CN113162775B - 室内分布系统和通信方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种室内分布系统和通信方法，涉及通信技术领域。在本公开中，室内分布系统包括一个或多个回路，每个回路包括多个耦合器；其中，每个耦合器包括四个端口，其中，第一端口通过第一直通传输通道与第二端口连通，第一端口通过第一耦合传输通道与第三端口连通，第二端口通过第二直通传输通道与第一端口连通，第二端口通过第二耦合传输通道与第四端口连通；在一个回路中，相邻的两个耦合器中的其中一个耦合器的第二端口与其中另一个耦合器的第一端口连接。本公开使得多个耦合器级联形成的单路电路能够实现室内分布系统的多路信号的输入输出功能。单路电路的室内分布系统实现方式，使得电路结构更加简单，部署起来更加方便快捷。

Description

室内分布系统和通信方法

技术领域

本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种室内分布系统和通信方法。

背景技术

随着室内分布技术的不断发展，以及室内分布规模的扩大，单输入单输出技术不再能满足室内分布的要求，由此出现了多输入多输出(Multi Input Multi Output，MIMO)技术，MIMO技术能在不增加带宽的情况下，成倍地提高通信系统的容量和频谱的利用率。

在一些相关技术中，为了实现室内分布系统的多输入多输出技术，采用部署双路电缆的方式来实现信号的双路传输。

发明内容

发明人发现，在相关技术中，采用部署双路电缆的方式来实现信号的双路传输，以实现室内分布系统的多输入多输出技术，部署电路复杂，部署起来费时费力，成本花费巨大。

本公开基于耦合器的多路信号输入输出功能，使得多个耦合器级联形成的单路电路能够实现室内分布系统的多路信号输入输出功能。单路电路的室内分布系统实现方式，使得电路结构更加简单，部署起来更加方便快捷。

根据本公开的一些实施例，提出一种室内分布系统，包括：

一个或多个回路，每个回路包括多个耦合器；

每个耦合器包括：第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口通过第一直通传输通道与第二端口连通，第一端口通过第一耦合传输通道与第三端口连通，第二端口通过第二直通传输通道与第一端口连通，第二端口通过第二耦合传输通道与第四端口连通；

在一个回路中，相邻的两个耦合器中的其中一个耦合器的第二端口与其中另一个耦合器的第一端口连接。

在一些实施例中，在室内分布系统的第一个回路中，首端处的耦合器的第一端口与第一信号输入端子连接，回路中末端处的耦合器的第二端口与第二信号输入端子连接。

在一些实施例中，当室内分布系统包括多个回路时，相邻的两个回路通过耦合器或电桥级联。

在一些实施例中，所述相邻的两个回路通过耦合器级联包括：相邻回路的前一回路中位于中间的用于级联的耦合器的第三端口与相邻回路的后一回路中首端处的耦合器的第一端口连接，相邻回路的前一回路中位于中间的用于级联的耦合器的第四端口与相邻回路的后一回路中末端处的耦合器的第二端口连接。

在一些实施例中，相邻的两个回路通过电桥级联包括：电桥的一个输入端口和一个输出端口串接在相邻回路的前一回路中；电桥的另一输入端口与相邻回路的后一回路中首端处的耦合器的第一端口连接；电桥的另一输出端口与相邻回路的后一回路中末端处的耦合器的第二端口连接。

在一些实施例中，第一信号输入端子与传输第一信号的第二耦合器连接，第二信号输入端子与传输第二信号的第二耦合器连接，传输第一信号的第二耦合器与传输第二信号的第二耦合器位于同一楼层。

在一些实施例中，传输第一信号的第二耦合器与传输第二信号的第二耦合器的输入端口连接信号发射单元。

在一些实施例中，信号发射单元包括信号源和天线；其中，信号源为射频拉远设备或直放站设备，天线为单极化天线或者双极化天线。

根据本公开的一些实施例，提出一种基于任一实施例所述的室内分布系统的通信方法，包括：信号发射单元发出正交的第一信号和第二信号；将正交的第一信号和第二信号分别输入室内分布系统的第一个回路中首端处的耦合器的第一端口和末端处的耦合器的第二端口，使得各个耦合器的第三端口输出第一信号的耦合信号且第四端口输出第二信号的耦合信号。

