申请/专利权人：京信网络系统股份有限公司

申请日：2018-12-29

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN109525319B

主分类号：H04B10/2575

分类号：H04B10/2575;G01S19/35

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2021.08.20#著录事项变更;2020.01.24#专利申请权的转移;2019.04.19#实质审查的生效;2019.03.26#公开

摘要：本发明涉及信号接入装置技术领域，特别涉及一种GPS信号接入装置。上述GPS信号接入装置包括用于接收GPS信号的接收模块、扩展组件、分合路组件；其中：接收模块为至少两个；扩展组件包括至少一个扩展模块，扩展模块对不同接收模块接收到的GPS信号分别进行处理和分发，每一个扩展模块可连接下一个扩展模块或者连接分合路组件；分合路组件包括至少一个分合路模块，每一个分合路模块包括用于与一个扩展模块连接的分合路模块输入端口，以及至少一个用于与外接设备连接的分合路模块输出端口。上述GPS信号接入装置具有级联结构和备份功能，从而可增大容量和提高可靠性。

主权项：1.一种GPS信号接入装置，其特征在于，包括用于接收GPS信号的接收模块、扩展组件、分合路组件；其中：所述接收模块为至少两个；所述扩展组件包括多个扩展模块，每一个所述扩展模块中，所述扩展模块包括与所述接收模块一一对应的数字模块，每一个所述数字模块具有至少一个数字模块输出端口，每个所述数字模块具有的数字模块输出端口数量相同，且每一个所述数字模块和与其对应的接收模块连接；其中，每一个所述扩展模块具有至少一个扩展模块输出端口，且每一个所述扩展模块输出端口与所述扩展模块具有的每一个数字模块的一个数字模块输出端口连接；所述分合路组件包括至少一个分合路模块，每一个所述分合路模块包括与一个所述扩展模块输出端口连接的分合路模块输入端口，以及至少一个用于与外接设备连接的分合路模块输出端口；每一个所述分合路模块包括与所述接收模块一一对应的数字模块、与每个数字模块信号连接的射频模块、与每个数字模块信号连接且与所述射频模块信号连接的电源模块；所述分合路模块中的射频模块包括沿信号传递方向依次串接的第一开关组件、处理模块、第二开关组件和多路功分器，其中，所述第一开关组件用于将所述处理模块与一个数字模块进行连接；所述处理模块包括至少两个相同的处理单元；所述第二开关组件用于将处理模块与所述多路功分器连接；多个所述扩展模块之间通过星型和链型进行级联。

全文数据：一种GPS信号接入装置技术领域本发明涉及信号接入装置领域，特别涉及一种GPS信号接入装置。背景技术目前，CDMACode-DivisionMultipleAccess，码分多址和TDD-LTETimeDivisionDuplexingLongTermEvolution，时分双工长期演进技术基站或BBUBuildingBasebandUnite,室内基带处理单元设备均需要获取精准的时钟源来确保同步，为此每个基站或BBU设备都需要配一套GPS天线系统，同时还需要铺设一根很长的馈线把安装在楼顶的GPS天线系统中的GPS接收天线与机房的基站或BBU设备连接起来。随着移动通信技术的快速发展，特别是4G的大规模商用，TDD-LTE基站被大量使用，导致同一站点或机房里的基站或BBU数量增多，与之对应同一站点需要的GPS天线系统也要增多，并且每一套GPS天线系统还需要铺设一根馈线。此外GPS天线系统对安装环境要求也很高，必须安装在四周无遮挡、视野开阔的楼顶。因此，当前每一台基站或BBU设备均配备一套GPS天线系统、同一工程站点使用多套GPS天线系统和多根馈线的做法会造成工程造价高，且会导致站点楼顶、井道、下线孔洞等难以再生资源被大量占用，造成了很大的资源浪费。