CN217335576U

CN217335576U - 一种用于地铁5g信号覆盖的融合装置

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Publication number: CN217335576U
Application number: CN202221089773.8U
Authority: CN
Inventors: 邓华军; 王文尚
Original assignee: Guangzhou Kaixin Communication System Co ltd
Current assignee: Guangzhou Kaixin Communication System Co ltd
Priority date: 2022-05-07
Filing date: 2022-05-07
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2032-05-07

Abstract

本实用新型公开一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置，包括依次连接的近端单元、远端单元和天线收发单元；近端单元包括多个第一频段收发模块和第一数字信号处理模块；每个第一频段收发模块均与第一数字信号处理模块相连接；第一数字信号处理模块用于对信号处理后的信号输出至远端单元；远端单元将接收到的信号进行处理后输出多通道多频段的融合信号至天线收发单元；天线收发单元包括依次设置的多通道校准模块、多个通道和多个天线阵子模块，多通道校准模块用于对多个通道之间进行增益校准和/或相位校准。本实用新型的融合装置能够将各频段5G信号融合后进行覆盖，解决现有需要安装多台单频段RRU的方案存在的问题，占用空间小，成本低，安装快捷。

Description

一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置

技术领域

本实用新型涉及移动通信领域，尤其涉及一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置。

背景技术

随着5G基站的大规模建设，越来越多室外区域实现了5G信号的覆盖，为人们日常生活带来了极大便利。但一些特殊的场景，5G信号的覆盖远达不到人们的需求，如地铁作为人流量较大的特殊场景之一，5G信号的覆盖还不够完善，地铁场景存在安全性要求高、施工时间短、空间狭窄等特征，这都给地铁5G信号覆盖带来了较大难度，近几年，各运营商一直在积极探索各种地铁5G信号覆盖的方案。

目前，常用的一种地铁5G信号覆盖方案，是采用BBU+RRU的覆盖方式，由于RRU都只能支持单频段5G信号，因此为了满足多家运营商5G信号的覆盖，就需要地铁隧道中安装多台RRU，把多台RRU输出合路后，再输出至漏缆进行覆盖。该方案的缺点是，多台RRU安装，不满足地铁高安全性要求，并且占用空间较大，成本较高。另外，采用漏缆进行覆盖，无法满足较短时间内完成铺设，影响5G信号覆盖进度。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置，包括依次连接的近端单元、远端单元和天线收发单元；

所述近端单元包括多个第一频段收发模块和第一数字信号处理模块；每个所述第一频段收发模块均与所述第一数字信号处理模块相连接；所述第一数字信号处理模块用于对信号处理后的信号输出至所述远端单元；

所述远端单元将接收到的信号进行处理后输出多通道多频段的融合信号至天线收发单元；

所述天线收发单元包括依次设置的多通道校准模块、多个通道和多个天线阵子模块，所述多通道校准模块用于对多个通道之间进行增益校准和/或相位校准。

在一些实施方式中，每个所述第一频段收发模块能够收发不同频段的5G信号；

所述第一数字信号处理模块能够对第一频段收发模块接收到的外部网络的信号进行处理后传输至远端单元，和/或，所述第一数字信号处理模块能够对从远端单元传输来的信号进行处理后传输至第一频段收发模块进行发送。

在一些实施方式中，所述远端单元包括依次连接的第二数字信号处理模块、多个第二频段收发模块和多通道多频段合路模块。

在一些实施方式中，所述多通道多频段合路模块能够将多个第二频段收发模块的信号合路处理并输出多通道多频段的融合信号。

在一些实施方式中，所述远端单元还包括电源及功耗统计模块，用于为第二数字信号处理模块和多个第二频段收发模块供电，并能统计第二数字信号处理模块和每个第二频段收发模块的能耗。

在一些实施方式中，所述远端单元还包括短路保护模块，所述短路保护模块与所述电源及功耗统计模块相连接。

在一些实施方式中，所述近端单元能够同时与多个远端单元相连接并进行信号传输。

在一些实施方式中，每个所述通道之后设置增益调整模块，用于对通道中的融合信号中的每个频段信号进行增益调整。

在一些实施方式中，所述天线阵子模块与增益调整模块相连接，将增益调整后的融合信号进行波束成型后辐射至需要覆盖的区域。

在一些实施方式中，所述天线收发单元还包括多个馈电模块；所述馈电模块设置在所述增益调整模块之前。

本实用新型的有益效果：本实用新型的融合装置能够将各频段5G信号融合后进行覆盖，解决现有需要安装多台单频段RRU的方案存在的问题，占用空间小，成本低，安装快捷。

附图说明

图1为本实用新型一些实施方式的用于地铁5G信号覆盖的融合装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型一些实施方式的用于地铁5G信号覆盖的融合装置的近端单元的结构示意图；

