并在所述切换单元切换所述通信信号的路径时用于将所述主近端机中的监控参数下载至备份近端机中。
其中，所述切换控制机包括连接所述监控单元的网络单元，用于在所述监控参数下载至备份近端机后将备份切换告警信息上报至远程监控中心。
其中，所述切换控制机包括电源切换单元和供电单元，所述电源切换单元连接所述监控单元，所述供电单元通过所述电源切换单元连接所述主近端机和备份近端机，所述电源切换单元在所述切换单元切换所述通信信号的路径时，用于将所述供电单元的供电输出从输出至所述主近端机切换到输出至所述备份近端机。
其中，所述主近端机或备份近端机包括依次连接的介质双工器、衰减变频单元以及数字处理单元，所述介质双工器接收GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA或WCDMA信号，所述数字处理单元通过光纤连接所述切换控制机的切换单元。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种射频拉远系统，包括近端设备和远端设备，所述近端设备包括主近端机、备份近端机以及切换控制机；所述切换控制机包括相连的切换单元和监控单元；所述主近端机、备份近端机和远端机的信号通路分别与所述切换控制机的切换单元连接，所述切换控制机的监控单元连接所述主近端机，用于监测所述主近端机的是否发生故障，在监控到主近端机发生故障时，控制所述切换单元将通信信号的路径从所述主近端机和远端机之间的信号链路切换到所述备份近端机和远端机之间的信号链路。
其中，所述切换单元为光切换单元，所述切换控制机的监控单元连接所述备份近端机，并在所述切换单元切换所述通信信号的路径时用于将所述主近端机中的监控参数下载至备份近端机中。
其中，所述切换控制机包括连接所述监控单元的网络单元，用于在所述监控参数下载至备份近端机后将备份切换告警信息上报至远程监控中心。
其中，所述切换控制机包括电源切换单元和供电单元，所述电源切换单元连接所述监控单元，所述供电单元通过所述电源切换单元连接所述主近端机和备份近端机，所述电源切换单元在所述切换单元切换所述通信信号的路径时，用于将所述供电单元的供电输出从输出至所述主近端机切换到输出至所述备份近端机。
本发明的有益效果是：区别于现有技术近端机出现的故障超出其自身修复能力时导致整个系统瘫痪的情况，本发明设计出具备近端备份功能的数字射频拉远系统，具体是增设备份近端机和切换控制机，切换控制机包括切换单元，使在近端机出现故障时能够将备份近端机启动，同时将系统链路切换至备份近端机上，保证系统的正常稳定工作，避免造成重大损失。
【附图说明】
图1是本发明射频拉远系统实施例的示意图；
图2是图1中切换控制机的结构示意图；
图3是图1中主近端机和备份近端机的结构示意图。
【具体实施方式】
一起参阅图1和图2，本发明射频拉远系统实施例包括近端设备和远端设备，所述近端设备包括主近端机、备份近端机以及切换控制机；
所述切换控制机包括相连的切换单元和监控单元；
所述主近端机、备份近端机和远端机的信号通路分别与所述切换控制机的切换单元连接，所述切换控制机的监控单元连接所述主近端机，用于监测所述主近端机的是否发生故障，在监控到主近端机发生故障时，控制所述切换单元将通信信号的路径从所述主近端机和远端机之间地信号链路切换到所述备份近端机和远端机之间的信号链路。
基站(BTS)通过耦合器和微带二功分器将GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的射频信号分别耦合至数字射频拉远系统中的近端机和备份近端机中。
参阅图3，上述射频拉远系统的工作流程包括：
下行链路是：GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的基站耦合下行信号经过介质双工器，经过衰减变频单元的下变频将信号分别下变至中频信号，然后由数字处理单元分别对其进行AD带通采样达到可操作范围，再运用FPGA分别对数字化后的中频信号进行数字下变频(DDC)等数字域的处理后，再按CPRI标准帧格式进行打包成串行数据由数字光端机传输至远端机，远端机的数字处理单元收到数据后对其按CPRI协议进行解帧、配置后，经过数字上变频(DUC)并进行多级的低通滤波处理，再由D/A将数字化后的信号恢复为中频信号，再经变频单元的上变频将信号上变至射频信号，最后恢复出的GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的射频信号经大功率线性功放放大再经双工器滤波从重发天线发射至覆盖区域。
