CN101227661A - 一种使用电力线和充电模块供电的微型基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用电力线和充电模块供电的微型基站。该微型基站包括：通信模块、供电模块和充电模块。本发明的微型基站具有供电可靠、建设成本低、设置方便、外形美观等特点。通过使用本发明的微型基站，能够实现当电力线无法为微型基站供电时，由充电模块为微型基站供电，为用户终端提供持续的无线通信服务。

Description

一种使用电力线和充电模块供电的微型基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说，是一种使用电力线和充电模块供电的微型基站。

背景技术

在全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wide CodeDivision Multiple Access，WCDMA)、宽带码分多址2000(Code Division MultipleAccess 2000，CDMA2000)等移动通信系统中，基站属于无线部分，用于实现移动通信系统通过空中接口与用户终端之间的无线传输与控制。传统的室内基站通常使用机房的一次电源系统将电力线的电能转换成直流电为基站供电，交流供电的室外基站同样设置有与室内基站类似的一次电源系统为基站供电。为了保证移动通信系统提供的通信服务的连续性，无论室内还是室外基站均配置有蓄电池，从而当电力线无法供电时，蓄电池所存储的电量可以维持基站运转一定的时间，保证通信服务的持续性。

目前，基于照明灯的微型基站已经开始受到广泛的关注。这种微型基站集成在灯座内部或安装在灯座外部，由电力线为微型基站供电。参见图1A所示，现有技术中的微型基站包括：通信模块11、供电模块12。其中，所述通信模块11，用于为用户终端提供无线通信服务；所述供电模块12，与电力线相连，用于为通信模块11供电，维持通信模块11的运转。

参见图1B所示，现有技术中微型基站使用交流电工作时供电模块12主要包括：监测子模块121、控制子模块122、执行子模块123。其中，所述监测子模块121，用于监测电力线是否供电；当监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块122发送掉电告警信号；当监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块122发送恢复供电信号；所述控制子模块122，用于在接收到所述掉电告警信号后，将停止供电信号发送给所述执行子模块123；在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块123；所述执行子模块123，用于在接收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块11供电；在接收到所述停止供电信号后，停止为所述通信模块11供电。

参见图1C所示，现有技术中微型基站使用直流电工作时供电模块12主要包括：监测子模块121、控制子模块122、执行子模块123、转换子模块124。其中，所述监测子模块121，用于监测电力线是否供电；当监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块122发送掉电告警信号；当监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块122发送恢复供电信号；所述控制子模块122，用于在接收到所述掉电告警信号后，将停止供电信号发送给所述执行子模块123；在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块123；所述执行子模块123，用于在接收到所述停止供电信号后，停止将交流电输出给转换子模块124；在接收到所述供电信号后，利用电力线供电，将交流电输出给所述转换子模块124；所述转换子模块124，用于将来自所述执行子模块123的交流电转换为直流电，并输出给所述通信模块11。

综上所述，在现有技术中，微型基站由电力线提供电源，维持微型基站的运转。但在电力线无法为微型基站供电时，微型基站则无法为用户终端提供无线通信服务。

发明内容

本发明提供一种使用电力线和充电模块供电的微型基站，用以解决现有技术中当为微型基站供电的电力线无法工作时，基站无法为用户终端提供无线通信服务的问题。

本发明的一个实施例提供一种微型基站，包括通信模块，该微型基站还包括：

充电模块和与电力线连接的供电模块，

所述供电模块，用于在电力线供电时，为所述通信模块和所述充电模块供电；

所述充电模块，用于在电力线供电时，进行充电；在电力线无法供电时，为所述通信模块供电。

本发明的一个实施例还提供了一种系统，所述系统包括：微型基站和用电设备；

所述微型基站，用于为用户终端提供无线通信服务；

所述用电设备，用于利用电力线实现运转。

本发明的实施例具有以下优点：

第一，供电可靠。本发明的实施例提供的使用电力线和充电模块的微型基站与用户终端距离较近，微型基站消耗电量减小，微型基站所需的充电模块的体积也相应减小。当电力线无法供电的情况下，充电模块可以提供较长的供电时间，提高微型基站供电的可靠性。

第二，建设成本低。本发明的实施例采用的照明灯使用广泛，照明线路遍布整个生活区。充电模块使用的是体积小、价格低廉的蓄电池或者储能电容器，有效降低建设基站供电系统的成本。

