CN107968661A - 信号处理设备以及信号传输*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种信号处理设备以及信号传输***，涉及信号传输技术领域，信号处理设备包括：控制器以及至少两个多路选择器；所述控制器根据通讯设备的通信频段对至少两个所述多路选择器的信号传输频段进行设置；所述多路选择器根据所述控制器设置的频段对信号进行合路处理和/或分路处理，得到合路信号和/或多个分路信号，解决了现有技术中存在的合路器只能对固定形式的通讯设备进行信号传输、合并与分解，而不能够适应通讯设备的信号传输频段不断变化的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及信号传输技术领域，尤其是涉及一种信号处理设备以及信号传输***。
背景技术
目前，合路器在无线手机通信***中主要作用是将输入的多频段的信号组合到在一起输出路到同一套分布***中，其中，负载该分布***的设备可以安装于室内，也可以安装于室外，例如交通领域中的各种交通设施上。在工程应用中，需要将800MHZ的C网、900MHz的G网或是其他不同的频率同时输出，采用合路器，可使一套室内分布***同时工作于CDMA频段、GSM频段或是其他频段。
如在无线电天线***中，将几种不同频段的(如145MHZ与435MHZ)输入输出信号通过合路器合路后，用一根馈线与电台连接，这不仅节约了一根馈线，还避免了切换不同天线的麻烦。合路器可以用于发射端也可以用于接收端，其作用是将两路或者多路从不同发射机发出的射频信号合为一路送到天线发射的射频器件，同时避免各个端口信号之间的相互影响。
但是，随着通讯方式的不断发展与变化，通讯设备的需求也会不断的改变，现有的合路器只能对固定形式的通讯设备进行信号传输、合并与分解，而不能够适应通讯设备的信号传频段的不断变化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种信号处理设备以及信号传输***，以解决现有技术中存在的合路器只能对固定形式的通讯设备进行信号传输、合并与分解，而不能够适应通讯设备的信号传输频段不断变化的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种信号处理设备，包括：控制器以及至少两个多路选择器；
所述控制器根据通讯设备的通信频段对至少两个所述多路选择器的信号传输频段进行设置；
所述多路选择器根据所述控制器设置的频段对信号进行合路处理和/或分路处理，得到合路信号和/或多个分路信号。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，分别与至少两个所述多路选择器连接的信号放大器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：处理器与复合天线；
所述处理器一端与所述信号放大器连接，另一端与所述复合天线连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述至少两个多路选择器包括：一分四的多路选择器与一分六的多路选择器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述信号传输频段包括：第三代移动通信技术(3rd-Generation，简称3G)信号频段、***移动通信技术(4th-Generation，简称4G)信号频段、无线局域网(WIreless-FIdelity，简称WiFi)信号频段以及导航信号频段中的至少一种。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当通讯设备发送信号时，所述多路选择器根据所述控制器设置的频段对待发送信号进行合路处理，得到合路信号；
所述信号放大器对所述合路信号进行放大处理，得到放大信号；
所述处理器从所述复合天线中选择发送所述放大信号的发送天线；
所述发送天线对所述放大信号进行发送。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，当通讯设备接收信号时，所述复合天线对信号进行接收，得到接收信号，并通过所述处理器将所述接收信号传输至所述信号放大器；
所述信号放大器对所述接收信号进行放大，得到放大信号；
所述多路选择器根据所述控制器设置的频段对所述放大信号进行分路处理，得到多个分路信号。
第二方面，本发明实施例还提供一种信号传输***，包括：多个通讯设备以及如第一方面所述的信号处理设备；
所述通讯设备与所述信号处理设备通过馈线通信连接。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，当所述通讯设备接收信号时，所述信号处理设备中的多路选择器通过馈线将多个所述分路信号分别传输至多个所述通讯设备。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，当所述通讯设备发送信号时，所述信号处理设备中的多路选择器通过馈线接收多个所述通讯设备传输的待发送信号。
