[发明专利]采用定向天线单元的蜂窝分布式天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种移动通信技术领域的系统，具体是一种采用定向天线单元的蜂窝分布式天线系统。

背景技术

分布式天线系统作为一种能够有效减少发射功率、增加信道容量、减少传输误码率和有效覆盖“死点”的方案一直备受关注。分布式天线系统由一个基站和多个连接该基站的天线单元组成，基站控制各个天线单元信号的发送并处理各个天线单元接收到的信号，可以将分布式天线系统当作是一种特殊的多输入多输出(MIMO)系统。为了保持基站与天线单元间的良好通信，并避免它们之间因额外的频段传输信息而导致频率损失，一般通过光纤来连接。

作为目前移动通信中最常使用的小区结构，蜂窝小区结构以正六边形为基本小区，各小区紧密相连，从而无缝无交叉地覆盖整个通信区域。基本小区为独立收发通信区，分配有限通信频段以供使用。一般地，多小区蜂窝系统采取频率复用技术来提高系统性能并增大容量，而同频道再复用将会不可避免地产生同频干扰。随着移动用户的不断增加，对移动通信系统容量的要求越来越大，而无线频谱资源是有限的，因此只有通过不断的小区分裂来提高容量，从宏蜂窝到微蜂窝，再到现在越来越多地用于室内的微微蜂窝，蜂窝规模在不断地减小，系统的容量在不断地增加，同频蜂窝的距离在不断地减少。由于频率复用距离越近，同频干扰越大，使得频谱利用率下降，从而使整个系统性能受限，严重削弱了频率复用技术带来的高频谱效率优势。当同频干扰达到某一门限值时，系统将无法正常工作，同时，小区的不断分裂还会带来诸如切换更加频繁、系统频谱规划困难以及成本提高等问题，这表明蜂窝系统中的小区分裂和频率复用技术将不能满足未来无线通信发展的需要。

经对现有文献检索发现，Xi Cao等人在2007年《Intelligent Signal Processing andCommunication Systems.Xiamen：IEEE Press(IEEE智能信号处理与通信系统)》上发表了题为“Performance and capacity analysis for downlink pico cellular distributedantenna systems with transmit antenna selection(采用发送天线选择的微蜂窝分布式天线系统下行链路的性能与容量分析)”的文章，该技术给出了单小区蜂窝结构下分布式天线系统，Choi W等人在2007年的《IEEE Transaction on Wireless Communications(IEEE无线通信汇刊)》上发表了题为“Downlink performance and capacity of distributedantenna systems in a multicell environment(多小区下分布式天线系统下行链路的性能与容量)”的文章，该技术给出了多小区蜂窝结构下分布式天线系统，分布式天线系统能够获得更低的误码率和更高的信道容量，但是在蜂窝小区的边界区域，分布式天线系统与传统蜂窝结构系统都不能获得较低的误码率和较高的信道容量；并且，在现有分布式天线系统中，由于需要在不同的地点放置大量的分布式天线单元，将增大网络规划的成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种采用定向天线单元的蜂窝分布式天线系统。本发明通过使用分布式定向天线单元，将功率集中到所覆盖的范围并减少对非覆盖区域的干扰，从而在整个系统上降低误码率并提高信道容量；通过将定向天线单元放置在小区边角，从而改善小区边界区域的性能；通过多个定向天线单元共用一个天线架，从而降低系统网络规划成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：若干个基站控制器和若干个分布式定向天线模块，其中：每个基站控制器和每个分布式定向天线模块都放置在一个正六边形蜂窝小区中，基站控制器与分布式定向天线模块相连传输经基站控制器处理后所需发送的信息，分布式定向天线模块与移动用户相连传输受到无线信道干扰的信息。

所述的分布式定向天线模块包括：M个定向天线单元和N个天线架，其中：定向天线单元位于天线架上，基站控制器与定向天线单元相连传输经基站控制器处理后所需发送的信息，移动台与距其最近且能覆盖到该移动台的定向天线单元相连传输受到无线信道干扰的信息，m1个定向天线单元放置在正六边形小区相间的3个边角处的天线架上且每个定向天线单元的覆盖扇区朝向小区中心；m2个定向天线单元放置在蜂窝小区中心的天线架上且每个定向天线单元的覆盖扇区朝向没有放置定向天线单元的小区边角。

所述的M大于或者等于6，m1大于或者等于3，m2大于或者等于3。