信号传输装置及系统的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种信号传输装置及系统。

背景技术：

随着长期演进(英文Long Term Evolution，简称LTE)技术的不断发展，LTE网络将逐渐替代码分多址(英文Code Division Multiple Access，简称CDMA)网络。但是在LTE网络代替CDMA网络的过程中，不会马上将CDMA网络移除掉，而是在CDMA网络的基础上新增LTE网络，具体可以在设置有CDMA基站的机房内新增LTE基站。

为了方便新增的LTE基站的安装同时节省安装成本，通常会让新增的LTE基站与CDMA基站共用天线。现有的LTE基站与CDMA基站共用天线设计主要包括共2端口天线和共4端口天线两种方式。

其中，LTE基站与CDMA基站共4端口天线场景中：LTE基站和CDMA基站均为2端口的基站设备，CDMA基站的2个端口连接到4端口天线的其中2个端口上，通过天线的2个端口进行信号收发；LTE基站的2个端口连接到4端口天线的另外2个端口上，通过天线的另外2个端口进行信号收发。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在上述共4端口天线方案中，天线有4个端口，而LTE基站只使用了天线4个端口中的两个进行上下行信号的传输，对天线端口的利用率低；同时，只有2路上行信号会导致LTE信号上行覆盖受限。

技术实现要素：

为了解决现有技术共4端口天线方案中存在的天线端口的利用率低、LTE的上行覆盖受限的问题，本发明实施例提供了一种信号传输装置及系统。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种信号传输装置，所述装置包括：信号叠 加模块和收发模块；

所述信号叠加模块，用于接收天线输出的N路第一上行信号，将所述N路第一上行信号分别输出至所述收发模块，同时将所述N路第一上行信号中的M路所述第一上行信号输出至第一基站，以使所述收发模块和所述第一基站分别从所述第一上行信号中获取各自工作频段内的信号，所述天线具有N个第一端口，每个第一端口输出一路所述第一上行信号，所述N为正整数，所述M为小于或等于所述N的正整数；

所述信号叠加模块，还用于接收所述第一基站发送的M路第一下行信号，并分别通过所述N个第一端口中的所述M个第一端口将所述M路第一下行信号输入到所述天线中；

所述收发模块，用于产生N路第二下行信号，并分别通过所述天线的N个第二端口将所述N路第二下行信号输入到所述天线中；接收所述天线分别通过所述N个第二端口输出的N路第二上行信号及所述信号叠加模块输出的所述N路第一上行信号。

在本发明实施例的一种实现方式中，N个信号叠加电路，每个所述信号叠加电路分别与所述收发模块及一个所述第一端口连接，所述N个信号叠加电路中的M个信号叠加电路还与所述第一基站连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，每个所述信号叠加电路包括：

与所述天线的第一端口连接的第三端口、第四端口、与所述收发模块连接的第五端口、第一双工滤波器和第二双工滤波器，所述第三端口和所述第四端口之间设有两条支路，所述第一双工滤波器和第二双工滤波器分别设置在所述两条支路上，所述第五端口连接在所述第三端口与所述第二双工滤波器之间；

所述第一双工滤波器，用于滤除所述第一上行信号，同时在所述第一下行信号通过时对所述第一下行信号进行滤波；

所述第二双工滤波器，用于滤除所述第一下行信号，同时在所述第一上行信号通过时对所述第一上行信号进行滤波；

其中，所述M个信号叠加电路的第四端口与所述第一基站连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述信号叠加电路还包括：

连接在所述第二双工滤波器与所述第三端口之间的滤波器和放大器，所述第三端口、所述滤波器、所述放大器和所述第二双工滤波器依次连接，所述第 五端口连接在所述放大器与所述第一双工滤波器之间。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述收发模块包括与所述天线的第二端口连接的第六端口和收发射频电路，所述收发射频电路与所述第五端口连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述收发模块还包括基带单元，所述基带单元与所述收发射频电路连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述N＝2，所述M＝2。

