CN103179587A - 基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站，包括边漫天馈系统和边界天馈系统，其中，边漫天馈系统包括边漫天线，其下倾角与边漫天线的高度和边漫区域的覆盖半径相关；边界天馈系统包括射频拉远单元和边界天线，射频拉远单元的输入端通过光纤与边界区域中最邻近边漫区域的基站中的基带单元的输出端相连，射频拉远单元的输出端与边界天线相连；边界天线的下倾角与边界天线的高度和边界区域的覆盖半径相关，边界天线的上仰角与边界天线的高度和边漫区域的覆盖半径相关；边界天线与边漫天线在垂直方向上呈180度隔离，并且边界天线设置在边漫天线上方，边界天线的方位角与边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于边界天线的主波瓣宽度与边漫天线的主波瓣宽度之和的一半。

Description

基站

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别地，涉及一种基站。

背景技术

行政边界地区是指处于行政区划交界处的不同地市之间的区域，其无线信号网络覆盖的边界无法与行政区域的边界完全一致，基站信号出现信号交叉覆盖现象。当移动用户在一个行政区域的边界进行通话时，若两个基站在边界地区的信号强弱不同，由于可能会使用了相邻行政区域的基站信号，用户终端在未出本市边界的情况下因占用外地市的基站信号而产生边界漫游现象，从而产生该用户终端的漫游话单，给用户带来极大的不便与不满。

解决该类问题的通常做法是：在相邻两地市的边界区域新建基站，这样就会出现一个边界小镇由两个隶属于不同行政区域的基站来分层覆盖，造成了资源浪费，如果应用于全国各地，这样将造成很大的资源浪费。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种基站，能够避免行政区划交界处的用户终端在本地出现漫游现象。

根据本发明的一方面，提出了一种基站，部署在边漫区域中，包括边漫天馈系统和边界天馈系统，其中，边漫天馈系统包括边漫天线，边漫天线的下倾角与边漫天线的高度和边漫区域的覆盖半径相关；边界天馈系统包括射频拉远单元和边界天线，射频拉远单元的输入端通过光纤与部署在边界区域中最邻近边漫区域的一个基站中的基带单元的输出端相连，射频拉远单元的输出端与边界天线相连；边界天线的下倾角与边界天线的高度和边界区域的覆盖半径相关，边界天线的上仰角与边界天线的高度和边漫区域的覆盖半径相关；边界天线与边漫天线在垂直方向上呈180度隔离，并且边界天线设置在边漫天线上方，边界天线的方位角与边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于边界天线的主波瓣宽度与边漫天线的主波瓣宽度之和的一半。

本发明提供的基站，通过调整边漫天线的下倾角、边界天线的方位角、上仰角与下倾角来控制边漫天线与边界天线的信号发射方向，使得用户终端在本地检测到的本地导频信号的强度高于跨行政区域的邻区的导频信号的强度，从而防止用户在本地出现漫游现象。此外，本发明充分利用现有资源、投资少，避免了不必要的浪费。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：

图1是本发明应用场景示意图。

图2是本发明基站的一个实施例的结构示意图。

图3是本发明基站的另一实施例的结构示意图。

图4是本发明边漫天线下倾角示意图。

图5是本发明边界天线下倾角与上仰角示意图。

图6是本发明边漫天线方位角与边界天线方位角的水平隔离夹角俯视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

首先介绍下述实施例中将用到的一些基本概念。

本发明根据行政区域边界划分边界区域与边漫区域。如图1所示，将行政边界地区中一方本地信号较弱的地区定义为边界区域，将跨行政区域的与边界区域邻近的另一地区定义为边漫区域。边漫区域设置有边漫基站，边漫基站上设置有一套边漫天馈系统，将该边漫天馈系统中的天线定义为边漫天线；将边界区域中与边漫区域相距最近的基站定义为邻近基站。当用户处于行政边界附近的边界区域时，由于用户本地的邻近基站信号较边漫基站信号弱，所以此时用户会出现漫游现象。为了解决该问题，本发明设计了下述实施例。

图2是本发明基站的一个实施例的结构示意图。

如图2所示，该实施例中的基站200部署在边漫区域中，可以包括：边漫天馈系统202和边界天馈系统204，其中，

边漫天馈系统202包括边漫天线2022，边漫天线的下倾角与边漫天线的高度和边漫区域的覆盖半径相关；基于该种方式设置边漫天线后可以保证边漫天线不受边界天线的影响，仍能很好地覆盖本区域；

