一种电梯移动通信覆盖装置的制作方法

本实用新型实施例涉及电梯移动通信覆盖技术领域，尤其涉及一种电梯移动通信覆盖装置。

背景技术：

随着移动通信的快速发展，移动用户飞速增长，对话务密度和移动信号的覆盖要求也不断上升。但城市的发展也同时导致高层建筑越来越多，这些建筑物规模大、质量好，对移动信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的电梯内，由于井道墙体厚重、轿厢多为金属体，信号衰减严重，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区，这就需要网络运营商专门针对电梯覆盖专门进行网络优化。

图1为电梯模型示意图，如图1所示，与电梯覆盖相关的元素包含井道1、轿厢2、井壁3和井道顶部4等四部分。

电梯移动通信覆盖装置是宏基站和微蜂窝的补充和延伸，是移动通信不可缺少的组成部分，具有克服建筑物墙体、轿厢金属对信号的屏蔽作用；自适应电梯高速运行导致的信号电平忽高忽低等作用，其最终目的是确保轿厢2中的用户随轿厢2沿井道1上下运行过程中能正常的进行移动通信业务。

图2为现有技术中电梯移动通信覆盖装置的结构示意图，如图2所示，装置包括在轿厢2上安装的小功率设备61、轿厢2内的覆盖天线62、随行线缆63以及用于固定随行线缆63的卡线装置64。其中，随行线缆63从井道顶部4处引接基站信号，把信号送给安装在轿厢2上的小功率设备61，小功率设备61对无线通信信号进行放大处理后通过覆盖天线62完成对的轿厢2内用户的信号覆盖。

使用图2中的装置对电梯进行覆盖时，信号比较稳定，但随行线缆63需要多个卡线装置64，安装和维护难度大，且随行线缆63对轿厢2的正常上下运行存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种电梯移动通信覆盖装置，用以解决现有技术中电梯移动通信覆盖装置的安装、维护难度大且使得电梯运行时安全隐患高的缺陷，降低了安装、维护难度，并保证了电梯运行时的安全性。

本实用新型实施例提供一种电梯移动通信覆盖装置，包括：主机设备和从机设备；

所述主机设备，设置于电梯的井道顶部的外侧，在接收到的基站发送的射频信号中确定最优频段信号，并将所述最优频段信号转换为异频信号后发送至所述从机设备；

所述从机设备，设置于所述电梯的轿厢顶部的外侧，与所述主机设备无线连接，将所述异频信号还原为所述最优频段信号后发送至所述轿厢内部，以实现所述电梯的移动通信覆盖；

其中，所述最优频段信号为所述射频信号中质量最好的频段信号，所述异频信号为所述射频信号中排除所述最优频段信号后的任一频段信号。

优选地，所述从机设备还接收所述轿厢内部的用户发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号转换为异频信号后发送至所述主机设备；相应地，

所述主机设备还接收所述异频信号，并将所述异频信号转换为所述最优频段信号后发送至所述基站。

优选地，所述装置还包括：

第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；其中，

所述第一天线，设置于所述井道顶部的外侧，与所述主机设备通过线缆连接，接收所述基站发送的射频信号，并将所述射频信号发送至所述主机设备；

所述第二天线，设置于所述井道顶部的内侧，与所述主机设备通过线缆连接，接收所述主机设备发送异频信号，并将所述异频信号发送至所述第三天线；

所述第三天线，设置于所述轿厢顶部的外侧，与所述从机设备通过线缆连接，将所述异频信号发送至所述从机设备；

所述第四天线，设置于所述轿厢顶部的内侧，与所述从机设备通过线缆连接，接收所述从机设备发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述轿厢内部。

优选地，所述第四天线还接收所述轿厢内部的用户发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述从机设备；相应地，

