CN1852511A - 一种信号合路装置及利用其实现的基站共天馈系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号合路装置，包括：发射滤波器，其输入连接到该装置的机柜接口，输出连接到该装置的天线接口；天线端接收滤波器，与发射滤波器一起组成天线端双工器，其输入连接到该装置的天线接口，输出连接到功分器；机柜端接收滤波器，与发射滤波器一起组成机柜端双工器，其输入连接到该装置的接收输入接口，输出连接到该装置的机柜接口；功分器，将天线接收滤波器的输出信号分为两路彼此相同的信号，其输入连接到天线端接收滤波器，两个输出分别连接到该装置的分集接收和主接收输出接口。本发明还同时公开了几种基站共天馈系统。采用本发明的信号合路装置及基站共天馈系统，对原基站性能影响小，附加设备简单可靠成本低且通用性好。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域的基站技术，特别涉及一种信号合路装置及利用该信号合路装置实现的基站共天馈系统。
背景技术
不同的移动通信系统或者相同移动通信系统的不同业务需要使用不同的基站，例如正在推广的CDMA 2000新型数据业务EV-DO需要和已经成熟的CDMA 2000语音业务1X使用不同的基站。这里，所述基站包括室内机柜和室外天馈。一般来说，室外天馈需要安装在高处，通常是铁塔和楼顶上。然而在各种移动通信标准共存的现在，不同移动通信运营商的不同系统如GSM、CDMA 2000、WCDMA等的室外天馈早已挂满了铁塔和楼顶，尤其是在城市。对于移动通信运营商来说，通过修建新的铁塔或其他设施来安装新的室外天馈是比较困难和不经济的。如果能利用原有的室外天馈将新的室内机柜接入，将在很大程度上解决成本问题。因此，需要有一种对原有系统性能指标影响小并且附加设备简单可靠成本低的基站共天馈解决方案。
实现基站共天馈其技术核心是实现信号的合路，用合路器实现。一个合路器包括合路端和分路端，其中合路端有一个接口，分路端至少有两个接口。这里的合路是广义合路，对于接收信号而言是一分多，即信号从合路端进，从分路端出；对于发射信号而言是多合一，即信号从分路端进，从合路端出。现有的合路方案有两种：宽带混合合路方案和窄带滤波合路方案。
采用宽带混合合路方案实现的共天馈系统如图1所示。合路所用到的装置是3dB耦合器或者Wilkinson功分器，统称为宽带混合合路器。这种合路方式可以实现整个工作频段，包括发射频段和接收频段的合路，并且同一个宽带混合合路器既可以多合一，也可以一分多。也就是说一个宽带混合合路器可以同时实现发射信号和接收信号的合路，因此使用这种合路器组成的共天馈系统结构简单。在图1中，两个基站的发射/主接收通道直接接到一个宽带混合合路器，进一步连接到室外天馈1；两个基站的分集接收通道接到另一个宽带混合合路器，进一步连接到室外天馈2，这样即可构成共天馈系统。但宽带混合合路器会对发射信号造成3.5dB的插入损耗，这是由其本身的工作原理决定的，无法避免。对于发射信号来说，插入损耗会减弱基站的覆盖能力。
采用窄带滤波合路方案实现的共天馈系统如图2所示，在对发射信号合路时用到的装置是窄带滤波合路器；在对接收信号合路时用到的是宽带混合合路器。窄带滤波合路器的主要组成部分是两个窄带滤波器，它们的通带分别是两个发射信号所在的频点。由于采用了窄带滤波器进行合路，因此对于发射信号的插入损耗比较小。但是采用窄带滤波合路方案进行合路时，需要用到额外的双工器作为收发信号分离和合并装置。双工器的作用是实现接收信号与发射信号的通道共享，它也分为合路端和分路端，其中合路端有一个接口，分路端至少有两个接口。双工器分路端的两个接口分别连接接收信号通道和发射信号通道，称为接收接口和发射接口；合路端的接口连接收发共用通道。图中两个基站的发射/主接收通道需要分别经过两个双工器分出各自的发射信号和主接收信号；然后两个基站的发射信号与窄带滤波器相连，两个基站的主接收信号与宽带混合合路器相连；窄带滤波器和宽带混合合路器再与另外一个双工器相连，然后与发射/主接收天线相连；为了实现分集接收，两个基站的分解接收通道通过宽带混合合路器连接到同一根分集接收天线。由此可以看出：第一，虽然窄带滤波器对发射信号的插入损耗低，但是该方案需要从两个基站的收发信号中分别分离出发射信号，合路后再与接收信号合并，因此结构复杂；第二，算上额外的信号分离与合并环节的插入损耗，窄带滤波合路方案对发射信号总的插入损耗约为1.5dB；第三，针对不同的发射信号频点，需要重新调谐窄带滤波器，因此工作带宽窄，不具有通用性。
由此可见，在现有技术中，宽带混合合路器的缺点是对发射信号的插入损耗大，从而影响基站的覆盖能力；窄带滤波合路器的缺点是附加设备体积大成本高，同时也会对发射信号造成比较大的插入损耗，工作带宽窄通用性差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种信号合路装置，该装置对信号的插入损耗低，结构简单，性能可靠并且对通信特定的通信系统具有通用性。
本发明的目的还在于提供三种基站共天馈系统，在对现有基站性能影响不大的前提下，利用本发明所提供的信号合路装置将新基站的室内机柜接入到现有基站的室外天馈，以实现两类基站的室外天馈共用。
为了达到上述目的，本发明提供的信号合路装置包括：
发射滤波器，与天线端接收滤波器一起组成天线端双工器，与机柜端接收滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的机柜接口，输出端连接到该装置的天线接口；天线端接收滤波器，与发射滤波器一起组成天线端双工器，其输入端连接到该装置的天线接口，输出端连接到功分器的输入端；机柜端接收滤波器，与发射滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的接收输入接口，输出端连接到该装置的机柜接口；功分器，用于将天线端接收滤波器的输出信号分为两路彼此相同的信号，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，两个输出端分别连接到该装置的分集接收输出接口和主接收输出接口。
