本發(fā)明涉及包括無線通信(PCS、Cellular、CDMA、GSM、LTE等)系統(tǒng)的中繼機在內的基站，尤其，涉及一種用于在基于MIMO(Multi Input Multi Output)方式處理的、在發(fā)送信號和接收信號間能夠提供更高的隔離度的移動通信系統(tǒng)的基站裝置。

背景技術：

在包括無線通信系統(tǒng)的中繼機在內的基站中使用的天線可具有多種形態(tài)和結構，最近，無線通信天線利用偏振分集方式，2T2R(2Tx/2Rx)一般使用MIMO方式的雙偏極化天線結構。這種情況下，發(fā)送接收路徑的信號分別利用雙向器，通常采用隔離發(fā)送和接收信號的結構。

圖1是現(xiàn)有的一實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。圖1中公開了一般的移動通信基站中使用的2T2RMIMO結構的天線系統(tǒng)10及在該系統(tǒng)10的發(fā)送和接收路徑中提供的第一雙向器20和第二雙向器21。天線系統(tǒng)10中具有第一天線100(Ant0)和第二天線101(Ant1)，所述第一天線100(Ant0)在所述2T2R結構中發(fā)送和接收第一路徑P0的信號，所述第二天線101(Ant1)發(fā)送和接收第二路徑P1的信號，第一天線100和第二天線101設計為生成互相正交的偏振。

此外，具有第一雙向器20和第二雙向器21，所述具有第一雙向器20和第二雙向器21分別與天線系統(tǒng)10的第一天線100和第二天線101連接，且分別用于分離和結合第一路徑P0和第二路徑P1的發(fā)送接收信號。第一雙向器20與第一發(fā)送接收部(P0發(fā)送接收部)30連接，第二雙向器21與第二發(fā)送接收部(P1發(fā)送接收部)31連接。第一發(fā)送接收部30處理第一路徑的發(fā)送接收信號，第二發(fā)送接收部31處理第二路徑P1的發(fā)送接收信號。

第一雙向器20具有利用T-連接器(T-junction)202，將處理第一路徑P0的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器204(Tx0)和處理第一路徑P0的接收信號的接收濾波器206(Rx0)連接的結構，第二雙向器21具有利用T-連接器212，將處理第二路徑P1的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器214(Tx1)和處理第二路徑P1的接收信號接收濾波器216(Rx1)連接的結構。

此時，第一路徑P0中，發(fā)送信號和接收信號的隔離度相當于通過T-連接器202連接第一路徑P0的發(fā)送濾波器204和接收濾波器20而構建第一雙向器20時產(chǎn)生的隔離度。即，第一雙向器20的發(fā)送端和接收端間的隔離度為第一路徑P0中發(fā)送和接收的總隔離度。同樣，第二路徑P1中，發(fā)送信號和接收信號的隔離度為相當于通過T-連接器212連接發(fā)送濾波器214和接收濾波器216而構建第二雙向器21時產(chǎn)生的發(fā)送端和接收端間的隔離度。

因此，為了增加發(fā)送信號和接收信號間的隔離度，在第一雙向器20和第二雙向器21中，增加過濾特性(例如，邊緣特性)的方案實質上作為唯一的方案被考慮，這種情況下，通常可采用增加各發(fā)送和接收濾波器的級數(shù)，或者在欲隔離的頻率中增加陷波(notch)的個數(shù)的方案。但是，這種方案具有會增加濾波器的尺寸、制造及生產(chǎn)的難度的問題。

此外，為了迎合移動通信市場中所要求的更快的處理速度及改善的品質，基站正向小型(或者超小型)單元形式進化，開發(fā)的天線系統(tǒng)和基站設備的呈現(xiàn)為一體型趨勢，將由所述的發(fā)送濾波器和接收濾波器構成的雙向器小型化及輕量化的呼聲正在變大。因此，如上所述，在考慮到雙向器的尺寸和重量等的同時增加所述發(fā)送信號和接收信號間的隔離度是十分棘手的問題。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一裝置，該裝置能夠在減小處理發(fā)送接收路徑的發(fā)送和接收信號的雙向器的尺寸和重量的同時，降低開發(fā)及生產(chǎn)雙向器的難度，而且提升發(fā)送信號和接收信號間的隔離度，或者維持和滿足一定要求的水平的隔離度。

