CN112996049A - 一种利用4g终端模块控制5g射频通道的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法及系统，本发明实时接收4G信号和经过移频处理的5G信号，并采集移频处理后的5G信号的帧头的同时采集4G信号的帧头，根据5G帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上，根据映射到4G信号帧时序的5G信号帧结构时序，对5G射频通道进行控制，本发明能够通过4G终端模块替代5G终端模块，从而控制5G射频通道并且4G终端模块技术成熟度高，成本低，进而降低了5G控制成本，本发明实时校准参考时钟，能够确保通过移频后的5G信号，频率误差在0.05ppm以内，确保4G终端模块能够正常解调移频后的5G信号F2的帧头。

Description

一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法及系统
技术领域
本发明属于移动通信领域，具体涉及一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法及系统。
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。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。
随着5G网络建设的推进，以及5G网络本身的无线信号特性，对5G网络室内覆盖提出了更高的要求。减少网络建设及维护成本，提高5G网络覆盖是当前5G网络建设的重要问题。
支持5G制式的室内分布系统或直放站，需要对设备中的5G射频通道进行控制，目前最便捷的方法是在设备中增加5G终端模块，利用5G终端模块解调5G网络信号中的时隙配比，通过控制单元对5G射频通道进行时序控制。但是在大规模建网阶段，5G终端模块的成本高且技术成熟度相对网络侧滞后，导致直接使用5G终端模块成为可行但建网费用及技术要求高的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法及系统，利用4G终端模块，代替5G终端模块对设备中的5G射频通道进行控制，很好的解决了成本和技术成熟度的难题。
为了达到上述目的，一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，包括以下步骤：
S1，实时接收4G信号和经过移频处理的5G信号；
S2，实时校准参考时钟；
S3，采集移频处理后的5G信号的帧头；采集4G信号的帧头；
S4，测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差；
S5，获取当前5G信号的帧结构信息；
S6，根据5G帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
S7，根据映射到4G信号帧时序的5G信号帧结构时序，对5G射频通道进行控制。
S3中，采集移频处理后的5G信号的帧头的方法如下：
搜索预先设置频段内经过移频处理的5G信号强度，推算出网络中5G信号的帧头位置。
S3中，采集4G信号的帧头的方法如下：
进行4G搜网，得到网络中4G信号的帧头。
4G信号帧头为子帧0的起始位置，5G信号帧头为时隙0的起始位置，4G信号和5G信号帧结构中的无线帧的长度均为10ms，4G信号帧结构中一个子帧长度为1ms，5G信号帧结构中一个时隙长度为0.5ms。
S4中，测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差时，4G信号的帧头在5G信号的帧头前或后或4G、5G信号帧头本身对齐。
5G信号帧结构时序细分为5G信号帧结构时序_上行和5G信号帧结构时序_下行，5G信号帧结构时序_上行和5G信号帧结构时序_下行的时序打开与关闭时间点均为映射到4G时序上的时间点。
一种利用4G终端模块控制5G射频通道的系统，包括5G射频通道，5G射频通道通过耦合器连接5G施主天线，耦合器连接混频器，混频器连接4G终端模块，4G终端模块连接5G射频模块、4G施主天线和本地振荡器，本地振荡器连接混频器；
耦合器用于将接收到的5G信号进行耦合，发送至混频器；
混频器用于将接收到的信号移频至4G终端模块支持的频率，发送至4G终端模块；
4G终端模块用于接收到4G信号，并测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差，获取当前5G信号的帧结构信息，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
本地振荡器用于产生本振信号，并发送至混频器。
4G终端模块包括4G信号帧头获取单元、5G4G信号帧头时间差测量单元、监控单元、5G4G信号帧结构时序映射单元和5G射频通道控制单元；
4G信号帧头获取单元用于采集4G信号的帧头；
5G4G信号帧头时间差测量单元用于测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差；
监控单元用于通过本地或远程监控获取当前5G信号的帧结构信息；
5G4G信号帧结构时序映射单元用于根据5G信号的帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