边界天馈204系统包括射频拉远单元2042和边界天线2044，射频拉远单元的输入端通过光纤与部署在边界区域中最邻近边漫区域的一个基站中的基带单元的输出端相连，射频拉远单元的输出端与边界天线相连，从而使得边界区域中的用户可以与边漫区域中的用户共享同一个基站，在很大程度上避免了资源的浪费，其中，边界天线为高增益天线，其增益介于15dB与17dB之间；

边界天线的下倾角与边界天线的高度和边界区域的覆盖半径相关，以确保有效地覆盖边界区域中的用户，边界天线的上仰角与边界天线的高度和边漫区域的覆盖半径相关，以制造“塔下黑”现象，防止对边漫区域中的用户造成干扰，这样虽然实现了基站共享，但新增的边界天馈系统并不会影响原有的边漫区域的用户使用情况；

边界天线与边漫天线在垂直方向上呈180度隔离，并且边界天线设置在边漫天线上方，边界天线的方位角与边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于边界天线的主波瓣宽度与边漫天线的主波瓣宽度之和的一半，一般情况下，边界天线的方位角与边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于90度，其中，边界天线的主波瓣宽度与边界区域的形状相关，如果边界区域较宽广，则设置天线参数以获取较宽的主波瓣，例如，65度，如果边界区域较狭长，则设置天线参数以获取较窄的主波瓣，例如，40度。

该实施例通过调整边漫天线的下倾角、边界天线的方位角、上仰角与下倾角来控制边漫天线与边界天线的信号发射方向，使得用户终端在本地检测到的本地导频信号的强度高于跨行政区域的邻区的导频信号的强度，从而防止用户在本地出现漫游现象。此外，本发明充分利用现有资源、投资少，避免了不必要的浪费。

图3是本发明基站的另一实施例的结构示意图。

如图3所示，与图2中的实施例相比，该实施例的基站300还可以包括：

参数设置单元302，分别与边漫天馈系统和边界天馈系统相连，用于设置边界区域的小区最大发射功率、边漫区域的小区最大发射功率以及边界天线发射的开销信号的功率。

在波瓣变形的情况下，采用图2所示的实施例可能不能完全避免在本地发生漫游的问题，通过该实施例对发射功率的调整可以解决波瓣变形等因素引起的漫游问题。

经过上述对天线方位角、下倾角与上仰角的设置，以及在某些情况下对下行发射功率的调整，使得边界区域内的用户测得的边界区域中的导频信号比测得的边漫区域中的导频信号的接收功率高3-7dB，边漫区域内的用户测得的边漫区域中的导频信号比测得的边界区域中的导频信号的接收功率高3-7dB，从而当用户在边界区域内时，该边界区域内的导频信号起主导作用，因而不会产生漫游到边漫区域的问题，同理，当用户在边漫区域内时，该边漫区域内的导频信号起主导作用，因而不会产生漫游到边界区域的问题。

接下来，通过另一实施例对本发明的基站作进一步的介绍。

(1)首先在边界区域中选定一个与边漫区域最近的邻近基站，该基站包括BBU(Base Band Unit，基带单元)，再设置一个RRU(RemoteRF Unit，射频拉远单元)，通过光纤将该RRU的输入端与该邻近基站中的BBU的输出端相连；该RRU与邻近基站中的BBU共同组成一个分布式基站；

(2)边漫基站本身就设置有一套边漫天馈系统，该系统中包括边漫天线，服务于边漫区域中的用户，再在边漫基站上增设一套边界天馈系统，将新设的边界天馈系统中的天线定义为边界天线，RRU的输出端与边界天馈系统中的边界天线的输入端之间通过跳线连接，通过上述新增的边界天馈系统使得边界天线发射的本地信号能够覆盖邻近边漫区域的边界区域；

(3)设置边漫天线的下倾角，使得边漫天线能够覆盖边漫区域6，如图4所示，将边漫天线2设置在铁塔3的下层平台上，为包含带下旁瓣零填充的定向天线以防止边漫天线所覆盖区域6中出现塔下黑现象，也可以利用电调天线通过调整主波瓣的方向来避免塔下黑现象，边漫天线的天线高度为H1，边漫天线的小区覆盖半径为D1，因此，边漫天线的下倾角 $\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{D1}{H1}\right);$

