一种实现超远覆盖的双拼设备、系统及方法与流程

本发明涉及无线覆盖技术，尤其涉及一种实现超远覆盖的双拼设备、系统及方法。

背景技术：

高铁网络中，由于存在如大桥等这些不易设置基站的困难场景，同时由于高铁网络中大量基站站址继承原有2g站点，而2g频点低覆盖远，各基站的站间距超过4g覆盖站间距的要求，故高铁网络中的4g覆盖存在超远覆盖诉求。

当前高铁网络采用远端射频模块(rru，remoteradiounit)背靠背方式进行小区合并覆盖，具体组网方式如图1所示。

通常情况下天线相对挂高为20m左右时站间距在1.2km以内，在高铁网络中设置的基站站间距大于1.5km需要进行超远覆盖的情况下，可以通过新增站点来实现大范围覆盖，但由于高铁网络中基站站址获取越发困难，且配套的设施施工存在各种困难，导致新增站点成本较高。若不新增站点，可以通过抬升基站站高或使用高增益天线实现超远覆盖。但是，如果基站的铁塔过高会增加工程建设难度及风险，且会导致塔下弱覆盖；如果采用高增益天线则无法解决上行受限的问题，且高增益天线是通过增加振子数提升增益的，这样的天线尺寸较大，不利于安装。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种实现超远覆盖的双拼设备、系统及方法，可以节约成本且便捷可行。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现超远覆盖的双拼设备，所述双拼设备包括相同型号的至少两副天 线，与天线数目相同的远端射频模块rru，一个基带处理单元bbu；所述天线与所述rru一一对应连接，所述rru共同连接所述一个bbu；

其中，所述至少两副天线同方向并排安装且方位角和下倾角一致；

所述与天线数目相同的rru占用共同的频带资源，时隙对齐；

所述bbu，用于将所述与天线数目相同的rru接收的同一上行信号进行合并处理。

上述方案中，所述bbu，具体用于将所述与天线数目相同的rru接收的同一上行信号进行干扰拒绝合并irc均衡合并处理。

上述方案中，所述与天线数目相同的rru同方向并排安装，各rru之间的距离在预设范围内。

上述方案中，所述天线与所述rru通过跳线一一对应连接，所述rru通过光纤连接所述一个bbu。

上述方案中，所述与天线数目相同的rru通过同一个光口接入所述一个bbu。

上述方案中，所述天线包括两端口天线，所述rru包括双发双收rru。

一种实现超远覆盖的系统，所述系统包括：至少一组权利要求1-6所述的双拼设备，每组双拼设备安装在所述基站的不同方向上。

一种实现超远覆盖的方法，基于上述的双拼设备，所述方法包括：

应用至少两个rru分别接收同一上行信号；

通过bbu将所述至少两个rru接收到的同一上行信号进行合并处理。

上述方案中，所述方法还包括：

应用所述至少两个rru向终端发送同一下行信号。

上述方案中，所述通过bbu将所述至少两个rru接收到的同一上行信号进行合并处理，包括：

通过bbu将所述至少两个rru接收到的同一上行信号进行干扰拒绝合并irc均衡合并处理。

本发明实施例提供了一种实现超远覆盖的系统和方法，所述双拼设备包括 相同型号的至少两副天线，与天线数目相同的远端射频模块rru，一个基带处理单元bbu；所述天线与所述rru一一对应连接，所述rru共同连接所述一个bbu；其中，所述至少两副天线同方向并排安装且方位角和下倾角一致；所述bbu，用于将所述与天线数目相同的rru接收的同一上行信号进行合并处理；在上行接收上就有3db阵列增益和少量分集增益，能够接收到同方向上更远距离发射过来的信号，增强了基站的上行覆盖距离。所述与天线数目相同的rru占用共同的频带资源，时隙对齐，可以同时调度下行资源，叠加功率，可以向更远距离的终端发射信号，也有一定的下行覆盖增益。这样，将该双拼设备设置在基站的一个方向上时，就可以是现在该方向上的超远覆盖，本发明实施例直接利用2t2rrru构成的双拼设备，与现有技术中的增加站点、抬高基站相比是一种既节约成本又快速可行的方案，与现有技术中的采用高增益天线的方案相比解决了上行受限问题，且安装简单。

附图说明

图1为现有技术中的rru背靠背组网模式示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种双拼设备的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种rru与天线的连接示意图；

