信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置和方法，包括：發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路和接收電路之間通過光纖鏈路連接；發(fā)射電路包括功率處理器、射頻收發(fā)模塊和合路器，合路器對功率處理器發(fā)送的射頻信號和射頻收發(fā)模塊發(fā)送的調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到復(fù)用信號并發(fā)送；接收電路包括第一放大器、功分器、第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，第一放大器對接收的復(fù)用信號進(jìn)行放大處理后再通過功分器分成兩路信號，兩路信號分別通過第一帶通濾波器和第二帶通濾波器得到射頻信號和調(diào)制信號。該裝置可以同時傳輸數(shù)字信號和射頻信號，也可以只傳輸數(shù)字信號或者射頻信號，能夠從一路數(shù)字信號和射頻信號的混合傳輸擴展到多路數(shù)字信號和多路射頻信號的混合傳輸。
【專利說明】信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識別【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在高頻信號的長距離傳輸中，模擬光鏈路已逐漸取代高損耗、不靈活的同軸電纜，成為主要的選擇。由于光纖損耗的頻率的無關(guān)性，模擬光鏈路能夠?qū)崿F(xiàn)微波信號傳輸?shù)耐该餍院挽`活性。模擬光鏈路是微波光子學(xué)的重要組成部分，融合了微波技術(shù)和光子技術(shù)。利用光子技術(shù)的優(yōu)勢，如消除電磁干擾，高隔離度，低損耗等，實現(xiàn)了微波信號的光域傳輸和處理。與傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)相比，其主要優(yōu)點有低損耗、大帶寬、重量輕、抗腐蝕和抗電磁干擾等。模擬光鏈路是很多空間通信系統(tǒng)、光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分。高頻微波信號通過調(diào)制器轉(zhuǎn)換為光信號，經(jīng)光纖傳輸，在接收端由光電探測變?yōu)殡娦盘?。光域傳輸?shù)闹饕獌?yōu)勢主要體現(xiàn)在光纖的低損耗，1550nm波長處損耗可以低至0.2dB/km，以及損耗的頻率無關(guān)性。如果使用同軸電纜在電域傳輸信號，損耗將非常嚴(yán)重，且隨著頻率的增加而增大。雖然模擬光鏈路中光纖的損耗很低，但電光轉(zhuǎn)換(E/Ο)和光電轉(zhuǎn)換(Ο/E)都會引入損耗。除此之外，這些轉(zhuǎn)換過程還會伴隨著噪聲和非線性失真的引入。如果不對鏈路進(jìn)行優(yōu)化，將會出現(xiàn)嚴(yán)重的性能下降。因此，為了保證鏈路的可用性，模擬光鏈路的設(shè)計和性能的優(yōu)化是至關(guān)重要的。
[0003]對兩路信號進(jìn)行傳輸，需要采用復(fù)用技術(shù)，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中各種復(fù)用技術(shù)的出現(xiàn)都在不同程度上擴大了傳輸容量，提高了傳輸效率。以光纖通信為例，其最大的優(yōu)勢在于具有較大的帶寬。為了充分利用光纖通信中的頻帶資源，有效的方法就是在光域上進(jìn)行時分復(fù)用(Optical Time Divis1n Multiplexing，簡稱OTDM)、波分復(fù)用(Dense WavelengthDivis1n Multiplexing，簡稱WDM)或頻分復(fù)用(Frequency Divis1n Multiplexing，簡稱FDM)。但是這些光復(fù)用的方式不僅價格昂貴，而且尚有許多技術(shù)難題還沒有得到解決。因此在現(xiàn)階段，切實可行的復(fù)用方式還是要在電領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行。例如電領(lǐng)域的時分復(fù)用(TimeDivis1n Multiplexing，簡稱TDM)，在傳統(tǒng)的數(shù)字通信領(lǐng)域可行，是提高傳輸效率、降低傳輸成本的有效措施。不過，采用TDM方式會受到兩種限制:一是受硅和鎵砷技術(shù)的限制，硅和鎵砷技術(shù)已接近極限；二是受時鐘同步的要求的限制，即隨著傳輸速率的提高對時鐘同步要求已越來越嚴(yán)格，要想得到十分精確的同步也會越來越困難，另外，時分復(fù)用還缺乏必要的靈活性等等。副載波復(fù)用通常是以微波作為副載波，調(diào)制方法可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。副載波復(fù)用系統(tǒng)不需要復(fù)雜的編碼和復(fù)用設(shè)備，以及復(fù)雜的定時同步設(shè)施，對激光器的頻譜純度，頻率的穩(wěn)定性也沒有特殊的要求，不需穩(wěn)頻措施等等。同時副載波復(fù)用只接收本載波頻帶內(nèi)的信號和噪波，有利于限制噪波的等效帶寬，提高接收機的靈敏度。另外每個副載波之間是相互獨立的，可以分別傳輸各種不同類型的業(yè)務(wù)信號，易于實現(xiàn)模擬與數(shù)字信號的混合和各種不同業(yè)務(wù)的綜合、分離等等。
