无线通信基站、无线电信号处理方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信基站、无线电信号处理方法及装置。

背景技术：

WiFi(Wireless Fidelity)，国际电工组织IEEE开发的802.11系列技术的一个统称，如802.11a/g/n/ac等。WiFi主要应用于本地无线通信，通常情况下覆盖相对较小，是一种简单并且相对低价的无线通信手段。

WiFi是直接面向终端用户的，其使用免授权频段(Unlicensed Band)，例如，初期的2.4GHz通信频率，以及现阶段广泛使用的5GHz通信频率。其中，5GHz通信频率通常指在5GHz附近的各个频段(4.9GHz至5.9GHz)。由于5GHz具有可用频段宽、频谱连续、干扰源较少的特点，目前最先进的802.11ac技术可以在5GHz上使用160MHz带宽的通信，达到接近1Gbps的空中接口传输速率。

无线通信基站通常具有WiFi功能，尤其是小型无线通信基站。然而，由于WiFi通信协议自身的限制，在用户较多的情况下，WiFi信号传输也存在着传输性能不佳的缺陷。

技术实现要素：

本发明提供一种无线通信基站、无线电信号处理方法及装置，以克服由于在用户较多的情况下，WiFi信号传输也存在着传输性能不佳的缺陷。

本发明的第一方面是提供一种无线通信基站，包括：非授权频段射频前端单元、WiFi基带单元、信道映射单元、以及LTE基带单元；

所述非授权频段射频前端单元分别与所述WiFi基带单元以及所述LTE基带单元连接；

所述WiFi基带单元通过信道映射单元与所述LTE基带单元连接；

其中，

所述非授权频段射频前端单元，用于接收各WiFi无线电信号、根据可用信道发送LTE无线电信号；

所述WiFi基带单元，用于测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道；

所述信道映射单元，用于将与所述可用信道对应的WiFi信道传输转换为LTE信道传输；

所述LTE基带单元，用于根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成所述LTE无线电信号。

结合第一方面，在第一种可实现的方式中，所述非授权频段射频前端单元，具体包括：

WiFi非授权频段射频前端单元。

结合第一方面，在第二种可实现的方式中，所述WiFi基带单元，具体包括：信道测量子单元以及信道选择子单元；所述非授权频段射频前端单元、所述信道测量子单、所述信道选择子单元、以及所述信道映射单元依次连接；

其中，

所述信道测量子单元，用于测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

所述信道选择子单元，用于根据所述信道测量子单元测得的所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度确定所述可用信道。

结合第一方面的第二种可实现的方式，在第三种可实现的方式中，所述非授权频段射频前端单元，具体包括：LTE非授权频段射频前端单元。

结合第一方面的第三种可实现的方式，在第四种可实现的方式中，所述基站还包括：信道修正单元；

所述信道修正单元分别与所述信道测量子单元以及所述信道选择子单元连接；

其中，

所述信道修正单元，用于修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差。

结合第一方面的第四种可实现的方式，在第五种可实现的方式中，所述信道修正单元，具体用于：

根据所述信号强度差对所述待发送的无线电信号的强度进行补偿。

结合第一方面的第三种可实现的方式，在第六种可实现的方式中，所述基站还包括：信道修正单元、LTE信道选择单元；

所述信道测量子单元还与所述信道映射单元连接；所述信道修正单元与所述信道映射单元连接；所述LTE信道选择单元分别与所述信道映射单元、所述信道修正单元以及所述LTE基带单元连接；

其中，

所述信道映射单元，还用于将所述各接收信号强度映射为各LTE接收信号强度；

所述信道修正单元，用于根据WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，对所述可用信道以及所述各LTE接收信号强度进行修正；

所述LTE信道选择单元，用于根据修正后的所述可用信道以及修正后的所述各LTE接收信号强度，选择LTE可用信道；

所述LTE非授权频段射频前端单元，具体用于：根据所述LTE可用信道发送所述LTE无线电信号。

本发明的第二方面是提供一种无线电信号处理方法，包括：

非授权频段射频前端单元接收各WiFi无线电信号；

WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道；

信道映射单元将与所述可用信道对应的WiFi信道传输转换为LTE信道传输；

LTE基带单元根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号；

所述非授权频段射频前端单元根据可用信道发送所述LTE无线电信号。

结合第二方面，在第一种可实现的方式中，所述WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

信道测量子单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

信道选择子单元根据所述信道测量子单元测得的所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度确定所述可用信道。

结合第二方面或结合第二方面的第一种可实现的方式，在第二种可实现的方式中，在所述LTE基带单元根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号之前，还包括：信道修正单元修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差。

结合第二方面的第二种可实现的方式，在第三种可实现的方式中，所述信道修正单元修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，具体包括：

