CN101390306B - 用于共同使用无线通信基站的装置 - Google Patents

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Abstract

在无线通信基站共享装置中，第一信号合并器/分配器通过第一端口连接至主系统双工器，将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收的信号，并通过第一端口或第四端口提供合并的信号。第二信号合并器/分配器通过第五端口连接至子系统双工器，并通过第八端口连接至天线，将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口提供合并的信号。在第一信号合并器/分配器与第二信号合并器/分配器之间的信号路径上设置了可变滤波器。

Description

用于共同使用无线通信基站的装置
技术领域
本发明总体涉及一种无线通信系统，具体地，涉及一种无线通信基站共享装置，用于在部署以不同频带提供服务的无线通信系统中共享天线和馈电电缆。
背景技术
如图1A、1B和1C所示，多个服务提供商通过在蜂窝、CDMA、PCS和GSM移动通信系统以及其他无线通信系统中的独立基站(BS)10和12提供服务。对于各个BS安装所导致的冗余投资以及在相邻区域中太多BS的不必要存在致使在BS间由于相互干扰而导致信号质量的降低。
正如近来所发生的，通过集成服务提供商的频带，一个服务提供商并入了其他服务的提供商，从而需要提供各种服务。在这种情况中，就需要将已有的系统与所添加的系统统一来降低成本。一个服务提供商可以在海外的不同区域被分配以不同的频率。他必须部署在本地以不同频带运行的BS系统。
为了克服这个问题，开发了共享BS的技术。其中的一项技术是通过使用能覆盖诸如图1C中所示的系统10(系统A)的已有BS系统以及例如图1C中所示的系统12(系统B)的子BS系统的频带的新的四工器132(quadroplexer)来共享BS天线和馈电电缆。
这项技术需要制造这样的四工器以允许两个系统共享天线和馈电电缆。而且，在为服务提供商在不同区域分配了不同频带的情况下，需要制造很多四工器。如果在子系统工作的同时子系统的频带改变了，则就需要新的四工器来将天线与馈电电缆与主系统共享。如果添加了多个子系统，则就需要制造多个新的四工器。
如上所述，由于在传统的技术中必须制造新的四工器来在已有的主系统与所添加的子系统间共享天线和馈电电缆。因此，增加了制造成本和管理成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种无线通信BS共享装置，其允许已有的主BS系统和所添加的子BS系统很容易地共享BS天线和馈电电缆，而不管在部署除已有的主BS系统外的子BS系统中子BS系统的频带。
本发明的另一个目的是提供一种无线通信BS共享装置，其允许已有的主BS系统和所添加的子BS系统很容易地共享BS天线和馈电电缆，而无需使用额外的设备，即便在部署除已有的主BS系统外的子BS系统中主BS系统和子BS系统的频带改变了。
本发明的另一个目的是提供一种无线通信BS共享装置，其不管多个所添加的子BS系统，都允许主BS系统与子BS系统很容易地共享天线和馈电电缆。
本发明的又另一个目的是提供一种无线通信BS共享装置，用于允许不同的操作系统容易地分离地共享给定的频带。
上述目的通过提供一种用于在主系统和子系统之间共享的一个天线的无线通信基站共享装置来实现的。在该无线通信基站共享装置中，第一信号合并器/分配器通过第一端口连接至主系统双工器的发送/接收信号线，将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位合并通过第二和第三端口接收的信号，并通过第一或第四端口提供合并的信号。第二信号合并器/分配器通过第五端口连接至子系统双工器的发送/接收信号线并通过第八端口连接至天线，将通过第五端口接收到的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口提供合并的信号。在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上设置第一可变滤波器。在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上设置第一可变滤波器。
附图说明
图1A、1B和1C是示意了传统天线共享方法的框图；
图2是根据本发明实施例的无线通信BS共享装置的框图；
图3是示出了图2所示的混合耦合器的操作的视图；
图4是根据本发明的另一个实施例的无线通信BS共享装置的框图；
图5是示意了图4中所示的魔T(magic T)的操作的视图；
图6是根据本发明的第三实施例的无线通信BS共享装置的框图；
图7是向其添加了环行器的图6所示的无线通信BS共享装置的框图；
图8是根据本发明的第四实施例的无线通信BS共享装置的框图；
图9是向其添加了环行器的图8所示的无线通信BS共享装置的框图；
图10是根据本发明的第五实施例的无线通信BS共享装置的框图；
图11是向其添加了环行器的图10所示的无线通信BS共享装置的框图；
图12A和12B示意了当通过划分频带来添加子系统时频带的改变；以及
图13是根据本发明的第六实施例的无线通信BS共享装置的框图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，不具体描述众所周知的功能和构造，由于它们可能在不必要的细节中使本发明不清楚。
图2是根据本发明的一个实施例的无线通信BS共享装置的框图。参照图2，无线通信BS共享装置20被配置为在具有第三双工器222的主系统22与具有第四双工器242的子系统24之间共享天线。该BS共享装置20包括：主系统，具有第三双工器；子系统，具有第四双工器；第一混合耦合器202，用于分配通过第一端口从主系统22接收到的发送信号，并输出具有不同相位的分配的发送信号；第一可变双工器206，连接至第一混合耦合器202的第二端口，用于对主系统22的发送和接收信号Rx1和Rx1进行滤波；第二可变双工器208，连接至 第一混合耦合器202的第三端口，用于对主系统22的发送和接收信号Tx1和Rx1进行滤波；以及第二混合耦合器204，具有与子系统连接的第五端口，用于通过第六和第七端口从第一和第二可变双工器206和208接收信号，并合并这些信号。
