CN111614379A - 一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统 - Google Patents

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王佐佑
李力
秦幸坚
聂鹏
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Abstract

本发明公开了一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，包括接入设备、同轴电缆网和终端设备，高频无线信号通过接入设备降频后通过同轴电缆网传输至终端设备。本发明的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，在同轴电缆的两端分别加入有源天线的局端与终端设备，通过先降频后升频的方法，将无线信号在同轴电缆中进行一段“有线”传输，从而使无线信号可以通过同轴电缆网络进行穿透墙体、树林等障碍物，并可进行精准覆盖，充分提高无线设备的利用率。

Description

一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统。
背景技术
无线通信因其便利性，一直受到人们的亲睐。如今随着网络与业务的发展，无线接入因为带宽的需求，不得不向高频波段发展，5.8GHz的WiFi以及移动5G技术均是其典型。无线、移动波段的向上迁移，虽然可以大幅度提高接入带宽，但是高频波段信号的穿墙、绕射能力差的物理特性，也使得无线信号的覆盖工程成为了新的难点。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，将无线信号原来仅利用天线进行方位覆盖的模式升级为同轴电缆加天线模式，成为一种基于同轴电缆的有源天线。在同轴电缆的两端分别加入有源天线的局端与终端设备，通过先降频后升频的方法，将无线信号在同轴电缆中进行一段“有线”传输，从而使无线信号可以通过同轴电缆网络进行穿透墙体、树林等障碍物，并可进行精准覆盖，充分提高无线设备的利用率。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，包括局端设备、同轴电缆网和终端设备，下行高频无线信号通过局端设备降频后通过同轴电缆网传输至终端设备，再由终端设备升频后，由天线进行无线发送；上行信号通过终端设备降频后通过同轴电缆网传输至局端设备，再由局端设备升频后，由天线进行无线发送。
进一步地，还包括无线接入设备，局端设备的接入端端口与无线接入设备的输出端口相连。
进一步地，还包括无线中继器，局端设备的接入端端口与无线中继器的输出端口相连。
进一步地，局端设备接收无线接入设备或无线中继器输出的高频信号由终端设备的有源天线局端设备对其降频；有源天线局端设备的网络侧端口与同轴分配网络相连，将降频后的信号送入同轴分配网络；有源天线局端设备的网络侧端口同时接收来自有源天线终端设备的上行降频信号，由有源天线局端设备对其升频后，经接入端端口送入无线接入设备或无线中继器，进行无线上行发送。
进一步地，有源天线终端设备的网络端端口与同轴分配网络相连，接收下行降频信号，升频后，由有源天线终端设备的终端天线发送；有源天线终端设备的终端天线接收本地无线上行信号后，进行降频处理，然后送入同轴分配网传送至有源天线局端设备。
进一步地，有源天线分布系统采用频分复用，可支持多个不同频率、不同性质的无线接入设备的高频信号的接入；有源天线局端设备将各个高频信号降至不同频率，通过频分复用传输至所有有源天线终端设备；有源天线终端设备通过对相应的无线网络信号升频处理，实现同轴有源天线对无线频率的无线网络的延伸覆盖。
进一步地，有源天线分布系统仅采用同轴电缆进行无线信号的降频传输，不会改变原有无线系统的复用模式。
进一步地，同轴电缆网包括同轴电缆、分支分配器和合波器；分支分配器与同轴电缆构成同轴电缆网；合波器用于将多个局端的降频信号合在同一同轴电缆网上传输。
技术效果
