CN113630159A - 基于射频电缆的多频率信号通信传输系统及方法 - Google Patents

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任永学
袁夕征
何志国
赵伟涛
王娟
刘亭
徐明慧
李威威
庞晓静
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Abstract

本发明公开了一种基于射频电缆的多频率信号通信传输系统及方法，包括发送端、传输通道和接收端；发送端包括无线通信模块和合路模块，用于形成N路频率互不相同的载波信号，并合并为一路载波信号输出；传输通道为一条射频电缆，用于将发送端输出的一路载波信号传输到接收端；接收端包括频率转换模块和输出模块，用于将接收到的一路载波信号转换为N路多码流同频载波信号，再合并并进行输出。本发明优点在于无线通信模块将N个载波信号从多个端口输出，经过合路后，通过一个传输通道传输到接收端，经过一次频率转换模块，即可形成MIMO信号，极大地降低了设备成本、功耗和开发建设难度，提升了信号信噪比和效率。

Description

基于射频电缆的多频率信号通信传输系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种基于射频电缆的多频率信号通信传输系统及方法。
背景技术
MIMO（多输入多输出，英文Multiple-Input Multiple-Output的缩写）技术能充分利用空间资源，成倍提高系统的信道容量，已成为通信技术领域的核心技术。当前的无线通信系统多采用MIMO技术，因此，无线通信设备多被设计为可直接将多个基带信号转换为多个多码流同频载波信号（即符合MIMO信道的MIMO信号）进行输出。目前，常用的具体实施方案有两种：
其一，现有技术方案1，如图1所示，无线通信模块将N个基带信号通过中频调制、频率转换和放大，形成N个频率相同的载波信号，然后通过N条物理传输路径发送给输出模块。这种方式要求无线通信模块与输出模块之间要建立N条物理传输通道，而现有的无线通信网络，通常在无线通信模块与输出模块之间仅有一条物理传输通道，导致改造已有无线通信网络的工程量巨大，成本高。
其二，现有技术方案2，如图2所示，无线通信模块将N个基带信号通过中频调制、频率转换和放大，形成N个频率相同的载波信号；然后经过频率转换模块1使其中1路载波信号的功率和频率保留不变，其它N-1路载波信号经过衰减和频率转换，形成N路频率互不相同的载波信号，将这N路频率互不相同的载波信号通过合路模块合并，再通过一条物理传输通道传递到频率转换模块2中。频率转换模块2通过分路单元将N个频率互不相同的载波信号复原，使其中1路载波信号的频率保留不变，其它N-1路载波信号经过频率转换形成N-1个与保留不变的载波信号具有相同频率的载波信号。N个频率相同的载波信号通过输出模块输出。这种方式采用频率转换模块解决了无线通信模块与输出模块之间物理传输通道数量不足的问题，但无线通信模块中N个基带信号经过中频调制、频率转换和放大后，输出功率完全相同；输出功率的调节范围为几瓦至几百瓦；而频率转换模块中的频率转换单元输入功率受器件限制，必须为毫瓦级，因此必须对无线通信模块输出的信号进行衰减，导致浪费了大量电能；同时，无线通信模块中N个基带信号经过中频调制、频率转换和放大，再经过外部频率转换模块，多次频率转换将使信号信噪比严重受损。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于射频电缆的多频率信号通信传输系统，本发明的另一目的在于提供一种基于射频电缆的多频率信号通信传输方法，用于解决现有技术中多码流同频载波信号在无线通信模块和输出模块之间传输，存在的工程量大、成本高、浪费电、信噪比受损问题。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述一种基于射频电缆的多频率信号通信传输系统，包括发送端、传输通道和接收端；
所述发送端包括无线通信模块和合路模块;
其中,所述无线通信模块,包括中频调制单元、频率转换单元和放大单元，用于形成N路频率互不相同的载波信号；N为大于1的自然数；
所述合路模块，用于将放大后的N路频率互不相同的载波信号合并为一路载波信号输出；
所述传输通道为一条射频电缆，用于将发送端输出的一路载波信号传输到接收端；
所述接收端包括频率转换模块和输出模块;
其中，所述频率转换模块，包括分路单元和频率转换单元，用于将接收到的一路载波信号转换为N路多码流同频载波信号；
所述输出模块，用于将N路多码流同频载波信号合并并进行输出。
进一步地，所述无线通信模块中所述的频率转换单元从所述中频调制单元形成的N路载波信号中选取1路进行频率转换，转换后的载波信号频率与转换前的载波信号频率不同，且与剩余N-1路载波信号频率不同。
进一步地，所述分路单元，将接收到的一路载波信号还原为所述无线通信模块形成的N路频率互不相同的载波信号；所述频率转换模块中所述频率转换单元用于将N路频率互不相同的载波信号转换为N路频率相同的载波信号。
进一步地，所述频率转换模块中频率转换方式为其中1路载波信号频率保留不变，将剩余N-1路载波信号转换为与保留不变的载波信号相同频率的载波信号。
优先地，所述合路模块，采用频率复用的多频合路器、功率合成器或其他可以实现多通道合路的方式。