(4)设置边界天线的下倾角和上仰角，以使边界天线能够有效地覆盖边界区域5，如图5所示，将边界天线1设置在铁塔3的上层平台上，为工作于CDMA 800MHz频段的带上旁瓣抑制但不含带下旁瓣零填充的定向天线，该天线为高增益天线，主波瓣宽度可以为65°，以更好地满足对远端边界区域的信号覆盖要求，进一步地，边界天线的主波瓣宽度还可以为40°，以适用于狭长的边界区域，由于天线波瓣较窄，增益可达21dBi，能够满足对远端边界区域的全面信号覆盖要求，边界天线的天线高度为H2，边漫小区的覆盖半径为D1，因此，边界天线的上仰角

在计算上仰角时考虑到边漫小区的覆盖半径是为了使边界天线在边漫天线的覆盖范围7内形成塔下黑，以避免边界天线对边漫区域中用户的影响，边界天线的下倾角

其中，H3为边界天线的高度，近似等于H2，D3为边界区域的覆盖半径，边漫区域与边界区域之间的行政划分通过虚线4示出；

(5)设置边界天线与边漫天线，如图6所示，边界天线1的方位角与边漫天线2的方位角的水平隔离夹角A(边界天线的中心至塔中心与边漫天线的中心至塔中心之间的夹角)大于边界天线的主波瓣宽度与边漫天线的主波瓣宽度之和的一半，可选地，边界天线的方位角与边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于90度，垂直隔离夹角为180度；

(6)以CDMA为例，由于CDMA手机判断用户是处于边漫区域还是边界区域时主要依据的是导频信号的功率，因此在按上述方法设置边界天线与边漫天线后如能不能完全客户本地漫游问题，可以调整边界区域的小区最大发射功率、调整边漫区域的小区最大发射功率、调整边界天线发射的导频信号的功率、同步信号的功率以及寻呼信号的功率，从而改变共享基站(即，边漫基站)上的两套发射设备(即，边漫天馈系统和边界天馈系统)的导频信号的发射功率，以实现对目标区域的覆盖；

(7)经过上述设置与调整，在边界区域内用户终端获得的本地导频激活集比较门限比所测得的边漫区域的导频激活集比较门限大3dB-7dB；且在边漫区域内用户终端获得的本地导频激活集比较门限比所测得的边界区域的导频激活集比较门限大3dB-7dB，使得边漫天线覆盖在边漫区域内的信号加强，减少越区信号，并且通过增大边漫天线的下倾角避免了边漫天线下方边漫区域内出现塔下黑现象，而且边界天线信号能够覆盖边界地区。

采用以上控制边界漫游信号的方法，通过调整边界天线与边漫天线的下倾角与方位、边界天线的上仰角以及前向功率等参数来控制导频信号的方向与强度，要求一方本地网的主导频比较门限要大于3dB小于7dB，从而使得边漫和边界两地信号导频形成单导频主导，减少乒乓切换效应，控制漫游。

边漫基站上原有的边漫天馈系统用于对边漫区域的本地信号的覆盖，通过调整天线的物理特性，增强边漫区域的场镇的信号强度，杜绝漫游信号的干扰。而通过在与边界区域临近的边漫基站上新设一套边界天馈系统，该边界天馈系统的边界天线通过拉远设备与边界区域的临近基站的基带单元连接，实现对远距离的边界区域的信号覆盖。本发明对一个边漫基站分别安装两套天馈系统，将边漫基站上的边界天线位置设置在较高的位置，使其与边漫基站的天线下方的边漫区域垂直落差大，并通过调整天线的物理特性来对覆盖信号的波瓣进行内外层分层覆盖，使位于边漫基站上的边界天线实现对远端的边界区域的信号覆盖，而边界天线对边漫基站下方的边漫区域形成“塔下黑”现象，对边漫区域的信号覆盖呈现盲点和空洞，减少信号覆盖，即可减少对共享基站的漫游信号影响，从而达到控制漫游的作用，减少边界区域漫游信号问题。

接下来，以自贡市与宜宾交界的一个边界小镇—孔滩基站共享模式下的码分多址边漫信号覆盖的解决方案和系统为例进行说明。

孔滩镇地处两市(自贡市与宜宾市)的结合处，宜宾与自贡的边界线将该镇一分为二，孔滩镇属于宜宾地区的部分(即，边漫区域)建有电信孔滩基站(即，边漫基站)，该镇属于自贡行政区域的部分为自贡和平村(即，边界区域)，没有建立电信基站。用户在自贡和平村边界区域内时主要接收的是宜宾信号，长期以来自贡和平村用户漫游、掉话、3G上网不稳定等投诉较大。为了提升电信用户的感知，解决自贡和平村的漫游及弱覆盖问题，采用了基于基站共享模式下的CDMA边漫信号覆盖解决方案，具体解决方案如下：

