CN110784839A - 一种电梯多媒体终端4g/5g专用信号的覆盖终端及方法 - Google Patents

一种电梯多媒体终端4g/5g专用信号的覆盖终端及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端及方法，本发明的终端将电梯多媒体终端的终端天线置于电梯轿厢的外部，通过直放站与终端天线进行通信，能够将4G/5G基站信号引入到电梯井，对整个电梯井进行良好的4G/5G信号覆盖，规避了电梯轿厢对4G/5G信号的电磁屏蔽作用，从而使电梯多媒体终端获得较好的4G/5G信号，进而使电梯多媒体终端能够较好的连接到4G/5G网络上，能够在电梯轿厢内无4G/5G无线信号，或者4G/5G信号很弱时，也能连接到网络，本发明的通信模块能够识别直放站通过下行链路发射单元发射出的F1频点和F2频点，并与直放站标识好的信息并进行匹配。

Description

一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端及方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端及方法。
背景技术
随着移动互联网、物联网及行业应用的爆发式增长，对移动信号的覆盖提出了更高的要求。4G 5G作为移动通信技术的发展方向，实现真正的“万物互联”，但频率高、空间损耗大、穿透能力差，导致室外基站有效覆盖面积降低。在电梯环境下，移动通信信号覆盖薄弱，终端无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区。
室内分布系统是宏基站和微蜂窝的补充和延伸，是移动通信不可缺少的组成部分，具有克服建筑物对信号的屏蔽作用、填补建筑物内信号的盲区、解决大型建筑物内信号场强分布不均等作用。可以较为全面的改善建筑物内的网络覆盖问题，整体提高移动通信网络的服务水平。但该区域为低价值覆盖区，投资高、收益低，需要终端商与运营商共同建设网络覆盖，这将提高终端商投入成本，因此终端商需求将所建网络实现专网专用，避免其他未投入网络建设费用的终端商在该区域蹭网。
现有室内分布系统主要包括无源天馈分布方式、有源分布方式和光纤分布方式等几种。
无源天馈分布方式主要由分/合路器、耦合器、馈线、天线组成，将移动信号通过无源器件和馈线传送并分配到室内所需环境。该方式系统设计比较复杂，施工难度大，协调困难，不能实现专网专用。
有源分布方式主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。该方式需要多种干线放大器设备组成，多系统兼容困难，建设费用高，不能实现专网专用。
光纤分布方式是把宏基站或微蜂窝直接耦合的信号转换为光信号，利用光纤将射频信号传输到分布在建筑物各个区域的远端单元，在远端单元再进行光电转换，经过放大器放大后对室内各区域进行覆盖。该方式由于现网2G、3G、4G、5G多种通信设备共存，同样会存在多系统兼容困难、系统设计复杂、造价高、协调难、不能实现专网专用等一系列问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端及方法，解决了现有技术中系统设计复杂，施工难度大，协调困难，建设成本高，不能实现专网专用等问题。
为了达到上述目的，一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端，包括设置在电梯轿厢内的电梯多媒体终端和电梯轿厢外的直放站，电梯多媒体终端连接终端天线，终端天线置于电梯轿厢外部，终端天线与直放站通信，直放站与基站通信；
基站用于发送和接收F1频点，电梯多媒体终端用于接收和发送F2频点；
直放站用于F1频点与F2频点间进行移频并转发。
直放站连接接入天线，接入天线置于电梯井内，终端天线与接入天线通过4G/5G信号通信，直放站连接回传天线，回传天线用于与基站通信。
直放站包括两个开关/双工器，两个开关/双工器分别连接回传天线和接入天线，连接回传天线的开关/双工器下游依次连接下行链路接收单元、下行链路移频单元和下行链路发射单元，下行链路发射单元连接另一个开关/双工器，连接接入天线的开关/双工器下游依次连接上行链路的接收单元、上行链路移频单元和上行链路发射单元，上行链路发射单元连接另一个开关/双工器；
下行链路接收单元、下行链路移频单元、下行链路发射单元、上行链路的接收单元、上行链路移频单元和上行链路发射单元均连接控制单元；
控制单元用于控制F1频点和F2频点的接收、转换和发射。
电梯多媒体终端内置有通信模块，通信模块用于将收到的信号与内置的F2频点进行匹配。