天线连接至第二混合耦合器204的第八端口。
第一和第二可变双工器206和208包括用于仅让主系统22的发送和接收频带通过的滤波器。
如果主系统22与子系统24的位置交换，则第一和第二可变双工器206和208可以包括用于仅让子系统24的发送和接收频带通过的滤波器。第三和第四双工器222和242是全频带双工器。
参照图3，描述混合耦合器的操作。混合耦合器的特征功能是部分提取特定的信号功率，并将一个信号功率分配为两个或更多特定信号功率。后一种功能将在本发明中描述。通过第一端口接收的信号通过第二和第三端口输出，其功率被分为两半。该信号不通过第四端口输出。输出信号之间有90度的相位差。在相反的情况下，如果通过第二和第三端口接收到具有90度相位差的信号，则将其合并并输出。
更具体地，如果通过第二端口接收的信号具有90度的相位，而通过第三端口接收的信号具有180度的相位，则合并这两个信号，并通过第一端口输出，不通过第四端口输出。
如果通过第二端口接收的信号具有180度的相位，而通过第三端口接收的信号具有90度的相位，则合并这两个信号并通过第四端口输出，而不通过第一端口输出。具有信号功能分配/合并功能的部件是混合环、支线定向耦合器、3dB定向耦合器和魔T(magic T)。
<主系统中的发送>
第一混合耦合器202通过第一端口从主系统22接收已经通过了第三双工器222的发送信号Tx1，并将接收的信号分配给第二和第三端口，对于第二和第三端口，该信号的相位分别被旋转90度和180度。因此，所分配的信号具有90度的相位差。从第二和第三端口输出的信号通过仅让主系统22的发送信号Tx1通过的第一和第二可变双工器 206和208，并被输入到第六和第七端口。第二混合耦合器对通过第六和第七端口接收的信号进行合并，并通过第八端口输出合并的信号。来自第八端口的信号通过天线发射出去。
<主系统中的接收>
第二耦合混合器204将通过第八端口从天线接收的信号分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转90度和180度。第一混合耦合器202通过第二和第三端口从第六和第七端口接收已经通过了第一和第二可变双工器206和208的信号，合并这些信号，并通过第一端口输出合并的信号。在主系统22中，通过第三双工器222接收来自第一端口的信号。
<子系统中的发送>
来自子系统24的发送信号TX2通过第四双工器242，并通过第五端口在第二混合耦合器204处被接收。将所接收的信号分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转90度和180度。因此，所分配的信号具有90度的相位差。来自第六和第七端口的信号被第一和第二可变双工器206和208完全反射，并反馈至第六和第七端口。合并这些反馈信号，并通过第八端口输出。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<子系统中的接收>
第二混合耦合器204将通过第八端口从天线接收的信号分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转180度和900度。来自第六和第七端口的信号被第一和第二可变双工器206和208完全反射，并反馈至第六和第七端口。合并这些反馈信号，并通过第五端口输出。从第五端口来的信号通过第四双工器242转移到子系统24的接收机。
同时，理论上，在通过第一混合耦合器202从主系统22输出发送信号Tx1的过程中不会产生反射。然而，实际上，发送信号Tx1中的 一些还是会通过第四端口输出，虽然该信号很微弱。为了避免这个问题，在第四端口提供了负载电阻器TERM用于隔离。
在上述配置中，使用第一和第二可变双工器206和208代替固定双工器的原因是为了适应以下两种情况，即BS系统的全部发送和接收频带都是主系统专用或被分离给主系统和子系统。
例如，在BS系统的服务提供商通过操作系统A向用户提供服务的情况下，如果操作系统B已经被开发为提供增强的服务，但是不能确保用于操作系统B的附加频带，则该服务提供商必须在已有的有限频带上运行操作系统B。
接着，如果一些用户由于成本或其他原因想要连续地接收基于操作系统A的服务，而其他用户想要接收基于操作系统B的增强服务，则服务提供商必须根据与操作系统A和B相关的订户的数目，自适应地改变频率的分配，在有限的频率上运行两个操作系统，以满足订户的不同需求。
图12A和12B示意了当通过划分频带来添加子系统时频带的改变。例如，频带是发送频带。如图12A所示，第一和第二可变双工器206和208是频带偏移滤波器(band-shift filter)，用于根据外部控制信号适当地偏移滤波频带。当只对BS共享装置提供了主系统22时，第一和第二可变双工器206和208可以被设置为对分配给对应服务提供商的服务频带进行滤波。
如果服务提供商添加了子系统24，并想要通过划分服务频带来通过主系统22和子系统24提供服务，则第一和第二可变双工器206和208根据外部控制信号偏移滤波器频带，使得其不包括分配给子系统的带宽，如图12B所示。
通过使用第一和第二可变双工器206和208来偏移滤波频带，而不是使用频带固定的双工器，实现了通过频带划分来向主系统添加子系统。
在本申请人所提交的韩国专利申请No.2004-46103中，公开了一种可以改变频带的频带可变滤波器。
图4是根据本发明的另一个实施例的无线通信BS共享装置的框 图。参照图4，无线通信BS共享装置40包括：主系统，具有第三双工器；子系统，具有第四双工器；第一魔T 402，用于分配通过第一端口从主系统22的第三双工器222接收到的发送信号，并输出具有不同相位的分配的发送信号；第一相位旋转器412，用于从第一魔T 402的第二端口接收信号，并旋转接收信号的相位；第一可变双工器406，用于对从第一相位旋转器412接收的信号进行滤波；第二相位旋转器414，用于对从第一可变双工器406接收的信号进行旋转；第二可变双工器408，用于对从第一魔T 402的第三端口接收的信号进行滤波；以及第二魔T 404，具有与子系统24的第四双工器242连接的第五端口，用于通过第六和第七端分别从第二相位旋转器414和第二可变双工器408接收信号，并合并这些信号。
