CN210112292U - 一种5g小基站装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种5G小基站装置，属于5G设备的技术领域，其包括集中单元装置均与集中单元装置连接的多个分布单元装置、用于eMBB或URLLC或mMTC的多个有源天线单元、与集中单元装置连接的工业服务器以及与工业服务器连接的业务网关装置；所述每个分布单元装置连接的至少一个有源天线单元装置。本实用新型5G小基站根据实际的工业互联应用场景，部署不同的集中单元装置、分布单元装置和有源天线单元装置；工业服务器结合NFV、SDN等云平台技术实现多种业务数据的检测及分发；工业服务器可开放应用平台给第三方应用，实现应用的灵活扩展。

Description

一种5G小基站装置

技术领域

本实用新型属于5G设备的技术领域，尤其涉及一种5G小基站装置。

背景技术

3GPP主要是制订以GSM核心网为基础，UTRA(FDD为W-CDMA技术， TDD为TD-CDMA技术)为无线接口的第三代技术规范。3GPP的5G技术定义了3类应用场景：大容量物联网(mMTC)、低时延高可靠通信 (uRLLC)和增强型移动宽带(eMBB)。其中，mMTC主要针对海量机器类通信，如各类表的远程激活、消耗流量的实时跟踪、无线视频监控的远程激活，远程监测并上报环境参数和控制机械的数据，一个用户具有多个终端和一个终端被多个用户使用等多种场景，工业互联网应用场景下有相同的需求；uRLLC要求极低的时延和更高的可用性，在工业互联网中主要应用在工厂内部的现场控制等应用场景，需要重点关注对于各种现场总线协议的承载支持，并综合利用网络切片和移动边缘计算等技术，实现工业自动化场景的支持；eMBB场景则分为广域覆盖和热点覆盖，对于工业互联网逐渐兴起的大流量业务能够更好地支撑，如虚拟工厂和高清视频远程维护等。

随着5G技术的应用，智能制造企业可以借助运营商的Macro站或室分系统来达到工业互联的目的。但是因为5G技术中高频段多天线的技术特点，衰减大、干扰强，并且无法做到针对特定应用场景采用特定技术等缺点。

在现有的技术中，以2G/3G/4G网络为代表的连接网络可部分解决工厂级应用场景下广域网和厂域网的需求。但是目前这些连接网络，都存在带宽小、延迟大、接入用户少、建网成本大、后期维护成本高等缺点。对于现代工业互联中的智能感知、泛在连通、数字建模、实时分析、精准控制、迭代优化等6大典型特征，这些网络是心有余而力不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在提供一种结合本地云平台的相关技术，能达到快速部署、维护成本低、业务针对性强等特点的5G小基站装置，

本实用新型提供了一种5G小基站装置，包括：

集中单元，被配置为处理非实时协议和服务；

分布单元，与所述集中单元连接，并且被配置为处理物理层协议和实时服务；

工业服务器，与所述集中单元连接，并且被配置为检测和转发数据；以及

业务网关，被配置为汇聚和分发所述工业服务器转发的数据；以及

有源天线单元，与所述分布单元连接，并且被配置为接收所采集的信号。

根据一个实施例，所述有源天线单元被布置用于eMBB或URLLC 或mMTC场景。

根据一个实施例，所述业务网关利用NG接口通过光纤或者 1G/10G以太网与工业服务器连接，并经由所述光纤或者1G/10G以太网对工业服务器内的数据进行汇聚和分发。

根据一个实施例，所述集中单元和分布单元之间通过光纤或者 1G/10G以太网相连接，并且分布单元通过光纤或者1G/10G以太网将信息传递给集中单元。

根据一个实施例，所述有源天线单元通过CPRI/eCPRI接口与分布单元相连接，并且分布单元负责处理有源天线单元中的物理层协议和实时服务。

根据一个实施例，所述有源天线单元所采集的信号是由数据采集模块或者具有数据采集功能的设备采集的数据。

根据一个实施例，所述集中单元被部署到厂区企业机房，所述分布单元被部署到具体的生产车间，所述有源天线单元根据生产车间的面积大小和设备分布情况进行布置，以通过有源天线单元连接所有的数据采集模块或者具有数据采集功能的设备。

