CN111313939A - 多通道室内分布系统及其mimo信号传输方法 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种多通道室内分布系统及其MIMO信号传输方法，涉及移动通信领域。该系统包括：近端单元，被配置为将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号；合路器，被配置为将具有不同频点的多路第二信号合路为一路第三信号，并将第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆；多个远端单元中的每个远端单元对应一个信源通道，被配置为对接收到的第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，对第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将第一信号发送至终端。本公开能够在不改变原有单通道室内分布系统的线缆、无源器件的前提下，解决室内MIMO信号覆盖问题。

Description

多通道室内分布系统及其MIMO信号传输方法

技术领域

本公开涉及移动通信领域，尤其涉及一种多通道室内分布系统及其MIMO(Multiple-In Multiple Out，多入多出)信号传输方法。

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4G、5G系统的频率高、空间损耗大、穿透能力差，导致室外基站有效覆盖面积降低。在室内环境下，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。

室内场所特别是热点区域中用户对峰值数率要求较高，为了满足用户对数率的需求，需要提供对用户的MIMO模式支持，如果实现4G、5G系统中的上、下行2*2MIMO，就需要两套天线及射频信号分配系统，这就大大的增加了室分建设成本及建设难度。对于目前已经建好2G、3G室内分布系统的室内场所，一般只有一路室内分布线缆。要实现2*2MIMO，需要新建室内分布线缆，同时需要再增加一倍的单极化覆盖天线数量或将单极化覆盖天线更换为双极化覆盖天线。该方式需要更换为支持5G频率的无源器件，系统设计复杂、造价高、协调困难、施工难度大、覆盖端状态无法监控。

发明内容

本公开要解决的一个技术问题是，提供一种多通道室内分布系统及其MIMO信号传输方法，能够在不改变原有单通道室内分布系统的线缆、无源器件的前提下，解决室内MIMO信号覆盖问题。

根据本公开一方面，提出一种多通道室内分布系统，包括：近端单元，被配置为将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号；合路器，被配置为将具有不同频点的多路第二信号合路为一路第三信号，并将第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆；多个远端单元，其中，每个远端单元对应一个信源通道，被配置为对接收到的第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，对第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将第一信号发送至终端。

在一些实施例中，空间相邻的两个远端单元处理不同信源通道的信号。

在一些实施例中，远端单元还被配置为将接收到的终端发送的第四信号的频率移频至对应的频点，形成第五信号，并将第五信号通过单通道室内分布系统的线缆传输至近端单元，其中，相邻远端单元形成的第五信号的频点不同；近端单元还被配置为将接收到的第五信号的频率移频至具有信源通道的频点的第六信号，并将第六信号通过对应信源通道发送至对应的信源。

在一些实施例中，近端单元还被配置为获取单通道室内分布系统内已使用的频段，根据单通道室内分布系统内已使用的频段，确定第二信号的频点。

在一些实施例中，第二信号的频点与第一信号的频点不同。

在一些实施例中，近端单元和远端单元时频同步。

根据本公开的另一方面，还提出一种多通道室内分布系统的多进多出MIMO信号传输方法，包括：近端单元将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号；合路器将具有不同频点的多路第二信号合路，形成一路第三信号，并将第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆；多个远端单元中的每个远端单元对接收到的第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，并对第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将第一信号发送至终端，其中，每个远端单元对应一个信源通道。

在一些实施例中，空间相邻两个远端单元处理不同信源通道的信号。

在一些实施例中，每个远端单元将接收到的终端发送的第四信号的频率移频至对应的频点，形成第五信号，并将第五信号通过单通道室内分布系统的线缆传输至近端单元，其中，相邻远端单元形成的第五信号的频点不同；近端单元将接收到的第五信号的频率移频至具有信源通道的频点的第六信号，并将第六信号通过对应信源通道发送至对应的信源。

