CN110572833B - 室内分布系统及网络侧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种室内分布系统及网络侧设备，属于无线通信技术领域。其中，室内分布系统，包括阵列排布的多个天线单元，每一所述天线单元包括一有源室分天线和围绕所述有源室分天线排布的多个无源室分天线。通过本发明的技术方案，能够大幅度降低建网成本。

Description

室内分布系统及网络侧设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种室内分布系统及网络侧设备。
背景技术
随着5G工作频段的升高，信号带宽的增加，5G室内分布式皮基站的设备成本将大幅升高，导致采用分布式皮基站的有源室内分布系统建网成本大幅增加，运营商在5G阶段的成本压力将阻碍5G建网速度和网络质量。
对于采用无源器件和室分天线的无源室内分布系统，虽然设备成本相比有源设备成本降低很多，但是目前由于3.5G频段或者4.9G频段高功率放大器产业界不成熟，无法满足应用需求。解决方案之一是将多个信源补充在无源室内分布系统靠近末端位置，以保证每个无源室分天线发射功率，但是该方案又大幅增加了建网成本，使得无源方案的成本优势不再存在。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种室内分布系统及网络侧设备，能够大幅度降低建网成本。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种室内分布系统，包括阵列排布的多个天线单元，每一所述天线单元包括一有源室分天线和围绕所述有源室分天线排布的多个无源室分天线。
进一步地，每一所述天线单元包括8个无源室分天线。
进一步地，相邻所述天线单元包括的有源室分天线之间的距离为30-35米。
进一步地，所述无源室分天线和所述有源室分天线内部均集成有蓝牙设备。
进一步地，所述蓝牙设备能够在蓝牙网关模式和蓝牙信标模式之间切换。
进一步地，所述有源室分天线具有4个射频输出接口，每个所述射频输出接口连接一个分路器，所述分路器的两个输出端口分别与一个所述无源室分天线连接。
进一步地，所述有源室分天线的每个所述射频输出接口的功率比所述无源室分天线的发射功率大4dBm。
进一步地，所述有源室分天线具有2个射频输出接口，每个所述射频输出接口连接一个双通道的分路器，所述分路器的四个输出端口分别与一个所述无源室分天线连接。
进一步地，所述有源室分天线的每个所述射频输出接口的功率比所述无源室分天线的发射功率大7dBm。
进一步地，所述分路器集成在所述有源室分天线内，或与所述有源室分天线相互独立。
进一步地，所述有源室分天线具体包括：
有源射频单元，与蓝牙设备和合路器分别连接；
所述蓝牙设备，与所述有源射频单元和所述合路器分别连接；
所述合路器，其输入端分别与所述有源射频单元和所述蓝牙设备的输出端连接，其输出端与功率分配器件连接；
所述功率分配器件，用于将输入信号功率按照一定比例分配到两个输出端，其输入端与所述合路器的输出端连接，其输出端分别与集成天线和直流耦合模块连接；
所述集成天线，用于将所述功率分配器件输出的射频信号辐射为无线信号进行传播；
所述直流耦合模块，用于将所述功率分配器件输出的射频信号传输到所述有源室分天线的射频输出接口，以及将直流电源输出的直流能量输送到所述有源室分天线的射频输出接口；
所述直流电源，与所述直流耦合模块连接。
进一步地，所述有源室分天线的射频输出接口与功分器连接，所述功分器的每一输出端口分别与一个所述无源室分天线连接，所述无源室分天线为双极化天线。
进一步地，所述有源射频单元为四通道有源射频单元，所述合路器为四通道合路器，所述功分器为四功分器。
进一步地，在所述无源室分天线为单极化天线时，所述无源室分天线的输入射频线缆传输管控信号和直流电信号；
在所述无源室分天线为双极化天线时，两条输入射频线缆传输管控信号和直流电信号；或两条输入射频线缆中的一条仅传输管控信号，另外一条传输管控信号和直流电信号。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，包括至少一个如上所述的室内分布系统。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，室内分布系统包括阵列排布的多个天线单元，每一天线单元包括一有源室分天线和围绕有源室分天线排布的多个无源室分天线，本实施例通过有源室分天线和无源室分天线混合组网，可以大幅度降低建网成本。
附图说明
图1为本发明实施例室内分布系统的结构示意图；
图2和图3为本发明具体实施例室内分布系统的结构示意图；
图4为本发明具体实施例有源室分天线的结构示意图；
图5为本发明实施例单极化天线的示意图；
图6和图7为本发明实施例双极化天线的示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提供一种室内分布系统及网络侧设备，能够大幅度降低建网成本。
本发明实施例提供一种室内分布系统，包括阵列排布的多个天线单元，如图1所示，每一所述天线单元包括一有源室分天线和围绕所述有源室分天线排布的多个无源室分天线，其中，每一虚线框内为一天线单元。
