专利名称：用于公路无线覆盖的天线配置方法
技术领域：
本发明涉及一种天线配置方法，尤其涉及一种用于公路覆盖的天线配置方法。
背景技术：
在无线通信系统中，公路无线覆盖是一种比较特殊的应用。在普通环境应用中，一般要求无线覆盖的区域接近于圆形，而公路无线覆盖的区域是狭窄的长条形，如图1所示，还要求沿着公路的覆盖区域尽可能的长，与公路垂直方向的覆盖则要求不高。
由于公路无线覆盖要求的特殊性，在现有技术中进行公路无线覆盖主要采用两种方法，方法一是采用若干个全向天线或八字型天线进行无线覆盖。全向天线的无线覆盖区域示意图如图2所示，八字型天线的无线覆盖区域与定向天线类似，只是该天线增益较小，相应覆盖范围小。全向天线或八字型天线的覆盖区域接近于圆形，由于公路无线覆盖的区域是狭窄的长条形，要求沿着公路的无线覆盖区域尽可能的长，与公路垂直方向的无线覆盖则要求不高。因此在采用全向天线或八字型天线进行公路无线覆盖时所使用的天线数量较多，导致天线的利用率不高，有一定的资源浪费。
方法二是利用两个定向天线进行相反方向的无线覆盖，两个天线分属不同的小区。两个方向相反的定向天线覆盖示意图如图3所示，由于两个天线分属不同的小区，用户从一个天线覆盖区域进入另一个天线覆盖区域时，必须进行信号切换，当用户到达小区边界时，由于原小区基站与新小区基站的载波频率不同，移动台必须在接收新基站的信号之前，中断与原基站的通信，公路上用户的移动速度比较快，当用户迅速脱离原来的小区进入一个新的小区时，新的小区可能来不及为用户分配通话信道，这时就会发通话过程中掉话现象，导致切换失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种用于公路无线覆盖的天线配置方法。该方法针对公路无线覆盖的特点，提供了尽可能大的覆盖范围，同时避免由于切换而引起的通话掉话。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于公路无线覆盖的天线配置方法，采用定向天线进行相反方向无线覆盖，包括1)将采用相反方向覆盖的定向天线接收的上行信号按照主分集方式进行合并处理；2)将下行信号分离成两个完全相同的信号，从采用相反方向覆盖的定向天线发送出去。
步骤1)所述相反方向覆盖的定向天线的覆盖范围部分重叠。所述采用相反方向覆盖的定向天线为两个或者所述采用相反方向覆盖的定向天线为四个，将其中两个天线分为一组，使其指向一个方向，另外两个天线分为一组，使其指向相反方向。
所述步骤1)具体包括步骤11)定向天线将接收到的信号通过双工器送入上行射频处理单元进行射频处理；12)射频处理单元输出的信号采用主分集合并方式输入同一个上行基带处理单元；13)上行基带处理单元进行信号的搜索、解调处理，按照信噪比进行信号合并，将合并后的信号送给后级进行相应处理。
步骤2)所述信号分离在基带处理过程中完成或在射频处理过程中完成。
所述信号分离的过程具体包括21)下行信号经过下行基带处理后被送入可编程逻辑器件接口；22)所述下行可编程逻辑器件接口将信号分离成完全相同的两份，分别送给第一下行射频处理单元和第二下行射频处理单元；23)所述第一、第二下行射频处理单元分别进行信号的射频处理，并将处理后的信号通过双工器发送到属于同一小区的定向天线上发射出去。
所述信号分离的过程具体包括31)进行下行信号的基带处理，并将处理后的信号送给下行射频处理单元；32)进行下行信号的射频处理，并将处理后的信号送给功分器；33)所述功分器将射频处理后的射频信号分成两份，分别发送给双工器，通过所述双工器送至天线发射出去。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明由于采用了定向天线进行相反方向的无线覆盖，与全向天线相比，天线增益比较大，覆盖范围提高，同时由于将相反方向覆盖的定向天线的上下行信号按照同一小区来处理，避免了小区间切换时容易发生的掉话现象。
图1为公路无线覆盖区域示意图；图2为全向天线的无线覆盖区域示意图；图3两个定向天线进行相反方向无线覆盖时的覆盖区域示意图；图4为本发明在基带处理过程中进行下行和上行信号处理的原理框图；图5为本发明在射频处理过程中进行下行和上行信号处理的原理框图；图6为本发明所述方法的流程图。
具体实施例方式
