CN117641369A - 一种地下车库信号覆盖系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种地下车库信号覆盖系统。该系统包括：基站机柜以及设置在地下车库的：射频远端处理单元RRU、功分器、多个天线；基站机柜包括：基带处理单元BBU；BBU与RRU通过线缆连接；功分器的输入端与RRU通过线缆连接，功分器的输出端分别与多个天线通过线缆连接。本申请提供的技术方案优化了系统结构，降低了实施成本。

Description

一种地下车库信号覆盖系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种地下车库信号覆盖系统。

背景技术

随着城市的发展，大型居民区越来越多，地下车库成为必需品。但是，地下车库的封闭性比较强，信号屏蔽严重，严重影响地下车库的通信信号，进而影响到居民的生活，因此，如何实现地下车库的信号覆盖成为一个亟需解决的问题。

目前，通常采用传统的室内分布系统来改善建筑物内的通信质量。室内分布系统，即分布式天线系统。其原理是在室内布置多个天线作为末端，利用馈线将信源的信号传输到分布于室内的各天线上，从而将信号均匀地分布到室内的每个角落，以完成室内区域的信号覆盖。室内分布系统在信号传输的过程中还包括其它必要的功能元件，例如合路器、耦合器、功分器等无源器件。

然而，室内分布系统在实现室内的信号覆盖时，需要在室内布置大量的射频点以及馈线，导致建设时工程量较大，造价成本较高。

发明内容

本申请提供一种地下车库信号覆盖系统，可以解决现有的室内分布系统进行室内信号覆盖时，需布置大量射频点及馈线，从而导致建设时工程量大，成本较高的问题。

本申请提供一种地下车库信号覆盖系统，包括：

基站机柜以及设置在地下车库的：射频远端处理单元RRU、功分器、多个天线；所述基站机柜包括：基带处理单元BBU；

所述BBU与所述RRU通过线缆连接；

所述功分器的输入端与所述RRU通过线缆连接，所述功分器的输出端分别与所述多个天线通过线缆连接。

可选的，所述多个天线包括：平行于所述地下车库的侧面墙壁设置的第一天线。

可选的，所述第一天线通过竖置抱杆固定在所述地下车库的侧面墙壁上。

可选的，所述第一天线的主瓣方向朝向所述地下车库中空旷无遮挡方向设置。

可选的，所述多个天线还包括：平行于所述地下车库的天花板设置的第二天线。

可选的，所述第二天线通过横置抱杆固定在所述地下车库的天花板上。

可选的，所述第二天线的主瓣方向朝向所述地下车库中空旷无遮挡方向设置。

可选的，所述RRU设置在所述地下车库的天花板上，或者侧面墙壁上。

可选的，所述基站机柜设置在机房内。

可选的，所述多个天线为板状天线。

本申请提供的一种地下车库信号覆盖系统，适用于地下车库等空旷且密闭性较强的室内场景。本技术方案通过利旧闲置的BBU、RRU，并结合普通的板状天线，按需使用功分器，将通信信号通过光纤拉远传输，利用宏站方式实现了地下车库信号的快速部署，从而满足用户在地下车库的通信需求。本申请优化了信号覆盖系统的结构，缩短了施工周期，进而降低了实施成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请提供的地下车库信号覆盖系统的结构示意图；

图2为本申请提供的地下车库信号覆盖系统的布置示意图；

图3为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU固定卡扣安装的示意图；

图4A为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU抱杆安装的侧视图；

图4B为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU抱杆安装的剖视图；

图5为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中功分器的安装示意图；

图6为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中天线竖置抱杆安装的示意图；

图7为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中天线横置抱杆安装的示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着城市的发展，大型居民区越来越多，地下车库成为必需品。与此同时，用户对手机的使用频率越来越高，因此，用户对信号的覆盖范围及通信质量的要求也越来越高。然而，地下车库封闭性强，对电话信号有很强的屏蔽作用，导致用户处于地下车库时，通信信号会形成盲区和阴影区，影响了手机的正常使用。因此，如何实现地下车库的信号覆盖成为一个亟需解决的问题。