(1)向中国电信宜宾分公司提交共享边界基站站址资源申请。

(2)孔滩基站上包括一套宜宾孔滩天馈系统，该系统的天线定义为宜宾天线，再在孔滩基站上新安装一台RRU40W设备和一套自贡天馈系统，RRU设备包括功放、低噪声放大单元、射频单元以及中频单元。自贡天馈系统中包括双极化65度电调天线1面，将该天线定义为自贡天线，RRU光纤拉远设备通过跳线与自贡天线连接。

(3)从与自贡和平村最近的隶属于中国电信自贡分公司的中和基站BBU基带单元连接一条光缆到宜宾孔滩基站，并与孔滩基站上新安装的RRU设备连接，组成RRU光纤拉远设备。

(4)调整宜宾孔滩天馈系统的方位角和下倾角以及发射功率等参数，减少朝向自贡方向的越区信号，具体调整方法如下：

(A)发射功率调整

宜宾区域内的孔滩基站的小区最大发射功率：宜宾天线的A小区由18W提高到22W，宜宾天线的B小区由17W提高到24W，以保障宜宾信号在基站区域场镇内产生主导，避免漫游；将中和基站的小区最大发射功率调整到15W；调整自贡天线的发射参数：例如，导频信号的发射功率从小区总功率的17.78％调整到22.39％，同步信号的发射功率从小区总功率的1.78％调整到2.24％，寻呼信号的发射功率从小区总功率的12.59％调整到15.85％。

(B)RF优化调整：根据宜宾天线的覆盖半径以及宜宾天线的高度，将宜宾天线A小区下倾角调整到9度，宜宾天线B小区下倾角由4度调整到9度，根据自贡天线的高度和自贡天线的覆盖半径将自贡天线的下倾角调整到3度，宜宾天线下倾角与自贡天线下倾角保持6度的落差；

(C)天线的方位角设计：自贡天线与宜宾天线垂直隔离，不能放置在同一个平台上，满足180度的垂直隔离夹角；宜宾孔滩基站的A小区为350度，B小区为170度，自贡天线单小区在80度的位置，水平方位角隔离为90度，保证了自贡天线与宜宾天线A\B小区的90度夹角。

采用上述方案对边漫天线和边界天线进行部署后，对实施效果进行DT(Drive Test)和CQT(Call Quality Test)测试，测试数据包括实施本发明方法前测试的数据以及实施本发明方法后测试的数据)：

(1)交界处宜宾界内

实施本发明方法前测试的地点A的数据：孔滩镇大众饭馆(宜宾界内)，RX：在-81dB左右(手机信号三格)，主要接收信号为宜宾信号，PN207导频的强度为-8.5dB。

实施本发明方法后测试的地点A的数据：孔滩镇大众饭馆(宜宾界内)，RX：在-59dB左右(手机信号在满格)，PN207导频的强度为-5dB，TX为-33.25dB，表明该区域通话质量和覆盖都较好。

对测试地点A的导频情况分析：主要接收信号为宜宾导频信号，PN207导频的强度为-5dB、自贡的导频信号PN363的强度在-12.5dB。在测试手机的激活集内宜宾的导频信号高于自贡的导频信号比较门限强度7dB，因此宜宾信号在边漫区域形成主导。

实施本发明方法前测试的地点B的数据：孔滩镇三才茶楼(宜宾界内)，RX：在-63dB左右(手机信号满格)，主要接收信号为宜宾信号，PN207导频的强度为-5.5dB。

实施本发明方法后测试的地点B的数据：孔滩镇三才茶楼(宜宾界内)，RX：在-59dB左右(手机信号在满格)。宜宾信号PN207导频的强度为-6dB、FER(帧误码率)为0、TX为-44.25dB，表明该区域通话质量和覆盖都较好。

对测试地点B的导频情况分析：主要接收信号为宜宾信号，PN207导频的强度为-6dB、自贡PN363导频的强度为-13dB。宜宾的导频信号PN207高于自贡的导频信号PN363的比较门限强度7dB左右，因此宜宾信号在边漫区域形成主导。

孔滩镇街道(宜宾界内)DT测试情况表明：实施本发明前后街道的覆盖由RX的-78dB提升到-65dB左右，增强了宜宾的导频信号，PN207在边界区域的主导频在-5dB左右，而自贡边漫信号PN363在孔滩街道区域(宜宾界内)的强度为-12dB，两者的比较门限为7dB左右。因此，符合边漫区域内客户终端获得的边漫信号的导频激活集比较门限大于所测得的边界区域信号的导频激活集比较门限3dB-7dB，所以孔滩镇上(宜宾界内)导频的主导信号仍然为宜宾孔滩PN207。