一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端的覆盖方法，直放站接收基站发射的4G/5G信号，并将基站的F1频点下行信号移频至F2频点，并将F2频点的下行信号发送至电梯多媒体终端；
直放站接收到电梯多媒体终端发射的上行信号后，将电梯多媒体终端的F2频点的上行信号移频至F1频点，并将F1频点的上行信号发送至基站；
F1频点和F2频点的工作频段不同，F2频点不在基站的工作频段内。
直放站包括上行链路和下行链路，上行链路的上行链路接收单元接收电梯多媒体终端的无线信号，经过上行链路移频单元移频后发送至上行链路发射单元，上行链路发送单元通过开关/双工器和回传天线将信号发送给基站，下行链路通过下行链路接收单元接收基站发射的无线信号，经过下行链路移频单元移频后发送至下行链路发射单元，下行链路发送单元通过开关/双工器和接入天线将信号发送电梯多媒体终端。
电梯多媒体终端接收到4G/5G信号后判断匹配是否成功，若匹配成功，则电梯多媒体终端正常工作，否则，直放站重新发送F2频点的下行信号至电梯多媒体终端。
与现有技术相比，本发明的终端将电梯多媒体终端的终端天线置于电梯轿厢的外部，通过直放站与终端天线进行通信，能够将4G/5G基站信号引入到电梯井，对整个电梯井进行良好的4G/5G信号覆盖，规避了电梯轿厢对4G/5G信号的电磁屏蔽作用，从而使电梯多媒体终端获得较好的4G/5G信号，进而使电梯多媒体终端能够较好的连接到4G/5G网络上，能够在电梯轿厢内无4G/5G无线信号，或者4G/5G信号很弱时，也能连接到网络，本发明设计简单，施工简单，修建成本低廉，能够有效提高了电梯多媒体终端的利用率，降低了电梯多媒体终端的运营成本。本发明的通信模块能够识别直放站通过下行链路发射单元发射出的F1频点和F2频点，并与直放站标识好的信息并进行匹配。
本发明的方法通过电梯轿厢的外部的终端天线与直放站进行通信，能够提高电梯多媒体终端的信号，提高电梯多媒体终端的利用率，并且通过直放站将4G/5G信号进行F1频点和F2频点的切换，能够使其他终端无法完成注网步骤，有效的避免其他未投入网络建设费用的终端商在该区域蹭网，实现了专网专用。
附图说明
图1为本发明实施例的信号覆盖示意图；
图2为本发明实施例的直放站结构示意图；
图3为本发明实施例的流程图；
图4为本发明实施例的结构示意图；
其中，1、电梯轿厢；2、电梯多媒体终端；3、终端天线；4、接入天线；5、电梯井；6、回传天线；7、基站；8、直放站；9、通信模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1和图4，一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端，包括设置在电梯轿厢1内的电梯多媒体终端2和电梯轿厢1外的直放站8，电梯多媒体终端2连接终端天线3，终端天线3置于电梯轿厢1外部，终端天线3与直放站8通信，直放站8与基站7通信；电梯多媒体终端2内置有通信模块9，通信模块9具备4G/5G通信能力，用于将收到的信号与内置的F2频点进行匹配。
基站7用于发送和接收F1频点，电梯多媒体终端2用于接收和发送F2频点；直放站8用于F1频点与F2频点间进行移频并转发。
直放站8连接接入天线4，接入天线4置于电梯井5内，终端天线3与接入天线4通过4G/5G信号通信，直放站8连接回传天线6，回传天线6用于与基站7通信。
参见图2，直放站8包括两个开关/双工器，两个开关/双工器分别连接回传天线6和接入天线4，连接回传天线6的开关/双工器下游依次连接下行链路接收单元、下行链路移频单元和下行链路发射单元，下行链路发射单元连接另一个开关/双工器，连接接入天线4的开关/双工器下游依次连接上行链路的接收单元、上行链路移频单元和上行链路发射单元，上行链路发射单元连接另一个开关/双工器；下行链路接收单元、下行链路移频单元、下行链路发射单元、上行链路的接收单元、上行链路移频单元和上行链路发射单元均连接控制单元；控制单元用于控制F1频点和F2频点的接收、转换和发射。
直放站8、回传天线6及接入天线4采用体积小、外观美化设计；回传天线6安装于楼顶电梯机房外，用于接收室外4G/5G基站信号；直放站8安装在电梯机房内，用于对室外4G/5G基站7无线信号的放大、滤波及移频控制；接入天线4安装在电梯井道顶部，用于将直放站8移频信号覆盖至整个电梯井道。
电梯轿厢类似法拉第笼，具有很强的电磁信号屏蔽效果，导致轿厢内无4G/5G信号，或4G/5G信号不佳。电梯多媒体终端采用天线外置，并安装于电梯轿厢顶部，可以良好的接收直放站接入天线辐射出的4G/5G信号，提升了电梯多媒体终端的使用效果，降低了电梯多媒体终端的运营成本。
