本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多輸入多輸出信號傳輸方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動通信覆蓋分為室外覆蓋和室內(nèi)覆蓋兩種，室外及小型樓宇覆蓋基本由宏基站完成覆蓋，大型樓宇室內(nèi)覆蓋由室內(nèi)分布系統(tǒng)完成，近年來在住宅小區(qū)等場景也存在著大量室外分布覆蓋，室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)和室外分布覆蓋系統(tǒng)統(tǒng)稱為分布覆蓋系統(tǒng)。

現(xiàn)有的無源分布覆蓋系統(tǒng)一般采用單射頻電纜和單極化天線完成，要讓現(xiàn)有的無源分布系統(tǒng)實現(xiàn)MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)，一般有兩種方法。一種是按照MIMO端口數(shù)量增加射頻電纜路數(shù)和天線數(shù)量；一種是變頻方式，原理是將頻率相同的MIMO信號變頻為不同的頻率后用一路射頻電纜進行傳輸，最后到天線后變頻為原本頻率后通過不同的天線進行覆蓋，這種方式可稱為MIMO變頻分布覆蓋系統(tǒng)。這種MIMO變頻分布覆蓋系統(tǒng)通常包括作為信源的基站、信號遠端的天線、在所述基站和天線之間傳輸信號的傳輸通道，以及設(shè)置在傳輸通道靠近所述基站的一側(cè)的接入單元和設(shè)置在傳輸通道靠近所述天線一側(cè)的遠端單元。

MIMO變頻分布覆蓋系統(tǒng)又可分為多種模式，分別如圖1、圖2、圖3和圖4所示。其中圖1所示模式1的特點是有一路不變頻，但其缺點是變頻信號與不變頻信號存在時延差，會導(dǎo)致MIMO性能大幅下降，尤其是在室內(nèi)分布覆蓋普遍采用2×2MIMO的情況下。圖2所示模式2的特點是有一路不變頻，但為了調(diào)整時延差，在接入單元增加了一個時延調(diào)整模塊調(diào)整時延，以解決因時延差帶來的不利影響，但其缺點是時延調(diào)整模塊需要承受大功率，不僅成本高而且實現(xiàn)難度很大。圖3所示模式3的特點是有一路不變頻，為了調(diào)整時延差，在遠端單元增加了一個時延調(diào)整模塊調(diào)整不變頻信號的時延，但其缺點是數(shù)量多、成本高并且在多系統(tǒng)合路增加了其他系統(tǒng)鏈路損耗，影響其他系統(tǒng)的覆蓋。圖4所示模式4的特點是所有端口都進行變頻，因此不存在時延差問題，但其缺點是成本高并且在多系統(tǒng)合路時增加了其他系統(tǒng)鏈路損耗，影響其他系統(tǒng)的覆蓋。

以上四種MIMO變頻分布覆蓋系統(tǒng)都未能滿足現(xiàn)有移動通信的要求，為此，需要一種性能更好、造價更低的變頻分布覆蓋系統(tǒng)，以更好的支持MIMO技術(shù)的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種多輸入多輸出信號傳輸方法，以及應(yīng)用該方法的分布覆蓋系統(tǒng)，該系統(tǒng)造價低廉、系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且有效提升了信號的覆蓋效果。

為達到以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種多下行信號傳輸控制方法，其包括以下步驟：

在基站對除一路信號以外的其余多路信號進行時延調(diào)整后，分別將所述其余多路信號變頻為不同頻率的信號；

將所述變頻后的信號與未經(jīng)變頻的信號進行合路后下行傳輸；

對傳輸來的合路信號進行分路；

將分路后的經(jīng)變頻的所述其余多路信號進行頻率還原，將所有各路信號分別傳輸至相應(yīng)的天線繼續(xù)下行。

進一步地，所述基站實現(xiàn)基帶信號處理和射頻拉遠處理，下行的所述多路信號在進行射頻拉遠處理時進行時延調(diào)整。

更進一步地，所述合路后的多路信號通過射頻電纜、光纖、同軸電纜和無源器件中的一種或組合實現(xiàn)傳輸。優(yōu)選地，所述合路后的多路信號通過單條射頻電纜和至少一個無源器件實現(xiàn)傳輸。