[0004]但是，副載波復(fù)用針對的是多路基帶信號，對于處理的信號有限制。另外，現(xiàn)有的一些同時傳輸數(shù)字信號和模擬信號的裝置，均采用頻移鍵控(Frequency Shift Keying，簡稱FSK)將數(shù)字信號和模擬信號合成一路進(jìn)行傳輸。這樣雖然可以提高傳輸效率，但是數(shù)字信號和模擬信號(如射頻信號)必須配對傳輸，缺乏靈活性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有數(shù)字信號和射頻信號必須配對傳輸，缺乏靈活性的技術(shù)問題，一方面，
[0006]本發(fā)明提供了一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，包括:發(fā)射電路和接收電路，所述發(fā)射電路和所述接收電路之間通過光纖鏈路連接；
[0007]所述發(fā)射電路包括功率處理器、射頻收發(fā)模塊和合路器，所述合路器對所述功率處理器發(fā)送的射頻信號和所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送的調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到復(fù)用信號并發(fā)送；
[0008]所述接收電路包括第一放大器、功分器、第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，所述第一放大器對接收的復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到放大信號，所述放大信號再通過所述功分器分成兩路信號，所述兩路信號分別通過所述第一帶通濾波器和所述第二帶通濾波器得到所述射頻信號和所述調(diào)制信號。
[0009]可選的，所述功率處理器用于對信號源產(chǎn)生的原始信號進(jìn)行處理，得到的所述射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號。
[0010]可選的，所述發(fā)射電路還包括控制器，用于對輸入到所述射頻收發(fā)模塊的數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到所述調(diào)制信號。
[0011]可選的，所述接收電路中還包括第二放大器，用于對所述第二帶通濾波器輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到所述射頻信號。
[0012]可選的，所述第二帶通濾波器輸出的調(diào)制信號通過所述射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，輸出數(shù)字信號。
[0013]另一方面，
[0014]本發(fā)明還提供了一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，包括:近端電路和遠(yuǎn)端電路，所述近端電路和所述遠(yuǎn)端電路之間通過光纖鏈路連接；
[0015]所述近端電路包括近端下行鏈路和近端上行鏈路；
[0016]所述近端下行鏈路用于發(fā)射下行信號，包括第一功率處理器、第一射頻收發(fā)模塊和第一合路器，所述第一合路器對所述第一功率處理器發(fā)送的下行射頻信號和所述第一射頻收發(fā)模塊發(fā)送的下行調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到下行復(fù)用信號并發(fā)送；
[0017]所述近端上行鏈路用于接收上行信號，包括第三放大器、第二功分器、第三帶通濾波器和第四帶通濾波器，所述第三放大器對接收的上行復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到上行放大信號，所述上行放大信號再通過所述第二功分器分成兩路信號，所述兩路信號分別通過所述第三帶通濾波器和所述第四帶通濾波器得到上行射頻信號和所述上行調(diào)制信號；
[0018]所述遠(yuǎn)端電路包括遠(yuǎn)端下行鏈路和遠(yuǎn)端上行鏈路；
[0019]所述遠(yuǎn)端下行鏈路用于接收所述下行信號，包括第一放大器、第一功分器、第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，所述第一放大器對接收的下行復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到下行放大信號，所述下行放大信號再通過所述第一功分器分成兩路信號，所述兩路信號分別通過所述第一帶通濾波器和所述第二帶通濾波器得到所述下行射頻信號和所述下行調(diào)制信號；
[0020]所述遠(yuǎn)端上行鏈路用于發(fā)射所述上行信號，包括第二功率處理器、第二射頻收發(fā)模塊和第二合路器，所述第二合路器對所述第二功率處理器發(fā)送的上行射頻信號和所述第二射頻收發(fā)模塊發(fā)送的上行調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到上行復(fù)用信號并發(fā)送。
[0021]可選的，所述近端上行鏈路還包括第四放大器，用于對所述第四帶通濾波器輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到所述上行射頻信號；
[0022]所述遠(yuǎn)端下行鏈路中還包括第二放大器，用于對所述第一帶通濾波器輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到所述下行射頻信號。
[0023]可選的，所述近端下行鏈路還包括第一控制器，用于對輸入到所述第一射頻收發(fā)模塊的下行數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到所述下行調(diào)制信號；
