[发明专利]一种毫米波信号室内分布系统和室内分布强度预测方法

权利要求书

1.一种毫米波信号室内分布系统，其特征在于，包括：原有信号源（1）、5G信号源（2）、近端单元（3）、第一功分器（4）和至少2条室内分布系统（5）；

所述原有信号源（1）输出至少2路信号分别发送给不同的室内分布系统（5）；

所述近端单元（3）一端信号连接5G信号源（2），另一端信号连接第一功分器（4）；近端单元（3）将5G信号源（2）的信号的频率移频至与原有信号源（1）不同的频点；

所述第一功分器（4）将近端单元（3）的输出信号功分为至少2路信号分别发送给不同的室内分布系统（5）；

所述室内分布系统（5）均包含有合路器（6）、耦合器（7）、远端单元（8）和室内天线（9）；

所述合路器（6）一端信号连接有原有信号源（1）和第一功分器（4），另一端信号连接耦合器（7）；

合路器（6）接收原有信号源（1）的信号和5G信号源（2）的信号，并合成一路信号馈入其所在的室内分布系统（5）；

所述耦合器（7）连接有至少2个远端单元（8）；所述远端单元（8）连接有室内天线（9）；

所述近端单元（3）包括施主端双工器（301）、第一低噪放单元（302）、第一选频单元（303）、第一移频单元（304）、第一滤波功放单元（305）、第二低噪放单元（307）、第二移频单元（308）、第二滤波功放单元（309）、第一监控单元（310）、第一MCU单元（311）、第一存储单元（312）、第一中继端双工器（306）；所述施主端双工器（301）、第一低噪放单元（302）、第一选频单元（303）、第一移频单元（304）、第一滤波功放单元（305）、第一中继端双工器（306）依次连接形成近端下行变频传输线路；所述第一中继端双工器（306）、第二低噪放单元（307）、第二移频单元（308）、第二滤波功放单元（309）、施主端双工器（301）依次连接形成近端上行变频传输线路；所述第一监控单元（310）一端连接第一中继端双工器（306），另一端连接第一MCU单元（311）；所述第一MCU单元（311）连接有第一存储单元（312）和第一选频单元（303）；所述施主端双工器（301）接收5G信号源（2）的信号；所述第一中继端双工器（306）连接第一功分器（4）；

所述远端单元（8）包括第二中继端双工器（801）、第三低噪放单元（802）、第三移频单元（803）、第三滤波功放单元（804）、重发端双工器（805）、第四低噪放单元（806）、第二选频单元（807）、第四移频单元（808）、第四滤波功放单元（809）、第二监控单元（810）、第二MCU单元（811）、第二存储单元（812）；所述第二中继端双工器（801）、第三低噪放单元（802）、第三移频单元（803）、第三滤波功放单元（804）、重发端双工器（805）依次连接形成远端下行变频传输线路；所述重发端双工器（805）、第四低噪放单元（806）、第二选频单元（807）、第四移频单元（808）、第四滤波功放单元（809）依次连接形成远端上行变频传输线路；所述第二监控单元（810）一端连接第二中继端双工器（801），另一端连接第二MCU单元（811）；所述第二MCU单元（811）连接有第二存储单元（812）和第二选频单元（807）；

使用上述系统的一种毫米波信号室内分布强度预测方法，包括以下步骤：

S1，建立或更新关于建筑材质毫米波穿透损耗的数据库，该数据库包括各种建筑材质的毫米波穿透损耗参数，包括各种地板的穿透损耗参数和各种墙壁的穿透损耗参数；当遇到所述数据库中不存在的新建筑材质时，则以更新的方式在数据库中添加新建筑材质的毫米波穿透损耗参数；

S2，提取室内的三维空间建筑数据，包括楼层的垂直层高、楼层的水平面积、楼层的建筑材质数据和楼层的布局结构数据；

S3，记录并保存室内的室内天线（9）的数据，包括每一个室内天线（9）在每层建筑物内的具体位置信息和每个室内天线（9）的三维辐射参数、室内天线（9）的发射功率；

S4，计算每个室内天线（9）在室内各点分布的毫米波信号强度；

第a点的毫米波信号强度的计算公式如下：

Pa=Pb-PL；其中，

式中：

a为室内的接收点；

Pa为第a点的毫米波信号强度；

Pb为第b个室内天线的发射功率(dBm)；

PL为到达第a点的第b个室内天线空间损耗值（dB）；

k₁:衰减常数，通过测量的数据拟合得出；

N:距离衰减系数，通过测量的数据拟合得出；

d为信号接收和信号发射之间的距离（d1m）；

f:信号发射的频率（MHz）；

k_fi:穿透第i类地板的个数；L_fi:第i类地板的穿透损耗；

k_wj：穿透第j类墙壁的个数；L_wj：第j类墙壁的穿透损耗；

I：地板的种类数；

J：墙壁的种类数；

X_σ：阴影衰落修正值，受障碍物、地形、天气的影响，毫米波强度下降，称为阴影衰落，是一种与传播地形相关的变量，加在路径衰落上，作为一种补充修正；研究显示，X_σ是σ的符合零均值高斯随机分布的标准差，为了方便计算，室内毫米波的标准方差σ为给定值，X_σ是27.56；

S5，根据步骤S4算出的单个室内天线在室内各接收点的毫米波分布强度，确定毫米波的覆盖场强，并根据室内毫米波的覆盖场强的要求，调整室内天线的数目和布局，重复步骤S3~S4，使步骤S4算出毫米波分布强度满足设计要求。