本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種極化頻分復(fù)用裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在通信系統(tǒng)中，信道所能提供的帶寬通常比傳送一路信號(hào)所需的帶寬寬得多。若一個(gè)信道只傳送一路信號(hào)是非常浪費(fèi)的，為了能夠充分利用信道的帶寬，可以采用頻分復(fù)用(FDM，F(xiàn)requency Division Multiplexing)技術(shù)。在FDM系統(tǒng)中，信道的可用頻帶被分成若干個(gè)互不交疊的頻段，每路信號(hào)用其中一個(gè)頻段傳輸，因而可以用濾波器將它們分別濾出來，然后分別解調(diào)接收。

FDM就是將用于傳輸信號(hào)的總帶寬劃分成若干個(gè)子頻帶(或稱子信道)，每一個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)。FDM要求總頻率寬度大于各個(gè)子信道頻率之和，同時(shí)為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘?hào)互不干擾，應(yīng)在各子信道之間設(shè)立隔離子信道，這樣就保證了各路信號(hào)互不干擾。在現(xiàn)有技術(shù)中，F(xiàn)DM的子頻帶劃分還是停留在一個(gè)非常粗的階段，總帶寬利用率相對(duì)較低。

為克服上述缺陷，人們進(jìn)一步提出了正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，一方面，它通過快速傅立葉反變換將數(shù)據(jù)調(diào)制到多個(gè)正交子載波上，在保證總的傳輸速率很高的前提下，使每個(gè)子載波上數(shù)據(jù)以較低的速率傳輸，從而能克服符號(hào)間干擾；另一方面，OFDM技術(shù)取消了隔離子信道，將總帶寬的利用率提高至將近百分之百。即OFDM技術(shù)已在頻域上將帶寬利用率提高到了極限。

然而，頻率資源一直是無(wú)線通信領(lǐng)域較為緊缺的一塊，如何在頻分復(fù)用技術(shù)(包括普通頻分復(fù)用技術(shù)和OFDM技術(shù))已在頻域上將帶寬利用率提高到了極限的前提下，拓展頻率資源仍是急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在頻分復(fù)用技術(shù)已在頻域上將帶寬利用率提高到極限的前提下，缺乏在頻分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上拓展頻率資源的有效方案的技術(shù)問題，提供了一種極化頻分復(fù)用裝置及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在空間上對(duì)頻點(diǎn)利用率進(jìn)行拓展，進(jìn)而在確保高數(shù)據(jù)傳輸率的前提下，拓展一倍頻率資源的技術(shù)效果。

一方面，本實(shí)用新型提供了一種極化頻分復(fù)用裝置，用于發(fā)送端設(shè)備與接收端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信，所述極化頻分復(fù)用裝置包括：

信道極化模塊，用于通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

信號(hào)傳輸模塊，用于通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

可選的，所述信道極化模塊包括：

平面極化處理單元，用于對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，控制形成信道的電磁波的極化方向保持在固定的方向上，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道。

可選的，所述信道極化模塊包括：

圓極化處理單元，用于對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，控制形成信道的電磁波的極化面與大地法線之間的夾角從0°～360°做周期的變化，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道。

可選的，所述第一極化信道被分割成M個(gè)子信道，所述第二極化信道被分割成N個(gè)子信道；其中，M、N均為大于等于128的整數(shù)，且M等于N。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種極化頻分復(fù)用系統(tǒng)，包括：發(fā)送端設(shè)備和接收端設(shè)備；

所述發(fā)送端設(shè)備包括：

基帶信號(hào)生成模塊，用于生成第一基帶信號(hào)和第二基帶信號(hào)；

載波信號(hào)生成模塊，用于生成第一載波信號(hào)和第二載波信號(hào)；

與所述基帶信號(hào)生成模塊和所述載波信號(hào)生成模塊連接的第一上變頻器和第二上變頻器；所述第一上變頻器用于將所述第一基帶信號(hào)與所述第一載波信號(hào)進(jìn)行混頻處理，以獲得第一上變頻信號(hào)；所述第二上變頻器用于將所述第二基帶信號(hào)與所述第二載波信號(hào)進(jìn)行混頻處理，以獲得第二上變頻信號(hào)；

