一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统技术方案

本申请提供了一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，包括：毫米波基站、设置于室外的中继节点和室内终端；毫米波基站，用于提供与核心网的接口；毫米波基站与中继节点通过毫米波信道通信；中继节点与室内终端通过MIMO信道通信。本申请通过中继节点结合毫米波技术和MIMO技术实现了室外进行毫米波通信，实现5G目标数据吞吐量及连接要求，室外转室内进行MIMO通信，实现室内室外的信号可靠高速传输，充分利用5G网络中各个信道的资源，发挥不同技术的优势，解决了5G高速网络入户难的问题，同时扩展了毫米波通信的应用范围，可以作为未来移动网络组网的基本组成方式。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统
本专利技术涉及通信组网
，尤其涉及一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统。
技术介绍
第五代移动通信5G的目标数据吞吐量达到几十GbpS，同时要求连接可靠，低延时，并且对功率消耗有很高的要求。在5G技术中，毫米波通信因其具有的宽带频谱资源，是实现5G高速通信的关键技术之一。但是在毫米波频段，电磁波的传输具有较大的衰减，而且在穿透障碍物时会受到非常大的损耗。在遇到普通的建筑材料时，毫米波的衰减甚至可以在100dB以上。因此毫米波通信被限制在点对点的通信中，无法应用于介于室内和室外之间的信号传输。根据对4G网络的统计，约80％以上的数据通信发生在室内，这意味着如何为室内用户提供高速率通信的服务成为了5G的重要课题之一。因此，如何搭建一个既能实现5G目标数据吞吐量及连接要求，又能连通室内室外信号传输的5G组网系统是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，既能实现5G目标数据吞吐量及连接要求，又能连通室内室外信号传输。本申请提供了一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，包括：毫米波基站、设置于室外的中继节点和室内终端；毫米波基站用于提供与核心网的接口；毫米波基站与中继节点通过毫米波信道通信；中继节点与室内终端通过MIMO信道通信；中继节点用于接收毫米波基站发射的毫米波信号，根据所分配的子信道频率，对信号进行下变频至符合MIMO信道的低频载波频段，将下变频后的信号发射至室内终端；中继节点还用于接收室内终端发射的低频载波频段的信号，并对信号进行上变频至毫米波载波频段，将上变频后的信号发射至毫米波基站。优选地，中继节点通过模拟电路实现，模拟电路包括：毫米波天线、毫米波双工器、第一混频器、第二混频器、频率分配控制单元、低频双工器、低频天线；毫米波天线接收的毫米波基站的毫米波信号经毫米波双工器、第一混频器和低频双工器传输至低频天线发射至室内终端，毫米波信号在第一混频器与频率分配控制单元的第一载频进行下变频至低频载波频段；低频天线接收的室内终端的低频载波频段的信号经低频双工器、第二混频器和毫米波双工器传输至毫米波天线发射至毫米波基站，低频载波频段的信号在第二混频器与频率分配控制单元的第二载频进行上变频至毫米波载波频段。优选地，模拟电路还包括：低噪声放大器；低噪声放大器连接在毫米波双工器与第一混频器之间或低频双工器与第二混频器之间。优选地，模拟电路还包括：功率放大器；功率放大器连接在毫米波双工器与第二混频器之间或低频双工器与第一混频器之间。优选地，模拟电路还包括：第一滤波器和第二滤波器；第一滤波器连接在第一混频器与低频双工器之间；第二滤波器的一端连接在第一滤波器与低频双工器之间，第二滤波器的另一端连接频率分配控制单元。优选地，该系统还包括宏基站；毫米波基站与宏基站通过光纤或毫米波通信连接。优选地，一个毫米波基站通过时分、频分或波束成形方式与多组中继节点构成毫米波通信链路。优选地，同一组中继节点共用统一的低频载波频率，用于MIMO传输。优选地，每一个中继节点具有一个被分配的毫米波载波频率，一个毫米波载波频率以静态方式或动态方式分配至一个或一个以上中继节点；静态方式为毫米波载波频率分配至中继节点后，中继节点对应的毫米波载波频率不再变换；动态方式为中继节点对应的毫米波载波频率持续被动态分配。优选地，毫米波载波频段为26GHz、38GHz或60GHz范围。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本申请提供了一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，包括：毫米波基站、设置于室外的中继节点和室内终端；毫米波基站，用于提供与核心网的接口；毫米波基站与中继节点通过毫米波信道通信；中继节点与室内终端通过MIMO信道通信；中继节点用于接收毫米波基站发射的毫米波信号，根据所分配的子信道频率，对信号进行下变频至符合MIMO信道且穿透障碍物损耗较小的低频载波频段，将下变频后的信号发射至室内终端；中继节点还用于接收室内终端发射的低频载波频段的信号，并对信号进行上变频至毫米波载波频段，将上变频后的信号发射至毫米波基站。本申请通过中继节点结合毫米波技术和MIMO技术实现了室外进行毫米波通信，实现5G目标数据吞吐量及连接要求，室外转室内进行MIMO通信，实现室内室外的信号可靠高速传输，充分利用5G网络中各个信道的资源，发挥不同技术的优势，解决了5G高速网络入户难的问题，同时扩展了毫米波通信的应用范围，可以作为未来移动网络组网的基本组成方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。