共用天馈的通信设备及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种共用天馈的通信设备，包括信号分离电路、下行信号处理电路和上行信号处理电路，在下行链路中，下行信号处理电路对下行信号进合成放大处理，以降低干扰，合成放大的下行信号传输到天馈系统，合成放大后的下行信号输出功率大于或者等于多个通信系统输出的功率之和，从而可以保障下行信号网络覆盖范围不会收缩，在上行链路中，上行信号处理电路分别对主集上行信号和分集上行信号进行放大分离处理，放大分离后的主集上行信号和分集上行信号发送到通信系统中。由于通信设备噪声系数取决于信号分离电路以及上行信号处理电路中放大电路的噪声系数，而不受后面上行信号处理电路其他部分的影响，从而上行接收机灵敏度不会降低。
【专利说明】共用天馈的通信设备及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信设备【技术领域】，特别是涉及共用天馈的通信设备及其系统。
【背景技术】
[0002]随着移动通信的发展，一个运营商或者一个承建商其同时拥有第二代移动通信如GSM,与第三代移动通信如WCDMA甚至第四代移动通信LTE的牌照，其同时承担着多个网络的建设。在移动网络的建设过程中，如果当两代网络采用同频段或者相邻频段时，其天馈系统往往可以共用，如中国联通GSM采取900MHz的频段，WCDMA农村覆盖也将采用900MHz的频段，那么当WCDMA农村网络覆盖建设时可以与GSM900MHZ共享天馈资源。
[0003]多通信系统为通信制式种类各不相同的多个通信系统，当多通信系统需要共用天馈时，目前采取的主要手段为两种:
[0004]1、每ー个通信系统单独输出一路到天馈的ー扱。其缺点是:采用该方案存在丢失上行分集，降低了基站的接收机灵敏度。
[0005]2、采用合路器把两个系统的每两个级进行合路，再把合路的信号连接到天馈的两个极。其缺点是:采用该方案増大了上行链路的噪声降低了基站的接收机灵敏度，同时由于下行合路后将存在合路插损从而减小了原有GSM的覆盖收缩。
【发明内容】
[0006]基于此，本发明提供ー种共用天馈的通信设备，用于解决现有技术中在实现多通信系统共用天馈系统的设备存在降低基站接收机灵敏度或减小原有通信网络覆盖范围的问题。
[0007]—种共用天馈的通信设备，包括信号分离电路、下行信号处理电路和上行信号处理电路。所述信号分离电路将多通信系统发送到天馈系统的下行信号与所述天馈系统发送到所述多通信系统的上行信号分离；
[0008]所述下行信号处理电路接收所述下行信号，并将所述下行信号合成放大后发送到所述天馈系统；
[0009]所述上行信号处理电路接收所述上行信号，并分别将所述上行信号包括的主集上行信号和分集上行信号放大分离，分别发送放大分离后的所述主集上行信号和所述分集上行信号到所述多通信系统。
[0010]ー种多通信系统，包括天馈系统以及如上述的共用天馈的通信设备。
[0011]本发明共用天馈的通信设备，信号分离电路把多通信系统与天馈系统之间传输的信号分离为上行信号和下行信号，避免其相互影响，在下行链路中，信号分离电路分离出下行信号后发送到下行信号处理电路，下行信号处理电路对下行信号进合成放大处理，以降低干扰，合成放大的下行信号传输到天馈系统，合成放大后的下行信号输出功率大于或者等于多个通信系统输出的功率之和，从而可以保障下行信号网络覆盖范围不会收缩，在上行链路中，上行信号处理电路分别从天馈系统接收主集上行信号和分集上行信号，上行信号处理电路分别对主集上行信号和分集上行信号进行放大分离处理，放大分离后的主集上行信号和分集上行信号根据自身信号的通信制式分别发送到与其通信制式相匹配的通信系统中，由上行噪声级联公式可知，当第一级增益较高时其噪声系数主要取决于第一级的噪声系数，本发明共用天馈的通信设备噪声系数取决于信号分离电路以及上行信号处理电路中放大电路的噪声系数，而不受后面上行信号处理电路其他部分的影响，从而上行接收机灵敏度不会降低，所以本发明共用天馈的通信设备是一种既不会降低基站接收机灵敏度也不会缩小原有通信网络覆盖范围的共用天馈的通信设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明共用天馈的通信设备第一个实施例的结构示意；