所述第三天线，还接收所述从机设备发送的异频信号，并将所述异频信号发送至所述第二天线；

所述第二天线，还将所述异频信号发送至所述主机设备；

所述第一天线，还接收所述主机设备发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述基站。

优选地，所述主机设备包括：

第一频率选择模块、第一下行控制单元、第二频率选择模块和第一上行控制单元；其中，所述第一下行控制单元的输入端与所述第一频率选择模块电连接，输出端与所述第二频率选择模块电连接；所述第一上行控制单元的输入端与所述第二频率选择模块电连接，输出端与所述第一频率选择模块电连接；

所述第一频率选择模块，获取所述射频信号中的多个频段信号，并确定所述最优频段信号；

所述第一下行控制单元，将所述最优频段信号转换为所述异频信号，并通过所述第二频率选择模块发送至所述从机设备；

所述第二频率选择模块，接收所述从机设备发送的异频信号，并发送至所述第一上行控制单元；

所述第一上行控制单元，将所述异频信号转换为所述最优频段信号，并通过所述第一频率选择模块发送至所述基站。

优选地，所述从机设备包括：

第三频率选择模块、第二下行控制单元、第四频率选择模块和第二上行控制单元；其中，所述第二下行控制单元的输入端与所述第三频率选择模块电连接，输出端与所述第四频率选择模块电连接；所述第二上行控制单元的输入端与所述第四频率选择模块电连接，输出端与所述第三频率选择模块电连接；

所述第三频率选择模块，接收所述主机设备发送的异频信号，并发送至所述第二下行控制单元；

所述第二下行控制单元，将所述异频信号转换为所述最优频段信号，并通过所述第四频率选择模块发送至所述轿厢内部；

所述第四频率选择模块，接收所述用户发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述第二上行控制单元；

所述第二上行控制单元，将所述最优频段信号还原为所述异频信号，并通过所述第三频率选择模块发送至所述主机设备。

优选地，所述主机设备还包括：

设置在所述第一频率选择模块和所述第一下行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器；

设置在所述第一下行控制单元和所述第二频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器；

设置在所述第二频率选择模块和所述第一上行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器；

设置在所述第一上行控制单元和所述第一频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器。

优选地，所述从机设备还包括：

设置在所述第三频率选择模块和所述第二下行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器；

设置在所述第二下行控制单元和所述第四频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器；

设置在所述第四频率选择模块和所述第二上行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器；

设置在所述第二上行控制单元和所述第三频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器。

本实用新型实施例提供的一种电梯移动通信覆盖装置，主机设备和从机设备之间通过无线通信方式进行通信，因此，相比于传统的随行轿厢覆盖方式，去掉了随行线缆，不仅避免了固定随行线缆的多个卡线装置的使用，减小了安装和维护难度，还降低了由随行线缆对轿厢的正常上下运行造成的安全隐患。并且，装置能智能识别接收到的射频信号的频段并确定最优频段信号，主机设备和从机设备间无线信号传输使用了与最优频段信号不同的异频段进行传输，防止了由于天线间隔离度不够而设备增益高导致的设备自激，减小了工程安装难度，降低了天线要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电梯模型示意图；

