[发明专利]蜂窝无线电的分区

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝无线电的分区，也就是涉及一种采用发射/接收扇区的蜂窝无线电天线装配(antenna installation)操作的设备和方法。

背景技术

蜂窝移动无线电(较大众的说法是移动电话)的使用在继续扩展，并且对用户存在一种对于较高数据速率(业务吞吐量)的需求，这接着又要求附加的天线容量。可是，与此相对，负责用于规划或分区的权力机构与新的天线场地的建立甚至与向现有的天线场地增加另外的天线越来越相抵抗。因此，利用具有对环境的可见影响低的天线装配，蜂窝移动无线电网络的运营商正在使用覆盖范围的改善作为增加业务吞吐量的一种手段，并且正在任何可能的地方实现它。业务吞吐量可以通过如下手段来增加：(a)增加带宽，即：增加更多信道；(b)增加发射功率；(c)减少天线射束宽度；或(d)减少噪声功率。这些之中，带宽和发射有效辐射功率(EBP)受到运营商许可证条款的限制。运营商的选择处于减少水平或垂直天线射束宽度或天线噪声功率之间。在这里，噪声功率产生于传到由天线系统服务的相邻重叠区域(小区)或从相邻重叠区域(小区)中传出的信号之间的自干扰。天线射束宽度的降低也使其可能把增加了的发射射频(RF)能量引导到一个特定的地理区域，并使来自相邻小区的噪声功率最小化。

一个典型的现有技术蜂窝无线电天线装配有三个扇区，每一个的水平射束宽度为120度，该数值是在增益相对于天线瞄准线增益为10dB以下的那些点处测量而来。这样一个三扇区布局在使频分复用(FDM)系统中频率再用所需的频率数目最小化方面很有优势。而且，它具有六角形的方格，这对于用户的均匀空间分布增加了业务容量。运营商具有如下三个变量来优化这种天线装配的覆盖范围：(a)天线罩的机械下斜移或(b)天线罩的电下倾斜，和(c)馈送给每个扇区的功率。

如果天线装配要求增加的吞吐量，那么可以通过增加另外的基站来把三个扇区增加到六个：那么每个天线具有一个60度的水平射束宽度。它们通常被安装在单个三角形剖面的构台(gantry)上，并且它们被指出来覆盖一个360的弧形，相应的天线对在构台的每一侧上。

Watanabe等人的美国专利No.4,211,894公开了如下内容：将基站信号分离并再结合以使所有的信号被馈送给所有扇区。实际上，在相邻扇区之间始终存在空间重叠度，因此馈送所有信号到所有扇区引起干涉图案并且在重叠区域中引起必然的不可靠通信。

Schulz的美国专利No 6,611,511公开了如下内容：分离基站信号、延迟分离信号之一，然后重新组合信号并把它们馈送到单个扇区。这导致通信效率增加但并不增加覆盖范围。

US 5,714,957也公开了如下内容：在非分区布局中把发射信号分离为若干重叠射束。这允许天线覆盖范围提供与实际小区拓扑结构更好的匹配，但是在射束重叠区域中存在信号干扰并且业务吞吐量未改善。

发射机信号的分离还在Laiho、Wacker和Novosad的′RadioNetwork Planning And Optimisation For UMTS′(ISBN 0-471-48653-1)中被描述。这种方法有助于快速铺开，但是它在覆盖范围中产生信号干扰并且减少了业务吞吐量。

常规天线装配经常未与服务地区匹配良好。就此而论，道路通常被铺设成直的或者几乎如此，并且在市区道路是矩形网格状。类似地，铁路和河流通常在蜂窝站点的传播距离尺度(例如5km到15km)上是直的或者几乎如此。而且，可靠通信的用户密度和需要通常在运输公路上比其周围区域更高。基于120度或60度的扇区射束宽度的三个或六个扇区的天线装配：(a)不能被优化为覆盖用户的线路或矩形网格，并且(b)没有带角的支撑物，不允许在矩形建筑物侧面安装天线。而且，减少对一个扇区的功率电平以使小区间干扰最小化降低了这种安装的信息处理容量，没有实现所得到的额外功率被再分配给另一扇区。这样一种安装没有几个可变优化参数来优化覆盖范围，特别是对于非均匀用户空间分布或者当天线支撑布局结构与小区分区需求不匹配时。

发明内容

本发明的目的是提供一种替换形式的蜂窝无线电的天线装配。

本发明提供一种蜂窝无线电的天线装配，包括：用于把基站信号分离成多个分离信号的装置，以及用于把分离信号馈送给相应的天线的装置，这些天线具有彼此充分隔离以保证相互干扰对通信性能的影响可以忽略的射束。