[发明专利]单一端口信号复示器

说明书

发明目的

正如本说明书的名称所表述的，本发明涉及用于使用物理介质作为通信信道的任何 通信系统的信号复示系统，其特征在于，不需要中断所述物理介质以引入复示设备，而 是该复示设备可以被并行连接从而保持了复示信号的优点，即达到更大的覆盖范围和更 强的传输能力。特别地，这种设备适合于电力网络上的通信，其中在大多数环境下不需 要中断电力线路以设置信号复示器(signal repeater)。

因此，本发明的设备的主要优点在于，提高通信信号的覆盖范围和传输能力，而不 需要切断通信信道以插入所述的复示器设备。

发明背景

通信系统通常被分为通过空气介质(无线通信系统)或通过导电介质的通信系统。

在两种类型的系统中，由于两种介质的固有损耗，被传输的信号将逐渐衰减，直到 其低于可能的接收器的敏感阈值，因此，在特定的距离，通信将被中断。

一般来说，为了提高覆盖范围，或者增强传输能力，需要包括信号复示器或者再生 器。如果通信通过空气介质进行，那么复示器的情况并不是特别有问题。相对的，如果 通信介质是导电的，很可能所述复示器要被设置于所述介质之内，从而中断了通信信道。 在很多情况下，由于所使用的通信信道的类型(例如，电力网络)，这并不能被执行。

本发明示出了一种导电信号复示器，其提高了任何通信系统的覆盖范围和传输能力， 而并不需要切断或者中断该导电介质。

在现有技术中，存在一些具有相关概念的专利或专利申请，但是其并不影响本发明 的新颖性或创造性。例如，名称为“用于优化电缆网络传输的混合放大-再生器”的专利 US6598232B1公开了一种放大过程，但是其在再生器设备的两端进行2到4线转换(2-to-4 wire conversion)并且以数字方式将每个传输方向分别地放大。本发明提出一种替代的系 统，其中不需要信道的中断或者每个方向独立的放大，从而简化了所需的硬件并节省了 最终的成本。

另一个例子是名称为“自适应混合电路”的专利申请US3973089A1，其描述了一种 具有由分接延迟线路滤波器制做的有源混合的2到4细线转换器。正如已经在之前的参 考文件中所发生的，使用2到4线转换器(2-to-4wire converter)涉及将信道打开，以 插入相互面对的两个这种设备，以实现双向复示器的功能，这是本发明的设备并不需要 的，在本发明的设备中，仅需要接入至信道的一个点，而无需中断传输介质。

发明内容

为了实现上面段落所指出的目的并且防止上面段落所指出的缺点，本发明包括了单 一端口信号复示器，该单一端口信号复示器被并行设置于通信介质而无需中断所述通信 信道，从而通过单一接入点以接入所述介质，该单一端口信号复示器包括混合电路(具 有被连接至通信信道的双向端口，还具有输入端口和输出端口，其中输入端口和输出端 口是隔离的)；以及放大器，该放大器的输出被连接至混合电路的输入端口，并且该放大 器的输入被连接至混合电路的输出端口。

为了使该信号复示器的运行最优化，需要使混合电路在接入点适应于通信信道的阻 抗，从而获得没有振荡的信号增益。

根据由复示器在至信道的接入点处所观察到的阻抗是否是已知的，确定混合电路的 自适应通过设计被固定或者必须是可自适应的。如果通信信道在接入点的阻抗是固定的 且已知的，混合电路就被设计为适应于所述已知的固定的阻抗。相反的，如果通信信道 在接入点的阻抗预先是未知的，则使用自适应混合电路以自适应于所述未知的阻抗。

自适应混合电路的实施将由如下组成，加法/减法器电路，其中正值输入是通信信道 的信号并且负值输入是自适应滤波器的输出；阻抗，其将放大器的输出与至通信信道的 接入点进行连接；以及自适应滤波器，该自适应滤波器的输入是放大器的输出，并且该 自适应滤波器的输出是所述加法/减法器电路的负值输入；以及加法/减法器电路的输出对 单一端口信号复示器的放大器的输入的反馈。结果是，将滤波器自适应于放大器的输出 和至通信信道的接入点之间的转移函数之后，实现了受控的信号增益。

形成自适应混合电路核心的自适应滤波器能够以多种方式而被实施，在其中，可以 借助数字有限脉冲响应(FIR)滤波器或者借助模拟有限脉冲响应(FIR)滤波器。在上 述任何例子中，使用模拟或数字FIR需要调整滤波器的响应，这可以通过采用梯度算法 而进行。