CN115426010A - 一种5g mimo信号传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种5G MIMO信号传输系统及方法，涉及无线通信技术领域。包括无源光分网络、CU单元和多个DU单元，CU单元将5G MIMO下行信号和5G同步开关信号调制转换为不同波段的光信号，合路输出至无源光分网络；同时将不同波段的光信号解调输出为MIMO上行信号。DU单元接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO下行信号；同时接收终端发射的上行信号，调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络。实现了在不改变已有的光分网络架构和拓扑的情况下，利用已有的FTTH无源光分网络来传输5G MIMO信号，从而扩大了传输范围，提高了覆盖能力，系统架构简单。

Description

一种5G MIMO信号传输系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种5G MIMO信号传输系统及方法。

背景技术

第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology，5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

5G采用超高频信号，比现有的4G信号频率约要高出2到3倍，因此信号覆盖范围会受限，其基站的覆盖半径约为100米到300米。5G MIMO信号采用了高频信号传输，那么就会导致传输距离被大幅缩短，覆盖能力被大幅减弱，同时信号穿透力也会被大幅减弱，导致5GMIMO信号传输受限，覆盖能力降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种5G MIMO信号传输系统及方法，用以改善现有技术中现有的5G MIMO信号传输距离被大幅缩短，覆盖能力被大幅减弱，同时信号穿透力也会被大幅减弱，导致传输受限，覆盖能力降低的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种5G MIMO信号传输系统，包括：无源光分网络、CU单元和多个DU单元；

CU单元，用于将5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，分别转换为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号；以及，用于将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号转换为多路5GMIMO上行信号；

无源光分网络，用于将下行光信号传输给每个DU单元；以及，用于将上行光信号传输给CU单元；

每个DU单元，用于将下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号转换为5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，以及根据5G同步开关信号将多路5G MIMO下行信号传输给终端；以及，用于将多路5G MIMO上行信号分别转换为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号合成为上行光信号。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，CU单元至少包括：5G同步单元和多个TDD切换开关；每个DU单元至少包括：多个TDD切换开关；

5G同步单元，用于对多路5G MIMO下行信号进行解调，得到5G同步开关信号；

每个TDD切换开关用于：在一路5G MIMO下行信号对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，每个DU单元还包括：检波器和开关恢复单元；

检波器，用于从多个不同波长的下行光信号的转换结果中检出5G同步开关信号；

开关恢复单元，用于将5G同步开关信号处理为开关切换电平，并发送给DU单元中的每个TDD切换开关。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，CU单元还包括：合波分波复用器、多个不同波段的射频光调制器、多个不同波段的射频光解调器；

CU单元包括的多个不同波段的射频光调制器中：一个波段的射频光调制器，用于将5G同步开关信号转换为一种波长的下行光信号，剩余的每个波段的射频光调制器，用于将一路5G MIMO下行信号转换为一种波长的下行光信号；

CU单元包括的每个波段的射频光解调器用于：将一种波长的上行光信号转换为一路5G MIMO上行信号；

CU单元包括的合波分波复用器用于：将多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号，以及，用于将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，每个DU单元还包括：合波分波复用器、多个不同波段的射频光调制器、多个不同波段的射频光解调器；

每个DU单元包括的多个不同波段的射频光解调器中：一个波段的射频光解调器，用于将一种波长的下行光信号转换为5G同步开关信号，剩余的每个波段的射频光解调器，用于将一种波长的下行光信号转换为一路5G MIMO下行信号；

每个DU单元包括的每个波段的射频光调制器用于：将一路5G MIMO上行信号转换为一种波长的上行光信号；

DU单元包括的合波分波复用器用于：将下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，以及，将多个不同波长的上行光信号合成为上行光信号。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，CU单元还包括：多个LNA和/或多个ATT；

每个LNA部署于TDD切换开关和射频光调制器之间；

每个ATT部署于TDD切换开关和射频光解调器之间。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，CU单元还包括：PLL，部署于5G同步单元和用于转换出5G同步开关信号的一个波段的射频光解调器之间。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，每个DU单元还包括：多个LNA，和/或，多组串连的ATT和PA；