发明内容本发明提供一种GPS信号接入装置，上述GPS信号接入装置具有级联结构和备份功能，从而可增大容量和提高可靠性。为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种GPS信号接入装置，包括用于接收GPS信号的接收模块、扩展组件、分合路组件；其中：所述接收模块为至少两个；所述扩展组件包括至少一个扩展模块，每一个所述扩展模块中，所述扩展模块包括与所述接收模块一一对应的数字模块，每一个所述数字模块至少一个数字模块输出端口，每个所述数字模块具有的数字模块输出端口数量相同，且每一个所述数字模块和与其对应的接收模块连接；其中，每一个所述扩展模块具有至少一个扩展模块输出端口，且每一个所述扩展模块输出端口与所述扩展模块具有的每一个数字模块的一个数字模块输出端口连接；所述分合路组件包括至少一个分合路模块，每一个所述分合路模块包括与一个所述扩展模块输出端口连接的分合路模块输入端口，以及至少一个用于与外接设备连接的分合路模块输出端口。上述GPS信号接入装置包括接收模块、扩展组件和分合路组件，其中接收模块用于接收GPS信号，数量至少为两个，从而能够达到对GPS信号进行备份的效果，提高可靠性；扩展组件包括至少一个扩展模块，每一个扩展模块中包括与接收模块一一对应的数字模块，从而对每个接收模块中接收的GPS信号分别进行传输和处理；每个数字模块和与其对应的接收模块连接且每个数字模块包括至少一个数字模块输出端口，每个数字模块由与其对应连接的接收模块中接收GPS信号，并将该数字模块接收到的GPS信号进行处理后由该数字模块的数字模块输出端口输出；每个数字模具有的数字模块输出端口的数量设置为相同，每一个扩展模块具有至少一个扩展模块输出端口，且每一个扩展模块输出端口与扩展模块具有的每一个数字模块的一个数字模块输出端口连接，每个数字模块设置相同个数的数字模块输出端口的目的是获得相同个数的、由不同接收模块接收的GPS信号经数字模块处理后输出的信号，这些由不同接收模块接收的GPS信号经数字模块处理后输出的信号经扩展模块输出端口沿信号传递方向继续进行传递，由此可达到对信号的备份，使得获得信号的可靠性更高，即扩展组件的作用是达到了信号的汇聚和转发；还包括分合路组件，分合路组件包括至少一个分合路模块，每个分合路模块包括一个分合路模块输入端口和至少一个分合路模块输出端口，分合路模块输入端口用于与一个扩展模块输出端口连接，分合路模块输出端口用于连接外接设备；上述GPS信号接入装置可实现信号的备份并提高容量，可根据需要设置接收模块的数量，并在扩展模块中设置与接收模块相同数量的数字模块以实现GPS信号的备份，并根据需要设置扩展组件中扩展模块的数量及分合路模块的数量，从而扩大上述GPS信号接入装置容量进而实现多台设备接入的目的。优选地，每个所述接收模块包括：射频模块；与所述射频模块信号连接的数字模块；与所述射频模块和数字模块信号连接的电源。优选地，每个所述接收模块中：射频模块包括沿信号传递方向依次串接的射频滤波器、低噪声放大器、数字步进衰减器和放大器；数字模块包括沿信号传递方向依次串接的混频器、中频滤波器、模数转换器、现场可编程门阵列芯片和光模块。优选地，每一个所述扩展模块具有的数字模块包括：沿信号传递方向依次串接的输入光模块和现场可编程门阵列芯片；多个与扩展模块具有的现场可编程门阵列芯片连接的输出光模块；与所述扩展模块具有的输入光模块、现场可编程门阵列芯片、输出光模块信号连接的电源模块。优选地，每一个所述分合路模块包括与所述接收模块一一对应的数字模块、与每个数字模块信号连接的射频模块、与每个数字模块信号连接且与所述射频模块信号连接的电源模块。