CN114966541A - 一种通信基站及定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信基站及定位系统。通信基站包括基站总体结构、基站控制器和Lora网关；基站控制器和Lora网关位于所述基站总体结构内部；Lora网关与基站控制器电连接。Lora网关利用了通信基站的控制器，进一步降低了Lora网关的设置成本，并且Lora网关的覆盖范围大，通信距离可以达到10公里。通过Lora网关实现定位，可以同时实现卫星定位、wifi定位以及sub‑Ghz频段的定位，丰富了定位方式，使得应用更加灵活，可以满足室内、室外等各种场景的应用需求。

Description

一种通信基站及定位系统
技术领域
本发明涉及通信基站及定位系统领域。尤其是一种通信基站及定位系统。
背景技术
人员、物品、宠物等定位需求十分普遍。人员、物品和宠物等会不断移动，如物品的生产到运输，宠物的走失，幼儿和老人的迷失等。
传统的定位方式只基于某一种定位方式，如GNSS卫星系统定位，这类卫星定位方式通常只在室外可用，室内则无法获取卫星信号。超宽带(UWB)定位、蓝牙定位、无线通信(wifi)定位等通常只限于有对应网络覆盖的区域。而在广域范围内，当无该类信号覆盖时，则无法实现定位。传统定位方式无线覆盖范围较小，除卫星定位外，其他UWB、蓝牙、wifi等定位方式无线信号覆盖范围通常只在百米左右。
发明内容
本发明提供了一种通信基站及定位系统,以扩大网关的网络覆盖范围，且降低网关的成本。
第一方面，本发明提供了一种通信基站，包括：
所述通信基站包括基站总体结构、基站控制器和Lora网关；
所述基站控制器和所述Lora网关位于所述基站总体结构内部；
所述Lora网关与所述基站控制器电连接。
可选的，所述通信基站包括5G通信基站。
可选的，所述基站控制器和所述Lora网关通过通信接口电连接。
可选的，所述通信接口包括SPI接口和UART接口。
可选的，所述Lora网关包括Lora控制器，所述Lora控制器通过所述通信接口与所述基站控制器电连接。
可选的，所述Lora网关还包括射频匹配电路和至少一个天线；
所述天线与所述射频匹配电路的第一端电连接，所述射频匹配电路的第二端与所述Lora控制器电连接。
第二方面，本发明提供了一种定位系统，包括：
通信基站，所述通信基站包括权本发明实施例任一所述的通信基站；
Lora定位模块，所述Lora定位模块包括至少一个天线，所述Lora定位模块通过天线和所述通信基站的Lora网关通信连接。
可选的，还包括定位信号获取模块，所述定位信息获取模块与所述Lora定位模块通信连接。
可选的，所述定位信号获取模块包括GPS模块。
可选的，还包括通信设备，所述通信设备与所述通信基站的基站控制器通信连接。
本实施例技术方案通过设计了一种通信基站，包括基站总体结构和Lora网关，基站总体结构选用5G通信基站，用来实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输，降低通信基站的部署，并且基站控制器与Lora网关通过SPI接口和UART接口互联，进行数据信息和控制信息交互，Lora网关利用了通信基站的控制器，进一步降低了Lora网关的设置成本，并且Lora网关的覆盖范围大，通信距离可以达到10公里。通过Lora网关实现定位，可以同时实现卫星定位、wifi定位以及sub-Ghz频段的定位，丰富了定位方式，使得应用更加灵活，可以满足室内、室外等各种场景的应用需求。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种通信基站结构示意图；
图2是根据本发明实施例二提供的一种通信基站结构示意图；
图3是根据本发明实施例二提供的另一种通信基站结构示意图；
图4是根据本发明实施例三提供的一种定位系统结构示意图；
图5是根据本发明实施例三提供的另一种定位系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
本实施例提供了一种通信基站，图1是根据本发明实施例一提供的一种通信基站结构示意图，参考图1，该通信基站包括：通信基站包括基站总体结构110、基站控制器120和Lora网关130；基站控制器120和Lora网关130位于基站总体结构110内部；Lora网关130与基站控制器120电连接。
其中，通信基站即公用移动通信基站，是移动设备接入互联网的接口设备，也是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。通信基站可以提供无线覆盖，实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。通信基站可以是4G通信基站、5G通信基站或者6G通信基站。其中，目前覆盖范围最广，且通信速度较快的是5G通信基站。在本实施例，选用5G通信基站，可以降低通信基站的部署成本。
Lora网关130位处LoRa星形网络的核心位置，是终端和服务器(Server)间的信息桥梁，是多信道的收发机。LoRa网关130有时又被称为LoRa基站或LoRa集中器，虽然定义不同，但其实是同一含义。Lora网关130的覆盖范围大，通信距离可以达到10公里。通过Lora网关130实现定位，可以同时实现卫星定位、wifi定位以及sub-Ghz频段的定位，丰富了定位方式，使得应用更加灵活，可以满足室内、室外等各种场景的应用需求。
