CN114335961B - 双路耦合器和室内分布系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提出一种双路耦合器和室内分布系统，涉及室内分布网络建设领域。双路耦合器，用于室内分布系统，包括：第一输入口、第二输入口、第三输出口、第四输出口、第五耦合口；以及，第一耦合器和第二耦合器；其中，第一输入口经第一耦合器与第三输出口直通，第二输入口经第二耦合器与第四输出口直通，第五耦合口经第一耦合器与第一输入口耦合连通，并经第二耦合器与第二输入口耦合连通。室内分布系统包括：若干双路耦合器。从而，利用双路耦合器实现室内分布系统。

Description

双路耦合器和室内分布系统
本申请是申请日为2017年12月28日、名称为“室内分布系统和双路耦合器”、申请号为201711451870.0的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及室内分布网络建设领域，特别涉及一种双路耦合器和室内分布系统。
背景技术
随着移动互联网的发展，移动数据流量、物联网应用将呈现爆发式增长的趋势。相关统计数据表明，移动数据业务中有70％～80％发生在室内环境中，因此室内覆盖是近期及未来一段时间内运营商关注的重点。特别是物联网，目前多数物联网应用，如智能家庭、只能抄表、智能停车等，均为室内型应用。为了提升室内覆盖效果，加快在室内分布系统中引入物联网网络，各运营商大力组织开展室内分布改造建设工作，室内分布市场的争夺成为各大运营商竞争的焦点。
发明内容
本公开实施例的一个目的是，提出一种室内分布系统的建设方案。
根据本公开的一个方面，提出一种双路耦合器，用于室内分布系统，包括：
第一输入口、第二输入口、第三输出口、第四输出口、第五耦合口；以及，
第一耦合器和第二耦合器；
其中，第一输入口经第一耦合器与第三输出口直通，第二输入口经第二耦合器与第四输出口直通，第五耦合口经第一耦合器与第一输入口耦合连通，并经第二耦合器与第二输入口耦合连通。
在一些实施例中，所述双路耦合器的第一输入口和第二输入口分别与室内分布系统的第一主干线路和第二主干线路连通，所述双路耦合器的第三输出口和第四输出口分别与室内分布系统的另一个双路耦合器的第一输入口和第二输入口连通。
在一些实施例中，第一耦合器为四端口耦合器，四端口耦合器具有第一输入口、第三输出口、第五耦合口、隔离口；第二耦合器为三端口耦合器，三端口耦合器具有第二输入口、第四输出口、内部耦合口；其中，内部耦合口、隔离口及第五耦合口连通。
在一些实施例中，第一输入口与隔离口相互隔离，内部耦合口与第四输出口相互隔离。
在一些实施例中，第五耦合口输出的第一主干线路信号的耦合信号与第二主干线路信号的耦合信号一起输入到一个楼层，第三输出口输出的第一主干线路信号和第四输出口输出的第二主干线路信号一起输入到另一个楼层。
在一些实施例中，第一耦合器和第二耦合器的耦合度可配置。
在一些实施例中，第一耦合器和第二耦合器的耦合度相同或耦合度的差距不超过预设比例。
在一些实施例中，第一主干线路信号和第二主干线路信号正交且频率相同，第一耦合器实现第一主干线路信号和第二主干线路信号的同频耦合，且双路耦合器的第五耦合口的耦合信号与第三输出口和第四输出口的输出信号正交，以及在不同楼层使用的双路耦合器的不同第五耦合口之间的耦合信号正交。
在一些实施例中，第一主干线路信号和第二主干线路信号为同频信号、同频段信号或不同频段信号。
在一些实施例中，第五耦合口输出的第一输入口的耦合信号+第一耦合器的耦合度＝第一输入口的信号，第五耦合口输出的第二输入口的耦合信号+第二耦合器的耦合度＝第二输入口的信号。
在一些实施例中，第一输入口经第一耦合器与第三输出口直通，使得第三输出口输出的是第一输入口的直通信号，其相对于第一输入口的输入信号具有第一耦合器的插入损失；和/或，第二输入口经第二耦合器与第四输出口直通，使得第四输出口输出的是第二输入口的直通信号，其相对于第二输入口的输入信号具有第二耦合器的插入损失。
根据本公开的一个方面，提出一种室内分布系统，包括：若干双路耦合器，还可以包括第一主干线路，第二主干线路。
从而，利用双路耦合器实现室内分布系统，该室内分布系统容易施工，成本低。
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地介绍。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为本公开室内分布系统一些实施例的示意图。
图2为本公开双路耦合器的原理示意图。
图3为本公开双路耦合器的外部接口示意图。
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为本公开室内分布系统一些实施例的示意图。
