CN106792753B - 分布式通信覆盖系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分布式通信覆盖系统及方法，其中，分布式通信覆盖系统包括地面单元、与所述地面单元串联和/或并联通信连接的至少两个分级单元、以及与所述分级单元通信连接的可移动的空中单元；所述分级单元通过光电复合缆与相应的所述空中单元通信连接，并通过线缆为相应的所述系留无人机供电；所述空中单元由系留无人机所搭载，以实现所述空中单元的悬停和/或移动。本发明的实施，能够降低制造和使用成本，扩大通信覆盖面积并提升信号覆盖效果。

Description

分布式通信覆盖系统及方法

技术领域

本发明涉及应急无线通信技术领域，更具体地，涉及一种分布式通信覆盖系统及方法。

背景技术

暴发自然灾害或突发公共事件时，常规的通信手段往往难以满足通信需求，而且通信设施容易遭到严重破坏而致使通信中断，因而需要进行应急通信覆盖以保障通信。

现有的通信覆盖系统通常包括以下几种：其一，采用移动方舱式应急通讯基站通过内置升降天线完成基站信号的覆盖，但是其方舱体积大，重量大，需用车辆搭载，往往难以及时进入实际应用区域和现场，影响了后续工作的时效，且其升降天线往往最高也只在30米左右，导致覆盖面积受到较大限制；其二，采用氦气艇搭载设备，以改善受地形、地物和地球曲率影响导致的通信问题，但其成本高、体积庞大、设备复杂操作难度大，适用范围较小；其三，采用热气球搭载设备，但其安全性差，难以定点悬停；其四，采用锂电池的小型固定翼无人机搭载设备，但也由于其载荷和续航时间的限制而难以维持长时间的通信覆盖。

特别是在多建筑或多遮挡地形复杂的地区，目前市场上的通信覆盖系统难以满足应急通信覆盖的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对以上存在的至少一方面不足，提供一种分布式通信覆盖方法，以及实现该通信覆盖方法的系统。通过对所述系统的部署，能够提升信号覆盖效果。

为了实现上述目的，本发明采取如下若干方面的技术方案：

第一方面，本发明实施例中提供了一种分布式通信覆盖系统，其包括地面单元、与所述地面单元串联和/或并联通信连接的至少两个分级单元、以及与所述分级单元通信连接的可移动的空中单元；

所述地面单元包括第一帧处理模块，用于使得下行信号被传输至分级单元，且上行信号被传输至对应的基站；

所述分级单元包括第二帧处理模块，用于使得下行信号被传输至空中单元和/或与该分级单元串联的下一级分级单元，且上行信号被传输至所述地面单元或与该分级单元串联的上一级分级单元；

所述空中单元包括第三帧处理模块，用于使得下行信号通过天线实现下行覆盖，且上行信号被传输至所述分级单元。

结合第一方面，本发明在第一方面的第一种实现方式中，所述空中单元由系留无人机所搭载，以实现所述空中单元的悬停和/或移动。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第二种实现方式中，还包括与地面单元通信连接的控制单元用于通过传输控制信号实现对所述系留无人机的控制。

结合第一方面的第二种实现方式，本发明在第一方面的第三种实现方式中，所述分级单元通过线缆与相应的所述空中单元通信连接；所述第三帧处理模块还用于通过相应的帧处理，使所述控制信号传输至所述系留无人机。

