CN113992271A - 一种5g毫米波基站 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种5G毫米波基站，涉及通信技术领域，该5G毫米波基站包括扩展单元、ROF光模块、多个远端单元以及天线，其中扩展单元用于对基带信号进行处理，得到下行信号；ROF光模块，用于将下行信号转换为下行光信号，并对下行光信号进行分路处理，得到多路目标下行光信号，将多路目标下行光信号分别进行光纤拉远，并将经过光纤拉远的多路目标下行光信号还原为多路下行信号，并将多路下行信号发送至多个远端单元；各远端单元，用于接收下行信号，并对下行信号进行处理；天线，用于发射经过处理的下行信号。本申请中，扩展单元和远端单元通过一个ROF光模块进行拉远传输，并由ROF光模块对下行信号进行分路，因此减少了ROF光模块的使用量，降低了成本。

Description

一种5G毫米波基站

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种5G毫米波基站。

背景技术

基站是移动通信基础设备，其主要功能是实现优先通信网络与无线终端之间的无线信号传输。

现有技术中，基站的构成主要包括以下几个方面，扩展单元、拉远单元和远端单元，其中，扩展单元用于将信号扩展为多路信号，每一路信号通过拉远单元给到一个远端单元，远端单元对信号进行增益处理后，发送给天线，由天线将信号发射出去。

然而，该种形式的基站中，一个扩展单元需要配置多个拉远单元，而拉远单元的成本较高，因此提高了基站的建设成本。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种5G毫米波基站。

第一方面：

一种5G毫米波基站，该5G毫米波基站包括扩展单元、ROF光模块、多个远端单元以及天线；其中，

扩展单元，用于对基带信号进行处理，得到下行信号；

ROF光模块，用于将下行信号转换为下行光信号，并对下行光信号进行分路处理，得到多路目标下行光信号，将多路目标下行光信号分别进行光纤拉远，并将经过光纤拉远的多路目标下行光信号还原为多路下行信号，并将多路下行信号发送至多个远端单元；

各远端单元，用于接收从ROF光模块传输的下行信号，并对下行信号进行处理；

天线，用于发射经过处理的下行信号。

第二方面：

一种5G毫米波基站，该5G毫米波基站包括扩展单元、ROF光模块、多个远端单元以及天线；其中，

天线，用于将接收到的上行射频信号发送给对应的远端单元；

远端单元，用于对接收到的上行射频信号进行处理，得到上行信号，将上行信号发送给ROF光模块；

ROF光模块，用于通过光纤传输各远端单元发送的上行信号，并将各远端单元发送的上行信号发送给扩展单元；

扩展单元，用于对各远端单元传输的上行信号进行合路，得到上行合路信号，将上行合路信号变为不同频点的上行电信号，对不同频点的上行电信号进行处理。

上述5G毫米波基站，可以降低基站建设成本。该5G毫米波基站包括扩展单元、ROF光模块、多个远端单元以及天线，其中扩展单元用于对基带信号进行处理，得到下行信号；ROF光模块，用于将下行信号转换为下行光信号，并对下行光信号进行分路处理，得到多路目标下行光信号，将多路目标下行光信号分别进行光纤拉远，并将经过光纤拉远的多路目标下行光信号还原为多路下行信号，并将多路下行信号发送至多个远端单元；各远端单元，用于接收从ROF光模块传输的下行信号，并对下行信号进行处理；天线，用于发射经过处理的下行信号。本申请中，扩展单元和远端单元通过一个ROF光模块进行拉远传输，并由ROF光模块对下行信号进行分路，因此减少了ROF光模块的使用量，降低了成本。

附图说明

图1为本申请实施例涉及到的一种5G毫米波基站的模块图；

图2为本申请实施例涉及到的一种毫米波天线；

图3为本申请实施例涉及到的一种5G毫米波基站的链路架构图；

图4为本申请实施例涉及到的一种扩展单元的模块示意图；

图5为本申请实施例涉及到的一种扩展单元架构图；

图6为本申请实施例涉及到的频率分配方案示意图；

图7为本申请实施例涉及到的一种ROF光模块的模块示意图；

图8为本申请实施例涉及到的一种ROF光模块架构图；

图9为本申请实施例涉及到的一种远端单元的模块示意图；

图10为本申请实施例涉及到的一种远端单元架构图；

图11为本申请实施例涉及到的另一种远端单元的模块示意图；

图12为本申请实施例涉及到的另一种ROF光模块的模块示意图；

图13为本申请实施例涉及到的另一种远端单元的模块示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

随着5G(英文：5th Generation Mobile Communication Technology，中文：第五代移动通信技术)通信技术的快速普及，5G基站的建设需求越来越大，然而当前5G基站的成本较高，主要原因包括以下几个方面：

1，在一种现有技术中，基站的构成主要包括以下几个方面，扩展单元、多个拉远单元和多个远端单元，其中，扩展单元用于将信号扩展为多路信号，每一路信号通过拉远单元给到一个远端单元，远端单元对信号进行增益处理后，发送给天线，由天线将信号发射出去。

其中，拉远单元一般是数字光纤，在实际工作过程中，扩展单元中设置有模数转换模块，其先将基带信号转换为数字信号，然后将数字信号通过数字光纤传输，远端单元接收到数字信号之后，通过远端单元内设置的数模转换模块将数字信号转换为模拟信号，然后将模拟信号给到天线。

