专利名称：天线阵列及天线阵列信号发射方法
技术领域：
本发明涉及一种天线阵列技术，尤其涉及一种高速铁路中天线阵列及天线阵列信 号发射方法。
背景技术：
在整个3G网络覆盖中，高速铁路的覆盖是不能或缺的部分。作为一种特殊的高速 场景，小区(Cell)在高速铁路是沿线覆盖的，在高速铁路组网方案中，多个小区按线性排 列，基站在每个小区内有多个分布式天线阵列，分别位于多个不同的塔台上，发射相同的信 号。因此，该小区内的每个用户设备(UE，User Equipment)会收到多个塔台上的不同天线 阵列发射来的相同信号。在现有技术中，一个小区内不同天线阵列的发射完全同步，UE接收到的信号是从 不同塔台上的天线阵列发射来的信号的叠加，UE利用叠加后的合成信号进行信道估计并解 调。除了与UE相邻的两个塔台上的天线阵列外，其它天线阵列发射来的信号由于与UE的 距离遥远，衰减很大，通常可以忽略不计。当UE处于两个塔台中间，即与该两个塔台上的两个天线阵列的距离相等时，两个 天线阵列发射的信号的功率相同，且同时到达UE。此时，由于这两个信号的相位是完全独立 的，合成信号等于两个等功率且相位随机信号的叠加，因此会出现大量的反相抵消。以天线阵列1和天线阵列2为例，天线阵列1发射信号Sl -.Sl = A产部，天线阵 列2发射信号S2 幻二 A2exat^，则UE收到合成信号S = Sl + S2 = AxeK°"+^ + A2Z均， 其中，Ai为信号幅值，Qi为信号相位。如图1、图2a至图2c所示，分别为信号S1与信号S2 的信号合成示意图及UE接收信号的信号时域示意图，其中，纵坐标为Ai的绝对值|Α」，横坐 标为时间t，单位是码片。可见，且当同时到达UE，即两个信号的幅度A1与A2的模值相近，
约等于A时，合成信号=，此时，若相位θ工与θ 2的差接近(2k+l)
，其中k为整数，合成信号的功率很小，几乎为零，相当于接收信号经历了一次快速衰减， 信号的解调性能很差。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种天线阵列及天线阵列信号发射方法， 能够避免UE侧接收到的来自不同天线阵列的信号的反相抵消，提高信号的解调性能。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供一种天线阵列信号发射方法，该方法包括将同一小区内的所有天线阵列分为N类，其中，N >2，且与用户设备UE相邻的两 个天线阵列属于不同类别；为不同类别的天线阵列设置不同的延时参数；收到基站发来的信号后，每个天线阵列经过自身对应的延时后，向UE发射信号。
上述技术方案中，所述延时参数分为零延时参数和非零延时参数，所述非零延时 参数根据信道时延扩展、信号间的时间间隔设置。所述非零延时参数大于信道时延扩展且小于信号间的时间间隔。所述天线阵列的分类按照天线阵列的位置序号进行。所述N等于2，天线阵列分别为奇数号天线阵列和偶数号天线阵列。所述偶数号天线阵列的延时参数为零延时参数，奇数号天线阵列的延时参数为非 零延时参数；或者所述奇数号天线阵列的延时参数为零延时参数，偶数号天线阵列的延时参数为非 零延时参数。本发明还提供了一种天线阵列，包括信号接收单元、延时单元及信号发射单元； 具体的信号接收单元，用于接收基站发来的信号；延时单元，用于根据预先设置的与天线阵列类别相应的延时参数，发送延时指令 给信号发射单元；信号发射单元，用于根据收到的延时指令，进行所设置的延时后，将基站发来的信 号发送给该天线阵列所处小区内的UE。上述技术方案中，所述延时参数分为零延时参数和非零延时参数，所述非零延时 参数根据信道时延扩展、信号间的时间间隔设置。所述非零延时参数大于信道时延扩展且小于信号间的时间间隔。与现有技术相比，本发明通过在天线阵列中设置延时参数，从而当UE与相邻的两 个天线阵列的距离相等时，两个天线阵列的发射功率虽然相当，但由于发射时间错开，避免 了 UE侧接收到的来自不同天线阵列的信号的反相抵消，因此不会造成信号的快速衰减，明 显提高了信号的解调性能。
