本發(fā)明涉及移動通訊網(wǎng)絡(luò)的中繼技術(shù)，尤其涉及一種無線信號覆蓋的中繼系統(tǒng)和通信方法。

背景技術(shù)：

目前，一般地移動基站安裝在機房，經(jīng)由饋線系統(tǒng)將基站與架設(shè)在建筑物、構(gòu)筑物上的天線相連，實現(xiàn)基站無線信號的發(fā)射和接收；移動基站與控制器、核心網(wǎng)之間鏈路則是通過有線傳輸、衛(wèi)星傳輸或者微波方式，實現(xiàn)信令、語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。

長期演進(LTE，Long Term Evolution)引入了中繼(Relay)技術(shù)來增強覆蓋，提高小區(qū)邊緣吞吐量。Relay的原理就是基站不直接將信號發(fā)送給用戶設(shè)備(UE，User Equipment)，而是先發(fā)送給一個中繼節(jié)點(RN，Relay Node)，然后再由RN轉(zhuǎn)發(fā)給UE；Relay解決方案可以增大系統(tǒng)覆蓋范圍，提升系統(tǒng)鏈路性能，改善小區(qū)吞吐量。

通常，傳輸通道故障將造成信號覆蓋中斷，包括自然災(zāi)害在內(nèi)的各種原因，都會導(dǎo)致移動基站信號不能向控制中心傳輸，比如：基站回傳的傳輸通道出現(xiàn)故障，如光纜中斷；基站天饋線系統(tǒng)失效，如鐵塔倒塌；基站自身故障，如電源中斷；這些情況下，基站無線信號將全部中斷，無法提供服務(wù)；同時，由于天線架設(shè)位置較低，難于提供大范圍的信號覆蓋。

在不利地理環(huán)境、供電中斷、鐵塔損毀、有線傳輸中斷等情況下，如何迅速有效地恢復(fù)無線信號的覆蓋是運營商及設(shè)備生產(chǎn)廠商所要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例期望提供一種無線信號覆蓋的中繼系統(tǒng)和通信方 法，能在空中建立無線信號中繼，擴大無線信號的覆蓋范圍，在應(yīng)急狀況下建立無線信號的覆蓋。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明實施例提供了一種無線信號覆蓋的中繼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：空中平臺、中繼、電源；其中，

所述空中平臺，用于在自身艙體內(nèi)搭載所述中繼和電源，并懸停于空中指定位置；

所述中繼，用于中轉(zhuǎn)UE和地面基站之間的無線信號；

所述電源，用于給所述中繼或/和所述空中平臺供電。

上述方案中，所述中繼為LTE中繼；所述中繼包括：中繼天線和中繼設(shè)備；

所述中繼天線為高增益天線；

所述中繼設(shè)備和中繼天線的連接包括：同軸電纜、功分器。

上述方案中，所述電源，包括：電池和電源轉(zhuǎn)換部件；

所述電源轉(zhuǎn)換部件，用于將電池電壓轉(zhuǎn)換成所述中繼或/和所述空中平臺適用的電壓。

上述方案中，所述地面基站，包括：地面固定基站和地面移動基站；

所述地面基站與核心網(wǎng)之間通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接，所述連接包括：衛(wèi)星鏈路連接、微波連接、地面光纜連接。

