CN115882964A - 用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统及传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统及传输方法，包括基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，太赫兹波分复用单元，以及用户端太赫兹无线有线转换扩展单元。本发明实现了太赫兹有线链路和无线链路的无缝互联，允许太赫兹信号在低损耗情况下穿过建筑物材料以实现室内深度覆盖，从而扩展了太赫兹无线传输的应用场景，实现了数据高速大容量传输。

Description

用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统及传输方法

技术领域

本发明属于太赫兹有线通信技术领域，具体涉及一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统及传输方法。

背景技术

随着5G的移动互联及物联网相交织等新型业务的蓬勃发展，对未来通信系统传输容量、传输速率以及误码率等要求愈来愈高。为满足每秒太比特的数据传输需求、扩大通信网络的覆盖范围以及支持多种应用场景的稳定性，发展下一代接入技术至关重要。

介于毫米波与远红外光之间频率范围为0.1THz～10THz的太赫兹频段兼有微波和光波的特性，处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。与微波通信相比，带宽大，信息传输容量高；载波频率高，能够有效穿透等离子体鞘套；波长短，易于实现小型化。与激光通信相比，其波束宽度适中，对平台稳定度和跟瞄要求较低。太赫兹频段具有带宽宽、频率高、波束发散角小等特性，可以承载较高频率的调制信号，从而大幅提高通信速率。

虽然太赫兹频段有丰富频谱资源，但其大视线路径损耗限制了太赫兹无线通信距离，此外太赫兹波不能穿透大部分建筑材料传播，其较差的衍射能力也限制了太赫兹通信系统在室内应用的可靠性。为了解决太赫兹波室内覆盖问题，现有方式多采用通过馈线把太赫兹波信号引入室内，再进行中继放大。然而一方面，这种简单的中继放大覆盖范围非常有限且信号质量不高；另一方面，馈线铺设复杂、成本高、损耗大且易受电磁干扰。

发明内容

本发明的提供了一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统及传输方法，解决了太赫兹波信号引入室内，室内覆盖范围有限且信号质量不高的问题。

本发明的第一方面，提供了一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，包括：

基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；或者用于在上行链路中接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间；

太赫兹波分复用单元，用于在下行链路中将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者用于在上行链路中将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；

用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；或者用于在上行链路中接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给所述太赫兹波分复用单元。

进一步的，所述基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，包括：

第一接收端太赫兹天线，用于接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号输出；

第一低噪声放大器，第一低噪声放大器的输入端与第一接收端太赫兹天线的输出端相连；用于放大接收到的太赫兹波有线信号；

第一发送端太赫兹天线，用于发送太赫兹无线信号；

第一功率放大器，第一功率放大器的输出端与第一发送端太赫兹天线的输入端相连，用于放大上行链路中的太赫兹信号，提高上行链路中太赫兹信号的信噪比；

第一太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；所述第一太赫兹双工器的输入端与第一低噪声放大器的输出端相连，所述第一太赫兹双工器的输出端与第一功率放大器的输入端相连，所述第一太赫兹双工器与第一太赫兹波导连接；

第一太赫兹波导，用于在下行链路中将第一太赫兹双工器输出的太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹光纤中进行有线传输；以及用于在上行链路中将第一太赫兹光纤中的太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹双工器中；

第一太赫兹光纤，第一太赫兹光纤与第一太赫兹波导相连，用于传输太赫兹有线信号。

进一步的，所述太赫兹波分复用单元包括：

太赫兹分路器，用于在下行链路中将太赫兹光纤中传输的太赫兹有线信号按所需功率分为多路太赫兹有线信号；以及用于在上行链路中将多路太赫兹分束中的多路太赫兹有线信号进行合路；

多路太赫兹分束，用于在下行链路中分别传输太赫兹分路器分路后的太赫兹有线信号，以及用于在上行链路中传输来自各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹有线信号。

