CN106685510A - 一种无线信号覆盖的中继系统和通信方法 - Google Patents

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周双波
黄曜明
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Abstract

本发明公开了一种无线信号覆盖的中继系统和通信方法，空中平台搭载中继和电源在空中建立移动通信的无线信号中继，空中平台用于搭载中继、电源，在空中飞行；中继用于中转用户设备(UE)和地面基站之间的无线信号；电源给所述中继或/和所述空中平台供电。本发明还公开了一种无线信号覆盖的中继通信方法。

Description

一种无线信号覆盖的中继系统和通信方法
技术领域
本发明涉及移动通讯网络的中继技术，尤其涉及一种无线信号覆盖的中继系统和通信方法。
背景技术
目前，一般地移动基站安装在机房，经由馈线系统将基站与架设在建筑物、构筑物上的天线相连，实现基站无线信号的发射和接收；移动基站与控制器、核心网之间链路则是通过有线传输、卫星传输或者微波方式，实现信令、语音或数据业务的传输。
长期演进(LTE，Long Term Evolution)引入了中继(Relay)技术来增强覆盖，提高小区边缘吞吐量。Relay的原理就是基站不直接将信号发送给用户设备(UE，User Equipment)，而是先发送给一个中继节点(RN，Relay Node)，然后再由RN转发给UE；Relay解决方案可以增大系统覆盖范围，提升系统链路性能，改善小区吞吐量。
通常，传输通道故障将造成信号覆盖中断，包括自然灾害在内的各种原因，都会导致移动基站信号不能向控制中心传输，比如：基站回传的传输通道出现故障，如光缆中断；基站天馈线系统失效，如铁塔倒塌；基站自身故障，如电源中断；这些情况下，基站无线信号将全部中断，无法提供服务；同时，由于天线架设位置较低，难于提供大范围的信号覆盖。
在不利地理环境、供电中断、铁塔损毁、有线传输中断等情况下，如何迅速有效地恢复无线信号的覆盖是运营商及设备生产厂商所要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种无线信号覆盖的中继系统和通信方法，能在空中建立无线信号中继，扩大无线信号的覆盖范围，在应急状况下建立无线信号的覆盖。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种无线信号覆盖的中继系统，所述系统包括：空中平台、中继、电源；其中，
所述空中平台，用于在自身舱体内搭载所述中继和电源，并悬停于空中指定位置；
所述中继，用于中转UE和地面基站之间的无线信号；
所述电源，用于给所述中继或/和所述空中平台供电。
上述方案中，所述中继为LTE中继；所述中继包括：中继天线和中继设备；
所述中继天线为高增益天线；
所述中继设备和中继天线的连接包括：同轴电缆、功分器。
上述方案中，所述电源，包括：电池和电源转换部件；
所述电源转换部件，用于将电池电压转换成所述中继或/和所述空中平台适用的电压。
上述方案中，所述地面基站，包括：地面固定基站和地面移动基站；
所述地面基站与核心网之间通过传输网络连接，所述连接包括：卫星链路连接、微波连接、地面光缆连接。
上述方案中，所述空中平台，包括：飞艇、气球、无人机。
本发明实施例还提供了一种无线信号覆盖的中继通信方法，在空中指定位置设置中继系统；所述方法还包括：
开启所述中继系统中的中继，中转UE和地面基站之间的无线信号；
地面基站接收到中继中转的无线信号后，将所述无线信号接入核心网。
上述方案中，所述中继系统包括空中平台、中继和电源；
所述在空中指定位置设置中继系统，包括：由所述空中平台在自身舱体内搭载中继和电源，并将所述空中平台悬停于空中指定位置。
上述方案中，所述开启所述中继系统中的中继，包括：通过遥控方式开启所述中继系统中的中继。
上述方案中，所述方法还包括：
所述电源将电池电压转换成所述中继或/和所述空中平台适用的电压。
上述方案中，所述地面基站与所述核心网通过传输网络连接；
所述连接包括：卫星链路连接、微波连接、地面光缆连接。
本发明实施例所提供的无线信号覆盖的中继系统和通信方法，在空中指定位置设置中继系统；当需要无线中继传输信号时，开启中继系统中的中继，中转UE与地面基站之间通过无线信号交互；地面基站接收中转的无线信号后，将无线信号接入核心网。如此，能在空中建立无线信号中继，扩大无线信号的覆盖范围，在应急状况下建立无线信号的覆盖。
附图说明
图1为本发明实施例一种无线信号覆盖的中继系统组成结构示意图；
图2为本发明实施例中继系统工作示意图；
图3为本发明实施例一种无线信号覆盖的中继通信方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例中，在空中建立移动通信的无线信号中继，通过空中平台将中继系统设置在空中指定位置；中继系统中的中继中转UE和地面基站之间的无线信号；地面基站接收中继的无线信号后，将无线信号接入核心网。
下面结合实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明实施例提供的无线信号覆盖的中继系统，如图1所示，包括：空中平台11、中继12、电源13；其中，
所述空中平台11，用于在自身舱体内搭载所述中继12、电源13，悬停于空中指定位置；
具体的，空中平台11可以在其舱体内搭载中继12、电源13，升至高空，减少地面物体对信号的影响，扩大移动通信的无线信号覆盖范围；如此，能在普通基站损毁、网络中断的情况下，通过空中平台11搭载中继12提高移动通信的无线信号覆盖，保障通讯网络正常运行；其中，空中平台11可以是飞艇、气球、无人机等，采用遥控或自动控制的方法依靠自身动力或空气浮力升至预定的空中位置。
所述中继12，用于中转UE和地面基站之间的无线信号；
具体的，所述中继12为LTE中继，由中继设备和中继天线组成；其中，中继设备可以通过同轴电缆及功分器(耦合器)等连接至中继天线，所述中继天线可以是高增益天线；所述中继12可以通过遥控开启，也可以通过定时等方法开启。
