CN108377503B - 信号覆盖装置、信号覆盖系统以及现场部署方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信号覆盖装置、信号覆盖系统以及现场部署方法。该装置包括：上行链路，第一射频端接收上行信号，上行功率放大单元对上行信号进行功率放大处理，上行增益控制单元根据接收到的上行信号的增益大小以及预先设置的上行增益控制策略，输出第一增益范围的上行射频信号，由第二射频端对上行射频信号进行射频输出；下行链路，第二射频端接收下行信号，下行功率放大单元对下行信号进行功率放大处理，下行增益控制单元根据接收到的下行信号的增益大小以及预先设置的下行增益控制策略，输出第二增益范围中的下行射频信号，由第一射频端对下行射频信号进行射频输出。本发明通过自适应调节信号的增益放大，使室内信号覆盖简单。

Description

信号覆盖装置、信号覆盖系统以及现场部署方法

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种信号覆盖装置、信号覆盖系统以及现场部署方法。

背景技术

在电力信息采集系统中，集中器一般安装在室内场所，室内场所一般是通讯信号覆盖的盲区，若要实现集中器与电力信息采集系统的无线通讯，必须要通过信号覆盖，以增强信号的强度。一般而言，会采用传统的室内微型直放站实现对信号的覆盖，然而，在实际工程中，室内微型直放站对安装环境的要求高，其室外天线必须安装在室外信号较强处，从而提高室内信号覆盖安装的难度，增加安装成本。

发明内容

基于此，有必要针对室内信号覆盖困难问题，提供一种信号覆盖装置、信号覆盖系统以及现场部署方法。

一种信号覆盖装置，包括：

上行链路，所述上行链路中，第一射频端接收上行信号，上行功率放大单元对所述上行信号进行功率放大处理，所述上行功率放大单元将处理后上行信号发送至上行增益控制单元；上行增益控制单元根据接收到的上行信号的增益大小以及预先设置的上行增益控制策略，输出第一增益范围的上行射频信号，由第二射频端对所述上行射频信号进行射频输出；

下行链路，所述下行链路中，第二射频端接收下行信号，下行功率放大单元对下行信号进行功率放大处理，所述下行功率放大单元将处理后的下行信号发送至下行增益控制单元；下行增益控制单元根据接收到的下行信号的增益大小以及预先设置的下行增益控制策略，输出第二增益范围中的下行射频信号，由第一射频端对所述下行射频信号进行射频输出。

上述信号覆盖装置，包括上行链路和下行链路，上行链路将接收到的上行信号通过自适应增益放大，输出上行射频信号，同样下行链路将接收到的下行信号通过自适应增益放大，输出下行射频信号，在自适应增益放大部分，通过设功率放大单元和增益控制单元，可以输出增益范围内的射频信号。从而在部署信号覆盖装置时，本发明实施例可以在信号较弱的环境下进行部署，从而降低室内信号覆盖的成本。

在其中一个实施例中，还包括MCU主控单元；所述上行链路中，MCU主控单元接收上行信号，根据上行信号的信号强度生成上行增益控制策略，所述上行增益控制单元根据所述上行增益控制策略对应设置针对上行信号的增益放大倍数；所述下行链路中，MCU主控单元接收下行信号，根据下行信号的信号强度生成下行增益控制策略，所述下行增益控制单元根据所述下行增益控制策略对应设置针对下行信号的增益放大倍数。

在其中一个实施例中，还包括供电接口；所述供电接口包括复用模块和转换模块；所述复用模块的输入端连接所述转换模块的输出端，所述转换模块的输入端用于连接供电电源；所述复用模块的输出端连接上行链路的输入端或下行链路的输出端。

在其中一个实施例中，所述转换模块包括：交-直转换模块或直-直转换模块。

在其中一个实施例中，所述上行功率放大单元包括：上行低噪放大器；所述下行功率放大单元包括：下行低噪放大器。

在其中一个实施例中，所述上行增益控制单元包括：上行自动电平控制模块和上行前置放大模块；所述下行增益控制单元包括：下行自动电平控制模块和下行前置放大模块；所述MCU主控单元分别连接所述上行自动电平控制模块和所述下行自动电平控制模块。