结合第一方面的第二种实现方式，本发明在第一方面的第四种实现方式中，所述分级单元通过线缆为相应的所述系留无人机供电。

结合第一方面的第三或第四种实现方式，本发明在第一方面的第五种实现方式中，所述线缆为光电复合缆。

结合第一方面，本发明在第一方面的第五种实现方式中，所述地面单元还包括：

第一射频模块，其对应于所述基站，用于实现射频信号和中频信号之间的转换；

第一中频模块，其与所述第一射频模块及所述第一帧处理模块连接，用于实现中频信号和基带信号之间的转换；

第一光接口模块，其与所述第一帧处理模块连接，用于实现电信号和光信号之间的转换。

结合第一方面，本发明在第一方面的第六种实现方式中，所述分级单元还包括：

第二光接口模块，其与所述第二帧处理模块及所述地面单元或所述上一级分级单元连接，用于实现电信号和光信号之间的转换；

第三光接口模块，其与所述第二帧处理模块及所述空中单元和/或所述下一级分级单元连接，用于实现电信号和光信号之间的转换。

结合第一方面，本发明在第一方面的第七种实现方式中，所述空中单元还包括：

第四光接口模块，其与所述第三帧处理模块及所述分级单元连接，用于实现电信号和光信号之间的转换；

第二中频模块，其与所述第三帧处理模块连接，用于实现中频信号和基带信号之间的转换；

第二射频模块，其与所述第二中频模块连接，用于实现射频信号和中频信号之间的转换。

结合第一方面，本发明在第一方面的第八种实现方式中，所述地面单元与多制式基站耦合连接，所述基站的制式至少包括以下的一种或几种：集群通信、GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE和LTE-A。

结合第一方面或其第八种实现方式，本发明在第一方面的第九种实现方式中，所述地面单元与至少两个所述基站耦合连接。

第二方面，本发明实施例中提供了一种分布式通信覆盖方法，包括如下步骤：

将接收的至少两路射频信号进行合路后调制为基带信号，并将所述调制后的合路信号下行传输；

将传输来的合路信号分路出当前节点的第一基带信号并且继续下行传输；

在所述当前节点将所述第一基带信号还原为射频信号并通过相应的天线完成当前节点的下行覆盖。

结合第二方面，本发明在第二方面的第一种实现方式中，还包括如下步骤：

将所述传输来的合路信号分路出第二基带信号并且下行传输至下一个节点；

在所述下一个节点将所述第二基带信号还原为射频信号并通过相应的天线完成所述下一个节点的下行覆盖。

结合第二方面，本发明在第二方面的第二种实现方式中，所述合路信号还包含用于控制搭载所述天线的可移动终端的控制信号。

结合第二方面的第二种实现方式，本发明在第二方面的第三种实现方式中，所述控制信号沿所述基带信号的传输路径传输至所述可移动终端。

结合第二方面的第三种实现方式，本发明在第二方面的第四种实现方式中，所述可移动终端为系留无人机。

结合第二方面的第三种实现方式，本发明在第二方面的第五种实现方式中，所述合路信号、基带信号和控制信号分别通过线缆进行传输。

结合第二方面的第五种实现方式，本发明在第二方面的第六种实现方式中，所述合路信号、基带信号和控制信号共用光电复合缆进行传输。

结合第二方面的第六种实现方式，本发明在第二方面的第七种实现方式中，所述控制信号通过变频处理后与所述基带信号共用光电复合缆进行传输。

结合第二方面或其第一种实现方式，本发明在第二方面的第八种实现方式中，所述射频信号调制为基带信号的过程包括：

通过下变频处理将所述射频信号调制为中频信号；

通过下变频处理将所述中频信号调制为基带信号。

结合第二方面或其第一种实现方式，本发明在第二方面的第九种实现方式中，所述经还原后的射频信号进行下行覆盖前还经过滤波处理和/或放大处理。

结合第二方面或其第一种实现方式，本发明在第二方面的第十种实现方式中，所述基带信号、和/或所述控制信号、和/或所述合路信号的传输过程包括：根据预定的帧格式设置所述信号的目标地址以完成组帧，和/或根据所述预定的帧格式获取所述信号以完成解帧。

结合第二方面，本发明在第二方面的第十一种实现方式中，所述基站为多制式基站，其制式至少包括以下的一种或几种：集群通信、GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE和LTE-A。