與所述第一上變頻器連接的第一發(fā)射天線，用于沿第一極化方向發(fā)射第一上變頻信號(hào)；

與所述第二上變頻器連接的第二發(fā)射天線，用于沿第二極化方向發(fā)射第二上變頻信號(hào)；

所述接收端設(shè)備包括：

與所述第一發(fā)射天線匹配的第一接收天線，用于沿所述第一極化方向接收所述第一上變頻信號(hào)；

與所述第二發(fā)射天線匹配的第二接收天線，用于沿所述第二極化方向接收所述第二上變頻信號(hào)；

第一本振模塊和第二本振模塊，分別用于生成第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)；

與所述第一接收天線和所述第一本振模塊連接的第一下變頻器，用于對(duì)所述第一上變頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理，以獲得與所述第一基帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的第一接收信號(hào)；

與所述第二接收天線和所述第二本振模塊連接的第二下變頻器，用于對(duì)所述第二上變頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理，以獲得與所述第二基帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的第二接收信號(hào)。

本實(shí)用新型中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

由于在本實(shí)用新型中，極化頻分復(fù)用裝置，包括：信道極化模塊和信號(hào)傳輸模塊；其中，信道極化模塊用于通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；信號(hào)傳輸模塊用于通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中在頻分復(fù)用技術(shù)已在頻域上將帶寬利用率提高到極限的前提下，缺乏在頻分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上拓展頻率資源的有效方案的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了在空間上對(duì)頻點(diǎn)利用率進(jìn)行拓展，進(jìn)而在確保高數(shù)據(jù)傳輸率的前提下，拓展一倍頻率資源的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其它的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種極化頻分復(fù)用方法流程圖；

圖2A為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的在平面極化處理之后，第一極化信道和第二極化信道傳輸平面極化波的示意圖；

圖2B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的在圓極化處理之后，第一極化信道和第二極化信道傳輸左旋圓極化波的示意圖；

圖2C為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的在圓極化處理之后，第一極化信道和第二極化信道傳輸右旋圓極化波的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種極化頻分復(fù)用方法流程圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單個(gè)極化信道被分割為多個(gè)子信道的示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第三種極化頻分復(fù)用方法流程圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單個(gè)極化信道被分割為多個(gè)子信道且每個(gè)子信道被分割為有效子信道和隔離子信道的示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第四種極化頻分復(fù)用方法流程圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第五種極化頻分復(fù)用方法流程圖；

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單個(gè)極化信道被分割為多個(gè)相互正交的子信道的示意圖；

圖10A為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種極化頻分復(fù)用裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖10B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種極化頻分復(fù)用裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種極化頻分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例通過提供一種極化頻分復(fù)用裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在頻分復(fù)用技術(shù)已在頻域上將帶寬利用率提高到極限的前提下，缺乏在頻分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上拓展頻率資源的有效方案的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了在空間上對(duì)頻點(diǎn)利用率進(jìn)行拓展，進(jìn)而在確保高數(shù)據(jù)傳輸率的前提下，拓展一倍頻率資源的技術(shù)效果。

本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，總體思路如下：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種極化頻分復(fù)用裝置，包括：信道極化模塊，用于通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；信號(hào)傳輸模塊，用于通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

可見，在本實(shí)用新型方案中，通過極化處理，將單個(gè)頻分復(fù)用信道極化為兩個(gè)相互正交的信道(即所述第一極化信道和所述第二極化信道)，此兩個(gè)信道的載波頻率可相同，且可同時(shí)發(fā)送兩路基帶信號(hào)；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在頻分復(fù)用技術(shù)已在頻域上將帶寬利用率提高到極限的前提下，缺乏在頻分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上拓展頻率資源的有效方案的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了在空間上對(duì)頻點(diǎn)利用率進(jìn)行拓展，進(jìn)而在確保高數(shù)據(jù)傳輸率的前提下，拓展一倍頻率資源的技術(shù)效果。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

實(shí)施例一

請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種極化頻分復(fù)用方法，用于發(fā)送端設(shè)備與接收端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信，所述極化頻分復(fù)用方法包括以下步驟：

S1、通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

S2、通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

具體的，電磁波在空間傳播時(shí)，若電場(chǎng)矢量的方向保持固定或按一定規(guī)律旋轉(zhuǎn)，這種電磁波便叫極化波，又稱天線極化波(或稱為偏振波)。通?？煞譃槠矫鏄O化和圓極化。極化電磁波的電場(chǎng)方向稱為極化方向，極化方向與傳播方向所構(gòu)成的平面稱為極化面。