上述方案中，所述空中平臺，包括：飛艇、氣球、無人機。

本發(fā)明實施例還提供了一種無線信號覆蓋的中繼通信方法，在空中指定位置設(shè)置中繼系統(tǒng)；所述方法還包括：

開啟所述中繼系統(tǒng)中的中繼，中轉(zhuǎn)UE和地面基站之間的無線信號；

地面基站接收到中繼中轉(zhuǎn)的無線信號后，將所述無線信號接入核心網(wǎng)。

上述方案中，所述中繼系統(tǒng)包括空中平臺、中繼和電源；

所述在空中指定位置設(shè)置中繼系統(tǒng)，包括：由所述空中平臺在自身艙體內(nèi)搭載中繼和電源，并將所述空中平臺懸停于空中指定位置。

上述方案中，所述開啟所述中繼系統(tǒng)中的中繼，包括：通過遙控方式開啟 所述中繼系統(tǒng)中的中繼。

上述方案中，所述方法還包括：

所述電源將電池電壓轉(zhuǎn)換成所述中繼或/和所述空中平臺適用的電壓。

上述方案中，所述地面基站與所述核心網(wǎng)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接；

所述連接包括：衛(wèi)星鏈路連接、微波連接、地面光纜連接。

本發(fā)明實施例所提供的無線信號覆蓋的中繼系統(tǒng)和通信方法，在空中指定位置設(shè)置中繼系統(tǒng)；當需要無線中繼傳輸信號時，開啟中繼系統(tǒng)中的中繼，中轉(zhuǎn)UE與地面基站之間通過無線信號交互；地面基站接收中轉(zhuǎn)的無線信號后，將無線信號接入核心網(wǎng)。如此，能在空中建立無線信號中繼，擴大無線信號的覆蓋范圍，在應(yīng)急狀況下建立無線信號的覆蓋。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一種無線信號覆蓋的中繼系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中繼系統(tǒng)工作示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例一種無線信號覆蓋的中繼通信方法的流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例中，在空中建立移動通信的無線信號中繼，通過空中平臺將中繼系統(tǒng)設(shè)置在空中指定位置；中繼系統(tǒng)中的中繼中轉(zhuǎn)UE和地面基站之間的無線信號；地面基站接收中繼的無線信號后，將無線信號接入核心網(wǎng)。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。

本發(fā)明實施例提供的無線信號覆蓋的中繼系統(tǒng)，如圖1所示，包括：空中平臺11、中繼12、電源13；其中，

所述空中平臺11，用于在自身艙體內(nèi)搭載所述中繼12、電源13，懸停于空中指定位置；

具體的，空中平臺11可以在其艙體內(nèi)搭載中繼12、電源13，升至高空，減少地面物體對信號的影響，擴大移動通信的無線信號覆蓋范圍；如此，能在 普通基站損毀、網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下，通過空中平臺11搭載中繼12提高移動通信的無線信號覆蓋，保障通訊網(wǎng)絡(luò)正常運行；其中，空中平臺11可以是飛艇、氣球、無人機等，采用遙控或自動控制的方法依靠自身動力或空氣浮力升至預(yù)定的空中位置。

所述中繼12，用于中轉(zhuǎn)UE和地面基站之間的無線信號；

具體的，所述中繼12為LTE中繼，由中繼設(shè)備和中繼天線組成；其中，中繼設(shè)備可以通過同軸電纜及功分器(耦合器)等連接至中繼天線，所述中繼天線可以是高增益天線；所述中繼12可以通過遙控開啟，也可以通過定時等方法開啟。

如圖2所示，本實施例中繼系統(tǒng)工作示意：UE的無線信號通過中繼12傳至地面基站，地面基站再經(jīng)衛(wèi)星鏈路、微波、地面光纜等傳輸網(wǎng)絡(luò)將無線信號回傳至移動核心網(wǎng)設(shè)備；通過中繼12實現(xiàn)空中-地面通信，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，克服了采用其他技術(shù)方式需要解決的接口及協(xié)議匹配問題；這里，所述地面基站可以是地面固定基站和地面移動基站；當?shù)孛婊臼堑孛婀潭ɑ緯r，通過空中平臺11搭載的中繼12可以提高無線信號的覆蓋范圍，在鐵塔損毀等情況下可以替代鐵塔應(yīng)急使用；當采用地面移動基站時可以和空中平臺11搭載的中繼12配合形成一個應(yīng)急通信的平臺，突破地形、斷電等不利條件影響，開展移動通信業(yè)務(wù)。當所述中繼12由空中平臺11升至空中時，中繼天線安裝高度遠遠高于普通鐵塔高度，覆蓋范圍更為廣泛，在空中平臺11對地高度為1000米時，無線信號覆蓋半徑可達到35km。