为了在长条状的区域范围内进行有效的无线覆盖，本发明在现有技术二的基础上进行了改进。由于两个方向相反的定向天线的覆盖范围分属于不同的小区，因此在小区切换时容易可能导致切换失败。据此，本发明采用两个定向天线进行反方向无线覆盖，保证两个定向天线的覆盖方向上相差接近180度，同时，将上下行信号处理按照同一个小区对待。在下行信号处理中，将信号分离成两个完全相同的信号，从两个天线发送出去；在上行信号处理中，将两个天线的信号按照主分集方式进行合并处理。主分集方式合并指的是将两个天线的信号中的任何一个指定为主集，另一个作为分集，通过对两个信号的强度或信噪比的比例合并相加成一个信号，送到后级处理，主分集方式合并通常也称作分集合并。
具体说，本发明所述方法包括三个主要的步骤，参考图6。步骤1，进行天线设置，对条状覆盖区设置相反方向覆盖的定向天线，使所述反向设置的天线覆盖区域分布在一个条状带上；步骤2和步骤3是信号的处理步骤；其中，步骤2将采用相反方向覆盖的定向天线接收的上行信号按照主分集方式进行合并处理；步骤3将下行信号分离成两个完全相同的信号，从采用相反方向覆盖的定向天线发送出去。通过所述步骤2、3，实现了将定向天线进行相反方向覆盖以及将定向天线的上下行信号处理按照同一个小区来处理的需求。
由于定向天线的方向性，会在反向设置的天线无线覆盖的条状区域带上产生覆盖盲点，即在两个方向天线的无线覆盖交合区域的覆盖面积较小，可能影响实际的通信效果，因此，在步骤1具体进行天线设置时，应使所述相反方向覆盖的定向天线的覆盖范围部分重叠，从而消除所述覆盖盲区。
上下行信号处理按照同一个小区对待，因此用户从两个定向天线中的一个天线的覆盖区进入另一个天线覆盖区时，在下行信号处理中，下行接收的信号虽然来自不同的天线，但由于信号完全相同，不需要进行切换，保持了下行信号在空间上的连续性。在上行信号处理中，由于用户大部分时间都在某一个天线的覆盖区，另一个天线接收不到用户的信号，当用户从一个天线的覆盖区进入另一个天线覆盖区时，两个天线同时接收到用户的信号，由于对两个天线的信号采用主分集合并方式，任何一个天线有信号，都可以保证上行业务的正常处理；同时由于上下行处理都按照同一个小区来对待，避免了由于切换而造成的掉话。
在本发明的两天线接收处理中，只需要将两个天线的朝向设置成相反的方向，基站接收信号不需要作特殊处理，按照两天线接收分集处理即可。在上行信号处理过程中，由于用户大部分时间都在某一个天线的覆盖区，另一个天线接收不到用户的信号，因此绝大部分时间用户的信号只在一个天线上存在，没有了两天线接收的处理增益问题。在下行信号处理过程中，本发明将下行信号分离成两个完全一样的信号，分别从两个天线发射出去，确保手机可以在两个天线的覆盖范围内收到同样的信号。
本发明在下行信号分离处理过程中，可以采用在基带处理中进行信号分离或者在射频处理中进行信号分离，可以根据应用和成本采用不同的实现方式，下面分别对两种处理方式进行说明。
在基带处理中进行信号分离时，需要将相应的信号复制成完全相同的两份，分别送给不同的射频通道，两个射频通道分别对信号进行处理，送给天线发射出去，这种处理方式需要两个射频处理单元，成本相对较高，但可以保证发射的信号功率。在基带处理中进行信号分离的过程一般是由FPGA(可编程逻辑器件)接口实现。
图4所示为在基带处理过程中进行下行和上行信号处理的原理框图。
在图4中的下行信号处理过程中，信号经过下行基带处理后，下行的FPGA接口将信号分离成完全相同的两份，分别送给两个不同的下行射频处理单元，由两个不同的下行射频处理单元分别进行射频处理后，信号通过双工器被发送到了属于同一小区的两个定向天线上，由两个定向天线分别发射出去。
在图4中的上行信号处理过程中，两个定向天线接收到的信号通过各自的双工器送入各自的上行射频处理单元，两个上行射频处理单元分别对接收到的信号进行射频处理后，采用主分集合并方式将信号送入上行基带处理单元，经过搜索、解调处理，按照信噪比将信号合并为一个后，送给后级进行相应处理。
在射频处理单元处进行信号分离时，基带处不需要进行特殊处理，只需要一个射频处理单元，信号经过射频处理后，通过功分器，将射频信号分成两份，分别送给两个天线发射出去，这样处理可以节省成本，但由于一个射频处理单元的额定功率是固定的，信号被分成两份后，每个天线的功率输出比上述在基带处理中进行信号分离方式中减少一半，相应的无线覆盖距离也会减少。
图5所示为在射频部分进行下行和上行信号处理的原理框图。
图5中的下行信号经过下行基带处理后，送给下行射频处理单元，经过射频处理单元处理后，信号送给功分器，功分器将射频处理单元输出的射频信号分成两份，分别发送给双工器，通过双工器送至天线发射出去，由于一个射频处理单元的额定功率是固定的，信号被分成两份后，每个天线的功率输出比上述在基带处理中进行信号分离方式中减少一半，相应的无线覆盖距离也会减少。
