CN107547123A - 一种射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元，射频拉远单元根据本发明实施例提供的射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元，该射频拉远单元包括信号处理单元，信号处理单元包括至少两个电路板、中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块；中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块依次连接，并设置在至少两个电路板上，这些电路板至少部分面积重叠。采用本发明实施例中的射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元可以有效解现有技术中的RRU实现Massive MIMO存在的占用面积大，不方便部署和维护的问题；使得Massive MIMO占用面积减小，从而更方便部署和维护。

Description

一种射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元。

背景技术

移动通信处于高速发展阶段，各种类型的移动互联网业务，不断对容量提升提出更高的需求。从技术角度，提升容量主要是从三个方面考虑：更高的频谱效率、更多的小区、更宽的频谱。为了满足从提升频谱效率方面，Massive MIMO(Massive Multiple-InputMultiple-Output，大规模多输入多输出)是一种收益较大、技术可行性较高的技术方向。

现有传统射频拉远单元内部数字部分、射频部分、功放部分是一块大板来设计，所以为实现Massive MIMO，通信系统面积必会成倍增加，必然导致整机生产和工程安装的复杂。同时RRU的体积和重量也会成倍增加，对设备的部署和维护带来诸多限制，不利于广泛使用。

综上所述，采用现有技术中的RRU实现Massive MIMO存在占用面积大，不方便部署和维护的问题。

发明内容

本发明实施例提供的射频拉远单元和射频拉远单元矩阵系统，主要解决采用现有技术中的RRU实现Massive MIMO存在占用面积大，不方便部署和维护的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种射频拉远单元，包括：

包括信号处理单元；所述信号处理单元包括：至少两个电路板、中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块；

所述中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块依次连接；

所述中频模块、收发信机模块、功放模块、滤波模块设置在所述至少两个电路板上；

所述至少两个电路板至少部分面积重叠。

本发明实施例还提供一种大规模多输入多输出射频拉远单元，包括至少一个上述的射频拉远单元，各射频拉远单元横向或纵向拼接。

本发明的有益效果是：

根据本发明实施例提供的射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元，该射频拉远单元包括信号处理单元，信号处理单元包括至少两个电路板、中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块；中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块依次连接，并设置在至少两个电路板上，这些电路板至少部分面积重叠。采用本发明实施例中的射频拉远单元，实现Massive MIMO时，由于每个射频拉远单元的迎风面积减小，而且大多数情况下，每个电路板的厚度并不大，所以各电路板部分重叠的时候，并不会在很大程度上增加RRU的高度，但是在水平面积上可以大幅度减少平铺面积，这样一来，在定程度上也可以实现RRU体积的减小。综上，采用本发明实施例中的射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元可以有效解现有技术中的RRU实现Massive MIMO存在的占用面积大，不方便部署和维护的问题；使得Massive MIMO占用面积减小，从而更方便部署和维护。

附图说明

图1为本发明实施例一中的射频拉远单元的一结构示意图；

图2为本发明实施例一中的射频拉远单元的另一结构示意图；

图3为本发明实施例一中的射频拉远单元的另一结构示意图；

图4为本发明实施例一中的射频拉远单元内设置多个信号处理单元的结构示意图；

图5为本发明实施例二中射频拉远单元的结构示意图；

图6为本发明实施例二中的一种射频拉远单元的具体结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

实施例一：

为了解决现有技术中的射频拉远单元和大规模多输入多输出射频拉远单元可以有效解现有技术中的RRU实现Massive MIMO存在的占用面积大，不方便部署和维护的问题，该射频拉远单元包括：信号处理单元，信号处理单元包括至少两个电路板、中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块。中频模块、收发、收发信机模块、功放模块和滤波模块分别设置在各电路板上。各电路板至少部分重叠。

本实施例一种具体实施方式中，射频拉远单元1设置两块电路板，第一电路板和第二电路板，请参考图1，射频拉远单元1包括信号处理单元10，信号处理单元10包括第一电路板101和第二电路板102；中频模块和收发信机模块集成在第一电路板101上，功放模块和滤波模块102集成在第二电路板上。并且两块电路板平行放置，部分或完全重叠。相对于将所有模块集成于一块电路板上而言，面积基本减小一半。另外，本实施例中的RRU还包括电源模块，电源模块提供基站系统的所有电供应，电源模块可以设置在各电路板上，本实施例中，电源模块可以设置在第一电路板101或第二电路板102上。

