CN110417452B - 共建共享的5g数字室分系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种共建共享的5G数字室分系统，包括：DP子系统，用于接收终端发送的上行视射频信号，以及将上行射频信号转换为第一上行基带数字信号，并发送至Hub子系统；DP子系统的上行射频链路包括：依次连接的天线、上行放大器和上行FPGA；Hub子系统，与DP子系统连接，用于将第一上行基带数字信号转换为第二上行基带数字信号，并发送至AU子系统；AU子系统，与Hub子系统连接，用于对第二上行基带数字信号进行解析，获得上行基带信号，并发送至GW子系统；GW子系统，与AU子系统连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于确定上行基带信号对应的目标核心网，并将上行基带信号发送给目标核心网。采用本共建共享的5G数字室分系统能够实现多运营商的共建共享，降低部署难度和成本。

Description

共建共享的5G数字室分系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种共建共享的5G数字室分系统。

背景技术

随着3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)R15版本(Phase1，第一阶段)在2017年底成功冻结，5G(第五代移动通信技术)的脚步已逐渐临近。由于5G具有eMBB(Enhance Mobile Broadband，增强移动宽带)、mMTC(massive MachineType of Communication，海量机器类通信)和URLLC(Ultra Reliable&Low LatencyCommunication，低时延、高可靠通信)三大场景，包含云VR(Virtual Reality，虚拟现实)/AR(Augmented Reality，增强现实)、车联网、智能制造、智慧能源、无线医疗、无线家庭娱乐、联网无人机等应用，5G时代，有70％的业务都会发生在室内。随时随地100Mbps将成为5G室内覆盖的普遍要求，室内场景的容量密度也将在未来5年内增长8倍之多。由此，高频C-band(3.7-4.2GHz)及4T4R(4发4收)多天线技术将成为提升室内5G用户体验的关键手段和技术。

传统的室内覆盖解决方案在面向5G演进时遇到了巨大的瓶颈。例如DAS(Distributed Antenna System，分布式天线系统)，5G高频带来的馈线损耗以及空间传播损耗需要通过增加更多头端部署点位或将RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)信源拉远来弥补，基本无法执行。为了支持4T4R，需要在现有1T1R的系统上端到端新增3倍馈线和器件，工程上无法实现，性能也无法保障。运营商必须改变传统的DAS建网方式，采用新型室分方案，实现数字化建网。

相比4G网络，5G网络的建设成本更高，国内三大运营商5G建网主体投资可能达到1.23万亿元，较4G时期投资增长68％。因此，亟需一种低成本的共建共享的5G数字室分系统。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种低成本的共建共享的5G数字室分系统。

第一方面，一种共建共享的5G数字室分系统，所述系统包括：

DP子系统，用于接收终端发送的上行射频信号，以及将所述上行射频信号转换为第一上行基带数字信号，并发送至Hub子系统；其中，所述DP子系统的上行射频链路包括：依次连接的天线、上行放大器和上行FPGA；所述天线用于接收终端发送的上行射频信号；所述上行放大器用于对所述上行射频信号进行放大处理；所述上行FPGA用于将放大处理后的上行射频信号转换为所述第一上行基带数字信号；

所述Hub子系统，与至少一个所述DP子系统连接，用于将所述第一上行基带数字信号转换为第二上行基带数字信号，并发送至AU子系统；其中，所述第一上行基带数字信号的传输速度低于所述第二上行基带数字信号的传输速度；

所述AU子系统，与至少一个所述Hub子系统连接，用于对所述第二上行基带数字信号进行解析，获得上行基带信号，并发送至GW子系统；

所述GW子系统，与至少一个所述AU子系统连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于确定所述上行基带信号对应的目标核心网，并将所述上行基带信号发送给所述目标核心网。

在其中一个实施例中，所述GW子系统用于解析所述上行基带信号，得到目标运营商的标识和目标互联网协议IP地址；以及从所述目标运营商的多个核心网中，确定所述目标IP地址对应的目标核心网。

在其中一个实施例中，所述GW子系统还用于当核心网出现异常时，将异常核心网的业务割接到与所述异常核心网同运营商的其它核心网。

在其中一个实施例中，所述核心网出现异常，包括：所述核心网故障；或，所述核心网的当前负荷大于预设负荷。

在其中一个实施例中，所述GW子系统还用于多个运营商的核心网之间的中继。

在其中一个实施例中，所述Hub子系统包括：依次连接的OAM、第一下行FIFO和第一FPGA；所述DP子系统包括：依次连接的第二FPGA、第二下行FIFO和DP控制器，所述第二FPGA与所述第一FPGA连接；

所述OAM用于通过所述第一下行FIFO向所述第一FPGA发送下行数据；

所述第一FPGA用于根据预设帧格式将所述下行数据封装为下行帧，发送给所述第二FPGA；

所述第二FPGA用于接收所述下行帧，并通过所述第二下行FIFO发送给所述DP控制器；

所述DP控制器，用于根据所述预设帧格式解析所述下行帧得到下行数据，并对所述下行数据进行执行或丢弃。

在其中一个实施例中，所述Hub子系统还包括：第一上行FIFO，连接于所述第一FPGA和所述OAM之间；所述DP子系统还包括：第二上行FIFO，连接于所述DP控制器和所述第二FPGA之间；