[0024]所述遠(yuǎn)端上行鏈路還包括第二控制器，用于對輸入到所述第二射頻收發(fā)模塊的上行數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到所述上行調(diào)制信號。
[0025]可選的，所述第一功率處理器用于對信號源產(chǎn)生的原始信號進(jìn)行處理，得到的所述下行射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號；
[0026]所述第二功率處理器用于對所述第二放大器返回的射頻信號進(jìn)行處理，得到具有預(yù)設(shè)功率的上行射頻信號，并將所述上行射頻信號輸出給所述第二合路器。
[0027]可選的，所述第二帶通濾波器輸出的下行調(diào)制信號通過所述第二射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，輸出下行數(shù)字信號，并通過串口輸出；
[0028]所述第三帶通濾波器輸出的上行調(diào)制信號通過所述第一射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，輸出上行數(shù)字信號，并通過串口輸出。
[0029]另一方面，
[0030]本發(fā)明還提供了一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換方法，包括:
[0031]發(fā)送方對輸入的射頻信號和調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用，得到復(fù)用信號并發(fā)送；
[0032]接收方對所述復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到放大信號；
[0033]接收方將所述放大信號分成兩路信號后，分別通過不同中心頻率的濾波處理，得到所述射頻信號和所述調(diào)制信號。
[0034]可選的，所述射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號，所述調(diào)制信號為數(shù)字信號經(jīng)過副載波調(diào)制得到。
[0035]本發(fā)明提供的信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，可以同時傳輸數(shù)字信號和射頻信號，解決現(xiàn)有技術(shù)中也可以只傳輸數(shù)字信號或者射頻信號的技術(shù)問題。該裝置還可以方便地從一路數(shù)字信號和射頻信號的混合傳輸擴展到多路數(shù)字信號和多路射頻信號的混合傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為實施例一提供的一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置的組成示意圖；
[0037]圖2為將實施例一中的轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用在在單向傳輸鏈路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為實施例三提供的一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置的組成示意圖；
[0039]圖4為將實施例三中的轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用在在單向傳輸鏈路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5為實施例一至四中的轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用在無源RFID光纖傳輸系統(tǒng)中傳輸處理過程不意圖；
[0041]圖6為轉(zhuǎn)換裝置在整個無源RFID光纖傳輸系統(tǒng)中分布位置不意圖；
[0042]圖7為實施例五提供的一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換方法的步驟流程圖；
[0043]圖8為實施例六中無源RFID光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸處理過程示意圖；
[0044]圖9為實施例六中數(shù)字信號和射頻信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置在整個無源RFID光纖傳輸系統(tǒng)中分布位置示意圖。

【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0046]實施例一
[0047]本實施例提供了一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，組成示意圖如圖1所示，包括:近端電路100和遠(yuǎn)端電路200，發(fā)射電路100和接收電路200之間通過光纖鏈路連接300。
[0048]發(fā)射電路100的組成示意圖如圖2所示，包括功率處理器101、射頻收發(fā)模塊102和合路器103，合路器103對功率處理器101發(fā)送的射頻信號和射頻收發(fā)模塊102發(fā)送的調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到復(fù)用信號并發(fā)送。