所述電源13，包括：電池和電源轉(zhuǎn)換部件；用于給所述中繼12或/和所述空中平臺11供電；具體的，由所述電池提供電源，所述電源轉(zhuǎn)換部件將電池電壓轉(zhuǎn)換成所述中繼12或/和所述空中平臺11適用的電壓。所述中繼12可以采用低功耗設(shè)備來減少功耗，延長電池使用時間；一些情況下，如：空中平臺11的電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，所述電源13可以給空中平臺11供電；所述電池可以是輕型的磷酸鐵鋰電池。

本發(fā)明實施例提供的無線信號覆蓋的中繼通信方法，如圖3所示，所述方 法包括：

步驟301：在空中指定位置設(shè)置中繼系統(tǒng)；

步驟302：開啟所述中繼系統(tǒng)中的中繼，中轉(zhuǎn)UE和地面基站之間的無線信號；

步驟303：地面基站接收到中繼中轉(zhuǎn)的無線信號后，將所述無線信號接入核心網(wǎng)；

這里，所述中繼系統(tǒng)，包括：空中平臺、中繼、電源；空中平臺可以在其艙體內(nèi)搭載中繼、電源，升至高空，并懸停于空中指定位置，減少地面物體對信號的影響，擴大無線信號覆蓋范圍；如此，能在普通基站損毀、網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下，通過空中平臺搭載中繼提供無線信號覆蓋，保障通訊網(wǎng)絡(luò)正常運行；其中，空中平臺可以是飛艇、氣球、無人機等，采用遙控或自動控制的方法依靠自身動力或空氣浮力升至預(yù)定的空中位置。

所述中繼，用于中轉(zhuǎn)UE和地面基站之間的無線信號；具體的，所述中繼為LTE中繼，由中繼設(shè)備和中繼天線組成；其中，中繼設(shè)備可以通過同軸電纜及功分器(耦合器)等連接至中繼天線，所述中繼天線可以是高增益天線；所述中繼可以通過遙控開啟，也可以通過定時等方法開啟。

如圖2所示，本實施例中繼系統(tǒng)工作示意：UE的無線信號通過中繼傳至地面基站，地面基站再經(jīng)衛(wèi)星鏈路、微波、地面光纜等傳輸網(wǎng)絡(luò)等將無線信號回傳至移動核心網(wǎng)設(shè)備；通過中繼實現(xiàn)空中-地面通信，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，克服了采用其他技術(shù)方式需要解決的接口及協(xié)議匹配問題；這里，所述地面基站可以是地面固定基站和地面移動基站；當?shù)孛婊臼堑孛婀潭ɑ緯r，通過空中平臺搭載的中繼可以提高無線信號的覆蓋范圍，在鐵塔損毀等情況下可以替代鐵塔應(yīng)急使用；當采用地面移動基站時可以和空中平臺搭載的中繼配合形成一個應(yīng)急通信的平臺，突破地形、斷電等不利條件影響，開展移動通信業(yè)務(wù)。當所述中繼由空中平臺升至空中時，中繼天線安裝高度遠遠高于普通鐵塔高度，覆蓋范圍更為廣泛，在空中平臺對地高度為1000米時，無線信號覆蓋半徑可達到35km。

所述電源給所述中繼或/和所述空中平臺供電，包括：電池和電源轉(zhuǎn)換部件；具體的，由所述電池提供電源，所述電源轉(zhuǎn)換部件將電池電壓轉(zhuǎn)換成所述中繼或/和所述空中平臺適用的電壓。所述中繼可以采用低功耗設(shè)備來減少功耗，延長電池使用時間；一些情況下，如：空中平臺的電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，所述電源可以給空中平臺供電；所述電池可以是輕型的磷酸鐵鋰電池。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。