专利名称：一种采用智能天线覆盖高速路的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信网络，尤其涉及通信网络对高速路进行覆盖的方法。
背景技术：
随着移动通信事业的不断发展，运营商们都在精心打造自己的精品网络品牌形象。 高速路(包括高速公路和铁路等)作为交通枢纽辐射全国区域，该类地区的无缝覆盖也 成为完善网络质量的一个重要指标。
高速路沿线具有覆盖范围广，容量需求不大，覆盖区呈连续带状等特点。在满足覆 盖要求的情况下站点应尽量少，这样有利于节约建站成本，也便于后期网络的维护。
高速路上的通信用户在旅行途中一直处于车厢内，沿着交通线高速移动，只有到达 上下路口处或停靠站点时才有采用附近网络的需求。同时由于用户大部分时间处在高速 移动中，尤其是铁路提速以后，时速会超过200km/h，这样导致越区切换十分频繁，所 以在建站时需要考虑可靠切换的问题。高速移动时切换带过小就会导致切换流程无法完 成。基站之间的切换带由于规划和调整的自由度比较大，不会存在较大问题。但是同一 站内各扇区间切换带规划和调整的自由度较小，在200km/h以上的移动速度下，切换带 基本需要保证在上百米左右。这么宽的切换带，对于站内小区覆盖来讲难以实现。
现有处理方式主要是有两种方法， 一种是采用八字形天线进行覆盖，但是缺点是该 天线增益较小，网络覆盖时需要建站较多，成本太高。
另一种是方法如专利申请号为200410080166.5的中国专利申请"用于公路无线覆 盖的天线配置方法"，采用两个定向天线覆盖高速公路相反的方向，两个天线配置为同 一小区，这样避免了站内切换的问题，但是没有考虑车厢穿透损耗的问题。由于用户处 于高速移动的汽车、火车内，无线信号的入射方向如果与车厢夹角过小，车厢的穿透损 耗就会比较大，用户接收到的信号就会很弱，所以基站所处位置不能紧贴高速路边，而 要与高速路相距一定距离。高增益的定向天线前后比较大，使得定向天线下的覆盖范围 比较小，这样的话两个定向天线波束的角度如果过大，会导致两个天线无线覆盖交叠区 域的面积较小，可能产生覆盖盲区；而如果两天线波束的角度过小，又会导致覆盖距离 变小，同样距离需要建站的数目增多，增大了整个网络的建设成本。定向天线固定的波 束指向给网络规划带来了不小的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服高速路覆盖中现有技术天线增益小及覆盖不灵 活等缺点给网络规划带来的困难，提供一种用智能天线对高速路覆盖的方法。
本发明的技术方案为采用两副天线分别覆盖高速路的两个相反方向，所述两副 智能天线位于同一基站， 一副为N个阵元， 一副为M个阵元，其中N》M》1;设置两 副天线覆盖的区域为同一小区，两副天线分别连接到两个射频处理单元，两个射频处理
单元连接到一个基带处理单元；
在基站上行接收时，两个射频处理单元分别将接收到的两副天线的射频信号转换成 N个通道的基带IQ数据和M个通道的IQ数据，两组IQ数据合并成一组N通道数据后 送入基带处理单元处理；
基站下行发射时，根据上行合并后N通道的接收数据的信道估计计算天线的业务波 束赋形权值，与基带发射数据部分相乘后，把相同的信号分别送入两个射频处理单元， 经过处理转换成为射频信号后，再通过两副智能天线发射出去。
上述方案中，所述基站与高速路之间有一定距离，使信号方向与高速路方向之间所 成夹角为e: 0<^<45°。
上述方案中的两组IQ数据合并成一组N通道数据的方法为按照对应序号的通道 数据直接相加，在M如果小于N的情况下，后面的地方相当于数据为0。
本发明利用两副智能天线覆盖高速路的不同方向，两副天线覆盖区域配置为同一个 小区，避免了高速移动时站内切换带过短引起掉话的可能。相比定向天线，智能天线具 有更高的增益和干扰抑制能力，还可以通过权值配置调整覆盖范围。本发明中使基站与 高速路有一定距离，从而使天线信号与高速路之间有一定夹角，可以解决穿透损耗问题。
图l是智能天线业务波束覆盖高速路示意图； 图2是智能天线连接方式示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述