(2)交界处自贡界内

实施本发明方法前测试的地点C的数据：富顺和平村(自贡界内)，RX：在-88dB左右(手机信号两格)，主要接收信号为宜宾信号，PN207导频的强度-7dB、自贡富全PN270导频的强度-14dB，因此边界区域主要接收的是宜宾的漫游信号。

实施本发明方法后测试的地点C的数据：富顺和平村(自贡界内)，RX：在-75dB左右(手机信号在满格)，自贡信号PN363导频的强度为-6dB、宜宾信号PN207导频的强度在-13dB，表明该区域通话质量和覆盖较实施本发明前均有提高。

通过对用户投诉区域—自贡边界区域测试表明：在自贡边界区域，测试终端激活集内主要接收信号为自贡信号，PN363导频的强度为-6dB、宜宾PN207导频的强度在-13dB。自贡的导频信号高于宜宾的导频信号比较门限7dB，因此，自贡信号在边界区域形成主导。因此，符合边界区域内客户终端获得的本地信号的导频激活集比较门限大于所测得的边漫信号的导频激活集比较门限3dB-7dB，所以富顺和平村信号以(自贡界内)自贡导频信号PN363为主导。

实施本发明前后的自贡界内区域RX的接收功率由17％提升到24％，自贡界内本地信号PN363的覆盖范围(自贡PN363导频强度高于宜宾PN207的激活集比较门限3dB-7dB)由56.4％增强到了85％，提高了自贡界内的信号覆盖，明显改善了用户投诉区域的漫游问题。

综上所述，在行政交界区域内，宜宾界内本地电信信号没有受到自贡电信信号的影响，而在自贡界内也解决了自贡本地信号的弱覆盖问题，改善了自贡用户在本地出现漫游的现象。而且通过基站共享的模式，也极大的节约了投资成本，同时本发明也是快速解决边界区域覆盖问题的有效方式，它在四川边界区域的实践中得到了充分的验证。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同和相似的部分可以相互参见。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处可以参见方法实施例部分的说明。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种基站，部署在边漫区域中，其特征在于，包括边漫天馈系统和边界天馈系统，其中，

所述边漫天馈系统包括边漫天线，所述边漫天线的下倾角与所述边漫天线的高度和所述边漫区域的覆盖半径相关；

所述边界天馈系统包括射频拉远单元和边界天线，所述射频拉远单元的输入端通过光纤与部署在边界区域中最邻近所述边漫区域的一个基站中的基带单元的输出端相连，所述射频拉远单元的输出端与所述边界天线相连；

所述边界天线的下倾角与所述边界天线的高度和所述边界区域的覆盖半径相关，所述边界天线的上仰角与所述边界天线的高度和所述边漫区域的覆盖半径相关；

所述边界天线与所述边漫天线在垂直方向上呈180度隔离，并且所述边界天线设置在所述边漫天线上方，所述边界天线的方位角与所述边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于所述边界天线的主波瓣宽度与所述边漫天线的主波瓣宽度之和的一半。

2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：

参数设置单元，分别与所述边漫天馈系统和所述边界天馈系统相连，用于设置所述边界区域的小区最大发射功率、所述边漫区域的小区最大发射功率以及所述边界天线发射的开销信号的功率。

3.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述边界天线的主波瓣宽度与所述边界区域的形状相关。

4.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述边界天线的主波瓣宽度为65度或40度。

5.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述边界天线的方位角与所述边漫天线的方位角的水平隔离夹角大于90度。

6.根据权利要求2所述的基站，其特征在于，所述边界天线发射的开销信号包括导频信号、同步信号和寻呼信号。

7.根据权利要求2所述的基站，其特征在于，所述参数设置单元设置所述边界区域的小区最大发射功率、所述边漫区域的小区最大发射功率以及所述边界天线发射的开销信号的功率，以使所述边界区域内的用户测得的所述边界区域中的导频信号比测得的所述边漫区域中的导频信号的接收功率高3dB-7dB。

8.根据权利要求2或7所述的基站，其特征在于，所述参数设置单元设置所述边界区域的小区最大发射功率、所述边漫区域的小区最大发射功率以及所述边界天线发射的开销信号的功率，以使所述边漫区域内的用户测得的所述边漫区域中的导频信号比测得的所述边界区域中的导频信号的接收功率高3dB-7dB。

9.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述边界天线的增益介于15dB与17dB之间。

10.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，根据行政区域边界划分所述边界区域与所述边漫区域。

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