另一方面，本发明实施例还提供了一种信号传输系统，所述系统包括天线、第一基站和第二基站，所述第二基站上设有信号传输装置，所述信号传输装置分别与天线以及第一基站相连接，所述信号传输装置包括：信号叠加模块和收发模块；

所述信号叠加模块，用于接收天线输出的N路第一上行信号，将所述N路第一上行信号分别输出至所述收发模块，同时将所述N路第一上行信号中的M路所述第一上行信号输出至第一基站，以使所述收发模块和所述第一基站分别从所述第一上行信号中获取各自工作频段内的信号，所述天线具有N个第一端口，每个第一端口输出一路所述第一上行信号，所述N为正整数，所述M为小于或等于所述N的正整数；

所述信号叠加模块，还用于接收所述第一基站发送的M路第一下行信号，并分别通过所述N个第一端口中的所述M个第一端口将所述M路第一下行信号输入到所述天线中；

所述收发模块，用于产生N路第二下行信号，并分别通过所述天线的N个第二端口将所述N路第二下行信号输入到所述天线中；接收所述天线分别通过所述N个第二端口输出的N路第二上行信号及所述信号叠加模块输出的所述N路第一上行信号。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述信号叠加模块，包括：

N个信号叠加电路，每个所述信号叠加电路分别与所述收发模块及一个所述第一端口连接，所述N个信号叠加电路中的M个信号叠加电路还与所述第一基站连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，每个所述信号叠加电路包括：

与所述天线的第一端口连接的第三端口、第四端口、与所述收发模块连接的第五端口、第一双工滤波器和第二双工滤波器，所述第三端口和所述第四端口之间设有两条支路，所述第一双工滤波器和第二双工滤波器分别设置在所述两条支路上，所述第五端口连接在所述第三端口与所述第二双工滤波器之间；

所述第一双工滤波器，用于滤除所述第一上行信号，同时在所述第一下行信号通过时对所述第一下行信号进行滤波；

所述第二双工滤波器，用于滤除所述第一下行信号，同时在所述第一上行信号通过时对所述第一上行信号进行滤波；

其中，所述M个信号叠加电路的第四端口与所述第一基站连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述信号叠加电路还包括：

连接在所述第二双工滤波器与所述第三端口之间的滤波器和放大器，所述第三端口、所述滤波器、所述放大器和所述第二双工滤波器依次连接，所述第五端口连接在所述放大器与所述第一双工滤波器之间。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述收发模块包括与所述天线的第二端口连接的第六端口和收发射频电路，所述收发射频电路与所述第五端口连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述收发模块还包括基带单元，所述基带单元与所述收发射频电路连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述N＝2，所述M＝2。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一基站为全球移动通信系统GSM基站或者码分多址CDMA基站。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

信号传输装置中的收发模块单独完成N路第二上行信号和N路第二下行信号的收发，收发模块还通过信号叠加模块完成N路第一上行信号的接收，即信号传输装置自身完成了2N路上行信号的接收和N路下行信号的发送；信号传输装置中的信号叠加模块还将M路第一上行信号发送给第一基站，同时将第一基站产生的M路第一下行信号发送给天线，即信号传输装置还帮助第一基站完成了M路上行信号的接收和M路下行信号的发送。因此，该信号传输装置可以应用在网络升级过程中，与升级前的基站(第一基站)共同使用形成共天线组 网场景；另外，在该共天线设计方案中使用的是2N个端口的天线，可以使信号传输装置完成2N路上行信号的接收，与现有技术相比提高了天线端口的利用率，同时解决了上行覆盖受限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种信号传输装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种信号传输装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种信号传输系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1提供了一种信号传输装置的结构示意图，参见图1，信号传输装置100分别与天线200以及第一基站300相连接。其中，第一基站300可以是在网络升级过程中先存在的基站设备，例如在CDMA网络向LTE网络过渡的过程中，原有的CDMA基站即为第一基站300，当然第一基站300除了CDMA基站外，还可以是全球移动通信系统(英文Global System for Mobile Communication，简称GSM)基站，甚至是LTE基站。