在具體實(shí)施過程中，在步驟S1中，所述極化處理為平面極化處理或圓極化處理。其中：

當(dāng)所述極化處理為平面極化處理時(shí)，形成信道的電磁波的極化方向保持在固定的方向上；如圖2A所示，在坐標(biāo)O-XYZ所標(biāo)示的三圍空間內(nèi)，在經(jīng)過平面極化處理之后，所述第一極化信道用于傳輸與平面XOZ平行(即與平面YOZ垂直)的第一平面極化波Wf1(對(duì)應(yīng)所述第一基帶信號(hào))，第二極化信道用于傳輸與平面XOZ垂直(即與平面XOY平行)的第二平面極化波Wf2(對(duì)應(yīng)所述第二基帶信號(hào))?；蛘撸?/p>

當(dāng)所述極化處理為圓極化處理時(shí)，形成信道的電磁波的極化面與大地法線之間的夾角從0°～360°做周期性變化。如圖2B和圖2C所示，在坐標(biāo)O-XYZ所標(biāo)示的三圍空間內(nèi)，在經(jīng)過圓極化處理之后，所述第一極化信道用于傳輸?shù)谝粓A極化波Wf3(即左旋極化波，對(duì)應(yīng)所述第一基帶信號(hào))，所述第二極化信道用于傳輸?shù)诙A極化波Wf4(即右旋極化波，對(duì)應(yīng)所述第二基帶信號(hào))。

可理解為，所述步驟S1具體為：通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道在第一角度方向和第二角度方向上進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；其中，所述第一角度方向與所述第二角度方向垂直。

對(duì)于平面極化，凡是極化面與大地法線面平行的極化波稱為垂直極化波，其電場(chǎng)方向與大地垂直；凡是極化面與大地法線面垂直的極化波稱為水平極化波，其電場(chǎng)方向與大地平行。電場(chǎng)中平行于大地的分量(即水平分量)和垂直于大地表面的分量(即垂直分量)，其空間振幅具有任意的相對(duì)大小，可以得到平面極化。垂直極化和水平極化都是平面極化的特例。在實(shí)際操作的過程中，如在城區(qū)，則優(yōu)選正負(fù)45°極化，這是由于城區(qū)環(huán)境復(fù)雜，如發(fā)射出的垂直或水平極化電磁波傳播經(jīng)過多次反射、折射、繞射傳播后，到達(dá)接收端已經(jīng)發(fā)生變化，用正負(fù)45°雙極化天線可以減小極化損失，準(zhǔn)確接收電磁波。當(dāng)然，還可根據(jù)具體應(yīng)用需求調(diào)整兩個(gè)極化信道的極化方向(即所述第一角度方向和所述第二角度方向)，只要最終結(jié)果為所述第一極化信道和所述第二極化信道正交即可。

對(duì)于圓極化，當(dāng)無(wú)線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0°～360°做周期性變化，即電場(chǎng)大小不變，方向隨時(shí)間而變化，電場(chǎng)矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個(gè)圓時(shí)，稱為圓極化。在電場(chǎng)的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°時(shí)，可以得到圓極化。圓極化中若極化面隨時(shí)間旋轉(zhuǎn)并與電磁波傳播方向成右螺旋關(guān)系，稱右圓極化；反之，若成左螺旋關(guān)系，稱左圓極化。

進(jìn)一步，在步驟S1中，在發(fā)送端設(shè)備中設(shè)置雙極化天線，通過所述雙極化天線對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道。具體的，雙極化天線同時(shí)具備所述第一角度方向極化與所述第二角度方向極化，例如同時(shí)具備水平極化和垂直極化、或右圓極化和左圓極化。

在具體實(shí)施過程中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道(具體可為普通頻分復(fù)用信道或正交頻分復(fù)用信道等)，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同，所述第一極化信道和所述第二極化信道均包括多個(gè)子信道、且子信道的數(shù)量相同。