在一些实施例中，室内分布系统的通信方法具体包括：将正交的第一信号和第二信号分别输入室内分布系统的第一个回路中首端处的耦合器的第一端口和末端处的耦合器的第二端口，使得第一个回路中的各个耦合器的第三端口输出第一信号的耦合信号且第四端口输出第二信号的耦合信号；通过相邻回路的前一回路中作为级联的耦合器或电桥将第一信号和第二信号分别传输到相邻回路的后一回路中的首端处的耦合器和末端处的耦合器。

在一些实施例中，信号发射单元发出的正交的第一信号和第二信号经过位于同一楼层的两个第二耦合器耦合输出到楼层的室内分布系统的第一个回路中。

附图说明

下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本公开的一些实施例的可用于室内分布系统的耦合器的结构示意图。

图2示出根据本公开的一些实施例的可用于室内分布系统的第二耦合器的结构示意图。

图3示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统中的主干部分的结构示意图。

图4示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统中的单级回路的平层组网部分的结构示意图。

图5示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统中的多级回路的平层组网部分的结构示意图。

图6示出根据本公开的一些实施例的基于单级回路部署的室内分布系统的示意图。

图7示出根据本公开的一些实施例的基于多级回路部署的室内分布系统的示意图。

图8示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统的通信方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1示出根据本公开的一些实施例的可用于室内分布系统的耦合器的结构示意图。

如图1所示，耦合器(也称为四端口耦合器，也称为第一耦合器，以便于与本公开后续描述的第二耦合器进行区分)100包括：第一端口101、第二端口102、第三端口103、第四端口104、连接第一端口与第二端口的第一直通传输通道105、连接第一端口与第三端口的第一耦合传输通道106、连接第二端口与第一端口的第二直通传输通道107以及连接第二端口与第四端口的第二耦合传输通道108。

双路正交信号S1(在本公开中也称为第一信号)和S2(在本公开中也称为第二信号)分别从第一耦合器100的第一端口101和第二端口102输入。第一信号S1通过第一直通传输通道105从第二端口102输出第一信号S1的直通信号，第一信号S1通过第一耦合传输通道106从第三端口103输出第一信号S1的耦合信号；同时，第二信号S2通过第二直通传输通道107从第一端口101输出第二信号S2的直通信号，第二信号S2通过第二耦合传输通道108从第四端口104输出第二信号S2的耦合信号。从第三端口103输出的耦合信号和从第四端口104输出的耦合信号可通过不同的天线或者双极化天线发送出去，使得用户接收到两路正交信号，以此来实现信号的多输入多输出功能。

下面对利用第一耦合器能够实现信号的多输入多输出的可行性进行具体分析。

如图1所示，第三端口103输出的信号包括第一信号S1的耦合信号(表示为S1L13)和第二信号S2的隔离信号(表示为S2L23)，即第三端口103输出的信号可以表示为S1L13+S2L23。第四端口104输出的信号包括第二信号的耦合信号(表示为S2L14)和第二信号的隔离信号(表示为S1L24)，即第四端口104输出的信号可以表示为S1L24+S2L14。

其中，L13、L23、L24、L14分别为第一耦合器的第一端口和第三端口之间的传输特性系数，第二端口和第三端口之间的传输特性系数，第二端口和第四端口之间的传输特性系数，第一耦合器的第一端口和第四端口之间的传输特性系数。因为第一端口和第三端口之间的传输通道，第二端口和第三端口之间的传输通道，第二端口和第四端口之间的传输通道，以及第一端口和第四端口之间的传输通道彼此独立，故这四个传输特性系数彼此正交。

因此，假设用户终端接收到的两路信号标记为R1和R2，R1和R2例如可以表示为如下公式：

R1＝(S1L13+S2L23)P11+(S1L24+S2L14)P12

R2＝(S1L13+S2L23)P21+(S1L24+S2L14)P22

将上述R1和R2的公式进行改写，得到的R1和R2的表达式表示为：

R1＝(L13P11+L24P12)S1+(L23P11+L14P12)S2

R2＝(L13P21+L24P22)S1+(L23P21+L14P22)S2

其中，P11、P12、P21、P22分别为第一耦合器的第三端口和终端第一天线的传输特性系数，第一耦合器的第四端口和终端第一天线之间的传输特性系数，第一耦合器的第三端口和终端第二天线之间的传输特性系数，第一耦合器的第四端口和终端第二天线之间的传输特性系数。通过用于接收信号的用户终端设备经过解调可以得到P11、P12、P21和P22的值，各个传输通道的传输特性系数之间彼此正交。并且，R1和R2的值可以通过用户终端设备检测得到。

