專利名稱:天線陣列及天線陣列信號發(fā)射方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種天線陣列技術(shù),尤其涉及一種高速鐵路中天線陣列及天線陣列信 號發(fā)射方法。
背景技術(shù):
在整個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋中,高速鐵路的覆蓋是不能或缺的部分。作為一種特殊的高速 場景,小區(qū)(Cell)在高速鐵路是沿線覆蓋的,在高速鐵路組網(wǎng)方案中,多個(gè)小區(qū)按線性排 列,基站在每個(gè)小區(qū)內(nèi)有多個(gè)分布式天線陣列,分別位于多個(gè)不同的塔臺上,發(fā)射相同的信 號。因此,該小區(qū)內(nèi)的每個(gè)用戶設(shè)備(UE,User Equipment)會(huì)收到多個(gè)塔臺上的不同天線 陣列發(fā)射來的相同信號。在現(xiàn)有技術(shù)中,一個(gè)小區(qū)內(nèi)不同天線陣列的發(fā)射完全同步,UE接收到的信號是從 不同塔臺上的天線陣列發(fā)射來的信號的疊加,UE利用疊加后的合成信號進(jìn)行信道估計(jì)并解 調(diào)。除了與UE相鄰的兩個(gè)塔臺上的天線陣列外,其它天線陣列發(fā)射來的信號由于與UE的 距離遙遠(yuǎn),衰減很大,通??梢院雎圆挥?jì)。當(dāng)UE處于兩個(gè)塔臺中間,即與該兩個(gè)塔臺上的兩個(gè)天線陣列的距離相等時(shí),兩個(gè) 天線陣列發(fā)射的信號的功率相同,且同時(shí)到達(dá)UE。此時(shí),由于這兩個(gè)信號的相位是完全獨(dú)立 的,合成信號等于兩個(gè)等功率且相位隨機(jī)信號的疊加,因此會(huì)出現(xiàn)大量的反相抵消。以天線陣列1和天線陣列2為例,天線陣列1發(fā)射信號Sl -.Sl = A產(chǎn)部,天線陣 列2發(fā)射信號S2 幻二 A2exat^,則UE收到合成信號S = Sl + S2 = AxeK°"+^ + A2Z均, 其中,Ai為信號幅值,Qi為信號相位。如圖1、圖2a至圖2c所示,分別為信號S1與信號S2 的信號合成示意圖及UE接收信號的信號時(shí)域示意圖,其中,縱坐標(biāo)為Ai的絕對值|Α」,橫坐 標(biāo)為時(shí)間t,單位是碼片??梢?,且當(dāng)同時(shí)到達(dá)UE,即兩個(gè)信號的幅度A1與A2的模值相近,
約等于A時(shí),合成信號=,此時(shí),若相位θ工與θ 2的差接近(2k+l)
,其中k為整數(shù),合成信號的功率很小,幾乎為零,相當(dāng)于接收信號經(jīng)歷了一次快速衰減, 信號的解調(diào)性能很差。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明的主要目的在于提供一種天線陣列及天線陣列信號發(fā)射方法, 能夠避免UE側(cè)接收到的來自不同天線陣列的信號的反相抵消,提高信號的解調(diào)性能。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供一種天線陣列信號發(fā)射方法,該方法包括將同一小區(qū)內(nèi)的所有天線陣列分為N類,其中,N >2,且與用戶設(shè)備UE相鄰的兩 個(gè)天線陣列屬于不同類別;為不同類別的天線陣列設(shè)置不同的延時(shí)參數(shù);收到基站發(fā)來的信號后,每個(gè)天線陣列經(jīng)過自身對應(yīng)的延時(shí)后,向UE發(fā)射信號。
上述技術(shù)方案中,所述延時(shí)參數(shù)分為零延時(shí)參數(shù)和非零延時(shí)參數(shù),所述非零延時(shí) 參數(shù)根據(jù)信道時(shí)延擴(kuò)展、信號間的時(shí)間間隔設(shè)置。所述非零延時(shí)參數(shù)大于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí)間間隔。所述天線陣列的分類按照天線陣列的位置序號進(jìn)行。所述N等于2,天線陣列分別為奇數(shù)號天線陣列和偶數(shù)號天線陣列。所述偶數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為零延時(shí)參數(shù),奇數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為非 零延時(shí)參數(shù);或者所述奇數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為零延時(shí)參數(shù),偶數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為非 零延時(shí)參數(shù)。