如图1所示，室内分布系统100包括：第一主干线路110，第二主干线路120，以及若干双路耦合器130。
在一些实施例中，一个楼层例如可以布置一个双路耦合器130。在第一主干线路110信号和第二主干线路120信号正交时，通过双路耦合器130的双路耦合功能，可以将第一主干线路110信号的耦合信号与第二主干线路120信号的耦合信号一起输入到某一个楼层，通过双路耦合器130的信号直通功能，将第一主干线路110信号和第二主干线路120信号一起输入到另一个楼层。
在一些实施例中，第一主干线路110信号和第二主干线路120信号为同频信号、同频段信号或不同频段信号。例如，第一主干线路110信号和第二主干线路120信号正交且频率相同，通过双路耦合器130实现两主干线路信号的同频合路。在一些实施例中，第一主干线路110信号和第二主干线路120信号分别为物联网信号和C网信号，例如，频率为800M的基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)信号和LTE(Long TermEvolution，长期演进)信号等，实现物联网信号和C网信号的同频合路，但不限于所举示例。
在一些实施例中，图1所示的室内分布系统100可以不设置电桥，例如，如果对末端楼层信号平衡要求不高，末端楼层的电桥可取消。第一主干线路110和第二主干线路120也可以不经过电桥直接连接双路耦合器130。
图2为本公开双路耦合器的原理示意图。
图3为本公开双路耦合器的外部接口示意图。
参考图2和图3所示，双路耦合器130包括第一输入口1、第二输入口2、第三输出口3、第四输出口4、第五耦合口5，以及第一耦合器6和第二耦合器7。
第一输入口1经第一耦合器6与第三输出口3直通，第三输出口3输出的是第一输入口1的直通信号，二者之间只有少量的第一耦合器6的插入损失。
第二输入口2经第二耦合器7与第四输出口4直通，第四输出口4输出的是第二输入口2的直通信号，二者之间只有少量的第二耦合器7的插入损失。
第五耦合口5经第一耦合器6与第一输入口1耦合连通，并经第二耦合器7与第二输入口2耦合连通。第五耦合口5输出的第一输入口1的耦合信号+第一耦合器6的耦合度＝第一输入口1的信号，第五耦合口5输出的第二输入口2的耦合信号+第二耦合器7的耦合度＝第二输入口2的信号。
第一耦合器6例如为四端口耦合器，四端口耦合器具有第一输入口1、第三输出口3、第五耦合口5、隔离口8。第二耦合器7例如为三端口耦合器，三端口耦合器具有第二输入口2、第四输出口4、内部耦合口9；其中，内部耦合口9、隔离口8及第五耦合口5连通。
第一耦合器6和第二耦合器7的耦合度可配置，可以根据业务需要配置。在一些实施例中，第一耦合器6和第二耦合器7的耦合度相同，如第一耦合器6采用7dB耦合器，第二耦合器7采用7dB耦合器，但不限于以上耦合度示例，根据实际需要还可可以采用例如5dB、6dB、10dB、15dB等，从而实现输入第一耦合器6和第二耦合器7的两路信号的等比例合路。在一些实施例中，第一耦合器6和第二耦合器7的耦合度的差距不超过预设比例，从而实现输入第一耦合器6和第二耦合器7的两路信号的相近比例合路。
在室内分布系统100中，其中一个双路耦合器130的第一输入口1和第二输入口2分别与第一主干线路110和第二主干线路120连通，其第三输出口3和第四输出口4分别与另一个双路耦合器130的第一输入口1和第二输入口2连通。
通过四端口耦合器将a信号(第一主干线路信号)耦合一部分到第五耦合口5中，形成一条新支路，同理利用三端口耦合器将b信号(第二主干线路信号)耦合到三端口耦合器的内部耦合口9中，并输入到四端口耦合器的隔离口8，通过四端口耦合器直通到第五耦合口5中，进而b信号与a信号的耦合信号一起输入到某楼层，实现a信号与b信号同频合路。同时四端口耦合器及三端口耦合器的主输出口3,4的信号通过双路主干输入到另一楼层，在另一楼层中又用相同的方式进行合路，进而实现整个室内分布系统合路。因此，室内分布系统也称为H臂双路同频合路室内分布系统。
双主干线路信号的传送，在各楼层中利用耦合合路方式，由于四端口耦合器的第一输入口1与隔离口8相互隔离，因此主干输入信号a信号、b信号相互隔离；同时由于三端口耦合器的内部耦合口9与第四输出口4相互隔离，因此主干输出信号相互隔离；从而实现主干的两路信号的相互独立。在耦合到各楼层后，由于两路信号到个楼层信号所经过的器件与电缆性能均不相同，各楼层间的信号相互正交。即，第一主干线路信号和第二主干线路信号正交且频率相同，第一耦合器实现第一主干线路信号和第二主干线路信号的同频耦合，且双路耦合器的第五耦合口的耦合信号与第三输出口和第四输出口的输出信号正交，以及在不同楼层使用的双路耦合器的不同第五耦合口之间的耦合信号正交。
若是对现有的室内分布系统进行改造，则三端口耦合器、四端口耦合器与原室内分布系统的各楼层耦合器的耦合度一致，从而使得改造不影响原室内分布系统的性能。