[0049]接收電路200的組成示意圖如圖3所示，包括第一放大器201、功分器202、第一帶通濾波器203和第二帶通濾波器204，第一放大器201對接收的復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到放大信號，放大信號再通過功分器202分成兩路信號，兩路信號分別通過第一帶通濾波器203和第二帶通濾波器204得到射頻信號和調(diào)制信號。第二帶通濾波器204輸出的調(diào)制信號再次輸入到射頻收發(fā)模塊102’中還要在控制器104’的控制下進(jìn)行處理，并通過串口輸出數(shù)字信號。
[0050]可選的，功率處理器101用于對信號源(圖1中未示出)產(chǎn)生的原始信號進(jìn)行處理，得到的射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號。
[0051]可選的，發(fā)射電路100還包括控制器104，用于對輸入到射頻收發(fā)模塊102的數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到調(diào)制信號，其中控制器優(yōu)選為單片機，通過串口與外界進(jìn)行通信，數(shù)字信號通過串口輸入到射頻收發(fā)模塊102。其中射頻收發(fā)模塊優(yōu)選為常用的nRF401、RF2915、BC418、CC400等射頻收發(fā)芯片，射頻收發(fā)模塊由這些射頻收發(fā)芯片和一些外圍器件構(gòu)成。
[0052]可選的，接收電路200中還包括第二放大器205，用于對第二帶通濾波器204輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到射頻信號。由于射頻收發(fā)模塊的接收靈敏度非常高，因此第二帶通濾波器204輸出的信號在進(jìn)入射頻收發(fā)模塊之前不用再經(jīng)過放大處理，不需使用放大器。
[0053]可選的，第二帶通濾波器204輸出的調(diào)制信號輸出之后，還需要通過射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，并通過串口輸出數(shù)字信號。
[0054]還需要說明的是，反射電路100與光纖鏈路300之間還包括電光轉(zhuǎn)換模塊400，接收電路200與光纖鏈路300之間還包括光電轉(zhuǎn)換模塊500。
[0055]本實施例提供的適應(yīng)于數(shù)字信號和射頻信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，與傳統(tǒng)的數(shù)字信號和模擬信號復(fù)合傳輸裝置相比更加靈活，可擴展性更強。該轉(zhuǎn)換裝置可以同時傳輸數(shù)字信號和模擬信號，也可以只傳輸數(shù)字信號或者模擬信號。另外，該轉(zhuǎn)換裝置可以方便地從一路數(shù)字信號和射頻信號的混合傳輸擴展到多路數(shù)字信號和多路模擬信號的混合傳輸。發(fā)射部分串口產(chǎn)生的數(shù)字信號進(jìn)入由單片機控制的射頻收發(fā)模塊進(jìn)行副載波調(diào)制，轉(zhuǎn)換成指定頻率和功率的調(diào)制信號。信號源產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)入功率處理器后得到一定功率的射頻信號。調(diào)制信號和處理后的射頻信號通過合路器復(fù)用，再進(jìn)入電光轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成光信號。接收部分接收到光信號，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成電信號后，經(jīng)過電信號第一放大器放大到一定功率，再通過功分器分成兩路信號，這兩路信號分別通過對應(yīng)中心頻率的帶通濾波器，得到單獨的射頻信號和調(diào)制信號。射頻信號經(jīng)過第三放大器放大到所需的功率，調(diào)制信號經(jīng)過第二放大器后進(jìn)入射頻收發(fā)模塊處理，恢復(fù)成數(shù)字信號。
[0056]實施例二
[0057]根據(jù)不同的應(yīng)用場景，可以將實施例一中的轉(zhuǎn)換裝置靈活的應(yīng)用在系統(tǒng)鏈路中，本實施例將實施例一中的轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用在單向傳輸鏈路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
[0058]在單向傳輸鏈路中，轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)射電路和接收電路分別位于鏈路的近端和遠(yuǎn)端。在光纖傳輸系統(tǒng)中，輸入到系統(tǒng)的射頻信號進(jìn)入激光器進(jìn)行調(diào)制之前，先經(jīng)過功率處理器將射頻信號控制在合適的功率范圍內(nèi)。通過串口輸入的數(shù)字信號在射頻收發(fā)模塊中經(jīng)過處理后，生成一定功率和頻率的調(diào)制信號。兩路信號(射頻信號和調(diào)制信號)進(jìn)入合路器復(fù)用，合成一路信號，對激光器進(jìn)行調(diào)制。合路器輸出的復(fù)用信號通過電光轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換(即E/Ο)為光信號之后通過光纖進(jìn)行傳輸。