[0013]图2为本发明共用天馈的通信设备第二个实施例的结构示图；
[0014]图3为本发明共用天馈的通信设备其中ー个具体实施例中下行链路信号流向示意示图；
[0015]图4为本发明共用天馈的通信设备其中ー个具体实施例中上行链路信号流向示意示图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，ー种共用天馈的通信设备，包括信号分离电路100、下行信号处理电路200和上行信号处理电路300 ；
[0017]所述信号分离电路100将多通信系统发送到天馈系统的下行信号与所述天馈系统发送到所述多通信系统的上行信号分离；
[0018]所述下行信号处理电路200接收所述下行信号，并将所述下行信号合成放大后发送到所述天馈系统；
[0019]所述上行信号处理电路300接收所述上行信号，并分别将所述上行信号包括的主集上行信号和分集上行信号放大分离，分别发送放大分离后的所述主集上行信号和所述分集上行信号到所述多通信系统。
[0020]本发明共用天馈的通信设备，信号分离电路把多通信系统与天馈系统之间传输的信号分离为上行信号和下行信号，避免其相互影响，在下行链路中，信号分离电路分离出下行信号后发送到下行信号处理电路，下行信号处理电路对下行信号进合成放大处理，以降低干扰，合成放大的下行信号传输到天馈系统，合成放大后的下行信号输出功率大于或者等于多个通信系统输出的功率之和，从而可以保障下行信号网络覆盖范围不会收缩，在上行链路中，上行信号处理电路分别从天馈系统接收主集上行信号和分集上行信号，上行信号处理电路分别对主集上行信号和分集上行信号进行放大分离处理，放大分离后的主集上行信号和分集上行信号根据自身信号的通信制式分别发送到与其通信制式相匹配的通信系统中，由上行噪声级联公式可知，当第一级增益较高时其噪声系数主要取决于第一级的噪声系数，本发明共用天馈的通信设备噪声系数取决于信号分离电路以及上行信号处理电路中放大电路的噪声系数，而不受后面上行信号处理电路其他部分的影响，从而上行接收机灵敏度不会降低，所以本发明共用天馈的通信设备是一种既不会降低基站接收机灵敏度也不会缩小原有通信网络覆盖范围的共用天馈的通信设备。[0021]如图2所示，在其中一个实施例中，所述信号分离电路100包括双エ器组120、第二双エ器140和滤波器160 ；
[0022]所述双エ器组120包括多个双エ器122，所述双エ器组120的公共端连接所述多通信系统，所述双エ器组120的发送端连接所述下行信号处理电路200的输入端，所述双エ器组120的接收端连接所述上行信号处理电路300的输出端，所述第二双エ器140的公共端连接所述天馈系统，所述第二双エ器140的发送端连接所述上行信号处理电路300的输入端，所述第二双エ器140的接收端连接所述下行信号处理电路200的输出端，所述滤波器160的一端与所述天馈系统连接，所述滤波器160的另一端与所述上行信号处理电路300的输入端连接；
[0023]所述双エ器组120向所述下行信号处理电路200发送所述下行信号，所述下行信号处理电路200通过所述第二双エ器140向所述天馈系统发送合成放大的下行信号，所述上行信号处理电路300通过所述第二双エ器140接收所述天馈系统发送的所述主集上行信号，所述上行信号处理电路300通过所述滤波器160接收所述天馈系统发送的所述分集上行信号，所述上行信号处理电路300通过所述双エ器组120向所述多通信系统发送放大分离的上行信号。
[0024]在本实施例中，信号分离电路包括了双エ器组、第二双エ器和滤波器三个组成部分，三个组成部分分别设置在本发明共用天馈的通信设备与外部系统连接的端ロ处，三个组成部分的作用均为输入到本发明共用天馈的通信设备的中的信号分离过滤，将指定的信号发送传输到指定的处理电路中，确保整个设备的正常工作。
[0025]如图2所示，在其中一个实施例中，所述下行信号处理电路200包括合路器220和功率放大器240，所述合路器220的合成输出端与所述功率放大器240的输入端连接，所述功率放大器240的输出端与所述天馈系统连接。
