[发明专利]无线覆盖整体解决方案

说明书

【技术领域】

本发明涉及移动通信的无线网络覆盖优化领域，尤其涉及一种无多普勒频移中继装置和相应的中继方法，进而提出一种高速列车无线覆盖系统、方案，以适用于高速移动载体上的移动通信应用。

【技术背景】

在高速铁路移动通信环境中，若采用基站对铁路区域直接进行无线覆盖，为了避免频繁的越区切换，每个基站的覆盖半径需要达到十公里以上，对于线状的铁路区域来说，这种基站直接覆盖方式的效率很低。为了提高覆盖效率，可以采用基站加射频拉远单元的方式实现无线覆盖。一个基站可以配置多个射频拉远单元，沿铁路一字排开。相对于基站的覆盖半径而言，每个射频拉远单元的覆盖半径都不大，因此可以很容易实现对十公里以上的线状铁路区域的有效覆盖。

由于一个基站配置了多个射频拉远单元，因此在两个射频拉远单元的重叠覆盖区中，列车车厢内的移动台将收到来自两个不同方向射频拉远单元发送的同一个基站的信号。如果移动台无法区分这两个方向的信号，那么这两个信号相互之间便构成了人为的多径干扰，使通信质量严重下降。(注：在以基站加射频拉远单元覆盖的高速铁路移动通信环境中，信号从射频拉远单元到列车之间有很强的直达路径，因此自然多径干扰要比人为多径干扰弱得多，故这里主要考虑人为多径干扰。)

假设移动台可以区分这两个方向的人为多径信号，那么就可以使用多径分集合并的方法来利用这些信号。由于在高速移动的环境下，这两个方向的信号都引入了很大的多普勒频移，且频移的方向相反，因此在合并之前需要分别消除这两个方向信号各自的多普勒频移。

综上所述，为了提高高速铁路移动通信环境中通信的质量，需要有效地解决以下问题，即：

1、区分不同方向的信号。

2、消除不同方向信号各自的多普勒频移。

3、合并不同方向的信号，从而消除人为多径干扰。

为了消除多普勒频移，提高高速移动交通工具中移动台与固定基站或射频拉远单元之间的通信质量，有如下方式可供参考：

其一是在基站中引入多普勒频移校正功能，这种方式中，基站需要面对多个不同移动方向和移动速率的移动台，因此需要针对不同移动台多普勒频移的方向和大小分别进行跟踪和抵消，实现起来较为复杂；

其二是在移动台中引入多普勒频移校正功能，考虑到移动台的成本、体积、功耗、散热等因素，以及当移动台置于高速移动交通工具中被交通工具屏蔽作用所影响从而影响校正精度等，故其可行性相对不高；

再者，作为本发明被提出的基础，可以在交通工具上放置一个直放站作为中继装置，将固定基站或射频拉远单元的信号直放后对交通工具内部进行覆盖。此时，直放站相对于交通工具内部的移动台而言是静止或低速移动的，但是相对于基站或射频拉远单元而言却是高速移动的。

这种移动直放站与传统的固定直放站的根本区别就在于移动直放站需要具备区分信号、消除多普勒频移及合并信号的功能，为固定基站或射频拉远单元与高速移动交通工具中移动台之间的通信提供一个无多普勒频移的无线覆盖环境。其中消除多普勒频移功能的实现，是本发明的重点所在。

【发明内容】

与前述相呼应，本发明的首要目的就是要提供一种无多普勒频移中继装置，使由其实现中继的两端的设备间的信号能去除因高速移动或其它原因所产生的多普勒频率偏移因素，保证信号的正常通信质量。

本发明的另一目的在于提供一种无多普勒频移中继方法，在相互通信的信号路径中去除因高速移动或其它原因所引起的信号的多普勒频移，保障通信质量。

本发明的再一目的在于提供一种高速列车无线覆盖系统，使高速列车内的移动台与车外移动通信网络之间的信号实现无多普勒频移传输，保证移动台的通信质量。

本发明的再一目的在于提供一种高速列车无线覆盖方案，以图适用高铁发展的需要。

本发明最后一个目的在于提供一种多普勒频移跟踪单元，以实现本发明产品的通用性，便于标准化生产、安装和维护。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种多普勒频移跟踪单元，用于跟踪中继装置的因高速运动而引起的信号的多普勒频率偏移，该跟踪单元包括：

耦合器，用于在中继装置下行链路的射频前端中耦合出一路下行信号；

受控频率源，在校正单元的控制下产生包含下行正向多普勒频移因子的下行跟踪信号；

下变频通道，以受控频率源产生的下行跟踪信号的频率为基准，将下行信号进行下变频；

参考单元，用于产生一供校正单元参照的参考信号；