在一些实施例中，近端单元获取单通道室内分布系统内已使用的频段；根据单通道室内分布系统内已使用的频段，确定第二信号的频点。

在一些实施例中，第二信号的频点与第一信号的频点不同。

本公开实施例，近端单元通过移频技术，将多路信源通道输出的信号的频率分别移频至不同的频点，经过信号合路，利用现有单通道室内分布系统的线缆进行传输，远端单元将接收的合路信号进行滤波和移频处理，恢复为对应信源通道的信号，在不改变原有单通道室内分布系统的线缆、无源器件的前提下，解决室内MIMO信号覆盖问题。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1为本公开的多通道室内分布系统的一些实施例的结构示意图。

图2为本公开的多通道室内分布系统的另一些实施例的结构示意图。

图3为本公开的近端单元的一些实施例的结构示意图。

图4为本公开的远端单元的一些实施例的结构示意图。

图5为本公开的多通道室内分布系统的MIMO信号传输方法的一些实施例的流程示意图。

图6为本公开的多通道室内分布系统的MIMO信号传输方法的另一些实施例的流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

图1为本公开的多通道室内分布系统的一些实施例的结构示意图。该多通道室内分布系统包括近端单元110、合路器120、单通道室内分布系统130的线缆和多个远端单元140。本公开适用于4G网络，也适用于5G网络，以下以5G网络为例进行介绍。

近端单元110被配置为将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号。

在一些实施例中，如图2所示，以2*2MIMO为例，近端单元110包括2路通道，一路通道将5G信源通道1输出的信号的频率移频至F1频点，另一路通道将5G信源通道2输出的信号的频率移频至F2频点，其中，F1频点对应的频段与F2频点对应的频段不重叠，即实现同频信号频谱隔离。

在一些实施例中，近端单元110还被配置为获取单通道室内分布系统130内已使用的频段，根据单通道室内分布系统130内已使用的频段，确定第二信号的频点。

例如，近端单元接入单通道室内分布系统，通过上行链路的接收单元扫描原有单通道室内分布系统内已使用的频段，确定移频频率，确保移频后的频点在原有单通道室内分布系统的无源器件支持的频段，而不在多通道室内分布系统的信源工作频段内，且移频后的频段互不重叠，这样能够保证移频信号和原有室分系统信号不产生干扰。

在该实施例中，将各路信源通道输出的信号的频率进行频移，并且移频至现有单通道室内分布系统的无源器件支持的频段，无需对原有系统的无源器件进行改造和更换。并且，由于将各路信源通道输出的信号的频率都进行频移，能够实现超出多通道室内分布系统支持的频段范围的信号传输。

合路器120被配置为将具有不同频点的多路第二信号合路为一路第三信号，并将第三信号传输至单通道室内分布系统130的线缆。

在一些实施例中，如图2所示，该合路器120还可以将2G/3G信号与4G/5G信号进行合路。

在一些实施例中，单通道室内分布系统130的线缆上包括耦合器或功分器。如图2所示，包含多个耦合器。

每个远端单元140对应一个信源通道，被配置为对接收到的第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，对第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将第一信号发送至终端。其中，每一个信源通道对应一个或多个远端单元，每一个远端单元处理一个信源通道的数据，即每个远端单元工作在一种信源通道状态。

在一些实施例中，所有远端单元140与近端单元110时频同步，从而实现远端单元之间的同步，同步的远端单元间隔部署，可以实现室内5G信号覆盖。

在一些实施例中，空间相邻的两个远端单元处理不同信源通道的信号。如图2所示，覆盖区内多个远端单元移频工作频点按照空间间隔设置为CH1(信源信道1)和CH2(信源信道2)，设置状态为CH1的远端单元将近端单元发出的F1频点信号恢复为信源通道1的频点信号；设置状态为CH2的远端单元将近端单元发出的F2频点信号恢复为信源通道2的频点信号。通过间隔设置工作在不同信源通道状态的远端单元，能够降低对远端单元设备通道数要求，同时降低系统功耗、成本。