进一步的，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元包括：

第二太赫兹光纤，用于传输太赫兹有线信号；

第二太赫兹波导，用于在下行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中；以及用于在上行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹光纤中；

第二太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；第二太赫兹双工器与第二太赫兹波导、第二功率放大器和第二低噪声放大器分别连接；

第二功率放大器，用于改善下行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二功率放大器的输入端与第二太赫兹双工器的输出端相连；

第一滤波器，用于滤除噪声；第一滤波器的输入端与第二功率放大器的输出端相连；

第二发送端太赫兹天线，用于发射太赫兹无线信号；第二发送端太赫兹天线的输入端与第一滤波器的输出端相连；

第二低噪声放大器，用于改善上行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二低噪声放大器的输出端与第二太赫兹双工器的输入端相连；

第二滤波器，用于滤除噪声；第二滤波器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连；

第二接收端太赫兹天线，用于接收用户终端发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号。

本发明的第二方面，提供了另一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，用于实现太赫兹波的室间传播，包括设置在至少两个房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元之间通过太赫兹光纤连接；

所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至另一房间中的所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者用于接收另一房间中的所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送给用户端。

进一步的，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元包括：

第二太赫兹光纤，用于传输太赫兹有线信号；

第二太赫兹波导，用于在下行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中；以及用于在上行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹光纤中；

第二太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；第二太赫兹双工器与第二太赫兹波导、第二功率放大器和第二低噪声放大器分别连接；

第二功率放大器，用于改善下行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二功率放大器的输入端与第二太赫兹双工器的输出端相连；

第一滤波器，用于滤除噪声；第一滤波器的输入端与第二功率放大器的输出端相连；

第二发送端太赫兹天线，用于发射太赫兹无线信号；第二发送端太赫兹天线的输入端与第一滤波器的输出端相连；

第二低噪声放大器，用于改善上行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二低噪声放大器的输出端与第二太赫兹双工器的输入端相连；

第二滤波器，用于滤除噪声；第二滤波器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连；

第二接收端太赫兹天线，用于接收用户终端发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号。

本发明的第三方面，提供了一种基于上述第一方面提供的任意一种传输系统的传输方法，包括：

下行链路时，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；太赫兹波分复用单元将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；

上行链路时，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给太赫兹波分复用单元；太赫兹波分复用单元将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；基站端太赫兹无线有线转换扩展单元接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间。

进一步的，在下行链路中，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一接收端太赫兹天线接收基站发送的太赫兹无线信号，第一低噪声放大器进行低噪声放大后发送至第一太赫兹双工器进行隔离传输，再经第一太赫兹波导耦合后进行太赫兹有线信号传输；经太赫兹分路器按所需功率分路，传输至用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间；

在上行链路中，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收用户终端发送的太赫兹无线信号，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至太赫兹双工器进行隔离传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合至太赫兹光纤，经太赫兹波分复用单元合路后传输至基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一太赫兹波导，经第一太赫兹波导耦合至第一太赫兹双工器，隔离传输至第一功率放大器进行功率放大，第一发送端太赫兹天线将太赫兹有线信号辐射至室外空间。

本发明的第四方面，提供了一种基于上述第二方面提供的任意一种传输系统的传输方法，包括：

第一房间内的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收第一用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元将太赫兹有线信号转换成太赫兹无线信号，发送至第二房间中的第二用户端，实现太赫兹波的室间传播。

进一步的，包括：

第一房间内的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收第一用户端发送的太赫兹无线信号，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至太赫兹双工器进行隔离传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合至太赫兹光纤中传输至第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后通过第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间，实现太赫兹波的室间传播。

本发明的技术效果：本发明传输系统，通过基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，在下行链路中接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；在上行链路中接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间；

通过太赫兹波分复用单元在下行链路中将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；在上行链路中将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；

通过用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，在下行链路中接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；在上行链路中接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给所述太赫兹波分复用单元。

