單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，將來自可支持發(fā)送分集技術(shù)的具有mTnR個(gè)通道的射頻單元的多個(gè)（例如，2個(gè)）射頻口的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，其中每個(gè)射頻口的數(shù)據(jù)彼此正交并且包含相同的信息，單天線（例如，單漏纜）發(fā)送合并后的數(shù)據(jù)。當(dāng)射頻單元的任意一個(gè)射頻口和/或射頻通道和/或連接射頻口的饋線發(fā)生故障后，該單天線仍能不中斷地保持無(wú)線通信，提高了單天線場(chǎng)景下的無(wú)線通信質(zhì)量。
【專利說明】單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，具體涉及單天線部署場(chǎng)景下的MIMO技術(shù)的應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在無(wú)線通信技術(shù)中，MIMO (多入多出)技術(shù)已較為成熟并廣泛進(jìn)入商用。發(fā)送分集作為一種重要的MMO技術(shù)被應(yīng)用于LTE無(wú)線通信系統(tǒng)和采用STTD技術(shù)的UMTS系統(tǒng)等。采用發(fā)送分集可提高無(wú)線鏈路的可靠性，例如，在采用發(fā)送分集技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，基站側(cè)可具有多個(gè)發(fā)射和接收通道，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)射和/或接收通道出現(xiàn)故障時(shí)，雖然通信的質(zhì)量會(huì)有所下降，但仍能維持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。
[0003]而在實(shí)際的部署場(chǎng)景中，某些情況下，只能用一根天線覆蓋一個(gè)特定的區(qū)域。例如，如圖1所示，基站的射頻單元RUl支持2T2R (即2個(gè)發(fā)射通道和2個(gè)接收通道)模式。為了覆蓋隧道內(nèi)的區(qū)域，基站采用漏泄同軸電纜(即Leaky Coaxial Cable，本實(shí)用新型中簡(jiǎn)稱為漏纜)Al作為天線以支持隧道中的無(wú)線通信，而因?yàn)殇佋O(shè)漏纜的成本較高，所以隧道中一般僅部署一根漏纜Al(這種情形可被稱為單漏纜)，射頻單元RUl的射頻口 Pl通過漏纜Al來發(fā)射和/或接收數(shù)據(jù)，射頻口 P2不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。單漏纜導(dǎo)致發(fā)送分集技術(shù)不能直接被用于對(duì)于隧道的無(wú)線通信，當(dāng)射頻單元RUl中對(duì)應(yīng)于射頻口 Pl的通道和/或連接射頻口Pl與天線Al的饋線出現(xiàn)故障后，可能會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)的通信中斷。在短隧道下，可能出現(xiàn)如圖2所示的部署情景。在圖2中，基站需要覆蓋隧道外和隧道內(nèi)的區(qū)域，基站也采用2T2R的射頻單元RU1，因?yàn)樯漕l單元RUl的一個(gè)射頻口 Pl與單漏纜Al相連以覆蓋隧道內(nèi)的區(qū)域，導(dǎo)致基站在覆蓋隧道外的區(qū)域時(shí)也被迫使用ITlR的通信模式，即用另一個(gè)射頻口 P2與天線A2相連以覆蓋隧道外的區(qū)域。圖2中，射頻單元RUl中的任意一條通道、連接射頻口 Pl和單漏纜Al的饋線和連接射頻口 P2和單漏纜A2的饋線中的任意一者出現(xiàn)故障后，都可能會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域的通信中斷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型公開了一種在無(wú)線通信中用單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，采用了該裝置后，當(dāng)支持發(fā)送分集技術(shù)的射頻單元內(nèi)的任意一條通道或任意一條連接天線與射頻單元的饋線出現(xiàn)故障后，該天線的覆蓋區(qū)域內(nèi)仍能進(jìn)行正常的通信。