在其中一个实施例中，还包括：有源滤波单元和带阻滤波单元；

所述上行链路中，所述带阻滤波单元的输入端连接所述上行功率放大单元的输出端，所述带阻滤波单元的输出端连接所述上行增益控制单元；所述上行增益控制单元的输出端连接所述有源滤波单元的输入端，所述有源滤波单元的输出端输出上行发射信号；所述下行链路中，所述带阻滤波单元的输入端连接所述下行功率放大单元的输出端，所述带阻滤波单元的输出端连接所述下行增益控制单元；所述下行增益控制单元的输出端连接所述有源滤波单元的输入端，所述有源滤波单元的输出端输出下行发射信号。

一种信号覆盖系统，包括多个上述的信号覆盖装置；所述信号覆盖装置之间通过第一射频端与第二射频端串联的方式连接。

上述信号覆盖系统，通过多个信号覆盖装置的级联，在信号覆盖时，更加方便对区域信号覆盖，以及降低信号覆盖的难度。

一种上述信号覆盖系统的现场部署方法，包括：

根据现场楼层信息和信号穿透损耗，建立信号传播模型；

根据所述信号传播模型，得到信号覆盖系统中任意两个信号覆盖装置的最大安装距离；

根据所述最大安装距离现场部署所述任意两个信号覆盖装置，以此得到所述信号覆盖系统的部署信息。

上述信号覆盖系统的现场部署方法，通过计算出两个信号覆盖装置的最大安装距离，在信号覆盖装置的安装时，可以根据安装距离的引导，安装信号覆盖装置，以满足该区域信号覆盖的要求。

附图说明

图1为一实施例中信号覆盖装置示意性结构图；

图2为另一实施例中信号覆盖装置示意性结构图；

图3为一实施例中信号覆盖系统的示意性流程图；

图4为另一实施例中信号覆盖系统的示意性流程图；

图5为再一实施例中信号覆盖系统的示意性流程图；

图6为一实施例中信号覆盖系统的现场部署方法的示意性流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明实施例的技术方案，进行清楚和完整的描述。

图1为一实施例中信号覆盖装置示意性结构图，如图1所示，该信号覆盖装置包括上行链路100和下行链路200，在上行链路中，第一射频端301接收上行信号，上行功率放大单元101对上行信号进行功率放大处理，上行功率放大单元101将处理后的上行信号发送至上行增益控制单元102，上行增益控制单元102根据接收到的上行信号的增益大小以及预先设置的上行增益控制策略，输出第一增益范围的上行射频信号，由第二射频端302对上行射频信号进行射频输出。在下行链路中，第二射频端302接收下行信号，下行功率放大单元201对下行信号进行功率放大处理，下行功率放大单元201将处理后的下行信号发送至下行增益控制单元202，下行增益控制单元202根据接收到的下行信号的增益大小以及预先设置的下行增益控制策略，输出第二增益范围的下行射频信号，有第一射频端301对下行射频信号进行射频输出。

上述信号覆盖装置，包括上行链路和下行链路，上行链路将接收到的上行信号通过自适应增益放大，输出上行射频信号，同样下行链路将接收到的下行信号通过自适应增益放大，输出下行射频信号，在自适应增益放大部分，通过设功率放大单元和增益控制单元，可以输出增益范围内的射频信号。从而在部署信号覆盖装置时，本发明实施例可以在信号较弱的环境下进行部署，从而降低室内信号覆盖的成本。

在一实施例中，信号覆盖装置可以运用与电力系统中，作为电力信息采集系统与集中器进行无线通讯的中继，因此，上行链路是集中器中的信号传输到电力信息采集系统的通讯链路，下行链路是电力信息采集系统的信号传输到集中器中的通讯链路，对于集中器的信号传输到信号覆盖装置中，既可以通过无线传输的方式，即第一射频端包括一个发射天线，通过发射天线接收集中器中的信号，也可以通过有线的方式，通过馈线将第一射频端连接集中器，从而实现集中器中信号从第二射频端进行射频输出。

在一实施例中，还包括MCU主控单元，MCU主控单元是上行增益控制单元和下行增益控制单元控制的核心部分，MCU主控单元实时监控上行链路和下行链路。在上行链路中，MCU主控单元接收上行信号，根据上行信号的信号强度生成上行增益控制策略，上行增益控制单元根据上行增益控制策略对应设置针对上行信号的增益放大倍数，在下行链路中，MCU主控单元接收下行信号，根据下行信号的信号强度生成下行增益控制策略，下行增益控制单元根据述下行增益控制策略对应设置针对下行信号的增益放大倍数。