图1为信号S1与信号S2的信号合成示意图；图2a为UE接收信号Sl的信号时域示意图；图2b为UE接收信号S2的信号时域示意图；图2c为UE接收合成信号S的信号时域示意图；图3为本发明天线阵列信号发射方法的流程示意图；图4为天线阵列延迟发射的结构示意图；图5a为本发明UE接收信号Sl的信号时域示意图；图5b为本发明UE接收信号S2的信号时域示意图；图5c为本发明UE接收合成信号S的信号时域示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是通过在属于同一小区的天线阵列中设置延时参数，与UE等 距离的相邻两个天线阵列在不同时刻向UE发射同样的信号，从而避免了 UE侧接收到的来 自不同天线阵列的信号的反相抵消，提高了合成信号的解调性。
当发射信号时，属于同一个小区的不同天线阵列发射的是同样的信号，其中一个 天线阵列比另一个延迟若干个码片(chip)再发射，延迟的时间由信道时延扩展、信号间的 时间间隔等参数设置。这样，UE接收到的两个天线阵列的发射信号的主要的径在时域错 开。到达同一 UE的从两个天线阵列发出的信号可以看作是同一信号的两个多径信号，在时 间上错开，从而避免了因叠加而导致的快速衰减，UE通过现有的联合检测等接收算法可以 充分利用多条径能量。图3为本发明天线阵列信号发射方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括步骤1、将同一小区内的所有天线阵列分为N类，其中，N ^ 2，且与UE相邻的两个 天线阵列属于不同类别；本步骤中，天线阵列可以按照位置序号进行分类；步骤2、为不同类别的天线阵列设置不同的延时参数；本步骤中，所述延时参数分为零延时参数和非零延时参数，零延时参数即时延参 数为零；所述非零延时参数根据信道时延扩展、信号间的时间间隔等参数设置；所述非零 延时参数大于信道时延扩展且小于信号间的时间间隔；所述信号间的时间间隔为信息传输 速率的倒数。步骤3、收到基站发来的信号后，每个天线阵列经过自身对应的延时后，向UE发射信号。进一步地，UE接收各个天线阵列发来的信号，根据合成信号进行信道估计并解调。下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明天线阵列信号发射方法。本实施例中，类别数目N = 2，本发明方法包括步骤11、将同一小区内的所有天线阵列沿线依次编号，并按编号分为两类偶数 号天线阵列和奇数号天线阵列；步骤12、分别为奇数号天线阵列和偶数号天线阵列设置延时参数，其中，偶数号天 线阵列的延时参数为零，奇数号天线阵列的延时参数大于信道时延扩展且小于信号间的时 间间隔；步骤13、收到基站发来的信号后，偶数号天线阵列按照当前定时信息向UE发射信 号，而奇数号天线阵列经过自身对应的延时后，向UE发射该信号。进一步地，UE接收奇数号天线阵列和偶数号天线阵列发来的信号，根据合成信号 进行信道估计并解调。上述实施例中，也可以将奇数号天线阵列的延时参数设置为零，而偶数号天线阵 列延迟参数设置为大于信道时延扩展且小于信号间的时间间隔。图4为天线阵列延迟发射的结构示意图，如图4所示，奇数号天线阵列经过设置的 延时后，将信号发送给UE。该实施例中，若仅考虑相邻奇数号天线阵列和偶数号天线阵列发来的信号，其它 天线阵列发射来的信号由于与UE的距离遥远，衰减很大，忽略不计。则具体天线阵列发射 信号及UE接收信号情况如下假设信道时延扩展为4个码片，在奇数号天线阵列设置的延时参数为5个码片，在 偶数号天线阵列设置的延时参数为0个码片，即偶数号天线阵列不进行延时。