所述DP控制器还用于通过所述第二上行FIFO向所述第二FPGA发送上行数据；

所述第二FPGA还用于根据所述预设帧格式将所述上行数据封装为上行帧，发送给所述第一FPGA；

所述第一FPGA还用于接收所述第二FPGA发送的上行帧，并通过所述第一上行FIFO发送给所述OAM；

所述OAM还用于根据所述预设帧格式解析所述上行帧得到上行数据，并根据所述上行数据进行状态更新。

在其中一个实施例中，所述预设帧格式包括：控制开销字段、多个基带数据字段以及IP回传数据字段，其中，所述多个基带数据字段对应多个运营商。

在其中一个实施例中，所述Hub子系统与所述DP子系统通过以太网协议通信连接，所述Hub子系统还用于通过所述Hub子系统的网口对所述DP子系统进行以太网供电。

在其中一个实施例中，所述共建共享的5G数字室分系统还包括：

传输子系统，用于连接所述AU子系统和所述GW子系统；

所述传输子系统包括以下内容中的至少一种：分组传送网PTN系统、无源光纤网络PON系统、互联网系统。

第二方面，一种共建共享的5G数字室分系统，所述系统包括：

GW子系统，与至少一个AU子系统连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于接收多个核心网发送的下行基带信号，并发送至所述AU子系统；

所述AU子系统，与至少一个Hub子系统连接，用于将所述下行基带信号转换为第一下行基带数字信号，并发送至所述Hub子系统；

所述Hub子系统，与至少一个DP子系统连接，用于将所述第一下行基带数字信号转换为第二下行基带数字信号，并发送至所述DP子系统；其中，所述第一下行基带数字信号的传输速度高于所述第二下行基带数字信号的传输速度；

所述DP子系统，用于将所述第二下行基带数字信号转换为下行射频信号，并发送至终端；其中，所述DP子系统的下行射频链路包括：依次连接的下行FPGA、下行放大器和天线；所述下行FPGA用于将所述第二下行基带数字信号进行数字调制，输出串行数字射频信号，并将所述第二下行基带数字信号转换为模拟式的下行基带信号，以及将所述串行数字射频信号和所述模拟式的下行基带信号发送给所述下行放大器；所述下行放大器根据所述串行数字射频信号控制对所述模拟式的下行基带信号的放大处理，得到放大后的下行射频信号，并通过所述天线将所述放大后的下行射频信号发送给终端；所述串行数字射频信号的频率高于所述第二下行基带数字信号的频率。

上述共建共享的5G数字室分系统，共建共享的5G数字室分系统的GW子系统可以与多个运营商的多个核心网连接，并通过与该GW子系统连接的AU子系统、以及Hub子系统和DP子系统实现广泛的信号覆盖，实现终端和多个运营商的多个核心网的通信连接；多个运营商的多个核心网仅跟一个物理实体的GW子系统对接，并能完成多个逻辑GW子系统的业务，实现对该GW子系统的共建共享；同时，所有运营商核心网可以通过所述共享的GW子系统共建共享与该GW子系统连接的AU子系统、以及Hub子系统和DP子系统，从而减少核心网对GW子系统、AU子系统、Hub子系统和DP子系统的部署，降低部署难度和硬件成本；此外，所述DP子系统的上行射频链路包括：天线、上行放大器和上行FPGA，便可以实现将上行射频信号转换为第一上行基带数字信号的过程，因此可省去本地振荡器等降中频器件以及模数转换器，减小了电路面积，降低了整个共建共享的5G数字室分系统的成本；进一步地，通过减少器件，变相提高了DP子系统的数据传输速率和稳定性，提高了整个共建共享的5G数字室分系统的上行数据传输速率和稳定性，满足了本申请中基于网关子系统与多个运营商的多个核心网连接的复杂应用场景对传输速率和稳定性的更高要求。

附图说明

图1为一个实施例中共建共享的5G数字室分系统的应用环境图；

图2a为一个实施例中共建共享的5G数字室分系统的结构示意图；

图2b为一个实施例中DP子系统的上行射频链路的结构示意图；

图3为另一个实施例中共建共享的5G数字室分系统的结构示意图；

图4为一个实施例中GW子系统的功能模块构成示意图；

图5为一个实施例中Hub子系统与DP子系统的交互示意图；

图6为一个实施例中Hub子系统与DP子系统的交互数据的封装格式；

图7为一个实施例中DP子系统的下行射频链路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本发明实施例提供的一种共建共享的5G数字室分系统可以应用在图1所示的无线通信网络中，该无线通信网络可以包括：核心网群、本实施例所述的新型的共建共享的5G数字室分系统和至少一个终端；所述核心网群可以包括多个核心网，所述多个核心网对应多个运营商；例如，核心网群包括属于不同运营商的核心网A、核心网B、核心网C，且各核心网分别通过共建共享的5G数字室分系统与终端进行通信连接，该共建共享的5G数字室分系统可以实现对多运营商的共建共享，可以支持5G甚至6G的通信，也可以支持2G、3G和4G通信。其中，终端可以是用户设备(User Equipment，UE)、具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、移动台(Mobilestation，MS)等。