图2为现有技术中电梯移动通信覆盖装置的结构示意图；

图3为本实用新型一种电梯移动通信覆盖装置实施例结构示意图；

图4为本实用新型一种电梯移动通信覆盖装置另一实施例结构示意图；

图5为主机设备结构图；

图6为从机设备结构图；

其中，

1-井道； 2-轿厢； 3-井壁；

4-井道顶部； 61-小功率设备； 62-覆盖天线；

63-随行线缆； 64-卡线装置； 82-主机设备；

85-从机设备； 81-第一天线； 83-第二天线；

84-第三天线； 86-第四天线； 811-第一频率选择模块；

812-第一滤波模块； 813-第一LNA模块； 814-第一下行控制单元；

815-第一PA模块； 816-第一上行控制单元； 817-第二频率选择模块；

851-第三频率选择模块； 852-第二滤波模块； 853-第二LNA模块；

854-第二下行控制单元； 855-第二PA模块； 856-第二上行控制单元；

857-第四频率选择模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本实用新型保护的范围。

图3为本实用新型一种电梯移动通信覆盖装置实施例结构示意图，如图3所示，该装置包括：

主机设备82和从机设备85。所述主机设备82，设置于电梯的井道顶部4的外侧，在接收到的基站发送的射频信号中确定最优频段信号，并将所述最优频段信号转换为异频信号后发送至所述从机设备85。所述从机设备85，设置于所述电梯的轿厢2顶部的外侧，与所述主机设备82无线连接，将所述异频信号还原为所述最优频段信号后发送至所述轿厢2内部，以实现所述电梯的移动通信覆盖。其中，所述最优频段信号为所述射频信号中质量最好的频段信号，所述异频信号为所述射频信号中排除所述最优频段信号后的任一频段信号。

具体地，主机设备82在启动时会切换通道，逐个对射频信号的各频段信号强度和质量进行识别，类似于多模终端的信号选择策略，确定出最优频段信号，也即质量最好的频段。

需要说明的是，通常射频信号中包含了多个频段的信号，对于4G标准LTE为例，LTE的频段非常多，LTE FDD共有22个频段，标号为1～22，其中除了标号15和16的频段作为保留频段没有定义频率范围外，其他频段都规定有频率范围。而LTE TDD共有9个频段，标号为33～41，在国内目前LTE分为四个频段：A频段、D频段、E频段和F频段，它们的频率范围依次为2010MHz～2025MHz、2570MHz～2620MHz和2320MHz～2370MHz(2300MHz～2400MHz)、1880MHz～1920MHz，分别对应国际上标号为34、38、40和39频段。

例如，主机设备82接收到的射频信号中包含D、E、F三个频段信号，则逐个对射频信号的各频段信号强度和质量进行识别，若确定D频段信号质量最好，则将D频段信号数字化后进行数字信号处理，以生成E频段信号或F频段信号。若生成F频段信号，则生成包含最优频段信号为D频段信号的控制信息，将F频段信号和控制信息一起发送给从机设备，以使得从机设备将根据控制信息，将F频段信号还原为D频段信号。需要说明的是，还原过程为：将F频段信号数字化后进行数字信号处理，以生成D频段信号。

具体地，主机设备82设置在电梯的井道顶部4的外侧的目的在于接收基站发送的射频信号，其中，发送方式可以为有线方式，也可以为无线方式。从机设备85设置在电梯的轿厢2顶部的外侧的目的在于接收主机设备82发送的对所述射频信号进行处理后的异频信号，其中，发送方式为无线方式。

由于主机设备82和从机设备85之间是以无线方式进行通信的，因此，电梯的井道1中避免了随行线缆及固定随行线缆的卡线装置的使用，降低了安装和维护的难度，并提高了电梯运行时的安全性。

需要说明的是，由于主机设备82和从机设备85之间通过无线通信方式进行通信，因此，相比于传统的随行轿厢覆盖方式，去掉了随行线缆，不仅避免了固定随行线缆的多个卡线装置的使用，减小了安装和维护难度，并降低了由随行线缆对轿厢2的正常上下运行造成的安全隐患。

并且，本实用新型实施例提供的装置能智能识别接收到的射频信号的频段并确定最优频段信号，主机设备82和从机设备85间无线信号传输使用了与最优频段信号不同的异频段进行传输，防止了由于天线间隔离度不够而设备增益高导致的设备自激，减小了工程安装难度，降低了天线要求。

本实用新型实施例提供的装置，通过主机设备82和从机设备85的设置，降低了电梯移动通信覆盖装置的安装、维护难度，并保证了电梯运行时的安全性。

基于上述实施例，所述从机设备85还接收所述轿厢内部的用户发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号转换为异频信号后发送至所述主机设备82；相应地，所述主机设备82还接收所述异频信号，并将所述异频信号转换为所述最优频段信号后发送至所述基站。