图4为本发明实施例2提供的一种实现超远覆盖的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例提供了一种双拼设备，如图2所示，所述双拼设备包括：相同型号的至少两副天线21，与天线数目相同的rru22，一个基带处理单元(bbu，basebandunit)23；所述天线21与所述rru22一一对应连接，所述rru22共同连接所述一个bbu23。

图2中只显示了两副天线21以及两个rru22；当然，所述双拼设备中也 可以设置两个以上天线21，以及与天线相同数目的rru，在此不做限制。

其中，如图2所示，所述至少两副天线21同方向并排安装且方位角和下倾角一致；所述与天线数目相同的rru22占用共同的频带资源，时隙对齐。所述bbu23，用于将所述与天线数目相同的rru接收的同一信号进行合并处理。

可选的，所述天线21为两端口天线，此时所述rru可以为双收双发(2t2r)rru。

本实施例中的天馈系统与传统基站类似，所述rru可以通过光纤12连接所述bbu。如图3所示，所述天线21与所述rru22可以通过跳线11一一对应连接，即bbu到rru用光纤拉远，rru上塔，通过跳线连接天线。

这样，本实施例提供的双拼设备中的至少两个rru具有相同的覆盖区域，该至少两个rru合并为一个扇区，若所述rru为2t2rrru，则在所述相同覆盖区域内的终端向基站发送上行信号s时，两个2t2rrru共4个通道接收同一个终端发送过来的同一个上行信号s，所述bbu将这两个rru接收的同一信号进行合并处理，这样就有3db阵列增益和少量分集增益，增强了上行覆盖距离。

示例的，lte网络中单小区上行接收场景，终端向基站的有用信号s时，两个2t2rrru相对一个2t2rrru的增益主要来自于接收分集增益和阵列增益，理论分析如下：

对于阵列增益，一个2t2rrru接收时，该rru接收上行信号为：y＝s+n

其中，s为基站上的rru接收的有用信号，n为基站上的rru接收的噪声；此时的上行接收信噪比如下：

其中，p为基站接收的有用信号功率，δ²为基站接收的噪声功率。

两个2t2rrru记为rru1和rru2，接收上行信号为：

rru1接收上行信号为：y1＝s+n1

rru2接收上行信号为：y2＝s+n2

其中，n为基站上的rru接收的噪声；

rru1和rru2接收的上行信号在基站上的bbu做合并后的信号为：

y＝y1+y2＝2s+n1+n2

此时的上行接收信噪比如下：

所以两个rru相对一个rru的增益如下：

即两个rru相对一个rru上行接收信噪比提升3db左右。

除此之外，两个rru相对一个rru在衰落信道下还有1～2db分集增益。故两个2t2rrru相对一个2t2rrru在上行接收上就有3db阵列增益和少量分集增益，能够接收到同方向上更远距离发射过来的信号，增强了基站的上行覆盖距离。两个rru各自接收终端的同一上行信号，并将接收到的信号发给bbu进行基带处理时，bbu将两个2t2rrru当成一个4t4rrru，对来自两个rru的上行信号进行干扰拒绝合并(irc，interferencerejectioncombining)均衡合并，统一进行纠偏处理。这样经过两个上行信号叠加，增加了上行解调性能，对处于远距离的终端发送的上行信号通过叠加解调后进一步增强，bbu将上行信号叠加以后，再进行纠偏处理，完成了高速移动下信号的解调。

同时，本实施例中所述的双拼设备在下行发射上采用小区合并联合调度方式，下行资源同时调度，作为小区合并的多个rru占用共同的频带资源，时隙均对齐，功率可以叠加，可以向更远距离的终端发射信号，也有一定的下行覆盖增益。

示例的，lte网络中单小区下行发射场景，基站向终端发射有用信号s时，两个2t2rrru相对一个2t2rrru的增益主要来自于功率增益，两个2t2rrru功率为一个2t2rrru的功率的2倍。理论分析如下：

