一种天线端口间射频信号交换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天线端口间射频信号交换方法，包括：在输入天线端口的射频接收通道接收到来自外部设备的射频信号后，对所述射频信号进行光调制，生成光信号；使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中；K大于或等于1。本发明专利技术能够灵活配置回程传输路径、无线回程频谱及射频传输通道。

Radio frequency signal switching method and device between antenna ports

The invention discloses an antenna port between the RF signal exchange method, including: the RF input port receive channel antenna receives the RF signal from an external device, optical modulation of the RF signal, generating an optical signal; using the input port of the antenna should be divided into the luminous light signal distributed to the light detection unit, using optical detection unit to demodulate the optical signal, RF signal generation and regeneration, will transmit the RF signal to the RF regeneration equipment K to determine the antenna port of transmitting channel; K is greater than or equal to 1. The invention can flexibly configure the backhaul transmission path, the wireless backhaul spectrum and the radio frequency transmission channel.

【技术实现步骤摘要】
一种天线端口间射频信号交换方法及装置
本专利技术涉及无线电通信领域，尤其涉及的是一种天线端口间射频信号交换方法及装置。
技术介绍
目前微波固定接入技术已经成熟地应用于基站的回程传输中，在蜂窝移动通信网和无线接入网的后续发展中，高密度部署基站对无线回程有如下新的需求：1)无线回程通道需要适应数据业务的大的带宽波动，比如高达几十倍的带宽波动；2)无线回程通道需要具有高效使用频谱并规避干扰的能力，比如以灵活的空分方式使用频谱；3)无线回程通道需要克服NLOS(Not-Line-of-Sight，非视距)信道的不利影响，比如灵活规避NLOS路径的出现；4)无线回程通道需要具有高的可靠性和鲁棒性，比如在少量中继节点故障情况下回程通道的传输能力不受影响或保持基本的传输能力。无线回程技术是地面移动通信的可选技术，是卫星通信的必选技术。卫星在空中起中继站的作用，简单的模拟中继卫星把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站，比如，以往的卫星电视传输都采用模拟调频制，电视节目交换使用全球波束转发器和地球站。卫星通信中的星载多波束可以数倍提升传输容量，多波束天线能够形成多个点波束，每个点波束覆盖特定的地面区域，多点波束利用空间隔离可以提高频谱的使用效率；为了实现卫星传输的实时性，提出了与多波束技术相配合的星上交换技术，在星上交换方式下，地面两个用户间的通信只要一上一下就可以完成，避免了使用地面交换的多次上下传输，降低了传输时延。目前的星载交换分为电路交换和分组交换，为了实现点波束之间的信息交换，在卫星上设置MSM(微波交换矩阵)，星载交互使得所有的业务交换在星上完成。卫星通信系统采用了多种星载路由和交换技术,如星载电路交换、星载IP交换、星载ATM交换、星载报文交换和星载帧中继。在蜂窝移动通信网和无线接入网的后续发展中，高密度部署基站对无线回程有如下新的需求：1)无线回程通道需要适应数据业务的大的带宽波动，比如高达几十倍的带宽波动；2)无线回程通道需要具有高效使用频谱并规避干扰的能力，比如以灵活的空分方式使用频谱；3)无线回程通道需要克服NLOS(非视距)信道的不利影响，比如灵活规避NLOS路径的出现；4)无线回程通道需要具有低传输时延，比如多跳无线回程传输的传输时延小于1毫秒；5)无线回程通道需要具有高的可靠性和鲁棒性，比如在少量中继节点故障情况下回程通道的传输能力不受影响或保持基本的传输能力。