相关2*2MIMO系统，一个远端单元要处理2个通道的信号，从而一个远端单元下的终端可以使用2*2MIMO。相关2*2MIMO系统功耗和成本均较高。而在该实施例中，为了降低远端单元的成本和功耗，每个远端单元只处理其中1个信源通道的信号，终端要启用MIMO就需要2个远端单元协同工作。考虑在实际部署环境中，相邻远端单元的覆盖范围会有一定的重叠，因此，通过空间间隔顺序设置远端单元，即工作于CH1的远端单元和工作于CH2的远端单元在空间交错配置。当终端位于任意两个远端单元重叠覆盖区时，可同时接收到CH1和CH2的信号，从而可以启用2*2MIMO。

在上述实施例中，近端单元通过移频技术，将多路信源通道输出的信号的频率分别移频至不同的频点，经过信号合路，利用现有单通道室内分布系统的线缆进行传输，远端单元将接收的合路信号进行滤波和移频处理，恢复为对应信源通道的信号，在不改变原有单通道室内分布系统的线缆、无源器件的前提下，解决室内MIMO信号覆盖问题。

在本公开的另一些实施例中，远端单元140还被配置为将接收到的终端发送的第四信号的频率移频至对应的频点，形成第五信号，并将第五信号通过单通道室内分布系统的线缆传输至近端单元，其中，相邻远端单元形成的第五信号的频点不同。

在一些实施例中，远端单元140接收到终端发送的5G信号后，将5G信号的频率频移至F3或F4频点。例如，工作在CH1状态的远端单元将终端信号的频率移频至F3频点，工作在CH2状态的远端单元将终端信号的频率移频至F4频点，其中，F3频点与F4频点不相同。

在一些实施例中，F3频点可以与F1频点相同也可以不同，F4频点可以与F2频点相同也可以不同。

近端单元110还被配置为将接收到的第五信号的频率移频至具有信源通道的频点的第六信号，并将第六信号通过对应信源通道发送至对应的信源。

在一些实施例中，近端单元110将远端单元发送来的F3频点信号频移至CH1上的信号，将F4频点信号频移至CH2上的信号。

在上述实施例中，多通道室内分布系统设计简单、造价低、协调容易，覆盖端状态可监可控，能快速低成本解决室内的5G MIMO信号覆盖。另外，通过间隔设置工作在不同信源通道状态的远端单元，多通道室内分布系统只需要单缆，远端单元只需支持单通道即可在同一楼层实现MIMO效果，可有效降低硬件成本和系统功耗。

图3为本公开的近端单元的一些实施例的结构示意图。该实施例中，以5G双通道为例，对近端单元进行介绍。

近端单元的每路通道均包含一对收发链路，一个为第一上行链路310，另一个为第一下行链路320。第一上行链路310包括第一接收单元311、第一移频单元312和第一发射单元313。第一下行链路320包括第二接收单元321、第二移频单元322和第二发射单元323。近端单元的两端设置双工器或开关。以双工器为例，5G系统的RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)与一端的双工器连接，另一端的双工器与合路器连接。

第一上行链路310的第一接收单元311用于接收远端单元信号，第一移频单元312用于将远端单元发来的F3或F4频点的上行信号移频至5G信源通道1或通道2的上行频点，信源通道1或通道2的上行频点信号通过第一发射单元313发送至5G信源。第一下行链路320的第二接收单元321用于接收5G信源发射的信号，第二移频单元322用于将5G信源通道1或通道2的下行频点信号移频至F1或F2频点，F1或F2频点的下行信号通过第二发射单元323发送至远端单元。

近端单元还包括第一电源管理单元340，第一电源管理单元340与第一接收单元311、第二发射单元323连接，用于向第一上行链路310和第一下行链路320供电。

在一些实施例中，近端单元还包括第一同步单元350和第一控制单元360。5G信号为TDD模式即时分双工，表示在某一时间内允许第一上行链路工作，在另一段时间内允许第一下行链路工作。第一同步单元350主要完成解调信源信号时间，完成近端单元上、第一下行链路开启、关闭时间同信源的上、下行开启、关闭时间对齐，确保信源信号完整放大。第一控制单元360主要完成近端单元上、下行输入信号功率采集、输出信号功率控制，使设备稳定工作在线性范围内，信源信号经过远端单元和近端单元后不失真，确保网络质量不恶化。