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面提供了一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，所述裝置包括具有m路發(fā)射通道和η路接收通道的射頻單元，所述射頻單元具有P個(gè)射頻口，m和η都是自然數(shù)，并且m和η中至少有一個(gè)大于I, ρ與m和η中較大的數(shù)相等,其特征在于，所述裝置還包括:第一合分路器，所述第一合分路器的多端口側(cè)的X個(gè)端口與所述射頻單元的X個(gè)射頻口相連，所述第一合分路器的單端口側(cè)的單端口與第一天線相連，其中X是小于等于P并且大于I的整數(shù)。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面還提供了一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，所述裝置包括具有m路發(fā)射通道和η路接收通道的射頻單元，所述射頻單元具有ρ個(gè)射頻口，m和η都是自然數(shù),并且m和η中至少有一個(gè)大于I, ρ與m和η中較大的數(shù)相等,其特征在于，所述裝置還包括:第一合分路器，所述第一合分路器的多端口側(cè)的X個(gè)端口與所述射頻單元的X個(gè)射頻口相連，其中X是小于等于P并且大于I的整數(shù)；以及第二合分路器，所述第二合分路器的單端口側(cè)的端口與所述第一合分路器的單端口側(cè)的端口相連，所述第二合分路器的多端口側(cè)的第一端口與第一天線相連。其中，第二合分路器的所述多端口側(cè)的第二端口可與第二天線相連，所述第一天線與所述第二天線所覆蓋的無(wú)線通信區(qū)域不同。第一天線和第二天線都可以是單漏纜。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面還提供了一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，所述裝置包括具有m路發(fā)射通道和η路接收通道的射頻單元，所述射頻單元具有ρ個(gè)射頻口，m和η都是自然數(shù),并且m和η中至少有一個(gè)大于I, ρ與m和η中較大的數(shù)相等,其特征在于，所述裝置還包括:第二合分路器，所述第二合分路器的單端口側(cè)的端口與所述射頻單元的X個(gè)所述射頻口相連，其中X是小于等于P并且大于I的整數(shù)；以及第一合分路器，所述第二合分路器中的每一者的多端口側(cè)的第一端口與所述第一合分路器的多端口側(cè)的端口相連，所述第一合分路器的單端口側(cè)的端口與第一天線相連。其中，第二合分路器的所述多端口側(cè)的第二端口可與第二天線相連，所述第一天線所覆蓋的區(qū)域與所述第二天線所覆蓋的無(wú)線通信區(qū)域不同。第一天線可以是單漏纜，第二天線可以包括多個(gè)天線(例如，覆蓋同一區(qū)域的兩個(gè)天線)。
[0008]本實(shí)用新型所述的裝置可支持具有mTnR通道(m個(gè)發(fā)射通道和η個(gè)接收通道，其中m和η都是正整數(shù)，并且至少有一個(gè)大于I)的射頻單元，例如，可以是m=n=p=x=2或者m=n=p=4 并且 x=2o
[0009]本實(shí)用新型能大大提高采用發(fā)送分集技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)在單天線場(chǎng)景下的通
信質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]相同的附圖標(biāo)記用于表示相同或相似的部件。
[0011]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的支持隧道內(nèi)單漏纜通信的裝置的示意圖；
[0012]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的同時(shí)支持隧道內(nèi)外的ITlR通信模式的裝置的示意圖；
[0013]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置的不意圖；
[0014]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的雙側(cè)單天線都支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置的示意圖；
[0015]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置的不意圖；以及
[0016]圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)際應(yīng)用中，天線與合分路器間的連接、天線與射頻單元間的連接、合分路器與射頻單元間的連接以及不同合分路器之間的連接等，通常不是端口直連，而要通過饋線等連接部件相連。因?yàn)檫@是本領(lǐng)域的公知常識(shí)，所以本實(shí)用新型在實(shí)施方式的描述中沒有對(duì)該連接方式做詳細(xì)說明，本實(shí)用新型中提到的“連接”、“相連”等概念，包括被連接的部件間通過饋線等連接部件相連。