本发明所述一种基于射频电缆的多频率信号通信传输方法，包括以下步骤：
S1,将待传输的N路基带信号形成N路频率互不相同的载波信号后，再输出；其中N为大于1的自然数；；
S2，将S1步中形成的N路频率互不相同的载波信号进行合路，形成一路载波信号；
S3，通过一个传输通道将S2步中形成的一路载波信号传输到信号接收端；所述传输通道为射频电缆；
S4，信号接收端将收到的一路载波信号进行分路处理，还原为S1步中输出的N路频率互不相同的载波信号；
S5，通过频率转换，将S4步中形成的N路频率互不相同的载波信号转换为N路多码流同频载波信号；
S6，将S5步中形成的N路多码流同频载波信号合并进行输出。
进一步地，S1步中, 首先将N路基带信号通过中频调制，形成N路频率互不相同的载波信号，然后再将其中1路载波信号进行频率转换后，与剩余N-1路载波信号放大输出。
进一步地，经频率转换后的载波信号频率与频率转换前的载波信号频率不同，且与剩余N-1路载波信号的频率均不同。
优先地，S2步中,所述合路采用频率复用的多频合路器、功率合成器或其他可以实现多通道合路的方式。
进一步地，S5步中,所述频率转换方式为选取其中1路载波信号频率保留不变，将剩余N-1路载波信号转换为与频率保留不变的载波信号相同频率的载波信号。
本发明优点在于无线通信模块将N个载波信号从多个端口输出，经过合路后，通过一个传输通道传输到接收端，经过一次频率转换模块，即可形成MIMO信号，极大地降低了设备成本、功耗和开发建设难度，提升了信号信噪比和效率。
附图说明
图1是现有技术方案1流程图。
图2是现有技术方案2流程图。
图3是本发明所述系统框图及方法流程图。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
如图3所示，本发明所述基于射频电缆的多频率信号通信传输系统，包括发送端、传输通道和接收端；
所述发送端包括无线通信模块和合路模块,用于将N路基带信号转换为一路载波信号后，再输出；N为大于1的自然数；
其中所述无线通信模块,包括中频调制单元、频率转换单元和放大单元，用于形成N路频率互不相同的载波信号；所述中频调制用于将待传输的N路基带信号转换为N路频率互不相同的载波信号；所述频率转换单元用于选取N路载波信号中1路载波信号，转换成1路新的载波信号；该转换后的新的载波信号频率与其转换前的载波信号频率不同，同时与剩余N-1路载波信号频率也不同；所述放大单元用户将N路频率互不相同的载波信号放大；所述合路模块，用于将放大后的N路频率互不相同的载波信号合并为一路载波信号输出；
所述传输通道为射频电缆，用于将发送端输出的一路载波信号传输到接收端；
所述接收端包括频率转换模块和输出模块，用于将一路载波信号转换为N路多码流同频载波信号，再合并进行输出；其中频率转换模块，包括分路单元、频率转换单元；用于将接收到的一路载波信号转换为N路多码流同频载波信号；其中，所述分路单元，将接收到的一路载波信号还原为发送端无线通信模块形成的N路频率互不相同的载波信号；所述频率转换单元用于将N路频率互不相同的载波信号转换为N路频率相同的载波信号；所述转换方式为其中1路载波信号频率保留不变，将剩余N-1路载波信号转换为与保留不变的载波信号相同频率的载波信号；
所述输出模块，用于将N路多码流同频载波信号合并并进行输出。
如图3所示，本发明所述一种基于射频电缆的多频率信号通信传输方法，包括以下步骤：
S1,将待传输的N路基带信号经过中频调制形成N路频率互不相同的载波信号，选取1路载波信号经频率转换后形成1路新的载波信号，其频率与剩余N-1路载波信号的频率不同；将经频率转换后形成的新的载波信号和剩余N-1路载波信号输出；其中输出的N路载波信号频率互不相同；N为大于1的自然数；；
S2，将S1步中形成的N路频率互不相同的载波信号进行合路，形成一路载波信号；所述合路可以采用频率复用的多频合路器、功率合成器或其他可以实现多通道合路的方式。
S3，通过一个传输通道将S2步中形成的一路载波信号传输到信号接收端；所述传输通道为射频电缆；
S4，信号接收端将收到的一路载波信号进行分路处理，还原为S1步中输出的N路频率互不相同的载波信号；
S5，通过频率转换，将S4步中形成的N路频率互不相同的载波信号转换为N路多码流同频载波信号；所述频率转换方式为选取其中1路载波信号频率保留不变，将剩余N-1路载波信号转换为与频率保留不变的载波信号相同频率的载波信号；
S6，将S5步中形成的N路多码流同频载波信号合并进行输出。
具体实施例，以中国联通4G信号MIMO传输方式为例，详述本发明方法的具体实施过程：
中国联通4G无线通信模块，共设置2个通道，主通道输出频率为1850-1860MHz；另一个通道输出频率为624-634MHz；无线通信模块输出的两路频率不同的载波信号，频率分别为624-634MHz和1850-1860MHz。经过合路器，形成一路载波信号。该一路载波信号通过射频电缆传输到频率转换模块的分路器，分路器将一路载波信号还原为无线通信模块输出的两路频率不同的载波信号，频率分别为624-634MHz和1850-1860MHz。其中保留频率为1850-1860MHz信号不变，将频率为624-634MHz信号经频率转换单元处理后，转换为频率为1850-1860MHz信号，再将2路信号合并进行输出。

