CN108233971A - 全双工分布系统和全双工信号传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全双工分布系统和全双工信号传输方法。所述全双工分布系统包括全双工信源、末端天线、变频器和逆变器，其中，变频器设置在信源端，用于将全双工信源的发射信号进行移频变换；逆变器设置在末端，用于对全双工信源的发射信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。本发明可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源。

Description

全双工分布系统和全双工信号传输方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种全双工分布系统和全双工信号传输方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，丰富多样的多媒体业务成为移动用户的主要业务需求，其数据流量需求与日剧增，并且数据业务流量向室内环境聚集的趋势愈发明显，因此，如何为用户提供速度更快的室内无线网络覆盖成为5G时代的主要挑战。

目前针对室内无线网络覆盖，有几种可行的部署方案，包括：传统的分布式天线系统(DAS)、小基站、以及新型的数字分布系统等。其中DAS可以通过信源合路灵活支持网络制式及频段的扩展，产业链成熟、成本低廉，在现网部署最为广泛，涵盖了绝大部分重要的室内场景。并且DAS由于其结构特点网络覆盖均匀而又稳定。改造利用现有的DAS解决5G的室内覆盖可以大大降低建设成本、缩短建设周期，实现快速大规模部署。

现有的无线通信系统均采用FDD或TDD双工方式，分别通过在频域或时域隔离上/下行传输来避免上/下行无线链路之间的干扰。

图1为全双工技术的示意图。如图2所示，与现有的FDD或TDD双工方式相比，同时同频全双工(Co-time Co-frequency Full Duplex,CCFD)技术突破了在时域或频域隔离上/下行传输的双工方式，使得通信双方能够使用相同的载波及时隙资源，从而将频谱效率翻倍，显著提高系统吞吐量和容量，成为了5G潜在关键技术之一。同时，全双工的性能与系统整体的干扰抑制能力紧密正相关。因此全双工正好适用于对容量和吞吐量有较高需求、同时天然具备建筑物隔离的室内环境。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种全双工分布系统和全双工信号传输方法，可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源。

根据本发明的一个方面，提供一种全双工分布系统，包括全双工信源、末端天线、变频器和逆变器，其中：

变频器设置在信源端，用于将全双工信源的发射信号进行移频变换；

逆变器设置在末端，用于对全双工信源的发射信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

在本发明的一个实施例中，变频器用于在信源端将发射信号调制至其它载波，并将信源的发射端口与信源的接收端口合并；

逆变器用于在末端将发射信号与接收信号分离，并将发射信号还原到工作载波。

在本发明的一个实施例中，末端天线包括环形器，其中：

环形器，用于分离同频的全双工接收信号和发射信号，并通过对环形器的收/发隔离实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

根据本发明的另一方面，提供一种全双工分布系统，包括全双工信源、末端天线、变频器和逆变器，其中：

变频器设置在末端，用于将全双工信源的接收信号进行移频变换；

逆变器设置在信源端，用于对全双工信源的接收信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

在本发明的一个实施例中，变频器用于在末端将接收信号调制至其它频点，并将末端天线的接收端口与末端天线的发射端口合并；

逆变器用于在信源端将发射信号与接收信号分离，并将接收信号还原到工作频点。

在本发明的一个实施例中，末端天线包括环形器，其中：

环形器，用于分离同频的全双工接收信号和发射信号，并通过对环形器的收/发隔离实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

根据本发明的另一方面，提供一种全双工信号传输方法，包括：

设置在全双工信源端的变频器将全双工信源的发射信号进行移频变换；

全双工信源的发射信号和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输；

设置在末端天线的逆变器对全双工信源的发射信号进行逆变换。

在本发明的一个实施例中，所述设置在全双工信源端的变频器将全双工信源的发射信号进行移频变换包括：

变频器在信源端将发射信号调制至其它载波，并将信源的发射端口与信源的接收端口合并；

所述设置在末端天线的逆变器对全双工信源的发射信号进行逆变换包括：

逆变器在末端将发射信号与接收信号分离，并将发射信号还原到工作载波。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