每个LNA部署于TDD切换开关和射频光调制器之间；

每组串连的ATT和PA部署于TDD切换开关和射频光解调器之间。

第二方面，本申请实施例提供一种5G MIMO信号传输方法，包括：

5G MIMO下行信号传输的步骤：通过CU单元将5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，分别转换为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号；通过无源光分网络将下行光信号传输给每个DU单元；通过每个DU单元将下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号转换为多路5GMIMO下行信号和5G同步开关信号，根据5G同步开关信号将多路5G MIMO下行信号传输给终端；

5G MIMO上行信号传输的步骤：通过每个DU单元将多路5G MIMO上行信号分别转换为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号合成为上行光信号；通过无源光分网络将上行光信号传输给CU单元；通过CU单元将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号转换为多路5G MIMO上行信号。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，还包括：

对多路5G MIMO下行信号进行解调，得到5G同步开关信号；

在一路5G MIMO下行信号对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输系统及方法，CU单元支持5G MIMO信号输入，将5G MIMO下行信号和5G同步开关信号调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络，再传输至DU单元；同时接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO上行信号，最后再从MIMO端口输出。DU单元接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO下行信号输出和5G同步开关信号，MIMO下行信号经过处理后从MIMO端口输出，以完成下行信号传输；同时通过MIMO端口接收终端发射的上行信号，将上行调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络，再传输至DU单元，以完成上行信号传输，从而实现了在不改变已有的光分网络架构和拓扑的情况下，利用已有的FTTH无源光分网络来传输5G MIMO信号，从而扩大了传输范围，提高了覆盖能力。通过调制MIMO上下行信号与5G同步开关信号，将不同波段的光信号合波后使用单芯光纤即可传输5G MIMO信号与5G同步开关信号，系统架构简单。同时，还可以通过增加光调制器的方式实现5G MIMO 4T4R信号(基站拥有4个发射天线和4个接收天线)的传输与覆盖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输方法中的下行信号传输步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输方法中的上行信号传输步骤流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

FTTH是一种光纤通信的传输方法，指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等方面的要求，简化了维护和安装。并且，FTTH传输中的无源光分网络因为是纯介质网络，具有了天然的抗电磁干扰影响的能力，减少了接入网的故障点，系统可靠性较高，维护成本较低。由于FTTH将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，使得用户覆盖的范围更加广，从而可以利用FTTH无源光分网络来进行5G信号传输。但是，现有的FTTH无源光分网络只能传输微波信号，无法传输5G MIMO信号，因此，本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输系统及方法，利用FTTH无源光分网络实现5G MIMO信号的传输与覆盖。

请参看图1，图1为本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输系统的结构框图。本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输系统，包括：无源光分网络、CU单元和多个DU单元，其中，CU单元为集中单元，DU单元为分布单元，无源光分网络为FTTH无源光分网络，由于无源光分网络是纯介质网络，具有天然的抗电磁干扰影响的能力，使5G MIMO信号在传输过程中可以避免电磁干扰。

其中，CU单元用于将5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，分别转换为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号；以便于进行下行信号传输。具体是先将多路5G MIMO下行信号转化得到多个不同波长的5G MIMO下行光信号，将5G同步开关信号转化得到不同波长的5G同步开关光信号，然后将不同波长的5G同步开关光信号和多个不同波长的5G MIMO下行光信号进行合波，得到下行光信号。

其中，多路5G MIMO下行信号可以是来自于信源，经过MIMO接口输出至CU单元。CU单元可以包括多个MIMO端口，比如包括MIMO1端口和MIMO2端口，来自信源的5G MIMO信号分别经过MIMO1和MIMO2端口输出至CU单元。

其中，5G同步开关信号可以是从各路5G MIMO下行信号中解调得到，为了得到5G同步开关信号，并根据5G同步开关信号进行上下链路切换，CU单元还包括：5G同步单元和多个TDD切换开关；5G同步单元，用于对多路5G MIMO下行信号进行解调，得到5G同步开关信号(即上下行时隙指示信号)，然后将5G同步开关信号输出给TDD切换开关。TDD切换开关可以控制上下行链路与MIMO接口的通断，在5G同步开关信号指示的下行时隙时，将MIMO接口与下行链路导通；在5G同步开关信号指示的上行时隙时，将MIMO接口与上行链路导通。

