本技術(shù)涉及5g基站自組網(wǎng)，特別是一種5g通信導(dǎo)航一體化基站。

背景技術(shù)：

1、目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在室外可提供高精度位置服務(wù)，但在室內(nèi)、山區(qū)、地下等障礙物遮蔽環(huán)境下存在信號(hào)覆蓋盲區(qū)，僅依賴gnss進(jìn)行定位難以滿足泛在的高精度通信導(dǎo)航應(yīng)用需求。

2、隨著通信和導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，通導(dǎo)融合的理論也日趨成熟?；谒{(lán)牙、wi-fi、超寬帶(uwb)等無線局域網(wǎng)絡(luò)的通信導(dǎo)航定位技術(shù)成為通導(dǎo)一體發(fā)展的主流，依托于獨(dú)立的定位設(shè)備，可在小范圍內(nèi)提供米級(jí)甚至厘米級(jí)的定位精度，但是在城市級(jí)大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)覆蓋將面臨極高的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，難以成為泛在高精度室內(nèi)外定位導(dǎo)航的主要手段。

3、以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為基點(diǎn)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)因地面基站網(wǎng)絡(luò)其高可用性、抗干擾性以及組網(wǎng)的靈活性，成為了定位導(dǎo)航領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)依托電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)空信息獲取，節(jié)省專用定位網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。但在2g、3g、4g時(shí)代，定位誤差高達(dá)十米級(jí)甚至百米級(jí)，無法提供高精度時(shí)空信息。

4、隨著5g時(shí)代的到來，5g網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善，5g新空口(newraido，hr)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)在通信導(dǎo)航融合定位方面具有大帶寬、超密集組網(wǎng)和大規(guī)模天線陣列等多方面先天優(yōu)勢，為5g通信導(dǎo)航融合以及定位精度提升方面帶來了強(qiáng)有力的支撐。

5、面對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)室內(nèi)外高精度定位導(dǎo)航的應(yīng)用需求，5g信號(hào)中加入了了專門用于定位的prs信號(hào)。但了保證通信系統(tǒng)容量以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，prs定位信號(hào)不應(yīng)占用頻帶內(nèi)過多資源，prs被設(shè)計(jì)為在很短的周期內(nèi)播發(fā)，因此終端無法對(duì)其進(jìn)行信號(hào)跟蹤，導(dǎo)致其測距精度嚴(yán)重受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種5g通信導(dǎo)航一體化基站。

2、本實(shí)用新型提供一種5g通信導(dǎo)航一體化基站，包括:

3、時(shí)鐘模塊，用于為時(shí)鐘同步模塊提供1pps與10m高精度同步時(shí)鐘信號(hào)；

4、時(shí)鐘同步模塊，用于接收所述時(shí)鐘模塊發(fā)送的1pps與10m高精度同步時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘同步模塊通過光纖為5g數(shù)字處理模塊以及定位基帶模塊提供1pps與10m高精度同步時(shí)鐘信號(hào)；

5、transceiver模塊，用于通過接收通道從天線接收射頻信號(hào)，經(jīng)濾波放大后，采用零中頻技術(shù)將射頻信號(hào)下變頻，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為5g數(shù)字信號(hào)后發(fā)送給5g數(shù)字處理模塊進(jìn)行處理；

6、5g核心網(wǎng)，用于通過cpri接口為5g數(shù)字處理模塊提供5g?i(in-phase，同相)路、q(quadrature，正交)路基帶路數(shù)字信號(hào)；

7、定位基帶模塊將調(diào)制的tc-ofdm(time?code-orthogonal?frequencydivisionmultiplexing，時(shí)分碼分正交頻分復(fù)用)分碼分正交頻分復(fù)用定位信號(hào)通過serdes接口發(fā)送到5g數(shù)字處理模塊；

8、5g數(shù)字處理模塊，用于將5g?i路、q路基帶路數(shù)字信號(hào)輸入到duc模塊，duc模塊對(duì)i、q信號(hào)進(jìn)行插值濾波、混頻疊加和上變頻的數(shù)字信號(hào)處理，輸出與tc_ofdm同頻的中頻if信號(hào)，中頻if信號(hào)與tc—ofdm定位信號(hào)合路生成數(shù)字中頻信號(hào)，并通過transceiver模塊ad轉(zhuǎn)換為5g共頻帶射頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)射；所述5g共頻帶射頻信號(hào)為采用與5g通信基站共頻的方式組網(wǎng)，在通5g通信信號(hào)背景噪聲中嵌入時(shí)tc-ofdm定位信號(hào)生成的信號(hào)。

9、在一些實(shí)施例中，5g數(shù)字處理模塊，將5g核心網(wǎng)下發(fā)的數(shù)字信號(hào)通過transceiver模塊轉(zhuǎn)成射頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)5g信號(hào)的無線覆蓋；同時(shí)transceiver模塊通過接收通道從天線接收上行射頻信號(hào)，經(jīng)濾波放大后，采用零中頻技術(shù)將濾波放大后的射頻信號(hào)下變頻，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的中頻信號(hào)發(fā)送至5g數(shù)字處理模塊，5g數(shù)字處理模塊對(duì)該中頻信號(hào)進(jìn)行變頻處理后生成低頻信號(hào)，再由5g數(shù)字處理模塊將該低頻信號(hào)發(fā)到5g核心網(wǎng)進(jìn)行5g通信信息處理。

10、在一些實(shí)施例中，5g數(shù)字處理模塊還用于通過spi接口對(duì)定位信號(hào)發(fā)射的頻點(diǎn)、同步模式、擴(kuò)頻碼、功率信息進(jìn)行系統(tǒng)配置。

