[發明專利]一種對無線信號進行功率分配的設備和方法

有效

• 申請號: 201210126688.9
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN103379506A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 王大鵬;張儷
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團公司
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W24/04;H04W24/10
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及移動通信領域，尤其涉及一種對無線信號進行功率分配的設備和方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，在交通運輸方面，我國出現了多條的高速公路和高速鐵路。為適應交通運輸的高速發展和高速運輸條件下對移動通信網絡信號覆蓋的需求，在高速公路和高速鐵路的道路周圍部署了大量的基站。這些基站實現信號覆蓋的方式有三種，如圖1所示：第一種是單信元單天線覆蓋；第二種是雙信元雙天線覆蓋；第三種是單信元雙天線覆蓋。

第一種信號覆蓋的方式是指：對沿著同一方向(如應用在高速公路和高鐵時的道路方向)設置的基站，在基站上安裝單通道的信號傳輸設備的信號覆蓋方式，其中，相鄰基站上安裝的單通道信號傳輸設備在基站的同一側。在第一種信號覆蓋的方式下，每一個基站對指定方向且設定距離內的空間實現信號覆蓋，這樣雖然可節省網絡設備硬件成本，但是單信元單天線覆蓋方式只能實現單方向的信號覆蓋，構成一個信號覆蓋區，對于在高速公路和高速鐵路中行駛的車輛內的移動終端來說，若使用移動通信網絡進行語音業務時，會出現語音業務在基站間頻繁切換的情形，導致語音業務質量差，進而影響用戶體驗。

同時基站在輸出下行信號時，輸出信號的功率會受到信號傳輸設備中功率放大器的額定輸出功率大小的限制，導致在下行信號經過放大操作后的輸出功率超過功率放大器的額定功率時，只能輸出所述額定功率，而不能輸出下行信號實際放大后的輸出功率。

如圖2(a)所示，為單通道基站設備射頻處理原理圖，工作原理為：信號傳送單元TX接收下行信號，并將該下行信號傳輸給功率放大器PA，PA對接收到的下行信號進行功率放大操作后通過天線輸出，假設功率放大器PA的放大倍數為100倍，額定輸出功率為100W，則當所述信號傳送單元TX接收到的下行信號的功率為0.5W時，經功率放大器放大操作后，輸出信號的功率為50W；當所述信號傳送單元TX接收到的下行信號的功率為1W時，經功率放大器放大操作后，輸出信號的功率為100W；當所述信號傳送單元TX接收到的下行信號的功率為1.5W時，經功率放大器放大操作后的輸出功率為150W，由于實際的輸出功率超過功率放大器的額定輸出功率，因此，最終輸出的下行信號功率為100W。

第二種信號覆蓋的方式是指：對沿著同一方向(如應用在高速公路和高鐵時的道路方向)設置的基站，在基站上安裝雙信元雙天線(即兩臺單通道或者一臺雙通道)的信號傳輸設備的信號覆蓋方式，使得每一個基站可在兩個方向上實現信號的覆蓋，構成兩個信號覆蓋區。

相對于第一種信號覆蓋方式來說，可以減少基站部署的數量，增加基站的信號覆蓋空間，對于在高速公路和高速鐵路中行駛的車輛內的移動終端來說，在利用移動通信網絡進行語音業務時，可減少語音業務在基站間切換的次數；但是該種信號覆蓋方式對載波容量要求比較高，并且同時采用兩臺單通道信號傳輸設備或一臺雙通道信號傳輸設備，基站建設成本較高。此外，該種方式輸出信號的功率同樣受到號傳輸設備中功率放大器額定輸出功率大小的限制。如圖2(b)所示，為雙通道基站設備射頻處理原理圖，從圖2(b)中可知，第一信號傳送單元TX1接收第一下行信號，并將該下行信號傳輸給功率放大器PA1，PA1對接收到的第一下行信號進行功率放大操作后通過第一天線輸出；同理第二信號傳送單元TX2接收第二下行信號，并將該下行信號傳輸給功率放大器PA2，PA2對接收到的第二下行信號進行功率放大操作后通過第二天線輸出，與圖2(a)單通道基站設備對一個下行信號進行功率放大后輸出的原理是一樣的，同樣會受到功率放大器額定輸出功率大小的限制。

第三種信號覆蓋方式是指：對沿著同一方向(如應用在高速公路和高鐵時的道路方向)設置的基站，在基站上安裝單信元雙天線(即兩個單通道或者一個雙通道設備)的信號傳輸設備的信號覆蓋方式，相對于第一種方式，實現了每個基站在單信元下與道路平行的兩側的信號覆蓋，構成兩個信號覆蓋區，增加基站的信號覆蓋空間；相對于第二種方式，載波容量和成本消耗較低。但是在本方式下，每一個信號傳輸設備在信號輸出時的功率僅是第二種方式輸出功率的一半，使得信號覆蓋范圍較小，同時基站在輸出下行信號時，輸出信號的功率會受到信號傳輸設備中功率放大器的額定輸出功率大小的限制，其原因與第一、二種信號覆蓋方式下的原因相同。