请参考图2，第一电路板101上设置有射频集成插座1011，第二电路板102上设置有射频集成插座1021；在第一电路板101上设置电源集成插座1012，第二电路板102上设置有射频集成插座1022；在第一电路板101上设置数字插座1013，第二电路板102上设置有数字插座1023；然后在这些插座之间采用插座连接器，将第一电路板101和第二电路板102连接；通过数字插座1013和1023以及之间的插座连接器传输两单板之间的数字信号；通过射频集成插座1011和1021以及之间的插座连接器传输两单板之间的射频信号；通过电源插座1012和1022以及之间的插座连接器来实现电源供电。对于具体连接方式，也可以不采用上述方式，上述方式仅作为一种具体连接示例，并不对本发明的内容进行限制，例如，也可以采用线缆来实现各个电路板之间的连接，进行信号传输。射频集成插座1021和1022以及射频集成插座1011和1021内可以集成多个通道，例如，16通道，32通道等等；集成度越高对连接器的数量要求就越少，所以，在本实施例中对于具体集成度不做限定，可以根据具体需求灵活选择。

滤波模块可以是滤波器和天线连接，在实现基站上行接收信号时，天线将接收到的无线电信号转换成射频信号，然后经过第二电路板102上的滤波器处理后交给第二电路板102上的功放模块，进行功率放大等处理，然后将信号传输给第一单板101上的收发信机模块进行射频信号到中频信号的转换，并将转换后的中频信号发送给第一单板101上的中频模块，中频模块进行A/D(Analog/Digital，模拟/数字)转换，数字上下变频以及光传输的调制等等，然后将调制好的信号进行发送。

在实现基站的信号下行发射时，射频拉远单元(RRU)会连接BBU(BuildingBaseband Unit，基带处理单元)，RRU经光纤接口将信号传输至第一电路板101的中频模块，中频模块完成光传输的解调，数字上下变频，以及相应信号格式的转换，并将信号传输给第一电路板101的收发信机模块；第一电路板101的收发信机模块将中频信号转换成射频信号，并将其发送给第二电路板102的功放模块，第二电路板102的功放模块完成功放，或低噪放等等，然后将信号发送给第二电路板102的滤波器，滤波器进行滤波，并将信号发送给天线，天线将接收到的射频信号转换成无线电信号进行发射。

本实施例中的RRU可以单独工作在TDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)模式或FDD(Time Division Duplexing，时分双工)模式，也可以工作在TDD/FDD双模模式。

当然，设置两块电路板的时候，各个模块的集成方式并不限定于上述实施方式，例如，也可以是，中频模块和功放模块集成在第一电路板101上，滤波模块和功放模块集成在第二电路板102上，对于具体的设置方式，可以综合考虑RRU的通道，和RRU占用面积等因素根据具体情况相应设置。

在一种实施方式中，在RRU内部集成天线模块11，天线包括天线阵子及其馈电耦合网络，实现无线信号的发射、接收，以及校准通道信号的幅相数据采集，请参考图3，RRU的信号处理单元10和天线模块11进行连接，具体的，可以是通过信号处理单元内部的滤波模块与天线模块进行连接。其具体连接方式，可以参考第一电路板101和第二电路板102之间的连接方式；也采用互插连接器，配合射频集成插座的方式进行连接。天线模块11的具体实现形式，可以根据具体需求灵活设置，例如，针对不同模式、不同频段可以将天线11进行板块区分，每个板块负责不同的工作要求，天线11内部的阵子数目、类型可相同或不同。现有技术中都采用RRU和天线分开设置，RRU和天线之间需要使用大量的馈线进行连接，当RRU的通道较多的时候，需要采用大量的馈线进行二者之间的连接，线路容易复杂混乱，不方便维护。将天线模块集成在RRU内部，天线模块11和处理单元直接进行连接，采用互插连接器，使得连接更为方面简单。

RRU还包括壳体13，该壳体13用于容置各电路板，本实施例中，第一电路板101固定在壳体13的底面上，第二电路板102固定在壳体13的侧面。本实施例中对互插连接器的具体形状、间距、材质、集成度等不做具体限制，可根据需要设计。在壳体13上设置有用于帮助散热的散热齿131，散热齿的具体形状、间距和材质等可以根据具体需求灵活选择。