末端天线的环形器对同频的全双工接收信号和发射信号进行分离；

通过对环形器的收/发隔离，实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

根据本发明的另一方面，提供一种全双工信号传输方法，包括：

设置在末端天线的变频器将全双工信源的接收信号进行移频变换；

全双工信源的发射信号和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输；

设置全双工信源端的逆变器对全双工信源的接收信号进行逆变换。

在本发明的一个实施例中，所述设置在末端天线的变频器将全双工信源的接收信号进行移频变换包括：

变频器在末端将接收信号调制至其它频点，并将末端天线的接收端口与末端天线的发射端口合并；

所述设置全双工信源端的逆变器对全双工信源的接收信号进行逆变换包括：

逆变器在信源端将发射信号与接收信号分离，并将接收信号还原到工作频点。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

末端天线的环形器对同频的全双工接收信号和发射信号进行分离；

通过对环形器的收/发隔离，实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

本发明可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为全双工技术的示意图。

图2为本发明一个实施例中接收与发射端口分别建设独立的馈缆及末端天线的示意图。

图3为本发明一个实施例中接收与发射端口合路共用馈缆及末端天线的示意图。

图4为本发明全双工分布系统第一实施例的示意图。

图5为本发明全双工分布系统第二实施例的示意图。

图6为本发明一个实施例中末端天线的示意图。

图7为本发明全双工分布系统第三实施例的示意图。

图8为本发明全双工分布系统第四实施例的示意图。

图9为本发明全双工信号传输方法第一实施例的示意图。

图10为本发明全双工信号传输方法第二实施例的示意图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

申请人发现：若直接采用DAS建设支持全双工网络覆盖的室内分布系统，存在如下两种方案：

图2为本发明一个实施例中接收与发射端口分别建设独立的馈缆及末端天线的示意图。如图2所示，该方案中，针对信源基站的接收与发射端口分别建设独立的馈缆链路及末端天线。

图2实施例的方案可以为信源的接收和发射端口提供一定的物理隔离，提高了系统整体的自干扰抑制能力，网络覆盖效果较好，但是建设方案复杂，工程难度大，造价高。

图3为本发明一个实施例中接收与发射端口合路共用馈缆及末端天线的示意图。如图3所示的方案中，将信源基站的接收与发射端口合路后共用相同的馈缆链路及末端天线。

图3实施例方案的问题在于无法为信源的接收和发射端口提供任何隔离。对于采用传统FDD/TDD双工方式的系统，信源基站的接收/发射链路工作在不同的上/下行载波或上/下行时隙，因此可以将接收和发射端口合路共用馈缆而不存在干扰。而对于全双工系统，信源基站的接收与发射链路工作在相同的载波和时隙，若直接将接收和发射端口合路，则存在严重的自干扰，且所有的自干扰抑制均需要在信源基站完成，对基站能力要求很高。

针对图2和图3实施例方案存在的技术问题，申请人提出了两种传输全双工射频信号的分布式系统，以及一种实现自干扰消除的室内天线设备。下面具体进行介绍。

图4为本发明全双工分布系统第一实施例的示意图。如图4所示，所述全双工分布系统可以包括全双工信源1、末端天线2、变频器3和逆变器4，其中：

在本发明的一个实施例中，所述全双工信源1可以实现为全双工基站。

变频器3设置在信源端，用于将全双工信源1的发射信号进行移频变换。

在本发明的一个实施例中，变频器3具体用于在信源端将发射信号调制至其它载波，并将信源的发射端口Tx与信源的接收端口Rx合并。

逆变器4设置在末端，用于对全双工信源1的发射信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

在本发明的一个实施例中，逆变器4具体可以用于在末端将发射信号与接收信号分离，并将发射信号还原到工作载波。

基于本发明上述实施例提供的实现全双工射频信号传输的信源端发射移频分布系统，可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源，本发明上述实施例技术方案简单可靠，工程实施快捷经济。

图5为本发明全双工分布系统第二实施例的示意图。图5所示实施例为图4实施例在室内的具体应用。如图5所示，在全双工信源1处设置变频器3，并在室内不同位置的6个末端天线2处分别设置6个逆变器4。