图4为本公开的远端单元的一些实施例的结构示意图。远端单元位于天线侧，包含一对收发链路，一个为第二上行链路，另一个为第二下行链路。

第二上行链路410包括第三接收单元411、第三移频单元412和第三发射单元413。第二下行链路420包括第四接收单元421、第四移频单元422和第四发射单元423。远端单元的两端设置双工器或开关。

第二上行链路410的第三接收单元411用于接收终端5G信号，第三移频单元412用于将终端发来的5G上行信号移频至F3或F4频点，F3或F4频点信号通过第三发射单元413发送至近端单元。第二下行链路420的第四接收单元421用于接收近端单元发射的F1或F2频点信号，第四移频单元422用于将F1或F2频点信号移频至5G信源的下行频点信号，5G信源频点的下行信号通过第四发射单元423发送至终端。

在一些实施例中，远端单元还包括第二电源管理单元440，第二电源管理单元440与第三接收单元411、第四发射单元423连接，用于向第二上行链路410和第二下行链路420供电。

在一些实施例中，远端单元还包括第二同步单元450和第二控制单元460。5G信号为TDD模式即时分双工，表示在某一时间内允许第二上行链路工作，在另一段时间内允许第二下行链路工作。第二同步单元450主要完成解调信源信号时间，完成远端单元上、第二下行链路开启、关闭时间同信源的上、下行开启、关闭时间对齐，确保信源信号完整放大。第二控制单元460主要完成远端单元上、下行输入信号功率采集、输出信号功率控制，使设备稳定工作在线性范围内，信源信号经过远端单元和近端单元后不失真，确保网络质量不恶化。

图5为本公开的多通道室内分布系统的MIMO信号传输方法一些实施例的流程示意图。

在步骤510，近端单元将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号。

在一些实施例中，第二信号的频点与第一信号的频点不同。

在步骤520，合路器将具有不同频点的多路第二信号合路，形成一路第三信号，并将第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆。

在步骤530，输出至单通道室内分布系统的线缆的第三信号经过滤波器，分为具有不同频点的多路第二信号。

在步骤540，多个远端单元中的每个远端单元对接收到的第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，并对第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将第一信号发送至终端。其中，每个远端单元对应一个信源通道，一个信源通道对应一个或多个远端单元。

在上述实施例中，近端单元通过移频技术，将多路信源通道输出的信号的频率分别移频至不同的频点，经过信号合路，利用现有单通道室内分布系统的线缆进行传输，远端单元将接收的信号进行滤波和移频处理，恢复为对应信源通道的信号，在不改变原有单通道室内分布系统的线缆、无源器件的前提下，解决室内MIMO信号覆盖问题。

图6为本公开的多通道室内分布系统的MIMO信号传输方法的另一些实施例的流程示意图。该实施例的多通道室内分布系统以双通道室内分布系统为例进行介绍。

在步骤610，近端单元通过扫描单通道室内分布系统内已使用的频段。

例如，近端单元接入原有单通道室内分布系统后，通过上行链路的接收单元扫描单通道室内分布系统内已使用频段。近端单元获取原有单通道室内分布系统内已使用频段，是为了执行移频操作时，确保移频后的信号中心频率和双通道室内分布系统原有信源工作频率不在同一频段上，这样才能保证移频信号和原有室分系统信号不产生干扰。

在步骤620，近端单元根据单通道室内分布系统内已使用的频段，将双通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的两路第二信号。

第二信号的频点在原有单通道室内分布系统的无源器件支持的频段，不在双通道室内分布系统原有信源工作频段内，每个第二信号对应的频段互不重叠。

近端单元确保移频后的频点在原有单通道室内分布系统的无源器件支持的频段，是为了不改造原有单通道室内分布系统的无源器件，减少工程难度，降低成本。每个第二信号对应的频段互不重叠，是为了实现5G MIMO的同频多通道信号频谱隔离，且互不干扰。

在步骤630，合路器将具有不同频点的两路第二信号合路，形成一路第三信号，并将第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆。