具体地，该信号传输装置100包括：收发模块101和信号叠加模块102；

信号叠加模块102，用于接收天线200输出的N路第一上行信号，将N路第一上行信号分别输出至收发模块，同时将N路第一上行信号中的M路第一上行信号输出至第一基站300，以使收发模块和第一基站300分别从第一上行信号中获取各自工作频段内的信号，收发模块和第一基站300的工作频段不同，天线200具有N个第一端口，每个第一端口输出一路第一上行信号，N为正整数(例如1或2)，M为小于或等于N的正整数；

信号叠加模块102，还用于接收第一基站300发送的M路第一下行信号， 并分别通过N个第一端口中的M个第一端口将M路第一下行信号输入到天线200中；

收发模块101，用于产生N路第二下行信号，并分别通过天线200的N个第二端口将N路第二下行信号输入到天线200中；接收天线200分别通过N个第二端口输出的N路第二上行信号及信号叠加模块输出的N路第一上行信号。

容易知道，本发明实施例中的信号均为射频RF信号，RF信号通常为一个全频段信号，但对于不同装置或基站而言，相同RF信号中可用的频段不同。例如，在本发明实施例中，第一上行信号中即包括第一基站300可用的频段(如CDMA信号工作频段)，又包括收发模块101可用的频段(如LTE信号工作频段)，而第一基站300和收发模块101可以采用滤波的方式来获取RF信号中可用的频段(也即装置或基站的工作频段)。需要说明的是，在本发明中第一上行信号和第二上行信号实质相同，仅通过传输所用天线端口的不同来区分。具体地，第一上行信号是通过天线200的第一端口进行传输的信号，第二上行信号是通过天线200的第二端口进行传输的信号。相应地，本发明中天线的第一端口和第二端口实质相同，仅通过所连接的信号传输装置的模块不同来区分。具体地，第一端口与信号叠加模块102相连，第二端口与收发模块101相连。

本发明实施例中信号传输装置中的收发模块单独完成N路第二上行信号和N路第二下行信号的收发，收发模块还通过信号叠加模块完成N路第一上行信号的接收，即信号传输装置自身完成了2N路上行信号的接收和N路下行信号的发送；信号传输装置中的信号叠加模块还将M路第一上行信号发送给第一基站，同时将第一基站产生的M路第一下行信号发送给天线，即信号传输装置还帮助第一基站完成了M路上行信号的接收和M路下行信号的发送。因此，该信号传输装置可以应用在网络升级过程中，与升级前的基站(第一基站)共同使用形成共天线组网场景；另外，在该共天线设计方案中使用的是2N个端口的天线，可以使信号传输装置完成2N路上行信号的接收，与现有技术相比提高了天线端口的利用率，同时解决了上行覆盖受限的问题。

图2提供了一种信号传输装置的结构示意图，与图1提供的装置相比，图2提供了各个模块的具体结构。参见图2，该信号传输装置100包括收发模块101和信号叠加模块102，收发模块101和信号叠加模块102的作用与连接关系与图 1提供的相同，这里不再赘述。

具体地，信号叠加模块102，包括：

N个信号叠加电路，每个信号叠加电路分别与收发模块及一个第一端口连接，N个信号叠加电路中的M个信号叠加电路还与第一基站300连接。

具体地，信号叠加模块102可以处理N路第一上行信号，但由于第一基站300可能只具有M个端口，因此，这时候仅将N路中的M个信号叠加电路与第一基站300相连。如图2，本发明实施例是以N＝M＝2为例进行说明的，但本发明实施例并不限制如此。

更具体地，每个信号叠加电路可以将第一上行信号分别输出至收发模块101和第一基站300；同时，接收第一基站300发送的一路第一下行信号，经过滤波后输出到天线中。如图2所示，该信号叠加模块102包括2个信号叠加电路，其中一个信号叠加电路从A端口到Q端口，另一个信号叠加电路从B端口到P端口。