目前，通常采用传统的室内分布系统来改善建筑物内的通信质量。室内分布系统，即分布式天线系统。其原理是在室内布置多个天线作为末端，利用馈线将信源的信号传输到分布于室内的各天线上，从而将信号均匀地分布到室内的每个角落，以完成室内区域的信号覆盖。室内分布系统在信号传输的过程中还包括其它必要的功能元件，例如合路器、耦合器、功分器等无源器件。具体为，信源发出信号后，合路器将信源输出的多频段的信号组合在一起输出；耦合器和功分器配合将合路器输出的信号均等的分成几路，通过馈线传输至室内分布系统的各个天线上，从而将信号源的信号均匀地分布到室内的每个角落，以完成室内区域的信号覆盖。室内分布系统通常应用于办公楼等人员密集、遮挡较多的场所。

然而，室内分布系统在实现室内的信号覆盖时，为防止分布于室内的各天线发出的信号重叠，产生冲突，只能采用小功率天线完成信号覆盖。因此，为保证信号的覆盖范围，需要在室内布置大量的射频点以及馈线，导致建设时工程量较大，造价成本较高；其次，室内分布系统中的天线是通过集成耦合棒固定在馈线上的，增加了故障点，提高了排障难度，而且室内分布系统中的合路器、耦合器、功分器均属于无源器件，为“哑巴式设备”，从而无法对其实施监控，只能通过现场实地测试来确定故障，维护成本高。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种地下车库信号覆盖系统，应用于地下车库等空旷且密闭性较强的室内场景。

为了更好的理解本申请的技术方案，首先对本申请技术方案的信源做简要介绍。

本申请提供的地下车库信号覆盖系统，将宏基站作为信源，以实现居民小区内的信号覆盖。宏基站，简称宏站，是基站的一种。基站是基站子系统(Base StationSubsystem，BSS)的简称，是指在一定的、无线电覆盖区域中，通过通信交换中心，与电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。具体而言，基站之间主要负责手机信号的接收和发送，对接收到的信号简单处理后，通过层层转发与处理，最后传输至终端用户，从而实现无线用户的通信功能。

宏基站包括：天线、射频远端处理单元(Remote Radio Unit，简称RRU)以及基站机柜。其中，天线与RRU通过线缆连接；RRU与基站机柜通过线缆连接。可选的，天线与RRU可通过馈线连接；RRU与基站机柜可通过光纤连接。具体的，

天线，用于信号的接收与发送。

RRU，用于接收天线发送的下行射频数据信号，对其处理后继续下行传输至基站机柜；用于接收基站机柜发送的上行基带数据，对其处理后继续上行传输至天线。其中，下行数据，是指基站下载传输至终端的数据；上行数据，是指终端上传传输至基站的数据。

本实施例中，因天线的数据形式为射频数据信号，基站机柜的数据形式为基带数据信号，故RRU需对上下行数据进行处理，以保证数据传输的完整性。

基站机柜，用于提供与射频模块，或者与基站信源连接的外部接口，实现信号传输的功能，并完成上下行数据的处理、信令处理、资源管理和操作维护的功能。其中，基站机柜，可设置在户外的基站机房内，也可设置在居民小区的机房内，实现小区的信号覆盖。基站机柜的具体实施方式可参见图1所示的实施例，此处不做赘述。

本实施例中，当天线发送下行射频数据信号时，RRU对其进行接收，并将接收到的射频信号经变频、放大、模数转换等处理后，继续下行传输至基站机柜中。本申请提供的信号覆盖系统，将基站机柜中接收、处理后的信号，通过光纤拉远传输至分布于地下车库的各天线上，从而实现地下车库的信号覆盖。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本申请提供的地下车库信号覆盖系统的结构示意图。如图1所示，地下车库信号覆盖系统10包括：基站机柜11以及设置在地下车库的：射频远端处理单元RRU 12、功分器13、多个天线14；基站机柜11包括：基带处理单元(Building Base band Unit，简称BBU)110。其中，BBU 110与RRU 12通过线缆连接；功分器13的输入端与RRU 12通过线缆连接，功分器13的输出端分别与多个天线14通过线缆连接。可选的，BBU 110与RRU 12可以通过光纤连接；功分器13的输入端与RRU 12可以通过馈线连接，功分器13的输出端分别与多个天线14可以通过馈线连接。具体的，

