一种支持MIMO的5G室分装置的制作方法

文档序号:26135241发布日期:2021-08-03 13:22阅读:89来源:国知局
一种支持MIMO的5G室分装置的制作方法

本实用新型属于无线通信领域,具体涉及一种支持mimo的5g室分装置。



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85%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。但是原有的无源室分系统不支持5g频段,也不支持mimo(multipleinputmultipleoutput)的部署,若要支持5g频段和mimo,系统的改造存在技术难度大、成本高、实施困难等问题,具体体现在以下2个方面:

1)原有无源室分系统由射频馈缆、耦合器、功分器、以及合路器等无源器件组成,目前这些无源器件工作频段为800mhz~2500mhz,不支持目前主流的2.6g、3.5ghz、以及4.9g等主流的5g频段,且关键性能指标,如插损、耦合度、平坦度、驻波比等无法满足主流5g频段的部署要求;

2)部署mimo系统难度较大,从原有的siso(singleinputsingleoutput)室分系统升级为2×2mimo系统、或者4×4mimo系统时,需要新增1套、或者3套射频馈缆和无源器件才能实现mimo系统,存在技术难度大、工程实施困难,以及成本高的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服上述不足,提供一种支持mimo的5g室分装置,解决目前无源室分系统不支持主流5g频段和mimo部署的问题,

为了达到上述目的,本实用新型包括近端机和远端机,信源接入近端机,远端机接入无源室分系统的末端;

近端机包括合/分路器和n路mimo通道,合/分路器连接所有mimo通道,每路mimo通道均包括近端机下行链路和近端机上行链路;

远端机包括合/分路器、n路mimo通道和mimo天线,合/分路器连接所有mimo通道,每路mimo通道均包括远端机下行链路和远端机上行链路;

近端机下行链路用于将信源的rf信号频率变频为if信号频率,将各路if信号通过合/分路器合路后馈入无源室分系统;

近端机上行链路用于将if信号频率变频还原为rf信号频率,再通过放大滤波处理后将rf信号发送给信源;

远端机下行链路用于将信源if信号频率变频还原为rf信号频率,将各路rf信号发送至mimo天线;

远端机上行链路用于将rf信号频率变频为if信号频率,再通过放大滤波处理的if信号通过合/分路器合路后馈入无源室分系统。

mimo通道变频后的if信号频率在800mhz~2500mhz频率范围内。

各mimo通道内的if信号频率不同。

mimo通道的上行链路和下行链路通过transceiver器件进行变频处理。

近端机下行链路、近端机上行链路、远端机下行链路和远端机上行链路均包括:rf开关、rf低噪放、rf滤波器、transceiver器件,if滤波器、if放大器和if开关;

合/分路器连接if开关,if开关连接if放大器和if低噪放,if放大器和if低噪放分别连接对应的if滤波器,if滤波器连接transceiver器件,transceiver器件连接rf滤波器,rf滤波器连接对应的rf低噪放和rf放大器,rf低噪放和rf放大器均连接rf开关;

近端机下行链路和近端机上行链路的rf开关用于收发rf信号,合/分路器用于收发if信号;

远端机下行链路和远端机上行链路的rf开关用于通过mimo天线收发rf信号至,合/分路器用于发送if信号至无源室分系统。

远端机的mimo通道数与近端机的mimo通道数相同。

远端机的各mimo通道if频率与近端机的各mimo通道if频率相互对应。

与现有技术相比,本实用新型本通过近端机和远端机将5g信源的高频变换为无源室分系统支持的低频,解决了现有无源室分系统不支持5g频段的问题。本实用新型提供的装置及系统通过将原信源的高频变换为不同低频的方式,在单套系统无源室分系统中实现了mimo功能。本实用新型提供的系统只需要对原有室分系统的近端和远端进行改造便可支持mimo5g,可有效地利旧原有无源室分系统,保护了投资;同时具有工程复杂度低和物业协调简易的优点。