在一个实施例中，如图2a所示，提供了一种共建共享的5G数字室分系统，以图1中的应用环境为例进行说明，包括：

DP(Distributed Part，分布式单元)子系统21，用于接收终端发送的上行射频信号，以及将所述上行射频信号转换为第一上行基带数字信号，并发送至Hub(集线器)子系统22；

所述Hub子系统22，与至少一个所述DP子系统21连接，用于将所述第一上行基带数字信号转换为第二上行基带数字信号，并发送至AU(Access Unit，接入单元)子系统23；其中，所述第一上行基带数字信号的传输速度低于所述第二上行基带数字信号的传输速度；

所述AU子系统23，与至少一个所述Hub子系统22连接，用于对所述第二上行基带数字信号进行解析，获得上行基带信号，并发送至GW(Gateway，网关)子系统24；

所述GW子系统24，与至少一个所述AU子系统23连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于确定所述上行基带信号对应的目标核心网，并将所述上行基带信号发送给所述目标核心网。

需要说明的是，上述第一上行基带数字信号可以为DP子系统和Hub子系统之间的接口信号，具体可以为网线等低速传输链路的信号，该网线可以是双绞线，如5类线、超5类线或者6类线；上述第二上行基带数字信号可以为Hub子系统和AU子系统之间的接口信号，具体可以为适应光纤、数据总线等高速传输链路的信号，也可以是根据CPRI协议在网线上传输的信号。其中，5类线(CAT5)：传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，5类线是最常用的以太网电缆，该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料；超5类线(CAT5e)：传输频率为100MHz，主要用于千兆位以太网(1000Mbps)，具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的时延误差，性能得到很大提高；6类线(CAT6)：传输频率为250MHz，用于传输速率高于1Gbps的应用，主要用于千兆位以太网(1000Mbps)，在外形上和结构上与五类或超五类线都有一定的差别，不仅增加了绝缘的十字骨架，将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内，而且电缆的直径也更粗。

示例性地，GW子系统与多个运营商的核心网(如运营商A核心网、运营商B核心网和运营商C核心网等)通过光纤通信连接，GW子系统基于IP传输方式，与AU子系统通过IP协议通信连接，AU子系统与Hub子系统通过CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口)等协议通信连接(如光纤连接、网线连接)，Hub子系统与至少一个DP子系统通过以太网协议通信连接(如网线连接)。在一个可选的实现中，当Hub子系统的数量为多个时，多个Hub子系统间可以通过级联的方式连接。

具体地，DP子系统可以接收终端发送的上行射频信号，基于以太网协议，将上行射频信号封装为第一上行基带数字信号后，并将第一上行基带数字信号通过以太网协议发送至Hub子系统；Hub子系统可以与至少一个DP子系统连接，可以基于Hub子系统和AU子系统之间的CPRI协议，将符合以太网协议的第一上行基带数字信号转换为符合CPRI协议的第二上行基带数字信号，并发送给AU子系统；AU子系统可以基于CPRI协议，对第二上行基带数字信号进行解帧处理，得到上行基带信号，并通过IP协议发送给GW子系统。

本实施例中的GW子系统可以与不同运营商的核心网之间通过光纤通信连接，可以基于不同的运营商标识，接入到不同运营商的核心网；通过物理实体完成GW子系统对不同运营商的物理资源和逻辑资源的共享，实现不同运营商的集中式业务管理。

具体地，GW子系统可以接收上行基带信号，可以获取上行基带信号中携带的与目标运营商相关的信息，如基站关联信息，基站关联信息可以为PLMN(Public Land MobileNetwork，公共陆地移动网络)标识/TAC(Tracking area code，跟踪区域码)/LAC(locationarea code，位置区码)等信息，可以基于基站关联信息与运营商标识的对应关系，确定目标运营商，或者可以直接可以获取上行基带信号中携带的目标运营商标识，进而确定与GW子系统连接的目标运营商的核心网为所述目标核心网，并将所述上行基带信号发送给所述目标核心网。其中，不同的运营商标识，区分不同的运营商；需要说明的是，PLMN标识和运营商标识一般是一致的，例如运营商A的PLMN标识为46000，运营商B的PLMN标识为46001。因此，GW子系统中可以预先存储有各运营商的PLMN标识与各运营商的对应关系。

GW子系统可以通过创建并维护代表不同运营商的核心网标识(PLMN标识)，进行同PLMN或不同PLMN之间的并行配置管理，可以将对接的相同运营商或不同运营商的核心网做数据集中管理，实现多个运营商业务的同步处理，每个核心网的业务相互独立，分别对应不同的核心网业务；也可以将所有核心网的共性业务(如移动性管理和会话管理等非接入层业务)做集中式管理。

可以理解的是，在GW子系统中预先配置有针对各核心网的路由配置表，该路由配置表用于所述GW子系统与多个运营商的核心网之间建立基于信令连接控制协议的连接；GW子系统可以在确定目标核心网后，根据所述路由配置表完成业务的路由选择，实现与所述目标核心网的通信。