Claims (10)

1.一种基于射频电缆的多频率信号通信传输系统，其特征在于：包括发送端、传输通道和接收端；
所述发送端包括无线通信模块和合路模块;
其中,所述无线通信模块,包括中频调制单元、频率转换单元和放大单元，用于形成N路频率互不相同的载波信号；N为大于1的自然数；
所述合路模块，用于将放大后的N路频率互不相同的所述载波信号合并为一路载波信号输出；
所述传输通道为一条射频电缆，用于将发送端输出的一路载波信号传输到接收端；
所述接收端包括频率转换模块和输出模块;
其中，所述频率转换模块，包括分路单元和频率转换单元，用于将接收到的一路载波信号转换为N路多码流同频载波信号；
所述输出模块，用于将N路多码流同频载波信号合并并进行输出。
2.根据权利要求1所述的通信传输系统，其特征在于：所述的频率转换单元从所述中频调制单元形成的N路载波信号中选取1路进行频率转换，转换后的载波信号频率与转换前的载波信号频率不同，且与剩余N-1路载波信号频率不同。
3.根据权利要求1所述的通信传输系统，其特征在于：所述分路单元，将接收到的一路载波信号还原为所述无线通信模块形成的N路频率互不相同的载波信号；所述频率转换模块中所述频率转换单元用于将N路频率互不相同的载波信号转换为N路频率相同的载波信号。
4.根据权利要求3所述的通信传输系统，其特征在于：所述频率转换模块中频率转换方式为其中1路载波信号频率保留不变，将剩余N-1路载波信号转换为与保留不变的载波信号相同频率的载波信号。
5.根据权利要求1所述的通信传输系统，其特征在于：所述合路模块，采用频率复用的多频合路器、功率合成器或其他可以实现多通道合路的方式。
6.一种基于射频电缆的多频率信号通信传输方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1,将待传输的N路基带信号形成N路频率互不相同的载波信号后，再输出；其中N为大于1的自然数；；
S2，将S1步中形成的N路频率互不相同的载波信号进行合路，形成一路载波信号；
S3，通过一个传输通道将S2步中形成的一路载波信号传输到信号接收端；所述传输通道为射频电缆；
S4，所述信号接收端将收到的一路载波信号进行分路处理，还原为S1步中输出的N路频率互不相同的载波信号；
S5，通过频率转换，将S4步中形成的N路频率互不相同的载波信号转换为N路多码流同频载波信号；
S6，将S5步中形成的N路多码流同频载波信号合并进行输出。
7.根据权利要求6所述的通信传输方法，其特征在于：S1步中, 首先将N路基带信号通过中频调制，形成N路频率互不相同的载波信号，然后再将其中1路载波信号进行频率转换后，与剩余N-1路载波信号放大输出。
8.根据权利要求7所述的通信传输方法，其特征在于：经频率转换后的载波信号频率与频率转换前的载波信号频率不同，且与剩余N-1路载波信号的频率均不同。
9.根据权利要求6所述的通信传输方法，其特征在于：S2步中,所述合路采用频率复用的多频合路器、功率合成器或其他可以实现多通道合路的方式。
10.根据权利要求6所述的通信传输方法，其特征在于：S5步中,所述频率转换方式为选取其中1路载波信号频率保留不变，将剩余N-1路载波信号转换为与频率保留不变的载波信号相同频率的载波信号。
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