其中，远端单元中设置的数模转换模块的功耗较大，且导致远端单元结构复杂，增加了远端单元的成本。

为了解决这个技术问题，本申请实施例提供的5G毫米波基站中，扩展单元和远端单元之间使用ROF(英文radio-over-fiber，中文：光载无线通信)光模块，也就是说，扩展单元和远端单元之间通过光信号传输，这样，扩展单元将基带信号转换为模拟信号，并给到ROF光模块。ROF光模块将模拟信号转换为光信号，并利用光纤传输光信号，然后再将光信号变为模拟信号给到远端单元，这样远端单元接收到的就是模拟信号，而不需要进行数模转换，因此相比于现有技术，远端单元中去除了数模转换模块，一方面降低了远端单元的功耗，另一方面降低了其结构复杂度，因此降低了成本。

2、在现有技术中，扩展单元的输出端会连接多个拉远单元，然后每个拉远单元连接一个远端单元，由于使用了较多的拉远单元，导致基站的总体成本增加。

为了解决这个技术问题，本申请实施例提供的5G毫米波基站中，扩展单元输出的是一路信号，因此只需使用一个ROF光模块，然后由ROF光模块来实现分路功能，这样，一方面减少了ROF光模块的数量，因此降低了成本。

3、目前，移动数据流量的爆炸式增长对通信系统的系统覆盖与容量提出了更高的要求，具有丰富频谱资源的毫米波通信可以显著提高5G网络的覆盖与容量。其中，实现用于5G通信的毫米波基站，是实现大系统覆盖容量的通信系统的关键部分，需要解决的关键技术点有如下几个：一、实现大带宽，如800MHz；二、具有多通道；三、实现远距离传输。

然而，现有的5G基站均难以同时实现以上三个技术点。

第一、现有技术一般采用Sub-6GHz的频段，其无法实现400MHz/800MHz的带宽。

第二、现有技术中，采用毫米波信号进行无线中继的形式来实现5G目标吞吐率及室内室外信号传输。存在的问题是，扩展单元、拉远单元以及远端单元都需要配置能够适用于毫米波信号处理的毫米波芯片，而毫米波芯片成本高昂，就目前阶段而言，在每个基站上大量使用毫米波芯片会极大地提高基站的成本。

第三，在毫米波频段，电磁波的传输具有较大的衰减，而且在穿透障碍物时会受到非常大的损耗，在遇到普通建筑材料时，毫米波的衰减甚至可以在100dB以上。因此，直接使用毫米波信号实现信号覆盖会导致整个系统对天线的需求数量急剧上升，实现成本较高。并且，微波信号在大气中损耗大，无线通信能提供的带宽及覆盖距离十分有限。

第四、受到目前业界工艺限制，现有技术中并不能实现可以对毫米波频段进行采样的模数转换/数模转换设备，且用于将毫米波信号转换为光信号或者将光信号转换为毫米波信号的毫米波ROF光模块的成本较高，不利于大规模应用。

有鉴于上述四点中所涉及到的问题，本申请实施例提供的5G毫米波基站中，在下行链路，扩展单元可以将基带信号处理为位于Sub-6GHz频段的不同频点的Sub-6GHz信号，其中不同频点的Sub-6GHz信号通过多通道传输后进行合路，得到一路信号，然后由ROF光模块对扩展单元传输过来的一路Sub-6GHz信号进行拉远和分路，最后在远端单元将Sub-6GHz信号变频为毫米波信号，并通过毫米波天线将毫米波信号发射出去。而在上行链路，远端单元可以将接收到的毫米波信号变频为Sub-6GHz信号，然后将Sub-6GHz信号通过ROF光模块传输给扩展单元，并由扩展单元对接收到的Sub-6GHz信号进行处理。因此本申请提供的5G毫米波基站，基于远端单元将Sub-6GHz信号变为毫米波信号，实现了大带宽，如800MHz；基于ROF光模块实现了对Sub-6GHz信号的远距离传输，基于扩展单元实现的多通道。采用成本较低的方案实现了大带宽、长传输、多通道的5G毫米波基站。

下面对本申请实施例提供的一种5G毫米波基站具体结构进行说明。

如图1所示，5G毫米波基站包括扩展单元11、ROF光模块12、多个远端单元13以及天线14；其中，扩展单元11，用于对基带信号进行处理，得到下行信号，并将下行信号发送给ROF光模块12。ROF光模块12，用于将下行信号转换为下行光信号，并对下行光信号进行分路处理，得到多路目标下行光信号，将多路目标下行光信号分别进行光纤拉远，并将经过光纤拉远的多路目标下行光信号还原为多路下行信号，并将多路下行信号发送至多个远端单元13；各远端单元13，用于接收从ROF光模块12传输的下行信号，并对下行信号进行处理；天线14，用于发射经过处理的下行信号。

本申请实施例中，扩展单元11的输出端连接至ROF光模块12的输入端，ROF光模块12具有多个输出端，每个输出端连接至一个远端单元13，每个远端单元13连接一个天线14。

其中，扩展单元11对基带信号进行处理得到的下行信号为一路信号，扩展单元11将该一路信号发送给与其连接的一个ROF光模块12。ROF光模块12对接收到下行信号进行分路和拉远传输，从而将一路下行信号分给了多个远端单元13，而每个远端单元13则基于接收到的下行信号进行处理，并将经过处理的下行信号发送给天线14，以供天线14发射信号。该种方式减少了ROF光模块12的使用数量，因此降低了基站成本。