在t时刻，天 线阵列2向UE发射信号；经过5个码片的延时后，天线阵列1向UE发射同样的信号。经过多径信道后，UE收到的天线阵列2的信号如图5a所示，UE收到的天线阵列1的信号如图 5b所示，图5c为UE接收合成信号S的信号时域示意图，如图5c所示，经过5个码片的延时 后，两路信号在时域上没有重合，因此不会造成相同信号的反相抵消。本发明还提供了一种天线阵列，包括信号接收单元、延时单元及信号发射单元； 具体的信号接收单元，用于接收基站发来的信号；延时单元，用于根据预先设置的与天线阵列类别相应的延时参数，发送延时指令 给信号发射单元；信号发射单元，用于根据收到的延时指令，进行所设置的延时后，将基站发来的信 号发送给该天线阵列所处小区内的UE。所述延时参数分为零延时参数和非零延时参数，所述非零延时参数根据信道时延 扩展、信号间的时间间隔等参数设置。所述非零延时参数大于信道时延扩展且小于信号间的时间间隔。高速铁路无线通信中利用本发明信号延迟发射方案，避免了与UE等距离的相邻 两个天线阵列发射的相同信号的反相抵消，实现方便，性能改善显著。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
一种天线阵列信号发射方法，其特征在于，该方法包括将同一小区内的所有天线阵列分为N类，其中，N≥2，且与用户设备UE相邻的两个天线阵列属于不同类别；为不同类别的天线阵列设置不同的延时参数；收到基站发来的信号后，每个天线阵列经过自身对应的延时后，向UE发射信号。
2.根据权利要求1所述的天线阵列信号发射方法，其特征在于，所述延时参数分为零 延时参数和非零延时参数，所述非零延时参数根据信道时延扩展、信号间的时间间隔设置。
3.根据权利要求2所述的天线阵列信号发射方法，其特征在于，所述非零延时参数大 于信道时延扩展且小于信号间的时间间隔。
4.根据权利要求1或3所述的天线阵列信号发射方法，其特征在于，所述天线阵列的分 类按照天线阵列的位置序号进行。
5.根据权利要求4所述的天线阵列信号发射方法，其特征在于，所述N等于2，天线阵 列分别为奇数号天线阵列和偶数号天线阵列。
6.根据权利要求5所述的天线阵列信号发射方法，其特征在于，所述偶数号天线阵列 的延时参数为零延时参数，奇数号天线阵列的延时参数为非零延时参数；或者所述奇数号天线阵列的延时参数为零延时参数，偶数号天线阵列的延时参数为非零延 时参数。
7.一种天线阵列，其特征在于，包括信号接收单元、延时单元及信号发射单元；具体的信号接收单元，用于接收基站发来的信号；延时单元，用于根据预先设置的与天线阵列类别相应的延时参数，发送延时指令给信 号发射单元；信号发射单元，用于根据收到的延时指令，进行所设置的延时后，将基站发来的信号发 送给该天线阵列所处小区内的UE。
8.根据权利要求7所述的天线阵列，其特征在于，所述延时参数分为零延时参数和非 零延时参数，所述非零延时参数根据信道时延扩展、信号间的时间间隔设置。
9.根据权利要求8所述的天线阵列，其特征在于，所述非零延时参数大于信道时延扩 展且小于信号间的时间间隔。
全文摘要
本发明公开了一种天线阵列信号发射方法，该方法包括将同一小区内的所有天线阵列分为N类，其中，N≥2，且与UE相邻的两个天线阵列属于不同类别；为不同类别的天线阵列设置不同的延时参数；收到基站发来的信号后，每个天线阵列经过自身对应的延时后，向UE发射信号。本发明还公开了一种天线阵列，包括信号接收单元、延时单元及信号发射单元。本发明的天线阵列及天线阵列信号发射方法能够避免UE侧接收到的来自不同天线阵列的信号的反相抵消，提高信号的解调性能。
文档编号H04B7/06GK101938303SQ20091008760
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者殷玮玮, 江海, 耿鹏, 马毅华 申请人:中兴通讯股份有限公司