本發(fā)明還提供了一種天線陣列,包括信號接收單元、延時(shí)單元及信號發(fā)射單元; 具體的信號接收單元,用于接收基站發(fā)來的信號;延時(shí)單元,用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的與天線陣列類別相應(yīng)的延時(shí)參數(shù),發(fā)送延時(shí)指令 給信號發(fā)射單元;信號發(fā)射單元,用于根據(jù)收到的延時(shí)指令,進(jìn)行所設(shè)置的延時(shí)后,將基站發(fā)來的信 號發(fā)送給該天線陣列所處小區(qū)內(nèi)的UE。上述技術(shù)方案中,所述延時(shí)參數(shù)分為零延時(shí)參數(shù)和非零延時(shí)參數(shù),所述非零延時(shí) 參數(shù)根據(jù)信道時(shí)延擴(kuò)展、信號間的時(shí)間間隔設(shè)置。所述非零延時(shí)參數(shù)大于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí)間間隔。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明通過在天線陣列中設(shè)置延時(shí)參數(shù),從而當(dāng)UE與相鄰的兩 個(gè)天線陣列的距離相等時(shí),兩個(gè)天線陣列的發(fā)射功率雖然相當(dāng),但由于發(fā)射時(shí)間錯(cuò)開,避免 了 UE側(cè)接收到的來自不同天線陣列的信號的反相抵消,因此不會(huì)造成信號的快速衰減,明 顯提高了信號的解調(diào)性能。
圖1為信號S1與信號S2的信號合成示意圖;圖2a為UE接收信號Sl的信號時(shí)域示意圖;圖2b為UE接收信號S2的信號時(shí)域示意圖;圖2c為UE接收合成信號S的信號時(shí)域示意圖;圖3為本發(fā)明天線陣列信號發(fā)射方法的流程示意圖;圖4為天線陣列延遲發(fā)射的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5a為本發(fā)明UE接收信號Sl的信號時(shí)域示意圖;圖5b為本發(fā)明UE接收信號S2的信號時(shí)域示意圖;圖5c為本發(fā)明UE接收合成信號S的信號時(shí)域示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基本思想是通過在屬于同一小區(qū)的天線陣列中設(shè)置延時(shí)參數(shù),與UE等 距離的相鄰兩個(gè)天線陣列在不同時(shí)刻向UE發(fā)射同樣的信號,從而避免了 UE側(cè)接收到的來 自不同天線陣列的信號的反相抵消,提高了合成信號的解調(diào)性。
當(dāng)發(fā)射信號時(shí),屬于同一個(gè)小區(qū)的不同天線陣列發(fā)射的是同樣的信號,其中一個(gè) 天線陣列比另一個(gè)延遲若干個(gè)碼片(chip)再發(fā)射,延遲的時(shí)間由信道時(shí)延擴(kuò)展、信號間的 時(shí)間間隔等參數(shù)設(shè)置。這樣,UE接收到的兩個(gè)天線陣列的發(fā)射信號的主要的徑在時(shí)域錯(cuò) 開。到達(dá)同一 UE的從兩個(gè)天線陣列發(fā)出的信號可以看作是同一信號的兩個(gè)多徑信號,在時(shí) 間上錯(cuò)開,從而避免了因疊加而導(dǎo)致的快速衰減,UE通過現(xiàn)有的聯(lián)合檢測等接收算法可以 充分利用多條徑能量。圖3為本發(fā)明天線陣列信號發(fā)射方法的流程示意圖,如圖3所示,該方法包括步驟1、將同一小區(qū)內(nèi)的所有天線陣列分為N類,其中,N ^ 2,且與UE相鄰的兩個(gè) 天線陣列屬于不同類別;本步驟中,天線陣列可以按照位置序號進(jìn)行分類;步驟2、為不同類別的天線陣列設(shè)置不同的延時(shí)參數(shù);本步驟中,所述延時(shí)參數(shù)分為零延時(shí)參數(shù)和非零延時(shí)參數(shù),零延時(shí)參數(shù)即時(shí)延參 數(shù)為零;所述非零延時(shí)參數(shù)根據(jù)信道時(shí)延擴(kuò)展、信號間的時(shí)間間隔等參數(shù)設(shè)置;所述非零 延時(shí)參數(shù)大于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí)間間隔;所述信號間的時(shí)間間隔為信息傳輸 速率的倒數(shù)。