[发明专利]可实现地铁场景5G网络MU-MIMO的新型泄漏电缆

说明书

本发明涉及一种可实现地铁场景5G网络MU‑MIMO的新型泄漏电缆，沿着泄漏电缆的轴向，将电缆分为若干段分别开设槽孔，相邻两段电缆开设的槽孔方向排列不同，使相邻两段电缆辐射的信号波束相互垂直相交。本发明通过对辐射型或泄漏型泄漏电缆使用新型开槽工艺，使泄漏信号能分段地以不同的极向方向进行覆盖，相邻两段信号的波束相互垂直相交，利用两个极化波束信号的正交性，在地铁无法布置大规模阵列天线的场景下，实现MU‑MIMO的应用。

技术领域

本发明涉及无线信号传输领域，具体涉及一种可实现地铁场景5G网络MU-MIMO的新型泄漏电缆。

背景技术

随着移动通信网络的快速发展，随时随地通信的需求已遍布生活各个领域。在乘坐城市轨道交通(地铁)时保证手机网络正常使用，已成为通信网络建设及地铁建设都必须考虑和实现的问题。地铁多为封闭式环境，轨道站台站厅、区间隧道内各种无线信号几乎均为盲区；无线信号在隧道场景中传输容易产生快衰落。且地铁列车车体、站台两侧安全屏蔽门会对无线信号产生严重的屏蔽。作为重要的城市交通工具，城市轨道交通的用户人流量大，特别是上下班高峰期，具有非常高的突发业务量。为保证这类区域中的无线通信质量，通常用泄漏同轴电缆代替传统的天线。

泄漏同轴电缆遵循特定的电磁场理论，沿着同轴电缆的外部导体周期性或非周期性配置狭窄的槽孔而形成，其结构如图1所示，沿着同轴电缆轴向的每一个槽孔都是一个电磁辐射源，电信号在该电缆中传输的同时，能把电磁能量的一部分按要求从槽孔以电磁波的形式沿线均匀地放射到周围的外部空间。

泄漏电缆按场强辐射模式大致可分为三类：耦合型、辐射型和泄漏型。

(1)耦合型泄漏电缆如图2所示，外部导体上开的槽孔的间距远小于工作波长。电磁场通过小孔衍射，激发电缆外部导体外部电磁场，因而外部导体的外表有电流，于是存在电磁辐射。电磁能量以同心圆的方式扩散在电缆周围，无方向性。耦合型泄漏电缆的特点是：径向的场强作用距离较短，空间损耗大，因此耦合损耗大，辐射场强小、波动大；使用频带宽，无谐振频率，设计和使用过程中不必考虑谐振点的影响；由于场强辐射无方向性的特点，开槽的方向不影响接收场强的大小。

(2)辐射型泄漏电缆如图3所示，外部导体上开的槽孔的间距与波长(或半波长)相当，其槽孔结构使得在槽孔处信号产生同相迭加。唯有非常精确的槽孔结构和对于特定的窄频段才会产生同相迭加。辐射型泄漏电缆的特是：径向的场强作用距离较大，空间损耗小，因此耦合损耗小，辐射场强大、波动小；使用频带相对较窄，有谐振频率，设计和使用过程中必须考虑谐振频点的影响；电缆敷设过程中槽孔的方向对场强影响较大。

(3)泄漏型泄漏电缆如图4所示，外部导体的开槽方式与辐射型类似，不同之处在于它的外部导体由泄漏段和非泄漏段相间组成。泄漏段相当于天线，只有小部分能量转换为辐射能。非泄漏段相当于馈线，有着与普通同轴线相同的作用。合理选择泄漏段之间的距离或非泄漏段的长度，可以达到对不同频段泄漏辐射的效果。

不论耦合型、辐射型或泄漏型泄漏电缆，泄漏电缆均以相同的槽孔或单个槽孔周期变化方式开槽，辐射信号均以特定一个方向或全方向的信号波束进行覆盖，在地铁相对较小的车厢空间内，用户的信道模型基本相同，移动通信网络下的MU-MIMO功能无法正常应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有泄露电缆存在的不足，通过对辐射型或泄漏型泄漏电缆使用新型开槽工艺，使泄漏信号能分段的以不同的极向方向进行覆盖，在地铁无法布置大规模阵列天线的场景下，实现MU-MIMO的应用。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种可实现地铁场景5G网络MU-MIMO的新型泄漏电缆，沿着泄漏电缆的轴向，将电缆分为若干段分别开设槽孔，相邻两段电缆开设的槽孔方向排列不同，使相邻两段电缆辐射的信号波束相互垂直相交。