CN210641086U - 一种5g信号射频分布系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种5G信号射频分布系统，包括：接入单元，用于将基站或空间的信号接收和放大；扩展单元，用于将接入单元输入的信号分成多路，并发送到多个覆盖单元；多个覆盖单元，用于将接收的信号进行放大后，通过覆盖天线进行信号覆盖；所述接入单元通过射频同轴电缆与扩展单元连接，所述扩展单元通过射频同轴电缆与多个覆盖单元连接。本实用新型采用射频同轴电缆作为传输介质，支持多点信源接入和多点信号覆盖，同时采用创新的TDD同步控制信号的传输和还原方案，大幅减低了覆盖单元的复杂度和成本，使其能够以相对低成本的解决5G网络的覆盖需求和后期较低成本运维需求。

Description

一种5G信号射频分布系统

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，更具体地说，特别涉及一种5G信号射频分布系统。

背景技术

随着移动通信网络技术的发展和通信基础设施建设，移动通信网络覆盖越来越深入，手机等移动终端的应用需求也爆发式增长，用户需求从最初的室外应用、提升到室内全场景的移动接入需求。

目前4G网络信号的室内覆盖和分布主要分为无源分布和有源分布两个大类。无源分布是指在室内采用大功率BBU和直放站作为信源，采用同轴电缆和功分器合路器等无源器件作为信号传输的媒介，然后通过天线将信号发射来实现无线信号覆盖。有源分布是指采用有源设备在室内进行射频分路、射频远端放大，然后通过覆盖天线实现无线信号覆盖。无源分布的优点是造价低，实现简单，可靠性高。有源分布的优点是覆盖范围广，扩展性好，覆盖效果好。

随着通信技术和网络的升级，5G时代已经到来，与2G/3G/4G移动通信相比，5G移动通信的频率更高，覆盖要求更高，目前的无源分布方案由于同轴电缆，如图1所示，功分器和合路器的频段支持能力有限，无法平滑支持更高频段的业务，另外随着频率升高，射频传输的损耗会大幅增大，常规无源分布的支持传输范围大打折扣，已经很难满足大部分业务场景的需求。所以在5G阶段，室内覆盖在业内主流方案转向了有源分布系统的方式。

在有源分布系统中，目前主流的实现方案是数字光纤分布系统，如图2所示，它主要由接入单元、扩展单元和覆盖单元组成，各个单元之间采用光纤连接，用来传输5G信号，5G光纤分布系统由于传输信号的带宽和通道数较4G有很大的提升，所以该系统在传输带宽的支持方面。传输速率，设备的复杂度和成本、功耗方面都增长显著，当面对高容量的覆盖场景，这套方案确实是较好的解决方案，但是面向容量需求和业务增值不显著的区域和场景，整体造价和运维成本还是比较昂贵。

针对5G信号室内分布和覆盖的不同场景和业务要求，从投入产出方面来讲，数字光纤分布系统价格和后期运营的电费等较高开支使其并不适合作为唯一的室内覆盖解决方案。根据不同的需求，应当与一些性价比突出的方案相结合，从而满足运营商不同业务和场景的信号覆盖需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种5G信号射频分布系统，使其能够以相对低成本的解决5G网络的覆盖需求和后期较低成本运维需求。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种5G信号射频分布系统，包括：

接入单元，用于将基站或空间的信号接收和放大；

扩展单元，用于将接入单元输入的信号分成多路，并发送到多个覆盖单元；

多个覆盖单元，用于将接收的信号进行放大后，通过覆盖天线进行信号覆盖；

所述接入单元通过射频同轴电缆与扩展单元连接，所述扩展单元通过射频同轴电缆与多个覆盖单元连接。

进一步地，所述扩展单元包括5G同步模块、供电控制开关、电源和功分器，所述5G同步模块与供电控制开关、功分器连接，所述供电控制开关与电源、功分器连接，所述功分器与覆盖单元连接，所述5G同步模块用于产生TDD上下行的切换时序控制信号，该时序控制信号通过供电控制开关将供给覆盖单元的直流电变换成携带上下行时序特征的直流方波。

