CN115297488B - 一种基于主、从机的5g无线移频方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于主、从机的5G无线移频方法及系统，包括：S1：利用主机扫描特定频段，确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；S2：利用从机扫描特定频段，确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；S3：判定主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的主机移频f3频点和主机输出本振f2频点，若否，则将主机本振f2频点广播至从机；S4：实时监测主机移频f3频点、主机本振f2频点、和/或从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点。本发明无需有线传输、施工简便、成本低，能够快速准确选择无线移频频点，适用于家庭或者小型办公场所。

Description

一种基于主、从机的5G无线移频方法及系统

技术领域

本发明涉及无线移频技术领域，特别是涉及一种基于主、从机的5G无线移频方法及系统。

背景技术

5G巨幅数据流量增长在给人类带来无穷乐趣的同时，也为现有网络基础设施带来巨大挑战，其运行频率比以前的无线标准高得多，却几乎不能覆盖房间。信号的不可预测性以及它们能传输多远都是很大的问题，所以必须建设数量更多的中继器和小基站单元。移频直放站作为信号补盲的有效手段，在5G时代还是一种性价比比较高的信号覆盖设备。传统用的移频方案都是通过有线将主、从机级联在一起实现无线覆盖。对于已经装修完毕的无覆盖区域进行5G信号覆盖，需要重新布局有线通道，对施工有一定难度，可通过无线移频的方式完成室内5G无线覆盖。现有的无线移频专利描述的是如何实现无线移频技术，对于无线移频频点的选择这方面没有相关专利。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于主、从机的5G无线移频方法及系统，本发明无需有线传输、无需专业工程设计,无需调测及网优,施工简便、快速，成本低，适用于家庭或者小型办公场所。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于主、从机的5G无线移频方法，所述方法包括以下步骤：

S1：利用主机扫描特定频段，确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；

S2：利用从机扫描特定频段，确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；

S3：判定所述主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的所述主机移频f3频点和所述主机输出本振f2频点，若否，则将所述主机本振f2频点广播至从机；

S4：实时监测所述主机移频f3频点、所述主机本振f2频点、和/或所述从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点。

优选地，所述S1包括：

主机扫描覆盖区域特定频段，确认主机移频f3频点；

根据所述主机移频f3频点，确认主机输出本振f2频点。

优选地，所述利用主机扫描特定频段，包括：

以1MHz步进扫频，查找连续信号强度最低的100MHz，获取所述主机移频f3频点；所述特定频段为5.2-5.8GHz。

优选地，所述扫描覆盖区域采用静噪电平来过滤无信号的频点。

优选地，所述确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点，包括：

根据所述主机移频f3频点确定所述主机输出本振f2频点；确定所述主机输出本振f2频点的公式为：f3-f1＝f2；其中f1为信号源频点。

优选地，所述从机的上行增益满足G1-L1＝G2-L2＝Gn-Ln，其中，L1为第一从机到达主机的链路损耗，L2为第2从机到达主机的链路损耗，Ln为第n从机到达主机的链路损耗，G1为第一从机增益，G2为第二从机增益，Gn为第n从机增益。

优选地，所述主机和所述从机级联采用星形结构。

一种基于主、从机的5G无线移频系统，包括：

第一确认模块，用于确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；

第二确认模块，用于确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；

判断模块，用于判定所述主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的所述主机移频f3频点和所述主机输出本振f2频点，若否，则将所述主机本振f2频点广播至从机；

监测模块，用于实时监测所述主机移频f3频点、所述主机本振f2频点、和/或所述从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于主、从机的5G无线移频方法及系统，无需有线传输、无需专业工程设计，无需调测及网优，施工简便、快速，成本低，能够准确选择无线移频频点，适用于家庭或者小型办公场所。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例中的主、从机移频方法流程图；

图2为本发明提供的实施例中的主、从机工作示意图；

图3为本发明提供的实施例中的主、从机移频流方法步骤图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于主、从机的5G无线移频方法及系统，无需有线传输、无需专业工程设计，无需调测及网优，施工简便、快速，成本低，适用于家庭或者小型办公场所。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于主、从机的5G无线移频方法，所述方法包括以下步骤：

S1：利用主机扫描特定频段，确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；

S2：利用从机扫描特定频段，确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；

S3：判定所述主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的所述主机移频f3频点和所述主机输出本振f2频点，若否，则将所述主机本振f2频点广播至从机；