可選擇地，所述下行的多路信號在合路處理之前和分路處理之后都進行同步處理以保證天線端的信號與基站端的信號同步。

一種多上行信號傳輸控制方法，其包括以下步驟：

將由不同天線接收的除一路信號以外的其余多路信號進行變頻為不同頻率的信號；

將所述變頻后的信號與未經(jīng)變頻的信號進行合路后上行傳輸；

對傳輸來的合路信號進行分路后分別進行頻率還原；

在基站對還原頻率后的所有各路信號分別進行時延調(diào)整以消除所述各路信號之間的時延差。

進一步地，所述基站實現(xiàn)基帶信號處理和射頻拉遠處理，上行的所述多路信號在進行射頻拉遠處理時進行時延調(diào)整。

更進一步地，所述合路后的多路信號通過射頻電纜、光纖、同軸電纜和無源器件中的一種或組合實現(xiàn)傳輸。優(yōu)選地，所述合路后的多路信號通過單條射頻電纜和至少一個無源器件實現(xiàn)傳輸。

可選擇地，所述上行的多路信號在合路處理之前和分路處理之后都進行同步處理以保證天線端的信號與基站端的信號同步。

一種射頻拉遠模塊，其包括用于接收和發(fā)送基帶信號的接口單元及與所述接口單元連接的射頻拉遠子單元，所述射頻拉遠子單元包括用于與所述接口單元連接的信號處理模塊、用于消除信號的時延差的時延調(diào)整模塊、用于對信號進行放大的功放模塊、用于對信號進行降噪的濾波模塊、用于對信號進行合路/分路的收發(fā)合路模塊，以及用于發(fā)送/接收信號的端口。

優(yōu)選地，所述接口單元通過光纖接收和發(fā)送基帶信號。

進一步地，所述信號處理模塊包括用于處理待下行的基帶信號的發(fā)送信號處理模塊和用于處理待上行的射頻信號的接收信號處理模塊。

更進一步地，所述時延調(diào)整模塊包括用于調(diào)整下行信號的時延差的下行時延調(diào)整模塊和用于調(diào)整上行信號的時延差的上行時延調(diào)整模塊。

具體地，所述功放模塊為對下行信號進行放大的下行功放模塊；所述濾波模塊為對上行信號進行降噪的上行低噪放模塊。優(yōu)選地，所述下行功放模塊和上行低噪放模塊分別與所述收發(fā)合路模塊連接。

更優(yōu)選地，該射頻拉遠模塊設(shè)有多個所述射頻拉遠子單元，所述接口單元與多個所述射頻拉遠子單元連接，每個所述射頻拉遠子單元對應(yīng)一個發(fā)送/接收信號的端口。

一種多輸入多輸出的信號傳輸系統(tǒng)，其包括作為信源的基站、信號遠端的天線、在所述基站和天線之間傳輸信號的傳輸通道，以及設(shè)置在傳輸通道靠近所述基站的一端的接入單元和設(shè)置在傳輸通道靠近所述天線的一端的遠端單元，所述基站包括基帶處理模塊和射頻拉遠模塊，其中，所述射頻拉遠模塊為采用如前所述的任意一種射頻拉遠模塊。

所述接入單元實現(xiàn)基站端的信號的頻率處理：所述接入單元包括多個對應(yīng)于每個所述射頻拉遠模塊的端口的第一變頻子單元，每個所述第一變頻子單元包括對下行信號進行變頻的下行變頻模塊和對上行信號進行頻率還原的上行頻率還原模塊。為實現(xiàn)合路傳輸，所述接入單元還包括連接多個所述第一變頻子單元與所述傳輸通道的第一多頻合路器。