本实施例中的增益控制策略，可以通过在MCU主控单元中写入AGC控制的代码，因此在监控到上行信号或者下行信号时，可以自适应选择增益放大倍数，从而使本实施例的信号覆盖装置可以适应多种信号强度的环境。

在另一实施例中，上行增益控制策略和下行增益控制策略不同，通过各自链路的增益控制策略，使下行射频信号的增益比上行射频信号的增益高9-11dB，从而，下行射频信号的功率比上行射频信号的功率高4-6Bm，从而降低对信号覆盖装置安装技术的要求。

在一实施例中，信号覆盖装置还包括供电接口，供电接口由复用模块和转换模块组成，复用模块的输入端连接转换模块的输出端，转换模块的输入端用于连接供电电源，复用模块的输出端连接上行链路的输入端或者下行链路的输出端。

本实施例中，供电接口主要用于为信号覆盖装置进行供电，通过复用模块，可以将射频信号与供电共用射频电缆，从而使本实施例的信号覆盖装置实现馈电一体化设计，从而在现场安装以及工程实施上非常简单有效。

在另一实施例中，转换模块可以是交-直转换模块，交-直转换模块可以将交流电信号转换为直流电信号，从而供电接口可以连接工频电压，或其他交流电。转换模块也可以是直-直转换模块，直-直转换模块可以将直流电信号通过升压或者降压的方式转化为另一电压的直流电信号，例如该信号覆盖装置需要2.8V的直流电，那么供电接口可以接入5V的直流电信号，然后通过直-直转换模块将5V的直流电信号转化为2.8V的直流电信号，5V的直流电可以通过干电池、充电电池、充电宝等提供。

本实施例中，通过供电接口可以连接多种形式的电源，在方便提供工频电压的场合可以通过工频电压供电，在没有工频电压的场合，可以通过充电宝的电池供电，从而方便了本实施例信号覆盖装置的安装，减小安装成本。

在一实施例中，上行功率放大单元包括上行低噪放大器，下行功率放大单元包括下行低噪放大器，本实施例中，通过低噪放大器，一方面可以实现对上行信号或下行信号的功率放大，另一方面，信号覆盖装置的自激问题是干扰信号覆盖装置工作的一个问题，通过低噪放大器，可以控制低噪放大，从而降低对通讯链路的干扰，保证产品的不自激。

可选的，低噪放大器可以选择MGA-634P8型号的超低噪放大器。

在一实施例中，上行增益控制单元包括上行自动电平控制模块和上行前置放大模块；下行增益控制单元包括：下行自动电平控制模块和下行前置放大模块；上行前置放大模块接收放大处理后的上行信号，上行自动电平控制模块通过采集上行前置放大模块中的上行信号增益，从而对上行信号的增益大小进行处理，可以输出上行射频信号。同样的，下行前置放大模块接收放大处理后的下行信号，下行自动电平控制模块通过采集下行前置放大模块中的下行信号增益，从而对下行信号的增益大小进行处理，可以输出下行射频信号。

本实施例中，MCU主控单元还连接上行自动电平控制模块和下行自动电平控制模块。上行自动电平控制模块可以接收上行增益控制策略，从而对上行信号的增益进行针对性调整，同样的下行自动电平控制模块可以接收下行增益控制策略，从而对下行信号的增益进行针对性调整。

在一实施例中，信号覆盖装置还包括多个有源滤波单元和多个带阻滤波单元，在上行链路中，带阻滤波单元的输入端连接上行功率放大单元的输出端，所述带阻滤波单元的输出端连接上行增益控制单元；上行增益控制单元的输出端连接有源滤波单元的输入端，有源滤波单元的输出端输出上行发射信号；在下行链路中，带阻滤波单元的输入端连接下行功率放大单元的输出端，带阻滤波单元的输出端连接下行增益控制单元；下行增益控制单元的输出端连接有源滤波单元的输入端，有源滤波单元的输出端输出下行发射信号。