根据一个实施例，所述工业服务器被部署到厂区企业机房，并且通过光纤或者1G/10G以太网实时检测GTPU数据。

根据一个实施例，所述工业服务器的连接端还设置有企业云，所述企业云接收工业服务器所转发的相应的数据。

根据一个实施例，所述业务网关的连接端通过NG接口设置有用于非工业应用数据传递的互联网，所述互联网通过NG接口连接有运营商5G核心网。

本实用新型5G小基站根据实际的工业互联应用场景，部署不同的集中单元装置、分布单元装置和有源天线单元装置；工业服务器结合NFV、SDN等云平台技术实现多种业务数据的检测及分发；工业服务器可开放应用平台给第三方应用，实现应用的灵活扩展。

附图说明

图1是本实用新型5G小基站装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型一种5G小基站装置作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

整体配置

首先，参考图1描述根据本实用新型的5G小基站装置的整体配置，如图1所示，其包括集中单元装置(CU，Centralized Unit)、均与集中单元装置连接的多个分布单元装置(DU，Distribute Unit)、与每个分布单元装置连接的至少一个有源天线单元装置(AAU，Active Antenna Unit)、与集中单元装置连接的工业服务器以及与工业服务器连接的业务网关装置。

其中，集中单元装置，负责处理非实时协议和服务；分布单元装置，负责处理物理层协议和实时服务；工业服务器负责工业数据的检测及转发；业务网关装置，负责5G小基站装置的NG接口的汇聚和分发。

实际上，5G的BBU功能被重构为集中单元CU和分布单元DU两个实体功能。CU设备主要包括非实时的无线高层协议栈功能，同时也支持部分核心网功能下沉和边缘应用业务的部署，而DU设备主要处理物理层功能和实时性需求。在本示例性实施例中，CU单元和DU 单元可以采用独立的硬件来实现。

每个分布单元装置也可以与多个有源天线单元装置连接，有源天线单元装置可以用于eMBB(增强移动宽带，针对的是大流量移动宽带业务)、或URLLC(超高可靠超低时延通信，例如无人驾驶等业务) 或mMTC(大连接物联网，针对大规模物联网业务)。

在本示例性实施例中，业务网关利用NG接口通过光纤或者 1G/10G以太网与工业服务器连接，并经由光纤或者1G/10G以太网对工业服务器内的数据进行汇聚和分发。具体地，业务网关3连接端通过NG接口设置有用于非工业应用数据传递的互联网，互联网通过NG接口连接有运营商5G核心网。

在一个实施例中，工业服务器的连接端还设置有企业云，企业云接收工业服务器所转发的相应的工业应用数据。

其中，NG接口是一个逻辑接口，规范了NG接口，可以与不同制造商提供的AMF的互连；同时，分离NG接口无线网络功能和传输网络功能，以便于引入未来的技术。

另外，所述集中单元和分布单元之间通过光纤或者1G/10G以太网相连接，并且分布单元通过光纤或者1G/10G以太网将信息传递给集中单元。

另外有源天线单元通过CPRI/eCPRI接口与分布单元相连接，并且分布单元负责处理有源天线单元中的物理层协议和实时服务。

网络配置

本实用新型5G小基站装置可以被部署为终端侧、网络侧和业务侧。

在终端侧，在现有生产设备中加装数据采集模块或者安装含有数据采集功能的设备。数据采集模块或者安装含有数据采集功能的设备负责采集该生产设备的各种运行参数以及工作状态、控制生产设备进行预先的生产动作、同时与控制中心实现5G无线互连，上报相应的工作状态或接收处理控制指令。