本发明实现了太赫兹有线链路和无线链路的无缝互联，允许太赫兹信号在低损耗情况下穿过建筑物材料以实现室内深度覆盖，从而扩展了太赫兹无线传输的应用场景，实现了数据高速大容量传输。本发明系统实现了太赫兹有线和无线链路传输相结合，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元与太赫兹波基站进行实时收发通信，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元与用户终端进行实时收发通信，太赫兹波分复用单元可将多路等功率太赫兹信号合路传输或将太赫兹波信号等功率分为多路太赫兹信号送入不同太赫兹分束中传输，降低了接入网设备复杂度，扩大了太赫兹信号的有效覆盖范围。本发明的传输系统，可以实现全双工通信，有效扩大了太赫兹传输系统的容量以及覆盖范围，能显著降低传输成本，使系统更为经济高效。

另外，本发明还能用于实现太赫兹波的室间传播，通过所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至另一房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者接收另一房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送给用户端。

同样，本发明提供的对应的传输方法都具有上述有益效果。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统示意图；

图2为本发明实施例中的一种基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的模块示意图；

图3为本发明实施例中的一种用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的模块示意图；

图4为本发明实施例中的一种太赫兹波分复用单元的模块示意图；

图5为本发明实施例中的一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统结构框图；

图6为本发明实施例中的另一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统结构框图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合相关附图和实施例对本发明进行更全面的描述：附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

如图1所示，本实施例提供一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，包括基站端太赫兹无线有线转换扩展单元、太赫兹波分复用单元和用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；或者用于在上行链路中接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间；

太赫兹波分复用单元，用于在下行链路中将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者用于在上行链路中将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；

用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；或者用于在上行链路中接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给所述太赫兹波分复用单元。

本发明实现了太赫兹有线链路和无线链路的无缝互联，允许太赫兹信号在低损耗情况下穿过建筑物材料以实现室内深度覆盖，从而扩展了太赫兹无线传输的应用场景，实现了数据高速大容量传输。本发明系统实现了太赫兹有线和无线链路传输相结合，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元与太赫兹波基站进行实时收发通信，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元与用户终端进行实时收发通信，太赫兹波分复用单元可将多路等功率太赫兹信号合路传输或将太赫兹波信号等功率分为多路太赫兹信号送入不同太赫兹分束中传输，降低了接入网设备复杂度，扩大了太赫兹信号的有效覆盖范围。本发明的传输系统，可以实现全双工通信，有效扩大了太赫兹传输系统的容量以及覆盖范围，能显著降低传输成本，使系统更为经济高效。

具体地，所述基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中将太赫兹无线传输转换为太赫兹有线传输，太赫兹天线接收基站发送的太赫兹无线信号，经太赫兹波导耦合入太赫兹光纤中；以及用于在上行链路中将太赫兹有线传输转换为太赫兹无线传输，太赫兹有线信号经太赫兹波导耦合至太赫兹双工器，由太赫兹双工器隔离传输信号至发送端太赫兹天线，通过发送端太赫兹天线转换为太赫兹无线信号进行传输；其中，太赫兹双工器用于隔离传输上行链路与下行链路中的信号，使得两个方向的信号传输过程互不干扰，同时也进行滤波处理。

所述太赫兹波分复用单元，用于在下行链路中将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的太赫兹光纤中传输的太赫兹波由太赫兹分路器均分为多路等功率太赫兹信号进行有线传输；以及用于在上行链路中将多路传输的太赫兹有线信号由太赫兹分路器合为一路，送入基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的太赫兹光纤中进行有线传输；

所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中将太赫兹有线传输转换为无线传输，下行链路中，数据流向为基站端至用户终端，用户端噪声干扰比较大，需要专门滤波处理。所述太赫兹波分复用单元发送的太赫兹有线信号经由太赫兹波导耦合至太赫兹双工器隔离传输，再由滤波器滤除噪声干扰后，发送至发送端太赫兹天线转换为太赫兹无线传输；在上行链路中将太赫兹无线传输转换为有线传输，接收端太赫兹天线接收用户终端发送的太赫兹无线信号，经过滤波器滤除噪声干扰、太赫兹双工器隔离传输后通过太赫兹波导耦合至太赫兹光纤进行有线传输。

