CN214228244U - 一种5g通信电路和5g基站设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种5G通信电路和5G基站设备，5G通信电路包括5G基带控制模块、5G通信模块、4G通信模块、射频模块和天线模块；5G基带控制模块的第一控制接口连接5G通信模块的通信接口，5G通信模块的5G射频信号发送接口和5G射频信号接收接口连接射频模块，射频模块连接天线模块；5G基带控制模块的第二控制接口连接4G通信模块的通信接口，4G通信模块的4G射频信号发送接口和4G射频信号接收接口连接5G通信模块。本技术方案在保证5G通信模块可以接收和发送5G射频信号的同时，4G通信模块可以接收和发送4G射频信号，实现4G射频信号和5G射频信号的同时接收和发送。

Description

一种5G通信电路和5G基站设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种5G通信电路和5G基站设备。

背景技术

目前，处于4G向5G通信过渡阶段，因此，对于一些应用场景要求同时支持4G和5G通信。现有技术提供4G和5G通信，采用独立的4G基站和5G基站，两者独立工作运行。独立的4G基站和5G基站搭建的通信系统建设成本高、维护成本高、运行成本高。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提出一种5G通信电路和5G基站设备。

本申请提出一种5G通信电路，所述5G通信电路包括5G基带控制模块、5G通信模块、4G通信模块、射频模块和天线模块；

所述5G基带控制模块的第一控制接口连接所述5G通信模块的通信接口，所述5G通信模块的5G射频信号发送接口和5G射频信号接收接口连接所述射频模块，所述射频模块连接所述天线模块；

所述5G基带控制模块的第二控制接口连接所述4G通信模块的通信接口，所述4G通信模块的4G射频信号发送接口和4G射频信号接收接口连接所述5G通信模块。

本申请所述的5G通信电路，所述5G通信模块包括5G射频收发单元、N个模数转换单元、N个数模转换单元和2M个射频开关，N为偶数，M＜N；

所述5G射频收发单元的通信接口作为所述5G通信模块的通信接口，所述5G射频收发单元的各个数字信号发送端口连接对应的数模转换单元的数字信号接收端口；

M个数模转换单元的模拟信号发送端口连接对应的射频开关的模拟信号接收端口，所述M个数模转换单元对应的射频开关的模拟信号输出端口作为所述5G射频信号发送接口；

N-M个数模转换单元的模拟信号发送端口作为所述5G射频信号发送接口；

所述5G射频收发单元的各个数字信号接收端口连接对应的模数转换单元的数字信号发送端口；

M个模数转换单元的模拟信号接收端口连接对应的射频开关的模拟信号输出端口，所述M个模数转换单元对应的射频开关的模拟信号接收端口作为所述5G射频信号接收接口；

N-M个模数转换单元的模拟信号接收端口作为所述5G射频信号接收接口。

本申请所述的5G通信电路，所述4G通信模块包括4G基带控制单元和4G射频收发单元；

所述4G基带控制单元的通信接口作为所述4G通信模块的通信接口，所述4G基带控制单元的控制端口连接所述4G射频收发单元的控制信号接收端口；

所述4G射频收发单元的4G射频信号发送接口作为所述4G通信模块的4G射频信号发送接口，所述4G射频收发单元的4G射频信号接收接口作为所述4G通信模块的4G射频信号接收接口。

