实现室内无线信号覆盖的无线中继器以及空调系统的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种实现室内无线信号覆盖的无线中继器以及空调系统。

背景技术：

移动通信无线信号的室内覆盖因为其自然特性一直是一个挑战性的技术难题，从2g开始到目前的4g系统，提供可靠的室内无线信号覆盖始终是移动运营商需要解决的一个痛点。现代都市中办公和家住的建筑物越来越高、越来越密集，而到达室内的无线电信号在遇到金属或水泥的墙壁后而急剧衰减，因而很难进行正常的通信。对一个高层建筑物来说，其低层空间接受的信号通常较弱，存在部分信号盲区；而在其高层，则可能完全没有信号覆盖。手机终端在这种环境下使用，直接导致话音质量差，掉话现象严重以及数据通信令人沮丧的客户体验。另外，室内无线信号质量还和基站的容量有关，在一些临时性人口密度非常高的室内建筑里，如体育场、大型会议场所，仅仅依靠室外基站的业务覆盖会导致话务堵塞、无法接入等问题。

在即将到来的5g时代，国际标准组织定义了两个大的频段作为5g使用的频谱。在6ghz以下的频段比已有的移动系统更高，在毫米波频段更是高达24.25～52.6ghz，因此，无线信号对建筑外墙、内墙等阻碍物的穿透能力将减弱。另外，5g传送的高速数据所需的带宽更大，将会直接导致无线信号的有效传输距离减少。所以可以预见，在5g移动系统下，室内无线信号覆盖的问题将会更加严重。

从移动业务的角度来说，绝大多数无线业务是在室内产生的，据权威的全球咨询机构abiresearch统计，在2016年有80％的无线通信业务(包括wifi和移动网络)是在室内完成的。因此，改善室内无线信号覆盖，提供可靠的通信质量以及充足的通信容量是移动运营商一直在努力解决的一个业务痛点，也是工程建设和网络优化工作的一项重要内容。

为解决以上室内覆盖问题，目前的方法就是部署室内基站。在室内各个区域通过小型基站将信号发送出去，形成室内的小基站覆盖，并且将业务承载网络延伸到室内。通过这种对宏基站网络的延伸，达到消除室内覆盖盲区，为室内的移动通信用户提供稳定可靠的信号覆盖和系统容量的目的，从而使用户在室内也能享受高质量的个人通信服务。延伸到室内的承载网络可以基于有线技术，也可以基于无线技术。

室内的小基站根据其发射功率和容量的大小，可以分为微基站(picocell)和皮基站(femtocell)，即家庭基站；根据小基站的布网方式，又可以分为独立小基站(standalone)或集中式小基站(centralized)系统。然而在布设目前室内的小基站时，普遍存在以下的挑战和问题：

运营商在架设室内基站时，需要考虑、设计复杂的布线，比如小基站的供电线路和业务承载网络的线路；而为了布设这些线路，需要对原有的建筑进行穿墙打洞，不仅工程量巨大，而且破坏建筑室内原有装修和外观，导致安装布设成本很高。

此外，除了家庭使用的皮基站，大多数室内基站为集中式，需要大量工程工作与专业设备，往往需要机房或者机架来安装，对施工者以及其后系统的维护人员的专业要求很高。

技术实现要素：

本发明提出了一种实现室内无线信号覆盖的无线中继器以及空调系统，在安装时可以避免复杂的布线，不会破坏建筑室内原有装修和外观，且不需要机房或者机架，易于安装。

基于上述目的，本发明提供一种实现室内无线信号覆盖的无线中继器，包括：分别设置于空调系统的室外机、室内机中的室外单元odu和室内单元idu；其中，

所述odu用于将从室外的基站接收的射频信号转换为核心网接口信号并经高层协议信号处理后发送给所述idu，以及将从所述idu接收的信号经高层协议信号处理得到的核心网接口信号转换为射频信号后向所述基站发送；

所述idu用于对所述odu发送的信号进行基带信号处理、转换为射频信号后于室内进行无线发送，以及将接收的室内射频信号转换为基带信号并经过基带信号处理后发送给所述odu；其中，所述odu与idu之间的信号传输线是通过所述空调系统的室外机和室内机之间的布线管道布设的。

其中，所述odu具体包括：第一天线、无线承载的通信模组、控制单元和idu接口单元；其中，

所述无线承载的通信模组用于通过第一天线接收基站发送的射频信号后，将接收的射频信号转换为核心网接口信号后发送给所述控制单元，以及将从所述控制单元接收的核心网接口信号转换为射频信号后经第一天线向所述基站发送；

