[发明专利]一种在车厢内放大信号的方法及车载直放站

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域中的高速道路的信号覆盖技术领域，尤其涉及一种在车厢内放大信号的方法及车载直放站。

背景技术

目前，针对高速道路信号覆盖技术中，由于高速列车速度快、密闭性好的特点，其对网络质量的影响主要有以下因素：

第一方面：车体密闭性好造成信号进入车厢内时额外的穿透损耗增加，具体增加量与不同的车型相关，例如，现有的一种CRH1型列车穿透损耗为14dB，一些新型全封闭车厢对信号的衰耗甚至会超过24dB以上。

第二方面：高速运行造成小区切换边缘信号强度提高，根据典型传播模型计算，切换边缘信号强度要求达到-62dBm(车体外)。

第三方面：由于高速列车运行速度更快，其穿越相邻小区的切换区域的时间更短，所以，对相邻小区的切换区域的长度要求更高，例如，以目前高速列车的速度和小区切换的时间要求，一般要达到700米。

目前，对于高速道路信号覆盖，以高速铁路为例，大多采用城乡基站兼顾铁路沿线基站覆盖的形式，在低速情况下可以满足覆盖要求，但提速后由于上述因素的存在，往往不能满足要求，主要表现为：

第一方面：覆盖深度达不到要求，无法达到切换边缘信号强度-62dBm(车体外)的要求。

第二方面：小区重选和切换混乱，由于切换区域的长度不够，小区重选和切换滞后于信号衰减速度，造成无法占用最强信号，进一步恶化了覆盖效果。

针对高速道路信号覆盖的上述特点，网络必须实现深度覆盖才能保证网络质量。目前手段包括专网覆盖与现网调整。

现网调整包括现网小区天线调整，功率调整，增删站址调整，和高速道路沿线直放站使用等手段。

专网覆盖是指：

第一：专网信号只覆盖高速道路，不覆盖周边区域，要求对信号有很好的控制，尽量避免对外围区域的泄露；

第二：专网可看成是独立网络，通过小区的邻区设置，只在车站区域设立专网与大网的出入口，高速道路覆盖范围内专网小区不设大网邻区，不与大网小区进行重选和切换，所有切换和重选只在专网内部进行；而现网调整虽然减少与外网邻区关系，但一般还保留与大网小区的主要相邻关系；

第三：专网完全不吸收大网业务，只吸收行驶在高速道路的列车上的业务；而现网调整在一定程度上还需要吸收周边大网的业务。

与现网调整对比，专网覆盖的技术特点为：

专网覆盖的优点：

第一：专网结构有唯一的重选和切换序列，信号更简洁，所以重选和切换更顺畅，因此专网结构能更好地使用列车的进一步提速；

第二：专网结构完全不吸收大网业务，因此只需要配置较少量的载波，频率设计也较容易。

专网覆盖的问题：

第一：专网结构只在车站区域设有与大网的出入口，如果在车站不能进入专网小区，则在列车运行期间移动终端将很难进入专网，造成长时间信号质量差的问题；

第二：专网对覆盖质量要求更高，如果移动终端在专网中一旦脱网(如掉话等)，则重新进入专网将比较困难，造成长时间信号质量差；

第三：如果高速道路外围移动终端选择了专网信号，那么该移动终端离开高速道路覆盖范围时，由于专网不设有大网相邻关系，会出现脱网和掉话现象。

针对上述现网调整和专网覆盖存在的问题，现有技术中提出了车载直放站技术，即在高速列车的车厢内安置直放站，车载直放站可以放大从附近网络接收到的信号，其主要特点包括：

具有动态增益控制功能，可以根据下行信号测量，自动调整车载直放站上/下行增益，且上行增益随下行增益控制，以避免系统在增益过大时产生过高的上行噪声，降低沿线基站系统的接收灵敏度；根据高速列车的移动特点快速调整上/下行增益，使车内无线信号相对平稳。

车载直放站技术，将信号在车厢内放大，节能、环保、低干扰，且提高了车厢内的信号强度。

对于上述现网调整、专网覆盖和车载直放站技术，主要存在如下问题：

第一、电磁波从天线发出后，被接收机接收使用的部分成为有用的信号，没被使用的部分对其他接收机来说就造成了干扰。高速列车车厢的特殊结构使其具有高的穿透损耗，且随着车速越高，车厢封闭性越好，穿透损耗也就越大。如果采用车厢外基站(含直放站)覆盖车厢内移动终端的做法，必然要求使用非常大的基站功率发射才能满足覆盖和切换要求，除了节能环保因素外，在车厢外的高强度信号会对高速道路沿线的电磁环境造成非常大的干扰。且通常这些基站使用专门的频率，造成频率资源的浪费。