图6为本发明一个实施例中末端天线的示意图。如图6所示，图4或图5实施例中的末端天线2可以包括环形器21和传统室分天线22，其中：

环形器21，用于分离同频的全双工接收信号和发射信号，并通过对环形器21的收/发隔离实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰抑制。

本发明上述实施例的末端天线，利用环形器提供全双工发射/接收信号的自干扰消除，从而降低了对信源设备自干扰消除能力的要求。本发明上述实施例系统的末端天线可以利用现有的室内天线并且具有一定的自干扰抑制能力，由此可以有效降低对全双工信源基站自干扰抑制能力的要求。

图7为本发明全双工分布系统第三实施例的示意图。如图7所示，所述全双工分布系统可以包括全双工信源1、末端天线2、变频器5和逆变器6，其中：

变频器5设置在末端，用于将全双工信源1的接收信号进行移频变换。

在本发明的一个实施例中，变频器5具体可以用于在末端将接收信号调制至其它频点，并将末端天线2的接收端口Rx与末端天线2的发射端口Tx合并。

逆变器6设置在信源端，用于对全双工信源1的接收信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

在本发明的一个实施例中，逆变器6具体可以用于在信源端将发射信号与接收信号分离，并将接收信号还原到工作频点。

基于本发明上述实施例提供的实现全双工射频信号传输的末端接收移频分布系统，可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源，本发明上述实施例技术方案简单可靠，工程实施快捷经济。

图8为本发明全双工分布系统第四实施例的示意图。图8所示实施例为图7实施例在室内的具体应用。如图8所示，在全双工信源1处设置逆变器6，并在室内不同位置的6个末端天线2处分别设置6个变频器5。

在本发明的一个实施例中，图4或图5实施例中的末端天线2可以采用图6实施例的末端天线。

本发明上述实施例系统的末端天线可以利用现有的室内天线并且具有一定的自干扰抑制能力，可以利用环形器提供全双工发射/接收信号的自干扰消除，由此可以有效降低对全双工信源基站自干扰抑制能力的要求。

本发明上述实施例在室内分布系统的信源端和末端分别利用变频器和逆变器对全双工信源的发射信号进行移频变换和逆变换的方案，以及在末端和信源端分别利用变频器和逆变器对全双工信源的接收信号进行移频变换和逆变换的方案，使得全双工发射和接收信号能够共用单路DAS馈缆进行传输。

本发明上述实施例设计的新型末端天线，利用环形器提供全双工发射/接收信号的自干扰消除，从而降低了对信源设备自干扰消除能力的要求。

图9为本发明全双工信号传输方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由图4或图5实施例的全双工分布系统执行。如图9所示，所述方法可以包括：

步骤91，设置在全双工信源1端的变频器3将全双工信源1的发射信号进行移频变换。

在本发明的一个实施例中，步骤91可以包括：变频器3在信源端将发射信号调制至其它载波，并将信源的发射端口Tx与信源的接收端口Rx合并。

步骤92，全双工信源1的发射信号和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

步骤93，设置在末端天线2的逆变器4对全双工信源1的发射信号进行逆变换。

在本发明的一个实施例中，步骤93可以包括：逆变器4在末端将发射信号与接收信号分离，并将发射信号还原到工作载波。

基于本发明上述实施例提供的基于信源端发射移频分布系统实现全双工信号传输的方法，可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源，本发明上述实施例技术方案简单可靠，工程实施快捷经济。

在本发明的一个实施例中，所述方法还可以包括：末端天线2的环形器21对同频的全双工接收信号和发射信号进行分离；通过对环形器21的收/发隔离，实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