基站机柜11设置在机房内。因本申请的应用场景为地下车库，因此，本实施例中，基站机柜11可设置在居民小区的机房内。其中，机房的具体位置需根据小区的实际情况确定。

基站机柜11包括基带处理单元BBU 110。

BBU 110，用于提供与射频模块、基站信源等连接的外部接口，实现信号传输功能，并完成上下行数据的处理、信令处理、资源管理和操作维护的功能。其中，BBU接收和处理的上下行数据均为基带数据。基带数据，是指信源发出的没有经过调制的原始数据。

本实施例中，BBU为利旧机房内的闲置的BBU。BBU对上下行数据的处理包括：基带数据的调制解调、信道编解码；信令处理包括：协议处理。其中，基带数据的调制，是指用基带去控制载波的某个或几个参量的变化，将基带数据加载在载波上，从而实现基带数据的传输。解调是调制的反过程，通过从已调制数据的载波中将恢复原始的基带数据。

信道编码，是指通过采用纠、检错技术对信道中传送的数据进行编码，以增强数据在信道中传输时抵御干扰的能力。解码也称译码，是指编码的反转换，具体是指对已编码的数据进行解码还原。

协议处理，是指BBU 110与RRU 12传输信号前，需协商确定传输协议。

RRU 12，用于接收BBU 110发送的下行基带数据，并向BBU 110发送上行基带数据，实现与BBU的通信。RRU 12还可以用于提供射频通道，使接收的射频信号与发射的射频信号共用一个天线通道，实现与天线14的通信。

本实施例中，RRU 12为利旧的3G RRU闲置资源。

多个天线14，用于接收和发送RRU 12发送的射频信号。

本实施例中，天线的安装数量可根据地下车库的实际情况例如地下车库面积，遮挡情况等调整，本申请不作限制。

功分器13，用于将一路信号功分成几路信号，以此降低无线信号损耗，保障信号覆盖。其中，功分器13可以实现信号的2分、4分等，具体可根据实际情况选择。

本申请提供的信号覆盖系统采用一种宏站方式，通过在地下车库内布置多个天线，将基站机柜11中BBU 110接收、处理后的基带数据信号，通过光纤拉远传输至分布于地下车库的各天线上，实现地下车库内通信信号的快速部署，从而满足用户在地下车库的通信需求。具体为：

BBU 110对来自信源的下行基带数据信号进行调制，信道编码等处理，以保证信息传输的完整性，并将处理后的基带数据信号下行传输至RRU 12；RRU 12对下行基带数据进行信号滤波、数模转换、变频等处理，并将处理好的数据继续下行传输至分布在地下车库的多个天线14；天线14接收并发出射频信号，从而将信号分布到地下车库的各角落，使得用户终端可在地下车库的任一位置接收到数据信息。

本实施例中，RRU 12将射频信号发送至多个天线14的过程中，考虑到地下车库的墙角或拐弯处，信号穿墙的损耗较高，因此，可根据实际情况，在RRU 12与多个天线14的信号传输过程中按需安装功分器13。功分器13将RRU 12发出的一路高频信号功分为几路信号，再通过多个天线14将信号覆盖至整个地下车库。其中，功分器13可以为辅助功能元件，可根据地下车库中的实际情况确定是否投入使用。本申请对功分器13的具体安装数量不作限制。

本实施例中，当终端需传输上行数据时，天线14接收终端发送的上行数据，经功分器13传输至RRU 12；RRU 12接收天线发送的上行数据信号，并对其进行变频、放大、模数转换等处理后，将处理后的数据继续上行传输至BBU 110；BBU 110对上行数据进行处理后，发送至室外天线，从而实现了终端数据的上行传输。因此，本申请提供的地下车库信号覆盖系统，使得用户可以在地下车库的任一位置进行通信，提高了居民的生活质量。

本申请提供地下车库信号覆盖系统，适用于地下车库等空旷且密闭性较强的室内场景。本技术方案通过利旧闲置的BBU、RRU，并结合普通的板状天线，按需使用功分器，将信号通过光纤拉远传输，利用宏站方式实现了地下车库信号的快速部署，从而满足用户在地下车库的通信需求。本申请优化了系统结构，缩短了施工周期，进而降低了实施成本。