其中，该下行信号可以为位于Sub-6GHz频段的信号，该天线14为用于发射Sub-6GHz信号的天线14。可选的，天线14为MIMO天线14。

在本申请的另一个实施例中，下行信号为位于Sub-6GHz频段的信号，天线14为毫米波天线14。这种情况下，扩展单元11对基带信号进行处理得到的下行信号，下行信号为Sub-6GHz频段的信号，扩展单元11将下行信号发送给ROF光模块12，ROF光模块12将位于Sub-6GHz频段的信号(即下行信号)转换为光信号，然后对光信号进行分路，得到多路光信号，将每一路光信号通过一根光纤进行拉远，然后将经过拉远的光信号还原为位于Sub-6GHz频段的信号(即下行信号)，并将还原的下行信号发送给远端单元13，每个远端单元13对接收到的下行信号进行变频处理，将位于Sub-6GHz频段的信号变为毫米波信号，然后将毫米波信号给到天线14，由天线14将毫米波信号发射出去。这样，通过远端单元13的变频，实现了用于5G的毫米波基站的功能。

可选的，本申请实施例中，毫米波天线14可以为一个4TR(4发4收)的毫米波5G基站，如图2所示，本申请实施例的毫米波天线14采用了两个交叉极化相控阵毫米波天线14，总共实现了四路天线14，工作频段24.75-27.5GHz，信号带宽：800MHz，可选的，每个ROF光模块12最多可拖8个远端单元13。

如图3所示，图3示出了本申请实施例提供的5G毫米波基站的链路架构图，下面结合图3分别对扩展单元11、ROF光模块12和远端单元13的具体结构进行说明。

如图3和图4所示，图4示出了一种扩展单元11的模块示意图。扩展单元11包括时钟模块1102、第一频移键控模块1104以及依次连接的基带模块1101、第一Sub-6GHz射频采样模块1103和第一合路器1105，时钟模块1102的输出端和第一频移键控模块1104的输出端分别与第一合路器1105的输入端连接，其中，基带模块1101，用于对基带信号进行处理，得到中频信号；第一Sub-6GHz射频采样模块1103，用于通过多个采样通道对中频信号进行采样，得到位于Sub-6GHz频段的不同频点的Sub-6GHz信号；时钟模块1102，用于向第一合路器1105提供锁相环参考信号；第一频移键控模块1104，用于向第一合路器1105提供控制信号；第一合路器1105，用于对锁相环参考信号、控制信号和位于Sub-6GHz频段的不同频点的Sub-6GHz信号进行合路，得到下行信号，并将下行信号发送给ROF光模块12。

如图5所示，图5示出了扩展单元11的详细的结构示意图。本申请实施例中，基带模块1101用于对基带信号进行处理，得到中频信号，并将中频信号给到第一Sub-6GHz射频采样模块1103，其中第一Sub-6GHz射频采样模块1103用于将数字信号采样为模拟信号，第一Sub-6GHz射频采样模块1103包括四个采样通道DAC1/DAC2/DAC3/DAC4，每个采样通道的采样频点不同，Sub-6GHz频段的频点分别为f1、f2、f3、f4。其中，每个采样通道的输出端连接有对应频点的滤波器和Sub-6GHz放大器，可选的，滤波器为Sub-6GHz滤波器，用于对采样后的Sub-6GHz信号进行滤波和放大。该Sub-6GHz放大器的输出端连接至第一合路器1105，如图4所示，最终有四路不同频点的Sub-6GHz信号输入到第一合路器1105中。

于此同时，时钟模块1102可以输出锁相环参考信号，其中，锁相环参考信号频率REF_CLK设计为122.88MHz，时钟模块1102可以将锁相环参考信号发送给第一合路器1105。

于此同时，第一频移键控模块1104，可以包括扩展单元11的MCU、FSK调制器和滤波模块，其中MCU向FSK调制器发送待调制信号，经过FSK调制器调制可以得到FSK信号，FSK信号即为控制信号，FSK的工作频点选取为433MHz，滤波模块对FSK信号进行滤波，将滤波后的FSK信号发送给第一合路器1105。

本申请实施例中，f1、f2、f3、f4四个频点左右扩展400MHz后，与FSK频段和锁相环参考信号REF_CLK均不能重叠。例如本实施例可以选取f1＝1.2GHz、f2＝2.4GHz、f3＝3.6GHz、f4＝5.6GHz，其频谱分布如图6所示。

第一合路器1105对锁相环参考信号、控制信号和位于Sub-6GHz频段的不同频点的Sub-6GHz信号进行合路，得到下行信号，从图5中可以看出，该下行信号包括f1+f2+f3+f4+433MHz+122.88MHz。第一合路器1105将该下行信号发送给ROF光模块12。

如图7所示，图7示出了一种ROF光模块12的模块示意图。ROF光模块12包括扩展端1201、多个远端1202和设置在扩展端1201与各远端1202之间的光纤，其中：扩展端1201，用于对下行信号进行处理，得到第一预设波长的下行光信号，并将第一预设波长的下行光信号分为多路，分别通过光纤传输至与各远端1202；各远端1202，用于将接收到的下行光信号还原为下行信号，并将下行信号发送给与远端1202连接的远端单元13。