该信号合路装置还可以在天线端接收滤波器和功分器之间进一步包括：低噪声放大器，用于将天线端接收滤波器的输出放大，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，输出端连接到功分器的输入。
基于上述信号合路装置，本发明还提供了利用该信号合路装置实现的一种基站共天馈系统，包括：
具有发射/主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜、具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜、第一室外天馈、第二室外天馈，还包括第一信号合路装置和第二信号合路装置；其中，第一室内机柜和第二室内机柜的发射/主接收通道分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜和第二室内机柜的分集接收通道分别连接到第二信号合路装置和第一信号合路装置的分集接收接口；第一信号合路装置和第二信号合路装置的主接收接口分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的接收接口；第一信号合路装置和第二信号合路装置的天线接口分别连接到第一室外天馈和第二室外天馈。
基于上述信号合路装置，本发明还提供了利用该信号合路装置实现的第二种基站共天馈系统，包括：
具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜、具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜、第一室外天馈、第二室外天馈，还包括第一信号合路装置和第二信号合路装置；其中，第一室内机柜的发射通道连接到第一信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜的主接收通道连接到第一信号合路装置的主接收接口；第二室内机柜的发射/主接收通道连接到第二信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜和第二室内机柜的分集接收通道分别连接到第二信号合路装置和第一信号合路装置的分集接收接口；第一信号合路装置的接收接口接负载；第二信号合路装置的主接收接口连接到第二信号合路装置的接收接口；第一信号合路装置和第二信号合路装置的天线接口分别连接到第一室外天馈和第二室外天馈。
基于上述信号合路装置，本发明还提供了利用该信号合路装置实现的第三种基站共天馈系统，包括：
具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜、具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜、第一室外天馈、第二室外天馈，还包括第一信号合路装置和第二信号合路装置；其中，第一室内机柜和第二室内机柜的发射通道分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜和第二室内机柜的主接收通道分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的主接收接口；第一室内机柜和第二室内机柜的分集接收通道分别连接到第二信号合路装置和第一信号合路装置的分集接收接口；第一信号合路装置和第二信号合路装置的接收接口分别接负载；第一信号合路装置和第二信号合路装置的天线接口分别连接到第一室外天馈和第二室外天馈。
在以上三种基站共天馈系统中，所述的具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的室内机柜至少包括发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器，发射通道连接到发射滤波器，发射滤波器进一步连接基站发射信号；主接收通道连接到主接收滤波器，主接收滤波器进一步连接基站主接收信号；分集接收通道连接到分集接收滤波器，分集滤波器进一步连接基站分集接收信号。
所述的具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的室内机柜内部，进一步包括第一、第二和第三宽带混合合路器，发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器进一步分别连接到第一、第二和第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。
所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的室内机柜至少包括第一双工器和第二双工器，发射/主接收通道连接到第一双工器的合路端，第一双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号；分集接收通道连接到第二双工器的合路端，第二双工器的分路端的发射接口接负载，接收接口连接基站分集接收信号。
所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的室内机柜至少包括双工器和接收滤波器，发射/主接收通道连接到双工器的合路端，双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号；分集接收通道连接到接收滤波器，接收滤波器进一步连接基站分集接收信号。
所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的室内机柜进一步包括第一、第二、第三宽带混合合路器，双工器的分路端的两个接口分别连接到第一、第二宽带混合合路器的合路端，接收滤波器连接到第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。