本申请所述的5G通信电路，所述射频模块包括N个TX信号放大单元、N个RX信号放大单元和N个信号切换单元；

所述N个TX信号放大单元的5G射频信号接收接口连接对应的5G射频信号发送接口，所述N个TX信号放大单元的5G射频信号输出接口连接对应的信号切换单元的第一端；

所述N个RX信号放大单元的5G射频信号发送接口连接对应的5G射频信号接收接口，所述N个RX信号放大单元的5G射频信号输入接口连接对应的信号切换单元的第二端；

所述N个信号切换单元的第三端连接所述天线模块。

本申请所述的5G通信电路，所述天线模块包括N个天线，N个天线对应连接所述N个信号切换单元的第三端。

本申请所述的5G通信电路，所述5G基带控制模块包括LS2160芯片。

本申请所述的5G通信电路，所述5G通信模块包括ZU49DR芯片。

本申请所述的5G通信电路，所述4G基带控制单元包括FSM9955芯片。

本申请所述的5G通信电路，所述4G射频收发单元包括两个FTR8900芯片。

本申请提出一种5G基站设备，所述5G基站设备包括本申请所述的5G通信电路。

本申请公开的5G通信电路，4G通信模块不仅可以通过5G通信模块接收射频模块发送的射频信号，还可以通过5G通信模块发送4G射频信号至射频模块。进而，在保证5G通信模块可以接收和发送5G射频信号的同时，4G通信模块可以接收和发送4G射频信号，实现4G射频信号和5G射频信号的同时接收和发送。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，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申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本申请实施例提出的一种5G通信电路的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提出的另一种5G通信电路的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提出的一种5G通信电路的电路结构示意图；

图4示出了本申请实施例提出的一种4G通信模块的基本结构示意图；

图5示出了本申请实施例提出的一种5G通信模块的基本结构示意图。

主要元件符号说明：

11-5G基带控制模块；12-5G通信模块；13-射频模块；14-天线模块；15-4G通信模块，121-5G收发元件；122-射频开关组。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

本申请提供的一种可以支持4G通信和/或5G通信5G基站设备，可以根据基站覆盖范围内用户使用4G通信和/或5G通信的使用情况，灵活配置5G基站设备的通信能力，保证4G通信向5G通信的平稳过度，进而提高用户的满意度。

实施例1

本申请的一个实施例，如图1所示，提出一种5G通信电路，5G通信电路包括5G基带控制模块11、5G通信模块12、4G通信模块15、射频模块13和天线模块14。

5G基带控制模块11的第一控制接口连接5G通信模块12的通信接口，5G通信模块12的5G射频信号发送接口和5G射频信号接收接口连接射频模块13，射频模块13连接天线模块14。

5G基带控制模块11的第二控制接口连接4G通信模块15的通信接口，4G通信模块15的4G射频信号发送接口和4G射频信号接收接口连接5G通信模块12。

考虑到，4G信号和5G信号的频谱相近，例如，band41(4G)的频谱范围2496-2690MHZ与N41(5G)的频谱范围2515-2675MHZ具有重复部分；Band42(4G)的频谱范围3400-3600MHZ和N78(5G)的频谱范围3400-3600MHZ具有重叠部分，因此，同一个射频模块13可以同时满足4G通信和5G通信。

可以理解，5G和/或4G运营商可以根据实际场景设置5G通信电路是仅提供5G通信还是同时提供4G和5G通信。示范性的，5G和/或4G运营商可以在运营中心通过程序命令切换5G通信电路是仅提供5G通信还是同时提供4G和5G通信；5G和/或4G运营商还可以将预先将自动控制程序烧录至5G基带控制模块11，以自动控制5G通信电路在一段时间内工作在5G通信状态，一段时间工作在4G+5G通信状态，实现5G通信状态与4G+5G通信状态交替工作。

本实施例中公开的5G通信电路，4G通信模块15不仅可以通过5G通信模块12接收射频模块13发送的射频信号，4G通信模块15还可以通过5G通信模块12发送4G射频信号至射频模块13。进而，在保证5G通信模块12可以接收和发送5G射频信号的同时，4G通信模块15可以接收和发送4G射频信号，实现4G射频信号和5G射频信号的同时接收和发送。