5G射频通道控制单元用于根据映射到4G帧时序的5G帧结构时序，对5G射频通道进行控制。
与现有技术相比，本发明的方法实时接收4G信号和经过移频处理的5G信号，并采集移频处理后的5G信号的帧头的同时采集4G信号的帧头，根据5G帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上，根据映射到4G信号帧时序的5G信号帧结构时序，对5G射频通道进行控制，本发明能够通过4G终端模块替代5G终端模块，从而控制5G射频通道并且4G终端模块技术成熟度高，成本低，进而降低了5G控制成本，本发明实时校准参考时钟，能够确保通过移频后的5G信号，频率误差在0.05ppm以内，确保4G终端模块能够正常解调移频后的5G信号F2的帧头。
本发明的系统通过4G终端模块自动测量5G信号帧头和4G信号帧头的时间差，并将5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上，从而实现4G终端模块替代5G终端模块控制设备的5G射频通道。解决5G终端模块成本高且技术成熟度相对网络侧滞后，导致的直接使用5G终端模块成为可行但建网成本及技术要求高的难题。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的系统图；
图3为本发明5G4G信号帧结构时序映射图。
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，本发明一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，包括以下步骤：
S1，4G终端模块外接4G信号及经过移频处理的5G信号F2；
S2，4G终端模块内的参考时钟校准单元，实时校准用于本地振荡器使用的参考时钟。
实时校准用于本地振荡器使用的参考时钟，是为了确保通过移频后的5G信号F2，频率误差在0.05ppm以内，进一步确保4G终端模块能够正常解调移频后的5G信号F2的帧头。
S3，4G终端模块内的5G信号帧头获取单元，采集移频后5G信号F2的帧头。
4G终端模块通过外接移频后的5G信号F2,搜索预先设置频段内的5G信号强度，推算出网络中5G信号的帧头位置。
S4，4G终端模块内的4G信号帧头获取单元，采集4G信号的帧头。
4G终端模块通过外接的4G信号，进行4G搜网，得到网络中4G信号的帧头。
S5，4G终端模块内的5G4G信号帧头时间差测量单元，测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差。
4G终端模块内的5G4G信号帧头时间差测量单元，根据S3及S4得到的5G信号帧头和4G信号帧头，测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差。
S6，4G终端模块内的监控单元，通过本地或远程监控获取当前5G信号的帧结构信息。
4G终端模块内的监控单元，通过本地配置软件或远程监控系统，配置当前网络5G信号的帧结构信息。
S7，4G终端模块内的5G4G信号帧结构时序映射单元，根据得到的5G帧结构信息以及4G信号与5G信号的帧头时间差，把5G帧结构时序映射到4G的帧结构时序上。
4G终端模块内的5G4G信号帧结构时序映射单元，根据S5及S6，得到的4G信号与5G信号的帧头时间差及5G信号帧结构信息，把5G帧结构时序映射到4G的帧结构时序上；
如图3所示，为本发明提供的一种5G4G信号帧结构时序映射图。
网络中5G信号帧结构为：
上下行配比为:DDDSUDDSUU；特殊子帧配比为：10:2:2；
4G信号帧头为子帧0的起始位置，5G信号帧头为时隙0的起始位置，4G、5G信号帧结构中的无线帧的长度均为10ms，4G帧结构中一个子帧长度为1ms，5G帧结构中一个时隙长度为0.5ms；
4G信号帧头在5G信号帧头前5G4G信号帧头差_ns；
把5G信号帧结构时序细分为5G信号帧结构时序_上行及5G信号帧结构时序_下行；
根据本示例中的5G信号上下行配比情况，5ms内上下行配比为DDDSUDDSUU，则一个无线帧内有4次上行发送，4次下行发送；需要4次上行时序打开时间点UU0～UU3,4个上行时序关闭时间点UD0～UD3；需要4次下行时序打开时间点DU0～DU3,4次上行时序关闭时间点DD0～DD3；
上下行时序打开与关闭时间点均为映射到4G时序上的时间点。
S8，4G终端模块内的5G射频通道控制单元，根据映射到4G帧时序的5G帧结构时序，对5G射频通道进行控制。
参见图2，一种利用4G终端模块控制5G射频通道的系统，包括5G射频通道，5G射频通道通过耦合器连接5G施主天线，耦合器连接混频器，混频器连接4G终端模块，4G终端模块连接5G射频模块、4G施主天线和本地振荡器，本地振荡器连接混频器；
耦合器用于将接收到的5G信号进行耦合，发送至混频器；
混频器用于将接收到的信号移频至4G终端模块支持的频率，发送至4G终端模块；
4G终端模块用于接收到4G信号，并测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差，获取当前5G信号的帧结构信息，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
本地振荡器用于产生本振信号，并发送至混频器。