两路正交多径信号经终端双天线接收，并解调，数学模型如下：
R1＝(S1+S2)h11+(S1h1+S2h2)h12；
R2＝(S1+S2)h21+(S1h1+S2h2)h22。
推出：
R1＝S1(h11+h1h12)+S2(h11+h2h12)；
R2＝S1(h21+h1h22)+S2(h21+h2h22)。
采用矩阵的方式表示为：
Figure BDA0003487974520000061
其中，传输矩阵为：
Figure BDA0003487974520000062
其中，R1、R2为接收端两天线接收信号，S1、S2为解调出的两路原信号，即，第一主干线路信号和第二主干线路信号，h1为第一主干线路信号S1从第i层楼到第j层楼的传输系数，h2为第二主干线路信号S2从第i层楼到第j层楼的传输系数，h11为第i层楼天线到终端接收天线1的传输系数，h12为第j层楼天线到终端接收天线1的传输系数，h21为第i层楼天线到终端接收天线2的传输系数，h22为第j层楼天线到终端接收天线2的传输系数。
接收端根据传输矩阵对两天线接收信号进行解调，即可确定两路原信号，即第一主干线路信号和第二主干线路信号。
例如，h1为S1从1楼到2楼的传输系数，h2为S2从1楼到2楼的传输系数，h11为1楼天线到终端接收天线1的传输系数，h12为2楼天线到终端接收天线1的传输系数，h21为1楼天线到终端接收天线2的传输系数，h22为2楼天线到终端接收天线2的传输系数，R1、R2为终端两天线接收信号，以上传输矩阵秩为2，使用传输矩阵的逆矩阵即可根据接收到的信号解调出原信号。
上述利用双路耦合器实现的室内分布系统，该室内分布系统容易施工，成本低，插入损失小，能够实现MIMO(Multiple Input Multiple Output，多入多出)功能，室分双流比例能够达到84.28％，接近双路室分的效果。
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 (11)

1.一种双路耦合器，用于室内分布系统，包括：
第一输入口、第二输入口、第三输出口、第四输出口、第五耦合口；以及，
第一耦合器和第二耦合器；
其中，第一输入口经第一耦合器与第三输出口直通，第二输入口经第二耦合器与第四输出口直通，第五耦合口经第一耦合器与第一输入口耦合连通，并经第二耦合器与第二输入口耦合连通，
所述双路耦合器的第一输入口和第二输入口分别与室内分布系统的第一主干线路和第二主干线路连通，所述双路耦合器的第三输出口和第四输出口分别与室内分布系统的另一个双路耦合器的第一输入口和第二输入口连通。
2.如权利要求1所述的双路耦合器，其中，
第一耦合器为四端口耦合器，第一输入口、第三输出口、第五耦合口、隔离口设置在四端口耦合器上；
第二耦合器为三端口耦合器，第二输入口、第四输出口、内部耦合口设置在三端口耦合器上；
其中，内部耦合口、隔离口及第五耦合口连通。
3.如权利要求2所述的双路耦合器，其中，第一输入口与隔离口相互隔离，内部耦合口与第四输出口相互隔离。
4.如权利要求1所述的双路耦合器，其中，第五耦合口输出的第一主干线路信号的耦合信号与第二主干线路信号的耦合信号一起输入到一个楼层，第三输出口输出的第一主干线路信号和第四输出口输出的第二主干线路信号一起输入到另一个楼层。
5.如权利要求1所述的双路耦合器，其中，第一耦合器和第二耦合器的耦合度可配置。
6.如权利要求5所述的双路耦合器，其中，第一耦合器和第二耦合器的耦合度相同或耦合度的差距不超过预设比例。
7.如权利要求4所述的双路耦合器，其中，
第一主干线路信号和第二主干线路信号正交且频率相同，第一耦合器实现第一主干线路信号和第二主干线路信号的同频耦合，且双路耦合器的第五耦合口的耦合信号与第三输出口和第四输出口的输出信号正交，以及在不同楼层使用的双路耦合器的不同第五耦合口之间的耦合信号正交。
8.如权利要求1所述双路耦合器，其中，第一主干线路信号和第二主干线路信号为同频信号、同频段信号或不同频段信号。
9.如权利要求1所述的双路耦合器，其中，第五耦合口输出的第一输入口的耦合信号+第一耦合器的耦合度＝第一输入口的信号，第五耦合口输出的第二输入口的耦合信号+第二耦合器的耦合度＝第二输入口的信号。
10.如权利要求1所述的双路耦合器，其中，
第一输入口经第一耦合器与第三输出口直通，使得第三输出口输出的是第一输入口的直通信号，其相对于第一输入口的输入信号具有第一耦合器的插入损失；和/或，
第二输入口经第二耦合器与第四输出口直通，使得第四输出口输出的是第二输入口的直通信号，其相对于第二输入口的输入信号具有第二耦合器的插入损失。
11.一种室内分布系统，其特征在于，包括：权利要求7所述的双路耦合器。
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