上行链路是：GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的上行信号通过双工器滤波处理后，分别经过低噪声放大器进行放大和变频单元的下变频将GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的信号下变到中频信号，然后由数字处理单元分别对其进行AD带通采样，再经FPGA对数字化后的中频信号进行数字下变频(DDC)和多级的低通滤波处理，再按CPRI标准帧格式进行打包成串行数据由数字光端机传输至近端机，近端机的数字处理单元收到数据后对其按CPRI协议进行解帧、配置后，经过数字上变频(DUC)并进行多级的低通滤波处理，再由D/A将GSM、DCS、CDMA和WCDMA等通讯制式数字化后的信号恢复为中频信号，再经衰减变频单元的上变频将GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的信号上变至射频信号，最后通过耦合器将GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等通讯制式的信号耦合至基站。
切换控制机的监控链路分别连接在近端机和备份近端机上，切换控制机通过监控链路对近端机和备份近端机的工作状态进行监控，切换控制机的光纤切换单元分别与近端机、备份近端机和各远端机的光路相连，正常情况下备份近端机处于关机状态且与各远端的光路处于断开状态，近端机的光路通过切换控制机的光纤切换单元与各远端连接，当切换控制机的监控单元检测到近端机工作故障时将马上启动备份近端机并通过切换控制机中的光纤切换单元将各远端的光路切换至备份近端机上，同时将近端机中的监控参数下载至备份近端机中保证整个数字射频拉远系统仍然能够可靠稳定工作。
区别于现有技术近端机出现的故障超出其自身修复能力时导致整个系统瘫痪的情况，本发明设计出能够具备近端备份功能的数字射频拉远系统，具体是增设备份近端机和切换控制机，切换控制机包括切换单元，使在近端机出现故障时能够将备份近端机启动，同时将系统链路切换至备份近端机上，保证系统的正常稳定工作，避免造成重大损失。
因此，具备近端备份功能的射频拉远系统对提高GSM、DCS、CDMA、TD-SCAMA或WCDMA等网络的可靠性具有非常重要的意义，有着广阔的发展前景。
如前述，所述切换单元为光切换单元，但也可以是其他如电切换单元。
如前述，所述切换控制机的监控单元连接所述备份近端机，并在所述切换单元切换所述通信信号的路径时用于将所述主近端机中的监控参数下载至备份近端机中。
还参阅图2，所述切换控制机包括连接所述监控单元的网络单元，用于在所述监控参数下载至备份近端机后将备份切换告警信息上报至远程监控中心。
正常工作情况下监控单元通过监控链路对近端机中各功能单元进行实时监控，一旦检测到近端机中衰减变频器、电源单元和数字处理单元工作故障，则马上控制光纤切换单元和电源切换单元启动备份近端机并将光路切换至备份近端机上，同时监控单元将从近端机上读取的设备参数通过监控链路下载到备份近端机的监控平台中，使备份近端机的工作状态与近端机一致，最后监控单元通过网络单元如MODEM将备份切换告警信息上报至远程监控中心，完成切换功能。
在不需要下载设备参数时，所述切换控制机的监控单元也可以不连接所述备份近端机。
在本发明一实施例中，所述切换控制机包括电源切换单元和供电单元，所述电源切换单元连接所述监控单元，所述供电单元通过所述电源切换单元连接所述主近端机和备份近端机，所述电源切换单元在所述切换单元切换所述通信信号的路径时，用于将所述供电单元的供电输出从输出至所述主近端机切换到输出至所述备份近端机。当然，也可以不采用电源切换单元，即供电单元同时为所述主近端机和备份近端机供电。
如前述，所述主近端机或备份近端机包括依次连接的介质双工器、衰减变频单元以及数字处理单元，所述介质双工器接收GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA或WCDMA信号，所述数字处理单元通过光纤连接所述切换控制机的切换单元。
本发明具备近端备份功能的数字射频拉远系统涵盖了GSM、DCS、CDMA、TD-SCDMA或WCDMA等通讯制式，系统通过切换控制机对以上制式中的近端机和备份近端机进行实时的状态监控，利用切换控制机中的监控单元对近端机中各子单元进行实时检测，一旦发现近端机各单元状态符合切换条件时(即发现故障)即开启备份近端机并将数字射频拉远系统中与近端机连接的各远端机的光路切换至备份近端机，同时切换控制机将从近端机中读出的设备设置参数载入备份近端机并将近端备份切换告警通过MODEM上报网管中心系统，保证数字射频拉远系统在近端机出现故障时仍能通过切换备份近端机而正常稳定的工作。
本发明还提供一种射频拉远系统中的近端设备实施例，包括：
主近端机、备份近端机、切换控制机以及远端机；
所述切换控制机包括相连的切换单元和监控单元；
所述主近端机、备份近端机和远端机的信号通路分别与所述切换控制机的切换单元连接，所述切换控制机的监控单元连接所述主近端机，用于监测所述主近端机的是否发生故障，在监控到主近端机发生故障时，控制所述切换单元将通信信号的路径从所述主近端机和远端机之间的信号链路切换到所述备份近端机和远端机之间的信号链路。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。