根据所述信号强度差对所述待发送的无线电信号的各接收信号强度进行补偿。

结合第二方面的第二种可实现的方式，在第四种可实现的方式中，在所述LTE基带单元根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号之前，还包括：

所述信道映射单元将所述各接收信号强度映射为各LTE接收信号强度；

所述信道修正单元根据WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，对所述可用信道以及所述各LTE接收信号强度进行修正；

LTE信道选择单元根据修正后的所述可用信道以及修正后的所述各LTE接收信号强度，选择LTE可用信道；

所述非授权频段射频前端单元根据可用信道发送所述LTE无线电信号，具体包括：根据所述LTE可用信道发送所述LTE无线电信号。

本发明的第三方面是提供一种无线电信号处理装置，包括：

存储器，用于存储包括程序例程的信息；

处理器，与存储器耦合，用于控制所述程序例程的执行，具体包括：

接收各WiFi无线电信号；

测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道；

将与所述可用信道对应的WiFi信道传输转换为LTE信道传输；

根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号；

根据可用信道发送所述LTE无线电信号。

结合第三方面，在第一种可实现的方式中，所述处理器，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

所述测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

根据所述信道测量子单元测得的所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度确定所述可用信道。

结合第二方面或结合第二方面的第一种可实现的方式，在第二种可实现的方式中，所述处理器，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差。

结合第三方面的第二种可实现的方式，在第三种可实现的方式中，所述处理器，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，具体包括：

根据所述信号强度差对所述待发送的无线电信号的各接收信号强度进行补偿。

结合第三方面的第二种可实现的方式，在第四种可实现的方式中，所述处理器，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

所述根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号之前，还包括：

将所述各接收信号强度映射为各LTE接收信号强度；

根据WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，对所述可用信道以及所述各LTE接收信号强度进行修正；

根据修正后的所述可用信道以及修正后的所述各LTE接收信号强度，选择LTE可用信道；

根据可用信道发送所述LTE无线电信号，具体包括：根据所述LTE可用信道发送所述LTE无线电信号。

本发明通过LTE基带单元对无线电信号进行处理，生成LTE无线电信号，并通过非授权频段前端单元使用可用信道发射该LTE无线电信号，使得在非授权频段发送的信号能够实现高质量性能传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无线通信基站实施例一的结构示意图；

图2为现有无线基站的结构示意图；

图3为本发明无线通信基站实施例二的结构示意图；

图4为本发明无线通信基站实施例三的结构示意图；

图5为本发明无线通信基站实施例四的结构示意图；

图6为本发明无线通信基站实施例五的结构示意图；

图7为本发明无线电信号处理方法实施例实施例一的流程图；

图8为本发明无线电信号处理装置实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明无线通信基站实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例的无线通信基站可以包括：

非授权频段射频前端单元101、WiFi基带单元102、信道映射单元103、以及LTE基带单元104；

所述非授权频段射频前端单元101分别与所述WiFi基带单元102以及所述LTE基带单元103连接；

所述WiFi基带单元102通过信道映射单元103与所述LTE基带单元104连接。

其中，

所述非授权频段射频前端单元101，用于接收各WiFi无线电信号、根据可用信道发送LTE无线电信号；

所述WiFi基带单元102，用于测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道；

所述信道映射单元103，用于将与所述可用信道对应的WiFi信道传输转换为LTE信道传输；

所述LTE基带单元104，用于根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成所述LTE无线电信号。

具体地，在现有的基站设备中，尤其是小基站设备中，通常具有LTE和WiFi功能，其中LTE系统应用于授权频段，WiFi系统应用于非授权频段。如图2所示，两系统之间相互独立。WiFi设备由于支持动态频率选择的特性，在基带部分具有信道测量和信道选择的功能。LTE设备则只有常用的信号处理单元。

在实现本实施例技术方案时，可以通过对现有的无线通信基站进行改动，也即在WiFi基带单元102与LTE基带单元104之间增设信道映射单元103，实现将LTE系统用于非授权频段的目的。

此外，由于4G LTE系统与WiFi系统相比具有集中调度，HARQ等特性可以保证多用户情况下的高质量性能传输，并且具备更加安全的双向鉴权体制。通过将LTE系统用于非授权频段，可以实现在非授权频段发送的信号能够实现高质量性能传输，进而充分发挥5GHz频段大带宽的特点。

更加具体地，增设的信道映射单元103主要完成WiFi信道号与LTE EARFCN(E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number,E-UTRA绝对无线电频道号码)参数的匹配工作，具体如下：