RRU还包括天线罩14，为了防止雨水进入而导致模块部件损坏，该天线罩14需保证系统的气密性。为了方便密封，可以在壳体13的外部侧壁上设置凹槽，并在天线罩14内部设置与上述凹槽相配合的凸起；或者在壳体13的外部侧壁上设置凸起，在天线罩14内部设置与上述凸起相配合的凹槽。为保证系统的气密性，也可以在壳体13和天线罩14上设置密封条。为了装配的方便，还可以在壳体13和天线罩14上分别设置定位孔和定位柱，定位孔和定位柱互相配合，使装配时，能更简单的实现相互间的精确定位。对于定位孔和定位柱的具体形式，根据实际使用情况灵活选择。

在本实施的一种具体实施方式中，还可以在一个RRU内设置多个信号处理单元，请参考图4，射频拉远单元3包括信号处理单元10，还包括信号处理单元20、信号处理单元30和信号处理单元40；其中，信号处理单元20，信号处理单元30和信号处理单元40和信号处理单元10具有相同的结构和功能模块。各个信号处理单元横向或纵向拼接在一起，采用这种方式，可以使所有的信号处理单元，都封装在同一壳体内。从而减小设备体积和重量。各个信号处理单元的滤波模块分别和天线模块连接，由各信号处理单元可以组大规模的RRU。例如，一个信号处理单元可能可以提供64通道，当部署多个相同或不同通道数的信号处理单元，可以使得整个RRU具有大量的通道数量，从而提升频谱效率满足更大容量。

在本实施例一种具体实施方式中，当设置多个信号处理单元时，各个信号处理单元还设置有同步校准接口，用于实现各信号处理单元拼接时的同步和校准，各信号处理单元通过同步校准接口连接同一个校准合路器，校准同步器将校准同步信号合路后输出。可以从各个信号处理单元中，选择一个信号处理单元进行输入校准同步信号；其他的信号处理单元来输出校准同步信号。

采用本实施例中的RRU，首先，为RRU设置至少两个电路板，并将中频模块、收发信机模块、功放模块、滤波模块设置在这些电路板上相对于现有技术中的仅使用一块电路板完成各模块设置相比，可以有效减少RRU的迎风面积，也能从一定程度上减小体积；其次，将天线模块集成在RRU内部，可以减小射频馈线的使用，使连接更简洁，避免了使用大量的馈线，相对于将RRU和天线模块分开设置的方式，也减小了设置体积，而且使用起来更加方便，现有技术中通常将二者固定在抱杆上(因为考虑到二者之间需要采用会先进行连接)，将天线模块集成在RRU内部，可以根据需求灵活安装RRU；另外，在同一个RRU内可以设置多个信号处理单元，各信号处理单元横向或纵向的拼接在一起，相较于直接使用现有技术中的多个RRU来实现多通道的方式而言，又进一步的减小了设备的安装面积和设备的体积。

实施例二：

本实施例提供射频拉远单元1中信号处理单元10的电路板与中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块的另外的设置方式，请参考图5，该信号处理单元10设置有三个电路板，分别为：第三电路板103，第四电路板104和第五电路板105。

中频模块和所述收发信机设置在第三电路板103上；功放模块设置在第四电路板104上；滤波模块设置在第五电路板上105上。

在实现基站的信号下行发射时，射频拉远单元会连接BBU，RRU经光纤接口将信号传输至第三电路板103的中频模块，中频模块完成光传输的解调，数字上下变频，以及相应信号格式的转换，并将信号传输给第三电路板103的收发信机模块；第三电路板103的收发信机模块将中频信号转换成射频信号，并将其发送给第四电路板104的功放模块，第四电路板104的功放模块完成功放，或低噪放等等，然后将信号发送给第五电路板105的滤波器，滤波器进行滤波，并将信号发送给天线，天线将接收到的射频信号转换成无线电信号进行发射。

本实施例中的RRU可以单独工作在TDD模式或FDD模式，也可以工作在TDD/FDD双模模式。

各个模块的集成方式并不限定于上述实施方式，例如，也可以是，中频模块和功放模块集成在第三电路板103上，功放模块集成在第四电路板104上，滤波模块集成在第五电路板105上；对于具体的设置方式，可以综合考虑RRU的通道，和RRU占用面积等因素根据具体情况相应设置。