其中，无线回程的中期(2015～2020年)需求包括：1)市区密集环境下宏基站容量为1G或几个Gbit/s,至光纤的距离为200米to1km；2)市区密集环境下的微基站的容量为几十至几百兆，微基站至光纤的距离小于200米to1km；3)郊区宏站的容量为几兆至几百兆，至光纤的距离为几公里至15公里；4)Front-Haul容量为每扇区1-10Gbit/s，而且要求低时延。无线回程的长期(2020～2030年)需求(5G的预期指标)包括：1)用户面时延在1ms范围内；2)每平方公里百万连接；3)峰值速率几十Gbit/s；4)用户基本数据传输速率1Gbit/s；5)每平方公里的传输容量为Tbytes/s。LTE-A的演进指标包括：1)时延降低5-10倍；2)每平方公里同时连接的数量增加10-100倍；3)峰值速率增加10-50倍；4)用户数据率提升10-100倍；5)每平方公里的传输容量提升100～1000倍；其中，UDN(UltraDenseNetwork，超高密度网)无线回程需求包括：传输容量为1Gbit/s至几十Gbit/s；NLOS无线回程需求包括：NLOS传播限于6G以下；准LOS可以用到10G。现有无线回程技术包括AD-HOC(无基础设施网络/临时构建网络)技术、MESH(无线网格网络)技术，这些技术尚在发展之中，其现有的传输方案还不能满足未来对无线回程传输能力的要求。面对无线回程技术的需求目标，现有陆地移动通信网中无线回程技术的缺点是：可用回程路径少，回程流量动态范围小，回程节点及其频谱资源使用效率低，回程路径拓扑结构重组能力差，回程节点数据转发时延大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种天线端口间射频信号交换方法及装置，能够灵活配置回程传输路径、无线回程频谱及射频传输通道。本专利技术公开了一种天线端口间射频信号交换方法，包括：在输入天线端口的射频接收通道接收到来自外部设备的射频信号后，对所述射频信号进行光调制，生成光信号；使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中；K大于或等于1。可选地，使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中，包括：使用所述输入天线端口对应的1*N光分路器将所述光信号分为N路，将N路光信号传输到N个光探测单元的输入端；根据获取到的射频信号交换控制信息从N个天线端口中确定出K个目的天线端口，从所述N个光探测单元中确定出与所述K个目的天线端口对应的K个光探测单元，将确定出的K个光探测单元的输出信号传输给对应的目的天线端口的射频发射通道；其中，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与目的天线端口相对应的光探测单元的输入端相连，所述光探测单元的输出端通过电开关与目的天线端口的射频发射通道的输入端相连；或者，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与目的天线端口对应的汇接光路的输入端相连，所述汇接光路的输出端与所述目的天线端口对应的光探测单元的输入端相连，所述光探测单元的输出端通过电开关与目的天线端口的射频发射通道的输入端相连；K≤N。可选地，使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中，包括：使用所述输入天线端口对应的1*N光分路器将所述光信号分为N路，根据获取到的射频信号交换控制信息控制光开关的开启和闭合，从N路光信号中选通K路光信号传输到对应的K个光探测单元中，将K个光探测单元的输出信号传输给对应的目的天线端口的射频发射通道；其中，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与光开关相连，所述光开关与目的天线端口对应的光探测单元相连，所述光开关用于控制光探测单元的输入光路的通断；或者，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与光开关相连，所述光开关与目的天线端口对应的汇接光路的输入端相连，所述汇接光路的输出端与所述目的天线端口对应的光探测单元的输入端相连；所述光开关用于控制汇接光路的输入光路的通断；K≤N。可选地，所述方法还包括：如从一个输入天线端口的m个射频接收通道接收到m个来自外部设备的射频信号，则对所述m个射频信号采用不同的光源进行调制，分别生成具有不同波长的m个光信号；m≥2；使用所述输入天线端口对应的分发光路将每一种波长的光信号分发到对应的光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线端口间射频信号交换方法，包括：在输入天线端口的射频接收通道接收到来自外部设备的射频信号后，对所述射频信号进行光调制，生成光信号；使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中；K大于或等于1。

【技术特征摘要】