其中，基站即图1中的太赫兹波基站，用于在下行链路中发射太赫兹波信号至基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；以及用于在上行链路中接收基站端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹波信号；

用户终端，即图1中的用户设备模块，用于在下行链路中接收来自用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的太赫兹信号；以及用于在上行链路中发射太赫兹信号至用户端太赫兹无线有线转换扩展单元。

本发明的用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，实现了太赫兹有线链路和无线链路的无缝互联，允许太赫兹信号在低损耗情况下穿过建筑物材料以实现室内深度覆盖，从而扩展了太赫兹无线传输的应用场景，实现了数据高速大容量传输。

如图2所示，本发明的基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，包括：

第一接收端太赫兹天线，用于接收太赫兹波基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号输出；

第一低噪声放大器，第一低噪声放大器的输入端与第一接收端太赫兹天线的输出端相连，用于放大接收到的太赫兹有线信号，提高下行链路中太赫兹无线信号的信噪比；

第一发送端太赫兹天线，用于发送太赫兹有线信号；

第一功率放大器，第一功率放大器的输出端与第一发送端太赫兹天线的输入端相连，用于放大上行链路中的太赫兹信号，提高上行链路中太赫兹信号的信噪比；

第一太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；所述第一太赫兹双工器的输入端与第一低噪声放大器的输出端相连，所述第一太赫兹双工器的输出端与第一功率放大器的输入端相连；

第一太赫兹波导，用于在下行链路中将第一太赫兹双工器输出的太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹光纤中进行有线传输；以及用于在上行链路中将第一太赫兹光纤中的太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹双工器中；

第一太赫兹光纤，第一太赫兹光纤与第一太赫兹波导相连，用于传输太赫兹有线信号。

如图3所示，本发明的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，包括：

第二太赫兹光纤，用于传输太赫兹有线信号，一端与太赫兹波分复用单元连接，另一端连接第二太赫兹波导；

第二太赫兹波导，用于在下行链路中将第二太赫兹光纤传输的太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中；以及用于在上行链路中将第二太赫兹双工器输出的太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹光纤中；

第二太赫兹双工器，与所述第二太赫兹波导相连，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输。

具体的：在下行链路中，第二太赫兹双工器的第一输入端与第二太赫兹波导相连；在上行链路中，第二太赫兹双工器的第一输出端与第二太赫兹波导相连，用于实现全双工工作；

第二功率放大器，第二功率放大器的输入端与第二太赫兹双工器的第二输出端相连，用于放大下行链路中的太赫兹信号，提高下行链路中太赫兹信号的信噪比；

第一滤波器，第一滤波器的输入端与第二功率放大器的输出端相连，用于滤出有效太赫兹信号；

第二发送端太赫兹天线，第二发送端太赫兹天线的输入端与第一滤波器的输出端相连，用于发射太赫兹无线信号；

第二低噪声放大器，第二低噪声放大器的输出端与第二太赫兹双工器的第二输入端相连，用于改善上行链路中太赫兹信号的信噪比；

第二滤波器，第二滤波器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连，第二滤波器的输入端与第二接收端太赫兹天线的输出端相连，用于滤除太赫兹无线信号中的噪声；

第二接收端太赫兹天线，用于接收用户终端发送的太赫兹无线信号，并转换成有线信号传输给第二滤波器。

如图4所示，本发明的太赫兹波分复用单元，包括：

太赫兹分路器，用于在下行链路中将第一太赫兹光纤中传输的太赫兹有线信号按所需功率分为多路太赫兹有线信号；以及用于在上行链路中将多路太赫兹有线信号耦合至第一太赫兹光纤传输；

