一种5G多模融合通信系统、方法及装置与流程

本发明涉及通信，具体为一种5g多模融合通信系统、方法及装置。

背景技术：

1、现有宽带无线通信模块一般基于5g终端技术或者sdr(软件定义无线电)自组网技术。5g拥有大带宽、低时延的优势，但覆盖距离非常受限，不能满足远距离高可靠的上行传输；mesh自组网组网灵活，支持任意网络拓扑结构，支持多跳中继，可在非视距、快速移动条件下，提供可靠的通信链路，但是随着自组网节点数量的增加，组网协议开销随之增加，自组网的业务速率和通信效果会大幅变弱。在超过一定数量节点后(一般16个)，部分节点的通信速率会受到严重的影响，甚至出现失联情况。因此，亟需一种增大通信覆盖面积且保证通信能力的5g多模融合通信系统、方法及装置。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种5g多模融合通信装置，以解决现有技术中通信覆盖面积受限，且随之节点规模增加导致通信速率减弱的技术问题。

2、本发明提供的基础方案一：一种5g多模融合通信装置，包括依次连接的mesh射频前端、mesh射频收发器、mesh处理器、接口模块、5g基带、5g射频收发器和5g射频前端，以及分别与mesh射频前端、5g射频前端连接的天线，mesh处理器和5g基带连接；

3、mesh处理器用于自组网通信，以及控制和驱动5g基带；mesh射频收发器用于将来自mesh处理器的自组网数字基带信号转换为自组网射频信号；mesh射频前端用于对自组网射频信号进行放大和滤波处理；

4、5g基带用于与5g终端进行信令连接和数据交互；5g射频收发器用于将来自5g基带的5g数据基带信号转换为5g射频信号；5g射频前端用于对5g射频信号进行放大和滤波处理；

5、天线用于辐射经过mesh射频前端和5g射频前端处理的自组网信号和5g无线信号。

6、进一步，mesh射频前端包括两路自组网信道的多级功放、低噪声放大器、收发切换开关、滤波器；多级功放用于将自组网射频信号功率放大，低噪声放大器用于接收通路小信号放大，收发切换开关用于自组网射频信号的收发切换，滤波器用于自组网射频信号的滤波处理。

7、进一步，收发切换开关的1db压缩点大于38dbm，收发隔离度大于40db。

8、进一步，5g射频前端用于对两路5g上行发射信道和四路5g下行信道的放大和滤波处理。

9、进一步，接口模块用于提供数据交互的以太网接口、rs232/422串口、维护接口，扩展组件的控制接口，以及与5g终端通信的sim卡接口。

10、有益效果：

11、本方案中，对5g多模融合通信装置进行设置，集成5g通信和自组网通信，利用自组网通信能力的低功耗mesh处理器来驱动和控制5g基带，以低功耗、小尺寸方式实现了自组网和5g通信的融合。同时，通过对5g射频前端的优化改进，增强了5g的上下行通信能力，结合5g专网基站，可以实现多个5g骨干网中继自组网子网的协同工作，避免自组网节点数量增加，引起自组网通信能力下降。在应用场景下，能够以5g通信链路作为骨干网，通过自组网进行中继通信，对5g通信网络形成网络链路延伸，提升整个网络的广域覆盖能力。

12、本发明的目的之二在于提供一种5g多模融合通信系统。

13、本发明提供基础方案二：一种5g多模融合通信系统，包括通信中心、移动中心和移动终端；通信中心架设5g基站，移动中心和移动终端均搭载有上述的5g多模融合通信装置。

14、进一步，移动终端用于通过5g信道接入通信中心；还用于通过自组网信道接入移动中心；移动中心用于通过5g信道接入通信中心，移动中心之间还用于通过自组网信道进行信息交互。

15、进一步，移动中心的数量为多个，每个移动中心对应多个移动终端，对应的移动中心和移动终端的工作频率相同。

16、进一步，移动终端还用于与对应移动中心断开连接后，通过其他移动中心的自组网信道进行多跳中继组网通信。

17、有益效果：

18、在应急救援通信场景中，由于架设地理环境限制，位于应急指挥车的5g专网基站只能架设在救援现场的后端。此时，采用本方案将5g多模融合通信装置挂载到应急救援前线的轻型无人机(即移动中心)及单人背负设备(即移动终端)中。利用移动中心的自组网信道实现地面救援人员灵活组网通信中继，利用移动中心的5g信道，实现5g链路的低时延、大带宽视距可靠通信，作为自组网通信终端到后端指挥所的回传骨干网络。