[0026]下行信号处理电路包括了合路器以及功率放大器，合路器用于将来自多通信系统的下行信号合成输出，功率放大器用于将合路器合成之后的下行信号放大，合成放大处理后的信号会通过第二双エ器传输到天馈系统。下行链路中，多通信系统的下行信号被合成放大后发送到天馈系统，由于合成放大后的下行信号输出功率大于或者等于多个通信系统输出的功率之和，从而可以保障下行信号网络覆盖范围不会收縮。在本实施例中采用简单的器件即实现了对下行信号的合成放大，优化了本发明共用天馈的通信设备结构，有利于其生产与推广应用。当然如果需要，在本实施例中合路器和功率放大器均可以采用多个，实现多级别多层次的合成放大。
[0027]如图2所示，在其中一个实施例中，所述上行信号处理电路300包括分路器320和低噪功率放大器340，所述分路器320的输入端与所述低噪功率放大器340的输出端连接，所述低噪功率放大器340的输入端与所述天馈系统连接。
[0028]上行信号处理电路包括分路器和低噪功率放大器，分路器用于将上行信号分离，低噪功率放大器用于将接收到的上行信号进行功率放大处理，放大分离后的上行信号根据自身信号的通信制式分别发送到与其通信制式相匹配的通信系统中，由上行噪声级联公式可知，当第一级增益较高时其噪声系数主要取决于第一级的噪声系数，本发明共用天馈的通信设备噪声系数取决于信号分离电路以及上行信号处理电路中低噪功率放大器的噪声系数，而不受后面上行信号处理电路中分路器的影响，所以不会降低基站的机灵敏度。对于多通信系统通信制式种类较多的情况，在本实施例中也可选用多个分路器和多个低噪功率放大器，以实现多级别、多梯度的放大分离。
[0029]在其中一个实施例中，所述合路器的输入端口数量为所述多通信系统通信制式种类数量的2倍。
[0030]例如多通信系统的通信制式有两种，那么这里选取的合路器输入端口数量就为4个。在本实施例中合路器的输入端口数量为所述多通信系统通信制式种类数量的2倍可以在确保本发明共用天馈的通信设备能正常工作的前提下，尽量减少合路器的个数，简化设备结构。
[0031]在其中一个实施例中,所述功率放大器为多载波线性功率放大器。
[0032]多载波线性功率放大器可以高线性、大功率放大多载波信号。在本实施例中选取多载波线性功率放大器作为下行信号处理电路中的功率放大器，有利于整体提升本发明共用天馈的通信设备的性能。
[0033]在其中一个实施例中,所述多载波线性功率放大器为前馈架构的多载波线性功率放大器。
[0034]前馈架构的多载波线性功率放大器一般采用模拟电路来实现，适用于带宽宽度大的场合。
[0035]在其中一个实施例中，所述多载波线性功率放大器为数字预失真架构的多载波线性功率放大器。
[0036]数字预失真架构的多载波线性功率放大器由于其工作频率低一般采用数字电路来实现，其适用于放大效率高的场合。
[0037]在其中一个实施例中，所述低噪功率放大器为低噪放管。
[0038]在本实施例中,选取低噪放管为低噪功率放大器,低噪放管的噪音系数小,这样有利于提升本发明共用天馈的通信设备的性能。
[0039]ー种多通信系统，包括天馈系统以及如上述的共用天馈的通信设备。
[0040]为了更进ー步解释说明本发明共用天馈的通信设备的技术方案以及工作原理，下面将以具体实施例为例详细解释本发明本发明共用天馈的通信设备的工作过程。
[0041]下行链路的处理
[0042]如图3所示，当ー种通信制式的系统(假设为GSM)，其主路输出的下行信号用GD_1,分集路输出的下行信号使用GD_2来代替，则其主路与分集路的信号经过输入端的双エ器后进入合路器与另外ー种通信制式的系统(假设为WCDMA)，其经过双エ器后的下行主路信号与下行分集信号共同合路成一路信号在途中使用了 GD_1+GD_2+WD_1+WD_2来表示，从而该信号成为多载波信号，其必须使用多载波功放即图中MCPA进行放大后，经过双エ到天馈发射，完成下行覆盖。
[0043]上行链路的处理
[0044]如图4所示，从天馈的主集与分集接收的上行信号分别通过双エ器与滤波器进入到系统，主集的上行信号使用Ul，分集的上行信号使用U2来代表，Ul, U2分别经过LNAl与LNA2进行放大后，Ul再经过分路器I分成Ul_l，Ul_2, U2经分路器2分成U2_2，U2_l,根据分路器的特点可以知道Ul_l与Ul_2信号等价，U2_2，U2_l信号等价，四路信号经过双エ端的双エ器I?4分别进入GSM，WCDMA接收系统，注意的是进入每ー个通信系统主路与分集路的信号分别为Ul_x与U2_X，也就是说同时有分集路上行信号与主路上行信号。