再次参见图2，每个信号叠加电路可以包括：

与天线200的第一端口(图中F或E)连接的第三端口(图中A或B)、第四端口(图中Q或P)、与收发模块101连接的第五端口(图中N或M)、第一双工滤波器1021和第二双工滤波器1022，第三端口和第四端口之间设有两条支路，第一双工滤波器1021和第二双工滤波器1022分别设置在两条支路上，第五端口连接在第三端口与第二双工滤波器1022之间。其中，第一双工滤波器1021，用于滤除第一上行信号，同时在第一下行信号通过时对第一下行信号进行滤波；第二双工滤波器1022，用于滤除第一下行信号，同时在第一上行信号通过时对第一上行信号进行滤波。其中，M个信号叠加电路的第四端口与第一基站连接。

在本发明实施例中，第一双工滤波器1021滤除第一上行信号，避免第一上行信号同时从两条支路进入第一基站300，同时在第一下行信号通过时对第一下行信号进行滤波，以除去第一下行信号中的噪声，防止噪声成分进入到收发模块101造成干扰。第二双工滤波器1022滤除第一下行信号，防止第一下行信号同时从两条支路进入天线200，同时在第一上行信号通过时对第一上行信号进行滤波，实现对第一上行信号的初步滤波，方便后续处理。

进一步地，信号叠加电路还包括：

连接在第二双工滤波器1022与第三端口之间的滤波器1023和放大器1024，第三端口、滤波器1023、放大器1024和第二双工滤波器1022依次连接，第五端口连接在放大器1024与第一双工滤波器1021之间。

其中，滤波器1023的作用是对第一上行信号进行滤波，过滤掉第一上行信号中除收发模块101可用的频段和第一基站300可用的频段之外的频段的信号，从而减轻后续滤波的工作量。放大器1024用于对信号进行放大，方便后续信号处理。

优选地，放大器1024可采用低噪声放大器。

下面对信号传输装置100的工作过程进行说明(以图2所示的端口数量为例)：

(1)收发模块101产生的2路第二下行信号分别通过C端口和D端口进入天线200。

(2)天线200发送2路第二上行信号分别通过C端口和D端口进入收发模块101。

(3)第一基站300产生的2路第一下行信号，分别从P端口和Q端口进入信号传输装置100，其中一路通过第一双工滤波器1021和A端口后进入天线200，另一路通过第一双工滤波器1021和B端口后进入天线200。

(4)天线200发送2路第一上行信号经过分别通过A端口和B端口进入信号传输装置100，其中一路依次通过滤波器1023和放大器1024，然后分为两个分支，一个分支从N端口进入收发模块101，另一个分支经过第二双工滤波器1022后通过Q端口进入第一基站300；另外一路第一上行信号同样是依次通过滤波器1023和放大器1024，然后分为两个分支，一个分支从M端口进入收发模块101，另一个分支经过第二双工滤波器1022后通过P端口进入第一基站300。

进一步地，收发模块101在接收到第一上行信号和第二上行信号后，需要对信号进行滤波和解调处理，以从第一上行信号或第二上行信号中获取到工作频段内的信号(如LTE信号)。因此，收发模块101可以包括与天线200的第二端口(图中G或H)连接的第六端口(图中C和D)及收发射频电路1011，收发射频电路1011与第六端口电连接，收发射频电路1011还与前述信号叠加模块102中的第五端口(图中N或M)连接。

在本发明实施例中，信号传输装置100中的收发射频电路1011可以直接采 用第二基站的收发射频单元实现。第二基站为网络升级过程中新增的基站设备，例如，在CDMA网络升级到LTE网络过程中新增的LTE基站或CL基站(可同时处理LTE信号和CDMA信号的基站设备)。