进一步地，所述供电控制开关为MOS管，所述MOS管的栅极与5G同步模块的控制端连接，MOS管的漏极与电源连接。

进一步地，所述覆盖单元包括射频放大模块、直流整流电路和比较器，所述射频放大模块的输入端、直流整流电路的输入端和比较器的输入端均与功分器连接，所述直流整流电路的输出端与射频放大模块的供电端连接，所述比较器的输出端与射频放大模块的控制端连接。

进一步地，所述直流整流电路包括整流二极管和滤波电容，整流二极管的阳极输入直流脉冲，整流二极管的阴极输出整流电源且通过滤波电容接地，所述比较器的输入端正极输入直流脉冲，输出端连接射频放大模块的控制端。

进一步地，所述扩展单元与多个覆盖单元之间星型连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型采用射频同轴电缆作为传输介质，支持多点信源接入和多点信号覆盖，同时采用创新的TDD同步控制信号的传输和还原方案，大幅减低了覆盖单元的复杂度和成本，使其能够以相对低成本的解决5G网络的覆盖需求和后期较低成本运维需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是现有技术的无源分布原理图。

图2是现有技术的数字光纤分布原理图

图3是本实用新型所述5G信号射频分布系统的射频分布原理图。

图4是本实用新型中扩展单元的原理图。

图5是本实用新型中覆盖单元的原理图。

图6是本实用新型的扩展单元中供电控制开关的原理图。

图7是本实用新型的覆盖单元中直流整流和比较器还原信号原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图3所示，本实用新型提供一种5G信号射频分布系统，包括：接入单元，用于将基站或空间的信号接收和放大；扩展单元，用于将接入单元输入的信号分成多路，并发送到多个覆盖单元；多个覆盖单元，用于将接收的信号进行放大后，通过覆盖天线进行信号覆盖；所述接入单元通过射频同轴电缆与扩展单元连接，所述扩展单元通过射频同轴电缆与多个覆盖单元连接。

本实施例中，所述的接入单元用于接收无线信号或者基站耦合的射频信号，接入单元支持单通道也可支持多通道(MIMO)。

本实施例中，所述的扩展单元支持多个接入单元接入，用于支持多个信源的合成和分配，扩展单元支持多个覆盖单元的星型连接。

本实施例中，所述的扩展单元通过射频扩展口，可以级联多级的扩展单元。

本实施例中，所述的系统外部电源接入扩展单元并通过射频同轴电缆给接入单元和覆盖单元远程供电。

参阅图4所示，所述的扩展单元包括5G同步模块、供电控制开关、电源和功分器，所述5G同步模块与供电控制开关、功分器连接，所述供电控制开关与电源、功分器连接，所述功分器与覆盖单元连接。

参阅图5所示，所述覆盖单元包括射频放大模块、直流整流电路和比较器，射频放大模块的输入端、直流整流电路的输入端和比较器的输入端均与功分器连接，直流整流电路的输出端与射频放大模块的供电端连接，所述比较器的输出端与射频放大模块的控制端连接。

所述的5G同步模块用于产生TDD上下行的切换时序控制信号，该时序控制信号通过供电控制开关将供给覆盖单元的直流电变换成携带上下行时序特征的直流方波，覆盖单元将接收到的直流方波分为两路，1路进入覆盖单元的比较器，还原为TDD上下行时序控制信号，控制射频放大模块工作，另一路通过覆盖单元的直流整流电路，给射频放大模块供电。

参阅图6所示，所述的供电控制开关为MOS管，所述MOS管的栅极与5G同步模块的控制端连接，MOS管的漏极与电源连接，供电控制开关也可以选择其他可以实现该功能的开关。

本实施例中，所述的5G同步模块、电源和功分器可以选择现有技术的方案来实现。

参阅图7所示，所述的直流整流电路包括整流二极管和滤波电容，整流二极管的阳极输入直流脉冲，整流二极管的阴极输出整流电源且通过滤波电容接地，所述比较器的输入端正极输入直流脉冲，输出端连接射频放大模块的控制端。

