一种5G远距离通讯中继设备及其通讯方法技术

本发明专利技术公开了一种5G远距离通讯中继设备及其通讯方法。5G远距离通讯中继设备包括5G高增益全向天线、与5G高增益全向天线连接的信号处理器，信号处理器包括用于区分信号的上传与下传链路的双工器、用于下传和上传信号的收发组件、用于连接终端的路由器。其通讯方法包括并行的数据下载过程和终端数据上传过程，通过高增益5G全向天线与5G基站建立连接，形成通讯链路，可延长5G通讯的距离，提升5G通讯的覆盖范围，并在信号薄弱区域加强信号强度。

A 5g long distance communication relay equipment and its communication method

【技术实现步骤摘要】
一种5G远距离通讯中继设备及其通讯方法
本专利技术涉及5G通讯领域，尤其是能进行远距离海陆通讯、盲点覆盖的，5G基站与5G用户间的小型5G通讯中继设备及其通讯方法。
技术介绍
目前，我国已进入5G时代，5G通讯设备由于5G频段的波长较短，覆盖范围极其有限，而且信号穿透能力较弱。5G性能的提升还需依赖提升设备数量进行超密集组网技术提升空间复用度，尤其是在人口密集区。对于5G的通讯弊端，一种解决方法是搭建中继器，较为普遍的是搭建网桥中继，但这种方式在较为偏远山区和远海区域搭建较为困难，传输距离有限且存在较大延迟。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提出了一种5G远距离通讯中继设备及其通讯方法，能进行远距离海陆通讯、盲点覆盖。本专利技术采用如下技术方案：一种5G远距离通讯中继设备，包括5G高增益全向天线、与5G高增益全向天线连接的信号处理器，信号处理器包括用于区分信号的上传与下传链路的双工器、用于下传和上传信号的收发组件、用于连接终端的路由器；所述5G高增益全向天线连接双工器的ANT端，双工器的TX端连接收发组件的LNA输入端，双工器的LNA输出端连接路由器；所述路由器连接收发组件的PA输入端，收发组件的PA输出端通过射频连接线连接双工器的RX端。进一步地，所述信号处理器还包括电源模块，电源模块用于给收发组件、路由器供电。根据上述5G远距离通讯中继设备的通讯方法，包括并行的数据下载过程和终端数据上传过程。所述数据下载过程包括如下步骤：A、工作于5G通讯频段的5G高增益全向天线接收到来自5G基站的信号；B、将步骤A接收的信号通过射频连接器传递给信号处理器，信号处理器将信号进行处理；C、将信号处理器处理后的信号通过WiFi天线发送到终端。进一步地，所述步骤B中的信号处理器将信号进行处理包括如下过程：所述5G高增益全向天线搜索到5G基站的信号后，通过射频传输线传输到双工器ANT端，双工器过滤掉5G频段的上行频段和其他非5G频段，保留5G通讯的下行频段，然后由双工器的TX端通过射频传输线发射到收发组件的LNA输入端进行信号的低噪声放大处理，由收发组件的LNA输出端通过射频传输线发送到路由器中，再由路由器上的5G模块按照5G通讯协议进行信号处理，将5G基站信号转换为5G-WiFi信号。更进一步地，所述路由器将接收到的5G通讯信号按照802.11ac协议转换为5G-WiFi信号供终端使用。所述终端数据上传过程包括如下步骤：(1)终端由无线或者有线的方式将信号发送到信号处理器，信号处理器进行信号处理；(2)将步骤(1)处理后的信号通过射频连接线发送到5G高增益全向天线；(3)由5G高增益全向天线发射到5G基站中进行网络传输。进一步地，所述步骤(1)中信号处理器进行信号处理包括如下过程：终端通过无线或者有线的方式将信号发送到路由器中，由路由器将接收到的5G-WiFi信号通过5G模块转换为5G基站信号，再通过射频连接线发送到收发组件的PA输入端，收发组件将上传信号进行功率放大，提高发射信号功率，然后由收发组件的PA输出端通过射频连接线发送到双工器的RX端，双工器接收到5G上传信号并进行滤波后，再由双工器的ANT端通过射频连接线发送到5G高增益全向天线。采用如上技术方案取得的有益技术效果为：5G远距离通讯中继设备，通过高增益5G全向天线与5G基站建立连接，形成通讯链路，使用双工器对5G信号进行滤波，去除干扰信号；使用收发组件对接收信号进行低噪声放大，提高接收信号质量和接收范围，对发射信号进行功率放大，提升发射信号的辐射距离和覆盖范围；使用5G路由器对5G基站信号进行处理，将接收到的5G基站信号转换为5G-WiFi信号，并以WiFi的形式接收和发射到客户端。该5G远距离通讯中继设备可以在手机等终端的网络盲点处作为一小型中继站对5G信号进行传输距离的延伸和覆盖范围的提升，并在信号薄弱区域加强信号强度，还可安置于移动平台上，作为岸基版的“动中通”中继站，使手机等终端在5G信号较为薄弱地区甚至是无5G信号的地区能够享受到高质量5G网络信号。附图说明图1为5G远距离通讯中继设备通讯示意图。图2为5G信号覆盖范围示意图。图3为信号处理器的信号处理流程示意图。图4为5G高增益全向天线结构示意图。图5为图4的仰视图。图中，1、安装侧面，2、介质板，3、固定圆盘，4、射频开关，5、三角支撑架。具体实施方式结合附图1至3对本专利技术的具体实施方式做进一步说明：一种5G远距离通讯中继设备，包括5G高增益全向天线、与5G高增益全向天线连接的信号处理器。信号处理器包括用于区分信号的上传与下传链路的双工器、用于下传和上传信号的收发组件、用于连接终端的路由器。如图3所示，所述5G高增益全向天线连接双工器的ANT端，双工器的TX端连接收发组件的LNA输入端，双工器的LNA输出端连接路由器；所述路由器连接收发组件的PA输入端，收发组件的PA输出端通过射频连接线连接双工器的RX端。信号处理器还包括电源模块，电源模块用于给收发组件、路由器供电。其中，双工器其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。双工器既要将微弱的接受信号耦合进来，又要将较大的发射功率馈送到天线上去，且两者各自完成其功能而不相互影响。双工器内置滤波器，滤波器有一个工作频段范围，可以预先设置好5G信号的工作频段范围，这样，不在这个范围内的频段信号会被反射回去，在这个范围内的信号得以通过。该设备通过高增益5G全向天线与5G基站建立连接，形成通讯链路，使用双工器对5G信号进行滤波，去除干扰信号；使用收发组件对接收信号进行低噪声放大，提高接收信号质量和接收范围，对发射信号进行功率放大，提升发射信号的辐射距离和覆盖范围，加强图2所示的5G信号薄弱区域的信号强度。使用5G路由器对5G基站信号进行处理，将接收到的5G基站信号转换为5G-WiFi信号，并以WiFi的形式接收和发射到客户端。如图4所示，高增益5G全向天线包括多个呈印刷对数周期的天线单元、分别与所述天线单元对应连接的射频开关(4)、与射频开关分别连接的控制板及功分器。所述天线单元均包括介质板(2)、射频连接线，射频连接线连接射频开关的输出端。介质板上设有馈电点，射频连接线还连接馈电点。所述功分器的输入端连接有射频总连接线，功分器的输出端分别连接各射频开关。呈印刷对数周期的天线单元具有与频率无关的特性，且具有合适的增益，新型5G全向高增益天线适用于所有频率。高增益5G全向天线还包括天线支架，所述天线支架设有与天线单元个数对应的安装侧面(1)；所述天线单元的馈源朝外，介质板的固定端垂直固定于天线支架的安装侧面并等距排列围成圆形。天线支架底部设有中心开孔的固定圆盘(3)，天线支架和介质板均固定在固定圆盘上。如图5所示，固定圆盘底部设有三角支撑架，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G远距离通讯中继设备，特征在于，包括5G高增益全向天线、与5G高增益全向天线连接的信号处理器，信号处理器包括用于区分信号的上传与下传链路的双工器、用于下传和上传信号的收发组件、用于连接终端的路由器；/n所述5G高增益全向天线连接双工器的ANT端，双工器的TX端连接收发组件的LNA输入端，双工器的LNA输出端连接路由器；/n所述路由器连接收发组件的PA输入端，收发组件的PA输出端通过射频连接线连接双工器的RX端。/n