图5中的上行信号的处理过程与在基带处理过程中的上行信号处理方式相同，两个定向天线接收到的信号通过各自的双工器送入各自的上行射频处理单元，两个上行射频处理单元分别对接收到的信号进行射频处理后，采用主分集合并方式将信号送入上行基带处理单元，经过搜索、解调处理，按照信噪比将信号合并为一个后，送给后级进行相应处理。
在每个方向还分别可以采用两天线通过分集提高增益。
CDMA系统具有支持更软切换的功能，所谓更软切换，对上行而言，指的是基站同时接收两个上行信号，并在基带处理中，将两个信号按照信噪比合并为一个信号，由于基站对一个信号的处理通常采用两天线方式，因此将两个信号合并，意味着基站能够支持将四个天线的信号合并处理，这样就可以将两个天线分为一组，使其指向一个方向，另外两个天线分为一组，使其指向另外一个方向。
在上行信号处理过程中，同时对四个天线的信号进行合并处理，由于用户信号会同时出现在两个天线上，上行处理会有分集增益，提高了上行接收灵敏度，进而提高上行无线覆盖范围；在下行信号处理过程中，在每一组天线中任选一个发送下行信号即可，另外一个天线不发送信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于公路无线覆盖的天线配置方法，采用定向天线进行相反方向无线覆盖，其特征在于包括1)将采用相反方向覆盖的定向天线接收的上行信号按照主分集方式进行合并处理；2)将下行信号分离成两个完全相同的信号，从采用相反方向覆盖的定向天线发送出去。
2.根据权利要求1所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于，步骤1)所述相反方向覆盖的定向天线的覆盖范围部分重叠。
3.根据权利要求1所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括步骤11)定向天线将接收到的信号通过双工器送入上行射频处理单元进行射频处理；12)射频处理单元输出的信号采用主分集合并方式输入同一个上行基带处理单元；13)上行基带处理单元进行信号的搜索、解调处理，按照信噪比进行信号合并，将合并后的信号送给后级进行相应处理。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于步骤2)所述信号分离在基带处理过程中完成。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于步骤2)所述信号分离在射频处理过程中完成。
6.根据权利要求4所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于，所述信号分离的过程具体包括21)下行信号经过下行基带处理后被送入可编程逻辑器件接口；22)所述下行可编程逻辑器件接口将信号分离成完全相同的两份，分别送给第一下行射频处理单元和第二下行射频处理单元；23)所述第一、第二下行射频处理单元分别进行信号的射频处理，并将处理后的信号通过双工器发送到属于同一小区的定向天线上发射出去。
7.根据权利要求5所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于，所述信号分离的过程具体包括31)进行下行信号的基带处理，并将处理后的信号送给下行射频处理单元；32)进行下行信号的射频处理，并将处理后的信号送给功分器；33)所述功分器将射频处理后的射频信号分成两份，分别发送给双工器，通过所述双工器送至天线发射出去。
8.根据权利要求1所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于所述采用相反方向覆盖的定向天线为两个。
9.根据权利要求1所述的用于公路无线覆盖的天线配置方法，其特征在于所述采用相反方向覆盖的定向天线为四个，将其中两个天线分为一组，使其指向一个方向，另外两个天线分为一组，使其指向相反方向。
全文摘要
本发明公开了一种用于公路无线覆盖的天线配置方法，采用定向天线进行相反方向无线覆盖，将定向天线的上下行信号处理按照同一个小区来处理，在上行信号处理中，将采用相反方向覆盖的定向天线接收的信号按照主分集方式进行合并处理，在下行信号处理中，将信号分离成两个完全相同的信号，从采用相反方向覆盖的定向天线发送出去，本发明由于采用了定向天线进行相反方向覆盖，与全向天线相比，天线增益比较大，无线覆盖范围提高，同时由于将相反方向覆盖的定向天线的上下行信号按照同一小区来处理，避免了小区间切换时容易发生掉话现象。
文档编号H04B7/04GK1753327SQ20041008016
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者付红军 申请人:华为技术有限公司