第三，基站设置方便。本发明的实施例可以根据实际需要将充电模块集成在照明灯座的内部或安装在其外部。

第四，外形美观。本发明的实施例中由于蓄电池体积小，所以安装了微型基站的照明灯和普通照明灯在外观上并未存在较大的差别，不会对照明灯的外观产生较大影响。当微型基站集成在灯座内部时更是如此。

附图说明

图1A为现有技术中微型基站的主要结构示意图；

图1B为现有技术中微型基站使用交流电工作时供电模块的主要结构示意图；

图1C为现有技术中微型基站使用直流电工作时供电模块的主要结构示意图；

图2A为本发明实施例中微型基站的主要结构示意图；

图2B为本发明实施例中微型基站的供电模块的主要结构示意图；

图2C为本发明实施例中微型基站使用交流电工作时充电模块的主要结构示意图；

图2D为本发明实施例中微型基站使用直流电工作时供电模块的主要结构示意图；

图3A为本发明实施例的系统结构示意图；

图3B为本发明实施例一的主要结构示意图；

图3C为本发明实施例二的主要结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例为解决现有技术中当为微型基站供电的电力线无法工作后，基站无法为用户终端提供无线通信服务的问题，本发明实施例利用集成在灯座内部或安装在灯座外部的蓄电池或储能电容作为微型基站的充电模块，当电力线为微型基站供电时，充电模块处于充电状态；当电力线无法为微型基站供电时，充电模块为基站供电。本发明实施例的微型基站可以在电力线无法供电时，利用充电模块供电，保证微型基站为用户终端提供持续的无线通信服务。

下面结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。

参见图2A所示，本发明实施例中微型基站主要包括：供电模块21、充电模块22、通信模块23。

其中，所述供电模块21、用于在电力线供电时，为通信模块23和所述充电模块22供电；

所述充电模块22，用于在电力线供电时，进行充电；在电力线无法供电时，为所述通信模块供电；

所述通信模块23，用于为用户终端提供无线通信服务。

参见图2B所示，本发明实施例中微型基站的供电模块主要包括：监测子模块211、控制子模块212、执行子模块213。

其中，所述监测子模块211，用于监测所述电力线是否供电；当监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块212发送掉电告警信号；当监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块212发送恢复供电信号；

所述控制子模块212，用于在接收到所述掉电告警信号后，将供电信号发送给所述充电模块22；在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给执行子模块213并将充电信号发送给所述充电模块22；

所述执行子模块213，用于在接收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块23供电；

则所述充电模块22，用于在接收所述供电信号后，为所述通信模块23供电；在接收到所述充电信号后，进行充电。

当所述供电模块21为所述通信模块23供电时，所述通信模块23处于工作状态，所述充电模块22处于充电状态。当所述监测子模块211监测到电力线无法供电时，向所述控制子模块212发送掉电告警信号，所述控制子模块212在接收到所述掉电告警信号后，向所述充电模块22发送供电信号。所述充电模块22在接收到所述供电信号后为所述通信模块23供电，保证通信模块23正常运转。在所述充电模块22为所述通信模块23供电时，当所述监测子模块211监测到电力线恢复供电，则向所述控制子模块212发送恢复供电信号，所述控制子模块212在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块213，并将充电信号发送给所述充电模块22。所述执行子模块213在收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块23供电。所述充电模块22在接收到所述充电信号后停止为所述通信模块23供电并进入充电状态。

参见图2C所示，本发明实施例中微型基站使用交流电工作时供电模块主要包括：监测子模块211、控制子模块212、执行子模块213、逆变子模块214。

其中，所述监测子模块211，用于监测所述电力线是否供电；当监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块212发送掉电告警信号；当监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块212发送恢复供电信号；

所述控制子模块212，用于在接收到所述掉电告警信号后，将供电信号发送给所述充电模块22；在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给执行子模块213并将充电信号发送给所述充电模块22；

