双工滤波装置、RRU系统及无线射频系统的制作方法

本发明涉及射频领域，具体而言，涉及一种双工滤波装置、rru系统及无线射频系统。

背景技术：

相关技术中，双工滤波器射频装置包括一路发射滤波器和一路接收滤波器组成主集收、发双工器，单独一路滤波器组成分集接收滤波器。通常双工器的发射滤波器和接收滤波器都是由金属同轴腔体构成，为满足基站所需的收发抑制、插损等性能，常用双工滤波器射频装置的发射滤波器和接收滤波器均有多个金属谐振腔构成。

图1是相关技术中双工滤波器及其系统组网架构示意图，如图1所示，包括两个射频拉远单元(radioremoteunit，简称为rru)、四个异频合路器、一个四端口天线及多根射频线缆构成，其中，rru由4个模块组成：中频模块、收发信机模块、功放和滤波模块；数字中频模块用于光传输的调制解调、数字上下变频、a/d转换等；收发信机模块完成中频信号到射频信号的变换；再经过功放和滤波模块，将射频信号通过天线口发射出去；该rru将基带信号下行经变频、滤波，经过射频滤波、经线性功率放大器后通过发送滤波传至天馈。上行将受到的移动终端上行信号进行滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波器和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等；该系统组网架构复杂、线缆数量过多、工程组件增加、可靠性及成本很高，不利于运营商网络扩容及升级。

目前，运营商对小型化、多功能的基站需求越来越迫切，如何增加基站功能来降低组网复杂度、减少组网过程中所需的天线、线缆数量、降低建站成本等成为所有通信运营商面临的重要难题。针对相关技术中的上述问题，目前尚未存在有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种双工滤波装置、rru系统及无线射频系统，以至少解决相关技术中双工滤波器及其系统组网架构复杂、线缆数量过多的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种双工滤波装置，所述双工滤波装置包括至少一个滤波单元，其中，所述滤波单元包括：接收滤波器、发射滤波器、收发合路器、公共接口ant所述ant包括第一ant和第二ant；所述收发合路器的一端和由至少一个所述接收滤波器和所述发射滤波器组成的第一组滤波器的一端分别与所述第一ant连接；所述收发合路器的另一端和由至少一个所述接收滤波器和所述发射滤波器组成的第 二组滤波器的一端分别与所述第二ant连接，其中，所述第一ant和所述第二ant与外部接口单元连接；所述第一组滤波器和所述第二组滤波器中的接收滤波器通过输入端口rx与射频拉远单元rru连接；所述第一组滤波器和所述第二组滤波器中的发射滤波器通过输出端口tx与所述rru连接。

进一步地，所述第一组滤波器包括第一接收滤波器和第一发射滤波器，所述第二组滤波器包括第二接收滤波器和第二发射滤波器；所述第一接收滤波器、所述第一发射滤波器以及所述收发合路器的ant公共端分别与所述第一ant连接；所述第一接收滤波器通过rx、以及所述第一发射滤波器通过tx与所述rru连接；所述收发合路器的另一ant公共端、所述第二接收滤波器和所述第二发射滤波器的ant公共端连分别与所述第二ant连接；所述第二接收滤波器通过rx、以及所述第二发射滤波器通过tx与rru连接。

进一步地，所述第一接收滤波器和所述第二接收滤波器的频段为第一频段，所述第一发射滤波器和所述第二发射滤波器的频段为第二频段，其中，所述第一频段与所述第二频段的频段相同；所述收发合路器的频段为第三频段，其中，所述第三频段与所述第一频段和所述第二频段的频段不相同。

进一步地，所述第一频段和所述第二频段的频段为1800mhz，所述第三频段的频段为2100mhz；或，所述第一频段和所述第二频段的频段为2100mhz，所述第三频段的频段为1800mhz。

根据本发明的另一方面，提供了一种rru系统，所述rru系统包括：射频拉远单元rru以及上述任一项所述的双工滤波装置；所述双工滤波装置通过输出端口rx和输入端口tx与所述射频拉远单元rru连接。