本发明的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，因为同轴电缆网络的延伸可控性，针对无线信号，特别是高频无线信号，可以有效扩大其覆盖范围及穿透障碍物的能力，并可用于精准无线覆盖的场合，可以充分发挥无线接入设备的接入效率，提高接入信号质量，减少无线接入设备的部署数量和部署成本。利用现有广泛敷设的同轴电缆网络，将无线信号原来仅利用天线进行方位覆盖的模式方法升级为同轴电缆加天线模式，成为一种基于同轴电缆的有源天线，即可保留高频波段无线信号的超大宽带，又避免了其穿墙和绕射能力差导致的覆盖范围受限的问题，可以大大增强信号的覆盖能力与范围。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统的示意图；
图2是本发明的另一较佳实施例的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，包括无线接入设备(AP)、局端设备、同轴电缆网和终端设备。下行高频无线信号通过局端设备降频后通过同轴电缆网传输至终端设备，再由终端设备升频后，由天线进行无线发送；上行信号通过终端设备降频后通过同轴电缆网传输至局端设备，再由局端设备升频后，由天线进行无线发送。其应用场景为存在同轴电缆网络或是有能力铺设同轴电缆网络的环境，包含但不限于公寓、小区、住宅、学校、办公楼、宿舍、企业厂房、宾馆酒店、游轮等。
本发明的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统还包括无线接入设备，局端设备的接入端端口与无线接入设备的输出端口相连。
本发明的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统还包括无线中继器，局端设备的接入端端口与无线中继器的输出端口相连。
其中，局端设备接收无线接入设备或无线中继器输出的高频信号由终端设备的有源天线局端设备对其降频；有源天线局端设备的网络侧端口与同轴分配网络相连，将降频后的信号送入同轴分配网络；有源天线局端设备的网络侧端口同时接收来自有源天线终端设备的上行降频信号，由有源天线局端设备对其升频后，经接入端端口送入无线接入设备或无线中继器，进行无线上行发送。
有源天线终端设备的网络端端口与同轴分配网络相连，接收下行降频信号，升频后，由有源天线终端设备的终端天线发送；有源天线终端设备的终端天线接收本地无线上行信号后，进行降频处理，然后送入同轴分配网传送至有源天线局端设备。
进一步地，有源天线分布系统采用频分复用，可支持多个不同频率、不同性质的无线接入设备的高频信号的接入；有源天线局端设备将各个高频信号降至不同频率，通过频分复用传输至所有有源天线终端设备；有源天线终端设备通过对相应的无线网络信号升频处理，实现同轴有源天线对无线频率的无线网络的延伸覆盖。
有源天线分布系统仅采用同轴电缆进行无线信号的降频传输，不会改变原有无线系统的复用模式。由于无线信号是双向传输的，对于有源天线分布系统的局端和中断而言，信号处理上同时具备升频与降频的过程，对于下行数据而言(由局端往终端方向)，局端设备处理为降频，终端设备处理为升频，上行数据则反之。
同轴电缆网包括同轴电缆、分支分配器和合波器；分支分配器与同轴电缆的各输入端口和输出端口连接，构成同轴电缆网；合波器用于将多个局端的降频信号合在同一同轴电缆网上传输。
有源天线局端设备的接入端端口与无线接入设备或无线中继器的输出端口相连，接收无线接入设备或无线中继器输出的高频信号。有源天线局端设备的网络侧端口与同轴分配网络相连，将降频后的信号送入同轴分配网络。有源天线局端设备的网络侧端口同时用作接收有源天线终端设备的上行降频信号，输入端口与同轴分配网络相连接收无线接入设备或无线中继器输出的高频率信号，并将升频频后的信号由接入端端口送入无线接入设备或无线中继器，进行无线上行发送。
有源天线终端设备的网络端端口与同轴分配网络相连，接收下行降频信号，升频后，由终端天线发送；有源天线终端设备的终端天线接收本地无线上行信号后，经降频处理后，送入同轴分配网传送至有源天线局端设备。
终端设备包括有源天线终端设备。有源天线终端设备的供电方式主要采用外置电源方式；在小区、公园、景区等取电困难的户外场景，也可以采用同轴电缆进行线上供电方式。
有源天线局端设备对接收到的无线信号降频处理后，可视情况采用功率放大模块(PA)进行功率放大。放大的功率依据具体传输距离，需限定在一定范围之内，以避免过大信号在局端与终端之间的端口反射噪声的增加，导致信号传输异常。