本实施例中，室内分布系统包括阵列排布的多个天线单元，每一天线单元包括一有源室分天线和围绕有源室分天线排布的多个无源室分天线，本实施例通过有源室分天线和无源室分天线混合组网，可以大幅度降低建网成本。
其中，每一天线单元包括的无源室分天线的数目可以根据需要设置。一具体示例中，如图1所示，每一所述天线单元包括8个无源室分天线，8个无源室分天线围绕在1个有源室分天线外围。采用这种室内分布系统后，减少了有源室分天线的使用数量，可以大幅降低室内分布系统的建网成本。以多隔断室内场景为例，传统方案中有源室分天线布放间距为10-15米，平均每个点位覆盖面积为100-225平方米，而本发明中有源室分天线布放间距为30-35米，平均每个点位覆盖面积为900-1225平方米，有源室分天线使用量减少为原先的11％-18％。由于无源室分天线的成本远小于有源室分天线的成本，因此，本实施例提出的室内分布系统将使建网成本降低为原先方案的11％-18％。
进一步地，为了实现室内精准定位，所述无源室分天线和所述有源室分天线内部均集成有蓝牙设备(BLE)，所述蓝牙设备能够在蓝牙网关模式和蓝牙信标模式之间切换。在蓝牙设备处于蓝牙信标模式时，蓝牙终端能够接收蓝牙设备发送的广播信号，将MAC(MediaAccess Control,媒体接入控制)地址和RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信号的强度指示)值上报到定位服务器进行位置计算。这样，通过在无源室分天线和有源室分天线内部集成蓝牙设备，可以提供室内定位服务能力。再次，在有源室分天线内部集成的蓝牙设备切换为蓝牙网关模式后，能够具备无源室分天线监控功能，并且还可以配置无源室分天线内部集成的蓝牙设备工作参数，比如蓝牙设备处于蓝牙信标模式时的工作参数。
其中，本发明实施例提供的室内分布系统既可以满足单流室分系统，又可以满足高容量所需的双流室分系统。
一具体实施例中，单流室分系统的架构如图2所示，有源室分天线外部具有4个射频输出接口，每个射频输出接口外部接一个分路器，分路器的两个输出端口分别接一个无源室分天线。考虑到分路器和馈线损耗引入约4dB插入损耗，所述有源室分天线的每个所述射频输出接口的功率比所述无源室分天线的发射功率大4dBm。如果每个无源室分天线发射功率为+10dBm，有源室分天线的每个射频输出接口功率为+14dBm。面向5G应用时，有源室分天线自身可以提供4流，在本实施例的室内分布系统中，每个无源室分天线可以提供单流。其中，所述分路器可以集成在所述有源室分天线内，也可以与所述有源室分天线相互独立。
对于高容量场景，可以采用双极化无源室分天线，如图3所示，有源室分天线依然支持4流，具有2个射频输出接口，每个所述射频输出接口连接一双通道分路器，双通道分路器的四个输出端口分别连接四个双极化无源室分天线。考虑到分路器和馈线损耗约7dB，所述有源室分天线的每个所述射频输出接口的功率比所述无源室分天线的发射功率大7dBm。如果双极化无源室分天线输出功率为+10dBm，那么有源室分天线每个通道输出功率为+17dBm。面向5G应用时，有源室分天线自身可以提供4流，在本发明实施例的室内分布系统中，每个无源室分天线可以提供双流。其中，双通道分路器可以集成在所述有源室分天线内，也可以与所述有源室分天线相互独立。
本发明实施例的室内分布系统中，以双流室分系统为例，有源室分天线的系统架构如图4所示，包括：
有源射频单元，与蓝牙设备和合路器分别连接；
所述蓝牙设备，与所述有源射频单元和所述合路器分别连接，具备蓝牙网关和蓝牙信标功能，分布式皮基站(TRX)可以通过控制信号配置其处于蓝牙网关模式还是蓝牙信标模式；
所述合路器，其输入端分别与所述有源射频单元和所述蓝牙设备的输出端连接，其输出端与功率分配器件连接；
所述功率分配器件，用于将输入信号功率按照一定比例分配到两个输出端，其输入端与所述合路器的输出端连接，其输出端分别与集成天线和直流耦合模块连接；
所述集成天线，为有源室分天线内部集成微带天线，用于将所述功率分配器件输出的射频信号辐射为无线信号进行传播；
所述直流耦合模块，用于将所述功率分配器件输出的射频信号传输到所述有源室分天线的射频输出接口，以及将直流电源输出的直流能量输送到所述有源室分天线的射频输出接口；
所述直流电源，与所述直流耦合模块连接。
进一步地，如图4所示，所述有源室分天线的射频输出接口与功分器连接，所述功分器的每一输出端口分别与一个所述无源室分天线连接，所述无源室分天线为双极化天线。
进一步地，所述有源射频单元为四通道有源射频单元，所述合路器为四通道合路器，所述功分器为四功分器。
其中，内置蓝牙设备的无源室分天线需要解决供电问题和管控问题等。
对于供电问题，蓝牙设备通常采用电池供电，其使用寿命受限于电池容量限制，本发明实施例的室内分布系统中，有源室分天线可以为无源室分天线提供能量来源。如图4所示，有源室分天线外部接两个四功分器，每个四功分器输出端口分别接一个内置蓝牙设备的双极化无源室分天线。由于四功分器可以将直流电信号从其输入端传输到其输出端，因此有源室分天线提供的直流电信号最终可以传输给无源室分天线，为其内部集成的蓝牙设备进行供电。