结合第二方面或其第十一种实现方式，本发明在第二方面的第十二种实现方式中，所述调制前的射频信号来源于至少两个基站。

第三方面，本发明实施例中提供了一种分布式通信覆盖方法，包括如下步骤：

将由不同天线接收的至少两路射频信号分别调制为基带信号，并分别上行传输；

将当前节点上行传输来的第一基带信号与下一个节点上行传输来的第二基带信号进行合路后上行传输；

将传输来的合路信号还原为射频信号，而后将所述还原后的射频信号进行分路并传输至对应的基站以完成上行覆盖。

结合第三方面，本发明在第三方面的第一种实现方式中，所述合路信号还包括由搭载所述天线的可移动终端发送的反馈信号。

结合第三方面，本发明在第三方面的第二种实现方式中，所述可移动终端为系留无人机。

结合第三方面的第一种实现方式，本发明在第三方面的第三种实现方式中，在所述将传输来的合路信号进行分路之后，还包括以下步骤：

将分路后的反馈信号传输至用于控制所述可移动终端的控制单元。

结合第三方面的第三种实现方式，本发明在第三方面的第四种实现方式中，所述合路信号、基带信号和反馈信号分别通过线缆进行传输。

结合第三方面的第三种实现方式，本发明在第三方面的第五种实现方式中，所述合路信号、基带信号和反馈信号共用光电复合缆进行传输。

结合第三方面的第三种实现方式，本发明在第三方面的第六种实现方式中，所述反馈信号通过变频处理后与所述基带信号共用光电复合缆进行传输。

结合第三方面，本发明在第三方面的第七种实现方式中，所述射频信号调制为基带信号的过程包括：

通过下变频处理将所述射频信号调制为中频信号；

通过下变频处理将所述中频信号调制为基带信号。

结合第三方面，本发明在第三方面的第八种实现方式中，所述基带信号、和/或所述反馈信号、和/或所述合路信号的传输过程包括：根据预定的帧格式设置所述信号的目标地址以完成组帧，和/或根据所述预定的帧格式获取所述信号以完成解帧。

结合第三方面，本发明在第三方面的第九种实现方式中，所述还原后的射频信号进行上行覆盖前还经过滤波处理和/或放大处理。

结合第三方面，本发明在第三方面的第十种实现方式中，所述基站为多制式基站，其制式至少包括以下的一种或几种：集群通信、GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE和LTE-A。

结合第三方面或其第十种实现方式，本发明在第三方面的第十一种实现方式中，所述基站至少有两个。

相对于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有如下优点：

首先，本发明通过分布式设计实现通信系统的通信覆盖，可根据实际需要灵活增加分级单元和空中单元的级联个数，以扩大通信覆盖区域。尤其是实施于复杂地形和建筑密集地区时，与现有通信覆盖系统相比具有更广的覆盖面积和更好的效果；

其次，本发明通过将基站信号数字化传输，使得移动端只需要进行基带信号恢复和放大，因而空中单元相较于基站重量大大减轻，有利于降低对系留无人机的要求和成本；

再次，本发明的可移动终端，如系留无人机，操作简单，体积小，携带方便，适应性和稳定性强，能够快速部署，大大降低了所述通信覆盖系统建设费用，提高了应急建设效率，能够在多种场景下提供稳定可靠的通信覆盖；

最后，本发明的所述系统支持多模基站的通信覆盖，包括集群通信、公网GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE等，并且易于兼容未来的移动通信基站使用的制式，应用范围广。

书不尽言，本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得更加简明易懂，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明分布式通信覆盖系统的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明分布式通信覆盖系统的第一实施例的地面单元的原理框图；

图3为本发明分布式通信覆盖系统的第一实施例的分级单元的原理框图；

图4为本发明分布式通信覆盖系统的第一实施例的空中单元的原理框图；

图5为本发明分布式通信覆盖方法的一个实施例的流程示意图；

图6为本发明分布式通信覆盖方法的另一个实施例的流程示意图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如S10、S11等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

本领域普通技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本领域普通技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本领域普通技术人员可以理解，这里所使用的“可移动终端”既包括无线或有线信号接收器的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的移动智能设备，如无人机等。

本发明所述方法适用的无人机等可移动终端，不限制于其操作系统的类型，可以是嵌入式操作系统，或Android、IOS、WP和塞班等操作系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～图4所示的本发明的分布式通信覆盖系统，其包括地面单元1、与所述地面单元2串联和/或并联通信连接的至少两个分级单元3、以及与所述分级单元3通信连接的可移动的空中单元4。所述地面单元2的信号由至少一个基站1发出和/或接收处理。该分布式通信覆盖系统实现了通信信号的在较大区域范围内的分布覆盖。