本实用新型实施例存在的前提为轿厢内已实现移动通信全覆盖。在轿厢内已实现移动通信全覆盖的情况下，轿厢内的用户可以上行传输信号。需要说明的是，本实用新型实施例中上行传输信号的过程与上述实施例中下行传输信号的流程类似，本实用新型实施例对此不再赘述。

图4为本实用新型一种电梯移动通信覆盖装置另一实施例结构示意图，如图4所示，该装置在上述实施例的基础上，还包括：

第一天线81、第二天线83、第三天线84和第四天线86；其中：

所述第一天线81，设置于所述井道顶部4的外侧，与所述主机设备82通过线缆连接，接收所述基站发送的射频信号，并将所述射频信号发送至所述主机设备82。所述第二天线83，设置于所述井道顶部4的内侧，与所述主机设备82通过线缆连接，接收所述主机设备82发送异频信号，并将所述异频信号发送至所述第三天线84。所述第三天线84，设置于所述轿厢2顶部的外侧，与所述从机设备85通过线缆连接，将所述异频信号发送至所述从机设备85。所述第四天线86，设置于所述轿厢2顶部的内侧，与所述从机设备85通过线缆连接，接收所述从机设备85发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述轿厢2内部。

需要说明的是，第二天线83和第三天线84均位于井道1内部，两根天线之间的通信方式为无线通信，因此，相比于传统的随行轿厢覆盖方式，去掉了随行线缆，不仅避免了固定随行线缆的多个卡线装置的使用，减小了安装和维护难度，并降低了由随行线缆对轿厢2的正常上下运行造成的安全隐患。

基于上述实施例，所述第四天线86还接收所述轿厢内部的用户发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述从机设备；相应地，所述第三天线84，还接收所述从机设备发送的异频信号，并将所述异频信号发送至所述第二天线83。所述第二天线83，还将所述异频信号发送至所述主机设备。所述第一天线81，还接收所述主机设备发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述基站。

需要说明的是，本实用新型实施例具体为在信号的上行传输过程中说明各天线的作用。

本实用新型实施例对主机设备进行进一步说明，主机设备包括：

第一频率选择模块、第一下行控制单元、第二频率选择模块和第一上行控制单元；其中，所述第一下行控制单元的输入端与所述第一频率选择模块电连接，输出端与所述第二频率选择模块电连接；所述第一上行控制单元的输入端与所述第二频率选择模块电连接，输出端与所述第一频率选择模块电连接。

所述第一频率选择模块，获取所述射频信号中的多个频段信号，并确定所述最优频段信号。

所述第一下行控制单元，将所述最优频段信号转换为所述异频信号，并通过所述第二频率选择模块发送至所述从机设备。

所述第二频率选择模块，接收所述从机设备发送的异频信号，并发送至所述第一上行控制单元。

所述第一上行控制单元，将所述异频信号转换为所述最优频段信号，并通过所述第一频率选择模块发送至所述基站。

基于上述实施例，本实用新型实施例对从机设备进行进一步说明，从机设备包括：

第三频率选择模块、第二下行控制单元、第四频率选择模块和第二上行控制单元；其中，所述第二下行控制单元的输入端与所述第三频率选择模块电连接，输出端与所述第四频率选择模块电连接；所述第二上行控制单元的输入端与所述第四频率选择模块电连接，输出端与所述第三频率选择模块电连接。

所述第三频率选择模块，接收所述主机设备发送的异频信号，并发送至所述第二下行控制单元。

所述第二下行控制单元，将所述异频信号转换为所述最优频段信号，并通过所述第四频率选择模块发送至所述轿厢内部。

所述第四频率选择模块，接收所述用户发送的最优频段信号，并将所述最优频段信号发送至所述第二上行控制单元。

所述第二上行控制单元，将所述最优频段信号还原为所述异频信号，并发送至所述主机设备。

基于上述实施例，本实用新型实施例对主机设备进行进一步说明，主机设备还包括：

设置在所述第一频率选择模块和所述第一下行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器。

设置在所述第一下行控制单元和所述第二频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器。

设置在所述第二频率选择模块和所述第一上行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器。

设置在所述第一上行控制单元和所述第一频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器。

具体地，图5为主机设备结构图，如图5所示，主机设备82由第一频率选择模块811、第一滤波模块812、第一LNA模块813、第一下行控制单元814、第一PA模块815、第一上行控制单元816以及第二频率选择模块817等部分组成。