所述遠端單元實現(xiàn)天線端的信號的頻率處理：所述遠端單元包括多個對應(yīng)于每個天線的第二變頻子單元，每個所述第二變頻子單元包括對下行信號進行頻率還原的下行頻率還原模塊和對上行信號進行變頻的上行變頻模塊。為實現(xiàn)合路傳輸，所述遠端單元還包括連接多個所述第二變頻子單元與所述傳輸通道的第二多頻合路器。

為適應(yīng)TDD制式基站的使用，所述接入單元和遠端單元還包括對上行信號和下行信號進行同步處理的同步模塊。

為實現(xiàn)信號的遠距離傳輸，所述傳輸通道為射頻電纜、光纖、同軸電纜和無源器件中的一種或組合。優(yōu)選地，所述傳輸通道包括單條射頻電纜和至少一個無源器件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢：

首先，本發(fā)明的多輸入多輸出信號傳輸方法和系統(tǒng)，在基站設(shè)有時延調(diào)整模塊，在基站端實現(xiàn)時延差的消除，可大幅提升該系統(tǒng)的性能；

其次，本發(fā)明的多輸入多輸出信號傳輸方法和系統(tǒng)，設(shè)置在基站內(nèi)的時延調(diào)整模塊，利用一段程序代碼就可以實現(xiàn)，制造、改造和維護成本很低，且在多系統(tǒng)合路時，對其他系統(tǒng)的損耗影響??；

最后，本發(fā)明的多輸入多輸出信號傳輸方法和系統(tǒng)，在基站內(nèi)設(shè)置時延調(diào)整模塊，避免系統(tǒng)內(nèi)使用更多的有源模塊，不僅讓系統(tǒng)更加穩(wěn)定，而且不會因為有源模塊的故障影響多輸入多輸出的覆蓋效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一路信號不變頻、不調(diào)整時延差的多輸入多輸出共纜傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一路信號不變頻、近端調(diào)整時延差的多輸入多輸出共纜傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中一路信號不變頻、遠端調(diào)整時延差的多輸入多輸出共纜傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中所有信號變頻的多輸入多輸出共纜傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明多輸入多輸出信號傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明多輸入多輸出信號傳輸系統(tǒng)中射頻拉遠模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明多輸入多輸出信號傳輸系統(tǒng)中的基站為TDD基站時的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

參考圖5所示的本發(fā)明的多輸入多輸出信號傳輸系統(tǒng)，其包括作為信源的基站1、信號遠端的天線5、在所述基站1和天線5之間傳輸信號的傳輸通道3，以及設(shè)置在所述傳輸通道3靠近所述基站1的一端的接入單元2和設(shè)置在所述傳輸通道3靠近所述天線的一端的遠端單元4。該傳輸系統(tǒng)可實現(xiàn)移動通信信號的室內(nèi)外分布覆蓋。

參考圖5和圖6，所述基站1為由基帶處理模塊11（Building Base band Unit, BBU）和射頻拉遠模塊12（Remote Radio Unit, RRU）組成的分布式基站，其采用射頻拉遠技術(shù)，將傳統(tǒng)基站中的基帶處理模塊和射頻處理模塊相互分離，并且將RRU安裝在更靠近天線的一端，該RRU通過光纖連接到宏基站或者獨立的基帶單元（即BBU）。這種分布式基站（BBU + RRU模式）體積更小，容量更大，更容易安裝，對環(huán)境的適應(yīng)性也更強。

參考圖6，所述射頻拉遠模塊12包括用于接收和發(fā)送基帶信號的接口單元121及與所述接口單元121連接的射頻拉遠子單元12A組成。

所述接口單元121通過光纖13與所述基帶處理模塊11連接，以用于接收和發(fā)送基帶信號。

所述射頻拉遠模塊12中設(shè)置多個與所述接口單元121連接的射頻拉遠子單元12A，每個所述射頻拉遠子單元12A由用于與所述接口單元連接的信號處理模塊122、用于消除信號的時延差的時延調(diào)整模塊123、用于對信號進行放大的功放模塊、用于對信號進行降噪的濾波模塊、用于對信號進行合路/分路的收發(fā)合路模塊126，以及用于發(fā)送/接收信號的端口127組成。