图3为本实用新型一些实施方式的用于地铁5G信号覆盖的融合装置的远端单元的结构示意图；

图4为本实用新型一些实施方式的用于地铁5G信号覆盖的融合装置的天线收发单元的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置。如图所示，该装置包括依次连接的近端单元100、远端单元200和天线收发单元300。近端单元100与远端单元200之间可通过光纤连接，远端单元200与天线收发单元300之间可以通过射频电缆连接。

如图1和图2所示，近端单元100包括多个第一频段收发模块110和第一数字信号处理模块120；每个第一频段收发模块110均与第一数字信号处理模块120相连接。优选的，第一频段收发模块110设置为三个，分别对应2.6G、3.5G、4.9G三个频段的5G信号，第一频段收发模块110a收发处理2.6G频段5G信号，第一频段收发模块110b收发处理3.5G频段5G信号，第一频段收发模块110c收发处理4.9G频段5G信号。

在下行时，来自于外部网络的2.6G频段5G信号源、3.5G频段5G信号源、4.9G频段5G信号源的各频段5G信号，先进入近端单元100；具体实施时，2.6G频段5G信号源、3.5G频段5G信号源、4.9G频段5G信号源可以是各运营商的大功率基站(RRU)或者小功率基站(pRRU)，并且这些RRU或者pRRU可以是4T4R设备或者2T2R设备。

进入近端单元100的三个频段5G信号，分别通过射频耦合进入第一频段收发模块110a、第一频段收发模块110b、第一频段收发模块110c分别进行滤波及功率放大处理，然后共同进入第一数字信号处理模块120。

第一数字信号处理模块120对三个频段信号进行模数转换，提取出三个频段的数字基带信号，按照CPRI/eCPRI协议进行数据汇聚处理，经过光纤，传输至远端单元200。优选的，光纤数据速率为10Gbps或者25Gbps。

在一些其他的实施方式中，近端单元100可以带多条光纤，实现把同样的汇聚处理的三个频段的数字基带信号传输至多个远端单元200中。优选的，最大可传输不少于4个远端单元200。

如图1和图3所示，远端单元200包括依次连接的第二数字信号处理模块210、多个第二频段收发模块220和多通道多频段合路模块230；以及电源及功耗统计模块240和短路保护模块250。

第二数字信号处理模块210将接收到的信号基于CPRI/eCPRI协议解析后，按照之前汇聚数据的方式，分解得到对应2.6G、3.5G、4.9G频段的数字基带信号，再经过信号削锋(CFR)、数字预失真(DPD)后，经过数模转换，分别进入三个第二频段收发模块220。具体实施中，第二数字信号处理模块210可以采用FPGA、DSP实现，也可以采用ASIC实现。

每个第二频段收发模块220均与第二数字信号处理模块210相连接从而接收第二数字信号处理模块210处理后的对应频段的信号。每个第二频段收发模块220均与多通道多频段合路模块230相连接，从而将处理后的信号共同输出至多通道多频段合路模块230。优选的，第二频段收发模块220设置为三个，分别对应2.6G、3.5G、4.9G三个频段的5G信号，第二频段收发模块220a收发处理2.6G频段5G信号，第二频段收发模块220b收发处理3.5G频段5G信号，第二频段收发模块220c收发处理4.9G频段5G信号。进入各频段第二频段收发模块220的信号，经过第二频段收发模块220对各频段信号进行功率放大，然后传输至多通道多频段合路模块230。每个第二频段收发模块220物理上独立，可以实现单独更换。

多通道多频段合路模块230对接收到的各频段信号进行滤波处理，并且每通道合路为包含2.6G频段、3.5G频段及4.9G频段的5G融合信号，然后将融合信号传输至天线收发单元300。具体实施中，多通道多频段合路模块230可以对外输出四个通道或者两个通道，优选的，通常采用四个通道。

如图1和图3所示，在该远端单元200中，外部供电进入电源及功耗统计模块240，该模块能够对第二数字信号处理模块210、第二频段收发模块220a、第二频段收发模块220b、第二频段收发模块220c等四个模块实现对各频段信号能耗的计算。同时，电源及功耗统计模块240能够对输入的电压进行变换，经过与其连接的短路保护模块250后输出四路供电电压，分别给第二数字信号处理模块210、第二频段收发模块220a、第二频段收发模块220b、第二频段收发模块220c供电，并且每一路电源都具有短路保护功能，即使四个模块中任一模块损坏后都不影响其他模块工作。具体的，电源及功耗统计模块240能够实现48V转28V或者220V转28V或者220V转52V，优选采用220V转52V。