[0059]光信號通過光纖傳輸后，在接收部分通過探測器檢測到光信號，并通過光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換(即Ο/E)將光信號還原成電信號。傳輸信號過程中會有一定的損耗，在接收部分經(jīng)第一放大器(即放大器I)處理后進(jìn)入功分器，由功分器分出的兩路信號分別通過帶通濾波器進(jìn)行濾波，經(jīng)過放大器處理后恢復(fù)出所傳輸?shù)纳漕l信號和數(shù)字信號。其中一路信號經(jīng)過第一帶通濾波器(BPFl)和第二放大器(放大器2)輸出回復(fù)的射頻信號，另一路信號經(jīng)過第二帶通濾波器(BPF2)之后輸出的調(diào)制信號需要在單片機控制下的射頻收發(fā)模塊中恢復(fù)出數(shù)字信號，并通過串口輸出。
[0060]實施例三
[0061]本實施例還提供了一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，組成示意圖如圖5所示，包括:近端電路100和遠(yuǎn)端電路200，近端電路100和遠(yuǎn)端電路200之間通過光纖鏈路300連接；
[0062]近端電路100包括近端下行鏈路和近端上行鏈路。
[0063]近端下行鏈路用于發(fā)射下行信號，包括第一功率處理器111、第一射頻收發(fā)模塊112和第一合路器113，第一合路器113對第一功率處理器111發(fā)送的下行射頻信號和第一射頻收發(fā)模塊112發(fā)送的下行調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到下行復(fù)用信號并發(fā)送。
[0064]近端上行鏈路用于接收上行信號，包括第三放大器121、第二功分器111、第三帶通濾波器123和第四帶通濾波器124，第三放大器121對接收的上行復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到上行放大信號，上行放大信號再通過第二功分器122分成兩路信號，兩路信號分別通過第三帶通濾波器123和第四帶通濾波器124得到上行射頻信號和上行調(diào)制信號。
[0065]遠(yuǎn)端電路200包括遠(yuǎn)端下行鏈路和遠(yuǎn)端上行鏈路。
[0066]遠(yuǎn)端下行鏈路用于接收下行信號，包括第一放大器211、第一功分器212、第一帶通濾波器213和第二帶通濾波器214，第一放大器211對接收的下行復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到下行放大信號，下行放大信號再通過第一功分器212分成兩路信號，兩路信號分別通過第一帶通濾波器213和第二帶通濾波器214得到下行射頻信號和下行調(diào)制信號。
[0067]遠(yuǎn)端上行鏈路用于發(fā)射上行信號，包括第二功率處理器221、第二射頻收發(fā)模塊222和第二合路器223，第二合路器223對第二功率處理器221發(fā)送的上行射頻信號和第二射頻收發(fā)模塊222發(fā)送的上行調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到上行復(fù)用信號并發(fā)送。
[0068]可選的，近端上行鏈路還包括第四放大器125，用于對第四帶通濾波器124輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到上行射頻信號。
[0069]遠(yuǎn)端下行鏈路中還包括第二放大器215，用于對第一帶通濾波器213輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到下行射頻信號。
[0070]可選的，近端下行鏈路還包括第一控制器114，用于對通過串口輸入到第一射頻收發(fā)模塊112的數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到下行調(diào)制信號。
[0071]遠(yuǎn)端上行鏈路還包括第二控制器224，用于對通過串口輸入到第一射頻收發(fā)模塊222的數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到上行調(diào)制信號。其中的第一控制器114和第二控制器224均優(yōu)選為單片機，分別對通過串口輸入到射頻收發(fā)模塊中的數(shù)字信號進(jìn)行處理，得到調(diào)制信號(上行調(diào)制信號或下行調(diào)制信號)。
[0072]可選的，第一功率處理器111用于對信號源(圖3中未示出)產(chǎn)生的原始信號進(jìn)行處理，得到的下行射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號；
[0073]第二功率處理器221用于對第二放大器215返回的射頻信號進(jìn)行處理，得到具有預(yù)設(shè)功率的上行射頻信號，并將上行射頻信號輸出給第二合路器223。
[0074]可選的，第二帶通濾波器214輸出的下行調(diào)制信號通過第二射頻收發(fā)模塊222進(jìn)行處理，輸出下行數(shù)字信號，并通過串口輸出；
[0075]第三帶通濾波器123輸出的上行調(diào)制信號通過第一射頻收發(fā)模塊112進(jìn)行處理，輸出上行數(shù)字信號，并通過串口輸出。
[0076]還需要說明的是，遠(yuǎn)端電路100和近端電路200之間通過光纖鏈路300連接，且近端電路100與光纖鏈路300之間還包括電光轉(zhuǎn)換模塊400，遠(yuǎn)端電路200與光纖鏈路300之間還包括光電轉(zhuǎn)換模塊500。