为了使一路或多路由至少一个基站1发出的信号进行数字化传输，以利用尽量小的带宽传输更多的信息，需要将地面单元2接收的射频信号变频调制为基带信号，将所述基带信号传输到空中单元4后再变频调制还原为射频信号。通过实现分布式通信覆盖系统的信号的数字化传输，有利降低所述空中单元4的设备重量和减小其体积，提高了搭载空中单元4的可移动终端的机动性并且降低了对其有效载荷的要求。优选地，这里采用二次变频实现射频信号与基带信号的相互转换，以减少镜像频率干扰，提升信号传输质量。具体而言，即在通信链路的一端先将射频信号下变频为中频信号，再将得到的中频信号下变频为基带信号进行传输；类似地，在另一端可通过二次上变频将基带信号调制还原为射频信号。

请参阅图2，本发明的分布式通信覆盖系统的实施例中，所述地面单元2包括：第一射频模块21，其对应于所述基站1，用于实现射频信号和中频信号之间的转换；第一中频模块22，其与所述第一射频模块21及第一帧处理模块23连接，用于实现中频信号和基带信号之间的转换；所述第一帧处理模块23，用于通过解帧和/或组帧处理，使得下行信号被传输至分级单元3，且上行信号被传输至对应的基站1；第一光接口模块24，其与所述第一帧处理模块23连接，用于实现电信号和光信号之间的转换。需要说明的是，地面单元2可通过通信接口与所述基站1耦合连接。进一步地，为了提高信号覆盖效果，地面单元2还可以设置连接在所述通信接口和基站1之间的滤波器/放大器。

请参阅图3，本发明的分布式通信覆盖系统的实施例中，所述分级单元3包括：第二光接口模块31，其与第二帧处理模块32及所述地面单元或所述上一级分级单元3连接，用于实现电信号和光信号之间的转换；所述第二帧处理模块32，用于通过解帧和/或组帧处理，使得下行信号被传输至空中单元4和/或与该分级单元3串联的下一级分级单元3，且上行信号被传输至所述地面单元2或与该分级单元3串联的上一级分级单元3；第三光接口模块33，其与所述第二帧处理模块32及所述空中单元4和/或所述下一级分级单元3连接，用于实现电信号和光信号之间的转换。

请参阅图4，本发明的分布式通信覆盖系统的实施例中，所述空中单元4包括：第四光接口模块41，其与所述第三帧处理模块42及所述分级单元3连接，用于实现电信号和光信号之间的转换；所述第三帧处理模块42，用于通过解帧和/或组帧处理，使得下行信号通过天线实现下行覆盖，且上行信号被传输至所述分级单元3。第二中频模块43，其与所述第三帧处理模块42连接，用于实现中频信号和基带信号之间的转换；第二射频模块44，其与所述第二中频模块43连接，用于实现射频信号和中频信号之间的转换。需要说明的是，所述空中单元4可通过通信接口与天线45耦合连接。进一步地，为了提高信号覆盖效果，所述空中单元4还可以设置连接在所述通信接口和天线45之间的滤波器/放大器。

本发明实施例中的所述地面单元2、分级单元3和空中单元4依次通过光接口模块和光纤进行通信连接，然而，本领域技术人员应当理解，所述地面单元2、所述分级单元3和所述空中单元4之间还可以通过其他公知的方式，如电缆、无线等进行通信连接。

请继续参阅图1、图2和图4，为了使本发明的分布式通信覆盖系统能够快速部署，提高应急建设效率和扩大通信覆盖面积，所述空中单元4由系留无人机5所搭载，以实现所述空中单元4的悬停和/或移动。进一步地，本发明的分布式通信覆盖系统还包括与所述地面单元2通信连接的控制单元5，其用于通过传输控制信号实现对所述系留无人机5的控制。相应地，在通信链路中，所述分级单元3通过线缆与相应的所述空中单元4通信连接；所述空中单元4中的所述第三帧处理模块42还用于通过相应的帧处理，使所述控制信号传输至所述系留无人机5。此外，所述分级单元3还可内置或外接电源，并通过线缆为相应的所述系留无人机5供电。优选地，所述线缆为光电复合缆。由于本发明的分布式通信覆盖系统实现了信号的数字化传输，故所述基带信号和所述控制信号能够方便地进行合路等处理。