1.一种天线端口间射频信号交换方法，包括：在输入天线端口的射频接收通道接收到来自外部设备的射频信号后，对所述射频信号进行光调制，生成光信号；使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中；K大于或等于1。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中，包括：使用所述输入天线端口对应的1*N光分路器将所述光信号分为N路，将N路光信号传输到N个光探测单元的输入端；根据获取到的射频信号交换控制信息从N个天线端口中确定出K个目的天线端口，从所述N个光探测单元中确定出与所述K个目的天线端口对应的K个光探测单元，将确定出的K个光探测单元的输出信号传输给对应的目的天线端口的射频发射通道；其中，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与目的天线端口相对应的光探测单元的输入端相连，所述光探测单元的输出端通过电开关与目的天线端口的射频发射通道的输入端相连；或者，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与目的天线端口对应的汇接光路的输入端相连，所述汇接光路的输出端与所述目的天线端口对应的光探测单元的输入端相连，所述光探测单元的输出端通过电开关与目的天线端口的射频发射通道的输入端相连；K≤N。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用所述输入天线端口对应的分发光路将所述光信号分发到光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到确定出的本设备的K个目的天线端口的射频发射通道中，包括：使用所述输入天线端口对应的1*N光分路器将所述光信号分为N路，根据获取到的射频信号交换控制信息控制光开关的开启和闭合，从N路光信号中选通K路光信号传输到对应的K个光探测单元中，将K个光探测单元的输出信号传输给对应的目的天线端口的射频发射通道；其中，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与光开关相连，所述光开关与目的天线端口对应的光探测单元相连，所述光开关用于控制光探测单元的输入光路的通断；或者，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与光开关相连，所述光开关与目的天线端口对应的汇接光路的输入端相连，所述汇接光路的输出端与所述目的天线端口对应的光探测单元的输入端相连；所述光开关用于控制汇接光路的输入光路的通断；K≤N。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如从一个输入天线端口的m个射频接收通道接收到m个来自外部设备的射频信号，则对所述m个射频信号采用不同的光源进行调制，分别生成具有不同波长的m个光信号；m≥2；使用所述输入天线端口对应的分发光路将每一种波长的光信号分发到对应的光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到本设备的一个或多个目的天线端口的射频发射通道中。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：使用所述输入天线端口对应的分发光路将每一种波长的光信号分发到对应的光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到本设备的一个或多个目的天线端口的射频发射通道中，包括：通过合路器对m路不同波长的光信号进行合路，使用所述输入天线端口对应的1*N光分路器将所述包含m种波长的光信号分为N路，使用所述1*N光分路器的N个输出端连接的N个1*M波分器分离出每一种波长的光信号，将每一种波长的光信号传输到对应的N个光探测单元的输入端；对每一种波长的光信号，根据获取到的射频信号交换控制信息从N个天线端口中确定出Ki个目的天线端口，从所述N*M个光探测单元中确定出与所述Ki个目的天线端口对应的Ki个光探测单元，将确定出的Ki个光探测单元的输出信号传输给对应的目的天线端口的射频发射通道；其中，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与1*M波分器的输入端相连，所述1*M波分器的每一路输出端与目的天线端口相对应的光探测单元的输入端相连，所述光探测单元的输出端通过电开关与目的天线端口的射频发射通道的输入端相连；或者，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与1*M波分器的输入端相连，所述1*M波分器的每一路输出端与目的天线端口对应的汇接光路的输入端相连，所述汇接光路的输出端与所述目的天线端口对应的光探测单元的输入端相连，所述光探测单元的输出端通过电开关与目的天线端口的射频发射通道的输入端相连；m≤M。