优选地，所述分合路模块中的每个所述数字模块包括沿信号传递方向依次串接的光模块、现场可编程门阵列芯片和数模转换器。优选地，所述分合路模块中的射频模块包括沿信号传递方向依次串接的第一开关组件、处理模块、第二开关组件和多路功分器，其中，所述第一开关组件用于将所述处理模块与一个数字模块进行连接；所述处理模块包括至少两个相同的处理单元；所述第二开关组件用于将处理模块与所述多路功分器连接。优选地，每个所述处理单元包括沿信号传递方向依次串接的混频器、滤波器和放大器。优选地，所述接收模块与所述扩展模块之间通过光纤连接，每个所述分合路模块与每个所述扩展模块之间通过光纤连接。优选地，所述扩展组件中的扩展模块之间通过光纤连接。附图说明图1为本发明提供的一种GPS信号接入装置结构示意图；图2为本发明提供的GPS信号接入装置中的接收模块结构示意图；图3为本发明提供的GPS信号接入装置中的扩展模块结构示意图；图4a为本发明提供的GPS信号接入装置中的一种分合路模块结构示意图；图4b为本发明提供的GPS信号接入装置中的另一种分合路模块结构示意图；图5为本发明提供的GPS信号接入装置中的扩展模块与多个分合路模块相连接的结构示意图；图6为本发明提供的GPS信号接入装置中的扩展模块与多个扩展模块相连接的结构示意图；图7为本发明提供的GPS信号接入装置中的分合路模块与多个外接设备相连接的结构示意图；图8为本发明提供的GPS信号接入装置中的扩展模块为链形连接时的结构示意图；图9为本发明提供的GPS信号接入装置中的扩展模块为星形连接时的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参考图1、图3、图4a和图4b，本发明提供一种GPS信号接入装置，包括用于接收GPS信号的接收模块1、扩展组件2、分合路组件3；其中：接收模块1为至少两个；扩展组件2包括至少一个扩展模块4，每一个扩展模块4中，扩展模块4包括与接收模块1一一对应的数字模块5，每一个数字模块5至少一个数字模块输出端口，每个数字模块5具有的数字模块输出端口数量相同，且每一个数字模块5和与其对应的接收模块1连接；其中，每一个扩展模块4具有至少一个扩展模块4输出端口，且每一个扩展模块4输出端口与扩展模块4具有的每一个数字模块5的一个数字模块输出端口连接；分合路组件3包括至少一个分合路模块35，每一个分合路模块35包括与一个扩展模块4输出端口连接的分合路模块输入端口，以及至少一个用于与外接设备36连接的分合路模块输出端口。上述GPS信号接入装置包括接收模块1、扩展组件2和分合路组件3，其中接收模块1用于接收GPS信号，数量至少为两个，从而能够达到对GPS信号进行备份的效果，提高可靠性；扩展组件2包括至少一个扩展模块4，每一个扩展模块4中包括与接收模块1一一对应的数字模块5，从而对每个接收模块1中接收的GPS信号分别进行传输和处理；每个数字模块5和与其对应的接收模块1连接且每个数字模块5包括至少一个数字模块输出端口，每个数字模块5由与其对应连接的接收模块1中接收GPS信号，并将该数字模块5接收到的GPS信号进行处理后由该数字模块5的数字模块输出端口输出；每个数字模块具有的数字模块输出端口的数量设置为相同，每一个扩展模块4具有至少一个扩展模块输出端口，且每一个扩展模块输出端口与扩展模块4具有的每一个数字模块5的一个数字模块输出端口连接，每个数字模块5设置相同个数的数字模块输出端口的目的是获得相同个数的、由不同接收模块1接收的GPS信号经数字模块5处理后输出的信号，这些由不同接收模块1接收的GPS信号经数字模块5处理后输出的信号经扩展模块输出端口沿信号传递方向继续进行传递，由此可达到对信号的备份，使得获得信号的可靠性更高，即扩展组件2的作用是达到了信号的汇聚和转发；还包括分合路组件3，分合路组件3包括至少一个分合路模块，每个分合路模块包括一个分合路模块输入端口和至少一个分合路模块输出端口，分合路模块输入端口用于与一个扩展模块输出端口连接，分合路模块输出端口用于连接外接设备；上述GPS信号接入装置可实现信号的备份并提高容量，可根据需要设置接收模块1的数量，并在扩展模块4中设置与接收模块1相同数量的数字模块5以实现GPS信号的备份，并根据需要设置扩展组件2中扩展模块4的数量及分合路模块的数量，从而扩大上述GPS信号接入装置容量进而实现多台设备接入的目的。