所述信號處理模塊122包括用于處理待下行的基帶信號的發(fā)送信號處理模塊1221和用于處理待上行的射頻信號的接收信號處理模塊1222。所述發(fā)送信號處理模塊1221輸入端和接收信號處理模塊1222輸出端分別與所述接口單元121連接。

進一步地，所述時延調(diào)整模塊123包括與所述發(fā)送信號處理模塊1221輸出端連接的用于調(diào)整下行信號的時延差的下行時延調(diào)整模塊1231，以及與所述接收信號處理模塊1222輸入端連接的用于調(diào)整上行信號的時延差的上行時延調(diào)整模塊1232。

更進一步地，所述功放模塊為對下行信號進行放大的下行功放模塊124，每個所述下行功放模塊124輸入端與每個所述下行時延調(diào)整模塊1231輸出端連接；所述濾波模塊為對上行信號進行降噪的上行低噪放模塊125，每個所述上行低噪放模塊125輸出端與每個所述上行時延調(diào)整模塊1232輸入端連接。所述下行功放模塊124輸出端和上行低噪放模塊125輸入端還分別與一個所述收發(fā)合路模塊126連接。

由此，每個所述射頻拉遠子單元12A形成兩條鏈路：

下行鏈路：由所述發(fā)送信號處理模塊1221、下行時延調(diào)整模塊1231、下行功放模塊124、收發(fā)合路模塊126和端口127組成，其提供了基帶信號轉(zhuǎn)換成為射頻信號之后進行傳輸?shù)南滦墟溌罚?/p>

上行鏈路：由所述端口127、收發(fā)合路模塊126、上行低噪放模塊125、上行時延調(diào)整模塊1232和接收信號處理模塊1222組成，其提供了射頻信號傳輸而至之后再轉(zhuǎn)換成為基帶信號的上行鏈路。

為了使多路信號都可以通過同一條射頻電纜進行傳輸，需要在所述多路信號進入射頻電纜前進行變頻，所述多路信號通過射頻電纜后還需要進行頻率還原。

繼續(xù)參考圖5，所述接入單元2包括N-1個對應(yīng)于所述射頻拉遠子單元12A的第一變頻子單元21（設(shè)射頻拉遠子單元的數(shù)量為N），以及一個第一多頻合路器22。所述第一變頻子單元21包括兩個子端口（未圖示）、各與一個子端口連接的第一子收發(fā)合路模塊211和第二子收發(fā)合路模塊214，還包括分別連接在所述第一子收發(fā)合路模塊211和第二子收發(fā)合路模塊214之間的下行變頻模塊212和上行頻率還原模塊213。進一步地，所述第一子收發(fā)合路模塊211與所述射頻拉遠子單元12A的端口127連接；所述第二子收發(fā)合路模塊214與所述第一多頻合路器22連接。

如圖5所示，所述遠端單元4包括N-1個對應(yīng)于所述天線5的第二變頻子單元42（天線的數(shù)量為N），以及一個第二多頻合路器41。所述第二變頻子單元42包括兩個子端口（未圖示）、各與一個子端口連接的第三子收發(fā)合路模塊421和第四子收發(fā)合路模塊424，還包括分別連接在所述第三子收發(fā)合路模塊421和第四子收發(fā)合路模塊424之間的下行頻率還原模塊422和上行變頻模塊423。進一步地，所述第三子收發(fā)合路模塊421與所述第二多頻合路器41連接；所述第四子收發(fā)合路模塊424與所述天線5連接。