本实施例中，值得说明的是，上行链路和下行链路中的有源滤波单元和带阻滤波单元均由不同元件实现，以对输入的信号进行滤波处理。

在一实施例中，信号覆盖装置还包括两个双工器，其中一个所述双工器的两个TX接口分别连接上行链路的输入端和下行链路的输出端，ANT接口连接第一射频端；另一个所述双工器的两个TX接口分别连接下行链路的输入端和上行链路的输出端，ANT接口连接第二射频端。值得说明的是，上行链路的输入端为上行功率放大单元的输入端，下行链路的输出端为下行增益控制单元的输出端，上行链路的输出端为上行增益控制单元的输出端，下行链路的输入端为下行功率放大单元的输入端。

以下以一具体实施例，进行说明。

如图2所述，信号覆盖装置包括上行链路和下行链路，上行链路和下行链路通过两个双工器进行连接，双工器的ANT接口均连接射频天线，射频天线分为重发天线和施主天线，施主天线一般安装在室外，用于接收电力信息采集系统的无线信号或者以无线信号形式发送集中器外发的信号，重发天线一般安装在室内，用于接收集中器的无线信号或者以无线信号形式发送电力信息采集系统的信号。至于上行信号或者下行信号的自适应增益，主要是通过MCU单元作为智能监控单元，用于监控上行信号或者下行信号的增益大小，然后将处理结果发送给上行增益控制单元或者下行增益控制单元，以此实现上行信号或者下行信号的增益自适应控制。同时上行功率放大单元和下行功率放大单元均采用低噪放大器，用于解决信号间自激的问题。

在解决产品自激的问题上，还提供一种信号覆盖装置安装时安装参数，详见表1：

表1

由表1可知，若施主天线处的信号强度低，可以通过减小馈线长度，从而避免产品的自激现象。

本实施例中的信号覆盖装置，还包括供电部分，供电部分的供电接口包括DC/RF复用模块和DC/DC转换模块，DC/RF复用模块可以实现射频信号和供电信号共用射频电缆，从而实现信号覆盖装置的馈电一体化设计。

在一实施例中，基于以上信号覆盖装置实施例的描述，还提供一种信号覆盖系统，如图3所示，该信号覆盖提供是以上述实施例中信号覆盖装置为基础，该信号覆盖信息可以包括多台信号覆盖装置，信号覆盖装置间可以通过第一射频端和第二射频端串接的方式连接。

本实施例的技术方案，可以用一个信号覆盖装置不能满足信号覆盖的区域，实现信号的大范围覆盖。

在一实施例中，两个信号覆盖装置还可以通过图4、图5的方式进行连接，从而节省硬件成本。

基于以上信号覆盖系统，还提供一种信号覆盖系统的现场部署方法，如图6所示，该方法包括以下步骤：

S601，根据现场楼层信息和信号穿透损耗，建立信号传播模型；

本步骤中，楼层信息包括两个信号覆盖装置之间的楼层、遮挡的墙体，信号穿透损耗可以是信号穿透墙面时的损耗。

S602，根据所述信号传播模型，得到信号覆盖系统中任意互连的两个信号覆盖装置的最大安装距离。

S603，根据所述最大安装距离现场部署所述任意互连的两个信号覆盖装置，以此得到所述信号覆盖系统的部署信息。

上述信号覆盖系统的现场部署方法，在现场部署信号覆盖系统时，可以根据现场的实际情况，建立信号传播模型，求得信号覆盖系统中任意互连的两个连接的信号覆盖装置的最大安装距离，从而得到信号覆盖系统的部署信号，本实施例，极大的简化信号覆盖系统安装部署时，要进行调试的过程，降低安装难度。

在一实施例中，信号传播模型可以是：

L＝20logf+Nlogd+kn-28

其中，L表示信号总的传播损耗，f表示信号的频率，N表示距离损耗系数值，d表示两个信号覆盖装置之间的距离，k表示每层楼的穿透损耗，n表示量个信号覆盖装置之间的楼层数。

因此，根据获取得到的楼层信息以及穿透损耗，在总的传播损耗小于某个定值时，就可以得到两个信号覆盖装置之间的最大距离。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种信号覆盖装置，其特征在于，包括：

上行链路，所述上行链路中，第一射频端接收上行信号，上行功率放大单元对所述上行信号进行功率放大处理，所述上行功率放大单元将处理后上行信号发送至上行增益控制单元；上行增益控制单元根据接收到的上行信号的增益大小以及预先设置的上行增益控制策略，对应设置针对所述上行信号的增益放大倍数，并输出第一增益范围的上行射频信号，由第二射频端对所述上行射频信号进行射频输出；