对于下行信号的传输过程，主机设备的工作流程为：第一天线81将接收到的基站发送的射频信号发送给主机设备82的第一频率选择模块811，第一频率选择模块811逐个对各频段信号强度和质量进行识别，确定最优频段信号。在图5中，射频信号包括D、E、F三个频段信号，且确定D频段信号为最优频段信号。则第一频率选择模块811将D频段信号发送给第一滤波模块812，以对D频段信号进行带外杂散信号的抑制和滤除。然后，将滤波后的D频段信号送入第一LNA模块813中，以对D频段信号进行前级低噪声放大，提高系统的接收灵敏度。接着，将进行前级低噪声放大后的D频段信号送入第一下行控制单元814，以将D频段信号数字化后进行数字信号处理，生成F频段信号并将F频段信号送入第一PA模块815，以实现对F频段信号进行功率放大。接着，将进行功率放大后的F频段信号送入第二频率选择模块817中，其中，第二频率选择模块817的输出端连有第二天线83，第二频率选择模块输出F频段信号并通过第二天线83发送至从机设备。需要说明的是，第二频率选择模块817在本实用新型实施例中仅作为传输通道使用。

上行信号的传输过程与上述下行信号的传输过程类似，本实用新型实施例对此不再赘述。

基于上述实施例，本实用新型实施例对主机设备进行进一步说明，从机设备还包括：

设置在所述第三频率选择模块和所述第二下行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器。

设置在所述第二下行控制单元和所述第四频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器。

设置在所述第四频率选择模块和所述第二上行控制单元间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的低噪声放大器。

设置在所述第二上行控制单元和所述第三频率选择模块间的多个滤波器和与每一滤波器电连接的功率放大器。

具体地，图6为从机设备结构图，如图6所示，从机设备85由第三频率选择模块851、第二滤波模块852、第二LNA模块853、第二下行控制单元854、第二PA模块855、第二上行控制单元856以及第四频率选择模块857等部分组成。

依旧对于下行信号的传输过程进行说明，从机设备的工作流程为：第三天线84将接收到的F频段信号发送给从机设备85的第三频率选择模块851，第三频率选择模块851将接收到的F频段信号送入第二滤波模块852，以对F频段信号进行带外杂散信号的抑制和滤除。然后，将滤波后的F频段信号送入第二LNA模块853中，以对F频段信号进行前级低噪声放大，提高系统的接收灵敏度。接着，将进行前级低噪声放大后的F频段信号送入第二下行控制单元814，以将F频段信号数字化后进行数字信号处理，生成D频段信号并将D频段信号送入第二PA模块855，以实现对D频段信号进行功率放大。接着，将进行功率放大后的D频段信号送入第四频率选择模块857中，其中，第四频率选择模块857的输出端连有第四天线86，第四频率选择模块输出D频段信号并通过第二天线86发送至轿厢内部，以实现所述电梯的移动通信覆盖。需要说明的是，第三频率选择模块851和第四频率选择模块857在本实用新型实施例中仅作为传输通道使用。

综上，本实用新型实施例提供的一种电梯移动通信覆盖装置，具有如下

有益效果：

主机设备和从机设备之间对频段进行了变换，在提高系统增益的同时降低了天线间隔离度要求；主机设备能够择优选择质量最好的频段进行覆盖，频谱更干净，用户体验更好；主机设备和从机设备之间的传输频率仍为运营商内部频点，避免了频谱乱用和由此产生的空间频谱干扰；采用主从机两级有源单元，系统增益高，覆盖楼层高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。