更进一步地，信号传输装置100中的收发射频电路1011还可以采用第二基站的收发射频单元中的一部分实现，而第二基站的收发射频单元中的另一部分，包括滤波器和放大器则作为信号叠加模块102中滤波器1023和放大器1024，所以信号传输装置100在第二基站的基础上只需要增加双工滤波器(图中1021和1022)以及接口(图中P、Q、M和N等)即可得到，方便了信号传输装置的制作，且降低了该装置的制作较低。

收发模块101在对上行信号进行了滤波解调后，还需要将其发送给基带单元进行物理层处理。在本发明实施例的第一种实现方式中，收发模块101将滤波后的信号发送给装置外部的基带单元完成物理层处理。在本发明实施例的第二种实现方式中，收发模块101还包括基带单元1012，基带单元1012与收发射频电路1011连接，收发模块101将滤波解调后的信号后发送给基带单元1012进行处理。

对应于上述第二种实现方式，本发明实施例提供的信号传输装置100中的收发模块101可以直接采用第二基站中的相关模块实现，这样就保证了收发模块101既包括第二基站的收发射频单元又包括第二基站的基带单元。

容易知道，本发明实施例中的收发射频电路可以与现有常见结构的收发射频单元结构类似，其主要包括上行信号处理部分和下行信号处理部分，其中上行信号处理部分主要包括依次连接的滤波子单元、低噪声放大子单元、射频小信号放大滤波子单元、下变频子单元、模数转换子单元及无线资源控制(英文Radio Resource Control，简称RRC)滤波子单元，下行信号处理部分则主要包括依次连接的RRC滤波子单元、数字中频处理子单元、数模转换子单元、射频滤波子单元、放大子单元、上变频子单元、线性功率放大器等，本发明实施例对此不做赘述。

在本发明实施例中，N可以为1或2，具体可以根据系统需求决定。但对于目前常用的系统架构而言，N通常为2(如图2所示)，可以保证第一基站的正常工作。

本发明实施例中信号传输装置中的收发模块单独完成N路第二上行信号和 N路第二下行信号的收发，收发模块还通过信号叠加模块完成N路第一上行信号的接收，即信号传输装置自身完成了2N路上行信号的接收和N路下行信号的发送；信号传输装置中的信号叠加模块还将M路第一上行信号发送给第一基站，同时将第一基站产生的M路第一下行信号发送给天线，即信号传输装置还帮助第一基站完成了M路上行信号的接收和M路下行信号的发送。因此，该信号传输装置可以应用在网络升级过程中，与升级前的基站(第一基站)共同使用形成共天线组网场景；另外，在该共天线设计方案中使用的是2N个端口的天线，可以使信号传输装置完成2N路上行信号的接收，与现有技术相比提高了天线端口的利用率，同时解决了上行覆盖受限的问题。

图3提供了一种信号传输系统的结构示意图，参见图3，系统包括：天线200、第一基站300和第二基站400，第二基站上设有信号传输装置100，信号传输装置100为图1或图2提供的信号传输装置100，这里不再赘述。

在本发明实施例中，第一基站300包括但不限于是全球移动通信系统GSM基站或者码分多址CDMA基站。

本发明实施例中信号传输装置中的收发模块单独完成N路第二上行信号和N路第二下行信号的收发，收发模块还通过信号叠加模块完成N路第一上行信号的接收，即信号传输装置自身完成了2N路上行信号的接收和N路下行信号的发送；信号传输装置中的信号叠加模块还将M路第一上行信号发送给第一基站，同时将第一基站产生的M路第一下行信号发送给天线，即信号传输装置还帮助第一基站完成了M路上行信号的接收和M路下行信号的发送。因此，该信号传输装置可以应用在网络升级过程中，与升级前的基站(第一基站)共同使用形成共天线组网场景；另外，在该共天线设计方案中使用的是2N个端口的天线，可以使信号传输装置完成2N路上行信号的接收，与现有技术相比提高了天线端口的利用率，同时解决了上行覆盖受限的问题。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。