一种移频移动通信室内微分布系统、方法及应用与流程

本发明涉及无线移动通信技术领域，具体涉及一种移频移动通信室内微分布系统、方法及应用。

背景技术：

如今电子移动设备对于每个人都不可或缺，在线支付的普及，客户等候时的碎片时间如微信、短视频、在线直播等业务，经营性业务受理（例如验证码的收发），二维码业务的在线办理等，造成人们对无线信号覆盖要求越来越高，甚至对电梯里的信号覆盖也有了较高的要求。

而传统的室内微分布系统，其输入输出信号为同频信号，对设备隔离度要求较高，因此其设备的增益及输出功率不能过大，否则很容易引起设备自激，造成基站干扰。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种移频移动通信室内微分布系统、方法及应用，解决传统室内微分布系统的输入输出信号为同频信号，对设备隔离度要求高，因此设备的增益及输出功率不能过大，从而需要安装的设备数量较多，使安装成本较高、设备安装难度较大的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用的第一种技术方案是：

一种移频移动通信室内微分布系统，包括：

接入天线，与基站无线信号连接，接入天线的接入频率和发射频率均与基站的频率相同，用于基站下行信号的接收和终端上行信号的发射；

接入单元，与接入天线信号连接，用于对信号进行滤波、放大和移频；

覆盖单元，与接入单元信号连接，用于对信号进行滤波、放大和移频；以及

覆盖转发天线，与覆盖单元和终端无线信号连接，转发天线的接入频率和发射频率均与基站的频率相同，用于终端上行信号的接收和基站下行信号的发射。

进一步的技术方案是，还包括转发天线和覆盖接入天线，所述接入单元与转发天线信号连接，所述转发天线与覆盖接入天线信号连接，所述覆盖接入天线与覆盖单元信号连接，并且覆盖接入天线与覆盖单元的接入频率和发射频率均均与移频后的频率相同。

更进一步的技术方案是，所述覆盖接入天线、覆盖单元和覆盖转发天线均设置为多个，并且覆盖接入天线均与转发天线信号连接，覆盖转发天线均与终端信号连接。

更进一步的技术方案是，所述接入单元包括接入下行链路模组，所述接入下行链路模组包括有依次信号相连的第一天线接口a、第一双工器a、第一低噪放、第一射频收发芯片a、第二射频收发芯片a、第一放大器、第二双工器a和第二天线接口a。

更进一步的技术方案是，所述接入单元包括接入上行链路模组，所述接入上行链路模组包括有依次信号相连的第二天线接口b、第二双工器b、第二低噪放、第二射频收发芯片b、第一射频收发芯片b、第二放大器、第一双工器b和第一天线接口b。

更进一步的技术方案是，所述覆盖单元包括覆盖下行链路模组，所述覆盖下行链路模组包括有依次信号相连的第三天线接口a、第三双工器a、第三低噪放、第三射频收发芯片a、第四射频收发芯片a、第三放大器、第四双工器a和第四天线接口a。

更进一步的技术方案是，所述覆盖单元包括覆盖下行链路模组，所述覆盖下行链路模组包括有依次信号相连的第三天线接口a、第三双工器a、第三低噪放、第三射频收发芯片a、第四射频收发芯片a、第三放大器、第四双工器a和第四天线接口a。

本发明采用的第二种技术方案是：

一种移频移动通信室内微分布方法，包括前述任意一种移频移动通信室内微分布系统，将接入天线以无线信号连接的方式接入到基站，将接入天线以有线信号连接的方式接入到接入单元，接入单元通过信号连接的方式接入到覆盖单元，覆盖单元通过有线信号连接的方式接入到覆盖转发天线，覆盖转发天线通过无线信号连接的方式接入到终端。

本发明采用的第三张技术方案是：

一种前述任意一项移频移动通信室内微分布系统的应用，将该系统应用于电梯轿厢网络覆盖中。

与现有技术相比，本发明至少具有一下的有益效果之一：

1、利用接入单元和覆盖单元的移频功能，使接入单元和覆盖单元的收发均采用不同频率，因此设备的增益和输出功率都可以增大，降低设备对隔离度的要求，提升设备增益，提升设备的覆盖面积，从而大幅减少设备数量，降低安装难度；