如图1所示为本有源天线分布系统的一种应用，所示无线接入设备AP(1)的信号频率为f1＝5GHz，需要传入某住宅的室内终端(如PC、手机等)，因5GHz信号穿墙衰减非常大，不能在室内直接良好地接收无线信号，故采用本发明的同轴电缆网有源天线分布系统，有源天线局端设备(2)将信号f1降频至F1后，送入同轴网络(3)接入住宅楼，并通过分支分配器(4)接入每一家庭用户，在用户家中通过有源天线终端设备(5)对信号升频恢复至f1后，由天线引出，从而避免了无线信号直接穿墙引起的信号衰减，达到家庭用户接入需求。
如图2所示为本有源天线分布系统的另一种应用示例，描述了多个无线网络信号通过有源天线分布系统实现复用覆盖延伸。基本结构与图1类似，但在局端引入了多个AP信号，特别其中某个无线信号可以是移动5G的基站信号f2，同样因为频率问题，无法穿墙入户，利用无线中继器(6)接入有源天线局端设备(7)降频至F2与示例1的局端设备输出的降频信号F1，以及其他接入的无线网络信号降频后的信号Fn，由合波器(8)耦合进入同轴电缆网络，实现信号入户，在用户家中通过有源天线终端设备(5)滤波选出本地用户所要接入无线网络的降频信号，再对信号升频至相应接入的无线网络的对应频率后，由天线送出。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，包括局端设备、同轴电缆网和终端设备，下行高频无线信号通过所述局端设备降频后通过所述同轴电缆网传输至所述终端设备，再由所述终端设备升频后，由天线进行无线发送；上行信号通过所述终端设备降频后通过所述同轴电缆网传输至局端设备，再由所述局端设备升频后，由天线进行无线发送。
2.如权利要求1所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，还包括无线接入设备，所述局端设备的接入端端口与无线接入设备的输出端口相连。
3.如权利要求1所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，还包括无线中继器，所述局端设备的接入端端口与所述无线中继器的输出端口相连。
4.如权利要求2和3所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，所述局端设备接收无线接入设备或无线中继器输出的高频信号由所述终端设备的有源天线局端设备对其降频；所述有源天线局端设备的网络侧端口与同轴分配网络相连，将降频后的信号送入同轴分配网络；所述有源天线局端设备的网络侧端口同时接收来自有源天线终端设备的上行降频信号，由所述有源天线局端设备对其升频后，经接入端端口送入无线接入设备或无线中继器，进行无线上行发送。
5.如权利要求4所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，所述有源天线终端设备的网络端端口与同轴分配网络相连，接收下行降频信号，升频后，由所述有源天线终端设备的终端天线发送；所述有源天线终端设备的终端天线接收本地无线上行信号后，进行降频处理，然后送入同轴分配网传送至有源天线局端设备。
6.如权利要求5所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，所述有源天线分布系统采用频分复用，可支持多个不同频率、不同性质的无线接入设备的高频信号的接入；所述有源天线局端设备将各个高频信号降至不同频率，通过频分复用传输至所有有源天线终端设备；所述有源天线终端设备通过对相应的无线网络信号升频处理，实现同轴有源天线对无线频率的无线网络的延伸覆盖。
7.如权利要求5所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，所述有源天线分布系统仅采用同轴电缆进行无线信号的降频传输，不会改变原有无线系统的复用模式。
8.如权利要求5所述的一种基于同轴电缆网的有源天线分布系统，其特征在于，所述同轴电缆网包括同轴电缆、分支分配器和合波器；分支分配器与所述同轴电缆构成同轴电缆网；合波器用于将多个局端的降频信号合在同一同轴电缆网上传输。
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