S4：实时监测所述主机移频f3频点、所述主机本振f2频点、和/或所述从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点。

进一步的，根据权利要求1所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述S1包括：

主机扫描覆盖区域特定频段，确认主机移频f3频点；

根据所述主机移频f3频点，确认主机输出本振f2频点。

进一步的，所述利用主机扫描特定频段，包括：

以1MHz步进扫频，查找连续信号强度最低的100MHz，获取所述主机移频f3频点；所述特定频段为5.2-5.8GHz。

其主机的频率扫描模块配合施主天线全方位扫描所处覆盖区域内的无线信号强度P，频率扫描模块的列表扫描模式对存储的已知频点5.2-5.8GHz，以1MHz步进扫频，得到扫描功率值序列P(i)，查找连续信号强度最低的100MHz作为主机无线移频带宽，并取最低的100MHz中心点频率为移频频点。已知5G信源的通信f1频点作为主机变频模块的下行输入频点。进一步，主机端的变频模块根据信源的通信f1频点和中频f3频点计算出本振f2频点，利用主机内变频模块输出本振f2频点，主机移频输出f3频点，并将f3频点和本振频点f2放大至重发天线口，完成主机端无线移频。该方案中其主机所用的施主天线和频率扫描模块扫描天线合一，是圆形阵列宽带天线，主机重发天线用内外置自动切换天线。

进一步的，所述扫描覆盖区域采用静噪电平来过滤无信号的频点。

进一步的，所述确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点，包括：

根据所述主机移频f3频点确定所述主机输出本振f2频点；确定所述主机输出本振f2频点的公式为：f3-f1＝f2；其中f1为信号源频点。

进一步的，所述从机的上行增益满足G1-L1＝G2-L2＝Gn-Ln，其中，L1为第一从机到达主机的链路损耗，L2为第2从机到达主机的链路损耗，Ln为第n从机到达主机的链路损耗，G1为第一从机增益，G2为第二从机增益，Gn为第n从机增益。

各从机具有相同的噪声系数，同时要求各从机反向覆盖最大链路损耗，为了保证每个从机获得相同的反向覆盖最大链路损耗，要求主机接收到每个从机发来的上行噪声电平必须相同。由于各从机到达主机的链路损耗(L1、L2、……Ln)各不相同，为使各从机到达主机的噪声电平相同，各从机上行增益(G1、G2、……Gn)满足下式：

G1-L1＝G2-L2＝…＝Gn-Ln

进一步的，所述主机和所述从机级联采用星形结构

在整个系统运行过程中，主机端通信模组实时监测f3频点信号强度，并将主、从机的f3频点实时信号强度与第一次开机扫描获取的f3频点信号强度进行对比，确认信号是否受到干扰。如果实时信号强度与第一次开机扫描获取的信号强度差异超过预定阀值，则f3频点信号受到干扰，需要重新选择无干扰的f3频点，按照第一次开机扫描流程重新选择合适的f3频点。

对应上述方法，本实施例还提供了一种基于主、从机的5G无线移频系统，包括：

第一确认模块，用于确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；

第二确认模块，用于确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；

判断模块，用于判定所述主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的所述主机移频f3频点和所述主机输出本振f2频点，若否，则将所述主机本振f2频点广播至从机；

监测模块，用于实时监测所述主机移频f3频点、所述主机本振f2频点、和/或所述从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点。

如图2-3所示，本发明提供具体的实施例：

一种基于主、从机的5G无线移频方案，该方案中的通信模组包括频率扫描模块和信号处理模块。主机开启电源，MCU通知通信模组开启频率扫描功能。频率扫描模块配合施主天线全方位扫描所处覆盖区域内的无线信号强度，频率扫描模块的列表扫描模式对存储的已知频点5.2-5.8GHz，以1MHz步进扫频，并得到扫描功率值序列P(i)，查找连续信号强度最低的100MHz作为主机无线移频带宽，并取100MHz中心点频率为移频频点f3。为了提高扫描效率，频率扫描模块可以利用静噪电平来过滤无信号的频点，当检测到信号强度小于静噪电平时，会立即步进至下一个频点。

主机通信模组完成频率扫描后关闭扫频功能，将获取的f3作为移频频点，已知的5G信源频点f1为射频输入，主机通信模组根据f3-f1＝f2，输出本振f2频点，并开始移频工作。