本申请实施例中，扩展端1201的输入端与扩展单元11连接，远端1202的输出端与远端单元13连接，扩展端1201的输出端与远端1202的输入端通过光纤连接。

可选的，扩展端1201与每个远端1202可以通过两根光纤连接，其中一根光纤用于传输下行信号，另一根光纤用于传输上行信号。

可选的，扩展端1201与每个远端1202可以通过一个光纤连接，基于时分复用技术复用该一根光纤传输上行信号和下行信号。

如图8所示，图8示出了ROF光模块12的详细的结构示意图。图8中，扩展端1201包括第一光发射模块、分光器和多个第一光波分复用器，其中，每个第一光波分复用器通过光纤连接至一个远端1202，其中，第一光发射模块，用于对下行信号进行处理，得到第一预设波长的下行光信号；其中，第一预设波长用λ1表示。分光器，用于将第一预设波长的下行光信号分为多路，并将分光后的第一预设波长的下行光信号分别输入至各第一光波分复用器；各第一光波分复用器，用于通过复用光纤将第一预设波长的下行光信号发送至与第一光波分复用器连接的远端1202。

其中，第一光发射模块为激光器TOSA(英文：Transmitter Optical Subassembly，简称：TOSA)，对从扩展单元11输入的位于Sub-6GHz频段的信号在激光器TOSA中由电信号转为波长为λ1的下行光信号。本实施例中，取λ1＝1550nm。如图8所示，经过分光器分为8路下行光信号，该8路下行光信号分别通过8根光纤传输给8个远端1202。

如图8所示，远端1202包括第二光波分复用器和第一光探测模块，所述第二光波分复用器通过光纤与所述扩展端1201的输出端连接，其中，所述第二光波分复用器，用于从光纤传输的信号中分离出第一预设波长的所述下行光信号；所述第一光探测模块，用于将第一预设波长的所述下行光信号还原为所述下行信号，并将所述下行信号发送给与所述远端1202连接的远端单元13。

其中，第一光探测模块为探测器ROSA(英文：Receiver Optical Subassembly，简称ROSA)，下行光信号在远端1202中的第二光波分复用器与上行光信号分离，经过探测器ROSA，再转换为位于Sub-6GHz频段的信号(即下行信号，为电信号)，该电信号中包含四个频率的5G NR信号(f1、f2、f3、f4)、433MHz的FSK信号和锁相环参考信号122.88MHz，远端1202将该电信号输入到与之连接的远端单元13中。

如图9所示，图9示出了一种远端单元13的模块示意图。远端单元13包括本振模块1302、功分器1301和与功分器1301连接的多条远端下行链路1303，远端下行链路1303包括下行混频器和第一上下行切换开关，本振模块1302的输出端分别连接至各远端下行链路1303的各下行混频器，其中，本振模块1302，用于对从ROF光模块12接收到的下行信号进行锁相，得到对应不同频点的本振信号，将各本振信号分别输入至各下行混频器；功分器1301，用于将从ROF光模块12接收到的下行信号功分到不同频点，得到对应不同频点的Sub-6GHz信号，并将不同频点的各Sub-6GHz信号分别发送至各下行混频器；下行混频器，用于基于接收到的本振信号对接收到的Sub-6GHz信号进行变频，得到毫米波信号，将毫米波信号发送给对应的第一上下行切换开关；第一上下行切换开关，用于基于时分复用技术将毫米波信号发送给天线14。

5G毫米波基站中包括多个远端单元13，下面以其中一个远端单元13的结构为例进行详细说明。如图10所示，图10示出了远端单元13的详细的结构示意图。

如图10所示，本振模块1302是由四条本振链路组成的，该四条本振链路的结构相同，均包括PLL锁相环，放大器和功分器，其中，该四条本振链路的锁相环的工作频点不同，但该四条本振链路的输入相同，均为从ROF光模块12接收到的下行信号，可选的，该四条本振链路中的锁相环的工作频点与第一Sub-6GHz射频采样模块的四个采样通道的采样频点分别对应。

本申请实施例中，从ROF光模块12传输过来的下行信号中携带有122.88MHz的参考信号REF_CLK，参考信号REF_CLK分别进入到四个PLL锁相环之中，四个PLL锁相环输出4个不同频率的本振信号，本振信号的频率LOi＝Freq_mw-fi(i＝1,2,3,4),其中，Freq_mw为毫米波中心频点。4路本振信号被放大后经过功分器1301分成两路，分别输出给上行混频器和下行混频器。

如图10所示，功分器1301的输入为从ROF光模块12接收到的下行信号，功分器1301把从ROF光模块12传输过来的下行信号(即位于Sub-6GHz频段的模拟信号)分路到若干不同频点，得到对应不同频点的Sub-6GHz信号，然后将不同频点的各Sub-6GHz信号输入不同的通道，该不同的通道即对应多条远端下行链路1303。