采用以上信号合路装置和利用该信号合路装置实现的基站共天馈系统，由于本发明装置中的发射滤波器具有更大的腔体和更少的腔数，因此由本发明装置本身所引起的对发射信号的插入损耗，一般为0.4dB，远远低于宽带混合合路器造成的插入损耗(3.5dB)；由于本发明装置在构成基站共天馈系统时不需要额外的信号分离和合并设备，免除了这些设备对发射信号造成的插入损耗，因此对发射信号造成的整体插入损耗，即从机柜的输出通道到天线的输入通道之间的插入损耗，小于窄带滤波合路器的插入损耗(1.5dB)，因此，本发明装置对原基站的性能指标，尤其是基站的覆盖能力影响很小。同样由于本发明装置在构成基站共天馈系统时不需要额外的信号分离和合并设备，因此对于基站共天馈系统来说，附加设备的复杂度和成本都比窄带滤波合路低得多。
由于本发明装置的发射滤波器的通带为整个下行频段，接收滤波器的通带为整个上行频段，也就是说对CDMA 2000的工作信号不具有选择性，因此具有对CDMA 2000系统的通用性。此外，用本发明所提供的信号合路装置组成基站共天馈系统并不对基站的业务类型有所要求，而仅对室内机柜的对外接口有所要求。也就是说，只要室内机柜的对外接口满足一定类型，本发明所提供的信号合路装置不限于将CDMA 2000EV-DO基站的室内机柜接入到现有CDMA 2000 1X基站的室外天馈，还可以将用作CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 1X基站之间、CDMA 2000 EV-DO基站和CDMA 2000EV-DO基站；甚至，如果调整本发明提供的信号合路装置的参数，还能将其用于某些配置下的两个GSM基站的共天馈系统。
附图说明
图1是现有技术中采用宽带混合合路的基站共天馈系统的方框图。
图2是现有技术中采用窄带滤波合路的基站共天馈系统的方框图。
图3是本发明的无源信号合路装置的方框图。
图4是本发明的有源信号合路装置的方框图。
图5是采用本发明的信号合路装置的一种基站共天馈系统的方框图。
图6是采用本发明的信号合路装置的另一种基站共天馈系统的方框图。
图7是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA2000 EV-DO基站共天馈系统实施例一的方框图。
图8是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA2000 EV-DO基站共天馈系统实施例二的方框图。
图9是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA2000 EV-DO基站共天馈系统实施例三的方框图。
图10是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA2000 EV-DO基站共天馈系统实施例四的方框图。
图11是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA2000 EV-DO基站共天馈系统实施例五的方框图。
具体实施方式
本发明所提供的信号合路装置，实际上是共享同一发射滤波器的两个双工器，由于共享了同一发射滤波器，降低了对发射信号的插入损耗；同时，利用两个一样的本发明装置即可实现两个基站的共天馈系统，不需要额外的信号分离和合并装置；并且，本发明装置对于指定的频段类型具有通用性，不需要为每个基站单独进行配置。因此，采用本发明所提供的信号合路装置实现CDMA 2000 1X业务和EV-DO业务的基站共天馈系统，具有对原1X基站性能影响小、结构简单成本低以及通用性好的优点。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
请参考图3，图3是本发明的无源信号合路装置的方框图。本发明的无源信号合路装置包括：
天线端接收滤波器301，用于和发射滤波器304组成天线端双工器，其一端连接到天线接口，另一端连接到功分器302；
功分器302，用于将经过接收滤波器301的接收信号分为完全一样的两路信号，其一端连接到接收滤波器301，另一端是两路输出主接收RxM(Master Rx)和分集接收RxD(Diversity Rx)；
机柜端接收滤波器303，用于和发射滤波器304组成机柜端双工器，其一端是接收(Rx)接口，另一端连接到机柜接口；
发射滤波器304，用于和天线端接收滤波器301和机柜端接收滤波器303组成两个双工器，其一端连接到天线接口，另一端连接到机柜接口。
当原CDMA 2000 1X业务和新CDMA 2000 EV-DO业务都工作CDMA2000频段类型0(Band Class 0)的时候，根据频段类型0的定义，从移动台到基站的下行频段为824MHz到849MHz，从基站到移动台的上行频段为869MHz到894MHz。此时，发射滤波器304的通带为整个下行频段的带宽，而天线端接收滤波器301和机柜端接收滤波器303的通带为整个上行频段的带宽。在这里，所述的滤波器都是腔体滤波器，其本质是一个谐振腔，只有频率在其通带内的电磁波才能在其中产生谐振，而频率在其通带外的电磁波即使输入到该谐振腔中也会很快被衰减掉。
室外天馈是收发两用的，在同一时间既作为发射天线也作为接收天线。因此，在本发明装置和室外天馈之间的连线上运行的信号既有发射信号也有接收信号。由天线端接收滤波器301和发射滤波器304组成的天线端双工器将本发明装置和室外天馈之间的连线上运行的信号分成接收信号和发射信号。事实上，输入到天线端接收滤波器301的既有发射信号的电磁波也有接收信号的电磁波，但是由于天线端接收滤波器301的通带仅仅为对应接收信号的上行频段，因此能够在天线端接收滤波器301中谐振的只有接收信号，而发射信号将很快衰减。同样，能够在发射滤波器304中谐振的只有发射信号，接收信号将很快衰减。