以下结合图2-图7，对本申请提供的地下车库信号覆盖系统的具体的布置以及各设备的安装方式进行详细说明。

图2为本申请提供的地下车库信号覆盖系统的布置示意图。如图2所示，信号覆盖系统布置在地下车库时，除图1所示的实施例中包括的RRU、功分器、多个天线等功能元件以外，还包括光纤盒、电源线缆、光缆以及地下车库原有的线缆槽、通道管等辅助设备。

本实施例中，各功能元件之间连接的线缆均可通过通道管或者线缆槽走线。

参见图2，本实施例中，在地下车库中设置一个三分功分器，功分器输入端经光纤盒与RRU通过线缆连接，功分器的输出端分别与多个天线通过线缆连接。其中，线缆可以为馈线或野战光缆，可根据具体的实际情况确定。

本实施例中，多个天线可以包括：平行于地下车库的侧面墙壁设置的第一天线。其中，第一天线通过竖置抱杆固定在地下车库的侧面墙壁上；第一天线的主瓣方向朝向地下车库中空旷无遮挡方向设置。多个天线还可以包括：平行于地下车库的天花板设置的第二天线。其中，第二天线通过横置抱杆固定在地下车库的天花板上；第二天线的主瓣方向朝向地下车库中空旷无遮挡方向设置。

一种可能的实施方式中，多个天线14为板状天线。

需要说明的是，板状天线，也称定向天线，具有通信距离远，频率利用率高的优点。另外，天线的辐射具有方向性，通常天线的辐射图呈花瓣状，故又称为波瓣图。主瓣是指天线方向图中最大的辐射波束。

参见图2，本实施例中，在地下车库按需布置了3个天线，以解决地下车库中不同方向的信号覆盖。

本实施例中，RRU属于有源设备，因此RRU的安装位置需靠近地下车库中方便接电的位置。

一种可能的实施方式中，将RRU设置在地下车库的天花板上，或者侧面墙壁上。

图3为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU固定卡扣安装的示意图。如图3所示，RRU的安装方式可为固定卡扣安装。

本实施例中，固定卡扣安装，是指将卡扣通过例如膨胀螺丝等装置固定在地下车库的天花板，或者侧面墙壁上，然后将RRU通过例如螺钉等装置固定在卡扣上。通过固定卡扣安装，可将RRU固定在地下车库的侧面墙壁上。

图4A、图4B为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU抱杆安装的示意图。其中，图4A为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU抱杆安装的侧视图；图4B为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中RRU抱杆安装的剖视图。如图4A、图4B所示，RRU抱杆安装可为竖置抱杆安装。

竖置抱杆安装，是指将抱杆通过例如膨胀螺丝等装置固定在地下车库的侧面墙壁上，或者利用地下车库中闲置的抱杆资源；将RRU通过扣件或者抱箍安装在抱杆上。

一种可能的实施方式中，RRU抱杆安装也可为吊顶抱杆安装。

吊顶抱杆安装，是指将抱杆通过例如膨胀螺丝等装置固定在地下车库的天花板上，或者利用地下车库中闲置的抱杆资源；将RRU通过扣件或者抱箍安装在抱杆上。

本实施例中，通过竖置抱杆安装，可将RRU固定在地下车库的侧面墙壁上；通过吊顶抱杆安装，可将RRU固定在地下车库的天花板上。

一种可能的实施方式中，功分器可靠近RRU设置在地下车库的天花板上，或者侧面墙壁上。

图5为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中功分器的安装示意图。如图5所示，功分器通常采用固定卡扣安装。

本实施例中，功分器具体的安装方式，可以参见图3所示的实施例中的RRU的固定卡扣安装方式，此处不做赘述。

一种可能的实施方式中，天线通常采用横置或者竖置的方式，根据需要放置在地下车库中的开阔位置，且不影响居民通行和停车。

图6为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中天线竖置抱杆安装的示意图。如图6所示，天线可通过竖置抱杆固定在地下车库的侧面墙壁上，此时天线竖直放置，平行于地下车库的侧面墙壁。天线的主瓣方向朝向地下车库中空旷无遮挡方向设置，以提高地下车库中信号的覆盖范围及信号质量。