步驟3、收到基站發(fā)來的信號后,每個(gè)天線陣列經(jīng)過自身對應(yīng)的延時(shí)后,向UE發(fā)射信號。進(jìn)一步地,UE接收各個(gè)天線陣列發(fā)來的信號,根據(jù)合成信號進(jìn)行信道估計(jì)并解調(diào)。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明天線陣列信號發(fā)射方法。本實(shí)施例中,類別數(shù)目N = 2,本發(fā)明方法包括步驟11、將同一小區(qū)內(nèi)的所有天線陣列沿線依次編號,并按編號分為兩類偶數(shù) 號天線陣列和奇數(shù)號天線陣列;步驟12、分別為奇數(shù)號天線陣列和偶數(shù)號天線陣列設(shè)置延時(shí)參數(shù),其中,偶數(shù)號天 線陣列的延時(shí)參數(shù)為零,奇數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)大于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí) 間間隔;步驟13、收到基站發(fā)來的信號后,偶數(shù)號天線陣列按照當(dāng)前定時(shí)信息向UE發(fā)射信 號,而奇數(shù)號天線陣列經(jīng)過自身對應(yīng)的延時(shí)后,向UE發(fā)射該信號。進(jìn)一步地,UE接收奇數(shù)號天線陣列和偶數(shù)號天線陣列發(fā)來的信號,根據(jù)合成信號 進(jìn)行信道估計(jì)并解調(diào)。上述實(shí)施例中,也可以將奇數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)設(shè)置為零,而偶數(shù)號天線陣 列延遲參數(shù)設(shè)置為大于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí)間間隔。圖4為天線陣列延遲發(fā)射的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖4所示,奇數(shù)號天線陣列經(jīng)過設(shè)置的 延時(shí)后,將信號發(fā)送給UE。該實(shí)施例中,若僅考慮相鄰奇數(shù)號天線陣列和偶數(shù)號天線陣列發(fā)來的信號,其它 天線陣列發(fā)射來的信號由于與UE的距離遙遠(yuǎn),衰減很大,忽略不計(jì)。則具體天線陣列發(fā)射 信號及UE接收信號情況如下假設(shè)信道時(shí)延擴(kuò)展為4個(gè)碼片,在奇數(shù)號天線陣列設(shè)置的延時(shí)參數(shù)為5個(gè)碼片,在 偶數(shù)號天線陣列設(shè)置的延時(shí)參數(shù)為0個(gè)碼片,即偶數(shù)號天線陣列不進(jìn)行延時(shí)。在t時(shí)刻,天 線陣列2向UE發(fā)射信號;經(jīng)過5個(gè)碼片的延時(shí)后,天線陣列1向UE發(fā)射同樣的信號。經(jīng)過多徑信道后,UE收到的天線陣列2的信號如圖5a所示,UE收到的天線陣列1的信號如圖 5b所示,圖5c為UE接收合成信號S的信號時(shí)域示意圖,如圖5c所示,經(jīng)過5個(gè)碼片的延時(shí) 后,兩路信號在時(shí)域上沒有重合,因此不會(huì)造成相同信號的反相抵消。本發(fā)明還提供了一種天線陣列,包括信號接收單元、延時(shí)單元及信號發(fā)射單元; 具體的信號接收單元,用于接收基站發(fā)來的信號;延時(shí)單元,用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的與天線陣列類別相應(yīng)的延時(shí)參數(shù),發(fā)送延時(shí)指令 給信號發(fā)射單元;信號發(fā)射單元,用于根據(jù)收到的延時(shí)指令,進(jìn)行所設(shè)置的延時(shí)后,將基站發(fā)來的信 號發(fā)送給該天線陣列所處小區(qū)內(nèi)的UE。所述延時(shí)參數(shù)分為零延時(shí)參數(shù)和非零延時(shí)參數(shù),所述非零延時(shí)參數(shù)根據(jù)信道時(shí)延 擴(kuò)展、信號間的時(shí)間間隔等參數(shù)設(shè)置。所述非零延時(shí)參數(shù)大于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí)間間隔。高速鐵路無線通信中利用本發(fā)明信號延遲發(fā)射方案,避免了與UE等距離的相鄰 兩個(gè)天線陣列發(fā)射的相同信號的反相抵消,實(shí)現(xiàn)方便,性能改善顯著。