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：使用所述输入天线端口对应的分发光路将每一种波长的光信号分发到对应的光探测单元中，使用光探测单元对所述光信号进行解调，生成再生的射频信号，将所述再生的射频信号发送到本设备的一个或多个目的天线端口的射频发射通道中，包括：通过合路器对m路不同波长的光信号进行合路，使用所述输入天线端口对应的1*N光分路器将所述包含m种波长的光信号分为N路，使用所述1*N光分路器的N个输出端连接的N个1*M波分器分离出每一种波长的光信号；根据获取到的射频信号交换控制信息控制光开关的开启和闭合，对每一种波长的光信号，从N路光信号中选通Ki路光信号传输到对应的Ki个光探测单元中，将Ki个光探测单元的输出信号传输给对应的目的天线端口的射频发射通道；其中，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与1*M波分器的输入端相连，所述1*M波分器的每一路输出端与光开关相连，所述光开关与目的天线端口对应的光探测单元相连，所述光开关用于控制光探测单元的输入光路的通断；或者，所述光分路器的每一路输出端通过光纤与1*M波分器的输入端相连，所述1*M波分器的每一路输出端与光开关相连，所述光开关与目的天线端口对应的汇接光路的输入端相连，所述汇接光路的输出端与所述目的天线端口对应的光探测单元的输入端相连；所述光开关用于控制汇接光路的输入光路的通断；K≤N。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：发送两种不同射频信号的目的天线端口组中至少包含一个不同的目的天线端口。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：如果从L个输入天线端口的射频接收通道接收到的来自外部设备的射频信号需要发送到本设备内部的一个目的天线端口时，使用所述L个输入天线端口对应的分发光路将所述L路光信号发送到与所述目的天线端口对应的汇接光路中；L大于或等于1；使用与所述目的天线端口对应的汇接光路将所述L路光信号发送到与所述目的天线端口对应的光探测单元中，使用所述光探测单元对所述L路光信号进行解调，生成L路再生的射频信号，将所述L路再生的射频信号发送到所述目的天线端口的射频发射通道中。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述使用与所述目的天线端口对应的汇接光路将所述L路光信号发送到与所述目的天线端口对应的光探测单元中，包括：使用汇接光路包含的L个光开关将所述L路光信号以一对一的方式发送到与所述目的天线端口对应的光探测单元包含的L路光电转换通道的输入端，实现L路光信号至L路光电转换通道的并行传输；或者使用汇接光路包含的光开关将所述L路光信号以L选一的方式发送到与所述目的天线端口对应的光探测单元包含的一路光电转换通道的输入端，实现L路光信号至一路光电转换通道的时分传输。10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：每一个目的天线端口的射频发射通道对要发送的射频信号进行功率放大，或对要发送的射频信号进行变频后再对其进行功率放大。11.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：所述光探测单元包含一个或多个光电转换通道，每一个光电转换通道探测一种波长的光信号。12.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：获取回程路径控制信息，使用所述回程路径控制信息确定无线节点内的天线端口间射频信号交换关系，生成射频信号交换控制信息。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述回程路径控制信息包括以下信息中的至少一种信息：相同无线节点内天线端口间射频路径信息、不同无线节点间射频路径连通信息、单跳相邻无线节点信息、路径起始无线节点信息和路径终止无线节点信息、回程通道带宽信息、回程通道频点信息、回程业务信道接入引导信息、回程控制信道接入引导信息、回程通道重配置信息、回程通道波束对准控制信息。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述获取回程路径控制信息，包括采用以下任意一种方式进行获取：a)从蜂窝移动通信网获取；b)从无线局域网获取；c)从无线回程传输网的回程路径控制信道获取。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于：使用所述回程路径控制信息确定无线节点内的天线端口间射频信号交换关系，包括：根据所述回程控制信息的指示控制光开关或射频开关的开启和关闭；其中，所述光开关用于控制光信号的传输路径的通断；所述射频开关用于开启或中断光探测单元与其对应的射频发射通道间的射频传输。16.一种天线端口间射频信号交换装置，包括：射频信号接收模块，用于在输入天线端口的射频接收通道接收到来自外部设备的射频信号后，对所述射频信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁心玺，王欣晖，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44