在本发明装置和室内机柜之间的连线上运行的信号可以是只有发射信号也可以是既有发射信号也有接收信号。如果是只有发射信号，这时在机柜端不需要对信号进行双工，则机柜端接收滤波器303的输入接负载，其作用也仅相当于一个负载。如果是既有发射信号也有接收信号，则由机柜端接收滤波器303和发射滤波器304组成的机柜端双工器将本发明装置和室内机柜之间的连线上运行的信号分成接收信号和发射信号。这时，功分器302的一路输出作为机柜端接收滤波器303的输入。同天线端的双工器一样，在机柜端接收滤波器303中只有接收信号可以产生谐振，而发射信号将很快衰减；在发射滤波器304中，只有发射信号可以产生谐振，而接收信号将很快衰减。
因此，接收信号的信号流向是：室外天馈、天线端接收滤波器301、功分器302、机柜端接收滤波器303、室内机柜。发射信号的信号流向是：室内机柜、发射滤波器304、室外天馈。其中当本发明装置和机柜之间的连线上运行的只有发射信号时，接收信号不经过机柜端接收滤波器303。
由于在本发明装置中，天线端的双工器和机柜端的双工器共用了一个发射滤波器，也就是说在机柜的发射通道和天线之间只有一个会造成插入损耗的器件。同时，在对信号合路装置的体积有限制的情况下，采用本发明装置的结构可以将发射滤波器的体积做得比较大，从而在腔数不变的情况下使得发射滤波器的每个腔体的体积相应增大。而腔体越大的滤波器，其插入损耗就越小。因此本发明装置的插入损耗相对于宽带混合合路器的插入损耗有了较大的降低。在实际应用中，可以根据对插入损耗和信号合路装置的体积要求，通过改变发射滤波器的腔体数目和腔体大小来实现具体的插入损耗的值。例如，当发射滤波器的腔体数为4，每个腔体的尺寸为50mm×50mm×60mm，此时其储存的能量和消耗的能量之比，即Q值，为4500，通带为整个发射频段，对接收频段的抑制满足CDMA 2000标准对基站系统的要求即30dB，整个合路装置的尺寸约为160mm×200mm×55mm，此时对发射信号的插入损耗为0.4dB。为了达到更小的插入损耗，可以将腔体尺寸变大，相应的合路装置体积就要变大。如果对插入损耗的要求不是那么高，可以将发射滤波器的腔体尺寸变小而腔数变多，这样可以得到对接收频段更大的抑制。例如采用5个腔体，Q值为3800，可以达到50dB的带外抑制，此时对发射信号的插入损耗接近1.5dB，通带仍然为整个发射频段。
请参考图4，图4是本发明的有源信号合路装置的方框图。本发明的有源信号合路装置包括：
天线端接收滤波器301，用于和发射滤波器304组成天线端双工器，其一端连接到天线接口，另一端连接到功分器302；
功分器302，用于将经过接收滤波器301的接收信号分为完全一样的两路信号，其一端连接到接收滤波器301，另一端是两路输出RxM和RxD；
机柜端接收滤波器303，用于和发射滤波器304组成机柜端双工器，其一端是输入Rx，另一端连接到机柜接口；
发射滤波器304，用于和天线端接收滤波器301和机柜端接收滤波器303组成两个双工器，其一端连接到天线接口，另一端连接到机柜接口。
低噪声放大器(Low Noise Amplifier：LNA)405，用于放大接收信号，提高接收灵敏度，其一端连接到接收滤波器301的输出，另一端连接到功分器302的输入。
LNA是一种噪声系数比普通放大器低很多的放大器。它在工作时需要有直流电源对其供电，这就是为什么加入LNA后的合路装置称为有源信号合路装置。将LNA加到天线端接收滤波器和功分器之间，可以减小整个接收通道的噪声系数，从而提高接收灵敏度。具体能提高的指标是由LNA的性能所决定的。
在实际应用中，如果无源合路装置即可满足对灵敏度的要求，则无需采用有源合路装置；如果对系统的灵敏度有较高要求，同时具备直流供电的能力，则可以在成本许可的情况下采用有源合路装置。
除了增加LNA以外，本发明的有源信号合路装置和无源信号合路装置在信号流向、滤波器性质以及外部接口方面都对应相同。因此，在用于实际的CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统中时，无源信号合路装置和有源信号合路装置的安装是一样的。以下仅以无源信号合路装置为例来加以说明。在以下的实施例以及附图中，均以双工合路器来表示本发明所提供的信号合路装置。
现有的CDMA 2000 1X基站室内机柜和CDMA 2000 EV-DO基站室内机柜主要有两种类型：一种是收发通道共用的，一种是收发通道独立的。相应的，在两个基站构成基站共天馈系统时，存在四种情况，分别是：
①原机柜有发射/主接收通道和分集接收通道，新机柜有发射/主接收通道和分集接收通道；
②原机柜有发射通道、主接收通道和分集接收通道，新机柜有发射/主接收通道和分集接收通道；
③原机柜有发射/主接收通道和分集接收通道，新机柜有发射通道、主接收通道和分集接收通道；
④原机柜有发射通道、主接收通道和分集接收通道，新机柜有发射通道、主接收通道和分集接收通道。
下面分别以上述四种情况中的两种情况为例，说明采用本发明无源合路装置实现的基站共天馈系统的组成和工作原理。
第一种情况，原基站和新基站室内机柜都是收发通道共用的。即：原基站室内机柜有两个通道，分别是发射/主接收通道和分集接收通道；新基站室内机柜也有两个通道，分别是发射/主接收通道和分集接收通道。
请参考图5，图5是采用本发明的信号合路装置的基站共天馈系统的方框图。该系统包括：
双工合路器501，用于将室外天馈505连接到原基站室内机柜503的发射/主接收通道和新基站室内机柜504的分集接收通道；
双工合路器502，用于将室外天馈506连接到新基站室内机柜504的发射/主接收通道和原基站室内机柜503的分集接收通道；
原基站室内机柜503和新基站室内机柜504；
室外天馈505，用于作为原基站室内机柜503的发射/主接收天线和新基站室内机柜504的分集接收天线；
室外天馈506，用于作为新基站室内机柜504的发射/主接收天线和原基站室内机柜503的分集接收天线；