所述控制单元用于将所述无线承载的通信模组发送的信号经高层协议信号处理后通过所述idu接口单元发送给所述idu，以及将通过所述idu接口单元从所述idu接收的信号经高层协议信号处理后发送给所述无线承载的通信模组；

所述idu接口单元通过所述信号传输线连接至所述idu，用于将所述控制单元经高层协议信号处理后的信号发送至所述idu，或从所述idu接收信号。

其中，所述idu具体包括：odu接口单元、基带处理单元、射频单元以及第二天线；其中，

所述odu接口单元用于通过所述信号传输线连接至所述odu，接收所述odu发送的信号，或将经过所述基带处理单元处理过的信号发送至所述odu；

所述基带处理单元用于对所述odu接口单元从所述odu接收的信号进行基带信号处理，或对所述射频单元转换的基带信号进行基带处理后通过所述odu接口单元发送至所述odu；

所述射频单元用于将经过所述基带处理单元处理过的基带信号转换为射频信号，或将所述第二天线接收的射频信号转换为基带信号；

第二天线用于将所述射频单元转换的射频信号进行无线发送，或接收室内的无线终端发送的射频信号。

较佳地，所述空调系统为包括多个室内机的中央空调系统，以及所述idu为多个，分设于各个室内机中。

较佳地，所述odu中的idu接口单元中包括多个端口，分别连接于各idu；以及

所述控制单元还用于在将所述无线承载的通信模组发送的信号进行高层协议信号处理时解析出局域网私有ip地址，根据本地保存的局域网私有ip地址与idu的标识之间的映射关系，将处理后的信号向连接对应idu的idu接口单元的端口发送；以及

所述控制单元还用于在将idu发送的信号进行高层协议信号处理时，在所述信号中封装与该idu的标识对应的局域网私有ip地址。

较佳地，所述odu与各idu之间的信号传输线是通过所述中央空调已有的布线管道布设的。

较佳地，所述odu中还包括：与所述空调系统的供电系统连接的供电单元，以及在所述odu的供电单元与所述idu之间还连接有电源线；

所述供电单元用于为中所述odu和idu各单元提供电源。

较佳地，所述odu与idu之间的电源线是通过所述空调系统的室外机和室内机之间的布线管道布设的。

本发明还提供一种空调系统，包括室外机和室内机，其中，所述室外机和室内机中分别设置有如上所述的无线中继器中的odu和idu。

本发明技术方案的无线中继器中，巧妙地利用目前楼宇中广泛应用的空调系统的室外机和室内机的架构，在空调系统的室外机中设置无线中继器的室外单元odu，在空调系统的室内机中设置无线中继器的室内单元idu；由odu将从室外的基站接收的射频信号转换为核心网接口信号并经高层协议信号处理后发送给所述idu；由idu继续进行信号的基带信号处理、转换为射频信号后进行无线发送；这样，由于室外单元odu布设于室外，利于接收室外基站的无线信号，转换或处理后的信号则可以通过odu与idu之间的信号传输线直接传导到室内单元idu，避免了建筑墙体对信号的屏蔽、损耗，idu则可以将无损耗的基带信号再转换为射频信号后于室内发送，实现室内无线信号覆盖；同时，odu与idu之间的信号传输线是通过所述空调系统的室外机和室内机之间的布线管道布设的，避免了复杂的室内布线，不会破坏建筑室内原有装修和外观，且室外单元可以直接与核心网通信不需要机房或者机架，易于安装。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种空调系统以及实现室内无线信号覆盖的无线中继器内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无线承载的通信模组内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种中央空调系统中布设多idu基站的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的发明人考虑到，随着物联网的兴起，国内的智慧家居市场迎来了爆发期，其中，家居中的重要组成部分白色家电的智慧化和物联网化成为了白电市场增长的最大驱动力，其中，智慧空调产品得到广泛应用，目前市场上最常见的有分布式独立空调以及中央空调；而本发明的技术方案中，可以利用空调系统的室外机和室内机，分别集成本发明提出的实现室内无线信号覆盖的无线中继器(customerpremiseequipment，cpe)的室外单元outdoorunit(odu)和室内单元indoorunit(idu)；其中，室外单元将从室外的基站接收的射频信号转换为核心网接口信号并经高层协议信号处理后发送给所述idu，以及将从所述idu接收的信号经高层协议信号处理后得到的核心网接口信号转换为射频信号后向所述室外的基站发送；室内单元则包括基带处理单元和射频单元，完成基带处理单元和射频单元的功能。室外单元和室内单元之间的信号传输线则可复用空调系统的室外机和室内机之间已有的布线管道。