此外，参照图2b所示，所述DP子系统的上行射频链路可以包括：依次连接的天线、上行放大器和上行FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)；所述天线用于接收终端发送的上行射频信号；所述上行放大器用于对所述上行射频信号进行放大处理；所述上行FPGA用于将放大处理后的上行射频信号转换为所述第一上行基带数字信号。

可以理解的是，在先的上行射频链路一般可以包括：依次连接的天线、第一滤波器、上行放大器、本地振荡器LO、第二滤波器、中频放大器以及模数转换器，其中，天线可以接收终端发送的上行射频信号，第一滤波器对上行射频信号进行带通滤波以滤除杂波，上行放大器对滤波后的上行射频信号进行放大处理，本地振荡器对放大后的上行射频信号进行降中频处理，将上行射频信号转换为上行中频信号，第二滤波器对降中频处理的上行中频信号进行带通滤波，得到滤波后的上行中频信号，以过滤掉因为降中频处理引入的杂波信号，最后由模数转换器将上行中频信号转换为所述第一上行基带数字信号。

显而易见，相比于在先的上行射频链路，本申请的DP子系统的上行射频链路减少了本地振荡器、第二滤波器等降中频器件，以及模数转换器，而采用FPGA直接将上行射频信号转换为第一上行基带数字信号，因此可省去本地振荡器等降中频器件以及模数转换器，减小了电路面积，降低了整个共建共享的5G数字室分系统的成本。

进一步地，由于DP子系统需要处理多个运营商的多频信号，对传输速率和稳定性要求更高，而DP子系统的上行数据传输速率受限于DP子系统的上行射频链路中各个器件的性能，DP子系统的上行稳定性受限于上行射频链路的器件数量；因此如果采用在先的上行射频链路，则需要多路的上行射频链路，组成复杂且成本高，不能满足本申请中基于网关子系统与多个运营商的多个核心网连接的复杂应用场景对传输速率和稳定性的更高要求；而本申请通过减少器件，变相提高了DP子系统的数据传输速率和稳定性，提高了整个共建共享的5G数字室分系统的上行数据传输速率和稳定性，满足了本申请中基于网关子系统与多个运营商的多个核心网连接的复杂应用场景对传输速率和稳定性的更高要求。

在一种实施方式中，所述上行放大器可以为LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)；因为接收电路中的信噪比通常是很低的，往往信号远小于噪声，通过放大器的时候，信号和噪声一起被放大的话非常不利于后续处理，这就要求放大器能够抑制噪声，即LNA，可以实现很小的NF(Noise figure，噪声系数)和很高的效率。

所述DP子系统的上行射频链路还可以包括：双工器，连接于所述上行放大器和所述天线之间，用于隔离发射信号和接收信号；滤波器，用于滤除所述上行射频信号所在频段以外的其它频段的信号。

本实施例的共建共享的5G数字室分系统中，GW子系统可以与多个运营商的多个核心网连接，并通过与该GW子系统连接的AU子系统、以及Hub子系统和DP子系统实现广泛的信号覆盖，实现终端和多个运营商的多个核心网的通信连接；多个运营商的多个核心网仅跟一个物理实体的GW子系统对接，并能完成多个逻辑GW子系统的业务，实现对该GW子系统的共建共享；同时，所有运营商核心网可以通过所述共享的GW子系统共建共享与该GW子系统连接的AU子系统、以及Hub子系统和DP子系统，从而减少核心网对GW子系统、AU子系统、Hub子系统和DP子系统的部署，降低部署难度和硬件成本；此外，所述DP子系统的上行射频链路包括：天线、上行放大器和FPGA，便可以实现将上行射频信号转换为第一上行基带数字信号的过程，因此可省去本地振荡器等降中频器件以及模数转换器，减小了电路面积，降低了整个共建共享的5G数字室分系统的成本；进一步地，通过减少器件，变相提高了DP子系统的数据传输速率和稳定性，提高了整个共建共享的5G数字室分系统的上行数据传输速率和稳定性，满足了本申请中基于网关子系统与多个运营商的多个核心网连接的复杂应用场景对传输速率和稳定性的更高要求。

在一种实施方式中，当所述Hub子系统与所述DP子系统通过以太网协议通信连接时，所述Hub子系统还可以用于通过所述Hub子系统的网口对所述DP子系统进行以太网供电(POE，Power Over Ethernet)，实现灵活方便的供电方式。

此外，参照图3所示，所述共建共享的5G数字室分系统还可以包括传输子系统25，分别与所述GW子系统和所述AU子系统连接，用于实现所述GW子系统和所述AU子系统之间的通信，多个运营商可以共用一个IP化的传输通道，实现传输子系统的共建共享，所述传输子系统可以包括以下内容中的至少一种：PTN(Packet Transport Network，分组传送网)系统、无源光纤网络PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)系统、互联网系统。同样地，不同运营商可以共建共享本实施例的传输子系统。

在一个实施例中，当每个运营商包括多个核心网时，同一运营商的不同核心网处理业务的IP地址范围不同，GW子系统可以解析上行基带信号，得到上行基带信号中携带的目标运营商的标识和目标互联网协议IP地址；然后根据该目标运营商的标识，确定该目标运营商的多个核心网；最后可以根据该目标运营商的多个核心网与处理业务的IP地址范围的对应关系，确定所述目标IP地址对应的目标运营商的核心网作为目标核心网。其中，目标运营商的标识可以为终端欲访问的PLMN标识，与终端的归属的PLMN标识不同。

