CN103067095B - 基于波导管传输媒质的多频段wifi并行传输系统 - Google Patents

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基于波导管传输媒质的多频段WIFI并行传输系统，包括波导管传输媒质、WIFI接入点设备、合路器、用户设备、天线，其特征是：它还包括信道滤波器、信道滤波器；所述的合路器是将多路WIFI接入点设备信号注入到所述波导管传输媒质的宽带合路器；所述的用户设备为WIFI用户设备；所述的天线为窄带天线；所述的WIFI接入点设备包含多个工作于不同正交信道的WIFI接入点，该WIFI接入点设备经过信道滤波器滤波后，连接到宽带合路器；所述WIFI用户设备工作在正交信道1、正交信道6、正交信道11中的任何一个，该WIFI用户设备通过对应的信道滤波器，由对应信道的窄带天线接收波导管传输媒质中辐射的信号，向波导管传输媒质中辐射信号，所述波导管传输媒质并行传输多路WIFI信号。

Description

基于波导管传输媒质的多频段WIFI并行传输系统
技术领域
本发明涉及列车运行控制技术领域，特别是涉及一种基于波导管传输媒质的多频段WIFI并行传输系统。
背景技术
近年来，我国各大城市轨道交通发展迅速，列车运行控制方法也由传统的司机根据地面信号显示行车升级为CBTC系统控制。所谓CBTC系统，是指基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control)。当前城市轨道交通已经进入网络化运行阶段，在该环境中列车控制系统需要大容量的地一车双向通信信息，以确保列车运行安全；一些专用通信系统诸如公安集群通信、车厢视频监控等也要求在轨旁与车厢设备进行通信；同时，车内旅客也有各种旅客信息服务的需求，需要从车外使用无线通信的方式将服务信息引入车厢内部。多种传输需求并存，要求车-地无线通信系统能够提供多个信道的同时传输，同时需要提供可靠的覆盖、大传输容量和强保密等级。
目前，CBTC系统主要采用WIFI制式进行车地通信，使用的传输媒质包括了空间自由波、泄漏电缆、波导三种方式。对于自由波、泄漏电缆两种传输方式，由于传输信号会在自由空间交叠，不可避免的造成多路信号间的相互干扰，降低小区边沿的覆盖性能，增加传输丢失率，系统保密性能也无法保证，波导传输媒质的封闭特性，决定了以上的问题都能够顺利的解决。然而，使用波导传输造成其它问题：当同一根波导管内有多个接入点信号传输时，由于波导对信号衰减很小，即使使用两路正交信号传输，旁瓣泄漏信号都会造成两路传输之间的严重干扰，无法实现并行传输。而为每路信号装配一根波导的成本过高，维护成本与现场施工难度都会增加。
综上所述，现有的CBTC系统如果使用波导管作为传输媒质，可以有效改善系统的覆盖性能、传输容量与保密性，但是无法同时承载多个应用系统，系统建设、维护成本都会显著增加。
此外，现有技术CN201503920U公开了将输入信号通过滤波器对系统频带外的信号进行过滤，再通过由多个带阻滤波器组成的多工器对具有系统整个频带的信号进行滤波，对多路信号混叠后输出至功分器，由功分器将单路信号分成多路输出信号，该现有技术滤波器输出的信号仅滤除了系统频带外的信号。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，提供一种基于波导管传输媒质的多频段WIFI并行传输系统，实现在一个波导管传输媒质中并行传输多路正交信号，减少同一波导管传输媒质内多路信号之间的干扰，并且保证传输性能，信道利用率高、成本低。
本发明的技术解决方案是：基于波导管传输媒质的多频段WIFI并行传输系统，包括波导管传输媒质、WIFI接入点设备、合路器、用户设备、天线，其特征是：它还包括信道滤波器、信道滤波器；所述的合路器是将多个正交信道上的WIFI接入点设备信号注入到所述波导管传输媒质的宽带合路器；所述的用户设备为WIFI用户设备；所述的天线为窄带天线；所述的WIFI接入点设备包含多个工作于不同正交信道的WIFI接入点，该WIFI接入点设备经过信道滤波器滤波后，连接到宽带合路器；所述WIFI用户设备用户设备工作在正交信道1、正交信道6、正交信道11中的任何一个，该WIFI用户设备通过对应的信道滤波器，由对应信道的窄带天线接收波导管传输媒质中辐射的信号，向波导管传输媒质中辐射信号，所述波导管传输媒质并行传输多路WIFI信号；所述的信道滤波器的通带宽度与WIFI信道宽度保持一致，具有良好的带外抑制特性；在所述波导管传输媒质旁的WIFI用户设备的射频前端，使用与工作信道频带匹配的信道滤波器滤波，该信道滤波器的通带宽度与WIFI信道宽度保持一致，具有良好的带外抑制特性，该信道滤波器将滤波后的信号通过一窄带天线将信号辐射到波导管传输媒质内，或者接收波导管传输媒质中辐射的信号，所述的窄带天线具有工作信道的带通滤波特性；所述波导管传输媒质的一端使用波导同轴转换器连接到所述的宽带合路器，另一端使用泄漏负载将多根波导管相连，所述宽带合路器具有良好的驻波反射特性与良好的隔离度。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1)同一波导内传输多路信号，提高信道利用率，减少成本；
2)减少空间中不同信号间的交叠，降低多路正交信号间的旁瓣泄漏造成的相互干扰，减少同一波导内多路同制式信号之间的干扰，提升传输性能。
附图说明
图1是根据本发明的在波导管中实现多个频段WIFI设备并行传输系统的原理图。
主要组件符号说明
基于波导的多频段WIFI并行传输系统100、波导管传输媒质110、法兰盘111、法兰盘112、波导同轴转换器113、泄漏负载114、宽带合路器120、WIFI接入点设备130、信道1接入点设备131、信道6接入点设备132、信道11接入点设备133；信道滤波器140、信道滤波器160、信道1滤波器141、信道6滤波器142、信道11滤波器143、WIFI用户设备150、窄带天线170
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示，图1为依据本发明具体实施例的一基于波导的多频段WIFI并行传输系统100。在该系统中，波导管传输媒质110一端的法兰盘111连接一波导同轴转换器113，另一端的法兰盘112连接一泄漏负载114。通过所述泄漏负载114可以与其它的波导管传输媒质相连。WIFI接入点设备130包含多个工作于不同正交信道的WIFI接入点，例如信道1WIFI接入点设备131、信道6WIFI接入点设备132、信道11WIFI接入点设备133，分别工作在WIFI设备2.4GHz频段的三个正交信道：信道1、信道6、信道11。信道滤波器140包括信道1滤波器141、信道6滤波器142、信道11滤波器143。WIFI接入点设备130经过信道滤波器140滤波后，连接到宽带合路器120，通过该宽带合路器120连接到波导同轴转换器113，然后注入到波导管传输媒质110。
在WIFI系统中，2.4GHz的频段被分成11个信道(美国、加拿大)或者13个信道(中国)，每个信道带宽是5MHz，分别被称为信道1到信道11或者信道1到信道13。如上所述WIFI接入点设备130所包含的WIFI接入点个数不限于3个，也不限于工作于2.4GHz频段的三个正交信道，工作于许可频段的正交信道均可，如5GHz频段的正交信道。工作的信道也不限于信道1、信道6、信道11，可以是频段内的任意信道。对于只有11个信道的2.4GHz频段来说，若使用3个信道的话，信道1、信道6和信道11是隔离度最大的三个信道，使用这3个信道性能最佳。
在波导管传输媒质110旁的WIFI用户设备150可以工作在上述正交信道1、正交信道6、正交信道11中的任何一个，通过对应的信道滤波器160后，由对应信道的窄带天线170接收波导管传输媒质110中辐射的信号，或者向波导管传输媒质110中辐射信号。所述WIFI用户设备150的工作信道要与所要通信的WIFI接入点设备130的工作信道相对应。信道滤波器160与信道滤波器140相同，可以是信道1滤波器、信道6滤波器、信道11滤波器中的一个，要与WIFI用户设备的工作信道相匹配。窄带天线170也要与WIFI用户设备150的工作信道频率相匹配。宽带合路器120应工作频率范围应包含WIFI系统的全部工作频率，应具有良好的驻波特性与隔离度，保证在合路器发射信号不会造成波导辐射信号的明显畸变，保证连接同一合路器的多路信号不会由于合路器的串扰造成相互干扰。
信道滤波器140和160具有很好的带外抑制作用，能够减少其它信道的信号对工作信道传输信号的干扰，并抑制工作信道信号泄漏到邻近信道的信号能量。窄带天线170具有工作信道的带通滤波特性，能够滤除工作信道外的信号能量，减少其它信道对工作信道的干扰。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变形，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (1)