这样，本发明的无线中继器的室内单元与室内的终端通信通过无线方式完成，不需要室内布线，而无线中继器的室外单元布设于室外，利于接收室外基站的信号，且不占用室内it设备的空间，不需要it设备的室内布线；如此，本发明的无线中继器既可以较好地接收到不受建筑墙体屏蔽遮挡的室外的基站的信号，并转换为高质量的无线信号于室内发送，实现室内无线信号覆盖，同时，在安装时可以避免复杂的布线，不会破坏建筑室内原有装修和外观，且室外单元可以直接与核心网通信不需要机房或者机架，易于安装。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。

本发明实施例提供的一种空调系统以及设置于空调系统中的实现室内无线信号覆盖的无线中继器，内部结构如图1所示。

其中，空调系统包括室内机201和室外机202，室内机201和室外机202之间的连线是通过贯穿墙体的布线管道布设的。

本发明实施例提供的实现室内无线信号覆盖的无线中继器包括：设置于空调系统的室外机中的室外单元odu211和设置于所述空调系统的室内机中的室内单元idu212；odu211与idu212之间的信号传输线是通过所述空调系统的室外机和室内机之间的布线管道布设的。

其中，odu211用于将从室外的基站接收的射频信号转换为核心网接口信号并经高层协议信号处理后发送给所述idu212；

idu212用于对所述odu211发送的信号进行基带信号处理、转换为射频信号后于室内进行无线发送；

idu212还用于将接收的室内射频信号转换为基带信号并经过基带信号处理后发送给odu211；

odu211将从idu212接收的信号经高层协议信号处理，将经高层协议信号处理得到的核心网接口信号转换为射频信号后向所述室外的基站发送。

其中，室外的基站和上述位于室内的idu发射的无线信号之间是独立的且是基于不同的空中接口协议或者是相同的空中接口协议，但是两者是使用不同的频段来发射无线信号。

具体地，室外单元odu211中具体可以包括：第一天线221、无线承载的通信模组222、控制单元223和idu接口单元224；

其中，无线承载的通信模组222用于通过第一天线221接收基站发送的射频信号后，将接收的射频信号转换为核心网接口信号后发送给所述控制单元223，以及将从所述控制单元223接收的核心网接口信号转换为射频信号后经第一天线221向所述基站发送；

所述控制单元223用于将无线承载的通信模组222发送的信号经高层协议信号处理后通过idu接口单元224发送给idu212，以及将通过idu接口单元224从idu212接收的信号经高层协议信号处理后发送给无线承载的通信模组222；

idu接口单元224通过所述信号传输线连接至idu212，用于将所述控制单元223经高层协议信号处理后的信号发送至idu212，或从idu212接收信号发送给控制单元223。

如图2所示，上述的无线承载的通信模组222中具体可以包括如下子单元：射频子单元251、基带信号处理子单元252以及高层协议信号处理子单元253；

其中，射频子单元251用于将通过第一天线221从基站接收的射频信号转换为基带信号发送给基带信号处理子单元252；

基带信号处理子单元252对射频子单元251转换的基带信号进行基带信号处理后发送给高层协议信号处理子单元253；

高层协议信号处理子单元253对基带信号处理子单元252发送的信号进行高层协议信号处理得到核心网接口信号(下行链路信号)后发送给控制单元223。

此外，高层协议信号处理子单元253还从控制单元223接收核心网接口信号(上行链路信号)并进行高层协议信号处理后，将处理后的信号发送给基带信号处理子单元252；

基带信号处理子单元252对高层协议信号处理子单元253发送的信号进行基带信号处理后发送给射频子单元251；

射频子单元251将基带信号处理子单元252发送的信号转换为射频信号后经第一天线221向所述基站发送。

灵活地，在实现中，第一天线221可以为odu的外置天线或者可以为odu的内置天线。

室内单元idu212中具体可以包括：odu接口单元231、基带处理单元232、射频单元233、内置或外设的第二天线234。

odu接口单元231用于通过所述信号传输线连接至所述odu211，接收所述odu211发送的信号；

基带处理单元232用于对odu接口单元231从所述odu211接收的信号进行基带信号处理；

射频单元233用于将经过基带处理单元232处理过的基带信号转换为射频信号；

第二天线234用于将射频单元233转换的射频信号进行无线发送，使得室内的无线终端可以接收到不受障碍物、墙壁遮挡的无线信号。

此外，第二天线234还可接收室内的无线终端发送的射频信号；

射频单元233还可将第二天线234接收的射频信号转换为基带信号；

基带处理单元232还可对射频单元233转换的基带信号进行处理后通过所述odu接口单元231发送至所述odu211；

odu接口单元231还可将经过所述基带处理单元232处理过的信号发送至所述odu211。

灵活地，在实现中，第二天线234可以为idu212的外置天线或者可以为idu212的内置天线。

灵活地，在实现中，可以将odu211的控制单元223中的部分高层协议信号处理功能移至idu212的基带处理单元232中。

作为一种更优的实施方式，本发明实施例提供的一种实现室内无线信号覆盖的无线中继器中的odu211还可包括：供电单元225；以及在odu211的供电单元225与所述idu212之间还连接有电源线。