在本实施例中，5G同步单元分别从各路5G信号中解调出5G同步开关信号，不同的5G信号解调得到的5G同步开关信号不同。每个TDD切换开关用于：在一路5G MIMO下行信号对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路，从而可以实现根据5G同步开关信号进行上行数据传输或下行数据传输。比如，在下行时隙时，5G MIMO下行信号经过TDD切换开关处理后，输出至下行链路；在上行时隙时，经过TDD切换开关处理后，导通上行链路。通过设置TDD切换开关可以实现根据上下行时隙进行上下行链路的切换，从而保证信号在CU端的准确传输。

其中，下行链路用于将由信源发出的5G MIMO下行信号经过CU单元转化为下行光信号，然后经过无源光分网络传输至DU单元，DU单元再将下行光信号转化为5G MIMO下行信号发送给终端。上行链路是用于将由终端发出的5G MIMO上行信号经过DU单元转化为上行光信号，然后经过无源光分网络传输至CU单元，CU单元将上行光信号转化为5G MIMO上行信号发送至信源。

为了得到下行光信号，CU单元还包括：合波分波复用器、多个不同波段的射频光调制器。多个不同波段的射频光调制器中：其中一个波段的射频光调制器，用于将5G同步开关信号转换为一种波长的下行光信号，剩余的每个波段的射频光调制器，用于将一路5G MIMO下行信号转换为一种波长的下行光信号。由于各个射频光调制器的波段不同，可以将各路5G MIMO下行信号转换为不同波长的下行光信号，同时，得到5G同步开关信号转换后的波长与各路5G MIMO下行信号转换后的波长也不相同。合波分波复用器将多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号。

为了将5G同步开关信号转换为一种波长的下行光信号，CU单元还包括：PLL，部署于5G同步单元和用于转换出5G同步开关信号的一个波段的射频光解调器之间。通过设置PLL锁相环，可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，满足通信系统不同本振频率的需求。5G同步开关信号经过PLL处理后，再输入至对应波段的射频光解调器中，从而转化为一种波长的下行光信号。

CU单元还用于将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号转换为多路5G MIMO上行信号，以便于进行上行信号传输。CU单元接收到无源光分网络发送的上行光信号后，为了将上行光信号转化为5G MIMO上行信号，CU单元还包括：多个不同波段的射频光解调器，合波分波复用器将上行光信号进行分波，以将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号；每个波段的射频光解调器用于：将一种波长的上行光信号转换为一路5G MIMO上行信号。由于射频光解调器的波段不同，每一个射频光解调器对应于解调一种波长的上行光信号，可以分别将不同波长的上行光信号解调5G MIMO上行信号，从而得到多路5G MIMO上行信号，然后在5G同步开关信号中的下行时隙将多路5GMIMO上行信号通过CU单元中的MIMO端口发送至信源。

通过设置不同波段的射频光调制器可以将5G MIMO下行信号调制为不同波长的光信号；设置不同波段的射频光解调器可以将不同波长的光信号解调出5G MIMO上行信号。设置合波分波复用器可以将载有多种信息、波长不同的光信号合成一束沿单根光纤传输，接收端再将不同波长的光信号分开。

比如，在下行时隙时，来自CU单元的MIMO1端口的5G MIMO下行信号经过TDD切换开关处理后，导通下行链路，经过射频光调制器调制为波长为λ1的下行光信号后，再输出到合波分波复用器；来自CU单元的MIMO2端口的5G MIMO下行信号经过同样的处理后，将5G MIMO下行信号调制为波长为λ2的下行光信号输出到合波分波复用器。然后，包含2路5G MIMO下行信号的不同波长的下行光信号经过合波分波复用器，转换为彩光并经过光纤传输至无源光分网络。在上行时隙时，CU单元的合波分波复用器将接收到的上行光信号进行分波，得到波长为λ1的上行光信号和波长为λ2的上行光信号，波长为λ1的上行光信号经过射频光解调器进行解调，还原为MIMO 1上行信号，然后经过处理后输出到TDD切换开关；TDD切换开关在上行时隙内将上行信号输出到MIMO1端口；波长为λ2的上行光信号经过相同的处理过程输出到MIMO2端口。