如图10所示，远端下行链路1303包括依次连接的数字衰减器、Sub-6GHz滤波器、下行混频器、第一毫米波滤波器1、功放器、第一上下行切换开关和第二毫米波混频器2，其中，在每条远端下行链路1303中，数字衰减器用于对接收到的Sub-6GHz信号进行增益放大，然后经过Sub-6GHz滤波器进行滤波处理，再经过下行混频器基于接收到的本振信号对接收到的Sub-6GHz信号进行变频，得到毫米波信号。需要说明的是，该变频过程包括两个部分，其中一个部分是各个远端下行链路1303中，下行混频器基于本振信号将不同频点Sub-6GHz信号变频为相同频点的信号，另一个部分是各自将相同频点的信号变频为毫米波信号。

该毫米波信号经过毫米波滤波器1进行滤波后，再被功放器放大，进入到第一上下行切换开关完成上下行合路后输出，进入毫米波滤波器2进行再次滤波，然后到毫米波天线14之中进行发射。

下面对本申请实施例提供的另一种5G毫米波基站具体结构进行说明。

如图1和图3所示，本申请实施例中，5G毫米波基站包括扩展单元11、ROF光模块12、多个远端单元13以及天线14；其中，天线14，用于将接收到的上行射频信号发送给对应的远端单元13；远端单元13，用于对接收到的上行射频信号进行处理，得到上行信号，将上行信号发送给ROF光模块12；ROF光模块12，用于通过光纤传输各远端单元13发送的上行信号，并将各远端单元13发送的上行信号发送给扩展单元11；扩展单元11，用于对各远端单元13传输的上行信号进行合路，得到上行合路信号，将上行合路信号变为不同频点的上行电信号，对不同频点的上行电信号进行处理。

本申请实施例中，天线14将接收到的上行射频信号发送给与其连接的远端单元13，远端单元13将接收到的上行射频信号分为不同频点的信号，然后对不同频点的信号进行合路，得到上行信号，并将上行信号发送给ROF光模块12。

ROF光模块12包括扩展端1201、光纤和多个远端1202，其中，每个远端1202接收与其连接的远端单元13发送的上行信号，并将接收到的上行信号发送给扩展端1201，这样扩展端1201就可以接收到多个上行信号。扩展端1201并不会对该多个上行信号进行处理，而是直接将该多个上行信号转发给扩展单元11。

扩展单元11在接收到该来自多个远端单元13的多个上行信号之后，可以将多个上行信号进行合路，得到上行合路信号，其中上行合路信号为一路信号，然后再将上行合路信号变为不同频点的上行电信号，对不同频点的上行电信号进行处理。

本申请实施例中，通过ROF光模块12传输上行信号，使得扩展单元11和远端单元13无需进行模数转换和数模转换，从而简化了远端单元13的结构，降低了成本。并且，在远端单元13，将上行射频信号变为不同频点的信号，然后进行合路，得到上行信号，而在扩展单元11，将多个上行信号合路后，再将合路得到的上行合路信号变为不同频点的信号，该种方式实现了多通道的5G基站。

可选的，在本申请的一个实施例中，天线14为毫米波天线14，上行射频信号为毫米波信号；其中，毫米波天线14接收到毫米波信号，并将毫米波信号发送给与其连接的远端单元13，远端单元13，具体用于对毫米波信号进行变频处理，得到位于Sub-6GHz频段的上行信号，然后将位于Sub-6GHz频段的上行信号发送给ROF光模块12。ROF光模块12将位于Sub-6GHz频段的上行信号变为光信号，通过光纤传输该光信号，然后再将光信号变为位于Sub-6GHz频段的上行信号，并发送给扩展单元11。扩展单元11对位于Sub-6GHz频段的上行信号进行合路，然后变为不用频点的上行电信号，并对电信号进行处理。该过程实现了5G毫米波基站的功能。

可选的，本申请实施例中，毫米波天线14可以为一个4TR(4发4收)的毫米波5G基站，如图2所示，本申请实施例的毫米波天线14采用了两个交叉极化相控阵毫米波天线14，总共实现了四路天线14，工作频段24.75-27.5GHz，信号带宽：800MHz，可选的，每个ROF光模块12最多可拖8个远端单元13。

下面结合附图对图1中的扩展单元11、ROF光模块12和远端单元13的具体结构进行说明。

如图11所示，图11示出了另一种远端单元13的模块示意图。其中，远端单元13包括本振模块1302、第二频移键控模块1305、第二合路器1304和与第二合路器1304连接的多个远端上行链路，其中，各远端上行链路中的滤波器的滤波频点不同，远端上行链路包括上行混频器和滤波器，本振模块1302的输出端分别连接至各上行混频器，第二频移键控模块的输出端与第二合路器1304的输入端连接，其中：

本振模块1302，用于获取对应不同频点的本振信号，将各本振信号分别输入至各上行混频器；上行混频器，用于基于接收到的本振信号对接收到的毫米波信号进行变频，得到位于Sub-6GHz频段初始Sub-6GHz信号；滤波器，用于对接收到的初始Sub-6GHz信号进行滤波，得到预设频点的Sub-6GHz信号，并将预设频点的Sub-6GHz信号发送给第二合路器1304；第二频移键控模块1305，用于向第二合路器1304提供控制信号；第二合路器1304，用于对控制信号和各远端上行链路的滤波器发送的不同频点的Sub-6GHz信号进行合路，得到上行信号，并将上行信号发送给ROF光模块12。

如图10所示，本振模块1302是由四条本振链路组成的，四条本振链路可以输出四个本振信号，4路本振信号均被放大后分别经过功分器1301分成两路，分别给上行和下行的混频器。因此上行混频器可以接收到本振信号。该4路本振信号的频点不相同。