(二)技術方案

為了實現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一特征，一種移動通信系統(tǒng)的基站裝置，該裝置包括：天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)具有第一天線和第二天線，所述第一天線發(fā)送接收MIMO(Multi Input Multi Output)路徑中的第一路徑的信號，所述第二天線發(fā)送接收MIMO路徑中第二路徑的信號；第一雙向器，所述第一雙向器具有處理所述第一路徑的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器和處理所述第二路徑的接收信號的接收濾波器；第二雙向器，所述第二雙向器具有處理所述第一路徑的接收信號的接收濾波器，和處理所述第二路徑的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器；路徑變更部，所述路徑變更部將所述第一雙向器提供的發(fā)送信號向所述第一天線提供，將所述第一天線提供的接收信號向所述第二雙向器提供，將所述第二雙向器提供的發(fā)送信號向所述第二天線提供，將所述第二天線提供的接收信號向所述第一雙向器提供。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種移動通信系統(tǒng)的基站裝置，該裝置包括：天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)具有第一天線和第二天線，所述第一天線發(fā)送接收MIMO(Multi Input Multi Output)路徑中的第一路徑的信號，所述第二天線發(fā)送接收MIMO路徑中第二路徑的信號；雙向器，所述雙向器具有處理所述第一路徑的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器和處理所述第二路徑的接收信號的接收濾波器；接收濾波器，所述接收濾波器處理所述第一路徑的接收信號；路徑變更部，將所述雙向器提供的發(fā)送接收信號向所述第一天線提供，將所述第一天線提供的接收信號向所述接收濾波器提供，將所述第二天線提供的接收信號向所述雙向器提供。

(三)有益效果

如上所述，本發(fā)明涉及的提供發(fā)送信號和接收信號間的隔離度的裝置，例如，基于后敘的實施例，處理發(fā)送接收信號的雙向器中具有隔離度，而且還可以獲得30～50dB水平的發(fā)送接收信號隔離度。

現(xiàn)有的處理發(fā)送接收信號的雙向器是基于依賴濾波器結構自身所帶的隔離特征的結構，為了獲得所需的隔離度，需要比較多的個數(shù)(級數(shù))以上的共振器和陷波器構(notch structure)。與此相比，如果利用本發(fā)明獲得30～50dB的額外隔離度，則在同等條件下僅通過較少的共振器個數(shù)也可以獲得所需的隔離度，通過減少陷波結構的個數(shù)，可減少濾波器的個數(shù)和制造難度。利用本發(fā)明，既可以獲得滿意的高性能特性，也可以構建更小更輕便的濾波器和雙向器。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的一實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。

圖2是本發(fā)明的第一實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。

圖3是本發(fā)明的第二實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。

圖4是本發(fā)明的第三實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。

圖5a和圖5b是本發(fā)明的實施例的變形示例。

具體實施方式

以下參照附圖對本發(fā)明涉及的優(yōu)選實施例進行詳細說明。以下說明中顯示了如具體組成要素等特定事項，這是為了有助于能夠全面地理解本發(fā)明而提供的，所述特定事項在本發(fā)明的范圍內可進行所定的變形或者變更，這對于本技術領域的具有一般知識的技術人員而言，是顯而易見的。而且附圖中對于同一組成要素盡可能地使用了相同的附圖標記。

圖2是本發(fā)明的第一實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。圖2類似于圖1圖示的現(xiàn)有的示例，公開了在一般的移動通信基站中使用的2T2R MIMO結構的天線系統(tǒng)10及在該系統(tǒng)10的發(fā)送和接收路徑中提供的第一雙向器20和第二雙向器21。天線系統(tǒng)10中具有第一天線100(Ant0)和第二天線101(Ant1)，所述第一天線100(Ant0)在所述2T2R結構中發(fā)送和接收第一路徑P0的信號，所述第二天線101(Ant1)發(fā)送和接收第二路徑P1的信號，第一天線100和第二天線101設計為生成互相正交的偏振。

這種結構中，根據(jù)本發(fā)明的特征，具有路徑變更部，所述路徑變更部使天線系統(tǒng)10的第一天線100在第二天線101、第一雙向器20及第二雙向器21之間，變更第一發(fā)送接收信號和第二發(fā)送接收信號的路徑，將第一雙向器20提供的發(fā)送信號向第一天線100提供，將第一天線100提供的接收信號向第二雙向器21提供，將第二雙向器21提供的發(fā)送信號向第二天線101提供，第二天線101提供的接收信號向第一雙向器20提供。所述路徑變更部能夠以一對第一循環(huán)器40和第二循環(huán)器41的形式構成。