本发明实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本发明实施例提供的信号处理设备以及信号传输***中，信号处理设备包括：控制器与至少两个多路选择器，其中，控制器根据通讯设备的通信频段对至少两个多路选择器的信号传输频段进行设置，而多路选择器则根据控制器设置的频段对信号进行合路处理和/或分路处理，从而得到合路信号和/或多个分路信号，通过控制器根据通讯设备的通信频段对至少两个所述多路选择器的信号传输频段进行设置，使多路选择器能够根据所述控制器设置的频段对信号进行合路处理和/或分路处理，从而得到合路信号和/或多个分路信号，实现了多路选择器根据通讯设备需求的通信频段进行信号的合并与分解，从而使合路器、多路选择器之类的设备能够随着通讯设备信号传输频段的变化而做出相应的改变，以便适应形式不同的通讯设备，在信号传输、合并与分解的同时还能够保障信号之间不会互相干扰，能够兼容多种不同的频段，从而解决了现有技术中存在的合路器只能对固定形式的通讯设备进行信号传输、合并与分解，而不能够适应通讯设备的信号传输频段不断变化的技术问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的信号处理设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的信号处理设备的另一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的信号处理设备的另一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的信号传输***的结构示意图。
图标：1-信号处理设备；11-控制器；12-多路选择器；13-信号放大器；14-处理器；15-复合天线；16-天线选择模块；17-信号放大模块；18-宽带匹配网络；19-可重构多路器；2-信号传输***；21-通讯设备；22-多天线合路器；23-宽带天线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前合路器只能对固定形式的通讯设备进行信号传输、合并与分解，而不能够适应通讯设备的信号传频段的不断变化，基于此，本发明实施例提供的一种信号处理设备以及信号传输***，可以解决现有技术中存在的合路器只能对固定形式的通讯设备进行信号传输、合并与分解，而不能够适应通讯设备的信号传输频段不断变化的技术问题。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种信号处理设备以及信号传输***进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供的一种信号处理设备，也可以为多***合路平台。如图1所示，信号处理设备1包括：控制器11以及至少两个多路选择器12。
作为本实施例的优选实施方式，信号处理设备1可以应用于交通领域中的各种交通设施上，例如列车。具体的，结合列车上的天线，形成列车超宽带合路器装置。
在实际应用中，控制器11根据通讯设备的通信频段对至少两个多路选择器12的信号传输频段进行设置。多路选择器12根据控制器11设置的频段对信号进行合路处理和/或分路处理，得到合路信号和/或多个分路信号。
因此，多路选择器12可以通过控制器11的频段设置形成可重构的多路器。具体的，多路选择器12的输出，可以根据连接到的通讯设备在现实中的需求变化而重新组合。
例如，一个多路选择器12分出的某个端口连接到某台通讯设备，该通讯设备开始只需要GPS定位，然后随着技术不断发展或由于列车需要变化，此台通讯设备既需要GPS定位，还需要连接到因特网上，则通过控制器11对该多路选择器12的信号传输频段进行设置，使连接到的该端口输出的频段既能够传输导航信号，也能够传输WiFi、3G、4G等信号。
其中，导航信号可以包括：全球定位***(Global Positioning System，简称GPS)信号与中国北斗卫星导航***(BeiDou Navigation SatelliteSystem，简称BDS)信号。
因此，当各个通讯设备对端口的频段要求产生变化时，能够通过控制器11与多个多路选择器12，重新设置每个通讯设备连接端口输出的信号频段，而且，多路选择器12还能够将一路信号分解为多路信号、将多路信号合并为一路信号，从而做到在重新设置多路选择器12信号传输频段的同时，使信号之间还不互相影响干扰，从而解决了多部同频段/异频段工作的通讯设备间电磁干扰等影响通信质量的问题。
作为本实施例的另一种实施方式，如图2所示，信号处理设备1还包括：分别与至少两个多路选择器12连接的信号放大器13。
需要说明的是，由于要将一路信号分解成多路信号，信号强度自然会减弱，从而不能满足通讯设备对信号强度的要求，如果信号太弱，很可能会影响通讯设备接收不到信号。因此，信号放大器13设置于各个分开的多路端口之前，使接收到的信号后先进行放大再分解成多路，以保证放大与分成多路之前的信号与放大与分成多路后的信号强度是一致的，从而保障通讯设备的正常工作。
如图2所示，信号处理设备1还包括：处理器14与复合天线15。处理器14一端与信号放大器13连接，另一端与复合天线15连接。作为一个优选方案，至少两个多路选择器12包括：一分四的多路选择器12与一分六的多路选择器12。如图2所示，信号放大器13分别于与一个一分四的多路选择器12以及一个一分六的多路选择器12连接。且这两个多路选择器12还都与控制器11连接，以保证对信号传输频段的各种重新设置。