下行链路，所述下行链路中，第二射频端接收下行信号，下行功率放大单元对下行信号进行功率放大处理，所述下行功率放大单元将处理后的下行信号发送至下行增益控制单元；下行增益控制单元根据接收到的下行信号的增益大小以及预先设置的下行增益控制策略，对应设置针对所述下行信号的增益放大倍数，并输出第二增益范围中的下行射频信号，由第一射频端对所述下行射频信号进行射频输出；

所述信号覆盖装置还包括MCU主控单元；

所述上行链路中，MCU主控单元接收上行信号，根据上行信号的信号强度生成上行增益控制策略，所述上行增益控制单元根据所述上行增益控制策略对应设置针对上行信号的增益放大倍数；

所述下行链路中，MCU主控单元接收下行信号，根据下行信号的信号强度生成下行增益控制策略，所述下行增益控制单元根据所述下行增益控制策略对应设置针对下行信号的增益放大倍数；

其中，所述上行增益控制策略和所述下行增益控制策略不同，以使所述下行射频信号的增益比所述上行射频信号的增益高，从而所述下行射频信号的功率比所述上行射频信号的功率高。

2.根据权利要求1所述的信号覆盖装置，其特征在于，还包括供电接口；

所述供电接口包括复用模块和转换模块；

所述复用模块的输入端连接所述转换模块的输出端，所述转换模块的输入端用于连接供电电源；

所述复用模块的输出端连接上行链路的输入端或下行链路的输出端。

3.根据权利要求2所述的信号覆盖装置，其特征在于，所述转换模块包括：交-直转换模块或直-直转换模块。

4.根据权利要求1所述的信号覆盖装置，其特征在于，所述上行功率放大单元包括：上行低噪放大器；所述下行功率放大单元包括：下行低噪放大器。

5.根据权利要求1所述的信号覆盖装置，其特征在于，所述上行增益控制单元包括：上行自动电平控制模块和上行前置放大模块；所述下行增益控制单元包括：下行自动电平控制模块和下行前置放大模块；

所述MCU主控单元分别连接所述上行自动电平控制模块和所述下行自动电平控制模块。

6.根据权利要求1至5任一项所述的信号覆盖装置，其特征在于，还包括：有源滤波单元和带阻滤波单元；

所述上行链路中，所述带阻滤波单元的输入端连接所述上行功率放大单元的输出端，所述带阻滤波单元的输出端连接所述上行增益控制单元；所述上行增益控制单元的输出端连接所述有源滤波单元的输入端，所述有源滤波单元的输出端输出上行发射信号；

所述下行链路中，所述带阻滤波单元的输入端连接所述下行功率放大单元的输出端，所述带阻滤波单元的输出端连接所述下行增益控制单元；所述下行增益控制单元的输出端连接所述有源滤波单元的输入端，所述有源滤波单元的输出端输出下行发射信号。

7.根据权利要求1至5任一项所述的信号覆盖装置，其特征在于，包括两个双工器；

其中一个所述双工器的两个TX接口分别连接上行链路的输入端和下行链路的输出端，ANT接口连接第一射频端；

另一个所述双工器的两个TX接口分别连接下行链路的输入端和上行链路的输出端，ANT接口连接第二射频端。

8.根据权利要求1所述的信号覆盖装置，其特征在于，所述上行功率放大单元和所述下行功率放大单元均采用低噪放大器；

所述信号覆盖装置还包括射频天线，所述上行链路和所述下行链路通过双工器连接射频天线；所述射频天线包括施主天线，若所述施主天线处的信号强度低，则减小所述施主天线到所述低噪放大器的馈线长度，以避免自激现象。

9.一种信号覆盖系统，其特征在于，包括多个如权利要求1至8任一项所述的信号覆盖装置；

所述信号覆盖装置之间通过第一射频端与第二射频端串联的方式连接。

10.一种根据权利要求9所述的信号覆盖系统的现场部署方法，其特征在于，包括：

根据现场楼层信息和信号穿透损耗，建立信号传播模型；

根据所述信号传播模型，得到信号覆盖系统中任意互连两个信号覆盖装置的最大安装距离；

根据所述最大安装距离现场部署所述任意互连的两个信号覆盖装置，以此得到所述信号覆盖系统的部署信息。