天线连接至第二魔T 404的第八端口。第一和第二可变双工器406和408被配置为仅使主系统22的发送和接收频带通过。如果主系统22与子系统24的位置交换，则第一和第二可变双工器406和408可以包括用于仅使子系统24的发送和接收频带通过的滤波器。第三和第四双工器222和242是全频带双工器。
现在参照图5，描述魔T的基本操作。以180的相位差，将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口。另一方面，以相同的相位，将通过第四端口接收的信号分配给第二和第三端口。
如果通过第二和第三端口接收到具有180相位差的相同频率的信号，则合并这些信号，并通过第一端口输出。如果通过第二和第三端口接收到相同相位的信号，则合并这些信号，并通过第四端口输出。
<主系统中的发送>
从主系统22来的发送信号Tx1通过第三双工器222，并被输入至第一魔T 402的第一端口。第一魔T 402以180度的相位差将接收的信号分配给第二和第三端口。从第三端口来的信号通过第二可变双工器408，并被输入至第二魔T 404的第七端口。在第一相位旋转器412中，将从第二端口来的信号的相位旋转90度。在通过第一可变双工器406之后，在第二相位旋转器414中对来自第一相位旋转器412的信 号进行90度的相位旋转，然后将其输出至第二魔T 404的第六端口。因此，第二魔T 404通过第六和第七端口接收的信号具有相同的相位。第二魔T 404合并这些信号，并通过第八端口输出合并的信号。来自第八端口的信号通过天线发射出去。
<主系统中的接收>
第二魔T 404通过第八端口从天线接收信号，并以相同的相位将该信号分配给第六和第七端口。通过第二可变双工器408，将来自第七端口的信号提供给第一魔T 402的第三端口。从第二魔T 404的第六端口来的信号在第二相位旋转器414中相位旋转90度，通过第一双工器406，接着在第一相位旋转器412中再次相位旋转90度，然后被提供给第一魔T402的第二端口。因此，第一魔T 402通过第二和第三端口接收具有180度相位差的信号，将其合并，并通过第一端口输出合并的信号。通过第三双工器222，将来自第一端口的信号提供给主系统22的接收机。
<子系统中的发送>
从子系统24来的发送信号TX2通过第四双工器242，并被提供给第二魔T 404的第五端口。第二魔T 404将接收到的信号分以180度的相位差分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二双工器208完全反射，并被反馈至第七端口。在从第六端口来的信号在第二相位旋转器414中相位旋转90度的同时，它也被第一双工器406完全反射，在第二相位旋转器414中再次相位旋转90度，并被反馈至第六端口。这样，第二魔T404通过第六和第七端口接收具有相同相位的信号，合并它们，并通过第八端口输出。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<子系统中的接收>
第二魔T 404通过第八端口从天线接收信号，并将接收的信号以相同的相位分配给第六和第七端口。
从第七端口来的信号被第二双工器208完全反射，并被反馈至第七端口。在从第六端口来的信号在第二相位旋转器414中相位旋转90度的同时， 它也被第一双工器406完全反射，在第二相位旋转器414中再次相位旋转90度，并被反馈至第六端口。
因此，第二魔T 404通过第六和第七端口接收具有180度相位差的信号，合并它们，并通过第五端口输出合并的信号。
通过第四双工器242，将从第五端口来的信号提供给子系统24的接收机。
同时，在通过第一魔T 402从主系统22输出发送信号Tx1的过程中，理论上不会产生反射。然而，实际上，发送信号Tx1中的一些还是会通过第四端口输出，虽然该信号很微弱。为了避免这个问题，在第四端口提供了负载电阻器TERM来隔离。
类似地，在上述配置中，  通过使用第一和第二可变双工器206和208(而不使用频带固定的双工器)来偏移滤波频带，能够通过频带的划分向主系统添加子系统。
图6是根据本发明的第三实施例的无线通信BS共享装置的框图。参照图6，无线通信BS共享装置60被配置为在具有第三双工器222的主系统22与子系统26之间共享天线。该BS共享装置60包括：主系统，具有第三双工器；子系统；第一混合耦合器602，用于分配通过第一端口从第三双工器222接收到的发送信号以及通过第四端口从天线接收的信号，并以不同的相位输出所分配的信号；第一可变带通滤波器606，用于对从第一混合耦合器602的第二端口接收的信号进行滤波；第二可变带通滤波器608，用于对从第一混合耦合器602的第三端口接收的信号进行滤波；第二混合耦合器604，用于通过第六和第七端口从第一和第二可变带通滤波器606和608接收信号，并合并这些信号；第四双工器622，与第二混合耦合器604的第五端口以及子系统26连接；分配器624，连接在第四双工器622的接收机Rx与子系统26之间，用于分配从第四双工器622的接收机Rx接收的信号；以及接收滤波器626，用于对从分配器624接收的分配信号进行滤波，并将滤波信号施加至第一混合耦合器602的第四端口。
天线连接至第二混合耦合器604的第八端口。第三和第四双工器222和622的接收机Rx以及接收滤波器626可以由能使主系统22和子 系统26的接收频率通过的滤波器、或用于使特定频带(例如，PCS频带)的主系统22和子系统26的接收频带通过的全频带接收滤波器来实现。第一和第二可变带通滤波器606和608被配置为仅使主系统22的发送频带通过。
如果主系统22与子系统26的位置交换，则第一和第二可变带通滤波器606和608可以包括用于仅使子系统26的发送频带通过的滤波器。如果第四双工器622已经在子系统26中存在，则可以不提供。不必说，在这种情况下，子系统26必须具有分配器624。
下面将描述无线通信BS共享装置的操作。
<主系统中的发送>
第一混合耦合器602通过第一端口从主系统22接收已经通过了第三双工器222的发送信号TX1，并将接收的信号分配给第二和第三端口，对于第二和第三端口，该信号的相位分别被旋转90度和180度。因此，所分配的信号具有90度的相位差。从第二和第三端口来的信号通过仅让主系统22的发送信号Tx1通过的第一和第二可变带通滤波器606和608，并被提供给第二混合耦合器604的第六和第七端口。第二混合耦合器604合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第八端口输出合并的信号。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<主系统中的接收>