如图4所示，GW子系统除物理硬件之外，还包括应用层业务处理模块、运营商PLMN转换模块、负载均衡模块，核心网选择模块，数据管理模块以及中继路由模块等部分功能模块，其中：

应用层业务处理模块主要负责应用层信令协议和非接入层的业务处理和实现，所有运营商对应的基站上报的业务统计通过该模块进行实现；

运营商PLMN转换模块主要实现基站侧共运营商的特性转换，通过该模块能够将所有基站侧的用户统一一个公共的运营商进行接入，达到无感知业务处理，再通过用户业务带上来的基站关联信息确认对应的运营商A或B等；

负载均衡模块和核心网选择模块一方面主要是在同运营商不同核心网之间发生故障时起均衡作用，将发生故障的核心网A业务割接到核心网B，保证业务的有效性；另一个方面，核心网A和B在正常运营过程中，能做到对不同核心网的选择功能，完成业务的均衡，减轻部分负荷过重的核心网；

数据管理模块主要是完成用户的数据面传输功能，将对应的用户数据和核心网实现上下行传输路由；

中继路由模块可以完成不同运营商或者跨运营商之间数据资源的中继路由过程。如果用户之间的业务在A核心网和C核心网之间有联系，需要进行跨核心网交互，可通过中继路由模块，完成两个核心网数据信息的转发。

在一个实施例中，所述GW子系统还用于当核心网出现异常时，将异常核心网的业务割接到与所述异常核心网同运营商的其它核心网。其中，所述核心网出现异常，可以包括但不限于：所述核心网故障；或，所述核心网的当前负荷大于预设负荷。具体地，GW子系统可以接收物理链路或逻辑链路通信异常的报告来确定核心网故障，而信令流程会通知GW子系统各核心网的当前负荷，对于不同核心网，其预设负荷可以不同，当核心网的当前负荷大于预设负荷时，意味着该核心网的业务处理可能不及时，同时该核心网的业务处理容易出现问题。本实施例对应GW子系统的负载均衡模块和核心网选择模块；通过GW子系统，对相同运营商的核心网实现负载均衡，如果核心网A负荷超载或者因为工程实施或故障等异常暂时无法工作，可通过共享型GW子系统将业务做均衡割接或承接业务到相同运营商的核心网B，实现业务连续性，保证网络稳定。

在一个实施例中，所述GW子系统还用于多个运营商的核心网之间的中继。例如，当GW子系统检测到某个业务中终端的归属PLMN标识和目标PLMN标识不同时，即访问非归属运营商的核心网时，确定用户之间的业务在多个运营商的多个核心网之间有联系，则可以通过中继转发信息，实现多个核心网之间的数据交互，进行实现跨运营商业务。

本实施例对应GW子系统的中继路由模块；GW子系统实现核心网的跨核心网的网关路由互通功能下移，如果存在跨运营商，通过共享型GW子系统提供不同核心网之间的中继，完成核心网通过共享型GW子系统的上下行数据流互通，减少相同或不同运营商之间的漫游互通接口，实现相邻或重叠覆盖区域的灵活互通。

在一个实施例中，GW子系统还用于建立统一的全局PLMN标识与不同运营商的PLMN标识的映射关系，在用户接入时将业务的PLMN标识映射为全局PLMN标识，然后将全局的PLMN标识映射为所述业务的PLMN标识；即可以将所有运营商统一集中管理成一个公共运营商，即全局唯一的PLMN，共享型GW子系统利用运营商切换模块对用户接入和业务发起进行运营商转换，这就让用户在对接GW子系统时统一采用相同的PLMN进行业务，通过GW子系统再将对应业务分配到不同运营商，在无线侧看来就是所有区域内只看到一个运营商的服务，可以便于进行管理。

在一个实施例中，还涉及Hub子系统和DP子系统之间的交互过程，具体地，参照图5所示，所述Hub子系统22可以包括：依次连接的OAM221、第一下行FIFO222和第一FPGA223；所述DP子系统21可以包括：依次连接的第二FPGA213、第二下行FIFO212和DP控制器211，所述第二FPGA213与所述第一FPGA223连接；所述OAM221用于通过所述第一下行FIFO222向所述第一FPGA223发送下行数据；所述第一FPGA223用于根据预设帧格式将所述下行数据封装为下行帧，发送给所述第二FPGA213；所述第二FPGA213用于接收所述下行帧，并通过所述第二下行FIFO212发送给所述DP控制器211；所述DP控制器211，用于根据所述预设帧格式解析所述下行帧得到下行数据，并对所述下行数据进行执行或丢弃。