本发明上述实施例采用新型末端天线，利用环形器提供全双工发射/接收信号的自干扰消除，从而降低了对信源设备自干扰消除能力的要求。

图10为本发明全双工信号传输方法第二实施例的示意图。优选的，本实施例可由图7或图8实施例的全双工分布系统执行。如图10所示，所述方法可以包括：

步骤101，设置在末端天线2的变频器5将全双工信源1的接收信号进行移频变换。

在本发明的一个实施例中，步骤101具体可以包括：变频器5在末端将接收信号调制至其它频点，并将末端天线2的接收端口Rx与末端天线2的发射端口Tx合并。

步骤102，全双工信源1的发射信号和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

步骤103，设置全双工信源1端的逆变器6对全双工信源1的接收信号进行逆变换。

在本发明的一个实施例中，步骤103具体可以包括：逆变器6在信源端将发射信号与接收信号分离，并将接收信号还原到工作频点。

基于本发明上述实施例提供的基于末端接收移频分布系统实现全双工射频信号传输的方法，可以利用单路馈缆传输全双工上行和下行信号，从而充分利用了现有的DAS设备资源，本发明上述实施例技术方案简单可靠，工程实施快捷经济。

在本发明的一个实施例中，所述方法还可以包括：末端天线2的环形器21对同频的全双工接收信号和发射信号进行分离；通过对环形器21的收/发隔离，实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

本发明上述实施例设计的新型末端天线，利用环形器提供全双工发射/接收信号的自干扰消除，从而降低了对信源设备自干扰消除能力的要求。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种全双工分布系统，其特征在于，包括全双工信源、末端天线、变频器和逆变器，其中：

变频器设置在信源端，用于将全双工信源的发射信号进行移频变换；

逆变器设置在末端，用于对全双工信源的发射信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

2.根据权利要求1所述的全双工分布系统，其特征在于，

变频器用于在信源端将发射信号调制至其它载波，并将信源的发射端口与信源的接收端口合并；

逆变器用于在末端将发射信号与接收信号分离，并将发射信号还原到工作载波。

3.根据权利要求1或2所述的全双工分布系统，其特征在于，末端天线包括环形器，其中：

环形器，用于分离同频的全双工接收信号和发射信号，并通过对环形器的收/发隔离实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

4.一种全双工分布系统，其特征在于，包括全双工信源、末端天线、变频器和逆变器，其中：

变频器设置在末端，用于将全双工信源的接收信号进行移频变换；

逆变器设置在信源端，用于对全双工信源的接收信号进行逆变换，使得全双工发射和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输。

5.根据权利要求4所述的全双工分布系统，其特征在于，

变频器用于在末端将接收信号调制至其它频点，并将末端天线的接收端口与末端天线的发射端口合并；

逆变器用于在信源端将发射信号与接收信号分离，并将接收信号还原到工作频点。

6.根据权利要求4或5所述的全双工分布系统，其特征在于，末端天线包括环形器，其中：

环形器，用于分离同频的全双工接收信号和发射信号，并通过对环形器的收/发隔离实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

7.一种全双工信号传输方法，其特征在于，包括：

设置在全双工信源端的变频器将全双工信源的发射信号进行移频变换；

全双工信源的发射信号和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输；

设置在末端天线的逆变器对全双工信源的发射信号进行逆变换。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设置在全双工信源端的变频器将全双工信源的发射信号进行移频变换包括：

变频器在信源端将发射信号调制至其它载波，并将信源的发射端口与信源的接收端口合并；

所述设置在末端天线的逆变器对全双工信源的发射信号进行逆变换包括：

逆变器在末端将发射信号与接收信号分离，并将发射信号还原到工作载波。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还包括：

末端天线的环形器对同频的全双工接收信号和发射信号进行分离；

通过对环形器的收/发隔离，实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。

10.一种全双工信号传输方法，其特征在于，包括：

设置在末端天线的变频器将全双工信源的接收信号进行移频变换；

全双工信源的发射信号和接收信号共用单路分布式天线系统的馈缆进行传输；

设置全双工信源端的逆变器对全双工信源的接收信号进行逆变换。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设置在末端天线的变频器将全双工信源的接收信号进行移频变换包括：

变频器在末端将接收信号调制至其它频点，并将末端天线的接收端口与末端天线的发射端口合并；

所述设置全双工信源端的逆变器对全双工信源的接收信号进行逆变换包括：

逆变器在信源端将发射信号与接收信号分离，并将接收信号还原到工作频点。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括：

末端天线的环形器对同频的全双工接收信号和发射信号进行分离；

通过对环形器的收/发隔离，实现对全双工发射信号和接收信号的自干扰消除。