第二耦合混合器604将通过第八端口从天线接收的信号分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转180度和90度。从第六和第七端口来的信号被第一和第二可变带通滤波器606和608完全反射，并被反馈至第六和第七端口。合并这些反馈信号，并通过第五端口输出。分配器624通过第四双工器622从第五端口接收信号，并分配所接收的信号。将一个分配信号提供给子系统26，而通过接收滤波器626将另一个提供给第一混合耦合器602的第四端口。第一混合耦合器602将接收信号以90度的相位差分配给第二和第三端口。从第二和第三端口来的信号被第一和第二可变带通滤波器606和608完全反射，并被反馈至第二和第三端口。合并这些反馈信 号，并通过第一端口输出。在主系统22中，通过第三双工器222接收来自第一端口的信号。
<子系统中的发送>
从子系统26来的发送信号TX2通过第四双工器622，并通过第五端口被提供给第二混合耦合器604。第二混合耦合器604将所接收的信号分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转180度和90度。因此，所分配的信号具有90度的相位差。从第六和第七端口来的信号被第一和第二可变带通滤波器606和608完全反射，并被反馈至第六和第七端口。合并这些反馈信号，并通过第八端口输出。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<子系统中的接收>
将通过天线接收的信号提供给第二混合耦合器608的第八端口，并将其分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转180度和90度。因此，所分配的信号具有90度的相位差。从第六和第七端口来的信号被第一和第二可变带通滤波器606和608完全反射，并被反馈至第六和第七端口。合并这些反馈信号，并通过第五端口输出。从第五端口来的信号通过第四双工器622，并通过分配器624被提供给子系统26的接收机。
同时，理论上，在通过第一混合耦合器602从主系统22输出发送信号Tx1的过程中不会发生反射。然而，实际上，发送信号Tx1中的一些还是会通过第四端口输出，虽然该信号很微弱。为了避免这个问题，还可以在接收滤波器626与第一混合耦合器602的第四端口之间提供环行器628用于隔离，如图7所示。
在上述配置中，使用第一和第二可变双工器606和608代替固定双工器的原因是为了适应以下两种情况，即BS系统的全部发送和接收频带都是主系统专用或被分离至主系统和子系统。
如图12A所示，第一和第二可变双工器606和608是频带偏移滤波器，用于根据外部控制信号适当地偏移滤波频带。当只给BS共享 装置提供了主系统22时，第一和第二可变双工器606和608可以被设置为对相应的服务提供商的服务频带进行滤波。如果服务提供商添加子系统26了，并且想要通过划分服务频带来通过主系统22和子系统26提供服务，则第一和第二可变双工器606和608根据外部控制信号偏移滤波器频带，使得其不包括分配给子系统26的带宽，如图12B所示。
图8是根据本发明的第四实施例的无线通信BS共享装置的框图。参照图8，无线通信BS共享装置80被配置为在具有第三双工器222的主系统22与子系统26之间共享天线。该BS共享装置80包括：主系统，具有第三双工器；子系统；第一魔T 802，用于将通过第一端口从第三双工器222接收到的发送信号以不同相位分配给第二和第三端口，并将通过第四端口从天线接收的信号以相同相位分配给第二和第三端口；第一相位旋转器812，用于从第一魔T 802的第二端口接收信号，并对接收信号的相位进行旋转；第一可变带通滤波器806，用于对从第一相位旋转器812接收的信号进行滤波；第二相位旋转器814，用于对从第一可变带通滤波器806接收的信号进行旋转；第二可变带通滤波器808，用于对从第一魔T 802的第三端口接收的信号进行滤波；以及第二魔T 804，用于通过第六和第七端分别从第二相位旋转器814和第二可变带通滤波器808接收信号，并合并这些信号；第四双工器822，连接在第二魔T 804的第五端口与子系统26之间；分配器824，连接在第四双工器822的接收机Rx与子系统26之间，用于对从第四双工器822的接收机Rx接收的信号进行分配；以及接收滤波器826，用于对从分配器824接收的分配信号进行滤波，并将滤波信号施加至第一魔T 802的第四端口。
天线连接至第二魔T 804的第八端口。第三和第四双工器222和822的接收机Rx以及接收滤波器826可以由不通过主系统22和子系统26的接收频率的接收滤波器、或者使特定频带(例如PCS频带)中的主系统22和子系统26的接收频率通过的全频带滤波器来实现。第一和第二可变带通滤波器806和808被配置为仅使主系统22的发送频带通过。如果主系统22与子系统26的位置交换，则第一和第二可 变带通滤波器806和808可以仅使子系统26的如果和接收频带通过。如果诸如第四双工器822之类的滤波器已经在子系统26中存在，则可以不提供第四双工器622。
下面将描述无线通信BS共享装置的操作。
<主系统中的发送>
主系统22的发送信号TX1通过第三双工器222，并被提供给第一魔T 802的第一端口。第一魔T 802将接收的信号以180度的相位差分配给第二和第三端口。通过第二可变带通滤波器808，将从第三端口来的信号提供给第二魔T 804的第七端口。在第一相位旋转器812中，将从第二端口来的信号的相位旋转90度。在通过第一可变带通滤波器806之后，从第一相位旋转器812来的信号在第二相位旋转器814中相位旋转90度，然后被输出至第二魔T 804的第六端口。因此，第二魔T 804通过第六和第七端口接收的信号具有相同的相位，第二魔T 804合并这些信号，并通过第八端口输出合并的信号。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<主系统中的接收>