实施例2

本申请的一个实施例，参见图2，5G通信模块12包括5G射频收发单元、N个模数转换单元、N个数模转换单元和2M个射频开关，N为偶数，M＜N。

5G射频收发单元的通信接口作为5G通信模块12的通信接口，5G射频收发单元的各个数字信号发送端口连接对应的数模转换单元的数字信号接收端口。

M个数模转换单元的模拟信号发送端口连接对应的射频开关的模拟信号接收端口，M个数模转换单元对应的射频开关的模拟信号输出端口作为5G射频信号发送接口。

N-M个数模转换单元的模拟信号发送端口作为5G射频信号发送接口。

5G射频收发单元的各个数字信号接收端口连接对应的模数转换单元的数字信号发送端口。

M个模数转换单元的模拟信号接收端口连接对应的射频开关的模拟信号输出端口，M个模数转换单元对应的射频开关的模拟信号接收端口作为5G射频信号接收接口。

N-M个模数转换单元的模拟信号接收端口作为5G射频信号接收接口。

进一步的，参见图2，4G通信模块15包括4G基带控制单元和4G射频收发单元。

4G基带控制单元的通信接口作为4G通信模块15的通信接口，4G基带控制单元的控制端口连接4G射频收发单元的控制信号接收端口。

4G射频收发单元的4G射频信号发送接口作为4G通信模块15的4G射频信号发送接口，4G射频收发单元的4G射频信号接收接口作为4G通信模块15的4G射频信号接收接口。

进一步的，参见图2，射频模块13包括N个TX信号放大单元、N个RX信号放大单元和N个信号切换单元。

N个TX信号放大单元的5G射频信号接收接口连接对应的5G射频信号发送接口，N个TX信号放大单元的5G射频信号输出接口连接对应的信号切换单元的第一端。

N个RX信号放大单元的5G射频信号发送接口连接对应的5G射频信号接收接口，N个RX信号放大单元的5G射频信号输入接口连接对应的信号切换单元的第二端。

N个信号切换单元的第三端连接天线模块14。

可以理解，TX信号放大单元可以是功放，用于放大TX信号，即放大5G通信模块12输出的5G射频信号或4G射频信号；RX信号放大单元可以是低噪声放大器，用于放大RX信号，即放大从天线模块14接收的射频信号。

进一步的，参见图2，天线模块14包括N个天线，N个天线对应连接N个信号切换单元的第三端。

本实施例中公开了5G通信电路中5G基带控制模块11、5G通信模块12、4G通信模块15、射频模块13和天线模块14的主要功能单元以及各个主要功能单元之间的连接关系，根据本实施例提供的技术方案可以快速、便捷的实现4G射频信号和5G射频信号的同时接收和发送。

实施例3

本申请的一个实施例，参见图3，优选的，5G基带控制模块11可以包括LS2160芯片，5G通信模块12主要由5G收发元件121(ZU49DR芯片)和射频开关组122组成，4G基带控制单元可以包括FSM9955芯片，4G射频收发单元包括两个FTR8900芯片。

LS2160芯片具有通信功能和处理器功能，在实现4G和5G通信的同时，可以省去交换机单元，实现以太网通信。LS2160芯片通过万兆以太网通信接口(10GE)连接5G收发元件121(ZU49DR芯片)，LS2160芯片通过千兆以太网通信接口(1GE)连接4G通信模块15的4G基带控制单元(FSM9955)。

进一步的，如图3所示，5G收发元件121(ZU49DR芯片)内部可以实现5G射频收发功能，其中，DPD用于表示5G射频收发单元，并且5G收发元件121(ZU49DR芯片)内部带有16个14bit的数模转换单元(ADC)和16个14bit的模数转换单元(DAC)，5G收发元件121(ZU49DR芯片)可以提供16*16MIMO的5G通信。