第二频移键控模块1305，可以包括远端单元13的MCU、FSK调制器和滤波模块，其中从光模块接收来的FSK信号经过滤波之后进入到FSK模块之中进行解调得到控制信号，MCU根据FSK得到的控制信号，完成上下行切换的控制，ATT的控制等。同时，远端单元13上的信息也经过MCU和FSK调试器后变成FSK信号传递给ROF光模块12。

于此同时，如图10所示，每个远端上行链路包括功放器、第三毫米波滤波器、上行混频器、数字衰减器、滤波器和放大器，其中，可选的，该滤波器为Sub-6GHz滤波器，该放大器为Sub-6GHz放大器。每个远端上行链路与天线14连接，对从天线14接收到的上行射频信号通过功放器进行放大，然后给到毫米波滤波器进行滤波，滤波后输入到上行混频器中。

上行混频器可以基于接收到的本振信号对接收到的毫米波信号进行混频得到位于Sub-6GHz频段的初始Sub-6GHz信号，初始Sub-6GHz信号经过数字衰减器进行自动增益控制处理后给到Sub-6GHz滤波器。不同的远端上行链路的Sub-6GHz滤波器的工作频点不同，因此每个Sub-6GHz滤波器对初始Sub-6GHz信号进行滤波后，可以得到该Sub-6GHz滤波器对应的频点的Sub-6GHz信号，多条远端上行链路就可以得到多个不同频点的Sub-6GHz信号。Sub-6GHz放大器用于对Sub-6GHz滤波器滤波后的Sub-6GHz信号进行放大，然后发送给第二合路器1304。

本申请实施例中，第二合路器1304对FSK信号和位于Sub-6GHz频段的不同频点的Sub-6GHz信号进行合路，得到上行信号，根据图9可以看出，该上行信号包括f1+f2+f3+f4+433MHz。第二合路器1304将该上行信号发送给ROF光模块12。

可选的，本实施例4路远端上行链路中的Sub-6GHz滤波器的工作频段分别为fi±400MHz(i＝1,2,3,4)，其中f1＝1.2GHz、f2＝2.4GHz、f3＝3.6GHz、f4＝5.6GHz。

如图12所示，图12示出了另一种ROF光模块12的模块示意图。ROF光模块12包括扩展端1201、多个远端1202和设置在扩展端1201与各远端1202之间的光纤，扩展端1201包括依次连接的第二光探测模块和第一光波分复用器，远端1202包括依次连接的第二光波分复用器和第二光发射模块，第二光波分复用器与第一光波分复用器通过光纤连接，其中，第二光发射模块，用于对远端单元13发送的上行信号进行处理，得到第二预设波长的上行光信号，其中，第二预设波长用λ2表示；第二光波分复用器，用于将第二预设波长的上行光信号传输至第一光波分复用器；第一光波分复用器，用于从光纤传输的信号中分离出第二预设波长的上行光信号，并发送给第二光探测模块；第二光探测模块，用于将第二预设波长的上行光信号还原为上行信号，并将上行信号发送给扩展单元11。

如图8所示，图8示出了ROF光模块12的详细的结构示意图。图8中，ROF光模块12包括一个扩展单元11和8个远端1202，其中扩展单元11包括8组第二光探测模块和第一光波分复用器，远端1202包括一组依次连接的第二光波分复用器和第二光发射模块，其中，每个第一光波分复用器连接一个远端1202中的第二光波分复用器。

扩展单元11中的8个第二光探测模块的输出端分别连接至扩展单元11。

本申请实施例中，从远端单元13接收进来的上行信号包含四个频率的5GNR信号、433MHz的FSK信号，该上行信号经过第二光探测模块转换为波长为λ2的上行光信号，第二光波分复用器Bi(i＝1,2，…，8，i对应一个扩展单元11对应的第i个远端单元13)把上下行光信号合路，经过光纤传输到扩展端1201，扩展端1201包含第一光波分复用器Ai(i＝1,2，…，8)，分出的上行光信号经过第二光探测模块转换成位于Sub-6GHz频段的上行信号，输入给扩展单元11。本实施例中取λ2＝1310nm。

如图13所示，图13示出了一种扩展单元11的模块示意图。扩展单元11包括依次连接的第三合路器、第二分路器、第二Sub-6GHz射频采样模块1108和基带模块1101，其中，第三合路器，用于对从ROF光模块12接收到的各远端单元13传输的上行信号进行合路，得到上行合路信号；第二分路器，用于将上行合路信号变为不同频点的上行电信号；第二Sub-6GHz射频采样模块1108，用于对不同频点的上行电信号进行模数转换，得到上行数字信号；基带模块1101，用于对上行数字信号进行基带信号处理。

本申请实施例中，ROF光模块12在传输上行信号时，并未对上行信号做任何处理，其仅起到了拉远传输的作用，基于此，扩展单元11接收到的多路上行信号来自于不同的远端单元13，且均包括f1+f2+f3+f4+433MHz。