CU单元还包括：多个LNA和/或多个ATT；每个LNA部署于TDD切换开关和射频光调制器之间；每个ATT部署于TDD切换开关和射频光解调器之间。LNA可以抑制噪声放大，以便于在进行下行信号传输时，对5G MIMO下行信号进行放大处理后再调制为光信号。比如，来自DU单元的MIMO1端口的5G MIMO下行信号经过TDD切换开关处理后，在下行时隙内将信号导通输出至LNA，然后再经过射频光调制器调制为波长为λ1的光信号。ATT为衰减器，在指定的频率范围内，可以调整电路中信号的大小，能够缓冲阻抗的变化，以便于在进行上行信号传输时，对5G MIMO上行信号进行调整。

在进行下行信号传输时，CU单元将下行光信号通过光纤发送至无源光分网络，用于将下行光信号传输给每个DU单元；在进行上行信号传输时，DU单元通过无源光分网络将上行光信号传输给CU单元。无源光分网络包括多个光分路由器，使得多个用户共享一个PON接口成为了现实。还可以采用多级分光方式，光分路级联分布，可以传输更远距离。因为无源光分网络是纯介质网络，具有了天然的抗电磁干扰影响的能力，减少了接入网的故障点，系统可靠性较高，维护成本较低。

在进行下行信号传输时，每个DU单元，用于将下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号转换为5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，以及根据5G同步开关信号将多路5G MIMO下行信号传输给终端；以便于进行下行信号传输。每个DU单元从无源光分网络接收到的下行光信号均相同，下行光信号中包含了5GMIMO下行信号和5G同步开关信号。

为了从下行光信号中得到5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，每个DU单元包括：合波分波复用器、多个不同波段的射频光解调器；合波分波复用器用于将下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，然后将多个不同波长的下行光信号分别输入至各个不同波段的射频光解调器中，其中一个波段的射频光解调器，用于将一种波长的下行光信号转换为5G同步开关信号，剩余的每个波段的射频光解调器，用于将一种波长的下行光信号转换为一路5G MIMO下行信号。由于各个射频光解调器的波段不同，不同的射频光解调器对不同波长的下行光信号进行解调，从而得到5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，然后根据5G同步开关信号中的上下行时隙进行上下链路切换。

为了实现根据5G同步开关信号中的上下行时隙进行上下链路切换，每个DU单元至少包括：多个TDD切换开关，每个TDD切换开关用于在对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路，从而可以实现根据5G同步开关信号进行上行数据传输或下行数据传输。比如，在下行时隙时，解调得到5G MIMO下行信号经过TDD切换开关处理后，输出至MIMO端口；在上行时隙时，经过TDD切换开关处理后，将MIMO端口导通至上行链路。通过设置TDD切换开关可以实现根据上下行时隙进行上下行链路的切换，从而保证信号在DU端的准确传输。

为了得到5G同步开关信号，每个DU单元还包括：检波器和开关恢复单元；检波器，用于从多个不同波长的下行光信号的转换结果中检出5G同步开关信号；开关恢复单元，用于将5G同步开关信号处理为开关切换电平，并发送给DU单元中的每个TDD切换开关。检波器可以把叠加在高频载波上的低频信号检出来的器件，用于检出5G同步开关信号。通过检波器和开关恢复单元，DU单元可以解调出5G同步开关信号，以便于TDD切换开关可以根据5G同步开关信号进行上下行链路的切换。

在进行上行信号传输时，每个DU单元，用于将多路5G MIMO上行信号分别转换为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号合成为上行光信号，以便于进行上行信号传输。上述多路5G MIMO上行信号可以是来自于终端，比如手机，经过MIMO接口输出至DU单元。DU单元可以包括多个MIMO端口，比如包括MIMO1端口和MIMO2端口，来终端的5G MIMO信号分别经过MIMO1和MIMO2端口输出至DU单元。具体可以是在5G同步开关信号中的上行时隙时，TDD切换开关切换至上行链路，上行链路通过MIMO端口接收到来自终端的5GMIMO上行信号，进而再将多路5G MIMO上行信号转化为上行光信号。

