CN101160737A

CN101160737A - 双向放大设备以及具有该设备的半双工通信系统和方法

Info

Publication number: CN101160737A
Application number: CNA2006800121809A
Authority: CN
Inventors: 张恒峰
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-10-08
Publication date: 2008-04-09
Also published as: RU2383988C2; WO2007093096A1; RU2007148543A; CN1858994A; CN100557959C

Abstract

本发明提供一种双向放大设备以及具有该设备的半双工通信系统和方法。该双向放大设备包括：一放大器；一传输方向判断装置，用于判断输入该双向放大设备的数据信号的传输方向，并根据判断的传输方向发出开关控制信号；和一开关装置，用于根据开关控制信号切换其状态以使得放大器对该传输方向上的数据信号进行放大。依照本发明，通过判断数据信号的传输方向，并根据确定的传输方向并利用放大器对该传输方向上传输的数据信号进行放大，可以实现单频点双向传输的数据信号的放大。

Description

双向放大设备以及具有该设备的半双工通信系统和方法技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种单频点双向放大设备以及具有该设备的半双工通信系统和方法。，发明背景

目前在同轴电缆系统中双向传输一般使用两个单独的频点通信，即主机设备到终端设备通信使用的频点和终端设备到主机设备通信使用的频点是不同的。在传输距离较长或者分配用户较多的时候，需要增加延长放大器。

图 1为现有技术同轴网的半双工通信系统的示意图。目前同轴电缆网络中应用的通信技术为频分复用技术，即上行链路传输使用的频点和下行链路传输使用的频点是分开的，如图 1所示，当主机 60到终端 80的通信使用高频点时，终端 80到主机 60的通信只能使用低频点，反之当主机 60到终端 80的通信使用低频点时，终端 80到主机 60只能使用高频点，总之二者不能使用同一频点通信。该双向放大器 70包括两个放大器分别用于放大低频信号和高频信号。

从图 1的描述可以看出，现有的放大技术是针对频分复用全双工通信设计的，放大器在上下行两个方向上的工作频率不相同，因此，现有的放大器无法在同一频点对半双工通信的数据信号进行放大，即现有的放大器不能够应用于同一频点的半双工通信。

目前的半双工通信系统只能通过提高发射功率和接收灵敏度的方式来满足长传输距离的需求。如果主机和终端之间的衰减超过了限定值，则只能将单频点半双工通信修改为双频点全双工通信，以便使用目前的双向放大器进行信号放大。这样改动增加了成本，并多占用了频谱资源。发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决现有技术中不能实现单频点双向放大的问题的放大设备以及具有该设备的通信系统和方法。

本发明提供的双向放大设备包括放大器（C) ，所述双向放大设备对单频点双向传输的数据信号进行放大，所述双向放大设备进一步包括：

传输方向判断装置，用于判断输入该双向放大设备的数据信号的传输方向，并根据判断的传输方向发出开关控制信号；和开关装置，用于根据开关控制信号切换其连接状态，以使得放大器（C)对该传输方向上的数据信号进行放大，且放大后的数据信号传输至该传输方向上的接收端。

下述双向放大设备的技术方案为可选技术方案。

所述传输方向判断装置包括：

两个检波器，分别用于检测两个传输方向上传输的数据信号的功率，和

比较器，用于比较所述两个检波器检测到的功率信号以确定传输方向，并发出开关控制信号。

所述传输方向判断装置进一步包括：

两个放大器（E) 、 (G) ，用于分别放大两个检波器检测到的功率信号，所述比较器比较所述放大器（E) 、（G)放大了的功率信号来确定传输方向。所述传输方向判断装置根据从外部输入的收发控制信号来确定传输方向。

传输方向判断装置包括：

滤波器，用于从数据信号的接收端或发送端发出的信号中获取收发控制信号；解调器，用于解调所述滤波器获取的收发控制信号，并输出；

所述解调器解调后的收发控制信号作为开关控制信号，控制开关装置的状态。所述开关装置包括两个单刀双掷开关，分别与放大器（C)的输入端和输出端相连。本发明还提供一种单频点半双工通信系统，包括至少一个第一通信端、至少一个第二通信端、和位于第一通信端和第二通信端之间的双向放大设备，该双向放大设备包括: 放大器 (C) ；