具体的，在通信基站的基站总体结构110内集成Lora网关130，可以实现在布置通信基站的同时，进行了Lora网关130的布置。无需单独为Lora网关130选取物理设置位置，且Lora网关130与基站控制器120电连接，即Lora网关130利用了通信基站的控制器，还可以与通信基站共用一个GPS模块以及部署安装，进一步降低了Lora网关130的设置成本和部署成本。
示例性的，基站控制器120可以是LS1046处理器，外接AR8033(phy)实现以太网通信。AR8033输出的MDIO信号与PON处理器(EN7526G)的Ethernet接口互联。LS1046与FSM10056通过PCIE互联，实现对5G基带的控制。FSM10056与SDR9000之间采用QLINK互联，实现对射频收发的控制。
基站控制器120采用LS1046处理器具有以下特点：
①NXP 4核ARM处理器LS1046加Qualcomm 5G基带处理器FSM100xx设计。
②高通FSM100XX平台作为基站控制器。该平台包括FSM10051和FSM10056，是符合Sub-6G标准(3GPP Rel 15 5G NR)的物理层基带处理器，支持Sub-6G TDD模式，采用10ns工艺；集成Arm Cortex-A7处理器，主频800MHz；集成
Figure BDA0003690357240000051
HexagonTM DSP处理器，主频866Mhz；集成2Gbit LPDDR4x内存，速率1.33G。
③FSM100XX支持2 Lanes的PCIe Gen3接口，FSM100XX需要通过PCIe接口通过外部NPU(LS1046)来引导(Boot)、配置和控制，以及实现与NPU(LS1046)之间的数据通信。
④SDR9000作为射频前端处理器。SDR9000是一个支持多BAND射频收发器，与FSM10056通过QLink接口通信；支持3GPP Rel15 5G NR sub-6 GHz；支持上行256QAM和下行256QAM；支持2X2 MIMO。电源管理芯片PMX50，PM8005。
⑤PMX50是一个高度集成的电源管理集成电路，它集成5路可编程的开关电源(DC-DC)，18路线性电源(LDO，包括VREG_RF和VREG_XO)以及各种内部维护功能结合到一个单一的紧凑型芯片中。
⑥射频单元采用SKYWORKS SKY66318系列高效率功放芯片，可以实现24dbm天线端口输出功率，保证收发距离。
基站控制器120是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和移动交换中心之间交换信息提供接口。Lora网关130在传输层上以实现网络互连，用来进行数据间的信息交换。基站控制器120与Lora网关130可以通过SPI信号互联，以便可以传输控制信息和数据信息。
本实施例技术方案通过设计了一种通信基站，包括基站总体结构110和Lora网关130，基站总体结构110选用5G通信基站，用来实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输，降低通信基站的部署，并且基站控制器120与Lora网关130通过SPI接口和UART接口互联，进行数据信息和控制信息交互，Lora网关130利用了通信基站的控制器，进一步降低了Lora网关130的设置成本，并且Lora网关130的覆盖范围大，通信距离可以达到10公里。通过Lora网关130实现定位，可以同时实现卫星定位、wifi定位以及sub-Ghz频段的定位，丰富了定位方式，使得应用更加灵活，可以满足室内、室外等各种场景的应用需求。
可选的，通信基站包括5G通信基站。
其中，通信基站可以是5G通信基站，5G通信基站是5G网络的核心设备，提供无线覆盖，实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输，目前覆盖范围最广的是5G通信基站。在本实施例，选用5G通信基站，可以降低通信基站的部署成本。
可选的，参见图1，基站控制器120和Lora网关130通过通信接口电连接。
其中，基站控制器120与Lora网关130通过通信接口连接，进行数据信息和控制信息交互。
可选的，通信接口包括SPI接口和UART接口。
其中，基站控制器120和Lora网关130之间通过SPI接口和UART接口互联，用来进行数据间的信息交换，进行信息通信。
实施例二
图2是根据本发明实施例二提供的一种通信基站结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上，参考图2，本实施提供的一种通信基站的Lora网关130,Lora网关130包括Lora控制器131，Lora控制器131通过通信接口与基站控制器120电连接。
其中，参见图3，Lora控制器131可以是SX1303，可以控制信息远距离传输，并且通过通信接口与基站控制器120通过信号互联，可以将接收到的信号转换成基站控制器120可以识别的格式，以便可以传输控制信息和数据信息，进行数据通信。可选地，通信接口包括SPI接口和UART接口。
可选的，参见图2，Lora网关还包括射频匹配电路132和至少一个天线；天线与射频匹配电路132的第一端电连接，射频匹配电路132的第二端与Lora控制器131电连接。
其中，射频匹配电路132包括电感、电容、滤波器、balun等器件，并且可以通过射频匹配电路132实现射频阻抗匹配。天线将接收到的数据信息发送给射频匹配电路132进行数据通信，并且保证收发距离，射频匹配电路132的第二端与Lora控制器131电连接，Lora控制器131接收到射频匹配电路132数据信息，将接收到的信号转换成基站控制器120可以识别的格式，传输数据信息，进行数据通信。