若干个分支的太赫兹分束(即若干条太赫兹光纤)，用于在下行链路中分别传输太赫兹分路器分路后的若干路太赫兹有线信号，或者用于在上行链路中将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的若干路太赫兹有线信号传输至太赫兹分路器。

具体地，如图5所示，本实施例提供一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，用于太赫兹波在基站和室内的用户终端之间传播；

在下行链路中太赫兹波基站发送太赫兹无线信号，在基站端太赫兹无线有线转换扩展模块中，第一接收端太赫兹天线接收后，通过第一低噪声放大器改善信噪比后经由第一太赫兹双工器以及第一太赫兹波导耦合至第一太赫兹光纤传输；在太赫兹波分复用模块中，由所述太赫兹分路器将光纤中传输的太赫兹信号按所需功率分为三路太赫兹波后在三路太赫兹分束中传输；在用户端太赫兹无线有线转换扩展模块中，所述太赫兹分束传输的太赫兹分路信号经由第二太赫兹波导耦合入对应的第二太赫兹双工器，通过第二功率放大器放大后经过第一滤波器滤除带外噪声，由第二发送端太赫兹天线发射太赫兹无线信号至用户设备处理。

在上行链路中用户设备发送太赫兹无线信号，在用户端太赫兹无线有线转换扩展模块中，太赫兹信号经由第二滤波器滤除噪声后通过第二低噪声放大器改善信噪比，后通过第二太赫兹双工器以及第二太赫兹波导耦合入对应的太赫兹分束中传输。在太赫兹波分复用模块中，三路太赫兹分束中传输的太赫兹信号通过太赫兹分路器合为一路太赫兹信号进行传输，在基站端太赫兹无线有线转换扩展模块中，在太赫兹光纤中传输的太赫兹信号经由第一太赫兹波导至第一太赫兹双工器，再通过第一功率放大器进行功率放大后，由第一发送端太赫兹天线发送太赫兹无线信号至太赫兹波基站。

相应的，基于上述实施例中的用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统的信号传输方法，包括：

下行链路时，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；太赫兹波分复用单元将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；

上行链路时，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给太赫兹波分复用单元；太赫兹波分复用单元将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；基站端太赫兹无线有线转换扩展单元接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间。

具体地，在下行链路中，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一接收端太赫兹天线接收基站发送的太赫兹无线信号，第一低噪声放大器进行低噪声放大后发送至第一太赫兹双工器进行隔离传输，再经第一太赫兹波导耦合后进行太赫兹有线信号传输；经太赫兹分路器按所需功率分路，传输至用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间；

在上行链路中，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收用户终端发送的太赫兹无线信号，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至太赫兹双工器进行隔离传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合至太赫兹光纤，经太赫兹波分复用单元合路后传输至基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一太赫兹波导，经第一太赫兹波导耦合至第一太赫兹双工器，隔离传输至第一功率放大器进行功率放大，第一发送端太赫兹天线将太赫兹有线信号辐射至室外空间。

更具体地，本发明在下行链路中的信号传输方法，按以下步骤进行：

(1)接收太赫兹无线信号：第一接收端太赫兹天线接收太赫兹波基站发送的太赫兹无线信号；

(2)第一低噪声放大器对太赫兹信号进行低噪声放大；

(3)将经放大后的信号通过第一太赫兹双工器进行隔离传输，以保证实时全双工通信；

(4)将放大后的信号通过第一太赫兹波导耦合入第一太赫兹光纤中进行太赫兹有线传输以穿透建筑物材料；

(5)将太赫兹有线信号按所需功率分为多路太赫兹有线信号并分别传输至不同用户端；

(6)将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中隔离传输；

(7)对太赫兹有线信号进行功率放大以提升信号传输距离；

(8)对太赫兹有线信号进行滤波处理以滤除不需要的太赫兹波；

(9)第二发送端太赫兹天线将太赫兹有线信号辐射至室内空间进行太赫兹无线传输至用户终端。

具体过程为：基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一接收端太赫兹天线接收太赫兹波基站发送的太赫兹无线信号，第一低噪声放大器进行低噪声放大后发送至第一太赫兹双工器进行隔离传输，经隔离传输后的太赫兹有线信号经太赫兹波分复用单元进行合路处理，后由第一太赫兹波导耦合，并经太赫兹分路器按所需功率分至用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后通过第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间进行太赫兹无线传输至用户终端。