因此，當(dāng)原單個(gè)頻分復(fù)用信道的總帶寬為BW時(shí)，通過采用本方案可實(shí)現(xiàn)所述第一極化信道和所述第二極化信道各自的帶寬均為BW，當(dāng)二者并行傳輸信號(hào)時(shí)，帶寬資源為原單個(gè)頻分復(fù)用信道的兩倍。當(dāng)然，在具體實(shí)施過程中，可能出現(xiàn)因能量損失、干擾等原因，帶寬資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想條件下的一倍拓展，但一定可大于原單個(gè)頻分復(fù)用信道。

實(shí)施例二

由于在現(xiàn)有技術(shù)中，頻分復(fù)用技術(shù)是將單個(gè)信道(或稱“總帶寬”)分割成若干個(gè)子信道(或稱“子帶”)，但是采用現(xiàn)有的頻分復(fù)用技術(shù)，只能將總帶寬分割成數(shù)量非常有限的子帶。現(xiàn)有的頻分復(fù)用技術(shù)對(duì)總帶寬的分割還處于一個(gè)粗分的階段?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)頻分復(fù)用技術(shù)的研究和改進(jìn)的方向是如何減少甚至消除頻分復(fù)用技術(shù)中的隔離子信道，從而提高頻分復(fù)用技術(shù)的帶寬利用率。因此，在頻分復(fù)用技術(shù)之后就提出了各種正交頻分復(fù)用技術(shù)，以消除隔離子信道。但是，并沒有將研究注意力放在如何提高子帶的密集程度上。當(dāng)頻分復(fù)用技術(shù)發(fā)展到出現(xiàn)正交頻分復(fù)用技術(shù)時(shí)，頻分復(fù)用技術(shù)的帶寬利用率從理論上說已經(jīng)基本上是百分之百了。例如，一個(gè)20MHz的帶寬，將其分為3個(gè)正交的子帶，分別用于傳輸3路電磁波信號(hào)?？雌饋硭坪鯉挾祭昧?，其實(shí)不然。在很多情況下，上述例子中子帶的數(shù)量(3個(gè))往往都不能滿足實(shí)際需求了。在現(xiàn)有的技術(shù)啟示和教導(dǎo)下，已經(jīng)很難大幅度地提高帶寬的有效利用率。本申請(qǐng)正是針對(duì)這一技術(shù)問題，采用一個(gè)與現(xiàn)有技術(shù)截然不同的技術(shù)思路，將單個(gè)信道進(jìn)行密集分割。

具體的，在上述實(shí)施例一方案的基礎(chǔ)上，請(qǐng)參考圖3，所述極化頻分復(fù)用方法，包括以下步驟：

S11、通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

S12、將所述第一極化信道分割成M個(gè)子信道，以及將所述第二極化信道分割成N個(gè)子信道；其中，M、N均為大于等于128的整數(shù)，且M等于N。各極化信道的子信道的數(shù)量可達(dá)128個(gè)，甚至256個(gè)，更有甚者512個(gè)，還可以為1024個(gè)，或者是2048個(gè)等。子信道的個(gè)數(shù)也可以為不小于128的任何自然數(shù)。采用這種密集頻分方法，子帶的寬度甚至可低至幾赫茲。

S21、通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

在本申請(qǐng)中，每個(gè)子信道可以單獨(dú)使用，從而每個(gè)子信道用于傳輸一路信號(hào)。分割的多個(gè)子信道也可以合用，從而只傳輸一路信號(hào)。分割的多個(gè)子信道還可以混合使用，有的子信道單獨(dú)傳輸一路信號(hào)，有的多個(gè)子信道子信道合用傳輸一路信號(hào)。

如圖4所示，將一個(gè)有限帶寬(例如20MHz)的單個(gè)極化信道分割成了很多個(gè)非常密集的子信道(子信道1、子信道2、子信道3、…、子信道n)，子信道的數(shù)量可能有成百上千子信道個(gè)，以至于分割后的最小子信道(例如子信道4)的寬度可低至幾赫茲。

當(dāng)然，在本實(shí)用新型提供的其他優(yōu)選實(shí)施例中，n個(gè)子信道的帶寬也可以相同，即將總帶寬平均分成n個(gè)子信道。子信道的分割也可以如圖4所示分割成帶寬不同的子信道。

