[发明专利]一种对无线信号进行功率分配的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种对无线信号进行功率分配的设备和方法。

背景技术

随着经济的快速发展，在交通运输方面，我国出现了多条的高速公路和高速铁路。为适应交通运输的高速发展和高速运输条件下对移动通信网络信号覆盖的需求，在高速公路和高速铁路的道路周围部署了大量的基站。这些基站实现信号覆盖的方式有三种，如图1所示：第一种是单信元单天线覆盖；第二种是双信元双天线覆盖；第三种是单信元双天线覆盖。

第一种信号覆盖的方式是指：对沿着同一方向(如应用在高速公路和高铁时的道路方向)设置的基站，在基站上安装单通道的信号传输设备的信号覆盖方式，其中，相邻基站上安装的单通道信号传输设备在基站的同一侧。在第一种信号覆盖的方式下，每一个基站对指定方向且设定距离内的空间实现信号覆盖，这样虽然可节省网络设备硬件成本，但是单信元单天线覆盖方式只能实现单方向的信号覆盖，构成一个信号覆盖区，对于在高速公路和高速铁路中行驶的车辆内的移动终端来说，若使用移动通信网络进行语音业务时，会出现语音业务在基站间频繁切换的情形，导致语音业务质量差，进而影响用户体验。

同时基站在输出下行信号时，输出信号的功率会受到信号传输设备中功率放大器的额定输出功率大小的限制，导致在下行信号经过放大操作后的输出功率超过功率放大器的额定功率时，只能输出所述额定功率，而不能输出下行信号实际放大后的输出功率。

如图2(a)所示，为单通道基站设备射频处理原理图，工作原理为：信号传送单元TX接收下行信号，并将该下行信号传输给功率放大器PA，PA对接收到的下行信号进行功率放大操作后通过天线输出，假设功率放大器PA的放大倍数为100倍，额定输出功率为100W，则当所述信号传送单元TX接收到的下行信号的功率为0.5W时，经功率放大器放大操作后，输出信号的功率为50W；当所述信号传送单元TX接收到的下行信号的功率为1W时，经功率放大器放大操作后，输出信号的功率为100W；当所述信号传送单元TX接收到的下行信号的功率为1.5W时，经功率放大器放大操作后的输出功率为150W，由于实际的输出功率超过功率放大器的额定输出功率，因此，最终输出的下行信号功率为100W。

第二种信号覆盖的方式是指：对沿着同一方向(如应用在高速公路和高铁时的道路方向)设置的基站，在基站上安装双信元双天线(即两台单通道或者一台双通道)的信号传输设备的信号覆盖方式，使得每一个基站可在两个方向上实现信号的覆盖，构成两个信号覆盖区。

相对于第一种信号覆盖方式来说，可以减少基站部署的数量，增加基站的信号覆盖空间，对于在高速公路和高速铁路中行驶的车辆内的移动终端来说，在利用移动通信网络进行语音业务时，可减少语音业务在基站间切换的次数；但是该种信号覆盖方式对载波容量要求比较高，并且同时采用两台单通道信号传输设备或一台双通道信号传输设备，基站建设成本较高。此外，该种方式输出信号的功率同样受到号传输设备中功率放大器额定输出功率大小的限制。如图2(b)所示，为双通道基站设备射频处理原理图，从图2(b)中可知，第一信号传送单元TX1接收第一下行信号，并将该下行信号传输给功率放大器PA1，PA1对接收到的第一下行信号进行功率放大操作后通过第一天线输出；同理第二信号传送单元TX2接收第二下行信号，并将该下行信号传输给功率放大器PA2，PA2对接收到的第二下行信号进行功率放大操作后通过第二天线输出，与图2(a)单通道基站设备对一个下行信号进行功率放大后输出的原理是一样的，同样会受到功率放大器额定输出功率大小的限制。

第三种信号覆盖方式是指：对沿着同一方向(如应用在高速公路和高铁时的道路方向)设置的基站，在基站上安装单信元双天线(即两个单通道或者一个双通道设备)的信号传输设备的信号覆盖方式，相对于第一种方式，实现了每个基站在单信元下与道路平行的两侧的信号覆盖，构成两个信号覆盖区，增加基站的信号覆盖空间；相对于第二种方式，载波容量和成本消耗较低。但是在本方式下，每一个信号传输设备在信号输出时的功率仅是第二种方式输出功率的一半，使得信号覆盖范围较小，同时基站在输出下行信号时，输出信号的功率会受到信号传输设备中功率放大器的额定输出功率大小的限制，其原因与第一、二种信号覆盖方式下的原因相同。