具體結構如下，第一循環(huán)器40通過第一端子與第一雙向器20連接，第二端子與第一天線100連接，第三端子與第二循環(huán)器41的第三端子連接而設置，通過第一端子輸入的信號將通過第二端子輸出，通過第二端子輸入的信號將通過第三端子輸出，通過第三端子輸入的信號將通過第一端子輸出。

第二循環(huán)器41通過第一端子與第二雙向器21連接，第二端子與第二天線101連接，第三端子與第一循環(huán)器40的第三端子連接的方式而設置，通過第一端子輸入的信號將通過第二端子輸出，通過第二端子輸入的信號將通過第三端子輸出，通過第三端子輸入的信號將通過第一端子輸出。

此外，類似于現(xiàn)有技術，具有第一雙向器20和第二雙向器21，所述第一雙向器20和第二雙向器21分別與天線系統(tǒng)10的第一天線100和第二天線101連接，且用于分別分離或者結合第一路徑P0和第二路徑P1的發(fā)送接收信號，但是第一雙向器20與現(xiàn)有技術不同在于，除了具有處理第一發(fā)送接收部(P0發(fā)送接收部)30的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器204之外，還具有處理第二發(fā)送接收部(P1發(fā)送接收部)31的接收信號的接收濾波器206’。即，第一和第二路徑的發(fā)送接收信號的頻率頻帶相同，因此，實質上第一雙向器20的硬件的結構雖然可能與所述圖1所示的現(xiàn)有技術的結構相同，但是接收濾波器206’與第二發(fā)送接收部31連接且用于過濾第二路徑的接收信號。

同樣地，第二雙向器21具有處理第二發(fā)送接收部(P1發(fā)送接收部)31的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器214和處理第一發(fā)送接收部30的接收信號的接收濾波器216'。即，第二雙向器21中，接收濾波器216’與第一發(fā)送接收部30連接且用于過濾第一路徑的接收信號。

第一雙向器20具有通過T-連接器(T-junction)202將處理第一路徑的發(fā)送信號的發(fā)送濾波器204和處理第二路徑的接收信號的接收濾波器206’連接的結構，第二雙向器21具有通過T-連接器212將處理第二路徑的發(fā)送接收信號的發(fā)送濾波器214和處理第一路徑的接收信號的接收濾波器216’連接的結構。

根據(jù)所述結構，在第一雙向器20的第一路徑的發(fā)送濾波器204上發(fā)送的信號經(jīng)過第一循環(huán)器40向天線系統(tǒng)10的第一天線100提供，并向空中(air)發(fā)射。在空中第一路徑的接收信號被第一天線101接收，并經(jīng)過第一循環(huán)器40向第二循環(huán)器41提供之后，向第二雙向器21的第一路徑的接收濾波器216’提供。此時，第一路徑的發(fā)送接號和接收信號基于第一雙向器20和第二雙向器21被分離具有完美的分離度。

同樣地，在第二雙向器21的第二路徑的發(fā)送濾波器214上發(fā)送的信號經(jīng)過第二循環(huán)器41向天線系統(tǒng)10的第二天線101提供并向空中(air)發(fā)射。在空中第二路徑的接收信號被第二天線101接收并向第二循環(huán)器41提供，第二循環(huán)器41向第一循環(huán)器40提供之后，向第一雙向器20的第一路徑的接收濾波器206’提供。此時，第一路徑的發(fā)送接號和接收信號基于第一雙向器20和第二雙向器21被分離具有完美的分離度。

觀察圖2中圖示的所述結構可知，本發(fā)明涉及的裝置是利用循環(huán)器40和41的方向性，具有在2T2R(或者以上)MIMO基站中，可增加發(fā)送端和接收端的隔離度的結構。

具體說明如下，一天線系統(tǒng)10中，第一天線100和第二天線101相互以90正交設置，向空中發(fā)送接收信號時，基于天線100和101間的正交(orthogonal)特性，天線100、101間的發(fā)送接收信號可獲得一般的30dB水平的隔離度。