4G终端模块包括4G信号帧头获取单元、5G4G信号帧头时间差测量单元、监控单元、5G4G信号帧结构时序映射单元和5G射频通道控制单元；
4G信号帧头获取单元用于采集4G信号的帧头；
5G4G信号帧头时间差测量单元用于量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差；
监控单元用于通过本地或远程监控获取当前5G信号的帧结构信息；
5G4G信号帧结构时序映射单元用于根据5G信号的帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
5G射频通道控制单元用于根据映射到4G帧时序的5G帧结构时序，对5G射频通道进行控制。
5G射频通道包含上行链路及下行链路。上行链路用于接收终端5G信号，并将终端发来的5G上行信号，通过功率放大单元发送至基站；下行链路用于接收基站5G信号，并将基站发来的5G下行信号，通过功率放大单元发送至终端。
4G终端模块内的5G射频通道控制单元，根据步骤S7将5G信号帧结构时序映射到4G帧结构时序上，通过控制引脚对5G射频通道进行控制，从而实现4G终端模块替代5G终端模块控制设备的5G射频通道。解决5G终端模块成本高且技术成熟度相对网络侧滞后，导致的直接使用5G终端模块成为可行但建网成本及技术要求高的难题。

Claims (8)

1.一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，实时接收4G信号和经过移频处理的5G信号；
S2，实时校准参考时钟；
S3，采集移频处理后的5G信号的帧头；采集4G信号的帧头；
S4，测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差；
S5，获取当前5G信号的帧结构信息；
S6，根据5G帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
S7，根据映射到4G信号帧时序的5G信号帧结构时序，对5G射频通道进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，其特征在于，S3中，采集移频处理后的5G信号的帧头的方法如下：
搜索预先设置频段内经过移频处理的5G信号强度，推算出网络中5G信号的帧头位置。
3.根据权利要求1所述的一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，其特征在于，S3中，采集4G信号的帧头的方法如下：
进行4G搜网，得到网络中4G信号的帧头。
4.根据权利要求1所述的一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，其特征在于，4G信号帧头为子帧0的起始位置，5G信号帧头为时隙0的起始位置，4G信号和5G信号帧结构中的无线帧的长度均为10ms，4G信号帧结构中一个子帧长度为1ms，5G信号帧结构中一个时隙长度为0.5ms。
5.根据权利要求1所述的一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，其特征在于，S4中，测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差时，4G信号的帧头在5G信号的帧头前或后或4G、5G信号帧头本身对齐。
6.根据权利要求1所述的一种利用4G终端模块控制5G射频通道的方法，其特征在于，5G信号帧结构时序细分为5G信号帧结构时序_上行和5G信号帧结构时序_下行，5G信号帧结构时序_上行和5G信号帧结构时序_下行的时序打开与关闭时间点均为映射到4G时序上的时间点。
7.一种利用4G终端模块控制5G射频通道的系统，其特征在于，包括5G射频通道，5G射频通道通过耦合器连接5G施主天线，耦合器连接混频器，混频器连接4G终端模块，4G终端模块连接5G射频模块、4G施主天线和本地振荡器，本地振荡器连接混频器；
耦合器用于将接收到的5G信号进行耦合，发送至混频器；
混频器用于将接收到的信号移频至4G终端模块支持的频率，发送至4G终端模块；
4G终端模块用于接收到4G信号，并测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差，获取当前5G信号的帧结构信息，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
本地振荡器用于产生本振信号，并发送至混频器。
8.根据权利要求7所述的一种利用4G终端模块控制5G射频通道的系统，其特征在于，4G终端模块包括4G信号帧头获取单元、5G4G信号帧头时间差测量单元、监控单元、5G4G信号帧结构时序映射单元和5G射频通道控制单元；
4G信号帧头获取单元用于采集4G信号的帧头；
5G4G信号帧头时间差测量单元用于测量5G信号帧头与4G信号帧头的时间差；
监控单元用于通过本地或远程监控获取当前5G信号的帧结构信息；
5G4G信号帧结构时序映射单元用于根据5G信号的帧结构信息以及4G信号帧头与5G信号帧头的时间差，把5G信号的帧结构时序映射到4G信号的帧结构时序上；
5G射频通道控制单元用于根据映射到4G帧时序的5G帧结构时序，对5G射频通道进行控制。
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