11、在一些實(shí)施例中，5g核心網(wǎng)用于5g完整協(xié)議棧處理生成數(shù)字信號(hào)以及對(duì)5g通道一體化基站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理，并向5g數(shù)字處理模塊發(fā)送數(shù)字信號(hào)。

12、在一些實(shí)施例中，5g核心網(wǎng)包括5g核心網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)，

13、5g核心網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)通過5g?cpri的m面對(duì)一體化基站進(jìn)行升級(jí)配置。

14、在一些實(shí)施例中，

15、基站的工作作狀態(tài)、軟硬件版本信息、位置信息、環(huán)境氣壓和溫度信息通過上行通道返回給5g核心網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

16、在一些實(shí)施例中，所述時(shí)鐘模塊包括：無線時(shí)鐘時(shí)源鐘或光纖時(shí)鐘時(shí)源鐘。

17、在一些實(shí)施例中，所述時(shí)鐘模塊為外部時(shí)源鐘。

18、在一些實(shí)施例中，時(shí)鐘同步模塊使模塊間的1pps時(shí)鐘同步精度能達(dá)到0.5ns。

19、在一些實(shí)施例中，tc_ofdm定位信號(hào)低于5g通信信號(hào)功率20db信號(hào)。

20、本實(shí)用新型中提供的5g通信導(dǎo)航一體化基站采用的tc-ofdm定位信號(hào)，該5g通信導(dǎo)航一體化基站針對(duì)于5g通信和高精度室內(nèi)定位導(dǎo)航的軍事化應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用需求，采用與5g通信基站共頻的方式組網(wǎng)，在通5g通信信號(hào)背景噪聲中嵌入定位信號(hào)，在滿足5g通信需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位功能，實(shí)現(xiàn)cdma移動(dòng)通信信號(hào)與tc-ofdm定位信號(hào)的同頻共載，在通信的同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位信號(hào)的連續(xù)捕獲和跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)精確的測距與導(dǎo)航定位，實(shí)現(xiàn)通導(dǎo)一體化。對(duì)于5g通導(dǎo)一體化終端，接收上述混合信號(hào)，既可以通信，又可以實(shí)現(xiàn)定位。5g定位終端可以通過接收基站下行的通信導(dǎo)航一體化信號(hào)，與本地產(chǎn)生的tc定位pn碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，根據(jù)相關(guān)峰的位置確定信號(hào)到達(dá)的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)5g通導(dǎo)一體化終端與基站的定位與實(shí)時(shí)跟蹤。

技術(shù)特征：

1.一種5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，包括：5g數(shù)字處理模塊、定位基帶模塊、時(shí)鐘同步模塊、5g核心網(wǎng)、時(shí)鐘模塊、transceiver無線電收發(fā)兩用機(jī)模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，5g數(shù)字處理模塊，將5g核心網(wǎng)下發(fā)的數(shù)字信號(hào)通過transceiver模塊轉(zhuǎn)成射頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)5g信號(hào)的無線覆蓋；同時(shí)transceiver模塊通過接收通道從天線接收上行射頻信號(hào)，經(jīng)濾波放大后，采用零中頻技術(shù)將濾波放大后的射頻信號(hào)下變頻，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的中頻信號(hào)發(fā)送至5g數(shù)字處理模塊，5g數(shù)字處理模塊對(duì)該中頻信號(hào)進(jìn)行變頻處理后生成低頻信號(hào)，再由5g數(shù)字處理模塊將該低頻信號(hào)發(fā)到5g核心網(wǎng)進(jìn)行5g通信信息處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，5g數(shù)字處理模塊，還用于通過spi接口對(duì)定位信號(hào)發(fā)射的頻點(diǎn)、同步模式、擴(kuò)頻碼、功率信息進(jìn)行系統(tǒng)配置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，5g核心網(wǎng)，還用于5g完整協(xié)議棧處理生成數(shù)字信號(hào)以及對(duì)5g通道一體化基站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理，并向5g數(shù)字處理模塊發(fā)送數(shù)字信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，5g核心網(wǎng)包括5g核心網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，所述時(shí)鐘模塊包括：無線時(shí)鐘時(shí)源鐘或光纖時(shí)鐘時(shí)源鐘。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，所述時(shí)鐘模塊為外部時(shí)源鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，時(shí)鐘同步模塊使模塊間的1pps時(shí)鐘同步精度能達(dá)到0.5ns。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5g通信導(dǎo)航一體化基站，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種5G通信導(dǎo)航一體化基站，包括：5G數(shù)字處理模塊、定位基帶模塊、時(shí)鐘同步模塊、5G核心網(wǎng)、時(shí)鐘模塊、Transceiver模塊；5G核心網(wǎng)，用于為5G數(shù)字處理模塊提供5G?I路、Q路基帶路數(shù)字信號(hào)；定位基帶模塊將調(diào)制的TC?OFDM定位信號(hào)發(fā)送到5G數(shù)字處理模塊；5G數(shù)字處理模塊，用于將5G?I路、Q路基帶路數(shù)字信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)上變頻DUC模塊，DUC模塊對(duì)I、Q信號(hào)進(jìn)行插值濾波、混頻疊加和上變頻的數(shù)字信號(hào)處理，輸出與TC_OFDM同頻的中頻IF信號(hào)，中頻IF信號(hào)與TC—OFDM定位信號(hào)合路生成數(shù)字中頻信號(hào)，并通過Transceiver模塊AD轉(zhuǎn)換為5G共頻帶射頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)射。實(shí)現(xiàn)精確的測距與導(dǎo)航定位，實(shí)現(xiàn)通導(dǎo)一體化。

技術(shù)研發(fā)人員：丁瑩,姬春旭,王曉東,何少衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京遙感設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240312
技術(shù)公布日：2025/1/9