其中双工合路器501和双工合路器502的结构是一样的；室外天馈505和室外天馈506的结构是一样的。
原基站室内机柜503是收发通道共用的，其对外接口为：发射/主接收共用通道；分集接收通道。在加入新基站室内机柜之前，这两个接口分别连接到室外天馈505和室外天馈506上，其中室外天馈505是发射/主接收天线，室外天馈506是分集接收天线。
新加入的新基站室内机柜504是收发通道共用的，其对外接口为：发射/主接收共用通道；分集接收通道。
在加入新基站室内机柜，构成原基站和新基站共天馈系统后，双工合路器501和双工合路器502的天线接口分别接到原原室外天馈的两个天线上；双工合路器501的RxD接口连接到新基站室内机柜504的分集接收通道；双工合路器501的RxM接口连接到双工合路器501的Rx接口；双工合路器501的室内机柜接口连接到原基站室内机柜503的发射/主接收共用通道；双工合路器502的RxD接口连接到原基站室内机柜503的分集接收通道；双工合路器502的RxM接口连接到双工合路器502的Rx接口；双工合路器502的室内机柜接口连接到新基站室内机柜504的发射/主接收共用通道。
在进行以上所述的连接后，室外天馈505作为原基站室内机柜的发射/主接收天线；室外天馈506作为新基站室内机柜的发射/主接收天线；两基站分别以对方的发射/主接收天线作为自己的分集接收天线。
首先，与采用宽带混合合路方案的基站共天馈系统相比，此系统没有使用宽带混合合路器，因此避免了宽带混合合路器所固有的3dB插入损耗。其次，与采用窄带滤波合路方案的基站共天馈系统相比，本发明的合路装置不需要额外的信号分离与合并模块，因此其整体的插入损耗小于窄带滤波合路方案整体的插入损耗。最后，在本发明的合路装置中，发射滤波器的通带是整个下行频段，接收滤波器的通带是整个上行频段，因此本发明的合路装置可以工作在整个工作频段，不需要由于基站载波频率的改变重新调谐本发明的合路装置。
第二种情况，原基站是收发通道独立的，即：原基站室内机柜有三个通道，分别是发射通道、主接收通道和分集接收通道；新基站室内机柜是收发通道共用的，即：新基站室内机柜有两个通道，分别是发射/主接收通道和分集接收通道。
请参考图6，图6是采用本发明的信号合路装置的基站共天馈系统的方框图。该系统包括：
双工合路器501，用于将室外天馈505连接到原基站室内机柜603的发射通道和主接收通道以及新基站室内机柜504的分集接收通道；
双工合路器502，用于将室外天馈506连接到新基站室内机柜504的发射/主接收通道和原基站室内机柜603的分集接收通道；
原基站室内机柜603和新基站室内机柜504；
室外天馈505，用于作为原基站室内机柜603的发射/主接收天线和新基站室内机柜504的分集接收天线；
室外天馈506，用于作为新基站室内机柜504的发射/主接收天线和原基站室内机柜603的分集接收天线；
其中双工合路器501和双工合路器502的结构是一样的；室外天馈505和室外天馈506的结构是一样的。
原基站室内机柜603是收发通道独立的，其对外接口为：发射通道、主接收通道、分集接收通道。在加入新基站室内机柜之前，发射通道和主接收通道通过双工器连接到室外天馈505上，分集接收通道连到室外天馈506上，也就是说室外天馈505是发射/主接收天线，室外天馈506是分集接收天线。
新加入的新基站室内机柜504是收发通道共用的，其对外接口为：发射/主接收共用通道；分集接收通道。
在加入新基站室内机柜，构成原基站和新基站共天馈系统后，双工合路器501的Rx接口接负载；双工合路器501的RxM接口连接到原基站室内机柜603的主接收通道；双工合路器501的室内机柜接口连接到原基站室内机柜603的发射通道；双工合路器501的RxD接口连接到新基站室内机柜504的分集接收通道；双工合路器502的RxD接口连接到原基站室内机柜603的分集接收通道；双工合路器502的RxM接口连接到双工合路器502的Rx接口；双工合路器的室内机柜接口连接到新基站室内机柜的发射/主接收通道。
由于双工合路器501的机柜端接收滤波器的输入即Rx接口接负载，因此机柜端的双工器相当于一个发射滤波器，其发射信号为原基站室内机柜的发射信号。
在以上两种情况中，一般来说，原基站是CDMA 2000 1X基站，新基站是CDMA 2000 EV-DO基站。但是，从上面的描述可以看出，采用本发明所提供的信号合路装置，并不限于将CDMA 2000 EV-DO基站的室内机柜接入到已有的CDMA 2000 1X基站的室外天馈，只要原基站和新基站的室内机柜的信号通道符合所述四种情况中的任意一种即可。也就是说，采用本发明所提供的信号合路装置也可以将另一个CDMA 2000 1X基站的室内机柜接入到现有的CDMA 2000 1X基站的室外天馈，还可以将一个CDMA 2000EV-DO基站的室内机柜接入到另一个CDMA 2000 EV-DO基站的室外天馈，或者将CDMA 2000 1X基站的室内机柜接入到原有CDMA 2000 EV-DO基站的室外天馈。甚至于，如果更改双工合路器中发射滤波器和接收滤波器的通带分别为GSM的下行频段和上行频段，并且室内机柜的信号通道与以上两个情况中所描述的室内机柜信号通道相同，那么本发明所提供的信号合路装置还可以用于两个某些配置下的GSM基站之间的信号合路，构成GSM的基站共天馈系统。
以下分别以将CDMA 2000 EV-DO的室内机柜接入到五类现有CDMA2000 1X基站为例进一步具体说明采用本发明提供的信号合路装置所构成的基站共天馈系统。其中，图7到图9为对应以上所述第一种情况的三个实施例；图10和图11为对应以上所述第二种情况的两个实施例。
请参考图7，图7是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统的方框图。