供电单元225与所述空调系统的供电系统连接，用于为odu211和idu212的各单元提供电源。如此，在安装本发明实施例的无线中继器时就不用再为无线中继器电源线的布设设计室内走线，从而进一步节省布线空间和布线工作量，更重要的是避免了对室内原有装修和外观的破坏。

作为一种更优的实施方式，如图3所示，空调系统可以是包括多个室内机的中央空调系统，而本发明实施例提供的无线中继器中的idu212也可以是多个，分设于中央空调系统的各个室内机中。

通过odu211，多个idu212和odu211组成一个本地网络(lan)，与odu211连接的每个idu212被分配一个lan内唯一的私有ip地址(privateipaddress)。所有idu212与odu211之间的通信用私有ip(internetprotocol，互联网协议)地址来标识和解析。在上行链路，当多个idu的信号在odu聚合后，使用公有ip地址与基站通信。在下行链路，odu收到基站的信号后，解析出私有ip地址向对应的idu来传输信号。

具体地，odu211中的idu接口单元223可以有多个端口，分别连接于各idu212。

其中，每个idu212都分配有一个局域网中的唯一的私有ip地址，在odu211中的控制单元222中维护并保存了一个局域网私有ip地址与idu的标识之间的映射关系的表。

odu211中的控制单元222可以在将所述无线承载的通信模组发送的信号进行高层协议信号处理时解析出局域网私有ip地址，根据本地保存的局域网私有ip地址与idu212的标识之间的映射关系，将处理后的信号向连接于对应idu212的idu接口单元223的端口发送；以及

所述控制单元222还用于对于idu212发送的信号进行高层协议信号处理时，在所述信号中封装与该idu的标识对应的局域网私有ip地址和公有ip地址。

较佳地，odu211与各idu212之间的信号传输线、电源线是通过所述中央空调已有的布线管道布设的。odu211与idu212之间的信号传输线可以是电缆或者光缆。

进一步，odu211还可用于接收远程的管理服务器发送的指令，并根据接收的指令进行相应的操作。

本发明的施例的无线中继器中，巧妙地利用目前楼宇中广泛应用的空调系统的室外机和室内机的架构，在空调系统的室外机中设置无线中继器的室外单元odu211，在空调系统的室内机中设置无线中继器的室内单元idu212；由odu211将从室外的基站接收的射频信号转换为核心网接口信号并经高层协议信号处理后发送给所述idu212；由idu212继续进行信号的基带信号处理、转换为射频信号后进行室内的无线发送；这样，由于室外单元odu211布设于室外，利于接收室外基站的无线信号，转换或处理后的信号则可以通过odu211与idu112之间的信号传输线直接传导到室内单元idu112，避免了建筑墙体对信号的屏蔽、损耗，idu112则可以将无损耗的基带信号再转换为射频信号后于室内发送，实现室内无线信号覆盖；同时，odu211与idu112之间的信号传输线是通过所述空调系统的室外机和室内机之间的布线管道布设的，避免了复杂的室内布线，不会破坏建筑室内原有装修和外观，且室外单元可以直接与核心网通信不需要机房或者机架，易于安装。

尤其在大中型楼宇中，可以利用中央空调的外机集成一个或多个odu以及利用分布的室内机集成多个idu单元，提供整个楼宇室内的多个小基站发射，实现连续的室内业务覆盖。所有的布线可以复用中央空调已有的布线管道。而目前的集中式室内覆盖方案只能利用已有的网线布局或者重新部署室内光纤连接，工程量非常大。

进一步，本发明的技术方案还可以利用空调系统已有的供电系统通过上述的布线管道集中为实现室内无线信号覆盖的基站供电，即为每个odu和idu中的各单元进行供电，避免了电源布线的繁杂，以及对室内原有装修和外观的破坏。而目前的集中式室内覆盖方案的每个单元都必须单独供电，电源源头多，电源线布线成本高。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。