一种无线通信系统

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种无线通信系统。

背景技术

随着信息技术的进步，移动通信成为人们日常生活中应用最广的通信方式。现有的基站、WiFi、LTE-U、NBIOT等设备都是通过网线和交换机控制器连接到网络运行商提供的核心网设备，从核心网设备获取数据以为智能机、笔记本和平板电脑等终端设备提供相应的LTE(Long Term Evolution，长期演进)信号和WiFi信号，或者为工厂、矿场等环境提供NBIOT、LTE-U等特殊信号。但是，在深层矿区、交通轨道等特殊环境下通信线缆的部署难度较大。此外，现有的有线通信系统若要同时提供NBIOT、LTE-U、LTE以及WiFi等多种信号，则需要分别部署与多种信号对应的通信设备，导致通信设备的部署成本较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种无线通信系统，可以解决特殊环境下通信线缆部署的难度较大且成本较高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种无线通信系统，该系统包括基站模块和CPE模块，CPE模块与核心网基于无线通信互联，CPE模块与基站模块通过以太网接口互联；

CPE模块用于将核心网发送的第一通信信号转换为以太网信号，并将以太网信号通过以太网接口发送给基站模块；

基站模块用于将以太网信号转换为第二通信信号，第二通信信号用于终端设备进行无线通信。

本申请提供的无线通信系统包括基站模块和CPE模块，其中CPE模块与基站模块可以通过自带的以太网接口互联，能够进行以太网信号交互。而CPE模块通过无线通信与核心网互联，从而可以将从核心网获取的第一通信信号转换成以太网信号发送给基站模块，使得基站模块可以基于以太网信号为终端设备提供第二通信信号，实现无线回传。因此，在线缆部署难度较大的环境下，采用本申请提供的无线通信系统，不需要设置交换机设备和网线，就能使得终端设备实现无线通信。

可选地，第二通信信号包括LTE-U信号、LTE-NBIOT信号和/或LTE信号。

基于上述可选方式，本申请提供的无线通信系统可以支持多种信号的通信方式，即可以通过LTE-U信号、LTE-NBIOT信号和任意频段的LTE信号与对应的终端设备进行互联。

可选地，CPE模块包括第一射频收发单元和控制单元，控制单元通过以太网接口与基站模块互联，控制单元用于控制第一射频收发单元与核心网进行通信信号交互，并将核心网发送的第一通信信号转换为以太网信号，以及将以太网信号通过以太网接口发送给基站模块。

可选地，控制单元包括控制器和WiFi单元，WiFi单元通过以太网接口分别与控制器和基站模块互联；

控制器用于控制第一射频收发单元与核心网进行第一通信信号交互，并将核心网发送的第一通信信号转换为以太网信号，以及将以太网信号通过以太网接口发送给WiFi单元；

WiFi单元用于将太网信号通过以太网接口发送给基站模块，并将以太网信号转换为WiFi信号，WiFi信号用于终端设备进行无线通信。

基于上述可选方式，CPE模块不仅可以接收核心网传输的第一通信信号并与基站模块之间通过以太网信号互联，还可以通过WiFi信号与终端设备建立通信连接，使得本申请提供的无线通信系统可以同时支持任意频段的LTE信号、LTE-U信号、LTE-NBIOT信号和WiFi信号的通信连接。此外，通过CPE模块和基站模块就可以为终端设备提供多种通信信号，不需要为每个信号分别部署对应的通信设备，可以节约通信成本。

可选地，WiFi信号包括第一WiFi信号和第二WiFi信号，WiFi单元包括第一芯片和第二芯片，第一芯片通过以太网接口分别与控制器和基站模块互联，并通过PCIE接口与第二芯片连接，第一芯片用于将以太网信号转换为第一WiFi信号，并将以太网信号转化成PCIE信号，以及将PCIE信号通过PCIE接口发送给第二芯片，第二芯片用于将PCIE信号转换为第二WiFi信号，第一WiFi信号与第二WiFi信号的频段不同。

基于上述可选方式，通过不同的芯片将以太网信号转换成不同频段的WiFi信号，可以通过不同的WiFi信号与终端设备互联。

可选地，第一芯片通过以太网接口连接连接器，连接器用于通过网线与所述终端设备互联。

基于上述可选方式，本申请提供的无线通信系统还可以为终端设备提供有线通信方式，即终端设备通过网线和连接器可以与第一芯片中的以太网接口连接，从而实现有线的通信连接。

可选地，基站模块包括基带控制单元和与第二射频收发单元，基带控制单元通过以太网接口与CPE模块互联，基带控制单元用于根据以太网信号控制第二射频收发单元发射第二通信信号。