[0018]本實(shí)用新型提供了在單天線場(chǎng)景下支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，將來自可支持發(fā)送分集技術(shù)的具有mTnR個(gè)通道的射頻單元的多個(gè)(例如，2個(gè))射頻口的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，其中每個(gè)射頻口的數(shù)據(jù)彼此正交并且包含相同的信息，單天線(例如，單漏纜)發(fā)送合并后的數(shù)據(jù)。當(dāng)射頻單元的任意一個(gè)射頻口和/或射頻通道和/或連接射頻口的饋線發(fā)生故障后，該單天線仍能不中斷地保持無(wú)線通信，提高了單天線場(chǎng)景下的無(wú)線通信質(zhì)量。
[0019]圖3中的部署場(chǎng)景可對(duì)應(yīng)于圖1的場(chǎng)景(圖1中的漏纜可視為天線的一種)。圖中，基站的射頻單元RUl可支持2T2R (即2個(gè)發(fā)射通道和2個(gè)接收通道)通信模式?；居靡桓炀€Al來接收和/或發(fā)射數(shù)據(jù)(例如，基站所要覆蓋的區(qū)域是隧道，而該隧道中只鋪設(shè)了一根漏纜)，此處將天線Al稱為第一天線。在圖中所示的裝置中，射頻單元RUl的第一射頻口 Pl和第二射頻口 P2都接在第一合分路器(從一個(gè)方向看是合路器，從另一個(gè)方向看是分路器)CBl的多端口一端的不同端口上。第一合分路器CBl的單端口一側(cè)與天線Al相連。在發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)第一射頻口 Pl和第二射頻口 P2的輸出信號(hào)分別為SI和S2，根據(jù)發(fā)送分集的性質(zhì)，信號(hào)SI和S2彼此正交，并且都攜帶了需要發(fā)射的全部信息。此時(shí)，第一合分路器CBl可被用作合路器，其單端口側(cè)的輸出信號(hào)S1I為:
[0020]S1I=KfShKdSS
[0021]其中，K1和K2都是模大于O而小于I的復(fù)數(shù)。當(dāng)射頻單元RUl中的一條發(fā)射通道出現(xiàn)故障后，或者第一合分路器CBl與兩個(gè)射頻口相連的兩條饋線中的一條出現(xiàn)故障，基站仍可通過第一天線Al傳輸數(shù)據(jù)。例如，第一合分路器CBl與第二射頻口 P2間的饋線發(fā)生故障和/或射頻單元RUl中第二射頻口 P2所對(duì)應(yīng)的發(fā)射通道發(fā)生故障，則仍有:
[0022]S1I=KfSl
[0023]因此，第一天線Al所覆蓋的區(qū)域內(nèi)的無(wú)線通信雖然可能出現(xiàn)通信質(zhì)量下降的情況，但通信仍能被維持而不會(huì)中斷。
[0024]圖3所示的裝置在接收信號(hào)時(shí)，合分路器CBl可被用作分路器，原理和發(fā)射時(shí)相似。第一射頻口 Pl和第二射頻口 P2都可從第一天線Al接收數(shù)據(jù)，設(shè)第一合分路器CBl的單端口一側(cè)的輸入信號(hào)是S1I,輸入到射頻口 Pl和P2的信號(hào)分別是SI和S2，則有:
[0025]Sl=CfS1I
[0026]SS=C2=KS1I
[0027]其中，C1和C2都是模大于O小于I的復(fù)數(shù)。當(dāng)射頻單元RUl中的任一接收通道出現(xiàn)故障，或者第一合分路器CBl與兩個(gè)射頻接口相連的饋線中的一者出現(xiàn)故障，基站仍能接收到無(wú)線數(shù)據(jù)。一些射頻單元的發(fā)射通道和接收通道的數(shù)目可能并不相等，例如4T2R或2T1R等。對(duì)于這類射頻單元，本實(shí)用新型同樣適用。這類射頻單元的射頻口的數(shù)目P等于發(fā)射通道數(shù)目m和接收通道P數(shù)目中較大的一個(gè)。為使描述簡(jiǎn)要，在后文中僅以發(fā)射方向?yàn)槔龑?duì)具體的信號(hào)傳輸進(jìn)行說明。
[0028]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的支持雙側(cè)單天線的2T2R模式的裝置。圖4中，2T2R模式的射頻單元RUl要支持在不同的兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線通信，并且對(duì)應(yīng)于每個(gè)區(qū)域只能用一根天線來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(例如，基站要覆蓋兩側(cè)的兩個(gè)隧道，其中每一個(gè)隧道中只鋪設(shè)了一根漏纜)。如圖所示，射頻單元RUl的第一射頻口 Pl和第二射頻口 P2分別連接在第一合分路器CBl的多端口一側(cè)的不同端口上，第一合分路器CBl的單端口連接至第二合分路器CB2的單端口，第一天線Al和第二天線A2與第二合分路器CB2的多端口一側(cè)的不同端口相連。設(shè)兩個(gè)射頻口的輸出信號(hào)分別是SI和S2，則第一合分路器CBl (發(fā)射是被用作合路器)的單端口側(cè)的輸出信號(hào)為:
[0029]S1I=KfShKdSS
[0030]該信號(hào)被傳輸至第二合分路器CB2的單端口，則第二合分路器CB2的多端口一側(cè)的輸出中的一路為:
[0031]S2I=CfS1I=WShWSS
[0032]合分路器CB2的多端口一側(cè)的輸出中的另一路為:
[0033]SJ=CdS1I=C2^fShCdKdSS
[0034]其中Cp C2, K1, C2都是模大于O小于I的復(fù)數(shù)。因此當(dāng)射頻單元RUl中的一條通道出現(xiàn)故障后，或者第一合分路器CBl與兩個(gè)射頻口相連的兩條饋線中的一條出現(xiàn)故障，第一天線Al和第二天線A2仍能為各自所覆蓋的區(qū)域提供無(wú)線通信。也可將圖4中的合分路器CBl和CB2封裝成為一個(gè)合分路器，連接原理遵循上述描述，從發(fā)射方向看是先對(duì)信號(hào)進(jìn)行合路再進(jìn)行分路，從接收方向看是先對(duì)信號(hào)進(jìn)行分路再進(jìn)行合路，圖4為了更清晰的顯示本實(shí)用新型的原理，將其示意為兩個(gè)部件。
[0035]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的單天線支持2T2R模式的裝置的示意圖。圖5中的基站的覆蓋區(qū)域中的一部分只支持第一天線Al (例如，基站所支持的部分區(qū)域是隧道區(qū)域，該隧道中僅鋪設(shè)了一根漏纜，則第一天線Al可為單漏纜)，另一部分區(qū)域可支持第二天線A2和第二天線A3構(gòu)成的雙天線傳輸(例如，該部分區(qū)域?yàn)樗淼劳獾膮^(qū)域)。仍以支持2T2R模式的射頻單元RUl為例進(jìn)行說明。射頻單元RUl的第一射頻口 Pl的輸出信號(hào)連接至第二合分路器CB3的單端口，第二射頻口 P2的輸出信號(hào)連接至第二合分路器CB4的單端口。如圖所示，第二合分路器CB3的多端口側(cè)的一個(gè)端口連接至第二天線A2，其多端口側(cè)的另一個(gè)端口連接至第一合分路器CBl的多端口側(cè)的一個(gè)端口 ；第二合分路器CB4的多端口側(cè)的一個(gè)端口連接至第二天線A3，其多端口側(cè)的另一個(gè)端口連接至第一合分路器CBl的多端口側(cè)的另一個(gè)端口。設(shè)第一射頻口 Pl的輸出信號(hào)為SI，第二射頻口 P2的輸出信號(hào)為S2,第二合分路器CB3的多端口側(cè)的輸出的信號(hào)分別為S3I和S32,第二合分路器CB4的多端口側(cè)的輸出信號(hào)分別為S4I和S42，則有:
[0036]S3I=CfSl
[0037]S32=C2*S1
[0038]S41=C3*S2
[0039]S42=C4*S2
[0040]其中信號(hào)S3I和S4I可分別傳輸至第二天線A2和A3，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于例如隧道外區(qū)域的雙天線傳輸覆蓋。而信號(hào)S32和S42被傳輸至第一合分路器CBl,第一合分路器CBl的單端口側(cè)的輸出為
[0041]Sil^fSp+KdSJ^fC^Sl+KdCdS〗 [0042]上述的C1X2X3Xd和K2都是大于O小于I的復(fù)數(shù)。第一合分路器CBl的單端口側(cè)的輸出通過第一天線Al發(fā)射以支持對(duì)于例如隧道內(nèi)區(qū)域的無(wú)線通信。第一天線Al所覆蓋的區(qū)域和第二天線A2、A3所覆蓋的區(qū)域不同。
[0043]圖6中的射頻單元RUl支持4T4R模式的發(fā)射分集技術(shù)，其四個(gè)射頻口分別為P1、P2、P3和P4。其中射頻口 Pl和P2的兩端與第一合分路器CBl的多端口側(cè)的兩個(gè)端口相連，第一合分路器CBl的單端口側(cè)的端口與單天線(例如單漏纜)A1相連；射頻口 P3與第二天線A2相連，射頻口 P4與第二天線A3相連。第二天線A2和第二天線A3用于覆蓋同一區(qū)域，第一天線Al所覆蓋的區(qū)域與天線A2和A3所覆蓋的區(qū)域不同。