本发明采用两副智能天线，它们位于同一基站， 一副为N个阵元， 一副为M个阵 元(其中iV2M21) ， N和M根据基带处理能力确定。两副天线分别覆盖高速路的两个相反的方向，设置这两副天线覆盖的区域为同一小区，如图1所示。图1中，两个小 长方形表示两副智能天线，两条横向的平行线表示高速路。图中椭圆表示波束指向示意， 智能天线的业务波束是随着用户移动而实时变化的。
图2是智能天线与基站设备连接方式的示意图，其中智能天线1连接射频处理单元 3，智能天线2连接射频处理单元4，射频处理单元3、 4同时与基带处理单元相连。
由于用户处于汽车、火车内，考虑到车厢穿透损耗的影响，设置天线与覆盖的高速 路之间保持一定的距离，这样使发射信号与车厢有一定夹角e,能有效减少穿透损耗， 夹角一般取0<0<45°。两副智能天线位于同一基站， 一副为N个阵元， 一副为M个 阵元(其中iV2M21)，下面以取N-M为例。
基站上行接收时，智能天线l将接收的射频信号送往射频处理单元3，智能天线2 将接收的射频信号送往射频处理单元4，射频处理单元3和4分别将两组N通道射频信 号转换成两组N通道基带IQ数据。本方法基带部分最多能够同时处理N个通道的数据， 所以两组N通道IQ数据在基带处理之前先合并为1组N通道数据，然后送入基带处理 单元进行处理。 一种比较简单的合并数据方式为按照对应序号的通道数据直接相加，在 M如果小于N的情况下，后面不对应的地方相当于数据为O。
基站下行发射时，要利用上行合并后N通道接收数据的信道估计计算天线的业务波 束赋形权值，与基带待发射数据部分相乘后，把相同的信号分别送入射频处理单元3和 射频处理单元4，经过转换成为射频信号后，再通过两副智能天线l和2发射出去。
智能天线的权值分为广播波束权值和业务波束权值。前者是用做网络广播覆盖的， 一副天线通常在网络规划时就会配置一个合适的广播权值，从而产生特定的覆盖形状和 指向，而天线本身的姿态不用过多调整。这正是智能天线本身方便各种环境网络规划的 特点。业务波束的权值是根据用户的上行接收信号实时计算的，所以主瓣能够始终指向 移动用户，提供较高的增益和干扰抑制。本发明中，智能天线的广播权值可以通过后台 进行配置，改变不同的权值就可以改变波束的覆盖范围，从而为不同道路弯曲程度和不 同环境的网络规划及优化带来了便利。
权利要求
1、一种采用智能天线覆盖高速路的方法，其特征在于，采用两副天线分别覆盖高速路的两个相反方向，所述两副智能天线位于同一基站，一副为N个阵元，一副为M个阵元，其中N≥M≥1；设置两副天线覆盖的区域为同一小区，两副天线分别连接到两个射频处理单元，两个射频处理单元连接到一个基带处理单元；在基站上行接收时，两个射频处理单元分别将接收到的两副天线的射频信号转换成N个通道的基带IQ数据和M个通道的IQ数据，两组IQ数据合并成一组N通道数据后送入基带处理单元处理；基站下行发射时，根据上行合并后N通道的接收数据的信道估计计算天线的业务波束赋形权值，与基带发射数据部分相乘后，把相同的信号分别送入两个射频处理单元，经过处理转换成为射频信号后，再通过两副智能天线发射出去。
2、 权利要求l所述的采用智能天线覆盖高速路的方法，其特征在于，所述基站与 高速路之间有一定距离，使信号方向与高速路方向之间所成夹角为e: 0<0<45°。
3、权利要求1或2所述的采用智能天线覆盖高速路的方法，其特征在于，所述两组 IQ数据合并成一组N通道数据的方法为按照对应序号的通道数据直接相加。
全文摘要
一种采用智能天线覆盖高速路的方法，采用位于同一基站的两副智能天线，一副为N个阵元，一副为M个阵元；两副天线分别覆盖高速路的两个相反方向；设置两副天线覆盖的区域为同一小区，两副天线分别连接到两个射频处理单元，两个射频处理单元连接到一个基带处理单元；上行接收时两组IQ数据合并成一组N通道数据后送入基带处理单元处理；下行发射时，根据上行合并后N通道的接收数据的信道估计计算天线的业务波束赋形权值，与基带发射数据部分相乘后，把相同的信号分别送入两个射频处理单元，经过处理转换成为射频信号后，再通过两副智能天线发射出去。本发明避免了高速移动时站内切换带过短引起掉话的可能。还可以解决穿透损耗问题。
文档编号H04W16/00GK101453740SQ200710124908
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者李春滨 申请人:中兴通讯股份有限公司