实施例：
参见图3，本发明的具体步骤如下：
步骤301：当直放站回传天线收到4G/5G基站发射的下行信号时，通过基站广播信道得知对应基站的工作频段信息，通过直放站自动搜网计算得到对应基站具体频点号，该频点称为第一频点F1。
直放站获取基站工作频段是为了执行移频操作时，确保移频后的信号中心频率和基站工作频率不在同一频段上，这样才能保证其他终端接入信号后，扫网得到的频点号和基站广播信道获取的频段不匹配，不能正常接入，达到专网专用效果。例如，假设基站广播信道的频段信息是频段40，终端扫网得到的频点是2330MHz,终端判断频点和频段匹配，正常接入；经过直放站将频段40的2330MHz信号移频至频段39的1895MHz,终端接收到直放站覆盖信号后，扫网得到的频点为1895MHz,从广播信道获取到的频段信息仍然为频段40，终端判断频点和频段不匹配，不能正常接入。
步骤302：直放站通过接入天线及上行链路的接收单元扫描待覆盖区(电梯井道)内4G/5G基站的覆盖信号，并确定覆盖信号的强度、频段及频点。
步骤301和步骤302的执行没有严格的先后顺序，也就是说可以先扫描待覆盖区4G/5G信号的覆盖情况，再通过基站广播信道确认基站的工作频段信息。
步骤303：判断待覆盖区是否为弱覆盖区或者盲区，如果为弱覆盖区或者盲区则执行步骤305，否则，执行步骤304。
步骤304：直放站通过同频放大的方式对接收信号进行放大并发射至终端。
当覆盖区为已经做过4G/5G信号覆盖的区域，直放站不需要做移频操作；也可以不安装直放站，直接安装电梯多媒体终端，即可保证电梯多媒体终端良好的接入4G/5G信号。
步骤305：直放站移频频点的确定，该频点称为第二频点F2：根据步骤302确定覆盖区内4G/5G信号最弱覆盖的频段及频点，作为直放站第二频点工作，确保F1、F2不在同一频段，但在同一运营商4G\5G所获得的各频段内。
直放站获取覆盖区内4G/5G信号最弱覆盖的频段及频点，作为直放站第二频点工作，是为了最大程度降低移频信号和覆盖区内原有信号不工作在同一频点上，避免造成同频干扰，降低信号质量。
确保F1、F2不在同一频段，但在同一运营商4G\5G所获得的各频段内。F1、F2不在同一频段，在步骤301已经叙述。F1、F2在同一运营商4G\5G所获得的各频段内，是为了电梯多媒体终端通信模块硬件不做改动，同时避免造成其他频率污染。
举例说明直放站移频频点的确定。例如，假设直放站回传天线接收到的基站广播信道的频段信息是频段40，扫网得到的频点是2330MHz，信号带宽20MHz；通过接入天线及上行链路的接收单元扫描待覆盖区(电梯井道)内基站的覆盖信号信息分别为：
频段39，频点1895MHz，场强-110dBm；
频段39，频点1910MHz，场强-106dBm
频段41，频点2585MHz，场强-105dBm；
频段40，频点2350MHz，场强-113dBm；
按照步骤301方法确定基站信号2330MHz作为直放站F1频点；按照步骤305方法，覆盖区频段40和基站属于同一工作频段，被排除；
移动在频段39上包括1895MHz、1910MHz两个工作频点,在频段41上包括2585MHz、2605MHz、2625MHz三个工作频点；覆盖区内无2605MHz和2625MHz信号，所以2605MHz和2625MHz均可作为直放站F2频点。
步骤306：直放站对F1、F2的频段、频点以及自身标识号信息通过下行链路的发射单元发送至终端。
终端获得F1、F2的频段、频点以及直放站标识号信息，是为了在搜网时接收到直放站F2信号后，识别该信号来自于直放站移频信号，进行频段、频点匹配，达到正常工作状态。
步骤307：终端接收到4G/5G信号后，通过广播信道得知工作频段信息，通过自动搜网计算得到具体频点号，并进行匹配。
步骤308：判断匹配是否成功，匹配成功，执行步骤309，否则，执行步骤310。
步骤309：终端正常工作。
终端正常工作，说明终端接收到的信号为基站覆盖信号或者其他覆盖类设备的覆盖信号，又或者是直放站通过同频放大的覆盖信号。终端频点、频段匹配成功是因为扫网得到的频点和广播信道的频段信息匹配，即扫网得到的频点属于广播信道获取到的频段内。
步骤310：终端根据步骤306接收到的信息再次进行匹配，并正常工作在F2频点。
首次匹配不成功进入步骤310，是因为终端扫网得的的频点为F2,通过广播信道获取到的频段未包含F2频点。
终端接收到直放站F1、F2的频段、频点以及直放站标识号信息后，确认当前接收到的信号来自于直放站，并根据扫网得到的频点以及从广播信道获取到频段，同接收到的信息做对比，确认直放站是否将广播信道的频段信号移频至自身扫网得到的频点，如果是，终端工作在F2频点，否则，继续搜网匹配。