此外，本发明的分布式通信覆盖系统的所述地面单元2与多制式基站1耦合连接，和/或与至少两个所述基站1耦合连接。所述基站的制式包括集群通信、公网GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE、LTE-A等的一种或几种，并且易于兼容未来的移动通信基站使用的制式，以实现多模通信覆盖。

通过对本发明的分布式通信覆盖系统的揭示可以知晓，本发明的实施，能够降低制造和使用成本，扩大通信覆盖面积并提升信号覆盖效果。

继续参阅图5和图6，基于本发明的分布式通信覆盖系统，本发明对于多路信号的分布式通信覆盖方法包括对下行信号的分布覆盖方法和对上行信号的分布覆盖方法。以下分别对这两种传输控制方法进行说明。

所述下行信号一般指从基站1发出传输至天线45进行下行覆盖的信号，当一个或多个基站1对应多个天线45时，形成多路下行信号。本发明对下行信号的分布式通信覆盖方法的实施例中包括以下步骤：

步骤S11，将接收的至少两路射频信号进行合路后调制为基带信号，并将所述调制后的合路信号下行传输。

所述地面单元2将接收的至少两路由所述基站1发出的射频信号进行合路后，通过第一射频模块21进行下变频处理转换为中频信号，再通过第一中频模块22进行下变频处理将所述中频信号调制为基带信号，以减少镜像频率干扰，实现下行信号的数字化，继而将所述得到的基带信号通过第一帧处理模块23按预定协议的帧格式组帧后下行传输至分级单元3a。优选地，所述组帧过程包括根据预定的帧格式设置所述信号的目标地址。

步骤S12，将传输来的合路信号分路出当前节点的第一基带信号并且继续下行传输。

所述第一分级单元3a接收到传输来的所述合路信号之后，一方面，通过其第二帧处理模块32将所述合路信号相应解帧后分路出当前节点M1的第一基带信号，并将所述第一基带信号重新组帧后继续行传输至连接于所述第一分级单元3a的第一空中单元4a。需要说明的是，所述节点M包括分级单元3及连接于所述分级单元3的空中单元4(为便于描述，本发明实施例的附图标注中的不同节点M1、M2、M3的分级单元3和空中单元4分别为3a、3b、3c和4a、4b、4c。其中，4b为4a的下一级分级单元)；所述第一基带信号的目标地址指向空中单元4a。优选地，所述解帧过程包括根据预定的帧格式获取所述信号。

步骤S13，在所述当前节点M1将所述第一基带信号还原为射频信号并通过相应的天线完成当前节点M1的下行覆盖。

所述空中单元4a将所述第一基带信号通过第二中频模块43进行上变频处理转换为中频信号，再通过第二射频模块44通过上变频处理将所述中频信号调制为射频信号，进而再将所述射频信号利用滤波器和/或放大器进行滤波和/或放大处理后通过相应的天线45进行发射以完成当前节点的下行覆盖。

在上述步骤S12中，所述分级单元3a接收到传输来的所述合路信号之后，另一方面，通过其第二帧处理模块32将所述合路信号相应解帧后分路出第二基带信号，并将所述第二基带信号重新组帧后继续行传输至下一节点M2的分级单元3b。所述分级单元3b接收到传输来的所述合路信号之后，通过其第二帧处理模块32将所述第二基带信号重新组帧后继续行传输至连接于所述分级单元3b的空中单元4b。

进一步地，所述第二空中单元4b将所述第二基带信号通过第二中频模块43进行上变频处理转换为中频信号，再通过第二射频模块44通过上变频处理将所述中频信号调制为射频信号，进而在将所述射频信号利用滤波器和/或放大器进行滤波和/或放大处理后通过相应的天线45进行发射以完成所述下一个节点M2的下行覆盖。

在此基础上，本发明的分布式通信覆盖方法还可通过串联和/或并联增加所述节点M的级联个数，扩大通信覆盖面积。此时，各个节点M的下行信号的传输过程与前述过程同理。例如，当所述下一个节点M2还连接有另一个节点(未图示)时，所述下一个节点M2中的分级单元3b可在收到所述第二基带信号后，通过其第二帧处理模块32将所述第二基带信号分路出第三基带信号并传输至所述另一个节点，使得所述另一个节点将所述第三基带信号还原为射频信号并通过相应的天线完成所述另一个节点的下行覆盖。