在图7中，原CDMA 2000 1X基站室内机柜703是收发通道共用的，其对外接口为发射/主接收通道和分集接收通道。新接入的CDMA 2000EV-DO室内机柜704具有同样的接口。两机柜内部都有两个双工器，其中一个双工器的合路端连接发射/主接收通道，用作发射/主接收信号的双工，该双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号。另外一个双工器的合路端连接分集接收通道，分路端的发射接口接负载，接收接口连接基站分集接收信号，由于发射接口接负载，因此只相当于一个接收滤波器。
请参考图8，图8是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统的方框图。
图8与图7的基站共天馈系统不同之处在于，图8中的CDMA 2000 1X基站室内机柜803的分集接收通道在机柜内部连到一个接收滤波器，接收滤波器进一步连接基站分集接收信号；而图7中的CDMA 2000 1X基站室内机柜703其分集接收通道在机柜内部连到一个双工器，但实际上，室内机柜703分集接收通道所连接的双工器的发射接口接负载，其作用就相当于一个接收滤波器。
请参考图9，图9是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统的方框图。
图9与图8的基站共天馈系统不同之处在于，图8中的CDMA 2000 1X基站室内机柜803其载波数为1，而图9中的CDMA 2000 1X基站室内机柜903其载波数为2。也就是说，在图9中，CDMA 2000 1X基站室内机柜903具有两个工作频点。因此，在图9中CDMA 2000 1X基站室内机柜903包含三个宽带混合合路器。室内机柜903中双工器的分路端的两个接口分别连接到第一、第二宽带混合合路器的合路端，接收滤波器连接到第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。需要指出的是，这些宽带混合合路器包含在CDMA 2000 1X基站室内机柜903内部，并不涉及本发明的合路装置。
请参考图10，图10是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统的方框图。
图10中，原CDMA 2000 1X室内机柜1003具有三个通道，这三个通道在机柜内部分别连到三个滤波器，其中发射滤波器的通带是下行频段，主接收滤波器和分集接收滤波器的通带是上行频段。发射通道连接到发射滤波器，发射滤波器进一步连接基站发射信号；主接收通道连接到主接收滤波器，主接收滤波器进一步连接基站主接收信号；分集接收通道连接到分集接收滤波器，分集接收滤波器进一步连接基站分集接收信号。
请参考图11，图11是采用本发明的信号合路装置的CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统时的方框图。
图11与图10的基站共天馈系统不同之处在于，图10中的CDMA 20001X基站室内机柜1003其载波数为1，而图11中的CDMA 2000 1X基站室内机柜1103其载波数为2。也就是说，在图11中，CDMA 2000 1X基站室内机柜1103具有两个工作频点。因此，在图11中CDMA 2000 1X基站室内机柜1103包含三个宽带混合合路器。发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器进一步分别连接到第一、第二和第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。需要指出的是，这些宽带混合合路器包含在CDMA 2000 1X基站室内机柜1103内部，并不涉及本发明的合路装置。
由以上五个CDMA 2000 1X基站和CDMA 2000 EV-DO基站共天馈系统的实施例可以看出，利用本发明的合路装置，可以将CDMA 2000 EV-DO基站的室内机柜接入到多种现有的CDMA 2000 1X基站中，实现天馈共用。需要指出的是，在以上五个实施例中，仅对CDMA 2000 1X基站室内机柜室内机柜的不同配置做了举例。实际中，CDMA 2000 EV-DO基站室内机柜也可以有多种配置，包括对外接口和扇区载波数的变化。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1、一种信号合路装置，其特征在于，该装置包括：
发射滤波器，与天线端接收滤波器一起组成天线端双工器，与机柜端接收滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的机柜接口，输出端连接到该装置的天线接口；
天线端接收滤波器，与发射滤波器一起组成天线端双工器，其输入端连接到该装置的天线接口，输出端连接到功分器的输入端；
机柜端接收滤波器，与发射滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的接收输入接口，输出端连接到该装置的机柜接口；
功分器，用于将天线端接收滤波器的输出信号分为两路彼此相同的信号，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，两个输出端分别连接到该装置的分集接收输出接口和主接收输出接口。
2、根据权利要求1所述的信号合路装置，其特征在于，在天线端接收滤波器和功分器之间进一步包括：
低噪声放大器，用于将天线端接收滤波器的输出放大，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，输出端连接到功分器的输入。
3、一种基站共天馈系统，包含具有发射/主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜、具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜、第一室外天馈、第二室外天馈，其特征在于，还包括第一信号合路装置和第二信号合路装置，每个信号合路装置包括：