在本实施例中，也可以为信号处理单元设置四个电路板，各电路板分别设置各个模块，对于其具体设置方式，以及工作过程与上述设置三个电路板类似。

为先后处理单元设置三个或四个电路板时，各个电路板之间的连接方式可以参考实施例一中第一电路板和第二电路板之间的连接方式。

采用本实施例中的射频拉远单元的结构，为RRU设置三个或四个电路板，可以更进一步地减小射频拉远单元的占用面积。

请参考图6，为本实施例中的射频拉远单元的一具体示例，射频拉远单元包括三个电路板分别是电路板601、电路板602和电路板603；在电路板601上设置滤波器模块；在电路板602上设置功放模块，在电路板603上设置中频模块、收发信机模块和电源模块。另外，该射频拉远单元还包括天线模块604，在天线模块604和电路板601上都设置有射频集成插座，射频集成插座的集成度为16通道，集成插座之间使用连接器6014进行连接，从而使得天线模块604能和电路板601上的滤波模块进行信号交互。在电路板601上还设置有用于和电路板602连接通信的集成插座，电路板602也设置有相应的插座，二者通过连接器6012连接。在电路板602上还设置有用于和电路板603连接通信的集成插座，包括射频集成插座，数字插座，以及电源插座；各个插座都是用连接器6023进行连接。另外，在一种具体实施例中，考虑到中频模块、收发信机模块和电源模块在工作时可能会产生大量的热，所以在单板603的外壳上设置有散热齿6031。另外射频拉远单元还设置有天线罩605，以及壳体606该壳体连接606设置在电路板603的外部，并且在壳体606上也设置有散热齿6061。

实施例三：

本实施例提供一种大规模多输入多输出射频拉远单元，该大规模多输入多输出射频拉远单元可以包括实施例一或实施例二中的射频拉远单元，在具体实现时，可能存在这样的状况，射频拉远单元内的信号处理单元只包括两个电路板的情况，大规模多输入多输出射频拉远单元就不能进行输入输出信号的校准。所以，在本实施例的一种具体实施方式中，针对这种情况也会为每个射频拉远单元设置校准接口，用于实现各射频拉远单元拼接时的同步和校准，各射频拉远单元通过同步校准接口连接同一个校准合路器，校准同步器将校准同步信号合路后输出。可以从各射频拉远单元中，选择一个射频拉远单元进行输入校准同步信号；其他的射频拉远单元来输出校准同步信号。

采用本实施例中的大规模多输入多输出射频拉远单元，针对不同场景，在横向和纵向可以进行扩展，实现不同的Massive MIMO阵列，适应不同的应用场景，满足不用的业务需求。并且体积紧凑，单个射频拉远单元的体积重量适合工程施工和维护。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频拉远单元，其特征在于，包括信号处理单元；所述信号处理单元包括：至少两个电路板、中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块；

所述中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块依次连接；

所述中频模块、收发信机模块、功放模块、滤波模块设置在所述至少两个电路板上；

所述至少两个电路板至少部分面积重叠。

2.如权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，包括两个电路板，所述中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块分别设置在所述两个电路板上。

3.如权利要求2所述的射频拉远单元，其特征在于，所述两个电路板分别为第一电路板和第二电路板；所述中频模块和所述收发信机模块设置在所述第一电路板上；所述功放模块和滤波模块设置在所述第二电路板上。

4.如权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，包括三个电路板，所述中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块分别设置在所述三个电路板上。

5.如权利要求4所述的射频拉远单元，其特征在于，所述三个电路板分别为第三电路板、第四电路板和第五电路板；所述中频模块和所述收发信机设置在所述第三电路板上；所述功放模块设置在所述第四电路板上；所述滤波模块设置在所述第五电路板上。

6.如权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，包括四个电路板，所述中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块分别设置在所述四个电路板上。

7.如权利要求1-6任意一项所述的射频拉远单元，其特征在于，还包括天线模块，所述天线模块和所述信号处理单元连接。

8.如权利要求7所述的射频拉远单元，其特征在于，所述射频拉远单元包括至少一个所述信号处理单元；各所述信号处理单元横向或纵向拼接；各所述信号处理单元的滤波模块分别和所述天线模块连接。

9.如权利要求8所述的射频拉远单元，其特征在于，还包括壳体，各单板固定在所述壳体内。

10.一种大规模多输入多输出射频拉远单元，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-9任意一项所述射频拉远单元；各射频拉远单元横向或纵向拼接。