可选地，上述描述是数据流的下行过程的角度描述的，此处主要从数据流的上行过程的角度进行描述；所述Hub子系统22还可以包括：第一上行FIFO224，连接于所述第一FPGA223和所述OAM221之间；所述DP子系统21还包括：第二上行FIFO214，连接于所述DP控制器211和所述第二FPGA213之间；所述DP控制器211还用于通过所述第二上行FIFO214向所述第二FPGA213发送上行数据；所述第二FPGA213还用于根据所述预设帧格式将所述上行数据封装为上行帧，发送给所述第一FPGA223；所述第一FPGA223还用于接收所述第二FPGA213发送的上行帧，并通过所述第一上行FIFO224发送给所述OAM221；所述OAM221还用于根据所述预设帧格式解析所述上行帧得到上行数据，并根据所述上行数据进行状态更新。

具体地，数据处理流程包括：

1)Hub子系统的OAM(Operation and Management，操作维护管理器)可以将下行数据写入第一FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)提供的第一下行FIFO(First Input First Output，先入先出存储器)中；该OAM可以为单片机；

2)Hub子系统的第一FPGA可以从第一下行FIFO中读取下行数据，组织成预设帧格式的下行帧后，下发到所有接入的DP子系统(广播)；

3)DP子系统的第二FPGA可以接收到第一FPGA发送的下行帧，并将下行帧写入第二下行FIFO中，第二下行FIFO可以通过中断的方式通知DP子系统的DP控制器读取下行帧；该DP控制器可以为单片机；

4)DP子系统的DP控制器从第二下行FIFO中读取下行帧，并根据预设帧格式解析得到下行数据，可以根据下行数据中携带的目标DP子系统的标识，判断是否为发送到该DP子系统的下行数据；若是，则执行该下行数据，执行完成后，回复所述Hub子系统执行完成的消息；若不是，则丢弃该下行数据，可以回复所述Hub子系统发送错误的消息；

5)DP子系统的DP控制器可以将上行数据(需要回复的消息等)写入到DP子系统的第二FPGA提供的第二上行FIFO中；

6)DP子系统的第二FPGA可以从第二上行FIFO中读取上行数据，组织成预设帧格式的上行帧后，传送到Hub子系统的第一FPGA中；

7)Hub子系统的第一FPGA可以接收到第二FPGA发送的上行帧，并将所述上行帧写入第一上行FIFO中，第一上行FIFO可以通过中断的方式通知Hub子系统的OAM读取上行帧；

8)Hub子系统的OAM从第一上行FIFO中读取上行帧，根据预设帧格式解析得到上行数据，可以根据所述上行数据进行状态更新及显示。

需要说明的是，DP子系统和Hub子系统之间的上行数据可以为上述的第一上行基带数字信号，DP子系统和Hub子系统之间的下行数据可以为下述的第二下行基带数字信号。

示例性地，上述DP控制器可以为射频集成电路(RFIC，Radio FrequencyIntegrated Circuits)，可以实现上述读写、解析、逻辑判断等处理操作；同样地，上述OAM可以为交换机，可以实现上述读写、解析等处理操作。

在向FIFO中写入数据前，需要校验FIFO是否可用(避免FIFO已满、故障等状况)，当确定FIFO可用时，才可以向FIFO中写入数据，避免数据丢失。

可以理解的是，因为本实施例的共建共享的5G数字室分系统需要实现多个运营商的共建共享，因此Hub子系统和DP子系统之间的交互数据中包括多个运营商的基带数据，相比于单个运营商而言，Hub子系统和DP子系统之间的交互数据的数据量明显增多，因此对Hub子系统和DP子系统的处理能力要求变高；因此在本实施例中Hub子系统和DP子系统分别通过FPGA和与FPGA连接的两个FIFO实现交互数据的缓存，可以避免瞬时数据量过高导致Hub子系统和DP子系统处理不及导致的故障。

相应地，因为本实施例的共建共享的5G数字室分系统可以实现多个运营商的共建共享，因此Hub子系统和DP子系统之间的交互数据的预设帧格式需要满足多运营商数据交互需求，具体地，参照图6所示，所述预设帧格式可以包括：控制开销字段、多个基带数据字段以及IP回传数据字段，其中，所述多个基带数据字段对应多个运营商。当所述GW子系统与运营商A的至少一个核心网、运营商B的至少一个核心网、运营商C的至少一个核心网连接时，所述多个述基带数据字段可以包括：运营商A基带数据字段、运营商B基带数据字段、运营商C基带数据字段；示例性地，运营商A基带数据字段可以存储运营商A的基带IQ数据(一对相位正交的调制信号的数据)；控制开销字段可以存储封装的包头、包尾等；IP回传数据字段可以存储IP地址等数据。例如，20字节的控制开销+15字节的运营商A基带数据字段+15字节的运营商B基带数据字段+15字节的运营商C基带数据字段+8字节的IP回传数据字段。

可以理解的是，上述实施例主要是从共建共享的5G数字室分系统实现终端和多个运营商的核心网之间的上行过程来进行说明的，在一个实施例中，涉及一种实现多个运营商的核心网和终端之间的下行过程的共建共享的5G数字室分系统，可以包括：

GW子系统，与至少一个AU子系统连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于接收多个核心网发送的下行基带信号，并发送至所述AU子系统；

所述AU子系统，与至少一个Hub子系统连接，用于将所述下行基带信号转换为第一下行基带数字信号，并发送至所述Hub子系统；

所述Hub子系统，与至少一个DP子系统连接，用于将所述第一下行基带数字信号转换为第二下行基带数字信号，并发送至所述DP子系统；其中，所述第一下行基带数字信号的传输速度高于所述第二下行基带数字信号的传输速度；