如图5所示，图5示出了扩展单元11的详细的结构示意图。扩展单元11包括Sub-6GHz放大管1，第三合路器，Sub-6GHz放大管2、第二分路器、第二Sub-6GHz射频采样模块1108和基带模块1101，其中，第二分路器包括四个对应不同频点的输出端，每个输出端连接对应频点的滤波器和放大器，可选的，滤波器为Sub-6GHz滤波器，放大器为Sub-6GHz放大管，具体如图5中Sub-6GHz放大管3，该每一路上行信号输入到扩展单元11之后，首先经过Sub-6GHz放大管1进行放大，然后传输到第三合路器，由第三合路器将多路上行信号合路成上行合路信号，然后经由Sub-6GHz放大管2对上行合路信号进行放大，放大后的上行合路信号进入第二分路器，第二分路器用于将上行合路信号分为不同频点的上行电信号，即得到四路上行电信号，该四路上行电信号分别经过频点为f1、f2、f3、f4、433MHz的滤波器，从而将不同频率的信号进行滤波，四路不同频点的信号再经过Sub-6GHz放大管3放大后进入到各自的第二Sub-6GHz射频采样模块1108，完成射频到上行数字信号的转变，再进入基带模块1101进行各种基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种5G毫米波基站，其特征在于，所述5G毫米波基站包括扩展单元、ROF光模块、多个远端单元以及天线；其中，

所述扩展单元，用于对基带信号进行处理，得到下行信号；

所述ROF光模块，用于将所述下行信号转换为下行光信号，并对所述下行光信号进行分路处理，得到多路目标下行光信号，将所述多路目标下行光信号分别进行光纤拉远，并将经过光纤拉远的所述多路目标下行光信号还原为多路所述下行信号，并将多路所述下行信号发送至多个所述远端单元；

各所述远端单元，用于接收从所述ROF光模块传输的所述下行信号，并对所述下行信号进行处理；

所述天线，用于发射经过处理的下行信号。

2.根据权利要求1所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述下行信号为位于Sub-6GHz频段的信号，所述天线为毫米波天线，其中，

所述远端单元，具体用于对所述下行信号进行变频处理，得到毫米波信号；

所述天线，用于发射所述毫米波信号。

3.根据权利要求2所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述扩展单元包括时钟模块、第一频移键控模块以及依次连接的基带模块、第一Sub-6GHz射频采样模块和第一合路器，所述时钟模块的输出端和所述第一频移键控模块的输出端分别与所述第一合路器的输入端连接，其中，

所述基带模块，用于对所述基带信号进行处理，得到中频信号；

所述第一Sub-6GHz射频采样模块，用于通过多个采样通道对所述中频信号进行采样，得到位于Sub-6GHz频段的不同频点的Sub-6GHz信号；

所述时钟模块，用于向所述第一合路器提供锁相环参考信号；

所述第一频移键控模块，用于向所述第一合路器提供控制信号；

所述第一合路器，用于对所述锁相环参考信号、所述控制信号和位于Sub-6GHz频段的不同频点的所述Sub-6GHz信号进行合路，得到所述下行信号，并将所述下行信号发送给所述ROF光模块。

4.根据权利要求3所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述第一Sub-6GHz射频采样模块包括四个频点不同的采样通道，每个所述采样通道的输出端连接有对应频点的滤波器和Sub-6GHz放大器，所述Sub-6GHz放大器的输出端连接至所述第一合路器。

5.根据权利要求3所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述远端单元包括本振模块、功分器和与所述功分器连接的多条远端下行链路，所述远端下行链路包括下行混频器和第一上下行切换开关，所述本振模块的输出端分别连接至各所述远端下行链路的各所述下行混频器，其中，

所述本振模块，用于对从所述ROF光模块接收到的所述下行信号进行锁相，得到对应不同频点的本振信号，将各所述本振信号分别输入至各所述下行混频器；

所述功分器，用于将从所述ROF光模块接收到的所述下行信号功分到不同频点，得到对应不同频点的所述Sub-6GHz信号，并将不同频点的各所述Sub-6GHz信号分别发送至各所述下行混频器；

所述下行混频器，用于基于接收到的所述本振信号对接收到的所述Sub-6GHz信号进行变频，得到所述毫米波信号，将所述毫米波信号发送给对应的所述第一上下行切换开关；

所述第一上下行切换开关，用于将所述毫米波信号发送给所述天线。

6.根据权利要求5所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述本振模块包括四条本振链路，各所述本振链路包括依次连接的锁相环，放大器和功分器；其中，各所述本振链路中的所述锁相环的工作频点不同；

所述锁相环的输入端连接至所述ROF光模块的输出端，用于对接收到的所述下行信号进行锁相，并输出对应频点的本振信号；

所述放大器，用于对所述本振信号进行放大；

所述功分器，包括第一输出端和第二输出端，其中，第一输出端连接至所述下行混频器，所述第二输出端连接至上行混频器。

7.根据权利要求5所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述远端下行链路还包括：数字衰减器、Sub-6GHz滤波器、第一毫米波滤波器、功放器和第二毫米波混频器，其中，所述数字衰减器、所述Sub-6GHz滤波器、所述下行混频器、所述第一毫米波滤波器、所述功放器、所述第一上下行切换开关和所述第二毫米波混频器依次连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述ROF光模块包括扩展端、多个远端和设置在所述扩展端与各所述远端之间的光纤，其中：