本发明上行链路时的信号传输方法，按以下步骤进行：

(1)接收太赫兹无线信号：第二接收端太赫兹天线接收用户终端发送的太赫兹无线信号并转换为太赫兹有线信号；

(2)对上述太赫兹有线信号进行滤波处理以滤除带外噪声并进行太赫兹有线传输；

(3)对上述滤波后太赫兹有线信号进行低噪声放大以改善信噪比；

(4)对上述低噪声放大后太赫兹有线信号进行隔离传输以保证实时全双工通信；

(5)将上述太赫兹有线信号经第二太赫兹波导耦合入太赫兹分束进行太赫兹有线传输；

(6)将不同太赫兹分束中的太赫兹有线信号合为一路信号进行太赫兹有线传输；

(7)将太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹双工器中隔离传输；

(8)对太赫兹有线信号进行功率放大以提升信号传输距离；

(9)第一发送端太赫兹天线将太赫兹有线信号辐射至室外空间进行太赫兹无线传输至太赫兹波基站。

具体过程为：用户终端发送的太赫兹无线信号被用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至第二太赫兹双工器进行隔离传输后送入太赫兹分束中进行有线传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号传输至太赫兹波分复用单元进行合路处理，经第一太赫兹波导耦合后发送至基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一太赫兹双工器，经第一太赫兹双工器隔离传输后通过第一功率放大器进行功率放大，第一发送端太赫兹天线将太赫兹有线信号辐射至室外空间并传输至太赫兹波基站。

本发明利用太赫兹有线链路低损耗传输结合太赫兹无线链路大容量传输，实现了太赫兹波室内深度覆盖；充分利用太赫兹光纤的灵活性，避免了太赫兹波在穿透建筑材料的大损耗，提高了太赫兹信号的传输容量与传输速率。

如图6所示，本实施例提供了一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，用于太赫兹波室间传播，包括设置在至少两个房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元之间通过太赫兹光纤连接；

所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至另一房间中的所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者用于接收另一房间中的所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送给用户端。

具体地，两个房间的用户终端通过设置在各自房间的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元进行实时全双工通信，太赫兹无线信号由一个房间内的第二接收端太赫兹天线接收后通过第二滤波器滤除带外噪声，经第二低噪声放大器放大，再由第二太赫兹双工器隔离传输至第二太赫兹波导，后由第二太赫兹波导耦合至太赫兹光纤中进行太赫兹有线传输以低损耗穿过建筑材料，之后通过另一个房间内的第二太赫兹波导耦合至第二太赫兹双工器隔离传输，经第二功率放大器放大太赫兹信号功率，再进行滤波后由第二发送端太赫兹天线发射，实现太赫兹波室间传播。

进一步地，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元包括：

第二太赫兹光纤，用于传输太赫兹有线信号；

第二太赫兹波导，用于在下行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中；以及用于在上行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹光纤中；

第二太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；第二太赫兹双工器与第二太赫兹波导、第二功率放大器和第二低噪声放大器分别连接；

第二功率放大器，用于改善下行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二功率放大器的输入端与第二太赫兹双工器的输出端相连；

第一滤波器，用于滤除噪声；第一滤波器的输入端与第二功率放大器的输出端相连；

第二发送端太赫兹天线，用于发射太赫兹无线信号；第二发送端太赫兹天线的输入端与第一滤波器的输出端相连；

第二低噪声放大器，用于改善上行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二低噪声放大器的输出端与第二太赫兹双工器的输入端相连；