从变换后得到的R1和R2的表达式可以得到传输系数矩阵，表示为

从上述描述中已知各系数L13、L23、L24、L14相互正交，各系数P11、P12、P21、P22相互正交，因此，可以得知

也就是传输系数矩阵的秩为2，由此可以得出结论：S1和S2有解。由此证明第一耦合器可以实现信号的多输入多输出。

图2示出根据本公开的一些实施例的可用于室内分布系统的第二耦合器的结构示意图。

如图2所示，第二耦合器(也称三端口耦合器)200包括：第一端口(也称为输入端口)201、第二端口(也称为输出端口)202、第三端口(也称为耦合端口)203、连接第一端口与第二端口的直通传输通道204、连接第一端口与第三端口的耦合传输通道205。

信号S1从第一端口201输入，通过直通传输通道204从第二端口202输出信号S1的直通信号，通过耦合传输通道205从第三端口203输出信号S1的耦合信号。

本公开的室内分布系统中，包括主干部分和回路部分，每个楼层的主干部分和回路部分相互连接。每个楼层的回路部分有单级回路方式和多级回路方式。下面分别描述这两个部分。

图3示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统的主干部分的结构示意图。

如图3所示，室内分布系统的主干部分包括信号发射单元301和多个第二耦合器302，每一楼层包括有两个第二耦合器，传输第一信号的第二耦合器的输入端与传输第二信号的第二耦合器的输入端口分别接收信号发射单元301发出的两路正交信号。与信号发射单元301直接连接的某一楼层的两个第二耦合器分别通过各自的第一端口(也称为输入端口)201来与信号发射单元301进行连接，相邻楼层的两个第二耦合器中的其中一个第二耦合器的第二端口(也称为输出端口)202与其中另一个第二耦合器的第一端口(也称为输入端口)201连接，分别形成两条链路。其中，信号发射单元301包括信号源和天线，其中，信号源为射频拉远单元或者直放站设备，天线为射频拉远单元单极化天线或者直放站双极化天线，第二耦合器302例如可以是如图2所示的第二耦合器200。

如图3所示，假设室内分布系统部署在具有三个楼层的建筑物中，每一楼层包括有两个第二耦合器，分别接收第一信号S1和第二信号S2。例如第一楼层的两个第二耦合器标记为a1和b1，第二楼层的两个第二耦合器标记为a2和b2，第三楼层的两个第二耦合器标记为a3和b3。第二耦合器a1，a2，a3传输第一信号S1，第二耦合器b1，b2，b3传输第二信号S2。在第一楼层中，信号发射单元发射出两路信号S1和S2，与信号发射单元301直接连接的两个第二耦合器a1和b1分别接收第一信号S1和第二信号S2，第二耦合器a1从其第三端口(也称为耦合端口)203输出第一信号S1，输入到该楼层的第一个回路中的首端处的第一耦合器的第一端口；第二耦合器b1从其第三端口(也称为耦合端口)203输出第二信号S2，输入到该楼层的第一个回路中的末端处的第一耦合器的第二端口。其他楼层的信号传输机制与第一楼层相同，这里不再赘述。

相比相关技术中两路信号来自不同楼层，由于穿透路径不同使得两路信号的平衡度不好，本实施例示出的方法中，利用位于同一楼层的两个第二耦合器来输出两路信号，使得信号的平衡度更好。

图4示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统中的单级回路的平层组网部分的结构示意图。

如图4所示，该实施例的室内分布系统中的单级回路的平层组网部分400包括多个第一耦合器401，单级回路中的平层组网部分400例如包括四个第一耦合器401标记为A、B、C、D。其中，每个第一耦合器401的结构例如为图1所示的第一耦合器100。在单级回路中，相邻的两个耦合器中的其中一个耦合器的第二端口与其中另一个耦合器的第一端口连接。

在一些实施例中，在室内分布系统的每一楼层的第一个回路中，首端处的耦合器的第一端口与第一信号输入端子连接，回路中末端处的耦合器的第二端口与第二信号输入端子连接。并且，第一信号输入端子与图3中所示的传输第一信号S1的第二耦合器a1的第三端口连接，第二信号输入端子与图3中所示的传输第二信号S2的第二耦合器b1的第三端口连接，传输第一信号S1的第二耦合器a1与传输第二信号S2的第二耦合器b1位于同一楼层。