上述GPS信号接入装置采用接收模块1、扩展组件2、分合路组件3三级处理和传递GPS信号，且扩展组件2中的扩展模块4可设置为多个，多个扩展模块4之间可通过星型和链型进行级联、每个扩展模块4均可连接多个扩展模块4或多个分合路模块，即扩展模块4的下一级既可以是扩展模块4，也可以是分合路模块，如图5和图6所示。因此该GPS信号接入装置具有非常大的容量、具有很好的共享性。且由于上述GPS信号接入装置采用星型和链型进行级联因此工程施工方便，又可以快速对其进行扩容，从而可大幅度降低工程施工难度和项目综合成本。具体地，如图2所示，每个接收模块1包括：射频模块6；与射频模块6信号连接的数字模块7；与射频模块6和数字模块7信号连接的电源8。接收模块1一般安装在视野开阔的楼顶，每个接收模块1包括射频模块6、数字模块7和电源8，主要完成GPS信号的接入，并利用多个接收模块1实现GPS信号的备份。电源8的主要作用是为射频模块6和数字模块7提供电能。具体地，如图2所示，每个接收模块1中：射频模块6包括沿信号传递方向依次串接的射频滤波器9、低噪声放大器10、数字步进衰减器11和放大器12；数字模块7包括沿信号传递方向依次串接的混频器13、中频滤波器14、模数转换器15、现场可编程门阵列芯片16和光模块17。每个接收模块1中的射频模块包括沿信号传递方向依次串接的射频滤波器9、低噪声放大器10、数字步进衰减器11和放大器12，其主要作用是对接收信号进行低噪声放大以及进行初级滤波，同时利用数字步进衰减器11、保证进入数字模块7的信号强度合适；数字模块7包括沿信号传递方向依次串接的混频器13、中频滤波器14、模数转换器15、现场可编程门阵列芯片16和光模块17，依次对接收到的GPS信号进行下变频、中频滤波、模数转换、数字滤波与数字处理，并把电信号转化为光信号传送给与其连接的扩展模块4。具体地，如图3所示，每一个扩展模块4具有的数字模块5包括：沿信号传递方向依次串接的输入光模块18和现场可编程门阵列芯片19；多个与扩展模块4具有的现场可编程门阵列芯片连接的输出光模块20；与扩展模块4具有的输入光模块18、现场可编程门阵列芯片19、输出光模块20信号连接的电源模块21。每一个扩展模块4中的数字模块包括输入光模块18、现场可编程门阵列芯片19、多个输出光模块20和电源模块21，扩展模块4的主要作用是通过输入光模块18对GPS信号进行光电转化、然后通过现场可编程门阵列芯片19把输换后的电信号分别传输到多个输出光模块20中、由输出光模块20完成电光转化。电源模块21的主要作用是为数字模块提供电能。即每个扩展模块4中的每个数字模块把输入到该数字模块的GPS信号进行处理，并把输入到该数字模块中的GPS信号分成多个支路分别输送给该数字模块中的每个输出光模块20。在每一个扩展模块4中，每个数字模块5的一个输出光模块20均与这个扩展模块4中的其它每个数字模块5中的一个输出光模块20进行组合与配对，形成备份后的GPS信号并沿信号传递方向进行传递。扩展模块4对不同接收模块1接收到的GPS信号进行处理、组合与分发，使得与扩展模块4连接的其它模块均可接收到不同接收模块1接收到的GPS信号，实现了信号的备份；扩展模块4可根据需要设置其中每个数字模块5的输出光模块20的数量其中每个数字模块5中的输出光模块20数量相同，以此增加扩展模块4的扩展模块输出端口数量，从而增加该GPS信号接入装置的容量，以便接入更多的外接设备；同时，扩展模块4并作为控制中心、为接收模块1提供控制信号。