进一步地，在所述双工滤波装置中包括n个滤波单元时，所述双工滤波装置通过每个滤波单元中的接收滤波器的rx和发射滤波器的tx分别与所述射频拉远单元rru连接。

根据本发明的又一个方面，提供了一种无线射频系统，所述射频系统包括：天线单元和至少二个上述任一项所述的rru系统；所述rru系统的公共接口ant通过射频线缆与所述天线单元的端口连接。

进一步地，在所述rru系统包括第一rru系统和第二rru系统，且所述天线单元为n端口以及所述公共接口ant为2n个时，所述n端口天线单元中的第一天线端口由射频线缆连接到第一rru系统中的第一个ant端口上；所述第一rru系统的第二个ant端口通过射频线缆连接到第二rru系统的第2n-1个ant端口上；所述第一rru系统中的第2n-1个ant端口通过射频线缆连接到所述第二rru系统中的第二个ant端口上；所述第一rru系统中的第2n个ant端口、所述第二rru系统第一个ant端口和第2n个ant端口通过射频线缆分别连接到所述n端口天线单元的端口； 其中，所述n为大于等于2自然数。

进一步地，所述rru系统包括：射频拉远单元rru以及权利要求1至4任一项所述的双工滤波装置；其中，在所述双工滤波装置中只有一个滤波单元时，所述射频拉远单元rru分别与所述双工滤波装置中的第一接收滤波器和所述第二接收滤波器的rx、以及所述第一发射滤波器和所述第二发射滤波器的rx连接；或，在所述双工滤波装置中有多个所述滤波单元时，所述射频拉远单元rru与多个所述双工滤波装置中的第一接收滤波器和所述第二接收滤波器的rx、以及所述第一发射滤波器和所述第二发射滤波器的rx连接。

进一步地，所述第一接收滤波器和所述第二接收滤波器的频段为第一频段，所述第一发射滤波器和所述第二发射滤波器的频段为第二频段，其中，所述第一频段与所述第二频段的频段相同；所述收发合路器的频段为第三频段，其中，所述第三频段与所述第一频段和所述第二频段的频段不相同。

进一步地，所述第一rru系统中双工滤波装置的所述第一频段和所述第二频段的频段为2100mhz，所述第三频段的频段为1800mhz；所述第二rru系统中双工滤波装置的所述第一频段和所述第二频段的频段为1800mhz，所述第三频段的频段为2100mhz；或，所述第一rru系统中双工滤波装置的所述第一频段和所述第二频段的频段为1800mhz，所述第三频段的频段为2100mhz；所述第二rru系统中双工滤波装置的所述第一频段和所述第二频段的频段为2100mhz，所述第三频段的频段为1800mhz。

在本发明中，收发合路器的一端和由至少一个接收滤波器和发射滤波器组成的第一组滤波器的一端分别与ant连接；收发合路器的另一端和由至少一个接收滤波器和发射滤波器组成的第二组滤波器的一端分别与ant连接，其中，ant与外部接口单元连接；第一组滤波器和第二组滤波器中的接收滤波器通过输入端口rx与射频拉远单元rru连接；第一组滤波器和第二组滤波器中的发射滤波器通过输出端口tx与rru连接。通过本发明，解决了相关技术中双工滤波器及其系统组网架构复杂、线缆数量过多的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中双工滤波器及其系统组网架构示意图；

图2是根据本发明实施例的双工滤波装置的结构框图；

图3是根据本发明可选实施例的rru系统的结构框图；

图4是根据本发明实施例的天线射频系统的结构框图；

图5是根据本发明可选实施例的双工滤波器的结构框图；

图6是根据本发明可选实施例的双工滤波器系统组网框图；

图7是根据本发明可选实施例的4端口天线单元系统组网架构框图；

图8是根据本发明可选实施例的2端口天线单元系统组网架构框图；

图9是根据本发明可选实施例的n端口天线单元系统组网架构框图；

图10是根据本发明可选实施例的双工滤波器具体实施例系统框图；

图11是根据本发明可选实施例的双工滤波器实现2*4t4r组网架构的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种双工滤波装置，图2是根据本发明实施例的双工滤波装置的结构框图，如图2所示，该双工滤波装置200包括至少一个滤波单元210，其中，滤波单元包括：接收滤波器211、发射滤波器212、收发合路器213、公共接口ant214，ant包括第一ant214-1和第二ant214-2；