在网络侧，根据工业企业的实际应用场景，我们可以把集中单元装置部署到厂区企业机房，而把分布单元装置部署到具体的生产车间。有源天线单元装置则根据生产车间的面积大小、设备分布情况灵活部署到相应的位置，使所有的数据采集模块都能连接上5G网络，实现无死角的信号覆盖。集中单元装置和分布单元装置之间可以通过光纤或者 1G/10G以太网相连接，分布单元装置则可以根据实际情况连接一个或者多个有源天线单元装置。

其中，集中单元装置位于企业的机房内、多个分布单元装置位于企业的生产车间内，有源天线单元装置位于生产车间的设备上。

在业务侧，工业服务器和集中单元装置一样，部署到企业的机房内，通过光纤或者1G/10G以太网相连接，实时检测GTPU数据包，根据IP 信息等相关规则，分析出相应的工业应用数据并转发到相应的控制平台软件。对于非工业应用数据，它直接转发到业务网关装置，然后通过NG接口进入运营商的5G核心网中。

其中，工业服务器和集中单元装置位于企业的机房内，业务网关装置与工业服务器连接，网络通过业务网关装置进入工业服务器内。

本实用新型5G小基站根据实际的工业互联应用场景，部署不同的集中单元装置、分布单元装置和有源天线单元装置；工业服务器结合 NFV、SDN等云平台技术实现多种业务数据的检测及分发；工业服务器可开放应用平台给第三方应用，实现应用的灵活扩展。

通过5G小基站装置结合本地云平台的相关技术，能达到快速部署、维护成本低、业务针对性强等特点，实现大带宽、低延迟、万物互联等工业互联的基本需求。

本实用新型通过5G技术的应用，结合云平台以及5G小基站装置的分布式的架构，针对各个应用场景，结合5G相应的技术，达到快速部署、灵活应用、大大提高生产效率，最终达到智能工业互联的目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种5G小基站装置，其特征在于，包括：

集中单元，被配置为处理非实时协议和服务；

分布单元，与所述集中单元连接，并且被配置为处理物理层协议和实时服务；

工业服务器，与所述集中单元连接，并且被配置为检测和转发数据；以及

业务网关，被配置为汇聚和分发所述工业服务器转发的数据；以及

有源天线单元，与所述分布单元连接，并且被配置为接收所采集的信号。

2.根据权利要求1所述的5G小基站装置，其特征在于，所述有源天线单元被布置用于eMBB或URLLC或mMTC场景。

3.根据权利要求1所述的5G小基站装置，其特征在于,所述业务网关利用NG接口通过光纤或者1G/10G以太网与工业服务器连接，并经由所述光纤或者1G/10G以太网对工业服务器内的数据进行汇聚和分发。

4.根据权利要求1所述的5G小基站装置，其特征在于,所述集中单元和分布单元之间通过光纤或者1G/10G以太网相连接，并且分布单元通过光纤或者1G/10G以太网将信息传递给集中单元。

5.根据权利要求1所述的5G小基站装置，其特征在于,所述有源天线单元通过CPRI/eCPRI接口与分布单元相连接，并且分布单元负责处理有源天线单元中的物理层协议和实时服务。

6.根据权利要求1所述的5G小基站装置，其特征在于,所述有源天线单元所采集的信号是由数据采集模块或者具有数据采集功能的设备采集的数据。

7.根据权利要求6所述的5G小基站装置，其特征在于，所述集中单元被部署到厂区企业机房，所述分布单元被部署到具体的生产车间，所述有源天线单元根据生产车间的面积大小和设备分布情况进行布置，以通过有源天线单元连接所有的数据采集模块或者具有数据采集功能的设备。

8.根据权利要求7所述的5G小基站装置，其特征在于，所述工业服务器被部署到厂区企业机房，并且通过光纤或者1G/10G以太网实时检测GTPU数据。

9.根据权利要求1所述的5G小基站装置，其特征在于，所述工业服务器的连接端还设置有企业云，所述企业云接收工业服务器所转发的相应的数据。

10.根据权利要求9所述的5G小基站装置，其特征在于，所述业务网关的连接端通过NG接口设置有用于非工业应用数据传递的互联网，所述互联网通过NG接口连接有运营商5G核心网。

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