示范性的，ZU49DR的第0路～第11路的模数转换单元(ADC)的模拟信号接收端口可以接收射频模块13发送的5G射频信号，第0路～第11路的数模转换单元(DAC)的模拟信号发送端口可以发送5G射频信号至射频模块13，第12路～第15路的模数转换单元的模拟信号接收端口连接对应的射频开关的模拟信号输出端口，射频模块13发送的5G射频信号经过对应的射频开关进入对应的模数转换单元(ADC)，以通过对应的射频开关的切换实现向4G通信，第12路～第15路的数模转换单元(DAC)的模拟信号发送端口连接对应的射频开关的模拟信号接收端口，5G射频信号经过对应的射频开关进入射频模块13，以通过对应的射频开关的切换实现向4G通信。

可以理解，通过控制射频开关组122中各个射频开关的开关状态可以实现5G通信电路同时接收和发送5G射频信号和4G射频信号，在实现5G通信电路同时接收和发送5G射频信号和4G射频信号时，ZU49DR的12路用于接收和发送5G射频信号，ZU49DR的其余4路用于接收和发送4G射频信号；通过控制各个射频开关的开关状态还可以实现5G通信电路仅接收和发送5G射频信号，在实现5G通信电路仅接收和发送5G射频信号时，ZU49DR的16路用于接收和发送5G射频信号。应当理解，ZU49DR的16路用于接收和发送5G射频信号的5G通信能力优于12路用于接收和发送5G射频信号的5G通信能力。因此，在通信范围内若不存在4G通信设备，可以将ZU49DR的16路都用于接收和发送5G射频信号，以提高5G通信能力，在通信范围内若存在4G通信设备时，可以将ZU49DR中的4路用于接收和发送4G射频信号，以实现4G通信设备的正常通信。可以理解，5G通信电路的通信功能可以根据环境需求进行灵活设置。

进一步的，射频模块13的PA0～PA1代表TX信号放大单元，PA0～PA1可以是功放，用于放大ZU49DR输出的5G射频信号和/或4G射频信号，并将放大的5G射频信号和/或4G射频信号通过信号切换单元发送至天线模块14；射频模块13的LAN0～LAN1代表RX信号放大单元，LAN0～LAN1可以是低噪声放大器，用于放大从天线模块14接收的5G射频信号，并将放大的5G射频信号发送至ZU49DR。其中，S1～S15代表信号切换单元。

进一步的，参见图4，示出了一种4G通信模块15的基本结构，4G通信模块15包括一个FSM9955芯片和两个FTR8900芯片，图4中示出了FSM9955芯片和两个FTR8900芯片的各个引脚之间的连接关系以及与FSM9955芯片和两个FTR8900芯片相关的外围电路(供电电路、时钟电路、闪存电路和存储电路等)。FTR8900芯片通过SGMII0接口连接LS2160芯片。进一步的，FTR8900#1的TX0引脚和TX1引脚以及FTR8900#2的TX2引脚和TX3引脚，输出的射频TX信号(4G射频信号)经过射频开关(switch0、switch2、switch4、switch6)的切换，输入到射频模块13的TX信号放大单元，经过TX信号放大单元的放大后发送到天线模块14。FTR8900#1的RX0引脚和RX1引脚以及FTR8900#2的RX2引脚和RX3引脚，通过经过射频开关(switch1、switch3、switch5、switch7)的切换，接收的射频模块13的RX信号放大单元放大的射频RX信号(4G射频信号)。FSM9955芯片采用SGMII接口与LS2160相连。

进一步的，参见图5，示出了一种5G通信模块12的基本结构，5G通信模块12包括LS2160芯片和LS2160芯片，LS2160通过万兆以太网接口(10GE)连接ZU49DR芯片，5G通信模块12还包括电源连接接口(Power Connector)以及与LS2160芯片相关的外围电路。LS2160的具有交换功能，可以实现以太网通信。充分利用LS2160处理器的性能，可以省去交换机单元。

本申请根据5G通信电路的目标功能(同时实现4G和5G通信)，从众多类型的类似功能芯片中，选取最优芯片，提出一种优选的5G通信电路设计方案：主要由LS2160芯片、FSM9955芯片以及FTR8900芯片组成的5G通信电路，不仅实现5G通信电路的目标功能(同时实现4G和5G通信)，而且在使用最少硬件资源的前提下，保证5G通信电路的稳定持续通信，有效降低硬件成本。