第二魔T 804通过第八端口从天线接收信号，并将该信号以相同的相位分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二可变带通滤波器808完全反射，并被反馈回第七端口。从第二魔T 804的第六端口来的信号在第二相位旋转器814中相位旋转90度、被第一可变带通滤波器806反射、在第二相位旋转器814中再次相位旋转90度，然后被提供给第二魔T 804的第六端口。因此，第二魔T 804通过第六和第七端口接收到具有180度相位差的信号，将其合并，并通过第五端口输出合并的信号。从第五端口来的信号通过第四双工器822，在分配器824中被分配为两个信号。将一个分配信号提供给子系统26，而通过接收滤波器826将另一个提供给第一魔T 802的第四端口。第一魔T 802将通过第四端口接收的信号以相同的相位分配给第二和第三端口。从第三端口来的信号被第二可变带通滤波器808完全反射，并被反馈至第三端口。尽管从第二端口来的信号在第一相位旋转器 812中相位旋转90度，然而它也被第一可变带通滤波器806反射、在第一相位旋转器812中再次旋转90度、然后被提供给第一魔T 802的第二端口。因此，第一魔T 802通过第二和第三端口接收具有180度相位差的信号，将其合并，并通过第一端口输出合并的信号。从第一端口来的信号通过第三双工器222，并通过第三双工器222被提供给主系统22的接收机。
<子系统中的发送>
从子系统26来的发送信号TX2通过第四双工器822，并被提供给第二魔T 804的第五端口。第二魔T 804将接收的信号以180度的相位差分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二可变带通滤波器808完全反射，并被反馈至第七端口。尽管从第六端口来的信号在第二相位旋转器814中相位旋转90度，然而它也被第一可变带通滤波器806完全反射，在第二相位旋转器814中再次相位旋转90度，并被反馈至第六端口。因此，第二魔T 804通过第六和第七端口接收具有相同相位的信号，合并这些信号，并通过第八端口输出合并的信号。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<子系统中的接收>
第二魔T 804通过第八端口从天线接收信号，并将接收的信号以相同的相位分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二可变带通滤波器808完全反射，并被反馈至第七端口。尽管从第六端口来的信号在第二相位旋转器814中相位旋转90度时，然而它也被第一可变带通滤波器806完全反射，在第二相位旋转器814中再次相位旋转90度，并被反馈至第六端口。因此，第二魔T 804通过第六和第七端口接收到具有180度相位差的信号，将其合并，并通过第五端口输出合并的信号。通过第四双工器822，将从第五来输出的信号提供给分配器824。分配器824分配接收的信号，并将两个分配信号之一输出至子系统26的接收机。
同时，理论上，在通过第一魔T 802从主系统22输出发送信号 Tx1的过程中不会发生反射。然而，实际上，发送信号Tx1中的一些还是会通过第四端口输出，虽然该信号很微弱。为了避免这个问题，还可以在接收滤波器826与第一魔T 802的第四端口之间提供了环行器828用于隔离，如图9所示。
使用第一和第二可变带通滤波器806和808代替固定频带滤波器，能够通过频带的划分向主系统添加子系统。
图10是根据本发明的第五实施例的无线通信BS共享装置的框图。参照图10，无线通信BS共享装置90被配置为在具有第三双工器222的主系统22与子系统26之间共享天线。该BS共享装置90包括：第一魔T 902，用于将通过第四端口从第三双工器222接收到的发送信号以相同相位分配给第三和第四端口，并以不同相位分配通过第一端口接收的信号；第一相位旋转器912，用于从第一魔T 802的第三端口接收信号，并对接收信号的相位进行旋转；第二可变带通滤波器908，用于对从第一相位旋转器912接收的信号进行滤波；第一可变带通滤波器906，用于对从第一魔T的第二端口接收的信号进行滤波；第二相位旋转器914，用于对从第一可变带通滤波器906接收的信号进行旋转；以及第二魔T 904，用于通过第六和第七端分别从第二相位旋转器914和第二可变带通滤波器908接收信号，并合并这些信号；第四双工器922，连接在第二魔T 904的第五端口与子系统26之间；分配器924，连接在第四双工器922的接收机Rx与子系统26之间，用于分配从第四双工器922的接收机Rx接收的信号；以及接收滤波器926，用于对从分配器924接收的分配信号进行滤波，并将滤波信号施加至第一魔T 902的第一端口。
天线连接至第二魔T 904的第八端口。第三和第四双工器222和922的接收机Rx以及接收滤波器926可以由不通过主系统22和子系统26的接收频率的接收滤波器、或者使特定频带(例如PCS频带)中的主系统22和子系统26的接收频率通过的全频带滤波器来实现。第一和第二可变带通滤波器906和908被配置为仅使主系统22的发送频带通过。如果主系统22与子系统26的位置交换，则第一和第二可变带通滤波器906和908可以仅使子系统26的发送和接收频带通过。 如果诸如第四双工器922之类的滤波器已经在子系统26中存在，则可以不提供第四双工器922。
下面将描述无线通信BS共享装置的操作。
<主系统中的发送>
通过第三双工器222，将主系统22的发送信号TX1提供给第一魔T 902的第四端口。第一魔T 902将接收的信号以相同的相位分配给第二和第三端口。从第三端口来的信号在第一相位旋转器912中相位旋转90度，并通过第二可变带通滤波器908被提供给第二魔T 904的第七端口。在通过第一可变带通滤波器906之后，从第二端口来的信号在第二相位旋转器914中相位旋转90度，然后被提供给第二魔T904的第六端口。因此，第二魔T 904通过第六和第七端口接收的信号具有相同的相位。第二魔T 904合并这些信号，并通过第八端口输出合并的信号。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<主系统中的接收>