对于管控问题，蓝牙设备在处于蓝牙信标模式时，需要定期检测其工作状态，同时不定期修改其配置参数，传统蓝牙信标需要通过人工进行管控，后期维护成本较高。本实施例的室内分布系统中，当蓝牙信标需要进行检测工作状态，或者修改配置参数时，有源室分天线通知蓝牙设备将其配置为蓝牙网关模式，其可以对无源室分天线内部集成的蓝牙信标模式的蓝牙设备进行通信，配置无源室分天线的蓝牙信标的工作参数。
进一步地，在所述无源室分天线为单极化天线时，如图5所示，单极化天线的输入射频线缆上既传输管控信号，又传输直流电信号。
在所述无源室分天线为双极化天线时，存在两种方案，如图6所示，双极化天线的一条输入射频线缆既传输管控信号，又传输直流电信号，另一条输入射频线缆仅传输管控信号。如图7所示，另一种方案中，双极化天线的两条输入射频线缆均同时传输管控信号和直流电信号。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，包括至少一个如上所述的室内分布系统。
本实施例提供的网络侧设备中，首先，通过有源室分天线和无源室分天线混合组网，可以大幅度降低建网成本；其次，通过在有源室分天线和无源室分天线内部集成蓝牙信标功能，可以提供室内定位服务能力；再次，有源室分天线内部集成的蓝牙信标功能可以切换为蓝牙网关功能，具备无源室分天线监控功能，并且还可以配置无源室分天线内部集成的蓝牙信标的工作参数。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种室内分布系统，其特征在于，包括阵列排布的多个天线单元，每一所述天线单元包括一有源室分天线和围绕所述有源室分天线排布的多个无源室分天线；
所述有源室分天线具有4个射频输出接口，每个所述射频输出接口连接一个分路器，所述分路器的两个输出端口分别与一个所述无源室分天线连接；或
所述有源室分天线具有2个射频输出接口，每个所述射频输出接口连接一个双通道的分路器，所述分路器的四个输出端口分别与一个所述无源室分天线连接。
2.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，每一所述天线单元包括8个无源室分天线。
3.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，相邻所述天线单元包括的有源室分天线之间的距离为30-35米。
4.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，所述无源室分天线和所述有源室分天线内部均集成有蓝牙设备。
5.根据权利要求4所述的室内分布系统，其特征在于，所述蓝牙设备能够在蓝牙网关模式和蓝牙信标模式之间切换。
6.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，所述有源室分天线的每个所述射频输出接口的功率比所述无源室分天线的发射功率大4dBm。
7.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，所述有源室分天线的每个所述射频输出接口的功率比所述无源室分天线的发射功率大7dBm。
8.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，
所述分路器集成在所述有源室分天线内，或与所述有源室分天线相互独立。
9.根据权利要求4所述的室内分布系统，其特征在于，所述有源室分天线具体包括：
有源射频单元，与蓝牙设备和合路器分别连接；
所述蓝牙设备，与所述有源射频单元和所述合路器分别连接；
所述合路器，其输入端分别与所述有源射频单元和所述蓝牙设备的输出端连接，其输出端与功率分配器件连接；
所述功率分配器件，用于将输入信号功率按照一定比例分配到两个输出端，其输入端与所述合路器的输出端连接，其输出端分别与集成天线和直流耦合模块连接；
所述集成天线，用于将所述功率分配器件输出的射频信号辐射为无线信号进行传播；
所述直流耦合模块，用于将所述功率分配器件输出的射频信号传输到所述有源室分天线的射频输出接口，以及将直流电源输出的直流能量输送到所述有源室分天线的射频输出接口；
所述直流电源，与所述直流耦合模块连接。
10.根据权利要求9所述的室内分布系统，其特征在于，
所述有源室分天线的射频输出接口与功分器连接，所述功分器的每一输出端口分别与一个所述无源室分天线连接，所述无源室分天线为双极化天线。
11.根据权利要求10所述的室内分布系统，其特征在于，所述有源射频单元为四通道有源射频单元，所述合路器为四通道合路器，所述功分器为四功分器。
12.根据权利要求1所述的室内分布系统，其特征在于，在所述无源室分天线为单极化天线时，所述无源室分天线的输入射频线缆传输管控信号和直流电信号；
在所述无源室分天线为双极化天线时，两条输入射频线缆传输管控信号和直流电信号；或两条输入射频线缆中的一条仅传输管控信号，另外一条传输管控信号和直流电信号。
13.一种网络侧设备，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-12中任一项所述的室内分布系统。
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