[0077]本實施例提供的信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，可以同時傳輸數(shù)字信號和射頻信號(模擬信號)，解決現(xiàn)有技術(shù)中也可以只傳輸數(shù)字信號或者模擬信號的技術(shù)問題。該裝置還可以方便地從一路數(shù)字信號和射頻信號的混合傳輸擴展到多路數(shù)字信號和多路模擬信號的混合傳輸。
[0078]實施例四
[0079]根據(jù)不同的應(yīng)用場景，可以將實施例三中的轉(zhuǎn)換裝置靈活的應(yīng)用在系統(tǒng)鏈路中，本實施例將實施例三中的轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用在雙向傳輸鏈路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。
[0080]在雙向傳輸鏈路中，轉(zhuǎn)換裝置包括位于鏈路近端和遠(yuǎn)端的兩部分。在近端，轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)射部分位于下行鏈路中，接收部分位于上行鏈路中；在遠(yuǎn)端，轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)射部分位于上行鏈路中，接收部分位于下行鏈路中。
[0081]下行鏈路，由于進(jìn)入激光器有一定的功率限制，近端發(fā)射的射頻信號先要經(jīng)過功率處理得到射頻信號，數(shù)字信號進(jìn)入射頻收發(fā)模塊轉(zhuǎn)換成一定功率和頻率的模擬信號，BP調(diào)制信號。兩路信號通過合路器合成一路信號后經(jīng)電光轉(zhuǎn)換模塊(E/Ο)轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖鏈路傳到遠(yuǎn)端，E/Ο可以是激光器。
[0082]由于傳輸過程中會有一定的功率損失，遠(yuǎn)端接收到光信號后先經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊(Ο/E)要經(jīng)過第一放大器(放大器3)處理，再進(jìn)入功分器。功分器分出的兩路信號，一路信號進(jìn)入第一帶通濾波器(BPF3)進(jìn)行濾波，經(jīng)第二放大器(放大器4)恢復(fù)射頻信號；另一路信號則進(jìn)入第二帶通濾波器(BPF4)進(jìn)行濾波后經(jīng)射頻收發(fā)模塊恢復(fù)成數(shù)字信號。
[0083]上行鏈路與上行鏈路的處理過程相同，在上行鏈路中，遠(yuǎn)端的功率處理器對返回的射頻信號進(jìn)行處理得到具有一定功率的射頻信號，通過串口輸入的數(shù)字信號進(jìn)入射頻收發(fā)模塊并轉(zhuǎn)換成一定功率和頻率的模擬信號，即調(diào)制信號。兩路信號通過合路器合成一路信號后經(jīng)電光轉(zhuǎn)換模塊(E/Ο)轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖鏈路傳到遠(yuǎn)端，圖6中。
[0084]由于傳輸過程中會有一定的功率損失，遠(yuǎn)端接收到信號后先要經(jīng)過第三放大器(放大器5)處理，再進(jìn)入功分器。功分器分出的兩路信號，一路信號進(jìn)入第三帶通濾波器(BPF5)進(jìn)行濾波，經(jīng)第四放大器(放大器6)恢復(fù)射頻信號；另一路信號則進(jìn)入第四帶通濾波器(BPF6)進(jìn)行濾波后經(jīng)射頻收發(fā)模塊恢復(fù)成數(shù)字信號。
[0085]實施例五
[0086]基于上述實施例一至四提供的轉(zhuǎn)換裝置，本實施例中還提供了一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換方法，步驟流程圖如圖7所示，包括以下步驟:
[0087]步驟S1、發(fā)送方對輸入的射頻信號和調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用，得到復(fù)用信號并發(fā)送。
[0088]步驟S2、接收方對復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到放大信號。
[0089]步驟S3、接收方將放大信號分成兩路信號后，分別通過不同中心頻率的濾波處理，得到射頻信號和調(diào)制信號。
[0090]其中射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號，即對信號源產(chǎn)生的原始信號經(jīng)過功率處理器進(jìn)行處理后得到的射頻信號就是具有預(yù)設(shè)功率的信號。調(diào)制信號為輸入的數(shù)字信號經(jīng)過副載波調(diào)制得到的信號，而且在進(jìn)行副載波調(diào)制過程還需要有控制器(可以是單片機)的控制。
[0091]另外，放大信號輸出的兩路信號需要通過兩個不同中心頻率的帶通濾波器進(jìn)行濾波處理，分別輸出數(shù)字信號和射頻信號。其中數(shù)字信號通過串口輸出，射頻信號還需要經(jīng)過放大器的放大處理才能輸出。
[0092]需要說明的是，本實施例一至四中的轉(zhuǎn)換裝置均是以發(fā)送信號和接收信號兩路為例，實際上在本發(fā)明中將轉(zhuǎn)換的對象限制在收發(fā)兩方，還可以是多方，即在其它實施例中還可以是一個發(fā)送方，多個接收方，或者一個接收方，多個發(fā)送方，以及多個發(fā)送方和多個接收方。
[0093]本實施例提供的轉(zhuǎn)換方法介紹了發(fā)送方和接收方之間對信號的傳輸和轉(zhuǎn)換處理，而且發(fā)送方和接收方無論是一個還是多個均適用該方法。