[0045]在本具体实施例中，输入端的四个双エ器保证了两个通信系统的主集与分集可以直接连接到设备上，同时下行中的合路器把四路下行信号进行合路从而可以使用一个多载波功放进行放大，多载波功放具备高线性保证多载波信号彼此不产生干扰，以及高功率(至少要是两个通信系统下行输出功率之和)以保证下行的覆盖不收縮。
[0046]上行的两个低噪放，保证整个通信系统在第一级获得良好的噪声系数，从而可以有效改善接收机灵敏度。同时其把接收的两路上行信号分成四路保证每ー个通信系统即有上行主集信号又有上行分集信号，从而可以获得分集増益，改善上行的覆盖范围。
[0047]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.ー种共用天馈的通信设备，其特征在于，包括信号分离电路、下行信号处理电路和上行信号处理电路； 所述信号分离电路将多通信系统发送到天馈系统的下行信号与所述天馈系统发送到所述多通信系统的上行信号分离； 所述下行信号处理电路接收所述下行信号，并将所述下行信号合成放大后发送到所述天馈系统； 所述上行信号处理电路接收所述上行信号，并分别将所述上行信号包括的主集上行信号和分集上行信号放大分离，分别发送放大分离后的所述主集上行信号和所述分集上行信号到所述多通信系统。
2.根据权利要求1所述的共用天馈的通信设备，其特征在于，所述信号分离电路包括双エ器组、第二双エ器和滤波器； 所述双エ器组包括多个双エ器，所述双エ器组的公共端连接所述多通信系统，所述双エ器组的发送端连接所述下行信号处理电路的输入端，所述双エ器组的接收端连接所述上行信号处理电路的输出端，所述第二双エ器的公共端连接所述天馈系统，所述第二双エ器的发送端连接所述上行信号处理电路的输入端，所述第二双エ器的接收端连接所述下行信号处理电路的输出端，所述滤波器的一端与所述天馈系统连接，所述滤波器的另一端与所述上行信号处理电路的输入端连接； 所述双エ器组向所述下行信号处理电路发送所述下行信号，所述下行信号处理电路通过所述第二双エ器向所述天馈系统发送合成放大的下行信号，所述上行信号处理电路通过所述第二双エ器接收所述 天馈系统发送的所述主集上行信号，所述上行信号处理电路通过所述滤波器接收所述天馈系统发送的所述分集上行信号，所述上行信号处理电路通过所述双エ器组向所述多通信系统发送放大分离的上行信号。
3.根据权利要求1或2所述的共用天馈的通信设备，其特征在于，所述下行信号处理电路包括合路器和功率放大器，所述合路器的合成输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述天馈系统连接。
4.根据权利要求3所述的共用天馈的通信设备，其特征在干，所述合路器的输入端ロ数量为所述多通信系统通信制式种类数量的2倍。
5.根据权利要求3所述的共用天馈的通信设备，其特征在干，所述功率放大器为多载波线性功率放大器。
6.根据权利要求5所述的共用天馈的通信设备，其特征在干，所述多载波线性功率放大器为前馈架构的多载波线性功率放大器。
7.根据权利要求5所述的共用天馈的通信设备，其特征在干，所述多载波线性功率放大器为数字预失真架构的多载波线性功率放大器。
8.根据权利要求1或2所述的共用天馈的通信设备，其特征在于，所述上行信号处理电路包括分路器和低噪功率放大器，所述分路器的输入端与所述低噪功率放大器的输出端连接，所述低噪功率放大器的输入端与所述天馈系统连接。
9.根据权利要求8所述的共用天馈的通信设备，其特征在于，所述低噪功率放大器为低噪放管。
10.ー种多通信系统，其特征在于，包括天馈系统以及如权利要求1-9所述的共用天馈的通 信设备。
【文档编号】H04B1/18GK103457622SQ201310353914
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】申超群, 谢斌, 李栋, 刘建伟 申请人:京信通信系统（广州）有限公司