第二魔T 04通过第八端口从天线接收信号，并将该信号以相同的相位分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二可变带通滤波器908完全反射，并被反馈至第七端口。从第二魔T 904的第六端口来的信号在第二相位旋转器914中相位旋转90度、被第一可变带通滤波器906反射、在第二相位旋转器914中再次相位旋转90度，从而总计相位旋转180度，然后被提供给第二魔T 904的第六端口。因此，第二魔T 804通过第六和第七端口接收到具有180度相位差的信号，将其合并，并通过第五端口输出合并的信号。从第五端口来的信号通过第四双工器922，并在分配器924中被分配为两个信号。将一个分配信号提供给子系统26，而通过接收滤波器926将另一个提供给第一魔T 902的第一端口。第一魔T 902将通过第一端口接收的信号以180的相位差分配给第二和第三端口。从第二端口来的信号被第一可变带通滤波器906完全反射并，并被反馈至第二端口。尽管从第三端口来的信号在第一相位旋转器912中相位旋转90度，但是它也被第一可变带通滤波器906反射、在第一相位旋转器912中再次旋转90度、然后 被提供给第一魔T 802的第二端口。因此，第一魔T 902通过第二和第三端口接收具有相同相位的信号，将其合并，并通过第四端口输出合并的信号。从第四端口来的信号通过第三双工器222，并通过第三双工器222被提供给主系统22的接收机。
<子系统中的发送>
从子系统26来的发送信号TX2通过第四双工器922，并被提供给第二魔T 904的第五端口。第二魔T 904将接收的信号以180度的相位差分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二可变带通滤波器908完全反射，并被反馈至第七端口。尽管从第六端口来的信号在第二相位旋转器914中相位旋转90度，然而它也被第一可变带通滤波器906完全反射，在第二相位旋转器914中再次相位旋转90度，并被反馈至第六端口。因此，第二魔T 904通过第六和第七端口接收具有相同相位的信号，合并这些信号，并通过第八端口输出合并的信号。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<子系统中的接收>
第二魔T 904通过第八端口从天线接收信号，并将接收的信号以相同的相位分配给第六和第七端口。从第七端口来的信号被第二可变带通滤波器908完全反射，并被反馈至第七端口。尽管从第六端口来的信号在第二相位旋转器914中相位旋转90度时，然而它也被第一可变带通滤波器906完全反射，在第二相位旋转器914中再次相位旋转90度，并被反馈至第六端口。因此，第二魔T 904通过第六和第七端口接收到具有180度相位差的信号，将其合并，并通过第五端口输出合并的信号。通过第四双工器922将从第五端口来的信号提供给分配器924。分配器924分配接收的信号，并将两个分配信号之一输出至子系统26的接收机。
同时，理论上，在通过第一魔T 902从主系统22输出发送信号Tx1的过程中不会产生反射。然而，实际上，发送信号Tx1中的一些还是会通过第四端口输出，虽然该信号很微弱。为了避免这个问题，还可以在接收滤波器926与第一魔T 902的第一端口之间提供环行器928用于隔离，如图11所示。
通过使用第一和第二可变带通滤波器906和908代替固定频带滤波器，可以通过频带的划分向主系统添加子系统。
图13是根据本发明的第六实施例的无线通信BS共享装置的框图。图13所示的无线通信BS共享装置在主系统28或子系统26中可以没有双工器。由于BS系统的服务频带被分离，并被分配给根据本发明的主系统28和子系统26，因此主系统28和子系统26的基本服务频带完全相同。
参照图13，无线通信BS共享装置70被配置为在主系统28与子系统26之间共享天线。
该BS共享装置70包括：第一混合耦合器702，用于分配通过第一端口从主系统28接收到的发送信号，并输出具有不同相位的分配的信号；第一可变带通滤波器706，用于对从第一混合耦合器702的第二端口接收的信号进行滤波；第二可变带通滤波器708，用于对从第一混合耦合器702的第三端口接收的信号进行滤波；第二混合耦合器704，用于通过第六和第七端口从第一和第二可变带通滤波器706和708接收信号，合并这些信号，通过第八端口输出合并的信号，并通过第五端口从子系统26接收发送信号；双工器722，其发送机Tx连接至第二混合耦合器704的第八端口连接，用于将发送信号从发送机Tx发送至天线；以及分配器724，用于将从双工器722的接收机Rx接收的信号分配给主系统28和子系统26。
下面将描述无线通信BS共享装置的操作。
<主系统中的发送>
第一混合耦合器702通过第一端口从主系统28接收发送信号Tx，并将接收的信号分配给第二和第三端口，对于第二和第三端口，该信号的相位分别被旋转90度和180度。因此，分配的信号具有90度的相位差。
从第二和第三端口来的信号通过仅让主系统28的发送信号Tx通过的第一和第二可变带通滤波器706和708，并被提供给第二混合耦 合器704的第六和第七端口。
第二混合耦合器704对所接收的信号进行合并，并通过第八端口输出合并的信号。从第八端口来的信号通过天线发射出去。
<主系统中的接收>
在双工器722的接收机Rx中，对通过天线接收的信号进行滤波。分配器724分配滤波后的信号。将一个分配信号提供给子系统26，并将另一个提供给主系统28。因此，在主系统28处接收信号。
<子系统中的发送>
通过第五端口，将从子系统26来的发送信号Tx提供给第二混合耦合器704。
第二混合耦合器704将所接收的信号分配给第六和第七端口，对于第六和第七端口，该信号的相位分别被旋转180度和90度。因此，分配的信号具有90度的相位差。
从第六和第七端口来的信号被第一和第二可变带通滤波器706和708完全反射，并被反馈至第六和第七端口。
合并这些反馈信号，并通过第八端口输出。从第八端口来的信号在通过双工器722之后经由天线发射出去。
<子系统中的接收>
在双工器722的接收机Rx中，对通过天线接收的信号进行滤波。分配器724对滤波后的信号进行分配。给子系统26提供所分配信号之一。因此，在子系统26处接收到信号。
尽管已经参照本发明的特定优选实施例对本发明进行了说明和描述，然而这些实施例仅是示例性应用。
例如，尽管第一和第二可变双工器以及第一和第二可变带通滤波器用于对发送和/或接收频带的可变滤波，然而，它们可以由低通滤波器(LPF)和/或高通滤波器(HPF)或其组合所替代。
尽管为了提高滤波性能，将图6至11所示的BS共享装置配置为 如下：分配器624、824、924连接在第四双工器622、822和922的接收机Rx与子系统26之间，对从接收机Rx来的信号进行分配，并提供所分配的信号之一作为针对主系统22的接收信号，然而，还可以设想：将所分配的信号之一直接提供给主系统22的第三双工器322，而不通过接收滤波器626、826和926。