【技术特征摘要】
1.一种5G远距离通讯中继设备，特征在于，包括5G高增益全向天线、与5G高增益全向天线连接的信号处理器，信号处理器包括用于区分信号的上传与下传链路的双工器、用于下传和上传信号的收发组件、用于连接终端的路由器；
所述5G高增益全向天线连接双工器的ANT端，双工器的TX端连接收发组件的LNA输入端，双工器的LNA输出端连接路由器；
所述路由器连接收发组件的PA输入端，收发组件的PA输出端通过射频连接线连接双工器的RX端。


2.根据权利要求1所述的一种5G远距离通讯中继设备，特征在于，所述信号处理器还包括电源模块，电源模块用于给收发组件、路由器供电。


3.一种根据权利要求2所述的5G远距离通讯中继设备的通讯方法，其特征在于，所述通讯方法包括并行的数据下载过程和终端数据上传过程。


4.根据权利要求3所述的5G远距离通讯中继设备的通讯方法，其特征在于，所述数据下载过程包括如下步骤：
A、工作于5G通讯频段的5G高增益全向天线接收到来自5G基站的信号；
B、将步骤A接收的信号通过射频连接器传递给信号处理器，信号处理器将信号进行处理；
C、将信号处理器处理后的信号通过WiFi天线发送到终端。


5.根据权利要求4所述的5G远距离通讯中继设备的通讯方法，其特征在于，所述步骤B中的信号处理器将信号进行处理包括如下过程：
所述5G高增益全向天线搜索到5G基站的信号后，通过射频传输线传输到双工器ANT端，双工器过滤掉5G频段的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：于照成，关琦，
申请(专利权)人：山东华箭科工创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37