如图1和图4所示，天线收发单元300包括依次设置的多通道校准模块310、多个通道、多个馈电模块320、多个增益调整模块330、多个天线阵子模块340。通道的数量与多通道多频段合路模块230输出的通道数量匹配，优选的，通常采用四个通道。通道、馈电模块320、增益调整模块330和天线阵子模块340的数量相匹配；优选的，通道、馈电模块320、增益调整模块330和天线阵子模块340的数量均设置为四个。

多通道多频段合路模块230输出的四通道融合信号进入天线收发模块后先经过多通道校准模块310对四个通道中的每个通道的相位和增益校准。

多通道校准模块310对四个通道之间的相位进行校准，调整四个通道之间的相位偏差，把四个通道两两成对，分别调整相位保持在+90°和+180°。

多通道校准模块310对四个通道之间的增益进行校准，调整四个通道之间的增益偏差，根据四个通道之间增益的偏差，然后调整每个通道衰减量，使四个通道之间的增益相同。

经过相位和增益校准后的每个通道分别进入馈电模块320、增益调整模块330，增益调整模块330实现同一个通道中不同频段信号的增益调整，以弥补2.6G、3.5G、4.9G频段空间损耗偏差。具体实施中，增益调整模块330对与其连接的通道中的融合信号中的每个频段信号进行增益调整，每个频段信号的增益分别设置，通常的，4.9G频段增益大于3.5G频段增益。通过对每频段信号进行增益调整，让这三个频段信号经过同样空间损耗后，到达目标覆盖区域功率相当。

天线阵子模块340连接在增益调整模块330之后，增益调整后的融合信号进入天线阵子模块340，进行波束成型后辐射至需要覆盖的区域，例如地铁隧道区域。天线阵子模块340能够实现对应通道根据不同环境需求，调整波束形状和方向，满足不同环境的信号覆盖要求。

工作原理：在下行方向，来自于外部网络的2.6G频段5G信号源、3.5G频段5G信号源、4.9G频段5G信号源的各频段5G信号先进入近端单元100。近端单元100把三个频段5G信号经过信号变频及信号处理后，采用CPRI或者eCPRI协议数据压缩打包，然后通过光纤传输至远端单元200。远端单元200把经过光纤传输来的三个频段5G信号进行数据解析、信号处理、功率放大以及合路后变为四通道输出的融合信号，且每通道的融合信号都包含三个频段5G信号，然后经过射频电缆传输至天线收发单元300。天线收发单元300的多通道校准模块310对四个通道进行通道相位校准和增益校准，然后增益调整模块330根据各频段信号空间损耗值的不同分别进行增益调整，再经过天线阵子模块340把5G融合信号辐射至需要覆盖的地铁隧道区域。在上行方向，来自于地铁隧道区域的反向信号，经过天线收发单元300接收后，通过上述逆向过程，把5G信号回传至外部网络的2.6G频段5G信号源、3.5G频段5G信号源、4.9G频段5G信号源。从而实现完整的2.6G频段、3.5G频段、4.9G频段的5G信号在地铁中的覆盖。

本实用新型提供了一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置，克服了现有地铁覆盖场景中，已有产品方案存在的缺点，能够满足5G时代中2.6G频段5G信号、3.5G频段5G信号、4.9G频段5G信号对地铁覆盖的要求，占用空间小，成本低，安装施工时间短。

以上所描述的实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

最后应说明的是：本实用新型实施例公开的一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，包括依次连接的近端单元、远端单元和天线收发单元；

所述天线收发单元包括依次设置的多通道校准模块、多个通道和多个天线阵子模块；

所述多通道校准模块用于对多个通道之间进行增益校准和/或相位校准。

2.根据权利要求1所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，每个所述第一频段收发模块能够收发不同频段的5G信号；

3.根据权利要求1所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述远端单元包括依次连接的第二数字信号处理模块、多个第二频段收发模块和多通道多频段合路模块。

4.根据权利要求3所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述多通道多频段合路模块能够将多个第二频段收发模块的信号合路处理并输出多通道多频段的融合信号。

5.根据权利要求3所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述远端单元还包括电源及功耗统计模块，用于为第二数字信号处理模块和多个第二频段收发模块供电，并能统计第二数字信号处理模块和每个第二频段收发模块的能耗。

6.根据权利要求5所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述远端单元还包括短路保护模块，所述短路保护模块与所述电源及功耗统计模块相连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述近端单元能够同时与多个远端单元相连接并进行信号传输。

8.根据权利要求1-6任一项所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，每个所述通道之后设置增益调整模块，用于对通道中的融合信号中的每个频段信号进行增益调整。

9.根据权利要求8所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述天线阵子模块与增益调整模块相连接，将增益调整后的融合信号进行波束成型后辐射至需要覆盖的区域。

10.根据权利要求8所述的用于地铁5G信号覆盖的融合装置，其特征在于，所述天线收发单元还包括多个馈电模块；所述馈电模块设置在所述增益调整模块之前。