在混合光纤同轴电缆部署中具有动态可配置频带分割的灵活同向双工器制造技术

一种灵活的同向双工器可以包括能可编程地重新配置的滤波器对，其能够在混合光纤同轴电缆线路/系统部署中的数字信号处理器(DSP)支持的设计中呈现各种频带分割布置。因此，灵活的同向双工器可以满足更大范围的频带分割要求，包括全范围的频带分割要求。可配置性可以通过在带通滤波之后在同向双工器/放大器复合体中的同向双工器的任一输入接口处数字化信号、以及在相应的正向(例如，下游)和反向(例如，上游)输入接口处的二线到四线转换来实现。可以通过使用离线确定的并从存储器检索的指定系数集更新数字滤波器来获得新的频带分割。灵活的同向双工器/放大器复合体可以实现附加功能，包括均衡和倾斜再生、自干扰消除、虚拟分段和/或创建辅助服务点以提供去往/来自小蜂窝基站和/或Wi

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在混合光纤同轴电缆部署中具有动态可配置频带分割的灵活同向双工器
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2020年5月5日提交的、标题为“Flexible Diplexer with Dynamically Configurable Band
‑
Split in Hybrid Fiber Coax Deployments”的专利申请序列号63/020,094的优先权权益，其通过引用并入本文，就好像在本文中完整且完全阐述一样。


[0003]本专利技术的领域总体涉及数字信号处理，并且更具体地，涉及一种灵活的同向双工器(diplexer)，其能够在混合光纤同轴电缆(hybrid fiber coax)部署中实现动态可配置的频带分割布置。

技术介绍

[0004]面对不断增长的吞吐量需求，电缆行业在增加可访问的上游和下游带宽方面取得了长足的进步。最近几代电缆数据服务接口规范(DOCSIS)已经将传输带宽分配从主要是下游(DS)广播、而为上游(US)传输留出少量频谱(称为子分割频带)，演变为更均衡的US与DS带宽分配(称为中分割频带或高分割频带，这取决于分配给US通信的总带宽的相对部分)。图1示出了子分割传输配置，其中带宽主要留给DS通信，而可用带宽的一小部分留给US通信。在图1所示的示例中，US带宽被限制在～40MHz以下的频率。图2示出了中分割(上图)和高分割(下图)配置，其中下游带宽和上游带宽之间的分割更加均衡，上游带宽在中分割频带中被限制在～85MHz以下的频率，在高分割频带中被限制在～204MHz以下的频率。
[0005]作为其正在经历的演进的核心，DOCSIS一直在推动传输带宽的频率上限，从1GHz移动到1218MHz(即1.2GHz)，并继续在上限为1794MHz(即1.8GHz)的1.2GHz以上运行，这被指定为扩展频谱DOCSIS(ESD)。目前正在考虑将标准运行范围扩大到3GHz甚至5GHz。此外，还考虑将多个添加的频带分割布置作为即将出台的DOCSIS 4.0 PHY规范的一部分，如表1中所示。
[0006][0007]表1：提案的频带分割布置
[0008]同向双工器设计考虑
[0009]历史上，同向双工器被定义为实现频域多路复用(FDM)的无源设备。同向双工器具有被多路复用到第三端口(例如，称为S)的两个端口(例如，称为L和H)。端口L和H上的信号占用不相交的频带，因此L和H上的信号可以在端口S上共存而不会相互干扰。传统的同向双工滤波器布置需要一系列固定模拟滤波器来满足所考虑的频带分割要求的范围。每个滤波器对将实现围绕US/DS保护频带中心对称的低通/高通响应的单个实例。图3示出了DOCSIS 4.0中提案的各种同向双工配置中的频率分配。如图3中所示，负功率谱表示DS与US频带名称。
[0010]在同向双工器中存在五个滤波器对似乎过大、成本高昂，并且对于单个放大器设计来说需要太多的功率。全双工(Full Duplex，FDX)设计可能会带来进一步的复杂度，需要不对称的频带分割以允许US和DS频带分配之间的大量重叠，例如，684MHz US频带上限与258MHz DS频带下限耦合，如图4中所示。
[0011]因此，希望同向双工器设计领域中的改进。