进一步的,本实用新型提供的近端机和远端机装置通过transceiver模块便可实现变频,较通过混频器、锁相环、以及本振等分离器件搭建的变频系统相比,杂散得到了有效的降低,且装置的集成度高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种支持2×2mimo的5g室分近端机;

图2是本实用新型实施例提供的一种近端机transceiver变频原理示意图;

图3是本实用新型实施例提供的一种支持2×2mimo的5g室分远端机;

图4是本实用新型实施例提供的一种远端机transceiver变频原理示意图;

图5是本实用新型实施例提供的一种支持2×2mimo的5g室分系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型实施例提供了一种支持mimo功能的5g室分装置及系统,为了更好地说明该种设备及系统,在此以支持2×2mimo功能的装置及系统为例进行说明,该种装置及可利旧原有的无源室分系统,在原无源室分系统上部署5g频段,可实现在一套无源室分系统中实现2×2mimo功能。

本实施例提供的一种支持2×2mimo功能的5g室分装置具体包括支持2×2mimo功能的近端机和支持2×2mimo功能的远端机。

2×2mimo近端机位于5g信源处,具体包括mimo_1通道和mimo_2通道,主要功能实现两路mimo通道信号的变频、放大、以及滤波处理。每路mimo通道的信号处理又包括下行链路和上行链路,该种2×2mimo近端机的结构示意图如1所示。

下行链路主要功能是接入5g信源2×2mimo信号,后将其中一路mimo信号的rf信号下变频为if_1信号,将两外一路mimo信号的rf信号下变频为if_2信号,最后将放大滤波处理后的if_1信号和if_2信号通过合路器合路后馈入无源室分系统。

上行链路主要功能是接入if信号,后将if_1信号和if_2信号上边频为rf信号,最后将放大滤波处理后的两路rf信号发送给5g信源。

进一步地,if_1频率和if_2频率在800mhz~2500mhz频率范围内,该频率范围为原无源室分系统支持的频率。

进一步地,if_1频率和if_2频率为不同的频率,以便共存于同一根射频馈缆、同一耦合器、同一合路器等无源器件中,如图5所示。

进一步地,if_1频率和if_2频率的选取原则为不相互产生干扰。

进一步地,if_1频率和if_2频率不得与目前无源室分系统中存在的2g、3g、以及4g信号频率相同。

进一步地,if_1频率和if_2频率产生的杂散不得对目前无源室分系统中存在的2g、3g、以及4g信号造成干扰。

2×2mimo近端机由2路mimo通道和合/分路器组成,2路mimo通道具体包括mimo_1通道和mimo_2通道,每路mimo通道又包括下行链路和上行链路。

mimo_1通道的下行链路主要实现将信源rf信号下变频为if_1信号,后将if_1信号放大滤波处理后通过合路器馈入无源室分系统;上行链路主要实现将if_1信号上变频还原为rf信号,后将rf信号放大滤波处理后发送给信源。

mimo_1通道的下行链路具体包括的模块或器件为rf开关、rf低噪放、rf滤波器、transceiver模块,if滤波器、if放大器、if开关,各模块或器件实现以下功能:

rf开关负责与信源对接,实现rf上下行信号的合路或分离。

rf低噪放对经由rf接收的信源信号进行放大处理。

rf滤波器对经由rf低噪放处理的rf信号进行滤波处理。

transceiver模块将rf信号下变频为if_1信号。

if滤波器对经由transceiver变频后if_1信号进行滤波处理。

if放大器对经由if滤波器滤波处理的if_1信号进行放大处理。

if开关与合路器对接,实现if_1上下行信号的合路或分离。

mimo_1通道的上行链路具体包括的模块或器件为if开关、if低噪放、if滤波器、transceiver模块,rf滤波器、rf放大器、rf开关,各模块或器件实现以下功能:

if开关负责与合/分路器对接,实现if_1上下行信号的合路或分离。

if低噪放对if_1信号进行放大处理。

if滤波器对经由if低噪放处理的if_1信号进行滤波处理。

transceiver模块将if_1信号上变频还原为rf信号。

rf滤波器对经由transceiver变频后rf信号进行滤波处理。

rf放大器对经由if滤波器滤波处理的rf信号进行放大处理。

rf开关与信源对接,实现rf上下行信号的合路或分离。

mimo_2通道的下行链路主要功能是实现将信源rf信号下变频为if_2频率信号,后将if_2信号放大滤波处理后通过合路器馈入无源室分系统;上行链路主要实现将if_2信号还原为rf信号,后将rf信号放大滤波处理后发送给信源。

mimo_2通道的下行链路具体包括的模块或器件为rf开关、rf低噪放、rf滤波器、transceiver模块,if滤波器、if放大器、if开关,各模块或器件实现以下功能:

rf开关负责与信源对接,实现rf上下行信号的合路或分离。

rf低噪放对经由rf接收的信源信号进行放大处理。

rf滤波器对经由rf低噪放处理的rf信号进行滤波处理。

transceiver模块将rf信号下变频为if_2信号。

if滤波器对经由transceiver变频后if_2信号进行滤波处理。

if放大器对经由if滤波器滤波处理的if_2信号进行放大处理。

if开关与合路器对接,实现if_2上下行信号的合路或分离。

mimo_2通道的上行链路具体包括的模块或器件为if开关、if低噪放、if滤波器、transceiver模块,rf滤波器、rf放大器、rf开关,各模块或器件实现以下功能:

if开关负责与合/分路器对接,实现if_2上下行信号的合路或分离。

if低噪放对if_2信号进行放大处理。

if滤波器对经由if低噪放处理的if_2信号进行滤波处理。

transceiver模块将if_2信号上变频还原为rf信号。

rf滤波器对经由transceiver变频后rf信号进行滤波处理。

rf放大器对经由if滤波器滤波处理的rf信号进行放大处理。

rf开关与信源对接,实现rf信号上下行的合路或分离。

合/分路器的主要功能是实现if信号的合路和分离。具体为在下行链路将if_1信号和if_2信号合并为一路信号馈入无源室分系统;在上行链路接收if_1信号和if_2信号,后将两路if信号分离,具体为将if_1信号馈入mimo_1通道,将if_2信号馈入mimo_2通道。

支持2×2mimo近端机的两路mimo通道共用一个transceiver器件,实现2路rf信号的下变频,2路if信号的上变频,该种近端机transceiver变频原理示意图如图2所示。

近端机的transceiver包括4个发射通道tx和4个接收通道rx,4个tx具体为tx_a、tx_b、tx_c、tx_d;4个rx通道具体为rx_a、rx_b、rx_c、rx_d。

近端机的transceiver各个通道的频率规划如下:

mimo_1通道包括rx_a、tx_a、rx_c和tx_c。其中rx_a和tx_a组合实现rf信号的下变频为if_1信号,具体为rx_a接收rf信号,变频后通过tx_a输出if_1信号;另外rx_c和tx_c组合实现if_1信号的上变频为rf信号,具体为rx_c接收if_1信号,变频后通过tx_c输出rf信号;

mimo_2通道包括rx_b、tx_b、rx_d和tx_d。其中rx_b和tx_b组合实现rf信号的下变频为if_2信号,具体为rx_b接收rf信号,变频后通过tx_b输出if_2信号;另外rx_d和tx_d组合实现if_2信号上变频为rf信号,具体为rx_b接收if_2信号,变频后通过tx_d输出rf信号。

进一步地,上述transceiver芯片可采用ti公司生产的afe76xx,afe79xx系列芯片,该种芯片是一种高性能射频采样dac和adc集成的4t4r器件,通过数字下变频和数字上变频便可实现mimo通道的变频处理。

2×2mimo远端机位于室分系统的末端,具体包括mimo_1通道和mimo_2通道,主要功能实现两路mimo通道信号的变频、放大、以及滤波处理。每路mimo通道的信号处理又包括下行链路和上行链路,该种2×2mimo远端机的结构示意图如图3所示。

下行链路主要功能是接入通过近端机变频处理后的if信号,后将其中一路mimo信号的if_1信号上变频为rf信号,将两外一路mimo信号的if_2信号上变频为rf信号,最后将放大滤波处理后的两路rf信号发送给5g信源。