同样，尽管图13中所示的BS共享装置采用了混合耦合器，然而该混合耦合器可以由第二实施例中的魔T所替代。
除了上述修改，可以在不背离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对形式和细节作出许多其他的修改。
工业实用性
如上所述，根据本发明的无线通信BS共享装置实现了主BS系统与添加至主BS系统的、具有不同频带的子BS系统能够容易地共享天线和馈电电缆。
无论子系统的频带如何，都能够共享天线和馈电电缆。
该无线通信BS共享系统即便对多个子系统来说也可以简单地实现。
无论主系统和子系统的频带为多少，它都可以应对。
同样在该无线通信BS共享装置中，分离给定的频带，并将其分配给不同的操作系统。
特别是当使用变频滤波器时，对于各种频率组合，一个模型就足够了。这样，就不再需要开发不同的模型。
此外，由于不需要制造许多模型，因而可以在短时间内提供产品，节省管理成本，实现了大规模生产，从而降低了制造成本。
由于在操作该无线通信BS共享装置时可以改变频带，因此能立即采取积极措施应对在服务提供商间或本地频率改变间的变化。与传统技术相比，无需卸载和重新安装，从而节省了成本。

Claims (12)

1.一种用于在主系统与子系统之间共享一根天线的无线通信基站共享装置，包括：
第一信号合并器/分配器，通过第一端口连接至主系统-双工器的发送/接收信号线，用于将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收到的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二信号合并器/分配器，通过第五端口连接至子系统-双工器的发送/接收信号线，并通过第八端口与天线连接，用于将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；以及
第二可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带，
其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是混合耦合器，所述第一和第二可变滤波器是用于通过主系统的发送和接收频带的带通滤波器，所述无线通信基站共享装置还包括：分配器，用于对从子系统-双工器的接收机接收的信号进行分配；以及接收滤波器，用于对从所述分配器接收的分配信号进行滤波，并将滤波后的信号提供给第一信号合并器/分配器的第四端口。
2.如权利要求1所述的无线通信基站共享装置，还包括在接收滤波器与第一信号合并器/分配器的第四端口之间的信号路径上的具有隔离功能的环行器。
3.一种用于在主系统与子系统之间共享一根天线的无线通信基站共享装置，包括：
第一信号合并器/分配器，通过第一端口连接至主系统-双工器的发送/接收信号线，用于将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收到的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二信号合并器/分配器，通过第五端口连接至子系统-双工器的发送/接收信号线，并通过第八端口与天线连接，用于将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；以及
第二可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带，
其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是魔T，所述第一和第二可变滤波器是用于通过主系统的发送和接收频带的带通滤波器，所述无线通信基站共享装置还包括：设置在第一可变滤波器与第一信号合并器/分配器的第二端口之间的信号路径上的第一相位旋转器；设置在第一可变滤波器与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上的第二相位旋转器；分配器，用于对从子系统-双工器的接收机接收的信号进行分配；以及接收滤波器，用于对从所述分配器接收的分配信号进行滤波，并将滤波后的信号提供给第一信号合并器/分配器的第四端口。
4.如权利要求3所述的无线通信基站共享装置，还包括在接收滤波器与第一信号合并器/分配器的第四端口之间的信号路径上的具有隔离功能的环行器。
5.一种用于在主系统与子系统之间共享一根天线的无线通信基站共享装置，包括：
第一信号合并器/分配器，通过第一端口连接至主系统-双工器的发送/接收信号线，用于将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收到的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二信号合并器/分配器，通过第五端口连接至子系统-双工器的发送/接收信号线，并通过第八端口与天线连接，用于将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；以及
第二可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带，
其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是混合耦合器，所述第一和第二可变滤波器是用于通过主系统的发送和接收频带的带通滤波器，所述无线通信基站共享装置还包括：分配器，用于对从子系统-双工器的接收机接收的信号进行分配，并将所分配的信号之一提供给第一信号合并器/分配器的第四端口。
6.一种用于在主系统与子系统之间共享一根天线的无线通信基站共享装置，包括：
第一信号合并器/分配器，通过第一端口连接至主系统-双工器的发送/接收信号线，用于将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收到的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二信号合并器/分配器，通过第五端口连接至子系统-双工器的发送/接收信号线，并通过第八端口与天线连接，用于将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；以及