WiFi信道中心频点(MHz)＝信道开始频点+5x信道号，比如在5GHz频段，信道开始频点为5000MHz，信道号为36时，WiFi信道中心频点＝5000+5x36＝5180MHz，当信道号为40时，WiFi信道中心频点＝5000+5x40＝5200MHz。

LTE系统则采用另外一种记录频率的方式，首先在标准里定义EARFCN表格：

具体的频段对应公式为：FDL＝FDL_low+0.1(NDL–NOffs-DL)，其中NDL为下行的EARFCN值。

两系统的频率指示方法不同，需要生成不同WiFi信道值下对应的LTE EARFCN值的匹配表格。

假设WiFi信道为36号，对应的频率为5180MHz。

则5180MHz＝5150+0.1*(NDL–46790),NDL＝47090。在该情况下，WiFi信道36与LTE EARFCN 47090建立匹配。

假设WiFi信道为40号，对应的频率为5200MHz。

则5200MHz＝5150+0.1*(NDL–46790),NDL＝47290。在该情况下，WiFi信道40与LTE EARFCN 47290建立匹配。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述非授权频段射频前端单元101，具体包括：

WiFi非授权频段射频前端单元101a。

具体地，非授权频段射频前端单元101可以对应于现有基站设备的WiFi非授权频段射频前端单元101a。

在上述实施例的基础上，进一步地，WiFi基带单元102，具体用于：根据所述各接收信号强度确定所述可用信道。

具体地，WiFi基带单元102可以测量出当前环境下已经存在哪些频率的无线电信号及其相应的信号强度，并且可以根据测量到的强度，从非授权频段中选出可用信道。例如，可以从非授权频段中选出尚未被使用的信道，或者，可以选择信号强度较弱的信道作为可用信道，以避免信号间的干扰。

图3为本发明无线通信基站实施例二的结构示意图。如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述WiFi基带单元102，具体包括：信道测量子单元102a以及信道选择子单元102b；所述非授权频段射频前端单元101、所述信道测量子单102a、所述信道选择子单元102b、以及所述信道映射单元103依次连接；

其中，

所述信道测量子单元102a，用于测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

所述信道选择子单元102b，用于根据所述信道测量子单元测得的所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度确定所述可用信道。

本领域技术人员可以理解的是，实施例二为实施例一的更加细化的方案。

图4为本发明无线通信基站实施例三的结构示意图。如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述非授权频段射频前端单元101，具体包括：LTE非授权频段射频前端单元101b；

所述基站还包括：信道修正单元105；

所述信道修正单元105分别与所述信道测量子单元102a以及所述信道选择子单元102b连接；

其中，

所述信道修正单元，用于修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差。

具体地，所述信道修正单元105，具体用于：

根据所述信号强度差对待发送的无线电信号的强度进行补偿。

LTE非授权频段射频前端单元101b用于非授权频段(5GHz)的射频前端用于收发LTE信号，WiFi系统只进行信号的接收。通过5GHz的WiFi非授权频段射频前端单元101a接收到无线电信号以后，信道测量子单元102a测出不同WiFi信道下的接收信号强度，比如信道36下的接收强度为-72dBm/20MHz，信道40下的接收强度为-80dBm/20MHz。由于LTE非授权频段射频前端单元101b和WiFi非授权频段射频前端单元101a的馈电损耗、天线增益不同，需要通过信道修正单元105对测量出的接收信号强度进行修正，具体稍后介绍。再通过WiFi系统内置的信道选择算法根据修正的接收信号强度从多个可用信道中选择一个可用信道。最后将可用信道通过信道映射单元103转化为LTE的信道号。LTE基带根据选择的信道再通过信号处理后将信号发送到LTE非授权频段射频前端单元101b将LTE信号发送出去，从而实现LTE信号在非授权频段的接收和发送，并且支持了非授权频段的动态频率选择的要求。

更加具体地，新增加的信道修正单元105主要修正LTE射频链路与WiFi射频链路不匹配的情况。

主要不匹配的情况有以下几种：

天线位置不同：当WiFi天线和LTE天线一个采用内置，另一个采用外置设置时，由于机身存在穿透损耗，需要对该损耗进行补偿。

比如WiFi天线内置，LTE天线外置，那么WiFi天线与LTE天线相比的穿透损耗为XdB(x>0)；当WiFi天线外置，LTE天线内置，那么WiFi天线与LTE天线相比的穿透损耗为XdB(x<0)。