2、接入天线接收基站信号，并将基站信号传递至接入单元，接入单元对信号进行滤波、放大和移频处理，然后再将信号传递至覆盖单元，覆盖单元接收信号后对信号进行滤波、放大和移频处理，再将信号通过覆盖转发天线传递至终端，进而实现下行链路中信号的传输；

3、覆盖转发天线接收终端信号，并将终端信号传递至覆盖单元，经过覆盖单元对信号进行滤波、放大和移频处理后传递至接入单元，接入单元再对信号进行滤波、放大和移频处理后，将信号通过接入天线传递至基站，进而实现上行链路中信号的传递。

附图说明

图1为本发明中移频移动通信室内微分布系统一种实施方式的结构框图。

图2为本发明中移频移动通信室内微分布系统另一种实施方式的结构框图。

图3为本发明中接入单元的结构框图。

图4为本发明中覆盖单元的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1-4示出了本发明移频移动通信室内微分布系统、方法及应用的实施例。

实施例1：

本实施例提供一种移频移动通信室内微分布系统，包括接入天线、接入单元、覆盖单元和覆盖转发天线，接入天线与基站无线信号连接，接入天线的接入频率和发射频率均与基站的频率相同，用于基站下行信号的接收和终端上行信号的发射，接入单元与接入天线信号连接，用于对信号进行滤波、放大和移频，覆盖单元与接入单元信号连接，用于对信号进行滤波、放大和移频；覆盖转发天线与覆盖单元和终端无线信号连接，转发天线的接入频率和发射频率均与基站的频率相同，用于终端上行信号的接收和基站下行信号的发射。

利用接入单元和覆盖单元的移频功能，使接入单元和覆盖单元的收发均采用不同频率，因此设备的增益和输出功率都可以增大，从而保证设备的输入输出在不同频段，降低设备对隔离度的要求，提升设备增益，提升设备的覆盖面积，从而大幅减少设备数量，降低安装难度。

接入天线接收基站信号，并将基站信号传递至接入单元，接入单元对信号进行滤波、放大和移频处理，然后再将信号传递至覆盖单元，覆盖单元接收信号后对信号进行滤波、放大和移频处理，再将信号通过覆盖转发天线传递至终端，进而实现下行链路中信号的传输。

覆盖转发天线接收终端信号，并将终端信号传递至覆盖单元，经过覆盖单元对信号进行滤波、放大和移频处理后传递至接入单元，接入单元再对信号进行滤波、放大和移频处理后，将信号通过接入天线传递至基站，进而实现上行链路中信号的传递。

接入单元和覆盖单元之间可以采用有线通信或无线通信的方式进行信号传输，即是接入单元和覆盖单元之间可以之间采用线缆对接实现信号传输，例如在停车场等地方需要信号覆盖时，采用有线传输的方式进行覆盖，可以降低接入单元与覆盖单元之间的耗损，能更好地实现大面积覆盖；也可以采用无线传输的方式进行信号传递，例如在电梯信号覆盖时，采用无线传输更有利于覆盖的实现以及工程的安装。

在接入单元和覆盖单元之间采用无线通信方式进行信号传递时，接入单元连接一转发天线，覆盖单元连接一覆盖接入天线，通过转发天线和覆盖接入天线之间的无线信号传输，实现接入单元和覆盖单元之间的无线信号连接。

接入天线与覆盖转发天线的接入频率和发射频率均与基站工作频率相一致，才能保证对基站信号以及手机终端信号的接收与发送，转发天线与覆盖接入天线的接入频率和发射频率均与移频后的频率相一致，从而保证接入单元和覆盖单元之间的信号互通。