此時，例如，第二路徑的接收濾波器206’由于通過T-連接器212與第一路徑的發(fā)送濾波器204捆綁在一起，因此隔離度基于第一路徑的發(fā)送濾波器204的隔離特性而被決定。然而，第一路徑的發(fā)送濾波器204和第二路徑的接收濾波器206’由于最終分別與第一天線100和第二天線101連接，因此，基于所述兩個天線100和101的正交特性，可獲得約為30dB水平的隔離度。因此，第一路徑的發(fā)送信號和第二路徑的接收信號在各自的發(fā)送濾波器204和接收濾波器206'的隔離度的基礎上額外獲得30dB的天線100和101的隔離度。同上，第二路徑的發(fā)送信號和第一路徑的接收信號在各自的發(fā)送濾波器214和接收濾波器216'的隔離度的基礎上額外獲得30dB的天線100和101的隔離度。

如上所述，本發(fā)明中，發(fā)送信號和接收信號間的隔離度除了雙向器的固有隔離度之外還可獲得基于天線間的正交特性獲得的30dB水平的額外的發(fā)送接收信號隔離度?；诖?，發(fā)送信號和接收信號間所需的隔離度例如為90dB時，本發(fā)明中只需要構建滿足60dB水平的隔離度的雙向器。與此相比，現(xiàn)有技術由于只能通過使用雙向器滿足90dB隔離度的要求，因此構建雙向器時，在結構和尺寸的層面，會面臨更大的困難。

圖3是本發(fā)明的第二實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。圖3圖示的第二實施例涉及的結構與圖2圖示的第一實施例的結構基本上相同，但是，結構上區(qū)別在于，代替第二雙向器21而將第一路徑的接收濾波器23連接在第二循環(huán)器41的第一端子上。圖3中圖示的所述結構與圖2圖示的第一實施例涉及的結構相比，除了不具有處理第二路徑的發(fā)送信號有關的組成要素和功能之外，其他部分與圖2圖示的第一實施例的組成要素和功能相同。即，可知，所述圖2中圖示的第一實施例的結構是用于構建2T2R MIMO方式而采用的結構，而圖3圖示的結構是用于構建1T2R MIMO方式的結構。

圖4是本發(fā)明的第三實施例涉及的移動通信系統(tǒng)的基站裝置的方框結構圖。圖4中圖示的第三實施例涉及的結構實質上是雙重采用所述圖3中圖示的第二實施例結構的結構。即，可知，圖4中圖示的結構是雙重具有圖3中圖示的1T2R MIMO方式且用于構建2T4R MIMO方式的結構。

圖5a及圖5b是本發(fā)明的實施例的變形示例。例如，圖2圖示的第一實施例中，第一循環(huán)器20的方向性圖示為順方向(順時針)，第二循環(huán)器21的方向性圖示為逆方向(逆時針方向)。然而，實際上構建產(chǎn)品時，可通過組合兩個順方向的循環(huán)器而構建。

如圖5a所示，順方向循環(huán)器a和b組合的一對具有整體上包括4個信號循環(huán)傳遞端子的非可逆電路結構(nonreciprocal circuit topology)。該結構中，如圖5b所示，順方向循環(huán)器對40和42的各端子上連接第一雙向器20、第一天線100、第二雙向器21、第二天線101，從而可構建邏輯上與所述圖2圖示的第一實施例的結構相同的結構。

如上所述，可構成本發(fā)明的一實施例涉及的提供發(fā)送信號和接收信號間的隔離度的裝置，另外，上述本發(fā)明的說明中，對具體地實施例進行了說明，但在不超出本發(fā)明范圍的情況下可進行各種變形。

例如，所述的說明中，雖然記載了天線系統(tǒng)10中兩個天線為了獲得隔離度而互為正交偏振設置，但是除此之外，兩個天線雖不正交但也可以通過維持合理的空間距離而隔離地設置，從而具有能夠確保分離度的結構。

此外，雖然所述圖2圖示的第一實施例中公開了相當于2T2R MIMO方式的結構，但是通過雙重使用該結構(或者雙重以上的多重)可構建4T4R(或者其以上)MIMO方式。

此外，所述圖3和圖4中圖示的第二實施例和第三實施例中，雖然雙向器的結構圖示為通過利用T-連接器結構而構建的，但是除此之外，該雙向器的結構也可以采用如圖3的使用循環(huán)器的結構。

如上所述，本發(fā)明可具有各種變形和變更，因此本發(fā)明的范圍不限于所述的實施例，而是應該由權利要求范圍及與權利要求范圍等同的范圍而確定。