本实施例通过射频匹配电路132的第一端接收天线发来的数据信息发送到Lora控制器131，射频匹配电路132的第二端将接收射频匹配电路132的数据信息，来进行数据通信，保证收发距离。
实施例三
图4是根据本发明实施例三提供的一种定位系统结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上，参考图4，该定位系统包括：
通信基站，通信基站包括本发明任意实施例所述的通信基站；Lora定位模块140，Lora定位模块140包括至少一个天线，Lora定位模块140通过天线和通信基站的Lora网关130通信连接。
本实施例技术方案通过设计了一种定位系统，通信基站包括基站总体结构110和Lora网关130，通信基站选用5G通信基站，用来实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输，降低通信基站的部署，并且基站控制器120与Lora网关130通过SPI接口和UART接口互联，进行数据信息和控制信息交互，Lora网关130利用了通信基站的控制器，进一步降低了Lora网关130的设置成本，并且Lora网关130的覆盖范围大，通信距离可以达到10公里。通过Lora网关130实现定位，可以同时实现卫星定位、wifi定位以及sub-Ghz频段的定位，丰富了定位方式，使得应用更加灵活，可以满足室内、室外等各种场景的应用需求。
可选的，定位系统还包括定位信号获取模块150，定位信息获取模块150与Lora定位模块140通信连接。
其中，定位信息获取模块150可以获取定位信息，并且将定位信息发送给Lora定位模块340进行数据通信，以适应室内、室外等各种场景的应用需求。
可选的，参见图5，定位信息获取模块150包括GPS模块，GPS模块与基站控制器120连接，且GPS模块与Lora网关130连接。
示例性的，参见图5，GPS模块采用G1010X模块，G1010X模块输出TOD信号和1PPS信号，经过74LVC244APW芯片实现1分多。其中1PPS信号分别供给基站控制器120和Lora网关130，作为同步信号，TOD信号分别传输基站控制器120和Lora网关130，获取时间和坐标信息。上述技术方案的有益效果是：通过一个74LVC244APW buffer芯片实现GPS信号的分级处理，减少GPS模块的使用数量。
可选的，参见图4，定位系统还包括通信设备160，通信设备160与通信基站的基站控制器120通信连接。
其中，通信设备160可以是5G通信设备，通信基站可以通过天线无线连接手机等各种通信设备160。基站控制器120可以将接收到的数据信息转化成可以识别的格式发送到通信设备160中，以便可以实现方便灵活的Lora网络覆盖，满足各种场景的定位需求。
本发明实施例通过定位信息获取模块150可以获取定位信息，并且将定位信息发送给Lora定位模块140进行数据通信，Lora定位模块140输出TOD信号和1PPS信号，分别供给5G通信基站和Lora网关130进行数据通信。Lora网关130可以通过天线无线连接到被定位的Lora定位模块140，基站控制器320可以将接收到的数据信息发送到通信设备中以便可以通过Lora实现定位，通过Lora实现定位可以同时实现卫星定位、wifi定位以及sub-Ghz频段的定位，通过结合各种定位方式，使得应用更加灵活，可以满足室内、室外等各种场景的应用需求。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信基站，其特征在于，包括：
所述通信基站包括基站总体结构、基站控制器和Lora网关；
所述基站控制器和所述Lora网关位于所述基站总体结构内部；
所述Lora网关与所述基站控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的通信基站，其特征在于，所述通信基站包括5G通信基站。
3.根据权利要求1所述的通信基站，其特征在于，所述基站控制器和所述Lora网关通过通信接口电连接。
4.根据权利要求3所述的通信基站，其特征在于，所述通信接口包括SPI接口和UART接口。
5.根据权利要求3所述的通信基站，其特征在于，
所述Lora网关包括Lora控制器，所述Lora控制器通过所述通信接口与所述基站控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的通信基站，其特征在于，所述Lora网关还包括射频匹配电路和至少一个天线；
所述天线与所述射频匹配电路的第一端电连接，所述射频匹配电路的第二端与所述Lora控制器电连接。
7.一种定位系统，其特征在于，包括：
通信基站，所述通信基站包括权利要求1-6任一所述的通信基站；
Lora定位模块，所述Lora定位模块包括至少一个天线，所述Lora定位模块通过天线和所述通信基站的Lora网关通信连接。
8.根据权利要求7所述的定位系统，其特征在于，还包括定位信号获取模块，所述定位信息获取模块与所述Lora定位模块通信连接。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述定位信号获取模块包括GPS模块。
10.根据权利要求7所述的定位系统，其特征在于，还包括通信设备，所述通信设备与所述通信基站的基站控制器通信连接。
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