优选的，信号传输频段包括：3G信号频段、4G信号频段、WiFi信号频段以及导航信号频段中的至少一种。具体的，频段可以包括：400～5900MHz82059004002400。
当通讯设备发送信号时，多路选择器12根据控制器11设置的频段对待发送信号进行合路处理，得到合路信号。信号放大器13对合路信号进行放大处理，得到放大信号；处理器14从复合天线15中选择发送放大信号的发送天线。发送天线对放大信号进行发送。
当通讯设备接收信号时，复合天线15对信号进行接收，得到接收信号，并通过处理器14将接收信号传输至信号放大器13。信号放大器13对接收信号进行放大，得到放大信号。多路选择器12根据控制器11设置的频段对放大信号进行分路处理，得到多个分路信号。
作为一个优选方案，如图3所示，图2中的处理器14也可以为图3中的天线选择模块16，图2中的信号放大器13也可以为图3中的信号放大模块17。
如图3所示，多路选择器12可以具有三个。其中，与信号放大模块17连接的一个一分四的多路选择器12信号传输频段可以为820～5900MHz，与此连接的其上面的两个端口便可以为超快带复合天线接口，与此连接的其下面的四个端口便可以为820～5900MHz频段设备接口。因此，820～5900MHz频段信号进入其上面的两个端口后，经过天线选择模块16、信号放大模块17、该一分四的多路选择器12，将接收到的信号无损耗分为四路信号，同时供四个通讯设备使用。同样的，发送信号时，四个通讯待设备发出的信号进入其下面的四个端口后经过该一分四的多路选择器12、信号放大模块17和天线选择模块16无损的从其上面的两个端口任意之一发出。
具体的，如图3所示，与信号放大模块17连接的一个一分六的多路选择器12信号传输频段可以为400～2400MHz，与此连接的上面的两个端口便可以为超快带复合天线接口，与此连接的下面的六个端口便可以为400～5900MHz接收机接口。因此，400～2400MHz频段信号进入其上面的两个端口后，经过天线选择模块16、信号放大模块17、该一分六的多路选择器12，将接收到的信号无损耗分为六路信号，同时供六个通讯设备使用。同样的，发送信号时，六个通讯待设备发出的信号进入其下面的六个端口后经过该一分六的多路选择器12、信号放大模块17和天线选择模块16无损的从其上面的两个端口任意之一发出。
进一步的是，天线选择模块16实现对连接到的上面的四个端口天线的选择。信号放大模块17实现对信号路径损耗的补偿。
如图3所示，剩余的直接与端口连接的一个一分六的多路选择器12信号传输频段可以为GPS之类信号的频段，即相当于BDS/GPS合路器，与此连接的上面的端口便可以为BDS/GPS天线接口，与此连接的下面的端口便可以为BDS/GPS接收机接口，因此，BDS/GPS信号进入其上面的端口后，经过BDS/GPS频段的多路选择器12便可以无损耗的分成六路信号，同时供六个接收机使用。
进一步，天线选择模块16可以与该GPS信号频段的多路选择器12进行连接，在天线选择模块16内部可以安装有电源，以保证对该GPS信号频段的多路选择器12提供电量。
对于现有技术而言，多天线合路器的研发理论和技术方面还都是基于网络模型，而且仍然采用理想网络模型，对滤波器的带内带外参数提取并不是完全准确。当前参数提取理论并不完善，因为提取理论中没有全面考虑色散、有耗、寄生耦合、相位加载等非理想因素。基于一种公共腔结构的合路器结构和综合理论，由于公共腔的结构和耦合值的限制，当通道数量超过三时，该方法并不能完全胜任。因此，对于多天线耦合的部件，缺陷还有很多。
现有的多天线合路器仅为星点式多天线合路器的思路，星点式多天线合路器的优点是可保证接入传输线的长度最短，从而使得通道滤波器带外电抗随传输线的变化最小，减小设计误差，通过宽带匹配网络，可以将可重构多天线合路器近似等效为固定模式的多天线合路器来设计。显然，星点式可重构多天线合路器的设计方法仍然较为粗糙，设计理论亦不完善，而且只能承载有限的通道数量，这极大的束缚了可重构多天线合路器在当前民用、军用应用中的发展。
通过信号处理设备1即可重构多天线合路器，给出了机车通信多天线合路器的统一方案与装备，利用控制器11以及至少两个多路选择器12，实现了不同频段的兼容性。
如果信号处理设备1应用于列车等设施上，能够节省列车车顶空间，实现多天线合一，通过一个超宽频天线、一个一分六、一个一分四的合路器等，便能够使一个复合天线15连接到十台通讯设备，实现信号的接收分解、合并发送等，且不同频段信号间还不互相干扰。具体的，信号发送时先将各个通讯设备要发送的信号进行合并再通过天线发送信号，信号接收时先分解信号再一个个分散传输至各个对应的通讯设备。
本实施例中，信号处理设备1即多天线合路平台主机的内部多路可重构多路器，以便可重构多路器能够灵活的适应不同的通讯设备。而且，多天线合路平台主机的中心频率能够随通讯设备的工作频率的变化而改变，从而解决多部同频段/异频段工作的通讯设备间电磁干扰等严重影响通信质量的问题。再者，通过信号处理设备1可以实现超宽带覆盖频段400～5900MHz，以便连接到更多类型的通讯设备。其次，通过天线选择模块16可以使设备具备天线选择功能，实现天线冗余，提高数据传输的可靠性。最后，通过信号放大模块17能够实现信号无损传输，提高信号传输的质量。
实施例二：
