CN110430580A - 一种5g室内覆盖设备及其信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种5G室内覆盖设备及其信号处理方法，该设备包括第一无线调制解调模块、第二无线调制解调模块、第一天线组和第二天线组，所述第一天线组与所述第一无线调制解调模块连接，所述第二天线组与所述第二无线调制解调模块连接；还包括一数字信号处理模块，所述数字信号处理模块分别与所述第一无线调制解调模块和所述第二无线调制解调模块连接。本发明是通过定向或全向天线将所有室内用户终端的数据对接请求向室外的宏站发起并建立对接，大大减少布线要求和具有很好的灵活性。本发明大大增强5G高速传输的体验。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于无线或有线传输的5G室内覆盖设备及其信号处理方法。
背景技术
目前通信信号的一种室内覆盖方案以集中天线收发宏站信号后进行放大，并以有线传输的方式将放大的宏站信号分发传输到各个室内的天线进行无线室分覆盖。
另外一种室内覆盖方案则是以Small Cell(微基站)的方式，依靠接到室内的有线宽带通信将Small Cell与运营商的核心网直接进行数字对接，Small Cell通过无线覆盖方式与用户终端进行对接。
在室内环境，安装于室内的数字信号处理(DSP)5G节点设备以类似Small Cell技术通过无线连接将室内的用户终端吸纳并进行管理。室内用户终端个体的所有数据需求通过DSP处理后打包成包含该用户终端个体身份信息的数据包，并通过面向室外宏站的定向天线向宏站发出连接请求，DSP设备协助室内用户终端与5G宏站进行信息交换。
室内DSP 5G设备节点担任着收纳室内用户终端通信请求并将室内用户终端的数据请求向室外宏站发起对接请求的桥接角色。
以上两种室内覆盖方案都牵涉到复杂的室内布线、机动性差、用户体验感欠缺流畅以及高带宽要求等问题。
发明内容
成熟5G的Small Cell分布式技术是本发明的基础。为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过定向天线将所有室内用户终端的数据对接请求向室外的宏站发起并建立对接，大大减少布线要求和具有很好的灵活性。本发明大大增强5G高速传输的体验。
为了实现上述目的，本发明提供一种的5G室内覆盖设备，该设备基于无线或有线传输，包括：第一无线调制解调模块、第二无线调制解调模块室、第一天线组和第二天线组，所述第一天线组与所述第一无线调制解调模块连接，所述第二天线组与所述第二无线调制解调模块连接；还包括一数字信号处理模块，所述数字信号处理模块分别与所述第一无线调制解调模块和所述第二无线调制解调模块连接；
所述第一天线组用于接收室内用户终端的下行数据并将下行数据发送给第一无线调制解调模块，以及从第一无线调制解调模块接收上行数据并发送给室内用户终端；
第一无线调制解调模块用于将下行信号发送给数字信号处理模块并接收来自数字信号处理模块的上行信号；
数字信号处理模块用于将来自第一无线调制解调模块的下行信号发送给第二无线调制解调模块，以及接收来自第二无线调制解调模块的上行信号并发送给第一无线调制解调模块；
第二天线组用于接收宏站发送的下行信号并发送给第二无线调制解调模块，以及接收从第二无线调制解调模块接收上行信号并发送给宏站。
优选的，所述的第一天线组是室内天线组，其通过无线方式或有线方式与室内用户终端实现数据传输。
优选的，所述的第二天线组是室外天线组，其通过无线方式或有线方式与宏站实现数据传输。
优选的，室内用户终端无连接需求时，所述数字信号处理模块关闭第二无线调制解调模块。
优选的，所述的第一天线组和第二天线组是定向的天线组或全向的天线组。
优选的，所述的第一天线组和第二天线组的无线传输方式为4G LTE制式或5G无线系统。4G LTE制式主要包括了TDD和FDD两种双工方式，5G无线系统主要针对sub 6GHz的频段。
优选的，第一天线组的有线传输方式为馈线方式或光纤拉远方式。
优选的，第二天线组的有线传输方式为馈线方式。
本发明还提供一种信号处理方法，包括上行信号处理和下行信号处理。
优选的，所述的上行信号处理的步骤包括：
S11、第一天线组通过无线方式或有线方式接收室内用户终端的上行信号并发送给第一无线调制解调模块；
S12、第一无线调制解调模块将所述上行信号发送给数字信号处理模块；
S13、数字信号处理模块接收所述上行信号并发送给第二无线调制解调模块；
S14、第二无线调制解调模块将所述上行信号发送给第二天线组；
S15、第二天线组将所述上行信号通过无线方式或有线方式发送给宏站。
优选的，所述的下行信号处理的步骤包括：
S21、第二天线组通过无线方式或有线方式接收宏站发送的下行信号并将所述下行信号发送给第二无线调制解调模块；
S22、第二无线调制解调模块将所述下行信号发送给数字信号处理模块；
S23、数字信号处理模块接收所述下行信号并发送给第一无线调制解调模块；
S24、第一无线调制解调模块将所述下行信号发送给第一天线组；
S25、第一天线组将所述下行信号通过无线方式或有线方式发送给室内用户终端。
优选的，数字信号处理模块根据需要控制所述第一无线调制解调模块上行信号/下行信号通道的切换；或者根据需要控制所述第二无线调制解调模块上行信号/下行信号通道的切换。
优选的，室内用户终端无连接需求时，数字信号处理模块关闭第二无线调制解调模块。