本實(shí)施例在極化頻分復(fù)用方法中融合了密集頻分復(fù)用方法(見步驟S12)，為如何提高帶寬的有效利用率提供了一個(gè)新的設(shè)計(jì)思路。本實(shí)用新型提供的密集頻分復(fù)用方法，幾乎將總帶寬的有效利用率提高至其極限值，基本上沒有閑置的和浪費(fèi)的帶寬存在。通過采用密集頻分復(fù)用方法，數(shù)據(jù)的通信速率也可顯著提高。

可見，本申請(qǐng)方案提供的極化頻分復(fù)用方法可在拓展信道帶寬資源的同時(shí)，有效提高各信道帶寬的有效利用率。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供了另一種極化頻分復(fù)用方法，如圖5所示，該方法包括以下步驟：

S13、通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

S14、將所述第一極化信道和所述第二極化信道分別分割成多個(gè)子信道；子信道的數(shù)量不低于128；以及將每個(gè)子信道分割成有效子信道和隔離子信道；其中，所述第一極化信道中有效子信道的載波信號(hào)頻率對(duì)應(yīng)與所述第二極化信道中有效子信道的載波信號(hào)頻率相等；

S22、通過所述第一極化信道的有效子信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道的有效子信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，通過所述第一極化信道的隔離子信道和所述第二極化信道的隔離子信道隔離各自相鄰子信道間的信號(hào)干擾，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)。

如圖6所示，將總帶寬有限(例如20MHz)的所述第一極化信道或所述第二極化信道，分割成了很多個(gè)非常密集的子信道(子信道1、子信道2、子信道3、…、子信道n)，子信道的數(shù)量可達(dá)128個(gè)，甚至256個(gè)，更有甚者512個(gè)，還可以為1024個(gè)，或者是2048個(gè)等。子信道的個(gè)數(shù)也可以為不小于128的任何自然數(shù)。而分割出來的每個(gè)子信道又被劃分成有效子信道和隔離子信道，例如，子信道1又被分割成有效子信道11和隔離子信道12。

在本實(shí)施例中，所述第一極化信道或所述第二極化信道的總帶寬為BW，而子信道帶寬分別為SW，子信道個(gè)數(shù)n＝BW/SW。隔離子信道帶寬為GW，有效子信道帶寬為CW。在現(xiàn)有的頻分復(fù)用技術(shù)中，往往只是在關(guān)注如何將GW的值降為零。因此，在頻分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了很多正交頻分復(fù)用技術(shù)。而在本申請(qǐng)中，關(guān)注的重點(diǎn)之一是如何提高n的取值，以使得SW/BW的值接近于零，從而實(shí)現(xiàn)密集頻分復(fù)用。

進(jìn)一步地，如圖6所示，在每個(gè)子信道中，有效子信道的帶寬大于隔離子信道的帶寬。更進(jìn)一步地，有效子信道的帶寬應(yīng)遠(yuǎn)大于隔離子信道的帶寬，從而使隔離子信道占總帶寬的比值很小，基本上可以忽略不計(jì)，進(jìn)而提高帶寬的利用率。

可見，本申請(qǐng)方案提供的極化頻分復(fù)用方法中融合了密集頻分復(fù)用方法，可在拓展信道帶寬資源的同時(shí)，有效提高各信道帶寬的有效利用率。

實(shí)施例四

本實(shí)施例還提供了一種極化頻分復(fù)用方法，如圖7所示，該方法包括：

S15、通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

S16、根據(jù)需傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)的傳輸速率將所述第一極化信道和所述第二極化信道分別分割成多個(gè)子信道，以使每個(gè)子信道的帶寬匹配電磁波信號(hào)的傳輸速率；子信道的數(shù)量不低于128；

S23、通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

如圖4所示，將總帶寬有限(例如20MHz)的所述第一極化信道或所述第二極化信道，分割成了很多個(gè)非常密集的子信道(子信道1、子信道2、子信道3、…、子信道n)，子信道的數(shù)量可達(dá)128個(gè)，甚至256個(gè)，更有甚者512個(gè)，還可以為1024個(gè)，或者是2048個(gè)等。子信道的個(gè)數(shù)也可以為不小于128的任何自然數(shù)。

本實(shí)施例在極化頻分復(fù)用方法中融合了密集頻分復(fù)用方法(見步驟S16)，不但考慮了將總帶寬進(jìn)行密集復(fù)用，而且考慮了每個(gè)子信道所傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)對(duì)帶寬的要求，結(jié)合這二者的有點(diǎn)，將頻帶的有效利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)一步提高。