发射滤波器，与天线端接收滤波器一起组成天线端双工器，与机柜端接收滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的机柜接口，输出端连接到该装置的天线接口；
天线端接收滤波器，与发射滤波器一起组成天线端双工器，其输入端连接到该装置的天线接口，输出端连接到功分器的输入端；
机柜端接收滤波器，与发射滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的接收输入接口，输出端连接到该装置的机柜接口；
功分器，用于将天线端接收滤波器的输出信号分为两路彼此相同的信号，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，两个输出端分别连接到该装置的分集接收输出接口和主接收输出接口；
第一室内机柜和第二室内机柜的发射/主接收通道分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜和第二室内机柜的分集接收通道分别连接到第二信号合路装置和第一信号合路装置的分集接收接口；
第一信号合路装置和第二信号合路装置的主接收接口分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的接收接口；第一信号合路装置和第二信号合路装置的天线接口分别连接到第一室外天馈和第二室外天馈。
4、根据权利要求3所述的基站共天馈系统，其特征在于，在每个信号合路装置的天线端接收滤波器和功分器之间进一步包括：
低噪声放大器，用于将天线端接收滤波器的输出放大，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，输出端连接到功分器的输入。
5、根据权利要求3或4所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的室内机柜至少包括第一双工器和第二双工器，发射/主接收通道连接到第一双工器的合路端，第一双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号；分集接收通道连接到第二双工器的合路端，第二双工器的分路端的发射接口接负载，接收接口连接基站分集接收信号。
6、根据权利要求3或4所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的室内机柜至少包括双工器和接收滤波器，发射/主接收通道连接到双工器的合路端，双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号；分集接收通道连接到接收滤波器，接收滤波器进一步连接基站分集接收信号。
7、根据权利要求6所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的室内机柜进一步包括第一、第二、第三宽带混合合路器，双工器的分路端的两个接口分别连接到第一、第二宽带混合合路器的合路端，接收滤波器连接到第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。
8、一种基站共天馈系统，包含具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜、具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜、第一室外天馈、第二室外天馈，其特征在于，还包括第一信号合路装置和第二信号合路装置，每个信号合路装置包括：
发射滤波器，与天线端接收滤波器一起组成天线端双工器，与机柜端接收滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的机柜接口，输出端连接到该装置的天线接口；
天线端接收滤波器，与发射滤波器一起组成天线端双工器，其输入端连接到该装置的天线接口，输出端连接到功分器的输入端；
机柜端接收滤波器，与发射滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的接收输入接口，输出端连接到该装置的机柜接口；
功分器，用于将天线端接收滤波器的输出信号分为两路彼此相同的信号，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，两个输出端分别连接到该装置的分集接收输出接口和主接收输出接口；
第一室内机柜的发射通道连接到第一信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜的主接收通道连接到第一信号合路装置的主接收接口；第二室内机柜的发射/主接收通道连接到第二信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜和第二室内机柜的分集接收通道分别连接到第二信号合路装置和第一信号合路装置的分集接收接口；
第一信号合路装置的接收接口接负载；第二信号合路装置的主接收接口连接到第二信号合路装置的接收接口；第一信号合路装置和第二信号合路装置的天线接口分别连接到第一室外天馈和第二室外天馈。
9、根据权利要求8所述的基站共天馈系统，其特征在于，在每个信号合路装置的天线端接收滤波器和功分器之间进一步包括：
低噪声放大器，用于将天线端接收滤波器的输出放大，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，输出端连接到功分器的输入。
10、根据权利要求8或9所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述的具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜至少包括发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器，发射通道连接到发射滤波器，发射滤波器进一步连接基站发射信号；主接收通道连接到主接收滤波器，主接收滤波器进一步连接基站主接收信号；分集接收通道连接到分集接收滤波器，分集接收滤波器进一步连接基站分集接收信号。