[0094]實施例六
[0095]本實施例可以將上述實施例一至四中的轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用在無源RFID光纖傳輸系統(tǒng)中，具體的傳輸處理過程如圖8所示。主控板控制讀寫器發(fā)射頻率為920Mhz-925Mhz、功率為30dB射頻信號，射頻信號經(jīng)過功率處理器I將功率控制一定功率范圍內(nèi)。另外，主控板通過串口與射頻收發(fā)模塊連接，單片機控制射頻收發(fā)模塊將鏈路信息轉(zhuǎn)換成較低功率頻率為f0的模擬信號。920Mhz-925Mhz的射頻信號和f0的模擬信號通過合路器I，得到一路混合信號，這時每路信號的損耗都在3-4dB左右?；旌闲盘柦?jīng)過激光器調(diào)制成光信號，通過光纖進(jìn)行傳輸。
[0096]在光纖傳輸過程中會有損耗，混合信號經(jīng)過功分器后也會使功率受損。因此在信號進(jìn)入功分器之前要先經(jīng)過放大器1，將信號放大到一定的功率后，再通過功分器I分成兩路信號，一路信號進(jìn)入BPF1，恢復(fù)920Mhz-925Mhz的射頻信號，經(jīng)放大器2放大后，恢復(fù)到30dB射頻功率，通過天線將射頻信號發(fā)送。另一路信號進(jìn)入BPF2，得到fO的射頻信號，經(jīng)放大器3后進(jìn)入射頻芯片進(jìn)行處理后，通過串口傳輸給管理模塊。在上行鏈路中，管理模塊返回來的數(shù)字信號，經(jīng)串口進(jìn)入射頻收發(fā)芯片，轉(zhuǎn)換成fO的模擬信號。天線接收到的射頻信號，在進(jìn)入合路器2之前先經(jīng)過功率處理器2得到一定功率的信號。兩路信號進(jìn)入合路器2后合成一路信號，再轉(zhuǎn)換成光信號，經(jīng)光纖鏈路傳輸后會產(chǎn)生一定的功率損耗，經(jīng)放大器4處理后進(jìn)入功分器2，一路信號經(jīng)BPF3，再調(diào)整功率后進(jìn)入射頻收發(fā)芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳回主控板。另一路信號通過BPF4后，恢復(fù)成射頻信號，傳回讀寫器。
[0097]數(shù)字信號和射頻信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置在整個無源RFID光纖傳輸系統(tǒng)中分布位置示意圖如圖9所示。該傳輸系統(tǒng)中，PC是整個系統(tǒng)的控制中心，一個PC可以控制多個路由器與主控板連接，每個路由器控制多個主控板。主控板一方面負(fù)責(zé)向遠(yuǎn)端管理模塊發(fā)送獲取命令并接收獲取遠(yuǎn)端光模塊的狀態(tài)信息，一方面控制讀寫器發(fā)送射頻信號并讀取標(biāo)簽的信息。在近端，該裝置一方面負(fù)責(zé)將主控板發(fā)出的讀取控制命令和射頻開關(guān)發(fā)出的射頻信號轉(zhuǎn)換成一路射頻信號通過光纖傳到遠(yuǎn)端，另一方面負(fù)責(zé)將遠(yuǎn)端傳回來的數(shù)據(jù)信號和射頻信號分離開來，數(shù)據(jù)信息傳回主控板，射頻信號傳回讀寫器。在遠(yuǎn)端，該裝置負(fù)責(zé)將接收到的信號進(jìn)行處理，恢復(fù)成兩路信號。一路信號是讀寫器發(fā)送的射頻信號，通過天線將信號發(fā)射出去；另一路信號是讀取命令信息，將被送到網(wǎng)絡(luò)管理模塊，管理模塊則將光模塊的狀態(tài)信息回傳，回傳的信號與接收到的標(biāo)簽反射回的射頻信號合成一路信號傳回近端。
[0098]以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括:發(fā)射電路和接收電路，所述發(fā)射電路和所述接收電路之間通過光纖鏈路連接； 所述發(fā)射電路包括功率處理器、射頻收發(fā)模塊和合路器，所述合路器對所述功率處理器發(fā)送的射頻信號和所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送的調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到復(fù)用信號并發(fā)送； 所述接收電路包括第一放大器、功分器、第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，所述第一放大器對接收的復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到放大信號，所述放大信號再通過所述功分器分成兩路信號，所述兩路信號分別通過所述第一帶通濾波器和所述第二帶通濾波器得到所述射頻信號和所述調(diào)制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述功率處理器用于對信號源產(chǎn)生的原始信號進(jìn)行處理，得到的所述射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述發(fā)射電路還包括控制器，用于對輸入到所述射頻收發(fā)模塊的數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到所述調(diào)制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述接收電路中還包括第二放大器，用于對所述第二帶通濾波器輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到所述射頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第二帶通濾波器輸出的調(diào)制信號通過所述射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，輸出數(shù)字信號。
