[發明專利]鐵路電視單頻網多天線系統

無效

• 申請號: 200910048236.1
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101515669A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 歸琳;李巖;陸靖侃;何大治;馬文峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q19/00;H01Q1/12;H01Q1/32;H04N5/38;H04N5/44;H04B7/04;H04B7/10
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種通信技術領域的天線系統，特別是一種鐵路電視單頻網多天 線系統。

背景技術

鐵路電視的單頻網廣播是一項具有廣泛應用前景的技術。鐵路由于其跨度長 的特點，如果使用多頻網進行廣播，則要面臨和周圍省市電視臺的頻道協調等復 雜的頻譜規劃問題，以及使用多頻網帶來大量的頻譜消耗。而單頻網廣播則避免 了復雜的頻譜規劃，節省了頻率資源，在全國范圍內，一路鐵路電視只需要使用 全國統一的一個頻道。數字電視地面廣播中，由于會遇到和傳統的模擬電視的兼 容換代問題，和已有的多頻網的頻譜分配規劃問題，短時間內推廣單頻網有一些 難度。但是鐵路作為一個相對獨立的系統，并且以前也從未有過電視廣播，對鐵 路專門進行單頻網覆蓋廣播和現有體系并不沖突，可行性比較高。

單頻網遇到了很多傳統多頻網沒有遇到過的挑戰，最突出的就是單頻網信號 交疊區的多徑問題。在單頻網在各同步發射站實現信號、頻率、時間三者嚴格同 步的前提下，單頻網的信號交疊區仍然會面臨需要對抗強多徑的局面，只不過同 步的效果決定了多徑的時延長度，相對而言，時延差越小的多徑越好對抗。因此 單頻網通過發射機之間的嚴格同步，可以做到對抗信號交疊區的多徑，比如ADTB 接收機可以做到對抗時延相差35微秒以內的0dB多徑。

鐵路電視單頻網相比一般的數字電視地面單頻網廣播還要面臨更多的挑戰。 鐵路上的單頻網同步發射站一般盡量位于鐵軌旁邊，列車行駛在相鄰的兩個同步 發射基站的發射信號形成的單頻網交疊區內，會遇到“信號交疊區反向多普勒” 的情況，即接收機面對前面的發射站并背對后面的發射站運動，接收到的前面發 射站的信號帶有多普勒頻偏，而接收到的后面發射站的信號帶有反向的多普勒頻 偏，在交疊區兩個強度差不多的帶有反向多普勒頻偏的信號疊加在一起，是目前 任何其他的單頻網信道都不曾遇到的。并且，列車的時速隨著幾次火車大提速一 直在提高，將要全面建成的高速客運專線更會達到每小時350公里的速度，“信 號交疊區反向多普勒”的現象會越來越突出。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利“數字電視單頻網的分集接收終端 及接收方法”(專利申請號200710041714.7)，提出了一種在接收機上利用兩個 定向天線進行分集接收的方法。兩個定向天線分別對準前后兩個發射天線，每個 定向天線利用定向天線設計的前后比來對反向信號進行抑制，然后兩個定向天線 連接兩個接收機進行分集接收。該方法簡單有效的降低了單頻網的壓力，使得原 來接收機無法對抗的強雙徑變為可以對抗的主徑加較弱的副徑。但缺點是定向天 線的前后比容易受到實際條件的限制而下降，導致實際的前后比不足。在實際的 鐵路電視基站架設中，由于受地形所限，發射基站有可能無法架設到距離鐵路線 很近的地方。或者由于設備所限，比如如果利用之前移動通信的基站來作為鐵路 電視的發射基站，那么如果移動通信的基站本來就距離鐵路線有一定的距離，那 么架設于其上的鐵路電視的同步發射機也會距離鐵路線有一定的距離。這就使得 列車行駛在單頻網信號交疊區時，前后兩個發射基站和列車不再一條直線上，另 一方面，列車上接收機的兩個天線雖然安放在車頂上，和發射天線之間具有可視 路徑，但是總要受到反射和折射信號的影響，引起定向天線實際前后比的下降。

檢索中還發現，中國專利“無線系統極化基站天線布列的方法”(專利申請 號03141624.1)，通過在無線發射中交替架設安裝水平極化天線的基站和安裝 垂直極化天線的基站來改善基站覆蓋邊緣區域接收效果。這種方法避免了由于相 鄰的兩個發射站和接收機形成角度所引起的單頻網接收性能下降，但是，有兩個 重要的缺陷：第一是極化隔離改善基站覆蓋邊緣區域接受效果有限，用在鐵路電 視單頻網中，極化隔離度據估計大概會有6dB左右，而仿真結果表明，在高速鐵 路中，這個極化隔離度至少要達到9dB以上才能保證列車經過信號交疊區信號不 中斷，因此這個發明無法解決單頻網遇到的“信號交疊區反向多普勒”的問題。 第二是即使此方法有效，要區分使用水平極化天線的基站和垂直極化的基站分開 架設，提高了基站規劃、架設和天線維護的復雜度。

發明內容