可选地，第二通信信号包括LTE-U信号和LTE-NBIOT信号，第二射频收发单元包括与LTE-U信号对应的第一射频收发组件和第一射频收发器，以及与LTE-NBIOT信号对应的第二射频收发组件和第二射频收发器，第一射频收发器分别与第一射频收发组件和基带控制单元互联，第二射频收发器分别与第二射频收发组件和基带控制单元互联。

可选地，基站模块还包括时钟单元，时钟单元用于为基站模块提供时钟信号，时钟单元包括钟振、跟随电路和分频电路；

跟随电路用于将钟振的第一频率传输给第一射频收发器；

分频电路用于对第一频率进行分频，得到第二频率，并将第二频率传输给基带控制单元和第二射频收发器。

可选地，分频电路为D触发器。

基于上述可选方式，现有技术中需要为每个器件设置对应频率的钟振，而本申请只需要设置一个钟振，通过分频电路对钟振的第一频率进行分频，并将分频后的第二频率并传输给对应的器件，可以节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种有线通信系统的示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种无线通信系统的示意图；

图3是本申请一实施例提供的图2中基站模块的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的时钟单元的示意图；

图5是本申请一实施例提供的图2中CPE模块的结构示意图。

附图标记说明：1、无线通信系统；11、CPE模块；111、控制单元；1111、控制器；1112、WiFi单元；11121、第一芯片；11122、第二芯片；112、第一射频收发单元；12、基站模块；121、第二射频收发单元；1211、第一射频收发组件；1212、第一射频收发器；1213、第二射频收发组件；1214、第二射频收发器；122、基带控制单元；123、时钟单元；1231、钟振；1232、分频电路；1233、跟随电路；124、GPS接收器；2、核心网；3、终端设备(UE)。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

图1提供了一种有线通信系统的示意图。如图1所示，目前的有线通信系统包括LTE(Long Term Evolution，长期演进)基站设备、WiFi设备、LTE-U(LTE-Unlicensed，非授权频谱上的LTE)设备和LTE-NBIOT设备等多个接入网设备以及交换机单元，交换机单元通过网线分别与核心网和各个接入网设备互联。交换机单元可以接收核心网获取数据，并转发送至相应的接入网设备，使得接入网设备为用户终端(User Equipment，UE)设备提供相应的信号。同理，接入网设备接收到终端设备的信号后，通过交换机单元传输给核心网，从而实现有线回传。但是，在深层矿区、交通轨道等特殊环境下对通信线缆进行部署并建立有线网络传输通道时，环境的复杂性增加了通信线缆部署的难度。此外，现有的有线通信系统若要同时提供LTE-U、LTE-NBIOT、LTE以及WiFi等多种信号，则需要分别部署与多种信号对应的通信设备。也就是说需要部署多个通信设备才能为终端设备同时提供多种通信信号，导致通信设备的部署成本较高。

为了解决特殊环境下通信线缆部署的难度较大且成本较高的问题，本申请提供了一种无线通信系统。该无线通信系统包括CPE(Customer Premise Equipment，客户前置设备)模块和基站模块，CPE模块与基站模块通过自带的以太网接口互联，能够进行以太网信号交互。而CPE模块通过无线通信与核心网互联，可以将从核心网获取的第一通信信号转换成以太网信号发送给基站模块，使得基站模块可以基于以太网信号为终端设备提供第二通信信号，从而实现无线通信。因此，在通信线缆部署难度较大的环境下，采用本申请提供的无线通信系统，不需要设置交换机设备和网线，就可以为终端设备提供通信信号。同时，不需要针对每个通信信号部署对应的通信设备，只需要少量的设备就可以为终端设备提供多种不同的信号，节约成本。本申请提供的无线通信系统可以应用于矿场、大型冶炼工厂、轨道交通及配电自动化等领域。

下面对本申请提供的无线通信系统进行详细的介绍。

图2为本申请提供的一种无线通信系统的示意图。该无线通信系统1包括基站模块12和CPE模块11。其中，CPE模块11与核心网2基于无线通信互联，CPE模块11与基站模块12通过以太网接口互联。CPE模块11用于将核心网2发送的第一通信信号转换为以太网信号，并将以太网信号通过以太网接口发送给基站模块12。基站模块12用于将以太网信号转换为第二通信信号，第二通信信号用于终端设备3进行无线通信。

本申请提供的无线通信系统1中的CPE模块11通过无线通信与核心网2互联，可以将从核心网2获取的第一通信信号转换成以太网信号发送给基站模块12，使得基站模块12可以基于以太网信号为终端设备3提供通信信号。相应的，基站模块12接收到终端设备3发送的通信信号时，也可以将通信信号转换成以太网信号，并通过以太网接口将以太网信号传输给CPE模块11。使得CPE模块11可以将以该太网信号转换成LTE信号，并将LTE信号传输给核心网2，从而实现了无线回传。也就是说，CPE模块与基站模块可以视为一个无线接入点(Wireless Access Point，AP)，为终端设备提供无线通信。因此，在线缆部署难度较大的环境下，采用本申请提供的无线通信系统，不需要设置交换机设备和网线，就能使得终端设备实现无线通信。