6.一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括:近端電路和遠(yuǎn)端電路，所述近端電路和所述遠(yuǎn)端電路之間通過光纖鏈路連接； 所述近端電路包括近端下行鏈路和近端上行鏈路； 所述近端下行鏈路用于發(fā)射下行信號，包括第一功率處理器、第一射頻收發(fā)模塊和第一合路器，所述第一合路器對所述第一功率處理器發(fā)送的下行射頻信號和所述第一射頻收發(fā)模塊發(fā)送的下行調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到下行復(fù)用信號并發(fā)送； 所述近端上行鏈路用于接收上行信號，包括第三放大器、第二功分器、第三帶通濾波器和第四帶通濾波器，所述第三放大器對接收的上行復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到上行放大信號，所述上行放大信號再通過所述第二功分器分成兩路信號，所述兩路信號分別通過所述第三帶通濾波器和所述第四帶通濾波器得到上行射頻信號和所述上行調(diào)制信號； 所述遠(yuǎn)端電路包括遠(yuǎn)端下行鏈路和遠(yuǎn)端上行鏈路； 所述遠(yuǎn)端下行鏈路用于接收所述下行信號，包括第一放大器、第一功分器、第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，所述第一放大器對接收的下行復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到下行放大信號，所述下行放大信號再通過所述第一功分器分成兩路信號，所述兩路信號分別通過所述第一帶通濾波器和所述第二帶通濾波器得到所述下行射頻信號和所述下行調(diào)制信號; 所述遠(yuǎn)端上行鏈路用于發(fā)射所述上行信號，包括第二功率處理器、第二射頻收發(fā)模塊和第二合路器，所述第二合路器對所述第二功率處理器發(fā)送的上行射頻信號和所述第二射頻收發(fā)模塊發(fā)送的上行調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用得到上行復(fù)用信號并發(fā)送。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述近端上行鏈路還包括第四放大器，用于對所述第四帶通濾波器輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到所述上行射頻信號； 所述遠(yuǎn)端下行鏈路中還包括第二放大器，用于對所述第一帶通濾波器輸出的信號進(jìn)行放大，恢復(fù)得到所述下行射頻信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述近端下行鏈路還包括第一控制器，用于對輸入到所述第一射頻收發(fā)模塊的下行數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到所述下行調(diào)制信號； 所述遠(yuǎn)端上行鏈路還包括第二控制器，用于對輸入到所述第二射頻收發(fā)模塊的上行數(shù)字信號進(jìn)行副載波調(diào)制，得到所述上行調(diào)制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一功率處理器用于對信號源產(chǎn)生的原始信號進(jìn)行處理，得到的所述下行射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號； 所述第二功率處理器用于對所述第二放大器返回的射頻信號進(jìn)行處理，得到具有預(yù)設(shè)功率的上行射頻信號，并將所述上行射頻信號輸出給所述第二合路器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第二帶通濾波器輸出的下行調(diào)制信號通過所述第二射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，輸出下行數(shù)字信號，并通過串口輸出； 所述第三帶通濾波器輸出的上行調(diào)制信號通過所述第一射頻收發(fā)模塊進(jìn)行處理，輸出上行數(shù)字信號，并通過串口輸出。
11.一種信號混合傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括: 發(fā)送方對輸入的射頻信號和調(diào)制信號進(jìn)行合路復(fù)用，得到復(fù)用信號并發(fā)送； 接收方對所述復(fù)用信號進(jìn)行放大處理得到放大信號； 接收方將所述放大信號分成兩路信號后，分別通過不同中心頻率的濾波處理，得到所述射頻信號和所述調(diào)制信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述射頻信號為具有預(yù)設(shè)功率的射頻信號，所述調(diào)制信號為數(shù)字信號經(jīng)過副載波調(diào)制得到。
【文檔編號】H04B1/40GK104467970SQ201410707436
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】李建強, 王賽麗, 譚丹, 肖陽, 徐坤, 戴一堂, 尹飛飛 申請人:北京郵電大學(xué)