为了进一步提高本发明的分布式通信覆盖方法的应急建设效率并扩大通信覆盖面积，所述合路信号还包含用于控制搭载所述天线45的可移动终端的控制信号，其由与地面单元2通信连接的控制单元6发出，在所述地面单元2按预定协议的帧格式组帧后沿所述基带信号的传输路径传输至所述可移动终端。优选地，所述可移动终端为系留无人机5。具体地，在通信链路中，所述分级单元3通过线缆与相应的所述空中单元4通信连接，所述空中单元4将传输来的合路信号分路出所述控制信号并传输至所述系留无人机5；所述空中单元4中的所述第三帧处理模块42还用于通过相应的帧处理，使所述控制信号传输至所述系留无人机5。此外，所述分级单元3还可内置或外接电源，并通过线缆为相应的所述系留无人机5供电。由于本发明的分布式通信覆盖方法实现了信号的数字化传输，故所述基带信号和所述控制信号能够通过相应变频处理后方便地进行合路等处理。可选择地，以上提到的合路信号、基带信号和控制信号可分别通过线缆进行传输；也可以优选地公用光电复合缆进行传输。

所述上行信号一般指从天线45接收并传输至基站1的信号，当多个接收天线45对应一个或多个基站1时，形成多路的上行信号。本发明对上行信号的分布式通信覆盖方法的实施例中包括以下步骤：

步骤S21，将由不同天线45接收的至少两路射频信号分别调制为基带信号，并分别上行传输。

不同节点M中的空中单元4分别将其对应耦合的天线45所接收的至少两路射频信号通过第二射频模块44进行下变频处理转换为中频信号，再通过第二中频模块43进行下变频处理将所述中频信号调制为基带信号，以减少镜像频率干扰，实现上行信号的数字化，继而将所述基带信号进行合路并由第三帧处理模块42按预定协议的帧格式组帧后上行传输至所述节点M的分级单元3。优选地，所述组帧过程包括根据预定的帧格式设置所述基带信号的目标地址。

步骤S22，将当前节点M1上行传输来的第一基带信号与下一个节点M2上行传输来的第二基带信号进行合路后上行传输。

所述下一个节点M2的分级单元3b将空中单元4b传输来的基带信号通过所述第二帧处理模块32重新组帧后传输至当前节点M1。当前节点M1的分级单元3a将空中单元4a上行传输来的基带信号和所述下一个节点M2的分级单元3b上行传输来的基带信号通过第二帧处理模块32分别解帧后，进行合路并重新组帧，继而将得到的合路信号上行传输至地面单元2。优选地，所述解帧过程包括根据预定的帧格式获取所述信号。

步骤S23，将传输来的合路信号还原为射频信号，而后将所述还原后的射频信号进行分路并传输至对应的基站1以完成上行覆盖。

所述地面单元2通过第一帧处理模块23将传输来的所述合路信号解帧后，通过第一中频模块22进行上变频处理转换为中频信号，再通过第一射频模块21通过上变频处理将所述中频信号调制为射频信号，继而将得到的射频信号分路并利用滤波器和/或放大器进行滤波和/或放大处理后上行至对应的基站1，以完成上行覆盖。需要说明的是，当所述地面单元2分别与至少两个分级单元3通信连接时，所述地面单元2先将由所述至少两个分级单元3传输来的至少两路基带信号和/或合路信号进行合路后再通过第一中频模块22和第一射频模块21转换为射频信号，继而将得到的射频信号分路并上行至对应的基站1，以完成上行覆盖。

在此基础上，本发明的分布式通信覆盖方法的实施例中还可通过串联和/或并联增加所述节点M的级联个数，扩大通信覆盖面积。此时，各个节点M的上行信号的传输过程与前述过程同理。例如，当所述下一个节点M2还连接有另一个节点(未图示)时，所述下一个节点M2中的分级单元3b可将所述空中单元4b传输来的基带信号和所述另一个节点的分级单元3传输来的基带信号或合路信号进行合路后重新组帧，继而将得到的合路信号传输至所述当前节点M1，使得所述当前节点M1的分级单元3a将传输来的合路信号与所述当前节点M1的空中单元3b传输来的基带信号进行合路后传输至地面单元2并转换为射频信号，继而由所述地面单元2将得到的射频信号分路并上行至对应的基站1，以完成上行覆盖。本领域技术人员应当理解，本发明的实施例中，当所述多路上行的射频信号的目标地址对应的目标设备为同一个基站1时，上述分路操作可以省略。