所述DP子系统，用于将所述第二下行基带数字信号转换为下行射频信号，并发送至终端。

具体地，GW子系统可以接收多个核心网发送的下行基带信号，并通过IP协议发送至AU子系统；AU子系统可以基于Hub子系统和AU子系统之间的CPRI协议，将下行基带信号转换为符合CPRI协议的第一下行基带数字信号，并发送给Hub子系统；Hub子系统可以基于以太网协议，将第一下行基带数字信号转换为第二下行基带数字信号，并将第二下行基带数字信号通过以太网协议发送至DP子系统；DP子系统可以将所述第二下行基带数字信号转换为下行射频信号，并发送至终端。

同样地，上述第一下行基带数字信号可以为AU子系统和Hub子系统之间的接口信号；上述第二下行基带数字信号可以为Hub子系统和DP子系统之间的接口信号。

关于共建共享的5G数字室分系统的下行过程的具体限定可以参见上文中对于共建共享的5G数字室分系统的上行过程的描述，上述下行过程的共建共享的5G数字室分系统和上述上行过程的共建共享的5G数字室分系统可以共用同一套硬件系统，在此不再赘述。需要说明的是，本实施例的共建共享的5G数字室分系统中，GW子系统可以接收多个核心网发送的下行基带信号，并基于该下行基带信号中携带的下行链路信息，例如基站关联信息等可以确定相应地AU子系统，并将所述下行基带信号根据下行链路信息对应的下行链路(AU子系统、Hub子系统、DP子系统)发送至终端。

在本实施例中，参照图7所示，所述DP子系统的下行射频链路可以包括：依次连接的下行FPGA、下行放大器、天线；所述下行FPGA用于将第二下行基带数字信号进行数字调制，输出串行数字射频信号，并将所述第二下行基带数字信号转换为模拟式的下行基带信号，以及将所述串行数字射频信号和所述模拟式的下行基带信号发送给所述下行放大器；所述下行放大器根据所述串行数字射频信号控制对所述下行基带信号的放大处理，得到放大后的下行射频信号，并通过所述天线将所述放大后的下行射频信号发送给终端；所述串行数字射频信号的频率高于所述第二下行基带数字信号的频率。示例性地，所述下行放大器可以为开关式功率放大器。

可以理解的是，在先的下行射频链路一般可以包括：数模转换器DAC(Digital toanalog converter)、LO(本地振荡器)、第一滤波器、PA(Power Amplifier，功率放大器)、第二滤波器以及天线，其中，DAC可以将数字式的下行基带信号转换为模拟式的下行中频信号，本地振荡器LO对下行中频信号进行混频处理，输出下行射频信号，第一滤波器对混频处理的下行射频信号进行带通滤波，得到滤波后的下行射频信号，以过滤掉因为混频处理引入的杂波信号，功率放大器PA对滤波后的下行射频信号进行放大，第二滤波器对放大后的下行射频信号进行滤波，最后通过天线对放大后的下行射频信号进行发射，并由终端接收。

而本实施例的DP子系统的下行射频链路的示意图如图7所示，包括FPGA、开关式功率放大器PA、天线，其中，FPGA可以将第二下行基带数字信号进行数字调制，输出串行数字射频信号，即输出0和1的不同组合数字IQ信号来控制开关式PA；同时，FPGA可以将第二下行基带数字信号转换为模拟式的下行基带信号，并发送给PA；开关式PA在状态0是关闭的(不进行放大)，状态1是开启的(可以进行放大)，因此串行数字射频信号频率更高，可以控制开关式PA的高速关启，在将模拟式的下行基带信号放大的同时实现了将第二下行基带数字信号转换为下行射频信号的过程，因此可省去本地振荡器、第一滤波器等混频器件，以及数模转换器，减小了电路面积，降低了整个共建共享的5G数字室分系统的成本。

进一步地，由于DP子系统需要处理多个运营商的多频信号，对传输速率和稳定性要求更高，而DP子系统的下行数据传输速率受限于DP子系统的下行射频链路中各个器件的性能，DP子系统的下行稳定性受限于下行射频链路的器件数量；因此如果采用在先的下行射频链路，则需要多路的下行射频链路，组成复杂且成本高，不能满足本申请中基于网关子系统与多个运营商的多个核心网连接的复杂应用场景对传输速率和稳定性的更高要求；而本申请在减少器件的情况下，变相提高了DP子系统的数据传输速率和稳定性，提高了整个共建共享的5G数字室分系统的下行数据传输速率和稳定性，满足了本申请中基于网关子系统与多个运营商的多个核心网连接的复杂应用场景对传输速率和稳定性的更高要求。

所述DP子系统的下行射频链路还可以包括：双工器，分别连接所述开关式功率放大器PA和天线，用于隔离发射信号和接收信号；滤波器，用于滤除所述下行射频信号所在频段以外的其它频段的信号。