为了将多路5G MIMO上行信号转化为上行光信号，DU单元还包括多个不同波段的射频光调制器，每个波段的射频光调制器用于：将一路5G MIMO上行信号转换为一种波长的上行光信号；由于射频光调制器的波段不同，可以将多路5G MIMO上行信号转化为不同波长的上行光信号，然后输入至合波分波复用器进行合波，将多个不同波长的上行光信号合成为上行光信号，再将上行光信号通过光纤发送至无源光分网络进行传输。

通过设置不同波段的射频光调制器可以将信号调制为不同波长的光信号；设置不同波段的射频光解调器可以将不同波长的光信号解调为5G MIMO上下行信号。设置合波分波复用器可以将载有多种信息、波长不同的光信号合成一束沿单根光纤传输，接收端将不同波长的光信号分开。

比如，在上行时隙TDD切换开关导通上行链路，来自DU单元的MIMO1端口的5G MIMO下行信号经过上行时隙TDD切换开关传输至射频光调制器，被调制为波长为λ1的上行光信号后，再输出到合波分波复用器；来自DU单元的MIMO2端口的5G MIMO上行信号经过同样的处理后，将5G MIMO上行信号调制为波长为λ2的上行光信号输出到合波分波复用器。然后，包含2路5G MIMO上行信号的不同波长的下行光信号经过合波分波复用器，转换为彩光并经过光纤传输至无源光分网络。DU单元的合波分波复用器将接收到的上行光信号进行分波，得到波长为λ1的下行光信号和波长为λ2的下行光信号，波长为λ1的下行光信号经过射频光解调器进行解调，还原为MIMO 1下行信号，然后经过处理后输出到TDD切换开关；TDD切换开关在下行时隙内将MIMO 1下行信号输出到MIMO1端口；波长为λ2的下行光信号经过相同的处理过程输出到MIMO2端口。

上述实现过程中，通过分别在CU单元和DU单元中设置不同波段的射频光调制器、不同波段的射频光解调器、合波分波复用器，可以将多路信号转化为不同波长的光信号，再通过无源光分网络进行传输，从而实现单芯光纤传输覆盖5G MIMO信号。同时，通过在CU单元设置PLL锁相环、射频光调制器可以将5G同步开关信号转化为对应的光信号，并通过无源光分网络传输至DU单元。在DU单元设置射频光光解调器以及检波器和开关恢复单元可以将包含5G同步开关信号的光信号转化为5G同步开关信号，从而实现了5G同步开关信号在CU段与DU端的时序同步。

其中，每个DU单元还包括：多个LNA，和/或，多组串连的ATT和PA；每个LNA部署于TDD切换开关和射频光调制器之间；每组串连的ATT和PA部署于TDD切换开关和射频光解调器之间。在本实施例中，上述LNA、ATT与CU单元中的LNA、ATT的作用相同，在此就不再赘述。PA为射频前端功率放大器，可以把微弱射频信号放大，使信号成功获得足够高的功率，从而实现更高通信质量、更远通信距离。比如：波长为λ1的下行光信号经过射频光解调器还原为MIMO 1下行信号，然后经过ATT和PA后输出到TDD切换开关，以便于得到足够高功率的下行信号。

在本实施例中，下行光信号为一路光信号，并分别发送至各个DU单元，各个DU单元分别从下行光信号中分离出不同波长的光信号，然后将不同波长的光信号转化为下行信号输出。在进行上行信号传输时，上述各个DU单元可以是从终端获取得到上行信号，然后再将上行信号转化为不同波长的上行光信号，再将不同波长的上行光信号合波得到一路上行光信号。上述DU单元在下行传输时将接收到的光信号转化为下行信号和5G同步开关信号，并根据5G同步开关信号将下行信号发送至终端，从而实现将下行信号传输到终端。同时，接收到的5G同步开关信号与DU单元端的相同，从而实现了CU单元端与DU单元端的时序同步。