覆盖接入天线、覆盖单元和覆盖转发天线均可以设置为多个，并且覆盖接入天线均与转发天线信号连接，覆盖转发天线均与终端信号连接，接入天线将信号传递至接入单元内后，接入单元进行信号处理，信号处理包含信号滤波、信号放大、信号移频等，将基站有用信号移频至中间频率1，经过转发天线将移频后的信号进行转发，然后第一覆盖接入天线接收移频后的信号，通过第一覆盖单元进行信号处理，信号处理包含信号滤波、信号放大、信号移频等，将中间频率1恢复至基站的频率，然后通过第一覆盖转发天线将信号传递给终端；而其他的第二覆盖接入天线、第三覆盖接入天线……第n覆盖接入天线均接收经过接入单元移频后的信号，然后分别传输个对应的第二覆盖单元、第三覆盖单元……第n覆盖单元，终端处通过第二覆盖转发天线、第三覆盖转发天线……第n覆盖转发天线接收经过覆盖单元处理后的信号。同理，终端发出的信号将通过覆盖转发天线传递至覆盖单元，并通过覆盖单元进行信号处理，信号处理包含信号滤波、信号放大、信号移频等，将手机终端上行有用信号移频至中间频率2，然后通过覆盖接入天线将移频后的信号转发，转发天线接收移频后的信号，并将信号传递至接收单元进行信号处理，信号处理包含信号滤波、信号放大、信号移频等，将中间频率2恢复至基站上行工作频率，再经过接入天线将恢复后的信号发射至基站。通过上述方式便可实现终端与基站之间的信号互通，从而实现室内信号的大面积覆盖。

其中接入单元包括第一天线接口（第一天线接口a、第一天线接口b）、第一双工器（第一双工器a、第一双工器b）、第一低噪放（lna）、第一射频收发芯片（第一射频收发芯片a、第一射频收发芯片b）、第二射频收发芯片（第二射频收发芯片a、第二射频收发芯片b）、第一放大器（pa）、第二双工器（第二双工器a、第二双工器b）、第二天线接口（第二天线接口a、第二天线接口b）、第二低噪放（lna）、第二放大器（pa）。

第一天线接口a、第一双工器a、第一射频收发芯片a、第二射频收发芯片a、第二双工器a、第二天线接口a、第一低噪放和第一放大器构成了接入单元的接入下行链路模组。在接入下行链路模组中，第一天线接口a的信号输出端与第一双工器a的信号输入端相连，第一双工器a的信号输出端与第一低噪放的信号输入端相连，第一低噪放的信号输出端与第一射频收发芯片a的信号输入端相连，第一射频收发芯片a的信号输出端与第二射频收发芯片a的信号输入端相连，第二射频收发芯片a的信号输出端与第一放大器的信号输入端相连，第一放大器的信号输出端与第二双工器a的信号输入端相连，第二双工器a的信号输出端与第二天线接口a的信号输入端相连。

通过上述信号连接方式，第一天线接口a连接接入天线，通过接入天线接收基站下行信号，通过第一双工器a对接收信号进行滤波，获得要处理的有用信号，滤除杂波信号，通过第一低噪放，将有用信号进行放大，经过第一射频收发芯片a，将接收到的模拟信号转变为数字信号，然后对数字信号进行放大、滤波处理，经过第二射频收发芯片a将第一射频收发芯片a输出的数字信号进行数模转换，将数字信号转变成模拟信号，并进行数字移频处理，将有用信号移频至与基站的下行频率不在同一个工作频段上的频率，模拟信号经过第一放大器进行信号放大，放大后信号经过第二双工器a再次滤波，并通过第二天线接口a将移频后的信号输出至转发天线，与覆盖单元进行通信，从而实现接入单元的下行信号转发。

第一天线接口b、第一双工器b、第一射频收发芯片b、第二射频收发芯片b、第二双工器b、第二天线接口b、第二低噪放和第二放大器构成了接入单元的接入上行链路模组。在接入上行链路模组中，第二天线接口b的信号输出端与第二双工器b的信号输入端相连，第二双工器b的信号输出端与第二低噪放的信号输入端相连，第二低噪放的信号输出端与第二射频收发芯片b的信号输入端相连，第二射频收发芯片b的信号输出端与第一射频收发芯片b的信号输入端相连，第一射频收发芯片b的信号输出端与第二放大器的信号输入端相连，第二放大器的信号输出端与第一双工器b的信号输入端相连，第一双工器b的信号输出端与第一天线接口b的信号输入端相连。

通过上述信号连接方式，第二天线接口b连接转发天线，通过转发天线接收覆盖单元的上行信号，通过第二双工器b对接收信号进行滤波，获得要处理的有用信号，滤除杂波信号，通过第二低噪放，将有用信号进行放大，经过第二射频收发芯片b，将接收到的模拟信号转变为数字信号，然后对数字信号进行放大、滤波处理，经过第一射频收发芯片b将第二射频收发芯片b输出的数字信号进行数模转变，将数字信号转变成模拟信号，然后进行数字移频，将覆盖单元移频后的信号进行恢复，将有用信号恢复至基站的上行频率上，模拟信号经过第二放大器进行信号放大，放大后信号经过第一双工器b再次滤波，并通过第一天线接口b将恢复后的信号输出至接入天线，与基站进行通信；从而实现接入单元的上行信号转发。