下面通过具体实施例来对本实用新型作进一步介绍。

以中国电信5G为例，中国电信5G所使用的频段是3400MHz-3500MHz，带宽为100MHz信源为5G小基站，射频分布系统为1个接入单元、1个扩展单元和4个覆盖单元.5G小基站通过1条射频电缆与接入单元相连接，接入单元通过1条射频电缆与扩展单元连接，扩展单元通过4条射频电缆分别于4个覆盖单元连接。

5G上下行信号走向：5G的下行信号从小基站的射频输出口发射，通过射频电缆进入接入单元，接入单元将信号放大后发送给扩展单元，扩展单元耦合一路给到同步模块，同时将信号进行功分为4路，将这4路信号通过射频电缆传输给覆盖单元，覆盖单元接收到该信号后，通过放大从天线口输出到覆盖天线，覆盖天线进行信号覆盖。

5G的上行信号通过覆盖天线接收进入到覆盖单元的天线口，通过放大后通过射频电缆会到扩展单元，扩展单元将4个覆盖单元的上行信号合路，然后通过射频电缆传输给接入单元，接入单元将信号通过射频电缆发送给小基站的射频输出口，返回到小基站。

5G上下行的切换时序控制信号走向：下行信号被扩展单元耦合一路给到5G空口同步模块，同步模块产生上下行切换时序控制信号，此控制信号控制直流远供通路的控制开关，使得扩展单元输出给覆盖单元的直流电变为方波脉冲形式，供电控制开关使用金属-氧化物半导体场效应管(MOS-FET)来实现供电电源的开启和关断控制，场效应管的G极连接同步模块给出的控制管脚，S极连接供电电源正极，D极连接电源输出端，通过电感馈入射频链路。

覆盖单元接收到扩展单元传输的直流脉冲，将脉冲分为两路，一路通过直流整流电路输出给覆盖单元作为电源使用，使其射频放大模块能够正常运行工作，其中整流电路一般为一个通路二极管和一个对地连接的滤波电容组成。另外一路进入比较器，比较器一般是通过一个模拟运算放大器作为判决器，与与设定的V_Ref参考电压作为基准进行比较，还原为控制信号，控制信号用来实现覆盖单元的上下行工作时序的切换。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种5G信号射频分布系统，其特征在于，包括：

接入单元，用于将基站或空间的信号接收和放大；

扩展单元，用于将接入单元输入的信号分成多路，并发送到多个覆盖单元；

多个覆盖单元，用于将接收的信号进行放大后，通过覆盖天线进行信号覆盖；

所述接入单元通过射频同轴电缆与扩展单元连接，所述扩展单元通过射频同轴电缆与多个覆盖单元连接。

2.根据权利要求1所述的5G信号射频分布系统，其特征在于，所述扩展单元包括5G同步模块、供电控制开关、电源和功分器，所述5G同步模块与供电控制开关、功分器连接，所述供电控制开关与电源、功分器连接，所述功分器与覆盖单元连接，所述5G同步模块用于产生TDD上下行的切换时序控制信号，该时序控制信号通过供电控制开关将供给覆盖单元的直流电变换成携带上下行时序特征的直流方波。

3.根据权利要求2所述的5G信号射频分布系统，其特征在于，所述供电控制开关为MOS管，所述MOS管的栅极与5G同步模块的控制端连接，MOS管的漏极与电源连接。

4.根据权利要求2所述的5G信号射频分布系统，其特征在于，所述覆盖单元包括射频放大模块、直流整流电路和比较器，所述射频放大模块的输入端、直流整流电路的输入端和比较器的输入端均与功分器连接，所述直流整流电路的输出端与射频放大模块的供电端连接，所述比较器的输出端与射频放大模块的控制端连接。

5.根据权利要求4所述的5G信号射频分布系统，其特征在于，所述直流整流电路包括整流二极管和滤波电容，整流二极管的阳极输入直流脉冲，整流二极管的阴极输出整流电源且通过滤波电容接地，所述比较器的输入端正极输入直流脉冲，输出端连接射频放大模块的控制端。

6.根据权利要求1所述的5G信号射频分布系统，其特征在于，所述扩展单元与多个覆盖单元之间星型连接。

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