上述实现过程中，CU单元支持5G MIMO信号输入，将5G MIMO下行信号和5G同步开关信号调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络，再传输至DU单元；同时接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO上行信号，最后再从MIMO端口输出。DU单元接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO下行信号输出和5G同步开关信号，MIMO下行信号经过处理后从MIMO端口输出，以完成下行信号传输；同时通过MIMO端口接收终端发射的上行信号，将上行调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络，再传输至DU单元，以完成上行信号传输，从而实现了在不改变已有的光分网络架构和拓扑的情况下，利用已有的FTTH无源光分网络来传输5GMIMO信号，从而扩大了传输范围，提高了覆盖能力。通过调制MIMO上下行信号与5G同步开关信号，将不同波段的光信号合波后使用单芯光纤即可传输5G MIMO信号与5G同步开关信号，系统架构简单。同时，还可以通过增加光调制器的方式实现5G MIMO 4T4R信号(基站拥有4个发射天线和4个接收天线)的传输与覆盖。

基于同样的发明构思，本发明还提出一种5G MIMO信号传输方法，请参看图2-图3，图2为本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输方法中的下行信号传输步骤流程图，图3为本发明实施例提供的一种5G MIMO信号传输方法中的上行信号传输步骤流程图。

该5G MIMO信号传输方法包括：

5G MIMO下行信号传输的步骤：步骤S110，通过CU单元将5G同步开关信号和多路5GMIMO下行信号，分别转换为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号；步骤S120，通过无源光分网络将下行光信号传输给每个DU单元；步骤S130，通过每个DU单元将下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，并将多个不同波长的下行光信号转换为多路5G MIMO下行信号和5G同步开关信号，根据5G同步开关信号将多路5G MIMO下行信号传输给终端。

5G MIMO上行信号传输的步骤：步骤S210，通过每个DU单元将多路5G MIMO上行信号分别转换为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号合成为上行光信号；步骤S220，通过无源光分网络将上行光信号传输给CU单元；步骤S230，通过CU单元将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号，并将多个不同波长的上行光信号转换为多路5G MIMO上行信号。

上述实现过程中，CU单元支持5G MIMO信号输入，将5G MIMO下行信号和5G同步开关信号调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络，再传输至DU单元；同时接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO上行信号，最后再从MIMO端口输出。DU单元接收来自无源光分网路的光信号，将不同波段的光信号解调输出为MIMO下行信号输出和5G同步开关信号，MIMO下行信号经过处理后从MIMO端口输出，以完成下行信号传输；同时通过MIMO端口接收终端发射的上行信号，将上行调制转换为不同波段的光信号合路输出至无源光分网络，再传输至DU单元，以完成上行信号传输，从而实现了在不改变已有的光分网络架构和拓扑的情况下，利用已有的FTTH无源光分网络来传输5GMIMO信号，从而扩大了传输范围，提高了覆盖能力。通过调制MIMO上下行信号与5G同步开关信号，将不同波段的光信号合波后使用单芯光纤即可传输5G MIMO信号与5G同步开关信号，系统架构简单。同时，还可以通过增加光调制器的方式实现5G MIMO 4T4R信号(基站拥有4个发射天线和4个接收天线)的传输与覆盖。

其中，可以通过以下步骤进行上下行链路导通：

首先，对多路5G MIMO下行信号进行解调，得到5G同步开关信号；

然后，在一路5G MIMO下行信号对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路。

上述实现过程中，根据5G同步开关信号可以实现在上下行时隙进行上下行链路的切换，从而保证信号的准确传输。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种5G MIMO信号传输系统，其特征在于，包括：无源光分网络、CU单元和多个DU单元；

所述CU单元，用于将5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，分别转换为多个不同波长的下行光信号，并将所述多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号；以及，用于将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号，并将所述多个不同波长的上行光信号转换为多路5G MIMO上行信号；

所述无源光分网络，用于将所述下行光信号传输给每个DU单元；以及，用于将所述上行光信号传输给所述CU单元；

每个所述DU单元，用于将所述下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，并将所述多个不同波长的下行光信号转换为5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，以及根据所述5G同步开关信号将所述多路5G MIMO下行信号传输给终端；以及，用于将多路5G MIMO上行信号分别转换为多个不同波长的上行光信号，并将所述多个不同波长的上行光信号合成为所述上行光信号。