步骤311：当终端有业务时，通过终端天线发射信号至直放站接入天线。
步骤312：直放站通过上行链路将终端F2频点的上行信号移频至F1频点，并通过发射单元将F1频点的上行信号发送至基站。
图2为本发明实例提供的一种4G/5G直放站结构示意图，包括两条收发链路，一条为上行链路，另一条为下行链路，其中，上行链路用于接收终端发射的无线信号，并将终端F2频点的上行信号移频至F1频点，通过发射单元将F1频点的上行信号发送至基站；下行链路用于接收基站发射的无线信号，并将基站F1频点的下行信号移频至F2频点，通过发射单元将F2频点的下行信号发送至终端；其中，F1频点和F2频点不在同一工作频段，F2频点不在基站的工作频段内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端，其特征在于，包括设置在电梯轿厢(1)内的电梯多媒体终端(2)和电梯轿厢(1)外的直放站(8)，电梯多媒体终端(2)连接终端天线(3)，终端天线(3)置于电梯轿厢(1)外部，终端天线(3)与直放站(8)通信，直放站(8)与基站(7)通信；
基站(7)用于发送和接收F1频点，电梯多媒体终端(2)用于接收和发送F2频点；
直放站(8)用于F1频点与F2频点间进行移频并转发。
2.根据权利要求1所述的一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端，其特征在于，直放站(8)连接接入天线(4)，接入天线(4)置于电梯井(5)内，终端天线(3)与接入天线(4)通过4G/5G信号通信，直放站(8)连接回传天线(6)，回传天线(6)用于与基站(7)通信。
3.根据权利要求2所述的一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端，其特征在于，直放站(8)包括两个开关/双工器，两个开关/双工器分别连接回传天线(6)和接入天线(4)，连接回传天线(6)的开关/双工器下游依次连接下行链路接收单元、下行链路移频单元和下行链路发射单元，下行链路发射单元连接另一个开关/双工器，连接接入天线(4)的开关/双工器下游依次连接上行链路的接收单元、上行链路移频单元和上行链路发射单元，上行链路发射单元连接另一个开关/双工器；
下行链路接收单元、下行链路移频单元、下行链路发射单元、上行链路的接收单元、上行链路移频单元和上行链路发射单元均连接控制单元；
控制单元用于控制F1频点和F2频点的接收、转换和发射。
4.根据权利要求1所述的一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端，其特征在于，电梯多媒体终端(2)内置有通信模块(9)，通信模块(9)用于将收到的信号与内置的F2频点进行匹配。
5.一种基于权利要求1的电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端的覆盖方法，其特征在于，直放站(8)接收基站(7)发射的4G/5G信号，并将基站(7)的F1频点下行信号移频至F2频点，并将F2频点的下行信号发送至电梯多媒体终端(2)；
直放站(8)接收到电梯多媒体终端(2)发射的上行信号后，将电梯多媒体终端(2)的F2频点的上行信号移频至F1频点，并将F1频点的上行信号发送至基站(7)；
F1频点和F2频点的工作频段不同。
6.根据权利要求5所述的一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端的覆盖方法，其特征在于，直放站(8)包括上行链路和下行链路，上行链路的上行链路接收单元接收电梯多媒体终端(2)的无线信号，经过上行链路移频单元移频后发送至上行链路发射单元，上行链路发送单元通过开关/双工器和回传天线(6)将信号发送给基站(7)，下行链路通过下行链路接收单元接收基站(7)发射的无线信号，经过下行链路移频单元移频后发送至下行链路发射单元，下行链路发送单元通过开关/双工器和接入天线(4)将信号发送电梯多媒体终端(2)。
7.根据权利要求5所述的一种电梯多媒体终端4G/5G专用信号的覆盖终端的覆盖方法，其特征在于，电梯多媒体终端(2)接收到4G/5G信号后判断匹配是否成功，若匹配成功，则电梯多媒体终端(2)正常工作，否则，直放站(8)重新发送F2频点的下行信号至电梯多媒体终端(2)。
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