为了进一步提高本发明的分布式通信覆盖方法的应急建设效率并扩大通信覆盖面积，所述合路信号还包括由搭载所述天线45的可移动终端发送的反馈信号。所述可移动终端与所述空中单元4通信连接，其将所述反馈信号传输至所述空中单元4按预定协议的帧格式组帧并沿所述基带信号的传输路径传输至所述控制单元6，实现所述可移动终端与所述控制单元6的通信。优选地，所述可移动终端为系留无人机5。具体地，在通信链路中，所述地面单元2中的所述第一帧处理模块23通过相应的帧处理，使所述反馈信号传输至所述控制单元6。由于本发明的分布式通信覆盖方法实现了信号的数字化传输，故所述基带信号和所述反馈信号能够在通过相应变频处理后方便地进行合路等处理。需要说明的是，以上提到的合路信号、基带信号和反馈信号可分别通过线缆进行传输；也可以优选地公用光电复合缆进行传输。

通过对本发明的分布式通信覆盖方法的揭示可以知晓，本发明的实施，能够拓展通信覆盖系统的适用范围，扩大通信覆盖面积并提升信号覆盖效果。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上对本发明所提供的分布式通信覆盖系统及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (34)

1.一种分布式通信覆盖系统，其特征在于，其包括地面单元、与所述地面单元串联和/或并联通信连接的至少两个分级单元、以及与所述分级单元通信连接的可移动的空中单元；

所述地面单元包括第一帧处理模块，用于使得下行信号被传输至分级单元，且上行信号被传输至对应的基站；

所述分级单元包括第二帧处理模块，用于使得下行信号被传输至空中单元和与该分级单元串联的下一级分级单元，且上行信号被传输至所述地面单元或与该分级单元串联的上一级分级单元，所述下行信号包括合路信号、所述空中单元对应的第一基带信号和所述下一级分级单元对应的第二基带信号，所述分级单元将传输来的合路信号分路出第一基带信号并且传输给所述空中单元，并将传输来的合路信号分路出第二基带信号并且下行传输至所述下一级分级单元；

所述下一级分级单元将所述第二基带信号还原为射频信号并传输至空中单元；

所述空中单元包括第三帧处理模块，用于使得下行信号通过天线实现下行覆盖，且上行信号被传输至所述分级单元

所述空中单元由系留无人机所搭载，以实现所述空中单元的悬停和/或移动。

2.根据权利要求1所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，还包括与所述地面单元通信连接的控制单元，用于通过传输控制信号实现对所述系留无人机的控制。

3.根据权利要求2所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述分级单元通过线缆与相应的所述空中单元通信连接；所述第三帧处理模块还用于通过相应的帧处理，使所述控制信号传输至所述系留无人机。

4.根据权利要求2所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述分级单元通过线缆为相应的所述系留无人机供电。

5.根据权利要求3或4所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述线缆为光电复合缆。

6.根据权利要求1所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述地面单元还包括：

第一射频模块，其对应于所述基站，用于实现射频信号和中频信号之间的转换；

第一中频模块，其与所述第一射频模块及所述第一帧处理模块连接，用于实现中频信号和基带信号之间的转换；

第一光接口模块，其与所述第一帧处理模块连接，用于实现电信号和光信号之间的转换。

7.根据权利要求1所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述分级单元还包括：

第二光接口模块，其与所述第二帧处理模块及所述地面单元或所述上一级分级单元连接，用于实现电信号和光信号之间的转换；

第三光接口模块，其与所述第二帧处理模块及所述空中单元和/或所述下一级分级单元连接，用于实现电信号和光信号之间的转换。

8.根据权利要求1所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述空中单元还包括：

第四光接口模块，其与所述第三帧处理模块及所述分级单元连接，用于实现电信号和光信号之间的转换；

第二中频模块，其与所述第三帧处理模块连接，用于实现中频信号和基带信号之间的转换；

第二射频模块，其与所述第二中频模块连接，用于实现射频信号和中频信号之间的转换。

9.根据权利要求1所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述地面单元与多制式基站耦合连接，所述基站的制式至少包括以下的一种或几种：集群通信、GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE和LTE-A。