本领域技术人员可以理解，图2a-7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

可以理解的是，DP子系统中的上行射频链路和下行射频链路中的FPGA可以共用，DP子系统中与Hub子系统交互过程对应的第二FPGA也可以共用射频链路中的FPGA，本实施例对此并不限制。

以上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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种共建共享的5G数字室分系统，其特征在于，所述系统包括：

分布式单元DP子系统，用于接收终端发送的上行射频信号，以及将所述上行射频信号转换为第一上行基带数字信号，并发送至Hub子系统；其中，所述DP子系统的上行射频链路包括：依次连接的天线、上行放大器和上行FPGA；所述天线用于接收终端发送的上行射频信号；所述上行放大器用于对所述上行射频信号进行放大处理；所述上行FPGA用于将放大处理后的上行射频信号转换为所述第一上行基带数字信号；

所述Hub子系统，与至少一个所述DP子系统连接，用于将所述第一上行基带数字信号转换为第二上行基带数字信号，并发送至AU子系统；其中，所述第一上行基带数字信号的传输速度低于所述第二上行基带数字信号的传输速度；

所述AU子系统，与至少一个所述Hub子系统连接，用于对所述第二上行基带数字信号进行解析，获得上行基带信号，并发送至GW子系统；

所述GW子系统，与至少一个所述AU子系统连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于确定所述上行基带信号对应的目标核心网，并将所述上行基带信号发送给所述目标核心网。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述GW子系统用于解析所述上行基带信号，得到目标运营商的标识和目标互联网协议IP地址；以及从所述目标运营商的多个核心网中，确定所述目标IP地址对应的目标核心网。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述GW子系统还用于当核心网出现异常时，将异常核心网的业务割接到与所述异常核心网同运营商的其它核心网。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述核心网出现异常，包括：所述核心网故障；或，所述核心网的当前负荷大于预设负荷。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述GW子系统还用于多个运营商的核心网之间的中继。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Hub子系统包括：依次连接的OAM、第一下行FIFO和第一FPGA；所述DP子系统包括：依次连接的第二FPGA、第二下行FIFO和DP控制器，所述第二FPGA与所述第一FPGA连接；

所述OAM用于通过所述第一下行FIFO向所述第一FPGA发送下行数据；

所述第一FPGA用于根据预设帧格式将所述下行数据封装为下行帧，发送给所述第二FPGA；

所述第二FPGA用于接收所述下行帧，并通过所述第二下行FIFO发送给所述DP控制器；

所述DP控制器，用于根据所述预设帧格式解析所述下行帧得到下行数据，并对所述下行数据进行执行或丢弃。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述Hub子系统还包括：第一上行FIFO，连接于所述第一FPGA和所述OAM之间；所述DP子系统还包括：第二上行FIFO，连接于所述DP控制器和所述第二FPGA之间；

所述DP控制器还用于通过所述第二上行FIFO向所述第二FPGA发送上行数据；

所述第二FPGA还用于根据所述预设帧格式将所述上行数据封装为上行帧，发送给所述第一FPGA；

所述第一FPGA还用于接收所述第二FPGA发送的上行帧，并通过所述第一上行FIFO发送给所述OAM；

所述OAM还用于根据所述预设帧格式解析所述上行帧得到上行数据，并根据所述上行数据进行状态更新。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述预设帧格式包括：控制开销字段、多个基带数据字段以及IP回传数据字段，其中，所述多个基带数据字段对应多个运营商。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Hub子系统与所述DP子系统通过以太网协议通信连接，所述Hub子系统还用于通过所述Hub子系统的网口对所述DP子系统进行以太网供电。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述共建共享的5G数字室分系统还包括：

传输子系统，用于连接所述AU子系统和所述GW子系统；

所述传输子系统包括以下内容中的至少一种：分组传送网PTN系统、无源光纤网络PON系统、互联网系统。

11.一种共建共享的5G数字室分系统，其特征在于，所述系统包括：

GW子系统，与至少一个AU子系统连接，并与多个运营商中每个运营商的至少一个核心网连接，用于接收多个核心网发送的下行基带信号，并发送至所述AU子系统；

所述AU子系统，与至少一个Hub子系统连接，用于将所述下行基带信号转换为第一下行基带数字信号，并发送至所述Hub子系统；

所述Hub子系统，与至少一个分布式单元DP子系统连接，用于将所述第一下行基带数字信号转换为第二下行基带数字信号，并发送至所述DP子系统；其中，所述第一下行基带数字信号的传输速度高于所述第二下行基带数字信号的传输速度；

所述DP子系统，用于将所述第二下行基带数字信号转换为下行射频信号，并发送至终端；其中，所述DP子系统的下行射频链路包括：依次连接的下行FPGA、下行放大器和天线；所述下行FPGA用于将所述第二下行基带数字信号进行数字调制，输出串行数字射频信号，并将所述第二下行基带数字信号转换为模拟式的下行基带信号，以及将所述串行数字射频信号和所述模拟式的下行基带信号发送给所述下行放大器；所述下行放大器根据所述串行数字射频信号控制对所述模拟式的下行基带信号的放大处理，得到放大后的下行射频信号，并通过所述天线将所述放大后的下行射频信号发送给终端；所述串行数字射频信号的频率高于所述第二下行基带数字信号的频率。

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