具体地，如图4a和图4b所示，每一个分合路模块35包括与接收模块1一一对应的数字模块22、与每个数字模块22信号连接的射频模块23、与每个数字模块22信号连接且与射频模块23信号连接的电源模块24。每个分合路模块35中包括与接收模块1一一对应的数字模块22，用于与扩展模块4中的数字模块5一一连接进行信号的传递，还包括与每个数字模块22信号连接的射频模块23和用于为数字模块22、射频模块23提供电源的电源模块24，电源模块24可以设置为两个，采用两个电源模块24为射频模块23和数字模块22提供电能，能够提升可靠性。上述GPS信号接入装置中，在接收模块1和分合路组件3中采用模拟滤波技术射频滤波和模拟中频滤波与数字滤波技术数字中频滤波相结合的滤波方式，具有很好的带内选择性能和很高的带外抑制特性，即使在电磁环境很恶劣的应用场景下也能够提取出纯净的GPS信号，因此上述GPS信号接入装置可为设备提供高质量的GPS信号。具体地，如图4a和图4b所示，分合路模块35中的每个数字模块22包括沿信号传递方向依次串接的光模块25、现场可编程门阵列芯片26和数模转换器27。分合路模块中35的每个数字模块22包括沿信号传递方向依次串接的光模块25、现场可编程门阵列芯片26和数模转换器27，依次完成对GPS信号的光电转换、数字处理和数模转换。具体地，如图4a和图4b所示，分合路模块35中的射频模块23包括沿信号传递方向依次串接的第一开关组件28、处理模块、第二开关组件29和多路功分器30，其中，所述第一开关组件28用于将所述处理模块与一个数字模块进行连接；所述处理模块22包括至少两个相同的处理单元；所述第二开关组件29用于将处理模块与所述多路功分器连接。分合路模块35中的射频模块23包括沿信号传递方向依次串接的第一开关组件28、处理模块、第二开关组件29和多路功分器30，其中第一开关组件28对GPS信号进行备份切换，处理模块对GPS信号进行上变频、滤波、放大，多路功分器30对GPS信号进行功分并输出达到多个外接设备，如图7所示。在一种实施方式中，如图4b所示，第一开关组件28包括两个单刀多向开关，其中一个单刀多向开关用于在数字模块间进行切换，该单刀多向开关默认与该分合路模块中的第一个数字模块22连通，当第一个数字模块22异常时第一开关组件28会自动完成切换与第二个数字模块22连通，从而完成对GPS信号的准确传递；处理模块包括至少两个相同的处理单元，第一开关组件中的另一个单刀多向开关用于在多个处理单元之间进行切换，当一个处理单元出现问题时切换至另一个处理单元，以保证对信号的准确处理，从而在处理过程中对GPS信号进行备份，因此上述处理模块具有备份功能、可靠性较高。另一种实施方式中，如图4a所示，处理模块包括两个相同的处理单元，第一开关组件28包括一个单刀多向开关和一个电桥，该单刀多向开关默认与该分合路模块中的第一个数字模块22连通，当第一个数字模块22异常时第一开关组件28会自动完成切换与第二个数字模块22连通，从而完成对GPS信号的准确传递；电桥用于将数字模块与处理模块进行连接。具体地，如图4b所示，当处理单元包括两个或者多个处理模块时，第二开关组件包括一个单刀多向开关，处理模块中的一个处理单元与多路功分器连接；如图4a所示，当处理单元包括两个相同的处理单元时，第二开关组件包括一个电桥，用于将处理模块与多路功分器连接。具体地，如图4a和图4b所示，每个处理单元包括沿信号传递方向依次串接的混频器31、滤波器32和放大器33。每个处理单元包括沿信号传递方向依次串接的混频器31、滤波器32和放大器33，对传递到每个处理单元的GPS信号依次进行上变频、滤波、放大处理。