10.根据权利要求1或9所述的分布式通信覆盖系统，其特征在于，所述地面单元与至少两个所述基站耦合连接。

11.一种分布式通信覆盖方法，其特征在于，应用于如权利要求1-10任一项所述的分布式通信覆盖系统，包括如下步骤：

将接收的至少两路射频信号进行合路后调制为基带信号，并将调制后的合路信号下行传输；

将传输来的合路信号分路出当前节点的第一基带信号并且继续下行传输；

在所述当前节点将所述第一基带信号还原为射频信号并通过相应的天线完成当前节点的下行覆盖。

12.根据权利要求11所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述合路信号还包含用于控制搭载所述天线的可移动终端的控制信号。

13.根据权利要求12所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述控制信号沿所述基带信号的传输路径传输至所述可移动终端。

14.根据权利要求13所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述可移动终端为系留无人机。

15.根据权利要求13所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述合路信号、基带信号和控制信号分别通过线缆进行传输。

16.根据权利要求15所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述合路信号、基带信号和控制信号共用光电复合缆进行传输。

17.根据权利要求16所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述控制信号通过变频处理后与所述基带信号共用光电复合缆进行传输。

18.根据权利要求11所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述射频信号调制为基带信号的过程包括：

通过下变频处理将所述射频信号调制为中频信号；

通过下变频处理将所述中频信号调制为基带信号。

19.根据权利要求11所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，经还原后的射频信号进行下行覆盖前还经过滤波处理和/或放大处理。

20.根据权利要求11所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述基带信号、和/或控制信号、和/或所述合路信号的传输过程包括：根据预定的帧格式设置所述信号的目标地址以完成组帧，和/或根据所述预定的帧格式获取所述信号以完成解帧。

21.根据权利要求11所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述基站为多制式基站，其制式至少包括以下的一种或几种：集群通信、GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE和LTE-A。

22.根据权利要求11所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，调制前的射频信号来源于至少两个基站。

23.一种分布式通信覆盖方法，其特征在于，应用于如权利要求1-10任一项所述的分布式通信覆盖系统，包括如下步骤：

将由不同天线接收的至少两路射频信号分别调制为基带信号，并分别上行传输；

将当前节点上行传输来的第一基带信号与下一个节点上行传输来的第二基带信号进行合路后上行传输；

将传输来的合路信号还原为射频信号，而后将还原后的射频信号进行分路并传输至对应的基站以完成上行覆盖。

24.根据权利要求23所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述合路信号还包括由搭载所述天线的可移动终端发送的反馈信号。

25.根据权利要求24所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述可移动终端为系留无人机。

26.根据权利要求24所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，在所述将传输来的合路信号进行分路之后，还包括以下步骤：

将分路后的反馈信号传输至用于控制所述可移动终端的控制单元。

27.根据权利要求26所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述合路信号、基带信号和反馈信号分别通过线缆进行传输。

28.根据权利要求26所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述合路信号、基带信号和反馈信号共用光电复合缆进行传输。

29.根据权利要求26所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述反馈信号通过变频处理后与所述基带信号共用光电复合缆进行传输。

30.根据权利要求23所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述射频信号调制为基带信号的过程包括：

通过下变频处理将所述射频信号调制为中频信号；

通过下变频处理将所述中频信号调制为基带信号。

31.根据权利要求23所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述基带信号、和/或反馈信号、和/或所述合路信号的传输过程包括：根据预定的帧格式设置所述信号的目标地址以完成组帧，和/或根据所述预定的帧格式获取所述信号以完成解帧。

32.根据权利要求23所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述还原后的射频信号进行上行覆盖前还经过滤波处理和/或放大处理。

33.根据权利要求23所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述基站为多制式基站，其制式至少包括以下的一种或几种：集群通信、GSM、WCDMA、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA、LTE和LTE-A。

34.根据权利要求23或33所述的分布式通信覆盖方法，其特征在于，所述基站至少有两个。