优选的，所述的第一天线组和第二天线组是定向的天线组或全向的天线组。
优选的，所述的无线传输方式为4G LTE制式或5G无线系统。
优选的，所述的第一天线组的有线传输方式为馈线方式或光纤拉远方式，所述的第二天线组的有线传输方式为馈线方式。
本发明的有益效果为：大大减少布线要求和具有很好的灵活性，大大增强5G高速传输的体验。
附图说明
图1为本发明的基于无线传输的5G室内覆盖设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示，是本发明的基于无线传输的5G室内覆盖设备的结构示意图。一种基于无线传输的5G室内覆盖设备，包括室内全频段定向天线组1、室外全频段定向天线组2、全频段无线调制解调模块1、全频段无线调制解调模块2和数字信号处理模块(以下简称DSP模块)。
具体实施时，全频段定向天线组1，安装在室内，负责与室内用户终端互传信号。用于接收室内用户的数据对接请求等下行数据并将下行数据通过无线方式发送给无线调制解调模块1，全频段定向天线组1也可以从无线调制解调模块1接收到上行数据，并将上行数据通过无线传输方式发送给用户；
全频段无线调制解调模块1分别与全频段定向天线组1和数字信号处理模块连接，可以将下行信号发送给DSP模块，也可以接收来自DSP模块的上行信号；
DSP模块分别与全频段无线调制解调模块1和全频段无线调制解调模块2连接，可以将来自全频段无线调制解调模块1的下行信号发送给全频段无线调制解调模块2，也可以接收来自全频段无线调制解调模块2的上行信号并发送给全频段无线调制解调模块1；
全频段定向天线组2一般安装在室外信号好的区域，更好的与宏站实现信号传输。定向天线组2与全频段无线调制解调模块2连接，用于接收宏站发送的下行信号并发送给全频段无线调制解调模块2以及将从全频段无线调制解调模块2接收到上行信号发送给宏站。
本实施例中的无线方式为4G LTE制式或5G无线系统。4G LTE制式主要包括了TDD和FDD两种双工方式，5G无线系统主要针对sub 6GHz的频段。优选5G的无线系统，Sub-6GHz频段由于传输距离长、蜂巢覆盖范围较广，因此相对于高频的毫米波而言，其对基站数量的需求也会相对较少。同时Sub-6GHz频段所使用的技术可以沿用4G时期开始发展的技术，例如使用一个物理设备就可以提供多种网络制式，不但可以大大减少基站的连线，还可以降低基站的总重量。
另外，根据使用场合的需要，本实施例中的天线组1和天线组2也可以用全向天线组代替。定向天线因为有方向性，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高，因此更适合城区小区制的站型。而在乡村则选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。
上述上行信号和下行信号是射频信号。
本设备内置的全频段5G无线调制解调模块1，负责通过5G无线信号与室内的用户终端对接；内置的全频段5G无线调制解调模块2，负责将室内用户终端的需求与室外5G宏站进行无线对接；内置的数字信号处理模块负责将全频段5G无线调制解调模块1和2的通信数据进行信号容错、整形，以及用户管理和数据重新打包，并将通信数据及用户信息在两个全频段无线调制解调模块之间进行互传；内置的数字信号处理模块，在室内无用户连接需求的时候自动关闭全频段5G无线调制解调2，达到节能效果。
本设备负责对室内无线5G用户终端和室外5G宏站进行无线桥接，5G宏站感知不到本设备在用户终端机与宏站之间的存在。
本发明的通过无线方式实现室内用户终端数据的传输，以及通过无线方式实现与室外宏站数据的传输。
本发明的信号处理过程包括上行信号传输和下行信号传输。
当信号上行传输时，工作过程如下：
S11、第一定向天线组1通过无线方式接收室内用户终端的上行信号并发送给第一无线调制解调模块1；
S12、第一无线调制解调模块1将所述上行信号发送给数字信号处理模块；
S13、数字信号处理模块接收所述上行信号并发送给第二无线调制解调模块2；
S14、第二无线调制解调模块2将所述上行信号发送给第二定向天线组2；
S14、第二定向天线组2将所述上行信号通过无线方式发送给宏站。
当信号下行传输时，工作过程如下：
S21、第二定向天线组2接收宏站发送的下行信号并将所述下行信号发送给第二无线调制解调模块2；
S22、第二无线调制解调模块2将所述下行信号发送给数字信号处理模块；
S23、数字信号处理模块接收所述下行信号并发送给第一无线调制解调模块1；
S24、第一无线调制解调模块1将所述下行信号发送给第一定向天线组1；
S25、第一定向天线组1将所述下行信号通过无线方式发送给室内用户终端。
数字信号处理模块根据需要控制所述第一无线调制解调模块1上行信号/下行信号通道的切换；或者根据需要控制所述第二无线调制解调模块2上行信号/下行信号通道的切换。
数字信号处理模块负责两个定向天线的上下行信号进行AD/DA信号转换，并且以透传的方式将定向天线1和定向天线2的信号互传。
实施例二
在本实施例中，室内覆盖设备是基于有线传输的，仍然结合图1来说明。具体实施时，天线组1与室内用户终端的数据传输是通过馈线方式或光纤拉远方式进行的，具体可根据应用场合进行选择。天线组2与宏站之间是通过馈线方式进行传输的。其他组成部分及其连接关系和作用与实施例一相同，在此不再赘述。
