专利名称：移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法及其基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯系统，尤其涉及一种移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法。
在无线信号的传播过程中，由于遇到各种建筑物、树木、起伏地形的吸收和反射，达到接收机天线的信号是多径传播的。由于无线信号通过不同路径的传播距离和到达时间的不同，造成多径信号叠加时，存在合成信号幅度增强和减弱的各种情况，直接影响到接收机的接收质量、以及无线信号的最大传播距离。无线信号传播后幅度变化测试结果图如附
图1所示，其中，由于传播损耗造成整体幅度电平的下降，由于多径效应造成在同一传播距离情况下幅度的快速变化。
为了解决多径问题，多采用天线分集接收的方式。使用两副天线接收同时接收无线信号，当两副天线相距一定的距离(空间分集)或者采用不同的极化方向(极化分集)时，由于无线信号传播路径的不同，两副天线收到的合成信号不相关，其幅度同时减弱的可能性极少。对接收到的分集信号通过解调和分集合成，可以有效的解决多径问题。
目前在移动通讯系统中，基站多采用分集接收技术以改善移动台到基站方向(上行)的传播质量，从而提高移动台到基站的通话质量。而考虑到移动台的体积和供货必须较小等原因，在移动台中采用分集天线和两套接收设备的可能性较低。移动台侧接收往往未采用分集接收技术。考虑到无线信号传输的互易性，采用基站发射分集的办法可以达到类似的效果。基站和移动台的接收分集和发射分集示意图如附图2所示。其中图2a表示移动台接收存在的多径问题，即基站发出信号经过不同路径到达移动台时接收信号存在叠加信号可能加大和较少的情况；图2b表示基站利用空间分集接收解决基站接收的多径问题。
为了实现上述目的，本发明的采用如下的技术方案一种在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其特点是通过在基站中增加发射分集的天馈单元和一定比例的发射分集载频单元，通过自适应的发射分集处理流程，使基站具有发射分集的功能；包括以下步骤a、在基站中增加相应的天馈单元，提供发射分集的射频通道，将发射分集载频输出的信号从天线中发射出去；b、配置一定比例的载频单元，作为发射分集载频单元；c、若发现移动台接收质量较差，首先通过提高载频动态发射功率来解决；d、若载频发射功率达到最大值时，移动台接收质量仍然较差，则查询发射分集载频单元的载频空闲情况，确认是否有空闲载频用于发射分集使用；e、若通过查询发现发射分集载频单元的载频存在空闲，则使用此载频发射同频同步信号，实现发射分集。
上述在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其中，步骤b所述的发射分集载频单元的配置比例，可以根据基站实际使用地区的传播环境、以及需要的基站覆盖距离确定。
上述在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其中，步骤b所述的发射分集载频单元和常规载频单元在发射分集天馈口和常规天馈口具有相同的输出功率。
上述在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其中，当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，发射分集载频和常规载频发送信号同频同时隙。
上述在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其中，当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，若基站收发信台采用射频跳频，发射分集载频单元的跳频序列与对应常规载频的跳频序列保持一致。
一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，包括电源模块、接口单元、多个载频单元、第一合路单元、天线馈线，多个载频单元的信号经第一合路单元合并后从天线馈线发射出去；其特点是，还包括多个发射分集载频单元、一第二合路单元、以及一发射分集天线馈线，多个发射分集载频单元的载频信号经第二合路单元合并后从发射分集天线馈线发射出去，形成发射分集功能。
上述一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，其中，所述的发射分集载频单元根据基站实际使用地区的传播环境、以及需要的基站覆盖距离按比例配置确定。
上述一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，其中，所述的发射分集载频单元和常规载频单元在发射分集天馈口和常规天馈口具有相同的输出功率。
上述一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，其中，当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，该基站的发射分集载频和常规载频发送信号同频同时隙。