1.基于波导管传输媒质的多频段WIFI并行传输系统，包括波导管传输媒质(110)、WIFI接入点设备(130)、合路器、用户设备、天线，其特征是：它还包括信道滤波器(140)、信道滤波器(160)；所述的合路器是将多个正交信道上的WIFI接入点设备(130)信号注入到所述波导管传输媒质(110)的宽带合路器(120)；所述的用户设备为WIFI用户设备(150)；所述的天线为窄带天线(170)；所述的WIFI接入点设备(130)包含多个工作于不同正交信道的WIFI接入点，该WIFI接入点设备(130)经过信道滤波器(140)滤波后，连接到宽带合路器(120)；所述WIFI用户设备(150)用户设备150工作在正交信道(1)、正交信道(6)、正交信道(11)中的任何一个，该WIFI用户设备(150)通过对应的信道滤波器(160)，由对应信道的窄带天线(170)接收波导管传输媒质(110)中辐射的信号，向波导管传输媒质(110)中辐射信号，所述波导管传输媒质(110)并行传输多路WIFI信号；所述的信道滤波器(140)的通带宽度与WIFI信道宽度保持一致，具有良好的带外抑制特性；在所述波导管传输媒质(110)旁的WIFI用户设备(150)的射频前端，使用与工作信道频带匹配的信道滤波器(160)滤波，该信道滤波器(160)的通带宽度与WIFI信道宽度保持一致，具有良好的带外抑制特性，该信道滤波器(160)将滤波后的信号通过一窄带天线(170)将信号辐射到波导管传输媒质(110)内，或者接收波导管传输媒质(110)中辐射的信号，所述的窄带天线(170)具有工作信道的带通滤波特性；所述波导管传输媒质(110)的一端使用波导同轴转换器(113)连接到所述的宽带合路器(120)，另一端使用泄漏负载(114)将多根波导管相连，所述宽带合路器(120)具有良好的驻波反射特性与良好的隔离度。
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