19、每个指挥车可以同时接入多个无人机中继终端，每个无人中继机终端可以接入适量的单人背负终端，由此避免自组网节点数量增加，引起自组网通信能力下降，同时小尺寸、低功耗、轻量化的设备形态可以提供更长时间的续航，降低设备载体的负载压力，保证应急救援任务的顺利进行。

20、采用本方案，实现5g和mesh自组网的多模融合，提升5g终端上下行通信能力，5g通信链路作为骨干网用于自组网与指挥中心中继通信，可对5g通信网络形成网络链路延伸，提升整个网络的广域覆盖能力。

21、本发明的目的之三在于提供一种5g多模融合通信方法。

22、本发明提供基础方案三：一种5g多模融合通信方法，使用上述的5g多模融合通信系统。

技术特征：

1.一种5g多模融合通信装置，其特征在于：包括依次连接的mesh射频前端、mesh射频收发器、mesh处理器、接口模块、5g基带、5g射频收发器和5g射频前端，以及分别与mesh射频前端、5g射频前端连接的天线，mesh处理器和5g基带连接；

2.根据权利要求1所述的一种5g多模融合通信装置，其特征在于：mesh射频前端包括两路自组网信道的多级功放、低噪声放大器、收发切换开关、滤波器；多级功放用于将自组网射频信号功率放大，低噪声放大器用于接收通路小信号放大，收发切换开关用于自组网射频信号的收发切换，滤波器用于自组网射频信号的滤波处理。

3.根据权利要求2所述的一种5g多模融合通信装置，其特征在于：收发切换开关的1db压缩点大于38dbm，收发隔离度大于40db。

4.根据权利要求1所述的一种5g多模融合通信装置，其特征在于：5g射频前端用于对两路5g上行发射信道和四路5g下行信道的放大和滤波处理。

5.根据权利要求4所述的一种5g多模融合通信装置，其特征在于：接口模块用于提供数据交互的以太网接口、rs232/422串口、维护接口，扩展组件的控制接口，以及与5g终端通信的sim卡接口。

6.一种5g多模融合通信系统，其特征在于：包括通信中心、移动中心和移动终端；通信中心架设5g基站，移动中心和移动终端均搭载有权利要求1-5任一项所述的5g多模融合通信装置。

7.根据权利要求6所述的一种5g多模融合通信系统，其特征在于：移动终端用于通过5g信道接入通信中心；还用于通过自组网信道接入移动中心；移动中心用于通过5g信道接入通信中心，移动中心之间还用于通过自组网信道进行信息交互。

8.根据权利要求6所述的一种5g多模融合通信系统，其特征在于：移动中心的数量为多个，每个移动中心对应多个移动终端，对应的移动中心和移动终端的工作频率相同。

9.根据权利要求8所述的一种5g多模融合通信系统，其特征在于：移动终端还用于与对应移动中心断开连接后，通过其他移动中心的自组网信道进行多跳中继组网通信。

10.一种5g多模融合通信方法，其特征在于：使用权利要求6-9任一项的5g多模融合通信系统。

技术总结
本发明涉及通信技术领域，具体为一种5G多模融合通信系统、方法及装置，该装置包括：MESH处理器用于自组网通信，以及控制和驱动5G基带；MESH射频收发器用于将来自MESH处理器的自组网数字基带信号转换为自组网射频信号；MESH射频前端用于对自组网射频信号进行放大和滤波处理；5G基带用于与5G终端进行信令连接和数据交互；5G射频收发器用于将来自5G基带的5G数据基带信号转换为5G射频信号；5G射频前端用于对5G射频信号进行放大和滤波处理；天线用于辐射经过MESH射频前端和5G射频前端处理的自组网信号和5G无线信号。采用本方案，能够解决现有技术中通信覆盖面积受限，且随之节点规模增加导致通信速率减弱的技术问题。

技术研发人员：胡龙飞,莫如玉,吴坚,黄玉,廖丹,曾洪波,徐舟,娄哲理,杨红,陶佳
受保护的技术使用者：航天新通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12