一种5G信号地理化呈现方法及船舱信号覆盖系统

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种5G信号地理化呈现方法及船舱信号覆盖系统。

背景技术

海域对5G通信网络覆盖的需求日益剧增。目前电信设备制造商提出了5G基于700MHz的海域超远覆盖方案，经测试验证，覆盖距离在70km处可满足用户浏览网页的需求。

然后，上述覆盖方案只能对船体甲板和驾驶室等区域进行有效覆盖，由于船体结构采用钢铁等金属材质，且船舱位于船体底层，使得5G信号无法通过穿透、绕射等方式到达船舱，造成船舱成为5G信号覆盖的盲区、或弱区。

传统直放站通过耦合基站信号的方式可解决覆盖盲区和弱区的问题，但当传统直放站应用于船舱覆盖时，具有以下不足：

(1)上行发射功率不足；

在超远覆盖场景中为上行功率受限，即当下行覆盖可达时，上行已不可达，基站已无法对信号进行正确解调。

传统直放站的上行发射功率等于终端的发射功率，而N28终端的发射功率为23dBm。

(2)传统直放站监控使用的通信模组位于设备的前端，即从施主天线耦合出信号，实现与基站的通信。但该种方式在船航行于基站信号覆盖的边缘时，由于耦合插损的存在，将导致通信模组掉线。

(3)传统直放站所采用的第一双工器(连接于施主天线的双工器)的下行通道对上行通道杂散抑制只有40～50dB。如采用该种抑制比的双工器，当船航行于基站信号覆盖的边缘时，由于抑制比不足，将导致下行基站的有用信号淹没在上行无用杂散里。

(4)传统直放站的施主天线固定安装于某处，与基站的距离相对固定，均采用定向板状天线。但船在大海中航行时，船的航行方向随时会发生改变，且船体会随着海浪发生纵摇和横摇，故传统定向天线不满足海域覆盖的需求。

另外，海域基站信号覆盖测试一直是一个费时费力、且成本高昂的过程，每次测试都需要租用船只，测试时间少则几个小时，多则几天。

发明内容

本发明的目的在于解决了海域基站信号覆盖测试和船舱信号覆盖的问题，提供一种5G信号地理化呈现方法及船舱信号覆盖系统。

为了达到上述目的，一种5G信号地理化呈现方法，包括以下步骤：

S1，向设备下发5G信号点位信息上报指令；

S2，设备根据5G信号点位信息上报指令，周期性获取GPS经纬度信息和5G信号信息；

S3，对获取到的5G信号信息中的RSRP和SINR进行折算，将折算后的RSRP和SINR作为新的5G信号信息；

S4，将GPS经纬度信息和新的5G信号信息按照预定格式封装成数据包；

S5，设备将数据包上报后呈现。

5G信号信息包括Band、PCI、RSRP和SINR。

S3中，对RSRP和SINR进行折算的方法如下：

RSRP的折算方法如下：

RSRP

其中，RSRP

RSRP

G

G

L

L

L

α为修正值，用于根据实际情况对折算的RSRP进行修正；

SINR的折算方法如下：

SINR

其中，SINR

SINR

NF

G

G

L

L

L

β为修正值，用于根据实际情况对折算的RSRP进行修正。

S4中，数据包包括设备所在站点的站点编号、经度、纬度、Band、PCI、RSRP和SINR。

站点编号的数据类型为uint4，站点编号为站点的唯一标识，总共8位，为16进制；

经度的数据类型为str，最大20位；

纬度的数据类型为str，最大20位；

Band的数据类型为sint1；

PCI的数据类型为sint2；

RSRP的数据类型为sint2；

SINR的数据类型为sint2。

一种船舱信号覆盖系统，包括施主天线，施主天线连接第一双工器，第一双工器通过下行滤波放大通道连接第二双工器，第二双工器通过上行滤波放大通道连接第一双工器，第二双工器连接耦合器，耦合器连接衰减器和覆盖天线，衰减器连接5G模组，5G模组连接件控制模块，控制模块连接GPS模组，GPS模组连接GPS天线；

控制模块用于从GSP模组获取位置信息，控制模块用于从5G模组获取5G信号信息，控制模块用于5G信号RSRP和SINR的折算以及数据包的封装，并将点位信息上报。

施主天线采用垂直极化的全向天线。

第一双工器采用腔体滤波器，第一双工器下行滤波放大通道对上行滤波放大通道的无用杂散抑制比≥75dB。

上行滤波放大通道的发射功率大于23dBm。

GPS天线与卫星交互。

与现有技术相比，本发明的方法通过对获取到的5G信号信息中的RSRP和SINR进行折算，将折算后的RSRP和SINR作为新的5G信号信息件封装上报后进行呈现，本发明通过5G信号在网管侧地理化呈现的方法，方便了海域信号覆盖测试。

本发明的装置将通信模块置于设备末端的方式，相较于传统直放站的前置方式，解决了当船航行于基站信号覆盖的边缘时，由于耦合插损而导致通信模组掉线的问题。

进一步的，本发明的第一双工器采用高抑制比的腔体滤波器，解决了传统直放站由于抑制比不足，将导致下行有用信号淹没在上行邻道无用杂散里的问题。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的系统示意图；

图3为本发明实施例中的呈现示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1，一种5G信号地理化呈现方法，包括以下步骤：

S1，网管平台向设备下发5G信号点位信息上报指令；

S2，设备接收到5G信号点位信息上报指令后，周期性地从GPS模组获取GPS经纬度信息，同时从5G模组获取5G信号信息，具体包括Band、PCI、RSRP和SINR；