进一步的，本申请提出一种5G基站设备，5G基站设备包括本申请公开的5G通信电路。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种5G通信电路，其特征在于，所述5G通信电路包括5G基带控制模块、5G通信模块、4G通信模块、射频模块和天线模块；

所述5G基带控制模块的第一控制接口连接所述5G通信模块的通信接口，所述5G通信模块的5G射频信号发送接口和5G射频信号接收接口连接所述射频模块，所述射频模块连接所述天线模块；

所述5G基带控制模块的第二控制接口连接所述4G通信模块的通信接口，所述4G通信模块的4G射频信号发送接口和4G射频信号接收接口连接所述5G通信模块。

2.根据权利要求1所述的5G通信电路，其特征在于，所述5G通信模块包括5G射频收发单元、N个模数转换单元、N个数模转换单元和2M个射频开关，N为偶数，M＜N；

所述5G射频收发单元的通信接口作为所述5G通信模块的通信接口，所述5G射频收发单元的各个数字信号发送端口连接对应的数模转换单元的数字信号接收端口；

M个数模转换单元的模拟信号发送端口连接对应的射频开关的模拟信号接收端口，所述M个数模转换单元对应的射频开关的模拟信号输出端口作为所述5G射频信号发送接口；

N-M个数模转换单元的模拟信号发送端口作为所述5G射频信号发送接口；

所述5G射频收发单元的各个数字信号接收端口连接对应的模数转换单元的数字信号发送端口；

M个模数转换单元的模拟信号接收端口连接对应的射频开关的模拟信号输出端口，所述M个模数转换单元对应的射频开关的模拟信号接收端口作为所述5G射频信号接收接口；

N-M个模数转换单元的模拟信号接收端口作为所述5G射频信号接收接口。

3.根据权利要求2所述的5G通信电路，其特征在于，所述4G通信模块包括4G基带控制单元和4G射频收发单元；

所述4G基带控制单元的通信接口作为所述4G通信模块的通信接口，所述4G基带控制单元的控制端口连接所述4G射频收发单元的控制信号接收端口；

所述4G射频收发单元的4G射频信号发送接口作为所述4G通信模块的4G射频信号发送接口，所述4G射频收发单元的4G射频信号接收接口作为所述4G通信模块的4G射频信号接收接口。

4.根据权利要求2所述的5G通信电路，其特征在于，所述射频模块包括N个TX信号放大单元、N个RX信号放大单元和N个信号切换单元；

所述N个TX信号放大单元的5G射频信号接收接口连接对应的5G射频信号发送接口，所述N个TX信号放大单元的5G射频信号输出接口连接对应的信号切换单元的第一端；

所述N个RX信号放大单元的5G射频信号发送接口连接对应的5G射频信号接收接口，所述N个RX信号放大单元的5G射频信号输入接口连接对应的信号切换单元的第二端；

所述N个信号切换单元的第三端连接所述天线模块。

5.根据权利要求4所述的5G通信电路，其特征在于，所述天线模块包括N个天线，N个天线对应连接所述N个信号切换单元的第三端。

6.根据权利要求1所述的5G通信电路，其特征在于，所述5G基带控制模块包括LS2160芯片。

7.根据权利要求1所述的5G通信电路，其特征在于，所述5G通信模块包括ZU49DR芯片。

8.根据权利要求3所述的5G通信电路，其特征在于，所述4G基带控制单元包括FSM9955芯片。

9.根据权利要求3所述的5G通信电路，其特征在于，所述4G射频收发单元包括两个FTR8900芯片。

10.一种5G基站设备，其特征在于，所述5G基站设备包括权利要求1至9任一项所述的5G通信电路。

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