收发合路器213的一端和由至少一个接收滤波器211和发射滤波器212组成的第一组滤波器的一端分别与第一ant214-1连接；

收发合路器213的另一端和由至少一个接收滤波器211和发射滤波器212组成的第二组滤波器的一端分别与第二ant214-2连接，其中，该第一ant214-1和第二ant214-2与外部接口单元连接；

第一组滤波器和第二组滤波器中的接收滤波器211通过输入端口rx与射频拉远单元rru连接；

第一组滤波器和第二组滤波器中的发射滤波器212通过输出端口tx与rru连接。

可选地，本实施例中的第一组滤波器包括第一接收滤波器和第一发射滤波器，第二组滤波器包括第二接收滤波器和第二发射滤波器；

其中，第一接收滤波器、第一发射滤波器以及收发合路器的ant公共端分别与第一ant连接；第一接收滤波器通过rx、以及第一发射滤波器通过tx与rru连接； 收发合路器的另一ant公共端、第二接收滤波器和第二发射滤波器的ant公共端连分别与第二ant连接；第二接收滤波器通过rx、以及第二发射滤波器通过tx与rru连接。

可选地，对于本实施例中涉及到的滤波器的频段，第一接收滤波器和第二接收滤波器的频段为第一频段，第一发射滤波器和第二发射滤波器的频段为第二频段，其中，第一频段与第二频段的频段相同；收发合路器的频段为第三频段，其中，第三频段与第一频段和第二频段的频段不相同。

在具体的应用场景中，本实施例中滤波器涉及到的频段可以是第一频段和第二频段的频段为1800mhz，第三频段的频段为2100mhz；或，第一频段和第二频段的频段为2100mhz，第三频段的频段为1800mhz。需要说明的是，上述本实施例中滤波器的频段取值仅仅是举例说明，并不构成对本发明的限定，在本发明的其他应用场景中，该频段的取值可以根据实际情况进行确定。

图3是根据本发明可选实施例的rru系统的结构框图，如图3所示，该rru系统300包括：射频拉远单元rru310以及图2中的双工滤波装置200，其中，该双工滤波装置200通过输出端口rx和输入端口tx与射频拉远单元rru310连接，并通过ant214与外部接口连接。

需要说明的是图3中以一个滤波单元为例说明，滤波装置200与射频拉远单元rru310的连接关系，在双工滤波装置中包括n个滤波单元时，双工滤波装置通过每个滤波单元中的接收滤波器的rx和发射滤波器的tx分别与射频拉远单元rru连接，并通过ant214与外部接口单元连接。

图4是根据本发明实施例的天线射频系统的结构框图，如图4所示，该天线射频系统包括：天线单元400和至少二个图3中的rru系统300，其中，该rru系统300的公共接口ant214通过射频线缆与天线单元的端口连接，需要说明的是，图4是以滤波装置中仅有一个滤波单元为例进行说明。

可选地，在rru系统包括第一rru系统和第二rru系统，且天线单元为n端口以及公共接口ant214为2n个时，该n端口天线单元中的第一天线端口由射频线缆连接到第一rru系统中的第一个ant端口上；第一rru系统的第二个ant端口通过射频线缆连接到第二rru系统的第2n-1个ant端口上；第一rru系统中的第2n-1个ant端口通过射频线缆连接到第二rru系统中的第二个ant端口上；分别将第一rru系统中的第2n个ant端口、第二rru系统第一个ant端口和第2n个ant端口分别用射频线缆连接到n端口天线单元的端口；其中，n为大于等于2自然数。

