CN211352456U - 一种基于直放站移频技术的无线室分系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于直放站移频技术的无线室分系统，本实用新型采用无线的方式进行信号传递，不需要馈线、耦合器、合路器、光纤等无源器件和线缆资源，相较传统室分系统具有施工简单、施工量小、施工周期短和易物业协调等优势；本实用新型通过主机系统和从机系统进行数据传输，能够对设备的工作状态进行实时监控，较传统室分系统具有网络可监控、可维护和故障定位容易等优势；本实用新型采用主从机的模式，具有网络灵活部署和易扩展的优势。

Description

一种基于直放站移频技术的无线室分系统

技术领域

本实用新型属于无线通信领域，具体涉及一种基于直放站移频技术的无线室分系统。

背景技术

随着近年来移动互联网的高速发展和诸多新业务的快速兴起，如网购、小视频、直播、高清视频，以及AR/VR等，造成了对网络流量需求的急剧增加。根据行业的预测，超过80％的流量发生在室内场景，故室内信号覆盖对满足业务流量需求起到至关重要的作用。

目前室内信号覆盖一般采用传统室分系统和新型室分系统的方式。

1)传统室分系统又分为无源室分系统和传统光纤分布系统。无源室分系统是利用馈线、耦合器、功分器、电桥和室内天线等无源器件将信源的信号引入室内，从而对室内进行信号覆盖；传统光纤分布系统采用光纤、近端机、远端机和室内天线将信源的信号引入室内进行覆盖。图1为传统无源室分系统的组网图。

2)新型室内系统一般采用小站(Small Cell)的方式对室内进行覆盖，具有安装部署灵活，容量大，可管理等优点。图2为小站(Small Cell)的系统组网图。

但无论是传统室分系统，还是以小站(Small Cell)为主的新型室分系统都有它固有的缺陷，对以上两种室分系统的缺陷分析如下：

(一)传统室分系统的缺陷；

1)馈线不易弯曲，且质量重，导致施工困难和工作量较大；

2)传统室分系统由于施工复杂，周期长，导致物业协调困难；

3)由于传统室分系统采用的无源器件较多，导致互调干扰严重，导致网络性能无法保障，用户体验差；

4)由于传统室分系统采用的无源器件较多，当系统出现故障时，不仅无法实时监控，而且排查故障时，由于故障点无法判断，导致故障排查困难、周期长；

5)传统室分系统由于无源器件较多，且系统复杂，导致室分系统的改造困难，复杂度和成本高；

6)传统室分系统难以满足向5G演进的需求，随着5G采用的频段越来越高，馈线的损耗越来越大，难以满足高频信号的传输需求，且现网采用的功分器、耦合器、合路器和天线等器件最高支持2.7GHz，难以满足5G频段3.5G、4.8G等的需求。

(二)新型室分系统的缺陷；

1)新型室分系统由于需要新建基带资源或占用现网的基带资源，以及引进新的射频设备，导致设备成本较高；

2)新型室分系统需要依赖回传资源、电源系统等配套设施，导致开通灵活性差和开通总体成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种基于直放站移频技术的无线室分系统，可有效规避传统室分系统施工难、维护难和后续演进难的缺陷，同时较新型室分系统具有成本低和不需要回传资源、电源系统等配套设施的优势，可以帮助运营商快速实现室内无线信号覆盖。

为了达到上述目的，本实用新型包括一个主机系统和若干从机系统，主机系统包括主机单元，主机单元连接主机施主天线和主机重发天线，从机系统包括从机单元，从机单元连接从机施主天线和从机重发天线；