技术实现思路

[0012]提出了一种用于灵活的同向双工器的系统和方法的各种实施例，该同向双工器可以包括能够在数字信号处理器(DSP)支持的设计中呈现各种频带分割布置的可(动态)重新配置的滤波器对。如本文所公开的，灵活的数字同向双工器设计的各种实施例可以使用DSP技术来提供可重新配置的滤波器对，例如能够被配置的滤波器对，以可编程地实现各种频带分割布置。因此，灵活的同向双工器可以结合并满足更大范围的频带分割要求，可能在单个能可编程地重新配置的设计中满足全范围的频带分割要求。可配置性可以通过在相应的正向(例如，下游)和反向(例如，上游)输入接口处的带通滤波和二线至四线转换之后以RF(在同向双工器/放大器复合体中的同向双工器的任一输入接口处使用RF模数转换器(ADC))对信号进行数字化来实现。在任何给定时间，可以通过使用指定的系数集来更新相应的数字低通滤波器和数字高通滤波器来获得新的频带分割，指定的系数集可以离线确定并且是出于编程数字滤波器的目的而从存储器中检索的。使用DSP还可以在同向双工器/放大器复合体内实现附加功能，以适应各种网络部署场景。这种功能包括但不限于：在沿电缆段的点处的均衡和倾斜再生(tilt regeneration)，以提高信号保真度；自干扰消除，以允许在全双工的情况下减少上游频带和下游频带之间的保护频带或上游和下游之间的频带重叠；通过使用中继器在专用端点之间利用指定的上游/下游频带之上的频率范围来创建高速传输，对电缆线路进行虚拟分段；和/或创建辅助服务点，以提供去往/来自小型蜂窝基站和/或Wi
‑
Fi接入点或其他回程网络站的接入。
[0013]本
技术实现思路
旨在简要概述本文档所描述的一些主题。因此，应当理解，上述特征仅是示例，并且不应被解释为以任何方式缩小本文描述的主题的范围或精神。本文描述的主题的其他特征、方面和优点将从下面的具体实施方式、附图和权利要求书中变得显而易见。
附图说明
[0014]当结合以下附图考虑对优选实施例的以下详细描述时，可以更好地理解本专利技术：
[0015]图1示出了传输电缆中的子分割频带配置；
[0016]图2示出了传输电缆中的中分割频带和高分割频带配置；
[0017]图3示出了各种同向双工配置的频率分配；
[0018]图4示出了全双工同向双工器布置的频率分配；
[0019]图5示出了包括电缆节点中的放大器并且还包括多个附加放大器的电缆系统配置；
[0020]图6示出了包括电缆节点中的放大器并且不包括附加放大器的电缆系统配置；
[0021]图7示出了具有固定的模拟同向双工器的传统放大器设计；
[0022]图8示出了根据一些实施例的具有采用数字信号处理的同向双工器的灵活放大器设计；
[0023]图9示出了根据一些实施例的具有同向双工器的灵活放大器设计，同向双工器采用数字信号处理并实现附加的信号处理特征；
[0024]图10示出了说明相邻信道干扰(ACI)和相邻泄漏干扰(ALI)场景的示例性信号图；
[0025]图11示出了说明潜在的DOCSIS DS/US自干扰场景的示例性系统图；
[0026]图12示出了说明DS回波响应和模拟回波消除的示例性系统图；
[0027]图13示出了根据一些实施例的用有源干扰消除(ACI)实现的灵活同向双工器的示例性电路图；
[0028]图14示出了具有同向双工器的放大器设计和具有虚拟分段的频谱分配；
[0029]图15示出了具有虚拟分段的频谱分配的一个示例；以及
[0030]图16示出了具有沿电缆线股部署的多个辅助服务接入点的电缆系统。
[0031]虽然本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可动态配置的同向双工器，所述同向双工器包括：上游输入端口和上游输出端口，被配置用于通过电缆网络的上游通信；下游输入端口和下游输出端口，被配置用于通过电缆网络的下游通信；以及数字滤波器对，包括将所述上游输入端口耦合到所述上游输出端口的第一数字滤波器和将所述下游输入端口耦合到所述下游输出端口的第二数字滤波器，其中所述数字滤波器对能被可编程地配置为将经过所述同向双工器的信号的总带宽的第一部分分配给所述上游通信并且将所述总带宽的第二部分分配给所述下游通信。2.如权利要求1所述的同向双工器，其中所述第一数字滤波器为数字低通滤波器，并且所述第二数字滤波器为数字高通滤波器。3.如权利要求1所述的同向双工器，其中所述数字滤波器对被配置为根据可编程地配置的滤波器系数集来操作。4.如权利要求3所述的同向双工器，其中所述可编程地配置的滤波系数集是从存储器中检索的。5.如权利要求1所述的同向双工器，还包括：第一模数转换器(ADC)，被配置为将在所述上游输入端口处接收的模拟上游信号转换为对应的数字上游信号，并且将所述数字上游信号提供给所述第一数字滤波器；第二ADC，被配置为将在所述下游输入端口处接收的模拟下游信号转换为对应的数字下游信号，并且将所述数字下游信号提供给所述第二数字滤波器；第一数模转换器(DAC)，被配置为将从所述第一数字滤波器接收的经滤波的数字上游信号转换为对应的模拟上游信号，并且将所述模拟上游信号提供给所述上游输出端口；以及第二DAC，被配置为将从所述第二数字滤波器接收的经滤波的数字下游信号转换为对应的模拟下游信号，并且将所述模拟下游信号提供给所述下游输出端口。6.如权利要求1所述的同向双工器，还包括：第一放大器，被配置为放大所述上游通信的上游信号，并且将经放大的上游信号提供给所述上游输出端口；以及第二放大器，被配置为放大所述下游通信的下游信号，并且将经放大的下游信号提供给所述下游输出端口。7.如权利要求1所述的同向双工器，还包括：控制电路，被配置为执行包括以下一个或多个的操作：均衡和倾斜再生；自干扰消除；或者信号重调。8.如权利要求7所述的同向双工器，其中所述控制电路包括：模拟回波消除级，被配置为缓解干扰下游信号能量以抑制所述干扰下游信号能量对数据转换和/或对后续数字处理的影响。9.如权利要求8所述的同向双工器，其中所述控制电路还包括：数字回波消除级，被配置为缓解在由所述模拟回波消除级执行的缓解之后剩余的残余干扰下游信号能量。
10.一种网络节点站，包括：用于上游和下游通信的双向端口；以及同向双工器，包括：上游输入端口和上游输出端口，被配置用于经由所述双向端口的上游通信；下游输入端口和下游输出端口，被配置用于经由所述双向端口的下游通信；以及数字滤波器对，包括将所述上游输入端口耦合到所述上游输出端口的第一数字滤波器和将所述下游输入端口耦合到所述下游输出端口的第二数字滤波器，其中所述数字滤波器对能被可编程地配置为将经过所述同向双工器的信号的总带宽的第一部分分配给所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：相干逻辑公司，
类型：发明
国别省市：