如图2所示，本实施例中继系统工作示意：UE的无线信号通过中继12传至地面基站，地面基站再经卫星链路、微波、地面光缆等传输网络将无线信号回传至移动核心网设备；通过中继12实现空中-地面通信，简化了系统结构，克服了采用其他技术方式需要解决的接口及协议匹配问题；这里，所述地面基站可以是地面固定基站和地面移动基站；当地面基站是地面固定基站时，通过空中平台11搭载的中继12可以提高无线信号的覆盖范围，在铁塔损毁等情况下可以替代铁塔应急使用；当采用地面移动基站时可以和空中平台11搭载的中继12配合形成一个应急通信的平台，突破地形、断电等不利条件影响，开展移动通信业务。当所述中继12由空中平台11升至空中时，中继天线安装高度远远高于普通铁塔高度，覆盖范围更为广泛，在空中平台11对地高度为1000米时，无线信号覆盖半径可达到35km。
所述电源13，包括：电池和电源转换部件；用于给所述中继12或/和所述空中平台11供电；具体的，由所述电池提供电源，所述电源转换部件将电池电压转换成所述中继12或/和所述空中平台11适用的电压。所述中继12可以采用低功耗设备来减少功耗，延长电池使用时间；一些情况下，如：空中平台11的电源系统出现故障，所述电源13可以给空中平台11供电；所述电池可以是轻型的磷酸铁锂电池。
本发明实施例提供的无线信号覆盖的中继通信方法，如图3所示，所述方法包括：
步骤301：在空中指定位置设置中继系统；
步骤302：开启所述中继系统中的中继，中转UE和地面基站之间的无线信号；
步骤303：地面基站接收到中继中转的无线信号后，将所述无线信号接入核心网；
这里，所述中继系统，包括：空中平台、中继、电源；空中平台可以在其舱体内搭载中继、电源，升至高空，并悬停于空中指定位置，减少地面物体对信号的影响，扩大无线信号覆盖范围；如此，能在普通基站损毁、网络中断的情况下，通过空中平台搭载中继提供无线信号覆盖，保障通讯网络正常运行；其中，空中平台可以是飞艇、气球、无人机等，采用遥控或自动控制的方法依靠自身动力或空气浮力升至预定的空中位置。
所述中继，用于中转UE和地面基站之间的无线信号；具体的，所述中继为LTE中继，由中继设备和中继天线组成；其中，中继设备可以通过同轴电缆及功分器(耦合器)等连接至中继天线，所述中继天线可以是高增益天线；所述中继可以通过遥控开启，也可以通过定时等方法开启。
如图2所示，本实施例中继系统工作示意：UE的无线信号通过中继传至地面基站，地面基站再经卫星链路、微波、地面光缆等传输网络等将无线信号回传至移动核心网设备；通过中继实现空中-地面通信，简化了系统结构，克服了采用其他技术方式需要解决的接口及协议匹配问题；这里，所述地面基站可以是地面固定基站和地面移动基站；当地面基站是地面固定基站时，通过空中平台搭载的中继可以提高无线信号的覆盖范围，在铁塔损毁等情况下可以替代铁塔应急使用；当采用地面移动基站时可以和空中平台搭载的中继配合形成一个应急通信的平台，突破地形、断电等不利条件影响，开展移动通信业务。当所述中继由空中平台升至空中时，中继天线安装高度远远高于普通铁塔高度，覆盖范围更为广泛，在空中平台对地高度为1000米时，无线信号覆盖半径可达到35km。
所述电源给所述中继或/和所述空中平台供电，包括：电池和电源转换部件；具体的，由所述电池提供电源，所述电源转换部件将电池电压转换成所述中继或/和所述空中平台适用的电压。所述中继可以采用低功耗设备来减少功耗，延长电池使用时间；一些情况下，如：空中平台的电源系统出现故障，所述电源可以给空中平台供电；所述电池可以是轻型的磷酸铁锂电池。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线信号覆盖的中继系统，其特征在于，所述系统包括：空中平台、中继、电源；其中，
所述空中平台，用于在自身舱体内搭载所述中继和电源，并悬停于空中指定位置；
所述中继，用于中转用户设备UE和地面基站之间的无线信号；
所述电源，用于给所述中继或/和所述空中平台供电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继为长期演进LTE中继；所述中继包括：中继天线和中继设备；
所述中继天线为高增益天线；
所述中继设备和中继天线的连接包括：同轴电缆、功分器。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电源，包括：电池和电源转换部件；
所述电源转换部件，用于将电池电压转换成所述中继或/和所述空中平台适用的电压。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述地面基站，包括：地面固定基站和地面移动基站；
所述地面基站与核心网之间通过传输网络连接，所述连接包括：卫星链路连接、微波连接、地面光缆连接。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述空中平台，包括：飞艇、气球、无人机。
6.一种无线信号覆盖的中继通信方法，其特征在于，在空中指定位置设置中继系统；所述方法还包括：
开启所述中继系统中的中继，中转UE和地面基站之间的无线信号；
地面基站接收到中继中转的无线信号后，将所述无线信号接入核心网。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述中继系统包括空中平台、中继和电源；
所述在空中指定位置设置中继系统，包括：由所述空中平台在自身舱体内搭载中继和电源，并将所述空中平台悬停于空中指定位置。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述开启所述中继系统中的中继，包括：通过遥控方式开启所述中继系统中的中继。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述电源将电池电压转换成所述中继或/和所述空中平台适用的电压。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述地面基站与所述核心网通过传输网络连接；
所述连接包括：卫星链路连接、微波连接、地面光缆连接。
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