所述扩展端，用于对所述下行信号进行处理，得到第一预设波长的下行光信号，并将第一预设波长的所述下行光信号分为多路，分别通过所述光纤传输至与各所述远端；

各所述远端，用于将接收到的所述下行光信号还原为所述下行信号，并将所述下行信号发送给与所述远端连接的远端单元。

9.根据权利要求8所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述扩展端包括第一光发射模块、分光器和多个第一光波分复用器，其中，每个所述第一光波分复用器通过光纤连接至一个所述远端，其中，

所述第一光发射模块，用于对所述下行信号进行处理，得到第一预设波长的所述下行光信号；

所述分光器，用于将第一预设波长的所述下行光信号分为多路，并将分光后的第一预设波长的所述下行光信号分别输入至各所述第一光波分复用器；

各所述第一光波分复用器，用于通过复用所述光纤将第一预设波长的所述下行光信号发送至与所述第一光波分复用器连接的远端。

10.根据权利要求8所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述远端包括第二光波分复用器和第一光探测模块，所述第二光波分复用器通过光纤与所述扩展端的输出端连接，其中，

所述第二光波分复用器，用于从光纤传输的信号中分离出第一预设波长的所述下行光信号；

所述第一光探测模块，用于将第一预设波长的所述下行光信号还原为所述下行信号，并将所述下行信号发送给与所述远端连接的远端单元。

11.一种5G毫米波基站，其特征在于，所述5G毫米波基站包括扩展单元、ROF光模块、多个远端单元以及天线；其中，

所述天线，用于将接收到的上行射频信号发送给对应的所述远端单元；

所述远端单元，用于对接收到的所述上行射频信号进行处理，得到上行信号，将所述上行信号发送给所述ROF光模块；

所述ROF光模块，用于通过光纤传输各所述远端单元发送的所述上行信号，并将各所述远端单元发送的所述上行信号发送给所述扩展单元；

所述扩展单元，用于对各所述远端单元传输的所述上行信号进行合路，得到上行合路信号，将所述上行合路信号变为不同频点的上行电信号，对不同频点的所述上行电信号进行处理。

12.根据权利要11所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述天线为毫米波天线，所述上行射频信号为毫米波信号；其中，

所述远端单元，具体用于对所述毫米波信号进行变频处理，得到位于Sub-6GHz频段所述上行信号。

13.根据权利要求12所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述远端单元包括本振模块、第二频移键控模块、第二合路器和与所述第二合路器连接的多个远端上行链路，其中，各所述远端上行链路中的滤波器的滤波频点不同，所述远端上行链路包括上行混频器和滤波器，所述本振模块的输出端分别连接至各所述上行混频器，所述第二频移键控模块的输出端与所述第二合路器的输入端连接，其中，

所述本振模块，用于获取对应不同频点的本振信号，将各所述本振信号分别输入至各所述上行混频器；

所述上行混频器，用于基于接收到的所述本振信号对接收到的所述毫米波信号进行变频，得到位于Sub-6GHz频段初始Sub-6GHz信号；

所述滤波器，用于对接收到的所述初始Sub-6GHz信号进行滤波，得到预设频点的Sub-6GHz信号，并将预设频点的所述Sub-6GHz信号发送给所述第二合路器；

所述第二频移键控模块，用于向所述第二合路器提供控制信号；

所述第二合路器，用于对所述控制信号和各所述远端上行链路的所述滤波器发送的不同频点的所述Sub-6GHz信号进行合路，得到所述上行信号，并将所述上行信号发送给所述ROF光模块。

14.根据权利要求13所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述远端上行链路还包括：

功放器、第三毫米波滤波器、数字衰减器和放大器，其中，所述功放器、所述第三毫米波滤波器、所述上行混频器、所述数字衰减器、所述滤波器和所述放大器依次连接。

15.根据权利要求12所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述ROF光模块包括扩展端、多个远端和设置在所述扩展端与各所述远端之间的光纤，所述扩展端包括依次连接的第二光探测模块和第一光波分复用器，所述远端包括依次连接的第二光波分复用器和第二光发射模块，所述第二光波分复用器与所述第一光波分复用器通过所述光纤连接，其中，

所述第二光发射模块，用于对所述远端单元发送的所述上行信号进行处理，得到第二预设波长的上行光信号；

所述第二光波分复用器，用于将第二预设波长的所述上行光信号传输至所述第一光波分复用器；

所述第一光波分复用器，用于从光纤传输的信号中分离出第二预设波长的所述上行光信号，并发送给所述第二光探测模块；

所述第二光探测模块，用于将第二预设波长的所述上行光信号还原为所述上行信号，并将所述上行信号发送给所述扩展单元。

16.根据权利要求12所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述扩展单元包括依次连接的第三合路器、第二分路器、第二Sub-6GHz射频采样模块和基带模块，其中，

所述第三合路器，用于对从所述ROF光模块接收到的各所述远端单元传输的所述上行信号进行合路，得到所述上行合路信号；

所述第二分路器，用于将所述上行合路信号变为不同频点的所述上行电信号；

所述第二Sub-6GHz射频采样模块，用于对不同频点的所述上行电信号进行模数转换，得到上行数字信号；

所述基带模块，用于对所述上行数字信号进行基带信号处理。

17.根据权利要求12所述的5G毫米波基站，其特征在于，所述第二分路器包括四个对应不同频点的输出端，各所述输出端连接对应频点的滤波器和放大器，所述放大器的输出端连接至所述第二Sub-6GHz射频采样模块。

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