所述执行子模块213，用于在接收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块23供电；

则所述充电模块22，用于在接收所述供电信号后，为所述通信模块23供电；在接收到所述充电信号后，进行充电。

所述逆变子模块214，用于在将来自所述充电模块22的直流电转换为交流电后，输出给所述通信模块23。

当所述通信模块23使用交流电工作且电力线供电时，所述执行子模块213利用来自电力线的交流电为所述通信模块23供电，保证通信模块23的正常工作，所述充电模块22处于充电状态。当所述监测子模块211监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块212发送掉电告警信号，所述控制子模块212在接收到所述掉电告警信号后，向所述充电模块22发送供电信号。所述充电模块22在接收到所述供电信号后，将直流电输出给所述逆变子模块214，所述逆变子模块214在将来自所述充电模块22的直流电转换为交流电后，输出给所述通信模块23，保证所述通信模块23在电力线无法供电的情况下正常工作。当所述监测子模块211监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块212发送恢复供电信号。所述控制子模块212在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块213并将充电信号发送给充电模块22。所述执行子模块213在收到所述供电信号后，利用来自电力线的交流电为所述通信模块23供电。所述充电模块22在接收到所述充电信号后停止为通信模块23供电并进入充电状态。

参见图2D所示，本发明实施例中微型基站使用直流电工作时供电模块主要包括：监测子模块211、控制子模块212、执行子模块213、转换子模块215。

其中，所述监测子模块211，用于监测所述电力线是否供电；当监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块212发送掉电告警信号；当监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块212发送恢复供电信号；

所述控制子模块212，用于在接收到所述掉电告警信号后，将供电信号发送给所述充电模块22；在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块213并将充电信号发送给所述充电模块22；

所述执行子模块213，用于在接收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块23供电；

则所述充电模块22，用于在接收所述供电信号后，为所述通信模块23供电；在接收到所述充电信号后，进行充电。

转换子模块215，用于在将来自所述执行子模块213的交流电转换为直流电后，输出给所述通信模块23。

当所述通信模块23使用直流电工作且电力线供电时，所述执行子模块213利用电力线为所述通信模块23供电，所述转换子模块215将来自所述执行子模块213的交流电转换为直流电后，输出给所述通信模块23，为所述通信模块23供电，保证所述通信模块23的正常工作，所述充电模块22处于充电状态。当所述监测子模块211监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块212发送掉电告警信号，所述控制子模块212在接收到所述掉电告警信号后，向所述充电模块22发送供电信号。所述充电模块22在接收到所述供电信号后，将直流电输出给所述通信模块23，保证所述通信模块23在电力线无法供电的情况下正常工作。当所述监测子模块211监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块212发送恢复供电信号。所述控制子模块212在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块213并将充电信号发送给充电模块22。所述执行子模块213在收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块23供电，所述转换子模块215将来自所述执行子模块213的交流电转换为直流电后，输出给所述通信模块23。所述充电模块22在接收到所述充电信号后停止为通信模块23供电并进入充电状态。

本发明实施例中的充电模块22为蓄电池，或为储能电容。所述蓄电池的类型为：镍镉电池(Ni-Cd)、镍氢电池(Ni-Mh)、锂离子电池(Li-lon)、锂聚合物电池(Li-polymer)或铅酸电池(Sealed)。所述储能电容的类型为：电解电容器、无机介质电容器或有机介质电容器。其中，电解电容器为：铝电解电容、钽电解电容或铌电解电容。无机介质电容器为：陶瓷电容，云母电容。有机介质电容器为：金属化有机薄膜介质电容器或箔式有机薄膜介质电容器。

基于理论和测试的无线电传播模型指出，无论在室内或室外信道，平均接收信号功率随距离的对数衰减。取n为路径损耗指数，在自由空间，n为2，存在阻挡物时，n将变大。一般GSM基站天线高度为35至55米，发射功率为20瓦的属于大功率基站。以传统GSM基站覆盖范围为700米，在室内环境下基站覆盖范围为10米的情况为例计算，按照无线电传播模型可以得出这种微型基站的发射功率大约为4mW，其中路径损耗指数n为2。目前常见的充电电池可以为这种低功耗的基站提供很长时间的供电时间。以镍氢电池为例，目前最高容量是2100mAh左右，可以为这种发射功率为4mW的微型基站供电500多小时。而目前常见的超级电容器，又被称为双电层电容器、黄金电容、发拉电容，通过极化电解质来储能，比同体积电容容量大2000至6000倍，其具有超高电容量。以电容量为50F，额定电压在5V的电容为例，其储存的电量可以为所述的低功耗微型基站供电约450小时。而电力线系统断电450小时或者更长时间可以认为是小概率事件，实际生活中可以认为不会发生。