可选地，该rru系统300还包括：射频拉远单元rru310以及图2中的双工滤波装置200；其中，

在双工滤波装置中只有一个滤波单元时，射频拉远单元rru分别与双工滤波装置中的第一接收滤波器和第二接收滤波器的rx、以及第一发射滤波器和第二发射滤波器的rx连接；或，在双工滤波装置中有多个滤波单元时，射频拉远单元rru与多个双工滤波装置中的第一接收滤波器和第二接收滤波器的rx、以及第一发射滤波器和第二发射滤波器的rx连接。

需要说明的是，本实施例图4中涉及到的滤波器的频段与图2中滤波器涉及到的频段是一致的，在此不再赘述。

可见，在本实施例中，使用本实施例中的双工滤波装置、射频拉远单元rru与天线等进行组网时，可以减少无线网络使用的天馈数量和射频线缆数量，使得工程安装简单、维护成本降低。

下面结合本发明的可选实施例对本发明进行举例说明；

本发明公开了一种双工滤波器及其网络架构，该双工滤波器包括多个接收滤波器、多个发射滤波器、多个公共天线ant端口、tx接口及rx接口等。同时，本可选实施例还提供了多种基于该双工滤波器的组网架构。

图5是根据本发明可选实施例的双工滤波器的结构框图，如图5所示，本可选实施例中双工滤波器可以由多个单元组成，其中，第1单元连接关系如下：

ant1连接filter1、filter2、filter3的一端；filter1、filter2另一端tx1、rx1分别连接到rru射频处理单元，filter3另一端连接到ant2；filter1、filter2、filter3为三种不同频段的滤波器；

ant2连接filter3、filter4、filter5的一端；filter3另一端连接到ant1，filter4、filter5另一端tx2、rx2连接到rru射频处理单元；filter3、filter4、filter5为三种不同频段的滤波器；

需要说明的是，上述filter1和filter4分别对应于上述实施例中的第一发射滤波器和第二滤波器，filter2和filter5对应于上述实施例中的第一接收滤波器和第二接收滤波器，filter3对应于上述实施例中的收发合路器。

本可选实施例中双工滤波器第2单元连接关系如下：

ant3连接filter6、filter7、filter8的一端；filter6、filter7另一端tx3、rx3连接到rru射频处理单元，filter8另一端连接到ant4；filter6、filter7、filter8为三种不同频段的滤波器；

ant4连接filter8、filter9、filter10的一端；filter8另一端连接到ant4，filter9、filter10另一端tx4、rx4连接到rru射频处理单元；filter8、filter9、filter10为三种不同频段的滤波器；

需要说明的是，上述filter6和filter9分别对应于上述实施例中的第一发射滤波器和第二滤波器，filter7和filter10对应于上述实施例中的第一接收滤波器和第二接收滤波器，filter8对应于上述实施例中的收发合路器。

另外，在本可选实施例中的双工滤波器扩展为n个单元时，第n单元的连接关系可以是：

ant2n-1连接filter5n-4、filter5n-3、filter5n-2的一端；filter5n-4、filter5n-3另一端tx2n-1、rx2n-1连接到rru射频处理单元，filter5n-2另一端连接到ant2n；filter5n-4、filter5n-3、filter5n-2为三种不同频段的滤波器；

ant2n连接filter5n-2、filter5n-1、filter5n的一端；filter5n-1、filter5n另一端tx2n、rx2n连接到rru射频处理单元，filter5n-2另一端连接到ant2n－1；filter5n-2、filter5n-1、filter5n为三种不同频段的滤波器；

图6是根据本发明可选实施例的双工滤波器系统组网框图，如图6所示，一种2端口天线单元的组网架构的连接关系为：2端口天线单元中的1端口通过射频线缆连接到双工器ant1端口上，另一端口2通过射频线缆连接到双工器ant4端口上；此外，该工器ant2由射频线缆连接到第2个rru的ant2上；双工器ant3由射频线缆连接到第2个rru的ant1上；由此形成一个由2端口天馈组成的并柜网络；