具体地，如图8和图9所示，接收模块1与扩展模块4之间通过光纤34连接，每个分合路模块35与每个扩展模块4之间通过光纤34连接。具体地，如图8和图9所示，扩展组件2中的扩展模块4之间通过光纤34连接。采用光纤34传输GPS信号，提高了GPS信号接入装置的抗干扰能力、也有利于GPS信号的长距离传输。上述GPS信号接入装置也可以作为GPS信号延伸覆盖系统进行使用，可以很好地解决很多大型地下停车场、城市地铁轨道等场所没有GPS信号或者是GPS信号很弱的问题，具有较好的应用价值。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

权利要求：1.一种GPS信号接入装置，其特征在于，包括用于接收GPS信号的接收模块、扩展组件、分合路组件；其中：所述接收模块为至少两个；所述扩展组件包括至少一个扩展模块，每一个所述扩展模块中，所述扩展模块包括与所述接收模块一一对应的数字模块，每一个所述数字模块至少一个数字模块输出端口，每个所述数字模块具有的数字模块输出端口数量相同，且每一个所述数字模块和与其对应的接收模块连接；其中，每一个所述扩展模块具有至少一个扩展模块输出端口，且每一个所述扩展模块输出端口与所述扩展模块具有的每一个数字模块的一个数字模块输出端口连接；所述分合路组件包括至少一个分合路模块，每一个所述分合路模块包括与一个所述扩展模块输出端口连接的分合路模块输入端口，以及至少一个用于与外接设备连接的分合路模块输出端口。2.根据权利要求1所述的GPS信号接入装置，其特征在于，每个所述接收模块包括：射频模块；与所述射频模块信号连接的数字模块；与所述射频模块和数字模块信号连接的电源。3.根据权利要求2所述的GPS信号接入装置，其特征在于，每个所述接收模块中：射频模块包括沿信号传递方向依次串接的射频滤波器、低噪声放大器、数字步进衰减器和放大器；数字模块包括沿信号传递方向依次串接的混频器、中频滤波器、模数转换器、现场可编程门阵列芯片和光模块。4.根据权利要求1所述的GPS信号接入装置，其特征在于，每一个所述扩展模块具有的数字模块包括：沿信号传递方向依次串接的输入光模块和现场可编程门阵列芯片；多个与扩展模块具有的现场可编程门阵列芯片连接的输出光模块；与所述扩展模块具有的输入光模块、现场可编程门阵列芯片、输出光模块信号连接的电源模块。5.根据权利要求1所述的GPS信号接入装置，其特征在于，每一个所述分合路模块包括与所述接收模块一一对应的数字模块、与每个数字模块信号连接的射频模块、与每个数字模块信号连接且与所述射频模块信号连接的电源模块。6.根据权利要求5所述的GPS信号接入装置，其特征在于，所述分合路模块中的每个所述数字模块包括沿信号传递方向依次串接的光模块、现场可编程门阵列芯片和数模转换器。7.根据权利要求5所述的GPS信号接入装置，其特征在于，所述分合路模块中的射频模块包括沿信号传递方向依次串接的第一开关组件、处理模块、第二开关组件和多路功分器，其中，所述第一开关组件用于将所述处理模块与一个数字模块进行连接；所述处理模块包括至少两个相同的处理单元；所述第二开关组件用于将处理模块与所述多路功分器连接。8.根据权利要求7所述的GPS信号接入装置，其特征在于，每个所述处理单元包括沿信号传递方向依次串接的混频器、滤波器和放大器。9.根据权利要求1所述的GPS信号接入装置，其特征在于，所述接收模块与所述扩展模块之间通过光纤连接，每个所述分合路模块与每个所述扩展模块之间通过光纤连接。10.根据权利要求1所述的GPS信号接入装置，其特征在于，所述扩展组件中的扩展模块之间通过光纤连接。

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