上行链路主要功能是接入rf信号,后将两路rf信号分别下边频为if_1信号和if_2信号,最后将放大滤波处理后的if_1信号和if_2信号通过合路器合路后馈入无源室分系统。

2×2mimo远端机由合/分路器、2路mimo通道以及2×2mimo双极化天线组成,2路mimo通道具体包括mimo_1通道和mimo_2通道,每路mimo通道又包括下行链路和上行链路。

合/分路器的主要功能是实现if信号的合路和分离。具体为在下行链路接收if_1信号和if_2信号,后将两路if信号分离,具体为将if_1信号馈入mimo_1通道,将if_2信号馈入mimo_2通道;在上行链路接收if_1信号和if_2信号,后将if_1信号和if_2信号合并为一路信号馈入无源室分系统。

mimo_1通道的下行链路主要实现将if_1信号上变频还原为rf信号,后将rf信号放大滤波处理后通过mimo天线辐射提供信号覆盖;上行链路主要实现将if_1信号上变频为rf信号,后将if_1信号放大滤波处理后通过合路器馈入无源室分系统。

mimo_1通道的下行链路具体包括的模块或器件为if开关、if低噪放、if滤波器、transceiver模块,rf滤波器、rf放大器、rf开关,各模块或器件实现以下功能:

if开关负责与合/分路器对接,实现if_1上下行信号的合路或分离。

if低噪放对if_1信号进行放大处理。

if滤波器对经由if低噪放处理的if_1信号进行滤波处理。

transceiver模块将if_1信号上变频还原为rf信号。

rf滤波器对经由transceiver变频后rf信号进行滤波处理。

rf放大器对经由if滤波器滤波处理的rf信号进行放大处理。

rf开关与2×2mimo双极化天线对接,实现rf信号上下行的合路或分离。

mimo_1通道的上行链路具体包括的模块或器件为rf开关、rf低噪放、rf滤波器、transceiver模块,if滤波器、if放大器、if开关,各模块或器件实现以下功能:

rf开关负责与2×2mimo双极化天线对接,实现rf信号上下行的合路或分离。

rf低噪放对rf信号进行放大处理。

rf滤波器对经由rf低噪放处理的rf信号进行滤波处理。

transceiver模块将rf信号下变频为if_1信号。

if滤波器对经由transceiver变频后if_1信号进行滤波处理。

if放大器对经由if滤波器滤波处理的if_1信号进行放大处理。

if开关与合/分路器对接,实现if_1上下行信号的合路或分离。

mimo_2通道的下行链路主要实现将if_2信号上变频还原为rf信号,后将rf信号放大滤波处理后通过mimo天线辐射提供信号覆盖;上行链路主要实现将rf信号下变频为if_2信号,后将if_2信号放大滤波处理后通过合路器馈入无源室分系统。

mimo_2通道的下行链路具体包括的模块或器件为if开关、if低噪放、if滤波器、transceiver模块,rf滤波器、rf放大器、rf开关,各模块或器件实现以下功能:

if开关负责与合/分路器对接,实现if_2信号上下行的合路或分离。

if低噪放对if_2信号进行放大处理。

if滤波器对经由if低噪放处理的if_2信号进行滤波处理。

transceiver模块将if_2信号上变频还原为rf信号。

rf滤波器对经由transceiver变频后rf信号进行滤波处理。

rf放大器对经由if滤波器滤波处理的rf信号进行放大处理。

rf开关与2×2mimo双极化天线对接,实现rf信号上下行的合路或分离。

mimo_2通道的上行链路具体包括的模块或器件为rf开关、rf低噪放、rf滤波器、transceiver模块,if滤波器、if放大器、if开关,各模块或器件实现以下功能:

rf开关负责与2×2mimo双极化天线对接,实现rf信号上下行的合路或分离。

rf低噪放对rf信号进行放大处理。

rf滤波器对经由rf低噪放处理的rf信号进行滤波处理。

transceiver模块将rf信号下变频为if_2信号。

if滤波器对经由transceiver变频后if_2信号进行滤波处理。

if放大器对经由if滤波器滤波处理的if_2信号进行放大处理。

if开关与合/分路器对接,实现if_2信号上下行的合路或分离。

支持2×2mimo远端机的两路mimo通道共用一个transceiver器件,实现2路rf信号的下变频,2路if信号的上变频,该种近端机transceiver变频原理示意图如图4所示。

