[发明专利]用于轨道交通的单频网信号线型覆盖方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电信技术领域的信号覆盖方法，特别是一种用于轨道交通的单频网信号线型覆盖方法。

背景技术

随着数字技术日新月异的发展，广播电视领域正面临着一场新的革命，与广播电视技术相关的各个领域都在向数字化方向高速发展。数字电视技术的迅速发展使得在高速移动环境中收看稳定的数字广播节目成为可能。近年来，随着铁路的大幅扩容和提速，选择火车出行成为越来越多群众的选择，然而由于目前还没有建成用于轨道交通的数字广播覆盖网，分布在铁轨上的数千辆列车成为数字广播覆盖的盲区，每天乘坐列车的数百万乘客们在漫长乏味的旅途中无法收看数字广播节目，这与目前发达的信息技术产业形成巨大的反差；因此解决包括铁路在内的轨道交通领域内的广播信号覆盖问题成为当务之急。

数字广播单频网技术(SFN)是用于轨道交通的数字广播覆盖网的最佳技术，在设计轨道交通单频网信号覆盖中主要需解决以下两个问题：1)保证SFN交叠区的覆盖效果；2)在1)的前提下有效利用功率对目标覆盖区域进行功率覆盖；所谓交叠区是指在单频网覆盖条件下，收到两个(或以上)基站信号，且两个(或以上)信号场强差值小于某个给定范围或值(设为X)的被覆盖区域。交叠区通常是覆盖场强较小的地域，而接收机在交叠区工作时，解调器工作在强多径的环境中(两个或多个基站的发射信号互为多径)，会有额外的信噪比恶化。

经对现有技术的文献检索发现，文献“Single Frequency Networks in DTV”(IEEE Transactions on Broadcasting，Vol.51，No.4，December 2005)对地面电视单频组网方法进行了研究和分析，并提出了解决覆盖问题的若干设计经验、方法和准则，这些覆盖方法通常应用于城市、郊区的地面电视SFN设计，无线覆盖的目标区域为圆形或称之为面状覆盖。由于轨道交通覆盖的目标区域为沿轨道的条型或称之为线型区域，因此前述的针对面状覆盖的SFN覆盖设计方法和准则不适用于轨道交通的线型区域的覆盖目标；检索中还发现，专利“用于公路无线覆盖的天线配置方法”(专利申请号200410080166.5)公开了一种在无线通信系统领域中用于公路无线覆盖的天线配置方法，该方法利用被覆盖区域的条状特性，采用两个定向天线进行相反方向的覆盖，从而可以有效提高功率的利用效率，该方法思路对轨道交通SFN覆盖设计具有一定的参考意义，但本质上该方法的应用背景不是SFN，因此没有考虑单频网交叠区对覆盖设计的特殊要求，覆盖区内的接收机的信噪比不仅取决于接收机收到的信号场强，还和覆盖交叠区带来的信噪比恶化相关，而在交叠区由于距离两端的发射机都较远，信号场强在整个覆盖区中是最低的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于轨道交通的单频网信号线型覆盖方法，使其解决轨道交通类的单频网信号交叠区造成信噪比恶化，同时交叠区场强在覆盖区内通常是最低的问题，克服了轨道交通类单频网信号交叠区对信号覆盖设计的影响，大大提高系统链路设计指标。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出“交叠区反向位移”思想，实现轨道交通类的单频网覆盖设计，具体包括如下步骤：

1)在接收机中采用两个定向天线和两个解调器进行信号接收和解调，对于每个定向接收天线来说，交叠区向天线主瓣方向的反方向进行移动；

接收机中，两个定向接收天线分别将接收到的信号馈送给两个解调器；两个解调器将各自解调输出的信息输入到分集合并装置；分集合并装置通过选择合并算法输出最佳信号。

两个定向接收天线，其前后比参数R，选择尽可能大的值。

所述参数R，当R大于交叠区场强差值X时，则不存在交叠区。

2)接收机对解调后两路信号通过选择合并算法进行合并，达到消除交叠区的目的；

3)每个基站的发送天线采用两个定向天线指向目标覆盖区进行单频网信号发射；

4)对轨道交通类的单频网覆盖进行线型覆盖建模，并在此模型基础上对发送天线参数主瓣宽度θ和天线指向角φ配置。

对发送天线参数配置，包括以下步骤：

1)以θ，φ为参变量，以l为自变量，得到相邻的两个基站覆盖区间内第一定向接收天线接收到的场强为E_r1(l；θ，φ)，第二定向接收天线接收到的场强为E_r2(l；θ，φ)；