主机将移频信号f3和本振信号f2放大、滤波后传输至主机重发天线。主机的施主天线采用圆形阵列天线，同时作为通信模组的扫描天线，覆盖800M-6GHz范围，保证获取信源信号的质量。主机的重发天线采用内置天线，根据主、从机实际安装位置和效果选择天线形式。

启动所有级联从机电源，其从机通信模组配合施主天线全方位扫描所处覆盖区域内5.2-5.8GHz的无线信号强度，从机通信模组的列表扫描模式对存储的已知频点5.2-5.8GHz，以1MHz步进扫频，并将扫描信号按照信号强度排序，查找连续功率最低的100MHz。

如果主、从机扫描的连续功率最低的100MHz频点一致，从机开始移频工作，接收主机重发天线发射的f3频点和f2频点，并利用从机的通信模组变频至f1频点。

如果主、从机扫描的频点不一致，每个从机将扫频结果通过系统通信上报主机MCU，主机做判决采用主机扫频获取的f3为移频频点，然后将主机本振f2频点广播至从机，从而完成从机端无线移频。

从机施主天线用全向天线，天线用内外置自动切换方案，根据隔离度检测方案可选择内置天线或者外置天线，从机重发天线采用内置天线。

各从机具有相同的噪声系数，同时要求各从机反向覆盖最大链路损耗，为了保证每个从机获得相同的反向覆盖最大链路损耗，要求主机接收到每个从机发来的上行噪声电平必须相同。由于各从机到达主机的链路损耗(L1、L2、……Ln)各不相同，为使各从机到达主机的噪声电平相同，各从机上行增益(G1、G2、……Gn)满足G1-L1＝G2-L2＝…＝Gn-Ln，该式表明主、从机之间链路损耗较大时，从机上行增益需要更大，链路损耗小时，从机增益也要小，但上行增益与链路损耗差值必须相等。

主、从机完成移频后，在整个系统运行过程中，主机端通信模组实时监测f3频点信号强度，并将主、从机的f3频点实时信号强度与第一次开机扫描获取的f3频点信号强度进行对比，确认信号是否受到干扰。

如果实时信号强度与第一次开机扫描获取的信号强度差异超过预定阀值，则f3频点信号受到干扰，需要重新选择无干扰的f3频点，按照第一次开机扫描流程重新选择合适的f3频点。

根据隔离度检测方案，主机施主天线和从机重发天线工作在频点f1，从机施主天线和主机重发天线工作在频点f3，需要开机和过程隔离度检测，根据主、从机的级联系统增益，隔离度告警时，可降低单个从机增益。

主、从机级联采用星形结构，其每台主机所级联的从机数量n不多于16台。

本发明的有益效果如下：

本发明无需有线传输、无需专业工程设计，无需调测及网优，施工简便、快速，成本低，能够快速准确选择无线移频频点，适用于家庭或者小型办公场所。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：利用主机扫描特定频段，确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；

S2：利用从机扫描特定频段，确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；

S3：判定所述主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的所述主机移频f3频点和所述主机输出本振f2频点，若否，则将所述主机本振f2频点广播至从机；

S4：实时监测所述主机移频f3频点、所述主机本振f2频点、和/或所述从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点；

主机将移频信号f3和本振信号f2放大、滤波后传输至主机重发天线；启动所有级联从机电源，其从机通信模组配合施主天线全方位扫描所处覆盖区域内5.2-5.8GHz的无线信号强度，从机通信模组的列表扫描模式对存储的已知频点5.2-5.8GHz，以1MHz步进扫频，并将扫描信号按照信号强度排序，查找连续功率最低的100MHz；

从机移频的方式为：

如果主、从机扫描的连续功率最低的100MHz频点一致，从机开始移频工作，接收主机重发天线发射的f3频点和f2频点，并利用从机的通信模组变频至f1频点；如果主、从机扫描的频点不一致，每个从机将扫频结果通过系统通信上报主机MCU，主机做判决采用主机扫频获取的f3为移频频点，然后将主机本振f2频点广播至从机，从而完成从机端无线移频；

判断是否受到干扰：

主、从机完成移频后，在整个系统运行过程中，主机端通信模组实时监测f3频点信号强度，并将主、从机的f3频点实时信号强度与第一次开机扫描获取的f3频点信号强度进行对比，确认信号是否受到干扰，如果实时信号强度与第一次开机扫描获取的信号强度差异超过预定阀值，则f3频点信号受到干扰，需要重新选择无干扰的f3频点，按照第一次开机扫描流程重新选择合适的f3频点。