本实施例公开的室内分布系统可以实现同一楼层中的信号的多输入以及多输出，实现的电路结构简单，便于施工部署，并且能够保证信号的平衡度在适当的范围内。回路部署方式的室内分布系统可以适用于回型结构的建筑物或具有开阔场景的建筑物。

图5示出根据本公开的一些实施例的室内分布系统中的多级回路的平层组网部分的结构示意图。

如图5所示，该实施例的室内分布系统中的多级回路的平层组网部分500包括多个回路，相邻的两个回路通过连接器件502进行级联，每个回路中包括多个第一耦合器501。连接器件502包括有四个端口，其中第一端口和第二端口用来接收相邻回路的前一回路中输出的第一信号S1和第二信号S2，第三端口和第四端口用来输出第一信号S1和第二信号S2给相邻回路中的后一个回路。

例如，图5示出了一个楼层中包括两个回路的平层组网部分的结构示意图。第一个回路中包括四个第一耦合器501标记为A1、B1、C1、D1，第二回路中包括四个第一耦合器501标记为A2、B2、C2、D2，其中，每个第一耦合器501的结构例如为图1所示的第一耦合器100。

连接器件502例如可以是第一耦合器或电桥。其中，电桥是一种具有两个输入端口和两个输出端口的器件，当信号从其中一个输入端口输入时，信号从两个输出端口输出；当信号从其中一个输出端口输入时，信号从两个输入端口输出。下面分别描述这两种级联方式。

在一些实施例中，相邻的两个回路通过第一耦合器级联包括：相邻回路的前一回路中位于中间的用于级联的第一耦合器502的第三端口与相邻回路的后一回路中首端处的第一耦合器501(A2)的第一端口连接，相邻回路的前一回路中位于中间的用于级联的第一耦合器502的第四端口与相邻回路的后一回路中末端处的第一耦合器501(D2)二端口连接。第一耦合器502的第一端口连接第一耦合器501(B1)的第二端口，第一耦合器502的第二端口连接第一耦合器501(C1)的第一端口。

在一些实施例中，相邻的两个回路通过电桥级联包括：电桥的一个输入端口和一个输出端口串接在相邻回路的前一回路中；电桥的另一输入端口与相邻回路的后一回路中首端处的第一耦合器501(A2)的第一端口连接；电桥的另一输出端口与相邻回路的后一回路中末端处的第一耦合器501(D2)的第二端口连接。

在单级回路的室内分布系统具有的效果的基础上，多级回路的室内分布系统可以适用于更大型的室内分布部署场景。

图6示出根据本公开的一些实施例的基于单级回路部署的室内分布系统的示意图。

如图6所示，主干部分中的信号发射单元601发出两路信号，主干部分中的每个楼层中的两个第二耦合器602的第三端口分别与该楼层的单级回路中首端处的第一耦合器603(A)的第一端口和末端处的第一耦合器603(D)的第二端口连接。

其中，信号发射单元601例如可以是如图3所示的信号发射单元301，每个第二耦合器602例如可以是如图2所示的第二耦合器200，每个第一耦合器603例如可以是如图1所示的第一耦合器100。

图7示出根据本公开的一些实施例的基于多级回路部署的室内分布系统的示意图。

如图7所示的两级回路部署的室内分布系统，主干部分中的信号发射单元701发出两路信号，主干部分中的每个楼层中的两个第二耦合器702的第三端口分别与该楼层的第一个回路中首端处的第一耦合器703(A1)的第一端口和末端处的第一耦合器703(D1)的第二端口连接。该楼层的第一个回路通过连接器件704与第二个回路连接。

其中，信号发射单元701例如可以是如图3所示的信号发射单元301，每个第二耦合器702例如可以是如图2所示的第二耦合器200，每个第一耦合器703例如可以是如图1所示的第一耦合器100，连接器件704例如可以是如图5所示的连接器件502。

图8示出根据本公开的基于任一实施例的室内分布系统的通信方法的流程示意图。

如图8所示，该实施例的方法包括步骤801-803。

在步骤801，信号发射单元发射两路信号，两路信号分别传输给每个楼层的两个第二耦合器。

该步骤例如可以利用如图3所示的室内分布系统中的主干部分的结构来实现。

在步骤802，将正交的第一信号和第二信号分别输入室内分布系统每个楼层的第一个回路中首端处的第一耦合器的第一端口和末端处的第一耦合器的第二端口。

该步骤例如可以利用如图4所所示的室内分布系统中单级回路中的平层组网部分，或者图5所示的室内分布系统中多级回路中的平层组网部分的结构来实现。

在一些实施例中，具体包括：信号发射单元发出正交的第一信号和第二信号；将正交的第一信号和第二信号分别输入室内分布系统的第一个回路中首端处的第一耦合器的第一端口和末端处的第一耦合器的第二端口，使得第一个回路中的各个第一耦合器的第三端口输出第一信号的耦合信号且第四端口输出第二信号的耦合信号；通过相邻回路的前一回路中作为级联的第一耦合器或电桥将第一信号和第二信号分别传输到相邻回路的后一回路中的首端处的第一耦合器和末端处的第一耦合器。