传输方向判断装置，用于判断输入该双向放大设备的数据信号的传输方向，并根据判断的传输方向发出开关控制信号；和

开关装置，用于根据幵关控制信号切换其状态以使得放大器（C) 对该传输方向上的数据信号进行放大，且放大后的数据信号传输至该传输方向上的接收端

下述单频点半双工通信系统的技术方案为可选技术方案。

所述传输方向判断装置包括：

比较器，用于比较所述两个检波器检测的功率信号来确定传输方向。

所述传输方向判断装置进一步包括：

两个放大器（E) 、 ( G) ，用于分别放大两个检波器检测到的功率信号，所述比较器比较所述放大器（E) 、 (G)放大了的功率信号来确定传输方向。所述传输方向判断装置根据第一通信端或第二通信端发送的收发控制信号来确定传输方向。

所述第一通信端或第二通信端包括：

调制器，用于调制该第一 /二通信终端发出的收发控制信号；和

混合器，用于混合所述调制器调制后的收发控制信号和数据信号，并将其发送至双向放大设备。

传输方向判断装置包括：

滤波器，用于从第一 /二通信端发出的信号中获取所述收发控制信号，和

解调器，用于解调所述滤波器获取的收发控制信号，并输出；

所述解调器解调后的收发控制信号作为幵关控制信号，控制开关装置的状态。所述开关装置包括两个单刀双掷开关，分别与放大器（C)的输入端和输出端相连。本发明还提供一种单频点半双工通信方法，包括：

'判断需要进行放大的数据信号的传输方向；

根据判断出的传输方向，放大器对该传输方向上的数据信号进行放大，且放大后的数据信号传输至该传输方向上的接收端。

下述方法的技术方案为可选技术方案。

所述判断传输方向的步骤包括，

检测两个传输方向上传输的数据信号的功率的步骤，和

比较所述两个传输方向上传输的数据信号的功率来确定传输方向的步骤。

在判断传输方向的步骤中，利用和数据信号一起发送的收发控制信号来确定传输方向。

依照本发明，通过判断数据信号的传输方向，并根据确定的传输方向并利用放大器对该传输方向上传输的数据信号进行放大，可以实现单频点双向传输的数据信号的放大。附图简要说明

图 1为现有技术的全双工通信系统的结构框图。

图 2为依照本发明第一实施方式的同频半双工通信系统的结构框图，其中，开关为第一状态。

图 3为依照本发明第一实施方式的同频半双工通信系统的结构框图，其中，开关为第二状态。

图 4为依照本发明第二实施方式的同频半双工通信系统的结构框图。实施本发明的方式

下面，参照图 2— 4对本发明实施方式的同频半双工通信系统、双向放大设备、单频点半双工通信方法进行详细描述。该同频半双工通信系统包括主机 10 (20)，双向放大器 30 (40 )和多个终端 50，所述的多个终端 50通过分配网与双向放大器 30 (40)相连。该双向放大器 30 (40 )用于放大主机 10 (20) 或终端 50发出的数据信号，且主机 10 (20)和终端 50不会同时发送数据。该双向放大器 30 (40 )具有判断传输方向的功能，且可以根据判断的传输方向利用一放大器 C对该传输的数据信号进行放大。

如图 2所示，描述了依照本发明第一实施方式的同频半双工通信系统。在该实施方式中，双向放大器 30釆用检波比较的方式来判断传输方向。

该双向放大器 30包括两个检波器 D和 F，分别与主机 10和终端 50连接，用于检测主机 10和终端 50发射的数据信号的功率有效值；两个放大器 E和 G，分别与检波器 D 和 F连接，用于放大检波器 D和 F的输出的功率有效值；一比较器 H，用于比较放大器 E和 G的输出以确定传输方向，并发出一开关控制信号；单刀双掷开关 A和 B, 其根据来自比较器 H的开关控制信号切换其状态，从而使得发送端发出的数据信号经过单刀双掷开关 A传输至放大器 C的输入端，放大器 C将该数据信号放大之后经由单刀双掷开关 B传输至接收端。

下面，详细描述依照本发明第一实施方式的同频半双工通信系统的工作过程。

当主机 10为发送端时，主机 10发射的数据信号经检波器 D检测后，输出给放大器 E进行放大，比较器 H比较两端放大器 E和放大器 G的输出电压，此时，由于主机 10 处于发射状态，放大器 E输出的电压显然高于放大器 G输出的电压，比较器 H根据这一比较结果发出开关控制信号，该开关控制信号传输给单刀双掷开关 A和 B，使得单刀双掷开关 A和 B皆处于如图 2所示的第一状态。从而，主机 10的数据信号经过单刀双掷开关 A输入放大器 C，且被放大器 C放大之后经由单刀双掷开关 B传输给终端 50。