第二滤波器，用于滤除噪声；第二滤波器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连；

第二接收端太赫兹天线，用于接收用户终端发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号。

基于上述实施例中的用于太赫兹波室间传播的传输系统的传输方法，包括：

第一房间内的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收第一用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元将太赫兹有线信号转换成太赫兹无线信号，发送至第二房间中的第二用户端，实现太赫兹波的室间传播。

进一步地，第一房间内的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收第一用户端发送的太赫兹无线信号，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至太赫兹双工器进行隔离传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合至太赫兹光纤中传输至第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后通过第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间，实现太赫兹波的室间传播。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，其特征在于，包括：

基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；或者用于在上行链路中接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间；

太赫兹波分复用单元，用于在下行链路中将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者用于在上行链路中将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；

用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于在下行链路中接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；或者用于在上行链路中接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给所述太赫兹波分复用单元。

2.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于：所述基站端太赫兹无线有线转换扩展单元，包括：

第一接收端太赫兹天线，用于接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号输出；

第一低噪声放大器，用于放大接收到的太赫兹波有线信号，第一低噪声放大器的输入端与第一接收端太赫兹天线的输出端相连；

第一发送端太赫兹天线，用于发送太赫兹无线信号；

第一功率放大器，用于放大上行链路中的太赫兹信号；第一功率放大器的输出端与第一发送端太赫兹天线的输入端相连；

第一太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；所述第一太赫兹双工器的输入端与第一低噪声放大器的输出端相连，所述第一太赫兹双工器的输出端与第一功率放大器的输入端相连，所述第一太赫兹双工器与第一太赫兹波导连接；

第一太赫兹波导，用于在下行链路中将第一太赫兹双工器输出的太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹光纤中进行有线传输；以及用于在上行链路中将第一太赫兹光纤中的太赫兹有线信号耦合入第一太赫兹双工器中；

第一太赫兹光纤，第一太赫兹光纤与第一太赫兹波导相连，用于传输太赫兹有线信号。

3.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，所述太赫兹波分复用单元包括：

太赫兹分路器，用于在下行链路中将太赫兹光纤中传输的太赫兹有线信号按所需功率分为多路太赫兹有线信号；以及用于在上行链路中将多路太赫兹分束中的多路太赫兹有线信号进行合路；

多路太赫兹分束，用于在下行链路中分别传输太赫兹分路器分路后的太赫兹有线信号，以及用于在上行链路中传输来自各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹有线信号。

4.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元包括：

第二太赫兹光纤，用于传输太赫兹有线信号；

第二太赫兹波导，用于在下行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中；以及用于在上行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹光纤中；

第二太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；第二太赫兹双工器与第二太赫兹波导、第二功率放大器和第二低噪声放大器分别连接；

第二功率放大器，用于改善下行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二功率放大器的输入端与第二太赫兹双工器的输出端相连；

第一滤波器，用于滤除噪声；第一滤波器的输入端与第二功率放大器的输出端相连；

第二发送端太赫兹天线，用于发射太赫兹无线信号；第二发送端太赫兹天线的输入端与第一滤波器的输出端相连；

第二低噪声放大器，用于改善上行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二低噪声放大器的输出端与第二太赫兹双工器的输入端相连；

第二滤波器，用于滤除噪声；第二滤波器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连；

第二接收端太赫兹天线，用于接收用户终端发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号。

5.一种用于实现太赫兹无线有线信号融合的传输系统，其特征在于，用于实现太赫兹波的室间传播，包括设置在至少两个房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元之间通过太赫兹光纤连接；

所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元，用于接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至另一房间中的所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；或者用于接收另一房间中的所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元发送的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送给用户端。