主机施主天线用于与基站通信；

从机重发天线用于与终端进行通信；

主机重发天线用于与从机施主天线通信；

主机单元用于放大接收到的基站的信号；用于还原接收到的从机单元的信号；

从机单元用于还原接收到的主机单元的信号；用于放大接收到的终端的信号。

主机单元和从机单元均为移频直放站；

基站下行信号的频点为F1，终端上行信号的频点为F2；

主机单元用于将接收到的频点F1进行移频处理，移至频点F11；用于将接收到的频点F22 进行还原处理，还原为频点F2；

从机单元用于将接收到频点F2进行移频处理，移至频点F22；用于将接收到的频点F11 进行还原处理，还原为频点F1。

当采用时分双工TDD的双工方式时，频点F1和频点F2为相同的频点，频点F11和频点 F22也为相同的频点；

当采用频分双工FDD的双工方式时，频点F1和频点F2为不同的频点，频点F11和频点 F22也为不同的频点。

主机系统与基站采用无线通信，主机施主天线采用具有高增益和窄水平波瓣角的定向天线。

主机系统与基站采用有线通信，线缆采用3D-FB或5D-FB的柔性线缆。

主机重发天线、从机施主天线和从机重发天线均采用全向天线或定向天线。

与现有技术相比，本实用新型采用无线的方式进行信号传递，不需要馈线、耦合器、合路器、光纤等无源器件和线缆资源，相较传统室分系统具有施工简单、施工量小、施工周期短和易物业协调等优势；本实用新型通过主机系统和从机系统进行数据传输，能够对设备的工作状态进行实时监控，较传统室分系统具有网络可监控、可维护和故障定位容易等优势；本实用新型采用主从机的模式，具有网络灵活部署和易扩展的优势。

进一步的，本实用新型的主机单元和从机单元均为移频直放站，上下行链路移频操作后上下行频点还原为基站和终端原有的上下行频点，故系统的引进，不会影响通信系统原有的通信频点和通信方式，更不需要对现网的基站和终端进行任何改造。

附图说明

图1为现有技术中传统室分系统组网图；

图2为现有技术中小站(Small Cell)系统组网图；

图3为本实用新型所使用的直放站主从机模式示意图；

图4为本实用新型所使用的直放站主从机模式在网络中的位置示意图；

图5为本实用新型所使用的直放站主从机模式移频技术原理图；

图6为本实用新型的系统图；

图7为本实用新型在网络中的位置示意图；

其中，3、基站；4、终端；11、主机单元；12、主机施主天线；13、主机重发天线；21、从机单元；22、从机施主天线；23、从机重发天线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图4和图6，本实用新型包括一个主机系统和若干从机系统，主机系统包括主机单元 11，主机单元11连接主机施主天线12和主机重发天线13，从机系统包括从机单元21，从机单元21连接从机施主天线22和从机重发天线23。

主机施主天线12用于与基站3通信；从机重发天线23用于与终端4进行通信；主机重发天线13用于与从机施主天线22通信；

主机单元11用于放大接收到的基站3的信号；用于还原接收到的从机单元21的信号；从机单元21用于还原接收到的主机单元11的信号；用于放大接收到的终端4的信号。

参见图3和图5，直放站是移动通信网中一种无线中继设备，起到无线信号功率放大的作用。主机单元11和从机单元21均为移频直放站；基站3下行信号的频点为F1，终端4上行信号的频点为F2；主机单元11用于将接收到的频点F1进行移频处理，移至频点F11；用于将接收到的频点F22进行还原处理，还原为频点F2；从机单元21用于将接收到频点F2进行移频处理，移至频点F22；用于将接收到的频点F11进行还原处理，还原为F1。

直放站系统的通信包括两条链路，上行链路和下行链路。在上行链路中，直放站接收终端发射的无线信号，将接收到的无线信号进行功率放大后发送给基站。在下行链路中，直放站接收基站发射的无线信号，将接收到的无线信号进行功率放大后发送给终端。直放站施主天线用于和基站通信，接收基站无线信号至直放站，发送直放站无线信号至基站。直放站重发天线用于和终端通信，接收终端无线信号至直放站，发送直放站无线信号至终端。

本实用新型的移频操作包括下行链路移频和上行链路移频。在下行链路移频过程中，主机单元11接收基站的频点为第一频点的无线信号，后将频点为第一频点的无线信号的频点从第一频点移频至第二频点，并将频点为第二频点的无线信号进行功率放大后发送给从机单元21。从机单元21接收到主机单元11的频点为第二频点的无线信号后将该无线信号的频点从第二频点还原为第一频点，并将频点为第一频点的无线信号进行功率放大后发送给终端。在上行链路移频过程中，从机单元21接收终端的频点为第三频点的无线信号，后将频点为第三频点的无线信号的频点从第三频点移频至第四频点，并将频点为第四频点的无线信号进行功率放大后发送给主机单元11。主机单元11接收到从机单元21的频点为第四频点的无线信号后将该无线信号的频点从第四频点还原为第三频点，并将频点为第三频点的无线信号进行功率放大后发送给基站。