图7是根据本发明可选实施例的4端口天线单元系统组网架构框图，如图7所示，该组网连接关系为：4端口天线单元中的天线端口1由射频线缆连接到第1个rru系统双工器ant1端口上，第1个rru系统双工器ant2通过射频线缆连接到第2个rru系统双工器ant3端口上；同样，第1个rru系统双工器ant3通过射频线缆连接到第2个rru系统双工器ant2端口上；分别将第1个rru系统双工器ant4、第2个rru系统双工器ant1和ant4分别用射频线缆连接到天线端口2、3、4上，形成一个由4端口天馈组成的并柜网络。

需要说明的是，上述是以两个双工滤波单元为例进行描述，在本可选实施例中还可以是双工滤波器中只有一个滤波单元，图8是根据本发明可选实施例的2端口天线单元系统组网架构框图，如图8所示，第一rru系统中的第一个ant连接到2端口天线单元第一端口，而第一rru系统中的第二个ant连接到第二rru系统中的第一个ant，而第二rru系统中的第二个ant连接到2端口天线单元第二端口。

图9是根据本发明可选实施例的n端口天线单元系统组网架构框图，如图9所示，在本可选实施例中的天线单元为n端口天线单元时，该组网连接关系为：n端口天线单元中的天线端口1由射频线缆连接到第1个rru系统双工器ant1端口上，第1个rru系统双工器ant2通过射频线缆连接到第2个rru系统双工器ant2n-1端口上；同样，第1个rru系统双工器ant2n-1通过射频线缆连接到第2个rru系统双工器ant2端口上；分别将第1个rru系统双工器ant2n、第2个rru系统双工器ant1和ant2n 分别用射频线缆连接到天线端口，形成一个由n端口天馈组成的并柜网络；

基于图9的组网架构框，本可选实施例中双工滤波器接收信号的流程可以是：空间无线信号经天线接收后，由射频线缆传送到第1个rru滤波器ant1公共端后，一路信号经filter2(接收滤波器)滤波后由rx送给第1个rru射频处理单元；ant1公共端的另一路信号经filter3(收发合路器)滤波后经射频线缆传送到第2个rruant2n-1公共端后，经filter5n-3滤波后由rx2n-1送给第2个rru射频处理单元；

在第n个天线端口接收到的无线信号送到第1个rru滤波器ant2n公共端后，一路信号经filter5n滤波后由rx2n送给第1个rru射频处理单元；ant2n公共端的另一路信号经filter5n-2滤波后经射频线缆传送到第2个rruant2公共端后，经filter5滤波后由rx2送给第2个rru射频处理单元；

第1个rru射频处理单元发射信号经tx1接口后，由滤波器filter1滤波经射频线缆传递到天线单元；tx2发射信号经滤波器filter4滤波后通过射频线缆传输到ant2n-1公共端后再经filter5n-2合路到ant2n公共口，再通过射频线缆传递到天线单元；

同理，第n路发射信号tx2n-1经滤波器filter5n-4滤波后通过射频线缆传输到第2个rru系统ant2公共端后再经第2个rru系统filter3合路到ant1公共口，再通过射频线缆传递到天线单元；

本可选实施例提供1800mhz、2100mhz两种不同频段的双工滤波器，图10是根据本发明可选实施例的双工滤波器具体实施例系统框图，如图10所示，1800mhz双工滤波器包括：4路1800mhz发射滤波器(tx)、4路1800mhz接收滤波器(rx)、2路2100mhz宽带合路器(trx)和4个天线接口(ant1～ant4)；