6.根据权利要求5所述的传输系统，其特征在于，所述用户端太赫兹无线有线转换扩展单元包括：

第二太赫兹光纤，用于传输太赫兹有线信号；

第二太赫兹波导，用于在下行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹双工器中；以及用于在上行链路中将太赫兹有线信号耦合入第二太赫兹光纤中；

第二太赫兹双工器，用于实现上、下行链路中的太赫兹有线信号的全双工隔离传输；第二太赫兹双工器与第二太赫兹波导、第二功率放大器和第二低噪声放大器分别连接；

第二功率放大器，用于改善下行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二功率放大器的输入端与第二太赫兹双工器的输出端相连；

第一滤波器，用于滤除噪声；第一滤波器的输入端与第二功率放大器的输出端相连；

第二发送端太赫兹天线，用于发射太赫兹无线信号；第二发送端太赫兹天线的输入端与第一滤波器的输出端相连；

第二低噪声放大器，用于改善上行链路中太赫兹有线信号的信噪比；第二低噪声放大器的输出端与第二太赫兹双工器的输入端相连；

第二滤波器，用于滤除噪声；第二滤波器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连；

第二接收端太赫兹天线，用于接收用户终端发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号。

7.一种基于权利要求1-4任意一项所述传输系统的传输方法，其特征在于，包括：

下行链路时，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元接收基站发送的太赫兹无线信号，并转换成太赫兹有线信号，传输至太赫兹波分复用单元；太赫兹波分复用单元将基站端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号分路，并传输给各个用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收太赫兹波分复用单元发送的分路后的太赫兹有线信号，并转换成太赫兹无线信号发送至空间；

上行链路时，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，发送给太赫兹波分复用单元；太赫兹波分复用单元将用户端太赫兹无线有线转换扩展单元传输的太赫兹有线信号合路，并传输给基站端太赫兹无线有线转换扩展单元；基站端太赫兹无线有线转换扩展单元接收太赫兹波分复用单元传输的合路后的太赫兹有线信号，转换成太赫兹无线信号发送至空间。

8.根据权利要求7所述的传输方法，其特征在于，

在下行链路中，基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一接收端太赫兹天线接收基站发送的太赫兹无线信号，第一低噪声放大器进行低噪声放大后发送至第一太赫兹双工器进行隔离传输，再经第一太赫兹波导耦合后进行太赫兹有线信号传输；经太赫兹分路器按所需功率分路，传输至用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间；

在上行链路中，用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收用户终端发送的太赫兹无线信号，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至太赫兹双工器进行隔离传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合至太赫兹光纤，经太赫兹波分复用单元合路后传输至基站端太赫兹无线有线转换扩展单元的第一太赫兹波导，经第一太赫兹波导耦合至第一太赫兹双工器，隔离传输至第一功率放大器进行功率放大，第一发送端太赫兹天线将太赫兹有线信号辐射至室外空间。

9.一种基于权利要求5～6任意一项所述传输系统的传输方法，其特征在于，包括：

第一房间内的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元接收第一用户端的太赫兹无线信号，转换成太赫兹有线信号，通过太赫兹光纤发送至第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元将太赫兹有线信号转换成太赫兹无线信号，发送至第二房间中的第二用户端，实现太赫兹波的室间传播。

10.根据权利要求9所述的传输方法，其特征在于，包括：

第一房间内的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二接收端太赫兹天线接收第一用户端发送的太赫兹无线信号，经第二滤波器进行滤波处理后发送至第二低噪声放大器，经低噪声放大后发送至太赫兹双工器进行隔离传输，第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合至太赫兹光纤中传输至第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元；

第二房间中的用户端太赫兹无线有线转换扩展单元的第二太赫兹波导将太赫兹有线信号耦合入太赫兹双工器中隔离传输，经第二功率放大器进行功率放大后发送至第一滤波器进行滤波处理，最后通过第二发送端太赫兹天线辐射至室内空间，实现太赫兹波的室间传播。

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