將密集頻分復(fù)用和基于所傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)對(duì)帶寬的要求來劃分子信道的策略可以有很多種，例如，可以設(shè)置一定的密集度下限值，以優(yōu)先滿足密集度下限值的基礎(chǔ)上，滿足傳輸信號(hào)對(duì)帶寬的需求。也可是設(shè)置一定的傳輸速率下限值，以優(yōu)先滿足傳輸速率下限值的基礎(chǔ)上，滿足子信道密集度的要求。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型提供的優(yōu)選實(shí)施例中，該方法還可包括：

將每個(gè)子帶分割成有效子信道和隔離子信道，有效子信道用于傳輸電磁波信號(hào)，隔離子信道用于隔離相鄰子帶間的信號(hào)干擾。

進(jìn)一步，通過所述第一極化信道的有效子信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道的有效子信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，通過所述第一極化信道的隔離子信道和所述第二極化信道的隔離子信道隔離各自相鄰子信道間的信號(hào)干擾，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)。

采用步驟S16中的密集頻分復(fù)用方法的頻帶分割結(jié)構(gòu)可如6所示。將總帶寬有限(例如20MHz)的所述第一極化信道或所述第二極化信道，分割成了很多個(gè)非常密集的子信道(子信道1、子信道2、子信道3、…、子信道n)，子信道的數(shù)量可達(dá)128個(gè)，甚至256個(gè)，更有甚者512個(gè)，還可以為1024個(gè)，或者是2048個(gè)等。子信道的個(gè)數(shù)也可以為不小于128的任何自然數(shù)。而分割出來的每個(gè)子信道又被劃分成有效子信道和隔離子信道，例如，子信道1又被分割成有效子信道11和隔離子信道12。

可見，本申請(qǐng)方案提供的極化頻分復(fù)用方法中融合了密集頻分復(fù)用方法，可在拓展信道帶寬資源的同時(shí)，有效提高各信道帶寬的有效利用率。

實(shí)施例五

本實(shí)施例提供了另一種極化頻分復(fù)用方法，如圖8所示，該方法包括：

S17、通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

S18、采用正交頻分復(fù)用將所述第一極化信道和所述第二極化信道分割成多個(gè)相互正交的子信道；子信道的數(shù)量不低于128；

S24、通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

本實(shí)施例提供的極化頻分復(fù)用方法將密集頻分復(fù)用與正交頻分復(fù)用結(jié)合(見步驟S18)，取消了子信道中的隔離子信道，從而進(jìn)一步提高帶寬的利用率。如圖9所示，本實(shí)施例提供的密集頻分復(fù)用方法將一個(gè)有限帶寬(例如20MHz)的單個(gè)極化信道分割成了很多個(gè)非常密集的子信道(子信道1、子信道2、子信道3、…、子信道n)，子信道的數(shù)量可達(dá)128個(gè)，甚至256個(gè)，更有甚者512個(gè)，還可以為1024個(gè)，或者是2048個(gè)等。子信道的個(gè)數(shù)也可以為不小于128的任何自然數(shù)。而分割出來的每個(gè)子信道是相互正交的，因此每個(gè)子信道的帶寬都是有效子信道，全部用于傳輸電磁波信號(hào)。

因此，在本實(shí)施例中，帶寬的利用率基本上達(dá)到了不能夠再提升的地步。當(dāng)然，在本實(shí)施例中，相互正交的子信道之間帶寬的劃分還可以根據(jù)需傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)的傳輸速率來進(jìn)行分割，從而將三者進(jìn)行融合，獲得一個(gè)最優(yōu)的子信道分割方案。

本申請(qǐng)方案提供的極化頻分復(fù)用方法中融合了密集頻分復(fù)用方法，可在拓展信道帶寬資源的同時(shí)，有效提高各信道帶寬的有效利用率。

實(shí)施例六

基于同一實(shí)用新型構(gòu)思，請(qǐng)參考圖10A，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種極化頻分復(fù)用裝置，用于發(fā)送端設(shè)備與接收端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信，所述極化頻分復(fù)用裝置包括：

信道極化模塊61，用于通過發(fā)送端設(shè)備對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；其中，所述第一極化信道被分割成M個(gè)子信道，所述第二極化信道被分割成N個(gè)子信道；其中，M、N均為大于等于128的整數(shù)，且M等于N。