由于本发明采用了以上的技术方案，利用基站的发射分集解决移动台接收的多径问题，可以达到移动台采用分集接收所能达到的同样效果，从而该方法可以提高移动台的通话质量，增加基站的有效覆盖距离。同时，此方法不对移动台增加其他部件和功能，确保移动台体积的小型化和低功耗。
图2a、图2b分别为现有技术中无线通信系统的基站向移动台发射信号示意图。
图3为本发明具有发射分集功能的基站的结构示意图。
图4为本发明具有发射分集功能的基站向移动台发射信号示意图。
图5为本发明具有发射分集功能的基站发射信号流程示意图。
图6为本发明实施例之一全球数字移动通讯系统中具有发射分集功能基站收发信台的流程示意图。
请参阅图3，这是本发明具有发射分集功能的基站的结构示意图。本发明具有发射分集功能的基站包括电源模块11、接口单元12、多个载频单元13、第一合路单元14、天线馈线15，多个载频单元的信号经第一合路单元合并后从天线馈线发射出去；还包括再配置的多个发射分集载频单元21、一第二合路单元22、以及一发射分集天线馈线23，再配置的多个发射分集载频单元经第二合路单元合并后从发射分集天线馈线发射出去，形成发射分集功能。所述的发射分集载频单元根据基站实际使用地区的传播环境、以及需要的基站覆盖距离按比例配置确定。发射分集载频单元和常规载频单元在发射分集天馈口和常规天馈口具有相同的输出功率。
请参阅图4，这是本发明具有发射分集功能的基站向移动台发射信号的示意图，考虑到无线传输的互易性原理，利用基站的发射分集功能解决移动台接收的多径问题。
图5为本发明具有发射分集功能的基站发射信号的流程示意图。在基站中增加发射分集的天馈单元和一定比例的发射分集载频单元，并通过自适应的发射分集处理流程，使基站具有发射分集的功能。该方法进一步包括以下步骤1、在基站中增加相应的天馈单元，提供发射分集的射频通道为了实现基站的发射分集，必须首先为发射分集载频单元提供射频通道，将发射分集载频输出的信号从天线中发射出去。
射频通道包括天线、馈线和可能采用的合路器等。使用合路器的目的是将多载频单元的输出予以合并，从而节约天馈资源。
2、配置一定比例载频单元，做为发射分集载频单元由于发射分集载频单元的射频通道与普通载频的射频通道不同，发射分集载频应该是普通载频以外单独配置的载频单元。
为了降低具有发射功能基站的成本，对于发射载频单元配置的数量少于普通载频的数量。即仅在利用常规手段无法改善移动台的接收质量时，才使用基站的发射分集功能。发射分集载频单元的配置比例，可以根据基站实际使用地区的传播环境、以及需要的基站覆盖距离等确定。
同时为了保证良好的分集效果，在发射分集天馈口和常规天馈口，发射分集载频单元和常规载频单元应该具有相同的输出功率。
3、若发现移动台接收质量较差，首先通过提高载频动态发射功率来解决当基站收到移动台上报的消息指示移动台接收质量较差时，首先使用常规的手段、即提高载频动态发射功率来解决。通过加大载频的动态发射功率，移动台接收到信号的电平将增大，从而有助于提高移动台的接收质量。
如果通过常规的方式解决了移动台接收质量较差的问题，则无需采用基站的发射分集功能。这样既减少了分集载频单元配置数量，又降低了流程的处理复杂性。
4、若载频发射功率达到最大值时，移动台接收质量仍然较差，则查询发射分集载频单元的载频空闲情况基站载频发射功率的最大值是由载频功率输出和基站配置决定的。当通过3所述的调整，若载频发射功率达到最大值时，移动台接收质量仍然较差，则采用基站的发射分集功能以改善移动台的接收质量。
由于发射分集载频单元的数量是按照一定比例配置的，需要通过查询发射分集载频单元的载频空闲情况，确认是否有空闲载频用于发射分集使用。
5、若发射分集载频单元的载频存在空闲，则使用此载频发射同频同步信号，实现发射分集若通过查询发现载频存在空闲，则启动发射分集功能；否则维持现状。
由于移动台只能接收同频同步的信号，常规载频和发射分集载频发射的信号必须做到同频同步，以便移动台的接收。
当本次呼叫结束时，同时释放常规载频和发射分集载频。
请参阅图6，这是本发明的实施例之一全球数字移动通讯系统中具有发射分集功能基站收发信台的流程示意图。
当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，发射分集载频和常规载频发送信号必须做到同频同时隙；若基站收发信台采用射频跳频，发射分集载频单元的跳频序列必须与对应常规载频的跳频序列保持一致。
1、发射分集的天馈系统对于全球数字移动通讯系统(GSM)，载频的天馈系统包括合路器、馈线和天线等，目前已经相当成熟。可以采用和普通载频类似的天馈系统做为发射分集载频的天馈系统。
2、发射分集载频数量的配置比例通过测试表明，对于不同的地形情况和移动台移动速度，分集接收对于接收信号的提高即分集增益是不同的。一般情况下，对于高速移动的移动台分集增益较高、地形起伏较大地区的分集增益较高。
在配置发射分集载频数量时，需要根据实际基站覆盖区域的移动台移动速度和地形情况而合理确定载频数量。
3、发射分集的启动流程当基站控制器(BSC)或者基站收发信台(BTS)通过收到的移动台(MS)上报的消息指示其接收质量较低时，在通过调整载频动态发射功率仍不能解决问题情况下，查询可用的发射分集载频，使用基站的发射分集功能改善移动台的接收质量。