当终端 50为发送端时，终端 50发射的数据信号经检波器 F检测后，输出给放大器 E进行放大，比较器 H比较两端放大器 E和放大器 G的输出电压，并根据比较结果发出开关控制信号，使得单刀双掷开关 A和 B皆处于第二状态（如图 3所示）。从而，终端 50的数据信号经过单刀双掷开关 A输入放大器 C，且被放大器 C放大之后经由单刀双掷开关 B传输给主机 10。

如 , 4所示，描述了依照本发明第二实施方式的同频半双工通信系统。在该实施方式中，双向放大器 40根据来自主机 20的收发控制信号来判断传输方向。当双向放大器 40接收到来自主机 20的收发控制信号时，确定传输方向为从主机 20至终端 50。当双向放大器 40没有接收到来自主机 20的收发控制信号时，确定传输方向为从终端 50至主机 20。 .

在该实施方式中，主机 20包括一调制器 J和一混合器 K。当主机 20为发送端时，所述调制器 J调制一收发控制信号，并将调制后的收发控制信号发送给混合器 K，混合器 Κ将数据信号和调制后的收发控制信号混合在同一根电缆中，并将其一起发送至双向放大器 40。

该双向放大器 40包括一滤波器 L，用于从主机 20发出的信号（包括数据信号和收发控制信号）中检测出收发控制信号；一解调器 M，用于解调滤波器 L检测到的收发控制信号；单刀双掷幵关 A和 B，其根据来自解调器 M解调后的收发控制信号切换其状态，从而使得发送端发出的数据信号经过单刀双掷开关 A传输至放大器 C的输入端，放大器 C将该数据信号放大之后经由单刀双掷开关 B传输至接收端。本实施方式中的单刀双掷开关 A、 B和放大器 C与第一实施方式相同。

当解调器 M输出了收发控制信号时，单刀双掷开关 A、 B皆处于如图 4所示的第一状态。当解调器 M没有输出收发控制信号时，单刀双掷开关 A、 B皆处于第二状态。

下面，详细描述依照本发明第二实施方式的的同频半双工通信系统的工作过程。当主机 20为发送端时，主机 20通过调制器 J和混合器 K，将数据信号和调制后的收发控制信号一起发送至双向放大器 40。双向放大器 40的滤波器 L将收发控制信号从主机 20发出的信号中检测出来并发送给解调器 Μ。解调器 Μ解调该收发控制信号之后，控制单刀双掷开关 Α和 B，使得单刀双掷开关 A和 B皆处于如图 3所示的第一状态。从而，主机 20的数据信号经过单刀双掷开关 A输入放大器 C，且被放大器 C放大之后经由单刀双掷开关 B传输给终端 50。

当终端 50为发送端时，由于滤波器 L没有检测到收发控制信号，因此单刀双掷开关 A和 B皆处于第二状态。从而，终端 50的数据信号经过单刀双掷开关 A输入放大器 C，且被放大器 C放大之后经由单刀双掷开关 B传输给主机 20。

在该实施方式中，也可以利用终端 50发出的收发控制信号来控制开关的切换，其原理与利用主机 20发出的收发控制信号来控制开关的切换相同，在此不再详细描述。依照本发明实施方式的技术方案，通过检测主机和终端发送至双向放大器的数据信号强度，或者探测主机发出的收发控制信号来判断传输方向，并根据该判断的传输方向切换开关使得放大器对传输的数据信号进行放大，从而实现了单频点传输双向信号，占用带宽只有现有技术带宽的一半。即便是第二实施方式中使用了收发控制信号控制开关的切换，由于传输的是控制信号，调制方式简单，占用带宽也很小。此外，在本发明中，仅使用一个放大器就实现了两个方向上数据信号的放大，从而节省了成本。

虽然本发明已以较多的方式进行了表达，但并不是用以限定本发明，任何熟悉该技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以做各种改动和润饰，因此本发明的保护范围当视专利申请范围所界定者为准。