S3，对5G模组解调到的RSRP和SINR进行折算，用折算后的RSRP和SINR分别代替5G模组解调到的RSRP和SINR；

RSRP的折算方法如下：

RSRP

其中，RSRP

RSRP

G

G

L

L

L

α为修正值，用于根据实际情况对折算的RSRP进行修正。

SINR的折算方法如下：

SINR

其中，SINR

SINR

NF

G

G

L

L

L

β为修正值，用于根据实际情况对折算的RSRP进行修正。

S4，设备将获取到的经纬度信息和折算后5G信号信息按照预定格式封装成数据包，该数据包包括站点编号、经度、纬度、Band、PCI、RSRP和SINR；

S5，将封装好的数据包通过5G模组上报给网管平台；

S6，网管平台将接收到的数据包根据经纬度信息在地图上进行打点呈现，各点位的颜色根据RSRP的强弱渲染成不同的颜色。

数据包各信息的数据类型和说明如下：

站点编号的数据类型uint4；站点的唯一标识，总共8位，为16进制；

经度的数据类型str，最大20位；船体当前的经度，单位为度(°)；

纬度的数据类型str，最大20位；船体当前的纬度，单位为度(°)；

Band的数据类型sint1；5G模组解调到的5G信号的Band；

PCI的数据类型sint2；5G模组解调到的5G小区PCI；

RSRP的数据类型sint2；5G模组解调到的5G信号的RSRP；

SINR的数据类型sint2；5G模组解调到的5G信号的SINR。

RSRP范围对应不同的颜色，对应关系如下：

RSRP<-120dBm，颜色为RGB(255，0，0)，十六进制#FF0000；

-120dBm<＝RSRP<-110dBm，颜色为RGB(255，128，128)，十六进制#FF8080；

-110dBm<＝RSRP<-90dBm，颜色为RGB(255，255，0)，十六进制#FFFF00；

-90dBm<＝RSRP<-80dBm，颜色为RGB(0，255，133)，十六进制#00FF99；

-80<＝RSRP<-70，颜色为RGB(0，204，102)，十六进制#00CC66；

-70<＝RSRP<-60，颜色为RGB(0，204，0)，十六进制#00CC00；

-60<＝RSRP，颜色为RGB(0，128，0)，十六进制#008000。

网管侧5G信号地理化呈现如图3所示，每个数据包为一个点位，各点位根据RSRP的强弱呈现为不同的颜色，点击点位，可详细显示该点位的站点编号、经度、纬度、Band、PCI、RSRP和SINR信息。

参见图2，一种船舱信号覆盖系统主要实现以下功能：

1、利用施主天线从基站耦合信号，经下行滤波放大后通过覆盖天线对船舱进行信号覆盖；利用覆盖天线接收终端发送信号，经上行滤波放大后通过施主天线发往基站；

2、通过5G模组与基站交互实现与网管平台的交互；

3、通过GPS模组实时获取船体的位置信息；

4、通过5G模组解调5G信号信息，包括Band、PCI、RSRP和SINR。

参见图2，一种船舱信号覆盖系统包括施主天线、第一双工器、下行滤波放大通道、上行滤波放大通道、第二双工器，覆盖天线；耦合器、衰减器、5G模组、控制模块；GPS天线、GPS模组。施主天线连接第一双工器，第一双工器通过下行滤波放大通道连接第二双工器，第二双工器通过上行滤波放大通道连接第一双工器，第二双工器连接耦合器，耦合器连接衰减器和覆盖天线，衰减器连接5G模组，5G模组连接件控制模块，控制模块连接GPS模组，GPS模组连接GPS天线；

控制模块用于从GSP模组获取位置信息，控制模块用于从5G模组获取5G信号信息，控制模块用于5G信号RSRP和SINR的折算以及数据包的封装，并将点位信息上报。

施主天线负责与基站交互，连接于第一双工器。

优选的，施主天线采用垂直极化的全向天线；

优选的，施主天线可采用垂直面半功率波束宽度为30°的天线，能够提升设备上行EIRP；

优选的，施主天线安装于船舱外。

第一双工器用于分离/合成FDD上下行信号，连接于下行滤波放大通道和上行滤波放大通道。

优选的，为了当船航行于基站信号覆盖的边缘时，不至于基站的有用信号淹没在上行无用杂散里，第一双工器采用腔体滤波器，以提供更高的下行通道对上行邻道的无用杂散的抑制。

优选的，第一双工器下行通道对上行邻道的无用杂散抑制比≥75dB。

下行滤波放大通道用于对下行信号进行滤波放大，连接于第二双工器。

上行滤波放大通道用于对上行信号进行滤波放大，连接于第二双工器。

优选的，为了解决超远覆盖场景中上行功率受限问题，上行滤波放大通道的发射功率大于23dBm；

优选的，上行滤波放大通道的发射功率至少为27dBm。

第二双工器用于分离/合成FDD上下行信号，连接于耦合器；

耦合器用于从设备末端耦合出部分信号，耦合器耦合口连接于衰减器，输出口连接于覆盖天线。

覆盖天线与终端交互。

优选的，覆盖天线可采用定向板状天线；

优选的，覆盖天线也可采用吸顶天线；

优选的，备的下行输出端可采用二功分实现两个区域的覆盖；

优选的，覆盖天线安装于船舱内。

衰减器用于衰减从耦合器耦合出的信号，连接于5G模组。

耦合器的耦合值和衰减器的衰减值可通过以下方法确定：

L

其中，L

L

P

P

G

5G模组用于解析5G信号和与网管平台交互，连接于控制模块。

控制模块用于从GSP模组获取位置信息、从5G模组获取5G信号信息、5G信号RSRP和SINR的折算、数据包的封装、以及点位信息上报，连接于GPS模组。GPS模组用于获取经纬度信息，连接于GPS天线。GPS天线与卫星交互。