第二可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带，
其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是魔T，所述第一和第二可变滤波器是用于仅通过主系统的发送频带的带通滤波器，所述无线通信基站共享装置还包括：设置在第一可变滤波器与第一信号合并器/分配器的第二端口之间的信号路径上的第一相位旋转器；设置在第一可变滤波器与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上的第二相位旋转器；以及分配器，用于对从子系统-双工器的接收机接收的信号进行分配，并将所分配信号之一提供给第一信号合并器/分配器的第四端口。
7.一种用于在主系统与子系统之间共享一根天线的无线通信基站共享装置，包括：
第一信号合并器/分配器，通过第一端口连接至主系统-双工器的发送/接收信号线，用于将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收到的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二信号合并器/分配器，通过第五端口连接至子系统-双工器的发送/接收信号线，并通过第八端口与天线连接，用于将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；以及
第二可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带，
其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是魔T，所述第一和第二可变滤波器是用于通过主系统的发送和接收频带的带通滤波器，所述无线通信基站共享装置还包括：设置在第二可变滤波器与第一信号合并器/分配器的第三端口之间的信号路径上的第一相位旋转器；设置在第一可变滤波器与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上的第二相位旋转器；分配器，用于对从子系统-双工器的接收机接收的信号进行分配；以及接收滤波器，用于对从所述分配器接收的分配信号进行滤波，并将滤波后的信号提供给第一信号合并器/分配器的第四端口。
8.如权利要求7所述的无线通信基站共享装置，还包括在接收滤波器与第一信号合并器/分配器的第四端口之间的信号路径上的具有隔离功能的环行器。
9.一种无线通信基站共享装置，用于在主系统与子系统之间共享一个天线，所述无线通信基站共享装置包括：
第一魔T，通过第四端口连接至主系统-双工器的发送/接收信号线，用于将通过第四端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收到的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二魔T，通过第五端口连接至子系统-双工器的发送/接收信号线，并通过第八端口连接至天线，用于对通过第五端口接收的信号进行分配，并向第六和第七端口输出具有相同相位的分配信号，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收到的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变带通滤波器，设置在第一魔T的第二端口与第二魔T的第六端口之间的信号路径上，用于使主系统的发送频带通过，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；
第二可变带通滤波器，设置在第一魔T的第三端口与第二魔T的第七端口之间的信号路径上，用于使主系统的发送频带通过，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；
第一相位旋转器，设置在第二可变带通滤波器与第一魔T的第三端口之间的信号路径上；
第二相位旋转器，设置在第一可变带通滤波器与第二魔T的第六端口之间的信号路径上；
分配器，用于对从子系统-双工器的接收机接收的信号进行分配；
接收滤波器，用于对从所述分配器接收的分配信号进行滤波；以及
环行器，用于将从所述接收滤波器接收的滤波信号提供给第一魔T的第一端口。
10.一种无线通信基站共享装置，用于在主系统和子系统之间共享一根天线，所述无线通信基站共享装置包括：
第一信号合并器/分配器，通过第一端口连接至主系统的发送信号线，用于将通过第一端口接收的信号分配给第二和第三端口，以及根据信号的相位，合并通过第二和第三端口接收的信号，并通过第一端口或第四端口输出合并的信号；
第二信号合并器/分配器，通过第五端口连接至子系统的发送信号线，用于将通过第五端口接收的信号分配给第六和第七端口，以及根据信号的相位，合并通过第六和第七端口接收的信号，并通过第五或第八端口输出合并的信号；
第一可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第二端口与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；以及
第二可变滤波器，设置在第一信号合并器/分配器的第三端口与第二信号合并器/分配器的第七端口之间的信号路径上，用于对预定的频带进行滤波，并根据外部控制信号可变地偏移滤波频带；
双工器，具有与第二信号合并器/分配器的第八端口连接的发送机，用于将来自发送机的发送信号提供给天线；以及
分配器，用于将从所述双工器的接收机接收的信号分配给主系统和子系统。
11.如权利要求10所述的无线通信基站共享装置，其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是混合耦合器。
12.如权利要求10所述的无线通信基站共享装置，其中，所述第一和第二信号合并器/分配器是魔T，所述无线通信基站共享装置还包括：设置在第一可变滤波器与第一信号合并器/分配器的第二端口之间的信号路径上的第一相位旋转器；以及设置在第一可变滤波器与第二信号合并器/分配器的第六端口之间的信号路径上的第二相位旋转器。
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