本实施例中，天线竖置抱杆安装的具体安装方式，可以参见图4A、图4B所示的实施例中的RRU的抱杆安装方式，此处不做赘述。

图7为本申请提供的地下车库信号覆盖系统中天线横置抱杆安装的示意图。如图7所示，天线可通过横置抱杆固定在地下车库的天花板上，此时天线横向放置，平行于地下车库的天花板。天线的主瓣方向朝向地下车库中空旷无遮挡方向设置，以提高地下车库中信号的覆盖范围及信号质量。

本实施例中，天线横置抱杆安装的具体安装方式，可以参见图4A、图4B所示的实施例中的RRU的抱杆安装方式，此处不做赘述。

需要说明的是，图2-图7所示的实施例，仅提供地下车库信号覆盖系统具体应用时的一种可能的实施方式。在实际应用中，各功能元件的安装位置、安装方式以及需要安装的天线或功分器的数量，均可根据每个小区的实际情况调整，本申请不作限制。

针对本申请提供的地下车库信号覆盖系统，目前，管理员已通过手持便携测试工具，对开通该信号覆盖系统前后的地下车库中的信号进行了测试。其中测试维度包括：参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power，简称RSRP)、信噪比(Signal toInterference plus Noise Ratio，简称SINR)以及信号的下行速率。其中，RSRP代表无线信号强度的关键参数。RSRP数值越大，代表信号的覆盖强度级别越高，覆盖范围越广；SINR，是指终端接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号的强度的比值。SINR数值越大，代表信号抗干扰性越强，信号质量越高；信号的下行速率，是指信号的下载速度。信号的下行速率越大，说明信号强度越高。

管理员的测试结果如下：

开通信号覆盖系统前，测得RSRP均值为-113.02dbm，信号覆盖范围较差，具体体现为，在地下车库中，一半区域的手机终端脱网无服务；开通后，测得RSRP均值为-75.07dbm，信号覆盖范围提升明显，整个车库基本实现良好的无缝覆盖。

开通信号覆盖系统前，测得SINR均值为-3.71db；开通后，测得SINR均值为34.24db，信号覆盖质量提升明显，地下车库中信号质量提高。

开通信号覆盖系统前，测得信号的平均下载速率为0.8Mbps；开通后，测得信号的平均下载速率为71.26Mbps，信号的下载速率提升明显，地下车库内下载速率良好。

应理解，从测试得到的有关信号的RSRP数值、SINR数值以及信号的下载速率可知，采用宏站方式实现地下车库的信号覆盖，可以满足用户在类似于地下车库这种空旷且密闭性较强的室内场景的通信需求。本申请提供的地下车库信号覆盖系统，简化了系统结构，仍可以达到良好的信号质量，降低了实施成本，起到了提质增效的作用。

一种可能的实施方式中，基站机柜还包括监控单元，与管理员平台，或者小区的监控平台连接。

监控单元具体用于监测BBU、RRU等功能元件的运行状态是否正常。若某一元件出现故障，监控单元可以将该元件的故障信息上报至管理员平台或者小区的监控平台，从而保障信号覆盖系统的正常运行。

本实施例中，通过设置监控单元，实现信号覆盖系统的实时监测，还可以精准定位出现故障的元件，降低了维护成本，提高了信号覆盖系统运行的可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种地下车库信号覆盖系统，其特征在于，包括：

基站机柜以及设置在地下车库的：射频远端处理单元RRU、功分器、多个天线；所述基站机柜包括：基带处理单元BBU；

所述BBU与所述RRU通过线缆连接；

所述功分器的输入端与所述RRU通过线缆连接，所述功分器的输出端分别与所述多个天线通过线缆连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个天线包括：平行于所述地下车库的侧面墙壁设置的第一天线。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一天线通过竖置抱杆固定在所述地下车库的侧面墙壁上。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第一天线的主瓣方向朝向所述地下车库中空旷无遮挡方向设置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个天线还包括：平行于所述地下车库的天花板设置的第二天线。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二天线通过横置抱杆固定在所述地下车库的天花板上。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二天线的主瓣方向朝向所述地下车库中空旷无遮挡方向设置。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RRU设置在所述地下车库的天花板上，或者侧面墙壁上。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站机柜设置在机房内。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个天线为板状天线。