2.根据权利要求1所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述S1包括：

主机扫描覆盖区域特定频段，确认主机移频f3频点；

根据所述主机移频f3频点，确认主机输出本振f2频点；

其中，确定主机和从机的移频频点f3和本振f2频点的方式为：

主机开启电源，MCU通知通信模组开启频率扫描功能，频率扫描模块配合施主天线全方位扫描所处覆盖区域内的无线信号强度，频率扫描模块的列表扫描模式对存储的已知频点5.2-5.8GHz，以1MHz步进扫频，并得到扫描功率值序列P(i)，查找连续信号强度最低的100MHz作为主机无线移频带宽，并取100MHz中心点频率为移频频点f3，为了提高扫描效率，频率扫描模块可以利用静噪电平来过滤无信号的频点，当检测到信号强度小于静噪电平时，会立即步进至下一个频点，主机通信模组完成频率扫描后关闭扫频功能，将获取的f3作为移频频点，已知的5G信源频点f1为射频输入，主机通信模组根据f3-f1＝f2，输出本振f2频点，并开始移频工作；

根据隔离度检测方案，主机施主天线和从机重发天线工作在频点f1，从机施主天线和主机重发天线工作在频点f3，需要开机和过程隔离度检测，根据主、从机的级联系统增益，隔离度告警时，可降低单个从机增益。

3.根据权利要求1所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述利用主机扫描特定频段，包括：

以1MHz步进扫频，查找连续信号强度最低的100MHz，获取所述主机移频f3频点；所述特定频段为5.2-5.8GHz。

4.根据权利要求2所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述扫描覆盖区域采用静噪电平来过滤无信号的频点。

5.根据权利要求1所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点，包括：

根据所述主机移频f3频点确定所述主机输出本振f2频点；确定所述主机输出本振f2频点的公式为：f3-f1＝f2；其中f1为信号源频点。

6.根据权利要求1所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述从机的上行增益满足G1-L1＝G2-L2＝Gn-Ln，其中，L1为第一从机到达主机的链路损耗，L2为第2从机到达主机的链路损耗，Ln为第n从机到达主机的链路损耗，G1为第一从机增益，G2为第二从机增益，Gn为第n从机增益。

7.根据权利要求1所述基于主、从机的5G无线移频方法，其特征在于，所述主机和所述从机级联采用星形结构。

8.一种基于主、从机的5G无线移频系统，其特征在于，包括：

第一确认模块，用于确认主机移频f3频点和主机输出本振f2频点；

第二确认模块，用于确认从机移频f3频点和从机输出本振f2频点；

判断模块，用于判定所述主机移频f3频点与从机移频f3频点是否一致，若是，则从机接收主机重发天线发射的所述主机移频f3频点和所述主机输出本振f2频点，若否，则将所述主机本振f2频点广播至从机；

监测模块，用于实时监测所述主机移频f3频点、所述主机本振f2频点、和/或所述从机移频f3频点信号强度变化量是否超出预设阈值，若是，返回步骤S1；若否，则确认主、机移频f3频点和本振f2输出频点；

主机将移频信号f3和本振信号f2放大、滤波后传输至主机重发天线；启动所有级联从机电源，其从机通信模组配合施主天线全方位扫描所处覆盖区域内5.2-5.8GHz的无线信号强度，从机通信模组的列表扫描模式对存储的已知频点5.2-5.8GHz，以1MHz步进扫频，并将扫描信号按照信号强度排序，查找连续功率最低的100MHz；

从机移频的方式为：

如果主、从机扫描的连续功率最低的100MHz频点一致，从机开始移频工作，接收主机重发天线发射的f3频点和f2频点，并利用从机的通信模组变频至f1频点；如果主、从机扫描的频点不一致，每个从机将扫频结果通过系统通信上报主机MCU，主机做判决采用主机扫频获取的f3为移频频点，然后将主机本振f2频点广播至从机，从而完成从机端无线移频；

判断是否受到干扰：

主、从机完成移频后，在整个系统运行过程中，主机端通信模组实时监测f3频点信号强度，并将主、从机的f3频点实时信号强度与第一次开机扫描获取的f3频点信号强度进行对比，确认信号是否受到干扰，如果实时信号强度与第一次开机扫描获取的信号强度差异超过预定阀值，则f3频点信号受到干扰，需要重新选择无干扰的f3频点，按照第一次开机扫描流程重新选择合适的f3频点。