以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種天線陣列信號發(fā)射方法,其特征在于,該方法包括將同一小區(qū)內(nèi)的所有天線陣列分為N類,其中,N≥2,且與用戶設(shè)備UE相鄰的兩個(gè)天線陣列屬于不同類別;為不同類別的天線陣列設(shè)置不同的延時(shí)參數(shù);收到基站發(fā)來的信號后,每個(gè)天線陣列經(jīng)過自身對應(yīng)的延時(shí)后,向UE發(fā)射信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線陣列信號發(fā)射方法,其特征在于,所述延時(shí)參數(shù)分為零 延時(shí)參數(shù)和非零延時(shí)參數(shù),所述非零延時(shí)參數(shù)根據(jù)信道時(shí)延擴(kuò)展、信號間的時(shí)間間隔設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線陣列信號發(fā)射方法,其特征在于,所述非零延時(shí)參數(shù)大 于信道時(shí)延擴(kuò)展且小于信號間的時(shí)間間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的天線陣列信號發(fā)射方法,其特征在于,所述天線陣列的分 類按照天線陣列的位置序號進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線陣列信號發(fā)射方法,其特征在于,所述N等于2,天線陣 列分別為奇數(shù)號天線陣列和偶數(shù)號天線陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線陣列信號發(fā)射方法,其特征在于,所述偶數(shù)號天線陣列 的延時(shí)參數(shù)為零延時(shí)參數(shù),奇數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為非零延時(shí)參數(shù);或者所述奇數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為零延時(shí)參數(shù),偶數(shù)號天線陣列的延時(shí)參數(shù)為非零延 時(shí)參數(shù)。
7.一種天線陣列,其特征在于,包括信號接收單元、延時(shí)單元及信號發(fā)射單元;具體的信號接收單元,用于接收基站發(fā)來的信號;延時(shí)單元,用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的與天線陣列類別相應(yīng)的延時(shí)參數(shù),發(fā)送延時(shí)指令給信 號發(fā)射單元;信號發(fā)射單元,用于根據(jù)收到的延時(shí)指令,進(jìn)行所設(shè)置的延時(shí)后,將基站發(fā)來的信號發(fā) 送給該天線陣列所處小區(qū)內(nèi)的UE。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線陣列,其特征在于,所述延時(shí)參數(shù)分為零延時(shí)參數(shù)和非 零延時(shí)參數(shù),所述非零延時(shí)參數(shù)根據(jù)信道時(shí)延擴(kuò)展、信號間的時(shí)間間隔設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線陣列,其特征在于,所述非零延時(shí)參數(shù)大于信道時(shí)延擴(kuò) 展且小于信號間的時(shí)間間隔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天線陣列信號發(fā)射方法,該方法包括將同一小區(qū)內(nèi)的所有天線陣列分為N類,其中,N≥2,且與UE相鄰的兩個(gè)天線陣列屬于不同類別;為不同類別的天線陣列設(shè)置不同的延時(shí)參數(shù);收到基站發(fā)來的信號后,每個(gè)天線陣列經(jīng)過自身對應(yīng)的延時(shí)后,向UE發(fā)射信號。本發(fā)明還公開了一種天線陣列,包括信號接收單元、延時(shí)單元及信號發(fā)射單元。本發(fā)明的天線陣列及天線陣列信號發(fā)射方法能夠避免UE側(cè)接收到的來自不同天線陣列的信號的反相抵消,提高信號的解調(diào)性能。
文檔編號H04B7/06GK101938303SQ20091008760
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者殷瑋瑋, 江海, 耿鵬, 馬毅華 申請人:中興通訊股份有限公司