天线增益(包括馈电损耗)不同：假设WiFi天线的增益为A dB，LTE天线的增益为B dB，也需要将该差别进行补偿。

空间信号强度–X+A＝WiFi接收信号强度。

空间信号强度+B＝LTE接收信号强度。

补偿的LTE接收信号强度＝WiFi接收信号强度+X–A+B。

图5为本发明无线通信基站实施例四的结构示意图。如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述WiFi基带单元102，具体包括：信道测量子单元102a以及信道选择子单元102b；所述信道测量子单元102a分别与所述非授权频段射频前端单元101、所述信道选择子单元102b、以及所述信道映射单元103连接；所述信道选择子单元102b还与所述信道映射单元103连接；

其中，

所述信道测量子单元102a，用于测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

所述信道选择子单元102b，用于确定所述可用信道；

所述信道映射单元103，还用于将所述各接收信号强度映射为各LTE接收信号强度。

具体地，本实施例与实施例二相比，信道选择子单元102b还与所述信道映射单元103连接。

图6为本发明无线通信基站实施例五的结构示意图。如图6所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述非授权频段射频前端单元101，具体包括：LTE非授权频段射频前端单元101b；

所述基站还包括：信道修正单元105、LTE信道选择单元106；

所述LTE信道选择单元106分别与所述信道映射单元103、所述信道修正单元105以及所述LTE基带单元104连接；

其中，

所述信道修正单元105，用于根据WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，对所述可用信道以及所述各LTE接收信号强度进行修正；

所述LTE信道选择单元106，用于根据修正后的所述可用信道以及修正后的所述各LTE接收信号强度，选择LTE可用信道；

所述LTE非授权频段射频前端单元101b，具体用于：根据所述LTE可用信道发送所述LTE无线电信号。

图7为本发明无线电信号处理方法实施例一的流程图。如图7所示，本实施例的方法可以包括：

步骤701、非授权频段射频前端单元接收各WiFi无线电信号。

步骤702、WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道。

步骤703、信道映射单元将与所述可用信道对应的WiFi信道传输转换为LTE信道传输。

步骤704、LTE基带单元根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号。

步骤705、所述非授权频段射频前端单元根据可用信道发送所述LTE无线电信号。

上述无线通信基站实施例一，可以用于执行图7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

信道测量子单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

信道选择子单元根据所述信道测量子单元测得的所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度确定所述可用信道。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

信道测量子单元测量所述各WiFi无线在所述LTE基带单元根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号之前，还包括：信道修正单元修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

信道测量子单元测量所述各WiFi无线所述信道修正单元修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，具体包括：

根据所述信号强度差对所述待发送的无线电信号的各接收信号强度进行补偿。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述WiFi基带单元测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

信道测量子单元测量所述各WiFi无线在所述LTE基带单元根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号之前，还包括：

所述信道映射单元将所述各接收信号强度映射为各LTE接收信号强度；

所述信道修正单元根据WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，对所述可用信道以及所述各LTE接收信号强度进行修正；

LTE信道选择单元根据修正后的所述可用信道以及修正后的所述各LTE接收信号强度，选择LTE可用信道；

所述非授权频段射频前端单元根据可用信道发送所述LTE无线电信号，具体包括：根据所述LTE可用信道发送所述LTE无线电信号。

图8为本发明无线电信号处理装置实施例一的结构示意图。如图8所示，本实施例的无线电信号处理装置，包括：存储器801，处理器802。

存储器801，用于存储包括程序例程的信息；

处理器802，与存储器801耦合，用于控制所述程序例程的执行，具体包括：

接收各WiFi无线电信号；

测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道；

将与所述可用信道对应的WiFi信道传输转换为LTE信道传输；

根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号；

根据可用信道发送所述LTE无线电信号。

具体地，在硬件实现上，该处理器802可以为中央处理单元(CPU)，也可以单片机。

也即，该处理器802被配置为用于执行上述无线电信号处理方法实施例一中对应装置执行的技术方案。

本实施例的无线电信号处理装置，可以用于执行图7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述处理器802，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

所述测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度、以及确定所述可用信道，具体包括：

测量所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度；

根据所述信道测量子单元测得的所述各WiFi无线电信号的各接收信号强度确定所述可用信道。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述处理器802，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述处理器802，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

修正WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，具体包括：

根据所述信号强度差对所述待发送的无线电信号的各接收信号强度进行补偿。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述处理器802，用于控制所述程序例程的执行，还包括：

所述根据LTE协议以及所述LTE信道传输对待发送的无线电信号进行处理，以生成LTE无线电信号之前，还包括：

将所述各接收信号强度映射为各LTE接收信号强度；

根据WiFi射频链路与LTE射频链路之间的信号强度差，对所述可用信道以及所述各LTE接收信号强度进行修正；

根据修正后的所述可用信道以及修正后的所述各LTE接收信号强度，选择LTE可用信道；

根据可用信道发送所述LTE无线电信号，具体包括：根据所述LTE可用信道发送所述LTE无线电信号。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。