图1为本申请实施例提供的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统的系统架构图；图2为本申请实施例提供的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统中用于说明下行链路的示意图；图3为本申请实施例提供的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统中用于说明上行链路的示意图；图4为本申请实施例提供的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统中用于说明一个毫米波基站对应多个中继节点的示意图；图5为本申请实施例中用于说明毫米波基站通过波束成形方式与多组中继节点构成毫米波通信链路的示意图；图6为本申请实施例中用于说明毫米波基站通过频分方式与多组中继节点构成毫米波通信链路的示意图；图7为本申请实施例中用于说明毫米波基站通过时分方式与多组中继节点构成毫米波通信链路的示意图；图8为本申请的基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统中中继节点的电路图；图9为本申请实施例提供的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统中用于说明室内终端为一个或多个的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，既能实现5G目标数据吞吐量及连接要求，又能连通室内室外信号传输。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1为本申请实施例中一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统的系统架构图，如图1所示，该基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，包括：毫米波基站、设置于室外的中继节点和室内终端；毫米波基站用于提供与核心网的接口；毫米波基站与中继节点通过毫米波信道通信；中继节点与室内终端通过MIMO信道通信；中继节点用于接收毫米波基站发射的毫米波信号，根据所分配的子信道频率，对信号进行下变频至符合MIMO信道的低频载波频段，将下变频后的信号发射至室内终端；中继节点还用于接收室内终端发射的低频载波频段的信号，并对信号进行上变频至毫米波载波频段，将上变频后的信号发射至毫米波基站。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，其特征在于，包括：毫米波基站、设置于室外的中继节点和室内终端；所述毫米波基站用于提供与核心网的接口；所述毫米波基站与所述中继节点通过毫米波信道通信；所述中继节点与所述室内终端通过MIMO信道通信；所述中继节点用于接收所述毫米波基站发射的毫米波信号，根据所分配的子信道频率，对信号进行下变频至符合MIMO信道的低频载波频段，将下变频后的信号发射至所述室内终端；所述中继节点还用于接收所述室内终端发射的低频载波频段的信号，并对信号进行上变频至毫米波载波频段，将上变频后的信号发射至所述毫米波基站。

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，其特征在于，包括：毫米波基站、设置于室外的中继节点和室内终端；所述毫米波基站用于提供与核心网的接口；所述毫米波基站与所述中继节点通过毫米波信道通信；所述中继节点与所述室内终端通过MIMO信道通信；所述中继节点用于接收所述毫米波基站发射的毫米波信号，根据所分配的子信道频率，对信号进行下变频至符合MIMO信道的低频载波频段，将下变频后的信号发射至所述室内终端；所述中继节点还用于接收所述室内终端发射的低频载波频段的信号，并对信号进行上变频至毫米波载波频段，将上变频后的信号发射至所述毫米波基站。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，其特征在于，所述中继节点通过模拟电路实现，所述模拟电路包括：毫米波天线、毫米波双工器、第一混频器、第二混频器、频率分配控制单元、低频双工器、低频天线；所述毫米波天线接收的所述毫米波基站的毫米波信号经所述毫米波双工器、所述第一混频器和所述低频双工器传输至所述低频天线发射至所述室内终端，毫米波信号在所述第一混频器与所述频率分配控制单元的第一载频进行下变频至低频载波频段；所述低频天线接收的所述室内终端的低频载波频段的信号经所述低频双工器、所述第二混频器和所述毫米波双工器传输至所述毫米波天线发射至所述毫米波基站，低频载波频段的信号在所述第二混频器与所述频率分配控制单元的第二载频进行上变频至毫米波载波频段。3.根据权利要求2所述的一种基于毫米波和微波多输入多输出中继的5G组网系统，其特征在于，所述模拟电路还包括：低噪声放大器；所述低噪声放大器连接在所述毫米波双工器与所述第一混频器之间或所述低频双工器与所述第二混频器之间。4.根据权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱睿，徐强，刘耀中，方有纲，刘耿烨，李跃星，
申请(专利权)人：湖南时变通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43