其中，信号发射单元发出的正交的第一信号和第二信号通过经过位于同一楼层的耦合器两个第二耦合器耦合第三端口和第四端口输出到室内分布系统的第一个回路中。

在步骤803，每个楼层的各个第一耦合器的第三端口输出第一信号的耦合信号，并且，其第四端口输出第二信号的耦合信号。

其他各个楼层均按照步骤802和803部署。

本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机程序代码的计算机非瞬时性可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内分布系统，其特征在于，包括：

主干部分和回路部分，其中，所述回路部分包括设置在同一楼层的一个或多个回路，每个回路包括多个耦合器；

每个耦合器包括：第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口通过第一直通传输通道与第二端口连通，第一端口通过第一耦合传输通道与第三端口连通，第二端口通过第二直通传输通道与第一端口连通，第二端口通过第二耦合传输通道与第四端口连通；

在一个回路中，相邻的两个耦合器中的其中一个耦合器的第二端口与其中另一个耦合器的第一端口连接；

在室内分布系统的第一个回路中，首端处的耦合器的第一端口与第一信号输入端子连接，回路中末端处的耦合器的第二端口与第二信号输入端子连接。

2.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，

当室内分布系统包括多个回路时，相邻的两个回路通过耦合器或电桥级联。

3.根据权利要求2所述的室内分布系统，其特征在于，所述相邻的两个回路通过耦合器级联包括：

相邻回路的前一回路中位于中间的用于级联的耦合器的第三端口与相邻回路的后一回路中首端处的耦合器的第一端口连接，

相邻回路的前一回路中位于中间的用于级联的耦合器的第四端口与相邻回路的后一回路中末端处的耦合器的第二端口连接。

4.根据权利要求2所述的室内分布系统，其特征在于，所述相邻的两个回路通过电桥级联包括：

电桥的一个输入端口和一个输出端口串接在相邻回路的前一回路中；

电桥的另一输入端口与相邻回路的后一回路中首端处的耦合器的第一端口连接；

电桥的另一输出端口与相邻回路的后一回路中末端处的耦合器的第二端口连接。

5.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，

第一信号输入端子与传输第一信号的第二耦合器连接，

第二信号输入端子与传输第二信号的第二耦合器连接，

传输第一信号的第二耦合器与传输第二信号的第二耦合器位于同一楼层。

6.根据权利要求5所述的室内分布系统，其特征在于，

传输第一信号的第二耦合器与传输第二信号的第二耦合器的输入端口连接信号发射单元。

7.根据权利要求6所述的室内分布系统，其特征在于，

信号发射单元包括信号源和天线；

其中，信号源为射频拉远设备或直放站设备，天线为单极化天线或者双极化天线。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的室内分布系统的通信方法，包括：

信号发射单元发出正交的第一信号和第二信号；

将正交的第一信号和第二信号分别输入室内分布系统的第一个回路中首端处的耦合器的第一端口和末端处的耦合器的第二端口，使得各个耦合器的第三端口输出第一信号的耦合信号且第四端口输出第二信号的耦合信号。

9.根据权利要求8所述的室内分布系统的通信方法，其特征在于，具体包括：

将正交的第一信号和第二信号分别输入室内分布系统的第一个回路中首端处的耦合器的第一端口和末端处的耦合器的第二端口，使得第一个回路中的各个耦合器的第三端口输出第一信号的耦合信号且第四端口输出第二信号的耦合信号；

通过相邻回路的前一回路中作为级联的耦合器或电桥将第一信号和第二信号分别传输到相邻回路的后一回路中的首端处的耦合器和末端处的耦合器。

10.根据权利要求8或9所述的室内分布系统的通信方法，其特征在于，

信号发射单元发出的正交的第一信号和第二信号经过位于同一楼层的两个第二耦合器耦合输出到所述楼层的室内分布系统的第一个回路中。

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