11、根据权利要求10所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述的具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜内部，进一步包括第一、第二和第三宽带混合合路器，发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器进一步分别连接到第一、第二和第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。
12、根据权利要求8或9所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜至少包括第一双工器和第二双工器，发射/主接收通道连接到第一双工器的合路端，第一双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号；分集接收通道连接到第二双工器的合路端，第二双工器的分路端的发射接口接负载，接收接口连接基站分集接收信号。
13、根据权利要求8或9所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜至少包括双工器和接收滤波器，发射/主接收通道连接到双工器的合路端，双工器的分路端的两个接口进一步连接基站主接收信号和基站发射信号；分集接收通道连接到接收滤波器，接收滤波器进一步连接基站分集接收信号。
14、根据权利要求13所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述具有发射/主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜进一步包括第一、第二、第三宽带混合合路器，双工器的分路端的两个接口分别连接到第一、第二宽带混合合路器的合路端，接收滤波器连接到第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。
15、一种基站共天馈系统，包含具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜、具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第二室内机柜、第一室外天馈、第二室外天馈，其特征在于，还包括第一信号合路装置和第二信号合路装置，每个信号合路装置包括：
发射滤波器，与天线端接收滤波器一起组成天线端双工器，与机柜端接收滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的机柜接口，输出端连接到该装置的天线接口；
天线端接收滤波器，与发射滤波器一起组成天线端双工器，其输入端连接到该装置的天线接口，输出端连接到功分器的输入端；
机柜端接收滤波器，与发射滤波器一起组成机柜端双工器，其输入端连接到该装置的接收输入接口，输出端连接到该装置的机柜接口；
功分器，用于将天线端接收滤波器的输出信号分为两路彼此相同的信号，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，两个输出端分别连接到该装置的分集接收输出接口和主接收输出接口；
第一室内机柜和第二室内机柜的发射通道分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的机柜接口；第一室内机柜和第二室内机柜的主接收通道分别连接到第一信号合路装置和第二信号合路装置的主接收接口；第一室内机柜和第二室内机柜的分集接收通道分别连接到第二信号合路装置和第一信号合路装置的分集接收接口；
第一信号合路装置和第二信号合路装置的接收接口分别接负载；第一信号合路装置和第二信号合路装置的天线接口分别连接到第一室外天馈和第二室外天馈。
16、根据权利要求15所述的基站共天馈系统，其特征在于，在每个信号合路装置的天线端接收滤波器和功分器之间进一步包括：
低噪声放大器，用于将天线端接收滤波器的输出放大，其输入端连接到天线端接收滤波器的输出，输出端连接到功分器的输入。
17、根据权利要求15或16所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述的具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜至少包括发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器，发射通道连接到发射滤波器，发射滤波器进一步连接基站发射信号；主接收通道连接到主接收滤波器，主接收滤波器进一步连接基站主接收信号；分集接收通道连接到分集接收滤波器，分集接收滤波器进一步连接基站分集接收信号。
18、根据权利要求17所述的基站共天馈系统，其特征在于，所述的具有发射通道、主接收通道和分集接收通道的第一室内机柜内部，进一步包括第一、第二和第三宽带混合合路器，发射滤波器、主接收滤波器和分集接收滤波器进一步分别连接到第一、第二和第三宽带混合合路器的合路端，第一宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的主接收信号，第二宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的发射信号，第三宽带混合合路器的分路端的两个接口分别连接基站第一载波和第二载波的分集接收信号。
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