将近端单元两路移频频点信号合路至原有单通道室内分布系统，是为了实现一缆传输5G MIMO双通道信号。

在步骤640，状态为CH1的远端单元对第三信号进行滤波处理，得到与CH1对应的第二信号，并将第二信号移频为CH1输出的第一信号，状态为CH2的远端单元对第三信号进行滤波处理，得到与CH2对应的第二信号，并将第二信号移频为CH2输出的第一信号。

在步骤650，各远端单元将恢复的信号发送至终端。

其中，按照空间间隔顺序设置远端单元状态为CH1或CH2。

上述实施例中，通过间隔设置远端单元，远端单元只需支持单通道即可在同一楼层实现MIMO效果。

在本公开的另一些实施例中，每个远端单元将接收到的终端发送的第四信号的频率移频至对应的频点，形成第五信号，并将第五信号通过单通道室内分布系统的线缆传输至近端单元，其中，相邻远端单元形成的第五信号的频点不同；近端单元将接收到的第五信号的频率移频至具有信源通道的频点的第六信号，并将第六信号通过对应信源通道发送至对应的信源。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种多通道室内分布系统，包括：

近端单元，被配置为将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号；

合路器，被配置为将所述具有不同频点的多路第二信号合路为一路第三信号，并将所述第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆；

多个远端单元，其中，每个所述远端单元对应一个信源通道，被配置为对接收到的所述第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，对所述第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将所述第一信号发送至终端。

2.根据权利要求1所述的多通道室内分布系统，其中，

空间相邻的两个远端单元处理不同信源通道的信号。

3.根据权利要求1所述的多通道室内分布系统，其中，

所述远端单元还被配置为将接收到的所述终端发送的第四信号的频率移频至对应的频点，形成第五信号，并将所述第五信号通过所述单通道室内分布系统的线缆传输至所述近端单元，其中，相邻远端单元形成的第五信号的频点不同；

所述近端单元还被配置为将接收到的第五信号的频率移频至具有信源通道的频点的第六信号，并将所述第六信号通过对应信源通道发送至对应的信源。

4.根据权利要求1至3任一所述的多通道室内分布系统，其中，

所述近端单元还被配置为获取单通道室内分布系统内已使用的频段，根据所述单通道室内分布系统内已使用的频段，确定所述第二信号的频点。

5.根据权利要求4所述的多通道室内分布系统，其中，

所述第二信号的频点与所述第一信号的频点不同。

6.根据权利要求1至3任一所述的多通道室内分布系统，其中，

所述近端单元和所述远端单元时频同步。

7.一种多通道室内分布系统的多进多出MIMO信号传输方法，包括：

近端单元将多路信源通道输出的第一信号的频率分别移频至不同的频点，形成具有不同频点的多路第二信号；

合路器将所述具有不同频点的多路第二信号合路，形成一路第三信号，并将所述第三信号传输至单通道室内分布系统的线缆；

多个远端单元中的每个远端单元对接收到的所述第三信号进行滤波处理，得到一路对应信源通道的第二信号，并对所述第二信号的频率进行移频，以得到对应信源通道输出的第一信号，并将所述第一信号发送至终端，其中，每个所述远端单元对应一个信源通道。

8.根据权利要求7所述的MIMO信号传输方法，其中，

空间相邻两个远端单元处理不同信源通道的信号。

9.根据权利要求7所述的MIMO信号传输方法，还包括：

每个所述远端单元将接收到的所述终端发送的第四信号的频率移频至对应的频点，形成第五信号，并将所述第五信号通过所述单通道室内分布系统的线缆传输至所述近端单元，其中，相邻远端单元形成的第五信号的频点不同；

所述近端单元将接收到的第五信号的频率移频至具有信源通道的频点的第六信号，并将所述第六信号通过对应信源通道发送至对应的信源。

10.根据权利要求7-9任一所述的MIMO信号传输方法，还包括：

所述近端单元获取单通道室内分布系统内已使用的频段；

根据所述单通道室内分布系统内已使用的频段，确定所述第二信号的频点。

11.根据权利要求10所述的MIMO信号传输方法，其中，

所述第二信号的频点与所述第一信号的频点不同。

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