[发明专利]用于铁路基站与列车间构造多路径传输条件的装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其是涉及一种用于铁路基站与列车间构造多路径传输条件的装置。

背景技术

在高速铁路环境下，多数情况下基站放置在距离路轨很近且处于运行列车的正前方或者正后方很小的范围内，加上铁路沿线的通信环境大多比较空旷，主要是平坦地形，地面起伏较小，这样接收信号是直射波占主导地位的直射波和少量反射波的叠加，从而形成具有视距传播的Rice衰落。这种环境下，基站或者列车上的多根天线之间具有很大的相关性。而MIMO系统为了使得发送或接收天线之间信号不相关，需要尽量丰富的散射环境，多个不同的收发天线链路之间尽量相互独立。

MIMO系统的信道的数学模型可以用公式表示为：H＝R_r^1/2H_wR_t^1/2。

其中H_w中各个元素相互独立且服从单位方差的高斯分布，()^1/2表示厄尔米特平方根。矩阵R_r决定了H各行的相关性，用于描述各接收天线之间的相关性；矩阵R_t决定了H各列的相关性，用于描述各发送天线之间的相关性。比较理想的情形是相关矩阵R_r和R_t均正比于单位矩阵，这样信道模型H各行列之间均不相关。

高速铁路的无线传播环境，反射体较少，直射路径占优，信道H中的R_r和R_t的秩很低(等于1)、H_w每个元素是确定的单条直射径，如下图1所示。这样信道H中每个元素都相同。公式推导可以看出，MIMO信道退化成SISO信道。MIMO传输难以实现，或者效果很差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可有效增加传输路径的用于铁路基站与列车间构造多路径传输条件的装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于铁路基站与列车间构造多路径传输条件的装置，其特征在于，该装置包括基站反射体和列车反射体，所述的基站反射体设在基站天线周围，每根基站天线周围设有一组基站反射体，所述的列车反射体设在列车天线周围，每根列车天线周围设有一组列车反射体。基站天线发出的信号经过基站反射体反射后，使信号在发射端的传输路径增加，经反射的信号通过不同路径传输到不同的列车反射体，再经过列车反射体反射，在接收端进一步增加传输路径后，由列车天线接收。

所述的每组基站反射体之间设有隔板，通过隔板隔离使每组基站天线之间的信号相互独立。

所述的基站反射体涂覆有信号吸收涂层，可吸收来自其他基站反射体的信号。

所述的基站反射体的信号反射方向均朝向列车，使基站天线发射的信号不会在基站反射体之间相互反射，而是经过每个独立的基站反射体反射一次后，直接到达列车，这样产生的传输路径之间就没有相关性。

与现有技术相比，本发明可以在空旷的铁路环境下有效构造MIMO系统的多路径传输条件，提高信号传输质量。

附图说明

图1为未使用本发明的信号传输示意图；

图2为使用本发明的信号传输示意图；

图3为图2中列车天线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图2、3所示，一种用于铁路基站与列车间构造多路径传输条件的装置，该装置包括基站反射体31和列车反射体11，每个基站天线3和每个列车天线1周围分别设有一组基站反射体31和列车反射体11，每组基站反射体31之间设有隔板2，通过隔板2隔离，减少每组基站反射体31之间的信号传输，每个基站反射体31的表面涂覆有信号吸收涂层，可吸收来自其他基站反射体31的信号，仅反射来自基站天线3的信号。基站反射体31的信号反射方向均朝向列车，使基站天线3发射的信号不会在基站反射体31之间相互反射，而是经过每个独立的基站反射体31反射一次后，直接到达列车，这样产生的传输路径之间的相关性就大大降低，提高了传输质量。

信号的传输过程为：基站天线3发射的信号经过基站反射体31反射后，使信号在发射端的传输路径增加，并且各传输路径之间的相关性很低。经反射的信号通过不同路径传输到列车反射体11，再经过列车反射体11反射进一步增加传输路径后，由列车天线1接收。

在实际运用中，基站反射体31和列车反射体11是固定的，因此在基站和列车位置确定后，信道增益应该是确定的，并且由于反射体与天线之间的距离基本相同，因此不会造成信号的时间扩展，这样不会产生频率选择性衰落，可以有效构造MIMO系统的多路径传输条件，提高信号传输质量。