信號(hào)傳輸模塊62，用于通過所述第一極化信道傳輸?shù)谝换鶐盘?hào)，同時(shí)通過所述第二極化信道傳輸?shù)诙鶐盘?hào)，以使接收端設(shè)備能夠同時(shí)接收所述第一基帶信號(hào)和所述第二基帶信號(hào)；其中，所述第一極化信道和所述第二極化信道均為頻分復(fù)用信道，且所述第一極化信道和所述第二極化信道的載波信號(hào)頻率相同。

進(jìn)一步，請(qǐng)參考圖10B，信道極化模塊61包括：

平面極化處理單元611，用于對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，控制形成信道的電磁波的極化方向保持在固定的方向上，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道；

圓極化處理單元612，用于對(duì)頻分復(fù)用信道進(jìn)行極化處理，控制形成信道的電磁波的極化面與大地法線之間的夾角從0°～360°做周期性變化，以獲得相互正交的第一極化信道和第二極化信道。

根據(jù)上面的描述，上述極化頻分復(fù)用裝置用于實(shí)現(xiàn)上述極化頻分復(fù)用方法，所以，該極化頻分復(fù)用裝置與上述極化頻分復(fù)用方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例一致，在此就不再一一贅述了。

實(shí)施例七

基于同一實(shí)用新型構(gòu)思，請(qǐng)參考圖11，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種極化頻分復(fù)用系統(tǒng)，包括：發(fā)送端設(shè)備71和接收端設(shè)備72；

發(fā)送端設(shè)備71包括：

基帶信號(hào)生成模塊711，用于生成第一基帶信號(hào)(Sin1)和第二基帶信號(hào)(Sin2)；

載波信號(hào)生成模塊712，用于生成第一載波信號(hào)(Sin3)和第二載波信號(hào)(Sin4)；

與基帶信號(hào)生成模塊711和載波信號(hào)生成模塊712連接的第一上變頻器713和第二上變頻器714；第一上變頻器713用于將所述第一基帶信號(hào)(Sin1)與所述第一載波信號(hào)(Sin3)進(jìn)行混頻處理，以獲得第一上變頻信號(hào)(Sup1)；第二上變頻器714將所述第二基帶信號(hào)(Sin2)與所述第二載波信號(hào)(Sin4)進(jìn)行混頻處理，以獲得第二上變頻信號(hào)(Sup2)；

與第一上變頻器713連接的第一發(fā)射天線715，用于沿第一極化方向(對(duì)應(yīng)實(shí)施例一中的“第一角度方向”)發(fā)射第一上變頻信號(hào)Sup1；

與所述第二上變頻器714連接的第二發(fā)射天線716，用于沿第二極化方向(對(duì)應(yīng)實(shí)施例一中的“第二角度方向”)發(fā)射第二上變頻信號(hào)Sup2；

接收端設(shè)備72包括：

與第一發(fā)射天線715匹配的第一接收天線721，用于沿所述第一極化方向接收所述第一上變頻信號(hào)(Sup1)；

與第二發(fā)射天線716匹配的第二接收天線722，用于沿所述第二極化方向接收所述第二上變頻信號(hào)(Sup2)；

第一本振模塊723和第二本振模塊724，分別用于生成第一本振信號(hào)(LO1)和第二本振信號(hào)(LO2)；

與第一接收天線721和第一本振模塊723連接的第一下變頻器725，用于對(duì)所述第一上變頻信號(hào)Sup1進(jìn)行混頻處理，以獲得與所述第一基帶信號(hào)(Sin1)對(duì)應(yīng)的第一接收信號(hào)(Sout1)；

與第二接收天線722和第二本振模塊724連接的第二下變頻器726，用于對(duì)所述第二上變頻信號(hào)(Sup2)進(jìn)行混頻處理，以獲得與所述第二基帶信號(hào)(Sin2)對(duì)應(yīng)的第二接收信號(hào)(Sout2)。

根據(jù)上面的描述，上述極化頻分復(fù)用系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)上述極化頻分復(fù)用方法，所以，該極化頻分復(fù)用系統(tǒng)與上述極化頻分復(fù)用方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例一致，在此就不再一一贅述了。

盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本實(shí)用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。