一个2t2rrru时，一个2t2rrru应用一副两端口天线向终端发送下行 信号，此时，终端接收到的下行信号为：

y＝s+n

其中，s为终端接收的有用信号，n为终端接收的噪声。

此时的下行接收信噪比如下：

其中，p为终端接收的有用信号功率，δ²为终端接收的噪声功率。

两个2t2rrru时，两个2t2rrru同事分别应用两副两端口天线向终端发送下行信号，此时，终端接收到的下行信号为：

此时的下行接收信噪比如下：

所以两个rru相对一个rru的下行增益如下：

即两个rru相对一个rru上行接收信噪比提升3db左右。

所述与天线数目相同的rru通过同一个光口接入所述一个bbu。所述bbu在接口上可以同时支持至少两个rru级联方式，将两个rru通过同一个光口接入bbu，减少了传输资源要求。同时，优选的，如图2所示，所述与天线数目相同的rru可以与天线相应的同方向并排安装，各rru之间的距离在预设范围内，保证同方向的至少两个rru距离较近，也避免了多rru传输时延差过大无法信号合并的问题。

示例的，本实施例中的天线主要采用fad双频窄波束高增益天线，天线主要参数如下：工作频段：1880-2025/2555-2655mhz；水平波宽：33°/33°；增益：20dbi/21dbi；电调范围：2°-12°/2°-12°。

由于当前建设lte网络主要为上行受限，所以本实施例提供的双拼设备可以通过计算上行覆盖增加距离进行评估，通过链路预算，可以有效增强覆盖 20％～50％。如下表表1所示为f频段21dbi天线时采用一个2t2rrru与两个2t2rrru方案的覆盖距离对比表。

表1

由上表可以看出，采用双拼设备相对现有组网方案可以使覆盖距离扩展20％～50％，在天线挂高20m时采用双拼设备可以达到1.5km左右的站间距，相对现有组网方案中1.2km左右的站间距节省了25％的站址资源。

本实施例提供的双拼设备与现有技术中的组网方式相比，可以增加覆盖距离，解决了现有组网方案中lte由于频段较高，覆盖距离近无法完全利用2g站址的问题，使高铁等专网场景站间距可进一步做到1.5km以上，减少了站址诉求，满足了对大桥，继承2g站址等难以加站的场景覆盖诉求。

另外，由于2t2rrru属于现网大规模应用的设备，而4t4r的rru在国内td-lte通信系统中暂无应用，如果单独开发4t4r的rru，应用场景有限且相应的研发投入较大，直接利用2t2rrru构成的双拼设备是一种既节约成本又快速可行的方案。

本发明实施例还提供了一种实现超远覆盖的系统，所述系统包括：至少一组上述的双拼设备，每组双拼设备安装在所述基站的不同方向上。这样就可以提高所述基站在各个方向上的覆盖距离。

实施例2

本发明实施例还提供了一种实现超远覆盖的方法，所述方法基于实施例1中所述的双拼设备，如图4所示，本实施例方法的处理流程包括以下步骤：

步骤401、应用至少两个rru分别接收同一上行信号。

位于两个rru覆盖方向上的终端向其所在基站发送一个上行信号时，所述 至少两个rru分别通过其连接的天线接收该上行信号。

步骤402、通过bbu将所述至少两个rru接收到的同一上行信号进行合并处理。

所述至少两个rru接收到该上行信号后，将接收到的信号发给bbu进行基带处理时，将两个2t2rrru当成一个4t4r物理小区，对来自两个rru的上行信号进行合并处理，可选的，可以通过bbu将所述至少两个rru接收到的同一上行信号进行irc均衡合并处理。这样经过两个上行信号合并叠加，信噪比获得提升，增加了上行解调性能，对处于远距离的终端发送的上行信号通过叠加解调后进一步增强，bbu将上行信号叠加以后，再进行纠偏处理，完成了高速移动下信号的解调。

上述步骤是双拼设备进行上行接收时的步骤，当然，所述本实施例方法还包括双拼设备的下行发射步骤：步骤403、应用所述至少两个rru向终端发送同一下行信号。

双频设备在进行下行发射时，采用下行联合调度算法，下行资源同时调度，2个rru占用共同的时频资源，时隙均对齐，可以消除干扰，同时功率叠加，增强了下行覆盖范围，终端对收到的信号更容易解调。

本实施例方法采用至少两个2t2rrru合并，采用上行信号合并算法和下行联合调度算法增强了上下行覆盖，使覆盖距离扩展20％～50％，这样就可以利用已有2g站址进行高铁4g覆盖，节省铁塔和配套投资，实现低成本建网，加快了工程进度，实现高铁4g网络快速无缝覆盖。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方 框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。