本发明实施例提供的一种信号传输***，信号传输***2包括：多个通讯设备21以及一个上述实施例一提供的信号处理设备。通讯设备21与信号处理设备1通过馈线通信连接。
如图4所示，图3中的天线选择模块16与信号放大器13可以结合形成图4中的宽带匹配网络18，图3中的多路选择器12可以为图4中的可重构多路器19。图2中的复合天线15可以为图4中的宽带天线23。图3中的信号处理设备1可以为图4中的多天线合路器22。多天线合路器22与多个通讯设备21通过馈线通信连接。其中，宽带天线23可以为超带宽复合天线。
作为一个优选方案，如图4所示，通讯设备21通过多天线合路器22和宽带天线23进行通信，多天线合路器22由多个可重构多路器19和宽带匹配网络18构成，可重构多路器19可以灵活适应不同型号、不同形式的通讯设备21。该结构的天线数目极少，易于列车车顶的布局，同时开通的通讯设备21数目可以有很多，可以极大的改善电磁兼容环境，提高通讯设备21通信质量。
当通讯设备21接收信号时，信号处理设备1中的多路选择器12通过馈线将多个分路信号分别传输至多个通讯设备21；当通讯设备21发送信号时，信号处理设备1中的多路选择器12通过馈线接收多个通讯设备21传输的待发送信号。
如图4所示，通讯设备21的发射和接收可以工作在用一个频率上或者不同频率上，每一个可重构多路器19的中心频率随通讯设备21的工作频率的变化而改变，无需调整其它的通讯设备21或天线端口，从而解决多部同频段/异频段工作的通讯设备21间电磁干扰等严重影响通信质量的问题。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
附图中的框图显示了根据本发明的多个实施例的***和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框、以及框图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本发明实施例提供的信号传输***，与上述实施例提供的信号处理设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
其中，处理器14可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述功能可以通过处理器14中的硬件的集成逻辑电路的指令完成。上述的处理器14可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各功能。结合本发明实施例所公开的功能可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件执行完成。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种信号处理设备，其特征在于，包括：控制器以及至少两个多路选择器；
所述控制器用于根据通讯设备的通信频段对至少两个所述多路选择器的信号传输频段进行设置；
所述多路选择器用于根据所述控制器设置的频段对信号进行合路处理和/或分路处理，得到合路信号和/或多个分路信号。
2.根据权利要求1所述的信号处理设备，其特征在于，还包括：分别与至少两个所述多路选择器连接的信号放大器。
3.根据权利要求2所述的信号处理设备，其特征在于，还包括：处理器与复合天线；
所述处理器一端与所述信号放大器连接，另一端与所述复合天线连接。
4.根据权利要求3所述的信号处理设备，其特征在于，所述至少两个多路选择器包括：一分四的多路选择器与一分六的多路选择器。
5.根据权利要求3所述的信号处理设备，其特征在于，所述信号传输频段包括：3G信号频段、4G信号频段、WiFi信号频段以及导航信号频段中的至少一种。
6.根据权利要求3-5任一项所述的信号处理设备，其特征在于，当通讯设备发送信号时，所述多路选择器用于根据所述控制器设置的频段对待发送信号进行合路处理，得到合路信号；
所述信号放大器用于对所述合路信号进行放大处理，得到放大信号；
所述处理器用于从所述复合天线中选择发送所述放大信号的发送天线；
所述发送天线用于对所述放大信号进行发送。
7.根据权利要求3-5任一项所述的信号处理设备，其特征在于，当通讯设备接收信号时，所述复合天线用于对信号进行接收，得到接收信号，并通过所述处理器将所述接收信号传输至所述信号放大器；
所述信号放大器用于对所述接收信号进行放大，得到放大信号；
所述多路选择器用于根据所述控制器设置的频段对所述放大信号进行分路处理，得到多个分路信号。
8.一种信号传输***，其特征在于，包括：多个通讯设备以及一个如权利要求1-7任一项所述的信号处理设备；
所述通讯设备与所述信号处理设备通过馈线通信连接。
9.根据权利要求8所述的信号传输***，其特征在于，当所述通讯设备接收信号时，所述信号处理设备中的多路选择器用于通过馈线将多个所述分路信号分别传输至多个所述通讯设备。
10.根据权利要求8所述的信号传输***，其特征在于，当所述通讯设备发送信号时，所述信号处理设备中的多路选择器用于通过馈线接收多个所述通讯设备传输的待发送信号。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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