该1800mhz双工滤波器的连接关系为天线接口ant1连接一路1800mhz发射滤波器(tx1)、1路1800mhz接收滤波器(rx1)、1路2100mhz宽带合路器(trx)的一端；tx1、rx1另一端连接到rru射频处理单元，2100mhz宽带合路器(trx)另一端连接到ant2；1800mhz发射滤波器(tx1)、1800mhz接收滤波器(rx1)、2100mhz宽带合路器(trx)为三种不同频段的滤波器；此外，该ant2连接一路1800mhz发射滤波器(tx2)、1路1800mhz接收滤波器(rx2)、1路2100mhz宽带合路器(trx)的一端；2100mhz宽带合路器(trx)另一端连接到ant1，tx2、rx2连接到rru射频处理单元；1800mhz发射滤波器(tx1)、1800mhz接收滤波器(rx1)、2100mhz宽带合路器(trx)为三种不同频段的滤波器；

同理，ant3、ant4与1800mhz发射滤波器、1800mhz接收滤波器、2100mhz宽带合路器(trx)互连方式与上述ant1、ant2相同，不再重复介绍；

需要说明的是，本可选实施例中的2100m双工滤波器与上述1800m双工器滤波器内部系统结构完全相同，不同的是滤波器工作频段的变化。

本可选实施例还提供了以1800mhz、2100mhz两种双工滤波器组成的4端口天线支持2*4t4r网络架构，图11是根据本发明可选实施例的双工滤波器实现2*4t4r组网架构的结构框图，如图11所示，该2*4t4r网络架构的连接关系为：4端口天线单元其中天线端口1由射频线缆连接到1800mhz双工器组成的rru系统ant1端口上，1800mhzrru系统双工器ant2通过射频线缆连接到2100mhzrru系统双工器ant3端口上；同样，1800mhzrru系统双工器ant3通过射频线缆连接到2100mhzrru系统双工器ant2端口上；再分别将1800mhzrru系统双工器ant4、2100mhzrru系统双工器ant1和ant4分别用射频线缆连接到天线端口，形成一个由4端口天馈组成的2*4t4r并柜网络；

基于图11中双工滤波器实现2*4t4r组网架构，本可选实施例中2*4t4r网络架构中的双工滤波器接收信号的流程如下：

在空间无线信号经天线接收后，由射频线缆传送到1800mhzrru系统滤波器ant1公共端后，一路信号经1800mhz接收滤波器(rx1)滤波后送给1800mhzrru射频处理单元；1800mhzrru系统ant1公共端的另一路信号经1800mhzrru合路器(trx)滤波后经射频线缆传送到2100mhzrru系统an3公共端后，经2100mhzrru系统接收滤波器(rx3)滤波后送给2100mhzrru射频处理单元；

同样，第2个天线端口接收到的无线信号送到1800mhzrru接收滤波器ant4公共端后，一路信号经1800mhz接收滤波器(rx4)滤波后送给1800mhzrru射频处理单元；另一路信号经1800mhzrru合路器(2100mhz/trx)滤波后经射频线缆传送到2100mhzrruant2公共端后，经rx2滤波后由rx2送给2100mhzrru射频处理单元；

需要说明的是，第3、4天线口接收信号流程与上述第1、2天线口类似，这里不再重复；

此外，本可选实施例中2*4t4r网络架构中的双工滤波器发射信号的流程如下：

1800mhzrru射频处理单元发射信号经1800mhz发射滤波器(tx1)滤波后由ant1经射频线缆传递到天线单元；1800mhzrru第2路发射信号经1800mhzrru发射滤波器(tx2)滤波后通过射频线缆传输到2100mhzrruant3公共端，再经2100mhzrru合路器(1800mhz/trx)合路到2100mhzrruant4公共口，再通过射频线缆传递到天线单元；1800mhzrru第3路发射信号经1800mhzrru发射滤波器(tx3)滤波后通过射频线缆传输到2100mhzrruant2公共端，再经2100mhzrru合路器(1800mhz/trx)合路到2100mhzrruant1公共口，再通过射频线缆传递到天线单元；1800mhzrru第4路发射信号经1800mhzrru发射滤波器(tx4)滤波后通过射频线缆传递到天线单元；

需要说明的是，2100mhzrrutx1～4发射信号流程与上述1800mhzrru类似， 这里不再重复。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。