参见图4，直放站主从机系统是直放站的一种主从机模式，主要作用是将接收到的基站的无线信号的功率进行接力放大后发送给终端，以达到扩大覆盖范围和覆盖距离的目的。直放站主从机系统包括主机单元11和从机单元21，一般采取一拖一(一个主机加一个从机)、一拖二(一个主机加二个从机)、一拖四(一个主机加四个从机)等主从机模式。在本实施例中将以一拖一的主从机模式对直放站主从机系统的原理和通信方式进行介绍。直放站主从机系统的通信包括两条链路，上行链路和下行链路。在上行链路中，从机单元21接收终端发送的无线信号，并将接收到的终端无线信号进行功率放大后发送给主机单元。主机单元11接收到从机单元21发送的上行无线信号后，将接收到的从机单元21的无线信号进一步功率放大后发送给基站，从而在上行链路中完成对无线信号功率的接力放大。在下行链路中，主机单元11接收基站的下行无线信号，后将接收到的基站无线信号进行功率放大后发送给从机单元21。从机单元21接收到主机单元11发送的无线信号后，将接收到的主机单元11的无线信号进一步功率放大后发送给终端，从而在下行链路中完成无线信号的接力放大。

直放站移频技术是指直放站系统将对基站的上下行频点进行移频处理，用以解决直放站施主天线和重发天线之间隔离度不足而导致自激的问题。直放站主从模式移频链路包括上行链路移频和下行链路移频。

参见图5，对直放站主从机模式上下行链路移频操作进行说明。在上行链路移频中，从机单元21将接收到的终端发送的无线信号的频点从F2移频至频点F22，并将频点为F22的无线信号进行功率放大后发送给主机单元11，主机单元11接收到从机单元21发送的频点为F22 的无线信号后，将接收到的无线信号的频点从F22还原为频点F2，并将频点为F2的无线信号进行功率放大后发送给基站。在下行链路移频中，主机单元11接收基站发送的频点为F1的无线信号，后将接收到的基站信号的频点从F1移频至频点F11，并将频点为F11的无线信号进行功率放大后发送给从机单元21，从机单元21接收到主机单元11发送的频点为F11的信号后，将接收到的无线信号的频点从频点F11还原为频点F1，并将频点为F1的无线信号进行功率放大后发送给终端。

参见图7，在下行链路移频过程中，主机单元接收基站的频点为F1的下行无线信号，后将接收到的基站无线信号的频点从频点F1移频至频点F11，并将频点为F11的无线信号进行功率放大后发送给系统中所有的从机单元。从机单元接收到主机单元发送的频点为F11的无线信号后，将接收到的频点为F11的无线信号的频点从频点F11还原为频点F1，并将频点为F1 的无线信号进行功率放大后发送给终端。第一从机单元、第二从机单元以及第N从机单元(N 为正整数的变量)的下行链路移频过程与从机单元相同。

在下行链路移频过程中，通信的下行频点F1在完成移频后又还原为频点F1，故本实用新型所提供的系统的引入不影响基站和终端的通信方式和通信频点。

在上行链路移频过程中，从机单元接收终端的频点为F2的上行无线信号，后将接收到的终端无线信号的频点从F2移频至频点F22，并将频点为F22的无线信号进行功率放大后发送给主机单元。主机单元接收到从机单元发送的频点为F22的无线信号后，将接收到的频点为 F22的无线信号的频点从频点F22还原为频点F2，并将频点为F2的无线信号进行功率放大后发送给基站。所有从机单元的上行链路移频过程相同。

在下行链路移频过程中，通信的上行频点F2在完成移频后又还原为频点F2，故本实用新型所提供的系统的引入不影响原基站和终端的通信方式和通信频点。

本实用新型的主机单元与基站通信时，可以采用无线的方式，也可以采用有线的方式。

主机单元与基站的通信方式采用无线的方式时，施主天线宜选用具有高增益和窄水平波瓣角的定向天线，如，较佳的可采用板状天线、对数周期天线或角反射天线，以减少对基站噪声的引入。