[0044]需要強(qiáng)調(diào)的是，以上對(duì)各種實(shí)施方式的說明中，為了盡可能清楚的說明在單天線下支持發(fā)射分集技術(shù)的原理，按照器件在傳輸中起到的不同作用將不同合分路器分開示出。實(shí)際應(yīng)用中，也可將若干個(gè)合分路器封裝在一起。本公開中的所述的合分路器可以用電橋模塊等可實(shí)現(xiàn)信號(hào)合路和/或分路的射頻器件來代替。只要其依照本實(shí)用新型所公開的方式，仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0045]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本方案可擴(kuò)展至支持mTnR (即m個(gè)發(fā)射通道和η個(gè)接收通道，本公開中的mTnR都是針對(duì)同一射頻單元而言)模式的射頻單元，其中m和η都是自然數(shù)，并且其中至少有一個(gè)大于I。
[0046]本實(shí)用新型中各種部件的命名僅是為了示例的目的，實(shí)際中具有相同或類似特征和功能的部件可能具有不同的名稱。
[0047]盡管出于解釋說明的目的已經(jīng)公開了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是應(yīng)理解為本實(shí)用新型不限于此，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解各種不偏離本實(shí)用新型的范圍和主旨的修改、增加和替代是可能的。相應(yīng)地，任何和所有修改、變化或等效安排應(yīng)考慮進(jìn)本實(shí)用新型的范圍，并且本實(shí)用新型的詳細(xì)范圍將通過隨附的權(quán)利要求書公開。
【權(quán)利要求】
1.一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，所述裝置包括具有m路發(fā)射通道和η路接收通道的射頻單元，所述射頻單元具有P個(gè)射頻口，m和η都是自然數(shù)，并且m和η中至少有一個(gè)大于1，P與m和η中較大的數(shù)相等，其特征在于，所述裝置還包括: 第一合分路器，所述第一合分路器的多端口側(cè)的X個(gè)端口與所述射頻單元的X個(gè)射頻口相連，所述第一合分路器的單端口側(cè)的單端口與第一天線相連，其中X是小于等于P并且大于I的整數(shù)。
2.一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，所述裝置包括具有m路發(fā)射通道和η路接收通道的射頻單元，所述射頻單元具有P個(gè)射頻口，m和η都是自然數(shù)，并且m和η中至少有一個(gè)大于1，P與m和η中較大的數(shù)相等，其特征在于，所述裝置還包括: 第一合分路器，所述第一合分路器的多端口側(cè)的X個(gè)端口與所述射頻單元的X個(gè)射頻口相連，其中X是小于等于P并且大于I的整數(shù)；以及 第二合分路器，所述第二合分路器的單端口側(cè)的端口與所述第一合分路器的單端口側(cè)的端口相連，所述第二合分路器的多端口側(cè)的第一端口與第一天線相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第二合分路器的所述多端口側(cè)的第二端口與第二天線相連，所述第一天線與所述第二天線所覆蓋的無(wú)線通信區(qū)域不同。
4.一種單天線支持發(fā)送分集技術(shù)的裝置，所述裝置包括具有m路發(fā)射通道和η路接收通道的射頻單元，所述射頻單元具有P個(gè)射頻口，m和η都是自然數(shù)，并且m和η中至少有一個(gè)大于1，P與m和η中較大的數(shù)相等，其特征在于，所述裝置還包括: 第二合分路器，所述第二合分路器的單端口側(cè)的端口與所述射頻單元的X個(gè)所述射頻口相連，其中X是小于等于P并且大于I的整數(shù)；以及 第一合分路器，所述第二合分路器中的每一者的多端口側(cè)的第一端口與所述第一合分路器的多端口側(cè)的端口相連，所述第一合分路器的單端口側(cè)的端口與第一天線相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第二合分路器的所述多端口側(cè)的第二端口與第二天線相連，所述第一天線所覆蓋的區(qū)域與所述第二天線所覆蓋的無(wú)線通信區(qū)域不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第一天線是單漏纜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置,其特征在于，m=n=p=x=2或者m=n=p=4 并且 x=2o
【文檔編號(hào)】H04B7/04GK203722630SQ201420061332
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】曹彥平, 李靖, 曹廣河, 李曉建, 孟憲洪, 巢晉杰, 楊丁一, 何占元 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司, 華為技術(shù)有限公司