Claims

权利要求

1. 一种双向放大设备，包括放大器（C) ，其特征在于，所述双向放大设备对单频点双向传输的数据信号进行放大，所述双向放大设备进一步包括：

传输方向判断装置，用于判断输入该双向放大设备的数据信号的传输方向，并根据判断的传输方向发出幵关控制信号；和 '

开关装置，用于根据开关控制信号切换其连接状态，以使得放大器（C)对该传输方向上的数据信号进行放大，且放大后的数据信号传输至该传输方向上的接收端。
2. 如权利要求 1所述的放大设备，其特征在于，所述传输方向判断装置包括：两个检波器，分别用于检测两个传输方向上传输的数据信号的功率，和

比较器，用于比较所述两个检波器检测到的功率信号以确定传输方向，并发出开关控制信号。
3.如权利要求 2所述的放大设备，其特征在于，所述传输方向判断装置进一步包括：两个放大器（E) 、 (G) ，用于分别放大两个检波器检测到的功率信号，所述比较器比较所述放大器（E) 、 (G)放大了的功率信号来确定传输方向。 4. 如权利要求 1所述的放大设备，其特征在于，

所述传输方向判断装置根据从外部输入的收发控制信号来确定传输方向。
5. 如权利要求 4所述的放大设备，其特征在于，传输方向判断装置包括：滤波器，用于从数据信号的接收端或发送端发出的信号中获取收发控制信号；解调器，用于解调所述滤波器获取的收发控制信号，并输出；

所述解调器解调后的收发控制信号作为开关控制信号，控制开关装置的状态。
6. 如权利要求 1一 5任一项所述的放大设备，其特征在于，

所述开关装置包括两个单刀双掷开关，分别与放大器（C)的输入端和输出端相连。
7.一种单频点半双工通信系统，包括至少一个第一通信端、至少一个第二通信端、和位于第一通信端和第二通信端之间的双向放大设备，其特征在于，该双向放大设备包括：

放大器（C) ；

传输方向判断装置，用于判断输入该双向放大设备的数据信号的传输方向，并根据判断的传输方向发出幵关控制信号；和

开关装置，用于根据开关控制信号切换其状态以使得放大器（C)对该传输方向上的数据信号进行放大，且放大后的数据信号传输至该传输方向上的接收端。
8. 如权利要求 7所述的半双工通信系统，其特征在于，所述传输方向判断装置包括：两个检波器，分别用于检测两个传输方向上传输的数据信号的功率，和

比较器，用于比较所述两个检波器检测的功率信号来确定传输方向。
9.如权利要求 8所述的半双工通信系统，其特征在于，所述传输方向判断装置进一步包括：

两个放大器（E) 、 (G) ，用于分别放大两个检波器检测到的功率信号，所述比较器比较所述放大器（E) 、 (G)放大了的功率信号来确定传输方向。
10.如权利要求 7所述的半双工通信系统，其特征在于，所述传输方向判断装置根据第一通信端或第二通信端发送的收发控制信号来确定传输方向。
11.如权利要求 10所述的半双工通信系统，其特征在于，所述第一通信端或第二通信端包括：

调制器，用于调制该第一 /二通信终端发出的收发控制信号；和

混合器，用于混合所述调制器调制后的收发控制信号和数据信号，并将其发送至双向放大设备。
12. 如权利要求 11所述的半双工通信系统，其特征在于，传输方向判断装置包括：滤波器，用于从第一 /二通信端发出的信号中获取所述收发控制信号，和

解调器，用于解调所述滤波器获取的收发控制信号，并输出；

所述解调器解调后的收发控制信号作为开关控制信号，控制开关装置的状态。
13. 如权利要求 7_ 12任一项所述的半双工通信系统，其特征在于，

所述幵关装置包括两个单刀双掷开关，分别与放大器（C )的输入端和输出端相连。
14.一种单频点半双工通信方法，其特征在于包括：

判断需要进行放大的数据信号的传输方向；

根据判断出的传输方向，放大器对该传输方向上的数据信号进行放大，且放大后的数据信号传输至该传输方向上的接收端。
15.如权利要求 14所述的方法，其特征在于，所述判断传输方向的步骤包括，检测两个传输方向上传输的数据信号的功率的步骤，和

比较所述两个传输方向上传输的数据信号的功率来确定传输方向的步骤。
16. 如权利要求 14所述的方法，其特征在于，

在判断传输方向的步骤中，利用和数据信号一起发送的收发控制信号来确定传输方向。