繼續(xù)參考圖5，所述傳輸通道3為用于移動通訊信號的電磁波提供穩(wěn)定的且具有屏蔽功能的傳輸介質(zhì)。該傳輸通道3包括連接所述基站1和所述接入單元2的第一通道31、連接所述接入單元2和遠端單元4的第二通道32，以及連接所述遠端單元4和所述天線5的第三通道33。具體地，所述第一通道31連接于N-1個所述射頻拉遠子單元12A的端口127和與該端口127相對應(yīng)的第一變頻子單元21的子端口之間；本實施例中，該第一通道31由傳輸線311和耦合器312組成，所述傳輸線311為射頻電纜、光纖、同軸電纜或其他公知的傳輸線的其中之一，所述耦合器312為具有代表性的公知的無源器件之一。進一步地，所述第二通道32連接于所述接入單元2的第一多頻合路器22和所述遠端單元4的第二多頻合路器41之間；在傳輸分布系統(tǒng)中，所述接入單元2靠近基站端，所述遠端單元4靠近天線端，因此，所述接入單元2和遠端單元4之間通常距離較遠，因此從布線施工的便捷性和信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及安全性考慮，所述第二通道32通常采用射頻電纜，優(yōu)選以單條射頻電纜作為所述第二通道32。更進一步地，所述第三通道33連接于所述遠端單元4的每個第二變頻子單元42的端口和對應(yīng)的天線5之間，本實施例中，該第三通道33由傳輸線（射頻電纜、光纖、同軸電纜或其他公知的傳輸線）連通，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，該第三通道33的搭設(shè)還可以通過其他公知的方式實現(xiàn)。

為優(yōu)化多路信號的傳輸控制，所述傳輸通道3還包括直接連接所述基站1的一個端口127和所述接入單元2的第一多頻合路器22的第四通道34，以及直接連接所述遠端單元4的第二多頻合路器41和其中一個天線5的第五通道35。所述第四通道34和第五通道35的搭設(shè)可以以公知方式實現(xiàn)。由此，通過所述第四通道34和第五通道35傳輸?shù)男盘柌唤?jīng)過變頻處理和頻率還原處理。

參考圖7，當(dāng)所述基站1采用時分雙工（Time Division Duplexing, TDD）制式時，所述射頻拉遠模塊為TDD模式射頻拉遠模塊13。在TDD模式的移動通信系統(tǒng)中，接收和傳送在同一頻率信道（即載波）的不同時隙，用以保證時間來分離、接收和傳送信道。由此，為保證基站端和天線端的信號的同步性，所述接入單元2需要設(shè)置第一同步模塊23，同時地，所述遠端單元4需要設(shè)置第二同步模塊43，在多頻合路器合路處理之前和分路處理之后都進行同步處理以保證天線端的信號與基站端的信號同步。

繼續(xù)參考圖5和圖6，基于本發(fā)明的多輸入多輸出信號傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明對于多路信號傳輸?shù)目刂品椒ò▽Χ嘞滦行盘柕膫鬏斂刂频姆椒ê蛯Χ嗌闲行盘柕膫鬏斂刂频姆椒?。以下對分別對這兩個傳輸控制方法進行說明。

所述下行信號一般指從基站端發(fā)出傳輸至遠端的接收天線的信號，當(dāng)一個基站對應(yīng)多個接收天線時，形成多路的下行信號。多下行信號的傳輸控制方法包括以下步驟：

（1）下行基帶信號從所述基站1的基帶處理模塊11通過光纖13傳輸至射頻拉遠模塊12的接口單元121，所述接口單元121將下行基帶信號分成N路下行基帶信號分別經(jīng)過每個所述射頻拉遠子單元12A；

（2）傳輸至每個所述射頻拉遠子單元12A的下行基帶信號經(jīng)過所述發(fā)送信號處理模塊1221的處理轉(zhuǎn)換為下行射頻信號，該下行射頻信號依次經(jīng)過下行時延調(diào)整模塊1231和下行功放模塊124的處理，經(jīng)過時延調(diào)整和功放的下行射頻信號由所述收發(fā)合路模塊126合路處理為初級合路信號后以所述端口127為出口，并且將其中N-1路通過所述第一通道31傳輸至所述接入單元2的第一變頻子單元21；剩余一路所述初級合路信號通過所述第四通道34直接傳輸至第一多頻合路器22；