主机单元与基站的通信方式采用有线的方式时，可采用柔性好，可弯曲的射频线缆，较佳的可采用3D-FB或5D-FB等类似柔性线缆，以便在室内狭小空间内较好地完成走线等施工工作。

当移动通信系统采用时分双工TDD(Time Division Duplexing)的双工方式时，频点F1和频点F2为相同的频点，频点F11和频点F22也为相同的频点。

当移动通信系统采用频分双工FDD(Frequency Division Duplexing)的双工方式时，频点 F1和频点F2为不同的频点，频点F11和频点F22也为不同的频点。

主机单元的重发天线可采用全向天线，也可采用定向天线。当覆盖范围较大时，宜采用高增益的定向天线，较佳的可采用板状定向天线，以获得较大覆盖距离和覆盖范围。

从机单元的数量根据实际的覆盖需求确定，如覆盖面积大小，覆盖区域的结构特征，覆盖区域人群的分布等。

从机单元的施主天线可采用全向天线，也可采用定向天线。当施主天线采用定向天线时，宜选用具有高增益和窄水平波瓣角的定向天线，较佳的可采用板状天线、对数周期天线或角反射天线；当施主天线采用全向天线时，宜选用尺寸小，易部署的橡皮天线。

从机单元的重发天线可采用全向天线，也可采用定向天线。当覆盖范围较大时，宜采用高增益的定向天线，较佳的可采用板状定向天线，以获得较大覆盖增益和覆盖范围；当采用全向天线时，宜选用尺寸小，易部署的橡皮天线。

系统需将上下行频点还原为基站和终端原有的上下行频点，以使不会影响系统原有的通信频点和通信方式，进而本实用新型所提供的系统的引入不需要对现网的基站和终端进行任何改造。

Claims (6)

1.一种基于直放站移频技术的无线室分系统，其特征在于，包括一个主机系统和若干从机系统，主机系统包括主机单元(11)，主机单元(11)连接主机施主天线(12)和主机重发天线(13)，从机系统包括从机单元(21)，从机单元(21)连接从机施主天线(22)和从机重发天线(23)；

主机施主天线(12)用于与基站(3)通信；

从机重发天线(23)用于与终端(4)进行通信；

主机重发天线(13)用于与从机施主天线(22)通信；

主机单元(11)用于放大接收到的基站(3)的信号；用于还原接收到的从机单元(21)的信号；

从机单元(21)用于还原接收到的主机单元(11)的信号；用于放大接收到的终端(4)的信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于直放站移频技术的无线室分系统，其特征在于，主机单元(11)和从机单元(21)均为移频直放站；

基站(3)下行信号的频点为F1，终端(4)上行信号的频点为F2；

主机单元(11)用于将接收到的频点F1进行移频处理，移至频点F11；用于将接收到的频点F22进行还原处理，还原为频点F2；

从机单元(21)用于将接收到的频点F2进行移频处理，移至频点F22；用于将接收到的频点F11进行还原处理，还原为频点F1。

3.根据权利要求2所述的一种基于直放站移频技术的无线室分系统，其特征在于，当采用时分双工TDD的双工方式时，频点F1和频点F2为相同的频点，频点F11和频点F22也为相同的频点；

当采用频分双工FDD的双工方式时，频点F1和频点F2为不同的频点，频点F11和频点F22也为不同的频点。

4.根据权利要求1所述的一种基于直放站移频技术的无线室分系统，其特征在于，主机系统与基站(3)采用无线通信，主机施主天线(12)采用具有高增益和窄水平波瓣角的定向天线。

5.根据权利要求1所述的一种基于直放站移频技术的无线室分系统，其特征在于，主机系统与基站(3)采用有线通信，线缆采用3D-FB或5D-FB的柔性线缆。

6.根据权利要求1所述的一种基于直放站移频技术的无线室分系统，其特征在于，主机重发天线(13)、从机施主天线(22)和从机重发天线(23)均采用全向天线或定向天线。

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