上述的第一天线接口a和第一天线接口b可以是同一个第一天线接口，第二天线接口a和第二天线接口b可以是同一个第二天线接口，第一双工器a和第一双工器b可以是同一个第一双工器，第二双工器a和第二双工器b可以是同一个第二双工器，第一射频收发芯片a和第一射频收发芯片b可以是同一个第一射频收发芯片，第二射频收发芯片a和第二射频收发芯片b可以是同一个第二射频收发芯片。

其中覆盖单元包含第三天线接口（第三天线接口a、第三天线接口b）、第三双工器（第三双工器a、第三双工器b）、第三低噪放（lna）、第三射频收发芯片（第三射频收发芯片a、第三射频收发芯片b）、第四射频收发芯片（第四射频收发芯片a、第四射频收发芯片b）、第三放大器（pa）、第四双工器（第四双工器a、第四双工器b）、第四天线接口（第四天线接口a。第四天线接口b）、第四低噪放（lna）、第四放大器（pa）。

第三天线接口a、第三双工器a、第三射频收发芯片a、第四射频收发芯片a、第四双工器a、第四天线接口a、第三低噪放和第三放大器构成了覆盖单元的覆盖下行链路模组。在覆盖下行链路模组中，第三天线接口a的信号输出端与第三双工器a的信号输入端相连，第三双工器a的信号输出端与第三低噪放的信号输入端相连，第三低噪放的信号输出端与第三射频收发芯片a的信号输入端相连，第三射频收发芯片a的信号输出端与第四射频收发芯片a的信号输入端相连，第四射频收发芯片a的信号输出端与第三放大器的信号输入端相连，第三放大器的信号输出端与第四双工器a的信号输入端相连，第四双工器a的信号输出端与第四天线接口a的信号输入端相连。

通过上述信号连接方式，第三天线接口a连接覆盖接入天线，通过覆盖接入天线接收接入单元移频后的下行信号，通过第三双工器a对接收信号进行滤波，获得要处理的有用信号，滤除杂波信号，通过第三低噪放，将有用信号进行放大，经过第三射频收发芯片a，将接收到的模拟信号转变为数字信号，然后对数字信号进行放大、滤波处理，经过第四射频收发芯片a将第三射频收发芯片a输出的数字信号进行数模转换，将数字信号转变成模拟信号，并进行数字移频处理，将有用信号再恢复至与基站的下行频率，模拟信号经过第三放大器进行信号放大，放大后信号经过第四双工器a再次滤波，并通过第四天线接口a将恢复后的信号输出至覆盖转发天线，与终端进行通信，从而实现覆盖单元的下行信号转发。

第三天线接口b、第三双工器b、第三射频收发芯片b、第四射频收发芯片b、第四双工器b、第四天线接口b、第四低噪放和第四放大器构成了覆盖单元的覆盖上行链路模组。在覆盖上行链路模组中，第四天线接口b的信号输出端与第四双工器b的信号输入端相连，第四双工器b的信号输出端与第四低噪放的信号输入端相连，第四低噪放的信号输出端与第四射频收发芯片b的信号输入端相连，第四射频收发芯片b的信号输出端与第三射频收发芯片b的信号输入端相连，第三射频收发芯片b的信号输出端与第四放大器的信号输入端相连，第四放大器的信号输出端与第三双工器b的信号输入端相连，第三双工器b的信号输出端与第三天线接口b的信号输入端相连。

通过上述信号连接方式，第四天线接口b连接覆盖转发天线，通过转发天线接收手机终端的上行信号，通过第四双工器b对接收信号进行滤波，获得要处理的有用信号，滤除杂波信号，通过第四低噪放，将有用信号进行放大，经过第四射频收发芯片b，将接收到的模拟信号转变为数字信号，然后对数字信号进行放大、滤波处理，经过第三射频收发芯片b将第二射频收发芯片b输出的数字信号进行数模转变，将数字信号转变成模拟信号，然后进行数字移频，将手机的上行信号移频至与基站上行频率不相同的频率上，模拟信号经过第四放大器进行信号放大，放大后信号经过第三双工器b再次滤波，并通过第三天线接口b将移频后的信号输出至覆盖接入天线，与接入单元进行通信，从而实现覆盖单元的上行信号转发。