远端机的transceiver包括4个发射通道tx和4个接收通道rx,4个tx具体为tx_a、tx_b、tx_c、tx_d;4个rx通道具体为rx_a、rx_b、rx_c、rx_d。

远端机的transceiver各个通道的频率规划如下:

mimo_1通道包括rx_a、tx_a、rx_c和tx_c。其中rx_a和tx_a组合实现if_1信号的上变频为rf信号,具体为rx_a接收if_1信号,变频后通过tx_a输出rf信号;另外rx_c和tx_c组合实现rf信号的下变频为if_1信号,具体为rx_c接收rf信号,变频后通过tx_c输出if_1信号。

mimo_2通道包括rx_b、tx_b、rx_d和tx_d。其中rx_b和tx_b组合实现if_2信号的上变频为rf信号,具体为rx_a接收if_2信号,变频后通过tx_a输出rf信号;另外rx_d和tx_d组合实现rf信号的下变频为if_2信号,具体为rx_d接收rf信号,变频后通过tx_d输出if_2信号。

进一步地,上述transceiver芯片可采用ti公司生产的afe76xx,afe79xx系列芯片,该种芯片是一种高性能射频采样dac和adc集成的4t4r器件,通过数字下变频和数字上变频便可实现mimo通道的变频处理。

2×2mimo双极化天线的主要功能是实现rf信号的空间接收和覆盖。具体为在下行链路接收两路rf信号,通过空间辐射提供信号覆盖;在上行链路接收用户终端发送信号,后两路信号馈入mimo_1通道和mimo_2通道。

本实用新型提供的一种支持2×2mimo功能的5g室分系统具体包括1个2×2mimo近端机、若干个2×2mimo远端机组成,该种系统可在一套无源室分系统中实现5g信号的2×2mimo覆盖。

2×2mimo近端机安装于5g信源处,负责与5g信源对接,用于接收信源信号和向信源发送信号;2×2mimo近端机分布于系统的末端,负责与用户终端对接,用于接收用户终端发送的信号和提供信号覆盖。

2×2mimo室分系统对信号的处理分为两条链路:下行链路和上行链路。

下行链路主要功能是从信源处接入2路rf信号,通过近端机把两路rf信号下变频为无源室分系统支持的if信号,具体为if_1信号和if_2信号;后将if_1信号和if_2信号馈入无源室分系统中;在系统末端远端机从无源室分系统中接收if_1信号和if_2信号,后将两路if信号上变频还原为两路rf信号,最后通过2×2mimo双极化天线辐射提供5g信号覆盖。

上行链路主要功能是远端机的2×2mimo双极化天线从用户终端处接收rf信号,通过远端机把两路rf信号下变频为无源室分系统支持的if信号,具体为if_1信号和if_2信号;后将if_1信号和if_2信号馈入无源室分系统中;在系统源端近端机从无源室分系统中接收if_1信号和if_2信号,后将两路if信号上变频还原为两路rf信号发送给信源。

进一步地,mimo室分系统的近端机和远端机的各mimo通道if频率是相互对应的,具体地近端机的mimo_1通道的if_1对应于远端机的mimo_1通道的if_1,近端机的mimo_2通道的if_2对应于远端机的mimo_2通道if_2。

进一步地,if_1频率和if_2频率是与目前无源室分系统中存在的2g、3g、以及4g信号频率不相同的,以免影响2g、3g和4g信号的正常传输。

进一步地,该种支持2×2mimo功能的室分系统也可部署于新建的单套室分系统中,便可实现2×2mimo信号覆盖。

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