参见图3A所示，本发明提供的一种系统包括；微型基站31和用电设备32。其中，所述微型基站31，用于为用户终端提供无线通信服务；所述用电设备32，用于利用电力线实现运转。参见图2A所示，所述微型基站31包括：与电力线连接的供电模块21、充电模块22和通信模块23。其中，所述供电模块21，用于在电力线供电时，为所述通信模块23和所述充电模块22供电；所述充电模块22，用于在电力线供电时，进行充电；在电力线无法供电时，为所述通信模块23供电；所述通信模块23，用于为用户终端提供无线通信服务。所述用电设备32为照明灯。

参见图3B所示，在本发明的实施例一中，微型基站31设置在照明灯灯座32的外部，电力线同时为照明灯供电。在本实施例中，照明灯灯座32和微型基站的供电模块31是独立的，照明灯的供电不会影响微型基站的正常运转。当电力线无法为微型基站供电时，供电系统使用充电模块为基站长时间供电，保证基站在电力线无法供电的情况下持续提供无线通信服务。在本实施例中，由于微型基站的体积较小，对照明灯的外观影响不大。

参见图3C所示，在本发明的实施例二中，微型基站31集成在照明灯灯座32的内部。在本实施例中，当电力线无法为微型基站供电时，供电系统使用充电模块为基站长时间供电，保证基站在电力线无法供电的情况下持续提供无线通信服务。在本实施例中，微型基站31集成在照明灯灯座32的内部并未对照明灯的外观造成明显差异，达到了美观的效果，同时，当照明灯损坏时，只需要更换灯泡而不需要更换灯座，对微型基站的供电不会造成影响。

本发明实施例提供的微型基站，使用蓄电池或储能电容作为基站的充电模块。当电力线为微型基站供电时，充电模块处于充电状态，当电力线无法为微型基站供电时，基站使用充电模块供电，有效的保证微型基站为用户终端提供持续的无线通信服务。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种微型基站，包括通信模块，其特征在于，该微型基站还包括：

充电模块和与电力线连接的供电模块，

所述供电模块，用于在电力线供电时，为所述通信模块和所述充电模块供电；

所述充电模块，用于在电力线供电时，进行充电；在电力线无法供电时，为所述通信模块供电。

2.根据权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述供电模块包括：监测子模块、控制子模块和执行子模块；

所述监测子模块，用于监测所述电力线是否供电；当监测到所述电力线无法供电时，向所述控制子模块发送掉电告警信号；当监测到所述电力线恢复供电时，向所述控制子模块发送恢复供电信号；

所述控制子模块，用于在接收到所述掉电告警信号后，将供电信号发送给所述充电模块；在接收到所述恢复供电信号后，将供电信号发送给所述执行子模块，并将充电信号发送给所述充电模块；

所述执行子模块，用于在接收到所述供电信号后，利用电力线为所述通信模块供电；

则所述充电模块，用于在接收所述供电信号后，为所述通信模块供电；在接收到所述充电信号后，进行充电。

3.根据权利要求2所述的微型基站，其特征在于，当所述通信模块使用交流电工作时，所述供电模块还包括：

逆变子模块，用于将来自所述充电模块的直流电转换为交流电后，输出给所述通信模块。

4.根据权利要求2所述的微型基站，其特征在于，当所述通信模块使用直流电工作时，所述供电模块还包括：

转换子模块，用于将来自所述执行子模块的交流电转换为直流电后，输出给所述通信模块。

5.根据权利要求2所述的微型基站，其特征在于，所述充电模块为储能电容或蓄电池。

6.根据权利要求5所述的微型基站，其特征在于，所述储能电容为电解电容器、无机介质电容器或有机介质电容。

7.根据权利要求5所述的微型基站，其特征在于，所述蓄电池为镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池或铅酸电池。

8.一种系统，其特征在于，所述系统包括：微型基站和用电设备；

所述微型基站，用于为用户终端提供无线通信服务；

所述用电设备，用于利用电力线实现运转。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述微型基站包括：与电力线连接的供电模块、充电模块和通信模块；

所述供电模块，用于在电力线供电时，为所述通信模块和所述充电模块供电；

所述充电模块，用于在电力线供电时，进行充电；在电力线无法供电时，为所述通信模块供电；

所述通信模块，用于为用户终端提供无线通信服务。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述用电设备为照明灯。

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