上述的第三天线接口a和第三天线接口b可以是同一个第三天线接口，第四天线接口a和第四天线接口b可以是同一个第四天线接口，第三双工器a和第三双工器b可以是同一个第三双工器，第四双工器a和第四双工器b可以是同一个第四双工器，第三射频收发芯片a和第三射频收发芯片b可以是同一个第三射频收发芯片，第四射频收发芯片a和第四射频收发芯片b可以是同一个第四射频收发芯片。

其中第一射频收发芯片、第二射频收发芯片、第三射频收发芯片和第四射频收发芯片均采用当前通用的射频收发芯片，例如adi的936x系列，该系列芯片具备ad/da（模数-数模转换）功能、信号放大功能、移频功能，射频收发芯片之间的通信，通过标准spi接口进行实现，射频收发芯片的配置是通过mcu，通过spi接口进行配置，配置射频收发芯片的接收频率、发射频率（包含移频后频率）、配置射频收发芯片的带宽、增益等。

接收单元与覆盖单元之间通信采用的频率，为当前未分配的频率资源，或者应用实际环境中未使用的频率，以确保接收单元与覆盖单元之间的通信不影响现有其他设备之间的通信。

实施例2：

在前述实施例1的基础上，本实施例提供一种移频移动通信室内微分布方法，包括将接入天线以无线信号连接的方式接入到基站，将接入天线以有线信号连接的方式接入到接入单元，接入单元通过信号连接的方式接入到覆盖单元，覆盖单元通过有线信号连接的方式接入到覆盖转发天线，覆盖转发天线通过无线信号连接的方式接入到终端。

利用接入单元和覆盖单元的移频功能，使接入单元和覆盖单元的收发均采用不同频率，因此设备的增益和输出功率都可以增大，从而保证设备的输入输出在不同频段，降低设备对隔离度的要求，提升设备增益，提升设备的覆盖面积，从而大幅减少设备数量，降低安装难度。

接入天线接收基站信号，并将基站信号传递至接入单元，接入单元对信号进行滤波、放大和移频处理，然后再将信号传递至覆盖单元，覆盖单元接收信号后对信号进行滤波、放大和移频处理，再将信号通过覆盖转发天线传递至终端，进而实现下行链路中信号的传输。

覆盖转发天线接收终端信号，并将终端信号传递至覆盖单元，经过覆盖单元对信号进行滤波、放大和移频处理后传递至接入单元，接入单元再对信号进行滤波、放大和移频处理后，将信号通过接入天线传递至基站，进而实现上行链路中信号的传递。

实施例3：

在前述实施例1和实施例2的基础上，本实施例提供一种移频移动通信室内微分布系统的应用，将该系统应用于电梯轿厢网络覆盖中。

电梯场景的特点：无线业务发生频繁，用户需求高，环境密闭，轿厢结构造成信号衰减大，信号弱区、盲区出现概率大、易产生投诉。

传统的电梯信号覆盖方案：其接入单元用无线方式接入基站信号，通过有线方式引入信源到覆盖单元，覆盖单元再将信号以无线方式引入到轿厢，每个覆盖单元可以实现6-7层的信号覆盖，对于屏蔽比较好的轿厢，每个覆盖单元可以实现1-2层的信号覆盖。采用传统方案所需覆盖单元数量多，成本较高，同时安装及后期调整、优化困难，且电梯内信号不稳定，靠近覆盖单元时信号较强，远离覆盖单元时信号较弱，如果覆盖单元覆盖不合理，易出现掉话掉网的情况。

而通过本方案方案可解决上述不足，接入单元和覆盖单元的收发均采用不同频率，因此其设备增益及输出功率都可以增大，从而可以实现大幅减少设备数量，降低安装难度，针对电梯覆盖方案，仅需要1个接入单元和1个覆盖单元，覆盖单元发出的信号比较稳定，将成为往后改善电梯信号覆盖的首选方案。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。