本发明的5G室内覆盖设备可以应用于各种室内场合，包括住写字楼、商场、停车场、隧道、酒店、地铁等室内覆盖。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，对本发明的技术特征拆分组合，或者对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等各种不脱离本发明精神的，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种5G室内覆盖设备，包括第一无线调制解调模块、第二无线调制解调模块、第一天线组和第二天线组，所述第一天线组与所述第一无线调制解调模块连接，所述第二天线组与所述第二无线调制解调模块连接；其特征在于：还包括一数字信号处理模块，所述数字信号处理模块分别与所述第一无线调制解调模块和所述第二无线调制解调模块连接；
所述第一天线组用于接收室内用户终端的下行数据并将下行数据发送给第一无线调制解调模块，以及从第一无线调制解调模块接收上行数据并发送给室内用户终端；
第一无线调制解调模块用于将下行信号发送给数字信号处理模块并接收来自数字信号处理模块的上行信号；
数字信号处理模块用于将来自第一无线调制解调模块的下行信号发送给第二无线调制解调模块，以及接收来自第二无线调制解调模块的上行信号并发送给第一无线调制解调模块；
第二天线组用于接收宏站发送的下行信号并发送给第二无线调制解调模块，以及接收从第二无线调制解调模块接收上行信号并发送给宏站。
2.根据权利要求1所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：室内用户终端无连接需求时，所述数字信号处理模块关闭第二无线调制解调模块。
3.根据权利要求2所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：所述的第一天线组是室内天线组，其通过无线方式或有线方式与室内用户终端实现数据传输。
4.根据权利要求2所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：所述的第二天线组是室外天线组，其通过无线方式或有线方式与宏站实现数据传输。
5.根据权利要求3或4所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：所述的第一天线组和第二天线组是定向的天线组或全向的天线组。
6.根据权利要求3或4所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：所述的无线方式为4G LTE制式或5G无线系统。
7.根据权利要求3所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：所述的有线方式为馈线方式或光纤拉远方式。
8.根据权利要求4所述的5G室内覆盖设备，其特征在于：所述的有线方式为馈线方式。
9.一种基于权利要求1所述的5G室内覆盖设备的信号处理方法，其特征在于：包括上行信号处理和下行信号处理。
10.根据权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于：所述的上行信号处理的步骤包括：
S11、第一天线组通过无线方式或有线方式接收室内用户终端的上行信号并发送给第一无线调制解调模块；
S12、第一无线调制解调模块将所述上行信号发送给数字信号处理模块；
S13、数字信号处理模块接收所述上行信号并发送给第二无线调制解调模块；
S14、第二无线调制解调模块将所述上行信号发送给第二天线组；
S15、第二天线组将所述上行信号通过无线方式或有线方式发送给宏站。
11.根据权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于：所述的下行信号处理的步骤包括：
S21、第二天线组通过无线方式或有线方式接收宏站发送的下行信号并将所述下行信号发送给第二无线调制解调模块；
S22、第二无线调制解调模块将所述下行信号发送给数字信号处理模块；
S23、数字信号处理模块接收所述下行信号并发送给第一无线调制解调模块；
S24、第一无线调制解调模块将所述下行信号发送给第一天线组；
S25、第一天线组将所述下行信号通过无线方式或有线方式发送给室内用户终端。
12.根据权利要求9至11任意一项所述的信号处理方法，其特征在于：数字信号处理模块根据需要控制所述第一无线调制解调模块上行信号/下行信号通道的切换；或者根据需要控制所述第二无线调制解调模块上行信号/下行信号通道的切换。
13.根据权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于：室内用户终端无连接需求时，数字信号处理模块关闭第二无线调制解调模块。
14.根据权利要求10或11所述的信号处理方法，其特征在于：所述的第一天线组和第二天线组是定向的天线组或全向的天线组。
15.根据权利要求10或11所述的信号处理方法，其特征在于：所述的无线传输方式为4GLTE制式或5G无线系统。
16.根据权利要求10或11所述的信号处理方法，其特征在于：所述的第一天线组的有线传输方式为馈线方式或光纤拉远方式，所述的第二天线组的有线传输方式为馈线方式。
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