4、发射分集载频和常规载频发送信号的要求由于移动台在某一时刻仅能接收同频的信号，同时由于GSM采用的时分多址的空中接口复用方式，移动台仅在特定的时隙接收和发送信号。所以发射分集载频和常规载频发送信号必须做到同频同时隙。
由于发射分集载频和常规载频位于同一基站内，实现其发送信号的同频同时隙较容易。
5、基站收发信台采用射频跳频时的要求若基站收发信台采用射频跳频，为了保证移动台的接收，发射分集载频单元的跳频序列必须与对应常规载频的跳频序列需要保持一致。
在移动通讯系统中，利用基站的分集接收可以获取的分集增益是与对于地形情况和移动台移动速度有关的。一般情况下，对于高速移动的移动台分集增益较高、地形起伏较大地区的分集增益较高。考虑到无线信号传播的互易性，发射分集和分集接收具有同样的效果。
对于全球数字移动通讯系统中，基站分集接收增益的实际测试结果如下表所示。对于移动台的接收，基站发射分集具有类似的结果。
表中，衰落模型中TU3指城市地区、步行时速3公里情况下多径模型，TU50指城市地区、车速时速50公里情况下多径模型，HT100指多山地区、车速时速100公里情况下多径模型，RA250指郊区、车速时速250公里情况下多径模型；II RBER是GSM信源编码中二类编码的误码率，Ib RBER是一类编码的误码率，FER是帧误码率。
测试结果表明，在市区步行时分集增益较大，市区中速行驶时分集增益明显，多山的地区分集增益不太明显，郊区高速行驶时分集增益最为明显。
权利要求
1.一种在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其特征在于通过在基站中增加发射分集的天馈单元和一定比例的发射分集载频单元，通过自适应的发射分集处理流程，使基站具有发射分集的功能；包括以下步骤a、在基站中增加相应的天馈单元，提供发射分集的射频通道，将发射分集载频输出的信号从天线中发射出去；b、配置一定比例的载频单元，作为发射分集载频单元；c、若发现移动台接收质量较差，首先通过提高载频动态发射功率来解决；d、若载频发射功率达到最大值时，移动台接收质量仍然较差，则查询发射分集载频单元的载频空闲情况，确认是否有空闲载频用于发射分集使用；e、若通过查询发现发射分集载频单元的载频存在空闲，则使用此载频发射同频同步信号，实现发射分集。
2.根据权利要求1所述的在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其特征在于，步骤b所述的发射分集载频单元的配置比例，根据基站实际使用地区的传播环境、以及需要的基站覆盖距离确定。
3.根据权利要求1所述的在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其特征在于，步骤b所述的发射分集载频单元和常规载频单元在发射分集天馈口和常规天馈口具有相同的输出功率。
4.根据权利要求1所述的在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其特征在于，当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，发射分集载频和常规载频发送信号同频同时隙。
5.根据权利要求1所述的在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法，其特征在于，当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，若基站收发信台采用射频跳频，发射分集载频单元的跳频序列与对应常规载频的跳频序列保持一致。
6.一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，包括电源模块、接口单元、多个载频单元、第一合路单元、天线馈线，多个载频单元的信号经第一合路单元合并后从天线馈线发射出去；其特征在于，还包括多个发射分集载频单元、一第二合路单元、以及一发射分集天线馈线，多个发射分集载频单元的载频信号经第二合路单元合并后从发射分集天线馈线发射出去，形成发射分集功能。
7.根据权利要求6所述的一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，其特征在于，所述的发射分集载频单元根据基站实际使用地区的传播环境、以及需要的基站覆盖距离按比例配置确定。
8.根据权利要求6所述的一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，其特征在于，所述的发射分集载频单元和常规载频单元在发射分集天馈口和常规天馈口具有相同的输出功率。
9.根据权利要求6所述的一种在移动通讯系统中具有发射分集功能的基站，其特征在于，当上述的移动通讯系统为全球数字移动通讯系统时，该基站的发射分集载频和常规载频发送信号同频同时隙。
全文摘要
本发明公开了一种在移动通讯系统中使基站具有发射分集功能的方法及其基站，通过在基站中增加发射分集的天馈单元和一定比例的发射分集载频单元，再通过自适应的发射分集处理流程，使基站具有发射分集的功能。本发明可以提高移动台的通话质量，增加基站的有效覆盖距离。
文档编号H04B7/06GK1402567SQ0112655
公开日2003年3月12日 申请日期2001年8月27日 优先权日2001年8月27日
发明者蒋晔 申请人:华为技术有限公司