在一个实施例中，第一通信信号可以为LTE-U信号、LTE-NBIOT信号和LTE信号中的任意一种。

在一个实施例中，终端设备3可以为手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。也可以是矿场中的运输设备、救援通信设备等。还可以是大型冶炼工厂中的工控网络设备、调度设备等。亦可以是配电自动化领域中的配电网数据采集与监视设备、配电地理信息获取设备、电能质量监测设备等。本申请实施例对终端设备3的具体类型不作任何限制。

图3示出了基站模块的结构示意图。在一种可能的实现方式中，基站模块12包括基带控制单元122和第二射频收发单元121。基带控制单元122通过以太网接口与CPE模块11互联，基带控制单元122用于根据以太网信号控制第二射频收发单元121发射第二通信信号。

其中，本申请中，基站模块12可以提供多种不同类型的第二通信信号，第二射频收发单元121可以基于所需的第二通信信号来设置。在一个实施例中，第二通信信号包括LTE-U(LTE-Unlicensed，非授权频谱上的LTE)信号、LTE-NBIOT(LTE-Narrow Band Internet ofThings，窄带物联网)信号和/或LTE信号。其中，LTE信号可以为任一频段(Band)的LTE信号。

示例性的，假设第二通信信号包括LTE-U信号和LTE-NBIOT信号。如图3所示，第二射频收发单元121包括与LTE-U信号对应的第一射频收发组件1211和第一射频收发器1212，以及与LTE-NBIOT信号对应的第二射频收发组件1213和第二射频收发器1214。其中，第一射频收发器1212分别与第一射频收发组件1211和基带控制单元122互联，第二射频收发器1214分别与第二射频收发组件1213和基带控制单元122互联。

示例性的，基带控制单元122可以为FSM9955，也可以为与FSM9955同类型且具有相同功能的任一控制器。第一射频收发器1212可以为FTR8900，也可以为与FTR8900同类型且具有相同功能的任一控制器。第二射频收发器1214可以为FTR8950，也可以为与FTR8950同类型且具有相同功能的任一控制器。第一射频收发组件1211包括与LTE-U信号对应的射频功率放大器(Power Amplifier，PA)、耦合器、滤波器和射频开关。第二射频收发组件1214可以包括与LTE-NBIOT信号对应的PA、耦合器、滤波器和射频开关。本申请提供的由FSM9955、FTR8950、FTR8900搭建的双载波LTE通信架构，可以同时提供LTE通信、NBIOT通信和LTE-U通信。其中，以FTR8900的载波提供NBIOT通信和LTE通信(如band3+NBIOT等)，以FTR8950提供LTE-U通信。

在另一种可能的实现方式中，基站模块12还包括GPS接收器124和时钟单元123，时钟单元123用于为LTE基站提供时钟信号。图4是时钟单元123的示意图。时钟单元123包括钟振1231、跟随电路1233和分频电路1232。跟随电路1233用于将钟振1231的第一频率传输给第一射频收发器1212。分频电路1232用于对第一频率进行分频，得到第二频率，并将第二频率传输给基带控制单元122、第二射频收发器1214和GPS接收器124。

现有技术需要在基站模块12中为每个器件设置对应频率的钟振1231。而本申请只需要设置一个钟振1231，通过分频电路1232将钟振1231的第一频率分频成其他器件所需的第二频率，并将分频后的第二频率并传输给对应的器件，可以节约成本。

在一个实施例中，分频电路1232可以为D触发器(Data Flip-flop)。示例性的，可以用74LVC1G80芯片作为D触发器。

作为示例而非限定，钟振1231的第一频率可以为38.4MHZ。第二频率可以为19.2MHZ。

在一种可能的实现方式中，CPE模块11可以包括第一射频收发单元112和控制单元111。控制单元111通过以太网接口与基站模块12互联，控制单元111用于控制第一射频收发单元112与核心网2进行第一通信信号交互，控制单元111将核心网2发送的第一通信信号转换为以太网信号，并将以太网信号通过以太网接口发送给基站模块12。

示例性的，第一射频收发单元112包括射频功率放大器(Power Amplifier，PA)、耦合器、滤波器和射频开关。控制单元111可以为GDM7243A，也可以是与GDM7243A同类型且具有相同功能的任一控制器。基站模块12可以包括基带控制单元122(例如FSM9955、与FSM9955同类型且具有相同功能的任一控制器)，基带控制单元122通过以太网接口与控制单元111互联，控制单元111将以太网信号通过以太网接口发送给基带控制单元122，基站控制单元122根据以太网信号为终端设备提供第二通信信号。