2.根据权利要求1所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，所述CU单元至少包括：5G同步单元和多个TDD切换开关；每个所述DU单元至少包括：多个TDD切换开关；

所述5G同步单元，用于对所述多路5G MIMO下行信号进行解调，得到所述5G同步开关信号；

每个TDD切换开关用于：在一路5G MIMO下行信号对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路。

3.根据权利要求2所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，每个所述DU单元还包括：检波器和开关恢复单元；

所述检波器，用于从所述多个不同波长的下行光信号的转换结果中检出5G同步开关信号；

所述开关恢复单元，用于将所述5G同步开关信号处理为开关切换电平，并发送给所述DU单元中的每个TDD切换开关。

4.根据权利要求2或3所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，所述CU单元还包括：合波分波复用器、多个不同波段的射频光调制器、多个不同波段的射频光解调器；

所述CU单元包括的多个不同波段的射频光调制器中：一个波段的射频光调制器，用于将5G同步开关信号转换为一种波长的下行光信号，剩余的每个波段的射频光调制器，用于将一路5G MIMO下行信号转换为一种波长的下行光信号；

所述CU单元包括的每个波段的射频光解调器用于：将一种波长的上行光信号转换为一路5G MIMO上行信号；

所述CU单元包括的合波分波复用器用于：将所述多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号，以及，用于将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号。

5.根据权利要求2或3所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，每个所述DU单元还包括：合波分波复用器、多个不同波段的射频光调制器、多个不同波段的射频光解调器；

每个所述DU单元包括的多个不同波段的射频光解调器中：一个波段的射频光解调器，用于将一种波长的下行光信号转换为5G同步开关信号，剩余的每个波段的射频光解调器，用于将一种波长的下行光信号转换为一路5G MIMO下行信号；

每个所述DU单元包括的每个波段的射频光调制器用于：将一路5G MIMO上行信号转换为一种波长的上行光信号；

所述DU单元包括的合波分波复用器用于：将所述下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，以及，将所述多个不同波长的上行光信号合成为所述上行光信号。

6.根据权利要求4所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，所述CU单元还包括：多个LNA和/或多个ATT；

每个LNA部署于所述TDD切换开关和所述射频光调制器之间；

每个ATT部署于所述TDD切换开关和所述射频光解调器之间。

7.根据权利要求4所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，所述CU单元还包括：PLL，部署于所述5G同步单元和用于转换出5G同步开关信号的一个波段的射频光解调器之间。

8.根据权利要求5所述的5G MIMO信号传输系统，其特征在于，每个所述DU单元还包括：多个LNA，和/或，多组串连的ATT和PA；

每个所述LNA部署于所述TDD切换开关和所述射频光调制器之间；

每组所述串连的ATT和PA部署于所述TDD切换开关和所述射频光解调器之间。

9.一种5G MIMO信号传输方法，其特征在于，包括：

5G MIMO下行信号传输的步骤：通过CU单元将5G同步开关信号和多路5G MIMO下行信号，分别转换为多个不同波长的下行光信号，并将所述多个不同波长的下行光信号合成为下行光信号；通过无源光分网络将所述下行光信号传输给每个DU单元；通过每个DU单元将所述下行光信号拆分为多个不同波长的下行光信号，并将所述多个不同波长的下行光信号转换为多路5G MIMO下行信号和5G同步开关信号，根据5G同步开关信号将多路5GMIMO下行信号传输给终端；

5G MIMO上行信号传输的步骤：通过每个DU单元将多路5G MIMO上行信号分别转换为多个不同波长的上行光信号，并将所述多个不同波长的上行光信号合成为所述上行光信号；通过所述无源光分网络将所述上行光信号传输给所述CU单元；通过所述CU单元将上行光信号拆分为多个不同波长的上行光信号，并将所述多个不同波长的上行光信号转换为多路5GMIMO上行信号。

10.根据权利要求9所述的5G MIMO信号传输方法，其特征在于，还包括：

对所述多路5G MIMO下行信号进行解调，得到所述5G同步开关信号；

在一路5G MIMO下行信号对应的5G同步开关信号所指示的上下行时隙，导通上下行链路。

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