（3）所述第一變頻子單元21的第一子收發(fā)合路模塊211將所述初級合路信號分離出下行信號，所述下行變頻模塊212對分離出的下行信號進行變頻處理；

（4）所述第一多頻合路器22將所述經(jīng)過變頻后的N-1路下行信號和一路未經(jīng)變頻的初級合路信號合路為二次合路信號，該二次合路信號通過所述第二通道32傳輸至所述遠端單元4的第二多頻合路器41；

（5）所述第二多頻合路器41將所述二次合路信號分離出經(jīng)過變頻后的下行信號和未經(jīng)變頻的初級合路信號；

（6）所述下行頻率還原模塊422對所述經(jīng)過變頻后的下行信號進行頻率還原，然后通過所述第三通道33繼續(xù)下行至對應(yīng)的天線5；所述未經(jīng)變頻的初級合路信號通過所述第五通道35直接下行至對應(yīng)的天線5。

所述上行信號一般指從接收天線發(fā)出傳輸至基站端的信號，當(dāng)多個接收天線對應(yīng)一個基站時，形成多路的上行信號。多上行信號的傳輸控制方法包括以下步驟：

（1）N路上行信號由不同的天線5所接收，其中N-1路所述的上行信號通過所述第三通道33傳輸至對應(yīng)的遠端單元4的第二變頻子單元42，一路所述上行信號通過所述第五通道35直接傳輸至所述第二多頻合路器41；

（2）所述傳輸至每個所述第二變頻子單元42的上行信號由所述上行變頻模塊423進行變頻處理；

（3）所述第二多頻合路器41將所述經(jīng)過變頻后的N-1路上行信號和一路未經(jīng)變頻的上行信號合路為合路信號，而后將該合路信號通過所述第二通道32傳輸至所述接入單元2的第一多頻合路器22；

（4）所述第一多頻合路器22將所述合路信號再次分離為N路上行信號，其包括N-1路經(jīng)過變頻處理的上行信號和一路未經(jīng)變頻處理的上行信號；

（5）所述接入單元2的第一變頻子單元21的上行頻率還原模塊213對所述經(jīng)過變頻的上行信號進行頻率還原，然后通過所述第一通道31上行至所述基站1；所述未經(jīng)變頻的上行信號通過所述第四通道34直接上行至所述基站1；

（6）所述基站1中的每個射頻拉遠子單元12A對應(yīng)接收一路所述上行信號，所述上行信號以所述端口127和收發(fā)合路模塊126為入口進入所述射頻拉遠子單元12A，該上行信號依次經(jīng)過所述上行低噪放模塊125和上行時延調(diào)整模塊1232的處理，以降低上行信號中的噪聲和消除上行信號間的時延差；

（7）經(jīng)過降噪和時延調(diào)整的上行信號在所述接收信號處理模塊1222中由射頻信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，N路上行的基帶信號由所述接口單元121匯總，并且通過所述光纖13傳輸?shù)交鶐幚砟K11以對該上行的信號的進行分析和處理。

進一步地，當(dāng)所述基站1為TDD制式的基站時，為保證上下行變頻信號發(fā)射接收與基站信號同步，進入所述接入單元2的上下行變頻信號需要利用所述第一同步模塊23的同步處理；進入所述遠端單元4的上下行變頻信號需要利用所述第二同步模塊43的同步處理（如圖7所示）。

綜上所述，本發(fā)明多輸入多輸出的信號傳輸系統(tǒng)造價低廉、系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而基于該系統(tǒng)實現(xiàn)的多輸入多輸出的信號傳輸方法有效提升了信號的覆蓋效果。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但并不僅僅受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。