在另一种可能的实现方式中，CPE模块的结构如图5所示，CPE模块11还用于将以太网信号转换为WiFi信号，WiFi信号用于与终端设备3进行无线通信。

在一个实施例中，控制单元111可以包括控制器1111和WiFi单元1112。WiFi单元1112通过以太网接口分别与控制器1111和基站模块12互联。控制器1111用于控制第一射频收发单元112与核心网2进行第一通信信号交互，并将核心网2发送的第一通信信号转换为以太网信号，以及将以太网信号通过以太网接口发送给WiFi单元1112。WiFi单元1112用于将太网信号通过以太网接口发送给基站模块12，并将以太网信号转换为WiFi信号。

示例性的，控制器1111可以为GDM7243A，也可以是与GDM7243A同类型且具有相同功能的任一控制器。WiFi单元1112可以是QCA9531，也可以是与QCA9531同类型且具有相同功能的任一控制器。

可选的，WiFi单元1112可以提供多个不同频段的WiFi信号。WiFi单元1112包括第一芯片11121和第二芯片11122。第一芯片11121通过以太网接口分别与控制器1111和基站模块12互联，并通过PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准)接口与第二芯片11122连接，第一芯片11121用于将以太网信号转换为第一WiFi信号，并将以太网信号转化成PCIE信号，以及将PCIE信号通过PCIE接口发送给第二芯片11122。第二芯片11122用于将PCIE信号转换为第二WiFi信号，第一WiFi信号和第二WiFi信号的频段不同。

示例性的，以第一WiFi信号为2.4GHZ的WiFi信号，第二WiFi信号为5GHZ的WiFi信号为例。第一芯片11121可以为QCA9531，也可以是与QCA9531同类型且具有相同功能的任一控制器。第二芯片11122可以为QCA9886，也可以是与QCA9886同类型且具有相同功能的任一控制器。QCA9531和QCA9886通过PCIE接口连接，QCA9531上具备多个以太网接口，可以通过不同的以太网接口分别与控制器1111(例如GDM7243A)和基带控制单元122(例如FSM9955)互联。

基于上述实施例，CPE模块11不仅可以将从核心网2接收的的第一通信信号转换成以太网信号传输给基站模块12，以使得基站模块12可以为终端设备提供任意频段的LTE信号、LTE-U信号、LTE-NBIOT信号等多种通信信号。且CPE模块11自身也可以通过不同的芯片将以太网信号转换成不同频段的WiFi信号，从而为终端设备3提供不同的WiFi信号。因此，本申请提供的无线通信系统1可以同时支持任意频段的LTE信号、LTE-U信号、LTE-NBIOT信号以及多种频段的WiFi信号的通信连接。

在一个实施例中，无线通信系统1可以只提供一种或多种WiFi信号。即无线通信系统1包括CPE模块11，CPE模块11包括第一射频收发单元112和控制单元111，控制单元111包括控制器1111和WiFi单元1112。WiFi单元1112包括与WiFi信号对应的一种或多种芯片。具体地，控制器1111用于控制第一射频收发单元112与核心网2进行通信信号交互，并将核心网2发送的第一通信信号转换为以太网信号，以及将以太网信号通过以太网接口发送给WiFi单元1112，WiFi单元1112中的芯片可以将以太网信号转换成对应的WiFi信号。其中，第一射频收发单元112和控制器1111可以参考上述实施例，此处不再赘述。

应值得注意的是，本申请提供的无线通信系统可以与终端设备3进行多种特殊频段信号的互联，包括但不限于任意频段的LTE信号、LTE-U信号、LTE-NBIOT信号以及两种频段的WiFi信号。本申请实施例对通信信号的具体类型不作任何限制。

在另一个实施例中，第一芯片11121(例如QCA9531)上设置有多个以太网接口，如图5中所示的(以太网接口1、太网接口2、太网接口3、太网接口4和太网接口1)。如图4所示，其中，以太网接口1与控制器1111(例如GDM7243A)的以太网接口连接，太网接口2和以太网接口3与基带控制单元122(例如FSM9955)上的两个以太网接口连接。空闲的以太网接口也可以为终端设备提供有线通信连接。例如，如图5所示，以太网接口4和以太网接口5可以分别与连接器RJ45(Registered Jack 45)连接，连接器RJ45通过网线与终端设备3互联。示例性的，以太网接口4可以为终端设备提供局域网(Local Area Network，LAN)接入，以太网接口5可以为为终端设备提供广域网(Wide Area Network，WAN)接入。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。